BR112021012756A2

BR112021012756A2 - Sistema e procedimento de substituição de revestimentos, cuja configuração permite a retirada e introdução automatizada de revestimentos de um moinho de moagem mineral

Info

Publication number: BR112021012756A2
Application number: BR112021012756-9A
Authority: BR
Inventors: Hugo Salamanca Poblete; Luis Baeza Ramirez
Original assignee: Mi Robotic Solutions S.A.
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2018-12-27
Publication date: 2021-09-08
Also published as: EP3903941A1; CA3125062A1; MX2021007361A; US20220062915A1; AU2018455235A1; WO2020132756A1; EP3903941A4; PE20211579A1

Abstract

sistema e procedimento de substituição de revestimentos, cuja configuração permite a retirada e introdução automatizada de revestimentos de um moinho de moagem mineral. sistema e procedimento de substituição de revestimentos, cuja configuração permite a retirada e introdução automatizada de revestimentos de um moinho de moagem mineral cuja configuração e operação permitem melhorar a tarefa de manuseio por ter um maior grau de liberdade e / ou flexibilidade em seus movimentos, proporcionando ao procedimento um maior grau de certeza e eficiência, otimizando assim o tempo de permanência do moinho para manutenção, bem como evitando os riscos a que o pessoal de manutenção pode estar sujeito, o sistema compreende pelo menos uma estrutura de suporte (2), pelo menos um sistema de alimentação e movimentação de revestimento (3), pelo menos um sistema de manuseio de revestimento robótico (4), pelo menos uma ferramenta de manuseio de revestimento (5), pelo menos um sistema de visão artificial (6) e pelo menos um sistema de controle (7).

Description

SISTEMA E PROCEDIMENTO DE SUBSTITUIÇÃO DE REVESTIMENTO, CUJA CONFIGURAÇÃO PERMITE A RETIRADA E INTRODUÇÃO AUTOMATIZADA DE REVESTIMENTOS DE UM MOINHO DE MOAGEM

MINERAL Setor tecnológico da invenção

[0001] A presente invenção se refere a equipamentos associados a moinhos para moagem de minério na indústria de mineração, em particular, a aplicação refere- se à substituição de elementos de desgaste, ditos revestimentos do moinho.

[0002] A invenção se refere a um sistema para substituição de revestimentos em um moinho para moagem de minério, que compreende um ou mais manipuladores robóticos para realizar o trabalho de remoção e reinstalação dos revestimentos durante o processo de substituição. Estado da técnica conhecido

[0003] A moagem é um processo que permite a redução do tamanho do mineral utilizado nos processos de uma planta concentradora de uma mina, sendo que um dos tipos de equipamentos utilizados na moagem é o denominado moinho semiautógeno ou moinho SAG, que tem sua superfície interna coberta por revestimentos ou forros de diferentes tipos e formas, dependendo de sua localização na superfície interna do moinho.

[0004] Devido ao impacto do mineral e do meio de moagem (bolas de aço) nos revestimentos, estes estão sujeitos a um desgaste constante, por isso devem ser trocados periodicamente.

[0005] A troca de revestimentos é normalmente realizada com equipamento de manuseio por controle remoto,

o que requer que os operadores dentro do moinho auxiliem no posicionamento e direcionamento dos revestimentos, sendo um processo de alto risco para o pessoal que intervém na operação de substituição, além de ter maior tempo associado à operação de manutenção.

[0006] O processo de troca de revestimentos no moinho requer girar o moinho várias vezes, o que significa um procedimento de desenergização e energização dos motores que acionam o moinho, reduzindo os tempos efetivos de trabalho, sendo que o manipulador de revestimento está todo tempo dentro do moinho durante esta manobra.

[0008] Para levar a cabo a substituição dos revestimentos no interior do moinho também é necessário realizar uma série de trabalhos prévios, entre os quais se encontram: • Coordenação com o pessoal operacional (parada da usina). • Coordenar a limpeza e autorização do local de acesso. • Coordenação da ponte rolante para transferência de equipamentos menores. • Dispor na área elementos auxiliares de suporte, como linhas de vida, escadas, etc.. • Determinação dos revestimentos a serem alterados. • Coleta dos revestimentos novos. • Logística de abastecimento dos novos e a retirada dos usados.

[0009] O processo de substituição dos revestimentos internos dos moinhos requer a realização de uma série de operações, tais como: • Preparação e autorização da área, o que implica na parada do moinho, translado das ferramentas e equipamentos a serem usados no local (ferramentas de colocação de parafusos, ferramentas de corte de porcas, ferramentas de aperto de parafusos, etc.). • Acesso à entrada do moinho, onde a "rampa de alimentação" e os elementos secundários são retirados, o que implica na desobstrução da área de acesso ao interior do moinho, para posteriormente transferir esses elementos para local preparado para armazenamento temporário. • Instalação de um manipulador de revestimento, onde é necessária a coordenação de várias pessoas e manobras rigorosas para a entrada do manipulador no moinho (devido ao tamanho do equipamento e reduzido espaço de acesso). • O lançamento dos parafusos, operação que deve ser realizada por fora do moinho por pessoal e equipamentos de corte de porcas e lançamento de parafusos, sendo que geralmente esses parafusos caem dentro do moinho. • Desmontagem de revestimentos gastos: Assim que os parafusos caem no interior do moinho, usando o equipamento de lançamento de parafusos, os revestimentos gastos são empurrados e caem no interior do moinho.

