CN111674907B - 超重残极板在线剔除机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属冶炼技术领域，公开一种超重残极板在线剔除机构，包括剔除机械手装置，残极板由链式传送机构传送，其包括在传送末端处设置的机架，机架上装有包括竖向依次布置的多层支撑架和多个回转支承，其中第一层支撑架固定在机架上，相邻两层支撑架间安装一个回转支承，自第二层支撑架起，每层支撑架上均设置有一个机械臂，机架上设第一伸缩缸，第一伸缩缸的伸缩端铰接在第二层支撑架上的机械臂上，第二层支撑架上还设置第二伸缩缸......第N‑1层支撑架上设置第N‑1伸缩缸，第N‑1伸缩缸的伸缩端铰接在第N层支撑架上的机械臂上，第N层支撑架为顶层部件，其上面安装的机械臂另一端设置极板挂钩部件用于吊取和释放残极板。

Description

超重残极板在线剔除机构

技术领域

本发明涉及有色金属冶炼技术领域，具体地，涉及一种超重残极板在线剔除机构。

背景技术

在电解铜生产过程中，将含铜量大于98％粗铜浇注制作成为阳极，采用不锈钢板作为阴极，将阴、阳极板放置在含有硫酸和硫酸铜制成的电解液的电解槽内，通电将铜阳极溶解成为铜离子移动不锈钢阴极板上得到纯度高于99.99％的电解铜，在此过程中，阳极铜板不断的被溶解，所以其会不断的变薄，在达到规定的作业周期后，停止电解槽的通电，此时槽内残存的铜阳极被称之为“铜残阳极板”，简称残极板，由电解专用行车将电解槽内的残极板整槽运输到残极洗涤机组上，由机组完成对残极板的洗涤，称重、堆垛、打包等工作。

在冶炼过程中，每一炉所浇注的阳极铜板，其铜含量、其他杂质含量均不相同，在相同的工艺条件下，最后所产生的残阳极板重量会有一定的差异，为避免造成不必要的浪费，同时也为贯彻国家“节能减排”的相关政策，需要将一些超重残极板选出来，用这些超重残极板作为净液作业使用的阴极去吸附电解液中的杂质，达到净液目的。但目前的电解铜生产操作中，缺乏将这些超重残极板从传送链中转移剔除的手段，同时也缺乏对每块残极板进行重量识别的手段，无法挑选出超重的残极板来用于净液。

发明内容

本发明解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种在残极板在线传送过程中将超重残极板识别并取出的超重残极板在线剔除机构。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种超重残极板在线剔除机构，包括剔除机械手装置，残极板由链式传送机构传送，剔除机械手装置包括在链式传送机构传送末端处设置的机架，机架上安装有回转架，回转架包括竖向依次布置的多层支撑架和多个回转支承，第一层支撑架固定在机架上，相邻两层支撑架之间安装一个回转支承，自第二层支撑架起，每层支撑架上均设置有一个机械臂，机架上设有第一伸缩缸，第一伸缩缸的伸缩端铰接在第二层支撑架的机械臂上，第二层支撑架外壁上还设置有第二伸缩缸，第二伸缩缸的伸缩端铰接在第三层支撑架的机械臂上，第三层支撑架外壁上还设置有第三伸缩缸......第N-1层支撑架上设置有第N-1伸缩缸，第N-1伸缩缸的伸缩端铰接在第N层支撑架的机械臂上，各伸缩缸均通过伸缩缸支座安装在相应层支撑架上，各机械臂、伸缩缸支座绕回转架中轴线顺次设置，第N层支撑架为顶层部件，第N层支撑架上安装的机械臂另一端设置极板挂钩部件用于吊取和释放残极板。

进一步地，各机械臂上设置有限位板结构，机架和各伸缩缸支座上设置可与各限位板结构的限位板配合以限制相应机械臂旋转位置的限位止挡，各机械臂的旋转角度受限位止挡的位置限制。

更进一步地，限位止挡由限位座及贯穿限位座的调整螺栓组成，各层支撑架通过相应限位板结构的限位板与对应的调整螺栓垂直接触来实现回转角度调节。

进一步地，还包括在线称重装置，在线称重装置设置在链式传送机构上，在线称重装置包括对称分布在链式传送机构两侧的两个称量模块，称量模块竖直布置且其上端铰接在一悬挂座上、其下端铰接至一承重臂上，承重臂另一端铰接至一悬臂座，悬挂座通过连接件固定在悬臂座上，链式传送机构包括与残极板进行接触的传送链条，传送链条由平链节和带钩链节依次串接而成，带钩链节与带钩链节之间的间距为特定节距，残极板在传送链条上由带钩链节推动；

