一种石墨阳极与挂具自动组装机的制作方法

本发明涉及电极技术领域，更具体的说是涉及一种石墨阳极与挂具自动组装机。

背景技术：

传统的挂具与阳极需要人工进行组装，组装过程比较麻烦，需要先将挂具放在阳极端头，然后用电钻从挂具螺孔眼试钻一下标好位置，然后取下挂具，再进行人工钻孔，再把挂具放在阳极上，用螺栓固定好。传统的挂具与阳极的安装存在一定的缺陷，比如：1、人工打孔易打偏，对阳极的使用造成影响；2、由于孔是先打好的，人工强行把螺栓打在钻好的孔里，这样会导致螺栓与阳极接触不紧密，接触面小，螺栓与阳极之间的电流密度大，螺栓发热，造成电损失，螺栓易松动，电流密度进一步减小，加速螺栓加剧发热，最终导致螺栓烧断，螺栓熔化的铁水进入电解的稀土金属中，造成金属中的铁指标偏高，质量不合格；再有就是螺栓烧断后，则该快阳极消耗不尽，造成石墨阳极浪费，增加产品成本。3、人工长期高强度从事阳极与挂具的组装，易造成右手疼痛的职业病。

因此，研究出一种劳动强度小，便于组装，装配准确性好的石墨阳极与挂具组装机是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种组装方便，装配准确，效率高，减轻劳动强度的一种石墨阳极与挂具自动组装机。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种石墨阳极与挂具自动组装机，包括：工作台、挂具卡紧器、石墨阳极卡紧器、用于对石墨阳极钻孔的第一电钻、用于对挂具钻孔的第二电钻、用于托起所述石墨阳极的托盘、机械手、控制器；

所述工作台包括：底座、与所述底座相垂直的支撑板、用于连接所述第一电钻的第一横杆、用于连接所述第二电钻的第二横杆、用于连接所述机械手的第三横杆；所述底座的端部与所述支撑板的底部固定连接，所述第一横杆、第二横杆、第三横杆固定于所述支撑板的顶部，且与所述底座相平行；

所述托盘的底部还设置用于带动所述托盘上下移动的升降杆；

所述支撑板上设置用于所述挂具卡紧器移动的第一滑轨和用于所述石墨阳极卡紧器移动的第二滑轨；所述第一滑轨和第二滑轨均呈“l”形；

所述控制器与所述机械手、第一电钻、第二电钻、挂具卡紧器、石墨阳极卡紧器相连接。

采用上述技术方案的有益效果是，本发明中挂具卡紧器、石墨阳极卡紧器分别对挂具和石墨阳极进行卡紧，并通过第一电钻和第二电钻对石墨阳极和挂具进行钻孔，钻孔完成后挂具卡紧器在第一滑轨内移动到第一滑轨的另一端，石墨阳极卡紧器在第二滑轨内水平移动到托盘的正上方，通过托盘推动石墨阳极卡紧器竖直向上移动，直至石墨阳极与挂具接触，停止移动，通过机械手将螺栓旋进挂具和石墨阳极内部，实现对挂具和石墨阳极的固定。石墨阳极和挂具的摆放位置精准，并且对石墨阳极钻孔时只钻一点，主要通过机械手将螺栓旋入石墨阳极，这样使螺栓与石墨阳极的接触面积大，电流密度不会减小，减少石墨阳极的消耗，螺栓的使用寿命长。

优选的，所述石墨阳极卡紧器包括：第一液压杆、第一卡爪、第一伸缩杆；所述第一液压杆的一端滑动置于所述第二滑轨内，另一端连接两个相对的所述第一卡爪；两个所述第一卡爪构成的平面与所述底座相平行；所述第一伸缩杆的数量与所述第一卡爪的数量相同，所述第一伸缩杆的一端与所述第一卡爪连接，另一端与所述第一液压杆连接。两个第一伸缩杆伸展控制两个第一卡爪的闭合，两个第一伸缩杆收缩控制两个第一卡爪的张开，并且便于对石墨阳极的卡紧和松开。

