CN101920246A

CN101920246A - 用于检测电解精炼金属沉积板表面的装置

Info

Publication number: CN101920246A
Application number: CN2009102226406A
Authority: CN
Inventors: 裴命録
Original assignee: LS Nikko Copper Inc
Current assignee: Ls Advanced Metal Materials Co ltd
Priority date: 2008-11-21
Filing date: 2009-11-23
Publication date: 2010-12-22
Anticipated expiration: 2029-11-23
Also published as: PL2189784T3; EP2189784B1; KR101013612B1; KR20100057212A; CN101920246B; CL2009002111A1; JP2010122225A; EP2189784A3; EP2189784A2; JP5048745B2

Abstract

一种用于检测电解精炼沉积板的装置，包括：装载机器人，用于将所述金属沉积板装载到所述检测单元；卸载机器人，用于将已经由所述检测单元完成检测的所述金属沉积板卸载；传输单元，用于传输通过所述卸载机器人卸载的所述金属沉积板；以及控制器，用于利用由所述检测单元拍摄的所述金属沉积板的图像，基于所述金属沉积板上每单位表面积节瘤的尺寸和分布，对所述金属沉积板分级。

Description

用于检测电解精炼金属沉积板表面的装置

技术领域

本发明涉及一种用于检测电解精炼金属沉积板表面的装置，更具体地，涉及一种通过拍摄金属沉积板的表面图像以及基于在所拍摄的表面图像中每单位表面积节瘤(nodule)的尺寸和分布对金属沉积板进行自动分级，来检测电解精炼金属沉积板表面的装置。

背景技术

众所周知，诸如铜(Cu)、锌(Zn)、镍(Ni)和碲(Te)的金属能够通过电解而精炼成高纯度金属。通过将多个阳极板和阴极板轮流地浸入在容纳有电解液的电解槽中并执行电解来实现电解精炼。也就是说，阳极板和阴极板以交替的方式浸入电解槽中，并将电流施加于阳极板和阴极板。于是，诸如铜离子(Cu²⁺)的金属离子离开浸入到电解液中的阳极板，并沉积到阴极板上以达到预设的厚度。接着所沉积的金属与阴极板分离，以便得到精炼的金属。

在电解精炼中，将包含待沉积的电解金属的溶液用作电解液。在产生金属阳离子的阳极板的表面发生氧化反应，而在金属阳离子所沉积的阴极板的表面发生还原反应。例如，在电解精炼中，通过熔炼生产的纯度为99％的铜铸成阳极板，不锈钢板用作阴极板。离开阳极板的铜离子在阴极板上还原，从而将99.993％的或者更高纯度的铜沉积到阴极板上。

【反应方程式】

阳极反应：Cu(99.5％)-＞Cu²⁺+2e

阴极反应：Cu²⁺+2e-＞Cu(99.993％)

全反应：Cu(99.5％)-＞Cu(99.993％)

如上所述，当预设量的金属通过电解精炼而沉积到阴极板上时，检查精炼的金属是否正常地沉积到阴极板上。根据检查沉积有通过电解精炼的金属的板的传统方法，工作人员利用肉眼检查因沉积金属中所含的杂质引起的节瘤的尺寸和单位表面积的分布，并对电解精炼金属沉积板进行分级。换句话说，将具有很大的、广泛分布的节瘤的电解精炼金属沉积板确定为低级别。

但是，根据传统方法，由于专业技能的水平和工作人员的疲劳，难以精确地确定电解精炼金属的级别。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种通过拍摄板的表面而且基于所拍摄的表面中每单位表面积节瘤的尺寸和分布对金属沉积板进行自动分级，来检测电解精炼金属沉积板表面的装置。

按照本发明的一个方面，提供了一种用于检测电解精炼沉积板表面的装置，包括：

检测单元，用于拍摄和检测待检测的金属沉积板；

装载机器人，用于将所述金属沉积板装载于所述检测单元；

卸载机器人，用于卸载已经由所述检测单元完成检测的所述金属沉积板；

传输单元，用于传输由所述卸载机器人卸载的所述金属沉积板；以及

控制器，用于利用由所述检测单元拍摄的所述金属沉积板的图像，基于所述金属沉积板上每单位表面积节瘤的尺寸和分布，对所述金属沉积板分级。

附图说明

由优选实施方式的下述说明，结合附图，本发明的上述方面和其它方面以及特征将变得很明显，其中：

图1是例示根据本发明一项实施方式的用于检测电解精炼金属沉积板的装置的立体图；

图2是图1的检测装置的主视图；

图3是例示图1的检测装置的检测单元的立体图；

图4是图3的检测单元的主视图；

图5是例示图1的检测装置的夹具单元的立体图；

图6是图5的夹具单元的主视图；

图7是图5的夹具单元的侧视图；以及

图8A至图8D是通过图3的检测单元拍摄的电解精炼金属沉积板的图像。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的优选实施方式作详细描述，以使本领域的技术人员能够容易地实现本发明。但是，本发明并不限于这些实施方式。

