CN113333700A - 一种自动巡检结晶器液面的浇铸及浇注方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种自动巡检结晶器液面的浇铸及浇注方法，属于连铸生产工艺领域。该装置包含行走系统和机械臂系统，机械臂系统末端末端具有多个可切换端面，可切换端面包括具有定位功能的定位端面和具有测量结晶器液面高度和渣层厚度功能的检测端面以及具有有三维成像装置的成像端面。该装置集成了多个可切换端面，能够根据作业的要求，自动切换不同的功能端面，通过机器人装置替代人工进行结晶器液面点检作业，不同功能端面的配合，可以完成挑除粗大渣条、调整结晶器保护渣厚度及中间包浸入式水口插入深度等作业，避免工人在存在潜在危险源结晶器附近作业，有效避免高温及放射源辐射对人体伤害，提高巡检效率。

Description

一种自动巡检结晶器液面的浇铸及浇注方法

技术领域

本申请涉及连铸生产工艺领域，具体而言，涉及一种自动巡检结晶器液面的浇铸装置及浇注方法。

背景技术

在冶金连铸生产工艺中，钢液从大包流经中间包，再由中间包注入结晶器凝固成铸坯。在整个浇铸周期(对应一个中间包工作层使用周期)，在结晶器表面必须投加保护渣，进行钢液面保护，防止钢水被氧化。结晶器浇注是整个连铸工艺核心，浇铸质量的好与坏，直接关系到铸坯的表面和内部质量。为此，在整个浇铸过程中，每隔一段时间，作业人员(中间包操作工)就要对结晶器液面进行巡检，以保证浇铸状态良好。

巡检作业主要内容有：结晶器四周是否烧结粘附有粗大渣条、结晶器保护渣厚度是否合适(标准在40～60mm)、中间包浸入式水口插入深度是否最佳(标准在115～125mm)等。在浇钢工巡检过程，因结晶器内盛装着高温液态钢水及高危放射源物质，工人身处险境，身体难免遭受到高温辐射及放射源辐射侵害等。

中间包操作工必须置身于危险区域，主要是因为在结晶器保护渣使用过程中，容易受其自身质量特性、保护渣厚度(即加入量)、结晶器液面稳定性、使用过程变性等因素影响，保护渣在结晶器壁烧结形成粗大渣条，若不及时发现并挑除，会严重影响保护渣使用性能(如保护渣化渣润滑性、保护渣保护浇铸防止钢水被氧化性、保护渣对钢水保温和吸附夹杂物性等)，更有甚者引发初生坯壳粘结致漏钢的恶性事故。而结晶器保护渣厚度(即加入量)控制，对维持保护渣三层(粉状层、烧结层、液渣层)结构，保证保护渣使用性能至关重要。此外，控制好中间包浸入式水口插入深度，可以有效防止铸坯内部卷渣、铸坯表面脱方或角裂等质量事故，保障铸坯质量。因此，每隔一段时间，浇钢工必须对结晶器液面进行巡检作业，是中间包浇钢工主要职责所在。

现有的技术中，结晶器液面巡检作业，主要是靠工人，通过肉眼逐个流的结晶器液面进行巡查。若发现粗大的渣条，人工用捞渣棒捞出；人工测量保护渣厚度，当厚度不合适时，进行人工补加渣作业；人工测量浸入式水口插入深度，当插入深度不佳时，人工对该流结晶器液面进行调整。整个巡检作业都靠人力完成，这种巡检方式效率低，容易受到人的疲劳或马虎大意等内因，或光线、角度等外因影响，导致判断失误。此外，整个巡检过程，工人都需要靠近结晶器操作，必须身处危害境地，避免不了遭受热辐射和放射源辐射的侵害。最后还有结晶器液面巡检作业，必须要有一定的时效性、完整性、可靠性，稍有疏忽致巡检不到位，就可能会影响到结晶器浇铸稳定，甚至引发质量或生产事故，这对工人身体和心理都提出很高要求。