Se necessário, deve-se realizar adicionalmente e com antecedência o “maçarico” por meio de oxicorte (corte térmico) das fusões entre os revestimentos (revestimentos colados por “forjamento interno” e altas pressões de impacto). • Retirada dos revestimentos usados, que é realizada por meio de um manipulador de revestimentos montado na extremidade de uma viga estendida, que permite carregar um a um os revestimentos que caíram no moinho e depositá-los em uma carreta móvel que os extrai de dentro do moinho. • Instalação de novos revestimentos, em que, por fora do moinho, os diferentes tipos de revestimentos são fornecidos no carro móvel da viga estendida. Esta operação é realizada de acordo com a estratégia de manutenção definida, onde os operários aproveitam as projeções dos pinos que passam pelo manto para dar o aperto de fixação inicial ao revestimento. • Rotações do moinho, que permitem o acesso às diferentes áreas internas para repetir o processo de extração e instalação de novos revestimentos. • Reinstalação da rampa de alimentação uma vez que os novos revestimentos estejam localizados dentro do moinho, o manipulador de revestimento é removido e a rampa de alimentação é reinstalada. • Aperto dos parafusos, em que normalmente os novos revestimentos são instalados diretamente com seus parafusos de fixação, deixando uma parte do parafuso projetando-se do manto para fora. Esta saliência do parafuso é usada para prender o revestimento com uma porca / arruela do lado de fora do manto. Esta porca é apertada com torque controlado, o que garante a fixação do revestimento ao longo do tempo, pelo menos até a próxima parada de manutenção.

[0010] Os métodos e equipamentos usados na técnica para o processo de substituição do revestimento apresentam uma série de desvantagens e problemas que impactam a produção, bem como a saúde e segurança ocupacional das pessoas.

[0011] O tempo de troca de revestimento com os equipamentos e procedimentos atualmente utilizados leva vários dias. Em média estima-se que a troca de revestimento seja feita a uma taxa de 5 a 6 revestimentos por hora, o que reduz a disponibilidade do moinho. No período em que a manutenção está sendo realizada, toda a produção da planta é paralisada.

[0012] As principais atividades que influenciam nos enormes tempos perdidos na manutenção de substituição de revestimentos têm a ver com o afrouxamento e colocação dos parafusos de fixação do revestimento, a própria remoção do revestimento e a instalação do novo revestimento. As baixas velocidades dos equipamentos convencionais, da ordem de 1 a 2 RPM, atualmente utilizados na técnica, impedem que sejam mais eficazes no tempo gasto para os trabalhos de manutenção.

[0013] Por outro lado, em termos práticos, no que se refere a tempos de manutenção, uma fraca fixação dos revestimentos nos parafusos irá gerar uma frouxidão que favorece vazamentos de polpa e, consequentemente, contaminação do moinho para o exterior, além de gerar quedas de revestimentos e, portanto, paradas não programadas e perda de produção.

[0014] O procedimento atual geralmente compreende a entrada de pessoal no interior do moinho, o que é intrinsecamente arriscado, por trabalharem em altura, estarem expostos a possíveis quedas de minério ou ferramentas manuais do próprio moinho, entre outros riscos.

[0015] O pessoal de manutenção deve intervir no manuseio dos revestimentos para sua substituição, o que implica em alta demanda física e riscos de golpes ou entalamento na remoção e inserção das revestimentos.

[0016] O manipulador de revestimento convencional atualmente usado na técnica manipula e controla remotamente os revestimentos. Além disso, a operação com a máquina atual requer interação e colaboração constantes do pessoal de manutenção para a retirada, orientação e liberação do revestimento. Por outro lado, a visibilidade do operador da máquina convencional e do pessoal de manutenção é muito baixa dentro do moinho, o que facilita a ocorrência de descoordenação. Todas essas atividades envolvem alto risco, pois a máquina pode atingir os operadores ou estes podem ser atingidos pelos revestimentos, situações, que se acontecerem, podem ter consequências fatais.

[0017] O pedido nacional 199800559 (CODELCO), publicado em 12 de março de 1999, descreve uma máquina para trocar simultaneamente o revestimento interno das tampas e o manto do cilindro de um moinho SAG, constituída por dois braços ou manipulador duplo que formam uma estrutura móvel que é inserida dentro do moinho. No entanto, não se refere a um equipamento que permita a remoção e inserção automatizada de revestimentos dentro do moinho com a instrumentação e controle adequados.

[0018] Por outro lado, o pedido nacional 2642- 2005 (MI ROBOTIC SOLUTIONS SA) datado de 1º de junho de 2007, correspondente ao Registro Nacional 49044, descreve um método robótico para o procedimento de remoção de parafusos do moinho SAG, que por sua vez compreende o fornecimento de um braço robótico com pelo menos 5 graus de liberdade, tirar uma ferramenta de corte de porca de um porta-ferramentas, cortar ou afrouxar a porca e tirar uma ferramenta de remoção de parafuso para arrancar um parafuso de fixação do moinho.

[0019] Existe uma necessidade na técnica de proporcionar um sistema, equipamento, aparelho e / ou dispositivo para manipular os revestimentos ou placas dentro de um moinho, cuja configuração permita evitar que o pessoal tenha que realizar atividades pesadas, em constante exposição a diferentes riscos do processo, melhorar o desempenho da operação que implique a utilização dos procedimentos e equipamentos utilizados na técnica, de forma a atingir a operação automática com trajetórias ótimas, com maior precisão e segurança. Novidade e objetivos da invenção

[0020] A presente invenção visa fornecer um sistema e procedimento para a substituição de revestimentos de moinho, cuja configuração permite o manuseio automatizado e robótico de revestimentos de moinho para a moagem de minerais em processos de trituração, cuja configuração e operação permitem melhorar a tarefa de manuseio, por possuir um maior grau de liberdade e / ou flexibilidade em seus movimentos, proporcionando ao procedimento um maior grau de certeza e eficiência, reduzindo assim o tempo de detenção do moinho para manutenção, bem como evitando os riscos a que possa ser submetido o pessoal de manutenção.

[0021] A invenção consiste em um sistema de substituição de revestimentos (1), cuja configuração permite retirar e instalar, de forma automatizada, revestimentos de um moinho, utilizado para reduzir o tamanho do minério, que compreende pelo menos uma estrutura de suporte (2), pelo menos um sistema de alimentação e movimentação de revestimento (3), pelo menos um sistema robótico de manipulação de revestimento (4), pelo menos uma ferramenta de manuseio de revestimento (5), pelo menos um sistema de visão artificial (6) e pelo menos um sistema de controle (7).

