一种炭阳极组装自动浇注方法及装置与流程

1.本技术涉及炭阳极组装技术领域，尤其涉及一种炭阳极组装自动浇注方法及装置。


背景技术：

2.目前电解铝用炭阳极组件是由导杆和阳极炭块经过熔化的磷铁水冷却后连接在一起，阳极炭块顶部有四个炭碗需要与导杆钢爪连接，由于导杆钢爪是重复利用，所以每个炭碗的磷铁水的浇注量不同，传统浇注方法是人工观测和控制浇注量，现有技术操作人员需在高温现场观测、劳动强度大，浇注质量无法保证，部分自动化设备也是只能事项定量浇注，更容易出现浇注不满或者溢出磷铁水等问题，严重影响了浇注质量或出现安全事故。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种炭阳极组装自动浇注装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.本技术实施例采用下述技术方案：一种炭阳极组装自动浇注装置，包括铝导杆钢爪总成，所述铝导杆钢爪总成端部安装有钢爪，所述钢爪远离铝导杆钢爪总成的一端表面套设有炭碗，所述炭碗表面套设有阳极炭块，所述阳极炭块端部活动安装有阳极组装产线，所述阳极炭块下方设置有铁水坩埚纵向移动导轨，所述铁水坩埚纵向移动导轨侧壁固定安装有伺服减速电机，所述伺服减速电机输出轴上套设有曲轴机构，两个所述曲轴机构上方设置有3d工业相机，两个所述曲轴机构之间设置有铁水坩埚；
5.优选的，所述铁水坩埚端部活动安装有第一铁水运输小车，所述第一铁水运输小车远离铁水坩埚的一侧通过连接件安装有浇筑小车。
6.优选的，所述浇筑小车后部设置有工频炉，所述工频炉前部设置有中心转向器，所述中心转向器右端设置有第二铁水运输小车，所述阳极组装产线后端活动安装有浇筑装置。
7.优选的，所述铝导杆钢爪总成上方活动内设有导杆输送线，所述导杆输送线将至少五个铝导杆钢爪总成活动连接在一起。
8.优选的，所述第一铁水运输小车与第二铁水运输小车之间设置有阳极炭块组件总成，所述浇筑装置下方设置有浇注装置移动导轨，所述浇筑装置活动内设在浇注装置移动导轨内部。
9.优选的，所述第二铁水运输小车下方设置有运输小车移动导轨，所述第二铁水运输小车端部活动内设在运输小车移动导轨内部。
10.优选的，所述阳极炭块端部开设有与炭碗相适配的放置槽，所述炭碗安装在放置槽内部。
11.为了克服现有技术的不足，本发明还提供了一种炭阳极组装自动浇注方法，具体步骤如下：
12.s1：将第二铁水运输小车沿固定轨道移动至工频炉接铁水工位，由工频炉将已熔化的铁水注入第二铁水运输小车上的铁水坩埚，注满后由人工向浇筑小车发出注满信号；
13.s2：当浇筑小车收到注满信号后，此时浇筑小车沿浇注装置移动导轨向工频炉侧运输轨道工位移动的同时，浇筑小车上的曲轴带动铁水包沿浇筑小车上的纵向第一铁水运输小车交换工位移动；到达铁水运输小车交换工位后将铁水坩埚放置在第一铁水运输小车上；运输小车带动空铁水坩埚经过纵向轨道、中心转向器，转到工频炉另外一侧准备接铁水；前面已经注满的第二铁水运输小车经过中心转向器后沿纵向轨道移动到浇筑小车位置，浇筑小车的曲轴机构将铁水坩埚举起，准备浇注；
14.s3：此时炭块位置信号传给plc处理器，plc处理器发出指令浇筑小车沿浇注装置移动导轨移动到炭阳极位置，3d工业相机进行位置确认，经过图像处理系统进行处理后传输给plc信息，plc处理器经过控制器控制铁水坩埚纵向铁水坩埚纵向移动导轨和伺服减速电机使坩埚浇注口与第一个炭碗位置对正；
15.s4：在浇注第一个炭碗的过程中，浇筑小车上的3d工业相机实时监测铁水的液位并将铁水液位的信息不断反馈给工控机，工控机将图像进行处理后传递给plc处理器信号，控制铁水坩埚完成第一个炭碗的浇注；
16.s5：当浇筑小车完成第一个炭碗浇注后，沿横向导轨依次移动到第二个、第三个、第四个炭碗进行浇注，每一个炭碗的浇注都同第一个炭碗一样由3d工业相机进行定位和检测；
17.s6：完成一个阳极炭块浇注作业后，浇筑小车沿横向导轨重新返回一号炭碗浇注位置，进行下一阳极组件的浇注；直至坩埚内铁水下降到一定高度后，再与下一小车铁水进行更换，进行铁水更换操作流程，进行新一轮作业。
18.本技术实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
