JP4547013B2 - 電極板搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、電極板搬送装置に関し、特に電解槽の上方まで水平移動され、その位置で昇降して多数の電極板を電解槽に出し入れする電極板搬送装置に関する。

従来より、銅、鉛などの非鉄金属の電解精製を行う場合、目的の金属の塩の水溶液が注入された電解槽の中に陽極板と陰極板とを交互に配列し、所定時間通電した後に、陽極板と陰極板（以下、電極板と呼ぶ）を電解槽の中から引き上げる作業を行っていた。この作業を行うための装置として、従前から電極板を搬送する電極板搬送装置が用いられている。この電極板搬送装置は、多数の電極板を吊り下げ支持した状態で水平移動を行うことにより、電極板を電解槽上方まで搬送することが可能であり、また、水平移動後に上下方向（鉛直方向）への移動を行うことにより、電極板を電解槽に対して出し入れすることも可能である。

電極板搬送装置は、互いに平行に配列された複数の保持部材（フック）を有し、当該フックによって各電極板が吊り下げ保持されている。この種の電極板搬送装置は、例えば、特許文献１や特許文献２に開示されている。

上記特許文献１に記載の電極板搬送装置（電極板自動入替装置）は、電解槽の両側に設置されたレールに沿って自動で移動、停止が可能な装置であり、上下動可能な極板懸垂架台を有している。また、特許文献２に記載の電極板搬送装置（陰極板の自動搬送処理装置）は、吊り下げ支持された陰極板挿脱手段がガイドレールに沿って移動する構成を有している。

特公昭５５−３６２７７号公報 特許３５７９８０２号公報

上記特許文献２のような吊り下げ型の自動搬送処理装置では、特に水平方向への移動から停止状態に移行した際に衝撃が発生し、陰極板（電極板）が大きく振れることがある。このため、特許文献２においては、電極板の振れを防止する振れ止めバーを設けることで、電極板の振れを機械的に阻止するようにしている。

しかしながら、電極板の振れを機械的に阻止する場合、電極板に変形が生じ、ひいては、当該変形により電着不良などが引き起こされるおそれがある。

また、吊り下げをワイヤーなどを用いて行った場合、保持バランスを失い、電極板を保持する部材が水平面内で回転して、電解槽に電極板を挿入するのが困難になるおそれもある。

そこで本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、電極板の振れや姿勢変化を抑制することが可能な電極板搬送装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の電極板搬送装置は、電解槽の上方まで水平移動され、その位置で昇降して多数の電極板を前記電解槽に出し入れする電極板搬送装置であって、鉛直方向上方から吊り下げ支持される固定フレームと、前記電極板を吊り下げ保持する複数の保持部材を有し、前記固定フレームにより前記鉛直方向回りの回転方向に回転可能に保持された旋回部と、前記固定フレームと前記旋回部との間に設けられ、前記鉛直方向に垂直な水平面内の一軸方向に沿った駆動力を前記旋回部に付与して、前記旋回部を前記回転方向に駆動し、前記各保持部材に保持されている前記電極板の、前記電解槽に対する前記回転方向に関する姿勢を変更する駆動機構と、を備えることを特徴とする。

これによれば、電極板を吊り下げ保持する保持部材を有する旋回部が、固定フレームに対して鉛直方向回りに回転可能に保持され、固定フレームと旋回部との間に設けられた駆動機構が、旋回部に対して鉛直方向に垂直な水平面内の一軸方向の駆動力を付与して、旋回部を回転方向に駆動するので、固定フレームに振動が生じた場合であっても、その振動を抑制するように旋回部を回転させることにより、旋回部が吊り下げ保持する電極板の振動を抑制することが可能となる。また、固定フレームが水平面内で回転した場合であっても、その回転を抑制するように旋回部を回転させることにより、電極板の位置、姿勢を修正することが可能となる。また、本発明の電極板搬送装置によると、電極板の振動を抑制し、かつ電極板の電解槽に対する姿勢を修正することができるので、電解槽に対する電極板の出し入れを簡易に行うことが可能となる。

この場合において、前記旋回部は、前記固定フレームの上方に設けられ、前記駆動機構による駆動力を受けて前記鉛直方向回りに回転する旋回フレームと、前記固定フレームの下方に設けられ、前記保持部材が設けられた基底フレームと、前記旋回フレームと前記基底フレームとを連結する連結部材と、を有することができる。かかる場合には、固定フレームに対して回転する旋回フレームが固定フレームの上方に配置され、保持部材が設けられた基底フレームが固定フレームの下方に配置されていることから、固定フレームの重心と旋回部の重心とを一致させることができるなど、固定フレームと旋回部との重量バランスを良好にすることが可能となる。

