CN111376265A

CN111376265A - 冶金铸造设备

Info

Publication number: CN111376265A
Application number: CN201911306325.1A
Authority: CN
Inventors: 大卫·卡罗舍利; 马里亚诺·科卢拉; 达米恩·德尔森
Original assignee: Vesuvius Group SA
Current assignee: Vesuvius Group SA
Priority date: 2018-12-18
Filing date: 2019-12-18
Publication date: 2020-07-07
Also published as: ES2950037T3; PL3898031T3; FI3898031T3; JP2022515735A; US20220048193A1; SI3898031T1; CN213259494U; JP7447120B2; BR112021011584A2; WO2020127244A1; EP3898031A1; KR20210102904A; EP3898031B1

Abstract

包括机器人的冶金铸造设备，其中机器人包括通过联接元件联接到机器人的臂的操作工具，联接元件包括：工具接口，其刚性地联接至操作工具；以及·机器人接口，其刚性地联接至机器人的臂，其中i.联接元件具有顺应性，顺应性可以被控制，以使得在将负载施加到工具接口上时，工具接口可以通过沿着第一、第二和第三正交空间轴线X1、X2、X3中的一个或多个平移和/或围绕X1、X2、X3中的一个或多个旋转而相对于机器人接口移动，且ii.联接元件具有弹性，因为在负载释放时，工具接口返回到复位位置，该复位位置相对于机器人接口对应于将工具接口和机器人接口分开的复位距离Dr。

Description

冶金铸造设备

技术领域

本发明涉及冶金铸造设备。该冶金铸造设备包括机器人和操作工具，该操作工具通过联接元件而联接到机器人的臂。

背景技术

冶金工业中越来越多的任务由机器人执行。然而，一些任务仍然由人工操作员执行，因为这些任务需要超出当前冶金机器人能力的准确性和灵活性。然而，这是艰苦的劳动。在时间压力、高温和所需强度下处理重型重量可能对人类工人的健康有害。此外，在这种紧张条件下可能产生人为错误。在除冶金工业之外的其它工业中，已经使用了将机器人的臂联接到操作工具的顺应性联接元件。当臂端工具的位置必须被微调超过机器人臂的精度时，这种顺应性联接元件可以补偿操作工具和机器人要操纵的元件之间的较小的相对错位或未对准。

文件US 2017/0045106公开了一种用于将工具联接到机器人上的顺应性联接元件，用于多种应用例如将标签施涂到工件上。然而，这种顺应性联接元件不适应用于金属铸造设备中的应用。冶金工业的特征实际上在于要由机器人操作的元件的重量重并且尺寸相对大，并且还在于由于金属成形工艺通常所需的高机械应力和高温而导致这种元件的高变形。来自该现有技术文件的顺应性联接元件不适应于承受高负载并匹配冶金铸造设备的元件的大尺寸。

在文件US2017/0045106中，联接元件包括待附接到机器人臂的基部部件或机器人联接接口，以及附接到基部部件的顺应性部件或工具联接接口。顺应性部件可以响应于来自接合负载的机械力而相对于基部部件轴向地、横向地、旋转地和歪斜地移动到至少一定程度。当负载脱离时，顺应性部件返回到复位位置，其中顺应性部件与基部部件间隔开但平行于基部部件。

联接元件的顺应性由活塞提供，该活塞推压基部部件并且布置在具有气动端口的室中，并且顺应性水平可以通过改变活塞后面的室中的气动压力来改变。活塞使顺应性部件返回到其在复位位置中的间隔开的位置。肩部螺栓或定位销固定到基部部件座在顺应性部件的相应锥形表面中，限定复位位置的横向和旋转分量。在复位位置中，如果活塞存在的话，由于气动室中的足够压力，并且还处于弹簧偏压下，肩部螺栓被偏压而就位于锥形表面内。弹簧实际上插入在基部部件和顺应性部件之间，从而将顺应性部件的锥形表面推靠在固定于基部部件的螺栓的肩部上。

