本發(fā)明涉及一種沉積金屬片剝離、極板洗刷及剔板補板系統(tǒng)及其方法，尤其適用于有色冶金行業(yè)鋅電積生產領域。

背景技術：

在有色冶金行業(yè)中，鋅電積車間的環(huán)境惡劣，早期全部依靠人工進行剝鋅作業(yè)，工人勞動強度大，但作業(yè)效率低。

2008年后，國內鋅冶煉廠陸續(xù)從國外引進自動剝鋅成套設備。但在實際生產中仍存在以下問題：

1、剝鋅、洗刷作業(yè)分屬獨立機組，需要吊車頻繁轉運極板。

2、大部分鋅電積車間設備沒有剔板補板裝置（少數(shù)廠有剔板補板裝置，但是剔除后的極板仍需人工吊運再處理、換板時需要人工更換陰極板導電頭方向等）。

隨著鋅冶煉企業(yè)對鋅電解車間的自動化程度要求進一步提高，亟待開發(fā)一種集剝鋅、洗刷、剔板和補板等功能于一體的全流程自動化系統(tǒng)。目前國內已有研究做了類似探索：

一、中國發(fā)明專利申請公開號cn104499005a公開了一種剝鋅后機器人剔板、補板、轉運裝置及方法及剝鋅生產線，其包括剝離裝置、刷洗裝置、工業(yè)機器人、輸入鏈送裝置、輸出鏈送裝置、剔除架、補板架等。此發(fā)明能保證被輸送出去的剝離不合格陰極的自動剔除，避免陰極板缺位現(xiàn)象的發(fā)生。這一技術的缺點在于：

1、剔板、補板架尺寸較小，需頻繁吊運壞板和補充合格板；

2、一臺工業(yè)機器人完成剔板和補板工作，步驟串聯(lián)，耗時較多；

3、采用輸送小車運輸極板，運輸能力受限，效率不高。

4、沒有擴大極板間距的機構（分板機構），實際剝鋅洗刷過程中，若不對原始極板間距進行擴大，極易發(fā)生干涉，造成卡板。

二、中國發(fā)明專利申請公開號cn106086943a公開了一種帶有剔板補板及陰極轉運功能的鋅片剝離系統(tǒng)，該發(fā)明在剝鋅和洗刷的基礎上配備了剔板和補板設備、陰極板間距調整設備和陰極板橫移設備。這一技術的缺點在于：

1、陰極板橫移設備需過渡工位，造成了工時的損耗。

2、陰極板橫移設備橫插在輸送線中間，極板正常橫移或剔、補需要通過剔板或補板小車進行數(shù)次不同的間距調整，而剝鋅前后的極板間距調整又需要單獨的裝置來實現(xiàn)，整體結構較為復雜，不利于檢修。

3、所有生產線均橫跨a、b兩跨，占地空間較大。

三、中國發(fā)明專利申請公開號cn106119903a公開了一種剝鋅后的剔板補板系統(tǒng)、剝鋅洗刷系統(tǒng)及剝鋅洗刷方法。該發(fā)明在剝鋅和洗刷的基礎上配備了剔板補板機器人來實現(xiàn)自動化補板剔板。這一技術的缺點在于：

1、由對應機器人來完成一個工位的所有剔板、補板和極板間距擴大工作，動作過于頻繁，動作串聯(lián)耗損工時，且機器人占據(jù)了額外的安裝和安全操作空間。

2、剝鋅和洗刷設備之間無橫移設備，需要通過吊車轉運極板，增加了吊車的負擔，車間產能提升受限。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種沉積金屬片剝離、極板洗刷及剔板補板系統(tǒng)及其方法，該系統(tǒng)可實現(xiàn)鋅電積車間電解后的陰極板進行運輸、預剝離、剝離、洗刷、剔板和補板的全流程自動化作業(yè)。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是：

一種沉積金屬片剝離、極板洗刷及剔板補板系統(tǒng)，包括并列縱向設置的剝離機組、洗刷機組、剔板機組和補板機組；其結構特點是，所述剝離機組、洗刷機組、剔板機組和補板機組的端部的同一側橫向設置有橫向移板機構，該橫向移板機構用于在剝離機組、洗刷機組、剔板機組和補板機組之間接收并傳遞極板。

優(yōu)選地，本發(fā)明的沉積金屬片為鋅片，所述剝離機組為剝鋅機組。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，還可以對本發(fā)明作進一步的優(yōu)化，以下為優(yōu)化后形成的技術方案：