本発明の電極板搬送装置では、前記駆動機構は、前記固定フレームに設けられた回転モータと、該回転モータの回転軸に設けられた、前記一軸方向に延びるネジ部と、該ネジ部に螺合されたナット部と、前記ネジ部の回転に応じて前記回転軸に沿って移動する前記ナット部の駆動力を、前記旋回部の重心位置から前記水平面内で前記一軸方向に交差する方向に外れた位置に伝達する伝達部材と、を有することができる。かかる場合には、ネジ部に沿った直線的な駆動力を旋回部の重心から、一軸方向に交差する方向に外れた位置に伝達させることにより、旋回部を水平面内で回転させることが可能となる。

この場合において、前記回転モータに一定以上の負荷がかかった場合に、前記回転モータの回転力の前記ネジ部への伝達を遮断する過負荷保護機構を更に備えることとすることができる。かかる場合には、装置への負担を減らし、装置の故障を抑制することが可能となる。

また、前記駆動機構は、前記固定フレームの重心に対して対称な位置に、一対設けられていることとすることができる。かかる場合には、一対の駆動機構に同一の駆動力を発生させることにより、旋回部を、重心回りに回転駆動することが可能となる。

また、前記固定フレームと前記旋回部との間に設けられ、前記旋回部を前記鉛直方向回りの回転方向にガイドするガイド機構を更に備えることができる。かかる場合には、ガイド機構により、旋回部を鉛直方向回りに確実に回転させることが可能となる。この場合において、前記ガイド機構は、前記固定フレームに固定された円弧形状を有するガイド部材と、前記旋回部に固定され、前記ガイド部材に沿ってスライド移動するスライダ部材と、を有することができる。

また、前記ガイド機構は、前記スライダ部材のスライド範囲を規制するストッパ部を有することができる。かかる場合には、旋回部の過剰な回転を抑制することが可能となる。

また、本発明の電極板搬送装置では、前記旋回部と前記電解槽との相対角度を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された前記相対角度に基づいて、前記駆動機構を制御して前記旋回部を前記回転方向に駆動する駆動制御手段と、を更に備えることができる。かかる場合には、電極板の振動の抑制や電極板の電解槽に対する姿勢の修正を自動で行うことが可能となる。

この場合において、前記検出手段は、前記電解槽の角度を示すマーカーと、前記旋回部に設けられ、前記マーカーを撮像する撮像手段と、前記撮像結果に基づいて、前記旋回部と前記電解槽との相対角度を算出する算出手段と、を有することとすることができる。かかる場合には、撮像手段によりマーカーを撮像した結果を用いて相対角度を算出手段が算出することにより、旋回部と電解槽との相対角度を簡易に検出することが可能となる。

本発明の電極板搬送装置は、電極板の振れや姿勢変化を抑制することができるという効果を奏する。

《第１の実施形態》
以下、本発明の電極板搬送装置の第１の実施形態について、図１〜図５に基づいて詳細に説明する。なお、以下においては、説明の便宜上、図１の紙面左右方向をＸ方向、紙面直交方向をＹ方向、紙面上下方向（鉛直方向）をＺ方向として説明するものとする。

図１に示すように、本実施形態に係る電極板搬送装置１００は、天井走行クレーン（不図示）に吊り下げ保持された固定フレーム１０と、固定フレーム１０に対して鉛直方向（図１のＺ軸方向）回りに回転可能に保持された旋回部１２と、を備えている。これら固定フレーム１０の重心と旋回部１２の重心とは、一致している（図２の符号Ｇ参照）。

固定フレーム１０は、図２に示すように、Ｙ軸方向に延びる一対の第１ビーム１４ａ，１４ｂと、Ｘ軸方向に延びる一対の第２ビーム１６ａ，１６ｂとを有し、全体として矩形枠状の形状を有している。第１ビーム１４ａ，１４ｂの各上面には、被吊部１３が２つずつ設けられている。これら被吊部１３それぞれに天井走行クレーン（不図示）のフック１１（図１参照）が掛けられることにより、固定フレーム１０が宙吊りされるようになっている。

旋回部１２は、図１に示すように、固定フレーム１０の上方に設けられた旋回フレーム１８と、固定フレーム１０の下方に設けられた基底フレーム２０と、これら旋回フレーム１８及び基底フレーム２０を連結する複数の連結部材（鋼材）２２と、を有している。

