CN110170981A - 一种用于矿热炉捣炉的工业机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于矿热炉捣炉的工业机械手，包括平台车，平台车的底部分别设置有平台车行走装置和永磁盘。本发明的矿热炉的捣炉工业机械手，其采用旋转机构的左右旋转、第一臂的前倾后倾转动角度、第二臂的前倾后倾转动角度和伸缩组件的前后伸缩长度实现矿热炉生产过程的自动捣炉，改变了传统的捣炉工艺；采用电磁屏蔽技术，实现在强电磁场环境下矿热炉捣炉系统的自动控制，保证矿热炉生产过程中捣炉的快速、均匀、平稳、彻底；采用智能模拟技术，降低工人劳动强度，避免了在捣炉过程中，处理刺火慢，炉况波动大，热停炉频繁等现象；通过该捣炉工业机械手恢复炉况快，优化生产指标；实现捣炉的智能、高效、节能及清洁化。
Description
技术领域
本发明属于冶金行业矿热炉冶炼中的一种工具技术领域，具体涉及一种用于矿热炉捣炉的工业机械手。
背景技术
捣炉是矿热炉冶炼过程中的一道工序，是矿热炉生产过程中主要的一部分，是炉况恢复的必要条件。通常情况下每台矿热炉共设三项电极，每相电极刺火时，将大铲放在三角支架的定滑轮上，通过来回拉动或举起对刺火进行处理。采用此种方法在捣炉时，必须先将大铲放好，人将大铲来回拉动或举起，直到刺火处理结束为止。其中，大铲由钢管及一小块钢板组成，在实际生产中，根据现场需要焊接而成。现有的方法不仅工人的劳动强度大、捣炉慢、捣炉不彻底，炉况恢复效果不理想，而且导致炉况波动大，刺火严重，热停炉频繁，影响炉况及生产指标。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术中捣炉不彻底，刺火严重、炉况恢复慢且面临高温、高粉尘、高磁场的问题，有效解决了现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于矿热炉捣炉的工业机械手，包括平台车，所述平台车的底部分别设置有平台车行走装置、永磁盘和和液压系统，所述平台车的内部分别设置旋转机构和第一伺服电机，所述旋转机构与第一伺服电机的转轴固定连接，所述平台车的顶部分别设置有第一关节组件和液压油泵，所述第一关节组件的表面铰接有第一臂，所述第一关节组件通过第一臂铰接有第二关节组件，所述第二关节组件的一侧通过法兰活动连接有伸缩组件，所述伸缩组件的内部设置有液压油缸，所述伸缩组件的一侧通过法兰活动连接有第二臂，所述伸缩组件通过第二臂活动连接有液压夹爪组件，所述液压夹爪组件的一侧设置有第三臂，所述液压夹爪组件通过第三臂活动连接有大铲组件
优选的，所述液压夹爪组件包括夹爪本体、夹爪软轴和夹爪驱动马达，所述夹爪本体包括夹爪外壳、夹爪输入轴、第一夹爪锥齿轮、夹爪丝杆、夹爪一、夹爪滑块一和夹爪滑轨，所述夹爪驱动马达与夹爪外壳的表面固定连接，所述夹爪驱动马达的输出端贯穿夹爪外壳并延伸至夹爪外壳的内部与夹爪输入轴固定连接。
优选的，所述液压夹爪组件还包括夹爪扭矩限制器，所述夹爪驱动马达通过夹爪扭矩限制器与夹爪软轴固定连接。
优选的，所述第三臂与液压夹爪组件的内壁活动连接，所述第三臂从液压夹爪组件的中心线伸出。
优选的，所述大铲组件进行了喷涂及热处理工艺。
优选的，所述第一关节组件包括第一关节组件驱动底座、第一关节组件驱动伺服马达和第一关节组件驱动连接件，所述第一关节组件底座与平台车铰接，所述平台车的顶部固定连接有第一伺服马达，所述第一伺服马达的转轴和第一关节组件的转轴位于平台车的内部基于齿轮连接传动。
优选的，所述第二关节组件包括第二关节组件驱动底座、第二关节组件驱动伺服马达和第二关节组件驱动连接件，所述第二关节组件底座与第一臂铰接，所述第一臂的表面固定连接有第二伺服马达，所述第二伺服马达的转轴和第二关节组件的转轴位于第一臂的内部基于齿轮连接传动。
