CN113607483A - 一种将钢液取样器中钢样自动取出的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于钢液取样器中钢样取出技术领域，具体涉及一种将钢液取样器中钢样自动取出的装置，该装置包括工作台，还包括：支撑部件，用于支撑钢液取样器；破碎部件，用于破碎所述钢液取样器的取样端部的耐材从而暴露出钢样及夹合模具；机械手，用于夹持所述钢样未被所述夹合模具包裹的部位，并在所述夹合模具上的箍紧件去除后移动以使所述夹合模具在自身重力作用下，从所述钢样上脱落；去箍紧件机构，可移动至所述钢样处，对准夹合模具上的箍紧件，在所述机械手和/或所述去箍紧件机构发生相对远离的运动时，去掉所述夹合模具上的箍紧件。本发明提供的装置能够实现钢样自动取出的机械化、自动化，显著提高工作效率，保障了操作人员的人身安全。
Description
技术领域
本发明属于钢液取样器中钢样取出技术领域，具体涉及一种将钢液取样器中钢样自动取出的装置。
背景技术
目前，钢液取样器的钢液取样和钢样取出的方法为：人工或自动取样机器臂将装在取样器的长杆上的取样端部插入高温钢水停留3s后取出，得到端部内部留有钢样及其夹合部件(也称夹合模具)，但外表烧焦且仍然具有一定刚度的带有钢样的取样器。操作人员随后将带有钢样的取样器拿到工作台，将带有钢样的取样器的取样端部敲碎，暴露出钢样及其夹合部件；然后，将钢样及其夹合部件进一步分离，得到温度较高的钢样。接着，人工将钢样拨到敲样器具中，放入装有冷水的水桶冷却至常温；最后将冷钢样装入样筒，样筒装入风洞送样装置，送往化验室分析化学成分或气体成分。
现有的钢液取样器钢样取出方法存在以下不足：
1、现有方案需要人工操作将带有钢样的取样器端部敲碎，暴露出钢样及其夹合部件；
2、暴露后，需人工操作将钢样及其夹合部件进一步分离，得到温度较高的钢样；
3、接着，需人工操作将钢样放入水桶并冷却至常温；
4、需要人工将冷却后的钢样放入样筒；
5、当钢样内部有缺陷(即空心或空洞)时，人工无法通过肉眼辨别出，即使此钢样通过样筒送至化验室，化验室会告知做不到样(即无法检验出化学成分)，需要重新取样，这会浪费5min左右的时间。
总之，现有的钢液取样器钢样取出的方法工作效率低，而且操作具有一定的危险性，不利于操作人员的人身安全。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的钢液取样器钢样取出的方法工作效率低的缺陷，提供一种将钢液取样器中钢样自动取出的装置，该装置能够实现将钢样自动取出，无需人工逐一操作，显著提高工作效率。
本发明提供一种将钢液取样器中钢样自动取出的装置，包括工作台，还包括：
支撑部件，用于支撑钢液取样器；
破碎部件，用于破碎所述钢液取样器的取样端部的耐材从而暴露出钢样及夹合模具；
机械手，用于夹持所述钢样未被所述夹合模具包裹的部位，并在所述夹合模具上的箍紧件去除后移动以使所述夹合模具在自身重力作用下，从所述钢样上脱落；
去箍紧件机构，可移动至所述钢样处，对准夹合模具上的箍紧件，在所述机械手和/或所述去箍紧件机构发生相对远离的运动时，去掉所述夹合模具上的箍紧件。
优选地，所述支撑部件包括安装在所述工作台上的支撑杆和固定在所述支撑杆上的支撑块，所述支撑块用于支撑钢液取样器的长杆。
优选地，所述支撑块在所述支撑杆上对称设置，且分布在钢液取样器的长杆两侧，用于对长杆进行支撑并使长杆最终保持水平状态。
优选地，所述支撑杆为两个且相互平行地竖直设置，每个支撑杆上设置两个所述支撑块，且所述支撑块的支撑面垂直于所述支撑杆。
优选地，所述破碎部件为压碎所述耐材的施压部件。
优选地，所述施压部件包括两个施压面板且其中至少一者可移动以形成挤压状态，两个施压面板分布在所述钢液取样器的取样端部两侧。