旋回フレーム１８は、Ｘ軸方向を長手方向とする長方形板状の部材から成り、固定フレーム１０に対するＺ軸回りの回転が可能な状態で、固定フレーム１０により下側から支持されている。

基底フレーム２０は、不図示ではあるが、Ｘ軸方向に延びる一対の主ビームと、これら一対の主ビームを複数箇所で連結するＹ軸方向に延びる複数の副ビームとを有している。基底フレーム２０の下側には、電極板を吊り下げ保持するためのハンガー２６が多数（例えば、５０〜６０個程度）設けられている。このハンガー２６は、ハンガー２６を−Ｘ側から見た状態を示す図３から分かるように、Ｙ軸方向に延びるフック保持部材２８と、フック保持部材２８のＹ軸方向両端部に設けられた一対のアノード極板用吊りフック３０と、一対のアノード極板用吊りフック３０の内側に設けられた一対のカソード極板用吊りフック３２とを有している。一対のアノード極板用吊りフック３０は、アノードの電極板Ａを吊り下げ保持し、一対のカソード極板用吊りフック３２は、カソードの電極板Ｃを吊り下げ保持することができる。これらフック３０，３２は、不図示の駆動機構によるＺ軸回りの旋回動作が可能となっており、当該旋回動作により、フック３０とアノードの電極板Ａとを係合状態にしたり非係合状態にしたりすることができ、また、フック３２とカソードの電極板Ｃとを係合状態にしたり非係合状態にしたりすることができる。

図１に戻り、固定フレーム１０と、旋回フレーム１８との間には、旋回部１２を固定フレーム１０に対して回転するための回転駆動機構４０Ａ、４０Ｂが設けられている。

一方の回転駆動機構４０Ａは、図４に斜視図にて示すように、固定フレーム１０（第１ビーム１４ａ）の＋Ｘ側面に設けられた直線駆動機構４２と、当該直線駆動機構４２の駆動力を旋回フレーム１８に伝達するための伝達部材４４と、旋回フレーム１８をＺ軸回りの回転方向にガイドするガイド機構４６とを備えている。

直線駆動機構４２は、駆動モータ５０と、駆動モータ５０の回転軸に接続された台形ネジから成るネジ部５２と、ネジ部５２に螺合された台形ナットから成るナット部５４と、ナット部５４に一体的に固定された＋Ｚ方向から見てＴ字状の移動部５６とを有している。

駆動モータ５０は、Ｙ軸回りの回転力を発生する回転モータであり、固定フレーム１０（第１ビーム１４ａ）にネジ止め固定されている。この駆動モータ５０は、不図示の駆動モータ制御手段に接続されている。また、駆動モータ制御手段には入力インタフェース（ジョイスティックなど）が接続されている。駆動モータ制御手段は、入力インタフェースを介して入力されるオペレータからの指示に基づいて、駆動モータ５０の回転を制御する。

ネジ部５２の一端部及び他端部は、固定フレーム１０に溶接固定された一対の保持部材５８Ａ、５８Ｂにより保持されている。この場合、保持部材５８Ａ，５８Ｂには、ボールベアリングが設けられているため、ネジ部５２がボールベアリングの内輪に挿入され、かつ固定されることにより、ネジ部５２のＹ軸回りの回転が許容された状態となっている。ネジ部５２は、駆動モータ５０の回転力を受けて回転し、ネジ部５２に螺合されたナット部５４は、ネジ部５２の回転方向、回転速度に応じて、＋Ｙ方向又は−Ｙ方向に移動可能となっている。すなわち、本実施形態では、ネジ部５２とナット部５４により送りネジ機構が構成されている。

また、図４に示すように、駆動モータ５０とネジ部５２との間には、過負荷保護機構（トルクリミッタ）６２が設けられている。このトルクリミッタ６２は、駆動モータ５０に一定以上の負荷がかかった場合に、駆動モータ５０の回転力がネジ部５２に伝達するのを遮断する機能を有している。

移動部５６は、第１板部材５６ａと第２板部材５６ｂとを有し、そのうちの第２板部材５６ｂが、固定フレーム１０に溶接固定された、−Ｙ方向から見て略Ｃ字状の形状を有するガイド部材６０に係合した状態となっている。第２板部材５６ｂは、無給油スライドプレートから成るため、移動部５６は、ガイド部材６０に沿って、Ｙ軸方向にスライド移動できるようになっている。