在线称重装置还包括与承重臂平行设置的安全臂，安全臂、承重臂均与传送链条平行设置，安全臂在承重臂中段部分处具有高出承重臂上平面的平面段，残极板由带钩链节推动进入该平面段，平面段末端具有下斜面，承重臂末段部分高度高于安全臂下斜面末端所处高度，称量模块在残极板处于承重臂末端部分时对残极板进行称重；

经在线称重装置称量出超重的残极板将由剔除机械手装置取出。

更进一步地，承重臂末段部分呈水平平面。

更进一步地，安全臂的平面段为上斜面段或者安全臂在残极板进入平面段之前还具有上斜面段，上斜面段的斜面底部高度低于链条传送高度。

更进一步地，称量模块上端和下端分别通过关节轴承与悬挂座、承重臂铰接。

更进一步地，承重臂通过铰接座与悬臂座铰接，铰接座固定于悬臂座上，承重臂与铰接座通过轴承铰接。

更进一步地，在线称重装置设置在链式传送机构传送末端，安全臂在承重臂末端之后仍具有伸出部分以供残极板在传送末端安全过渡。

更进一步地，在线称重装置配置有CPU，称量模块与CPU通过称重变送器传送信息。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1)通过多个伸缩缸驱动多级机械臂在回转支承上旋转指定角度，实现设有极板挂钩部件的机械臂的多级回转角度叠加从而达到设定的回转角度，使在线剔除机构快捷顺利地完成超重残极板的水平精确位移，极板挂钩部件在取板位和放板位进行打开闭合作业实现残极板的抓取和释放，不会影响重量合格残极板的正常传送和过渡；

2)限位止挡上设置调整螺栓，使得各机械臂(对应各层支撑架)的旋转角度可灵活调节，增强了在线剔除装置的结构适用性；

3)增设了在线称重装置，其与剔除机械手装置形成有机结合，在线称重装置可在残极板被有序传送的过程中完成单个残极板的称重工作，当残极板被识别超重时剔除机械手装置即被启动工作，将对应残极板从传送机组上取出，不会影响其它残极板的正常传送；

4)在线称重装置巧妙设计安全臂和承重臂上平面之间的高度差，同时在安全臂平面段末端设置下斜面，使残极板顺利与带钩链节脱离，进而滑落至承重臂上精确称重；

5)称量模块将残极板重量信号传送到称重变送器，再由称重变送器转换成4-20mA模拟量信号储存至CPU中，可实现各残极板的相关数据追溯，进而使得熔炼车间与电解车间的工艺人员能够根据每组电解槽所产生的残极板重量变化的变化曲线来调整今后浇铸作业和电解作业的各项工艺参数，以便达到节能减排提高产能的目的。

附图说明

图1为实施例1所述的剔除机械手装置的结构示意图；

图2为实施例1所述的剔除机械手装置的局部放大图(与图1为不同视角)；

图3为实施例1所述的限位止挡的结构示意图；

图4为实施例1所述的在线称重装置在链式传送机构上的安装示意图(本图中链条仅为示意，实际上带钩链节应与残极板挂耳接触)；

图5为实施例1所述的在线称重装置的结构示意图(此时残极板处于称重位置)；

图6为实施例1所述的承重臂、安全臂及传送链条之间的高度关系示意图；

图7为实施例1所述的称量模块、悬挂座、悬臂座及固定座之间的连接示意图(与图5视角不同)；

图8为实施例1所述的超重残极板在线剔除机构的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

提供一种如图8所示的超重残极板在线剔除机构，其设置在电解生产系统的机架上，包括在线称重装置1和剔除机械手装置2，残极板由链式传送机构3传送，在线称重装置1依次对单个残极板进行称量，经在线称重装置称量出超重的残极板将由剔除机械手装置2取出。

如图4、5所示，在线称重装置1设置在链式传送机构3传送末端，链式传送机构传送末端处布置有接收机组用于接收称重合格的残极板，在线称重装置1包括对称分布在链式传送机构两侧的两个称量模块11，如图7所示，每一侧的称量模块均竖直布置且其上端通过关节轴承铰接在一悬挂座12上、其下端通过关节轴承铰接至一承重臂13上，承重臂13另一端通过铰接座14铰接至一悬臂座15，铰接座固定于悬臂座上，承重臂13与铰接座14通过轴承铰接，悬挂座12通过螺栓固定在悬臂座15上，悬臂座15则通过一固定座16安装在链式传送机构3上，实现在线称重装置的整体安装稳定。

