CN114054728A - 钢包工作衬耐火砖智能砌筑系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢包工作衬耐火砖智能砌筑系统及其方法，该系统包括智能砌筑机器人系统和耐火砖自动输送系统，所述智能砌筑机器人系统包括升降装置和若干个智能砌筑机器人，所述升降装置设置在钢包中可根据砌筑进度上下移动用于调节智能砌筑机器人的高度，若干个所述智能砌筑机器人设置在升降装置上用于采用耐火砖砌筑钢包内侧的钢包工作衬；所述耐火砖自动输送系统包括耐火砖传输平台和悬臂吊，所述耐火砖传输平台用于将耐火砖传输到悬臂吊的下方，所述悬臂吊用于抓取下方的耐火砖将其运输到升降装置上。本发明钢包工作衬耐火砖智能砌筑系统采用机器人智能砌筑，全流程无需人工操作，可大幅提高砌筑效率，节约人力成本和时间成本。
Description
技术领域
本发明涉及耐火砖砌筑的技术领域，具体涉及一种钢包工作衬耐火砖智能砌筑系统及其方法。
背景技术
钢包是炼钢工艺中的极其重要的热工容器，其内衬耐火材料主要由工作层和永久层组合而成，其中工作衬与钢水直接接触，遭受钢水和钢渣的高温侵蚀和冲刷，因此钢包工作衬砌筑效率和效果直接影响到钢包运行安全、周转效率及钢水的质量。目前，绝大多数采用耐火砖砌筑而成，且常规的砌筑方式为施工人员根据砖型尺寸、砌筑设计图纸、以及砌筑要求进行砌筑，该方法在实际使用中存在如下弊端：(1)砌筑过程一般由施工人员凭经验砌筑，砌筑过程存在较多的三角缝或较大缝隙，给钢包运行造成较大安全隐患；(2)砌筑过程需要大量的人力资源和人工成本，且效率低下。
现有技术中，专利号ZL201310006739.9的中国发明专利公开了一种用于钢包工作衬砌筑的装置，具体本系统的支撑框架底面架设于钢包地基并位于钢包上方，伸缩立柱组顶端垂直设于支撑框架顶面中心并伸入钢包内，回转升降平台和砖料升降盘设于伸缩立柱组并沿伸缩立柱组升降，砖料回转盘设于回转升降平台外缘并沿回转升降平台回转，砌砖机械手和浇注调姿机构分别间隔固定设于回转升降平台外缘，浇注调姿机构末端在竖直面内两维平动，螺旋输送机和振动锤固定设于浇注调姿机构末端，上料机械手设于钢包地基上靠近钢包。虽然上述装置初步实现了钢包砌筑的自动化过程，但是并未实现智能化砌筑，而且上述方法无法实现钢包砖每一环合门，会导致产生较大的缝隙。
发明内容
本发明的目的在于克服上述背景技术的不足，提供一种钢包工作衬耐火砖智能砌筑系统及其方法，本发明可以实现智能砌筑工艺，克服了传统依靠工人砌筑工作衬引起钢包的运行安全隐患和需要大量人力资源的不足。
为实现上述目的，本发明所设计的一种钢包工作衬耐火砖智能砌筑系统，包括智能砌筑机器人系统和耐火砖自动输送系统，所述智能砌筑机器人系统包括升降装置和若干个智能砌筑机器人，所述升降装置设置在钢包中可根据砌筑进度上下移动用于调节智能砌筑机器人的高度，若干个所述智能砌筑机器人设置在升降装置上用于采用耐火砖砌筑钢包内侧的钢包工作衬；
所述耐火砖自动输送系统包括耐火砖传输平台和悬臂吊，所述耐火砖传输平台用于将耐火砖传输到悬臂吊的下方，所述悬臂吊用于抓取下方的耐火砖将其运输到升降装置上。
进一步地，所述升降装置包括升降平台和若干个驱动机构，所述升降平台上设置有若干个用于吊装的平台挂钩，所述驱动机构设置在升降平台的下方用于驱动升降平台上下移动。
进一步地，所述升降装置上还设置有第一集成电箱，所述第一集成电箱安装在升降平台与驱动机构之间，所述第一集成电箱用于向驱动机构供电并传递控制信号。
进一步地，所述升降装置上设置有两台智能砌筑机器人，两台所述智能砌筑机器人固定在升降平台上呈对称布置。