優(yōu)選地，所述橫向移板機構與所述剝離機組、洗刷機組、剔板機組和補板機組之間通過相應的步進機構進行極板的轉接。

優(yōu)選地，所述剝離機組包括第一輸送機構、第一步進機構、預剝離裝置、剝離單元；所述第一輸送機構用于將附著有沉積金屬片的極板送至第一步進機構，所述第一步進機構用于將附著有沉積金屬片的極板送至預剝離裝置下方進行沉積金屬片預剝離后送至剝離單元下方進行沉積金屬片剝離，并將剝離沉積金屬片后的極板或沉積金屬片剝離不成功的極板或有損傷的極板送至所述橫向移板機構；優(yōu)選所述剝離單元由驅動裝置驅動齒輪齒條結構實現(xiàn)刀具的垂直運動；優(yōu)選所述剝離單元的下方設有沉積金屬片接收堆垛單元，該沉積金屬片接收堆垛單元用于將剝離單元剝離下來的沉積金屬片接收堆垛。

優(yōu)選地，所述洗刷機組包括洗刷單元、第二步進機構和第二輸送機構；所述第二步進機構用于將橫向移板機構運送的剝離沉積金屬片后的極板送至洗刷單元進行洗刷后再送至第二輸送機構，所述第二輸送機構將對洗刷后的極板進行排板。

優(yōu)選地，所述剔板機組包括第三輸送機構和第三步進機構，所述第三步進機構用于將橫向移板機構運送的沉積金屬片剝離不成功的極板或有損傷的極板送至第三輸送機構。

優(yōu)選地，所述補板機組包括第四輸送機構和第四步進機構，所述第四步進機構用于將第四輸送機構上補充用的合格陰極板送至橫向移板機構上。

為了實現(xiàn)極板間距的自動擴大，所述步進機構包括固定極板架和活動極板架，所述活動極板架上間隔設有多個第一齒溝，所述固定極板架上間隔設有多個第二齒溝；所述活動極板架運動前后的第一齒溝與固定極板架的第二齒溝平齊；優(yōu)選所述固定極板架或活動極板架上相鄰兩個齒溝之間的間距大于電解槽內的原始陰極板之間的間距；優(yōu)選所述活動極板架由直線往復運動機構驅動連桿機構帶動活動極板架做循環(huán)步進運動。

優(yōu)選地，所述橫向移板機構包括取板機構和橫向設置的橫移機構；所述取板機構用于將極板放置在橫移機構上或將橫移機構上的極板取下；優(yōu)選所述取板機構包括驅動裝置和間隔設置的左立座和右立座，所述左立座上通過連桿機構裝有左叉板，所述右立座上通過連桿機構裝有右叉板；所述左叉板和右叉板分別與相應的連桿機構活動連接；所述驅動裝置通過傳動機構驅動所述連桿機構做回轉運動而帶動所述左叉板和右叉板前后擺動；所述左叉板和右叉板的頂端具有抓取極板的抓取結構；更優(yōu)選所述傳動機構包括與驅動機構的輸出軸相聯(lián)的傳動軸，該傳動軸的兩端分別設置在左立座和右立座內，所述左立座和右立座內設有在傳動軸與連桿機構之間傳遞動力的齒輪傳動機構或鏈輪傳動機構；更優(yōu)選所述齒輪傳動機構包括裝在傳動軸上的第一齒輪，與第一齒輪嚙合傳動的第二齒輪，與第二齒輪嚙合的第三齒輪，以及與第三齒輪嚙合的第四齒輪；所述第二齒輪的齒輪軸和第四齒輪的齒輪軸分別通過相應的連桿機構與相應的左叉板或右叉板相連；所述鏈輪傳動機構包括裝在傳動軸上的第一鏈輪，通過鏈條與第一鏈輪嚙合傳動的第二鏈輪，與第二鏈輪同軸設置的第三鏈輪，以及通過鏈條與第三鏈輪嚙合傳動的第四鏈輪；所述第二鏈輪的輪軸和第四鏈輪分別通過相應的連桿機構與相應的左叉板或右叉板相連；

優(yōu)選所述橫移機構包括用于放置極板的至少一件極板架和驅動所述極板架橫向移動的直線驅動機構；優(yōu)選所述直線驅動機構設置在極板架的下方；優(yōu)選所述極板架通過滑塊或滑輪在直線軌道上內往復移動。

特別的，根據(jù)車間的實際情況可選擇取消取板機構，直接通過所述步進機構與所述橫向移板機構的橫移機構進行極板的轉移。

基于同一個發(fā)明構思，本發(fā)明還提供了一種鋅電積車間，其設有a、b兩列電解槽，每列電解槽對接一組所述的沉積金屬片剝離、極板洗刷及剔板補板系統(tǒng)，兩組橫向移板機構相鄰且平行設置在兩組沉積金屬片剝離、極板洗刷及剔板補板系統(tǒng)的內側。

