剥锌后剔板补板系统、剥锌洗刷系统及剥锌洗刷方法

摘要

本发明公开了一种剥锌后的剔板补板系统、剥锌洗刷系统及剥锌洗刷方法。所述剥锌洗刷系统包括洗刷机组、至少一台剥锌机组以及剥锌后的剔板补板系统；所述剥锌机组包括剥锌输送线、预剥离装置、剥锌机、接受码垛单元、锌垛合并装置；所述洗刷机组包括洗刷输送线和洗刷单元；所述剥锌输送线用于将剥完锌片后的阴极板输送至洗刷输送线，洗刷输送线将阴极板送至洗刷单元上进行洗刷工作，洗刷完毕后的阴极板通过洗刷输送线送至吊运回电解槽的等待位置。

说明书

技术领域

本发明涉及一种剥锌后的剔板补板系统、剥锌洗刷系统及剥锌洗刷方法，属于有色冶金行业锌电积锌电积生产技术领域。

背景技术

在有色冶金行业，锌电积车间环境最为恶劣、人工劳动强度最大，尤其是在阴极板的剥锌作业中。

20世纪起，电解锌生产工序中均采用人工剥锌，工人仅仅依靠一个锥子、一将铲子对锌片进行剥离，剥离效率低、劳动强度大、作业环境差，人力成本高，无法满足日益激烈的市场化竞争需要。

本世纪初，各新建冶炼厂陆续引进了国外的成套自动化剥锌解决方案。但是均存在不同的问题，如：1、由于设备适应性低，导致预剥离效果受电解工艺参数影响，常不稳定；某环节的设备故障会影响整个系统的正常运行；2、剥锌刀具对极板损伤率大；3、剥锌噪声大、剥锌时极板与主剥锌机干涉、大部分锌电积车间没有剔板补板装置（少数厂有剔板补板装置，但是剔除后的极板仍需人工吊运再处理、换板时需要人工更换阴极板导电头方向等等）。这些问题导致剥锌、洗刷系统不能真正意义上实现自动化。

中国发明专利申请CN201410723770.9公开了一种剥锌后机器人剔板、补板、转运装置及方法及剥锌生产线，其中装置包括设置在输入链送装置一端与输出链送装置一端之间的工业机器人、设置在工业机器人的一侧的剔除架一、剔除架二和剔除架三；剔除架一用于剔除剥离后有锌残留的阴极板，剔除架二用于剔除未能成功剥离的阴极板，剔除架三用于剔除成功剥离锌后板体有损伤的阴极板，通过工业机器人在输入链送装置一端、剔除架一、剔除架二、剔除架三和输出链送装置一端之间进行剔板、补板、转运工作。本发明能保证被输送出去的剥离不合格阴极的后续处理变得简单便捷且在无法从线外向线内补入合格阴极板的情况下，也能避免阴极板缺位现象的发生的同时还提高了剥锌生产线的产能。

然而，中国发明专利申请CN201410723770.9在配置上必须增加附加垮（多功能行车需要将电解槽内1/2的阴极板放置到主跨A,B上，一般电解槽长度略小于主跨宽度；除非在A,B列相接的厂房中轴线上设置剥锌、洗刷单元，A,B列其他位置均不能放置剥锌、洗刷单元，CN201410723770.9的结构不能布置到厂房中轴线上因此必须采用附加跨），主跨A,B两列的锌片通过移载小车进入剥锌工位，再通过机器人一片片的替补坏板，好板移载到洗刷输送线上，洗刷完毕后通过小车重新进入A,B列。

此外，中国发明专利申请CN201410723770.9由于附加垮空间限制，剔除架上的极板不可能布置很多，也必须通过人工补充或者人工移除。人工更换周期长而且更换很频繁，且不能实现自动化，这样会导致人工定员的增加，并严重影响生产效率。

