一种稀土电解冶炼自动控制设备及工艺方法

摘要

本发明公开了一种稀土电解冶炼自动控制设备，包括安全围栏，所述安全围栏内部设有电解炉，所述电解炉一侧设有阴极室，所述阴极室一侧设有阴极棒，所述电解炉一侧设有机器人底座，所述机器人底座上设有机器人抓手，所述机器人底座远离电解炉一侧设有主控柜，所述主控柜内部设有中央处理器，所述阴极室一侧设有压力传感器，所述压力传感器输出端与中央处理器输入端相连接。本发明主要以机器人为产品的运载主体，在生产线内通过机器人搬运的方法来完成有色金属的冶炼，全程自动化控制，减少人工成本，提高生产安全性，本装置速度节拍为45min‑90min\炉，180s出炉，只需1名操作工，提高生产效率，降低生产成本。

权利要求

1.稀土电解冶炼自动控制设备，包括安全围栏(11)，其特征在于：所述安全围栏(11)内部设有电解炉(1)，所述电解炉(1)一侧设有阴极室(3)，所述阴极室(3)一侧设有阴极棒(2)，所述电解炉(1)一侧设有机器人底座(7)，所述机器人底座(7)上设有机器人抓手(4)，所述机器人底座(7)远离电解炉(1)一侧设有主控柜(8)，所述主控柜(8)内部设有中央处理器(10)，所述阴极室(3)一侧设有压力传感器(9)，所述压力传感器(9)输出端与中央处理器(10)输入端相连接，所述机器人底座(7)一侧设有倾倒机滑台(12)，所述倾倒机滑台(12)上设有倾倒机本体(5)；

所述电解炉(1)内设有坩埚(15)，所述坩埚(15)外表面固定连接有用于抓取的抓取机构，所述抓取机构包括固定环(16)，所述固定环(16)固定连接在坩埚(15)外表面，所述固定环(16)底部开设有多个抓取凹槽(17)；

所述坩埚(15)顶部设有与其相匹配的锅盖(18)，所述锅盖(18)底部固定连接有密封塞(19)；

所述锅盖(18)顶部固定连接有多个抓取凸块(20)；

所述主控柜(8)一侧设有触摸屏(6)，所述触摸屏(6)输出端与中央处理器(10)输入端相连接；

所述主控柜(8)上设有警报灯(13)和蜂鸣器(14)，所述警报灯(13)和蜂鸣器(14)输入端均与中央处理器(10)输出端相连接。

2.一种稀土电解冶炼自动控制工艺方法，包括如权利要求1所述的稀土电解冶炼自动控制设备，其特征在于：其操作步骤具体如下：S1、冶炼时，阴极室(3)处在工作位置，倾倒机滑台(12)位于围栏外侧；

S2、人工将空浇注模放置于倾倒机滑台(12)的指定位置；

S3、需要移出坩埚(15)进行倾倒前，工作站蜂鸣器(14)提醒，操作人员对电解炉(1)进行断电，并打开电磁锁安全门进入站内，将阴极室(3)从工作位推到最边角位置，再退出站外，关上安全门；

S4、人工前往触摸屏(6)按启动按钮；

S5、机器人抓手(4)移出HOME位，到电解炉(1)进行坩埚(15)抓取作业，抓取过程为机器人抓手(4)移动到坩埚(15)位置的正上方，夹爪打开，下探进炉，夹爪触碰到坩埚(15)得到反作用力作用于浮动结构上的压力传感器(9)，机器人抓手(4)收到信号后回缩，调整高度后抓手抓取坩埚(15)，抓取后缓慢抬升并做适当角度的旋转，倾倒机滑台(12)移入倾倒位；

