專利名稱：鋁電解陽極鋼爪全自動控制在鏈校直機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及預焙陽極電解槽的主要構件——陽極鋼爪的校直技術。確切地說是鋁電解陽極鋼爪全自動控制在鏈校直機。
技術背景陽極鋼爪是預焙陽極電解槽的主要構件，呈三爪、四爪形式，鋼爪為圓柱形狀，其作用是連接預焙陽極碳塊，給電解槽傳輸強大的直流電流。陽極鋼爪的外觀尺寸，機械性能等都有嚴格的工藝尺寸要求。陽極鋼爪在使用一段時間后會出現兩邊電極鋼爪向內彎曲的現象，使用24個生產周期后彎曲鋼爪已達使用鋼爪總數的90％，陽極鋼爪的變形是由鋼爪的材質、形狀、碳塊的材質及物質本身固有的熱膨脹特性造成的。在生產使用過程中是無法避免的。陽極鋼爪彎曲變形所造成的后果是嚴重彎曲的鋼爪將無法插入陽極碳塊，使鋼爪報廢；一般變形的鋼爪導致鋼爪電流分布的不均勻，影響電解效率。目前生產中多數解決鋼爪內彎變形的方法大體有三種1、更換內彎爪頭；2、切除部分內彎爪頭；3、局部切開校直法。以上措施對爪頭的損傷較大，既影響了導電效果且又加快了爪頭的報廢期限。目前個別廠家采用最有效的解決內彎變形的方法是采用對鋼爪局部加熱，然后對加熱部分外頂推校直。其工作原理是先利用逆變電源向感應加熱線圈提供能量對彎曲的鋼爪爪頭進行加熱，然后在杠連桿頂推裝置的作用下被外推校直(見中國專利ZL02262397.3；ZL02262396.5)。整個校直過程分為感應加熱和機械校直兩道工序，在生產中是采用手動控制操作，各工序及傳送機構之間無信號聯系，所以在實際生產過程鋼爪的校直效率低，其校直精度及一致性也差。

發(fā)明內容
本實用新型的目的是為了解決上述公開的中國專利中所存在的問題，提供一種鋁電解陽極鋼爪全自動在鏈校直機，使其校直效率及校直精度得到提高，校直后的產品獲得一致性。
本目的以下列技術方案來實現鋁電解陽極鋼爪全自動控制在鏈校直機，它包括加熱升降臺、校直升降臺，其中加熱升降臺是由升降臺油缸、臺體內有感應加熱線圈，該加熱線圈與臺體之外的變頻電源相接以及臺體頂上兩側有導向定位叉所構成；校直升降臺包括升降臺油缸、臺體內中部由頂推杠桿及頂推油缸構成的校直頂推裝置，在其兩側有由楔入式支點與推動該支點的汽缸構成的校直支撐機構，在臺體頂上兩側也有導向定位叉，其特別之處是在加熱升降臺與校直升降臺的上方設有一個環(huán)形的鋼爪傳送鏈，所述的加熱升降臺、校直升降臺及鋼爪傳送鏈分別受工業(yè)計算機及可編程控制器(PLC)控制，其中加熱升降臺上的導向定位叉、加熱線圈及升降臺油缸，校直升降臺上的導向定位叉、校直支撐機構的支點推動汽缸、校直頂推油缸及校直升降臺油缸分別通過各自的電磁閥與可編程控制器(PLC)相應的控制端相接，在其中的加熱升降臺油缸、校直升降臺油缸及校直頂推油缸上分別設置有油缸上升電磁閥與下降電磁閥以及相應的上升限位開關和下降限位開關。在加熱升降臺與校直升降臺的上方且靠近鋼爪傳送鏈處分別設有加熱工位傳感器、校直工位傳感器，它們與PLC相應控制端連接。