CN109531542A公开了一种机器人加渣作业方法、系统、运动轨迹规划方法、系统，该专利公开了通过感知子系统实时检测结晶器状态、周围环境的状态信息以及人工对机器人的操作信息；决策子系统通过机器人进行加渣运动轨迹的示教操作；然后执行子系统按规划的轨迹完成加渣操作，该专利技术侧重点在于路径规划和机械臂的运动控制。CN109423588A公开了一种捞渣机器人及其使用方法，但是该捞渣机器人针对的是锌锅浮渣，而非钢液浮渣。

因此，本领域亟需一种结晶器液面自动巡检装置，以解决巡检作业复杂、危险系数高的问题。

发明内容

为有效规避现有人工巡检结晶器液面风险，减轻工人们劳动强度且提高巡检效率的问题，本申请的目的在于研制出一种自动巡检结晶器液面的装置。

为实现上述目的，本申请第一方面是提供一种自动巡检结晶器液面的装置，该装置包括：

行走系统，行走系统包括行走路轨和固定底盘小车，固定底盘小车安装在行走路轨上，并可以沿着行走路轨移动；

机械臂系统，机械臂系统设置在固定底盘小车上，机械臂系统从固定底盘近端到远端依次布置有第一旋转电机，升降电机，第一机械臂，第二旋转电机以及第二机械臂，第一旋转电机带动第一机械臂和第二机械臂整体在水平面上进行旋转运动，升降电机带动第一机械臂和第二机械臂整体在竖直方向上进行升降运动，第二旋转电机带动第二机械臂在竖直平面上进行旋转运动；

第二机械臂末端具有多个可切换端面，其中，可切换端面包括具有定位功能的定位端面和具有测量结晶器液面高度和渣层厚度功能的检测端面以及设置有三维成像装置的成像端面。

在上述技术方案中，通过在第二机械臂末端设置定位端面、检测端面和成像端面，使得本装置能够同时实现结晶器四周探边定位、结晶器液面高度测试、渣层厚度测试以及渣条高度测试等功能，实现多功能设备集合，而且上述各端面设置成可自动切换，在作业过程中可以随时切换，操作快速便捷。

在一些可选的实施方案中，检测端面设置有导电金属线，导电金属线与设置在第二机械臂末端的带编码的测量电机连接，测量电机对导线金属线进行传送，并计算传送的导电金属线的长度。

在上述技术方案中，通过设置带编码的测量电机传送导电金属线，可以自动快速地测算出电机旋转的周长，该周长即为导电金属线的伸出长度，通过该简单的方式就可以实现结晶器液面检测和渣层厚度检测。

在一些可选的实施方案中，定位端面上设置有用于确定结晶器方位的定位探针。

在上述技术方案中，定位探针是独立定位系统，通过实测结晶器位置，快速真实反映结晶器位置数据，不受固定底盘小车定位影响，准确性强。

在一些可选的实施方案中，成像端面和检测端面为同一端面。

在上述技术方案中，将成像端面和检测端面设置在同一端面上，可以降低操作的复杂程度，并进一步提高设备集成度。

在一些可选的实施方案中，可切换端面还包括设置有补渣装置的补渣端面，优选地，补渣端面和检测端面为同一端面。

在上述技术方案中，在某一可切换端面上设置补渣装置，可以根据渣层厚度情况进行实时补渣，而且通过将补渣端面和检测端面设置在同一端面上也可以进一步提高设备集成度。

在一些可选的实施方案中，第二机械臂末端设置有捞渣装置，捞渣装置包括捞渣叉臂以及设置在捞渣叉臂末端的捞渣爪。

在一些可选的实施方案中，行走系统还包括用于驱动固定底盘小车行走的行走电机和用于提供电能的拖链。

本申请的第二方面是提供一种自动巡检结晶器液面的方法，采用上述自动巡检结晶器液面的装置进行中间包水口插入深度调整作业，其包括以下步骤：

步骤1：准备工序，通过行走系统，将机械臂系统运送到需巡检的结晶器液面流子的正前方；

步骤2：通过升降电机和第二旋转电机，伸出第二机械臂，启用定位端面，再通过第一旋转电机、第二旋转电机和升降电机的配合，用定位端面给结晶器边沿探边定位；

步骤3：依照探边定位数据，切换到检测端面，启动带编码器的测量电机，通过传送导电金属线，当金属线获得强电压时测量电机停止，通过电机编码器获得传送导电金属线长度，进而推出该流结晶器钢水液面位置，进而得出浸入式水口插入深度；