S6、中央处理器(10)使机器人抓手(4)将取出的坩埚(15)放置到倾倒位上，抬升让机器人抓手(4)离开倾倒机本体(5)；

S7、倾倒机本体(5)夹紧坩埚(15)，倾倒机滑台(12)配合移动完成倾倒，3秒内倾倒完成；

S8、倾倒机本体(5)完成倾倒，回到放置位；

S9、工作站暂停，人工进入工作站进行清理炉底；

S10、机器人抓手(4)抓取坩埚(15)放入炉底；

S11、完成后机器人抓手(4)返回HOME位，人工上电。

说明书

一种稀土电解冶炼自动控制设备及工艺方法

技术领域

[0001] 本发明涉及有色金属冶炼技术领域，具体涉及一种稀土电解冶炼自动控制设备及工艺方法。

背景技术

[0002] 冶炼是一种提炼技术，是指用焙烧、熔炼、电解以及使用化学药剂等方法把矿石中的金属提取出来，减少金属中所含的杂质或增加金属中某种成分，炼成所需要的金属，冶炼过程其实是把有色金属从化合态变为游离态的过程，在工业生产中常用碳、一氧化碳、氢气等作为还原剂与金属氧化物在高温下发生还原反应，从而获得相应的金属单质。

[0003] 但是，现有的稀土电解冶炼工艺方法大多为人工进行冶炼，自动化程度较低，人工成本太高，且在冶炼过程中，金属温度较高，人工倾倒危险较大。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种稀土电解冶炼自动控制设备，以解决现有的稀土电解冶炼工艺方法大多为人工进行冶炼，自动化程度较低，人工成本太高，且在冶炼过程中，金属温度较高，人工倾倒危险较大的问题。

[0005] 为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种稀土电解冶炼自动控制设备，包括安全围栏，所述安全围栏内部设有电解炉，所述电解炉一侧设有阴极室，所述阴极室一侧设有阴极棒，所述电解炉一侧设有机器人底座，所述机器人底座上设有机器人抓手，所述机器人底座远离电解炉一侧设有主控柜，所述主控柜内部设有中央处理器，所述阴极室一侧设有压力传感器，所述压力传感器输出端与中央处理器输入端相连接，所述机器人底座一侧设有倾倒机滑台，所述倾倒机滑台上设有倾倒机本体；

[0006] 所述电解炉内设有坩埚，所述坩埚外表面固定连接有用于抓取的抓取机构，所述抓取机构包括固定环，所述固定环固定连接在坩埚外表面，所述固定环底部开设有多个抓取凹槽。

[0007] 优选的，所述坩埚顶部设有与其相匹配的锅盖，所述锅盖底部固定连接有密封塞。

[0008] 优选的，所述锅盖顶部固定连接有多个抓取凸块。

[0009] 优选的，所述主控柜一侧设有触摸屏，所述触摸屏输出端与中央处理器输入端相连接。

[0010] 优选的，所述主控柜上设有警报灯和蜂鸣器，所述警报灯和蜂鸣器输入端均与中央处理器输出端相连接。

[0011] 一种稀土电解冶炼自动控制工艺方法，其操作步骤具体如下：

[0012] S1、冶炼时，阴极室处在工作位置，倾倒机滑台位于围栏外侧；

[0013] S2、人工将空浇注模放置于倾倒机滑台的指定位置；

[0014] S3、需要移出坩埚进行倾倒前，工作站蜂鸣器提醒，操作人员对电解炉进行断电，并打开电磁锁安全门进入站内，将阴极室从工作位推到最边角位置，再退出站外，关上安全门；

[0015] S4、人工前往触摸屏按启动按钮；

[0016] S5、机器人抓手移出HOME位，到电解炉进行坩埚抓取作业，抓取过程为机器人抓手移动到坩埚位置的正上方，夹爪打开，下探进炉，夹爪触碰到坩埚得到反作用力作用于浮动结构上的压力传感器，机器人抓手收到信号后回缩，调整高度后抓手抓取坩埚，抓取后缓慢抬升并做适当角度的旋转，倾倒机滑台移入倾倒位；