进一步地，所述耐火砖经过预砌筑工艺进行预先砌筑并在其外表面设置有喷号编码，所述喷码编号由砌筑环数A与环内砖号B组成，所述环内砖号B为砖块位于所在环的排列序号。
进一步地，所述智能砌筑机器人上设置有若干个智能扫描器，所述智能扫描器用于自动识别耐火砖上的喷码编号以及扫描周围环境获取位置数据。
进一步地，所述耐火砖自动输送系统还包括第二集成电箱，所述第二集成电箱用于向悬臂吊供电并传递控制信号。
再进一步地，所述钢包工作衬耐火砖智能砌筑系统还包括计算机控制系统，所述计算机控制系统包括计算机和数据无线传输系统，所述计算机内存储有钢包内衬耐火砖砌筑模型，所述计算机通过数据无线传输系统与智能砌筑机器人进行砌筑数据的传输，所述智能砌筑机器人的控制信号输出端分别与第一集成电箱、第二集成电箱的控制信号输入端连接。
本发明还提供一种利用上述的钢包工作衬耐火砖智能砌筑系统进行砌筑的方法，包括如下步骤：
1)启动计算机控制系统，运行钢包内衬耐火砖砌筑模型软件；
2)启动智能砌筑机器人系统；
3)计算机控制系统将砌筑数据通过无线传输到智能砌筑机器人系统；
4)智能砌筑机器人系统根据砌筑模型向耐火砖自动输送系统发出需要砖的数据指令；
5)由耐火砖自动输送系统将耐火砖输送至升降平台上；
6)智能砌筑机器人根据砌筑模型数据开始识别耐火砖编号，并且根据编号逐层智能砌筑；
7)当整个钢包内衬耐火砖砌筑完毕后，智能砌筑机器人将指令传输到计算机控制系统停止作业。
更进一步地，所述步骤6)中，若升降平台上耐火砖砌筑完毕时，智能砌筑机器人发出指令到耐火砖自动输送系统，补充耐火砖运送至升降平台。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
其一，本发明钢包工作衬耐火砖智能砌筑系统采用机器人智能砌筑，全流程无需人工操作，可大幅提高砌筑效率，节约人力成本和时间成本。
其二，本发明钢包工作衬耐火砖智能砌筑系统基于耐火砖预砌筑工艺，砌筑过程由计算机模型固定，砌筑效果显著优于人工砌筑，可有效避免因人工砌筑造成的三角缝或较大缝隙，有效降低安全隐患。
其三，本发明钢包工作衬耐火砖智能砌筑系统的智能砌筑机器人根据耐火砖上的喷码编号按照顺序进行快速砌筑，并达到预期良好的砌筑效果。
其四，本发明钢包工作衬耐火砖智能砌筑系统设备简单、自动化程度高，克服了依靠工人砌筑工作衬引起钢包的运行安全隐患和需要大量人力资源等问题。
附图说明
图1为一种钢包工作衬耐火砖智能砌筑系统的主视结构示意图；
图2为图1所示钢包工作衬耐火砖智能砌筑系统的俯视结构示意图；
图3为一种钢包工作衬耐火砖智能砌筑系统的控制流程示意图；
图4为一种钢包工作衬耐火砖智能砌筑方法的流程示意图；
图中：升降装置1、升降平台1.1、驱动机构1.2、平台挂钩1.3、智能砌筑机器人2、能扫描器2.1、钢包3、钢包工作衬4、耐火砖传输平台5、悬臂吊6、耐火砖7、第一集成电箱8、第二集成电箱9、计算机10、数据无线传输系统11、钢包内衬耐火砖砌筑模型12、钢包永久内衬13、钢包砌筑施工工位14。
具体实施方式
下面结合实施案例详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。
