CN113290235B - 一种自动加揭钢包盖系统及其加揭钢包盖方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种自动加揭钢包盖系统，包括：执行小车、小车检测装置、钢包车、包盖Z向检测装置、钢包车位置检测装置、轮廓扫描仪、抓取机构和控制器；小车检测装置设置在平台上；钢包车上设置有钢包，钢包上设置有钢包盖；包盖Z向检测装置设置在所述平台上；钢包车位置检测装置设置在平台上；轮廓扫描仪设置在平台上；抓取机构设置在执行小车上；控制器的信号输入端分别与小车检测装置、包盖Z向检测装置、钢包车位置检测装置和轮廓扫描仪通过信号连接；控制器的信号输出端与执行小车和钢包车通过信号连接。本发明还提出一种自动加揭钢包盖方法，采用以上所述的自动加揭钢包盖系统实施。

Description

一种自动加揭钢包盖系统及其加揭钢包盖方法

技术领域

本发明属于炼钢冶炼领域，具体涉及一种自动加揭钢包盖系统及其加揭钢包盖方法。

背景技术

钢铁冶炼生产中，相邻工艺段的转接，需要钢包的温度保持在一定的温度范围内，因而就有了包盖的加与揭的需求。因撇渣工艺需要，包盖上的斜型槽口与包车定位销相接，因此包盖的运行轨迹为平动。目前实现加揭盖功能主要有三种形式：1)钢丝绳卷筒驱动吊具(吊具与固定支架间有轨迹引导斜面)从而带动包盖的提升，使用中因包盖位置的不确定性及包盖的变形，轨迹引导斜面的不可调整性，实际使用效果不理想。2)门型框架结构，可对执行机构实现三坐标调整，以满足现场实际使用情况，但结构复杂，操作性要求高。3)液压驱动的抓取机构，因四连杆本身具有平动运动轨迹，因此结构简单，操作易于实现。以上三种形式均不能实现自动化加、揭盖功能。

发明内容

本发明提供了一种自动加揭钢包盖系统及其加揭钢包盖方法，用于克服上述问题或者至少部分地解决或缓解上述问题。

本发明提出一种自动加揭钢包盖系统，包括：

执行小车；

小车检测装置，所述小车检测装置设置在平台上，用于测定所述执行小车的运动位置；

钢包车，所述钢包车上设置有钢包，所述钢包上设置有钢包盖；

包盖Z向检测装置，所述包盖Z向检测装置设置在所述平台上，用于检测所述钢包盖的竖向位置；

钢包车位置检测装置，所述钢包车位置检测装置设置在所述平台上，用于检测所述钢包车运动的位置；

轮廓扫描仪，所述轮廓扫描仪设置在所述平台上，用于扫描所述钢包盖的轮廓；

抓取机构，所述抓取机构设置在所述执行小车上，用于加、揭所述钢包盖；

控制器，所述控制器的信号输入端分别与所述小车检测装置、包盖Z向检测装置、钢包车位置检测装置和轮廓扫描仪通过信号连接；所述控制器的信号输出端与所述执行小车和所述钢包车通过信号连接。

本发明的圆材矫直装置还具有以下可选特征。

可选地，所述抓取机构为四连杆机构，包括：

第一勾爪和第二勾爪，所述第一勾爪的中部和所述第二勾爪的中部分别铰接在所述执行小车上；

横连杆，所述横连杆的两端分别与所述第一勾爪的上端和所述第二勾爪的上端相铰接；

液压缸，所述液压缸的两端分别铰链连接在所述第一勾爪的上部和所述执行小车之间。

可选地，还包括升降控制装置，所述升降控制装置设置在所述执行小车和所述抓取机构之间，用于检测所述抓取机构的运动位置。

可选地，所述升降控制装置包括悬杆支架和拉线编码器，所述悬杆支架固定在所述执行小车上，所述拉线编码器设置在所述悬杆支架上，所述拉线编码器的下端连接在所述第二勾爪的下部。