[0022] A invenção também compreende um procedimento para a substituição de revestimentos de moinho, que compreende as etapas de posicionar o sistema com a viga telescópica dentro do moinho juntamente com os manipuladores robóticos; introduzir os revestimentos a serem trocados dentro do moinho para localizá-los nas proximidades do manipulador robótico; detecção do revestimento no carro móvel dentro do moinho; identificação da posição e tipo de revestimento, por meio de um sistema de visualização artificial, para determinar automaticamente onde deve ser mantido o revestimento para sua inserção; varrer o manto da superfície interna do moinho, por meio de câmeras capazes de adquirir informações espaciais do ambiente, para identificar o local onde o revestimento deve ser inserido; inserir o revestimento no local determinado, por meio do manipulador robótico, com base nas trajetórias que este gera ao receber as coordenadas espaciais, e; realizar de forma reversa as etapas anteriores para extrair um revestimento do manto interno do moinho.

[0023] A configuração do sistema e operação do procedimento de substituição de revestimentos de um moinho da presente invenção permitem realizar a dita substituição de revestimentos com alta precisão, sendo o procedimento realizado de forma totalmente automática, em que o sistema de visão artificial indica o ponto de inserção, permitindo assim reduzir o tempo atual do processo realizado manualmente, garantindo também a correta inserção de cada revestimento, proporcionando ao procedimento um maior grau de certeza e eficiência, otimizando assim o tempo de parada do moinho por manutenção. Além disso, por ser um sistema automatizado, permite a retirada de pessoas de dentro do moinho, aspecto crítico do ponto de vista da segurança. Descrição dos desenhos.

[0024] A fim de auxiliar a compreensão das características da invenção, de acordo com um exemplo preferido de realização prática da mesma, um conjunto de desenhos é anexado como parte integrante da descrição, onde, com um caráter ilustrativo e não limitativo, a invenção foi descrita.

[0025] A Figura 1 corresponde a uma vista lateral de um corte longitudinal que mostra o sistema para substituição de revestimentos da presente invenção em um moinho.

[0026] A Figura 1a.- corresponde a uma vista em perspectiva superior do sistema de substituição de revestimento da presente invenção.

[0027] A Figura 2.- corresponde a uma vista em perspectiva mostrando parte da estrutura de suporte do sistema da invenção localizada adjacente ao moinho.

[0028] A Figura 3.- corresponde a uma vista em corte transversal através das vigas telescópicas que compreende a estrutura de suporte do sistema da invenção de acordo com as linhas AA da figura 2.

[0029] A Figura 3A.- corresponde a uma vista ampliada da seção A da figura 3.

[0030] A Figura 4.- corresponde a uma vista em perspectiva superior mostrando o sistema de manuseio robótico do sistema da invenção dentro do moinho.

[0031] A Figura 4a.- corresponde a uma vista lateral que mostra o manipulador robótico do sistema da presente invenção.

[0032] A Figura 4b- corresponde a uma vista explodida do manipulador robótico do sistema da presente invenção.

[0033] A Figura 5 - corresponde a uma vista em planta da junta pivotante entre a viga telescópica e a viga pivotante do sistema da invenção.

[0034] A Figura 5a - corresponde a uma vista em perspectiva mostrando em detalhe a extremidade de uma viga telescópica do sistema da presente invenção.

[0035] A Figura 5b.- corresponde a uma vista em perspectiva mostrando em detalhe a extremidade de uma viga pivotante do sistema da presente invenção.

[0036] A Figura 5c.- corresponde a uma vista superior que mostra em detalhe a viga telescópica do sistema da presente invenção.

[0037] A Figura 5d.- corresponde a uma vista superior que mostra parte do sistema de articulação pivotante entre a viga telescópica e a viga pivotante do sistema da presente invenção.

[0038] A Figura 6.- corresponde a uma vista lateral em corte longitudinal que mostra em detalhe a ligação pivotante entre a viga telescópica e a viga pivotante do sistema da presente invenção.

[0039] A Figura 7.- corresponde a uma vista lateral em corte que mostra em detalhe a junta pivotante de um atuador cilíndrico que faz parte da junta pivotante entre a viga telescópica e a viga pivotante do sistema da presente invenção.

[0040] A Figura 8.- corresponde a uma vista de um atuador cilíndrico que é usado no sistema da presente invenção.

[0041] A Figura 9.- corresponde a uma vista superior que mostra esquematicamente o movimento entre a viga telescópica e a viga pivotante do sistema da presente invenção.

[0042] A Figura 10.- corresponde a uma vista lateral em corte longitudinal de uma ferramenta para pega do revestimento que compreende o sistema da invenção.

[0043] A Figura 10a.- corresponde a uma vista em perspectiva superior da ferramenta de pega de revestimento que compreende o sistema da invenção.

[0044] A Figura 10b.- corresponde a uma vista em perspectiva inferior da ferramenta de pega do revestimento que compreende o sistema da invenção.

[0045] A Figura 11 .- corresponde a uma vista lateral que mostra em detalhes o sistema de garras que inclui a ferramenta para tirar o revestimento que constitui o sistema da invenção.

[0046] A Figura 12.- corresponde a uma imagem que representa as coordenadas e dados que são obtidos na etapa de digitalização da manta do moinho do processo da presente invenção. Forma de realização preferida da invenção

[0047] A invenção consiste em um sistema e procedimento para a substituição de revestimentos (1), cuja configuração permite a remoção automatizada e instalação de revestimentos de um moinho usado para moer minerais, conforme ilustrado esquematicamente nas figuras 1 e 1a, compreendendo pelo menos uma estrutura de suporte (2), pelo menos um sistema de alimentação e deslocamento de revestimento (3), pelo menos um sistema de manuseio robótico (4) dos revestimentos, pelo menos uma ferramenta de manuseio dos revestimentos (5), pelo menos um sistema de visão artificial (6) e pelo menos um sistema de controle (7).