优选地，所述施压部件还包括用于驱动所述施压面板移动的第一驱动机构，所述第一驱动机构设置于所述工作台上。
优选地，两个施压面板均可沿竖直方向移动。
优选地，所述去箍紧件机构包括两个卡块且其中至少一者可移动，用于配合机械手去掉夹合模具上的箍紧件从而分离夹合模具和钢样。
优选地，所述去箍紧件机构还包括用于驱动卡块移动的第二驱动机构，所述第二驱动机构设置于所述工作台上。
优选地，两个卡块均可沿竖直方向移动。
优选地，两个卡块均为楔形，所述楔形的尖部朝向所述夹合模具与箍紧件的箍紧部位设置。
优选地，楔形的两个卡块呈对称设置。
优选地，所述箍紧件为卡箍。
优选地，所述箍紧件包括C字型主体部，以及分别设置在所述C字型主体部的两端端部的倾斜引导面，所述倾斜引导面用于将所述卡块引导入所述夹合模具与箍紧件的箍紧部位处。
优选地，所述支撑部件、施压部件、去箍紧件机构和机械手依次设置在所述工作台上。
优选地，所述支撑部件、施压部件、去箍紧件机构的对称中心轴线位于同一轴线上。
优选地，该装置还包括电连接的摄像头和终端，所述摄像头用于拍摄钢样，并将拍摄的照片发送至所述终端；所述终端用于对接收的钢样照片进行缺陷分析和尺寸分析。
更优选地，所述缺陷为空洞或不完整。
优选地，该装置还包括设置在所述工作台上的冷却机构，用于对机械手夹持的去除夹合模具的钢样进行冷却。
优选地，所述冷却机构为冷却筒。
优选地，该装置还包括设置在所述工作台上的称量机构，用于对冷却后的钢样称重以检测其是否合格。
优选地，该装置还包括设置在所述工作台上的送样筒，用于放置钢样以便于后续分析钢样的化学成分。
本发明通过设置支撑部件、破碎部件、去箍紧件机构和机械手，相互配合，能够实现钢样自动取出的机械化、自动化，不需要人工敲碎取样器端部，不需要人工分离钢液和夹合模具，也不需要人工冷却和放样，显著提高工作效率，保障了操作人员的人身安全。
进一步地，采用本发明的优选方案，还可以对取出的钢样进行缺陷检测，例如质量检测和尺寸检测，从而快速挑选合格钢样，排除掉外观、尺寸不达标或者具有空洞的不合格钢样，进而有效提高合格钢样的检测效率。
附图说明
图1是本发明装置的结构示意图。
图2是本发明图1中的钢样和夹合模具的组合结构放大示意图。
附图标记说明
1-工作台 2-支撑部件 3-钢液取样器
4-夹合模具 5-箍紧件 6-施压面板
7-卡块 8-机械手 9-摄像头
10-终端 11-冷却机构 12-称量机构
13-送样筒 14-钢样
201-支撑杆 202-支撑块 301-耐材
501-倾斜引导面
具体实施方式
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指结合附图和实际应用中所示的方位理解，“内、外”是指部件的轮廓的内、外；不作为对本发明的限制。
本发明提供一种将钢液取样器中钢样自动取出的装置，如图1所示，包括工作台1，还包括：
支撑部件2，用于支撑钢液取样器3；
破碎部件，用于破碎所述钢液取样器3的取样端部的耐材301从而暴露出钢样14及夹合模具4；
机械手8，用于夹持所述钢样14未被所述夹合模具4包裹的部位，并在所述夹合模具4上的箍紧件5去除后移动以使所述夹合模具4在自身重力作用下，从所述钢样14上脱落；
去箍紧件机构，可移动至所述钢样14处，对准夹合模具4上的箍紧件5，在所述机械手8和/或所述去箍紧件机构发生相对远离的运动时，去掉所述夹合模具4上的箍紧件5。
本发明中钢液取样器进行钢液取样的过程为现有技术，在此不再赘述。本发明是用于从钢液取样后的钢液取样器中进行钢样取样的过程。
本发明提供的装置通过上述支撑部件2、破碎部件、机械手8、去箍紧件机构相互配合，能够高效地将钢液取样器3中的钢样自动取出，保障了操作人员的人身安全；且成本低，实用性强。