如图1和图2所示的一种钢包工作衬耐火砖智能砌筑系统，包括智能砌筑机器人系统、耐火砖自动输送系统以及计算机控制系统，智能砌筑机器人系统包括升降装置1和若干个智能砌筑机器人2，施工时，将升降装置1和智能砌筑机器人2吊装至钢包砌筑施工工位14的施工平台上。升降装置1设置在钢包3中可根据砌筑进度上下移动用于调节智能砌筑机器人2的高度，若干个智能砌筑机器人2设置在升降装置1上用于采用耐火砖7砌筑钢包3内侧的钢包工作衬4；耐火砖自动输送系统包括耐火砖传输平台5、悬臂吊6以及第二集成电箱9，耐火砖传输平台5用于将耐火砖7传输到悬臂吊6的下方，悬臂吊6用于抓取下方的耐火砖7将其运输到升降装置1上，第二集成电箱9用于向悬臂吊6供电并传递控制信号。本实施例中，悬臂吊6可采用全自动悬臂吊装置，悬臂吊6包括立柱、横杆以及可上下升降的抓手，立柱设置在钢包砌筑施工工位上方的地面上，横杆安装在立柱上可绕其周向旋转用于移动抓手的位置以运输耐火砖。第二集成电箱9内设置有数据无线接收器，其运输耐火砖的指令来自于智能砌筑机器人。智能砌筑机器人根据砌筑模型将需要传输耐火砖的信息数据无线传输到耐火砖自动输送系统的第二集成电箱中，该第二集成电箱控制悬臂吊将砖吊全自动液压控制升降平台固定上。耐火砖自动传输平台将耐火砖自动传输到悬臂吊下方等待下一次吊运，从而实现吊运自动化作业，减少人工资源。
上述技术方案中，升降装置1包括升降平台1.1和若干个驱动机构1.2，升降平台1.1上设置有若干个用于吊装的平台挂钩1.3，驱动机构1.2设置在升降平台1.1的下方用于驱动升降平台1.1上下移动。本实施例中，驱动机构1.2可采用全自动液压控制的千斤顶。升降装置1上还设置有第一集成电箱8，第一集成电箱8安装在升降平台1.1与驱动机构1.2之间，第一集成电箱8用于向驱动机构1.2供电并传递控制信号。升降装置1上设置有两台智能砌筑机器人2，两台智能砌筑机器人2固定在升降平台1.1上呈对称布置。智能砌筑机器人2上设置有若干个智能扫描器2.1，安装于砌筑机器人2的垂直悬臂上和机器人抓手处，智能扫描器2.1用于自动识别耐火砖7上的喷码编号以及扫描周围环境获取位置数据。
上述技术方案中，耐火砖7经过预砌筑工艺进行预先砌筑并在其外表面设置有喷号编码，喷码编号由砌筑环数A与环内砖号B组成，环内砖号B为砖块位于所在环的排列序号。砌筑环数A为由两位数字或三位数字构成的编号；环内砖号B为由两位数字或三位数字构成的编号。采用耐高温材料进行喷号编码，且喷号编码可由智能砌筑机器人自动识别出来，耐高温材料可耐500℃以上的高温。
如图3所示，计算机控制系统包括计算机10和数据无线传输系统11，计算机10内存储有钢包内衬耐火砖砌筑模型12，计算机10通过数据无线传输系统11与智能砌筑机器人2进行砌筑数据的传输，智能砌筑机器人2的控制信号输出端分别与第一集成电箱8、第二集成电箱9的控制信号输入端连接。
如图4所示，本发明的一种利用钢包工作衬耐火砖智能砌筑系统进行砌筑的方法，包括如下步骤：
1)启动计算机控制系统，运行钢包内衬耐火砖砌筑模型软件；
2)启动智能砌筑机器人系统；
3)计算机控制系统将砌筑数据通过无线传输到智能砌筑机器人系统；
4)智能砌筑机器人系统根据砌筑模型向耐火砖自动输送系统发出需要砖的数据指令；
5)由耐火砖自动输送系统将耐火砖输送至升降平台上；
6)智能砌筑机器人根据砌筑模型数据开始识别耐火砖编号，并且根据编号逐层智能砌筑；若升降平台上耐火砖砌筑完毕时，智能砌筑机器人发出指令到耐火砖自动输送系统，补充耐火砖运送至升降平台
7)当整个钢包内衬耐火砖砌筑完毕后，智能砌筑机器人将指令传输到计算机控制系统停止作业。
以上，仅为本发明的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭示的技术范围内，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，其余未详细说明的为现有技术。
Claims (10)