图1是例示根据本发明一项实施方式的用于检测电解精炼金属沉积板的装置的立体图，以及图2是图1的检测装置的主视图。

如图1和图2所示，根据本发明一项实施方式的用于检测电解精炼金属沉积板的装置包括传输器100、检测单元200、装载机器人300和卸载机器人400。

传输器100取回已完成检测并卸载和释放的金属沉积板10。检测单元200安装在传输器100的一侧，以拍摄金属沉积板10上所产生的节瘤的图像并将所拍摄的图像提供给控制器600。

装载机器人300安装在传输器100的另一侧，以将金属沉积板10装载于检测单元200上。卸载机器人400安装在传输器100的上侧，以将已经由检测单元200完成检测的金属沉积板10卸载到传输器100上。

控制器600通过分别控制传输器100、检测单元200、装载机器人300和卸载机器人400，对用于检测电解精炼金属沉积板的装置进行全面控制。控制器600接收通过对检测单元200中的金属沉积板100进行拍摄而得到的图像，并且当在金属沉积板10上产生节瘤时，利用所拍摄的图像估计沉积金属板10的每单位表面积节瘤的尺寸和节瘤分布，以自动确定已经在其上完成检测的金属沉积板10的级别。

对用于检测电解精炼金属沉积板的装置的传输器100、检测单元200、装载机器人300和卸载机器人400进行说明如下。

如图1和图2所示，传输器100包括传输器基座110和一对链式传输器组件120。

传输器基座110支撑传输器100。链式传输器组件120安装在传输器基座110上，并包括链121。每个链121包括多个链接121a和多个具有座沟槽121c的座构件121b，金属沉积板10安置在座沟槽121c上。

如图1、图3和图4所示，检测单元200包括容纳单元210、第一视觉单元220和第二视觉单元230。

容纳单元210容纳金属沉积板10，并包括容纳基座211、一对引导构件212和张力单元213。

容纳基座211对容纳单元210进行支撑。引导构件212安装在容纳基座211上，并具有引导金属沉积板10以使其容纳在容纳单元210中的引导槽212a。张力单元213安装在引导构件212之间，以衰减在容纳金属沉积板时所施加的冲击。

张力单元213包括支撑件213a、一对第一张力基座213b、第二张力基座213c和多个弹簧213d。

支撑件213a安装在引导构件212之间，且第一张力基座213b安装在支撑件213a的两端。第二张力基座213c安装在第一张力基座213b上。弹簧213d安装在第一张力基座213b和第二张力基座213c之间，以吸收在金属沉积板10下降时所施加的冲击。

第一视觉单元220安装到容纳单元210的一侧，以拍摄容纳在容纳单元210中的金属沉积板10的表面。第二视觉单元230安装到容纳单元210的相对一侧，以拍摄金属沉积板10的相对表面。

拍摄金属沉积板10的第一视觉单元220和第二视觉单元230，分别包括升降设备221和231、升降构件222和232、照明设备223和233、以及照相机224和234。

升降设备221和231可以是使用滚珠丝杠的设备。升降构件222和232通过升降设备221和231上升和下降。照明设备223和233以一定角度倾斜地安装到升降构件222和232上，以照亮金属沉积板10。照明设备223和233可包括激光器和发光二极管(LED)。如果希望得到三维图像，可使用激光器。另一方面，如果需要获得二维图像，可使用LED。控制器600控制对激光器或者LED的选择。由于这种控制已经是公知的，所以省略了对其进行详细说明。

照明设备223和233进一步包括倾斜单元225和235。倾斜单元225和235包括固定块225a和235a、倾斜构件225d和235d、以及气压缸225e和235e。

固定块225a和235a安装在升降构件222和232上，并包括多个导销225b和235b。倾斜构件225d和235d具有多个将导销225b和235b插入其中的纵向孔225c和235c。照明设备223和233安装在升降构件222和232的倾斜构件225d和235d上。气压缸225e和235e连接于固定块225a和235a以及照明设备223和233。气压缸225e和235e推动照明设备223和233，以将倾斜构件225d和235d倾斜一个角度，以便调整照明设备223和233的倾斜度。

照相机224和234与照明设备223和233间隔开，以垂直于升降构件222和232。照相机224和234拍摄金属沉积板10以生成金属沉积板10的拍摄图像。照相机224和234可以是面阵照相机。