可以理解的是，所述钢液的固化后的形状可以为本领域任何现有的结构，例如可以包括圆饼和杆部，如图1中所示的机械手8夹持的钢液；本发明不限于此。
本发明中，所述钢液取样器3具有本领域的常规结构和常规释义，均可以用于本发明。一般的，钢液取样器3包括长杆和取样端部，取样端部包括用于钢液取样的夹合模具4和设置在所述夹合模具4外的耐材301，所述夹合模具4包括上夹合部、下夹合部和箍紧件，箍紧件将上夹合部、下夹合部紧固以形成钢样取样的圆饼部分模腔；均为现有技术，在此不再赘述。
本发明所述支撑部件2的结构使得能够支撑钢液取样器3的长杆，并优选满足：能够使得在工作状态下，将耐材301破碎后，钢液取样器3能恢复水平状态。
优选地，所述支撑部件2包括安装在所述工作台1上的支撑杆201和固定在所述支撑杆201上的支撑块202，所述支撑块202用于支撑钢液取样器3的长杆。
优选地，所述支撑块202在所述支撑杆201上对称设置，且分布在钢液取样器3的长杆两侧，用于对长杆进行支撑并使长杆最终保持水平状态。
优选地，所述支撑杆201为两个且相互平行地竖直设置，每个支撑杆201上设置两个所述支撑块202，且所述支撑块202的支撑面垂直于所述支撑杆201。每个支撑杆201上设置的两个所述支撑块202之间的距离本领域技术人员可以自由调整，位于下方的支撑块202用于支撑钢液取样器3的长杆，位于上方的支撑块202用于使得钢液取样器3在工作状态下或之后也能尽可能保持水平状态。位于上方的支撑块202可以贴近钢液取样器3的长杆上侧面；也可以如图1所示，与长杆上侧面之间留有孔隙使得保持钢液取样器3可以在小范围内上下移动，以适应破碎部件的破碎工作。
因为钢液取样器3的取样端部较大，内部有耐材和钢样，相对于长杆，较重；而后部则是杆子，中心是中空的，较轻；故在本发明支撑部件2的上述优选方案下，无论是初始状态还是工作状态，钢液取样器3都可以较为稳固的处于水平状态。
可以理解的是，在工作状态的破碎耐材301时，钢液取样器3可能会微微倾斜，该倾斜不影响破碎，待耐材301破碎后，在钢液取样器3的自身重力或该重力和位于钢液取样器3长杆上方的支撑块202的作用下，钢液取样器3会逐渐恢复水平状态。
所述支撑块202和支撑杆201的形状，本领域技术人员可以根据实际需求独立选择，例如所述支撑块202可以为板状或圆柱状，所述支撑杆201可以为长板状或圆柱状。
所述支撑块202可以通过现有的任何方式固定在所述支撑杆201上，例如焊接或螺栓固定。
应当理解的是，所述支撑杆201固定设置在工作台1上。
本发明中所述破碎部件用于破碎取样端部的耐材301，使耐材301与钢样及其外部夹合模具4分离。
优选地，所述破碎部件为压碎所述耐材301的施压部件。
更优选地，所述施压部件包括两个施压面板6且其中至少一者可移动以形成挤压状态，两个施压面板6分布在所述钢液取样器3的取样端部两侧。
进一步优选地，所述两个施压面板6中的两者均可相对移动以形成挤压状态。
优选地，所述施压部件还包括用于驱动所述施压面板6移动的第一驱动机构，所述第一驱动机构设置于所述工作台1上。
本发明对所述第一驱动机构的具体种类没有任何限制，只要能够实现驱动所述施压面板6移动即可。
优选地，两个施压面板6均可沿竖直方向移动。
本发明所述去箍紧件机构的结构使得能够去除夹合模具4上的箍紧件5，从而使得上夹合部和下夹合部在自身重力的作用下分离。
优选地，如图1所示，所述去箍紧件机构包括两个卡块7且其中至少一者可移动，用于配合机械手8去掉夹合模具4上的箍紧件5从而分离夹合模具4和钢样14。本发明所述移动包括在水平方向上的移动和在竖直方向上的移动。
优选地，所述去箍紧件机构还包括用于驱动卡块7移动的第二驱动机构，所述第二驱动机构设置于所述工作台1上。
