CN115490014A - 电解铜堆垛装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种电解铜堆垛装置，框架的两相对框边上设置有托夹单元，托夹单元的吊臂下端有托抬电解铜的托板，相对侧的托夹单元相互靠近或远离以托抬电解铜转位或释放电解铜落下，另外两相对框边上设置有两主规整单元，两主规整单元调整电解铜相应边在水平面内的位置，两托夹单元和两主规整单元构成的约束区域的中心铅垂向位置与框架的区域中心的铅垂向位置为相互确定。托夹单元在托夹电解铜的同时，也规整电解铜在该方向上的位置，而电解铜另外两个方向的位置则是通过两主规整单元来规整的，约束区域的中心铅垂向位置与框架的区域中心的铅垂向位置相互确定，确保电解铜的中心是确定的，才能保证该正在转位的电解铜与电解铜摞的中心对准，堆垛整齐。

Description

电解铜堆垛装置

技术领域

本发明涉及电解铜生产技术领域，具体涉及一种电解铜堆垛装置。

背景技术

铜冶炼生产过程中产生的阳极板，需要经过永久不锈钢阴极电解工艺产生高纯度阴极铜，简称电解铜。电解铜需要经过吊运、洗涤、剥离(分成电解铜和永久不锈钢阴极板)、铆接、堆垛、打包等一系列流程，最终成为产品外售。其中堆垛过程中一般要求18块电解铜形成电解铜垛，电解铜垛四个方向对齐与否将直接影响电铜外观质量。

名称为《一种锌锭堆垛夹具》(授权公告号：CN 212355731 U)的实用新型专利公开了以下技术方案：包括：基板1、定爪极2、动爪装置3、旋转轴杆4以及挡位装置5；基板1包括底端面11以及顶端面12；定爪极2固定设置在底端面11上；动爪装置3包括动爪气缸31以及与定爪极2相对的动爪极32，沿基板1的长度方向，动爪气缸31驱动动爪极32相对于定爪极2合拢或者分离，从而抓取锌锭。挡位装置5设置在基板1的左下角以及右上角均可以有效与定爪极2和动爪极32构成半封闭的容纳空间，均可以有效防止锌锭在周向旋转的过程中因惯性跌落。上述方案，定爪极2、动爪极32以及挡位装置5的配合只能够保证锌锭在抓取和移动的过程中被抓紧，不掉落，却无法保证其在松开锌锭的时候，上方的锌锭能够与下方的锌锭堆垛整齐。应用在电解铜的堆垛过程中，由于电解铜本身尺寸误差以及设备各个堆放位置造成的累计误差，致使机器人夹钳抓取电解铜堆放过程中东西南北四个方向存在错位，表现为堆垛不齐，每个方向偏差最大可达50mm左右，极端情况更大。这种情况存在已明显超出可控误差范围内，对电解铜外观质量造成很不利的影响，也将直接影响电解铜产品外售。

发明内容

本发明的目的是提供一种在抓取下放电解铜过程中保证电解铜堆垛在水平方向和垂直方向对齐度高的电解铜堆垛装置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种电解铜堆垛装置，包括与机械手相连的框架，框架的两相对框边上设置有托夹单元，托夹单元的吊臂下端有托抬电解铜的托板，相对侧的托夹单元相互靠近或远离以托抬电解铜转位或释放电解铜落下，另外两相对框边上设置有两主规整单元，两主规整单元调整电解铜相应边在水平面内的位置，两托夹单元和两主规整单元构成的约束区域的中心铅垂向位置与框架的区域中心的铅垂向位置为相互确定。

上述方案中，托夹单元在托夹电解铜的同时，也能够限制或规整电解铜在该方向上的位置，而电解铜另外两个方向的位置则是通过两主规整单元来规整的，这样电解铜四边的位置都被限定，两托夹单元和两主规整单元构成的约束区域的中心铅垂向位置与框架的区域中心的铅垂向位置为相互确定，确保电解铜的中心是确定的，才能保证该正在转位的电解铜与电解铜摞的中心对准，堆垛整齐。

