感器二，分別處 于同一水平線上，所述水平線垂直于測(cè)量升降桿軸線；所述定位片81為扇形，兩直邊的夾 角為90度。
[0050] 當(dāng)微型電機(jī)21驅(qū)動(dòng)測(cè)量升降桿2旋轉(zhuǎn)，置于測(cè)量升降桿2的定位片81隨之旋轉(zhuǎn)， 當(dāng)傳感器8感應(yīng)到定位片81時(shí)，將感應(yīng)信號(hào)傳遞給控制器，控制器進(jìn)而控制微型電機(jī)21的 啟停。
[0051] 當(dāng)傳感器一感應(yīng)到定位片81，將感應(yīng)信號(hào)一傳遞給控制器，測(cè)量升降桿2繼續(xù)朝 同一方向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)傳感器二感應(yīng)到定位片81，將感應(yīng)信號(hào)二傳遞給控制器，可知從接收到傳 感器一到接收到傳感器二的信號(hào)這段時(shí)間里，測(cè)量升降桿2的旋轉(zhuǎn)角度a為90度。根據(jù)接 收到傳感器一、傳感器二的信號(hào)次數(shù)、次序，以及定位片81同測(cè)量裝置3固定安裝的位置關(guān) 系，從而控制測(cè)量裝置3的旋轉(zhuǎn)位置。
[0052] 微型電機(jī)21驅(qū)動(dòng)測(cè)量桿2旋轉(zhuǎn)使測(cè)量裝置3旋轉(zhuǎn)至遠(yuǎn)離殘極7的一端。
[0053] 伺服電機(jī)11驅(qū)動(dòng)測(cè)量升降桿2下降，降到測(cè)量裝置3低于殘極7的底掌平面時(shí)， 微型電機(jī)21驅(qū)動(dòng)測(cè)量升降桿2旋轉(zhuǎn)，使測(cè)量裝置3置于殘極7的底掌平面下方。
[0054] 如圖6~7所示，測(cè)量裝置3進(jìn)行了過(guò)載保護(hù)設(shè)置，所述測(cè)量裝置3的一端通過(guò)扭 轉(zhuǎn)彈簧31鉸接于測(cè)量升降桿2。當(dāng)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，測(cè)量裝置3的自由端受到來(lái)自陽(yáng)極炭塊垂 直向下的壓力，利用扭轉(zhuǎn)彈簧31產(chǎn)生的反向扭矩避免測(cè)量裝置3過(guò)載。
[0055] 所述測(cè)量裝置3上設(shè)有測(cè)力裝置，所述測(cè)力裝置與控制系統(tǒng)電氣連接；所述測(cè)量 裝置3接觸到測(cè)量陽(yáng)極炭塊底掌平面，所受力矩到達(dá)設(shè)定值時(shí)，測(cè)量裝置3停止。
[0056] 如圖8所示，下降陽(yáng)極提升機(jī)構(gòu)5,陽(yáng)極提升機(jī)構(gòu)從參考平面L1即陽(yáng)極提升機(jī)構(gòu) 5的計(jì)量裝置進(jìn)行從零開(kāi)始計(jì)數(shù)的所處位置開(kāi)始下降，抓取到殘極7時(shí)停止，由安裝在陽(yáng)極 提升機(jī)構(gòu)5上的行程測(cè)量裝置計(jì)算陽(yáng)極提升機(jī)構(gòu)5從開(kāi)始移動(dòng)到停止時(shí)所移動(dòng)的距離H1。
[0057] 測(cè)量殘極7時(shí)，陽(yáng)極提升機(jī)構(gòu)5提升殘極7至參考平面L11。下降測(cè)量裝置3測(cè)量 殘極7前，測(cè)量裝置3的自由端遠(yuǎn)離殘極7,以確保下降過(guò)程中不會(huì)與殘極7發(fā)生干涉；下 降到測(cè)量裝置3低于殘極7炭塊底掌平面后，測(cè)量裝置3自由端旋轉(zhuǎn)90度至位于殘極7炭 塊底掌平面的下方，此時(shí)提升測(cè)量裝置3,測(cè)量裝置3接觸到殘極7炭塊底掌平面，當(dāng)測(cè)量裝 置3所受力矩到達(dá)設(shè)定值時(shí)，停止移動(dòng)；測(cè)量升降桿升降行程的計(jì)量裝置測(cè)量出測(cè)量裝置3 從開(kāi)始移動(dòng)到停止時(shí)所移動(dòng)的距離H1。測(cè)量完成后，測(cè)量裝置3旋轉(zhuǎn)90度使其自由端遠(yuǎn)離 殘極炭塊，上升回到其測(cè)量前的初始位置。
