一种全自动铝电解槽掀盖板机械手的制作方法

本发明涉及电解铝生产辅助装置技术领域，尤其涉及一种全自动铝电解槽掀盖板机械手。

背景技术：

电解铝生产就是通过电解氧化铝粉得到铝，是以碳素体作为阳极，氧化铝粉作为溶质，电解槽底的铺设阴极板，通入强大直流电，完成电解。电解铝生产过程中，需要在电解槽上顺序覆盖槽盖板，槽盖板具有隔离槽体内外、防止异物落入槽内、保护工作场所内人员安全、槽体保温、减轻槽内污染气体向外排放和减少槽内粉尘向工作场所排放等作用。在进行更换损耗阳极和捞渣等工作前，需要将些盖板掀开，工作完成后再将槽盖板盖回原处。

目前掀槽盖板的工作由人工操作,每件槽盖板重约20～30kg，200ka的每个电解槽最少有36个槽盖板，每天每个电解槽最少要更换4块阳极，工人在一个班上每个电解槽至少要掀抬8个槽盖板，待换极结束再将槽盖板盖回原位。由于一个电解车间内部电解槽数量最少也有几百个，加之槽内铝液温度向外的传递导致的车间内温度很高(夏天最高可达60℃以上)，导致掀槽盖板工作劳动强度大，消耗大量体力，而且工人忍受高温的同时又会呼吸大量含有有害气体和粉尘的污浊空气，对身体健康非常不利。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种全自动铝电解槽掀盖板机械手，解决现有技术中铝电解槽掀盖板时需要人工操作，工作强度大并且对工人身体健康不利的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明一种全自动铝电解槽掀盖板机械手，包括升降装置、定位装置和抓取装置；所述升降装置包括固定安装于天车行走小车上的外筒体，所述外筒体的内部设置有可沿所述外筒体作升降运动的伸缩杆，所述外筒体上设置有用于驱动所述伸缩杆作升降运动的第一电机；所述定位装置包括安装于所述外筒体上的十字激光定位器；所述抓取装置包括与所述伸缩杆的下端连接的安装架，所述安装架上安装有第二电机，所述第二电机的驱动轴上可转动的设置有连接件，所述连接件上对称设置有两个电动推杆，各所述电动推杆的自由端均设置有用于抓取槽盖板的抓钩。

进一步的，所述第一电机的驱动轴上安装有卷扬轮，所述卷扬轮上设置有卷扬索，所述卷扬索的自由端与所述伸缩杆固定连接。

再进一步的，所述外筒体的内壁上设置有用于感应所述伸缩杆上端位置信号的第一限位开关，所述伸缩杆的上端设置有用于触碰所述第一限位开关的触碰套。

再进一步的，所述升缩杆的下端通过缓冲装置与所述安装架连接，所述缓冲装置包括缓冲架和缓冲板，所述缓冲架包括上限位板和下限位板，所述下限位板固定安装于所述安装架的上端，所述上限位板通过多个限位轴与所述下限位板固定连接，所述缓冲板上固定设置有与多个所述限位轴相适配的限位套，所述伸缩杆的下端穿过所述上限位板与所述缓冲板固定连接。

再进一步的，所述伸缩杆上设置有沉重传感器。

再进一步的，所述安装架的上部设置有用于感应所述伸缩杆下端位置信号的第二限位开关，所述缓冲板的侧部设置有用于触碰所述第二限位开关的触碰杆。

再进一步的，所述安装架的下部设置有用于感应所述连接件位置信号的第三限位开关。

再见一步的，所述抓钩上设置有用于感应抓钩触碰到槽盖板横梁的作业信号的微动开关。

再进一步的，还包括影像采集装置，所述影像采集装置包括安装于所述外筒体上的摄像头和光感应器。

再进一步的，所述伸缩杆的底端设置有用于驱动所述安装架旋转的第三电机。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

本发明在进行掀槽盖板工作时，在电解铝车间多功能天车的配合下，通过十字激光定位装置，将整个系统停在需要掀起的槽盖板正上方，然后升降装置自动降下伸缩杆，抓取装置触碰到槽盖板后，自动抓住槽盖板，升降装置升起伸缩杆将槽盖板带离电解槽，通过十字激光定位装置，将天车移动至需要放置槽盖板的位置，并自动放下槽盖板，实现掀/盖槽盖板的机械化操作。本发明能够自动、精准地完成掀铝电解槽槽盖板、盖槽盖板的工作，结构合理，使用方便，准确可靠，可降低劳动强度，提高生产自动化程度，提高效率，并有效降低掀、盖槽盖板作业对工人身体健康的危害。

附图说明

下面结合附图说明对本发明作进一步说明。

图1为本发明结构示意图；

图2为图1中a处的结构放大示意图；

图3为图1中b处的结构放大示意图；

图4为图1中c处的结构放大示意图；

附图标记说明：1、外筒体；2、伸缩杆；3、第一电机；4、十字激光定位器；5、安装架；6、第二电机；7、槽盖板；8、连接件；9、电动推杆；10、抓钩；11、卷扬轮；12、卷扬索；13、第一限位开关；14、触碰套；15、缓冲架；15-1、上限位板；15-2、下限位板；15-3、限位轴；16、缓冲板；16-1限位套；17、第二限位开关；18、触碰杆；19、第三限位开关；20、微动开关；21、摄像头；22、称重传感器；23、第三电机。