步骤4：当浸入式水口插入深度<100mm或浸入式水口插入深度>140mm时，机械臂系统给主控制系统发出警报，主控制系统依据测量出的浸入式水口插入深度，按设定值调整结晶器液面高度，调整液位结束后，将主令权限交还给机械臂系统；

步骤5：机械臂系统收到主令权限后，重复步骤2-步骤4，直至当100mm≤浸入式水口插入深度≤140mm时，程序停止，完成浸入式水口插入深度巡检，第二机械臂收回复位，等待执行下一步。

在上述技术方案中，通过机械臂系统的多个电机互相配合，可以实现第二机械臂位置的精确控制，通过设置在第二机械臂末端的定位端面和检测端面的配合，可以实现对结晶器的四周边沿进行快速定位和对钢水液面高度进行自动测试，避免人工操作时的危险性。

在一些可选的实施方案中，在结束中间包水口插入深度调整作业后，还进行了结晶器钢液面捞除粗大渣条的捞渣作业，其包括以下步骤：

步骤1：伸出第二机械臂，启用定位端面，用定位探针对结晶器边沿进行探边，准确给结晶器四周定位，编制捞渣轨迹；

步骤2：切换到成像端面，调整三维成像装置的成像参数；

步骤3：机械臂系统开启三维成像装置的成像功能，依照探边定位数据，对结晶器四周表面进行拍照，比对分析结晶器表面渣条高度；

步骤4：当渣条高度>10mm时，机械臂系统自动切换到捞渣爪叉臂，依照步骤2)测出结晶器钢水液面位置来调整捞渣爪高度，调整捞渣爪位置，使其距离结晶器液面高18mm-26mm；

步骤5：最后依照步骤4)编制出的捞渣轨迹，用捞渣爪对结晶器四个面表面的保护渣渣条进行捞除。

在上述技术方案中，采用三维成像装置能够真实全面地呈现渣条形貌。

在一些可选的实施方案中，在结束捞渣作业后，还进行了结晶器保护渣厚度的调整作业，其包括以下步骤：

步骤1：伸出第二机械臂，启用定位端面，用定位探针对结晶器边沿进行探边；

步骤2：依照探边定位数据，切换到检测端面，启动带编码器的测量电机，通过传送导电金属线，当金属线获得强电压时测量电机停止，通过电机编码器获得传送导电金属线长度，进而推出该流结晶器钢水液面位置，然后继续启动带编码器的测量电机，通过传送导电金属线，当金属线获得低电压时测量电机停止，通过电机编码器获得传送导电金属线长度，进而推出该流结晶器钢水液面保护渣厚度；

步骤3：当保护渣厚度<30mm时，切换到补渣端面，按设定值，通过机器人补渣装置，一次性给该流结晶器钢水液面补加定量的保护渣，然后再按照步骤2的方式进行保护渣的厚度测试，直至当保护渣厚度>30mm时，程序停止，完成结晶器保护渣厚度巡检，第二机械臂收回复位。

在上述技术方案中，通过设置补渣端面，可以进行自动补渣，自动补渣，不仅补渣效率高且均匀，而且对结晶器液面冲击力小，避免引起结晶器液面波动。

本申请的优点是：

本申请通过用机器人装置替代人工进行结晶器液面点检作业，该装置集成了多个可切换端面，能够根据作业的要求，自动切换不同的功能端面，通过不同功能端面的配合，可以完成挑除粗大渣条、调整结晶器保护渣厚度及中间包浸入式水口插入深度等作业，避免工人在存在潜在危险源结晶器附近作业，有效避免高温及放射源辐射对人体伤害。同时减少工人劳动强度，保证结晶器液面巡检效果，有效避免因人为疏忽失误，导致结晶器浇铸过程巡检效果不佳，致使结晶器浇铸效果不好，出现质量或生产事故。该发明有益效果是，保护工人心身健康，减轻工人劳动强度；提高浇铸巡检效率，降低事故发生率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本申请一种自动巡检结晶器液面浇铸装置的透视图。