基于同一個發(fā)明構思，本發(fā)明還提供了一種沉積金屬片剝離、極板洗刷及剔板補板方法，其包括如下步驟：

i當剝離機組剝離的沉積金屬片后的極板合格時，由剝離機組的第一步進機構將極板送至橫向移板機構，該橫向移板機構將合格的極板運送至洗刷機組的洗刷工位，洗刷機組的第二步進機構將極板送至洗刷機組內進行洗刷；

ii當剝離機組剝離的沉積金屬片后的極板不合格時，由剝離機組的第一步進機構將不合格的極板送至橫向移板機構，該橫向移板機構將極板運送至剔板機組的剔板工位，剔板機組的第三步進機構將極板送至剔板機組進行剔板；補板機組將合格的極板通過第四步進機構送至橫向移板機構，橫向移板機構將合格的極板運送至洗刷機組的洗刷工位，洗刷機組的第二步進機構將合格的極板送至洗刷機組內進行洗刷。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，一組所述的沉積金屬片剝離、極板洗刷及剔板補板系統(tǒng)的所述步進機構分為第一步進機構、第二步進機構、第三步進機構和第四步進機構。

一種沉積金屬片剝離、極板洗刷及剔板補板系統(tǒng)，獨立對應一列電解槽，布置在鋅電解車間a、b兩列。一套系統(tǒng)包括剝離機組、洗刷機組、剔板機組、補板機組、以及橫向移板機構；所述剝離機組、洗刷機組、剔板機組、補板機組并列布置，所述橫向移板機構與以上機組垂直布置在以上機組的同一側。

所述剝離機組包括鏈式輸送機、步進機構、預剝離裝置、剝離單元、鋅片接收堆垛單元，可以實現(xiàn)鋅片的自動剝離接收；所述剝離單元由驅動裝置驅動齒輪齒條結構實現(xiàn)刀具的垂直運動，采用機械強制同步。

所述洗刷機組包括鏈式輸送機、步進機構和洗刷單元，可以實現(xiàn)已剝極板的自動洗刷和自動排列。

所述剔板機組包括鏈式輸送機、步進機構，所述鏈式輸送機初始為空載。

所述補板機組包括鏈式輸送機、步進機構，所述鏈式輸送機初始載有補充用的合格陰極板。

作為可選方案，剔板和補板機組的鏈式輸送機可以根據(jù)實際生產需要定制，如可設為可承受一吊極板的長度。

所述橫向移板機構可接受陰極板進行橫向移動，且方向可逆；所述剝離機組、洗刷機組、剔板機組和補板機組之間的極板轉運通過所述橫向移板機構實現(xiàn)。

所述步進機構包括固定極板架和活動極板架，所述活動極板架運動前后的齒溝與固定極板架的齒溝平齊，移動極板架由直線往復運動機構驅動連桿帶動其做循環(huán)步進運動。所述步進機構可將極板從鏈式輸送機送至橫向移板機構，或將極板從橫向移板機構送至鏈式輸送機。

作為優(yōu)選的一種方案，步進機構上的齒溝間距可設為電解槽陰極板間距（180mm）的兩倍（360mm）。通過步進機構，可以自動實現(xiàn)極板間距的擴大，避免極板在剝鋅或洗刷過程中出現(xiàn)前后極板干涉造成機器故障。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、步進機構承擔了擴大極板間距、極板走位和向橫向移板機構或鏈式輸送機送板的功能，且是同時完成三個功能，節(jié)省了安裝空間，降低了設備的復雜程度；

2、所有生產線并列布置在橫向移板機構的同側，檢修空間足夠且方便集中檢修和適時的人工介入。

3、無需吊車頻繁在剝鋅和洗刷工位之間頻繁轉運極板，讓系統(tǒng)受吊車故障影響的可能性降到最低。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一個實施例的平面布置圖；

圖2是本發(fā)明一個實施例的立體圖；

圖3是本發(fā)明一個實施例的立面圖；

圖4是本發(fā)明一個實施例的步進機構放大圖；

圖5是本發(fā)明所述橫移機構的結構示意圖；

圖6是本發(fā)明所述取板機構的結構示意圖。

具體實施方式

以下將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發(fā)明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。為敘述方便，下文中如出現(xiàn)“上”、“下”、“左”、“右”字樣，僅表示與附圖本身的上、下、左、右方向一致，并不對結構起限定作用。

