CN112923730A - 一种坩埚衬料自动填充及夯实装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种坩埚衬料自动填充及夯实装置，包括料仓，用于容纳炉衬材料；所述料仓的底部设置有用于将炉衬材料送出的出料管；所述出料管为波纹软管；所述出料管上设置有用于控制出料管开闭的挡板结构；捣棒，竖直设置于料仓下部；所述出料管的出料端固定在捣棒的底端；驱动机构，和捣棒连接，用于带动捣棒在X、Y、Z轴三个方向上运动；设置于捣棒下部的升降机构；工业相机，设置于升降机构上部。本发明的一种坩埚衬料自动填充及夯实装置，自动填料和夯实，代替人工作业，降低工人的劳动强度；衬料在填充与夯实过程中，用工业相机辅助断判断坩埚位置，及时调整，防止坩埚偏离中心。
Description
技术领域
本发明涉及感应熔炼炉的坩埚筑炉技术领域，尤其涉及一种坩埚衬料自动填充及夯实装置。
背景技术
现代冶金技术离不开感应熔炼炉，一般感应熔炼炉都是由炉体、炉衬材和坩埚组成。坩埚筑炉先将坩埚炉体里面底层铺上一层衬料并人工夯实，再将坩埚放置到中间位置，在坩埚外侧与坩埚炉壁之间的间隙填充一定高度的衬料，用捣棒不断锤击夯实所填衬料，夯实后再填充相同高度的衬料，继续夯实，不断重复以上两个动作，直到衬料填到所需高度为止。
现有的筑炉方法都是通过人力完成的，炉衬材料倾倒在坩埚外壁与炉体内壁的间隙里，用捣棒锤击夯实的动作也是由人力完成，所需时间较长，劳动强度大，而且衬料填充与夯实过程中人为因素较多，会造成衬料不实、坩埚偏离中心等不良。基于此，如何设计一种坩埚衬料自动填充及夯实装置是本发明所要解决的技术问题。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种坩埚衬料自动填充及夯实装置。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
一种坩埚衬料自动填充及夯实装置，包括
料仓，用于容纳炉衬材料；所述料仓的底部设置有用于将炉衬材料送出的出料管；所述出料管为波纹软管；所述出料管上设置有用于控制出料管开闭的挡板结构；
捣棒，竖直设置于料仓下部；所述出料管的出料端固定在捣棒的底端；
驱动机构，和捣棒连接，用于带动捣棒在X、Y、Z轴三个方向上运动；
设置于捣棒下部的升降机构；
工业相机，设置于升降机构上部。
作为上述技术方案的改进，所述的一种坩埚衬料自动填充及夯实装置，所述驱动机构包括横梁、滑动架、第一气缸、第二气缸以及第三气缸；所述横梁沿X轴方向滑动安装在滑动架上；所述第一气缸和横梁连接，用于带动横梁在滑动架上滑动；所述第三气缸沿Y轴方向滑动安装在横梁上；所述第二气缸和第三气缸连接，用于带动第三气缸在横梁上滑动；所述第三气缸沿Z轴方向伸缩，用于带动捣棒在Z轴方向上运动；所述捣棒的顶端固定在第三气缸上。
作为上述技术方案的改进，所述的一种坩埚衬料自动填充及夯实装置，坩埚衬料自动填充及夯实装置还包括机架；所述料仓为两端开口的漏斗状，且固定在机架的顶端；所述料仓的底端开口处安装有料嘴；所述挡板结构包括堵料板和第四气缸；所述料嘴上设置有用于供堵料板穿过的开口槽；所述第四气缸和堵料板连接用于带动堵料板在开口槽处伸缩；所述出料管的一端固定在料仓底端的料嘴上，另一端固定在捣棒的底端。
作为上述技术方案的改进，所述的一种坩埚衬料自动填充及夯实装置，其特征在于：所述滑动架为两个且分别设置于机架的两侧；所述横梁的两端分别滑动设置于两个滑动架上；所述第一气缸固定设置在机架上，且所述第一气缸的活动端固定在滑动架上。
作为上述技术方案的改进，所述的一种坩埚衬料自动填充及夯实装置，所述第三气缸上安装有滑动座；所述滑动座滑动设置于横梁上；所述出料管下端穿过滑动座并固定在捣棒的底端。
作为上述技术方案的改进，所述的一种坩埚衬料自动填充及夯实装置，所述机架上安装有支撑架；所述第四气缸固定安装在支撑架上；所述工业相机竖直固定于支撑架上。
