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      自動(dòng)化全閉環(huán)的匣缽處理系統(tǒng)及其處理方法與流程

      文檔序號(hào):40392593發(fā)布日期:2024-12-20 12:15閱讀:4來源:國知局
      自動(dòng)化全閉環(huán)的匣缽處理系統(tǒng)及其處理方法與流程

      本發(fā)明涉及匣缽處理,尤其是一種自動(dòng)化全閉環(huán)的匣缽處理系統(tǒng)及其處理方法。


      背景技術(shù):

      1、鋰電池電極材料核心工藝設(shè)備中包含匣缽處理系統(tǒng)和窯爐,由它們共同組成一個(gè)完整的燒結(jié)工藝循環(huán)。其中,匣缽作為鋰電池電極材料燒結(jié)工藝中粉體材料載體,是整個(gè)電極材料燒結(jié)工藝中僅次于原材料的消耗品?,F(xiàn)有匣缽處理存在以下缺陷和不足:

      2、①匣缽進(jìn)入、退出匣缽處理系統(tǒng)的工作均為人工干預(yù)且行業(yè)主要圍繞匣缽處理系統(tǒng)和窯爐這一燒結(jié)工藝展開布局各功能單機(jī),缺少前道新匣缽預(yù)處理部分和后道廢匣缽處理部分;

      3、②缺少匣缽全壽命監(jiān)控,無法做到匣缽全壽命工作,當(dāng)匣缽使用一定周期后且出現(xiàn)大量的損壞前人為判斷整批報(bào)廢時(shí),由人工將匣缽從線上取下、換上新的匣缽,該方式耗費(fèi)大量的人力物力;

      4、③匣缽處理系統(tǒng)均為各功能單機(jī)簡單電控串聯(lián)無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息提取、交互,匣缽處理系統(tǒng)智能化程度低,并且缺少新匣缽預(yù)處理部分、匣缽處理和窯爐部分、后道廢匣缽處理部分的重要參數(shù)提取、信息交互與感知的交互系統(tǒng);

      5、④缺少對(duì)匣缽缺陷可靠的檢測(cè),由于電極材料燒結(jié)反應(yīng)屬于燒結(jié)再結(jié)晶工藝,作為其載體的匣缽不可避免的會(huì)出現(xiàn)熱脹冷縮破壞匣缽使其產(chǎn)生裂縫和底部剝落,裂縫一旦變大后會(huì)導(dǎo)致燒結(jié)過程中匣缽的斷裂,斷裂的匣缽會(huì)損壞循環(huán)線和后道加工設(shè)備,這是嚴(yán)重的生產(chǎn)事故時(shí)絕對(duì)不允許的,底部的剝落也會(huì)導(dǎo)致匣缽的碎屑混入物料內(nèi)影響物料的純度;

      6、⑤缺少廢匣缽的重金屬固廢清理、收集低成本自動(dòng)化的替代人工的可靠方案;

      7、⑥窯爐車間整體的溫度在40℃以上,沒有一個(gè)很好的環(huán)境讓人工去處理有缺陷的匣缽,并補(bǔ)充新的匣缽,且現(xiàn)場的空間有限,整托的托盤進(jìn)出也很麻煩;

      8、⑦正極粉末材料的工藝控制,原來是按照批次物料進(jìn)行控制的,很難知曉每缽物料的燒失率。


      技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

      1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)中之不足,提供一種自動(dòng)化全閉環(huán)的匣缽處理系統(tǒng)。

      2、本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種自動(dòng)化全閉環(huán)的匣缽處理系統(tǒng),包括:

      3、新匣缽預(yù)處理系統(tǒng),用于對(duì)新匣缽進(jìn)行清掃、檢測(cè),以將檢測(cè)合格的新匣缽輸送并補(bǔ)入至匣缽處理系統(tǒng),該新匣缽預(yù)處理系統(tǒng)主要包括新匣缽緩存線、匣缽輸送線、三軸桁架、匣缽清掃設(shè)備、視覺檢測(cè)設(shè)備和缺陷匣缽剔除設(shè)備,