[0048] A estrutura de suporte (2), representada a título de exemplo na figura 2, compreende ao menos um corpo ou base de suporte (8) que permite sustentar, suportar e posicionar o sistema para troca de revestimentos em um posicionamento adjacente à boca do moinho em que serão trocados os revestimentos da superfície interna, sendo que dita base ou corpo (8) é disposta por fora do moinho e suporta ao menos uma viga telescópica (9) que compreende meios de deslocamento (10), configurados por uma série de rolamentos (11) que são dispostos ao longo de uma viga de trilho (12) fixada à base ou corpo de suporte (8), em que dita viga telescópica (9) compreende trilhos ao longo de uma posição de suas faces laterais (13) que se acoplam com ditos rolamentos (11), de forma a permitir o deslocamento da viga telescópica axialmente para o interior do moinho (Figuras N ° 2, 3, 3a). A face superior da viga telescópica (9) compreende o sistema de alimentação e movimento dos revestimentos (3), configurado por trilhos (14) através dos quais se move um carro móvel (15) que compreende mancais (11), de modo que os revestimentos são depositados por meio de um equipamento de transporte, como visto nas figuras N ° 2 e 4, no dito carro móvel (15), que é acionado para mover o revestimento ao longo de um caminho da viga telescópica (9) até uma extremidade (16), que se encontra unida a uma viga pivotante (17) para posicionar os revestimentos adjacentes ao sistema de manuseio robótico (4).

[0049] A viga telescópica (9), que é ilustrada a título de exemplo através das Figuras 2, 5 e 5a, compreende na extremidade (16) uma junta pivotante (18) associada a uma junta pivotante (19) da viga pivotante (17), como pode ser visto na figura nº 5b, formando um conjunto de articulação do tipo macho e fêmea (figura nº 6). A viga telescópica (9) compreende ainda na dita extremidade (16) pelo menos um alojamento (20) para pelo menos um atuador (21), que por uma de suas extremidades é fixado a um suporte de cilindro (22) disposto no alojamento (20) e em sua extremidade oposta é fixado a um conjunto de encaixe de cilindro (23) que compreende a viga pivotante (17), em que cada uma das extremidades do cilindro, tanto no ponto de junção do braço fixo (31) quanto no braço extensível (32) do cilindro, compreende um sistema de união formado por um rolamento de esfera (28), de modo que as referidas extremidades (31) e (32) são fixadas ao suporte do cilindro (22), bem como ao conjunto de encaixe do cilindro (23) através dos pinos (33) para, assim, formar um acionamento de movimento de junta pivotante ou rotativa (Figuras Nº. 5a, 5b, 5d, 6, 7, 8).

[0050] Como pode ser visto na figura N ° 6, o conjunto de junta pivotante que é configurado entre a junta da extremidade (16) da viga telescópica (9) e a extremidade (24) da viga pivotante (17) compreende uma lingueta e sistema de junta de ranhura, formado por pelo menos uma união macho (25) e por pelo menos uma união fêmea (26), que são configuradas indistintamente em pelo menos uma das extremidades (16) da viga telescópica e / ou a extremidade (14) da viga pivotante (17). As ditas juntas macho (25) e fêmea (26) compreendem orifícios passantes (27), onde pelo menos um dos ditos orifícios passantes (27) compreende pelo menos um mancal esférico (28), de modo que no momento de acoplar as ditas juntas, os orifícios passantes são alinhados entre si e um pino de articulação (29) em conjunto com o mancal esférico (28) formam ao menos uma junta pivotante ou rotativa entre a viga telescópica (9) e a viga pivotante (17).

[0051] A viga pivotante (17) (ver figura N ° 5b, 5c) compreende uma segunda extremidade (30) que compreende uma superfície de montagem (34) para fixar pelo menos um sistema de manipulador robótico (4) dos revestimentos, onde o sistema de manipulador robótico (4), que a título de exemplo em uma modalidade preferencial é ilustrado nas Figuras 4 a 4b, compreende um manipulador robótico (35) conformado por uma base (36) que é fixada à superfície de montagem (34), onde a dita base (36) é montada em uma coluna rotativa (37), um braço de oscilação (38), um braço (39) e um pulso (40) ao qual é montada pelo menos uma ferramenta para manuseio de revestimentos (5). O manipulador robótico compreende um sistema de instalação elétrica (41) e um compensador de peso (42), de forma que o dito manipulador robótico seja formado por pelo menos 6 eixos ou graus de liberdade. O sistema de manipulação robótica (4) incorpora um meio de detecção da posição do revestimento, configurado por pelo menos um sistema de visão artificial (6) que é baseado em técnicas de visão artificial através do uso de câmeras de triangulação a laser - através das quais é realizada uma varredura do manto da superfície interna do moinho, para determinar a posição em que o revestimento deve ser inserido, dito sistema de visão artificial sendo capaz de fornecer a distância e o ângulo da sucessão de furos, de modo que o manipulador robótico (35) faça a decisão de inserção e abordagem.

[0052] Uma ferramenta para manipular os revestimentos (5), conforme ilustrado através das Figuras 10 a 10b, é fixada ao pulso (40) do manipulador robótico (35), onde a dita ferramenta (5) compreende uma estrutura de garra (43), que inclui uma placa de suporte (44) que tem meios de fixação para poder fixar a ferramenta (5) ao pulso do manipulador robótico (35), onde a dita estrutura de garra também compreende uma placa de base (45) que compreende guias (46) para os meios de garra (47), que estão dispostos na estrutura de garra (43) para sua fixação e atuação para agarrar os revestimentos a serem trocados. Os meios de garra (47) (conforme ilustrado na figura N ° 11) compreendem um cilindro (48), que é fixado de forma articulada através do braço deslizante (49) por meio de um pino de articulação (50) a uma extremidade de conexão de uma garra (51), em que a dita conexão de articulação compreende ainda uma mola de torção (52). Com esta configuração, quando o cilindro (48) é acionado, o braço deslizante (49) é deslizado de modo que a garra (51) se mova através da guia (46) da estrutura da garra (43), até que dita garra saia da dita guia e acionar a mola de torção (52) faça com que a garra gire através da junta pivotante e se abra, para ser capaz de arranjar a garra adjacente ao meio de união do revestimento. Posteriormente, o cilindro é novamente acionado no sentido inverso, fazendo com que a garra suba através da guia da garra (46) da estrutura da garra, fazendo com que se mova e se feche, enganchando o meio de agarre do revestimento para seu movimento seguro até o ponto onde será disposto pelo manipulador robótico (35).