19.其一，使用时：该装置设有控制浇筑小车沿横向导轨往返移动的横向移动电机、控制铁水坩埚纵向移动的纵向移动电机、用于固定和倾倒铁水坩埚的曲轴机构、以及能够通过plc控制的自动移动铁水运输小车；摄像头采用双摄像头，模拟人的双眼；两个摄像头安装在浇筑小车上靠近浇注炭碗上方一侧视线最佳位置；并通过图像分析处理系统将两个摄像头的图像合成为立体图像，以消除检测误差，提高检测的可靠性；浇筑小车运行在位与浇注产线的横向钢轨上，横向钢轨与浇注产线平行；在浇注产线上的每个阳极炭块对应工位均设置限位开关，通过限位开关向plc处理器发送阳极炭块的位置信息，plc处理器根据阳极炭块的位置信息发送不同的工作指令；指引浇筑小车移动至炭阳极位置，再经过浇筑小车上的3d工业相机对坩埚浇注口和炭碗进行进行位置精确指引，浇筑小车依次完成铝导杆底部四个钢爪与阳极碳块顶部四个炭碗浇注的全过程，通过采用3d工业相机对铁水坩埚的位置和浇注量进行实时监测，并通过图像处理系统对图像进行处理，完全代替人进行观测和动作，实现了浇注的智能化。
20.其二，使用时：采用3d工业相机实时对每个炭阳极炭碗中的铁水浇注量进行拍摄，将拍摄的图像传输给工控机，通过图像处理系统分析处理，将浇注量传输给plc处理器；由plc处理器根据结果通过控制柜控制浇筑小车上的伺服减速电机控制坩埚的倾倒；整个浇注过程全部依靠3d工业相机的视觉系统进行处理，代替人工的视觉系统，实现坩埚口与炭碗位置的自动对正、铁水的自动浇注、浇注量的自动控制、浇注坩埚的自动更换；当铁水坩
埚与浇筑小车在工作时，彼此间完成分离，采用两个浇注坩埚的方式，当一个在浇注的同时，此时使用另一个坩埚去取铁水，实现浇注的不间断工作，提高了生产效率。
21.其三，与现有技术相比，生产效率提高一倍以上，同时对于工频炉的布局也更加方便、合理，同时可以解放现场操作人员不再在高温现场操作和观测，保证浇注质量，降低安全事故的发生。
附图说明
22.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
23.图1为本发明阳极炭块连接的结构示意图；
24.图2为本发明浇注小车的主视图；
25.图3为本发明的整体布局图。
26.图中：1、铝导杆钢爪总成；2、钢爪；3、炭碗；4、阳极炭块；5、铁水坩埚纵向移动导轨；6、伺服减速电机；7、曲轴机构；8、3d工业相机；9、铁水坩埚；10、第一铁水运输小车；11、浇筑小车；12、工频炉；13、中心转向器；14、第二铁水运输小车；15、阳极组装产线；16、浇筑装置；17、导杆输送线；18、阳极炭块组件总成；19、浇注装置移动导轨；20、运输小车移动导轨。
具体实施方式
27.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术具体实施例及相应的附图对本技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，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，都属于本技术保护的范围。
28.以下结合附图，详细说明本技术各实施例提供的技术方案。
29.实施例一，请参阅图2和图3，本发明提供一种炭阳极组装自动浇注装置技术方案：包括铝导杆钢爪总成1，铝导杆钢爪总成1端部安装有钢爪2，钢爪2远离铝导杆钢爪总成1的一端表面套设有炭碗3，炭碗3表面套设有阳极炭块4，阳极炭块4端部开设有与炭碗3相适配的放置槽，炭碗3安装在放置槽内部阳极炭块4端部活动安装有阳极组装产线15，阳极炭块4下方设置有铁水坩埚纵向移动导轨5，铁水坩埚纵向移动导轨5侧壁固定安装有伺服减速电机6，伺服减速电机6输出轴上套设有曲轴机构7，两个曲轴机构7上方设置有3d工业相机8，两个曲轴机构7之间设置有铁水坩埚9，铁水坩埚9端部活动安装有第一铁水运输小车10，第一铁水运输小车10远离铁水坩埚9的一侧通过连接件安装有浇筑小车11，浇筑小车11后部设置有工频炉12，工频炉12前部设置有中心转向器13，中心转向器13右端设置有第二铁水运输小车14，阳极组装产线15后端活动安装有浇筑装置16，铝导杆钢爪总成1上方活动内设有导杆输送线17，导杆输送线17将至少五个铝导杆钢爪总成1活动连接在一起，第一铁水运输小车10与第二铁水运输小车14之间设置有阳极炭块组件总成18，浇筑装置16下方设置有浇注装置移动导轨19，浇筑装置16活动内设在浇注装置移动导轨19内部，第二铁水运输小车14下方设置有运输小车移动导轨20，第二铁水运输小车14端部活动内设在运输小车移动导轨20内部。
30.为了克服现有技术的不足，本发明还提供了一种炭阳极组装自动浇注方法，具体步骤如下：