申请人2015年申请的中国发明专利申请CN201510694243.4公开了一种剥锌生产线的集中式控制系统和控制方法，所述控制系统包括行车控制器、剥锌机控制器和刷洗机控制器，还包括总控制器和控制交换机；行车控制器、剥锌机控制器和刷洗机控制器通过控制交换机与总控制器连接；行车控制器接收总控制器指令并控制行车动作；剥锌机控制器接收总控制器指令并控制剥锌机动作；刷洗机控制器接收总控制器指令并控制刷洗机动作；总控制器接收各个设备控制器发送的设备运行和状态信息，并对自动剥锌生产线进行控制。该发明专利申请采用总控制器和相应的控制方法对各个设备进行集中控制，实现了剥锌生产的自动化，系统效率高、安全可靠。然而，该发明专利申请完全没有涉及到剔板工艺，因此，行业内亟待对锌电积车间自动化剥锌、洗刷系统进行了创新设计，提出了一种可靠性与适应性强、自动化程度高的自动线。

发明内容

本发明旨在提供剥锌后的剔板补板系统、剥锌洗刷系统及剥锌洗刷方法，该系统可以对锌电积车间电解后的阴极板进行预剥离、分板、剥锌、剔板、补板、洗刷等作业，实现真正意义上的自动化阴极板处理作业。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种剥锌后的剔板补板系统，其结构特点是，包括：

剔板补板小车，用于存储坏板和好板；

识别系统，装在剥锌输送线上用于识别预剥离不成功或剥锌不成功或被剥刀造成损伤的阴极板；以及

分板机器人，用于将预剥离不成功或剥锌不成功或被剥刀造成损伤的阴极板移载至剔板补板小车上，再将剔板补板小车上的好板调回剥锌生产线的坏板位置，完成剔板补板作业；

所述剔板补板小车包括小车支架和极板放置小车；所述极板放置小车用于将补板之后的空位输送到机器人坏板放置工位上，以等待下一块阴极板的剔除和补板；待极板放置小车上的好板全部替换成坏板以后，通过吊车将极板放置小车上的整车坏板送到人工剥锌生产线或者极板储备架进行人工处理，随后将好的极板吊运到极板放置小车上。

根据本发明的实施例，还可以对本发明作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

所述分板机器人包括夹具和工业机器人；所述夹具上装有勾住阴极板导电棒上部带两个吊耳的主挂钩。

所述分板机器人还包括辅助防摇摆装置，该辅助防摇摆装置具有用于夹持阴极板中上部分的夹片，该夹片用于防止工业机器人在移载阴极板时阴极板掉落；所述夹片的夹持面为弹性面。

基于同一个发明构思，本发明还提供了一种剥锌洗刷系统，其包括洗刷机组、至少一台剥锌机组以及如上所述的剥锌后的剔板补板系统；所述剥锌机组包括剥锌输送线、预剥离装置、剥锌机、接受码垛单元、锌垛合并装置；所述洗刷机组包括洗刷输送线和洗刷单元；所述剥锌输送线用于将剥完锌片后的阴极板输送至洗刷输送线，洗刷输送线将阴极板送至洗刷单元上进行洗刷工作，洗刷完毕后的阴极板通过洗刷输送线送至吊运回电解槽的等待位置。

车间厂房分为A,B两列，剥锌机组可以接受从A列或B列输送过来的阴极板，A,B两列单独设置有独立的行车负责移载吊车。

车间厂房有两层，所述接受码垛单元和锌垛合并装置设置在一层，所述洗刷机组、所述的剥锌后的剔板补板系统、以及剥锌输送线、预剥离装置、剥锌机均设置在二层；所述接受码垛单元位于剥锌机的正下方。

所述剥锌输送线包括三段依次串接相连的受板输送链、分板输送链和送板输送链；配置在剥锌输送线上的识别系统对极板进行识别，好板通过分板机器人移载到分板输送链，坏板则移载到剔板补板小车上。

