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Die
Erfindung richtet sich auf eine hüttenmännische Anlage umfassend einen
einen Heiß- und/oder
Gefahrenbereich aufweisenden Hüttenwerkbetriebsarbeitsbereich
mit mindestens einer Hüttenwerkbetriebseinrichtung
und einem der mindestens einen Hüttenwerkbetriebseinrichtung
zugeordneten Industrieroboter.
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Die
Arbeitstätigkeiten
in Metallhütten
und Stahlwerken sowie an Hochöfen
und Reduktionsöfen sind
geprägt
von hohen Lasten, extremer Strahlungswärme und gefährlichen Tätigkeiten beim Umgang mit flüssiger Metallschmelze.
Während
des Produktionsablaufes finden in verwendeten metallurgischen Reaktions-
und Transportgefäßen so genannte
Reaktionsverzüge
statt, bei welchen sich plötzlich
chemische Reaktionen in Konvertern, Schmelzöfen oder Pfannen ereignen,
die zum Schlacken-, Roheisen- oder Stahlauswurf führen können.
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Die
Gefahren in derartigen Heiß-
und/oder Gefahrenbereichen für
dort tätige
Einsatzkräfte
oder Arbeiter oder Stahlwerker sind somit nicht unerheblich. Neben
der Gefährlichkeit
ist die Tätigkeit
in derartigen Arbeitsbereichen mit der Belastung durch Staub und
Hitze verbunden. Außerdem
ist die Arbeit dort häufig
mit körperlich
schwerer Tätigkeit
verbunden. Es ist daher erstrebenswert, die Arbeitsbedingungen im
Bereich von Heiß-
und/oder Gefahrenbereichen einer hüttenmännischen Anlage zu verbessern.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, die es ermöglicht,
die Arbeitsbereiche in einem Hüttenwerksbetrieb
vorzugsweise unter weitestgehender Automatisierung von Arbeitsabläufen sicherer
und ergonomisch günstiger zu
gestalten.
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Bei
einer hüttenmännischen
Anlage der eingangs näher
bezeichneten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass der Industrieroboter im Rahmen des Hüttenwerkbetriebs der mindestens
einen Hüttenwerkbetriebseinrichtung
zugeordnete Arbeitstätigkeiten
im Heiß-
und/oder Gefahrenbereich der hüttenmännischen
Anlage durchführt.
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Hierbei
ist es gemäß Ausgestaltung
der Erfindung von besonderem Vorteil, wenn die mindestens eine Hüttenwerkbetriebseinrichtung
mit mindestens einem zugeordnete Arbeitstätigkeiten zumindest weitestgehend
automatisiert durchführenden
Industrieroboter, insbesondere Multifunktionsroboter, ausgestattet
ist, wobei der Industrieroboter derart angeordnet ist, dass während des
Hüttenwerkbetriebs
von Einsatzkräften/Werkern
im Zusammenhang mit den Arbeitstätigkeiten
des Industrieroboters manuell durchzuführende Tätigkeiten, insbesondere Zuarbeitstätigkeiten,
außerhalb
des Heiß-
und/oder Gefahrenbereiches durchführbar sind.
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Mit
der Erfindung ist es nun möglich,
manuelle Tätigkeiten
aus dem Heißbereich
oder aus dem besonders stark staubbelasteten Betriebsumfeld oder
aus einem Gefahrenbereich hinaus zu verlagern, und diese bisher
von Einsatzkräften/Werkern manuell
durchgeführten
Tätigkeiten
von einem Industrieroboter, insbesondere Multifunktionsroboter, durchführen zu
lassen. Dies ist mit einer Leistungssteigerung verbunden, da vermieden
wird, dass Arbeiten im Heißbereich
durch menschliche Einsatzkräfte
schlecht ausgeführt
werden. Ebenso ist damit eine Erhöhung der Betriebssicherheit
verbunden, was zu einer Verringerung von Störungen beziehungsweise Störzeiten
führt.
Die Arbeitssicherheit wird erhöht,
da gefährliche
Arbeiten nur noch von Industrierobotern durchgeführt werden. Außer dem werden
im Hinblick auf die Ergonomie der Arbeitsplätze Verbesserungen erzielt,
da körperlich
schwere Tätigkeiten
ebenfalls von Industrierobotern übernommen
werden können.
Mit der weitestgehenden Automatisierung ist auch eine Personaleinsparung
verbunden, was zu einer Kostenreduzierung führt. Schließlich arbeiten Roboter genauer
als menschliche Einsatzkräfte,
so dass sich auch eine Qualitätsverbesserung
ergibt.
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Insbesondere
ist gemäß der vorstehend
genannten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass
im Bereich des Heiß-
und/oder Gefahrenbereiches einer Hüttenwerkbetriebseinrichtung
die Arbeitsbereiche von einem oder mehreren Robotern, insbesondere
Industrierobotern, und mit diesen in Interaktion kollaborierenden
Einsatzkräften oder
Werkern derart aufeinander abgestimmt sind, dass der Industrieroboter
im Bereich des Heiß- und/oder
Gefahrenbereiches arbeitet und dann Einrichtungsteile, Werkstücke, Proben,
oder Ähnliches an
den Werker unmittelbar oder eine vom Werker zu begehende oder zu
bedienende weitere Einrichtung übergibt,
die außerhalb
des eigentlichen Heiß- und/oder
Gefahrenbereiches der jeweiligen Hüttenwerkbetriebseinrichtung
angeordnet ist. Hier findet also eine Mensch-Roboter-Interaktion
derart statt, dass der Roboter derart im Bereich einer Hüttenwerkbetriebseinrichtung
angeordnet ist, dass er mit seinem Arbeitsbereich sowohl innerhalb
des Heiß- und/oder
Gefahrenbereiches agieren kann, als auch aus dem Heiß- und/oder
Gefahrenbereich herausreichen oder herausgreifen kann. Anders als
beim vorbekannten Stand der Technik wird hier also nicht lediglich
ein vorzugsweise automatisches Arbeiten des Roboters im Heiß- und/oder Gefahrenbereich
einer Hüttenwerkbetriebseinrichtung
vorgesehen. Vielmehr ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass
eine Interaktion Mensch-Roboter
stattfindet, wobei die Tätigkeit
des Menschen aus dem Heiß- und/oder
Gefahrenbereich heraus verlagert ist. Der Mensch vollzieht also
keine Arbeitstätigkeiten
mehr im Heiß-
und/oder Gefahrenbereich der Hüttenwerkbetriebseinrichtung,
sondern ist vorzugsweise vollständig
außerhalb
des Heiß-
und/oder Gefahrenbereiches tätig,
tritt dabei aber in eine arbeitstechnische Interaktionsbeziehung zum
Roboter, indem er beispielsweise von diesem gereichte Werkstücke, Proben,
Anlagenteile, etc. annimmt, begutachtet und/oder bearbeitet. Es
ist also nicht mehr notwendig, dass beispielsweise der im Heiß- und/oder
Gefahrenbereich angeordnete Roboter angehalten werden muss und dieser
seine Arbeitstätigkeiten
unterbricht, damit dann ein Werker oder Einsatzkräfte den Arbeitsbereich
des Industrieroboters und damit auch den Heiß- und/oder Gefahrenbereich
einer Hüttenwerkbetriebseinrichtung
betreten können,
um dort Inspektionstätigkeiten
oder kleinere Arbeitstätigkeiten durchzuführen, bevor
dann der Industrieroboter, nachdem der Werker den Arbeitsbereich
wieder verlassen hat, in seiner vorzugsweise automatisierten Arbeitstätigkeit
fortfährt.