图2是本申请一种自动巡检结晶器液面浇铸装置的主视图。

图3是本申请一种自动巡检结晶器液面浇铸装置的俯视图。

图4是本申请一种自动巡检结晶器液面浇铸装置的左视图。

图中：200-行走系统，201-行走拖链，202-行走路轨，203-固定底盘小车，204-行走电机，300-机械臂系统，301-升降电机，302-第一旋转电机，303-第一机械臂，304-第二旋转电机，305-第二机械臂，400-可切换端面，401-定位探针，402-导电金属线，403-测量电机，404-三维成像装置，405-补渣装置，500-捞渣装置，501-叉臂，502-捞渣爪。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“垂直”和“平行”等术语并不表示要求部件之间绝对垂直或平行，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。术语“A连通B”，可以是A直接连通B，也可以A通过中间媒介间接连通B。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例

结合图1-图4，本实施例提供一种自动巡检结晶器液面的装置100，该装置包括行走系统200和机械臂系统300。

行走系统200包括行走路轨202和固定底盘小车203，固定底盘小车203安装在行走路轨202上，并可以沿着行走路轨202移动。行走系统200由设置在行走路轨202附近的行走拖链201提供电能而驱动。

机械臂系统300设置在固定底盘小车203上，机械臂系统从固定底盘近端到远端依次布置有第一旋转电机301，升降电机302，第一机械臂303，第二旋转电机304以及第二机械臂305，第一旋转电机301带动第一机械臂303和第二机械臂305整体在水平面上进行旋转运动，升降电机302带动第一机械臂303和第二机械臂305整体在竖直方向上进行升降运动，第二旋转电机304带动第二机械臂305在竖直平面上进行旋转运动；

第二机械臂305末端具有多个可切换端面400，其中，可切换端面400包括具有定位端面、检测端面和成像端面。

定位端面上设置有定位功能的装置，示例性地，定位功能装置可以为定位探针401，当机械臂系统300切换到定位端面并进行工作时，定位探针401朝下，通过机械臂系统300驱动，定位探针401可以对结晶器四周进行探边，确定结晶器的坐标。定位探针401即为行程开关，是位置开关(又称限位开关)的一种，是一种小电流主令电器，利用生产机械运动部件的碰撞使其触头动作来实现接通或分断控制电路，达到一定的控制目的。这类开关被用来限制机械运动的位置或行程，使运动机械按一定位置或行程自动停止、反向运动、变速运动或自动往返运动。

成像端面上设置有三维成像装置404，工作时，三维成像装置404可以对结晶器四周进行三维成像，通过图像比对分析后，获得结晶器四周表面渣条的高度数据。

检测端面上设置有测量结晶器液面高度和渣层厚度的检测装置，示例性地，检测装置包括导电金属线402和测量电机403，测量电机403设置在第二机械臂305末端，而且测量电机403上集成有一编码器用于计算测量电机403的运动行程，导电金属线402与测量电机403相连，通过测量电机403的工作进行传送，并且可以自动计算导电金属线402的伸出长度。

示例性地，测量电机403可以内置在第二机械臂305末端以得到更好的保护。

需要说明的是，导电金属线402的长度应当设置成足够长，以使其在工作时，伸出检测端面的长度可以抵达结晶器的钢水液面和渣层；另外，导电金属线402应当具有一定的刚度，从而可以提高检测结果的准确性。