优选的，所述挂具卡紧器包括：第二液压杆、第二卡爪、第二伸缩杆；所述第二液压杆的一端滑动置于所述第一滑轨内，另一端连接两个相对的所述第二卡爪；两个所述第二卡爪构成的平面与所述底座相垂直；所述第二伸缩杆的数量与所述第二卡爪的数量相同，所述第二伸缩杆的一端与所述第二卡爪连接，另一端与所述第二液压杆连接。两个第二伸缩杆伸展控制两个第二卡爪的闭合，两个第二伸缩杆收缩控制两个第二卡爪的张开，并且便于对挂具的卡紧和松开。

优选的，第一横杆的端部连接第一固定板，所述第一固定板的底部开设第一弧形滑槽，所述第一弧形滑槽的形状与所述石墨阳极表面多个钻孔排列的形状相同；所述第一电钻的顶部连接第三液压杆，所述第三液压杆的另一端设置第一滑块，所述第一滑块置于所述第一弧形滑槽中，且在所述第一弧形滑槽内滑动。第一电钻沿第一弧形滑槽移动，使第一电钻更加方便、准确的对石墨阳极进行钻孔，第三液压杆方便将第一电钻下移对石墨阳极进行钻孔。

优选的，所述第二横杆的端部连接第二固定板，所述第二固定板的底部开设第二弧形滑槽，所述第二弧形滑槽的形状与所述挂具表面多个钻孔排列的形状相同；所述第二电钻的顶部连接第四液压杆，所述第四液压杆的另一端设置第二滑块，所述第二滑块置于所述第二弧形滑槽中，且在所述第二弧形滑槽内滑动。第二电钻沿第二弧形滑槽移动，使第二电钻更加方便、准确的对挂具进行钻孔，第四液压杆方便将第二电钻下移对挂具进行钻孔。

优选的，所述机械手包括：机械臂、机械手爪；所述机械臂的一端与所述第三横杆铰接，另一端连接机械手爪，所述机械手爪的数量与所述挂具上钻孔的数量相同。机械手爪的端部设置磁铁，磁铁对螺栓进行吸附方便机械手爪对螺栓的抓取，并且多个机械手爪可以同时对多个钻孔旋入螺栓，提螺栓旋入的效率。

优选的，还包括挂具传送带和石墨阳极传送带；所述挂具传送带和石墨阳极传送带置于所述底座远离所述支撑板的一端，且所述挂具传送带与所述挂具卡紧器正对；所述石墨阳极传送与石墨阳极卡紧器正对。当挂具传送带和石墨阳极传送带将挂具和石墨阳极运送到底座上后第一液压杆和第二液压杆进行伸展对石墨阳极和挂具进行抓取。

优选的，所述托盘的顶部设置与所述石墨阳极截面形状相同的凹陷部。凹陷部的设置可以防止石墨阳极在托盘上的位置进行移动。

优选的，所述第一液压杆和第二液压杆远离所述支撑板的一端的端面上设置位移传感器，所述位移传感器与所述控制器相连接；所述支撑板上设置用于控制挂具卡紧器、石墨阳极卡紧器张开的开关按钮，所述开关按钮与所述挂具卡紧器、石墨阳极卡紧器相连接。当挂具卡紧器和石墨阳极卡紧器需要抓取挂具和石墨阳极时，此时第二卡爪和第一卡爪处于张开状态，第二液压杆和第一液压杆伸展，当位移传感器检测到与挂具或石墨阳极的距离小于设定值时，第一卡爪和第二卡爪闭合将石墨阳极和挂具抓取，然后第一液压杆和第二液压杆收缩；当挂具和石墨阳极连接牢靠后，通过按动开关按钮使第一卡爪和第二卡爪张开，然后通过机械手将安装完成的挂具和石墨阳极取走。

优选的，还包括石墨粉尘吸收器，所述石墨粉尘吸收器置于所述底座靠近所述石墨阳极卡紧器的一侧。石墨粉尘吸收器可以对钻孔过程中产生的粉尘进行吸附，防止粉尘的污染。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种一种石墨阳极与挂具自动组装机，其有益效果为：

(1)本发明中通过自动对挂具和石墨阳极进行安装，大大节省了劳动力，提高了生产效率；

(2)对挂具和石墨阳极钻孔用的电钻相对独立，增加了钻孔的精确度，并且螺栓通过机械手靠扭力自攻进石墨阳极中，增加了螺栓与石墨阳极的接触面，电流密度不会减小，螺栓的使用寿命长。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的组装机的结构示意图；