所述接受码垛单元将剥锌机剥离下来的锌片进行码垛，所述锌垛合并装置将多台剥锌机的剥离的锌片垛合并成一条线。

基于同一个发明构思，本发明还提供了一种利用上述的剥锌洗刷系统进行剥锌洗刷的方法，其包括如下步骤：

S1车间厂房分为A,B两列，剥锌机组可以接受从A列或B列输送过来的阴极板，A,B两列单独设置有独立的行车负责移载吊车；如果从A列的电解槽移载过来的1/2槽阴极板放置到任意一台剥锌机组，通过布置在剥锌机组上的预剥离装置，剥锌机分别进行锌片的预开口和正式剥锌作业；当锌片由吊车吊运到剥锌机组中受板输送链位置时，发出到位信号以后，受板、送板输送链各步进一个工位，当极板到达预剥锌工位以后，预剥离装置将极板提升离开受板输送链位置后进行预开口，将极板与锌片开出一道缝；预开口完毕以后的锌片重新由预剥离装置放回受板输送链；极板到位后，受板输送链进行步进输送，下一块极板进入预剥离工位，预剥离完毕后的极板进入分板机器人的抓取工位；分板机器人通过配置的夹具完成对极板的抓取；

S2剥锌完毕后的极板重新回到分板输送链上的机器人抓取工位，在此之前布置在剥锌输送线上的识别系统对极板再次进行识别，剥锌未成功或极板受损的极板进入剔板补板小车上；剥锌成功的极板由分板机器人移载到B列位置的送板输送链上，再通过B列的行车送到洗刷机组上，洗刷输送线将阴极板送至洗刷单元上，同时完成两块阴极板的洗刷工作，洗刷完毕后的阴极板通过洗刷输送线送至A列位置，再由位于A列的行车将洗刷完毕后的阴极板吊运回电解槽；同时，通过分板输送链进入剥锌机以后的阴极锌片与极板彻底分离，锌片进入一楼平面，再通过自动码垛单元进行码垛，然后锌垛再由锌垛合并装置将两台剥锌机的锌垛合并成一条线。

由于A、B两列极板的导电头方向相反，剥锌机输送方向从A列输送到B列，再改成从B列输送到A列时，在换板过程中由分板机器人（40）将残存的极板提起并旋转180°更换导电头方向。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

相对于中国发明专利申请CN201410723770.9而言，本发明不需要增加附加垮，节省了车间空间；同时减少了移载时间，极大提高了生产效率。

本发明的机器人可以将预开口失败的极板，主剥锌失败的极板均可以立即剔除，而中国发明专利申请CN201410723770.9只能剔除主剥锌失败的极板。此外，本发明与中国发明专利申请CN201410723770.9在A，B列设置都有多功能吊车，本发明剔除的极板直接放置在剔板补板小车上，并用小车上的好板补充剥锌生产线上坏板的空位。小车上可以布置一整吊的极板，而且全部更换为坏板以后可以由多功能吊车整掉移走，速度非常快捷，而且可以实现全自动化。

此外，本发明的两台剥锌机对应一台洗刷机，洗刷机采用双刷辊结构产能是剥锌机两倍，通过多功能吊车实现移载。而中国发明专利申请CN201410723770.9的一台剥锌机对应一台洗刷机，通过机器人进行移载。本发明任意一台机组出现严重故障可以立马由多功能吊车吊运到人工处理线上进行操作，且其他机组运行不受影响。当中国发明专利申请CN201410723770.9一旦剥锌机、机器人、或者洗刷机出现故障则会导致整个剥锌洗刷系统瘫痪。因为进入附加垮的极板很难再返回到主跨进行操作了。

本发明的剥锌、洗刷输送通过链条实施，剔板补板小车可以活动，这是实现装载一吊极板的关键。因为机器人力臂是固定的，抓板的长度是有限的。而中国发明专利申请CN201410723770.9剥锌、洗刷输送通过小车+链条实施，结构复杂，故障率高，且剔除架不能活动，架子上的极板数目全部由机器人力臂长度控制，数目不可能达到一整吊极板。

