一种电解锰后处理生产线阴极板自动化出入槽系统的制作方法

本发明属于电解锰后处理生产线技术领域，具体地说是一种电解锰后处理生产线阴极板自动化出入槽系统。

背景技术：

金属锰是钢铁行业必须的基础材料，由于钢铁在国民生产中应用广泛，因此，在现有阶段我国每年必须对金属锰保持一定的生产量。

现有的电解锰后处理生产线工艺落后，在阴极板出入槽时，需用天车并结合人力完成。在阴极板转移和处理的过程中，板上携带的重金属废液无法收集，对车间环境造成严重污染，同时损害了操作工人的健康。

阴极板在入槽时需要十分准确以防止其在电解槽内接触不良，无法电解。现有的人工操作无法保证阴极板精准入槽，经常有阴极板导电不良情况出现，造成原材料的浪费。与此同时，人工操作无法保证阴极板出入槽在规定时间内完成，影响生产效率。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的在于提供了一种电解锰后处理生产线阴极板自动化出入槽系统。该系统极大地提高了阴极板出入槽的自动化水平，并有效解决了重金属废液污染问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种电解锰后处理生产线阴极板自动化出入槽系统，包括重金属削减AGV车、出入槽天车、导轨、转运AGV车、地面电解槽、自动后处理设备及转运天车，其中出入槽天车和转运天车横跨车间顶部，均安装在车间立柱上的导轨上，所述重金属削减AGV车与转运AGV车位于车间立柱一侧，并靠近地面电解槽，所述自动后处理设备和地面存放架沿纵向依次位于地面电解槽的一侧。

所述出入槽天车与转运天车结构相同，均包括天车主梁、天车移动大梁、机械手A、机械手B及天车移动大梁驱动机构，其中天车主梁为双梁结构，所述天车主梁的两端与所述导轨连接，所述天车移动大梁的两端通过天车移动大梁驱动机构分别与所述天车主梁的双梁连接，所述机械手A和机械手B设置于所述天车移动大梁上、并可沿所述天车移动大梁移动。

所述天车移动大梁驱动机构包括移动大梁齿条、托板导向轮、移动大梁托板及X方向减速电机，其中移动大梁齿条安装于天车主梁上，所述移动大梁齿条的背侧为托板导轨，所述移动大梁托板的一侧与所述天车移动大梁的一端连接，另一侧设有与所述托板导轨配合连接的托板导向轮，所述X方向减速减速电机设置于所述移动大梁托板上、并通过输出轴上设有的齿轮与所述移动大梁齿条啮合。

所述机械手A和机械手B结构相同，均包括机器人本体、刷沥机构及接液机构，其中机器人本体安装在所述天车移动大梁上，所述机器人本体的下方依次设有刷沥机构及接液机构。

所述天车移动大梁上设有位于所述机器人本体两侧的防护导向，所述防护导向对所述机器人本体的竖直运动起导向作用。

所述刷沥机构包括刷沥板A、刷沥板B、刷沥机构减速电机、刷沥机构外部安装架、刷沥板A传动装置及刷沥板B传动装置，其中刷沥板A和刷沥板B可移动地设置于所述刷沥机构外部安装架上，所述刷沥机构减速电机设置于所述刷沥机构外部安装架上、其输出轴端通过刷沥板A传动装置和刷沥板B传动装置分别与所述刷沥板A和刷沥板B连接，所述刷沥机构减速电机驱动所述刷沥板A和刷沥板B同时开启或闭合。

所述刷沥板A传动装置包括传动轴A、刷沥板A侧齿轮传送带及齿轮齿条传动装置A，其中传动轴A与所述刷沥机构减速电机的输出轴连接，所述传动轴A的两端通过两个刷沥板A侧齿轮传送带分别与所述刷沥板A两侧设有的齿轮齿条传动装置A传动连接；

所述刷沥板B传动装置包括传动轴B，刷沥板B侧齿轮传送带及齿轮齿条 传动装置B，其中传动轴B与所述传动轴A平行、并传动连接，所述传动轴B的两端通过两个刷沥板B侧齿轮传送带与所述刷沥板B两侧设有的齿轮齿条传动装置B传动连接。

