CN109128128A - 一种钢包下水口和连铸浇钢长水口的定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明为种钢包下水口和连铸浇钢长水口的定位装置，一种用在钢厂连铸浇钢领域的装置，在钢包底部滑板机构上焊接定位钩，定位钩和钢包下水口准确定位；在连铸浇钢用机械手上焊接定位销，定位销和长水口准确定位。当定位钩和定位销咬合时，钢包下水口和机械手长水口在平面上实现准确定位。将钢包下降或机械手上升，使下水口和长水口压紧，即可开始浇钢。此方法避免了人工目视操作条件下高温、粉尘的弊端，也克服了摄像头图像定位偏差大、故障多的缺点，简单可靠。通过在机械手上装备传感器及驱动力矩控制，可以判断左右、前后、上下定位是否完成到位，实现全自动操作。

Description

一种钢包下水口和连铸浇钢长水口的定位装置

本技术涉及用在钢厂连铸领域实现自动化无人操作的技术，即使在高温、粉尘的环境下，也能获得良好的效果。采用在钢包底部滑动机构上焊接定位钩，在长水口机械手上焊接定位销，通过是定位钩和定位销咬合的方法，实现钢包下水口和连铸中间包长水口的准确定位，简单可靠。通过机械手驱动力矩计算和控制，辅助以先进传感器等技术装备，能精确控制机械手的运动，实现连铸无人化浇钢作业。

技术领域

连铸浇钢是钢厂中重要的生产工序，需使用机械手夹持长水口将钢水从钢包注入到中间包。每浇注一炉钢都要进行一次钢包下水口和中间包长水口的对中作业。浇钢作业平台温度高、粉尘大，不仅人工肉眼观察受影响，而且对操作工的身体健康有伤害。在采用计算机图像分析定位技术时，摄像头、辅助定位板、数据采集卡等精密设备不适应钢厂恶劣的现场环境，存在故障多且误差大的问题。本技术不仅省时、省力、环境友好，而且可以进一步发展为连铸自动浇钢装备。

背景技术

连铸中间包浇钢是一项危险、繁重的体力劳动，劳动环境恶劣。工人暴露在室外、靠近钢包受到高温烘烤、开浇时有钢水飞溅烫伤危险，有安全风险。通常每浇一炉钢操作工要到操作室外，通过肉眼观察判断的方法，进行一次钢包下水口和中间包长水口的对中作业，然后将钢水浇注到中间包，完成开浇工作。先进钢厂采用机器人、机器视觉技术进行自动化无人作业，因为现场恶劣的高温、粉尘环境，经常出现摄像头、辅助定位板、数据采集卡、传感器等设备故障，造成生产线停机；因为行车等大型设备运动造成振动影响定位精度，造成定位不准等问题。本技术在钢厂原设备进行现代化改造，设备结构简单、稳定可靠，成本低，适合大规模应用。

发明内容

如图1所示，在钢包(1)的滑板机构(3)上焊接一个定位钩(8)，下水口(2)和滑板机构相对于钢包的位置准确标定好。在机械手(6)上焊接一个定位销(7)，定位销和长水口相对于机械手的位置准确标定好。当机械手从位置C向左运动到B时，完成左右定位；再向前移动到位置A时，定位销和定位钩咬合完成水平定位，相应地长水口和下水口完成对中。机械手安装有传感器，能检测位置和高度，保证钢包和机械手处于不同的高度，使两者不碰撞。当定位销和定位钩接触时，机械手驱动力矩增大，表明定位完成，系统发出报警信息，手动或自动进行下一步操作。

本发明主要包括一个定位销和一个定位钩，以及控制左右、前后、升降的电机及控制系统。滑板机构和机械手一般为钢厂原有设备，控制程序进行改进。

附图说明

图1为定位钩和定位销平面关系图，将钢包下水口和机械手夹持的长水口对中，用于连铸浇钢领域。(1)为钢包，(2)为下水口，(3)为滑板机构， (4)为中间包，(5)长水口，(6)为机械手，(7)为定位销，(8)为定位钩。

图2为定位钩和定位销的立体图。(1)为滑板机构，(2)为下水口。 (3)为长水口，(4)为机械手，(5)为定位板，(6)为定位销。

图3为定位钩和定位销的运动顺序图。(1)为向上顶紧，(2)为前后对中完成，(3)为左右对中完成，(4)为待机位置。

具体实施方式

在钢包底部的滑板机构上，焊接一个定位钩，定位钩和下水口位置准确标定好；在机械手上焊接一个定位销，定位销和长水口位置准确标定好。工作前，将下水口和长水口控制在不同的高度，并且将机械手及定位钩、长水口控制在图1位置C。工作时，先将机械手左移，使定位销碰到定位钩，当驱动电机的力矩明显增大时，停止运动，左右定位完成；再前移定位销，完成前后定位；接着钢包下降或机械手上升，使下水口和长水口压紧。若此时打开钢包滑板，则钢水从钢包注入到中间包，开始浇钢。

Claims (5)

1.图1中，在钢包(1)底部滑板机构(3)上，焊接定位钩(8)，定位钩和下水口(2)准确定位。在机械手(6)上焊接定位销(7)，定位销和长水口(5)准确定位。工作前，机械手处于准备位置C。当钢包到达中间包上方时，钢包和机械手被控制成处于不同的高度，因此下水口和长水口不会触碰。工作时，先将机械手左移，定位销碰到定位钩时，左右定位完成；再向前移，定位销遇到定位钩时，前后定位完成。然后将钢包下降或机械手上升，使下水口和长水口压紧，具备浇钢条件。

2.按权利要求1所述的装置，其特征在于，与钢包滑板机构连接为一体的下水口、定位钩，以及与机械手连接一体的长水口、定位销，虽然是两个不同的运动体，但工作时四者的位置是确定的，只要定位钩和定位销咬合，下水口和长水口就完成了定位。

3.按权利要求1所述的装置，按图3所示，其特征在于，当待机时，下水口和长水口的高度差控制位100～200毫米，因此两者不会触碰。这个高度差是通过承载钢包的承台的位移传感器，以及机械手的升降马达的计数器，或者其他传感器检测并计算得到的。

4.按权利要求1所述的装置，其特征在于机械手的定位销向左及向前运动时，碰到定位钩时是通过驱动马达的力矩突变来判断是否接触的，因此需要实时监测和判断驱动力矩。判断左移、前移碰到定位钩的办法，也可以是在钢包或机械手上新增传感器来检测，如位移传感器、激光测距仪、加速度传感器、高度传感器、机器视觉等。

5.按权利要求1所述的装置，采用在机械手上安装销、杆等机械零件，通过碰触钢包滑板机构或其他部件，实现机械手长水口和钢包下水口定位的方法，都是本专利的保护范围。