优选的，所述旋转机构的旋转角度范围为0~±60º，所述第一臂的前倾后倾转动角度范围为0~±20º，所述第二臂的前倾后倾转动角度范围为0~±45º，所述伸缩组件的伸缩距离不大于3000mm，通过旋转机构的左右旋转、第一臂的前倾后倾转动角度、第二臂的前倾后倾转动角度和伸缩组件的前后伸缩长度来控制捣炉工业机械手对炉膛的不同区域进行捣炉。
优选的，具有智能一键模式能够实现全自动对整个炉膛进行准确高效捣炉。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明的矿热炉的捣炉工业机械手，其采用旋转机构的左右旋转、第一臂的前倾后倾转动角度、第二臂的前倾后倾转动角度和伸缩组件的前后伸缩长度实现矿热炉生产过程的自动捣炉，改变了传统的捣炉工艺；采用电磁屏蔽技术，实现在强电磁场环境下矿热炉捣炉系统的自动控制，保证矿热炉生产过程中捣炉的快速、均匀、平稳、彻底；采用智能模拟技术，降低工人劳动强度，避免了在捣炉过程中，处理刺火慢，炉况波动大，热停炉频繁等现象；通过该捣炉工业机械手恢复炉况快，优化生产指标；实现捣炉的智能、高效、节能及清洁化。
附图说明
图1是本发明结构原理图；
图2是本发明的电气控制原理图；
图3是本发明的电气控制连接图。
图中所示：1.永磁盘、2.旋转机构、3.第一伺服电机、4.平台车行走装置、5.平台车、6.液压系统、7.液压油泵、8.第一伺服马达、9.第一关节组件、10.第一臂、11.第二伺服马达、12.第二关节组件、13.液压油缸、14.伸缩组件、15.第二臂、16.液压夹爪组件、17.第三臂、18.大铲组件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如附图1-3所示，一种用于矿热炉捣炉的工业机械手，包括平台车5，平台车5的底部分别设置有平台车行走装置4、永磁盘1和和液压系统6，平台车5的内部分别设置旋转机构2和第一伺服电机3，旋转机构2的旋转角度范围为0~±60º，第一臂10的前倾后倾转动角度范围为0~±20º，第二臂15的前倾后倾转动角度范围为0~±45º，伸缩组件14的伸缩距离不大于3000mm，通过旋转机构2的左右旋转、第一臂10的前倾后倾转动角度、第二臂15的前倾后倾转动角度和伸缩组件14的前后伸缩长度来控制捣炉工业机械手对炉膛的不同区域进行捣炉，旋转机构2与第一伺服电机3的转轴固定连接，平台车5的顶部分别设置有第一关节组件9和液压油泵7，第一关节组件9包括第一关节组件驱动底座、第一关节组件驱动伺服马达和第一关节组件驱动连接件，第一关节组件底座与平台车5铰接，平台车5的顶部固定连接有第一伺服马达8，第一伺服马达8的转轴和第一关节组件9的转轴位于平台车5的内部基于齿轮连接传动，第一关节组件9的表面铰接有第一臂10，第一关节组件9通过第一臂10铰接有第二关节组件12，第二关节组件12包括第二关节组件驱动底座、第二关节组件驱动伺服马达和第二关节组件驱动连接件，第二关节组件底座与第一臂10铰接，第一臂10的表面固定连接有第二伺服马达11，第二伺服马达11的转轴和第二关节组件12的转轴位于第一臂10的内部基于齿轮连接传动，第二关节组件12的一侧通过法兰活动连接有伸缩组件14，伸缩组件14的内部设置有液压油缸7，伸缩组件14的一侧通过法兰活动连接有第二臂15，伸缩组件14通过第二臂15活动连接有液压夹爪组件16，液压夹爪组件16包括夹爪本体、夹爪软轴和夹爪驱动马达，夹爪本体包括夹爪外壳、夹爪输入轴、第一夹爪锥齿轮、夹爪丝杆、夹爪一、夹爪滑块一和夹爪滑轨，夹爪驱动马达与夹爪外壳的表面固定连接，夹爪驱动马达的输出端贯穿夹爪外壳并延伸至夹爪外壳的内部与夹爪输入轴固定连接，液压夹爪组件16还包括夹爪扭矩限制器，夹爪驱动马达通过夹爪扭矩限制器与夹爪软轴固定连接，第三臂17与液压夹爪组件16的内壁活动连接，第三臂17从液压夹爪组件16的中心线伸出，液压夹爪组件16的一侧设置有第三臂17，液压夹爪组件16通过第三臂17活动连接有大铲组件18，大铲组件18进行了喷涂及热处理工艺。