在这种配置中，在施加到顺应性元件的均匀压缩负载下，弹簧和气动室因此平行布置，因为联接元件的轴向顺应性同时需要弹簧的压缩和活塞在气动室中的缩回位置。在施加到顺应性元件的不均匀压缩负载下，不同的弹簧可以经受不同程度的压缩，从而允许顺应性部件相对于基部部件的不平行定位。在这种布置中，弹簧因此是用于确保顺应性部件在不均匀的压缩负载下返回到其复位位置的基本元件。然而，这种弹簧易于磨损，特别是在冶金设备的苛刻条件下。此外，这种弹簧的存在促使顺应性部件的锥形表面抵靠螺栓的肩部，导致在施加拉伸应力的情况下联接元件不具有顺应性。螺栓的肩部实际上防止顺应性部件从基部部件移开。

文件EP 2500150公开了一种用于机器人臂工具的顺应性端部，其可由机器人用于多种应用例如从箱中拾取部件。臂的顺应性端部包括夹在机器人联接接口和工具联接接口之间的顺应性装置。在一个实施例中，顺应性装置可以是具有加压空气的橡胶管或囊。系绳诸如工业织物或线缆可用于在两个联接接口之间容纳顺应性装置。该系绳还可用于控制臂工具的顺应性端部的顺应性水平。在根据该现有技术文件的另一实施例中，顺应性装置可以是弹簧或可压缩材料。这显然简化了臂工具端部的结构，但另一方面，这消除了动态地改变顺应性水平的可能性。然而，在该现有技术文件中公开的顺应性联接元件都没有被装备成承受高剪切应力。因此，这些联接元件不适应于冶金应用，其中臂端工具需要能够操作重量型各种元件。

文件EP 0621087公开了一种包括机器人的铸造设备，其中机器人适配于固持冶金容器的滑动闸门并执行其更换。机器人包括操作工具和联接板，联接板对应于在操作工具和机器人主体之间的接口。机器人和操作工具之间的接口是刚性联接。因此，机器人在运转操作工具时需要非常高的精度，因为在操作工具和待操作的滑动闸门之间相对错位或未对准的情况下将没有公差。

文件DE 102009050216还公开了一种包括机器人的铸造设备，其中该机器人适配于固持冶金容器的滑动闸门。由于机器人和操作工具之间的接口是刚性联接，所以当运行操作工具时，机器人再次需要非常高的精度，因为在操作工具和待操作的滑动闸门之间相对错位或未对准的情况下将没有公差。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有机器人的冶金设备，该机器人具有操作工具，其中，当操作工具的位置必须被微调超过机器人臂的精度时，存在用于操作工具和将由机器人操作的元件之间的较小的相对错位或未对准的补偿机构。

本发明由所附独立权利要求限定。优选实施例在从属权利要求中限定。具体地，本发明涉及一种包括机器人的冶金铸造设备，其中所述机器人包括操作工具，所述操作工具通过联接元件而联接到机器人的臂，所述联接元件包括：

·工具接口(2)，所述工具接口刚性地联接至所述操作工具(21)，以及

·机器人接口(1)，所述机器人接口刚性地联接至所述机器人的所述臂，

其中，

a)所述联接元件(29)具有顺应性，顺应性可以被控制，以使得在将负载施加到所述工具接口(2)上时，所述工具接口(2)可以通过沿着第一、第二和第三正交空间轴线X1、X2、X3中的一个或多个平移和/或围绕第一、第二和第三正交空间轴线X1、X2、X3中的一个或多个旋转而相对于所述机器人接口(1)移动，并且其中

b)所述联接元件(29)具有弹性，因为在释放所述负载时，所述工具接口(2)返回到复位位置，所述复位位置相对于所述机器人接口(1)对应于将所述工具接口(2)与所述机器人接口(1)分开的复位距离Dr，

c)所述联接元件(29)包括沿着纵向轴线Z1延伸的至少一个定位销(3)，其中：

i.所述定位销(3)包括固定端，所述固定端刚性地固定到由所述机器人接口(1)或所述工具接口(2)构成的第一接口上，所述第一接口限定了平面(X2，X3)，该平面横向于所述定位销的纵向轴线Z1；