[0053] A coluna rotativa (37), que é a base do manipulador robótico (35), permite girar todo o manipulador robótico, em diferentes posições para permitir o alcance dos revestimentos fixados em diferentes posições na cobertura interna do moinho, enquanto os primeiro e segundo braços de oscilação (38, 39) permitem que a ferramenta de manuseio de revestimento (5) seja transferida para os diferentes pontos de trabalho no moinho. O pulso (40) permite girar e/ou rotacionar e orientar a ferramenta de manuseio de revestimento (5) em função do ponto de captação do revestimento, em que adicionalmente os meios de garra (47) da ferramenta pivotam e garantem a pega e posição do revestimento.

[0054] Como pode ser visto na figura N ° 9, o sistema de articulação pivotante entre a viga telescópica (9) e a viga pivotante (17) permite fornecer um eixo de rotação adicional ao sistema para a substituição de revestimentos (1) , que em operação permite o movimento da viga pivotante (17) em relação à viga telescópica (19) em um ângulo de aproximadamente 180 ° graus, mediante acionamento de pelo menos um dos cilindros (22), que através do movimento do braço move a viga pivotante (17), girando-a, como um resultado da união pivotante configurada no encaixe do cilindro (23) e o conjunto da junta pivotante, como pode ser visto na figura nº 5D, desta forma, de acordo com o grau de acionamento do respectivo cilindro, consegue-se uma rotação em um ângulo determinado da viga pivotante (17) em relação à viga telescópica (9).

[0055] O sistema de visão artificial (6) compreende preferencialmente uma câmera de triangulação a laser, cujo sistema de aquisição é baseado na triangulação a laser, adquirindo informação espacial de seu ambiente, em que dita informação adquirida é processada através de um computador, também compreendendo um CLP, que integra a pelo menos um câmera e seu computador com o sistema de controle de posicionamento da viga pivotante (17) e o manipulador robótico (25), para atingir a posição específica capturada pelas câmeras, sendo que através do CLP passam os dados de posição e orientação angular, para transmiti-los ao manipulador robótico (35) e controlá-lo.

[0056] Desta forma, o pelo menos um sistema de manipulador robótico (4) dos revestimentos compreende uma configuração de pelo menos 7 graus de liberdade, ou seja, possui pelo menos 7 eixos ou juntas articuladas entre eles, o que permite que cada um dos elementos realize um movimento diferente ou em posições ou direções diferentes em relação ao outro, o que permite que a ferramenta de manuseio de revestimento (5) seja orientada de acordo com o ponto onde o revestimento é obtido, mova a ferramenta para diferentes pontos de trabalho e / ou permita girar toda a manipulação robótica para diferentes posições dentro do moinho, para acessar as diferentes posições onde a substituição dos revestimentos é necessária.

[0057] Pelo menos uma viga pivotante (17) permite que o manipulador robótico (35) alcance a superfície do manto pelo interior do moinho. Por outro lado, a viga telescópica (9) se move axialmente ao longo do moinho, permitindo que o manipulador robótico entre e saia deste, enquanto o motor permite que pelo menos um carro móvel (15) seja movido na viga telescópica, a qual tem pelo menos um compartimento, do tipo plataforma, onde o manipulador robótico (35) pode depositar os revestimentos removidos e / ou uma empilhadeira ou outro sistema de carregamento permite que no exterior do moinho os novos revestimentos sejam carregados, ou seja, o carro móvel (15) permite que os revestimentos sejam transferidos de dentro ou de fora do moinho. O sistema de visão artificial (6) pode compreender um sistema de câmera estéreo, que por sobreposição de imagens realiza uma captura 3D da área de trabalho, onde dita informação adquirida é processada através de um computador, o qual identifica e localiza os pontos de interesse, informação que é enviada para o CLP para posterior transmissão ao manipulador robótico (35) para seu posicionamento final.

[0058] O sistema de controle (7) permite operar e controlar o sistema de substituição de revestimentos (1) da presente invenção, onde dito dispositivo corresponde a um grupo de gabinetes que têm a função de fornecer energia e controlar o sistema, além de possuir controles para seu comando e monitoramento. Os gabinetes que compreendem o sistema de controle (7) correspondem a pelo menos um quadro de alimentação ou TDF, placa de controle ou TDC, gabinetes de controle do manipulador, placa de detecção de posição TDP e a interface homem-máquina ou IHM, sensores indutivos, codificador, entre outros meios de controle.

[0059] O quadro TDF corresponde ao gabinete que contém os elementos de proteção contra sobretensões, proteções para equipamentos elétricos do gabinete de controle, o gabinete de controle local do manipulador robótico, equipamentos como o próprio manipulador robótico e o painel de operação IHM (interface homem máquina). Além disso, existe a barra monopolar para a distribuição elétrica aos diferentes elementos e / ou armários. Possui chave seccionadora principal termomagnética monofásica para abertura ou fechamento do circuito de entrada de energia elétrica, bem como luzes piloto.

[0060] Os gabinetes de controle do manipulador contêm principalmente os drives necessários para acionar cada servomotor dos manipuladores robóticos e estão conectados ao TDC geral. Um ou mais gabinetes de controle são necessários para a funcionalidade do aparelho.

[0061] O TDC corresponde a uma placa para alojar os componentes encarregados de controlar o sistema, a base deste gabinete é o seu controlador principal, a memória interna e a gestão de um módulo de entrada digital.

[0062] O gabinete de detecção de posição TDP contém um computador que conecta e recebe sinais do sistema de visão artificial (6), que captura a posição interna dos revestimentos com alta precisão, dados que o computador processa e envia os sinais para o TDC, para posicionar os manipuladores robóticos, com suas rotinas de inserção e / ou retirada de revestimentos.

[0063] O principal objetivo do sensor indutivo é determinar o limite de deslocamento da viga telescópica (9) e determinar se as garras (51) da ferramenta de manuseio de revestimento (5) estão abertas ou fechadas e o codificador tem como objetivo determinar a posição da viga pivotante (17) cada vez que houver um deslocamento desta.

