檢測和剔除帶粒子始極片技術的研發(fā)

丁 慧， 周志博， 胡民勇， 陳立慶

（1.江西創(chuàng)恩機械設備有限公司， 江西南昌 330000； 2.昆明理工大學機電工程學院， 云南昆明 650500；3.江西工業(yè)職業(yè)技術學院， 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，將影響始極片機組的運行，導致精密矯直機容易被粒子卡死，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， 而人工檢測既費時費力， 又不能達到很高的準確度，人工成本也相應增加[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： 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行自動剔除。

針對以上問題，本文重點介紹以下研發(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，片子厚度的變化將會使檢測棍上下跳動，檢測棍兩端均設置有跳動滑塊，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 跳動放大機構

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，需要用機構對信號進行放大。 以下采用了一套杠桿放大機構，對跳動量進行放大。

圖3 為該機構的示意圖。

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，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，推板驅(qū)動器沿著Y 向推動始極片進入后面的工序。

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行識別。片子再進入剔除裝置中，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，然后進入其他設備處理。

因始極片機組的剪邊功能等和該研究內(nèi)容不相關，本文不做贅述。 圖5 為工作自動運行流程圖，研發(fā)的設備整體結構圖見圖6。

圖5 運行流程圖

圖6 檢測剔除裝置

圖7 檢測剔除裝置實物圖

3 結論

該研究能篩選有粒子的始極片，減少了因為板面質(zhì)量對機組的影響，降低了設備運行的故障率，改善了始極片的垂直度，也提高了電銅的表面質(zhì)量。 降低了人工勞動強度。 該技術申報了國家專利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。