通过测量电机403驱动导电金属线402检测钢水液面和渣层厚度的原理如下：当需要检测结晶器液面高度时，根据定位探边数据，机械臂系统300切换到检测端面，调整到合适位置，启动带编码器的测量电机403，通过传送导电金属线402，由于钢水导电性强，当导电金属线402获得强电压时，说明导电金属线402到达钢水液面，测量电机403停止工作，通过测量电机403的编码器获得传送导电金属线402的长度，进而推出该流结晶器钢水液面位置，并进一步得出浸入式水口插入深度。当需要检测渣层厚度时，进行类似操作，由于保护渣导电性弱，当导电金属线402获得低电压时，说明导电金属线402到达保护渣层，测量电机403停止，通过测量电机403的编码器获得传送导电金属线402长度，进而推出该流结晶器钢水液面保护渣厚度。

具体地，首先将结晶器液位检测初始位设定为0位，每次机械臂伸出检测端面高度固定值X，导电金属线402获强电压时，传送金属线长度Y1，两者差值(X-Y1)为钢水液面高度；导电金属线402获低电压时，传送金属线长度Y2，两者差值(Y1-Y2)为保护渣厚度。

在一些示例性的实施方式中，可切换端面400还包括补渣端面，补渣端面设置有补渣装置405，示例性地，补渣装置405为补渣管。进一步地，可以通过补渣管内径的大小可以对补渣的量进行估算。

在一些示例性的实施方式中，可切换端面400中的定位端面和检测端面为不同端面。

在一些示例性的实施方式中，可切换端面400中的成像端面和补渣端面可以和检测端面为相同端面。

示例性地，可切换端面400可以为长方体、正方体或者多面体，其在第二机械臂305末端通过旋转的方式进行端面切换。

在一些示例性的实施方式中，第二机械臂305的末端还设置有捞渣装置500，捞渣装置500包括叉臂501和捞渣爪502，叉臂501可以是一段或者多段，叉臂501一端固定在第二机械臂305的末端，叉臂501另外一端与捞渣爪502连接。示例性地，捞渣爪502包括具有向上的钩状结构，优选地，捞渣爪502设置成与结晶器形状匹配的方形框架，例如采用四个捞渣边连接在一起组成捞渣爪502。

当需要捞渣时，机械臂系统300切换到捞渣装置500，将叉臂伸出，使捞渣爪502处于合适的位置，再结合探边定位的数据，编制捞渣轨迹，移动捞渣爪502，对结晶器四个边的保护渣渣条进行捞除。

优选地，捞渣装置500设置在可切换端面400的下方。

需要注意的是，本装置还包括主控制系统(图中未示出)，主控制系统负责对采集到的数据进行处理分析，并且发出控制指令使装置进行各项作业。

上述技术方案中，通过用在自动巡检装置的末端设置多个可切换端面，能够根据作业的要求，通过不同功能端面的配合，可以完成挑除粗大渣条、调整结晶器保护渣厚度及中间包浸入式水口插入深度等复杂作业，可以避免工人在存在潜在危险源结晶器附近作业，有效避免高温及放射源辐射对人体伤害。

应用例

一种自动巡检结晶器液面的装置，采用上述装置的安装方法，操作步骤如下：

(1)巡检装置通过行走拖链201供给的电能，通过小车行走电机204，驱动机械臂固定底盘小车203，行驶在行走路轨202上，移动到需巡检的结晶器液面流子的正前方。

(2)通过升降电机301和第二旋转电机304，伸出第二机械臂305，启用定位端面，再通过第一旋转电机302、第二旋转电机304和升降电机301的配合，用定位端面给结晶器边沿探边定位；

(3)依照探边定位数据，切换到检测端面，启动带编码器的测量电机403，通过传送导电金属线402，当导电金属线402获得强电压时测量电机403停止，通过测量电机403编码器获得传送导电金属线402长度，进而推出该流结晶器钢水液面位置，进而得出浸入式水口插入深度；

(4)当浸入式水口插入深度<100mm或浸入式水口插入深度>140mm时，机械臂系统300给主控制系统发出警报，主控制系统依据测量出的浸入式水口插入深度，按设定值调整结晶器液面高度，调整液位结束后，将主令权限交还给机械臂系统300；