[0064] A IHM corresponde ao painel para monitoramento e controle online do processo com conexão ao controlador principal. Os terminais permitem a entrada de dados do operador por meio de uma tela, um ou dois controles remotos e botões para ativar a abertura e fechamento da ferramenta de manuseio de revestimento.

[0065] Adicionalmente, há uma arquitetura de segurança que é formada por um controlador que monitora todos os sinais de segurança do dispositivo, paradas de emergência e torque. As paradas de emergência são do tipo SETA e ficam no painel de operação e nas laterais das entradas. A ativação das paradas de emergência faz com que o dispositivo pare. O restabelecimento de uma parada de emergência por si só, não deixa o dispositivo em condições de voltar a funcionar, sendo sempre necessário o reconhecimento da parada de emergência pelo operador. O reset das paradas de emergência é realizado na área onde foi acionado, mas o reconhecimento das paradas de emergência é feito através da tela de operação.

[0066] O procedimento para a substituição dos revestimentos, inclui a colocação do sistema (1) no local, com a viga telescópica (9) dentro do moinho e, portanto, também os manipuladores robóticos (35), para posteriormente alimentar os revestimentos através do sistema de alimentação do revestimento, posicionar constantemente o revestimento no carro móvel, que é movido em direção ao interior do moinho, posicionando-o nas proximidades do manipulador robótico (35) de modo que possa ser retirado sem dificuldade.

O movimento do carro móvel é controlado por sistema motorizado e sensorizado, permitindo que esta etapa seja totalmente automática desde a entrada do moinho.

Posteriormente, é realizada a etapa de detecção do revestimento no carro móvel, que é realizada pelo manipulador robótico (35), quando o carrinho móvel é posicionado no final do curso ou trilho de deslocamento que compõe a viga telescópica (9), por meio do sistema de visualização artificial (6) identificando a posição e tipo de revestimento determinado automaticamente de onde o revestimento deve ser mantido para inserção.

Por meio de câmeras capazes de captar informações espaciais do ambiente, por exemplo, por meio de triangulação a laser ou por luz estruturada, é feita a varredura do manto da superfície interna do moinho, possibilitando nesta etapa identificar com alta precisão onde deve ser inserido o revestimento, indicando ao manipulador robótico as coordenadas espaciais e angulares dos pontos necessários para inserir o revestimento, em que o sistema de visão artificial indica o ponto de inserção, permitindo assim reduzir o tempo do processo em 10% do atual processo realizado manualmente, garantindo também a correta inserção de cada revestimento.

[0067] Uma vez completada a inserção do revestimento, da área de trabalho do manipulador robótico (35), a viga telescópica é movido automaticamente para acessar o resto da área interna do moinho, repetindo a operação até toda a área de interesse ou mudança ser concluída.

[0068] O processo de remoção do revestimento contempla as mesmas etapas do processo descrito acima, porém realizado de forma inversa, tendo em vista que o objetivo principal é a remoção do revestimento, começando com a detecção do mesmo no espaço, sendo que o revestimento pode ser tomado diretamente do manto ou da superfície do material interior do moinho, e em seguida retirado de sua posição e deixado com segurança no carro móvel para sua extração do interior do moinho.

[0069] Por meio da configuração da presente invenção, o aparelho pode ser operado de fora do moinho de forma automatizada, evitando assim que o pessoal esteja dentro do moinho realizando a operação de manuseio do revestimento, bem como fornecendo ao manipulador robótico a configuração necessária para melhorar a operação de manuseio por ter um maior grau de liberdade e / ou flexibilidade em seus movimentos, proporcionando ao procedimento um maior grau de certeza e eficiência, em relação ao equipamento utilizado na técnica.

[0070] Embora a configuração do sistema de substituição de revestimento para um moinho usado para moagem de minério aqui descrito constitua uma concretização preferencial desta invenção, deve ser entendido que a invenção não está limitada a esta forma específica do sistema de substituição de revestimento, uma vez que podem ser feitas alterações sem se afastar do âmbito da invenção, tal como definido nas reivindicações anexas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. SISTEMA DE SUBSTITUIÇÃO DE REVESTIMENTOS,

CUJA CONFIGURAÇÃO PERMITE A RETIRADA E INTRODUÇÃO

AUTOMATIZADA DE REVESTIMENTOS DE UM MOINHO DE MOAGEM MINERAL CARACTERIZADO por compreender pelo menos uma estrutura de suporte (2), pelo menos um sistema de alimentação e movimentação de revestimento (3), pelo menos um sistema robótico de manipulação de revestimento (4), pelo menos uma ferramenta de manuseio de revestimento (5), pelo menos um sistema de visão artificial (6) e pelo menos um sistema de controle (7).

2. SISTEMA DE SUBSTITUIÇÃO DE REVESTIMENTOS,

CUJA CONFIGURAÇÃO PERMITE A RETIRADA E INTRODUÇÃO

AUTOMATIZADA DE REVESTIMENTOS DE UM MOINHO DE MOAGEM MINERAL, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por a estrutura de suporte (2) compreender ao menos um corpo ou base de suporte (8) sobre o qual pelo menos uma viga telescópica (9) é suportada.

3. SISTEMA DE SUBSTITUIÇÃO DE REVESTIMENTOS,

CUJA CONFIGURAÇÃO PERMITE A RETIRADA E INTRODUÇÃO

AUTOMATIZADA DE REVESTIMENTOS DE UM MOINHO DE MOAGEM MINERAL, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por a viga telescópica (9) compreender meio de deslocamentos (10) configurados por uma série de rolamentos (11) dispostos ao longo de uma viga de trilho (12) fixada à base ou corpo de suporte (8), em que a dita viga telescópica (9) compreende trilhos ao longo de uma posição de suas faces laterais (13) que são acoplados aos ditos rolamentos (11).

