CCD-1 WP-1型平面光柵攝譜儀自動(dòng)上下料方案的研制

楊 盼， 王 嘯， 劉 澤

(湖北省地質(zhì)勘查裝備中心，湖北 武漢 430034)

發(fā)射光譜以交流電弧為激發(fā)光源測(cè)定地球化學(xué)樣品中的硼、錫、銀，目前已經(jīng)成為地球化學(xué)勘察樣品中多種分析方法配套方案中不可或缺的分析手段[1]。2014年11月湖北省地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心經(jīng)過研究論證將WP-1型平面光柵攝譜儀原有的相板盒的位置改為CCD裝置，實(shí)現(xiàn)了光電直讀，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的相板采集譜線信息[2]。但是設(shè)備仍然需要人員來完成上料卸料的工作，較為繁瑣且耗費(fèi)人力。湖北省地質(zhì)勘查裝備中心研究決定對(duì)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上下料功能。

1 改造方案簡(jiǎn)介

整個(gè)改造方案是給設(shè)備增加一個(gè)外部輔助設(shè)備，方案分為四個(gè)部分：機(jī)械結(jié)構(gòu)、傳感器、硬件電路、控制系統(tǒng)。

1.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)

機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

整個(gè)改進(jìn)方案中的動(dòng)作全部由機(jī)械結(jié)構(gòu)部分完成，采用步進(jìn)電機(jī)42HS03與伺服電機(jī)HG-KR13J作為動(dòng)力源，其中XYZ三軸機(jī)械臂負(fù)責(zé)所有上下電極的對(duì)位，移動(dòng)工作；下電極直接靜置在下電極插槽中；上電極放置在推料組件的料盒中，由推料組件逐根推出，方便機(jī)械臂夾取；上下電極的同心以及端面距離的調(diào)整均由機(jī)械臂在XYZ方向上的移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。

圖1 改造方案結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Structural sketch of renovation scheme1.XYZ三軸機(jī)械臂；2.推料組件；3.廢料回收盒；4.下電極插槽；5.反射光纖傳感器；6.對(duì)射光纖傳感器；7.直線模組光電開關(guān)。

1.1.1XYZ三軸機(jī)械臂

XYZ三軸機(jī)械臂結(jié)構(gòu)如圖2所示。

整個(gè)機(jī)械臂組件由4個(gè)直線模組(其中Z軸有兩個(gè)直線模組，分別控制上下夾爪)、一個(gè)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、兩個(gè)電動(dòng)夾爪組成。……