具体实施方式

如图1-图4所示，一种全自动铝电解槽掀盖板机械手，包括升降装置、定位装置和抓取装置。

所述升降装置包括固定安装于天车的行走小车固定梁上的外筒体1，所述外筒体1的内部设置有可沿所述外筒体作升降运动的伸缩杆2，所述外筒体1上安装有用于驱动所述伸缩杆2作升降运动的第一电机3。所述伸缩杆2与所述第一电机3的传动联接可以由同步带联接，可以由滚珠丝杠联接，也可以由钢丝绳联接。在本实施例中，所述第一电机3的驱动轴上安装有卷扬轮11，所述卷扬轮11上设置有卷扬索12，所述卷扬索12的自由端与所述伸缩杆2固定连接。所述外筒体1的内壁上安装有用于感应所述伸缩杆2的上端位置信号的第一限位开关13，所述伸缩杆2的上端固定安装有用于触碰所述第一限位开关13的触碰套14。为确认抓取装置有效工作，所述伸缩杆2上加装有称重传感器22。

所述定位装置包括安装于所述外筒体1上的十字激光定位器4。

所述抓取装置包括与所述伸缩杆2的下端连接的安装架5，具体的，所述升缩杆2的下端通过缓冲装置与所述安装架5连接，所述缓冲装置包括缓冲架15和缓冲板16，所述缓冲架15包括上限位板15-1和下限位板15-2，所述下限位板15-2固定安装于所述安装架15的上端，所述上限位板15-1通过多个限位轴15-3与所述下限位板固定连接，所述缓冲板16上固定设置有与多个所述限位轴15-3相适配的限位套16-1，所述伸缩杆2的下端穿过所述上限位板15-1与所述缓冲板16固定连接。所述安装架5的上部安装有用于感应所述伸缩杆2的下端位置信号的第二限位开关17，所述缓冲板16的侧部安装有用于触碰所述第二限位开关17的触碰杆18。

为了弥补槽盖板在不规则排放时的工况，在所述伸缩杆的底端设置有用于驱动所述安装架旋转的第三电机23。

所述安装架上安装有第二电机6，所述第二电机6的驱动轴上可转动的设置有连接件8，所述安装架5的下部安装有用于感应所述连接件8位置信号的第三限位开关19。所述连接件8上对称安装有两个电动推杆9，各所述电动推杆9的自由端均设置有用于抓取槽盖板7的抓钩10。所述抓钩10上安装有用于感应抓钩10触碰到槽盖板横梁的作业信号的微动开关20。

另外，本发明还设置有遥控开关、显示屏和plc控制器，为了实现对掀槽盖板工作远距离的实时观测和保证在光线不清晰时能够完成操作，本发明还设置有影像采集装置，所述影像采集装置包括安装于所述外筒体上的摄像头21和光感应器。所述摄像头与所述显示屏电性连接，所述显示屏与所述plc控制器电性连接，且显示分为两区，一区显示所述摄像头传输的影像，另一区显示定位、重量、高度、旋转角度、抓取信息。所述遥控开关具有开始和放置两个控制按钮，并且与所述plc控制器电性连接，所述第一电机、第二电机和第三电机为伺服电机或步进电机，所述第一限位开关、第二限位开关、第三限位开关、微动开关、光传感器、称重传感器、第一电机、第二电机、第三电机及电动推杆均与所述plc控制器电性连接，通过相应的传感器感应相关信号传输至plc控制器，plc控制器根据接收到的感应信号发送控制信号至相应的执行元件完成相应的动作，其原理和电路连接为本领域成熟的技术手段，故本说明书中不再进行详细的论述。

本发明的动作过程如下：

首先，当十字激光定位器的可见激光线对正槽盖板时，按下遥控器开始按钮，升降装置开始运行，第一电机带动伸缩杆作下降运动，同时第二电机带动连接件旋转，当连接件触碰到第三限位开关时，第二电机停止转动。在伸缩杆下降到一定高度时，抓取装置与槽盖板全面接触，由于盖板的阻挡，抓取装置停止下降，由于存在缓冲装置，伸缩杆依旧可以维持下降一定的距离，当触碰杆触碰到第二限位开关时，反馈信号给顶部的第一电机停止转动，伸缩杆不再下降，同时，第二限位开关也反馈信号给电动推杆，电动推杆推动抓钩运动，抓钩触碰到槽盖板横梁时，抓钩内置的微动开关反馈信号给电推杆停止其工作。同时，微动开关也反馈信号给减速电机，减速电机驱动伸缩杆向上运动，并将槽盖板抬升。

槽盖板升起到一定高度后，移动天车想走至合适位置，依靠十字激光定位器的可见激光线定位，然后按放置按钮。第一电机驱动伸缩杆下降，直至槽盖板整体放到位，此时缓冲装置再次起作用，当触碰杆触碰到到第二限位开关时，反馈信号给减速电机停止运动。同时第二限位开关的信号也反馈给电动推杆，使其反向运动，此时抓取装置与槽盖板脱离，当电动推杆运行到尽头时，反馈信号给第一电机带动伸缩杆回升，伸缩杆顶端的触碰套触碰到第一限位开关后，第一电机停止运动，此时伸缩杆回升至顶部初始位置，整个工作过程结束。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。