      4、匣缽處理系統(tǒng),用于對(duì)燒結(jié)循環(huán)后的匣缽進(jìn)行掃碼比對(duì)并對(duì)匣缽全壽命檢測(cè),該匣缽處理系統(tǒng)主要包括掃碼設(shè)備、匣缽緩存釋放設(shè)備和剔除緩存線,

      5、廢匣缽處理系統(tǒng),用于對(duì)廢匣缽進(jìn)行深度清掃并進(jìn)行廢料的回收,該廢匣缽處理系統(tǒng)主要包括深度清潔設(shè)備和匣缽破碎設(shè)備,

      6、以及人機(jī)交互控制系統(tǒng),用于將新匣缽預(yù)處理系統(tǒng)、匣缽處理系統(tǒng)、窯爐、廢匣缽處理系統(tǒng)進(jìn)行控制,并提取工藝參數(shù)、產(chǎn)能、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的數(shù)據(jù)。

      7、進(jìn)一步地,所述三軸桁架跨設(shè)在新匣缽緩存線和匣缽輸送線相交處,三軸桁架包括支架,所述支架的頂部兩側(cè)邊沿各設(shè)有一滑軌,所述滑軌上設(shè)有沿其前后移動(dòng)的水平支撐梁,所述水平支撐梁的一側(cè)面上安裝有水平滑軌,所述水平滑軌上設(shè)有沿其左右移動(dòng)的安裝板,所述安裝板上固定有豎直安裝架,所述豎直安裝架的底部通過升降氣缸安裝有夾取匣缽的夾具,水平支撐梁另一側(cè)面的下方連接有傳動(dòng)軸。

      8、更進(jìn)一步地,任一滑軌下方的支架上設(shè)有第一齒條,所述水平支撐梁上靠近第一齒條的一端安裝有第一驅(qū)動(dòng)電機(jī),所述第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出端安裝有輸出帶輪,所述傳動(dòng)軸上對(duì)應(yīng)輸出帶輪的位置設(shè)有驅(qū)動(dòng)帶輪,所述驅(qū)動(dòng)帶輪通過傳動(dòng)帶與輸出帶輪連接,傳動(dòng)軸的一端安裝有與第一齒條嚙合的傳動(dòng)齒輪;所述安裝板上安裝有第二驅(qū)動(dòng)電機(jī),所述第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出端安裝有第二輸出齒輪,安裝了水平滑軌的水平支撐梁一側(cè)面上安裝有與第二輸出齒輪嚙合的第二齒條;水平支撐梁的頂部安裝有第三驅(qū)動(dòng)電機(jī),所述第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出端安裝有第三輸出齒輪,豎直安裝架的側(cè)壁上安裝有與第三輸出齒輪嚙合的第三齒條。

      9、更進(jìn)一步地,所述夾具包括緩沖座和連接在緩沖座底面上的雙向氣缸,所述雙向氣缸沿水平方向設(shè)置,雙向氣缸兩端的輸出端上均連接推板,所述推板的外側(cè)面上設(shè)置有彈性墊;所述緩沖座包括頂板、底板、導(dǎo)柱和復(fù)位彈簧,所述導(dǎo)柱的下端固定在底板的四個(gè)角上,導(dǎo)柱的上端穿過頂板的四個(gè)角,所述導(dǎo)柱外設(shè)有復(fù)位彈簧。

      10、進(jìn)一步地,所述視覺檢測(cè)設(shè)備包括架體、第一x方向直線模組、第二x方向直線模組和y方向直線模組,所述第一x方向直線模組安裝在架體的頂部,其滑塊上安裝有旋轉(zhuǎn)氣缸,旋轉(zhuǎn)氣缸連接第一激光三維輪廓測(cè)量儀,所述第二x方向直線模組位于第一x方向直線模組下方,其滑塊上連接y方向直線模組,所述y方向直線模組的滑塊上連接有安裝架,安裝架上安裝有伺服電機(jī),伺服電機(jī)連接第二激光三維輪廓測(cè)量儀,所述第二激光三維輪廓測(cè)量儀和第一激光三維輪廓測(cè)量儀均將采集到的數(shù)據(jù)信號(hào)無線傳輸給人機(jī)交互控制系統(tǒng)。