ii.所述定位销(3)包括定位端部(31)，所述定位端部(31)插入到由所述机器人接口(1)和所述工具接口(2)中的另一个构成的第二接口的通道(4)中，所述定位销(3)和所述通道(4)相对于彼此自由地平移运动，以使得所述工具接口(2)至少沿着所述第一轴线X1远离所述机器人接口(1)和朝向所述机器人接口(1)移动；

iii.所述通道(4)包括邻接部分(41)，其直径小于所述定位端部(31)的直径，以便于邻接所述定位端部(31)，以将所述工具接口(2)能够远离所述机器人接口(1)移动的距离限制为最大距离D1；

iv.所述联接元件(29)包括具有可调节的顺应性水平的顺应性元件(5)，所述顺应性元件定位于所述机器人接口(1)与所述工具接口(2)之间并且联接至所述机器人接口(1)和所述工具接口(2)中的至少一个；

d)所述联接元件的所述顺应性元件是具有可变形壁的封闭的可膨胀室(5)，其中所述封闭的可膨胀室(5)可以膨胀至可变压力，所述可变压力高达其中所述工具接口(2)与所述机器人接口(1)之间的距离等于最大距离D1的压力。

在有利的实施例中，所述顺应性元件被配置成使得所述工具接口的复位位置相对于所述机器人接口沿着所述第一轴线X1是可调节的，其中所述复位位置在与介于所述机器人接口与所述工具接口之间的小于或等于所述最大距离D1的距离对应的位置范围中是可调节的。

在有利的实施例中，所述联接元件的顺应性元件被配置成当所述复位位置被调节在中间位置处时在所述第一轴线X1的两个方向上提供顺应性，所述中间位置对应于在所述机器人接口与所述工具接口之间低于所述最大距离D1的距离。

在有利的实施例中，所述封闭的可膨胀室固定到所述机器人接口和所述工具接口。

在有利的实施例中，所述联接元件包括多个定位销，所述多个定位销围绕所述顺应性元件分布。

在有利的实施例中，所述定位销和所述通道被配置成当所述工具接口处于由小于D1的距离限定的中间复位位置时，所述第二接口的所述通道相对于固定到所述第一接口的定位销沿着第二轴线X2自由地平移运动。

在有利的实施例中，所述定位销和所述通道配置成当所述工具接口处于由小于D1的距离限定的中间复位位置时，所述第二接口的所述通道相对于固定到所述第一接口的定位销沿着第三轴线X3自由地平移运动。

在有利的实施例中，所述定位销和所述通道配置成当所述工具接口处于由小于D1的距离限定的中间复位位置时，所述第二接口的所述通道相对于固定到所述第一接口的定位销围绕所述第一轴线X1自由地转动。

在有利的实施例中，所述定位销和所述通道配置成当所述工具接口处于由小于D1的距离限定的中间复位位置时，所述第二接口的所述通道相对于固定到所述第一接口的定位销围绕第二轴线X2自由地转动。

在有利的实施例中，所述定位销和所述通道配置成当所述工具接口处于由小于D1的距离限定的中间复位位置时，所述第二接口的所述通道相对于固定到所述第一接口的定位销围绕第三轴线X3自由地转动。

在有利的实施例中，所述定位销的纵向轴线Z1平行于所述第一轴线X1，并且所述至少一个定位销的定位端部和所述通道中的邻接部分配置成自定心机构，以便当所述工具接口相对于所述机器人接口沿着所述第一轴线X1平移高达所述最大距离D1时，所述定位销的纵向轴线Z1自动地对准在所述通道的纵向轴线Z2上。