該鋁電解陽極鋼爪全自動控制在鏈校直機與現有技術相比具有以下優(yōu)點是對現有的校直機設備采用了工業(yè)計算機及可編程控制器(PLC)控制，使得設備內部各工序之間及設備與傳送機構之間可以相互配合，實現了整個生產過程的自動化，減輕了工人勞動強度，提高了鋼爪校直效率及校直精度，校直后的鋼爪一致性好。


圖1為本實用新型整體控制關系連接結構示意圖。
圖2為本實用新型加熱升降臺的控制原理流程圖。
圖3為本實用新型校直升降臺控制原理流程圖。
具體實施方式
結合附圖對本實用新型的整體結構及控制工作原理作詳細說明如圖1所示，所述的鋁電解陽極鋼爪全自動控制在鏈校直機主要由工業(yè)計算機(IPC-610)1控制、加熱升降臺2、校直升降臺3、鋼爪傳送鏈4及變頻電源5組成。加熱升降臺2是由升降臺油缸2-3(型號HSGK01-100/70)、臺體內有兩個加熱線圈2-2、臺體頂上兩側分別裝置有導向定位叉2-1(型號SCΦ63×120FB)構成。其中兩個加熱線圈串接后與變頻電源5(型號KGPS-05/2500)相接。導向定位叉2-1的汽缸通過電磁閥2-6(型號4V210-08)與計算機可編程控制器-PLC(SLC5/04)控制端P3相接；升降臺油缸2-3通過上升電磁閥2-7(型號DF-20)與同樣型號的下降電磁閥2-8分別與PLC控制端P6、P7相接，該油缸相應的上升限位開關2-4(型號JM1L-FSNK)與同樣型號的下降限位開關2-5分別與PLC控制端P4、P5相接。所述加熱升降臺中的電感應加熱線圈，導向定位叉的結構及原理分別在中國專利ZL02262397.3及專利申請(申請?zhí)?00320109645.6)文件中有詳細報導。校直升降臺是由升降臺油缸3-10，臺體內中部有校直頂推裝置，在頂推裝置兩側分別設置有支撐機構，在臺體頂上兩側裝置有導向定位叉3-1組成。其中頂推裝置由頂推杠桿3-4與頂推油缸3-5構成，支撐機構由楔入式支點3-2與推動該支點汽缸3-3構成。所述的導向定位叉3-1通過電磁閥3-11與PLC控制端P8相接；支撐機構推動汽缸3-3通過電磁閥3-12與PLC控制P9相接；頂推油缸3-5上裝置有上升電磁閥3-15、下降電磁閥3-16以及相應的上升限位開關3-6和下降限位開關3-7，它們別與PLC相應的控制端P14、P15、P17、P16連接。校直升降臺油缸3-10上裝置有上升電磁閥3-14和下降電磁閥3-13以及相應的上升限位開關3-8與下降限位開關3-9，它們分別與PLC上相應的控制端P11、P10、P12、P13相接。所述的楔入式校直支撐機構在專利申請(申請?zhí)?00320109646。0)文件中有詳細報導。校直頂推裝置在中國專利ZL02262396。5文件中有詳細報導。鋼爪傳送鏈4通過傳送開關4-3與PLC控制端P1連接，加熱工位傳感器4-1設置在加熱升降臺上方，并靠近傳送鏈4，它與PLC控制端P2相接。校直工位傳感器設置在校直升降臺上方，并靠近傳送鏈4它與PLC控制端P18相接。所述的變頻電源5一端連接加熱線圈2-2，另一端接在PLC上。(校直升降臺中涉及到的油缸、汽缸、電磁閥及限位開關與加熱升降臺中涉及的同類部件是型號相同)。