使用时，平台车5通过平台车行走装置4在轨道上行走至矿热炉大炉门前指定位置，启动永磁盘1在轨道两侧吸附固定，保证矿热炉捣炉的工业机械手作业期间稳固可靠；在使用过程中，大铲组件18头烧损时，由于大铲组件18与第三臂17的连接采用法兰连接没有焊接，可随时快捷的更换备用大铲组件18。
本发明的电气控制由CPU主控制箱、伺服电机控制箱、伺服马达控制箱、平台车行走装置控制箱、手持操作箱、油缸控制箱组成，平台车行走装置4由一台三相异步电动机、减速机、联轴器、离合器、行走车轮等部件驱动前后行走，旋转机构2由PLC+伺服驱动器+伺服电机+伺服减速机+联轴器+回转驱动等部件组成，布料机旋转速度及角度由程序设定，第一臂10由PLC+伺服驱动器+伺服马达+第一关节组件9组成，第一臂10的转动倾斜速度、角度均由程序设定控制，第一伺服马达8驱动第一臂10倾斜转动，第二臂15由PLC+伺服驱动器+第二伺服马达11+第二关节组件12组成，第二臂15的转动倾斜速度、角度均由程序设定控制，第二伺服马达11驱动第二臂15倾斜转动，伸缩组件14由PLC+伸缩驱动机构的液压油缸13+花键轴等组成，通过液压油缸13的伸缩驱动花键轴轴向平稳移动，液压油缸13的伸缩速度、伸缩长度均由程序设定控制，液压夹爪组件16由PLC+夹爪本体、夹爪软轴、夹爪驱动马达等组成，大铲组件18由大铲组件本体+扎眼装置组成。
本发明的旋转机构2左右旋转、第一臂10前倾后倾转动、第二臂15前倾后倾转动与伸缩组件14的伸缩可同时进行，可以通过人工控制矿热炉捣炉的工业机械手旋转角度以及伸缩组件14伸出长度来对不同位置进行捣炉，捣炉过程中旋转机构2的左右旋转、第一臂10和第二臂15前倾后倾转动速度连续可调、转速由软件设定、伸缩组件14伸缩速度由软件设定，捣炉过程可用本地、远程两种操作方式完成加料，矿热炉捣炉的工业机械手在手动状态下，速度可以通过手柄上的旋钮进行人为调节，可在控制箱和手柄上完成两地控制，矿热炉捣炉的工业机械手可以前进、后退、停止，运行速度由程序设定，可在控制箱和手柄上完成两地控制，电极三角区外，矿热炉捣炉的工业机械手伸缩组件14伸缩的长度，具有断电自锁功能，设有极限位置保护，初始原点检测和电极位置检测，矿热炉捣炉的工业机械手在手动状态下可以左右旋转、前倾后倾转动、停止，运动速度由程序预先设定，具有极限位置保护和原点位置检测。
本发明具有智能一键模式，当矿热炉料面的透气性不好需要捣炉时，平台车5通过平台车行走装置4在轨道上行走至矿热炉大炉门前指定位置，启动永磁盘1在轨道两侧吸附固定后，启动智能一键模式按钮，机械手按照设定的软件程序进行作业，第一臂10通过第一关节组件9向前倾斜转动至大铲组件18头部邻近料面后停止，第二臂15通过第二关节组件12向前倾斜转动将大铲组件18调整到能够插入需要捣炉料面以下的角度，进一步伸缩组件14通过液压油缸13驱动花键轴伸出将大铲组件18头部插入料面扎眼，第二臂15通过第二关节组件12向后倾斜转动实现扎眼捣炉过程，进一步通过旋转机构2左右转动进入下一个区域重复以上动作，相邻两个动作的旋转角度、旋转速度、重复次数均由程序设定，每一次捣炉的扇形区域由程序设定，可在控制箱和手柄上完成两地控制，具有断电自锁功能，设有极限位置保护，初始原点检测和运行极限位置检测，整个捣炉过程，时间短，且无死角，能够实现对整个炉膛的准确高效捣炉。
本发明在捣炉工作时，出现炉刺火、塌料特殊紧急情况时，可以切换到手动模式，进行指定区域的捣炉工作。
Claims (9)