以上のように構成される直線駆動機構４２では、駆動モータ制御手段が、駆動モータ５０の回転方向、回転速度を調整することにより、移動部５６をＹ軸に沿ってスライド移動することができる。

伝達部材４４は、図４に示すように、略π字状の形状を有し、その下半部に形成された凹部４４ｂにおいて移動部５６（第１板部材５６ａ）の＋Ｘ側端部に係合する（図４では、伝達部材４４と移動部５６とが分離した状態が示されている）。この場合、伝達部材４４と第１板部材５６ａとは固定（締結）されていないため、伝達部材４４は、第１板部材５６ａに対してＸ軸方向にスライド可能（Ｘ軸方向に関する相対位置を変更することが可能）となっている。また、伝達部材４４の凹部４４ｂのＹ方向の幅は、第１板部材５６ａのＹ方向の幅よりも若干広めに設定されている。

伝達部材４４は、図１に示すように、その上面４４ａにて、旋回フレーム１８の下面にねじ止め等により固定されている。したがって、本実施形態では、図５に示すように、直線駆動機構４２において発生したＹ軸方向の駆動力Ｆ₁が、伝達部材４４を介して、旋回フレーム１８の重心Ｇから＋Ｘ方向側に外れた位置に伝達するようになっている。

図４に戻り、ガイド機構４６は、固定フレーム１０の第１ビーム１４ａ上面に固定された円弧形状を有するガイド部材６４と、ガイド部材６４に沿って移動可能な一対のスライダ部材６６ａ，６６ｂと、を有している。スライダ部材６６ａ，６６ｂの上面は、旋回フレーム１８の下面に固定されている。本実施形態では、ガイド機構４６により、直線駆動機構４２から旋回フレーム１８に伝達したＹ軸方向の駆動力（Ｆ₁）が、図５に示すように、Ｚ軸回りの回転方向の駆動力（Ｆ₂）に変換されるようになっている。

他方の回転駆動機構４０Ｂは、図２に示すように、回転駆動機構４０Ａと上下左右が対称であり、かつ固定フレーム１０の重心Ｇに対して点対称な位置に設けられているが、その構成は回転駆動機構４０Ａと同一となっている。したがって、以下において回転駆動機構４０Ｂの構成各部を説明する場合には、上述した回転駆動機構４０Ａの構成各部と同一の符号を用いて説明するものとする。

上記のように構成される回転駆動機構４０Ａ，４０Ｂによると、各回転駆動機構４０Ａ，４０Ｂを構成する駆動モータ５０，５０に同一の電流を供給することにより、前述した図５に示す駆動力（Ｆ₂）が、旋回部１２の重心（Ｇ）に対して点対称な位置に作用するので、旋回部１２（基底フレーム２０）を、重心Ｇを中心としてＺ軸回りに微小回転することが可能である。この場合の微小回転の範囲は、固定フレーム１０の振動の範囲や、姿勢変化の範囲と同程度に設定され、例えば、左回りに１．５°、右回りに１．５°の合計３°の範囲であることとすることができる。本実施形態では、この微小回転範囲を制限するため、ガイド部材６４の近傍に、スライダ部材６６ａ，６６ｂの移動範囲を規制するためのストッパ部材６８が設けられている。このストッパ部材６８としては、例えば、固定フレーム１０（第１ビーム１４ａ，１４ｂ）の上面に打ち込み可能なピン状の部材を採用することができる。

以上のように構成される本第１の実施形態の電極板搬送装置１００では、例えば、カソードの電極板Ｃをハンガー２６にて吊り下げ保持した状態で、不図示の天井走行クレーンにより、図１に示す電解槽９０（電解槽９０内部には、アノードの電極板Ａが配列されているものとする）の上方に位置決めされる。この位置決めの後、天井走行クレーンは、電極板搬送装置１００全体を下降することにより、電解槽９０内のアノードの電極板Ａ間に，電極板Ｃを挿入する。ここで、電極板搬送装置１００が電解槽９０上方で位置決めされる（停止される）場合、その停止の反力等により、電極板搬送装置１００全体がＺ軸回りの回転方向に揺動したり、天井走行クレーンによる固定フレーム１０の保持バランスのずれにより、固定フレーム１０の水平面内の姿勢が変化する場合がある。

