CN101294291B - 电解淀积金属的移载装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电解淀积金属的移载装置，移载由ISA法精制的电解淀积金属而不会损害以往的作业效率并且可预防移载时的落下等的事故。将由电极精练而精制的、从阴极板(1)剥取的电极金属(2)移载到搬送输送器(7)上的电解淀积金属的移载装置(20)，包括末端部(23)形成为能够进行三维方向转换的多关节形机械手(21)和保持机构(30)，所述保持机构(30)是安装在多关节机械手(21)的末端部(23)的保持电解淀积金属(2)的保持机构(30)，具有吸附并保持电解淀积金属(2)的表面的吸附盘(31)和防电解淀积金属(2)防用爪(41)。

Description

电解淀积金属的移载装置

技术领域

本发明涉及电解淀积金属的移载装置，详细而言，涉及从阴极板剥取由电解精练精制的铜等电解淀积金属并移载到对其进行搬送的输送器上时使用的电解淀积金属的移载装置。 

背景技术

近年来，金属的电解精炼逐渐转为利用ISA(永久不锈钢阴极)法进行的电解精炼。ISA法是使用作为不锈钢制的阴极板的永久阴极(PC)来进行的金属的电解精炼。例如，利用了ISA法的铜的电解精炼如下进行。即，将多个不锈钢制的阴极板和浇铸了粗铜的阳极板交替地浸渍在储存有电解液的电解槽中，并对阴极板和阳极板施加电压而令电解铜淀积在阴极板的两面上。然后，借助剥取装置将淀积在阴极板表面的电解铜剥下，以该状态的形状作为成品，或者进一步用熔解炉铸造而形成成品。具体而言，如图1所示，阴极板1是不锈钢制的板材，在其两侧部上嵌入合成树脂制的护板(プロクテクタ)5，并且在上端部上设置横杆4。此外，在横杆4的下部设置两个窗部3、3，通过在该窗部3、3处挂住未图示的电极板搬送设备的挂钩而进行向电解槽的装入和取出以及搬送。不锈钢制的阴极板1，结实且可反复使用，并且平面性良好，所以具有电解精炼时不易引起短路的优点，所以近年来被广泛采用。而且，从阴极板1的两面侧分别剥下的电解铜2，两张为一组而被搬送装置运送，以该状态作为成品，或者进而借助投入装置投入熔解炉中铸造而形成成品。 

作为从结束了电解精炼的PC板回收电解铜板的系统，有例如特开2005-240146号(专利文献1)。该电解铜板回收系统包括：层合板搬入部，搬入结束了电解精炼并在表面析出电解铜的SUS板(阴极板)的层合板；清洗装置，清洗这些层合板；剥取装置，从SUS板剥离电解铜板；SUS搬出部，回收剥离后的SUS板；不良品挑出部，挑出剥取工序中剥离失败的不良品；接合装置，接合剥离后的电解铜板；叠放装置，叠放保持接合后的电解铜板；打包装置，将层叠的电解铜板 打包；铜板搬出部，回收打包后的电解铜板，在各装置或者搬入/搬出部之间设置搬送输送器。 

上述电解铜板回收系统中，首先，搬入到层合板搬入部中的层合板在垂下状态下被搬送到清洗装置，每达到既定张数同时进行一次清洗。清洗后的层合板被输送器搬送到横动输送器，并以令层合板的输送方向向与层合板面平行的方向(即横杆4的轴向)偏向的状态被横动输送器一个个地连续搬送到剥取装置。剥取装置一张张地接收层合板而从SUS板剥离电解铜板，分别借助输送器搬送SUS板以及电解铜板。搬送来的电解铜板被打包装置打包，从铜板搬出部回收。 

精制的电解铜，也有原样在市场上销售的情况，但也如特开平9-269191号公报所示那样，在熔解炉中熔解并浇铸在适当的铸模中而作为电线制造用的铜块、铜锭而在市场上销售。 

[专利文献1]特开2005-240146号公报 

[专利文献2]特开平9-269191号公报 

在这之前所进行的现有技术的金属电解精炼中使用的阴极板，是使用精制目标金属而形成的薄板，所以没有必要像ISA法那样剥离淀积在阴极板上的精制金属，能够原样作为成品或由熔解炉进行浇铸而形成锭。 

但是，在ISA法中，如上所述，出于结实且可反复使用并且平面性良好而不易引起短路的优点考虑，作为阴极板使用SUS板，所以需要从阴极板的两表面剥离淀积在阴极板上的精制金属，因此，与将精制金属用作阴极板的传统方法相比，电解精炼后的精制金属(电解淀积金属)的重量约为一半的重量。此外，从阴极板剥取精制金属通过将凿子嵌入精制金属与阴极板之间的边界缝而进行，这时精制金属的上部侧由于施加的力而发生翘曲等变形而影响平面性，所以与借助传统方法精制的电解铜的情况相比存在搬送性差的问题。进而，由于与传统的电解铜相比剥取后的精制金属的重量每张都变为大约一半，所以若进行与以往相同的搬送则只能处理以往的一半的量。 

