CN108897060A - 阴极沉积金属片预剥离检测机构、预剥离装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阴极沉积金属片预剥离检测机构，包括光电开关组件和探测组件；所述光电开关组件包括安装座及安装于安装座上的光电开关；所述探测组件包括导杆和固定在导杆下端的探测板，所述安装座上开设有导向孔，所述导杆穿过导向孔且可相对安装座轴向往复运动，所述探测板上设有当导杆轴向向下运动至下止点时使光电开关打开的感应件；所述探测板在导杆轴向向下运动时可被阴极板上预剥离成功的沉积金属片阻挡。该机构可检测是否已经成功将沉积金属片与阴极板预剥开，从而提高预剥离效率和产量。

Description

阴极沉积金属片预剥离检测机构、预剥离装置及方法

技术领域

本发明涉及湿法冶金辅助设备技术领域，尤其涉及一种阴极沉积金属片预剥离检测机构、预剥离装置及方法。

背景技术

在湿法冶炼电解工艺中，电解溶液中的金属会吸附在阴板板上形成单质体，再通过人工或机器剥离后送到熔铸车间制锭。人工方式剥离电解沉积的金属层由于劳动强度大，工作环境差被逐步淘汰。而单一机器（主剥离）一次剥离设备的成功率低，沉积金属片剥离产量不高。近年来国内外出现了在沉积金属片剥离前加入增加一台预开口设备以提高剥离成功率和产量：由预开口机将阴极沉积金属片与阴极板剥开一小部分，再由主剥离将阴极沉积金属和阴极板完全剥离。

阴极板沉积金属片预剥离是机械化剥离的核心和难点工序。这是因为实际生产中沉积金属片附着力相对较大，类似于胶条的起撕，只有成功预开口，后续剥离整个沉积金属片才有基础。影响预开口成功率的因素有很多，如阴极板变形、沉积金属层顶部边缘不齐整、阴极板和刀具定位不准确、电解工艺参数波动和电解液杂质超标使沉积金属层附着力加大等，都对机械化预开口作业造成了不利影响，所以是否预开口成功具有不确定性，开口成功率低。

中国实用新型专利公开号CN205077166U公开了一种开口机的自动控制系统，其包括成对安装光电开关本体与光电开关附件，用于检测开口机左侧支架与开口机右侧支架之间是否有工件，未涉及到检测预开口是否成功。因此，急需开发检测沉积金属片是否成功预开口的机构，以提高预开口效率和产量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种检测是否已经成功将沉积金属片与阴极板预剥开，从而提高预剥离效率和产量的阴极沉积金属片预剥离检测机构、预剥离装置及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种阴极沉积金属片预剥离检测机构，预剥离检测机构包括光电开关组件和探测组件；

所述光电开关组件包括安装座及安装于安装座上的光电开关；

所述探测组件包括导杆和固定在导杆下端的探测板，所述安装座上开设有导向孔，所述导杆穿过导向孔且可相对安装座轴向往复运动，所述探测板上设有当导杆轴向向下运动至下止点时使光电开关打开的感应件；

所述探测板在导杆轴向向下运动时可被阴极板上预剥离成功的沉积金属片阻挡。

申请人的前期实践探索表明，由于同种金属的不同金属片的光洁度，颜色不一致，即使有成功预开口的金属片，也可能收接不到信号。所以在机架或刀架上安装光电开关直接检测金属片是否预开口准确率不高。另外，若在沉积金属片上安装光电感应件则费时费力，可操作性不高。因此，采用常规的光电检测技术思路不适宜检测沉积金属片是否成功预开口。

本发明打破技术常规，采用全新的设计思路实现对沉积金属片是否成功预开口的检测，即，预剥离的沉积金属片位于探测组件轴向向下运动的行程内，利用预剥离的沉积金属片对轴向向下运动的探测组件进行阻挡，光电开关组件无法接收光电感应件的光信号，则说明沉积金属片成功预开口，若轴向向下运动的探测组件能顺利到达下止点，即光电感应件会对光电开关发出的光谱进行反射，从而光电开关接收到光信号处于打开状态，说明没有预剥离的沉积金属片的阻挡，沉积金属片未成功预开口。