一種鋅片剝離、極板洗刷及剔板補板系統(tǒng)，如圖1和2所示，包括剝鋅機組1、洗刷機組2、剔板機組3、補板機組4、以及橫向移板機構5；所述剝鋅機組1、洗刷機組2、剔板機組3、補板機組4并列布置，所述橫向移板機構5與以上機組垂直布置在以上機組的同一側。

如圖2所示，所述剝鋅機組1包括鏈式輸送機11、（第一）步進機構12、預剝離裝置13、剝離單元14、鋅片接收堆垛單元15。所述剝離單元14由驅動裝置驅動齒輪齒條結構實現(xiàn)刀具的垂直運動，采用強制機械同步。所述洗刷機組2包括鏈式輸送機21、（第二）步進機構22和洗刷單元23。所述剔板機組3包括鏈式輸送機31、（第三）步進機構32，所述鏈式輸送機31初始為空載。所述補板機組4包括鏈式輸送機41、（第四）步進機構42，所述鏈式輸送機41初始載有補充用的合格陰極板。

如圖1所示，所述橫向移板機構5可接受陰極板進行橫向移動，且方向可逆，并在自動程序的控制下帶動極板架移動至需要接板或送板的工位；所述剝鋅機組1、洗刷機組2、剔板機組3和補板機組4之間的極板轉運通過所述橫向移板機構實現(xiàn)。

所述步進機構12、22、32、42結構相同，包括固定極板架121和活動極板架122，所述活動極板架122運動前后的齒溝126與固定極板架的齒溝125平齊。

如圖4所示，所述活動極板架122的上表面設有帶動極板前移的第一齒溝126,該第一齒溝126與極板上伸出的導電棒對應配合。所述固定極板架121上間隔設有多個第二齒溝125；該第二齒溝125與極板上伸出的導電棒對應配合。驅動活動極板架122往復循環(huán)運動的驅動裝置安裝在固定極板架121和活動極板架122的下方，該驅動裝置驅動所述活動極板架122做循環(huán)步進運動。所述活動極板架122運動前后的第一齒溝126與固定極板架的第二齒溝125對應平齊。所述固定極板架121或活動極板架122上相鄰兩個齒溝之間的間距大于電解槽內的原始陰極板之間的間距。優(yōu)選所述活動極板架122由直線往復運動機構123驅動連桿機構124帶動活動極板架122做循環(huán)步進運動。工作時，通過驅動裝置驅動活動極板架做循環(huán)步進運動，使得輸送線上的極板通過活動極板架的上表面的定位結構（即齒溝）帶動向前做步進運動，當極板向前移動一步時，極板落在固定極板架上，活動極板架回歸原位，準備帶動極板做下一個步進運動，從而使得極板的間距自動擴大為極板架上的設定距離。

所述活動極板架122由直線往復運動機構123驅動連桿機構124帶動其做循環(huán)步進運動。

所述步進機構可將極板從鏈式輸送機11、41送至橫向移板機構5，或將極板從橫向移板機構5送至鏈式輸送機21、31。

所述步進機構齒溝間距且大于電解槽內的原始陰極板間距。

現(xiàn)有鋅電積車間一般分a、b兩列電解槽，所述系統(tǒng)獨立對應一列電解槽。

按照目前的車間配置，廠房分為了a、b兩列，本發(fā)明的一種沉積金屬片剝離、極板洗刷及剔板補板系統(tǒng)獨立對應一列電解槽，主流程圖如圖1所示。

以a列系統(tǒng)為例，吊車吊運一吊極板（57片，極板間距180mm）放置在剝離機組1的鏈式輸送機11上作為一個工作循環(huán)的開端，鏈式輸送機11將極板向剝鋅單元14的方向輸送，在與步進機構12的銜接處，步進機構12的氣缸123驅動連桿機構124帶動活動極板架122做步進動作，過程中，活動極板架122的左側齒溝勾住鏈式輸送機11送來的極板，之后活動極板架122恢復原位，極板自動落入固定極板架121和活動極板架122的平齊齒溝處，隨后活動極板架122再次步進，接受第二塊陰極板，同時第一塊陰極板向前步進至固定極板架121和活動極板架122的下一平齊齒溝處，此時兩塊陰極板的間距即為步進機構上的齒溝間距，也即自動完成了極板間距的擴大（360mm）。

