CN116042940B - 一种高炉炉前自动加炮泥的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高炉炉前自动加炮泥的方法，采用加泥下车携带扫描仪对泥框区域进行扫描，中控系统对接收到的炮泥的轮廓信息进行解析，向加泥机器人发送炮泥位置信息及抓取任务，加泥机器人抓取炮泥后，加泥小车行驶到扔泥位执行扔泥操作；中控系统根据炮泥块数以及加泥轮数判断加泥进程，控制加泥小车循环执行加泥操作以及回到待机位。本发明能够实现一键取炮泥到加炮泥的全自动过程，从而实现高炉炉前自动加炮泥作业，有效地降低工作人员的劳动强度，改善现场作业环境，提高加炮泥作业的安全性和作业效率。
Description
技术领域
本发明属于高炉生产技术领域，具体涉及一种高炉炉前自动加炮泥的方法。
背景技术
炮泥是炼铁高炉用于堵塞铁口的原料，由泥炮机通过压力挤入铁口内，故称炮泥，泥炮机是打泥堵口的关键工具。目前钢铁厂进行加炮泥堵铁口的操作主要采用人工操作。在开铁口期间，由于泥炮机结构限制，需要人工装入炮泥；而炮泥较重，一次堵铁口会进行几十块的加入量，因此劳动强度大；加泥过程动作重复较多，因此人工长期作业会带来繁琐心理导致工作效率低下；并且加泥所在的出铁场附近处于高温高热高粉尘的环境下，人工加泥面临着很大的安全隐患和风险。
发明内容
本发明涉及一种高炉炉前自动加炮泥的方法，至少可解决现有技术的部分缺陷。
本发明涉及一种高炉炉前自动加炮泥的方法，包括如下步骤：
S1，泥炮机运动到加泥零位；中控系统设定加泥轮数C以及每个加泥轮次的炮泥块数T；
S2，加泥过程开始，当前炮泥块数TN＝0，当前加泥轮数CN＝0，搭载机械臂的加泥小车由待机位行驶到扫描位；
S3，通过加泥小车上的扫描仪对泥框区域进行扫描，并将扫描到的炮泥的轮廓信息发送给中控系统；
S4，中控系统对接收到的炮泥的轮廓信息进行解析，向加泥机器人发送炮泥位置信息及抓取任务；
S5，加泥机器人执行抓取炮泥任务；中控系统在接收到完成抓取任务信号后，控制所述加泥小车行驶到扔泥位；
S6，中控系统收到扔泥动作完成信号后，当前炮泥块数TN＝TN+1；
S7，根据当前炮泥块数和加泥轮数，判断如何执行后续操作；
S8，若当前炮泥块数TN＝T，则中控系统向泥炮机发送打泥活塞前进和后退信号，同时当前加泥轮数CN＝CN+1；若TN<T，则打泥活塞无动作执行，且当前加泥轮数不变；
若当前加泥轮数CN<C，则控制加泥小车回到扫描位，执行步骤S3～S7，继续进行加泥操作；若当前加泥轮数CN＝C，则控制加泥小车回到待机位，以及控制加泥机器人复位，清零加泥数和加泥轮数，自动加泥过程结束。
作为实施方式之一，S3中，采用激光扫描仪。
作为实施方式之一，S4中，基于所述激光扫描仪的三维成像技术，采用点云处理技术对炮泥的轮廓信息进行解析，以得到炮泥位置信息。
作为实施方式之一，S4中，基于解析操作所得到的炮泥位置信息，由中控系统分析炮泥抓取概率，将炮泥抓取概率第一的炮泥位置信息发送给加泥机器人。
作为实施方式之一，在将炮泥位置信息发送给加泥机器人之前，先对炮泥抓取概率第一的炮泥位置进行验证和分析，若该炮泥位置满足要求，则向加泥机器人发送信息，否之则否，并且剔除该炮泥位置信息，其他炮泥的抓取概率进行适应性排序；
其中，炮泥位置满足的要求包括：避免加泥机器人抓取超限或抓取过程中发生碰撞或空抓现象。
作为实施方式之一，对于加泥小车的位置控制，采用编码器测距方式、接近开关感应技术和变频驱动技术中的至少一种。
