预焙阳极在线炭碗自动填充装备的制作方法

1.本发明涉及电解铝生产设备技术领域，尤其涉及一种预焙阳极在线炭碗自动填充装备。


背景技术：

2.在电解铝生产过程中，需要消耗大量的阳极炭块，生阳极在焙烧前须对炭碗进行必要的填充，根据填充工艺要求，先在底部铺设少量锯末，然后加满混合料，混合料由锯末和冶金焦加水调配而成；最后将填充料进行压实。现有的炭碗填充方式，存在诸多缺点，具体如下：
3.1、人工填充，产生人工成本，劳动强度高，环境差，效率低。
4.2、现有的预焙生阳极自动填料机，大料仓储存湿混料，推料油缸进行自动填料，冲压油缸进行炭碗的捣实。但是没有对炭碗进行定位，需要人工的视觉观察。
5.3、现有技术使用曲柄连杆机构来实现自动捣实操作。其末端设计有压板，整个装置可以移动，但是定位精度低，需要人工来判定是否可以工作，也仅为半流程、半自动化设备等。
6.4、生产线上存在两种块型的时候，其他自动填充方式就会存在结构复杂，效率低的情况。
7.在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。


技术实现要素：

8.本发明的目的是提供一种预焙阳极在线炭碗自动填充装备，其解决了现有自动化程度低，劳动强度高，定位精度低且复杂，适应块型单一的问题。
9.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
10.本发明的一种预焙阳极在线炭碗自动填充装备包括：
11.平台框架，其包括中空结构以及位于中空结构上的上端面；
12.输送部，其穿过所述中空结构以在线输送带有炭碗的预焙阳极于所述上端面下方的填充区域，其包括经由第一输送驱动单元驱动的第一部分和经由第二输送驱动单元驱动的第二部分，所述填充区域位于所述第二部分中；
13.定位部，其安装于所述中空结构且分布于第二部分的两侧，所述定位部包括，
14.第一限位检测单元，其位于第二部分靠近第一部分的一端，当第一限位检测单元检测预焙阳极离开第一部分并发出第一到达信号，第一输送驱动单元停止驱动第一部分运动，
15.第二限位检测单元，其位于第二部分远离第一部分的另一端，当第二限位检测单元检测预焙阳极位于所述填充区域并发出第二到达信号，第二输送驱动单元停止驱动第二部分运动，
16.位移传感器，其测量预焙阳极的位置信息；
17.运动部，其位于所述上端面，所述运动部包括，
18.x直线导轨，其具有x伺服驱动单元，
19.y直线导轨，y直线导轨固定于x直线导轨的轴承上以经由x伺服驱动单元带动在x直线导轨上做直线运动，y直线导轨具有y伺服驱动单元，y直线导轨垂直于x直线导轨以构成二轴联动系统，
20.填充部，其固定于y直线导轨的轴承上以经由y伺服驱动单元带动在y直线导轨上做直线运动，所述填充部包括，
21.锯末料箱，其容纳锯末，
22.锯末卸料阀，其设在所述锯末料箱下方以可调节地连续卸料所述锯末，
23.混合料箱，其容纳混合料且与所述锯末料箱并列排布，
24.混合卸料阀，其设在所述混合料箱下方以可调节地连续卸料所述混合料，
25.导流槽，其上端连通所述锯末卸料阀和混合卸料阀，下端设有出料口，
26.压实盘，其经由压实气缸以压实炭碗。
27.所述的一种预焙阳极在线炭碗自动填充装备中，预焙阳极在线炭碗自动填充装备还包括控制系统，其一端连接第一限位检测单元、第二限位检测单元和位移传感器，另一端连接第一输送驱动单元、第二输送驱动单元、x伺服驱动单元和y伺服驱动单元，
28.响应于第一到达信号，控制系统发送第一停止信号到第一输送驱动单元以停止驱动第一部分运动，响应于第二到达信号，控制系统发送第二停止信号到第二输送驱动单元以停止驱动第二部分运动，基于所述位置信息，控制系统发送运动信号到x伺服驱动单元和y伺服驱动单元使得所述出料口对准预焙阳极上的炭碗。
29.所述的一种预焙阳极在线炭碗自动填充装备中，所述控制系统连接所述锯末卸料阀、混合卸料阀和压实气缸以控制锯末以及混合料的卸料量和\或卸料次数以及压实气缸的压实作用力。
30.所述的一种预焙阳极在线炭碗自动填充装备中，所述锯末卸料阀为星型人字齿结构，混合卸料阀为星型一字齿结构，所述锯末卸料阀和混合卸料阀均经由减速电机驱动控制，所述减速电机连接所述控制系统。
