一种电解槽垫片修复装置的制作方法

本技术涉及电解设备装配自动化，具体涉及一种电解槽垫片修复装置。

背景技术：

1、电解槽作为电解工艺的核心设备，其密封性能直接影响生产效率与产品质量。在电解槽新装过程中，极框与端板之间的密封垫片易因安装压力不均、极框表面平整度差异等因素发生挤出变形，形成多余残料（行业内称为“垫片挤出”）。若不及时清理，会导致电解槽密封不严，引发电解液泄漏等安全隐患。

2、传统处理方式依赖人工手持铲刀清理挤出的垫片残料，该方式存在以下显著缺陷：人工操作效率低下，每台电解槽铲皮耗时约30-60分钟，难以适应规模化生产线的安装需求；铲皮力度与范围全凭操作人员经验控制，易划伤极框密封面，破坏电解槽密封性能；人工劳动强度大，且铲刀操作存在割伤等安全隐患。

3、为解决上述问题，现有技术中出现了部分自动化铲皮设备，但多采用单一视觉传感器进行残料检测，仅能识别残料位置，无法精准获取残料厚度、极框表面温度等关键参数；同时机械臂采用固定动作程序，无法适应垫片挤出形态的随机性，缺乏实时反馈机制无法适应不同厚度残料、极框边角等复杂场景，导致清理不彻底、设备适应性差，仍难以满足高精度、高通用性的生产需求。因此，急需一种集成多维度感知、自适应控制与实时反馈的智能铲皮设备，突破现有技术瓶颈。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种电解槽垫片修复装置。

2、为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

3、一种电解槽垫片修复装置，包括：

4、多模态视觉感知系统：其包括红外热成像仪和3d结构光相机，用于协同采集电解槽监测区域的极框垫片挤出部位的多维度数据与温度分布；

5、自适应机械臂控制模块，其通过可调节底座设置于电解槽旁预设工位，自适应机械臂控制模块的工作部受控移动至缺陷区域并进行修整；

6、所述工作部包括微调关节和铲刀结构，通过微调关节控制铲刀结构的铲斗倾角、刃口倾斜角、楔角。

7、进一步的，所述多模态视觉感知系统通过安装架设置在电解槽四周，所述安装架垂直设置在电解槽的外周，所述安装架上设置有多模态视觉感知系统，并使红外热成像仪、3d结构光相机的感应范围完全覆盖极框全边缘。

8、进一步的，所述多模态视觉感知系统在安装架上的高度位置可调，所述安装架内转动设置滚珠丝杠，在安装架的底部设置伺服电机驱动滚珠丝杠转动，而沿安装架高度方向滑动设置有滑块，将多模态视觉感知系统安装在滑块上，而滑块与滚珠丝杠相螺接，从而使多模态视觉感知系统在伺服电机和滚珠丝杠的驱动下上下移动。

9、进一步的，所述自适应机械臂控制模块包括六轴协作机械臂，所述电解槽设置在组装平台上，所述组装平台外圈设有环形轨道，所述环形轨道上设有修整工位，所述修整工位通过环形轨道绕组装平台调节位置。

10、进一步的，所述铲刀结构包括c形铲斗，通过c形铲斗的一侧刃口移动靠近极框之间的缝隙来对凸出的垫片进行修整。

11、进一步的，c形铲斗的底部还设有支撑轮，使支撑轮的最低点略低于铲斗的刃口。

12、进一步的，所述微调关节包括旋转座，所述旋转座的一侧通过万向连接关节和伸缩调节臂与所述铲刀结构相连接；所述旋转座为旋转关节，所述旋转座与安装杆端部转动连接，用于控制铲刀结构在安装杆端部转动。

13、进一步的，所述万向连接关节包括万向节，所述万向节的一端与c形铲斗连接另一端连接旋转座，所述旋转座与c形铲斗之间还设有两组伸缩调节臂，并且两组伸缩调节臂呈八字形布置，伸缩调节臂的两端分别设置万向节，其两端分别通过万向节与c形铲斗、旋转座连接。

14、进一步的，所述铲刀结构内置有压力传感器与角度调节模块，所述压力传感器检测刀刃切割接触时所产生的压力，所述角度调节模块用于检测和控制刀面与基面所形成的夹角。

15、进一步的，所述自适应机械臂控制模块根据压力传感器的反馈，实时调节铲刀下压力度，下压力度阈值设定为5-20n，避免损伤极框镀层。

16、进一步的，所述自适应机械臂控制模块内置自适应控制逻辑，用于接收视觉感知系统传输的三维形变模型，根据视觉系统反馈的数据，动态规划铲刀路径，动态调整机械臂的运动轨迹、铲皮力度及刀具角度；适配不同残料厚度与极框表面状态；当残料厚度＞2mm时，铲皮力度相较于残料厚度≤2mm时增加30%~50%；当极框边角区域清理时，刀具角度调整为30°~60°。