附图说明

图1为堆垛装置的立体图；

图2为堆垛装置的俯视图；

图3为图2的A-A向剖视图；

图4为图1的主视图；

图5为图4的B-B向剖视图；

图6为图1的左视图；

图7为图6的C-C向剖视图。

具体实施方式

如图1所示，一种电解铜堆垛装置，包括与机械手相连的框架10，框架10的两相对框边上设置有托夹单元20，托夹单元20的吊臂21下端有托抬电解铜的托板212，相对侧的托夹单元20相互靠近或远离以托抬电解铜转位或释放电解铜落下，另外两相对框边上设置有两主规整单元30，两主规整单元30调整电解铜相应边在水平面内的位置，托夹单元20在托夹电解铜的同时，也能够限制或规整电解铜在该方向上的位置，而电解铜另外两个方向的位置则是通过两主规整单元30来规整的，这样电解铜四边的位置都被限定，两托夹单元20和两主规整单元30构成的约束区域的中心铅垂向位置与框架10的区域中心的铅垂向位置为相互确定，确保电解铜的中心是确定的，才能保证该正在转位的电解铜与电解铜摞的中心对准，堆垛整齐。

两托夹单元20和两主规整单30构成的约束区域的中心铅垂向位置与框架10上的连接机械手末端轴的轴芯位置一致，由于机械手一般都是有数控系统操作的，精度高，因此通过控制机械手的位置来控制约束区域的中心的位置，也能够保证制约束区域的中心的位置的精度。

虽然说托夹单元20本身也具有规整电解铜在该侧位置的作用，但是当托夹单元20释放电解铜到电解铜叠摞在下方电解铜的过程当中仍然会发生位置偏移现象，因此两托夹单元20所在的框架10边框侧设置有辅助规整单元40，两主规整单元30和两辅助规整单元40构成的约束区域的中心铅垂向位置框架10的区域中心的铅垂向位置为相互确定或与框架10上的连接机械手末端轴的轴芯位置一致。专门设置辅助规整单元40与两主规整单30相配合，从而保证了电解铜位置的精确性，同样的两主规整单元30和两辅助规整单元40构成的约束区域的中心铅垂向位置框架10的区域中心的铅垂向位置为相互确定或与框架10上的连接机械手末端轴的轴芯位置一致，确保电解铜的中心确定，才能保证该电解铜与电解铜摞的中心对准。

具体的结构为，所述的主规整单元30包括上端通过第一铰接轴32铰接在框架10框边上的规整夹爪31，规整夹爪31的下端呈自由状悬伸且第一铰接轴32的轴芯与该侧框边平行布置，驱动机构驱动规整夹爪31绕着铰接轴32摆动至规整夹爪31位于铅垂面内的规整位或两规整夹爪31呈八字形打开状的避让位。在托夹单元20拾取电解铜、转运电解铜、释放电解铜的过程当中，两规整夹爪31始终都是呈八字形打开状，避免影响电解铜的取放，当托夹单元20释放电解铜之后，规整夹爪31绕着铰接轴32摆动至规整夹爪31位于铅垂面内，规整夹爪31推动电解铜的侧边，进而对被释放下来的电解铜进行规整，之后再次回到两规整夹爪31呈八字形打开状，机械手动作进行下一轮取板动作，周而复始。

进一步的，框架10上固定有斜向布置的规整气缸33，规整气缸33的活塞杆331的杆端与连杆34的上端通过第二铰接轴35铰接，第二铰接轴35与第一铰接轴32平行布置，连杆34的下端与规整夹爪31固定连接，规整气缸33驱动连杆34绕着第二铰接轴35转动带动规整夹爪31绕着铰接轴32转动。规整气缸33斜向布置的好处是，在不影响对连杆34进行驱动的同时，又节省了水平方向的布置空间，使得框架10不会做的太大。

规整夹爪31包括转轴311，转轴311的轴芯与该侧框边平行，转轴311套设在第一铰接轴32外周构成周向转动、轴向限位配合，第一铰接轴32的两端插置于框边上固定的连接耳11内构成轴向限位、周向限位配合，转轴311上向下凸伸设置有挡杆312、向上凸伸设置有连杆34，转轴311、挡杆312和连杆34是一体式结构，三者同步动作，转动角度也一样。

为了保证电解铜受力的均匀性，连杆34设置在转轴311中间位置处，挡杆312在连杆34两侧对称设置有两根，挡杆312和连杆34平行布置且均与转轴311的轴芯方向垂直。