Allerdings bleibt es auch bei der erfindungsgemäßen hüttenmännischen Anlage möglich, dass
ein Werker gewünschtenfalls
dennoch in den Heiß-
oder Gefahrenbereich eintreten und dort Tätigkeiten, beispielsweise Inspektions-
oder Prüftätigkeiten
oder Kontrolltätigkeiten
auch an Einrichtungen der hüttenmännischen
Anlage durchführen
kann.
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Dieses
Konzept kann in allen Arbeitsbereichen eines Hüttenwerks oder eines Hüttenwerkbetriebsbereiches
realisiert werden. Hierzu gehören aber
auch Walzwerke und walzwerkstechnische Betriebe sowie Walzwerkbetriebsbereiche,
welche im Sinne der vorliegenden Erfindung ebenfalls unter den Begriff
einer hüttenmännischen
Anlage eingeordnet und subsummiert werden.
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Die
Erfindung sieht in Ausgestaltung vor, dass die hüttenmännische Anlage ein Stahlwerk
umfasst, dass einen Hüttenwerkbetriebsarbeitsbereich in
Form eines Blasstahlwerkschmelzbetriebsarbeitsbereiches mit mindestens
einer der Einrichtungen Roheisenbehandlungsanlage, Konverteranlage,
Sekundärmetallurgieanlage
und/oder Wartungsanlage mit Pfannenstand und/oder Pfannenzustellstand
als Hüttenwerkbetriebseinrichtung
aufweist.
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Ebenso
sieht die Erfindung vor, dass die hüttenmännische Anlage den Gießbereich
eines Stahlwerkes umfasst, das einen Hüttenwerkbetriebsarbeitsbereich
in Form eines Gießbetriebsarbeitsbereiches
mit mindestens einer der Einrichtungen Pfanneneinsetzeinrichtung
am Pfannendrehturm, Gießpfanne
und Gießpfannenanlage,
Verteiler und Verteileranlage, Kokille und Kokillenanlage, Auslauf
und Adjustage und/oder Verteilerwerkstatt aufweist.
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Ebenso
sieht die Erfindung vor, dass die hüttenmännische Anlage ein Elektrostahlwerk
umfasst, das einen Hüttenwerkbetriebsarbeitsbereich
in Form eines Elektrostahlwerkschmelzbetriebsarbeitsbereiches mit
mindestens einer der Einrichtungen Lichtbogenschmelzofen oder Lichtbogenreduktionsofen
aufweist. Hierbei ist im eigentlichen Elektrostahlwerk der Lichtbogenschmelzofen
angeordnet. Industrieroboter können
aber auch an hüttenmännischen
Anlagen angeordnet sein, die Arbeitsbereiche in Ferrolegierungswerken
oder Ne-Metall-Schmelzöfen
sowie mit Einrichtungen zur Durchführung von Reduktionsprozessen
umfassen, bei welchen Lichtbogenreduktionsöfen Verwendung finden.
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Vorzugsweise
werden alle hinsichtlich der vorstehend aufgeführten Belastungen relevanten
Arbeitsbereiche in einem Hüttenwerk
oder Hüttenwerkbetriebsarbeitsbereich
mit Robotern und Schnittstellen zu manuellen Tätigkeiten ausgestattet, so
dass vorzugsweise jegliches manuelle Arbeiten von Einsatzkräften/Werkern
außerhalb
eines durch Hitze, Staub, körperlich
anstrengendes Arbeiten und/oder Arbeiten in Gefährdungsbereichen gekennzeichneten
Heiß-
oder Gefahrenbereiches stattfindet. Die Erfindung sieht in Ausgestaltung
daher weiterhin vor, dass jede der Hüttenwerkbetriebseinrichtungen
mit mindestens einem Industrieroboter, insbesondere Multifunktionsroboter,
ausgestattet ist.
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Da
die Reichweite von Industrierobotern beschränkt ist, kann es zur Erreichung
des vorstehenden Zieles, d. h. manuelle menschliche Arbeitstätigkeiten
außerhalb
eines Heiß-
und/oder Gefahrenbereiches zu verlagern, zweckmäßig sein, wenn dem jeweiligen
Industrieroboter ein weiterer Industrieroboter in der Funktion als
Serviceroboter zugeordnet ist, so dass der Serviceroboter dann von
menschlichen Einsatzkräften/Werkern
bestückt
werden kann und der Serviceroboter wiederum dem eigentlichen Industrieroboter
in seiner Funktion als Arbeitsroboter oder Aktionsroboter zuarbeitet.
Die Erfindung zeichnet sich daher weiterhin dadurch aus, dass zumindest
einem Industrieroboter ein Serviceroboter zugeordnet ist.
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Insgesamt
zeichnet sich die Erfindung in einem wesentlichen Aspekt somit dadurch
aus, dass an den relevanten Arbeitsplätzen im Arbeitsbereich einer
Hüttenwerkbetriebseinrichtung
einer hüttenmännischen
Anlage Industrieroboter, insbesondere Multifunktionsroboter, eingesetzt
werden, die durch die Bestückung
mit diversen Werkzeugen und Werkzeugwechselsystemen verschiedenste
Arbeiten an den jeweiligen Einsatzorten durchführen oder durchführen können. Hierbei
arbeiten ggf. mit der Funktion eines Arbeitsroboters ausgestatteten
Industrierobotern weitere Industrieroboter, die die Funktion eines Serviceroboters
ausüben,
zu.
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Da
im Rahmen der Erfindung das Zusammenarbeiten von Mensch und Roboter,
d. h. eine Mensch-Roboter-Interaktion vorgesehen ist, können die
jeweiligen Industrieroboter mit einem je nach Einsatzzweck unterschiedlichen,
skalierbaren Automatisierungsgrad ausgestattet sein. Die Skalierbarkeit reicht
hierbei von einem Roboter, der nahezu vollständig vom Menschen gesteuert
wird, als dem einen Endpunkt der skalierbaren Automatisierung, bis
zu einem Roboter, der ohne jegliche menschliche Kontrolle seine
Aufgaben wahrnimmt, als dem anderen Ende der Automatisierungsskala.
Hierbei steigt der Mechanisierungs-/Automatisierungsgrad eines Roboters
mit steigendem Automatisierungsgrad an, während gleichzeitig der menschliche
Bedienungsaufwand abnimmt. Stufen der skalierbaren Automatisierung
sind beispielsweise am unteren Ende ein Teleroboter, der als reiner
Telemanipulator vom Einsatzpersonal/Werker gesteuert wird. Der nächste Schritt
ist die Kombination des Teleroboters, der Teleoperationen durchführt, mit
manuellen Arbeitsschritten, die ein Werker ohne Handhabungseinrichtungen
durchführt.
Eine nächste
Stufe ist beispielsweise, dass ein teilautomatisierter Assistenz-
oder Arbeitsroboter Teilaufgaben selbstständig durchführt und in Interaktion mit
diesem der Werker manuelle Arbeitsschritte durchführt. Die
nächste
Stufe kann dann aus der Kombination von per Teleoperation mit einem
Teleroboter durchgeführten
Arbeitsschritten mit teilautomatisiert durch einen Roboter, beispielsweise
einen Assistenzroboter, durchgeführten
Arbeitsschritten und mit manuell vom Werker ausgeführten Arbeitsschritten
bestehen. Hierbei wird der Roboter zweckmäßigerweise so ausgestaltet,
dass er sowohl als (frei)programmierbarer Industrieroboter teilautomatisierte
Vorgänge
in seiner Funktion als Assistenz- oder Arbeitsroboter durchführen kann,
als auch in den reinen Telemanipulatormodus als Teleroboter geschaltet
werden kann. Die höchste
Stufe ist dann die vollständige
Automatisierung der gesamten an einer Hüttenwerkbetriebseinrichtung
anfallenden Arbeitstätigkeiten,
die bisher beispielsweise von einem Werker durchgeführt wurden.
