一种基于激光测距技术的双阳极测高定位装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于激光测距技术的双阳极测高定位装置。
【背景技术】
[0002]在铝电解的生产中阳极炭块消耗的很快，因此要经常更换阳极，以新极取代旧极，并要求新极与其他旧极的下表面处在同一位置，偏差越大，越容易产生效应异常，导致所出的铝水质量不高，不但影响产量，还浪费了能源。现在大多数铝厂还在采用人工画线的换极办法一，这种方法虽然操作简单，但精度低，而且要在画线的时候人要靠近高温的旧极，存在安全隐患。因此研制生产一种既能满足换极精度要求，又能方便现场人员操作的自动换极测高系统成为必然趋势。市场需要一种自动设备对阳极更换过程中的高度进行自动定位，使其相对于残极没有高度差，保证招的质量，减少能耗，减少劳动力成本。
【发明内容】
[0003]本实用新型要解决的问题是提供一种基于激光测距技术的双阳极测高定位装置，高温激光测距仪安装在机械臂低端，随机械臂上下伸缩。通过高温激光测距仪发出的光束可建立一虚拟平面，使仪表可以感知阳极落于这一平面时的高度。该结构可以实现多个阳极同时更换。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:基于激光测距技术的双阳极测高定位装置，包括高温激光测距单元、多个更换阳极单元和控制器；
[0005]所述高温激光测距单元包括机械运动组件和高温型激光测距仪，所述机械运动组件包括液压油缸、导向筒、机械臂、行程测量器，所述机械臂的上端固定于所述液压油缸的活塞杆上，所述高温激光测距仪固定于所述机械臂的下端，所述液压油缸能带动所述机械臂上下移动，所述导向筒固定设置，所述机械臂与所述导向筒之间滑动连接，所述导向筒起到对所述机械臂导向的作用；
[0006]所述行程测量器能测量所述机械臂的上下行程；
[0007]所述更换阳极单元包括重量传感器、所述机械运动组件和阳极夹持件，所述重量传感器固定于所述液压油缸的上部，所述阳极夹持件固定于所述机械臂的下端；
[0008]所述液压油缸、所述高温型激光测距仪、所述重量传感器和所述行程测量器均与所述控制器电连接；
[0009]所述高温激光测距单元中的所述液压油缸的顶端与所述阳极单元中的所述液压油缸的顶端固定于同一水平面上。
[0010]进一步，所述行程测量器为光栅式编码尺，所述光栅式编码尺包括编码尺和编码尺光电读写器，所述编码尺固定于所述机械臂上，所述编码尺光电读写器固定于所述导向筒上，所述编码尺与所述编码尺光电读写器配合能测量所述机械臂的上下行程。
[0011]本实用新型具有的优点和积极效果是:由于采用上述技术方案，在更换阳极的过程中自动定位新更换的阳极高度，摈弃了人工画线的方式，不仅定位精度高，而且避免了人靠近高温旧极时的安全隐患；多个阳极同时更换提高了工作效率。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的整体结构示意图；
[0013]图中:①为高温激光测距单元、②③为更换阳极单元；
[0014]1-机械臂、2-高温型激光测距仪、3-重量传感器、4-编码尺、5-编码尺光电读写器、6-液压油缸；7_导向筒。
【具体实施方式】
[0015]如图1所示，本实用新型提供一种基于激光测距技术的双阳极测高定位装置，包括高温激光测距单元、多个更换阳极单元和控制器；
[0016]高温激光测距单元包括机械运动组件和高温型激光测距仪2，机械运动组件包括液压油缸6、导向筒7、机械臂1、行程测量器，机械臂1的上端固定于液压油缸6的活塞杆上，高温激光测距仪固定于机械臂1的下端，液压油缸6能带动机械臂1上下移动，导向筒7固定设置，机械臂1与导向筒7之间滑动连接，导向筒7起到对机械臂1导向的作用；
[0017]行程测量器能测量机械臂1的上下行程；
[0018]更换阳极单元包括重量传感器3、机械运动组件和阳极夹持件，重量传感器3固定于液压油缸6的上部，阳极夹持件固定于机械臂1的下端；
[0019]液压油缸6、高温型激光测距仪2、重量传感器3和行程测量器均与控制器电连接;
[0020]高温激光测距单元中的液压油缸6的顶端与阳极单元中的液压油缸6的顶端固定于同一水平面上。
[0021]现以同时更换两个阳极为例说明该装置的使用方式为:
[0022]I测量原旧阳极在电解槽上的安装高度
[0023]②③的机械臂1末端的夹持处正确卡在阳极夹孔后，液压油缸6提升机械臂1。当重量传感器3检测到阳极对机械臂1产生预设的重量瞬间，由测行程测量器将当前高度编码发送给控制器，取得当前测量的更换阳极单元中的机械臂1的高度作为旧阳极的安装高度 Htl 和 Ht2o