本发明至少具有如下有益效果：本发明能够实现一键取炮泥到加炮泥的全自动过程，从而实现高炉炉前自动加炮泥作业，有效地降低工作人员的劳动强度，改善现场作业环境，提高加炮泥作业的安全性和作业效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它的附图。
图1为本发明实施例提供的高炉炉前自动加炮泥的流程图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1，本发明实施例提供一种高炉炉前自动加炮泥的方法，包括如下步骤：
S1，泥炮机运动到加泥零位；中控系统设定加泥轮数C以及每个加泥轮次的炮泥块数T；
S2，加泥过程开始，当前炮泥块数TN＝0，当前加泥轮数CN＝0，搭载机械臂的加泥小车由待机位行驶到扫描位；
S3，通过加泥小车上的扫描仪对泥框区域进行扫描，并将扫描到的炮泥的轮廓信息发送给中控系统；
S4，中控系统对接收到的炮泥的轮廓信息进行解析，向加泥机器人发送炮泥位置信息及抓取任务；
S5，加泥机器人执行抓取炮泥任务；中控系统在接收到完成抓取任务信号后，控制所述加泥小车行驶到扔泥位；
S6，加泥机器人执行扔泥操作(进一步可以进行压泥操作)；中控系统收到扔泥动作完成信号后，当前炮泥块数TN＝TN+1；
S7，根据当前炮泥块数和加泥轮数，判断如何执行后续操作；
S8，若当前炮泥块数TN＝T，则中控系统向泥炮机发送打泥活塞前进和后退信号，同时当前加泥轮数CN＝CN+1；若TN<T，则打泥活塞无动作执行，且当前加泥轮数不变；
若当前加泥轮数CN<C，则控制加泥小车回到扫描位，执行步骤S3～S7，继续进行加泥操作；若当前加泥轮数CN＝C，则控制加泥小车回到待机位，以及控制加泥机器人复位，清零加泥数和加泥轮数，自动加泥过程结束。
其中，优选地，S1中，在检查所有必要条件都满足后再启动泥炮机，自动加泥的必要条件包括：
-中控系统(例如为自动加泥PLC控制器)与扫描仪通讯、加泥机器人通讯、泥炮机PLC通讯正常；
-加泥小车上的编码器、变频器等均正常；
-加泥小车上的行驶驱动电机、液压电机、相关电磁阀等电气设备正常；
-加泥机器人的机械臂上的加泥设备正常；
-加泥机器人动作正常。
优选地，在S1中，还设定打泥活塞的前进和后退时间。控制打泥活塞的前进和后退时间，能保证炮泥在进入泥炮机后能够连续地进行打泥操作而不至于泥炮机出现堵塞现象；优选为在每轮加完后(也即每加T块炮泥后)，进行一次打泥活塞的前进和后退。
在加泥小车上相应地设置有扫描臂，通过该扫描臂伸出或缩回可以带动扫描仪进行扫描操作或者复位。在其中一个实施例中，S3中，采用激光扫描仪；进一步优选地，S4中，基于所述激光扫描仪的三维成像技术，采用点云处理技术对炮泥的轮廓信息进行解析，以得到炮泥位置信息。
进一步优选地，扫描仪与中控系统之间采用S7通信协议。
其中，扫描仪扫描泥框区域时，可以扫描到若干个炮泥的轮廓信息/三维坐标信息。在其中一个实施例中，S4中，基于解析操作所得到的炮泥位置信息，由中控系统分析炮泥抓取概率，将炮泥抓取概率第一的炮泥位置信息发送给加泥机器人。
进一步优选地，在将炮泥位置信息发送给加泥机器人之前，先对炮泥抓取概率第一的炮泥位置进行验证和分析，若该炮泥位置满足要求，则向加泥机器人发送信息；否之则否，也即若该炮泥位置不满足要求，则不向加泥机器人发送信息，并且剔除该炮泥位置信息，其他炮泥的抓取概率进行适应性排序，此时原抓取概率第二的炮泥位置即变为抓取概率第一的炮泥位置，相应地对该新的抓取概率第一的炮泥位置进行验证和分析。
