CN1546734A - 铝电解阳极钢爪全自动控制在链校直机 - Google Patents

Abstract

该铝电解阳极钢爪全自动控制校直机由工业计算机1及其可编程控制器(PLC)、加热升降台2、校直升降台3、钢爪传递链4及变频电源5组成。加热线圈通过变频电源接在PLC上，加热升降台的导向定位叉2－1汽缸通过电磁阀与PLC连接，升降台油缸2－3通过上下电磁阀与PLC连接。校直升降台的油缸3－1通过上下电磁阀与PLC连接；升降台中的顶推装置油缸3－5通过上下电磁阀与PLC连接；楔入式支撑机构的汽缸3－3通过电磁阀与PLC连接；导向定位叉3－1的汽缸通过电磁阀与PLC连接。在PLC上接有钢爪到位传感器4－1、4－2，传送链控制开关4－3及各油缸的上下限位开关。该校直机实现了整个阳极钢爪在校直生产过程的自动化，减轻了工人劳动强度、提高了校直效率和精度。

Description

铝电解阳极钢爪全自动控制在链校直机

技术领域

本发明涉及预焙阳极电解槽的主要构件——阳极钢爪的校直技术。确切地说是铝电解阳极钢爪全自动控制在链校直机。

技术背景

阳极钢爪是预焙阳极电解槽的主要构件，呈三爪、四爪形式，钢爪为圆柱形状，其作用是连接预焙阳极碳块，给电解槽传输强大的直流电流。阳极钢爪的外观尺寸，机械性能等都有严格的工艺尺寸要求。阳极钢爪在使用一段时间后会出现两边电极钢爪向内弯曲的现象，使用24个生产周期后弯曲钢爪已达使用钢爪总数的90％，阳极钢爪的变形是由钢爪的材质、形状、碳块的材质及物质本身固有的热膨胀特性造成的。在生产使用过程中是无法避免的。阳极钢爪弯曲变形所造成的后果是：严重弯曲的钢爪将无法插入阳极碳块，使钢爪报废；一般变形的钢爪导致钢爪电流分布的不均匀，影响电解效率。目前生产中多数解决钢爪内弯变形的方法大体有三种：1、更换内弯爪头；2、切除部分内弯爪头；3、局部切开校直法。以上措施对爪头的损伤较大，既影响了导电效果且又加快了爪头的报废期限。目前个别厂家采用最有效的解决内弯变形的方法是采用对钢爪局部加热，然后对加热部分外顶推校直。其工作原理是：先利用逆变电源向感应加热线圈提供能量对弯曲的钢爪爪头进行加热，然后在杠连杆顶推装置的作用下被外推校直(见中国专利ZL02262397.3；ZL02262396.5)。整个校直过程分为感应加热和机械校直两道工序，在生产中是采用手动控制操作，各工序及传送机构之间无信号联系，所以在实际生产过程钢爪的校直效率低，其校直精度及一致性也差。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述公开的中国专利中所存在的问题，提供一种铝电解阳极钢爪全自动在链校直机，使其校直效率及校直精度得到提高，校直后的产品获得一致性。

本目的以下列技术方案来实现：铝电解阳极钢爪全自动控制在链校直机，它包括加热升降台、校直升降台，其中加热升降台是由升降台油缸、台体内有感应加热线圈，该加热线圈与台体之外的变频电源相接以及台体顶上两侧有导向定位叉所构成；校直升降台包括升降台油缸、台体内中部由顶推杠杆及顶推油缸构成的校直顶推装置，在其两侧有由楔入式支点与推动该支点的汽缸构成的校直支撑机构，在台体顶上两侧也有导向定位叉，其特别之处是在加热升降台与校直升降台的上方设有一个环形的钢爪传送链，所述的加热升降台、校直升降台及钢爪传送链分别受工业计算机及可编程控制器(PLC)控制，其中加热升降台上的导向定位叉、加热线圈及升降台油缸，校直升降台上的导向定位叉、校直支撑机构的支点推动汽缸、校直顶推油缸及校直升降台油缸分别通过各自的电磁阀与可编程控制器(PLC)相应的控制端相接，在其中的加热升降台油缸、校直升降台油缸及校直顶推油缸上分别设置有油缸上升电磁阀与下降电磁阀以及相应的上升限位开关和下降限位开关。在加热升降台与校直升降台的上方且靠近钢爪传送链处分别设有加热工位传感器、校直工位传感器，它们与PLC相应控制端连接。

该铝电解阳极钢爪全自动控制在链校直机与现有技术相比具有以下优点：是对现有的校直机设备采用了工业计算机及可编程控制器(PLC)控制，使得设备内部各工序之间及设备与传送机构之间可以相互配合，实现了整个生产过程的自动化，减轻了工人劳动强度，提高了钢爪校直效率及校直精度，校直后的钢爪一致性好。