图2附图为本发明提供的石墨阳极卡紧器的结构示意图；

图3附图为本发明提供的挂具卡紧器的结构示意图；

图4附图为本发明提供的托盘上升状态的结构示意图；

图5附图为本发明提供的机械手的结构示意图；

图6附图为本发明提供的第一横杆底部的结构示意图；

图7附图为本发明提供的第三液压杆和第一电钻的结构示意图；

图8附图为本发明提供的挂具和石墨阳极组装的结构示意图；

图9附图为本发明提供的挂具的侧视图。

其中，图中，

1-工作台；

11-底座；

12-支撑板；

121-第一滑轨；122-第二滑轨；123-开关按钮；

13-第一横杆；

131-第一固定板；

1311-第一弧形滑槽；

132-第三液压杆；

1321-第一滑块；

14-第二横杆；

141-第二固定板；142-第四液压杆；

15-第三横杆；16-石墨阳极；17-挂具；

2-挂具卡紧器；

21-第二液压杆；22-第二卡爪；23-第二伸缩杆；

3-石墨阳极卡紧器；

31-第一液压杆；

311-位移传感器；

32-第一卡爪；33-第一伸缩杆；

4-第一电钻；5-第二电钻；

6-托盘；

61-升降杆；62-凹陷部；

7-机械手；

71-机械臂；72-机械手爪；

8-挂具传送带；9-石墨阳极传送带；10-石墨粉尘吸收器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种石墨阳极与挂具自动组装机，包括：工作台1、挂具卡紧器2、石墨阳极卡紧器3、用于对石墨阳极16钻孔的第一电钻4、用于对挂具17钻孔的第二电钻5、用于托起石墨阳极16的托盘6、机械手7、控制器；工作台1包括：底座11、与底座11相垂直的支撑板12、用于连接第一电钻4的第一横杆13、用于连接第二电钻5的第二横杆14、用于连接机械手7的第三横杆15；底座11的端部与支撑板12的底部固定连接，第一横杆13、第二横杆14、第三横杆15固定于支撑板12的顶部，且与底座11相平行；托盘6的底部还设置用于带动托盘6上下移动的升降杆61；支撑板12上设置用于挂具卡紧器2移动的第一滑轨121和用于石墨阳极卡紧器3移动的第二滑轨122；第一滑轨121和第二滑轨122均呈“l”形；控制器与机械手7、第一电钻4、第二电钻5、挂具卡紧器2、石墨阳极卡紧器3相连接。石墨阳极卡紧器3滑动到第二滑轨122靠近托盘6的一端，挂具卡紧器2滑动到第一滑轨121靠近托盘6的一端，此时挂具17的钻孔与石墨阳极16的钻孔相对齐，机械手7可以准确的将螺栓旋进石墨阳极16。

为了进一步优化上述技术方案，石墨阳极卡紧器3包括：第一液压杆31、第一卡爪32、第一伸缩杆33；第一液压杆31的一端滑动置于第二滑轨122内，另一端连接两个相对的第一卡爪32；两个第一卡爪32构成的平面与底座11相平行；第一伸缩杆33的数量与第一卡爪32的数量相同，第一伸缩杆33的一端与第一卡爪32连接，另一端与第一液压杆31连接。

为了进一步优化上述技术方案，挂具卡紧器2包括：第二液压杆21、第二卡爪22、第二伸缩杆23；第二液压杆21的一端滑动置于第一滑轨121内，另一端连接两个相对的第二卡爪22；两个第二卡爪22构成的平面与底座11相垂直；第二伸缩杆23的数量与第二卡爪22的数量相同，第二伸缩杆23的一端与第二卡爪22连接，另一端与第二液压杆21连接。

为了进一步优化上述技术方案，第一横杆13的端部连接第一固定板131，第一固定板131的底部开设第一弧形滑槽1311，第一弧形滑槽1311的形状与石墨阳极16表面多个钻孔排列的形状相同；第一电钻4的顶部连接第三液压杆132，第三液压杆132的另一端设置第一滑块1321，第一滑块1321置于第一弧形滑槽1311中，且在第一弧形滑槽1311内滑动。

