檢測和剔除帶粒子始極片技術(shù)的研發(fā)

丁 慧， 周志博， 胡民勇， 陳立慶

（1.江西創(chuàng)恩機(jī)械設(shè)備有限公司， 江西南昌 330000； 2.昆明理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院， 云南昆明 650500；3.江西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 江西南昌 330000）

0 引言

始極片在傳統(tǒng)法銅電解車間用做電解陰極。 近年來，銅電解采用PC 工藝的規(guī)模不斷增大。 但在廢雜銅的電解廠，很多企業(yè)依然沿用傳統(tǒng)法電解工藝，采用始極片做電解陰極。 電解過程中，如果始極片板面長有粒子，將影響始極片機(jī)組的運(yùn)行，導(dǎo)致精密矯直機(jī)容易被粒子卡死，也會影響始極片的垂直度、影響電效、降低電銅質(zhì)量等問題[1]。

組裝好的始極片由導(dǎo)電棒，吊耳和從種板上剝離的銅皮組成，見圖1[2]。

圖1 組裝后始極片外形圖

當(dāng)前，銅始極片檢測主要采用人工檢測的方法， 而人工檢測既費(fèi)時(shí)費(fèi)力， 又不能達(dá)到很高的準(zhǔn)確度，人工成本也相應(yīng)增加[3]。 因此，開發(fā)出一種能自動識別銅粒子并對有銅粒子始極片進(jìn)行自動剔除很有必要。

1 檢測和剔除的研發(fā)

本文對如何篩選和剔除有粒子的始極片做了研究。主要有兩點(diǎn)： ①如何能用簡單的辦法檢測出有粒子的片子；②如何對有粒子的片子進(jìn)行自動剔除。

針對以上問題，本文重點(diǎn)介紹以下研發(fā)成果。

1.1 檢測方式研究

壓粒子棍對附著不牢固的始極片先表面的粒子進(jìn)行滾壓，使粒子壓脫落，脫落后的粒子被刷粒子板從片子上踢除掉，以防脫落的粒子誤發(fā)信。

片子繼續(xù)經(jīng)過檢測棍，過檢測棍時(shí)，片子厚度的變化將會使檢測棍上下跳動，檢測棍兩端均設(shè)置有跳動滑塊，跳動滑塊可以反饋片子的厚度變化，如果片子上有粒子，跳動量必然加大。 于是檢測跳動滑塊的跳動幅度可以判斷是否有粒子，見圖2。

圖2 檢測裝置

1.2 跳動放大機(jī)構(gòu)

識別帶粒子的片子， 需要提高檢測的精確度， 如果粒子小，很難用傳感器直接識別，需要用機(jī)構(gòu)對信號進(jìn)行放大。 以下采用了一套杠桿放大機(jī)構(gòu)，對跳動量進(jìn)行放大。

圖3 為該機(jī)構(gòu)的示意圖。

圖3 信號放大裝置

信號傳遞桿上端有一個滑塊伸入杠桿發(fā)信片右端的腰形孔內(nèi)，信號傳遞桿下端和跳動滑塊固接在一起。 跳動滑塊上下跳動時(shí)，杠桿發(fā)信片繞著擺動座轉(zhuǎn)動，使杠桿發(fā)信片左端同時(shí)跳動。由于擺動臂不同，該跳動幅度被放大。

傳感器固定座的腰形孔內(nèi)調(diào)節(jié)高度， 可以確定檢測的靈敏度。

信號放大的關(guān)系如式（1）：

式中：S1—跳動端位移量；S2—發(fā)信端位移量；L2—發(fā)信端力臂；L1—跳動端力臂；K—放大系數(shù)。

1.3 剔除方式研究

始極片沿著X 向進(jìn)入剔除裝置，如果片子沒有粒子，剔除驅(qū)動器將驅(qū)動剔除擋板轉(zhuǎn)動到豎直位置， 片子將會被剔除擋板擋住而不能繼續(xù)向X 方向移動，此時(shí)，推板驅(qū)動器沿著Y 向推動始極片進(jìn)入后面的工序。

如果片子有粒子， 剔除驅(qū)動器將驅(qū)動剔除擋板轉(zhuǎn)動到水平直位置， 片子將不會被剔除擋板擋住而繼續(xù)向X方向移動，直到剔除出去，見圖4。

圖4 剔除裝置

2 工作流程

片子被壓粒子后， 粒子清掃裝置對表面粒子進(jìn)行清掃。 清掃完成后，片子再做厚度檢測，檢測元件傳遞厚度信號給控制系統(tǒng)，對片子表面是否存在粒子進(jìn)行識別。片子再進(jìn)入剔除裝置中，如果識別為有粒子的始極片，該片將被剔除裝置直接輸送到剔除小車， 如果檢測沒有粒子的始極片被送到剪邊機(jī)，然后進(jìn)入其他設(shè)備處理。

因始極片機(jī)組的剪邊功能等和該研究內(nèi)容不相關(guān)，本文不做贅述。 圖5 為工作自動運(yùn)行流程圖，研發(fā)的設(shè)備整體結(jié)構(gòu)圖見圖6。

圖5 運(yùn)行流程圖

圖6 檢測剔除裝置

圖7 檢測剔除裝置實(shí)物圖

3 結(jié)論

該研究能篩選有粒子的始極片，減少了因?yàn)榘迕尜|(zhì)量對機(jī)組的影響，降低了設(shè)備運(yùn)行的故障率，改善了始極片的垂直度，也提高了電銅的表面質(zhì)量。 降低了人工勞動強(qiáng)度。 該技術(shù)申報(bào)了國家專利CN212328053U。

該研發(fā)內(nèi)容采用的是厚度檢測裝置判斷厚度是否在范圍內(nèi)， 是對粒子的一個間接判斷，后面會繼續(xù)研究，用對片子上粒子的精確識別。