Hier können
dann auch verschiedene Roboter vollautomatisch zusammenarbeiten,
so dass ein Assistenz- oder Arbeitsroboter in Kombination mit einem
Serviceroboter Arbeitstätigkeiten
durchführt.
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Ebenso
ist es möglich,
den jeweiligen Industrieroboter skalierbar mit der jeweils benötigten „maschinellen
Intelligenz” auszustatten.
Die entsprechende „maschinelle
Intelligenz” wird
durch die sensorischen Fähigkeiten
bestimmt, mit welchen der jeweilige Roboter, insbesondere Industrieroboter,
ausgestattet ist. Während
ein Industrieroboter ohne sensorische Fähigkeiten als „blinder” Roboter
auf Aufgaben beschränkt
bleibt, die ausschließlich
das Kraft- und Hebevermögen
des Roboters ausnutzen, kann ein Roboter mit Sensoren und damit
einhergehender „maschineller
Intelligenz” gegebenenfalls
deutlich mehr und komplexere Arbeitstätigkeiten bewältigen. Allerdings
ist eine Zunahme an „maschineller
Intelligenz” auch
mit einer zunehmend komplexeren Steuerung verbunden, was aber durch
die erhöhte
Anzahl an möglichen
Arbeitstätigkeiten
und damit an Einsatzmöglichkeiten
begleitet wird. Stufen der skalierbaren „maschinellen Intelligenz” sind beispielsweise am
unteren Ende ein ausschließlich
koordinatengesteuerter „blinder” Roboter
ohne Sensorik. Die nächste
Stufe könnte
ein mit einer einfachen Sensorik, wie beispielsweise einer Lichtschranke,
ausgebildeter Industrieroboter darstellen, gefolgt von einer Stufe
eines Industrieroboters mit einfacher, die Außenumgebung wahrnehmenden Sensorik,
der unter zumindest noch partieller menschlicher Kontrolle und Bedienungshandhabung
steht. Die nächste
Stufe könnte
ein Roboter mit einer komplexen Sensorik, beispielsweise einem Kamerasystem,
sein, der in der Lage ist, die Außenumgebung wahrzunehmen und einzuschätzen und
situationsabhängig
tätig zu
werden. Die oberste Stufe wäre
dann ein Roboter mit einer umfassenden, komplexen, dem Menschen überlegenen
Sensorik wie beispielsweise ein Industrieroboter der mit hochauflösenden Kameras,
z. B. Wärmebildkameras,
ausgestattet ist und die erhaltenen Signale in einer zugeordneten
Auswertungs- und Steuerungseinheit bearbeitet. Insbesondere betrifft dies
so genannte autonome Roboter oder kognitive Robotersysteme.
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Diese
mit einer skalierbaren „maschinellen Intelligenz” und einem
skalierbaren Automatisierungsgrad ausgestatteten Industrieroboter
werden im Bereich der hüttenmännischen
Anlage derart und in Kombination zueinander, aber auch in Kombination mit
manueller menschlicher Tätigkeit,
eingesetzt, dass dem Grundgedanken und Grundkonzept eines ergonomischen
und sicheren Arbeitens an der jeweiligen Hüttenwerkbetriebseinrichtung
genüge
getan wird.
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Hierbei
kann es dann auch vorgesehen sein, dass jedem Roboter ein oder mehrere
Schutzbereiche zugeordnet sind, die dynamisch, je nach Roboter-Arbeitstätigkeit
oder je nach Roboter-Arbeitsposition unterschiedlich groß und dimensioniert
sowie variierend ausgebildet sind. Auch dieser Gedanke unterstützt die
Grundkonzeption eines ergonomischen und sicheren Arbeitens im Bereich
einer hüttenmännischen
Anlage an den einzelnen Hüttenwerkbetriebseinrichtungen.
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Um
im Rahmen der Interaktion Mensch-Roboter die Übergabe von Tätigkeiten
oder die Weiterführung
von Tätigkeiten
durch den Menschen außerhalb
des Heiß- und/oder Gefahrenbereiches
durchführen
lassen zu können,
kann es auch vorgesehen sein, dass der jeweilige Industrieroboter
verfahrbar im Bereich der jeweili gen Hüttenwerkbetriebseinrichtung
angeordnet ist, so dass dadurch der Arbeitsbereich des Industrieroboters
flexibilisiert und vergrößert werden
kann und die sichere Übergabe
von Tätigkeiten
oder Werkstücken
oder Ähnlichem
an den Werker außerhalb
des Heiß-
und/oder Gefahrenbereiches der jeweiligen Hüttenwerkbetriebseinrichtung sichergestellt
ist.
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Ein
Blasstahlwerkschmelzbetriebsarbeitsbereich, der mit Industrierobotern
ausgestattet sein kann, ist der Bereich der Roheisenbehandlungsanlage.
Die Erfindung sieht daher weiterhin vor, dass die Roheisenbehandlungsanlage
einen mit einem Industrieroboter, insbesondere Knickarmroboter,
ausgestatteten Abschlackstand einer Entschwefelungsanlage aufweist,
wobei der Industrieroboter, insbesondere Knickarmroboter, die Arbeitstätigkeiten
des Abschlackens, der Temperaturmessung und/oder der Probenahme
durchführt.
Dabei kann gemäß weiterer Ausgestaltung
der Erfindung vorgesehen sein, dass der Industrieroboter, insbesondere
Knickarmroboter, mit einem Schaber für das Abschlacken und/oder
einem eine Temperaturmesssonde oder eine Probensonde aufnehmenden
Kontaktrohr ausgestattet oder auswechselbar ausstattbar ist.
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Erfindungsgemäß ist also
vorgesehen, dass am Abschlackstand einer Entschwefelungsanlage ein
Knickarmroboter eingesetzt wird, der die Funktionen des Abschlackens,
der Temperaturmessung und der Probennahme ausführt. Hierbei umfasst das dabei
verwendete spezielle Werkzeug einen Schaber für das Abschlacken sowie ein
Kontaktrohr für
die Aufnahme der Temperaturmesssonde oder der Probensonde. Verfahrensmäßig wird
hierbei vor dem Abschlacken mittels des Schabers eine kleine Fläche der
Schlackenschicht abgezogen und durch eine Messeinrichtung der aktuelle
Badstand ermittelt und als 0-Punkt an die Robotersteuerung übermittelt.
Mittels dem Knickarmroboter zugeordneter 3D-Kameras wird die Schlackeschicht
erfasst und durch die Flexibilität
der sechs frei programmierbaren Achsen des Roboters, wie vorzugsweise
aller erfindungsgemäß eingesetzten
Industrieroboter, ist ein qualitatives Abschlacken der Roheisenpfanne möglich. Durch
die Drehung der Roboterhand kann das Kontaktrohr in Funktion gebracht
werden, das zur Aufnahme der Temperatur- oder Probensonde dient.
Mittels der Messwerte der Sonden wird der nachfolgende Prozess der
Konvertierung des Roheisens zu Stahl gesteuert. Vergleiche mit üblichen,
herkömmlichen
Abschlackvorrichtungen haben ergeben, dass durch die Gleichmäßigkeit
der Bewegungsabläufe
des erfindungsgemäß verwendeten
Industrieroboters, insbesondere Multifunktionsroboters, und der
Genauigkeit seiner Positionierungsmöglichkeiten Einsparungen beim
Betrieb eines erfindungsgemäß ausgestatteten Stahlwerks
im Bereich von mehr als einer Million Euro pro Jahr erreicht werden
können.