其中，承重臂为承担残极板挂耳A进行称重的部件，其包括与残极板挂耳直接接触的承重板131和与称量模块铰接的铰接臂132，承重板与残极板的传送方向平行，承重板131与铰接臂132则垂直布置且铰接臂连接在承重板的端部。残极板是在远离承重臂与悬臂座铰接端的末端开始进入承重臂，残极板一旦与承重板接触，即开始向下压承重板131，称量模块11则开始感应残极板的重量，针对单块残极板，链条链轮组件两侧的两个称量模块是各自感应该残极板一半的重量，该残极板最终的重量值是由两个称量模块产生的重量数据相叠加。

本实施例中的链式传送机构为常规机构，链式传送机构包括与残极板进行接触的传送链条及控制链条传动方向的链轮32，传送链条由多个平链节和带钩链节31依次串接而成，相邻带钩链节31之间的间距为与设定的相邻残极板之间距离适配的特定节距，残极板在传送链条上由带钩链节31推动，即传送链条中每隔几节平链节即插接有一节带钩链节，该带钩链节将残极板挨个带动在链式传送机构上传送，因此残极板会按照设定间距传输，便于在线称重装置对每一块残极板进行精确称重。

具体地，如图6所示，在线称重装置1还包括靠近承重臂且与其平行设置的安全臂17，安全臂、承重臂均与传送链条平行设置，安全臂在承重臂中段部分处具有高出承重臂上平面的平面段171，残极板由带钩链节31推动进入该平面段171，平面段末端具有下斜面172，承重臂末段部分133高度需高于安全臂下斜面172末端所处的高度，残极板在安全臂平面段171都是由带钩链节31推动前行，当残极板到达下斜面172始端，其会因为重力作用而下滑至承重臂末段部分133上表面，残极板会脱离带钩链节31，从而停落在承重臂13上，称量模块11此时对残极板进行称重，称重过程不会受到带钩链节的干扰。当然，承重臂末段部分的长度是远小于残极板之间的间距值的。

一般来说，为便于残极板称重及后续残极板在传送末端向接收机组的传送转移，本实施例的链式传送机构设置传送链条是3秒钟走300mm，然后停止5秒钟，也就是说，残极板在落至承重臂上后有5秒钟的称重时间，然后传送链条继续运行，带钩链节继续前推残极板，如此周而复始。

为确保残极板在滑落至承重臂末段部分上表面后不发生滑移，优选将承重臂末段部分133设计为水平平面，使残极板在称重时为静止状态，确保称量结果精确。

此外，为使残极板在带钩链节31的推动下顺利从传送链条上移送至安全臂的平面段171上，安全臂在残极板进入该平面段之前还具有一个上斜面段173，上斜面段的斜面底部高度低于传送链条传送高度。

观察图4可知，链轮32与链条导轨33在衔接处存在间隙，残极板在被传送到链轮和链条导轨之间的衔接处时由于自身重力作用而下沉掉卡在该间隙过渡处，本实施例充分考虑了该问题，作出了安全臂17在承重臂末端之后仍具有伸出部分174以供残极板在传送末端安全过渡的设计，以确保残极板顺利被接收机组或剔除机械手装置接收(重量合格的残极板被接收机组接收，超重残极板被剔除机械手装置接收)。

为提升在线称重装置和剔除机械手装置的工作联动性，在线称重装置配置有CPU，称量模块11与CPU通过称重变送器传送信息，称量模块对单块残极板称量来判定残极板是否合格或超重，称量重量是通过采集残极板重量信号传送到称重变送器，再由称重变送器转换成4～20mA模拟量信号储存到CPU中，CPU中预先设定了评判单块残极板的超重临界值，当CPU收到称量模块11的重量信号时即将该信号值与超重临界值进行对比，一旦该对应的残极板落入超重范畴，CPU即会发出超重信号，当链式传送机构将该残极板运送至出板工位时，电解生产系统的控制系统将控制剔除机械手装置2将该超重残极板从链式传送机构3传送末端挑出，避免其流入接收机组，而合格残极板则可进入接收机组以进行正常的后续工序作业。

此外，储存在CPU中的相关重量数据相当于形成了一个数据追溯路径，通过数据追溯可对每组电解槽所产生的残极板的重量变化生成变化曲线，工艺人员可根据该变化曲线来调整今后浇铸作业和电解作业的各项工艺参数，以便提升电铜品质，降低能耗，提高作业效率，真正达到节能减排提高产能的目的。