[0058] 同理，測(cè)量新極9時(shí)，陽(yáng)極提升機(jī)構(gòu)5提升新極7至參考平面L22,所述L22與LI1 為同一參考平面（L22與L11為同一參考平面，圖中未標(biāo)注L22)。下降到測(cè)量裝置3低于新 極9炭塊底掌平面后，測(cè)量裝置3自由端旋轉(zhuǎn)至位于新極9炭塊底掌平面的下方，此時(shí)提 升測(cè)量裝置3,測(cè)量裝置3接觸到新極9炭塊底掌平面，當(dāng)測(cè)量裝置3所受力矩到達(dá)設(shè)定值 時(shí)，停止移動(dòng)；測(cè)量升降桿2升降行程的計(jì)量裝置測(cè)量出測(cè)量裝置3從開(kāi)始移動(dòng)到停止時(shí)所 移動(dòng)的距離H22。測(cè)量完成后，測(cè)量裝置3旋轉(zhuǎn)90度使其自由端遠(yuǎn)離新極9,上升回到其測(cè) 量前的初始位置。
[0059] 由此，計(jì)算出更換新極9時(shí)陽(yáng)極提升機(jī)構(gòu)5從參考平面L1到新極目標(biāo)位置所移動(dòng) 的距離為H1-|H11-H22|。
[0060] 如圖9所示，所述更換陽(yáng)極系統(tǒng)的控制系統(tǒng)包括了前臺(tái)控制系統(tǒng)、天車(chē)集中控制 系統(tǒng)、前臺(tái)顯示系統(tǒng)、后臺(tái)控制系統(tǒng)和天車(chē)遙控系統(tǒng)。所述用于顯示陽(yáng)極提升機(jī)、自動(dòng)測(cè)高 裝置的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)前臺(tái)控制系統(tǒng)為觸摸屏顯示界面或LED屏顯示裝置；所述天車(chē)集中系 統(tǒng)用于控制陽(yáng)極提升機(jī)構(gòu)的運(yùn)行；所述后臺(tái)控制系統(tǒng)包括用于數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)的PLC;天 車(chē)遙控系統(tǒng)包括了天車(chē)遙控器。
[0061 ] 后臺(tái)控制系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出陽(yáng)極機(jī)構(gòu)最終新極放置的目標(biāo)位置。用陽(yáng)極夾具6提取 新極9，將新極9放到計(jì)算出的目標(biāo)位置。陽(yáng)極提升機(jī)構(gòu)5將新極9放入目標(biāo)位置時(shí)，下降 的速度為減速下降。
[0062] 實(shí)施例2
[0063] 為了驗(yàn)證該發(fā)明換極精度，做以下模擬對(duì)比實(shí)驗(yàn)。將本發(fā)明方法（參見(jiàn)實(shí)施例1) 的換極精度、效率與人工測(cè)量相比較。
[0064] 首先，殘極模型擺放于陽(yáng)極機(jī)構(gòu)下方，陽(yáng)極機(jī)構(gòu)下降，夾取殘極模型。
[0065] 陽(yáng)極提升機(jī)構(gòu)夾取殘極上升離地約100mm高度，遙控操作換極清零，即該位置為 陽(yáng)極提升機(jī)構(gòu)開(kāi)始測(cè)量位置。
[0066] 陽(yáng)極提升機(jī)構(gòu)繼續(xù)上升到上極限位置，測(cè)量裝置下降到殘極底掌平面以下，旋轉(zhuǎn) 90度，測(cè)量裝置上升，測(cè)量裝置頂?shù)綒垬O后力矩達(dá)到限制值自動(dòng)停止上升，遙控操作進(jìn)行殘 極測(cè)量。
[0067] 測(cè)量裝置下降脫離殘極底掌平面，旋轉(zhuǎn)90回零位置，陽(yáng)極提升機(jī)構(gòu)下降，放下殘 極。
[0068] 新極模型擺放于陽(yáng)極提升機(jī)構(gòu)下方，陽(yáng)極提升機(jī)構(gòu)下降，夾取新極模型。
[0069] 陽(yáng)極提升機(jī)構(gòu)夾取新極上升到上極限位置，測(cè)量裝置下降到新極底掌平面以下， 旋轉(zhuǎn)90度，測(cè)量裝置上升，測(cè)量裝置頂?shù)綒垬O后力矩達(dá)到限制值自動(dòng)停止上升，遙控操作 換進(jìn)行新極測(cè)量。
[0070] 此時(shí)，后臺(tái)控制系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出了陽(yáng)極提升機(jī)構(gòu)最終新極放置的目標(biāo)位置。測(cè) 量裝置下降脫離殘極底面，旋轉(zhuǎn)90回零位置，陽(yáng)極提升機(jī)構(gòu)下降，放下新極。操作陽(yáng)極提 升機(jī)構(gòu)下降，當(dāng)距離目標(biāo)位置300mm位置時(shí)，陽(yáng)極提升機(jī)構(gòu)自動(dòng)減速下降，當(dāng)距離目標(biāo)位置 50_，開(kāi)始第二次減速，當(dāng)?shù)竭_(dá)目標(biāo)位置后，陽(yáng)極提升機(jī)構(gòu)自動(dòng)停止。