可选地，所述钢包车上设置有信号反光板，所述信号反光板用于配合所述钢包车位置检测装置检测钢包车的位置。

可选地，所述小车检测装置中设置有激光测距仪。

可选地，所述包盖检测装置中设置有激光测距仪。

本发明还提出一种自动加揭钢包盖方法，采用以上所述的自动加揭钢包盖系统实施，包括以下步骤：

S001：钢包车装载钢包后运动到撇渣工艺位置，钢包车位置检测装置检测到钢包车后，将钢包车的水平位置信息发送给控制器，控制器控制钢包车停止到预设的位置；

S002：执行小车向钢包车位置运动，小车检测装置检测到执行小车后，将执行小车的位置发送给控制器，控制器控制执行小车停止到预设位置；

S003：包盖Z向检测装置检测钢包车上钢包盖的Z向高度，将钢包盖的Z向高度发送给控制器，控制器根据钢包盖的Z向高度控制抓取机构对钢包盖进行揭开和加盖动作。

本发明的自动加揭钢包盖系统及其加揭钢包盖方法通过小车检测装置检测执行小车的位置，通过钢包车位置检测装置检测钢包车的位置，通过轮廓扫描仪检测钢包盖的轮廓，通过包盖Z向检测装置检测钢包盖的竖向位置，以此控制执行小车及其抓取机构加揭钢包盖，实现了钢包盖自动化加盖和揭盖功能。

附图说明

图1是本发明的自动加揭钢包盖系统的主视图；

图2是本发明的自动加揭钢包盖系统的俯视图。

在以上图中，1执行小车；2钢包盖；3小车检测装置；4平台；5包盖Z向检测装置；6钢包车位置检测装置；7钢包车；8轮廓扫描仪；9信号反光板；10第一勾爪；11第二勾爪；12横连杆；13液压缸；14悬杆支架；15拉线编码器；16拉线钢丝。

具体实施方式

下面通过一个具体的实施例，进一步对本发明进行说明。

实施例1

参考图1和图2，本发明提出一种自动加揭钢包盖系统，包括：执行小车1、小车检测装置3、钢包车7、包盖Z向检测装置5、钢包车位置检测装置6、轮廓扫描仪8、抓取机构和控制器；所述小车检测装置3设置在平台4上，用于测定所述执行小车1的运动位置；所述钢包车7上设置有钢包，所述钢包上设置有钢包盖2；所述包盖Z向检测装置5设置在所述平台4上，用于检测所述钢包盖2的竖向位置；所述钢包车位置检测装置6设置在所述平台4上，用于检测所述钢包车7运动的位置；所述轮廓扫描仪8设置在所述平台4上，用于扫描所述钢包盖2的轮廓；所述抓取机构设置在所述执行小车1上，用于加、揭所述钢包盖2；所述控制器的信号输入端分别与所述小车检测装置3、包盖Z向检测装置5、钢包车位置检测装置6和轮廓扫描仪8通过信号连接；所述控制器的信号输出端与所述执行小车1和所述钢包车7通过信号连接。

控制器中预先输入自动加揭钢宝盖程序，控制钢包车7运动到撇渣位置，通过钢包车位置检测装置6确定钢包车7的位置，然后控制执行小车1运动到钢包车7处，此时通过小车检测装置3确定执行小车1的位置，再通过轮廓扫描仪8扫描钢包盖2的轮廓，同时通过包盖Z向检测装置检测钢包盖2的竖向位置，最后控制器控制抓取机构将钢包车7所装载的钢包上的钢包盖2揭开，等撇渣工序完成后，再控制抓取机构将钢包盖2加盖在钢包上。