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In
einer weiteren Ausgestaltung zeichnet sich die Erfindung dadurch
aus, dass die Konverteranlage eine mit einem Industrieroboter, insbesondere Knickarmroboter,
ausgestattete Sublanzenanlage aufweist, wobei der Knickarmroboter
die Arbeitstätigkeiten
des Aufsteckens und Abziehens vom Messsonden, des Auspackens der
Schmelzenprobe aus der Messsonde, des Aufschneidens der Messsonde und
Zuführens
eines Teiles der Messsonde zu einem Analysegerät, der Temperaturmessung und/oder
der Probennahme durchführt.
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Hierbei
ist es dann besonders zweckmäßig, wenn
dem jeweiligen Industrieroboter, insbesondere Knickarmroboter, ein
Serviceroboter zugeordnet ist, wobei der dem Industrieroboter, insbesondere
Knickarmroboter zur Durchführung
des Aufsteckens und Abziehens von Messsonden zugeordnete Serviceroboter
Messsonden aus einem Vorratsbehälter
entnimmt und dem Arbeitsbereich des zugeordneten Industrieroboters,
insbesondere Knickarmroboters, zuführt.
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Im
Konverterberich sind mannigfaltige Arbeiten durch Roboter durchzuführen, wobei
bei einer Sublanzenanlage die Messsonden durch einen Roboter automatisch
auf das Kontaktrohr der Sublanze aufgesteckt und abgezogen werden
können.
Hierbei kann die Steuerung des Industrieroboters derart ausgelegt
sein, dass bei fehlerhaften Messsonden diese wieder von dem Kontaktrohr
der Sublanze entfernt werden und in eine separate Ablageposition,
d. h. ein speziell dafür
vorgesehenes Behältnis,
abgelegt werden, um diese dann beim Messsondenhersteller reklamieren
zu können.
Ferner ist es auch möglich,
die zeitaufwändige
Befüllung
von Sondenbevorratungsmagazinen mit einem Fassungsvermögen von
durchschnittlich ca. 100 Sonden unterschiedlicher Typen dadurch
zu optimieren, dass verschiedene Behältnisse oder Bevorratungsmagazine
mit Sonden unterschiedlichen Typs auf der Bühnenebene des Industrieroboters
platziert werden. Durch die Vielzahl von verwendeten Aggregaten
zur Stahlerzeugung, ist es insbesondere aus Platzgründen oft
nicht möglich,
die Sondenbevorratungsmagazine oder -behältnisse im Arbeitsbereich des
dort in seiner Funktion als Arbeitsroboter agierenden Industrieroboters
zu platzieren. In diesem Fall wird zusätzlich ein mit der Funktion
eines Serviceroboters ausgestalteter Industrieroboter installiert,
der dann die Aufgabe übernimmt,
die entsprechenden Sonden aus den Bevorratungsbehältern zu
entnehmen und diese in den Arbeitsbereich des Arbeitsroboters zu
befördern
oder bewegen. Die Bevorratungsmagazine oder -behältnisse werden von dem jeweiligen
Sondenlieferanten entsprechend verpackt auf einer Transportpalette
angeliefert und mittels Hubstabler auf eine jeweilige Arbeitsbühne im Bereich
des Serviceroboters transportiert. Auch in diesem Falle ist der
Serviceroboter mit einer 3D-Kamera
ausgestattet, mit Hilfe welcher er die Geometrie und die Lage der
jeweiligen Messsonden sowie den Sondentyp detektiert und erkennt.
Mittels eines speziellen Greifers entnimmt der Serviceroboter dann die
Sonde aus dem Bevorratungsmagazin oder -behältnis und bringt diese in den
Arbeitsbereich des Arbeitsroboters.
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Auch
können
von dem Arbeitsroboter Schmelzproben automatisch aus der jeweiligen Messsonde
ausgepackt und gegebenenfalls einer Rohrpostanlage übergeben
werden, mittels welcher die Probe an das jeweilige Labor transportiert
wird. Bei diesem Verfahren wird die von dem Aktions- oder Arbeitsroboter
von der Sublanze abgezogene Messsonde in eine Trennvorrichtung gelegt,
in der die sich noch in der Messsonde befindliche Probe durch eine mit
zwei Trennscheiben ausgerüste te
Vorrichtung von der Sonde getrennt und einer speziellen Probenausstoßvorrichtung
zugeführt
wird. Danach wird die ausgestoßene
Probe mittels des Rohrpostsystems in ein Labor befördert und
dort analysiert.
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Es
ist aber auch möglich,
dass die entnommene Probe mittels eines Trennwerkzeugs durchtrennt
wird, und die Schmelzenprobe in der Sonde verbleibt. In diesem Falle
führt der
Arbeitsroboter die Sonde mit der Schnittfläche der durchtrennten Probe unter
ein Analysegerät,
insbesondere ein Laseranalysegerät.
Hierdurch wird dann in kürzester
Zeit die Analyse der chemischen Zusammensetzung erstellt.
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Bei
einer weiteren Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, dass die Konverteranlage
eine mit einem Industrieroboter, insbesondere Knickarmroboter, ausgestattete
Blaslanzenbehandlungsanlage, insbesondere einen Bärenbrennstand,
aufweist, wobei der Industrieroboter, insbesondere Knickarmroboter,
die Arbeitstätigkeiten
des Abrennens von Anbackungen an der Blaslanze durchführt. Aufgrund der
extremen Bedingungen im Reaktionsraum eines Konverters bilden sich
an Blaslanzen oftmals Stahl- und/oder Schlackenanbackungen an den
Blaslanzen. Diese Anbackungen vermindern den Wärmeabtransport der Lanze und
mindern damit deren Haltbarkeit, so dass es notwendig ist, diesen
so genannten Bären
abzubrennen. Für
diese Tätigkeiten
sind so genannte Bärenbrennstände eingerichtet,
die nun erfindungsgemäß mit einem
Industrieroboter ausgestattet werden, der mit Hilfe eines speziellen
Werkzeuges diese Arbeiten durchführt.
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Die
Lanzenspitze einer Blaslanze unterliegt während des Blasprozesses einem
starken Verschleiß und
muss in bestimmten Abständen
ausgewechselt werden. Um den Grad des Verschleißes am Austritt der Blasdüse, insbesondere
Lavaldüse,
zu erfassen, ist auch diesem Industrieroboter wiederum eine 3D-Kamera
zugeordnet, mittels welcher eine Schmelzen zugeordnete Konturvermessung
der jeweils erfassten Lanzenspitze durchgeführt wird.
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In
weiterer Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, dass die Konverteranlage
eine mit einem Industrieroboter, insbesondere Knickarmroboter, ausgestattete
Konverterausmauerungsanlage aufweist, wobei der Industrieroboter,
insbesondere Knickarmroboter, die Arbeitstätigkeiten des Ausmauerns, zumindest
der Handhabung der Feuerfeststeine und/oder eines Spritzmanipulators,
und/oder die Arbeitstätigkeit
des Positionierens von die Ausmauerung vermessenden Messeinrichtungen
und/oder die Arbeitstätigkeit
des berührungslosen
Vermessens der Ausmauerung des jeweils zugeordneten Konverters durchführt.
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Erfindungsgemäß wird somit
eine Roboterlösung
auch zum Ausmauern von Konvertern vorgesehen. Durch die immer größer und
schwerer werdenden Feuerfeststeine ist es aus ergonomischer Sicht sowie
aufgrund bereits bestehender berufsgenossenschaftlicher Vorgaben
nicht erlaubt, die ca. 50 kg schweren Steine durch einen Arbeiter/Stahlwerker handhaben
zu lassen. Diese Tätigkeit übernimmt
nun ebenfalls ein Industrieroboter. Dadurch werden die Ausmauerungszeiten
gegenüber
dem bisherigen manuellen Arbeiten um ca. 50% gesenkt, was die Verfügbarkeit
des Konverters für
die Produktion deutlich erhöht
und damit die Produktivität
des Stahlwerks steigert. Weiterhin werden zur berührungslosen
Vermessung von feuerfesten Auskleidungen in metallurgischen Gefäßen wie
Konvertern oder Pfannen heutzutage Lasermesseinrichtungen eingesetzt.