如图1和图2所示，装载机器人300包括第一机器人基座310和第一机器人320。

第一机器人基座310安装在传输单元100的相对侧。第一机器人320将容纳在第一机器人基座310上的金属沉积板10装载于检测单元200。

第一机器人320包括轭321、摇摆构件322、第一臂323、第二臂324、支撑构件325和夹具单元326，其中轭321安装在第一机器人基座310以通过马达旋转，摇摆构件322连接于轭321以进行摇摆，第一臂323连接于摇摆构件322以与摇摆构件322协作，第二臂324连接于第一臂323以与第一臂323协作，支撑构件325连接于轭321和第二臂324，夹具单元326可旋转地安装在第二臂324上以抓握金属沉积板10。

如图1和图2所示，卸载机器人400包括第二机器人基座410和第二机器人420。

第二机器人基座410安装在传输单元100的上方。第二机器人420将已经由检测单元200完成检测且容纳在第二机器人基座410上的金属沉积板10卸载到传输单元100上。

与装载机器人300的第一机器人320类似，第二机器人420包括轭421、摇摆构件422、第一臂423、第二臂424、支撑构件425和夹具单元426。

轭521安装在第二机器人基座410上以通过马达旋转。摇摆构件422连接于轭421以进行摇摆。第一臂423连接于摇摆构件422以与摇摆构件422协作。第二臂424连接于第一臂423以与第一臂423协作。支撑构件425连接于轭421和第二臂424，夹具单元426可旋转地安装在第二臂424上以抓握金属沉积板10。

抓握金属沉积板10的夹具单元326和426将参照图5至图7说明如下。

夹具单元326和426中的每一个都包括枢转构件510、夹具框架520、一对第一夹具530和一对第二夹具540。

枢转构件510装配在第二臂324和424上以进行枢转。夹具框架520安装在枢转构件510上。第一夹具530安装在夹具框架520的一侧及其相对侧以抓握金属沉积板10。每个第一夹具530包括气压缸531、一对旋转构件532和一对第一抓握构件533。

气压缸531安装在夹具框架520的一侧及其相对侧。旋转构件532安装在夹具框架520上以旋转第一抓握构件533，并且旋转构件532分别连接于气压缸531。第一抓握构件533连接于旋转构件532以由于旋转构件532的运动而抓握和放开金属沉积板10。

第二夹具540在第一夹具单元530的内侧安装到夹具框架520上以抓握金属沉积板10。每个第二夹具540包括气压缸541和一对第二抓握构件542。

气压缸541安装在夹具框架520的一侧及其相对侧，以位于第一夹具单元530的内侧。第二抓握构件542安装到气压缸541上以抓握和放开金属沉积板10。

对用于检测电解精炼金属沉积板的表面的装置的操作说明如下。

当例如尺寸为98cm×108cm的电解精炼金属沉积板10沿图1中所示的箭头“A”所表示的方向传输时，装载机器人300抓握金属沉积板10以将板10装载到检测单元200。检测单元200对已装载的金属沉积板10进行拍摄。在对金属沉积板10的拍摄中，第一视觉单元220拍摄金属沉积板10的一个表面，第二视觉单元230拍摄板10的相对表面，以检测是否在金属沉积板10的表面上产生了节瘤。

为了检测金属沉积板10的表面，照明设备223和233以及照相机224和234分别安装在升降构件222和232上。升降构件222和232分别安装在升降设备221和231上，并且沿竖直方向上升和下降。当升降构件222和232通过升降设备221和231沿竖直方向上升或者下降时，照明设备223和233以及照相机224和234对金属沉积板10的表面进行扫描和拍摄。所拍摄的金属沉积板10的图像传送给控制器600。

图8A示出了没有节瘤的金属沉积板10的表面的二维图，而图8B示出了具有节瘤的金属沉积板10的表面的二维图。图8C示出了没有节瘤的金属沉积板10的表面的三维图，而图8D示出了具有节瘤的金属沉积板10的表面的三维图。

如图8B和图8D所示的通过照相机224和234拍摄的图像中包括节瘤的情况下，控制器600接收所拍摄的图像，并确定节瘤的尺寸和数量以对金属沉积板10分级。

例如，当使用四个级别(如“S”级、“E”级、“G”级和“R”级)对金属沉积板10进行分级时，待检测的每单位表面积节瘤的尺寸和分布如下。

将经过拍摄并通过控制器600确定其级别的金属沉积板10由卸载机器人400传送到传输单元100。也就是说，卸载机器人400将容纳在检测单元200中的金属沉积板10抓握并卸载到传输单元100。当卸载板10时，传输单元100沿箭头“B”所表示的方向传输板10，从而控制器600对板10进行分级。

如上所述，基于金属沉积板的表面内每单位表面积节瘤的尺寸和分布对金属沉积板自动分级，以便对电解精炼金属沉积板进行高速、精确地分级。而且，容易管理最终产品的品质并确定制造装置的次级图案。