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种电解淀积金属的移载装置，将由ISA法精制并从阴极板剥取的电解淀积金属(电淀积金属)移载到搬送输送器上时使用，与以往相比不会降低作业效率，所述搬送输送器将电解淀积金属搬送到将其投入熔解炉的投入装置中。

用于解决上述课题的技术方案1的本发明是一种电解淀积金属的移载装置，将由电极精练精制的、从阴极板剥取的电解淀积金属移载到搬送输送器上，其特征在于，包括末端部形成为能够进行三维方向转换的多关节形机械手和保持机构，所述保持机构是安装在多关节机械手的末端部的保持电解淀积金属的保持机构，具有吸附并保持电解淀积金属的表面的吸附盘和防电解淀积金属落下用爪。 

用于解决上述课题的技术方案2的本发明，在技术方案1所述的电解淀积金属的移载装置中，其特征在于，吸附盘具有吸盘主体和吸附电解淀积金属的吸附垫，吸附垫可相对于吸盘主体改变姿势角度。 

用于解决上述课题的技术方案3的本发明，在技术方案2所述的电解淀积金属的移载装置中，其特征在于，吸附垫经由球节与吸盘主体连结，由此，吸附垫可相对于吸盘主体改变姿势角度。 

用于解决上述课题的技术方案4的本发明，在技术方案1～3的任意一项所述的电解淀积金属的移载装置中，其特征在于，防落下用爪能够活动，使得其末端从电解淀积金属的侧部侧方向支承电解淀积金属的底面。 

根据本发明的电解淀积金属的移载装置，可借助多关节机械手将电解淀积金属移载到搬送输送器上，所以具有即便高速进行移载动作也可将电解淀积金属正确地载置到移载位置的效果。因此，只要将电解淀积金属在移载位置处重叠两张就能够以与以往的情况相同的效率搬送到熔解炉。 

此外，根据本发明的电解淀积金属的移载装置，由于通过吸附来保持电解淀积金属并且还借助防落下用爪进行保持，所以即便在万一吸附垫的真空被破坏的情况下，支承用爪也能够可靠地支承电解淀积金属，所以具有能预防由电解淀积金属的落下导致的事故而确保高安全性的效果。 

进而，根据本发明的电解淀积金属的移载装置，由于吸附保持电解淀积金属的吸附垫可相对于吸盘主体改变姿势角度，所以具有即便对翘曲而平面性差的电解淀积金属也可能够可靠地进行吸附保持的效果。 

附图说明

图1是表面淀积有金属的状态的ISA法的阴极板。 

图2是表示电解淀积金属的搬送路径中的移载装置配置位置的说明图。 

图3是本发明的电解淀积金属的移载装置的一实施方式的侧视图。 

图4是图3所示电解淀积金属的移载装置的俯视图。 

图5是表示保持装置的活动状态的主视图。 

图6是保持装置的放大主视图。 

图7(a)、(b)是用坐标表示移载装置的动作区域的图。 

附图标记说明： 

1...阴极板、2...电解淀积金属、3...窗部、4...横杆、5...护板、6...中间输送器、7...搬送输送器、8...预热炉、10...投入装置、20...移载装置、21...多关节形机械手、23...末端部、28...基座、29...控制盘、30...保持装置、31...吸附盘、33...吸盘主体、34...垂下部件、34a...球节、35...吸附垫、40...握持部件、41...防落下用部件、41a...轴固定部、43...气缸、45...活动端、50...熔解炉、51...投入口、55...熔液 

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的电解淀积金属的移载装置。图2是表示直到将从阴极板剥下的电解淀积金属搬送到熔解炉为止的搬送路径的说明图，图3是本发明的电解淀积金属的移载装置的一实施方式的侧视图。 

首先，参照图2说明直到将作为电解淀积金属的一例的、从阴极板上剥取的电解铜投入到熔解炉中为止的大致流程。结束了电解精练并从阴极板1的两表面分别剥离的高纯度的电解铜2，被中间输送器6输送，借助作为本发明的移载装置的一实施方式的移载装置20而移载到设置有预热炉8的搬送输送器7上而进行预热干燥。电解铜2借助移载装置20而成为两张一组的重合状态而被移载到搬送输送器7上。然后，在预热炉8中以大约800℃加热电解铜2而进行预热干燥，充分 地除去水分。这是由于，在熔解炉50中变为熔解状态的铜为大约1200℃的高温，若投入的电解淀积金属2上附着有水分，则在投入到熔解炉50中时水分由于该高温而被加热而爆发地变为水蒸气，这是非常危险的。此外，还有加热分解H2SO4并将其除去的目的。搬送输送器7，如图所示，是具有接近中间输送器6的WS(工件侧)搬送路径和远离中间输送器6侧的DS(驱动侧)搬送路径这两列搬送路径的滚子输送器，分别向投入装置10搬送两张一组地分别载置在WS以及DS的各搬送输送器7上的加热干燥后的电解铜2。而且，电解铜2被投入装置10从投入口51投入到熔解炉50内，铸造为既定形状的锭。 