1.一种钢包工作衬耐火砖智能砌筑系统，其特征在于：包括智能砌筑机器人系统和耐火砖自动输送系统，所述智能砌筑机器人系统包括升降装置(1)和若干个智能砌筑机器人(2)，所述升降装置(1)设置在钢包(3)中可根据砌筑进度上下移动用于调节智能砌筑机器人(2)的高度，若干个所述智能砌筑机器人(2)设置在升降装置(1)上用于采用耐火砖(7)砌筑钢包(3)内侧的钢包工作衬(4)；
所述耐火砖自动输送系统包括耐火砖传输平台(5)和悬臂吊(6)，所述耐火砖传输平台(5)用于将耐火砖(7)传输到悬臂吊(6)的下方，所述悬臂吊(6)用于抓取下方的耐火砖(7)将其运输到升降装置(1)上。
2.根据权利要求1所述的钢包工作衬耐火砖智能砌筑系统，其特征在于：所述升降装置(1)包括升降平台(1.1)和若干个驱动机构(1.2)，所述升降平台(1.1)上设置有若干个用于吊装的平台挂钩(1.3)，所述驱动机构(1.2)设置在升降平台(1.1)的下方用于驱动升降平台(1.1)上下移动。
3.根据权利要求2所述的钢包工作衬耐火砖智能砌筑系统，其特征在于：所述升降装置(1)上还设置有第一集成电箱(8)，所述第一集成电箱(8)安装在升降平台(1.1)与驱动机构(1.2)之间，所述第一集成电箱(8)用于向驱动机构(1.2)供电并传递控制信号。
4.根据权利要求3所述的钢包工作衬耐火砖智能砌筑系统，其特征在于：所述升降装置(1)上设置有两台智能砌筑机器人(2)，两台所述智能砌筑机器人(2)固定在升降平台(1.1)上呈对称布置。
5.根据权利要求4所述的钢包工作衬耐火砖智能砌筑系统，其特征在于：所述耐火砖(7)经过预砌筑工艺进行预先砌筑并在其外表面设置有喷号编码，所述喷码编号由砌筑环数A与环内砖号B组成，所述环内砖号B为砖块位于所在环的排列序号。
6.根据权利要求5所述的钢包工作衬耐火砖智能砌筑系统，其特征在于：所述智能砌筑机器人(2)上设置有若干个智能扫描器(2.1)，所述智能扫描器(2.1)用于自动识别耐火砖(7)上的喷码编号以及扫描周围环境获取位置数据。
7.根据权利要求6所述的钢包工作衬耐火砖智能砌筑系统，其特征在于：所述耐火砖自动输送系统还包括第二集成电箱(9)，所述第二集成电箱(9)用于向悬臂吊(6)供电并传递控制信号。
8.根据权利要求7所述的钢包工作衬耐火砖智能砌筑系统，其特征在于：还包括计算机控制系统，所述计算机控制系统包括计算机(10)和数据无线传输系统(11)，所述计算机(10)内存储有钢包内衬耐火砖砌筑模型(12)，所述计算机(10)通过数据无线传输系统(11)与智能砌筑机器人(2)进行砌筑数据的传输，所述智能砌筑机器人(2)的控制信号输出端分别与第一集成电箱(8)、第二集成电箱(9)的控制信号输入端连接。
9.一种利用权利要求8所述的钢包工作衬耐火砖智能砌筑系统进行砌筑的方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)启动计算机控制系统，运行钢包内衬耐火砖砌筑模型软件；
2)启动智能砌筑机器人系统；
3)计算机控制系统将砌筑数据通过无线传输到智能砌筑机器人系统；
4)智能砌筑机器人系统根据砌筑模型向耐火砖自动输送系统发出需要砖的数据指令；
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10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述步骤6)中，若升降平台上耐火砖砌筑完毕时，智能砌筑机器人发出指令到耐火砖自动输送系统，补充耐火砖运送至升降平台。
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