本发明对所述第二驱动机构的具体种类没有任何限制，只要能够实现驱动所述卡块7移动即可。
优选地，两个卡块7均可沿竖直方向移动。应当理解的是，图1中最外侧的两个卡块7沿箭头方向移动，移动逐渐至图中虚线所示位置。
优选地，两个卡块7均为楔形，所述楔形的尖部朝向所述夹合模具4与箍紧件5的箍紧部位设置，以便于精确地对箍紧件施加去除力。
优选地，楔形的两个卡块7呈对称设置。
本发明的一种优选实施方式中，所述去箍紧件机构工作时，机械手8夹持钢样14的未被所述夹合模具4包裹的部位(即长柄部)向图1的右侧移动，同时去箍紧件机构向中间位置移动直至对准且接触夹合模具4上的箍紧件5，此时机械手8夹持钢样14继续向右侧移动，去箍紧件机构不移动，从而去除夹合模具4上的箍紧件5，然后机械手8控制钢样14旋转，夹合模具4的上夹合部和下夹合部在自身重力下掉落。
本发明所述箍紧件5能够将夹合模具4的上夹合部、下夹合部进行紧固，并能使得在去箍紧件机构对准夹合模具4上的箍紧件5，同时在去箍紧件机构与夹合模具4发生相对移动时，去掉夹合模具4上的箍紧件5。本领域技术人员可以根据需求自由选择箍紧件5的结构，只要能实现上述功能即可。
优选地，所述箍紧件5为卡箍。
在一种优选实施方式中，如图2所示，所述箍紧件5包括C字型主体部，以及分别设置在所述C字型主体部的两端端部的倾斜引导面501，所述倾斜引导面501用于将所述卡块7引导入所述夹合模具4与箍紧件5的箍紧部位处。该优选方案，能够增加去箍紧件机构中的卡块7与箍紧件5的接触面积与稳定度，更利于快速去除夹合模具4上的箍紧件5。
更优选地，所述倾斜引导面501的末端可以适当延长，以进一步提高其被去箍紧件机构(例如卡块7)去除的几率。
优选地，所述支撑部件2、施压部件、去箍紧件机构和机械手8依次设置在所述工作台1上。
当然，在本发明的另一种具体实施方式中，所述支撑部件2、施压部件、机械手8和去箍紧件机构依次设置在所述工作台1上。该情况下，机械手8夹持钢样14后靠近所述去箍紧件机构，并配合去箍紧件机构去除夹合模具4的箍紧件5。
优选地，所述支撑部件2、施压部件、去箍紧件机构的对称中心轴线位于同一轴线上。
根据本发明，优选地，该装置还包括电连接的摄像头9和终端10，所述摄像头9用于拍摄钢样14，并将拍摄的照片发送至所述终端10；所述终端10用于对接收的钢样照片进行缺陷分析和尺寸分析。该优选方案，能够进一步实时监测钢样14的质量并进行分析。
可以理解的是，本发明对上述终端10没有任何限制，只要能够实现上述功能即可。
本领域技术人员可以根据所需检测的项目进行设置是否存在相应缺陷的分析。更优选地，所述缺陷为空洞或不完整。所述不完整是指烂钢，例如钢样表面缺少部分。所述空洞是指钢样内部有空洞，无法从钢样表面看出。
所述尺寸分析是指分析钢样14的长度等尺寸，可以用于后续其他分析。
根据本发明，优选地，该装置还包括设置在所述工作台1上的冷却机构11，用于对机械手8夹持的去除夹合模具4的钢样14进行冷却。
优选地，所述冷却机构11为冷却筒。当然，也可以为其他能冷却的机构。
根据本发明，优选地，该装置还包括设置在所述工作台1上的称量机构12，用于对冷却后的钢样14称重以检测其是否合格。该优选方案下，能够间接发现钢样14的内部缺陷，例如内部是否会有空洞，因为有空洞的钢样14的重量相对会轻一些；增加一次取样合格率。
本发明中，上述尺寸分析可以与所述称量机构12的重量分析相结合，来分析钢样14的圆饼部的重量，由于每次取样钢样14的长杆部长度其实是不同的，通过摄像头9和终端10可以预先测量分析其长杆部的长度，换算成质量，最后称量得到的总重再减去其长杆部的重量，修正后，得到钢样14的圆饼部的重量，将该重量与正常圆饼部的重量的理论标准值比对，从而判断钢样14是否合格。