具体的结构是，托夹单元20包括吊臂21，吊臂21包括板面位于铅垂面内布置的立板211，立板211的板面与该侧框架10框边平行且立板211的下板边朝向框架10中部方向弯折有托板212，驱动机构驱动两吊臂21在水平面内相互靠近或远离以托抬电解铜转位或释放电解铜落下。

为了使得电解铜能够轻易地进入到两个托板212构成的约束区域内，托板212的上表面为内低外高的倾斜面，对电解铜的运动起到引导的作用。

为了实现立板211的平移动作，立板211临近框架10一侧板面的中部凸伸设置有连接板213，取板气缸22的缸体与框架10固定，活塞杆端部与连接板213固定连接，活塞杆的杆长位于水平面内且与该侧框边垂直布置，通过取板气缸22来驱动立板211平移。

为了保证立板211沿着直线运动的，取板气缸22旁侧的框架10上设置有导向套23，导向套23的管芯与取板气缸22活塞杆的杆长平行布置，导向柱24在导向套23内构成滑动导向配合，导向柱24的一端与框架10固定、另一端与立板211固定，保证立板211在水平面内运动的平稳性。

为了保证吊臂21在水平面内运动的平稳性，导向套23和导向柱24在取板气缸22两侧的框架10上对称设置有两组。

进一步的，所述的辅助规整单元40包括开口朝下的U形挡板41，U形挡板41的板面位于铅垂面内与该侧框架10框边平行布置，辅助气缸42的缸体固定在框架10上、活塞杆的端部与U形挡板41固定，辅助气缸42与取板气缸22平行布置。

同理，为了提高U形挡板41在水平面内运动的平稳性，辅助气缸42两侧的框架10上对称设置有两组导向管43，导向管43的管芯与导向套23平行布置，导向杆44在导向管43内构成滑动导向配合，导向杆44的一端与框架10固定、另一端与U形挡板41固定，通过导向杆44与导向管43的滑动导向配合，保证U形挡板41在水平面内运动的平稳性。

由于托夹单元20和辅助规整单元40是设置在框架10的同一侧，且为了保证电解铜受力的均匀性，我们通常把托夹单元20和辅助规整单元40都设置在该侧的中间位置处，这样就会出现两者相互干涉的问题，为了避免这个问题，吊臂21中部设置有开口朝下的缺口211a，所述的U形挡板41设置在该缺口211a内且与周边吊臂21避让，通过缺口211a的设置，托夹单元20和辅助规整单元40都可以设置在该侧的中间位置处且互不干涉，保证了电解铜受力的均匀性。由于托夹单元20的托板212具有一定的厚度，托板212托撑着电解铜到达一摞电解铜的上方的时候，为了避免托板212的回位会剐蹭到下方的电解铜，因此托板212的下表面与下方的电解铜上表面时要留有一定的间隙的，为了能够使得规整夹爪31的下端与U形挡板41能够碰到最上面的电解铜，U形挡板41的下端低于吊臂21的下端，规整夹爪31的下端与U形挡板41的下端平齐，这样当托板212松开电解铜，电解铜掉落在电解铜摞上的时候，规整夹爪31与U形挡板41能够对电解铜的四边进行规整，同时还应注意的是规整夹爪31与U形挡板41的下端还不能过低，不然就会直接碰到电解铜摞的四边，就无法碰到新放上去的电解铜了，即达不到规整的目的了。

由于主规整单元30和辅助规整单元40限制了电解铜在水平面内的位移，电解铜在铅垂方向的只受到托板212的作用，其上方没有限位机构，因此电解铜在转位的过程中仍然会出现铅垂方向的唯一，一方面处出现噪音，更为严重的另一方面在上下不断碰撞的过程中会损伤电解铜表面的铜，因此主规整单元30所在侧的框架10上还设置有压紧单元50，所述的压紧单元50包括固定在框架10上的压紧气缸51，压紧气缸51活塞杆位于铅垂方向布置，活塞杆端部与一压紧头52连接，压紧气缸51升降动作驱动压紧头52压紧电解铜或避让电解铜，压紧气缸51在电解铜的上方对电解铜进行限位，因此在转位的过程中电解铜在铅垂方向的位移也没有了，从而保证了整个转位过程的稳定性，保护了电解铜的完整性。