所述重金属削减AGV车包括水玻璃槽、钝化槽、重金属削减AGV车废液收集槽及重金属削减AGV车本体，其中重金属削减AGV车本体的上方设有重金属削减AGV车废液收集槽，所述重金属削减AGV车废液收集槽上设有水玻璃槽和钝化槽，所述车载水玻璃槽负责完成空阴极板电解前的浸液处理；所述钝化槽负责完成已电解阴极板的钝化处理。

所述转运AGV车包括阴极板、转运AGV车料架、转运AGV车本体及转运AGV车废液收集槽，其中转运AGV车本体的上方设有转运AGV车废液收集槽，所述转运AGV车废液收集槽的上方设有转运AGV车料架，所述转运AGV车料架作为整组阴极板的支撑框架。

所述转运AGV车为多个，多个转运AGV车根据系统设定程序以一定的速度在阴极板出槽位置与地面存放架之间运转。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.本发明采用天车与AGV智能车联合作业，实现了电解锰后处理生产线阴极板出入槽的全自动化处理，节省人力并提高了生产效率。

2.本发明在自动化连续作业过程中，始终保持对废液的收集，大幅降低了废液对周围环境的污染。

3.本发明机械手可以实现阴极板的准确入槽，保证电解过程中电解液与阴极板的利用率。

4.本发明AGV车采用激光导航可实现智能控制运行，当车间出现故障或采用人工提取阴极板出入槽时，该设备可转移至其它存放区，不占用任何人工操作通道。

5.本发明通过各个专用设备的自动化控制，完成已电解阴极板与空阴极板的出入槽置换，极大地提高了电解锰后处理生产线的自动化水平。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中天车的整体结构示意图；

图3为本发明中天车移动大梁运动机构的结构示意图；

图4为本发明中机械手的结构示意图；

图5为本发明中刷沥机构的结构示意图；

图6为本发明重金属削减AGV车示意图；

图7为本发明中转运AGV车的结构示意图。

其中，1.重金属削减AGV车；2.出入槽天车；3.导轨；4.转运AGV车；5.地面电解槽；6.自动后处理设备；7.转运天车；8.地面存放架；9.天车主梁；10.天车移动大梁；11.机械手A；12.机械手B；13.主轴Z轴；14.导向套；15.旋转平台；16.提升机构；17.刷沥机构；18.接液机构；19.水玻璃槽；20.钝化槽；21.重金属削减AGV车废液收集槽；22.重金属削减AGV车本体；23.阴极板；24.转运AGV车料架；25.转运AGV车本体；26.转运AGV车废液收集槽；27.移动大梁齿条；29.托板导向轮；30.移动大梁托板；31.X方向减速电机；32.刷沥板A；33.刷沥板A侧齿条；34.刷沥板A侧齿轮传送带；35.刷沥机构减速电机；36.齿轮副(外)；37.传动轴；38.刷沥板B；39.刷沥板B侧齿轮传送带；40.刷沥板B侧齿条；41.刷沥机构外部安装架

具体实施方式

下面结合附图对本发明的原理和特征进行描述，以便更好的理解本发明。

如图1所示，本发明提供的一种电解锰后处理生产线阴极板自动化出入槽系统，包括重金属削减AGV车1、出入槽天车2、导轨3、转运AGV车4、地面电解槽5、自动后处理设备6及转运天车7，其中出入槽天车2和转运天车7横跨车间顶部，并均可滑动地安装在置于车间立柱上的导轨3上，所述出入槽天车2和转运天车7通过导轨3为载体进行移动作业。所述重金属削减AGV车1与转运AGV车4位于车间立柱一侧，并靠近地面电解槽5，所述自动后处理设备6和地面存放架8位于车间一侧，并沿纵向依次位于地面电解槽5的一侧。