作为上述技术方案的改进，所述的一种坩埚衬料自动填充及夯实装置，所述升降机构为剪式升降机构。
作为上述技术方案的改进，坩埚衬料自动填充及夯实装置还包括控制器，所述第一气缸、第二气缸、第三气缸、第四气缸以及升降机构都和控制器电连接。
坩埚衬料自动填充及夯实装置的工作方法，包括以下步骤：
a挡板结构闭合出料管，将炉衬材料预先放到料仓内；
b将炉体放置到升降机构上；
c工业相机拍照，判断炉体的位置，驱动机构将捣棒连同出料管移动到炉体中间位置，然后升降机构将炉体提升至合适高度；
d挡板结构打开出料管，在驱动机构的带动下，在炉体里面铺上一层均匀的炉衬材料，挡板结构关闭出料管，在驱动机构的带动下，捣棒将底层炉衬材料夯实；
e升降机构下降，将坩埚放置在炉体内部中间位置，然后升降机构上升至合适高度；
f工业相机重新拍照，判断炉体和坩埚位置，驱动机构将捣棒连同出料管移动到炉体内壁与坩埚之间，挡板结构打开出料管，在炉体内壁与坩埚之间铺上一层均匀的炉衬材料，挡板结构关闭出料管，在驱动机构的带动下，捣棒将炉衬材料夯实；
G重复步骤f，直至炉衬材料填充并夯实至所需高度，升降机构下降，取下感应熔炼炉，完成炉衬材料的填充及夯实工作。
本发明的优点在于：本发明的一种坩埚衬料自动填充及夯实装置，自动填料和夯实，代替人工作业，降低工人的劳动强度；衬料在填充与夯实过程中，用工业相机辅助断判断坩埚位置，及时调整，防止坩埚偏离中心。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明捣棒伸入炉体内时的结构示意图。
图3为本发明横架的安装示意图。
图4为本发明料嘴处的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
感应熔炼炉由炉体91、炉衬材92和坩埚93组成；坩埚筑炉先将炉体91里面底层铺上一层衬料并夯实，再将坩埚93放置到中间位置，在坩埚93外侧与炉体91内壁之间的间隙填充一定高度的衬料，用捣棒不断锤击夯实所填衬料，夯实后再填充相同高度的衬料，继续夯实，不断重复以上两个动作，直到衬料填到所需高度为止；
实施例1，参见附图，一种坩埚衬料自动填充及夯实装置，包括
料仓1，用于容纳炉衬材料；所述料仓1的底部设置有用于将炉衬材料送入炉体内的出料管11；所述出料管11为波纹软管；所述出料管11上设置有用于控制出料管11开闭的挡板结构12；
捣棒2，竖直设置于料仓1下部，且所述捣棒2的下端伸入炉体91内部，用于将填充在炉体1内的炉衬材料夯实；所述出料管11的出料端固定在捣棒2的底端；
驱动机构，用于带动捣棒2在X、Y、Z轴三个方向上运动；所述驱动机构包括横梁31、滑动架32、第一气缸33、第二气缸34以及第三气缸35；所述横梁31沿X轴方向滑动安装在滑动架32上；所述第一气缸33和横梁31连接，用于带动横梁31在滑动架32上滑动；所述第三气缸35沿Y轴方向滑动安装在横梁31上；所述第二气缸34和第三气缸35连接，用于带动第三气缸35在横梁31上滑动；所述第三气缸35沿Z轴方向伸缩，用于带动捣棒2在Z轴方向上运动；所述捣棒2的顶端固定在第三气缸35上；
设置于捣棒2下部的升降机构4，用于放置炉体91，并带动炉体91升降；
工业相机5，设置于升降机构4上部，用于检测炉体91的位置；
本发明加工步骤为：
a挡板结构闭合出料管，将炉衬材料预先放到料仓内；
b将炉体放置到升降机构上；
c工业相机拍照，判断炉体的位置，驱动机构将捣棒连同出料管移动到炉体中间位置，然后升降机构将炉体提升至合适高度；
d挡板结构打开出料管，在驱动机构的带动下，在炉体里面铺上一层均匀的炉衬材料，挡板结构关闭出料管，在驱动机构的带动下，捣棒将底层炉衬材料夯实；
e升降机构下降，将坩埚放置在炉体内部中间位置，然后升降机构上升至合适高度；
f工业相机重新拍照，判断炉体和坩埚位置，驱动机构将捣棒连同出料管移动到炉体内壁与坩埚之间，挡板结构打开出料管，在炉体内壁与坩埚之间铺上一层均匀的炉衬材料，挡板结构关闭出料管，在驱动机构的带动下，捣棒将炉衬材料夯实；