31.所述的一种预焙阳极在线炭碗自动填充装备中，当压实盘压实炭碗后，控制系统发送启动信号到第一输送驱动单元和第二输送驱动单元以驱动第一部分和第二部分运动。
32.所述的一种预焙阳极在线炭碗自动填充装备中，所述第一部分和/或第二部分为多个托辊组成的在线输送部。
33.所述的一种预焙阳极在线炭碗自动填充装备中，第一限位检测单元和/或第二限位检测单元包括光电限位器。
34.所述的一种预焙阳极在线炭碗自动填充装备中，所述位置传感器为激光测距传感器。
35.所述的一种预焙阳极在线炭碗自动填充装备中，出料口的开口尺寸小于所述炭碗的开口尺寸。
36.所述的一种预焙阳极在线炭碗自动填充装备中，所述平台框架为钢结构框架。
37.在上述技术方案中，本发明提供的一种预焙阳极在线炭碗自动填充装备，具有以
下有益效果：与现有技术相比，预焙阳极在线炭碗自动填充装备自动化程度高，能够自动连续输入预焙阳极且定位简单快速，适应多块型，适用性好，性价比高，市场前景广阔。
附图说明
38.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
39.图1为本发明实施例提供的预焙阳极在线炭碗自动填充装备的结构示意图；
40.图2为本发明实施例提供的定位部的结构示意图；
41.图3为本发明实施例提供的运动部的结构示意图；
42.图4为本发明实施例提供的填充部的结构示意图；
43.图5为本发明实施例提供的填充部的剖视图；
44.图6为本发明实施例提供的锯末卸料阀的结构示意图；
45.图7为本发明实施例提供的混合卸料阀的结构示意图。
46.附图标记说明：
47.1、平台框架；2、输送部；3、定位部；4、运动部；5、填充部；6、预焙阳极；201、第一输送驱动单元；202、第二输送驱动单元；301、第一限位检测单元；302、第二限位检测单元；303、激光测距传感器；401、x直线导轨；402、y直线导轨；403、x伺服驱动单元；404、y伺服驱动单元；501、锯末料箱；502、混合料箱；503、锯末驱动；504、混合驱动；505、锯末卸料阀；506、混合卸料阀；507、导流槽；508、出料口；509、压实气缸；510、压实盘。
具体实施方式
48.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
49.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
50.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
51.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
52.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相
连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
53.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
54.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
55.参见图1
‑
7所示，在一个实施例中，本发明的一种预焙阳极在线炭碗自动填充装备包括，
56.平台框架1，其包括中空结构以及位于中空结构上的上端面；
57.输送部2，其穿过所述中空结构以在线输送带有炭碗的预焙阳极6于所述上端面下方的填充区域，其包括经由第一输送驱动单元201驱动的第一部分和经由第二输送驱动单元202驱动的第二部分，所述填充区域位于所述第二部分中；
58.定位部3，其安装于所述中空结构且分布于第二部分的两侧，所述定位部3包括，
59.第一限位检测单元301，其位于第二部分靠近第一部分的一端，当第一限位检测单元301检测预焙阳极6离开第一部分并发出第一到达信号，第一输送驱动单元201停止驱动第一部分运动，
60.第二限位检测单元302，其位于第二部分远离第一部分的另一端，当第二限位检测单元302检测预焙阳极6位于所述填充区域并发出第二到达信号，第二输送驱动单元202停止驱动第二部分运动，
61.位移传感器，其测量预焙阳极6的位置信息；
62.运动部4，其位于所述上端面，所述运动部4包括，