所述转运AGV车4为多个，多个转运AGV车4根据系统设定程序以一定的速度在阴极板出槽位置与地面存放架8之间运转。

如图2所示，所述出入槽天车2与转运天车7结构相同，均包括天车主梁9、天车移动大梁10、机械手A11、机械手B12及天车移动大梁驱动机构，其中天车主梁9为双梁结构，所述天车主梁9的两端与所述导轨3滑动连接，所述天车移动大梁10的两端通过天车移动大梁驱动机构分别与所述天车主梁9的两梁连接，所述机械手A11和机械手B12设置于所述天车移动大梁10上。

所述出入槽天车2与转运天车7可沿着导轨3在车间内纵向移动，所述天车移动大梁10可沿天车主梁9的方向平移，移动大梁上载有两套相同机械手，它们均可沿着移动大梁进行直线运动。其中一套机械手完成地面电解槽已电解阴极板的出槽，另一套机械手完成新阴极板的入槽。两套机械手的出入槽动作均在移动大梁的中心位置完成，每套机械手执行规定动作后，需要退回原位，让出操作空间，另一机械手执行规定动作。

如图3所示，所述天车移动大梁驱动机构包括移动大梁齿条27、托板导向轮29、移动大梁托板30及X方向减速电机31，其中移动大梁齿条27安装于天车主梁9上，所述移动大梁齿条27的背侧为托板导轨。所述移动大梁托板30的一侧与所述天车移动大梁10的一端固定连接，另一侧设有与所述托板导轨配合连接的托板导向轮29，所述托板导轨作为托板导向轮29一侧的运动轨道。所述X方向减速减速电机31设置于所述移动大梁托板30上、并通过输出轴上设有的齿轮与所述移动大梁齿条27啮合。所述X方向减速减速电机31驱动齿轮旋转，并带动天车移动大梁10横向移动。

如图4所示，所述机械手A11和机械手B12结构相同，均包括机器人本体、刷沥机构17及接液机构18，其中机器人本体安装在所述天车移动大梁10上，所述机器人本体的下方依次设有刷沥机构17及接液机构18。所述天车移动大梁10上设有位于所述机器人本体两侧的防护导向14，所述防护导向14对所述机器人本体的竖直运动起导向作用。所述机械手A11和机械手B12每次提升载荷重量超过600Kg，因此通过防护导向14进行升降防护。

所述机器人本体包括主轴Z轴13、旋转平台15及提升机构16，其中主轴Z轴13通过二维移动平台安装在所述天车移动大梁10上，所述主轴Z轴13可沿所述天车移动大梁10运动(Y方向)。所述主轴Z轴13的下方可转动地安装有旋转平台15，所述旋转平台15的下方依次设有提升机构16、刷沥机构17及接液机构18。所述提升机构16为齿轮齿条机构，用于驱动所述主轴Z轴13及其下方连接部件的竖直方向运动，所述旋转平台15可带动刷沥机构17及接液机构18旋转。

所述机械手A11和机械手B12按照工艺流程分别完成阴极板的抓取。天车移动大梁10与机械手A11(B12)的传动方式原理相同，均为齿轮齿条传动形式，其承载能力强，稳定性好，适用于重型起重场合。

如图5所示，所述刷沥机构17包括刷沥板A32、刷沥板B38、刷沥机构减速电机35、刷沥机构外部安装架41、刷沥板A传动装置及刷沥板B传动装置，其中刷沥板A32和刷沥板B38可移动地设置于所述刷沥机构外部安装架41上，所述刷沥机构减速电机35设置于所述刷沥机构外部安装架41上、并输出端分别通过刷沥板A传动装置和刷沥板B传动装置分别与所述刷沥板A32和刷沥板B38连接，所述刷沥机构减速电机35驱动所述刷沥板A32和刷沥板B38同时开启或闭合。

所述刷沥板A传动装置包括传动轴A37、刷沥板A侧齿轮传送带34及齿轮齿条传动装置A，其中传动轴A37与所述刷沥机构减速电机35的输出轴连接，所述传动轴A37的两端通过两个刷沥板A侧齿轮传送带34分别与所述刷沥板A32两侧设有的齿轮齿条传动装置A传动连接；所述齿轮齿条传动装置A包括刷沥板A侧齿条33和刷沥板A侧齿轮，其中刷沥板A侧齿条33设置于所述刷沥板A的一侧、并与刷沥板A侧齿轮啮合，与所述刷沥板A侧齿轮传送带34连接的传送带从动齿轮与所述刷沥板A侧齿轮同轴设置。

