3.5.2 升降机构伺服电机的选用31

  3.6 矫直机总体结构设计--32

  3.7 本章小结34

第四章 阴极板矫直机构三维建模-35

  4.1 加载机构建模--35

  4.2 夹紧机构建模--36

  4.3 升降机构建模--38

  4.4 矫直机机体建模39

  4.5 矫直机总体装配40

  4.6 本章小结41

第五章 阴极板矫直机控制原理-42

  5.1 图像处理流程--42

  5.2 Matlab图像处理界面--43

  5.3 系统控制流程--43

  5.4 本章小结44

结语45

致谢46

参考文献-47 

第一章 绪论

1.1 选题的目的和意义

目前在国际上，采用不锈钢作为铜电解精炼的阴极板，已经成为一种趋势。不锈钢阴极板的使用，省去了传统的钛种板制作始极板的工序，并可反复使用，缩短了工艺流程，降低了生产成本，减轻了工人劳动强度。此外，采用不锈钢阴极板可改善阴极铜的质量和提高生产效率。

随着不锈钢阴极板的广泛使用，如何解决其在电解铜生产过程中产生的变形损伤成为一个必须要解决的问题。铜的电解生产过程中，电解铜阴极板在电解槽内通电后会因较强的电解力的作用而发生较大弹塑性变形，严重时导致变形的阴极板无法继续应用，缩短了不锈钢阴极板的寿命，并且影响到电解阴极铜的质量[1]。为了保证电解质量，要求对铜电解阴极板进行矫直，保证其平直度。

目前国内绝大多数企业对弯曲的阴极板采用人工矫直的办法。矫直工人根据目测以及自身的工作经验对弯曲的阴极板进行矫直。由于矫直工具极为简单，导致矫直精度和矫直效率普遍偏低，同时矫直后的阴极板表面受到很大划损，阴极板的使用寿命大大降低。随着中国工业的快速发展，铜需求量的急剧增加，人工矫直的办法越来越不能适应现代生产节奏，成为制约企业生产自动化的瓶颈[1]。因此，需要一种高效率的自动化矫直设备，使在矫直过程中对阴极板造成的损伤最低，同时达到最优的矫直效果。为实现电解铜阴极板的自动矫直过程，亟需解决阴极板矫直过程的理论分析研究。

电解阴极板矫直自动化系统以图形图像处理为基础，利用图形图像处理技术获取弯曲后的不锈钢阴极板表面弯曲形状，通过软件处理成不锈钢阴极板的弯曲参数，借助于弹塑性变形理论及有限元仿真的相关结果计算矫直系统的矫直参数，然后利用PLC 控制器控制矫直执行机构完成矫直过程。PLC控制器通过通信接口与计算机连接，实现矫直过程的可视化，并方便操作控制。该系统可以大大提高电解铜阴极板矫直的精度和效率，同时对操作人员的技术要求不高，方便在一般企业中推广使用，具有较为广阔的应用前景。

电解阴极板矫直自动化系统的开发，旨在开发出一款基于图形图像处理并实现自动化控制的电解铜阴极板矫直装置，用以取代以前的人工矫直以及非自动化的机械矫直，从而提高电解阴极板的矫直效率以及矫直精度，节约生产成本，促进电解精炼铜产业的发展。

1.2 国内外矫直技术的发展现状

1.3 本文研究的主要内容

本文主要研究了不锈钢阴极板矫直方案及其自动化控制方案。结合不锈钢阴极板的材料特性和组成结构等设计出能够满足矫直要求的矫直机。矫直机是矫直系统的机械结构部分，是本文研究的主要内容。矫直机要能实现阴极板的升降、夹紧以及加载的基本功能。本文研究了可以实现以上功能的机械结构及传动方案，并根据研究结果利用三维造型软件设计出矫直机的三维模型，用以说明并展示矫直机的总体形貌、组成部分、结构分布和实现功能的方法等。在建模完成的基础上对矫直机的各主要传动部件以及矫直机总体结构进行二维图设计，用以对矫直机的详细结构进行说明。在自动化控制方面，本文给出了总体上的解决方案，即利用控制软件来采集和分析阴极板的图像数据，根据分析的结果来获得矫直数据，并将相应的控制信号传递给PLC，由PLC驱动伺服电机来实现对矫直机的自动化控制。