[0071] 觀察最后新極放置的底掌平面跟之前殘極離地約100mm高度的位置是否一致。
[0072] 表1、表2、表3為實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果。表1、表2、表3和表4中數(shù)值單位為mm。
[0073]表1
[0074]
[0075] 通過(guò)表1為對(duì)陽(yáng)極提升機(jī)構(gòu)的行程測(cè)量裝置的精度驗(yàn)證，可以得知陽(yáng)極提升機(jī)構(gòu) 的測(cè)量裝置測(cè)量的結(jié)果與人工測(cè)量的偏差為正負(fù)1mm以?xún)?nèi)。
[0076]表2
[0077]
[0078] 表2中所述編碼器自動(dòng)測(cè)高裝置的計(jì)量裝置，通過(guò)與人工測(cè)量對(duì)比可知，自動(dòng)測(cè) 高裝置與人工測(cè)量的偏差為正負(fù)〇. 5mm以?xún)?nèi)。
[0079] 表3殘極與新極的高度差的測(cè)量值
[0080]
[0081]表 4
[0085] 試驗(yàn)過(guò)程數(shù)據(jù)表明，陽(yáng)極測(cè)高裝置10次試驗(yàn)的最大計(jì)算誤差為 +2. 4491，_2. 4834 ;實(shí)際最大誤差為：+1. 8，_2. 1。即該發(fā)明換極最大誤差在正負(fù)2mm左右， 遠(yuǎn)高于鋁廠對(duì)于新極殘極同水平度為5_以?xún)?nèi)的工藝值。該發(fā)明模擬人工測(cè)量，但精度高 于人工測(cè)量。并且使用該發(fā)明換極全程無(wú)需要地面人工輔助，也無(wú)需多次更換平臺(tái)調(diào)運(yùn)。整 個(gè)換極過(guò)程，更換陽(yáng)極工作能夠全部在電解多功能機(jī)組操作室完成，自動(dòng)陽(yáng)極測(cè)高時(shí)間可 以控制在1~2分種內(nèi)，效率遠(yuǎn)高于人工測(cè)量以及其它形式的自動(dòng)測(cè)高裝置。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于鋁電解生產(chǎn)的更換陽(yáng)極的方法，其特征在于，在進(jìn)行陽(yáng)極更換時(shí)測(cè)量出殘 極位置、新極和殘極高度差、再通過(guò)計(jì)算，得出新極的位置；包括以下步驟：51. 使用陽(yáng)極提升機(jī)構(gòu)提取陽(yáng)極炭塊，將陽(yáng)極提升機(jī)構(gòu)初始移動(dòng)位置設(shè)置為參考平面 L1，陽(yáng)極提升機(jī)構(gòu)從開(kāi)始L1移動(dòng)，到陽(yáng)極夾具夾取到陽(yáng)極炭塊時(shí)停止，測(cè)量陽(yáng)極提升機(jī)構(gòu) 所移動(dòng)的距離為H1 ;52. 將陽(yáng)極提升機(jī)構(gòu)提升殘極停止移動(dòng)時(shí)的平面設(shè)置為參考平面L11，采用測(cè)量裝置 對(duì)殘極底掌平面進(jìn)行測(cè)量，所述測(cè)量裝置從開(kāi)始移動(dòng)到其測(cè)量端接觸到殘極底掌平面時(shí)停 止，所述測(cè)量裝置從開(kāi)始移動(dòng)到測(cè)到殘極底掌平面時(shí)所移動(dòng)的垂直距離為H11 ;53. 將陽(yáng)極提升機(jī)構(gòu)提升新極停止移動(dòng)時(shí)的平面設(shè)置為參考平面L22,采用測(cè)量裝置 開(kāi)始對(duì)新極底掌平面進(jìn)行測(cè)量，所述測(cè)量裝置從開(kāi)始移動(dòng)到其測(cè)量端接觸到殘極底掌平面 時(shí)停止，所述測(cè)量裝置從開(kāi)始移動(dòng)到測(cè)到新極底掌平面所移動(dòng)的垂直距離為H22 ;54. 通過(guò)參考平面Ll、Lll、L22的位置關(guān)系和所述距離Hl、Hll、H22得出新極目標(biāo)位 置，使用陽(yáng)極提升機(jī)構(gòu)和陽(yáng)極夾具將新極放入到新極目標(biāo)位置；所述參考平面Ll、Lll、L22 的位置關(guān)系由陽(yáng)極提升機(jī)構(gòu)伸縮的距離來(lái)確定。