      11、進(jìn)一步地,所述掃碼設(shè)備具有支撐架,所述匣缽輸送線穿過所述支撐架,在該支撐架上部的兩橫梁上分別固定有一掃碼相機(jī),兩個(gè)掃碼相機(jī)呈對(duì)角線分布。

      12、進(jìn)一步地,所述深度清潔設(shè)備包括傳輸架和清潔箱體,所述傳輸架穿過清潔箱體,所述清潔箱體和傳輸架的底部均設(shè)有集塵斗;清潔箱體的側(cè)面上設(shè)有觀察窗,清潔箱體內(nèi)上部和下部各設(shè)有一可調(diào)角度的清潔組件,所述清潔組件包括若干安裝桿、驅(qū)動(dòng)安裝桿擺動(dòng)的第四驅(qū)動(dòng)電機(jī)和高壓噴頭,若干安裝桿的一端通過連桿架連接在一起,最外側(cè)的一安裝桿的另一端通過連桿組件與第四驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出端連接,所述第四驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在清潔箱體內(nèi)壁或傳輸架下部,所述安裝桿上通過支撐桿連接有若干高壓噴頭。

      13、進(jìn)一步地,所述匣缽破碎設(shè)備包括設(shè)備安裝架、破碎組件和出料組件,所述破碎組件設(shè)置在設(shè)備安裝架的一端頂部,其包括上端開口的破碎箱體以及位于破碎箱體內(nèi)的兩組破碎輥組件,兩組破碎輥組件呈上下分布,所述破碎輥組件包括主動(dòng)輥和從動(dòng)輥,所述主動(dòng)輥的一端安裝有第五驅(qū)動(dòng)電機(jī),其另一端連接主動(dòng)齒輪,所述從動(dòng)輥的一端連接有與主動(dòng)齒輪嚙合的從動(dòng)齒輪,從動(dòng)齒輪的一端設(shè)有微調(diào)組件,破碎箱體的底部具有下料斗;所述出料組件位于破碎組件的下方一側(cè),其包括出料滾筒、第六驅(qū)動(dòng)電機(jī)和兩組支撐滾輪,所述出料滾筒的一端與下料斗連接,其另一端具有伸出設(shè)備安裝架端部的出料延伸部,兩組支撐滾輪分別設(shè)置在出料滾筒前、后段下方的設(shè)備安裝架上,出料滾筒外周上對(duì)應(yīng)兩組支撐滾輪分別設(shè)有兩圈導(dǎo)槽,所述第六驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出端連接有主動(dòng)鏈輪,靠近出料滾筒的一端外周上安裝有從動(dòng)鏈輪,所述從動(dòng)鏈輪通過鏈條與主動(dòng)鏈輪連接。

      14、進(jìn)一步地,所述新匣缽預(yù)處理系統(tǒng)還包括補(bǔ)缽升降設(shè)備,所述匣缽處理系統(tǒng)還包括視覺檢測(cè)設(shè)備、補(bǔ)缽升降設(shè)備、剔除升降設(shè)備和轉(zhuǎn)角設(shè)備,所述匣缽緩存釋放設(shè)備包括平口匣缽緩存釋放設(shè)備和缺口匣缽緩存釋放設(shè)備,所述廢匣缽處理系統(tǒng)也包括剔除升降設(shè)備。

      15、還提及一種自動(dòng)化全閉環(huán)的匣缽處理系統(tǒng)的處理方法,包括以下步驟:

      16、新匣缽預(yù)處理:agv小車從匣缽庫中叉取整托匣缽到新匣缽緩存線處,由新匣缽緩存線輸送至三軸桁架處,逐一拆垛抓取并將匣缽放至匣缽輸送線上,隨后輸送至匣缽清掃設(shè)備處,通過清掃后的新匣缽輸送至視覺檢測(cè)設(shè)備處檢測(cè),不良匣缽?fù)ㄟ^缺陷匣缽剔除設(shè)備剔除,合格匣缽輸送至補(bǔ)缽升降設(shè)備高空緩存并將其補(bǔ)充至新匣缽緩存線處;