另外，本发明巧妙地将光电开关组件和探测组件组装在一起，并安装于预剥离装置上，受光电开关组件的安装座上的导向孔的限位作用，探测组件只能沿安装于导向孔内的导杆的轴向上下往复运动。只需设计简单的牵引装置、升降装置或借助机架上的运动部件的牵引，如上下运动或左右运动的刀具，即可成功实现探测组件的轴向往复运动。因而无需设计复杂的探测组件，不仅成本大大降低，而且还节约了机架的工作空间，便于工业化应用。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述探测组件通过牵引绳与驱动导杆轴向运动的装置相连。牵引装置较升降装置而言，结构更简单，设备要求更低且故障率低。

所述导杆的上端设有限制导杆轴向向下运动的止挡部。当探测组件运动至下止点后，止挡部限制导杆继续轴向向下运动。

所述安装座包括竖板和连接于竖板上部的横板，所述光电开关安装于竖板的下部；所述导向孔开设于横板上。

所述竖板上安装有导向滑轮，所述牵引绳绕设在所述导向滑轮上。通过导向滑轮对牵引绳牵引探测组件轴向运动的方向进行引导，以提高探测组件轴向运动的稳定性和安全可靠性。

为提高探测组件运行的稳定性，所述横板上还固定有与所述导向孔连通的导向筒，所述导杆的下端依次穿过导向孔和导向筒后与探测板连接。

为提高探测组件轴向运动的稳定性，所述导杆设有两根，两根导杆沿探测板的长度方向间隔布置。

为避免剥开的沉积金属片损坏光电感应件，所述光电感应件通过连接板固定于探测板的上方。

作为一个总的发明构思，本发明还提供一种预剥离装置，包括机架和预剥刀机构，所述预剥刀机构包括预剥刀架和安装在预剥刀架上的预剥刀刃，所述预剥刀架安装在机架上且可相对机架上下往复运动；还包括上述的阴极沉积金属片预剥离检测机构，所述阴极沉积金属片预剥离检测机构通过安装座固定在预剥刀架沿阴极板的顶边的延伸方向的一侧。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述预剥刀刃可相对预剥刀架沿阴极板的顶边的长度方向水平往复运动；所述牵引绳的第二端与预剥刀刃固定；当所述预剥刀刃往预剥刀架沿阴极板的顶边的长度方向的另一侧水平运动时，所述预剥刀刃可牵引所述探测组件沿导杆轴向向上运动。

藉由上述结构，通过将检测机构安装在可相对机架上下往复运动的预剥刀架上，并将牵引绳将探测组件与可相对预剥刀架水平往复运动的预剥刀刃相连，再通过相应的程序动作设计，预剥离之前，预剥刀刃往远离检测机构的一侧水平运动，牵引探测组件沿导杆轴向向上运动；再执行预剥离过程，先通过预剥刀架带动预剥刀刃对阴极板上的沉积金属片预开口，再通过松开夹紧的预剥刀刃带动预开口的沉积金属片外推，使预剥离缝隙更大，最后通过预剥刀刃往靠近检测机构的一侧的水平运动，一方面扩大预剥离的开度，另一方面由于牵引绳的冗余，探测组件脱离预剥刀刃的牵引从而在自重作用下轴向向下运动，若沉积金属片预剥离成功，探测组件轴向向下运动至被预剥离的沉积金属片阻挡停止运动，因而探测组件上的光电感应件无法与安装座下端的光电开关实现光信号感应，则该阴极板可进入下一道工序；若沉积金属片预剥离失败，则探测组件轴向向下运动至极限位置，探测组件上的光电感应件与安装座下端的光电开关实现光信号感应，则光电开关检测到预剥离失败，该阴极板不能进入下一道工序。因此，本发明的预剥刀机构既可实现对阴极板上的沉积金属片的预剥离，又可实现对完成预剥离工序后的阴极板是否成功预剥离进行检测。