附图说明

将通过示例并参考附图更详细地解释本发明的这些和其他方面，在附图中：

图1示出了在根据本发明的冶金铸造设备中通过机器人更换冶金容器中的滑动闸门阀板的各个步骤；

图2示出了在根据本发明的冶金铸造设备中通过机器人将滑动闸门阀板联接至滑板支撑框架的各个步骤，并且示出联接元件和操作工具的放大视图；

图3是当工具接口处于由小于最大距离D1的距离限定的中间复位位置时，在根据本发明的冶金设备中操作工具和机器人臂之间的联接元件的示例的截面图；

图4是当工具接口处于由小于最大距离D1的距离限定的中间复位位置时，图3的联接元件中的定位销和通道的截面图；

图5是当工具接口处于由最大距离D1限定的复位位置时，图3的联接元件中的定位销和通道的截面图；

附图未按比例绘制。

具体实施方式

图1(a)示出了在根据本发明的冶金铸造设备的车间中侧放的冶金容器51，例如中间包或钢包，在该车间中，检查磨损元件和翻新。冶金容器包括直立地暴露的滑动闸门阀，用于更换磨损的滑动闸门阀板10t、10L(简称为“滑板”)并将它们用储存在适当位置的备用的新滑动闸门阀板10n(即，新的滑板)替换。如图1(a)-(d)所示，根据本发明的冶金铸造设备可以包括机器人20，用于将滑动闸门阀板固定到滑动闸门阀或从滑动闸门阀移除滑动闸门阀板。机器人20包括操作工具21，用于夹持和操纵滑动闸门阀板。

如图1(a)和(b)所示，当冶金容器51被带到车间时，其可以被侧放以暴露滑动闸门阀。滑动闸门阀由机器人通过使下滑板支撑框架11L围绕铰链相对于上滑板支撑框架11t旋转而打开。机器人20将滑动闸门阀板10t、10L从它们各自的滑板支撑框架11t、11L移除并且储存它们以供修理或处置(参见图1(c))。如图1(c)和(d)所示，机器人采用被储存以供使用的新滑动闸门阀板10n，并且将它们联接到对应的滑板支撑框架11t、11L的接收托架12上。下滑板支撑框架11L可以关闭以使得上滑动闸门阀板和下滑动闸门阀板的滑动表面10s处于彼此滑动接触(参见图1(a)，但是已换成新的滑动闸门阀板)。

本发明中使用的机器人20可以是市场上可获得的包括足够自由度(例如5-7个自由度)的任何机器人，用于在冶金铸造设备中执行任务。在图1(a)-(d)所示的用于更换冶金容器中的滑动闸门阀板的应用中，机器人20配置成执行操作：收集滑动闸门阀板、在存储位置和滑动闸门阀之间移动滑动闸门阀板、以及将滑动闸门阀板定位到相应的接收托架12中。

本发明的一个基本特征是在机器人20的臂的端部处设置的操作工具21。操作工具21因此是由机器人20使用的臂工具的端部，用于与冶金铸造设备的元件产生机械相互作用。在图1(a)-(d)所示的应用中，操作工具21有利地配备有用于夹持滑动闸门阀板的夹持夹具，并且被配置成：

·将滑动闸门阀板的失效单元10t、10L从对应的滑板支撑框架11(亦称为“滑板室”)上解锁并且移除，

·收集滑动闸门阀板的新单元10n，并在储存位置和滑板支撑框架11之间安全地运输滑动闸门阀板的新单元10n，以及

·将滑动闸门阀板的新单元10n联接并锁定到对应的滑板支撑框架11上。

除了图1(a)-(d)所示的配置示例之外，本发明的机器人20和操作工具21还可以配置成在冶金铸造设备中执行任何其它有用的任务。可以使用根据本发明的机器人20和操作工具21的应用的其他示例包括：在连续铸造平台上和/或在钢包补给区域中吹氧(oxygenlancing)；安装或拆卸阀门的液压缸或气压缸；安装耐火元件，例如下水口、上水口、吹扫塞；安装或拆卸调节装置的任何机械部分；操作监测装置，例如探针、取样单元、水平、厚度或温度测量单元。

因为要由机器人20操作的每个新的冶金容器51或冶金设备中任何其它元件不一定精确地定位在相同的位置，所以将机器人配置为与每个新的冶金容器51精确地重复相同的运动是不实际的。因此，优选地，机器人设置有电磁波识别系统，例如具有识别元件的光学照相机系统，红外(例如Lidar)、雷达等。这些系统可能不具有机器人要执行的操作所需的精度，并且在光学识别系统的情况下，烟雾和蒸汽可能干扰可见性和运动的精度。

