發(fā)布時間：2020-10-22 05:23

　　 市場要求冶煉企業(yè)出廠的陰極銅產品必須標識出明確的產品信息,符合陰極銅產品的交易要求,為此需要在打捆好的陰極銅板正面噴印上產品的商標、重量、條形碼等。某企業(yè)為了滿足市場需求先是引入了人工噴碼設備,但人工噴碼存在的一些問題:噴碼信息變動快,手動調整繁瑣、效率和準確率低下、工人勞動強度大。后該企業(yè)引進了固定位置自動噴碼設備,但是這套設備應用于陰極銅噴碼也存在較多問題:合格的銅板表面也可能存在少量铇釘或少量電解產生的縱向條紋等瑕疵,雖然這些細微瑕疵不影響產品的正常銷售及使用,但若其正好處于噴碼位置則會導致噴碼信息噴印不清晰、條形碼無法識別等問題。同時,設備在工作過程中可能出現(xiàn)結構穩(wěn)定性不足問題。為解決以上問題本文旨在研發(fā)出一套能夠自動檢測并識別出陰極銅表面上的最佳噴碼位置、擁有更加優(yōu)良的機械結構的新型陰極銅自動噴碼設備,并對部分運動構件進行結構拓撲優(yōu)化,從而使新設備具有更好的性能。最后設計整個系統(tǒng)的控制部分,通過PLC控制整個噴碼系統(tǒng)將產品信息噴印到檢測出的最佳噴碼位置。論文的研究內容如下:首先對自動噴碼系統(tǒng)的整體結構及布局方式進行設計,并根據(jù)工程實際條件對系統(tǒng)中的相關硬件進行選擇,確保能夠采集到滿足檢測需求的圖像;然后對圖像處理技術進行研究,在MATLAB平臺上設計出自動檢測系統(tǒng);然后針對現(xiàn)行噴碼設備機械結構方面存在的問題,設計出更加合理的結構,并對新老設備進行分析對比驗證新結構的性能,對部分運動構件進行拓撲優(yōu)化使其更加優(yōu)質可靠;最后開發(fā)控制系統(tǒng),設計控制程序等,最終完成整套自動噴碼系統(tǒng)的研發(fā)。
【學位單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TP391.41;TF811
【部分圖文】：

第一章緒論1第一章緒論1.1課題背景與來源1.1.1課題背景1、陰極銅生產過程銅作為世界范圍內產量第二大的有色金屬，廣泛應用與人類生產生活中的各個角落，由于其不可替代的重要作用，其需求量也在每年持續(xù)增長[1]。某企業(yè)生產純銅是先經(jīng)過火法精煉將銅元素從銅礦石中提煉出來，然后再經(jīng)過電解精煉去除火法精煉殘留的一些雜質，例如貴金屬和硒、碲等元素。通過火煉法得到的是99.0%~99.8%的粗銅，電解法是將粗銅作為陽極，制作成陽極板，始極片即薄片狀純銅作為電解的陰極，電解液為硫酸與硫酸銅的混合液。陰極板與陽極板交叉相間放入電解液中，如圖1.1中所所示。陽極失去電子變?yōu)閹д�電銅離子，向陰極運動，在陰極得電子后析出純銅附著在始極片上，根據(jù)生產需求，待板面厚度長到約10mm-12mm時停止通電，得到純度極高的電解銅即陰極銅[1]。圖1.1電解陰極銅原理示意圖Fig.1.1Schematicdiagramofelectrolyticcathodecopper

昆明理工大學碩士學位論文22、自動噴碼技術及陰極銅噴碼噴碼技術是指利用噴碼機使油墨的微小顆粒從噴碼機噴頭噴出，墨滴通過空氣介質，落在待噴印的物料表面，形成所需圖形的技術[2]。噴碼技術具有靈活性高、效率高、成本低等優(yōu)點，隨著檢測識別技術及信息技術的發(fā)展，自動噴碼技術已在各個行業(yè)中得到了廣泛的應用[3]。該技術在光滑表面噴碼、管材表面噴碼、紙箱表面噴碼等方面已經(jīng)非常成熟，日常生活中也隨處可見由自動噴碼技術噴印出的產品商標、名稱、二維碼、條形碼等信息[4]。在陰極銅生產領域，產品信息的標注長期以來主要依靠人工手動書寫或將印有產品信息的紙片貼至銅板面上，手動書寫字跡不清楚、不規(guī)范、效率低且容易出錯，紙片耐磨性、耐侵蝕性較差且容易損毀，故現(xiàn)將自動噴碼技術與陰極銅包裝技術相結合，利用噴碼技術在陰極銅表面噴印產品信息，這種方法不僅高效準確且噴印的產品信息不容易損毀，對陰極銅產品的管理銷售有著重要意義。綜上所述，在陰極銅打包工作線上，對打捆后的陰極銅進行噴碼作業(yè)是不可缺少的工序，它可以有效解決手動書寫產品信息及粘貼商標紙片所存在的問題。然而由于陰極銅與光滑的紙箱、管材等不同，其表面較為粗糙，噴碼技術在這種較為惡劣的表面條件下應用較少，故雖然陰極銅自動噴碼設備在很大程度上解決了傳統(tǒng)作業(yè)中存在的問題，但在實際應用中也出現(xiàn)了新的問題，如噴碼區(qū)域存在少量铇釘或縱向條紋，使在該處噴印的產品信息較難識別等。下圖為人工書寫產品信息。圖1.2人工書寫產品信息Fig.1.2ManualWritingProductInformation

第一章緒論33、铇釘及縱向條紋形成原因電解得到的陰極銅表面并不都是平滑無暇的，有時陰極銅表面會出現(xiàn)一些圓頭顆粒及深溝狀縱向傷痕，這種顆粒及傷痕稱為铇釘及縱向條紋，铇釘及縱向條紋的大孝數(shù)量、位置都沒有規(guī)律。陰極銅表面形成铇釘及縱向條紋的原因有多種，其中最主要有以下兩點：（1）陽極泥的附著：電解液循環(huán)時將陽極泥吹起，使雜質附著在陰極的純銅薄片（或不銹鋼）上，形成铇釘及縱向條紋[5]。（2）陽極銅板的表面形狀對電解效果的影響：陽極板是澆注而成，表面本身不平整，板間距間細微的變化越會給陰極銅的生長造成影響。長有明顯及大量铇釘?shù)年帢O銅會被作為不合格產品加以修正或直接回爐重鑄，但長有少量铇釘及少量縱向條紋的陰極銅仍然滿足使用要求，被視為合格產品進行包裝出售[6]。如圖1.3所示為在某企業(yè)拍攝到的長有少量铇釘及縱向條紋的合格陰極銅。圖1.3長有少量铇釘及縱向條紋的合格陰極銅Fig.1.3Qualifiedcathodecopperwithasmallamountofceriumnailsandstripes1.1.2課題來源通過某冶煉公司的噴碼需求及實際生產中對目前使用的噴碼設備的反饋，發(fā)現(xiàn)目前設備存在較多問題，其中最重要的問題為：目前使用的噴碼設備只能選擇陰極銅板面上一個固定的區(qū)域噴碼，為定位程序實現(xiàn)方便及噴碼效果美觀起見該區(qū)域一般選擇陰極銅板面中心區(qū)域，這種方法雖然實現(xiàn)較為簡單但卻帶來了兩個問題：1、當陰極銅板面中心區(qū)域存在少量細小铇釘或縱向條紋時，雖然該板仍是合格產品，但若在此處噴碼將導致噴印信息難以識別，噴碼作業(yè)失敗，如下圖所
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本文編號：2851158