并且，借由预剥刀刃相对预剥刀架水平往复运动的牵引，即可实现探测组件的轴向往复运动，因此无需额外增加牵引动力，设备及运行成本大大降低，利于工业化应用。

为提高预剥离及检测的成功率，所述阴极沉积金属片预剥离检测机构和预剥刀刃均设有两个，两个阴极沉积金属片预剥离检测机构分设于预剥刀架沿阴极板的顶边的长度方向的两侧，两个预剥刀刃位于两个阴极沉积金属片预剥离检测机构之间，其中一个阴极沉积金属片预剥离检测机构的牵引绳的另一端与远离所述阴极沉积金属片预剥离检测机构的预剥刀刃固定。

所述预剥刀机构设有两个，两个预剥刀机构分设于阴极板沿厚度方向的两侧。

为保证预剥离效果，还包括两个边刀机构，两个边刀机构安装于机架上且用于对阴极板的顶边两侧进行预剥离，所述预剥刀机构位于两个边刀机构之间，所述预剥刀机构用于对阴极板的顶边中部进行预剥离。

作为一个总的发明构思，本发明还提供一种采用上述的预剥离装置对阴极板上的沉积金属片进行预剥离的方法，包括以下步骤：

S1：将带有沉积金属片的阴极板提升至预剥离位置，所述预剥刀刃向远离相应的阴极沉积金属片预剥离检测机构的一侧水平运动，同时牵引对应的探测组件向上运动至相应高度；

S2：所述预剥刀架向下运动带动预剥刀刃完成预剥离动作；

S3：所述预剥刀刃向靠近相应的阴极沉积金属片预剥离检测机构的一侧水平运动，同时对应的探测组件脱离牵引，在自重作用下向下运动；

当探测组件停止运动而光电开关未打开时，阴极板进入下一道程序；当探测组件停止运动而光电开关打开时转到步骤S2、对阴极板进行人工剥离或对阴极板进行特殊标记。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的阴极沉积金属片预剥离检测机构的检测效率和准确率高，并且结构简单，制备和运行成本低，便于工业化应用。

2、本发明的预剥刀机构结构及预剥离装置既可实现对阴极板上的沉积金属片的预剥离，又可实现对完成预剥离工序后的阴极板是否成功预剥离进行检测，利用预剥刀刃相对预剥刀架水平往复运动的牵引即可实现探测组件的轴向往复运动，无需额外增加牵引动力，结构简单，设备及运行成本大大降低，利于工业化应用。

附图说明

图1为实施例的阴极沉积金属片预剥离检测机构的结构示意图。

图2为实施例的阴极沉积金属片预剥离检测机构中的探测组件的结构示意图。

图3为实施例的预剥刀机构的结构示意图（预剥刀刃位于远离牵引的检测机构的一端）。

图4为实施例的预剥刀机构的结构示意图（预剥刀刃位于靠近牵引的检测机构的一端）。

图5为实施例的预剥离装置开始预剥离的状态示意图（初始启动阶段）。

图6为初始启动阶段阴极板被提升的状态示意图。

图7为实施例的预剥离装置进行预剥离的状态示意图（预剥离阶段）。

图8为预剥离阶段沉积金属片处于全部或局部预剥离的状态示意图。

图9为实施例的预剥离装置进行预剥离检测的状态示意图（预剥离成功）。

图10为探测组件检测到预剥离成功的状态示意图。

图11为实施例的预剥离装置进行预剥离检测的状态示意图（一侧预剥离未成功）。

图12为探测组件探测到阴极板一侧预剥离未成功的状态示意图。

图13为实施例的预剥离装置恢复到初始状态的示意图。

图例说明：1、光电开关组件；11、光电开关；12、竖板；13、横板；131、导向孔；14、导向滑轮；15、导向筒；2、探测组件；21、导杆；211、止挡部；22、探测板；23、光电感应件；24、连接板；3、牵引绳；4、预剥刀架；41、横杆；5、预剥刀刃；6、机架；7、边刀机构；8、阴极板；9、沉积金属片；100、阴极沉积金属片预剥离检测机构；200、预剥刀机构。