附图说明

图1为本发明整体控制关系连接结构示意图。

图2为本发明加热升降台的控制原理流程图。

图3为本发明校直升降台控制原理流程图。

具体实施方式

结合附图对本发明的整体结构及控制工作原理作详细说明：

如图1所示，所述的铝电解阳极钢爪全自动控制在链校直机主要由工业计算机(IPC-610)1控制、加热升降台2、校直升降台3、钢爪传送链4及变频电源5组成。加热升降台2是由升降台油缸2-3(型号HSGK01-100/70)、台体内有两个加热线圈2-2、台体顶上两侧分别装置有导向定位叉2-1(型号SCΦ63×120FB)构成。其中两个加热线圈串接后与变频电源5(型号KGPS-05/2500)相接。导向定位叉2-1的汽缸通过电磁阀2-6(型号4V210-08)与计算机可编程控制器-PLC(SLC5/04)控制端P3相接；升降台油缸2-3通过上升电磁阀2-7(型号DF-20)与同样型号的下降电磁阀2-8分别与PLC控制端P₆、P₇相接，该油缸相应的上升限位开关2-4(型号JM1L-FSNK)与同样型号的下降限位开关2-5分别与PLC控制端P₄、P₅相接。所述加热升降台中的电感应加热线圈，导向定位叉的结构及原理分别在中国专利ZL02262397.3及专利申请(申请号200320109645.6)文件中有详细报导。校直升降台是由升降台油缸3-10，台体内中部有校直顶推装置，在顶推装置两侧分别设置有支撑机构，在台体顶上两侧装置有导向定位叉3-1组成。其中顶推装置由顶推杠杆3-4与顶推油缸3-5构成，支撑机构由楔入式支点3-2与推动该支点汽缸3-3构成。所述的导向定位叉3-1通过电磁阀3-11与PLC控制端P₈相接；支撑机构推动汽缸3-3通过电磁阀3-12与PLC控制P₉相接；顶推油缸3-5上装置有上升电磁阀3-15、下降电磁阀3-16以及相应的上升限位开关3-6和下降限位开关3-7，它们别与PLC相应的控制端P₁₄、P₁₅、P₁₇、P₁₆连接。校直升降台油缸3-10上装置有上升电磁阀3-14和下降电磁阀3-13以及相应的上升限位开关3-8与下降限位开关3-9，它们分别与PLC上相应的控制端P₁₁、P₁₀、P₁₂、P₁₃相接。所述的楔入式校直支撑机构在专利申请(申请号：200320109646。0)文件中有详细报导。校直顶推装置在中国专利ZL02262396。5文件中有详细报导。钢爪传送链4通过传送开关4-3与PLC控制端P₁连接，加热工位传感器4-1设置在加热升降台上方，并靠近传送链4，它与PLC控制端P₂相接。校直工位传感器设置在校直升降台上方，并靠近传送链4它与PLC控制端P₁₈相接。所述的变频电源5一端连接加热线圈2-2，另一端接在PLC上。(校直升降台中涉及到的油缸、汽缸、电磁阀及限位开关与加热升降台中涉及的同类部件是型号相同)。

铝电解阳极钢爪全自动控制在链校直机的工作原理：如图2所示，它是该校直机中加热升降台的控制原理流程图、图中箭头所指的方向是传送链运行的方向，也就是钢爪前进的方向。并参见图1，首先说明的是钢爪悬挂在传送链上。当钢爪通过传送链4进入加热工位后，加热定位传感器4-1发出信号，可编程控制器(PLC)收到信号后，发出控制指令，断开传送链开关4-3，停止传送。按照控制顺序，PLC发出信号，使两侧的导向定位叉2-1的电磁阀2-6得电，汽缸工作，导向定位叉从钢爪两侧进入，使钢爪定位(导向定位叉的使用是考虑到传送链突然停止时可能造成钢爪晃动，无法对准加热感应线圈，采用导向定位叉从两侧进入抱住钢爪，达到准确定位的目的)。这时，PLC发出信号，使加热升降台2的上升电磁阀2-7得电，液压油缸2-3动作，带动加热升降台2上升，置于升降台内的感应加热线圈随之上升，套住被加热的钢爪爪头。当钢爪爪头完全进入感应加热线圈后，上升限位开关2-4到位闭合，PLC得到信号后，断开加热升降台上升电磁阀，停止升降台上升。这时，按照控制顺序，PLC发出信号使导向定位叉电磁阀2-6失电，定位叉退出，变频电源5工作，开始感应加热。当加热测温传感器检测到钢爪爪头温度超过950℃(或超过加热设定时间)后，PLC发出信号中断变频电源的工作，停止感应加热(加热部分结构原理参见中国专利ZL02262397。3)。同时，加热升降台下降电磁阀2-8得电，加热升降台及其内部的感应加热线圈下降。当加热升降台到初始位置时，下降限位开关2-5到位合闭，PLC得到信号后，断开加热升降台下降电磁阀，停止升降台下降。这时，钢爪已脱离开加热升降台，PLC指令接通传送链开关，钢爪继续运行传送。