移载装置20如图3～图6所示，大致具有：配置在中间输送器6与搬送输送器7的邻接部且其末端部23能够进行三维方向转换的多关节形机械手21、安装在多关节形机械手21的末端部23上的作为保持电解铜2的保持机构的保持装置30。保持装置30如图6最为清楚地展示的那样，具有吸附并保持电解铜2的表面的吸附盘31、和防止吸附保持的电解铜2落下的防落下用爪41。 

多关节形机械手21如图3所示，是垂直多关节形机械手，设置在基座28上，具有纵、横、倾斜的三维的曲面动作范围。本实施方式的多关节形机械手21是具有一共六个轴的所谓“6轴机械手”，即令多关节形机械手21整体转向的S轴、令下臂动作的L轴、令上臂旋转的U轴这三个基本轴、和令腕部转向的R轴、令腕部摆动的B轴、令腕部旋转的T轴这腕部的三个轴。活动机构良好地模拟人类的手腕，能够应对复杂的动作。当然，只要臂的末端部能够在中间输送器6和搬送输送器7的各既定位置之间移动，则不限定于本实施方式的6轴机械手，也可使用5轴机械手等。 

多关节形机械手21的各关节分别借助未图示的伺服马达而动作，该控制借助由组装入未图示的伺服马达的编码器进行的反馈控制进行。伺服马达可令各轴快速动作，并由此实现电解铜2的移载作业的快速化。 

此外，多关节形机械手21与用于控制其动作的控制板29连接，进行多关节形机械手21的动作位置指定的示教作业根据组装入控制板29的控制程序进行。另外，多关节形机械手21的控制管理考虑到操作性以及程序管理的容易性而使用通用的计算机(个人电脑)进行。 

另一方面，安装在多关节形机械手21的末端部23的作为电解铜2的保持机构的保持装置30，如图6所示，具有吸附保持电解铜2的表面的吸附盘31、和防止吸附保持的电解铜2落下的防落下用爪41。 

吸附盘31具有安装在多关节形机械手21的末端部23上的吸盘主体33、和被垂下部件34从吸盘主体33垂下支承的吸附垫35。垂下部件34配置在吸盘主体33的底面的四个部位而借此均等地保持吸附垫35。此外，垂下部件34由螺旋弹簧形成且与吸附垫35相连接的部分由球节(球形接头)34a连结，由此，吸附垫35可相对于吸盘主体33摆动并改变其姿势角度。由此，即便是上部侧发生翘曲等变形而影响了平面性的电解铜2，吸附垫35也可跟随其形状而适当改变其角度来可靠地进行吸附。吸附垫35与未图示的真空泵组件连结，借助真空泵组件的吸引而吸附保持电解铜2。另外，吸引力可调节，可通过根据电解铜2的重量或形状而适宜调节来可靠地进行保持搬送。 

另一方面，在吸盘主体33的两侧部附近，分别配置气缸43，在该气缸43的活动端45上连结握持部件40的端部。握持部件40是侧面形状为长柄勺型的部件，相当于长柄勺的柄的部分上连结上述气缸43的活动端45。而且，相当于柄的根部的部分是能够以该部分为中心摆动地轴固定了的轴固定部41a。进而，与活动端45相反侧的端部形成防落下用爪41，从两侧方向抱住被吸附垫35吸附保持的电解铜2而托住电解铜2的底部。气缸43的活动端45借助从未图示的气体供给装置送来的加压气体而前进后退，与之相伴，握持部件40以轴固定部41a为中心而摆动，借此，防止电解铜2的落下。另外，电解铜2的移动主要借助吸附盘31进行，在万一吸附盘31的真空被破坏的情况下由防落下用爪41进行保持以使电解铜2不会落下。由此，可确保电解淀积金属2的移转作业的安全性。 

上述结构的移载装置20如图4所示，将被中间输送器6搬送的层叠为既定高度的电解铜2分别载置在两列并列设置的搬送输送器7的WS以及DS这各个搬送路径上。该载置在搬送输送器7的WS以及DS搬送路径的各列上以重合两张的方式进行。由此，电解淀积金属2两张为一组地移送到搬送输送器7上，被投入装置10投入到熔解炉50内，能够以与由传统方法精制的电解铜的情况相同的效率进行向熔解炉50的投入。 