63.x直线导轨401，其具有x伺服驱动单元403，
64.y直线导轨402，y直线导轨402固定于x直线导轨401的轴承上以经由x伺服驱动单元403带动在x直线导轨401上做直线运动，y直线导轨402具有y伺服驱动单元404，y直线导轨402垂直于x直线导轨401以构成二轴联动系统，
65.填充部5，其固定于y直线导轨402的轴承上以经由y伺服驱动单元404带动在y直线导轨402上做直线运动，所述填充部5包括，
66.锯末料箱501，其容纳锯末，
67.锯末卸料阀505，其设在所述锯末料箱501下方以可调节地连续卸料所述锯末，
68.混合料箱502，其容纳混合料且与所述锯末料箱501并列排布，
69.混合卸料阀506，其设在所述混合料箱502下方以可调节地连续卸料所述混合料，
70.导流槽507，其上端连通所述锯末卸料阀505和混合卸料阀506，下端设有出料口508，
71.压实盘510，其经由压实气缸509以压实炭碗。
72.所述的一种预焙阳极在线炭碗自动填充装备的优选实施例中，预焙阳极在线炭碗自动填充装备还包括控制系统，其一端连接第一限位检测单元301、第二限位检测单元302和位移传感器，另一端连接第一输送驱动单元201、第二输送驱动单元202、x伺服驱动单元403和y伺服驱动单元404，
73.响应于第一到达信号，控制系统发送第一停止信号到第一输送驱动单元201以停止驱动第一部分运动，响应于第二到达信号，控制系统发送第二停止信号到第二输送驱动单元202以停止驱动第二部分运动，基于所述位置信息，控制系统发送运动信号到x伺服驱动单元403和y伺服驱动单元404使得所述出料口508对准预焙阳极6上的炭碗。
74.所述的一种预焙阳极在线炭碗自动填充装备的优选实施例中，所述控制系统连接所述锯末卸料阀505、混合卸料阀506和压实气缸509以控制锯末以及混合料的卸料量和\或卸料次数以及压实气缸509的压实作用力。
75.所述的一种预焙阳极在线炭碗自动填充装备的优选实施例中，所述锯末卸料阀505为星型人字齿结构，混合卸料阀506为星型一字齿结构，所述锯末卸料阀505和混合卸料阀506均经由减速电机驱动控制，所述减速电机连接所述控制系统。
76.所述的一种预焙阳极在线炭碗自动填充装备的优选实施例中，当压实盘510压实炭碗后，控制系统发送启动信号到第一输送驱动单元201和第二输送驱动单元202以驱动第一部分和第二部分运动。
77.所述的一种预焙阳极在线炭碗自动填充装备的优选实施例中，所述第一部分和/或第二部分为多个托辊组成的在线输送部2。
78.所述的一种预焙阳极在线炭碗自动填充装备的优选实施例中，第一限位检测单元301和/或第二限位检测单元302包括光电限位器。
79.所述的一种预焙阳极在线炭碗自动填充装备的优选实施例中，所述位置传感器303为激光测距传感器。
80.所述的一种预焙阳极在线炭碗自动填充装备的优选实施例中，出料口508的开口尺寸小于所述炭碗的开口尺寸。
81.所述的一种预焙阳极在线炭碗自动填充装备的优选实施例中，所述平台框架1为钢结构框架。
82.在一个实施例中，一种预焙阳极在线炭碗自动填充装备包括：
83.用于支撑的平台框架1；
84.穿过平台框架1下方的输送部2；
85.安装于平台框架1下方且分布于输送部2两侧的定位部3；
86.位于平台上端面的运动部4；
87.固定于运动部4上的填充部5。
88.作为优选，所述平台框架1为钢结构框架。
89.作为优选，所述输送部2分两部分，每部分有自己的独立的驱动。
90.作为优选，所述定位部3，由安装于输送部2两侧的六个激光测距传感器进行定位信息采集，根据精度要求可以适量增加，然后将定位信息传输给控制系统。
91.作为优选，所述运动部4由x向和y向两组直线导轨组成的二轴联动系统，每组有一套伺服驱动。
92.作为优选，所述填充部5由锯末料填充、混合料填充、填充料压实三部分组成。
93.作为优选，锯末料填充采用星型阀卸料方式，而且阀齿是人字齿结构。
94.作为优选，混合料填充也采用星型阀卸料方式，但阀齿是一字齿结构。
95.在一个实施例中，预焙阳极在线炭碗自动填充装备，其包括：
96.用于支撑的平台框架1；
97.穿过平台框架下方的输送部2；
98.安装于平台框架下方且分布于输送部两侧的定位部3；