(5)机械臂系统300收到主令权限后，重复步骤(2)-步骤(4)，直至当100mm≤浸入式水口插入深度≤140mm时，程序停止，完成浸入式水口插入深度巡检，第二机械臂305收回复位，等待执行下一步；

(6)伸出第二机械臂305，启用定位端面，用定位探针401对结晶器边沿进行探边，准确给结晶器四周定位，编制捞渣轨迹；

(7)切换到成像端面，调整三维成像装置404的成像参数；

(8)机械臂系统300开启三维成像装置404的成像功能，依照探边定位数据，对结晶器四周表面进行拍照，比对分析结晶器表面渣条高度；

(9)当渣条高度>10mm时，机械臂系统300自动切换到捞渣爪叉臂501，依照步骤(3)测出结晶器钢水液面位置来调整捞渣爪502高度，调整捞渣爪502位置，使其距离结晶器液面高23mm；

(10)最后依照步骤(6)编制出的捞渣轨迹，用捞渣爪502对结晶器四个面表面的保护渣渣条进行捞除，当完成捞渣后，第二机械臂305收回复位，等待执行下一步；

(11)伸出第二机械臂305，启用定位端面，用定位探针401对结晶器边沿进行探边；

(12)依照探边定位数据，切换到检测端面，启动带编码器的测量电机403，通过传送导电金属线402，当导电金属线402获得强电压时测量电机停止，通过电机编码器获得传送导电金属线402长度，进而推出该流结晶器钢水液面位置，然后继续启动带编码器的测量电机403，通过传送导电金属线402，当导电金属线402获得低电压时测量电机403停止，通过电机编码器获得传送导电金属线402长度，进而推出该流结晶器钢水液面保护渣厚度；

(13)当保护渣厚度<30mm时，切换到补渣端面，按设定值，通过机器人补渣装置405，一次性给该流结晶器钢水液面补加定量的保护渣，然后再按照步骤(12)的方式进行保护渣的厚度测试，直至当保护渣厚度>30mm时，程序停止，完成结晶器保护渣厚度巡检，第二机械臂305收回复位；

(14)巡检装置通过行走路轨3，移动到下一个需巡检的结晶器液面流子的正前方，重复步骤(2)—步骤(13)，直至巡检完铸机所有流子的结晶器液面，机器人通过行走路轨202返回原始位待命。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动巡检结晶器液面的装置，其特征在于，所述装置包括：

行走系统，所述行走系统包括行走路轨和固定底盘小车，所述固定底盘小车安装在行走路轨上，并可以沿着行走路轨移动；

机械臂系统，所述机械臂系统设置在所述固定底盘小车上，所述机械臂系统从固定底盘近端到远端依次布置有第一旋转电机，升降电机，第一机械臂，第二旋转电机以及第二机械臂，所述第一旋转电机带动第一机械臂和第二机械臂整体在水平面上进行旋转运动，所述升降电机带动第一机械臂和第二机械臂整体在竖直方向上进行升降运动，所述第二旋转电机带动第二机械臂在竖直平面上进行旋转运动；

所述第二机械臂末端具有多个可切换端面，其中，所述可切换端面包括具有定位功能的定位端面和具有测量结晶器液面高度和渣层厚度功能的检测端面以及设置有三维成像装置的成像端面。

2.根据权利要求1所述的一种自动巡检结晶器液面的装置，其特征在于，所述检测端面设置有导电金属线，所述导电金属线与设置在第二机械臂末端的带编码的测量电机连接，所述测量电机对导线金属线进行传送，并计算传送的导电金属线的长度。