このため、本実施形態では、これらの揺動（振れ）や姿勢変化を解消するために、オペレータが、電極板搬送装置１００の揺動（振れ）の状態や姿勢を目視し、その電極板搬送装置１００の動きや姿勢変化を相殺するように、すなわち、電極板搬送装置１００の揺動（振れ）や姿勢変化とは逆方向に、入力インタフェース（ジョイスティックなど）を操作する。これにより、駆動モータ制御手段（不図示）が、オペレータの指示に基づいて、電極板搬送装置１００の振れや姿勢変化を抑制するように旋回部１２（基底フレーム２０）を微小回転させるようになっている。

本発明者の試作及びシミュレーションによると、従来（旋回部１２を設けない場合）においては、電極板搬送装置１００の位置決め時（停止時）には、電極板の振れ幅が５０ｍｍ程度になっていたのに対し、本実施形態のように、旋回部１２を新たに設けて、当該旋回部１２を固定フレーム１０に対して微小回転することにより、電極板の振れ幅を１０ｍｍ以下にすることができることが判明した。すなわち、従来は、人手によって電極板の振れを止めなければ電極板Ｃを電極板Ａ間に挿入することができなかったのに対し、本実施形態では、電極板搬送装置１００の振れを人手によって止めなくても、電極板Ｃを電極板Ａ間に挿入することができるようになった。また、電極板に水平面内の姿勢変化が生じた場合でも、旋回部１２を微小回転することにより電極板の姿勢（方向）を容易に修正することができるので、電極板Ｃを電極板Ａ間に挿入する作業を容易に行うことができるようになった。

以上、詳細に説明したように、本第１の実施形態によると、電極板Ｃを吊り下げ保持するハンガー２６を有する旋回部１２が、固定フレーム１０に対して鉛直方向回り（Ｚ軸回り）に微小回転可能に保持され、固定フレーム１０と旋回部１２との間に設けられた回転駆動機構４０Ａ，４０Ｂ（直線駆動機構４２、４２）が、旋回部１２に対してＹ軸方向の駆動力を付与して、旋回部１２を微小回転させるので、固定フレーム１０に振動が生じた場合であっても、その振動を抑制するように旋回部１２を微小回転させることで、電極板Ｃの振動を抑制することができる。また、固定フレーム１０の水平面内における姿勢が変化した場合であっても、旋回部１２を微小回転させることにより、電極板Ｃの位置、姿勢を修正することができる。また本実施形態によると、電解槽９０への電極板Ｃの出し入れを簡易に行うことが可能である。

また、本第１の実施形態では、固定フレーム１０に対して微小回転する旋回フレーム１８が固定フレーム１０の上方に配置され、基底フレーム２０が固定フレーム１０の下方に配置されていることから、固定フレーム１０の重心と、旋回フレーム１８及び基底フレーム２０を含む旋回部１２の重心とを一致させることができるなど、固定フレーム１０と旋回部１２との重量バランスを良好にすることができる。

また、本第１の実施形態では、回転駆動機構４０Ａ，４０Ｂによるネジ部５２の長手方向（Ｙ軸方向）に沿った直線的な駆動力を、伝達部材４４を介して、旋回部１２の重心から＋Ｘ方向側に外れた位置に伝達させるので、簡単な構成で、旋回部１２を水平面内（ＸＹ面内）で回転させることが可能である。この場合、伝達部材４４が、第１板部材５６ａに対してＸ軸方向にスライド可能（Ｘ軸方向に関する相対位置を変更することが可能）であり、かつ、伝達部材４４の凹部４４ｂのＹ方向の幅は、第１板部材５６ａのＹ方向の幅よりも若干広めに設定されているので、伝達部材４４と第１板部材５６ａとの間の係合が旋回部１２の回転動作を妨げることはほとんどない。

また、本第１の実施形態では、回転モータ５０に一定以上の負荷がかかったときに、回転モータ５０の回転力がネジ部５２へ伝達するのを遮断するトルクリミッタ６２が設けられているので、過負荷による回転駆動機構４０Ａ，４０Ｂの故障の発生を抑制することができる。

また、本第１の実施形態では、回転駆動機構４０Ａ，４０Ｂが、固定フレーム１０の重心に対して対称な位置に、一対設けられているので、両回転駆動機構４０Ａ，４０Ｂに同一の駆動力を発生させることにより、旋回部１２を、固定フレーム１０の重心回りに回転駆動することが可能となる。また、本第１の実施形態では、ガイド機構４６が設けられているので、旋回部１２をＺ軸回りに確実に回転させることができる。