99.位于平台上端面的运动部4；
100.固定于运动部上的填充部5。
101.所述平台框架1为钢结构框架，材质为q235a,下部镂空，用于输送部2和定位部3的安装和通过；上部用于承载运动部4和填充部5。
102.所述输送部2穿过平台框架1，用于在线输送预焙阳极6，在进行炭碗填充前分两部分，每部分有自己的独立的驱动，分别为第一输送驱动单元201，第二输送驱动单元202。
103.所述定位部3，由安装于输送部2两侧的第一限位检测单元301和第二限位检测单元302以及六个激光测距传感器303组成，用于进行定位信息采集(根据精度要求可以适量增加)，然后将定位信息传输给控制系统。
104.所述运动部由4由x直线导轨401和y直线导轨402两组直线导轨组成的二轴联动系统，每组有一套伺服驱动，分别为x伺服驱动单元403和y伺服驱动单元404。
105.所述填充部5固定于y直线导轨402的轴承上，由y伺服驱动单元404带动填充部5在y直线导轨402上做直线运动；y直线导轨402和y伺服驱动单元404以及填充部5作为整体固定在x直线导轨401的轴承上，由x伺服驱动单元403带动在x直线导轨401上做直线运动，由x向和y向组成的二轴联动系统可以保证填充部5对预焙阳极6的碳碗进行对准和填充。
106.所述填充部5上部是锯末料箱501和混合料箱502，分别用于储存锯末和混合料。
107.所述锯末料箱501的下部是锯末星型卸料阀505，其齿部形状是人字齿，目的是使锯末卸料连续，原因是锯末用量少，防止炭碗锯末填充不均。锯末星型卸料阀505与锯末驱动503连接并由其控制旋转。
108.所述料箱501的下部是锯末星型卸料阀505，其齿部形状是人字齿，目的是使锯末卸料连续，原因是锯末用量少，防止炭碗锯末填充不均。锯末星型卸料阀505与锯末驱动503连接并由其控制旋转。
109.所述混合料箱502的下部是混合星型卸料阀506，其齿部形状是由角钢焊接的一字齿。混合星型卸料阀506与混合驱动504连接并由其控制旋转。
110.所述锯末星型卸料阀505和混合星型卸料阀506的下部是导流槽507，其下断面是圆形出料口508。
111.为了便于叙述，在线预焙阳极6选取了有代表性的3块。箭头方向是在线预焙阳极运动方向。
112.如图1
‑
2所示，在第一输送驱动单元201和第二输送驱动单元202同时带动下，预焙阳极组沿箭头方向向填充区域运动，在第一个预焙阳极6到达第一限位检测单元301时，第一输送驱动单元201停止转动，预焙阳极组6的第二块及以后的块停止运动；预焙阳极6的第一块继续运动，直至到达第二限位检测单元302，第二输送驱动单元202停止转动，第一块预
焙阳极6处于填充区域。
113.如图2
‑
3所示，定位部3中的6个激光测距传感器303对处于填充区域的第一块预焙阳极6进行定位信息采集，将定位信息传给控制系统。控制系统根据定位信息，对x伺服驱动单元403和y伺服驱动单元404发出运动指令，直至填充部5的圆形出料口508对准待填充预焙阳极6第一个炭碗。
114.如图3
‑
4所示，锯末驱动503启动，锯末星型卸料阀505转动，其上方锯末料箱501中的锯末进入导流槽507，通过圆形出料口508进入炭碗底部，达到合适的量后，锯末驱动503停止，锯末填充完毕。然后，混合驱动504启动，混合星型卸料阀506转动，其上方混合料箱502中的混合料进入导流槽507，通过圆形出料口508进入炭碗底部，达到合适的量后，混合驱动504停止，混合料填充完毕。随后，x伺服驱动单元403和y伺服驱动单元404转动，直至填充部5的压实盘501对准刚填充完毕的炭碗，压实气缸509推动压实盘510对填充料进行压实。
115.压实气缸509停止后，进入下一个待填充炭碗，重复上述填充动作，直至所有炭碗填充完毕，填充部回归起始位待命。接着，第一输送驱动单元201和第二输送驱动单元202同时启动，第一个预焙阳极6离开填充区域，直到第二个预焙阳极到达光电限位301限位点，然后重复第一个预焙阳极6的炭碗自动填充。
116.最后应该说明的是：所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
117.以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。