具体实施方式

以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

本实施例的预剥离装置，如图5、7、9和11所示，主要由机架6、安装在机架6上的四个边刀机构7和两个预剥刀机构200、及安装在预剥刀机构200上的阴极沉积金属片预剥离检测机构100组成。

本实施例中，两个预剥刀机构200分设于阴极板8沿厚度方向的两侧。为保证阴极板两侧的沉积金属片预剥离的同步，两组预剥刀机构200由同一套下剥油缸驱动相对机架6上下往复运动。

两个边刀机构7构成一组，两组边刀机构7分设于阴极板8沿厚度方向的两侧。一组的两个边刀机构7安装于机架6上沿阴极板8的顶边的延伸方向的两侧，每组的两个边刀机构7用于对阴极板8相应侧的顶边两端进行预剥离，预剥刀机构200位于两个边刀机构7之间，用于对阴极板8相应侧的顶边中部进行预剥离。四处预剥离点的设置，能够极大地提高预剥离的成功率。

如图3和4所示，预剥刀机构200包括预剥刀架4和两个预剥刀刃5，预剥刀架4通过下剥油缸驱动可相对机架6上下往复运动。两个预剥刀刃5分设在预剥刀架4下端的横杆41的两侧，预剥刀刃5可在水平移动油缸或牵引机构的驱动下相对预剥刀架4沿阴极板8的顶边的延伸方向水平往复运动。

相应地，每个预剥刀机构200上设有两个阴极沉积金属片预剥离检测机构100，每个预剥刀机构200上的两个阴极沉积金属片预剥离检测机构100分设于预剥刀架4沿阴极板8的顶边的延伸方向的两侧。

如图1所示，本实施例的阴极沉积金属片预剥离检测机构100，包括光电开关组件1、探测组件2和牵引绳3。

光电开关组件1包括光电开关11和固定在预剥刀架4上的安装座；安装座包括竖板12和连接于竖板12上部的横板13，光电开关11安装于竖板12的下部。

如图2所示，探测组件2包括探测板22和光电感应件23和两根导杆21。

横板13上对应开设有两个导向孔131，横板13的底部还对应固定有分别与两个导向孔131连通的两个导向筒15，导杆21的下端依次穿过导向孔131和导向筒15后与探测板22通过紧固件可拆卸连接。

光电感应件23通过连接板24固定于探测板22的上方。

导杆21可沿导向孔131和导向筒15的轴向往复运动。导杆21的上端设有用于当探测组件2运动至极限位置后限制导杆21继续轴向向下运动的止挡部211，导杆21可采用螺栓，止挡部211即为如图2所示的螺母；也可在导杆21上设置凸起作为止挡部211。

竖板12上安装有导向滑轮14，牵引绳3绕设在导向滑轮14上后一端固定在探测板22上，另一端固定在远离该阴极沉积金属片预剥离检测机构的预剥刀刃5上。当该预剥刀刃5往远离该检测机构的一侧水平运动时，该预剥刀刃5可牵引该探测组件2相对安装座沿导杆21轴向向上运动。当该预剥刀刃5往靠近该检测机构的一侧水平运动时，该探测组件2脱离该预剥刀刃5的牵引从而做自由落体运动。

若探测板22的下方有预剥离后的沉积金属片9，则探测板22会在探测组件2相对安装座沿导杆21轴向向下运动过程中被阴极板8上预剥离的沉积金属片9阻挡从而使得探测组件2停止向下运动；

在没有预剥离后的沉积金属片9阻挡探测板22的情况下，探测组件2可相对安装座沿导杆21轴向向下运动至极限位置，当探测组件2位于极限位置时，光电感应件23与光电开关11位于同一水平高度，光电开关11接收到光信号。

本实施例的预剥离装置的初始状态如图13所示，预剥刀机构200和边刀机7构均相对机架6位于最高点；预剥刀机构200上的两个预剥刀刃5彼此靠拢于横杆41的中间位置，牵引绳3冗余，探测组件2无对应的预剥刀刃5的牵引，由于止挡部211的止挡，探测组件2相对安装座位于轴向向下的极限位置，此时光电感应件23与光电开关11位于同一水平高度。