Ein mit einer solchen Lasermesseinrichtung ausgestatteter Industrieroboter
kann diese Messeinrichtung derart vorteilhaft in Position bringen,
so dass auch bei starker Bärenbildung
am Konverter oder der Pfanne ein Vermessen ohne Verschattung des
Messbereiches erfolgen kann. Die durch die Lasermesseinrichtung ermittelten
Messergebnisse ermöglichen
darüber
hinaus ein gezieltes, frühzeitiges
Ausbessern schadhafter Stellen und erhöhen die Lebensdauer der feuerfesten
Ausmauerung. Hierzu können
so genannte Spritzmanipulatoren eingesetzt werden, die durch geeignete
Schutzeinrichtungen gegen die Strahlungshitze abgeschirmt und mit
einer Robotersteue rung ausgerüstet
sind. Handhabungen durch Arbeiter/Einsatzkräfte/Stahlwerker in diesem Heißbereich sind
daher nicht mehr notwendig.
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In
weiterer Ausgestaltung zeichnet sich die Erfindung dadurch auch,
dass die Konverteranlage eine mit einem Industrieroboter, insbesondere
Knickarmroboter, ausgestattete Konverterbearbeitungsanlage aufweist,
wobei der Industrieroboter, insbesondere Knickarmroboter, die Arbeitstätigkeiten
des Ausbohrens und/oder Wiedereinsetzens eines auswechselbaren Abstichblocks
und/oder die Arbeitstätigkeit
des Wechselns des Abstichschiebers durchführt.
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Ein
hinsichtlich der Produktivität
eines Blasstahlwerkes weiterhin wichtiger Aspekt ist die durch den
Wechsel des Abstichblockes an einem Konverter bedingte Ausfallzeit.
Erfindungsgemäß werden
auch diese Tätigkeiten
nun von einem Industrieroboter durchgeführt, der dafür eine deutlich
geringere Zeitspanne als manuell tätige Stahlwerker benötigt. Hierbei
wird der auswechselbare Abstichblock durch den mit einem Spezialwerkzeug
ausgerüsteten
Industrieroboter herausgebohrt. Nach einem Werkzeugwechsel nimmt
der Industrieroboter den vorbereiteten neuen Abstichblock auf und
setzt diesen in den Abstich ein. Durch den Austausch der Konverterabstichblöcke in kürzeren Zeitintervallen
ergeben sich konstantere Abstichzeiten und eine Qualitätsverbesserung durch
geringere Streuung des Abstichstrahles bei verschlissenem Abstichblock.
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Aufgrund
steigender Qualitätsanforderungen werden
die Ansprüche
an die Reinheitsgrade der in einer Konverteranlage erzeugten Schmelzen
immer größer. Für den Abstich
am Konverter bedeutet dies, dass die Menge der aus dem Konverter
in die Pfanne mitlaufenden Schlacke auf ein Minimum zu begrenzen
ist. Hierzu können
im Rahmen der Erfindung Abstichschieber eingesetzt werden, die in
Zusammenarbeiten mit thermografischen Kameras den Abstichkanal schließen, sobald
Schlacke im Abstichkanal erkannt wird. Das Wechseln der Abstichschieber
erfolgt wiederum mittels eines Industrieroboters, wobei vorzugsweise
insbesonde re derselbe Industrieroboter, der auch den Abstichblock
einsetzt, den Wechsel der/des Abstichschieber(s) durchführt.
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Die
Erfindung zeichnet sich in weiterer Ausgestaltung auch noch dadurch
aus, dass die Konverteranlage eine mit einem Industrieroboter, insbesondere
Knickarmroboter, ausgestattete Schlackenrückhalteeinrichtung aufweist,
wobei der Industrieroboter, insbesondere Knickarmroboter, insbesondere
die Arbeitstätigkeiten
des Zuführens
und Haltens des Schwimmstopfens durchführt. Erfindungsgemäß ist zur
Ausbildung des Schlackenrückhaltesystems
eines Konverterbetriebes ebenfalls ein Industrieroboter vorgesehen,
der die dafür
notwendige Traglast aufweist und bereitstellt. Aufgrund der durch
den Einsatz des Industrieroboters gegebenen erhöhten Genauigkeit und Reproduzierbarkeit
der Arbeitsabläufe
ergeben sich dadurch wesentliche Vorteile gegenüber den bisher im Stand der
Technik verwendeten Systemen. An diesem Industrieroboter können darüber hinaus
zusätzliche
Messsysteme, beispielsweise EMK(Elektro-magnetische Kraft)-, Temperatur- und/oder
Sauerstoffgehalt-Messsysteme sowie Probenahmeeinrichtungen für Schlacken-
und/oder Stahlproben angebracht sein.
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Weiterhin
sieht die Erfindung in Ausgestaltung vor, dass die Konverteranlage
eine mit einem Industrieroboter, insbesondere Knickarmroboter, ausgestattete
Spülsteinwechselstation
aufweist, wobei der Industrieroboter, insbesondere Knickarmroboter, die
Arbeitstätigkeiten
des Wechselns der Spülsteine eines
Konverters durchführt.
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Die
im Konverterboden eingesetzten Spülsteine für das Bodenspülen werden
insbesondere dann, wenn zur Konverterpflege das so genannte „Slag-Splashing-Verfahren” eingesetzt
wird, durch Beschlacken mit Anbackungen verstopft, was eine dadurch
bedingte eingeschränkte
Baddurchmischung zur Folge hat. Diese Spülsteine können mittels in diesem Arbeitsbereich
angeordneter Industrieroboter gewechselt werden.
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Weiterhin
sieht die Erfindung in Ausgestaltung vor, dass die Wartungsanlage
einen mit einem Industrieroboter, insbesondere Knickarmroboter, ausgestatteten
Pfannenstand aufweist, wobei der Industrieroboter, insbesondere
Knickarmroboter, die Arbeitstätigkeiten
des Entfernens des Pfannenabstichschiebers von der im Pfannenstand
befindlichen Pfanne und/oder des Wechsels der Pfannenspülsteine
der im Pfannenstand befindlichen Pfanne durchführt.
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Im
Bereich der Wartungsanlagen eines Blasstahlwerkschmelzbetriebs stellt
der so genannte Pfannenstand einen durch extreme Hitzebelastung geprägten Arbeitsplatz
dar, an welchem die im Pfannenumlauf eingesetzten Roheisen- oder
Stahlgießpfannen
gewartet werden. Hier werden an auf Arbeitstemperatur gehaltenen
Pfannen die notwendigen Arbeits- oder Reparaturarbeiten durchgeführt. Pfannenschieber
unterliegen hierbei einem höheren
Verschleiß als
die Pfannenspüler,
dennoch ist bei beiden Bauteilen eine zyklische Wartungsarbeit und
der Austausche dieser Bauteile notwendig. Die bisher im Heißbereich
durchgeführten
Arbeiten am Abstichschieber werden nun aus dem Heißbereich
des Pfannenstandes in eine dazu entferntere Schieberwerkstatt verlegt,
wodurch sich für
die da beschäftigten Arbeiter/Einsatzkräfte/Stahlwerker
ein ergonomischeres und arbeitssicherheittechnischeres Arbeitsumfeld
ergibt. Ein Industrieroboter entfernt dabei den kompletten Pfannenabstichschieber
von der im Pfannenstand befindlichen Pfanne und legt diesen auf eine
Fördereinrichtung,
die den Pfannenabstichschieber in die Schieberwerkstatt transportiert.