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述用于鋁電解生產(chǎn)的更換陽(yáng)極的方法，其特征在于，所述測(cè)量裝 置設(shè)置有旋轉(zhuǎn)測(cè)量端，對(duì)殘極底掌平面或新極底掌平面進(jìn)行測(cè)量前，所述旋轉(zhuǎn)測(cè)量端旋轉(zhuǎn) 至遠(yuǎn)離殘極或新極；對(duì)殘極底掌平面或新極底掌平面進(jìn)行測(cè)量時(shí)，所述旋轉(zhuǎn)測(cè)量端旋轉(zhuǎn)至 殘極底掌平面或新極底掌平面的下方時(shí)，所述測(cè)量裝置即停止旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的更換陽(yáng)極的方法，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)角度為順時(shí)針或逆 時(shí)針90度。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的更換陽(yáng)極的方法，其特征在于，所述參考平面Ll、L11或L22 為陽(yáng)極提升機(jī)構(gòu)行程內(nèi)所能到達(dá)的任意平面。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的更換陽(yáng)極的方法，其特征在于，所述參考平面L11和L22為同 一平面。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的更換陽(yáng)極的方法，其特征在于，所述新極目標(biāo)位置以陽(yáng)極提 升機(jī)構(gòu)提取新極從參考平面L1開(kāi)始下降的距離來(lái)計(jì)算；所述計(jì)算公式為H1-|H11-H22|。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的更換陽(yáng)極的方法，其特征在于，所述新極目標(biāo)位置的計(jì)算值 需進(jìn)行修正，所述修正值根據(jù)所更換的殘極在電解槽中位置的不同而不同。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的更換陽(yáng)極的方法，其特征在于，陽(yáng)極提升機(jī)構(gòu)上升或/和下降 時(shí)速度為分段控制；優(yōu)選所述陽(yáng)極提升機(jī)構(gòu)將新極放入到目標(biāo)位置時(shí)，下降速度分為三段 減速下降。9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的更換陽(yáng)極的方法，其特征在于，測(cè)量裝置的測(cè)量端接觸到殘 極或新極底掌平面后停止，所述停止時(shí)機(jī)采用力矩控制。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的更換陽(yáng)極的方法，其特征在于，所述測(cè)量裝置的測(cè)量端接觸 到殘極或新極的底掌平面，測(cè)量裝置所受力矩到達(dá)設(shè)定值時(shí)，測(cè)量裝置停止。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于鋁電解生產(chǎn)的陽(yáng)極更換方法。本發(fā)明從可移動(dòng)式的水平比較基向空中換極比較方式進(jìn)行轉(zhuǎn)變，在空中對(duì)新極和殘極提升的過(guò)程中測(cè)得新極的位置，無(wú)需額外平臺(tái)，所述更換陽(yáng)極的方法具有換極效率高、精度高的特點(diǎn)。應(yīng)用本發(fā)明方法更換陽(yáng)極時(shí)，無(wú)需固定平臺(tái)，無(wú)需對(duì)新殘極進(jìn)行多次吊運(yùn)，換極效率高；更換陽(yáng)極工作能夠全部在電解多功能機(jī)組操作室完成，大大降低了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，又消除了安全隱患。因此，具有廣泛的推廣價(jià)值。
【IPC分類(lèi)】C25C3/12
【公開(kāi)號(hào)】CN105274572
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510822000
【發(fā)明人】鄧瑛, 鄭正國(guó), 劉德春, 呂方, 楊峰
【申請(qǐng)人】株洲天橋起重機(jī)股份有限公司
【公開(kāi)日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2015年11月23日