检测和剔除带粒子始极片技术的研发

丁 慧， 周志博， 胡民勇， 陈立庆

（1.江西创恩机械设备有限公司， 江西南昌 330000； 2.昆明理工大学机电工程学院， 云南昆明 650500；3.江西工业职业技术学院， 江西南昌 330000）

0 引言

始极片在传统法铜电解车间用做电解阴极。 近年来，铜电解采用PC 工艺的规模不断增大。 但在废杂铜的电解厂，很多企业依然沿用传统法电解工艺，采用始极片做电解阴极。 电解过程中，如果始极片板面长有粒子，将影响始极片机组的运行，导致精密矫直机容易被粒子卡死，也会影响始极片的垂直度、影响电效、降低电铜质量等问题[1]。

组装好的始极片由导电棒，吊耳和从种板上剥离的铜皮组成，见图1[2]。

图1 组装后始极片外形图

当前，铜始极片检测主要采用人工检测的方法， 而人工检测既费时费力， 又不能达到很高的准确度，人工成本也相应增加[3]。 因此，开发出一种能自动识别铜粒子并对有铜粒子始极片进行自动剔除很有必要。

1 检测和剔除的研发

本文对如何筛选和剔除有粒子的始极片做了研究。主要有两点： ①如何能用简单的办法检测出有粒子的片子；②如何对有粒子的片子进行自动剔除。

针对以上问题，本文重点介绍以下研发成果。

1.1 检测方式研究

压粒子棍对附着不牢固的始极片先表面的粒子进行滚压，使粒子压脱落，脱落后的粒子被刷粒子板从片子上踢除掉，以防脱落的粒子误发信。

片子继续经过检测棍，过检测棍时，片子厚度的变化将会使检测棍上下跳动，检测棍两端均设置有跳动滑块，跳动滑块可以反馈片子的厚度变化，如果片子上有粒子，跳动量必然加大。 于是检测跳动滑块的跳动幅度可以判断是否有粒子，见图2。

图2 检测装置

1.2 跳动放大机构

识别带粒子的片子， 需要提高检测的精确度， 如果粒子小，很难用传感器直接识别，需要用机构对信号进行放大。 以下采用了一套杠杆放大机构，对跳动量进行放大。

图3 为该机构的示意图。

图3 信号放大装置

信号传递杆上端有一个滑块伸入杠杆发信片右端的腰形孔内，信号传递杆下端和跳动滑块固接在一起。 跳动滑块上下跳动时，杠杆发信片绕着摆动座转动，使杠杆发信片左端同时跳动。由于摆动臂不同，该跳动幅度被放大。

传感器固定座的腰形孔内调节高度， 可以确定检测的灵敏度。

信号放大的关系如式（1）：

式中：S1—跳动端位移量；S2—发信端位移量；L2—发信端力臂；L1—跳动端力臂；K—放大系数。

1.3 剔除方式研究

始极片沿着X 向进入剔除装置，如果片子没有粒子，剔除驱动器将驱动剔除挡板转动到竖直位置， 片子将会被剔除挡板挡住而不能继续向X 方向移动，此时，推板驱动器沿着Y 向推动始极片进入后面的工序。

如果片子有粒子， 剔除驱动器将驱动剔除挡板转动到水平直位置， 片子将不会被剔除挡板挡住而继续向X方向移动，直到剔除出去，见图4。

图4 剔除装置

2 工作流程

片子被压粒子后， 粒子清扫装置对表面粒子进行清扫。 清扫完成后，片子再做厚度检测，检测元件传递厚度信号给控制系统，对片子表面是否存在粒子进行识别。片子再进入剔除装置中，如果识别为有粒子的始极片，该片将被剔除装置直接输送到剔除小车， 如果检测没有粒子的始极片被送到剪边机，然后进入其他设备处理。

因始极片机组的剪边功能等和该研究内容不相关，本文不做赘述。 图5 为工作自动运行流程图，研发的设备整体结构图见图6。

图5 运行流程图

图6 检测剔除装置

图7 检测剔除装置实物图

3 结论

该研究能筛选有粒子的始极片，减少了因为板面质量对机组的影响，降低了设备运行的故障率，改善了始极片的垂直度，也提高了电铜的表面质量。 降低了人工劳动强度。 该技术申报了国家专利CN212328053U。

该研发内容采用的是厚度检测装置判断厚度是否在范围内， 是对粒子的一个间接判断，后面会继续研究，用对片子上粒子的精确识别。