步進機構12的動作以此循環(huán)，并將極板依次送至剝離機組的預剝離裝置13和剝鋅單元14，預剝離裝置13對帶鋅極板進行預開口，剝鋅單元14將預開口后的帶鋅極板一次剝離。剝鋅單元14裝有成熟的壞板檢測裝置，可判斷剝離是否成功或是否有壞板。

剝離的鋅片落入剝鋅單元14正下方的鋅片接收堆垛單元15，已剝極板在步進機構12的運送下，由橫向移板機構5接收。

已剝極板合格時，橫向移板機構5合格極板移動至洗刷工位，由步進機構22將合格極板送入洗刷單元23，對其進行洗刷，完畢后由步進機構22將極板送至鏈式輸送機21排板。

以此循環(huán)，完成一吊陰極板的剝鋅、洗刷作業(yè)后，吊車將鏈式輸送機21上的一吊陰極板吊回至電解槽。

當剝鋅單元14處檢測出剝鋅不成功或極板不合格時，該極板由橫向移板機構5接收后，被橫移至剔板工位，由剔板機組3的步進機構32取走，并送至鏈式輸送機31。鏈式輸送機31載滿不合格板后可由吊車運走。

與此同時，補板機組4的鏈式輸送機41會將一塊合格極板由步進機構42送至橫向移板機構5，橫向移板機構5帶合格極板橫移至洗刷工位，再由洗刷機組2的步進機構22將合格極板取下，并最終送至鏈式輸送機21作為缺失極板的補充。

整個過程中所有功能均可實現(xiàn)自動化操作，實現(xiàn)了鋅電解車間的剝鋅、洗刷、剔板和補板的全流程自動化作業(yè)。

陰極板洗刷采用中國專利cn201420762245.3公開的一種極板刷洗裝置。

如圖5所示，所述橫移機構包括極板架51，直線滑槽52，支架53和直線驅動機構54。所述直線滑槽52由支架53支撐。所述極板架51可接受相應的取板機構送至的極板55。所述極板架51由直線驅動機構54驅動其在直線滑槽52內往復移動。

如圖5所示，本實施例中直線滑槽55為一對c型槽鋼式的滑道，極板架51上有可在直線滑槽52內滑動的滑塊，也可用滑輪代替。

如圖6所示，所述取板機構包括電機300和間隔設置的左立座101和右立座102，所述左立座101上通過連桿機構裝有左叉板201，所述右立座102上通過連桿機構裝有右叉板202；所述左叉板201和右叉板202分別與相應的連桿機構活動連接；所述驅動裝置通過傳動機構驅動所述連桿機構做回轉運動而帶動所述左叉板201和右叉板202前后擺動；所述左叉板201和右叉板202的頂端具有抓取極板的抓取結構，該抓取結構為設置在左叉板201和右叉板202的頂端的叉口。所述左立座101上通過上下兩套連桿機構與左叉板201相連，所述右立座102上通過上下兩套連桿機構與右叉板202相連。

優(yōu)選地，所述傳動機構包括與驅動機構的輸出軸相聯(lián)的傳動軸400，該傳動軸400的兩端分別設置在左立座101和右立座102內，所述左立座101和右立座102內設有在傳動軸400與連桿機構之間傳遞動力的齒輪傳動機構500所述齒輪傳動機構500包括裝在傳動軸400上的第一齒輪，與第一齒輪嚙合傳動的第二齒輪，與第二齒輪嚙合的第三齒輪，以及與第三齒輪嚙合的第四齒輪；所述第二齒輪的齒輪軸和第四齒輪的齒輪軸分別通過相應的連桿機構與相應的左叉板201或右叉板202相連。

當然齒輪傳動裝置也可以用鏈輪傳動機構代替。所述鏈輪傳動機構包括裝在傳動軸400上的第一鏈輪，通過鏈條與第一鏈輪嚙合傳動的第二鏈輪，與第二鏈輪同軸設置的第三鏈輪，以及通過鏈條與第三鏈輪嚙合傳動的第四鏈輪；所述第二鏈輪的輪軸和第四鏈輪分別通過相應的連桿機構與相應的左叉板201或右叉板202相連。由此，通過電機300驅動傳動軸轉動，帶動第一鏈輪、第二鏈輪、第三鏈輪和第四鏈輪轉動，第二鏈輪的鏈輪軸與下面一套的連桿機構相連，第四鏈輪的鏈輪軸與上面一套的連桿機構相連，從而帶動上下兩套連桿機構轉動，從而驅動左叉板201或右叉板202抓取極板并傳動極板25。

上述實施例闡明的內容應當理解為這些實施例僅用于更清楚地說明本發(fā)明，而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領域技術人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落入本申請所附權利要求所限定的范圍。