因此，在图2所示的实施例中，操作工具21可以包括引导销23。当夹持滑动闸门阀板10n时，这种引导销23凸出超过包括滑动表面10s的平面。滑板支撑框架11包括漏斗形腔13，用于接收引导销并引导滑动闸门阀板与接收托架12对准。如图2所示，引导销允许正在固持滑动闸门阀板的操作工具21相对于滑板支撑框架11重新对准。然而，这仅在机器人20的臂和操作工具21之间的“腕部”是柔性的情况下才是可能的。

已经发现，在冶金铸造设备内的许多机器人化的应用中，机器人20的臂和操作工具21之间的联接的这种柔性或顺应性是非常有利的。还观察到，对于许多冶金应用，重要的是提供具有可调节顺应性水平的联接元件。这是因为在机器人的特定操纵期间，通常当机器人20的操作工具21需要联接到来自冶金设备的元件时，将需要相对较高的顺应性水平。另一方面，其它操纵，例如通过机器人将元件从一个位置安全运输到另一个位置，需要机器人的臂和臂工具的端部之间相对刚性的联接。

为此，本发明的另一基本特征是联接元件29，其将机器人20的臂联接到操作工具21。联接元件29包括工具接口2和机器人接口1，所述工具接口2刚性地联接到操作工具21，所述机器人接口刚性地联接到机器人20的臂。联接元件29的顺应性可以被控制，以便在将负载施加到工具接口2上时，工具接口2可以通过沿着第一、第二和第三正交空间轴线X1、X2、X3中的一个或多个平移和/或围绕第一、第二和第三正交空间轴线X1、X2、X3中的一个或多个旋转而相对于机器人接口1移动。

联接元件29也是弹性的，因为在负载释放时，相对于机器人接口1，工具接口2返回到复位位置，该复位位置对应于将工具接口2和机器人接口1分开的复位距离Dr。在释放负载时，工具接口2因此相对于机器人接口1返回到与施加负载之前相同的位置。距离Dr是表征工具接口2和机器人接口1之间在该复位位置的间隔的距离，并且对应于一对参考点中的两点之间的距离，其中一个参考点在机器人接口1上，另一个参考点在工具接口2上。必须选择两个参考点，以使得它们属于平行于空间轴线X1的同一轴线，由机器人接口1和工具接口2组成的两个接口之一限定平面(X2，X3)。

在图3-5的实施例中，联接元件29包括定位销3，该定位销刚性地固定到机器人接口1。机器人接口1限定了平面(X2，X3)，并且定位销3具有纵向轴线Z1，该纵向轴线Z1横向于、有利地垂直于该平面(X2，X3)。定位销3包括插入工具接口2的通道4中的定位端部31。如图3所示，定位销3和通道4相对于彼此自由地平移运动，从而使工具接口2沿着第一轴线X1远离机器人接口1和朝向机器人接口1运动。通道4包括邻接部分41，该邻接部分41的直径小于定位端部31的直径，用于邻接定位端部31，以将工具接口2可以远离机器人接口1移动的距离限制到最大距离D1，如图4所示。

在另一个实施例中，机器人接口1和工具接口2被布置成反向配置。在这种反向配置中，定位销3刚性地固定到工具接口2上，并且定位端部31插入机器人接口1的通道4中。在图3-5的实施例和反向配置二者中，都已发现插入通道4中的定位销3对于冶金应用是特别有利的。插入通道4中的这种定位销3实际上限制了工具接口2相对于机器人接口1围绕轴线X2和X3顺应性旋转的幅度。此外，当调节顺应性以使得联接元件变得刚性时，这种定位销3进一步增加联接元件29的弯曲刚度。因此，包括定位销3和通道4的这种机械布置对于冶金应用是非常有利的，在冶金应用中，当联接元件29的顺应性被调节在低水平和高水平时，通常在联接元件29上施加高负载。在图2-5的实施例中，顺应性元件29包括围绕顺应性元件分布的多个定位销3。在替代实施例中，可以设置单个定位销3，并且顺应性元件可以被定位成围绕或邻近该单个定位销3。

