CN110625106A - 采用机器人引导的连铸自动化浇钢装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及支承、操纵或更换铸造熔融物容器浇注喷嘴的装置领域，具体为一种采用机器人引导的连铸自动化浇钢装置及其使用方法。一种采用机器人引导的连铸自动化浇钢装置，包括钢包(1)和台车(2)，其特征是：还包括机器人(4)和机械手(5)，机器人(4)和机械手(5)都设于钢包(1)的下部，机器人(4)的导引装置正对钢包(1)底部的长水口端；机器人(4)和机械手(5)通过信号线连接或无线连接。一种采用机器人引导的连铸自动化浇钢装置的使用方法，其特征是：按如下步骤依次实施：① 输送；② 抓取。本发明自动化程度高，适应性强。
Description
技术领域
本发明涉及支承、操纵或更换铸造熔融物容器浇注喷嘴的装置领域，具体为一种采用机器人引导的连铸自动化浇钢装置及其使用方法。
背景技术
随着机器人应用越来越广，在连铸生产现场也有越来越多的机器人承担起繁重的生产工作，从而将操作人员从恶劣、危险的环境中替换出来。
现代的连铸机为实现连续生产，大多采用回转台或横移台车等方式，一般情况下，大包是通过行车调运至回转台或横移台车上，此时的定位精度主要由现场操作人员的操作习惯和操作水平决定，误差在所难免。在连铸中，长水口是指用于钢包与中间包之间，保护钢水不受二次氧化，防止钢流飞溅。目前的生产过程都是采用长水口机械手，操作工现场操作从而完成相应的长水口安装工作，但这个区域高温，高粉尘，高电磁环境，非常危险。为此，在这个区域增加一台机器人，辅助机械手完成相应的水口安装工作，同时，机器人还可独立完成测温、取样以及加覆盖剂等工作。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，提供一种自动化程度高、适应性强的浇铸附属设备，本发明公开了一种采用机器人引导的连铸自动化浇钢装置及其使用方法。
本发明通过如下技术方案达到发明目的：
一种采用机器人引导的连铸自动化浇钢装置，包括钢包和台车，钢包设于台车上，钢包底部设有连接长水口的长水口端，浇铸平台设于台车的运行线路上，其特征是：还包括机器人和机械手，
机器人和机械手都设于钢包的下部，机器人的导引装置正对钢包底部的长水口端；
机械手包括底座、升降缸、摆动缸、摆杆和握爪，底座固定在钢包的下部，升降缸的缸体可转动地设于底座上，摆动缸的缸体固定在升降缸活塞杆的移动端上，摆杆的一端可转动地设于升降缸活塞杆的移动端上，摆动缸活塞杆的移动端连接摆杆的外侧壁，握爪固定在摆杆的摆动端上，握爪正对钢包底部的长水口；
机器人和机械手通过信号线连接或无线连接。
所述的采用机器人引导的连铸自动化浇钢装置，其特征是：升降缸、摆动缸和握爪都选用伺服电机驱动的电动缸或液压缸；
机器人的导引装置选用光学导引装置；
机器人和机械手都设于钢包浇铸平台内弧或外弧的同侧或两侧。
所述的采用机器人引导的连铸自动化浇钢装置的使用方法，其特征是：按如下步骤依次实施：
① 输送：台车将钢包输送至浇铸平台，机器人通过导引装置正对钢包底部长水口端；
② 抓取：若钢包尚未安装长水口，则机器人控制机械手从固定位置抓取长水口并套设至钢包底部的长水口端上；
机器人控制机械手时，升降缸绕自身中心轴线转动，升降缸活塞杆的伸缩驱动摆动缸上下移动，摆动缸活塞杆的伸缩驱动摆杆摆动，摆杆驱动握爪旋转。
所述的采用机器人引导的连铸自动化浇钢装置的使用方法，其特征是：
步骤②时，机器人的导引装置选用光学导引装置，机器人首先通过导引装置定位钢包的下水口端，机器人获得钢包下水口端位置的偏差后，机器人控制机械手抓取定位，考虑到现场环境的因素，机器人的光学导引装置可采用图像法或激光法以及类似的方式，但无论采用何种检测元件，都需要进行标定，标定的主要目的是使光学导引装置的位置坐标系与机械人末端关节坐标系的关系进行统一；机器人的导引装置通过摄像获得空间的像素坐标，机械手内置空间坐标，通过标定或顶所述像素坐标和所述空间坐标之间的一一对应关系，机器人的导引装置获得目标在图像中的像素坐标后转换成对应的空间坐标，机器人再计算出为达到目标位置各个轴的运动方式，随后机器人控制机械手运动至目标位置，使机械手运动至钢包下水口端的下方后再自动顶升，完成长水口的安装或卸除。
所述的采用机器人引导的连铸自动化浇钢装置的使用方法，其特征是：
步骤②时，机器人对钢包实施测温、取样、TOS、定氢、定氧、加覆盖剂和烧氧等多种作业。
本发明在连铸浇铸区域增加一台机器人以及一个机械手，通过机器人的引导，辅助机械手自动完成长水口的安装，可实现连铸区域的无人化，机器人还可单独完成相应的功能。
本发明的有益效果是：自动化程度高，适应性强。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施例进一步说明本发明。
实施例1
一种采用机器人引导的连铸自动化浇钢装置，包括钢包1、台车2、机器人4和机械手5，如图1所示，具体结构是：
钢包1设于台车2上，钢包1底部设有连接长水口11的长水口端，浇铸平台3设于台车2的运行线路上，机器人4和机械手5都设于钢包1的下部，机器人4的导引装置正对钢包1底部的长水口端；