4. SISTEMA DE SUBSTITUIÇÃO DE REVESTIMENTOS,

CUJA CONFIGURAÇÃO PERMITE A RETIRADA E INTRODUÇÃO

AUTOMATIZADA DE REVESTIMENTOS DE UM MOINHO DE MOAGEM MINERAL, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por o sistema de alimentação e movimentação dos revestimentos (3) compreender trilhos (14) através dos quais se desloca um carro móvel (15) que inclui rolamentos (11).

5. SISTEMA DE SUBSTITUIÇÃO DE REVESTIMENTOS,

CUJA CONFIGURAÇÃO PERMITE A RETIRADA E INTRODUÇÃO

AUTOMATIZADA DE REVESTIMENTOS DE UM MOINHO DE MOAGEM MINERAL, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por a viga telescópica (9) compreender o referido sistema de alimentação e o movimentação dos revestimentos (3) configurado em uma face superior de dita viga (9) de forma que os revestimentos são depositados mediante um equipamento de transporte, sobre dito carro móvel (15), acionado para transladar o revestimento por um percurso ao longo da viga telescópica (9) desde uma extremidade (16) que se encontra unida a uma viga pivotante (17) para posicionar os revestimentos adjacentes ao sistema de manuseio robótico (4).

6. SISTEMA DE SUBSTITUIÇÃO DE REVESTIMENTOS,

CUJA CONFIGURAÇÃO PERMITE A RETIRADA E INTRODUÇÃO

AUTOMATIZADA DE REVESTIMENTOS DE UM MOINHO DE MOAGEM MINERAL, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por a viga telescópica (9) compreender na extremidade (16) uma junta pivotante (18) associada a uma junta pivotante (19) da viga pivotante (17) formando um conjunto de articulação do tipo macho e fêmea.

7. SISTEMA DE SUBSTITUIÇÃO DE REVESTIMENTOS,

CUJA CONFIGURAÇÃO PERMITE A RETIRADA E INTRODUÇÃO

AUTOMATIZADA DE REVESTIMENTOS DE UM MOINHO DE MOAGEM

MINERAL, de acordo com as reivindicações 2 3, 5 e 6, CARACTERIZADO por a viga telescópica (9) compreender ainda em dita extremidade (16) ao menos um alojamento (20) para ao menos um atuador (21), como um cilindro de acionamento hidráulico, que por uma de suas extremidades é fixado a um suporte de cilindro (22) disposto no alojamento (20) e em sua extremidade oposta é fixado a um conjunto de encaixe de cilindro (23) que compreende a viga pivotante (17), em que cada uma das extremidades do cilindro, tanto no ponto de junção do braço fixo (31) quanto no braço extensível (32) do cilindro, compreende um sistema de união formado por um rolamento de esfera (28), de modo que as referidas extremidades (31) e (32) são fixadas ao suporte do cilindro (22), bem como ao conjunto de encaixe do cilindro (23) através dos pinos (33) para assim formar um acionamento de movimento de junta pivotante ou rotativa.

8. SISTEMA DE SUBSTITUIÇÃO DE REVESTIMENTOS,

CUJA CONFIGURAÇÃO PERMITE A RETIRADA E INTRODUÇÃO

AUTOMATIZADA DE REVESTIMENTOS DE UM MOINHO DE MOAGEM MINERAL, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por o sistema (1) ainda compreender um conjunto de junta pivotante configurado entre a junta da extremidade (16) da viga telescópica (9) e a extremidade (24) da viga pivotante (17) compreendendo um sistema de união formado por pelo menos uma união macho (25) e por pelo menos uma união fêmea (26), que compreendem orifícios passantes (27), onde pelo menos um dos ditos orifícios passantes (27) compreende pelo menos um mancal esférico (28), de modo que no momento de acoplar as ditas juntas os orifícios passantes são alinhados entre si e um pino de articulação (29) em conjunto com o mancal esférico (28) formam ao menos uma junta pivotante ou rotativa.

9. SISTEMA DE SUBSTITUIÇÃO DE REVESTIMENTOS,

CUJA CONFIGURAÇÃO PERMITE A RETIRADA E INTRODUÇÃO

AUTOMATIZADA DE REVESTIMENTOS DE UM MOINHO DE MOAGEM MINERAL, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por o sistema manipulador robótico (4) dos revestimentos compreender um manipulador robótico (35) conformado por uma base (36) que é fixada a uma superfície de montagem de uma viga da estrutura do sistema, onde a dita base (36) é montada em uma coluna rotativa (37), um braço de oscilação (38), um braço (39) e um pulso (40) ao qual é montada pelo menos uma ferramenta para manuseio de revestimentos (5), o manipulador robótico compreendendo um sistema de instalação elétrica (41) e um compensador de peso (42).

10. SISTEMA DE SUBSTITUIÇÃO DE REVESTIMENTOS,

CUJA CONFIGURAÇÃO PERMITE A RETIRADA E INTRODUÇÃO

AUTOMATIZADA DE REVESTIMENTOS DE UM MOINHO DE MOAGEM MINERAL, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por a ferramenta de manuseio de revestimento (5) compreender uma estrutura de garra (43) e meios de garra (47) de acionamento.

11. SISTEMA DE SUBSTITUIÇÃO DE REVESTIMENTOS,

CUJA CONFIGURAÇÃO PERMITE A RETIRADA E INTRODUÇÃO

AUTOMATIZADA DE REVESTIMENTOS DE UM MOINHO DE MOAGEM MINERAL, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por o sistema de visão artificial (6) compreender preferencialmente uma câmera de triangulação a laser, cujo sistema de aquisição é baseado na triangulação a laser, adquirindo informação espacial de seu ambiente, em que dita informação adquirida é processada através de um computador, também compreendendo um CLP, que integra as câmeras e seu computador com o sistema de controle de posicionamento da viga pivotante (17) e o manipulador robótico (25), para atingir a posição específica capturada pelas câmeras, sendo que através do CLP passam os dados de posição e orientação angular, para transmiti-los ao manipulador robótico (35) e controlá-lo.

