CN112108620B - 连铸坯装卸机器人控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及连铸—轧钢区段的连接输送线上的装卸设备，特别涉及到连铸坯的热送热装的装卸设备及控制系统；具体技术方案为：连铸坯装卸机器人控制系统，在铸坯轨道线路与连铸机出坯处之间、铸坯轨道线路与轧机之间、铸坯轨道线路与铸坯保温坑处之间均装有铸坯装卸机器人，当铸坯轨道线路与连铸机出坯处之间的距离较远时，铸坯装卸机器人采用导轨或辊道作为移动方式来装、卸铸坯，其中，铸坯装卸机器人采用柔性连接的执行手臂，既不会损坏铸坯，柔性机械手臂在执行过程中自身也不会损坏，另外，控制系统内设多种控制系统备用冗余，实现高温铸坯的快速装车和运输，适用于热装热送线上自动装卸任务，为提高铸坯热装温度、直接轧制热送提供保证。

Description

连铸坯装卸机器人控制系统
技术领域
本发明涉及连铸—轧钢区段的连接输送线上的装卸设备，特别涉及到连铸坯的热送热装的装卸设备及控制系统。
背景技术
随着连铸技术的发展及全连铸工程的实现，连铸坯热送热装工艺也得到迅速发展，现正在朝着全热送热装方向发展。该工艺是把连铸生产的热铸坯切割成定尺后，在高温状态下，直接送入轧钢厂的保温坑等保温装置或者直接加热后轧制的工艺。连铸坯热送热装分为：连铸坯直接热装轧制，连铸坯直接轧制，其中以“铸坯直接轧制技术”最为理想。
远距离热装热送通常采用轨道交通运送，而天车装卸车较慢，无法保温，为提高热装、直装温度，提高热装率，提高直接热装轧制、直接轧制所占比例就必须考虑快速装卸。
发明内容
为解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种适合能够具有在高热温度铸坯机器人的装卸控制系统。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：连铸坯装卸机器人控制系统，在铸坯轨道线路与连铸机出坯处之间装有铸坯装卸机器人，铸坯轨道线路与轧机之间装有铸坯装卸机器人，铸坯轨道线路与铸坯保温坑处之间装有铸坯装卸机器人。
当铸坯轨道线路与连铸机出坯处之间的距离较远时，铸坯装卸机器人采用导轨或辊道作为移动方式来装、卸铸坯，快捷方便。
其中，铸坯装卸机器人采用柔性机械手臂，采用非刚性连接在装卸过程中既不容易碰坏铸坯，机器人执行手臂也不易损坏。
其中，控制系统采用模块化设计。
其中，控制系统内设多种控制系统备用冗余。
其中，作为优选的，铸坯装卸机器人的执行手臂采用钢丝绳连接。
多种控制系统备用冗余包括以图像识别控制为核心的控制子系统，通过设置摄相机来监控连铸机出坯工况、铸坯是否准确到位，铸坯夹持是否稳固；监控运输车辆到位情况、活动保温罩打开及关闭是否到位、卸坯辊道能否卸坯，并根据情况执行下一步操作。
多种控制系统备用冗余包括以常规检测量为核心的控制子系统，通过设置铸坯位置信号、机器人吊起铸坯信号、运输车辆位置信号、活动保温罩打开及关闭信号、卸坯辊道空置信号及相关信号，控制系统根据这些信号控制机械臂去装、卸铸坯。当以图像识别控制为核心的控制子系统不能工作时，采用以常规检测量为核心的程序控制子系统作为备用。
多种控制系统备用冗余包括人工手动控制子系统，当检修或其他控制子系统不能工作时，采用手动方式控制，避免设备停机。
本控制系统还包括冷却水接入系统，冷却水接入系统接入铸坯装卸机器人上需要保护冷却的部位。
其中，常规检测量作为图像检测结果的互为验证，同时以图像识别控制为核心的控制子系统与以常规检测量为核心的控制子系统可自动切换。
本发明与现有技术相比，具体有益效果体现在：本发明采用多种控制系统相结合，实现高温铸坯的快速装车和运输，工作可靠，适用于热装热送线上自动装卸任务，与天车装卸高温铸坯相比，能快速装、卸车，为提高铸坯热装温度、直接轧制热送提供保证。
附图说明
图1为本发明的控制结构示意图。
图2为激光测距仪表与连铸坯运输车的安装位置示意图。
图3为多个辊道铸坯检测相机的安装位置示意图。
图中，1为连铸机出坯处，2为柔性机械手臂，3为连铸坯运输处，4为铸坯挡板，5为辊道铸坯监控相机，6为铸坯运输车，7为活动保温罩，8为激光测距仪表，9为铸坯装车监控相机，10为第一光电开关组，11为第二光电开关组。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
连铸坯装卸机器人控制系统，包括连铸机出坯处1、柔性机械手臂2和连铸坯运输处3，柔性机械手臂2置于连铸机出坯处1与连铸坯运输处3之间。
连铸机出坯处1靠近柔性机械手臂2的位置处设有铸坯挡板4，连铸机出坯处1的外侧设有多个辊道铸坯监控相机5。
柔性机械手臂2能够更换不同的吊具、执行臂，能够适用于不同的铸坯。其中，吊具优选为钢丝绳，由于采用非刚性连接，在装卸过程中，既不会损坏铸坯，机器人在执行过程中自身也不会损坏。
当连铸机出坯处1与连铸坯运输处3相距较远时，柔性机械手臂2采用导轨或辊道移动方式装卸铸坯。
连铸坯运输处内设有铸坯运输车6，铸坯运输车6内设有活动保温罩7，连铸坯运输处3的顶部布置有激光测距仪表8和多个铸坯装车监控相机9。
本控制系统采用模块化设计，包括多种控制系统及备用冗余系统，包括以下子系统：
主控制系统：多个辊道铸坯监控相机5与多个铸坯装车监控相机9采集图像并组成图像识别控制子系统，通过图像识别控制子系统监控连铸机出坯工况、铸坯运输车6到位情况、卸坯辊道工况、铸坯运输车6顶部活动保温罩7的开闭情况，并根据实际的情况执行下一步的操作。正常情况下，采用图像识别控制子系统控制柔性机械手臂2装、卸铸坯，控制精度高。如图1所示，图像识别控制子系统为控制核心，从连铸机辊道过来的铸坯在挡板处对齐，连铸坯机器人根据辊道铸坯监控相机5所采集的图像指引抓钢，再根据铸坯装车监控相机9指引装车。同理，卸车时，也是根据相应辊道铸坯监控相机5指引依次夹起铸坯防盗轧机辊道上。
第一冗余控制系统：激光测距仪表8采集铸坯运输车6的位置信息并形成常规控制子系统，常规控制子系统监控铸坯到位信号、机器人吊起铸坯信号、运输车辆位置信号、活动保温罩7的开闭信号、连铸坯运输处3的辊道空置信号及其他相关信号，在图像识别控制子系统不能够正常工作的情况下，常规控制子系统代替图像识别控制子系统。
多个辊道铸坯检测相机包括第一光电开关组10，第一光电开关组10布置在连铸机出坯处1的顶部，第二光电开关组11布置在连铸机出坯处1的侧面，第二光电开关由1#光电开关、2#光电开关和3#光电开关组成。
如图2所示，部分常规检测量示意图，激光测距仪表8根据长度确定铸坯运输车6位置，从而在平面图中确定车厢体方位坐标及方向，控制系统按照坐标指示进行装车、卸车操作，同时也能作为图像检测的验证。
如图3所示，另一部分常规检测量示意图，第一组光电开关确定铸坯是否就位，第二组光电开关中1#光电开关可以确定4块铸坯是否大致对齐，2#、3#光电开关可以帮助确定起吊后是否夹稳、4块铸坯是否同时夹起，如果没有夹稳、可放下再次夹紧起吊，这些数据也能作为图像检测的验证。
图像识别控制子系统与常规控制子系统能够自动切换。
第二冗余控制系统：即人工手动控制系统，在图像识别控制子系统与常规控制子系统都不能正常工作的前提下，或遇到检修情况下，人工手动控制系统介入工作，保证整个系统的正常运行。
从图2、图3可以看出以常规检测量为核心的程序控制子系统基本上是开环控制系统，是以图像识别控制为核心的控制子系统的备用，如果图像系统出现故障或短时间的烟雾等故障能够马上切换继续实施自动控制。但是开环控制有可能出现意外，需要人员监控，当出现意外时、切换到人工手动控制。
通过以上说明能够看出本发明工作可靠、适于热装热送线上自动装卸任务，与天车装卸高温铸坯相比，能快速装、卸车，为提高铸坯热装温度、直接轧制热送提供保证。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包在本发明范围内。