为了进一步优化上述技术方案，第二横杆14的端部连接第二固定板141，第二固定板141的底部开设第二弧形滑槽，第二弧形滑槽的形状与挂具17表面多个钻孔排列的形状相同；第二电钻5的顶部连接第四液压杆142，第四液压杆142的另一端设置第二滑块，第二滑块置于第二弧形滑槽中，且在第二弧形滑槽内滑动。第一弧形滑槽1311和第二弧形滑槽中设有定位器，对第一电钻4和第二电钻5的位置进行限定，使石墨阳极16和挂具17上的钻孔位置更加准确。

为了进一步优化上述技术方案，机械手7包括：机械臂71、机械手爪72；机械臂71的一端与第三横杆15铰接，另一端连接机械手爪72，机械手爪72的数量与挂具17上钻孔的数量相同。

为了进一步优化上述技术方案，还包括挂具传送带8和石墨阳极传送带9；挂具传送带8和石墨阳极传送带9置于底座11远离支撑板12的一端，且挂具传送带8与挂具卡紧器2正对；石墨阳极传送9与石墨阳极卡紧器3正对。挂具传送带8和石墨阳极传送带9的末端设置与挂具传送带8、石墨阳极传送带9高度一致的固定座承接传送的石墨阳极16或挂具17，方便石墨阳极卡紧器3和挂具卡紧器2对石墨阳极16和挂具17的抓取。

为了进一步优化上述技术方案，托盘6的顶部设置与石墨阳极16截面形状相同的凹陷部62。

为了进一步优化上述技术方案，第一液压杆31和第二液压杆21远离支撑板12的一端的端面上设置位移传感器311，位移传感器311与控制器相连接；支撑板12上设置用于控制挂具卡紧器2、石墨阳极卡紧器3张开的开关按钮123，开关按钮123与挂具卡紧器2、石墨阳极卡紧器3相连接。

为了进一步优化上述技术方案，还包括石墨粉尘吸收器10，石墨粉尘吸收器10置于底座11靠近石墨阳极卡紧器3的一侧。

为了进一步优化上述技术方案，控制器选用plc控制器，挂具卡紧器2、石墨阳极卡紧器3、机械手7、第一电钻4、第二电钻5、挂具卡紧器2的移动、石墨阳极卡紧器3的移动、托盘6的上下移动均通过相应的编程进行控制，控制器对这些动作的控制均为现有的，因此，控制器其他部件的详细连接方式以及如何进行控制运动过程，在此便不再一一赘述。

工作过程：

石墨阳极传送带9对石墨阳极16进行传输，开始第一卡爪32处于张开状态，第一液压杆33伸展对传输到石墨阳极传送带9末端的石墨阳极16进行抓取，当控制器检测到位移传感器311与石墨阳极16的距离小于设定值时，第一伸缩杆33进行伸展，带动第一卡爪32闭合，将石墨阳极16抓紧后，第一液压杆33收缩带动石墨阳极16回到原来位置，第三液压杆132伸展，带动第一电钻4向下移动，第一电钻4对石墨阳极16的表面进行打孔，且打的孔较浅；挂具卡紧器2抓取挂具17并通过第二电钻5对挂具17表面进行钻孔，该过程与石墨阳极16的夹紧、打孔过程相同；打孔完成后，石墨阳极卡紧器3在第二滑轨内滑动，挂具卡紧器2在第一滑轨121内滑动，滑动到第一滑轨121的末端停止，石墨阳极卡紧器3滑动到第二滑轨122横向的末端停止，此时，升降杆61伸展带动托盘6、石墨卡紧器3向上移动，直至石墨阳极16与挂具17接触停止移动，机械手爪72将螺栓放入挂具17的孔内，并将螺栓旋入石墨阳极16内，当挂具与17石墨阳极16固定完成后，机械手爪72按动开关按钮123，此时，第一伸缩杆33和第二伸缩杆23收缩，第一卡爪32和第二卡爪22张开，机械手爪72将组装好的挂具17和石墨阳极16取下，托盘6、石墨卡紧器3、挂具卡紧器2均恢复到原来位置，实现对石墨阳极16和挂具17的组装。重复上述动作，可以对多个石墨阳极16和挂具17进行组装。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。