预剥离装置初始位置：中间剥刀（预剥刀刃）、边刀为张开状态，中间剥刀、边刀处于上部位置，且中间剥刀处于横向左右中间位置，极板提升油缸处于下部位置。此时探测组件位于最低位置。

当预剥离装置处于初始位置时，附着沉积金属片的阴极板由上一工序输送至预剥离工位并停止，接着由提升装置提升至设定高度，同时中间刀（预剥刀刃）左右水平移动至两侧；并通过钢丝绳带动沉积金属片探测组件上升到一定高度。然后中间剥刀和边刀同时合拢夹住沉积金属片后边刀向下运动，边刀到达下部设定位置后张开；接着边刀往上运动的同时中间剥刀往下运动；中间刀到达下部设定位置时张开，然后中间刀水平移动至中间位置，同时沉积金属片探测组件利用自身的重量下降。接着中间剥刀往上运动回到初始位置的同时阴极板由提升装置下降至原高度，此时完成剥离动作一个循环。在沉积金属片探测组件利用自身的重量下降时如沉积金属片已剥开，沉积金属片探测组件会被剥开的沉积金属片挡住，不能下降到最低位置，电开关感应板位于光电开关上方，光电开关接收不到光信号。如沉积金属片没剥开，沉积金属片探测组件在自身的重量作用下降到最低位置，光电开关感应板位于光电开关前方，光电开关接收到光信号。

本实施例的预剥离装置完成预剥离及检测的方法如下：

初始启动阶段：如图5和图6所示，提升机构将带有沉积金属片9的阴极板8提升至预剥离位置，每个预剥刀机构200上的两个预剥刀刃5分别水平移动至横杆41的两侧，同时牵引对应的探测组件2相对安装座沿导杆21轴向向上运动至一定高度。

预剥离阶段：如图7所示，预剥刀刃5和边刀机构7上的边刀刃通过夹紧油缸作用阴极板8，在下剥油缸的驱动下预剥刀刃5和边刀刃下移至与刀刃与阴极板8上的沉积金属片9的顶部边缘平齐后开设预剥离沉积金属片9，直至预剥离至设定位置，预剥刀刃5和边刀刃停止下移。此时已基本完成预剥离动作，如图8所示，沉积金属片9处于全部（四处或多处）剥开状态或局部剥开状态。

再松开夹紧油缸，在松开夹紧油缸的过程中刀刃会向外推动沉积金属片9，使预剥离缝隙继续扩大。

预剥离阶段中，预剥刀刃5和边刀刃的动作可同步也可不同步，以适应不同工况的电沉积金属的预剥离。

检测阶段：如图9所示，每个预剥刀机构200上的两个预剥刀刃5彼此向横杆41的中间位置靠拢，牵引绳3变冗余，预剥刀刃5对应的探测组件2脱离牵引，从而做自由落体运动。当沉积金属片9预剥离成功时，探测组件2相对安装座轴向向下运动过程中，如图10所示，探测板22会被预剥离的沉积金属片9阻挡从而停止运动，因而探测组件2上的光电感应件23无法与安装座下端的光电开关11实现光信号感应，若四个光电开关11均未探测到光电信号，则该阴极板8完成预剥离，可进入下一道工序（主剥离）。如图11所示，若沉积金属片9某一侧预剥离失败，则该侧探测组件2能相对安装座轴向向下运动至极限位置，如图12所示，探测组件2上的光电感应件23与安装座下端的光电开关11位于同一水平高度从而实现光信号感应，则光电开关11检测到该侧预剥离失败，该阴极板8不能进入下一道工序，需重复预剥离阶段和检测阶段，直至完成预剥离。

恢复初始状态阶段：如图13所示，提升机构将完成预剥离的阴极板8下降至链条上，预剥刀机构200和边刀机构7被提升至相对机架的最高点。

以上所述，仅是本申请的较佳实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (10)

1.一种阴极沉积金属片预剥离检测机构，其特征在于，包括光电开关组件（1）和探测组件（2）；

所述光电开关组件（1）包括安装座及安装于安装座上的光电开关（11）；

所述探测组件（2）包括导杆（21）和固定在导杆（21）下端的探测板（22），所述安装座上开设有导向孔（131），所述导杆（21）穿过导向孔（131）且可相对安装座轴向往复运动，所述探测板（22）上设有当导杆（21）轴向向下运动至下止点时使光电开关（11）打开的感应件（23）；