所述刷沥板B传动装置包括传动轴B42，刷沥板B侧齿轮传送带39及齿轮齿条传动装置B，其中传动轴B42与所述传动轴A37平行、并通过齿轮副36传动连接，所述传动轴B42的两端通过两个刷沥板B侧齿轮传送带39与所 述刷沥板B38两侧设有的齿轮齿条传动装置B传动连接。所述齿轮齿条传动装置B包括刷沥板B侧齿条40和刷沥板B侧齿轮，其中刷沥板B侧齿条40设置于所述刷沥板B的一侧、并与刷沥板B侧齿轮啮合，与所述刷沥板B侧齿轮传送带39连接的传送带从动齿轮与所述刷沥板B侧齿轮同轴设置。

所述刷沥机构减速电机35将动力传递至齿轮副36，齿轮副36进一步通过传动轴A37和刷沥板A侧齿轮传送带34将动力传送至齿轮齿条传动装置A；同时通过传动轴B42和刷沥板B侧齿轮传送带39将动力传送至齿轮齿条传动装置B。通过齿轮副36的运动传递即实现了刷沥板A与刷沥板B的同时开启与闭合。

所述接液机构18与刷沥机构17与运动原理相同，均为齿轮齿条结构形式的开闭机构。

如图6所示，所述重金属削减AGV车1包括水玻璃槽19、钝化槽20、重金属削减AGV车废液收集槽21及重金属削减AGV车本体22，其中重金属削减AGV车本体22的上方设有重金属削减AGV车废液收集槽21，所述重金属削减AGV车废液收集槽21上设有水玻璃槽19和钝化槽20，所述车载水玻璃槽19负责完成空阴极板电解前的浸液处理；所述钝化槽20负责完成已电解阴极板的钝化处理。

所述的重金属削减AGV车1为智能激光导航车，其中，车载水玻璃槽19与钝化槽20各一个。已电解阴极板出槽后需先入钝化槽20，再经过转运AGV车4进行转移；空阴极板需要先入水玻璃槽19浸液，再进入地面电解槽5进行电解。

如图7所示，所述转运AGV车4包括阴极板23、转运AGV车料架24、转运AGV车本体25及转运AGV车废液收集槽26，其中转运AGV车本体25的上方设有转运AGV车废液收集槽26，所述转运AGV车废液收集槽26的上方设有转运AGV车料架24，所述转运AGV车料架24作为整组阴极板23的支撑框架。

所述的转运AGV车4为智能激光导航车，用于实现阴极板在地面电解槽5与地面存放架8之间的搬运，所述地面存放架8作为缓存区用于阴极板的存 放。所述的自动后处理设备6用于长时间悬停阴极板的处理，以利于阴极板入槽电解。

整个阴极板出入槽系统通过出入槽天车2、重金属削减AGV车1、转运AGV车4以及转运天车7形成一个连续作业流水线。

在地面电解槽5处与阴极板存放架处，机械手A11或机械手B12每处理完一排阴极板(车间横向四个电解槽为一排)，出入槽天车2和重金属削减AGV车1以及转运天车7分别移到下一排的中心位置。整个出入槽过程中，转运AGV车4与天车及其附带机械手配合，以保证在规定时间完成内阴极板的出入槽。

本实施例中，根据系统生产节拍要求，需要转运AGV车4的数量共有七个，各转运AGV车4根据系统设定程序以一定的速度在阴极板出槽位置与地面存放架8之间运转，保证生产效率。

本发明按照其工艺流程作业步骤如下：

1)重金属削减AGV车1与出入槽天车2移动至地面电解槽5初始端，即天车移动大梁10中心线以及重金属AGV车1中心线需要与第一排电解槽(车间横向四个电解槽为一排)中心线对齐。