Claims (3)

1.连铸坯装卸机器人控制系统，其特征在于，铸坯轨道线路与连铸机出坯处之间、铸坯轨道线路与轧机之间、铸坯轨道线路与铸坯保温坑处之间均装有铸坯装卸机器人；
所述铸坯装卸机器人采用导轨或辊道作为移动方式来装、卸铸坯；
所述铸坯装卸机器人采用柔性机械手臂；
控制系统采用模块化设计；
控制系统内设多种控制系统备用冗余；
多种控制系统备用冗余内设以图像识别控制为核心的控制子系统，通过设置摄像机来监控连铸机出坯工况、运输车辆到位情况、卸坯辊道工况、活动保温罩打开及关闭情况，根据监测情况控制柔性机械手臂去装、卸铸坯；
多种控制系统备用冗余内设以常规检测量为核心的控制子系统，监测铸坯到位信号、机器人吊起铸坯信号、运输车辆位置信号、活动保温罩打开及关闭信号、卸坯辊道空置信号，根据上述信号控制柔性机械手臂去装、卸铸坯；
多种控制系统备用冗余内设人工手动控制子系统，监测连铸机出坯工况、运输车辆到位情况、卸坯辊道工况、活动保温罩打开及关闭情况，根据监测情况控制柔性机械手臂去装、卸铸坯；
常规检测量作为图像检测结果的互为验证，同时以图像识别控制为核心的控制子系统与以常规检测量为核心的控制子系统可自动切换。
2.根据权利要求1所述的连铸坯装卸机器人控制系统，其特征在于，所述铸坯装卸机器人的柔性机械手臂采用钢丝绳连接。
3.根据权利要求2所述的连铸坯装卸机器人控制系统，其特征在于，还包括冷却水接入系统，冷却水接入系统接入铸坯装卸机器人上需要保护冷却的部位。
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