鋁電解陽極鋼爪全自動控制在鏈校直機的工作原理如圖2所示，它是該校直機中加熱升降臺的控制原理流程圖、圖中箭頭所指的方向是傳送鏈運行的方向，也就是鋼爪前進的方向。并參見圖1，首先說明的是鋼爪懸掛在傳送鏈上。當鋼爪通過傳送鏈4進入加熱工位后，加熱定位傳感器4-1發(fā)出信號，可編程控制器(PLC)收到信號后，發(fā)出控制指令，斷開傳送鏈開關4-3，停止傳送。按照控制順序，PLC發(fā)出信號，使兩側的導向定位叉2-1的電磁閥2-6得電，汽缸工作，導向定位叉從鋼爪兩側進入，使鋼爪定位(導向定位叉的使用是考慮到傳送鏈突然停止時可能造成鋼爪晃動，無法對準加熱感應線圈，采用導向定位叉從兩側進入抱住鋼爪，達到準確定位的目的)。這時，PLC發(fā)出信號，使加熱升降臺2的上升電磁閥2-7得電，液壓油缸2-3動作，帶動加熱升降臺2上升，置于升降臺內的感應加熱線圈隨之上升，套住被加熱的鋼爪爪頭。當鋼爪爪頭完全進入感應加熱線圈后，上升限位開關2-4到位閉合，PLC得到信號后，斷開加熱升降臺上升電磁閥，停止升降臺上升。這時，按照控制順序，PLC發(fā)出信號使導向定位叉電磁閥2-6失電，定位叉退出，變頻電源5工作，開始感應加熱。當加熱測溫傳感器檢測到鋼爪爪頭溫度超過950℃(或超過加熱設定時間)后，PLC發(fā)出信號中斷變頻電源的工作，停止感應加熱(加熱部分結構原理參見中國專利ZL02262397。3)。同時，加熱升降臺下降電磁閥2-8得電，加熱升降臺及其內部的感應加熱線圈下降。當加熱升降臺到初始位置時，下降限位開關2-5到位合閉，PLC得到信號后，斷開加熱升降臺下降電磁閥，停止升降臺下降。這時，鋼爪已脫離開加熱升降臺，PLC指令接通傳送鏈開關，鋼爪繼續(xù)運行傳送。
如圖3所示，它是校直升降臺的控制原理流程圖、圖中箭頭所指的方向是傳送鏈運行的方向，也就是鋼爪前進的方向。并參見圖1，鋼爪通過傳送鏈進入校直工位后，校直定位傳感器4-2發(fā)出信號，PLC收到信號后發(fā)出控制指令，斷開傳送鏈開關4-3，停止傳送。按照控制順序，PLC發(fā)出信號使導向定位叉3-1的汽缸電磁閥3-11得電，同樣道理使導向叉從鋼爪兩側進入，使鋼爪定位。這時，PLC發(fā)出信號，使校直升降臺3的上升電磁閥3-13得電，液壓油缸動作，帶動校直升降臺上升。安裝在升降臺內的機械校直機構(包括頂推裝置和楔入式支撐機構)隨之上升，使鋼爪爪頭進入校直升降臺內部。這時，上升限位開關3-8到位閉合，PLC得到信號后，斷開校直升降臺上升電磁閥，停止升降臺上升。按照控制順序，PLC發(fā)出信號，使導向定位叉汽缸電磁閥失電，導向定位叉退出，與此同時，楔入式支撐機構電磁閥3-12得電，由汽缸3-3中的活塞帶動楔入支點3-2迅速上升，頂住鋼爪爪頭外側的起始彎曲點。在此動作進行的同時，PLC發(fā)出信號使校直頂推裝置的上升電磁閥3-15得電，油缸3-5中的活塞緩慢移動，推動連接杠桿3-4從鋼爪爪頭內側向外漸進頂推(參見申請?zhí)枮?00320109646。0的中國專利申請)。頂推到位后，頂推上升限位開關3-6發(fā)出信號，PLC接到信號后，使得楔入式支撐機構電磁閥3-12、校直頂推裝置上升電磁閥3-15同時斷電，校直頂推裝置下降，電磁閥3-16得電，于是楔入式支撐機構迅速復位、頂推裝置則緩緩回退到初始位置。這時下降限位開關3-7發(fā)出信號，PLC接到信號后，同時使得校直頂推裝置下降電磁閥3-16斷電和校直升降臺下降電磁閥3-14得電，機械校直機構恢復靜止，校直升降臺開始下降。校直升降臺下降限位開關3-9到位，PLC得到信號后，斷開下降電磁閥3-14，停止升降臺下降。升降臺到初始位置，鋼爪已脫離開機械校直機構，PLC發(fā)出指令接通傳送鏈開關4-3，鋼爪繼續(xù)被傳送鏈4向前傳送。