在此，在表1中表示现有的移载机与本发明的移载装置的比较。如表1所示，在现有的移载机中将第一张电解铜2向形成为两列的搬送输送器7的一方侧的移载需要26秒，将第二张的电解铜2向搬送输送器7的另一方侧的移载需要26秒。另外，表中的“预热炉滚筒”一项表示直到移载的电解铜2向预热炉8移动而由现有的移载机或者多关节形机械手21进行接下来电解铜2的取出为止的待机时间。这样，在现有的移载机中，一共74秒后能够重复接下来的电解铜2的移载。 

[表1] 

移载时间比较表 

分离移载机：74sec/两 

机械手：74sec/四张 

与之相对，本发明的移载装置中，第一张的电解铜2用14.5秒移载到搬送输送器7的DS搬送路径，第二张的电解铜2用14秒移载到WS搬送路径。由于电解铜2是两张重合搬送，所以DS搬送路径以及WS搬送路径的电解铜2移载都需要各自的移载时间的两倍的时间。因此，将两张电解铜2移载到DS搬送路径需要29秒，向WS搬送路径移载需要28秒。而且，令直到多关节形机械手21进行接下来的电解铜2的取出为止的待机时间为17秒，总共74秒后能重复下次的电解铜2的移载，可确保至少与现有技术相同的搬送效率。 

接着，图7是用坐标表示移载电解铜2时多关节形机械手21动作区域的图。由保持装置30进行的电解铜2的移载如图7(a)(b)所示，首先，多关节形机械手21令位于移载原点位置(开始位置)(X＝1500，Y＝-1610，Z＝675(单位mm))的保持装置低速地向Z轴方向下降，若吸附位置检测限制器与电解铜接触而动作，则停止下降并吸附电解铜。此时，若高速下降，则由于中间输送器上叠放的电解铜摞的高度各种各样而有碰撞的危险，因此，从原点位置低速下降到吸附位置而只吸附位于最上方的电解铜。然后，暂时高速返回移载原点位置并高速向DS(X＝1540，Y＝1640，Z＝-800)或者WS(X＝1540，Y＝445，Z＝-800)搬送而移载电解铜2。然后，再次高速返回移载原点位置。在此，“移载原点位置”是中间输送器6上的保持装置30的待机位置。第二张以后，存储之前的板的吸附位置并高速下降到吸附前一块板的位置。之后，以低速下降而进行吸附。由此，可维持更迅速的移载作业。 

如上，对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明不限定于特定的实施方式，可在权利要求的范围所记载的本发明的宗旨的范围内进行各种变形以及变更。 

Claims (2)

1.一种电解淀积金属的移载装置，将由电解精练而精制的、从阴极板的两表面剥取的电解淀积金属移载到搬送输送器上，其特征在于，

包括末端部形成为能够进行三维方向转换的多关节形机械手和保持机构，所述保持机构是保持前述电解淀积金属的保持机构，并具备吸附盘和防电解淀积金属落下用爪，所述吸附盘具备吸附垫，其被垂下部件支承而均等地垂下，所述垂下部件配置于安装在前述多关节形机械手的末端部的吸盘主体的四个部位，所述防电解淀积金属落下用爪能够活动地安装在前述吸盘主体的两侧部附近，

前述多关节形机械手与用于控制其动作的控制板连接，进行多关节形机械手的动作位置指定的示教作业根据组装入控制板的控制程序进行，

前述垂下部件由螺旋弹簧形成且与前述吸附垫相连接的部分由球节连结，由此，前述吸附垫可相对于前述吸盘主体摆动并改变其姿势角度，

前述吸附垫以通过真空泵组件的吸引而能够调整吸引力的方式吸附并保持前述电解淀积金属的表面，

前述防电解淀积金属落下用爪从两侧方向托住该电解淀积金属的底部，即便是在前述吸附垫的真空被破坏的情况下由前述吸附垫吸附并保持的前述电解淀积金属也不落下，

将被中间输送器搬送的层叠为既定高度的电解淀积金属分别在两列并列设置的搬送输送器的工件侧搬送路径以及驱动侧搬送路径的各列上，以重合两张的方式进行载置，该载置是从原点位置低速下降到吸附位置而只吸附位于最上方的电解淀积金属，然后，暂时高速返回移载原点位置并高速向驱动侧搬送路径或者工件侧搬送路径搬送而移载电解淀积金属，然后，再次高速返回移载原点位置，第二张以后，存储之前的板的吸附位置并高速下降到吸附前一块板的位置，之后，以低速下降而进行吸附，由此维持更迅速的移载作业。

2.如权利要求1所述的电解淀积金属的移载装置，其特征在于，前述防落下用爪能够活动，以便由其末端从前述电解淀积金属的侧部侧方向支承该电解淀积金属的底面。

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