G重复步骤f，直至炉衬材料填充并夯实至所需高度，升降机构下降，取下感应熔炼炉，完成炉衬材料的填充及夯实工作。
料仓的设置，用于预先放置炉衬材料，在炉衬材料填充夯实的过程中，通过重力作用，炉衬材料从料仓内流出经过出料管被送入炉体内，不需要人工将炉衬材料添加到炉体内，代替了人工作业；
捣棒的设置，用于将炉衬材料捣实；驱动机构的设置，用于调整捣棒和出料管下端的位置，使出料管将炉衬材料填充在所需位置，使捣棒将炉衬材料均匀夯实；具体的，通过第一气缸带动横梁在滑动架上沿X轴方向滑动，实现出料管底端和捣棒的X轴方向位置调整；通过第二气缸带动第三气缸在横梁上沿Y轴方向滑动，实现出料管底端和捣棒的Y轴方向位置调整；通过第三气缸的升降，带动捣棒在Z轴方向上运动，进而带动捣棒和固定在捣棒上的出料管沿Z轴运动，实现出料管底端和捣棒的Z轴方向位置调整；出料管采用波纹软管，为出料管底端运动提供基础；
工业相机的设置，用于在炉衬材料填充和捣实的过程中，检测炉体及坩埚的位置，使驱动机构根据炉体和坩埚的位置驱动捣棒和出料管运动，实现出料和捣棒夯实位置的精确控制；
升降机构的设置，一方面作为放置炉体的平台，在衬料填充和夯实过程中对炉体进行支撑，另一方面，通过升降机构的升降，控制炉体的升降，在衬料填充和夯实的过程中使炉体处于合适高度；
本发明的一种坩埚衬料自动填充及夯实装置，自动填料和夯实，代替人工作业，降低工人的劳动强度；衬料在填充与夯实过程中，用工业相机辅助断判断坩埚位置，及时调整，防止坩埚偏离中心。
作为上述技术方案的改进，坩埚衬料自动填充及夯实装置还包括机架6；所述料仓1为两端开口的漏斗状，且固定在机架6的顶端；所述料仓1的底端开口处安装有料嘴13；所述挡板结构12包括堵料板121和第四气缸122；所述料嘴13上设置有用于供堵料板121穿过的开口槽131；所述第四气缸122和堵料板121连接用于带动堵料板121在开口槽131处伸缩；所述出料管11的一端固定在料仓1底端的料嘴13上，另一端固定在捣棒2的底端；
机架6的设置，用于安装和支撑料仓1、驱动机构等部件；料仓1设置在机架6顶端，其设计为两端开口的漏斗状，炉衬材料从上端开口处加入到料仓1内，通过重力作用从下端开口处流出；出料管11上端固定在料仓1底端的料嘴13上，下端用于将料仓1流出的炉衬材料送入炉体91内进行夯实；封堵板121的设置，通过第四气缸122带动在开口槽131处伸缩，实现出料管11上端的开闭，控制炉衬材料流出。
作为上述技术方案的改进，所述滑动架32为两个且分别设置于机架6的两侧；所述横梁31的两端分别滑动设置于两个滑动架32上；所述第一气缸33固定设置在机架1上，且所述第一气缸33的活动端固定在滑动架32上；
滑动架32沿X轴方向固定在机架6上，用于安装横梁31。
作为上述技术方案的改进；所述第三气缸35上安装有滑动座351；所述滑动座351滑动设置于横梁31上；所述出料管11下端穿过滑动座351并固定在捣棒2的底端；
滑动座351的设置，用于安装第三气缸35；出料管11穿过滑动座351，可在驱动机构运动过程中降低出料管11底端晃动，避免出料管11和捣棒2连接处脱离。
作为上述技术方案的改进，所述机架6上安装有支撑架123；所述第四气缸122固定安装在支撑架123上；所述工业相机5竖直固定于支撑架123上；
支撑架123的设置，用于固定和支撑第四气缸122及工业相机5。
作为上述技术方案的改进，所述升降机构4为剪式升降机构；
升降机构4采用现有技术中常用的剪式升降机构，结构简单，其具体结构此处不再赘述。
作为上述技术方案的改进，坩埚衬料自动填充及夯实装置还包括控制器7，所述第一气缸33、第二气缸34、第三气缸35、第四气缸122以及升降机构4都和控制器7电连接。
需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种坩埚衬料自动填充及夯实装置，其特征在于：包括
料仓(1)，用于容纳炉衬材料；所述料仓(1)的底部设置有用于将炉衬材料送出的出料管(11)；所述出料管(11)为波纹软管；所述出料管(11)上设置有用于控制出料管(11)开闭的挡板结构(12)；