[0024]II测量旧阳极的高度
[0025]测完旧阳极安装高度Htl和Ht2后，将双旧阳极同时提到其中一个阳极的最顶端后停止(双阳极同时开始提升，并保持提升速度一致，且同时停止运动)，下放高温型激光测距仪2，当高温型激光测距仪2下降的过程中可通过所测距离的变化判断出是否测量到阳极的低端(因为该测量装置只安装一个激光测距仪，且激光头与双阳极为并排放置，所以每次只测得其中一个阳极的高度即可)，由于电解铝阳极的安装特性，我们认为两个阳极低端处于同一水平面，当检测到其中一个阳极的低端瞬间(根据重量可判断出检测的是阳极②还是③)将高温型激光测距仪2上的行程测量器所测量的高度Hjl和两个更换阳极单元上的行程测量器测量的高度Hdl和Hd2发送到控制器，通过计算可以得到两个阳极的高度分别为为HI = Hjl-Hdl和H2 = Hjl-Hd2，测量完毕后高温型激光测距仪2收回到最顶端。
[0026]III测量新阳极的高度
[0027]通过上述的方法，可分别测量两个新阳极的高度为ΗΓ和H2’，测量完毕后高温型激光测距仪2收回到最顶端。
[0028]IV安装新阳极
[0029]当测量完上述三种数据后，控制器自动计算出两个新阳极的安装高度Htl’和Ht2’，即Htl，= Htl-Hl+Hl，和。Ht2’ = Ht2_H2+H2’将新极提升至电解槽上方，下放新阳极。当控制器检测到下放高度到达新阳极安装高度时，由控制器自动停止机械臂下降运动，使新阳极保持在安装高度，完成整个阳极的更换操作。
[0030]其中行程测量器优选为光栅式编码尺，光栅式编码尺包括编码尺4和编码尺光电读写器5，编码尺4固定于机械臂1上，编码尺光电读写器5固定于导向筒7上，编码尺4与编码尺光电读写器5配合能测量机械臂1的上下行程。
[0031]光栅式编码尺主要用于机械臂1的行程测量，由于其对晃动、冲击和光干扰的不敏感性，使得这种行程测量器非常适用于此类工作环境，其中编码尺光电读写器5固定于机械臂1外的导向筒7上，编码尺4安装于机械臂1上，随机械臂1的伸缩而运动。
[0032]以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
【主权项】
1.基于激光测距技术的双阳极测高定位装置，其特征在于:包括高温激光测距单元、多个更换阳极单元和控制器； 所述高温激光测距单元包括机械运动组件和高温型激光测距仪，所述机械运动组件包括液压油缸、导向筒、机械臂、行程测量器，所述机械臂的上端固定于所述液压油缸的活塞杆上，所述高温激光测距仪固定于所述机械臂的下端，所述液压油缸能带动所述机械臂上下移动，所述导向筒固定设置，所述机械臂与所述导向筒之间滑动连接，所述导向筒起到对所述机械臂导向的作用； 所述行程测量器能测量所述机械臂的上下行程； 所述更换阳极单元包括重量传感器、所述机械运动组件和阳极夹持件，所述重量传感器固定于所述液压油缸的上部，所述阳极夹持件固定于所述机械臂的下端； 所述液压油缸、所述高温型激光测距仪、所述重量传感器和所述行程测量器均与所述控制器电连接； 所述高温激光测距单元中的所述液压油缸的顶端与所述阳极单元中的所述液压油缸的顶端固定于同一水平面上。2.根据权利要求1所述的基于激光测距技术的双阳极测高定位装置，其特征在于:所述行程测量器为光栅式编码尺，所述光栅式编码尺包括编码尺和编码尺光电读写器，所述编码尺固定于所述机械臂上，所述编码尺光电读写器固定于所述导向筒上，所述编码尺与所述编码尺光电读写器配合能测量所述机械臂的上下行程。
【专利摘要】本实用新型提供一种基于激光测距技术的双阳极测高定位装置，包括高温激光测距单元、多个更换阳极单元和控制器；高温激光测距单元包括机械运动组件和高温型激光测距仪，机械运动组件包括液压油缸、导向筒、机械臂、行程测量器，机械臂的上端固定于液压油缸的活塞杆上，高温激光测距仪固定于机械臂的下端，液压油缸能带动机械臂上下移动，导向筒起到对机械臂导向的作用；行程测量器能测量机械臂的上下行程；更换阳极单元包括重量传感器、机械运动组件和阳极夹持件，重量传感器固定于液压油缸的上部，阳极夹持件固定于机械臂的下端。本实用新型的有益效果是在更换阳极的过程中自动定位新更换的阳极高度，多个阳极同时更换提高了工作效率。
【IPC分类】G01B11/02
【公开号】CN205049110
【申请号】CN201520832477
【发明人】鲍远通, 曼茂立, 左明伟, 张全逾
【申请人】承德石油高等专科学校, 承德众恒电子信息技术有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年10月23日