如图1和2所示，剔除机械手装置2包括在链式传送机构传送末端处设置的机架21，机架上安装有回转架22，回转架包括竖向依次布置的三层支撑架221和两个回转支承222，每两层支撑架之间安装一个回转支承，第二层、第三层支撑架上均设置有一个机械臂(本实施例中第二层支撑架上的机械臂定义为第一机械臂24，第三层支撑架上的机械臂定义为第二机械臂26)，其中第一层支撑架安装固定在机架上，机架上设有第一伸缩缸23，第一伸缩缸的伸缩端铰接在第二层支撑架的第一机械臂24上，第二层支撑架外壁上还设置有第二伸缩缸25，第二伸缩缸通过伸缩缸支座251安装在第二层支撑架外壁上，本实施例中，第二层支撑架上的伸缩缸支座、第一机械臂在长度方向处于一条直线上，第二伸缩缸25的伸缩端铰接在第三层支撑架221的第二机械臂26上，第三层支撑架221为顶层部件，第二机械臂26另一端设置极板挂钩部件27用于吊取和释放残极板。极板挂钩部件为常规取放极板的挂钩部件，在此不作赘述。

上述的各伸缩缸的动力源可以是液压动力、电动力或气动力等，本实施例均以以压缩空气动力作为动力源，即各伸缩缸均为气动伸缩缸。

同时本申请也不局限于使用伸缩缸作为动力机构，也可以以电机减速机、液压马达或气动马达等作为动力机构来驱动机械臂进行回转作业。

第一伸缩缸23为第二层支撑架上的第一机械臂24提供旋转动力，第一机械臂24受第一伸缩缸伸缩端作用力带动第二层支撑架发生旋转，第二层支撑架则将带动伸缩缸支座251一起旋转，第二伸缩缸25是固定在伸缩缸支座251上的，因此，在第一机械臂24旋转的过程中，第二机械臂26将跟随第二伸缩缸25发生与第一机械臂24相同角度的旋转；之后，第二伸缩缸25为第二机械臂26提供旋转动力，第二机械臂26受第二伸缩缸伸缩端作用力而再次发生旋转；如此，第二机械臂26发生了两个角度的旋转叠加，可充分达到极板挂钩部件在链式传送机构传送末端对超重残极板的剔除取放操作目的。

本实施例中通过设计第一伸缩缸和第二伸缩缸伸缩端的伸出长度，使每个伸缩缸能控制相应机械臂旋转90°的角度，上述两个伸缩缸的组合即可实现第二机械臂180°的回转移动。

为确保第一机械臂24、第二机械臂26的回转角度稳定，如图3所示，剔除机械手装置2还在各机械臂上设置有限位板结构，限位板结构包括限位板29，机架21和伸缩缸支座251上设置可与各限位板结构的限位板29配合以限制第一机械臂24、第二机械臂26旋转极限位置的限位止挡28，其中，对第一机械臂24进行限位的限位止挡28设置在机架21上，对第二机械臂26进行限位的限位止挡设置在伸缩缸支座251上，第一机械臂24、第二机械臂26的旋转角度分别受对应的限位止挡的位置限制，即限位止挡在机架和伸缩缸支座上的设置位置是根据各机械臂需要旋转的角度来确定的。限位止挡和限位板相互配合可精确的将各机械臂停止在指定位置。

本实施例针对第一机械臂24的旋转角度，在机架上设置两个限位止挡，两个限位止挡的位置分别对应第一伸缩缸伸出和缩回情况下第一机械臂24的旋转首末位置，第一机械臂24的限位板结构上则设置有两块板面朝向相反的限位板(本限位板结构上通过竖筋板与第一机械臂24下表面连接)，两块限位板分别对应一个限位止挡进行限位。而限制第二机械臂26旋转角度的限位止挡由于受制于其安装在伸缩缸支座上的位置选择，因此只能设置一个限位止挡，在第二机械臂26上的限位板结构也是通过竖筋板连接的，该限位板结构套设在第三层支撑架外壁(也可直接与第三层支撑架外壁连接)，其上的两块限位板的设置位置分别对应第二伸缩缸伸出和缩回情况下第二机械臂26的旋转首末位置。

具体地，如图3所示，限位止挡28包括限位座281及贯穿限位座的调整螺栓282，各机械臂通过相应限位板与限位座调整螺栓垂直接触来实现回转角度调整，通过改变调整螺栓282在限位座281上的旋入长度可灵活改变各机械臂的回转角度，以此来完成各机械臂在水平方向的精确位移，实现残极板在设定位置的取放工作。

