AT393512B

AT393512B - Verfahren und vorrichtung zum positionieren von plattenfoermigen gegenstaenden

Info

Publication number: AT393512B
Application number: AT113/88A
Authority: AT
Inventors: Matti Olavi Leiponen; Vaeinoe Ilmari Kylae-Heikkilae
Original assignee: Outokumpu Oy
Priority date: 1987-01-22
Filing date: 1988-01-21
Publication date: 1991-11-11
Also published as: DE3801871C2; FI870285A0; FI870285A; CA1298807C; US4894129A; ATA11388A; DE3801871A1

Description

AT393 512B

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Positionieren von plattenförmigen Gegenständen, wie plattenförmigen Elektroden, die bei der elektrolytischen Raffination angewendet werden, im wesentlichen automatisch in einer Behandlungsposition.

Bei elektrolytischen Raffinierverfahren werden große Mengen an Anoden und Kathoden zum Niederschlagen und Auflösen von Metallen verwendet. Diese Verfahren erfordern ein Überführen der plattenförmigen Elektroden, der Anoden und Kathoden, beispielsweise in Elektrolysetanks und aus diesen heraus. Gegenwärtig erfolgt der Transport und das chargenweise Einbringen der Elektroden in die Tanks mittels eines Werkzeuges, d. h. einer Lanze, die von dem Haken eines Brückenkranes hängt Dieses Werkzeug handhabt jeweils nur eine Tankladung einer entsprechenden Menge an Anoden oder Kathoden, obwohl Versuche zur gleichzeitigen Handhabung sowohl von Anoden als auch von Kathoden unternommen worden sind.

Beim Verfahren nach dem Stand der Technik ist das Absenken der Elektroden in die Tanks mühsam und erfordert eine hündische Steuerung der Lanze auf der Höhe des Tanks. Die in den Tank abzusenkenden Elektroden können leicht mit den dort bereits vorhandenen kollidieren, weil die Elektrodenabstände sehr klein und infolge des von Hand durchgeführten Arbeitsverfahrens auch unregelmäßig sind.

Kollisionen verursachen Schäden, insbesondere an den Anfangsplatten, was zu einer Erhöhung von Kurzschlüssen während der Elektrolyse führen kann. Darüber hinaus ist die Bewegung einzelner Elektrodenplatten in den Tanks von Hand aus zur korrekten Positionierung der Platten vollkommen unwirksam.

Bei elektrolytischen Raffinierverfahren können die Kosten durch eine im wesentlichen automatische Handhabung der Elektrodenplatten beträchtlich gesenkt werden. Das System einer automatisierten Arbeitsweise setzt jedoch voraus, daß eine genaue Positionierung des Kranes vorgenommen wird, welcher die Elektroden in den Tank absenkt. Die Anhaltegenauigkeit von üblichen Kränen mit Mikroprozessorsteuerung beträgt ± 10 bis 30 mm, was für ein automatisiertes chargenweises Einbringen der Elektroden nicht ausreicht. Wenn der Genauigkeitsgrad durch Verbesserung der Kran- und Kranbahnkonstruktionen angehoben werden soll, so sind die resultierenden Kosten sehr hoch.

Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Positionieren von plattenförmigen Gegenständen zu schaffen, welche einige der Nachteile des Standes der Technik vermeiden und es ermöglichen, die Positionierung von plattenförmigen Gegenständen im wesentlichen genau auszuführen, wobei der Genauigkeitsgrad sich vorteilhaft für eine automatisierte Arbeitsweise eignen soll. Die wesentlichen neuen Merkmale der Erfindung gehen aus den angeschlossenen Patentansprüchen hervor.

Wenn die Erfindung auf eine konventionelle Ladeeinrichtung angewendet wird, wie einen Brückenkran, ist das Ladeelement des Krans gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Greifvorrichtung ausgestattet, deren Position bezüglich der Ladeposition vorteilhaft einstellbar ist, z. B. bezüglich der Identifizierungsmarkierungen, die an den Elektrolysetanks vorgesehen sind. Da die Lage der Ladepositionen besonders bei Altanlagen sehr unregelmäßig sein kann, kann die Greifvorrichtung auf dem horizontalen Niveau im wesentlichen frei eingestellt werden, sowohl durch Drehen um eine Vertikalachse als auch durch lineare Bewegung in der Quer- und in der Längsrichtung. Überdies erfordern die Höhenänderung der Ladeelementbahnen und die Abweichungen des Gehäuses sowie mögliche Neigungen der Tanks zueinander im wesentlichen geringfügige Einstellungen und Korrekturen der Neigung der Greif vorrichtung.