Hier kann der Schieber erkalten, dann gegebenenfalls bearbeitet
und für
die nächste
Kampagne vorbereitet werden. Da für einen Pfannenumlauf turnusmäßig Inspektionen
eingeplant sind, sind mit dem durch den Industrieroboter in kürzester
Zeit erfolgenden Wechsel der kompletten Pfannenabstichschiebereinheit keine
Beeinträchtigungen,
insbesondere Verlangsamungen, des Produktionsbetriebes verbunden.
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Der
für den
Wechsel des Pfannenabstichschiebers vorgesehene Industrieroboter
ist – nach dem
Wechsel des an ihm angeordneten Werkzeuges – ebenso für den Wechsel der Pfannenspülsteine vorgesehen.
Hierbei finden zwei Verfahren Anwendung. Zum einen wird mittels
eines speziellen, an dem Arm des Industrieroboters befestigten Werkzeuge
der Pfannenspülstein
von der Pfannenbodenseite her aus der Mauerung herausgezogen. Zum
anderen besteht ein Verfahren darin, den Pfannenspülstein zunächst mit
einem am Industrieroboter angeordneten Kernlochbohrer aus der Mauerung
herauszubohren und anschließend
mit einem anderen am Industrieroboter angeordneten Werkzeug den
dadurch in der Ausmauerung gebildeten oder freigelegten Konus mit
einem Fräswerkzeug
so zu bearbeiten, dass anschließend
von dem Industrieroboter wieder ein erneuerter, bearbeiteter oder
neuer Pfannenspülstein in
den Konus eingesetzt wird. Die Erfindung sieht daher in weiterer
Ausgestaltung vor, dass der Industrieroboter, insbesondere Knickarmroboter,
mit einem Pfannenspülsteinherausziehwerkzeug
und/oder einem Kernlochbohrer und/oder einem Fräswerkzeug ausgestattet oder
auswechselbar ausstattbar ist.
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In
gleicher Weise ist der Roboter oder ein anderer Roboter auch dazu
vorgesehen, die Ausgusshülse
des Pfannenabstichschiebersystems zu bearbeiten. D. h. auch dieses
wird aus der Ausmauerung herausgebohrt und anschließend wird
der in der Ausmauerung gebildete Konus mit einem Fräswerkzeug für die Aufnahme
einer neuen Ausgusshülse
vorbereitet.
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In
weiterer Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, dass die Wartungsanlage
einen mit einem Industrieroboter, insbesondere Knickarmroboter,
ausgestatteten Pfannenzustellstand aufweist, wobei der Industrieroboter,
insbesondere Knickarmroboter, die Arbeitstätigkeiten der Ausmauerung von
einer oder mehreren im Pfannenzustellstand positionierten Pfannen
durchführt.
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Die
für den
Transport der Schmelze eingesetzten Roheisen-/Stahlgießpfannen
müssen
regelmäßig neu
zugestellt werden. Dies geschieht an so genannten Pfannenzustellständen, die
durch beengte Platzverhältnisse
und eine starke Staubbelastung gekennzeichnet sind. Erfindungsgemäß werden
an dieser Stelle insbesondere Multifunktionsroboter verwendet, die
die Ausmauerung unterschiedlicher Pfannen an verschiedenen Positionen/Orten
im Pfannenzustellstand ermöglichen,
wobei diese Industrieroboter, insbesondere Multifunktionsroboter, mit
Spezialwerkzeugen ausstattbar sind. Die Erfindung zeichnet sich
daher weiterhin dadurch aus, dass die Wartungsanlage einen mit einem
Industrieroboter, insbesondere Knickarmroboter, ausgestatteten Pfannenzustellstand
aufweist, wobei der Industrieroboter, insbesondere Knickarmroboter,
die Arbeitstätigkeiten
der Ausmauerung von einer oder mehren im Pfannenzustellstand positionierten
Pfannen durchführt.
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Auch
im Bereich der sekundärmetallurgischen
Anlagen wie dem Pfannenofen, der Pfannenbehandlungsstation, der
Entgasungsstation, insbesondere Vakuumentgasungsstation, sind Temperaturmessungen
und Probennahmen erforderlich, die von einem oder mehreren Industrierobotern
durchgeführt
werden können,
wodurch der Automatisierungsgrad eines Stahlwerks weiter erhöht wird.
Weiterhin zeichnet sich die Erfindung in Ausgestaltung auch noch
dadurch aus, dass die Sekundärmetallurgieanlage
zumindest einen mit einem Industrieroboter, insbesondere Knickarmroboter,
ausgestatteten Arbeitsbereich aufweist, in welchem der Industrieroboter, insbesondere
Knickarmroboter, die Arbeitstätigkeiten der
Temperaturmessung und/oder Probennahme durchführt.
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Insbesondere
aber werden alle vorstehend aufgeführten Tätigkeiten und Arbeiten eines
jeden aufgeführten
Industrieroboters voll automatisch durchgeführt, wozu jedem Industrieroboter
eine entsprechende Robotersteuerung zugeordnet ist, mit welcher
er in Wirkverbindung steht.
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Ein
weiterer Hüttenwerkbetriebsarbeitsbereich
ist der einer Gießmaschine
oder Stranggussanlage zugeordnete Gießbetriebsarbeitsbereich. Gemäß weiterer
Ausgestaltung der Erfindung kann dieser Gießbetriebsarbeitsbereich mindestens
einen Pfannenroboter und/oder einen Gießroboter und/oder einen Brennschneidroboter
und/oder einen Entbartungsroboter und/oder einen Markierungsroboter
und/oder einen Flämm-
und Schleifroboter und/oder einen Vermessungs- und Inspektionsroboter
und/oder einen Verteilerrinnenspritzroboter aufweisen.
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Hierbei
ist es gemäß weiterer
Ausgestaltung der Erfindung zweckmäßig, wenn der Gießbetriebsarbeitsbereich
einen mit dem Pfannenroboter in Form eines Industrieroboters, insbesondere
Knickarmroboters, ausgestatteten Pfanneneinsetzbereich aufweist,
wobei der Pfannenroboter auf der dem Gießbereich abgewandten Seite
des zugeordneten Pfannendrehturms das An- und Abkuppeln von Medien- und/oder Hydraulikleitungen
und/oder Signalleitungen und/oder das Einsetzen eines medienbetriebenen,
insbesondere hydraulisch betriebenen, Medienzylinders durchführt. Wenn
eine automatische Durchführung
dieser Tätigkeit
durch den Industrieroboter vorgesehen ist, ist eine sensorische
Feststellung der exakten Pfannenposition und/oder der Medien- oder
Hydraulikanschlüsse
an der Unterseite der Gießpfanne
notwendig, so dass der Roboter mit einer solchen Sensorik zweckmäßigerweise
ausgestattet ist. Bei dem medienbetriebenen, insbesondere hydraulisch
betriebenen, Medienzylinder kann es sich um einen oder mehrere Hydraulikzylinder
eines Pfannenschiebers und/oder um einen so genannten Schattenrohrfixierzylinder
handeln.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist auch vorgesehen, dass der
Gießbetriebsbereich
einen mit dem Gießroboter
in Form eines Industrieroboters, insbesondere Knickarmroboters,
ausgestatteten Gießpfannenbereich
aufweist, wobei der Gießroboter
auf der dem Gießbereich
zugewandten Seite des Drehturms das An- und Abkuppeln des Schattenrohrs
und/oder das Setzen von Gießhülsen und
das Aktivieren des Pfannenschieberverschlusses und/oder das Aufbrennen
der Pfanne mit einer Sauerstofflanze und/oder die Reinigung des
Schattenrohrs durchführt.