其中，炮泥位置满足的要求包括：避免加泥机器人抓取超限或抓取过程中发生碰撞或空抓现象，以保证作业安全。
对于炮泥抓取概率第一的炮泥位置的验证和分析，可以包括：
根据该炮泥的轮廓信息，计算该炮泥的重量，判断加泥机器人是否会抓取超限；
根据该炮泥的位置信息、以及该炮泥周围的其他炮泥位置信息以及泥框的位置信息，判断该炮泥相对于泥框所处的位置，以提高加泥机器人的抓取准确性。
本实施例中，加泥小车的活动，为自动加炮泥操作提供了“腿”；扫描仪则为自动加炮泥操作提供了“眼”，加泥机器人为自动加炮泥操作提供了“手”，可以极大地减轻操作人员的工作负荷、改善现场工作环境，提高加炮泥操作的效率和质量。
其中，优选地，对于加泥小车的位置控制，采用编码器测距方式、接近开关感应技术和变频驱动技术中的至少一种，实现加泥小车的自动走停，位置控制精度高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种高炉炉前自动加炮泥的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，泥炮机运动到加泥零位；中控系统设定加泥轮数C以及每个加泥轮次的炮泥块数T；
S2，加泥过程开始，当前炮泥块数TN=0，当前加泥轮数CN=0，搭载机械臂的加泥小车由待机位行驶到扫描位；
S3，通过加泥小车上的扫描仪对泥框区域进行扫描，并将扫描到的炮泥的轮廓信息发送给中控系统；
S4，中控系统对接收到的炮泥的轮廓信息进行解析，向加泥机器人发送炮泥位置信息及抓取任务；
S5，加泥机器人执行抓取炮泥任务；中控系统在接收到完成抓取任务信号后，控制所述加泥小车行驶到扔泥位；
S6，中控系统收到扔泥动作完成信号后，当前炮泥块数TN=TN+1；
S7，根据当前炮泥块数和加泥轮数，判断如何执行后续操作；
S8，若当前炮泥块数TN=T，则中控系统向泥炮机发送打泥活塞前进和后退信号，同时当前加泥轮数CN=CN+1；若TN<T，则打泥活塞无动作执行，且当前加泥轮数不变；
若当前加泥轮数CN<C，则控制加泥小车回到扫描位，执行步骤S3~S7，继续进行加泥操作；若当前加泥轮数CN=C，则控制加泥小车回到待机位，以及控制加泥机器人复位，清零加泥数和加泥轮数，自动加泥过程结束。
2.如权利要求1所述的高炉炉前自动加炮泥的方法，其特征在于：S3中，采用激光扫描仪。
3.如权利要求2所述的高炉炉前自动加炮泥的方法，其特征在于：S4中，基于所述激光扫描仪的三维成像技术，采用点云处理技术对炮泥的轮廓信息进行解析，以得到炮泥位置信息。
4.如权利要求1所述的高炉炉前自动加炮泥的方法，其特征在于：S4中，基于解析操作所得到的炮泥位置信息，由中控系统分析炮泥抓取概率，将炮泥抓取概率第一的炮泥位置信息发送给加泥机器人。
5.如权利要求4所述的高炉炉前自动加炮泥的方法，其特征在于：在将炮泥位置信息发送给加泥机器人之前，先对炮泥抓取概率第一的炮泥位置进行验证和分析，若该炮泥位置满足要求，则向加泥机器人发送信息，否之则否，并且剔除该炮泥位置信息，原抓取概率第二的炮泥位置即变为抓取概率第一的炮泥位置，相应地对该新的抓取概率第一的炮泥位置进行验证和分析；
其中，炮泥位置满足的要求包括：避免加泥机器人抓取超限或抓取过程中发生碰撞或空抓现象。
6.如权利要求1所述的高炉炉前自动加炮泥的方法，其特征在于：对于加泥小车的位置控制，采用编码器测距方式、接近开关感应技术和变频驱动技术中的至少一种。
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