进一步的，所述的压紧头52包括连接在活塞杆端部的浮动接头521，浮动接头521的下端与顶杆522的上端固定，顶杆522插置于框架10上设置的自润滑轴承523内构成轴向滑动、周向转动配合，顶杆522的下端凸伸至自润滑轴承523外部且连接有爪垫524，爪垫524通过锁紧螺母525与顶杆522下端固定，确保爪垫524铅垂方向运动的平稳性。

为了避免损伤电解铜的表面，爪垫524的下端面呈波纹状，爪垫524为橡胶类软质材料制成，再加上波纹状的下端面，增大了与电解铜的表面的摩擦力，确保限位的稳定性。

为了防止电解铜受力不均发生翘曲现象，压紧单元50在框架10的对角位置设置有两组，两组压紧单元50从电解铜的两对角位置对电解铜实施压紧，确保电解铜不会发生翘曲、受力均匀。

进一步的，规整气缸33、取板气缸22以及辅助气缸42均设置在框架10的上方，气缸上方罩设有防护罩12，防止杂物落入其内部，影响各个气缸的动作，防护罩12周边开设有供各气缸进出的通道121，防护罩12的上端面设置有与机械手连接的法兰122，也就是说这个法兰122的位置也要与约束区域的中心相确定，这样才能保证制约束区域的中心的位置的精度。

Claims (20)

1.一种电解铜堆垛装置，包括与机械手相连的框架(10)，框架(10)的两相对框边上设置有托夹单元(20)，托夹单元(20)的吊臂(21)下端有托抬电解铜的托板(212)，相对侧的托夹单元(20)相互靠近或远离以托抬电解铜转位或释放电解铜落下，其特征在于：另外两相对框边上设置有两主规整单元(30)，两主规整单元(30)调整电解铜相应边在水平面内的位置，两托夹单元(20)和两主规整单元(30)构成的约束区域的中心铅垂向位置与框架(10)的区域中心的铅垂向位置为相互确定。

2.根据权利要求1所述的电解铜堆垛装置，其特征在于：两托夹单元(20)和两主规整单元(30)构成的约束区域的中心铅垂向位置与框架(10)上的连接机械手末端轴的轴芯位置一致。

3.根据权利要求1或2所述的电解铜堆垛装置，其特征在于：两托夹单元(20)所在的框架(10)边框侧设置有辅助规整单元(40)，两主规整单元(30)和两辅助规整单元(40)构成的约束区域的中心铅垂向位置框架(10)的区域中心的铅垂向位置为相互确定或与框架(10)上的连接机械手末端轴的轴芯位置一致。

4.根据权利要求1所述的电解铜堆垛装置，其特征在于：所述的主规整单元(30)包括上端通过第一铰接轴(32)铰接在框架(10)框边上的规整夹爪(31)，规整夹爪(31)的下端呈自由状悬伸且第一铰接轴(32)的轴芯与该侧框边平行布置，驱动机构驱动规整夹爪(31)绕着铰接轴(32)摆动至规整夹爪(31)位于铅垂面内的规整位或两规整夹爪(31)呈八字形打开状的避让位。

5.根据权利要求4所述的电解铜堆垛装置，其特征在于：框架(10)上固定有斜向布置的规整气缸(33)，规整气缸(33)的活塞杆(331)的杆端与连杆(34)的上端通过第二铰接轴(35)铰接，第二铰接轴(35)与第一铰接轴(32)平行布置，连杆(34)的下端与规整夹爪(31)固定连接，规整气缸(33)驱动连杆(34)绕着第二铰接轴(35)转动带动规整夹爪(31)绕着铰接轴(32)转动。

6.根据权利要求5所述的电解铜堆垛装置，其特征在于：规整夹爪(31)包括转轴(311)，转轴(311)的轴芯与该侧框边平行，转轴(311)套设在第一铰接轴(32)外周构成周向转动、轴向限位配合，第一铰接轴(32)的两端插置于框边上固定的连接耳(11)内构成轴向限位、周向限位配合，转轴(311)上向下凸伸设置有挡杆(312)、向上凸伸设置有连杆(34)。

7.根据权利要求6所述的电解铜堆垛装置，其特征在于：连杆(34)设置在转轴(311)中间位置处，挡杆(312)在连杆(34)两侧对称设置有两根，挡杆(312)和连杆(34)平行布置且均与转轴(311)的轴芯方向垂直。