需要说明的是，伸缩缸支座上的限位止挡结构与机架上限位止挡的结构不同，如图3所示，该限位止挡对应第二机械臂26下方的两块限位板安装有两根调整螺栓。

本申请将在线称重装置与剔除机械手装置形成有机结合，在线称重装置可在残极板被有序传送的过程中完成单个残极板的称重工作，当残极板被识别超重后，CPU即会发出超重信号，当链式传送机构将该残极板运送至出板工位时，电解生产系统的控制系统控制剔除机械手装置工作将该超重残极板从传送机组上取出实现实时剔除，不会影响其它残极板的正常传送。本在线剔除装置可有效降低现场工作人员的劳动强度，提高了作业效率，大大提升企业产能，适合大力推广。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超重残极板在线剔除机构，其特征在于，包括剔除机械手装置，残极板由链式传送机构传送，剔除机械手装置包括在链式传送机构传送末端处设置的机架，机架上安装有回转架，回转架包括竖向依次布置的多层支撑架和多个回转支承，第一层支撑架固定在机架上，相邻两层支撑架之间安装一个回转支承，自第二层支撑架起，每层支撑架上均设置有一个机械臂，机架上设有第一伸缩缸，第一伸缩缸的伸缩端铰接在第二层支撑架的机械臂上，第二层支撑架外壁上还设置有第二伸缩缸，第二伸缩缸的伸缩端铰接在第三层支撑架的机械臂上，第三层支撑架外壁上还设置有第三伸缩缸......第N-1层支撑架上设置有第N-1伸缩缸，第N-1伸缩缸的伸缩端铰接在第N层支撑架的机械臂上，各伸缩缸均通过伸缩缸支座安装在相应层支撑架上，各机械臂、伸缩缸支座绕回转架中轴线顺次设置，第N层支撑架为顶层部件，第N层支撑架上安装的机械臂另一端设置极板挂钩部件用于吊取和释放残极板；

在线剔除机构还包括在线称重装置，在线称重装置设置在链式传送机构上，在线称重装置包括对称分布在链式传送机构两侧的两个称量模块，称量模块竖直布置且其上端铰接在一悬挂座上、其下端铰接至一承重臂上，承重臂另一端铰接至一悬臂座，悬挂座通过连接件固定在悬臂座上，链式传送机构包括与残极板进行接触的传送链条，传送链条由平链节和带钩链节依次串接而成，带钩链节与带钩链节之间的间距为与设定的相邻残极板之间距离适配的特定节距，残极板在传送链条上由带钩链节推动。

2.根据权利要求1所述的超重残极板在线剔除机构，其特征在于，各机械臂上设置有限位板结构，机架和各伸缩缸支座上设置可与各限位板结构的限位板配合以限制相应机械臂旋转位置的限位止挡，各机械臂的旋转角度受限位止挡的位置限制。

3.根据权利要求2所述的超重残极板在线剔除机构，其特征在于，限位止挡由限位座及贯穿限位座的调整螺栓组成，各层支撑架通过相应限位板结构的限位板与对应的调整螺栓垂直接触来实现回转角度调节。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的超重残极板在线剔除机构，其特征在于，在线称重装置还包括与承重臂平行设置的安全臂，安全臂、承重臂均与传送链条平行设置，安全臂在承重臂中段部分处具有高出承重臂上平面的平面段，残极板由带钩链节推动进入该平面段，平面段末端具有下斜面，承重臂末段部分高度高于安全臂下斜面末端所处高度，称量模块在残极板处于承重臂末端部分时对残极板进行称重；

经在线称重装置称量出超重的残极板将由剔除机械手装置取出。

5.根据权利要求4所述的超重残极板在线剔除机构，其特征在于，承重臂末段部分呈水平平面。

6.根据权利要求4所述的超重残极板在线剔除机构，其特征在于，安全臂的平面段为上斜面段或者安全臂在残极板进入平面段之前还具有上斜面段，上斜面段的斜面底部高度低于链条传送高度。

7.根据权利要求4所述的超重残极板在线剔除机构，其特征在于，称量模块上端和下端分别通过关节轴承与悬挂座、承重臂铰接。

8.根据权利要求4所述的超重残极板在线剔除机构，其特征在于，承重臂通过铰接座与悬臂座铰接，铰接座固定于悬臂座上，承重臂与铰接座通过轴承铰接。

9.根据权利要求4所述的超重残极板在线剔除机构，其特征在于，在线称重装置设置在链式传送机构传送末端，安全臂在承重臂末端之后仍具有伸出部分以供残极板在传送末端安全过渡。

10.根据权利要求4所述的超重残极板在线剔除机构，其特征在于，在线称重装置配置有CPU，称量模块与CPU通过称重变送器传送信息。

Images