所述探测板（22）在导杆（21）轴向向下运动时可被阴极板（8）上预剥离成功的沉积金属片（9）阻挡。

2.根据权利要求1所述的阴极沉积金属片预剥离检测机构，其特征在于，所述探测组件（2）通过牵引绳（3）与驱动导杆（21）轴向运动的装置相连。

3.根据权利要求2所述的阴极沉积金属片预剥离检测机构，其特征在于，所述导杆（21）的上端设有限制导杆（21）轴向向下运动的止挡部（211）。

4.根据权利要求2或3所述的阴极沉积金属片预剥离检测机构，其特征在于，所述安装座包括竖板（12）和连接于竖板（12）上部的横板（13），所述光电开关（11）安装于竖板（12）的下部；所述导向孔（131）开设于横板（13）上。

5.根据权利要求4所述的阴极沉积金属片预剥离检测机构，其特征在于，所述竖板（12）上安装有导向滑轮（14），所述牵引绳（3）绕设在所述导向滑轮（14）上。

6.一种预剥离装置，包括机架（6）和预剥刀机构（200），所述预剥刀机构（200）包括预剥刀架（4）和安装在预剥刀架（4）上的预剥刀刃（5），所述预剥刀架（4）安装在机架（6）上且可相对机架（6）上下往复运动；其特征在于，还包括如权利要求1～5任一项所述的阴极沉积金属片预剥离检测机构（100），所述阴极沉积金属片预剥离检测机构（100）通过安装座固定在预剥刀架（4）上，且位于阴极板（8）的顶边长度方向的一侧。

7.根据权利要求6所述的预剥离装置，其特征在于，所述预剥刀刃（5）可相对预剥刀架（4）沿阴极板（8）的顶边的长度方向水平往复运动；所述牵引绳（3）的第二端与预剥刀刃（5）固定；当所述预剥刀刃（5）往预剥刀架（4）沿阴极板（8）的顶边的长度方向的另一侧水平运动时，所述预剥刀刃（5）可牵引所述探测组件（2）沿导杆（21）轴向向上运动。

8.根据权利要求7所述的预剥离装置，其特征在于，所述阴极沉积金属片预剥离检测机构（100）和预剥刀刃（5）均设有两个，两个阴极沉积金属片预剥离检测机构（100）分设于预剥刀架（4）沿阴极板（8）的顶边的长度方向的两侧，两个预剥刀刃（5）位于两个阴极沉积金属片预剥离检测机构（100）之间，其中一个阴极沉积金属片预剥离检测机构（100）的牵引绳（3）的另一端与远离所述阴极沉积金属片预剥离检测机构（100）的预剥刀刃（5）固定。

9.根据权利要求6～8任一项所述的预剥离装置，其特征在于，所述预剥刀机构（200）设有两个，两个预剥刀机构（200）分设于阴极板（8）沿厚度方向的两侧。

10.一种采用如权利要求7～9任一项所述的预剥离装置对阴极板（8）上的沉积金属片（9）进行预剥离的方法，包括以下步骤：

S1：将带有沉积金属片（9）的阴极板（8）提升至预剥离位置，所述预剥刀刃（5）向远离相应的阴极沉积金属片预剥离检测机构（100）的一侧水平运动，同时牵引对应的探测组件（2）向上运动至相应高度；

S2：所述预剥刀架（4）向下运动带动预剥刀刃（5）完成预剥离动作；

S3：所述预剥刀刃（5）向靠近相应的阴极沉积金属片预剥离检测机构（100）的一侧水平运动，同时对应的探测组件（2）脱离牵引，在自重作用下向下运动；

当探测组件（2）停止运动而光电开关（11）未打开时，阴极板（8）进入下一道程序；当探测组件（2）停止运动而光电开关（11）打开时转到步骤S2、对阴极板（8）进行人工剥离或对阴极板（8）进行特殊标记。