3.根据权利要求1所述的一种自动巡检结晶器液面的装置，其特征在于，所述定位端面上设置有用于确定结晶器方位的定位探针。

4.根据权利要求1所述的一种自动巡检结晶器液面的装置，其特征在于，所述成像端面和检测端面为同一端面。

5.根据权利要求1所述的一种自动巡检结晶器液面的装置，其特征在于，所述可切换端面还包括设置有补渣装置的补渣端面，优选地，所述补渣端面和检测端面为同一端面。

6.根据权利要求1所述的一种自动巡检结晶器液面的装置，其特征在于，所述第二机械臂末端设置有捞渣装置，所述捞渣装置包括捞渣叉臂以及设置在捞渣叉臂末端的捞渣爪。

7.根据权利要求1所述的一种自动巡检结晶器液面的装置，其特征在于，所述行走系统还包括用于驱动固定底盘小车行走的行走电机和用于提供电能的拖链。

8.一种自动巡检结晶器液面的方法，其特征在于，采用权利要求1-7中任一项所述自动巡检结晶器液面的装置进行中间包水口插入深度调整作业，其包括以下步骤：

步骤1：准备工序，通过行走系统，将机械臂系统运送到需巡检的结晶器液面流子的正前方；

步骤2：通过升降电机和第二旋转电机，伸出第二机械臂，启用定位端面，再通过第一旋转电机、第二旋转电机和升降电机的配合，用定位端面给结晶器边沿探边定位；

步骤3：依照探边定位数据，切换到检测端面，启动带编码器的测量电机，通过传送导电金属线，当金属线获得强电压时测量电机停止，通过电机编码器获得传送导电金属线长度，进而推出该流结晶器钢水液面位置，进而得出浸入式水口插入深度；

步骤4：当浸入式水口插入深度<100mm或浸入式水口插入深度>140mm时，机械臂系统给主控制系统发出警报，主控制系统依据测量出的浸入式水口插入深度，按设定值调整结晶器液面高度，调整液位结束后，将主令权限交还给机械臂系统；

步骤5：机械臂系统收到主令权限后，重复步骤2-步骤4，直至当100mm≤浸入式水口插入深度≤140mm时，程序停止，完成浸入式水口插入深度巡检，第二机械臂收回复位，等待执行下一步。

9.根据权利要求8所述的一种自动巡检结晶器液面的方法，其特征在于，在结束中间包水口插入深度调整作业后，还进行了结晶器钢液面捞除粗大渣条的捞渣作业，其包括以下步骤：

步骤1：伸出第二机械臂，启用定位端面，用定位探针对结晶器边沿进行探边，准确给结晶器四周定位，编制捞渣轨迹；

步骤2：切换到成像端面，调整三维成像装置的成像参数；

步骤3：机械臂系统开启三维成像装置的成像功能，依照探边定位数据，对结晶器四周表面进行拍照，比对分析结晶器表面渣条高度；

步骤4：当渣条高度>10mm时，机械臂系统自动切换到捞渣爪叉臂，依照步骤2)测出结晶器钢水液面位置来调整捞渣爪高度，调整捞渣爪位置，使其距离结晶器液面高18-26mm；

步骤5：最后依照步骤4)编制出的捞渣轨迹，用捞渣爪对结晶器四个面表面的保护渣渣条进行捞除。

10.根据权利要求9所述的一种自动巡检结晶器液面的方法，其特征在于，在结束捞渣作业后，还进行了结晶器保护渣厚度的调整作业，其包括以下步骤：

步骤1：伸出第二机械臂，启用定位端面，用定位探针对结晶器边沿进行探边；

步骤2：依照探边定位数据，切换到检测端面，启动带编码器的测量电机，通过传送导电金属线，当金属线获得强电压时测量电机停止，通过电机编码器获得传送导电金属线长度，进而推出该流结晶器钢水液面位置，然后继续启动带编码器的测量电机，通过传送导电金属线，当金属线获得低电压时测量电机停止，通过电机编码器获得传送导电金属线长度，进而推出该流结晶器钢水液面保护渣厚度；

步骤3：当保护渣厚度<30mm时，切换到补渣端面，按设定值，通过机器人补渣装置，一次性给该流结晶器钢水液面补加定量的保护渣，然后再按照步骤2的方式进行保护渣的厚度测试，直至当保护渣厚度>30mm时，程序停止，完成结晶器保护渣厚度巡检，第二机械臂收回复位。

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