联接元件29包括具有可调顺应性水平的顺应性元件。顺应性元件定位于机器人接口1和工具接口2之间，并且联接到这两个接口中的至少一个。顺应性元件必须被配置成使得它可以与机器人接口1和工具接口2两者接触，至少对于一些水平的顺应性。在这种配置中，施加到工具接口2上的足够的压缩负载将造成顺应性元件的变形，从而使工具接口2能够相对于机器人接口1而相对运动。在释放负载时，顺应性元件返回到其初始配置，于是工具接口2相对于机器人接口1返回到其复位位置。顺应性元件有利地包括可变形室，所述可变形室连接到气动系统或液压系统，用于改变可变形室内的压力，从而调节顺应性水平。可变形室可以是由单个可变形壁制成的室，例如可膨胀室，或具有多个刚性壁的室，其中一个壁可以相对于其它壁平移地移动，例如其中一个壁可滑动地安装在其它壁上的平行六面体气动室或液压室。顺应性元件还可以包括其它元件，例如位于机器人接口1和工具接口2之间的弹簧。在该配置中，顺应性元件有利地还包括机械装置，所述机械装置拉伸或压缩弹簧，以及介于工具接口2和机器人接口1之间的相应距离，从而可以调节由弹簧提供的顺应性水平。

在图3-5的实施例中，顺应性元件是具有可变形壁的封闭的可膨胀室5。封闭的可膨胀室5被配置成有利地通过气动系统可膨胀至可变压力，最高至少可达到工具接口2与机器人接口1之间的距离等于最大距离D1时的压力。联接元件29的顺应性水平因此通过改变可膨胀室5中的压力而改变。压力越低，顺应性越高。封闭的可膨胀室5中的压力可以由可操作地连接到封闭的可膨胀室5的气动系统或液压系统提供。封闭的可膨胀室5有利地固定到机器人接口1和工具接口2中的至少一个上，并且优选地固定到它们两者上。封闭的可膨胀室5是顺应性元件的简单但有效且有成本效益的机械实施方式。如上文，这种可膨胀室5的维护操作是简单的。此外，由于它可以膨胀到大范围的压力，所以它为联接元件29提供大范围的顺应性值。在有利的实施例中，封闭的室5可以以三种压力水平模式操作：高压、低压和零压力。如上所述，另一方面，定位销3的存在有利于承受通常在冶金应用中观察到的高负载。

当需要机器人20和操作工具21之间的刚性联接时，可膨胀室5中的压力升高到其中工具接口2和机器人接口1之间的距离等于最大距离D1时的压力。在这种配置中，机器人20和操作工具21之间的联接在牵引力方面是完美刚性的，因为工具接口2和机器人接口1之间的距离Dr已经处于最大可能距离D1。在压缩中，与顺应性水平成反比的刚性水平直接取决于施加在可膨胀室5中的压力。在图2的实施例中，调节联接元件29的顺应性，以便当引导销23接触相应的漏斗形腔13时，联接元件29提供顺应性联接，如图2(c)所示。在引导销23和漏斗形腔13之间接触之前和之后，有利地调节联接元件29的顺应性，以使得其提供刚性联接，如图2(a)、(b)、(d)所示。

如图2(c)所示，封闭的可膨胀室5的变形可以使得工具接口2变得不平行于机器人接口1。当联接元件29需要在不对称负载下有顺应性时，具有可变形壁的封闭的可膨胀室5的这种特性是有利的。为了实现工具接口和机器人接口的这种不平行，还需要提供具有一定形状和尺寸的定位端部31，以使得其可以相对于通道4沿着轴线X2和X3中的至少一个移动。在图3-5的实施例中，当复位位置由小于D1的距离限定时，在定位端部31的外表面和通道4的内表面之间沿着轴线X2和X3存在间隙。通道4因此可以相对于定位销3沿着轴线X2和X3移动，直到通道4的内表面接触定位端部31的外表面。定位端部31的外表面和通道4的内表面之间沿着轴线X2和X3的间隙还允许通道4相对于定位销3围绕轴线X1、X2和X3旋转到一定幅度。当联接元件29需要弯曲顺应性时，需要围绕轴线X2和X3旋转，而对于扭转顺应性，则需要围绕轴线X1旋转。