Auch bei diesen Tätigkeiten
ist die genaue Feststellung der Pfannenposition notwendig, so dass
auch hier wieder ein mit entsprechender Sensorik ausgestatteter
Industrieroboter vorzugsweise Verwendung findet. Je nach Tätigkeit können in
diesem Gießbetriebsbereich
Roboter mit einem unterschiedlich skalierten Automatisierungsgrad
und damit verschiedenen Ebenen der Autonomie oder Automatisierung
vom Telemanipulator bis zum vollautomatischen System ausgebildet
sein.
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In
weiterer Ausgestaltung des Gießbetriebsbereiches
sieht die Erfindung vor, dass der Gießbetriebsbereich einen mit
dem Gießroboter
in Form eines Industrieroboters, insbesondere Knickarmroboters,
ausgestatteten Verteilerbereich aufweist, wobei der Gießroboter
das Messen der Badspiegelhöhe und/oder
das Messen der Temperatur der Schmelze und/oder die Entnahme von
Proben aus der Schmelze und/oder den Auftrag von Abdeckpulver durchführt. Auch
in diesem Bereich des Gießbetriebsbereiches
können
je nach vom Roboter durchzuführender Arbeitstätigkeit
Roboter unterschiedlich skalierten Automatisierungsgrades oder Roboter
unterschiedlicher skalierbarer maschineller Intelligenz Verwendung
finden. Insbesondere kann in diesem Gießbetriebsbereich die Ausbildung
von Industrierobotern vorgesehen sein, die so eingerichtet sind,
dass der jeweilige Werker entscheiden kann, ob er den Roboter als
Telemanipulator steuert, diesen als ihm zuarbeitendes Arbeits- oder
Assistenzsystem verwendet oder den Roboter autonom und automatisiert
agieren lässt.
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Als
weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Gießbetriebsbereiches sieht die
Erfindung weiterhin vor, dass der Gießbetriebsbereich einen mit
dem Gießroboter
in Form eines Industrieroboters, insbesondere Knickarmroboters,
ausgestatteten Kokillenbereich aufweist, wobei der Gießroboter
Messtätigkeiten
und/oder die Probenentnahme aus der Kokille und/oder das Aufbringen
von Gießpulver
auf den Gießspiegel
und/oder das Setzen von Körben
oder Trennplatten für
den Guss ver schiedener Stahlguten und/oder das Verpacken und Setzen
des Anfahrkopfes der Anfahrkette oder des Kaltstrangsystems und/oder
das Messen und Ertasten von Gießschlackenverkrustungen
oberhalb des Badspiegels durchführt.
Die Vorteile des an dieser Stelle angeordneten Robotersystems sind
neben der Erhöhung
der Arbeitssicherheit die mess- und arbeitstechnischen Vorteile
einer maschinellen Wiederholungsgenauigkeit. Trennplatten können mittels
eines Roboters exakt gesetzt werden, Gießpulver kann präzise dosiert werden
und Verkrustungen können
anhand exakt gemessener – im
Gegensatz zu von Werkern gefühlsmäßig erkannter – Parameter
erkannt und entfernt werden.
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Eine
weitere Ausgestaltung des Gießbetriebsbereiches
besteht gemäß Erfindung
darin, dass der Gießbetriebsbereich
einen mit einem Brennschneidroboter ausgestatteten Brennschneidbereich und/oder
einen mit einem Entbartungsroboter ausgestatteten Entbartungsbereich
und/oder einen mit einem Markierungsroboter ausgestatteten Markierungsbereich
und/oder einen mit einem Flämm-
und Schleifroboter ausgestatteten Flämm- und Schleifbereich und/oder
einen mit einem Vermessungs- und Inspektionsroboter ausgestatteten
Mess- und Prüfbereich
aufweist, wobei die vorstehend aufgezählten Roboter als Industrieroboter,
insbesondere Knickarmroboter, ausgebildet sind und Messtätigkeiten
am geschnittenen Strang und/oder das Entzundern und Entbarten und/oder
das Flämmen
und Schleifen und/oder das Markieren und/oder das Überprüfen der
Halbzeuge durchführen.
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Einer
Stranggießanlage
ist üblicherweise eine
Verteilerwerkstatt zugeordnet, so dass in Bezug auf die Ausgestaltung
des Gießbetriebsbereiches
die Erfindung schließlich
auch vorsieht, dass der Gießbetriebsbereich
eine mit dem Verteilerrinnenspritzroboter in Form eines Industrieroboters,
insbesondere Knickarmroboters, ausgestattete Verteilerwerkstatt aufweist,
wobei der Verteilerrinnenspritzroboter das Erneuern und Reparieren
des feuerfesten Materials und/oder das sensorische Prüfen der
Feuerfestmauerung durchführt.
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Der
Vorteil des Einsatzes eines Industrieroboters an dieser Stelle besteht
unter anderem darin, dass dieser die Wartungsarbeiten mit einer
sehr großen
Präzision
ausführen
kann. Außerdem
kann der Roboter an dieser Position wiederum mit einer entsprechenden
Sensorik ausgestattet sein, die es ihm erlaubt, den Zustand der
Feuerfestmauerung zu überprüfen.
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In
einem Elektrostahlwerk mit einem Hüttenwerkbetriebsarbeitsbereich
in Form eines Elektrostahlwerkschmelzbetriebsarbeitsbereiches zeichnet
sich die Erfindung in Weiterbildung dadurch aus, dass der Elektrostahlwerkschmelzbetriebsarbeitsbereich
mindestens einen Lichtbogenschmelzofenroboter in Form eines Industrieroboters,
insbesondere Knickarmroboters, aufweist, der Tätigkeiten am Abstichloch, insbesondere
das Abstichlochaufbrennen, und/oder Tätigkeiten im Zusammenhang mit Messsonden,
insbesondere die Temperatur- und Probennahme, und/oder Tätigkeiten
der Pflege des Vorwärmers
oder Kühltunnels
und/oder Tätigkeiten der
Ofengefäßpflege,
insbesondere das Gefäßausspritzen,
und/oder Tätigkeiten
der Ofengefäßreparatur,
insbesondere Schweißarbeiten
bei einer Panelleckage, durchführt.
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Weiterhin
kann in erfindungsgemäßer Ausgestaltung
des Elektrostahlwerkschmelzbetriebsarbeitsbereiches vorgesehen sein,
dass der Elektrostahlwerkschmelzbetriebsarbeitsbereich mindestens
einen Lichtbogenreduktionsofenroboter in Form eines Industrieroboters,
insbesondere Knickarmroboters, aufweist, der Tätigkeiten der Abstichlochpflege
und/oder der Abstichpfannenpflege, insbesondere der Schlackenentfernung,
und/oder Tätigkeiten
am Abstichloch, insbesondere das Aufbrennen des Abstichlochs, durchführt.
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Schließlich sieht
die Erfindung auch noch vor, dass dem jeweiligen Knickarmroboter
eine 3D-Kamera zugeordnet ist.