12. SISTEMA DE SUBSTITUIÇÃO DE REVESTIMENTOS,

CUJA CONFIGURAÇÃO PERMITE A RETIRADA E INTRODUÇÃO

AUTOMATIZADA DE REVESTIMENTOS DE UM MOINHO DE MOAGEM MINERAL, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por o sistema de visão artificial (6) pode compreender um sistema de câmera estéreo, que por sobreposição de imagens realiza uma captura 3D da área de trabalho, onde dita informação adquirida é processada através de um computador, o qual identifica e localiza os pontos de interesse, informação que é enviada para o CLP para posterior transmissão ao manipulador robótico (35) para seu posicionamento final.

13. SISTEMA DE SUBSTITUIÇÃO DE REVESTIMENTOS,

CUJA CONFIGURAÇÃO PERMITE A RETIRADA E INTRODUÇÃO

AUTOMATIZADA DE REVESTIMENTOS DE UM MOINHO DE MOAGEM MINERAL, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por o sistema de controle (7) compreender um grupo de gabinetes que tem a função de prover energia e controlar o sistema, além de possuir controles para seu comando e monitoramento e incluir pelo menos um painel de alimentação ou TDF, painel de controle ou gabinetes de controle do manipulador TDC, placa de detecção de posição TDP e interface homem-

máquina IHM, sensores indutivos, codificador, entre outros meios de controle, onde a placa de detecção de posição TDP contém um computador que conecta e recebe sinais do sistema de visão artificial (6) que captura a posição interna dos revestimentos com alta precisão, dados que o computador processa e envia os sinais para o TDC para posicionar o manipuladores robóticos, com suas rotinas de inserção e / ou retirada de revestimentos, e onde o sensor indutivo tem como objetivo principal determinar o limite de deslocamento para o feixe telescópico (9) e determinar se as garras (51) da ferramenta de manuseio de revestimento (5) estão abertas ou fechadas e o encoder visa determinar a posição da viga pivotante (17) cada vez que houver um deslocamento desta.

14. SISTEMA DE SUBSTITUIÇÃO DE REVESTIMENTOS,

CUJA CONFIGURAÇÃO PERMITE A RETIRADA E INTRODUÇÃO

AUTOMATIZADA DE REVESTIMENTOS DE UM MOINHO DE MOAGEM MINERAL CARACTERIZADO por compreender pelo menos uma viga pivotante (17) que compreende uma junta pivotante em uma extremidade (24) e na segunda extremidade (30) compreender uma superfície de montagem (34) para fixação de ao menos um manipulador robótico (35) constituído por uma base (36) que é fixada em uma superfície de montagem de uma viga da estrutura do sistema, em que em dita base (36) é montada uma coluna rotativa (37), um braço de oscilação (38), um braço (39) e um pulso (40) no qual é montada pelo menos uma ferramenta de manipulação de revestimento (5), o manipulador robótico compreende um sistema de instalação elétrica (41) e um compensador de peso (42), em que o sistema de manipulação robótica ainda incorpora um meio de detecção da posição do revestimento configurado por pelo menos um sistema de visão artificial (6) que é baseado em técnicas de visão artificial usando o uso de câmeras de triangulação a laser (42) através das quais é realizada uma varredura do manto da superfície interna do moinho para determinar a posição em que o revestimento deve ser inserido, sendo o referido sistema de visão artificial capaz de fornecer a distância e o ângulo da sucessão de furos, de modo que o manipulador robótico (35) tome a decisão de inserção e abordagem.

15. SISTEMA DE SUBSTITUIÇÃO DE REVESTIMENTOS,

CUJA CONFIGURAÇÃO PERMITE A RETIRADA E INTRODUÇÃO

AUTOMATIZADA DE REVESTIMENTOS DE UM MOINHO DE MOAGEM MINERAL, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO por o manipulador robótico compreender pelo menos 6 graus de liberdade.

16. FERRAMENTA DE MANUSEIO DE REVESTIMENTO PARA

SER USADA EM UM SISTEMA DE SUBSTITUIÇÃO DE REVESTIMENTO

AUTOMATIZADO EM UM MOINHO USADO PARA MOAGEM MINERAL CARACTERIZADA por compreender uma estrutura de garra (43) que inclui um suporte de placa (44) que possui meios de fixação para poder ser fixado a pelo menos um manipulador, onde a referida estrutura de garra compreende ainda uma placa de base (45) compreendendo guias (46) para os meios de garra (47) que estão dispostos na estrutura de garra (43) para sua fixação e atuação para agarrar os revestimentos para ser mudados.

17. FERRAMENTA DE MANUSEIO DE REVESTIMENTO PARA

SER USADA EM UM SISTEMA DE SUBSTITUIÇÃO DE REVESTIMENTO AUTOMATIZADO EM UM MOINHO USADO PARA MOAGEM MINERAL, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADA por os meios de garra (47) compreenderem um cilindro (48) que é fixado de forma articulada através do braço deslizante (49) por meio de um pino de articulação (50) a uma extremidade de junta de uma garra (51), em que a referida junta de articulação compreende ainda uma mola de torção (52).

18. PROCEDIMENTO PARA A SUBSTITUIÇÃO DE REVESTIMENTO DE MOINHO CARACTERIZADO por incluir as etapas de posicionamento do sistema no local, introdução da viga telescópica no interior do moinho com os manipuladores robóticos inseridos nela, uma vez a viga dentro é inserido o revestimento a ser trocado que é movimentado pelo o carro móvel até a vizinhança do manipulador robótico, mediante visão a posição do revestimento a ser instalado é detectada e o manipulador robótico automaticamente pega e move o revestimento para a posição de montagem, o que é feito com as equações que descrevem a geometria do moinho, a identificação da posição e do tipo de revestimento é realizada por meio de um sistema de visualização artificial para determinar automaticamente onde o revestimento deve ser mantido para inserção, a varredura do manto da superfície interna do moinho usando câmeras capazes de adquirir informações espaciais do ambiente para identificar o local onde o revestimento deve ser inserido, introdução do revestimento no local determinado pelo manipulador robótico com base nas trajetórias que ele gera ao receber as coordenadas espaciais.

19. PROCEDIMENTO PARA A SUBSTITUIÇÃO DE REVESTIMENTO DE MOINHO, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO por o sistema ser teleoperado exteriormente ao moinho.