当封闭的可膨胀室5中的压力变化时，其体积与其顺应性水平一起变化。封闭的可膨胀室5的这种特性与由通道4中的定位销3制成的机械装置相结合是有利的。通过改变封闭的可膨胀室5的体积，联接元件29实际上可以被设置成其中机器人接口1和工具接口2之间的复位距离Dr低于最大距离D1的配置，例如如图3和4所示。这种配置是有利的，因为从工具接口2相对于机器人接口1的这个复位位置开始，工具接口2可以在轴线X1的两个方向上移动。因此，这种配置在联接元件29的牵引和压缩时都提供了顺应性。可替代地，如以上已经讨论的，联接元件29可以被设置成其中机器人接口1与工具接口2之间的复位距离Dr等于最大距离D1的配置，例如图5所示。在此配置中，由联接元件29提供的联接在牵引时是完全刚性的，而在压缩时，刚性直接取决于可膨胀室5中的压力。在可膨胀室5中压力足够的情况下，联接元件29因此可以在牵引和压缩时都变得刚性。工具接口2的可调节复位位置的这种特性以及在轴线X1的两个方向上的潜在顺应性是封闭的可膨胀室5的存在的结果。然而，在替代实施例中，当封闭的可膨胀室5被多个弹簧代替时，仍然可以获得这样的特性，其中在复位位置中一些弹簧在牵引中工作而另一些弹簧在压缩中工作，这些弹簧联接到机器人接口1和工具接口2两者。然后有利地提供机械装置以压缩或拉伸弹簧以及将弹簧与机器人接口1和工具接口2中的至少一个联接或分离，以便于改变联接元件29的复位距离和顺应性水平。

在图3-5的实施例中，定位端部31具有锥形形状，并且通道4的邻接部分41具有相应的锥形表面。在该配置中，定位部分31和邻接部分41被配置成自定心机构。当工具接口2相对于机器人接口1沿着第一轴线X1平移高达最大距离D1时，杆3的纵向轴线Z1实际上自动地对准在通道4的纵向轴线Z2上。当联接元件29中的顺应性被调节在低水平时，这种自定心机构允许工具接口2与机器人接口1正确对准。在操作工具21和机器人20之间的刚性联接的情况下，确实有利地确保工具接口2自动地定位于相对于机器人接口1的由机器人预定义和已知的位置处。

附图标记列表

1.机器人接口

2.工具接口

3.定位销

4.通道

5.顺应性元件：封闭的可膨胀室

10.滑动闸门阀板：

10t.上滑动闸门板

10L.下滑动闸门板

10n.新滑动闸门阀板

10s.上滑动闸门阀板和下滑动闸门阀板的滑动表面11.滑板支撑框架：

11L下滑板支撑框架

11t.上滑板支撑框架

12.托架

13.漏斗形腔

20.机器人

21.操作工具

23.引导销

29.联接元件

31.定位端部

41.邻接部分

51.冶金容器

Claims

1.冶金铸造设备，其包括机器人(20)，其中所述机器人(20)包括操作工具(21)，所述操作工具通过联接元件(29)而联接到所述机器人的臂，所述联接元件包括：

·机器人接口(1)，所述机器人接口刚性地联接至所述机器人的所述臂上，

所述冶金铸造设备特征在于，

a)所述联接元件(29)具有顺应性，所述顺应性可以被控制，以使得在将负载施加到所述工具接口(2)上时，所述工具接口(2)可以通过沿着第一、第二和第三正交空间轴线X1、X2、X3中的一个或多个平移和/或围绕所述第一、第二和第三正交空间轴线X1、X2、X3中的一个或多个旋转而相对于所述机器人接口(1)移动，在于

b)所述联接元件(29)具有弹性，因为在释放所述负载时，所述工具接口(2)返回到复位位置，所述复位位置相对于所述机器人接口(1)对应于将所述工具接口(2)与所述机器人接口(1)分开的复位距离Dr，在于，