实施例2

参考图1和图2，在实施例1的基础上，所述抓取机构为四连杆机构，包括：第一勾爪10、第二勾爪11、横连杆12和液压缸13；所述第一勾爪10的中部和所述第二勾爪11的中部分别铰接在所述执行小车1上；所述横连杆12的两端分别与所述第一勾爪10的上端和所述第二勾爪11的上端相铰接；所述液压缸13的两端分别铰链连接在所述第一勾爪10的上部和所述执行小车1之间。

执行小车1、第一勾爪10、第二勾爪11和横连杆12构成一个四连杆机构，横连杆12的两端分别与第一勾爪10和第二勾爪11的上端相铰接，第一勾爪10和第二勾爪11的中部分别铰接在执行小车1上，通过液压缸13推动第一勾爪10的上部即可带动横连杆12和第二勾爪11同步运动，第一勾爪10的下端和第二勾爪11的下端具有向上的弯钩，可分别勾在钢包盖2上，对钢包盖2进行勾起和下放动作。

实施例3

参考图1，在实施例2的基础上，还包括升降控制装置，所述升降控制装置设置在所述执行小车1和所述抓取机构之间，用于检测所述抓取机构的运动位置。

升降控制装置可以实时检测抓取机构的运动位置，并将检测到的运动位置信号反馈给控制器，使控制器通过抓取机构准确抓取或下放钢包盖2。

实施例4

参考图1，在实施例3的基础上，所述升降控制装置包括悬杆支架14和拉线编码器15，所述悬杆支架14固定在所述执行小车1上，所述拉线编码器15设置在所述悬杆支架14上，所述拉线编码器15中的拉线钢丝16的下端连接在所述第二勾爪11的下部。

通过竖杆和横杆组成的悬杆支架14固定在执行小车1上，拉线编码器15设置在悬杆支架14的横杆上，拉线编码器15中的拉线钢丝16的下端绕过导向滚轮后连接在四抓取机构中的第二勾爪11的下部，拉线钢丝16具有向回收缩的拉力，第二勾爪11向下运动时，可以将拉线钢丝16向下拉出，第二勾爪11向上运动时，拉线钢丝16随之收缩，当控制器通过液压缸13控制四抓取机构中的第一勾爪10和第二勾爪11对钢包盖2进行抓取时，拉线编码器15根据拉线钢丝16的收缩长度信号可检测到第二勾爪11的运动高度信号，从而获得对钢包盖2的抓取位置信号，并将抓取位置信号反馈给控制器。

实施例5

参考图2，在实施例1的基础上，所述钢包车7上设置有信号反光板9，所述信号反光板9用于配合所述钢包车位置检测装置6检测钢包车7的位置。

信号反光板9竖向设置在钢包车7上，钢包车位置检测装置6横向正对信号反光板9，可通过激光测距检测到钢包车7的位置。

实施例6

参考图1，在实施例1的基础上，所述小车检测装置3中设置有激光测距仪。

小车检测装置3通过支架固定在平台4上，可通过激光测距仪实施测量执行小车1的运动位置，并将执行小车1的实时位置发送至控制器。

实施例7

参考图1，在实施例1的基础上，所述包盖Z向检测装置5中设置有激光测距仪。

包盖Z向检测装置5中的激光测距仪的检测头竖直朝下，通过激光测距仪可以测量钢包盖2的竖向位置。

实施例8

本发明的实施例提出一种自动加揭钢包盖方法，采用以上任一项所述的自动加揭钢包盖系统实施，包括以下步骤：S001：钢包车7装载钢包后运动到撇渣工艺位置，钢包车位置检测装置6检测到钢包车7后，将钢包车7的水平位置信息发送给控制器，控制器控制钢包车7停止到预设的位置；S002：执行小车1向钢包车7位置运动，小车检测装置3检测到执行小车1后，将执行小车1的位置发送给控制器，控制器控制执行小车1停止到预设位置；S003：包盖Z向检测装置5检测钢包车7上包盖的Z向高度，将钢包盖2的Z向高度发送给控制器，控制器根据包盖Z向高度控制抓取机构对钢包盖2进行揭开和加盖操作。