また、本第１の実施形態では、ガイド部材６４近傍に、スライダ部材６６ａ，６６ｂのスライド範囲を規制するストッパ部材６８が設けられているので、旋回部１２の過剰な回転を抑制することができる。

なお、上記第１の実施形態では、一対の回転駆動機構４０Ａ，４０Ｂを設ける場合について説明したが、これに限らず、回転駆動機構４０Ａ，４０Ｂの一方のみを設けることとしても良い。また、回転駆動機構４０Ａ，４０Ｂのうちの一方の直線駆動機構４２を省略することとしても良い。また、上記第１の実施形態では、ストッパ部材６８をガイド部材６４近傍に設けることとしたが、これに限らず、ネジ部５２にナット部５４の移動範囲を規制するストッパ部材を設けることとしても良い。

《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態について、図６〜図９に基づいて説明する。なお、本第２の実施形態は、旋回部１２の回転駆動を自動で行う点が、上述した第１の実施形態と相違している。したがって、以下においては、当該相違点を中心に説明し、第１の実施形態と同一又は同等の構成についての説明は省略するものとする。

図６は、本第２の実施形態における自動制御のための制御系のブロック図である。この図６に示すように、本実施形態の制御系は、一対のカメラ１０２と、当該カメラ１０２にて撮像された撮像結果を処理して駆動モータ５０を制御する制御部１０６と、ナット部５４のＹ軸方向に関する移動量を検出するためのリニアエンコーダ１０８と、を備えている。

一対のカメラ１０２は、図７（ａ）に示すように、旋回部１２（より具体的には、基底フレーム２０）の−Ｘ側かつ＋Ｙ側の角部近傍と、＋Ｘ側かつ−Ｙ側の角部近傍にそれぞれ設けられている。また、電解槽９０の上面の−Ｘ側かつ＋Ｙ側の角部近傍と、＋Ｘ側かつ−Ｙ側の角部近傍には、Ｙ軸方向に延びる直交度マーカー１０４がそれぞれ設けられている。したがって、本実施形態では、図７（ａ）に示すように、電極板搬送装置１００が電解槽９０上方に位置決めされた状態で、カメラ１０２を用いて直交度マーカー１０４の撮像を行うことが可能である（図８（ａ）〜図８（ｃ）には、カメラ１０２による撮像結果の例が示されている）。

図６に戻り、制御部１０６は、画像処理手段１１２と、ズレ角度算出手段１１４と、修正距離換算手段１１６と、駆動モータ制御手段１１８とを有している。

画像処理手段１１２は、一対のカメラ１０２において撮像された画像を画像処理する。ズレ角度算出手段１１４は、画像処理手段１１２により処理された画像に基づいて、直交度マーカー１０４がカメラ１０２の座標系（Ｙ軸）からどれだけの角度ずれているかを算出する。この場合、ズレ角度算出手段１１４は、カメラ１０２により撮像された画像（図８（ａ）〜図８（ｃ）の画像）から、例えば、直交度マーカー１０４と背景部分（電解槽９０の上面部分）との境目（エッジ部分）を検出し、当該エッジ部分とカメラ１０２の座標系（Ｙ軸）との間の角度を算出する。例えば、図７（ａ）のように、電極板搬送装置１００全体が、電解槽９０に対して右回り（時計回り）に回っている場合には、図８（ａ）に示す、直交度マーカー１０４のエッジ部分とカメラ１０２の座標系（Ｙ軸）との間の角度（＋θ°）が、ズレ角度算出手段１１４によって算出され、図７（ｂ）のように、電極板搬送装置１００全体が、電解槽９０に対して左回り（反時計回り）に回っている場合には、図８（ｂ）に示す、直交度マーカー１０４のエッジ部分とＹ軸との間の角度（−θ°）が、ズレ角度算出手段１１４によって算出される。また、図７（ｃ）のように、電解槽９０に対して、正確な角度で位置決めされている場合には、図８（ｃ）に示すように、直交度マーカー１０４のエッジ部分とＹ軸とが一致するため、角度０°が、ズレ角度算出手段１１４によって算出される。

図６に戻り、修正距離換算手段１１６は、ズレ角度算出手段１１４により算出された角度に基づいて、修正距離（角度調整のために、ナット部５４をＹ軸方向に移動する距離）を求める。この場合、例えば、ズレ角度算出手段１１４により算出された角度が＋θ°であった場合には、電極板搬送装置１００全体が、図９に示すように、基準角度Ｏから時計回り方向に角度＋θ°だけ回転しているので、重心Ｇからネジ部５２までの距離をｒとすると、ナット部５４の修正距離ａは、以下の式（１）より求めることができる。
ａ＝ｒ・（＋θ） …（１）