[0017] S6、中央处理器使机器人抓手将取出的坩埚放置到倾倒位上，抬升让机器人抓手离开倾倒机本体；

[0018] S7、倾倒机本体夹紧坩埚，倾倒机滑台配合移动完成倾倒，3秒内倾倒完成；

[0019] S8、倾倒机本体完成倾倒，回到放置位；

[0020] S9、工作站暂停，人工进入工作站进行清理炉底；

[0021] S10、机器人抓手抓取坩埚放入炉底；

[0022] S11、完成后机器人抓手返回HOME位，人工上电。

[0023] 在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：

[0024] 1、通过设有安全围栏，提高整体操作安全性，通过设有电解炉对稀土进行电解冶金，通过触摸屏按启动按钮，机器人抓手移出HOME位，到电解炉进行坩埚抓取作业，抓取过程为机器人抓手移动到坩埚位置的正上方，夹爪打开，下探进炉，夹爪触碰到坩埚得到反作用力作用于浮动结构上的压力传感器，机器人抓手收到信号后回缩，调整高度后抓手抓取坩埚，抓取后缓慢抬升并做适当角度的旋转，倾倒机滑台移入倾倒位，倾倒机本体夹紧坩埚，倾倒机滑台配合移动完成倾倒，3秒内倾倒完成，完成后机器人抓手返回HOME位，整体自动化完成，本装置主要以机器人为产品的运载主体，在生产线内通过机器人搬运的方法来完成有色金属的冶炼，全程自动化控制，减少人工成本，提高生产安全性，本装置速度节拍为45min‑90min\炉，180s出炉，只需1名操作工，提高生产效率，降低生产成本；

[0025] 2、通过设有锅盖，并在锅盖顶部固定连接有多个抓取凸块，便于机器人抓手抓取，便于打开锅盖，通过控制触摸屏来操作本设备，使操作更加方便，中央处理器通过使警报灯亮起和使蜂鸣器响起来提醒操作人员。

附图说明

[0026] 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0027] 图1为本发明的整体结构示意图；

[0028] 图2为本发明坩埚立体图；

[0029] 图3为本发明坩埚剖视图；

[0030] 图4为本发明锅盖剖视图；

[0031] 图5为本发明电气元件连接示意图。

[0032] 附图标记说明：

[0033] 1、电解炉；2、阴极棒；3、阴极室；4、机器人抓手；5、倾倒机本体；6、触摸屏；7、机器人底座；8、主控柜；9、压力传感器；10、中央处理器；11、安全围栏；12、倾倒机滑台；13、警报灯；14、蜂鸣器；15、坩埚；16、固定环；17、抓取凹槽；18、锅盖；19、密封塞；20、抓取凸块。

具体实施方式

[0034] 为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

[0035] 本发明提供了如图1‑5所示的一种稀土电解冶炼自动控制设备，包括安全围栏11，通过设有安全围栏11，提高整体操作安全性，安全围栏11内部设有电解炉1，通过设有电解炉1对稀土进行电解冶金，电解炉1一侧设有阴极室3，阴极室3一侧设有阴极棒2，电解炉1一侧设有机器人底座7，机器人底座7上设有机器人抓手4，机器人底座7远离电解炉1一侧设有主控柜8，主控柜8内部设有中央处理器10，阴极室3一侧设有压力传感器9，压力传感器9输出端与中央处理器10输入端相连接，机器人底座7一侧设有倾倒机滑台12，倾倒机滑台12上设有倾倒机本体5，在进行稀土电解冶金时，通过设有安全围栏11，提高整体操作安全性，通过设有电解炉1对稀土进行电解冶金，通过触摸屏6按启动按钮，机器人抓手4移出HOME位，到电解炉1进行坩埚15抓取作业，抓取过程为机器人抓手4移动到坩埚15位置的正上方，夹爪打开，下探进炉，夹爪触碰到坩埚15得到反作用力作用于浮动结构上的压力传感器9，机器人抓手4收到信号后回缩，调整高度后抓手抓取坩埚15，抓取后缓慢抬升并做适当角度的旋转，倾倒机滑台12移入倾倒位，倾倒机本体5夹紧坩埚15，倾倒机滑台12配合移动完成倾倒，3秒内倾倒完成，完成后机器人抓手4返回HOME位，整体自动化完成，本装置主要以机器人为产品的运载主体，在生产线内通过机器人搬运的方法来完成有色金属的冶炼，全程自动化控制，减少人工成本，提高生产安全性，本装置速度节拍为45min‑90min\炉，180s出炉，只需1名操作工，提高生产效率，降低生产成本；