Um die Position der Greifvorrichtung bezüglich der Ladeposition zu bestimmen, wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Meßelement an zumindest zwei Ecken des Gehäuses der Greifvorrichtung angeordnet, wobei das Meßelement vorteilhaft die an den entsprechenden Stellen der Ladeposition angebrachten Markierungen auf Grund der Form dieser Markierungen identifiziert Das Meßelement kann vorteilhaft beispielsweise optisch arbeiten, in welchem Fall eine vorteilhafte Bilderzeugungsgeschwindigkeit des Meßelementes zumindest 10 bis 30 Bilder/s beträgt Die Identifizierung kann jedoch auch beispielsweise elektronisch oder auf irgendeine andere entsprechende Weise durchgeführt werden. Um die Position der Greifvorrichtung genau zu definieren, während die Markierung teilweise verdeckt ist kann das Meßelement so ausgebildet sein, daß es beispielsweise die Koordinaten des Mittelpunktes der Identifizierungsmarkierung definiert

Bei Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung auf das Absenken von plattenförmigen Elektroden, Anoden und Kathoden, in Elektrolysetanks, ist es wesentlich, alle möglichen Meßfehler zu minimieren, weil die Elektroden, d. h. die Anoden und die Kathoden, in den Elektrolysetanks sehr nah beieinander angeordnet sind. Bei der Identifizierung der in den Tanks vorgesehenen Markierungen wird vorteilhaft eine computerisierte Bildtechnik angewendet durch welche die Koordinaten der Mittelpunkte der Identifizierungsmarkierungen leicht berechnet werden können, selbst wenn ein Teil der Markierungen verdeckt ist

Durch Anwendung des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird vorteilhaft eine Plattenverarbeitungsgeschwindigkeit von zumindest 10 bis 30 Bilder/s erzielt sowie eine Meßgenauigkeit von ± 0,5 mm, die ausreichend ist wenn die Erfindung beispielsweise auf das Absenken von plattenförmigen Elektroden in Elektrolysetanks angewendet wird.

Die Kosten der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sind sehr klein. Die Kosten werden zusätzlich durch die Tatsache reduziert daß bei Anwendung der Erfindung die bestehenden Ladelementbahnen, Kranbahnen und Ladegefäße, wie Elektrolysetanks, verwendet werden können, oder dadurch, daß in neuen Anlagen derartige Genauigkeiten, welche die Kosten der Ausrüstung vervielfachen, nicht erforderlich sind.

Die Erfindung wird nachfolgend im Detail unter Bezugnahme auf die angeschlossenen Zeichnungen -2-