在S001中，钢包车7的水平运动方向与执行小车1的水平运动方向相垂直；在S002中，执行小车1所停的预设位置为抓取机构对钢包盖2的最佳起勾位置；在S003中，包盖Z向检测装置5检测钢包车7上包盖的Z向高度，将数据传送给拉线编码器15，以排除因钢渣厚度变化导致的抓取机构起勾时会与钢包盖2相干涉的问题。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种自动加揭钢包盖系统，其特征在于，包括： 执行小车（1）；

小车检测装置（3），所述小车检测装置（3）设置在平台（4）上，用于测定所述执行小车（1）的运动位置；

钢包车（7），所述钢包车（7）上设置有钢包，所述钢包上设置有钢包盖（2）； 包盖 Z 向检测装置（5），所述包盖 Z 向检测装置（5）设置在所述平台（4）上，

用于检测所述钢包盖（2）的竖向位置；

钢包车位置检测装置（6），所述钢包车位置检测装置（6）设置在所述平台（4）上，用于检测所述钢包车（7）运动的位置；

轮廓扫描仪（8），所述轮廓扫描仪（8）设置在所述平台（4）上，用于扫描所述钢包盖（2）的轮廓；

抓取机构，所述抓取机构设置在所述执行小车（1）上，用于加、揭所述钢包盖（2）；控制器，所述控制器的信号输入端分别与所述小车检测装置（3）、包盖 Z 向检测

装置（5）、钢包车位置检测装置（6）和轮廓扫描仪（8）通过信号连接；所述控制器的信号输出端与所述执行小车（1）和所述钢包车（7）通过信号连接；

所述抓取机构为四连杆机构，包括：

第一勾爪（10）和第二勾爪（11），所述第一勾爪（10）的中部和所述第二勾爪（11）的中部分别铰接在所述执行小车（1）上；

横连杆（12），所述横连杆（12）的两端分别与所述第一勾爪（10）的上端和所述第二勾爪（11）的上端相铰接；

液压缸（13），所述液压缸（13）的两端分别铰链连接在所述第一勾爪（10）的上部和所述执行小车（1）之间；还包括升降控制装置，所述升降控制装置设置在所述执行小车（1）和所述抓取机构之间，用于检测所述抓取机构的运动位置；

所述升降控制装置包括悬杆支架（14）和拉线编码器（15），所述悬杆支架（14）固定在所述执行小车（1）上，所述拉线编码器（15）设置在所述悬杆支架（14）上， 所述拉线编码器（15）的下端连接在所述第二勾爪（11）的下部。

2.根据权利要求 1 所述的自动加揭钢包盖系统，其特征在于，所述钢包车（7） 上设置有信号反光板（9），所述信号反光板（9）用于配合所述钢包车位置检测装置（6）检测钢包车（7）的位置。

3.根据权利要求 1 所述的自动加揭钢包盖系统，其特征在于，所述小车检测装置

（3）中设置有激光测距仪。

4.根据权利要求 1 所述的自动加揭钢包盖系统，其特征在于，所述包盖Z向检测装置

（5）中设置有激光测距仪。

5.一种自动加揭钢包盖方法，采用权利要求 1 至 4 中任一项所述的自动加揭钢包盖系统实施，其特征在于，包括以下步骤：

S001：钢包车装载钢包后运动到撇渣工艺位置，钢包车位置检测装置检测到钢包车后，将钢包车的水平位置信息发送给控制器，控制器控制钢包车停止到预设的位置；

S002：执行小车向钢包车位置运动，小车检测装置检测到执行小车后，将执行小车的位置发送给控制器，控制器控制执行小车停止到预设位置；

S003：包盖Z 向检测装置检测钢包车上包盖的Z 向高度，将钢包盖的Z 向高度发送给控制器，控制器根据钢包盖的 Z 向高度控制抓取机构对钢包盖进行揭开和加盖动作。

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