[0036] 电解炉1内设有坩埚15，坩埚15外表面固定连接有用于抓取的抓取机构，抓取机构包括固定环16，固定环16固定连接在坩埚15外表面，固定环16底部开设有多个抓取凹槽17，通过设有抓取凹槽17，便于机器人抓手4抓取坩埚15。

[0037] 一种稀土电解冶炼自动控制工艺方法，其操作步骤具体如下：

[0038] S1、冶炼时，阴极室3处在工作位置，倾倒机滑台12位于围栏外侧；

[0039] S2、人工将空浇注模放置于倾倒机滑台12的指定位置；

[0040] S3、需要移出坩埚15进行倾倒前，工作站蜂鸣器14提醒，操作人员对电解炉1进行断电，并打开电磁锁安全门进入站内，将阴极室3从工作位推到最边角位置，再退出站外，关上安全门；

[0041] S4、人工前往触摸屏6按启动按钮；

[0042] S5、机器人抓手4移出HOME位，到电解炉1进行坩埚15抓取作业，抓取过程为机器人抓手4移动到坩埚15位置的正上方，夹爪打开，下探进炉，夹爪触碰到坩埚15得到反作用力作用于浮动结构上的压力传感器9，机器人抓手4收到信号后回缩，调整高度后抓手抓取坩埚15，抓取后缓慢抬升并做适当角度的旋转，倾倒机滑台12移入倾倒位；

[0043] S6、中央处理器10使机器人抓手4将取出的坩埚15放置到倾倒位上，抬升让机器人抓手4离开倾倒机本体5；

[0044] S7、倾倒机本体5夹紧坩埚15，倾倒机滑台12配合移动完成倾倒，3秒内倾倒完成；

[0045] S8、倾倒机本体5完成倾倒，回到放置位；

[0046] S9、工作站暂停，人工进入工作站进行清理炉底；

[0047] S10、机器人抓手4抓取坩埚15放入炉底；

[0048] S11、完成后机器人抓手4返回HOME位，人工上电。

[0049] 如图2‑4所示：坩埚15顶部设有与其相匹配的锅盖18，锅盖18底部固定连接有密封塞19；锅盖18顶部固定连接有多个抓取凸块20，通过设有锅盖18，并在锅盖18顶部固定连接有多个抓取凸块20，便于机器人抓手4抓取，便于打开锅盖18。

[0050] 如图1和5所示：主控柜8一侧设有触摸屏6，触摸屏6输出端与中央处理器10输入端相连接，通过控制触摸屏6来操作本设备，使操作更加方便。

[0051] 如图1和5所示：主控柜8上设有警报灯13和蜂鸣器14，警报灯13和蜂鸣器14输入端均与中央处理器10输出端相连接，中央处理器10通过使警报灯13亮起和使蜂鸣器14响起来提醒操作人员。

[0052] 本发明工作原理：

[0053] 参照说明书附图1‑5，在进行稀土电解冶金时，通过设有安全围栏11，提高整体操作安全性，通过设有电解炉1对稀土进行电解冶金，通过触摸屏6按启动按钮，机器人抓手4移出HOME位，到电解炉1进行坩埚15抓取作业，抓取过程为机器人抓手4移动到坩埚15位置的正上方，夹爪打开，下探进炉，夹爪触碰到坩埚15得到反作用力作用于浮动结构上的压力传感器9，机器人抓手4收到信号后回缩，调整高度后抓手抓取坩埚15，抓取后缓慢抬升并做适当角度的旋转，倾倒机滑台12移入倾倒位，倾倒机本体5夹紧坩埚15，倾倒机滑台12配合移动完成倾倒，3秒内倾倒完成，完成后机器人抓手4返回HOME位，整体自动化完成；

[0054] 参照说明书附图1‑5，通过设有锅盖18，并在锅盖18顶部固定连接有多个抓取凸块20，便于机器人抓手4抓取，便于打开锅盖18，通过控制触摸屏6来操作本设备，使操作更加方便，中央处理器10通过使警报灯13亮起和使蜂鸣器14响起来提醒操作人员。

[0055] 以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。