根据本发明，优选地，该装置还包括设置在所述工作台1上的送样筒13，用于放置钢样14以便于后续分析钢样14的化学成分。
本发明中，所述钢样14放置于送样筒13内后，可以按照现有的任何方法进行后续分析，本发明对此没有任何限制。
本发明中所述机械手8的结构以实现上述夹持和移动功能为准，均可以用于本发明。例如可以为可在水平方向上伸缩的机械手8；也可以在机械手8底部设置履带(或者是装在小车上滑动)，使其带动机械手8能够前进或后退到指定位置即可。优选机械手8的在竖直方向上的部分或配套竖杆可以旋转180°，且机械手8的可夹持部分可以旋转360°。
在本发明的一种具体优选实施方式中，如图1所示的一种将钢液取样器中钢样自动取出的装置，其工作过程如下：
1、操作人员将已取过钢液的钢液取样器3放置于工作台1上的设置在支撑杆201上的支撑块202上，钢液取样器3的长杆支撑于对称设置的位于下方的两个支撑块202上，同时钢液取样器3的取样端部位于设置在工作台1上的两个施压面板6之间。
2、通过第一驱动机构(两个气缸，分别用于控制两个施压面板6在竖直方向上移动)控制两个施压面板6均在竖直方向上移动且靠近钢液取样器3的取样端部，直至将钢液取样器3的取样端部的耐材301压碎，暴露出钢样14及包裹在该钢样14圆饼部外的夹合模具4，此时钢样14及夹合模具4落在下方的施压面板6上。
3、然后控制机械手8移动，夹持钢样14的未被所述夹合模具4包裹的部位(即长柄部)，然后向图1的右侧逐渐移动；同时第二驱动机构(两个气缸，分别用于控制两个对称设置的卡块7，卡块7均为楔形且尖部朝向夹合模具4与箍紧件5的箍紧部位设置)控制两个卡块7向中间位置移动，两个卡块7的尖部在箍紧件5(卡箍，结构如图2中所示)的倾斜引导面501的限位引导作用下逐渐靠近箍紧件5的箍紧部位，直至对准且接触夹合模具4上的箍紧件5的箍紧部位，此时机械手8夹持钢样14继续向右侧移动，两个卡块7不移动，从而去除夹合模具4上的箍紧件5，然后机械手8控制钢样14旋转，夹合模具4的上夹合部和下夹合部在自身重力下掉落，此时机械手8仅夹持钢样14，从而实现钢样14和夹合模具4的分离。
4、通过机械手8控制钢样14移动至适于拍摄的位置，通过摄像头9拍摄钢样14的外形，并传送至终端10，终端10对钢样14进行缺陷分析(不完整和空洞情况分析)和尺寸分析。
5、然后通过机械手8控制钢样14拨到现有的敲样器具中，机械手8(或人工)将其一起放入冷却机构11(装有冷水的水桶)冷却至常温。
6、人工将冷却后的钢样14通过称量机构12进行称重。
7、人工将经冷却、称重后的钢样14装入送样筒13，送样筒13装入现有的风洞送样装置，送往化验室分析化学成分或气体成分。
显然，所描述的上述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做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。
Claims (10)
1.一种将钢液取样器中钢样自动取出的装置，包括工作台(1)，其特征在于，还包括：
支撑部件(2)，用于支撑钢液取样器(3)；
破碎部件，用于破碎所述钢液取样器(3)的取样端部的耐材(301)从而暴露出钢样(14)及夹合模具(4)；
机械手(8)，用于夹持所述钢样(14)未被所述夹合模具(4)包裹的部位，并在所述夹合模具(4)上的箍紧件(5)去除后移动以使所述夹合模具(4)在自身重力作用下，从所述钢样(14)上脱落；
去箍紧件机构，可移动至所述钢样(14)处，对准夹合模具(4)上的箍紧件(5)，在所述机械手(8)和/或所述去箍紧件机构发生相对远离的运动时，去掉所述夹合模具(4)上的箍紧件(5)。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述支撑部件(2)包括安装在所述工作台(1)上的支撑杆(201)和固定在所述支撑杆(201)上的支撑块(202)，所述支撑块(202)用于支撑钢液取样器(3)的长杆；