Claims

AT 393 512 B beschrieben, in denen Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt, und Fig. 2 eine axonometrische Darstellung einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Fig. 1 ist das Ladeelement (1) eines Brückenkranes erfindungsgemäß mit einer Greifvorrichtung (2) S ausgestattet, die sich zum Erfassen von plattenförmigen Gegenständen eignen und in elektrolytischen Raffinieranlagen verwendet werden soll, wobei die Greifvorrichtung vorteilhaft ein Gehäuse (3) und einen Greifer (4) aufweist. Die Greifvorrichtung (2) ist mit Elementen zum Bewegen der Vorrichtung sowohl relativ zum Ladeelement (1) als auch zum Elektrolysetank (5) versehen, um die Greifvorrichtung vorteilhaft zu positionieren. Wenn das Ladeelement (1) mittels des Brückenkranes an die Stelle des erwünschten Elektrolysetanks (5) 10 gebracht wird, beginnt die im Gehäuse (3) der Greifvorrichtung installierte Kamera (6) ihre Zähltätigkeit, um die am Tank (5) angebrachten Identifizierungsmarkierungen (7) zu ermitteln. Die Anzahl der Kameras (6) beträgt vorteilhaft zumindest zwei, und die Anzahl der Identifizierungsmarkierungen ist vorteilhaft gleich jener der Kameras. Die in den von den Kameras aufgenommenen Bildern enthaltene Information wird einer Datenverarbeitungseinheit (8) übermittelt, welche vorteilhaft die Gestalt und Anordnung der Identifizierungsmarkierungen (7) 15 bestimmt und die erforderlichen Befehle an die Elemente (11), (12), (14) und (15) aussendet, um die Greifvorrichtung (2) in eine vorteilhafte Position bezüglich des Elektrolysetanks (5) zu bewegen, um plattenförmige Anoden (9) und/oder Kathoden (10) in den Tank (5) abzusenken oder aus diesem anzuheben. Um die Greifvorrichtung (2) in der Längs- und in der Querrichtung relativ zum Ladeelement (1) und zum Elektrolysetank (5) zu bewegen, ist das Gehäuse (3) der Vorrichtung mit Betätigungsorganen (11) und (12) 20 ausgestattet, die sowohl am Gehäuse (3) als auch am Ladeelement (1) angebracht sind. Durch die von den Elementen (11) und (12) entweder pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch erzeugten Kräfte wird die Greifvorrichtung (2) relativ zum Ladeelement (1) bewegt Wenn die Betätigungsorgane (11) und (12) so eingestellt sind, daß sie im wesentlichen gleichzeitig arbeiten, dreht sich die Greifvorrichtung (2) relativ zum Ladeelement (1). Die resultierende Drehbewegung wird vorteilhaft mittels Steuerorganen, d. h. Spannschlössem (14) gesteuert, 25 die zwischen dem Ladeelement (1) und dem Gehäuse (3) angeordnet sind. Auf diese Weise können das Gehäuse (3) und der Greifer (4) der Greifvorrichtung vorteilhaft auf einem horizontalen Niveau in unterschiedlichen Richtungen relativ zum Ladeelement (1) bewegt werden. Es ist eine allgemein bekannte Tatsache, daß elektrolytische Raffinieranlagen üblicherweise Elektrolysetanks, in welchen plattenförmige Elektroden behandelt werden, in zehnfacher Anzahl enthalten. Die Relativanordnung 30 dieser Tanks (5) auf dem horizontalen Niveau kann sich verändern, so daß das Absenken oder Anheben der Elektroden schwieriger wird, wenn die erzeugte Abweichung nicht mittels der Greifvorrichtung korrigiert werden kann. In ähnlicher Weise führen mögliche Abweichungen in den Bahnen des Ladeelementes (1) zu einer Situation, in welcher die Position der Greifvorrichtung (2) relativ zum Elektrolysetank (5) vom horizontalen Niveau abweicht. Deshalb ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung mit einem Neigungssteuerungselement (15) ausge-35 stattet, das zwischen dem Ladeelement (1) und dem Gehäuse (3) der Greifvorrichtung (3) installiert ist, wobei das Steuerelement (15) zur Korrektur der Abweichung verwendet wird, die auf die Neigung da- Tanks relativ zueinander zurückzuführen ist. Der Greifer (4) der Greifvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist gemäß Fig. 1 mittels der Steuerelemente (13) so aufgehängt, daß der gesamte Greifer (4) unterhalb des Gehäuses (3) angeordnet ist, doch kann, 40 wie aus Fig. 2 hervorgeht, der Greifer (4) mit Hilfe der Steuerelemente (13) auch so aufgehängt sein, daß der Greifer (4) sich vorteilhaft auf im wesentlichen gleicher Höhe mit dem Gehäuse (3) befindet. Zusätzlich ist der Greifer (4) mit Elementen zum Erfassen der plattenförmigen Elektroden ausgestattet, während die Elektroden aus dem Tank (5) hochgehoben oder sie in den Tank (5) abgesenkt werden, sowie mit Elementen (16) zum Befestigen des Ladeelementes (1) an den Hubförder- und Transportmitteln. 45 PATENTANSPRÜCHE 50 1. Verfahren zum Positionieren von plattenförmigen Gegenständen, wie Anoden und/oder Kathoden in einem Elektrolysetank, unter Verwendung einer Greifvorrichtung, die an einem Ladeelement befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifvorrichtung (2) relativ zum Ladeelement (1) und zum Elektrolysetank (5) so 55 bewegt werden kann, daß die Position der Greifvorrichtung (2) relativ zum Elektrolysetank (5) und zum Ladeelement (1) im wesentlichen auf Grund von Messungen genau eingestellt wird, die mit Hilfe von im Elektrolysetank (5) vorgesehenen Identifizierungsmarkierungen (7) ausgeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einstellen der Position der Greifvorrich-60 tung (2) die Messungen der Gestalt und der Position der Identifizierungsmarkierungen (7) verwendet werden. -3- AT 393 512 B
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einstellen der Position der Greifvorrichtung (2) eine Messung der Horizontalanordnung der Greifvonichtung (2) verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der Greifvorrichtung optisch erfolgt
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßgeschwindigkeit zumindest 10 bis 30 Bilder/s beträgt
6. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifvonichtung (2) mit Elementen (11,12,14,15) zum Bewegen der Vorrichtung relativ zum Ladeelement (1) und zum Elektrolysetank (5) ausgestattet ist, sowie mit zumindest zwei Meßelementen (6) zum Bestimmen der Position der Greif vorrichtung (2).
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der in der Greifvorrichtung (2) installierten Meßelemente (6) gleich der Anzahl der im Elektrolysetank (5) vorgesehenen Identifizierungsmarkierungen (7) ist
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifvonichtung (2) auf einem horizontalen Niveau relativ zum Ladeelement (1) und zum Elektrolysetank (5) bewegbar ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifvonichtung (2) entsprechend der Neigung des Elektrolysetanks (5) bewegbar ist. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -4-