図６に戻り、駆動モータ制御手段１１８は、ナット部５４が、修正距離換算手段１１６で求められた修正距離ａ（ａの絶対値）だけＹ軸方向（図９の回転駆動機構４０Ａでは＋Ｙ方向、回転駆動機構４０Ｂでは−Ｙ方向）に移動するように、駆動モータ５０の回転を制御する。この場合、駆動モータ制御手段１１８は、ナット部５４の移動距離を図６に示すリニアエンコーダ１０８によりモニタしながら、駆動モータ５０の回転を制御する。このリニアエンコーダ１０８としては、移動部５６に固定された、Ｙ軸方向を長手方向とするリニアスケールと、固定フレーム１０に設けられた、リニアスケールに対して検出光を発光する発光部及びリニアスケールを介した検出光を受光する受光部を有するエンコーダ本体と、を有するエンコーダを採用することが可能である。

同様に、ズレ角度算出手段１１４により算出された角度が−θ°であった場合には、修正距離換算手段１１６により、修正距離ａ＝ｒ・（−θ）が求められるので、求められた修正距離ａ（ａの絶対値）だけＹ軸方向（回転駆動機構４０Ａでは−Ｙ方向、回転駆動機構４０Ｂでは＋Ｙ方向）に移動するように、駆動モータ５０の回転を制御する。

これまでの説明から分かるように、本第２の実施形態では、撮像手段としてのカメラ１０２、直交度マーカー１０４、画像処理手段１１２、算出手段としてのズレ角度算出手段１１４により、本発明の検出手段が構成されている。また、修正距離換算手段１１６、駆動モータ制御手段１１８、リニアエンコーダ１０８により、本発明の駆動制御手段が構成されている。

以上説明したように、本第２の実施形態では、一対のカメラ１０２による直交度マーカー１０４の撮像結果から、ズレ角度算出手段１１４がズレ角度を算出し、そのズレ角度から修正距離換算手段１１６が修正距離ａを上述した式（１）に基づいて換算する。そして、駆動モータ制御手段１１８が、修正距離ａとリニアエンコーダ１０８の出力（ナット部５４の移動距離）とに基づいて、駆動モータ５０を制御する。このように、本第２の実施形態では、この制御を常時（所定時間間隔で）実行することにより、電極板搬送装置１００の揺動（振れ）や姿勢の変化を自動的に相殺することが可能である。したがって、本第２の実施形態では、上記第１の実施形態と同様の動作を、自動により、実現することが可能である。

なお、上記第２の実施形態では、制御部１０６が、リニアエンコーダ１０８の値に基づいて、駆動モータ５０の動作を制御する場合について説明したが、リニアエンコーダ１０８に代えて、駆動モータ５０の回転を検出するロータリエンコーダを採用することとしても良い。この場合、制御部１０６に移動距離ａを駆動モータ５０の回転数に換算する回転数換算手段を設けておき、当該回転数換算手段により換算された回転数とロータリエンコーダの出力とに基づいて、駆動モータ制御手段１１８が、駆動モータの駆動を制御するようにすれば良い。

また、上記第２の実施形態では、直交度マーカー１０４がＹ軸方向を長手方向とする場合について説明したが、これに限らず、直交度マーカー１０４の長手方向が、Ｘ軸方向に設定されていても良い。また、直交度マーカー１０４がＸ軸方向を長手方向とするマーカーとＹ軸方向を長手方向とするマーカーとの組み合わせから成る十字マークであっても良い。

また、上記第２の実施形態では、カメラ１０２と直交度マーカー１０４を各一対設ける場合について説明したが、これに限らず、カメラ１０２と直交度マーカー１０４は、それぞれ１つずつ設けても良いし、それぞれ３つ以上設けても良い。

上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。

第１の実施形態に係る電極板搬送装置の構成を示す概略図である。 図１の電極板搬送装置の固定フレーム及び回転駆動機構を上方から見た状態を示す図である。 図１のハンガーを−Ｘ方向から見た状態を示す図である。 回転駆動機構４０Ａの構成を示す斜視図である。 図２の状態から旋回部を微小回転させた状態を示す図である。 第２の実施形態に係る制御系の構成を示すブロック図である。 図６のカメラと直交度マーカーの配置を示す図である。 カメラにより撮像された直交度マーカーの画像を、電極板搬送装置と電解槽の相対角度別に示す図である。 修正距離換算手段による修正距離の換算方法を説明するための図である。