最后，本发明的图文识别系统装载在固定的机架上，中国发明专利申请CN201410723770.9装载在活动的机器人手臂上，识别效果远远优于中国发明专利申请CN201410723770.9。

因为本发明的每台剥锌机均可以接受从A列或者B列过来的剥锌机，但是从A列由于A、B两列极板的导电头方向相反，剥锌机输送方向从A列输送到B列，改成从B列输送到A列时，分板输送链残存的极板的导电头就会存在方向问题。因此在换板时，本发明的分板机器人可以将残存的极板提起并旋转180°，自动更换导电头方向。

附图说明

图1是本发明一个实施例的一楼平面布置图；

图2是本发明一个实施例的二楼平面布置图；

图3是本发明一种实施例的立面图；

图4是本发明剥锌区域的局部放大图；

图5是本发明所述分板机器人的结构示意图。

在图中

10-洗刷机组；11-洗刷输送线；12-洗刷单元；20-剔板补板小车；21-小车支架；22-极板放置小车；30-剥锌机组；31-剥锌输送线；311-受板、送板输送链；312-分板输送链；32-预剥离装置；33-剥锌机；34-接受码垛单元；35-锌垛合并装置；36-识别系统；40-分板机器人；41-夹具；411-主挂钩；412-辅助防摇摆装置；42-工业机器人；50-人工剥锌生产线或者极板储备架；60-极板；61-坏板；62-好板。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

一种剥锌洗刷系统，其主流程参见图1和2所示， 按照目前车间的配置，车间厂房分成了A,B两列，剥锌机组30可以接受从A列或者B列过来的极板。A,B两列单独设置有独立的行车负责移载吊车。

假设从A列电解槽移载过来的1/2槽阴极板放置到任意一台剥锌机组30，通过布置在剥锌机组30上的预剥离装置32，剥锌机33分别进行锌片的预开口和正式剥锌作业，剥完锌片的阴极板通过剥锌输送线31送至B列位置，再通过B列的行车送到洗刷机组10上，布置在洗刷机组10上的洗刷输送线11将阴极板送至洗刷单元12上，同时完成两块阴极板的洗刷工作，洗刷完毕后的阴极板再通过洗刷输送线11送至其A列位置，再由A列行车吊运回电解槽。而通过剥锌机33剥离下来的锌片进入接受码垛单元34 进行码垛后再通过锌垛合并装置35将两台剥锌机的锌片垛合并成一条线，通过叉车或者自动输送设备送到锌熔铸车间进行铸锭。

预剥离或剥锌不成功或被剥刀造成损伤的阴极板通过分板机器人40吊运到剔板补板小车20上，再通过分板机器人40将剔板补板小车20的好板调回剥锌生产线的坏板位置，完成剔板补板作业。

此外在两台剥锌机同时出现故障或者需要进行赶工时，可以将极板送至人工剥锌生产线进行人工剥锌，人工剥锌完毕后的阴极板亦可以进入洗刷机组10进行阴极板的自动洗刷作业。

剥锌作业（见图3）

系统所述的剥锌机组30包含了剥锌输送线31 、预剥离装置32 、剥锌机33 、接受码垛单元34 、锌垛合并装置35，分板机器人40协助剥锌机组完成正常板的分板动作。

而剥锌输送线31由原来的一整段，分成了三段，包含了受板、送板输送链 311各一段，分板输送链312一段，这样大大的减小了链条长度，减少了链条累计误差对精度的影响，同时也提高了链条寿命。其中受板、送板输送链 311中一台用于受板时，另一台则用于送板，其作用是根据需要处理的电解槽上极板的位置确定的。

