一种铝电解多功能机组视觉测量扭拔系统方法及装置与流程

本发明属于铝电解技术领域，具体涉及一种铝电解多功能机组视觉测量扭拔系统方法及装置。

背景技术：

工业纯铝的生产还是以湿式电解法为主，采用电解槽串联并通以大电流的形式完成电解铝的生产。铝电解多功能机组在更换阳极作业时需要通过阳极扭拔装置先将阳极导杆固定，然后打开小盒夹具以使阳极导杆和电解槽大母线分离，最终完成阳极的更换任务。

在现有技术中，公开号为cn100363539a的发明专利公开了一种双阳极扭拔机构及打壳机构的连接方法及其装置，它在两个阳极扭拔机构之间或是在打壳机构与阳极扭拔机构之间都分别采用弹簧式的弹性连接的方法进行连接；其装置在关节轴承上通过罗纹连接有一根拉杆，在拉杆上套有两个锁紧轴套、两个弹簧座、两个法兰和一个弹簧，弹簧设在两个弹簧座之间，在拉杆上装有调节螺帽，两个法兰通过连接螺杆相连接，带有耳轴座的法兰通过螺栓与法兰相连接。

又有，公开号为cn2633900的实用新型专利公开了一种双阳极扭拔机构，它包括可绕电解槽用的操作机的回转中心线转动的回转机构和安装在回转机构上的摇篮架，在摇篮架上装有轴承，在摇篮架通过轴承连接有两个固定式导向架，并且在摇篮架上还装有四个弹簧架，在每个弹簧架上都装有平衡缓冲弹簧，每个固定导向架的横臂通过连杆分别与两个弹簧连接，在每个固定导向架上都装有一个移动架，在移动架上装有一套阳极卡具松紧机构，在移动架的前端装有夹头，在每个固定导向架上还装有一个能够推动移动架和阳极卡具松紧机构的油缸。可以根据使用的需要一次更换一块或两块阳极。

以上现有技术虽都对铝电解智能打壳系统进行了一些技术创新，但尚未考虑到整个生产作业环境存在强磁场、高温度及高粉尘等因素，如何通过一种铝电解多功能机组视觉测量扭拔系统方法及装置来减少人工作业时间，减轻工人劳动强度，提高生产作业效率及安全性，是本领域技术人员需要考虑的。

技术实现要素：

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供铝电解多功能机组视觉测量扭拔系统方法及装置。

本发明是这样实现的：

一种铝电解多功能机组视觉测量扭拔系统方法，该方法是通过将视觉升降机构及安装在其上的视觉传感器移动至阳极导杆上方对不同位置进行空间定位测量，根据视觉传感器反馈的空间位置信息由控制装置计算扭拔换极作业的移动路径，修正各部件的位置，并引导扭拔升降伺服液压缸带动相应部件移动并完成预定动作后将需要更换的阳极运送至堆放地点放下，然后抓取新的阳极回到原来的位置上直至把新阳极固定到电解槽上。控制装置由上位机、服务器、plc控制器等组成，主要功能为：路径规划、数据处理、发出指令等。

具体的，该方法包括如下步骤：

s1，机组在接收到更换某一阳极的指令后，控制装置控制机组大车装置运行到电解槽的上方；

s2，将机组小车装置自动定位到需要更换的阳极导杆的上方；

s3，工具回转机构旋转，带动视觉升降机构和视觉传感器至阳极导杆上方；工具回转机构是将各种操作工具安装在可以旋转的回转支撑中，回转具备驱动装置，通过工具回转机构可以将指定的工具旋转到特定工位上进行操作作业；

s4，视觉升降机构带动视觉传感器上下移动以实现不同位置的空间定位测量；视觉升降装置是一种电机丝杠直线运动单元，可以实现迅速、精准的直线运动；

s5，根据视觉传感器反馈的空间位置信息由控制装置计算本次扭拔换极作业的移动路径；

s6，修正机组大车装置、机组小车装置及工具回转机构的位置；

s7，并引导扭拔升降伺服液压缸带动阳极提升架装置、阳极导杆夹头向下移动；阳极提升架装置由钢板、型钢等焊接而成，可以在固定导向架的导向槽内上下滑动，用来调运阳极导杆；