17、进一步的，所述机械臂末端的力控铲刀采用钨钢材质，刀具刃口设置为圆弧过渡结构，避免清理过程中划伤电解槽极框密封面。

18、进一步的，所述自适应机械臂控制模块的工作部采用分层切深0.2mm的渐进修整算法，遇超阈值时自动抬刀避障。

19、一种电解槽极框垫片智能修整方法，使用上述的电解槽垫片修复系统，包括以下步骤：

20、步骤s1：数据采集与建模：电解槽极框合拢加压后，通过多模态视觉感知系统扫描垫片挤出区域，生成三维形变模型，标注挤出区域坐标与风险等级；

21、步骤s2：路径规划与参数适配：机械臂中的控制模块将三维形变模型数据转换为机械臂运动轨迹，采用分层修整策略规划路径，并设定初始下压力度；

22、步骤s3：动态修整执行：机械臂执行修整，机械臂按分层策略逐层切削，过程中实时接收力传感器反馈数据，动态调整铲刀下压力度与运动速度，遇异常触发自适应避障机制；

23、步骤s4：质量闭环：修整完成后，通过视觉感知系统进行复检，若垫片残留高度达标则进入下道工序，若不达标则标记返工。

24、进一步的，所述步骤s3中，当力传感器反馈的接触力超出设定阈值时，控制机械臂自动抬刀0.5mm并减速30%，完成局部避障后恢复修整；

25、所述步骤s4中，垫片残留高度的预设阈值为0.1mm，复检不合格时在系统中生成返工标记并提示操作人员。

26、本实用新型的优点和有益效果在于：

27、第一，多模态视觉感知系统实现残料多维度精准检测，融合可见光、红外、3d轮廓数据，避免单一感知的盲区与误差，为精准铲皮提供数据支撑。

28、第二，自适应机械臂控制逻辑可动态适配残料厚度、极框边角等复杂工况，提升设备对不同安装场景的通用性，解决现有自动化设备清理不彻底的问题。

29、第三，闭环控制机制实现铲皮过程的实时反馈与动态修正，确保残料清理精度（残料厚度＜0.1mm），避免损伤极框密封面，保障电解槽密封性能。

30、第四， 全程自动化操作，大幅提升铲皮效率（单台电解槽铲皮耗时缩短至5-10分钟），减少人员在电解槽狭窄空间的作业风险，降低人工成本与安全隐患，适用于规模化电解槽安装场景。

1.一种电解槽垫片修复装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种电解槽垫片修复装置，其特征在于，所述多模态视觉感知系统通过安装架设置在电解槽四周，所述安装架垂直设置在电解槽的外周，所述安装架上设置有多模态视觉感知系统，并使红外热成像仪、3d结构光相机的感应范围完全覆盖极框全边缘。

3.根据权利要求2所述的一种电解槽垫片修复装置，其特征在于，所述多模态视觉感知系统在安装架上的高度位置可调，所述安装架内转动设置滚珠丝杠，在安装架的底部设置伺服电机驱动滚珠丝杠转动，而沿安装架高度方向滑动设置有滑块，将多模态视觉感知系统安装在滑块上，而滑块与滚珠丝杠相螺接，从而使多模态视觉感知系统在伺服电机和滚珠丝杠的驱动下上下移动。

4.根据权利要求1所述的一种电解槽垫片修复装置，其特征在于，所述自适应机械臂控制模块包括六轴协作机械臂，所述电解槽设置在组装平台上，所述组装平台外圈设有环形轨道，所述环形轨道上设有修整工位，所述修整工位通过环形轨道绕组装平台调节位置。

5.根据权利要求1所述的一种电解槽垫片修复装置，其特征在于，所述铲刀结构包括c形铲斗，通过c形铲斗的一侧刃口移动靠近极框之间的缝隙来对凸出的垫片进行修整。

6.根据权利要求5所述的一种电解槽垫片修复装置，其特征在于，c形铲斗的底部还设有支撑轮，使支撑轮的最低点略低于铲斗的刃口。

7.根据权利要求5所述的一种电解槽垫片修复装置，其特征在于，所述微调关节包括旋转座，所述旋转座的一侧通过万向连接关节和伸缩调节臂与所述铲刀结构相连接；所述旋转座为旋转关节，所述旋转座与安装杆端部转动连接，用于控制铲刀结构在安装杆端部转动。

8.根据权利要求7所述的一种电解槽垫片修复装置，其特征在于，所述万向连接关节包括万向节，所述万向节的一端与c形铲斗连接另一端连接旋转座，所述旋转座与c形铲斗之间还设有两组伸缩调节臂，并且两组伸缩调节臂呈八字形布置，伸缩调节臂的两端分别设置万向节，其两端分别通过万向节与c形铲斗、旋转座连接。

9.根据权利要求1所述的一种电解槽垫片修复装置，其特征在于，所述铲刀结构内置有压力传感器与角度调节模块，所述压力传感器检测刀刃切割接触时所产生的压力，所述角度调节模块用于检测和控制刀面与基面所形成的夹角。