8.根据权利要求1所述的电解铜堆垛装置，其特征在于：托夹单元(20)包括吊臂(21)，吊臂(21)包括板面位于铅垂面内布置的立板(211)，立板(211)的板面与该侧框架(10)框边平行且立板(211)的下板边朝向框架(10)中部方向弯折有托板(212)，驱动机构驱动两吊臂(21)在水平面内相互靠近或远离以托抬电解铜转位或释放电解铜落下。

9.根据权利要求8所述的电解铜堆垛装置，其特征在于：托板(212)的上表面为内低外高的倾斜面。

10.根据权利要求8所述的电解铜堆垛装置，其特征在于：立板(211)临近框架(10)一侧板面的中部凸伸设置有连接板(213)，取板气缸(22)的缸体与框架(10)固定，活塞杆端部与连接板(213)固定连接，活塞杆的杆长位于水平面内且与该侧框边垂直布置。

11.根据权利要求10所述的电解铜堆垛装置，其特征在于：取板气缸(22)旁侧的框架(10)上设置有导向套(23)，导向套(23)的管芯与取板气缸(22)活塞杆的杆长平行布置，导向柱(24)在导向套(23)内构成滑动导向配合，导向柱(24)的一端与框架(10)固定、另一端与立板(211)固定。

12.根据权利要求11所述的电解铜堆垛装置，其特征在于：导向套(23)和导向柱(24)在取板气缸(22)两侧的框架(10)上对称设置有两组。

13.根据权利要求3所述的电解铜堆垛装置，其特征在于：所述的辅助规整单元(40)包括开口朝下的U形挡板(41)，U形挡板(41)的板面位于铅垂面内与该侧框架(10)框边平行布置，辅助气缸(42)的缸体固定在框架(10)上、活塞杆的端部与U形挡板(41)固定，辅助气缸(42)与取板气缸(22)平行布置。

14.根据权利要求13所述的电解铜堆垛装置，其特征在于：辅助气缸(42)两侧的框架(10)上对称设置有两组导向管(43)，导向管(43)的管芯与导向套(23)平行布置，导向杆(44)在导向管(43)内构成滑动导向配合，导向杆(44)的一端与框架(10)固定、另一端与U形挡板(41)固定。

15.根据权利要求14所述的电解铜堆垛装置，其特征在于：吊臂(21)中部设置有开口朝下的缺口(211a)，所述的U形挡板(41)设置在该缺口(211a)内且与周边吊臂(21)避让，规整状态下U形挡板(41)的下端低于吊臂(21)的下端，规整夹爪(31)的下端与U形挡板(41)的下端平齐。

16.根据权利要求1所述的电解铜堆垛装置，其特征在于：主规整单元(30)所在侧的框架(10)上还设置有压紧单元(50)，所述的压紧单元(50)包括固定在框架(10)上的压紧气缸(51)，压紧气缸(51)活塞杆位于铅垂方向布置，活塞杆端部与一压紧头(52)连接，压紧气缸(51)升降动作驱动压紧头(52)压紧电解铜或避让电解铜。

17.根据权利要求16所述的电解铜堆垛装置，其特征在于：所述的压紧头(52)包括连接在活塞杆端部的浮动接头(521)，浮动接头(521)的下端与顶杆(522)的上端固定，顶杆(522)插置于框架(10)上设置的自润滑轴承(523)内构成轴向滑动、周向转动配合，顶杆(522)的下端凸伸至自润滑轴承(523)外部且连接有爪垫(524)，爪垫(524)通过锁紧螺母(525)与顶杆(522)下端固定。

18.根据权利要求17所述的电解铜堆垛装置，其特征在于：爪垫(524)的下端面呈波纹状。

19.根据权利要求16所述的电解铜堆垛装置，其特征在于：压紧单元(50)在框架(10)的对角位置设置有两组。

20.根据权利要求14所述的电解铜堆垛装置，其特征在于：规整气缸(33)、取板气缸(22)以及辅助气缸(42)均设置在框架(10)的上方，气缸上方罩设有防护罩(12)，防护罩(12)周边开设有供各气缸进出的通道(121)，防护罩(12)的上端面设置有与机械手连接的法兰(122)。

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