      17、匣缽處理:新匣缽輸送至裝缽機(jī)前經(jīng)掃碼設(shè)備讀取并上傳匣缽編號(hào)進(jìn)數(shù)據(jù)庫后開始算作匣缽燒結(jié)循環(huán)計(jì)數(shù)開始,經(jīng)燒結(jié)循環(huán)后的匣缽?fù)ㄟ^匣缽處理系統(tǒng)輸送至倒缽前掃碼設(shè)備處讀取并上傳數(shù)據(jù)且和數(shù)據(jù)庫進(jìn)行1次數(shù)據(jù)對(duì)比;若上道掃碼對(duì)比正確且倒缽?fù)甑南焕忀斔椭烈曈X匣缽缺陷檢測(cè)設(shè)備處檢測(cè)匣缽裂縫、鼓包、匣缽物料殘留的匣缽合格,則輸送至剔除升降設(shè)備前的掃碼設(shè)備讀取并上傳匣缽編號(hào)進(jìn)數(shù)據(jù)庫后進(jìn)行第2次數(shù)據(jù)對(duì)比;反之,燒結(jié)后匣缽檢測(cè)出有裂縫、鼓包且符合報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)的匣缽輸送至剔除升降設(shè)備前的掃碼設(shè)備,讀取、上傳數(shù)據(jù)庫后取消匣缽編號(hào)中燒結(jié)循環(huán)計(jì)數(shù)并結(jié)算該報(bào)廢匣缽的最終燒結(jié)循環(huán)次數(shù);若視覺檢測(cè)設(shè)備處檢測(cè)有物料殘留的匣缽,將未倒凈匣缽剔除至剔除緩存線上,由人工來進(jìn)行處理;

      18、在上述過程中,若燒結(jié)匣缽有裂縫、鼓包且符合報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)的匣缽輸送至剔除升降設(shè)備處后,通過轉(zhuǎn)角設(shè)備輸送至剔除緩存線上輸送至廢匣缽處理系統(tǒng);此時(shí),需要補(bǔ)入新匣缽,新匣缽緩存線上的新匣缽?fù)ㄟ^轉(zhuǎn)角設(shè)備、補(bǔ)缽升降設(shè)備輸送至匣缽緩存釋放設(shè)備處,根據(jù)剔除匣缽的樣式同步按序補(bǔ)入對(duì)應(yīng)式樣匣缽,并將其輸送至裝缽機(jī)前掃碼設(shè)備處掃碼,上傳匣缽編號(hào)進(jìn)數(shù)據(jù)庫對(duì)比、核對(duì)、計(jì)數(shù);

      19、廢匣缽處理:匣缽處理中剔除出來的廢匣缽經(jīng)過剔除升降設(shè)備輸送至深度清潔設(shè)備處,深度清潔設(shè)備將廢匣缽上的重金屬固廢進(jìn)行深度清掃,并將分離下來的廢料進(jìn)行篩分及回收,完成深度清潔后的廢匣缽輸送至匣缽破碎設(shè)備處,經(jīng)匣缽破碎設(shè)備進(jìn)行破碎,并收集、打包集中運(yùn)輸。

      20、本發(fā)明的有益效果是:

      21、一、相比于現(xiàn)有技術(shù),

      22、(1)增加人機(jī)交互控制系統(tǒng),將新匣缽預(yù)處理系統(tǒng)、匣缽處理和窯爐部分、后道廢匣缽處理系統(tǒng)串聯(lián),提取重要工藝參數(shù)、產(chǎn)能、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)等重要數(shù)據(jù),極大的增強(qiáng)用戶的人機(jī)信息交互與感知,方便客戶的調(diào)度與管理;且補(bǔ)全匣缽進(jìn)入、退出匣缽處理系統(tǒng)所缺失的前道新匣缽預(yù)處理和后道廢匣缽處理功能使其成為全閉環(huán)匣缽處理系統(tǒng),智能化程度高、信息感知強(qiáng)、功能模塊可任意搭配;