当锌片由吊车吊运到剥锌机组30中受板输送链311位置时，发出到位信号以后，311受板、送板输送链各步进一个工位。当极板到达预剥锌工位以后，预剥离装置32将极板提升离开受板输送链311位置后进行预开口，将极板与锌片开出一道缝，这样有利于节省剥锌机33的开口时间，加快了整个剥锌速度。预开口完毕以后的锌片重新由预剥离装置32放回受板输送链311。极板到位后，受板输送链进行步进输送，下一块极板进入预剥离工位，预剥离完毕后的极板再经过一次或者几次步进以后进入分板机器人40的抓取工位。分板机器人40通过配置的夹具41完成对极板的抓取。同时配置在输送线上的识别系统36对极板的情况进行识别，好板62通过分板机器人40移载到分板输送链312，坏板61则移载到剔板补板小车20上。由于受板输送链311上极板间距一般为180mm左右，如果分板输送链312极板间距不扩大到360mm或以上的话，由于剥锌过程产生的振动等原因会导致极板与剥锌机，或极板与极板产生干涉，影响剥锌效果。因此当机器人将极板放置到分板输送链312上后，分板输送链步进的距离调整为360mm，这样使得分板输送链312上极板的间距扩大了1倍，极大的减少了剥锌时极板输送线的待剥板与前后板之间产生的干涉等负面影响。

通过分板输送链进入剥锌机33以后的阴极锌片与极板彻底分离，锌片进入一楼平面，再通过自动码垛单元34 进行码垛，然后锌垛再由锌垛合并装置35将两台剥锌机的锌垛合并成一条线，通过叉车或者自动输送设备送到锌熔铸车间进行铸锭。

而剥锌完毕后的极板重新回到分板输送链312上，步进进入分板输送链上的机器人抓取工位，在此之前布置在输送线上的识别系统36对极板的情况再次进行识别，剥锌未成功或极板受损的极板进入剔板补板小车上。剥锌成功的极板由分板机器人移载到送板输送链上，极板间距由360mm重新调整回180mm。待1/2槽的极板剥锌完毕以后，由吊车吊运至洗刷机组进行洗刷。

参见图5，本发明的洗刷系统中，所述分板机器人40包含了夹具41以及工业机器人42。其中夹具中41的主挂钩411负责勾住阴极板导电棒上部带两个Г型的吊耳，而辅助防摇摆装置412则通过一对夹片夹住极板中上部分，防止机器人在移载极板时产生的极板摇晃或者主钩未夹紧导致的极板掉落。而此夹片与极板接触部分配备有橡胶等弹性材料，防止辅助防摇摆装置412刮伤阴极板，可以增大的摩擦系数从而减少极板的晃动。

(二)剔板补板（见图4）

剔板补板功能主要由剔板、补板小车20和分板机器人40来完成。剔板补板小车20上面一侧存放着坏板61，另一侧存放着好板62。当识别系统36识别到锌板存在平整度问题、剥锌不彻底或预剥锌存在着极板损伤时，分板机器人40将坏板从预剥锌后的受板、送板输送链或者剥锌完毕后的分板输送链上抓取工位移载到剔板补板小车20，并以180mm（间距根据客户需求确定）的间距放置在坏板一侧的空位上，同时将紧挨着坏板一侧的好板通过分板机器人40移载回到坏板原有的位置。此时会在剔板补板小车20抓取后的好板位置形成空位，可以给随后的坏板提供放置位置。接着极板放置小车22（图中修改引线的位置）采取步进的工作模式，将补板之后的空位输送到机器人坏板放置工位上。极板放置小车22等待下一块板的剔除和补板。待整车的好板都替换成坏板以后，行驶到B列的指定位置，通过吊车将整车坏板送到人工剥锌生产线或者极板储备架50进行人工处理，随后立即通过吊车将新的极板吊运到极板放置小车22上。

(三)更换导电头方向

由于A、B两列极板的导电头方向相反，剥锌机输送方向从A列输送到B列，改成从B列输送到A列时，分板输送链残存的极板的导电头就会存在方向问题。因此在换板时， 分板机器人40可以将残存的极板提起并旋转180°，自动更换导电头方向。

（四）阴极洗刷

阴极洗刷采用中国专利CN201420762245.3公开的一种极板刷洗装置。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。