s8，到位后，阳极导杆夹头将阳极导杆牢牢抓住，然后拧头架升降伺服油缸伸出，带动夹具拧头架装置、夹具拧头向下移动；

s9，检测到位后，启动夹具拧头，打开小盒夹具；

s10，完成以上动作后将需要更换的阳极运送至堆放地点放下，然后抓取新的阳极回到原来的位置上；

s11，将前述的动作按相反的顺序操作一遍，把新阳极固定到电解槽上。

一种用于实现前述方法的铝电解多功能机组视觉测量扭拔系统装置，包括机组大车装置，该机组大车装置运行在铝电解车间厂房轨道上，在该机组大车装置上设有两根主梁，在该两根主梁上设有小车轨道，在小车轨道上设有机组小车装置，机组小车装置沿该小车轨道运行；在机组小车装置上安装设有工具回转机构，在机组小车装置上还设有控制装置；在前述的工具回转机构上设有阳极提升架装置、固定导向架和视觉升降机构，在前述的固定导向架上设有扭拔升降伺服液压缸，在前述的阳极提升架装置上设有夹具拧头架装置，在前述的阳极提升架装置的下端设有阳极导杆夹头，在前述的夹具拧头架装置的下端设有夹具拧头；在视觉升降机构上安装设有视觉传感器，视觉升降机构可以带动视觉传感器上下升降以实现不同位置的测量任务；整个系统的动作由控制装置控制。

进一步的，前述的机组大车装置、机组小车装置及工具回转机构均具有各自的自动精确定位系统。该系统由编码器、读码头、编码尺等组成。编码器和读码头安装在运行机构上，编码尺安装在运行机构的运动轨迹线路上，当运行机构运动时，读码头会读取编码尺上的相应位置坐标信息，从而得出运行机构当前所处得实时位置。

进一步的，前述的扭拔升降伺服液压缸可以驱动阳极提升架装置及夹具拧头架装置上下移动；拧头架升降伺服油缸可以驱动夹具拧头架装置和夹具拧头上下移动。

与现有技术相比，本发明的铝电解多功能机组视觉测量扭拔系统方法及装置靠视觉测量自动定位并完成整个铝电解生产更换阳极扭拔作业，可以提高更换阳极作业效率，减少人工作业时间，减轻劳动强度，提升生产作业安全性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

附图中的标记为：1-阳极提升架装置，2-固定导向架，3-扭拔升降伺服液压缸，4-机组大车装置，5-机组小车装置，6-工具回转机构，7-控制装置，8-视觉升降机构，9-视觉传感器，10-拧头架升降伺服油缸，11-夹具拧头架装置，12-夹具拧头，13-阳极导杆夹头，14-小盒夹具，15-阳极导杆，16-电解槽。

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。

如图1所示，本发明是这样构成的：包括阳极提升架装置1，固定导向架2，扭拔升降伺服液压缸3，机组大车装置4，机组小车装置5，工具回转机构6，控制装置7，视觉升降机构8，视觉传感器9，拧头架升降伺服油缸10，夹具拧头架装置11，夹具拧头12，阳极导杆夹头13，小盒夹具14，阳极导杆15，电解槽16。

机组大车装置4运行在铝电解车间厂房轨道上，机组小车装置5运行在大车两根主梁上的轨道上，工具回转机构6安装在机组小车装置5上。机组大车装置4，机组小车装置5及工具回转机构6均具有各自的自动精确定位系统。阳极导杆夹头13安装于阳极提升架装置1的下端；夹具拧头12安装于夹具拧头架装置11的下端；控制装置7安装在机组小车装置5上；视觉升降机构8和固定导向架2安装在工具回转机构6上，视觉传感器9安装在视觉升降机构8上，视觉升降机构8可以带动视觉传感器9上下升降以实现不同位置的测量任务；扭拔升降伺服液压缸3安装在固定导向架2上，可以驱动阳极提升架装置1及夹具拧头架装置11上下移动；拧头架升降伺服油缸10安装在阳极提升架装置1上，可以驱动夹具拧头架装置11和夹具拧头12上下移动；整个系统的动作由控制装置7控制。

机组在接收到更换某一阳极的指令后，控制装置7控制机组大车装置4运行到电解槽16的上方，同时将机组小车装置5自动定位到需要更换的阳极导杆15的上方；工具回转机构6旋转，带动视觉升降机构8和视觉传感器9至阳极导杆15上方，视觉升降机构8带动视觉传感器9上下移动以实现不同位置的空间定位测量。根据视觉传感器9反馈的空间位置信息由控制装置7计算本次扭拔换极作业的移动路径，修正机组大车装置4、机组小车装置5及工具回转机构6的位置，并引导扭拔升降伺服液压缸3带动阳极提升架装置1、阳极导杆夹头13向下移动；到位后，阳极导杆夹头13将阳极导杆15牢牢抓住，然后拧头架升降伺服油缸10伸出，带动夹具拧头架装置11、夹具拧头12向下移动，检测到位后，启动夹具拧头12，打开小盒夹具14。完成以上动作后将需要更换的阳极运送至堆放地点放下，然后抓取新的阳极回到原来的位置上，将前述的动作按相反的顺序操作一遍，把新阳极固定到电解槽16上。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。