31.第一步：将第二铁水运输小车14沿固定轨道移动至工频炉12接铁水工位，由工频炉12将已熔化的铁水注入第二铁水运输小车14上的铁水坩埚9，注满后由人工向浇筑小车11发出注满信号；
32.第二步：当浇筑小车11收到注满信号后，此时浇筑小车11沿浇注装置移动导轨19向工频炉12侧运输轨道工位移动的同时，浇筑小车11上的曲轴带动铁水包沿浇筑小车11上的纵向第一铁水运输小车10交换工位移动；到达铁水运输小车交换工位后将铁水坩埚9放置在第一铁水运输小车10上；运输小车带动空铁水坩埚经过纵向轨道、中心转向器13，转到工频炉12另外一侧准备接铁水；前面已经注满的第二铁水运输小车14经过中心转向器13后沿纵向轨道移动到浇筑小车11位置，浇筑小车11的曲轴机构7将铁水坩埚9举起，准备浇注；
33.第三步：此时炭块位置信号传给plc处理器，plc处理器发出指令浇筑小车11沿浇注装置移动导轨19移动到炭阳极位置，3d工业相机8进行位置确认，经过图像处理系统进行处理后传输给plc信息，plc处理器经过控制器控制铁水坩埚9纵向铁水坩埚纵向移动导轨5和伺服减速电机6使坩埚浇注口与第一个炭碗3位置对正；
34.第四步：在浇注第一个炭碗3的过程中，浇筑小车11上的3d工业相机8实时监测铁水的液位并将铁水液位的信息不断反馈给工控机，工控机将图像进行处理后传递给plc处理器信号，控制铁水坩埚9完成第一个炭碗3的浇注；
35.第五步：当浇筑小车11完成第一个炭碗3浇注后，沿横向导轨依次移动到第二个、第三个、第四个炭碗3进行浇注，每一个炭碗3的浇注都同第一个炭碗3一样由3d工业相机8进行定位和检测；
36.第六步：完成一个阳极炭块4浇注作业后，浇筑小车11沿横向导轨重新返回一号炭碗3浇注位置，进行下一阳极组件的浇注；直至坩埚内铁水下降到一定高度后，再与下一小车铁水进行更换，进行铁水更换操作流程，进行新一轮作业。
37.使用时：采用3d工业相机8实时对每个炭阳极炭碗3中的铁水浇注量进行拍摄，将拍摄的图像传输给工控机，通过图像处理系统分析处理，将浇注量传输给plc处理器；由plc处理器根据结果通过控制柜控制浇筑小车11上的伺服减速电机6控制坩埚的倾倒；整个浇注过程全部依靠3d工业相机8的视觉系统进行处理，代替人工的视觉系统，实现坩埚口与炭碗3位置的自动对正、铁水的自动浇注、浇注量的自动控制、浇注坩埚的自动更换；当铁水坩埚9与浇筑小车11在工作时，彼此间完成分离，采用两个浇注坩埚的方式，当一个在浇注的同时，此时使用另一个坩埚去取铁水，实现浇注的不间断工作，提高了生产效率。
38.实施例二，请参阅图1，在实施例一的基础上，
39.使用时：该装置设有控制浇筑小车11沿横向导轨往返移动的横向移动电机、控制铁水坩埚9纵向移动的纵向移动电机、用于固定和倾倒铁水坩埚9的曲轴机构7、以及能够通过plc控制的自动移动铁水运输小车；摄像头采用双摄像头，模拟人的双眼；两个摄像头安装在浇筑小车11上靠近浇注炭碗3上方一侧视线最佳位置；并通过图像分析处理系统将两个摄像头的图像合成为立体图像，以消除检测误差，提高检测的可靠性；浇筑小车11运行在位与浇注产线的横向钢轨上，横向钢轨与浇注产线平行；在浇注产线上的每个阳极炭块对应工位均设置限位开关，通过限位开关向plc处理器发送阳极炭块的位置信息，plc处理器
根据阳极炭块的位置信息发送不同的工作指令；指引浇筑小车11移动至炭阳极位置，再经过浇筑小车11上的3d工业相机8对坩埚浇注口和炭碗3进行进行位置精确指引，浇筑小车11依次完成铝导杆底部四个钢爪与阳极碳块顶部四个炭碗3浇注的全过程，通过采用3d工业相机8对铁水坩埚9的位置和浇注量进行实时监测，并通过图像处理系统对图像进行处理，完全代替人进行观测和动作，实现了浇注的智能化。
40.以上是通过结构图示对本发明做的详细说明，本说明中仅对本发明的主要内容进行了说明。其余未做详细说明都是各领域技术公知知识。包括横向移动、纵向移动、小车在轨道上的移动等相关机械和电气内容都是各领域技术常用公知技术。
41.本发明的方法及所用浇注装置，很好的解决了炭阳极在组装过程中操作人员需要在高温现场进行操作和观察浇注的过程，劳动强度大、安全问题高、浇注质量低的技术问题，提高了劳动效率、降低劳动强度、提高浇注质量。
42.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
43.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。