符号の説明

１０ 固定フレーム
１２ 旋回部
１８ 旋回フレーム
２０ 基底フレーム
２２ 連結部材
２６ ハンガー（保持部材）
４０Ａ，４０Ｂ 回転駆動機構（駆動機構）
４４ 伝達部材
４６ ガイド機構
５０ 回転モータ
５２ ネジ部
５４ ナット部
６２ トルクリミッタ（過負荷保護機構）
６４ ガイド部材
６６ａ，６６ｂ スライダ部材
６８ ストッパ部材（ストッパ部）
９０ 電解槽
１００ 電極板搬送装置
１０２ カメラ（撮像手段、検出手段の一部）
１０４ 直交度マーカー（マーカー、検出手段の一部）
１０８ リニアエンコーダ（駆動制御手段の一部）
１１２ 画像処理手段（検出手段の一部）
１１４ ズレ角度算出手段（算出手段、検出手段の一部）
１１６ 修正距離換算手段（駆動制御手段の一部）
１１８ 駆動モータ制御手段（駆動制御手段の一部）
Ａ 電極板
Ｃ 電極板

Claims (10)

1. 電解槽の上方まで水平移動され、その位置で昇降して多数の電極板を前記電解槽に出し入れする電極板搬送装置であって、
   鉛直方向上方から吊り下げ支持される固定フレームと、
   前記電極板を吊り下げ保持する複数の保持部材を有し、前記固定フレームにより前記鉛直方向回りの回転方向に回転可能に保持された旋回部と、
   前記固定フレームと前記旋回部との間に設けられ、前記鉛直方向に垂直な水平面内の一軸方向に沿った駆動力を前記旋回部に付与して、前記旋回部を前記回転方向に駆動し、前記各保持部材に保持されている前記電極板の、前記電解槽に対する前記回転方向に関する姿勢を変更する駆動機構と、を備える電極板搬送装置。
2. 前記旋回部は、
   前記固定フレームの上方に設けられ、前記駆動機構による駆動力を受けて前記鉛直方向回りに回転する旋回フレームと、
   前記固定フレームの下方に設けられ、前記保持部材が設けられた基底フレームと、
   前記旋回フレームと前記基底フレームとを連結する連結部材と、を有することを特徴とする請求項１に記載の電極板搬送装置。
3. 前記駆動機構は、
   前記固定フレームに設けられた回転モータと、
   該回転モータの回転軸に設けられた、前記一軸方向に延びるネジ部と、
   該ネジ部に螺合されたナット部と、
   前記ネジ部の回転に応じて前記回転軸に沿って移動する前記ナット部の駆動力を、前記旋回部の重心位置から前記水平面内で前記一軸方向に交差する方向に外れた位置に伝達する伝達部材と、を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の電極板搬送装置。
4. 前記回転モータに一定以上の負荷がかかった場合に、前記回転モータの回転力の前記ネジ部への伝達を遮断する過負荷保護機構を更に備える請求項３に記載の電極板搬送装置。
5. 前記駆動機構は、前記固定フレームの重心に対して対称な位置に、一対設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電極板搬送装置。
6. 前記固定フレームと前記旋回部との間に設けられ、前記旋回部を前記鉛直方向回りの回転方向にガイドするガイド機構を更に備える請求項１〜５のいずれか一項に記載の電極板搬送装置。
7. 前記ガイド機構は、
   前記固定フレームに固定された円弧形状を有するガイド部材と、
   前記旋回部に固定され、前記ガイド部材に沿ってスライド移動するスライダ部材と、を有することを特徴とする請求項６に記載の電極板搬送装置。
8. 前記ガイド機構は、前記スライダ部材のスライド範囲を規制するストッパ部を有することを特徴とする請求項７に記載の電極板搬送装置。
9. 前記旋回部と前記電解槽との相対角度を検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出された前記相対角度に基づいて前記駆動機構を制御して、前記旋回部を前記回転方向に駆動する駆動制御手段と、を更に備える請求項１〜８のいずれか一項に記載の電極板搬送装置。
10. 前記検出手段は、
    前記電解槽の角度を示すマーカーと、
    前記旋回部に設けられ、前記マーカーを撮像する撮像手段と、
    前記撮像結果に基づいて、前記旋回部と前記電解槽との相対角度を算出する算出手段と、を有することを特徴とする請求項９に記載の電極板搬送装置。

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