捣棒(2)，竖直设置于料仓(1)下部；所述出料管(11)的出料端固定在捣棒(2)的底端；
驱动机构，和捣棒(2)连接，用于带动捣棒(2)在X、Y、Z轴三个方向上运动；
设置于捣棒(2)下部的升降机构(4)；
工业相机(5)，设置于升降机构(4)上部。
2.根据权利要求1所述的一种坩埚衬料自动填充及夯实装置，其特征在于：所述驱动机构包括横梁(31)、滑动架(32)、第一气缸(33)、第二气缸(34)以及第三气缸(35)；所述横梁(31)沿X轴方向滑动安装在滑动架(32)上；所述第一气缸(33)和横梁(31)连接，用于带动横梁(31)在滑动架(32)上滑动；所述第三气缸(35)沿Y轴方向滑动安装在横梁(31)上；所述第二气缸(34)和第三气缸(35)连接，用于带动第三气缸(35)在横梁(31)上滑动；所述第三气缸(35)沿Z轴方向伸缩，用于带动捣棒(2)在Z轴方向上运动；所述捣棒(2)的顶端固定在第三气缸(35)上。
3.根据权利要求1所述的一种坩埚衬料自动填充及夯实装置，其特征在于：坩埚衬料自动填充及夯实装置还包括机架(6)；所述料仓(1)为两端开口的漏斗状，且固定在机架(6)的顶端；所述料仓(1)的底端开口处安装有料嘴(13)；所述挡板结构(12)包括堵料板(121)和第四气缸(122)；所述料嘴(13)上设置有用于供堵料板(121)穿过的开口槽(131)；所述第四气缸(122)和堵料板(121)连接用于带动堵料板(121)在开口槽(131)处伸缩；所述出料管(11)的一端固定在料仓(1)底端的料嘴(13)上，另一端固定在捣棒(2)的底端。
4.根据权利要求3所述的一种坩埚衬料自动填充及夯实装置，其特征在于：所述滑动架(32)为两个且分别设置于机架(6)的两侧；所述横梁(31)的两端分别滑动设置于两个滑动架(32)上；所述第一气缸(33)固定设置在机架(1)上，且所述第一气缸(33)的活动端固定在滑动架(32)上。
5.根据权利要求4所述的一种坩埚衬料自动填充及夯实装置，其特征在于：所述第三气缸(35)上安装有滑动座(351)；所述滑动座(351)滑动设置于横梁(31)上；所述出料管(11)下端穿过滑动座(351)并固定在捣棒(2)的底端。
6.根据权利要求3所述的一种坩埚衬料自动填充及夯实装置，其特征在于：所述机架(6)上安装有支撑架(123)；所述第四气缸(122)固定安装在支撑架(123)上；所述工业相机(5)竖直固定于支撑架(123)上。
7.根据权利要求1所述的一种坩埚衬料自动填充及夯实装置，其特征在于：所述升降机构(4)为剪式升降机构。
8.根据权利要求5所述的一种坩埚衬料自动填充及夯实装置，其特征在于：坩埚衬料自动填充及夯实装置还包括控制器(7)，所述第一气缸(33)、第二气缸(34)、第三气缸(35)、第四气缸(122)以及升降机构(4)都和控制器(7)电连接。
9.一种如权利要求1-7任一项所述的坩埚衬料自动填充及夯实装置的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
a挡板结构闭合出料管，将炉衬材料预先放到料仓内；
b将炉体放置到升降机构上；
c工业相机拍照，判断炉体的位置，驱动机构将捣棒连同出料管移动到炉体中间位置，然后升降机构将炉体提升至合适高度；
d挡板结构打开出料管，在驱动机构的带动下，在炉体里面铺上一层均匀的炉衬材料，挡板结构关闭出料管，在驱动机构的带动下，捣棒将底层炉衬材料夯实；
e升降机构下降，将坩埚放置在炉体内部中间位置，然后升降机构上升至合适高度；
f工业相机重新拍照，判断炉体和坩埚位置，驱动机构将捣棒连同出料管移动到炉体内壁与坩埚之间，挡板结构打开出料管，在炉体内壁与坩埚之间铺上一层均匀的炉衬材料，挡板结构关闭出料管，在驱动机构的带动下，捣棒将炉衬材料夯实；
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