2)载有一组空阴极板23的转运AGV车4移动至地面电解槽5的初始端，出入槽天车2开始作业。其中，机械手A11与机械手B12每次工作时的位置都在天车移动大梁10的中心位置完成。

3)出入槽天车2上的移动大梁10平移至转运AGV车4上方，在天车移动大梁10上的机械手A11移动至大梁中心位置，同时机械手B12移动至大梁边缘，为机械手A11让出操作空间。

4)机械手A11的提升机构16下落，提取转运AGV车4中的整组阴极板23，提升后移至重金属AGV车1水玻璃槽19上方，提升机构16下落，浸液后提升悬停，刷沥机构17闭合，提升机构16继续提升，进行刷沥。刷沥完成后接液机构18接液盘闭合。

5)天车移动大梁10移动至地面电解槽5的第一个出槽位置，机械手B12移至天车移动大梁10的中心位置，同时机械手A11移至天车移动大梁10的边缘，为机械手B12让出操作空间。

6)机械手B12的组成与机械手A11相同，机械手B12的提升机构16下落，提取地面电解槽5内已电解整组阴极板，提升过程中刷沥机构17闭合，对整组阴极板进行刷沥，随后接液机构18接液盘闭合，完成一组已电解阴极板的提升。

7)机械手B12完成一组已电解阴极板提升后，移至天车移动大梁10边缘，机械手A11移至天车移动大梁10中心，将浸过水玻璃预处理的一组阴极板23放入对应的地面空电解槽5中去，地面电解槽空槽的时间应尽量短。

8)天车移动大梁10移至重金属削减AGV车1钝化槽20上方，同时，机械手B12移至天车移动大梁10中心，机械手A11空载移至天车移动大梁10的边缘。

9)机械手B12分别打开接液机构18和刷沥机构17，并将已电解整组阴极板放入钝化槽20，钝化后提升悬停，刷沥机构17闭合，机械手B12继续提升，随后接液机构18闭合接液盘。

10)天车移动大梁10移至转运AGV车4上方，机械手B12分别打开接液机构18和刷沥机构17，将钝化后的整组阴极板放入转运AGV车4。

11)转运AGV车4载有已电解钝化阴极板，向地面存放架8方向移动。与此同时，载有整组空阴极板的相同转运AGV车移至地面电解槽5初始位置，其中心线对齐第一排电解槽中心线。

12)天车移动大梁10与两组机械手A11及B12重复上述动作，分别完成地面电解槽内阴极板的出槽钝化以及转运AGV车空阴极板的水玻璃处理后入槽，直至地面电解槽内第一排4组已电解阴极板全部完成出槽。此时，重金属削减AGV车1与出入槽天车2移动至地面电解槽5下一排电解槽处，即天车移动大梁10中心线以及重金属AGV车1中心线需要与第二排电解槽中心 线对齐。重复进行上述阴极板出入槽。

13)按照生产节拍要求，转运AGV车设置有7个，在地面两排布置，按照设定轨迹运行，以实现已电解阴极板和空阴极板的搬运。在同一排地面电解槽阴极板的处理中，每个转运AGV车停靠的位置均相同。在装入钝化后的整组阴极板后，转运AGV车移动至地面存放架8方向。

14)转运AGV车4装载的钝化后的整组阴极板，进入地面存放架8区域。转运天车7(结构同出入槽天车2)天车移动大梁10中心线对齐与地面存放架8第一排存放槽中心线。转运AVG车4中的钝化后整组阴极板与地面存放架8上的空阴极板置换过程与前述步骤相同，不再赘述。

15)对于长时间存放的整组空阴极板，需要在步骤十四中增加一步，即机械手提取存放架空阴极板后，需要随移动转运天车移至自动后处理设备6上方，经过自动后处理设备6的处理后，再由机械手将整组空阴极板放入转运AGV车4中，载有空阴极板的转运AGV车4按照轨迹移向地面电解槽5方向移动。

16)出入槽天车2与转运天车7反复进行上述空阴极板与已电解阴极板的置换过程，直至地面电解槽5内所有阴极板置换完毕，所有天车与AGV车复位至初始位置。