如图3所示，它是校直升降台的控制原理流程图、图中箭头所指的方向是传送链运行的方向，也就是钢爪前进的方向。并参见图1，钢爪通过传送链进入校直工位后，校直定位传感器4-2发出信号，PLC收到信号后发出控制指令，断开传送链开关4-3，停止传送。按照控制顺序，PLC发出信号使导向定位叉3-1的汽缸电磁阀3-11得电，同样道理使导向叉从钢爪两侧进入，使钢爪定位。这时，PLC发出信号，使校直升降台3的上升电磁阀3-13得电，液压油缸动作，带动校直升降台上升。安装在升降台内的机械校直机构(包括顶推装置和楔入式支撑机构)随之上升，使钢爪爪头进入校直升降台内部。这时，上升限位开关3-8到位闭合，PLC得到信号后，断开校直升降台上升电磁阀，停止升降台上升。按照控制顺序，PLC发出信号，使导向定位叉汽缸电磁阀失电，导向定位叉退出，与此同时，楔入式支撑机构电磁阀3-12得电，由汽缸3-3中的活塞带动楔入支点3-2迅速上升，顶住钢爪爪头外侧的起始弯曲点。在此动作进行的同时，PLC发出信号使校直顶推装置的上升电磁阀3-15得电，油缸3-5中的活塞缓慢移动，推动连接杠杆3-4从钢爪爪头内侧向外渐进顶推(参见申请号为200320109646。0的中国专利申请)。顶推到位后，顶推上升限位开关3-6发出信号，PLC接到信号后，使得楔入式支撑机构电磁阀3-12、校直顶推装置上升电磁阀3-15同时断电，校直顶推装置下降，电磁阀3-16得电，于是楔入式支撑机构迅速复位、顶推装置则缓缓回退到初始位置。这时下降限位开关3-7发出信号，PLC接到信号后，同时使得校直顶推装置下降电磁阀3-16断电和校直升降台下降电磁阀3-14得电，机械校直机构恢复静止，校直升降台开始下降。校直升降台下降限位开关3-9到位，PLC得到信号后，断开下降电磁阀3-14，停止升降台下降。升降台到初始位置，钢爪已脱离开机械校直机构，PLC发出指令接通传送链开关4-3，钢爪继续被传送链4向前传送。

Claims (2)

1，一种铝电解阳极钢爪全自动控制在链校直机，它包括加热升降台(2)、校直升降台(3)，其中加热升降台是由升降台油缸(2-3)、台体内有感应加热线圈(2-2)，该加热线圈与台体之外的变频电源(5)相接，在台体顶上两侧有导向定位叉(2-1)所构成；校直升降台(3)包括升降台油缸(3-10)、台体内中部由顶推杠杆(3-4)及顶推油缸(3-5)构成的校直顶推装置，在其两侧有由楔入式支点(3-2)与推动该支点的汽缸(3-3)构成的校直支撑机构，在台体顶上两侧有导向定位叉(3-1)，其特征是在加热升降台与校直升降台的上方设有一个环形的钢爪传送链(4)，所述的加热升降台(2)、校直升降台(3)及钢爪传送链(4)分别受工业计算机(1)及可编程控制器-PLC控制，其中导向定位叉(2-1)、加热线圈(2-2)、升降台油缸(2-3)、导向定位叉(3-1)、校直支撑机构的支点推动汽缸(3-3)、校直顶推油缸(3-5)及校直升降台油缸(3-10)分别通过各自的电磁阀与可编程控制器-PLC相应的控制端相接，在加热升降台与校直升降台的上方且靠近钢爪传送链处分别设有加热工位传感器(4-1)、校直工位传感器(4-2)，该传感器分别与PLC相应控制端连接。

2、根据权利要求1所述的铝电解阳极钢爪全自动控制在链校直机，其特征是在加热升降台油缸(2-3)、校直升降台油缸(3-10)及校直顶推油缸(3-5)上分别设置有油缸上升电磁阀与下降电磁阀以及相应的上升限位开关和下降限位开关，它们各自分别与PLC相应控制端连接。

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