      23、(2)增加三軸桁架,當(dāng)匣缽處理系統(tǒng)需要補(bǔ)充新匣缽時(shí)使用,將碼垛好的新匣缽逐一拆分抓取放入新匣缽預(yù)處理系統(tǒng)內(nèi),達(dá)到自動(dòng)取放匣缽,將原來人工取放匣缽一天的量縮減至1-2個(gè)小時(shí),極大地增加了效率;

      24、(3)增加新匣缽清掃設(shè)備,對(duì)匣缽運(yùn)輸過程中可能會(huì)有的廢紙屑、小顆粒物等進(jìn)行清掃,以免進(jìn)入匣缽處理系統(tǒng)而影響電極材料的燒結(jié)質(zhì)量;

      25、(4)增加視覺檢測(cè)設(shè)備,將帶有裂縫和底部剝落匣缽檢測(cè)出來后剔除,避免不良匣缽進(jìn)入匣缽處理系統(tǒng)中;可以檢測(cè)到體積較小的物料殘留,將未倒凈匣缽剔除,以保證電極材料的燒結(jié)質(zhì)量;檢測(cè)準(zhǔn)確率高、設(shè)備運(yùn)行可靠性高、匣缽式樣兼用性高、運(yùn)行環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng);

      26、(5)增加深度清潔設(shè)備,通過對(duì)廢匣缽上的重金屬固廢進(jìn)行深度清掃并將分離下來的廢料進(jìn)行篩分、回收,提升廢匣缽附加值;

      27、(6)增加匣缽破碎設(shè)備,通過對(duì)清潔后的廢匣缽破碎、收集、打包集中運(yùn)輸,提高存儲(chǔ)空間利用率同時(shí)也降低運(yùn)輸成本;

      28、二、通過匣缽處理系統(tǒng)中的匣缽缺陷檢測(cè)設(shè)備,以及布置在匣缽處理系統(tǒng)起始處、終點(diǎn)處的掃碼設(shè)備記錄每個(gè)匣缽的燒結(jié)循環(huán)次數(shù)和缺陷報(bào)廢剔除、新匣缽補(bǔ)入圖像做到匣缽全壽命監(jiān)控,這樣可以大大延長匣缽工作壽命時(shí)間,減少匣缽因?yàn)槿斯づ袛喔深A(yù)下的損耗并且還可以持續(xù)提升匣缽品質(zhì)以及優(yōu)化電極材料燒結(jié)工藝,且將短時(shí)間高強(qiáng)度人力搬運(yùn)工作改為自動(dòng)化剔除補(bǔ)缽,有效的控制人工成本;匣缽全壽命監(jiān)控,延長匣缽工作壽命,降低匣缽運(yùn)行成本;

      29、三、廢匣缽處理系統(tǒng)降低人員長時(shí)間處于重金屬粉塵環(huán)境工作中帶來職業(yè)病風(fēng)險(xiǎn),能避免重大生產(chǎn)事故發(fā)生,提高生產(chǎn)效率;

      30、四、將人工剔除、補(bǔ)缽升級(jí)為自動(dòng)化減少每線人員數(shù)量同時(shí)降低工作勞動(dòng)強(qiáng)度,有效的控制人工成本;

      31、五、工藝控制從原來的整批的物料,變成為單匣缽的工藝控制,準(zhǔn)確度更高,能知曉每缽物料的燒失率,方便工藝的控制,如果燒失率有問題也能提前報(bào)警;

      32、六、整線所有的報(bào)警信息、電機(jī)使用時(shí)長、氣缸使用頻次、易損件什么時(shí)候需更換等產(chǎn)線上的各種信息都能集中上傳至人機(jī)交互控制系統(tǒng),能真正實(shí)現(xiàn)無人自動(dòng)化生產(chǎn)。

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