權利要求1.一種鋁電解陽極鋼爪全自動控制在鏈校直機，它包括加熱升降臺(2)、校直升降臺(3)，其中加熱升降臺是由升降臺油缸(2-3)、臺體內有感應加熱線圈(2-2)，該加熱線圈與臺體之外的變頻電源(5)相接，在臺體頂上兩側有導向定位叉(2-1)所構成；校直升降臺(3)包括升降臺油缸(3-10)、臺體內中部由頂推杠桿(3-4)及頂推油缸(3-5)構成的校直頂推裝置，在其兩側有由楔入式支點(3-2)與推動該支點的汽缸(3-3)構成的校直支撐機構，在臺體頂上兩側有導向定位叉(3-1)，其特征是在加熱升降臺與校直升降臺的上方設有一個環(huán)形的鋼爪傳送鏈(4)，所述的加熱升降臺(2)、校直升降臺(3)及鋼爪傳送鏈(4)分別受工業(yè)計算機(1)及可編程控制器-PLC控制，其中導向定位叉(2-1)、加熱線圈(2-2)、升降臺油缸(2-3)、導向定位叉(3-1)、校直支撐機構的支點推動汽缸(3-3)、校直頂推油缸(3-5)及校直升降臺油缸(3-10)分別通過各自的電磁閥與可編程控制器-PLC相應的控制端相接，在加熱升降臺與校直升降臺的上方且靠近鋼爪傳送鏈處分別設有加熱工位傳感器(4-1)、校直工位傳感器(4-2)，該傳感器分別與PLC相應控制端連接。
2.根據權利要求1所述的鋁電解陽極鋼爪全自動控制在鏈校直機，其特征是在加熱升降臺油缸(2-3)、校直升降臺油缸(3-10)及校直頂推油缸(3-5)上分別設置有油缸上升電磁閥與下降電磁閥以及相應的上升限位開關和下降限位開關，它們各自分別與PLC相應控制端連接。
專利摘要該鋁電解陽極鋼爪全自動控制校直機由工業(yè)計算機1及其可編程控制器(PLC)、加熱升降臺2、校直升降臺3、鋼爪傳遞鏈4及變頻電源5組成。加熱線圈通過變頻電源接在PLC上，加熱升降臺的導向定位叉2－1汽缸通過電磁閥與PLC連接，升降臺油缸2－3通過上下電磁閥與PLC連接。校直升降臺的油缸3－1通過上下電磁閥與PLC連接；升降臺中的頂推裝置油缸3－5通過上下電磁閥與PLC連接；楔入式支撐機構的汽缸3－3通過電磁閥與PLC連接；導向定位叉3－1的汽缸通過電磁閥與PLC連接。在PLC上接有鋼爪到位傳感器4－1、4－2，傳送鏈控制開關4－3及各油缸的上下限位開關。該校直機實現了整個陽極鋼爪在校直生產過程的自動化，減輕了工人勞動強度、提高了校直效率和精度。
文檔編號C25C3/12GK2663433SQ20032010990
公開日2004年12月15日 申請日期2003年12月5日 優(yōu)先權日2003年12月5日
發(fā)明者韋力, 劉健, 周景琦, 劉雨棣, 何生玉, 武貴林, 韋巍, 童軍, 吳衛(wèi)國, 鄭建中, 宋越, 袁興, 陳文燕, 劉寧莊, 李宏宇, 穆宏兵 申請人:韋力, 劉雨棣, 劉健