i.所述定位销(3)包括固定端，所述固定端刚性地固定到由所述机器人接口(1)或所述工具接口(2)构成的第一接口上，所述第一接口限定了平面(X2，X3)，所述平面横向于所述定位销的纵向轴线Z1；

iii.所述通道(4)包括邻接部分(41)，所述邻接部分直径小于所述定位端部(31)的直径，以便于邻接所述定位端部(31)，以将所述工具接口(2)能够远离所述机器人接口(1)移动的距离限制为最大距离D1；

iv.所述联接元件(29)包括具有可调节顺应性水平的顺应性元件(5)，所述顺应性元件定位于所述机器人接口(1)与所述工具接口(2)之间并且联接至所述机器人接口(1)和所述工具接口(2)中的至少一个；且在于

d)所述联接元件的所述顺应性元件是具有可变形壁的封闭的可膨胀室(5)，其中所述封闭的可膨胀室(5)可以膨胀至可变压力，所述可变压力可最高达至所述工具接口(2)与所述机器人接口(1)之间的距离等于所述最大距离D1时的压力。

2.根据权利要求1所述的冶金铸造设备，其中所述顺应性元件(5)被配置成使得所述工具接口(2)的所述复位位置相对于所述机器人接口(1)是沿着所述第一轴线X1可调节的，其中，所述复位位置在与介于所述机器人接口(1)与所述工具接口(2)之间的小于或等于所述最大距离D1的距离对应的位置范围内是可调节的。

3.根据权利要求2所述的冶金铸造设备，其中所述联接元件(29)的所述顺应性元件(5)被配置成当所述复位位置被调节在中间位置处时在所述第一轴线X1的两个方向上具有顺应性，所述中间位置对应于在所述机器人接口(1)与所述工具接口(2)之间的并小于所述最大距离D1的距离。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的冶金铸造设备，其中所述封闭的可膨胀室(5)被固定到所述机器人接口(1)并且固定到所述工具接口(2)。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的冶金铸造设备，其中所述联接元件包括多个定位销(3)，所述多个定位销围绕所述顺应性元件分布。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的冶金铸造设备，其中所述定位销(3)和所述通道(4)被配置成当所述工具接口(2)处于由小于D1的距离限定的中间复位位置时，所述第二接口的所述通道(4)相对于固定到所述第一接口的所述定位销(3)沿着所述第二轴线X2自由地平移运动。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的冶金铸造设备，其中所述定位销(3)和所述通道(4)被配置成当所述工具接口(2)处于由小于D1的距离限定的中间复位位置时，所述第二接口的所述通道(4)相对于固定到所述第一接口的所述定位销(3)沿着所述第三轴线X3自由地平移运动。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的冶金铸造设备，其中所述定位销(3)和所述通道(4)被配置成当所述工具接口(2)处于由小于D1的距离限定的中间复位位置时，所述第二接口的所述通道(4)相对于固定到所述第一接口的所述定位销(3)围绕所述第一轴线X1自由地旋转。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的冶金铸造设备，其中所述定位销(3)和所述通道(4)被配置成当所述工具接口(2)处于由小于D1的距离限定的中间复位位置时，所述第二接口的所述通道(4)相对于固定到所述第一接口的所述定位销(3)围绕所述第二轴线X2自由地旋转。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的冶金铸造设备，其中所述定位销(3)和所述通道(4)被配置成当所述工具接口(2)处于由小于D1的距离限定的中间复位位置时，所述第二接口的所述通道(4)相对于固定到所述第一接口的所述定位销(3)围绕所述第三轴线X3自由地旋转。

11.根据权利要求2至前述权利要求中的任一项中的任一项所述的冶金铸造设备，其中，所述定位销(3)的所述纵向轴线Z1平行于所述第一轴线X1，所述至少一个定位销(3)的所述定位端部(31)以及所述通道(4)的所述邻接部分(41)被配置成自定心机构，以便当所述工具接口(2)相对于所述机器人接口(1)沿着所述第一轴线X1平移高达所述最大距离D1时，所述定位销(3)的所述纵向轴线Z1自动地对准在所述通道(4)的纵向轴线Z2上。