机械手5包括底座51、升降缸52、摆动缸53、摆杆54和握爪55，底座51固定在钢包1的下部，升降缸52的缸体可转动地设于底座51上，摆动缸53的缸体固定在升降缸52活塞杆的移动端上，摆杆54的一端可转动地设于升降缸52活塞杆的移动端上，摆动缸53活塞杆的移动端连接摆杆54的外侧壁，握爪55固定在摆杆54的摆动端上，握爪55正对钢包1底部的长水口11；
机器人4和机械手5通过信号线连接或无线连接。
本实施例中：升降缸52、摆动缸53和握爪55都选用伺服电机驱动的电动缸或液压缸；
机器人4的导引装置选用光学导引装置；
机器人4和机械手5都设于钢包1浇铸平台3内弧或外弧的同侧或两侧。
本实施例使用时，按如下步骤依次实施：
① 输送：台车2将钢包1输送至浇铸平台3，机器人4通过导引装置正对钢包1底部长水口端；
② 抓取：若钢包1尚未安装长水口11，则机器人4控制机械手5从固定位置抓取长水口11并套设至钢包1底部的长水口端上；
机器人4控制机械手5时，升降缸52绕自身中心轴线转动，升降缸52活塞杆的伸缩驱动摆动缸53上下移动，摆动缸53活塞杆的伸缩驱动摆杆54摆动，摆杆54驱动握爪55旋转；
机器人4的导引装置选用光学导引装置，机器人4首先通过导引装置定位钢包1的下水口端，机器人4获得钢包1下水口端位置的偏差后，机器人4控制机械手5抓取定位，考虑到现场环境的因素，机器人4的光学导引装置可采用图像法或激光法以及类似的方式，但无论采用何种检测元件，都需要进行标定，标定的主要目的是使光学导引装置的位置坐标系与机械人4末端关节坐标系的关系进行统一；机器人4的导引装置通过摄像获得空间的像素坐标，机械手5内置空间坐标，通过标定或顶所述像素坐标和所述空间坐标之间的一一对应关系，机器人4的导引装置获得目标在图像中的像素坐标后转换成对应的空间坐标，机器人4再计算出为达到目标位置各个轴的运动方式，随后机器人4控制机械手5运动至目标位置，使机械手5运动至钢包1下水口端的下方后再自动顶升，完成长水口11的安装或卸除。
机器人4可同时对钢包1实施测温、取样、TOS、定氢、定氧、加覆盖剂和烧氧等多种作业。
Claims (5)
1.一种采用机器人引导的连铸自动化浇钢装置，包括钢包(1)和台车(2)，钢包(1)设于(2)上，钢包(1)底部设有连接长水口(11)的长水口端，浇铸平台(3)设于台车(2)的运行线路上，其特征是：还包括机器人(4)和机械手(5)，
机器人(4)和机械手(5)都设于钢包(1)的下部，机器人(4)的导引装置正对钢包(1)底部的长水口端；
机械手(5)包括底座(51)、升降缸(52)、摆动缸(53)、摆杆(54)和握爪(55)，底座(51)固定在钢包(1)的下部，升降缸(52)的缸体可转动地设于底座(51)上，摆动缸(53)的缸体固定在升降缸(52)活塞杆的移动端上，摆杆(54)的一端可转动地设于升降缸(52)活塞杆的移动端上，摆动缸(53)活塞杆的移动端连接摆杆(54)的外侧壁，握爪(55)固定在摆杆(54)的摆动端上，握爪(55)正对钢包(1)底部的长水口(11)；
机器人(4)和机械手(5)通过信号线连接或无线连接。
2.如权利要求1所述的采用机器人引导的连铸自动化浇钢装置，其特征是：升降缸(52)、摆动缸(53)和握爪(55)都选用伺服电机驱动的电动缸或液压缸；
机器人(4)的导引装置选用光学导引装置；
机器人(4)和机械手(5)都设于钢包(1)浇铸平台(3)内弧或外弧的同侧或两侧。
3.如权利有要求1或2所述的采用机器人引导的连铸自动化浇钢装置的使用方法，其特征是：按如下步骤依次实施：
①输送：台车(2)将钢包(1)输送至浇铸平台(3)，机器人(4)通过导引装置正对钢包(1)底部长水口端；
②抓取：若钢包(1)尚未安装长水口(11)，则机器人(4)控制机械手(5)从固定位置抓取长水口(11)并套设至钢包(1)底部的长水口端上；
机器人(4)控制机械手(5)时，升降缸(52)绕自身中心轴线转动，升降缸(52)活塞杆的伸缩驱动摆动缸(53)上下移动，摆动缸(53)活塞杆的伸缩驱动摆杆(54)摆动，摆杆(54)驱动握爪(55)旋转。
4.如权利要求3所述的采用机器人引导的连铸自动化浇钢装置的使用方法，其特征是：
步骤②时，机器人(4)的导引装置选用光学导引装置，机器人(4)首先通过导引装置定位钢包(1)的下水口端，机器人(4)获得钢包(1)下水口端位置的偏差后，机器人(4)控制机械手(5)抓取定位，机器人(4)的导引装置通过摄像获得空间的像素坐标，机械手(5)内置空间坐标，通过标定或顶所述像素坐标和所述空间坐标之间的一一对应关系，机器人(4)的导引装置获得目标在图像中的像素坐标后转换成对应的空间坐标，机器人(4)再计算出为达到目标位置各个轴的运动方式，随后机器人(4)控制机械手(5)运动至目标位置，使机械手(5)运动至钢包(1)下水口端的下方后再自动顶升，完成长水口(11)的安装或卸除。
5.如权利要求4所述的采用机器人引导的连铸自动化浇钢装置的使用方法，其特征是：
步骤②时，机器人(4)对钢包(1)实施测温、取样、TOS、定氢、定氧、加覆盖剂和烧氧作业。
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