优选地，所述支撑块(202)在所述支撑杆(201)上对称设置，且分布在钢液取样器(3)的长杆两侧，用于对长杆进行支撑并使长杆最终保持水平状态；
优选地，所述支撑杆(201)为两个且相互平行地竖直设置，每个支撑杆(201)上设置两个所述支撑块(202)，且所述支撑块(202)的支撑面垂直于所述支撑杆(201)。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述破碎部件为压碎所述耐材(301)的施压部件；
优选地，所述施压部件包括两个施压面板(6)且其中至少一者可移动以形成挤压状态，两个施压面板(6)分布在所述钢液取样器(3)的取样端部两侧；
优选地，所述施压部件还包括用于驱动所述施压面板(6)移动的第一驱动机构，所述第一驱动机构设置于所述工作台(1)上；
优选地，两个施压面板(6)均可沿竖直方向移动。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述去箍紧件机构包括两个卡块(7)且其中至少一者可移动，用于配合机械手(8)去掉夹合模具(4)上的箍紧件(5)从而分离夹合模具(4)和钢样(14)；
优选地，所述去箍紧件机构还包括用于驱动卡块(7)移动的第二驱动机构，所述第二驱动机构设置于所述工作台(1)上；
优选地，两个卡块(7)均可沿竖直方向移动。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，两个卡块(7)均为楔形，所述楔形的尖部朝向所述夹合模具(4)与箍紧件(5)的箍紧部位设置；
优选地，楔形的两个卡块(7)呈对称设置；
优选地，所述箍紧件(5)为卡箍；
更优选地，所述箍紧件(5)包括C字型主体部，以及分别设置在所述C字型主体部的两端端部的倾斜引导面(501)，所述倾斜引导面(501)用于将所述卡块(7)引导入所述夹合模具(4)与箍紧件(5)的箍紧部位处。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的装置，其中，所述支撑部件(2)、施压部件、去箍紧件机构和机械手(8)依次设置在所述工作台(1)上；
优选地，所述支撑部件(2)、施压部件、去箍紧件机构的对称中心轴线位于同一轴线上。
7.根据权利要求1-5中任意一项所述的装置，其中，该装置还包括电连接的摄像头(9)和终端(10)，所述摄像头(9)用于拍摄钢样(14)，并将拍摄的照片发送至所述终端(10)；所述终端(10)用于对接收的钢样照片进行缺陷分析和尺寸分析；
优选地，所述缺陷为空洞或不完整。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，该装置还包括设置在所述工作台(1)上的冷却机构(11)，用于对机械手(8)夹持的去除夹合模具(4)的钢样(14)进行冷却；
优选地，所述冷却机构(11)为冷却筒。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，该装置还包括设置在所述工作台(1)上的称量机构(12)，用于对冷却后的钢样(14)称重以检测其是否合格。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，该装置还包括设置在所述工作台(1)上的送样筒(13)，用于放置钢样(14)以便于后续分析钢样(14)的化学成分。
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