尽管已经就优选实施方式显示和说明了本发明，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离如所述权利要求所限定的本发明的精神和保护范围的前提下，还可以做出各种改进和变型。

Claims

1.一种用于检测电解精炼沉积板的表面的装置，包括：

检测单元，用于拍摄和检测待检测的金属沉积板；

装载机器人，用于将所述金属沉积板装载到所述检测单元上；

2.如权利要求1所述的装置，其中，所述传输单元包括：

传输器基座；以及

一对链式传输器组件，所述链式传输器组件安装在所述传输器基座上，并包括链，其中每个所述链包括链节和座构件，所述座构件具有所述金属沉积板安装在其上的座沟槽。

3.如权利要求1所述的装置，其中，所述检测单元包括：

容纳单元，用于容纳所述金属沉积板；

第一视觉单元，安装在所述容纳单元的一侧，以拍摄容纳在所述容纳单元中的所述金属沉积板的表面；以及

第二视觉单元，安装在所述容纳单元的相对一侧，以拍摄容纳在所述容纳单元中的所述金属沉积板的相对表面，

其中将所述金属沉积板的表面图像提供给所述控制器以对所述金属沉积板分级。

4.如权利要求3所述的装置，其中，所述容纳单元包括：

容纳基座；

一对引导构件，安装在所述容纳基座上，并具有引导槽以引导待容纳的所述金属沉积板；以及

张力单元，安装在所述引导构件之间，以减弱在容纳所述金属沉积板时所施加的冲击，其中所述张力单元包括：

支撑件，安装在所述引导构件之间；

第一张力基座，安装在所述支撑件的侧面；

第二张力基座，安装在所述第一张力基座上；

弹簧，安装在所述第一张力基座和所述第二张力基座之间以吸收在所述金属沉积板下降时所施加的冲击。

5.如权利要求3所述的装置，其中，所述第一视觉单元和第二视觉单元中的每一个都包括：

升降设备；

升降构件，安装在所述升降设备上以上升和下降；

照明设备，以一定角度安装在所述升降构件上以照亮所述金属沉积板；以及

照相机，与所述照明设备间隔开以垂直于所述升降构件，从而拍摄所述金属沉积板。

6.如权利要求5所述的装置，其中，所述升降设备包括使用滚珠丝杠的设备。

7.如权利要求5所述的装置，其中，所述照明设备包括倾斜单元，其中所述倾斜单元包括：

固定块，安装在所述升降构件上，并具有多个导销；

倾斜构件，具有多个将所述导销插入其中的纵向孔，所述照明设备安装在所述倾斜构件上；以及

气压缸，连接于所述固定块与所述照明设备以推动所述照明设备，以便使所述倾斜单元倾斜以调整所述照明设备的倾斜度。

8.如权利要求1所述的装置，其中，所述装载机器人包括：

第一机器人基座；以及

机器人，用于将堆积在所述第一机器人基座上的所述金属沉积板装载到所述检测单元上；

其中所述机器人包括：

轭，可旋转地安装在第一机器人基座上；

摇摆构件，连接于所述轭以进行摇摆；

第一臂，与所述摇摆构件相关联；

第二臂，与所述第一臂相关联；

支撑构件，连接于所述轭与所述第二臂；以及

夹具单元，可旋转地安装在所述第二臂上，以抓握所述金属沉积板。

9.如权利要求1所述的装置，其中，所述卸载机器人包括：

第二机器人基座；以及

机器人，用于将已经由检测单元完成检测并且堆积在所述第二机器人基座上的所述金属沉积板卸载到所述检测单元上；

其中所述机器人包括：

轭，可旋转地安装在所述第二机器人基座上；

摇摆构件，连接于所述轭以进行摇摆；

第一臂，与所述摇摆构件相关联；

第二臂，与所述第一臂相关联；

支撑构件，连接于所述轭与所述第二臂；以及

10.如权利要求8或9所述的装置，其中，每个夹具单元包括：

枢转构件，可枢转地装配到所述第二臂；以及

夹具框架，安装到所述枢转构件上；

一对第一夹具，安装在所述夹具框架的一侧及其相对侧以抓握所述金属沉积板；以及

一对第二夹具，在所述第一夹具内侧安装到所述夹具框架上，以抓握所述金属沉积板；

其中所述第一夹具包括：

气压缸，安装在所述夹具框架的一侧及其相对侧；

一对旋转构件，可旋转地安装在所述夹具框架上，并连接于所述气压缸；以及

一对第一抓握构件，连接于所述旋转构件，以由于所述旋转构件的运动而抓握和放开所述金属沉积板，

所述第二夹具包括：

一对气压缸，安装在所述夹具框架的一侧及其相对侧，以位于所述第一夹具单元内侧；以及

一对第二抓握构件，安装在所述气压缸上，以抓握和放开所述金属沉积板。