1.一种用于矿热炉捣炉的工业机械手，包括平台车（5），其特征在于：所述平台车（5）的底部分别设置有平台车行走装置（4）、永磁盘（1）和液压系统（6），所述平台车（5）的内部分别设置旋转机构（2）和第一伺服电机（3），所述旋转机构（2）与第一伺服电机（3）的转轴固定连接，所述平台车（5）的顶部分别设置有第一关节组件（9）和液压油泵（7），所述第一关节组件（9）的表面铰接有第一臂（10），所述第一关节组件（9）通过第一臂（10）铰接有第二关节组件（12），所述第二关节组件（12）的一侧通过法兰活动连接有伸缩组件（14），所述伸缩组件（14）的内部设置有液压油缸（13），所述伸缩组件（14）的一侧通过法兰活动连接有第二臂（15），所述伸缩组件（14）通过第二臂（15）活动连接有液压夹爪组件（16），所述液压夹爪组件（16）的一侧设置有第三臂（17），所述液压夹爪组件（16）通过第三臂（17）活动连接有大铲组件（18）。
2.根据权利要求1所述的一种用于矿热炉捣炉的工业机械手，其特征在于：所述液压夹爪组件（16）包括夹爪本体、夹爪软轴和夹爪驱动马达，所述夹爪本体包括夹爪外壳、夹爪输入轴、第一夹爪锥齿轮、夹爪丝杆、夹爪一、夹爪滑块一和夹爪滑轨，所述夹爪驱动马达与夹爪外壳的表面固定连接，所述夹爪驱动马达的输出端贯穿夹爪外壳并延伸至夹爪外壳的内部与夹爪输入轴固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于矿热炉捣炉的工业机械手，其特征在于：所述液压夹爪组件（16）还包括夹爪扭矩限制器，所述夹爪驱动马达通过夹爪扭矩限制器与夹爪软轴固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种用于矿热炉捣炉的工业机械手，其特征在于：所述第三臂（17）与液压夹爪组件（16）的内壁活动连接，所述第三臂（17）从液压夹爪组件（16）的中心线伸出。
5.根据权利要求1所述的一种用于矿热炉捣炉的工业机械手，其特征在于：所述大铲组件（18）进行了喷涂及热处理工艺。
6.根据权利要求1所述的一种用于矿热炉捣炉的工业机械手，其特征在于：所述第一关节组件（9）包括第一关节组件驱动底座、第一关节组件驱动伺服马达和第一关节组件驱动连接件，所述第一关节组件底座与平台车（5）铰接，所述平台车（5）的顶部固定连接有第一伺服马达（8），所述第一伺服马达（8）的转轴和第一关节组件（9）的转轴位于平台车（5）的内部基于齿轮连接传动。
7.根据权利要求1所述的一种用于矿热炉捣炉的工业机械手，其特征在于：所述第二关节组件（12）包括第二关节组件驱动底座、第二关节组件驱动伺服马达和第二关节组件驱动连接件，所述第二关节组件底座与第一臂（10）铰接，所述第一臂（10）的表面固定连接有第二伺服马达（11），所述第二伺服马达（11）的转轴和第二关节组件（12）的转轴位于第一臂（10）的内部基于齿轮连接传动。
8.根据权利要求1所述的一种用于矿热炉捣炉的工业机械手，其特征在于：所述旋转机构（2）的旋转角度范围为0~±60º，所述第一臂（10）的前倾后倾转动角度范围为0~±20º，所述第二臂（15）的前倾后倾转动角度范围为0~±45º，所述伸缩组件（14）的伸缩距离不大于3000mm，通过旋转机构（2）的左右旋转、第一臂（10）的前倾后倾转动角度、第二臂（15）的前倾后倾转动角度和伸缩组件（14）的前后伸缩长度来控制捣炉工业机械手对炉膛的不同区域进行捣炉。
9.根据权利要求1所述的一种用于矿热炉捣炉的工业机械手，其特征在于：具有智能一键模式能够实现全自动对整个炉膛进行准确高效捣炉。
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| PB01 | Publication | ||
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