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Die
Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Dies
zeigt in
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1 in
schematischer Aufsichtsdarstellung ein Stahlwerk mit verschiedenen
Blasstahlwerkschmelzbetriebsarbeitsbereichen,
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2 in
schematischer Seitenansicht einen Abschlackstand einer Entschwefelungsanlage
einer Roheisenbehandlungsanlage,
-
3 in
schematischer Seitenansicht einen Abschlackstand einer Entschwefelungsanlage
einer Roheisenbehandlungsanlage,
-
4 in
schematischer Darstellung eine Sublanzenanlage einer Konverteranlage,
-
5 in
schematischer Darstellung eine Sublanzenanlage einer Konverteranlage,
-
6 in
schematischer Aufsicht eine Sublanzenanlage einer Konverteranlage,
-
7 in
schematischer Aufsicht eine Sublanzenanlage einer Konverteranlage,
-
8 eine
Sublanzenanlage einer Konverteranlage,
-
9 eine
Sublanzenanlage einer Konverteranlage,
-
10 in
schematischer Aufsichtsdarstellung eine Stranggießanlage
mit verschiedenen Gießbetriebsarbeitsbereichen,
-
11 in
schematischer Schnitt- und Seitenansicht den Bereich einer Konverteranlage
mit einer Konverterausmauerungsanlage,
-
12 in
schematischer Schnitt- und Seitenansicht den Bereich einer Konverterbearbeitungsanlage
mit einer Konverterbearbeitungsanlage,
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13 in
schematischer Schnitt- und Seitenansicht den Bereich einer Konverteranlage
mit einer Konverterbearbeitungsanlage,
-
14 in
schematischer Schnitt- und Seitenansicht den Bereich einer Konverteranlage
mit einer Schlackenrückhalteeinrichtung,
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15 in
schematischer Seitenansicht einen Pfannenstand einer Wartungsanlage,
-
16 in
schematischer Darstellung eine sekundärmetallurgische Einrichtung
einer Sekundärmetallurgieanlage,
-
17 einen
Pfannenzustellstand einer Wartungsanlage und in
-
18–27 in
schematischer Darstellung Einsatzbereiche eines Gießroboters.
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Die 1 zeigt
in schematischer Aufsicht als hüttenmännische
Anlage einen Blasstahlwerkschmelzbetriebsarbeitsbereich eines Stahlwerkes 1, der
Einrichtungen einer Roheisenbehandlungsanlage 2, einer
Konverteranlage 3, einer Sekundärmetallurgieanlage 4 und
einer Wartungsanlage 5 umfasst.
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Die
Roheisenanlage 2 umfasst einen Abschlackstand 2a einer
Entschwefelungsanlage, der ein als Knickarmroboter R2a ausgeführter Industrieroboter
zugeordnet ist.
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Die
Konverteranlage 3 weist zwei Konverterbereiche 3a, 3b auf,
welchen Konverterbereichen 3a, 3b jeweils mehrere
als Knickarmroboter R3a, R3b, R3c, R3d und R3e ausgeführte Industrieroboter
zugeordnet sind.
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Die
Sekundärmetallurgieanlage 4 weist
drei sekundärmetallurgische
Einrichtungen 4a, 4b und 4c auf, wobei
es sich um ein Pfannenofen, eine Pfannenbehandlungsstation oder
eine Vakuumentgasungseinrichtung oder -anlage handelt. Den jeweiligen
sekundärmetallurgischen
Einrichtungen 4a, 4b und 4c ist jeweils
ein ebenfalls als Knickarmroboter R4a, R4b und R4c ausgebildeter
Industrieroboter zugeordnet.
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Die
Wartungsanlage 5 weist einen Pfannenzustellstand 5a und
zwei Pfannenstände 5b und 5c auf.
Hierbei ist dem Pfannenzustellstand 5a ein als Knickarmroboter
R5a ausgeführter
Industrieroboter und den Pfannenständen 5b und 5c jeweils
ebenfalls als Industrieroboter R5b, R5c ausgeführter Industrieroboter zugeordnet.
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Der
Abschlackstand 2a ist in beispielhaften Ausführungsformen
in den 2 und 3 dargestellt. Die 2 zeigt
eine Pfanne 6 mit darin befindlicher Schmelze 7 und
oberseitiger Schlackeschicht 8. Der Pfanne 6 ist
der Roboter R2a zugeordnet, der im Endbereich seines Betätigungsarms
mit einem Schutzschild 9 ausgestattet ist. Endseitig trägt der Roboter
R2a ein mehrteiliges Werkzeug 10, dass einen Schaber 11 sowie
eine Messkupplung zur Aufnahme einer Messsonde oder ein Kontaktrohr 12 umfasst.
Dem Roboter R2a ist weiterhin eine 3D-Kamera 13 sowie eine
Robotersteuerung 14 zugeordnet. Die 3 zeigt
den Bereich des Roboters R2a der 2 in vergrößerter Darstellung.
Bei der Messkupplung für
die Messsonde 12 handelt es sich um das obenstehend angegebene
Werkzeug zur Aufnahme einer Temperaturmesssonde oder einer Probensonde.
Der Schaber 11 dient dazu, vor dem Abschlacken eine kleine
Fläche
der Schlackenschicht 8 abzuziehen, so dass durch eine Messeinrichtung
der aktuelle Bartstand ermittelt und als 0-Punkt an die Robotersteuerung 14 übermittelt
werden kann. Die Schlackenschicht 8 wird durch die mindestens
eine 3D-Kamera 13 erfasst. Durch entsprechende Drehung
des Roboterarms kann das jeweils gewünschte Werkzeug, d. h. die
Messkupplung oder das Kontaktrohr 12 sowie der Schaber 11 in
die gewünschte
Position gebracht werden.
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Die 4 zeigt
einen Roboter R3a, der einer Sublanzenanlage 15 zugeordnet
ist, die Bestandteil der Konverteranlage 3 ist. Der Sublanzenanlage 15 ist
eine Sublanze 16 mit daran angeordneter Messsonde 17 zugeordnet.
Ebenfalls ist der Sublanzenanlage 15 ein Bevorratungsmagazin 18,
welches Messsonden bevorratet, zugeordnet. Der Knickarmroboter R3a
weist einen solchen Aktionsradius 19 auf, dass er aus dem
Bevorratungsmagazin 18 Messsonden 17 entnehmen
und der Sublanze 16 zuführen
kann.
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Die 5 zeigt
eine Sublanzenanlage 15a bei welcher dem Knickarmroboter
R3a, der hier die Funktion eines Arbeits- oder Aktionsroboters erfüllt, ein
weiterer Industrieroboter in der Funktion als Serviceroboter SR1
zugeordnet ist. Das rechte Teilbild der 5 zeigt
den Industrieroboter R3a mit seinem Aktionsradius 19 und
der mit einer Messsonde 17 zu bestückenden Sublanze 16.
Gegenüberliegend
vom Industrieroboter R3a, d. h. im linken Teilbereich der 5,
durch eine Übergabe 20 getrennt,
ist der Serviceroboter SR1 mit seinem Aktionsradius 21 angeordnet.
Der Serviceroboter SR1 entnimmt aus einem Bevorratungsmagazin 22 oder
einem Bevorratungsbehältnis
jeweils eine Messsonde 17, übergibt diese an die Übergabestation 20 oder
deponiert diese dort, woraufhin entweder die Übergabestation 20 die Messsonde 17 in
den Aktionsbereich oder Aktionsradius 19 des Industrieroboters
R3a bewegt oder aber der Industrieroboter R3a die Messsonde 17 direkt von
der Übergabestation 20 entnimmt.
Die 6 zeigt diese Verhältnisse auch nochmals in schematischer
Aufsichtsdarstellung, wobei hier auch noch verschiedene, der Bevorratung
unterschiedlicher Messsonden dienende, Bevorratungsmagazine 22 dargestellt
sind.
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Die 7 zeigt
eine weitere Sublanzenanlage 15b, bei welcher der Industrieroboter
R3a zur Vorbereitung von Schmelzproben verwendet wird. Auch in dieser
Ausführungsform
ist dem die Funktion des Aktions- oder Arbeitsroboters ausführenden
Industrieroboter R3a ein Serviceroboter SR2 zugeordnet. Der Industrieroboter
R3a befördert
die Probensonde mit der darin befindlichen Probe in eine Trennvorrichtung 23 in
welcher die Probensonde aufgeschnitten und die Probe mithilfe einer
Probenausstoßvorrichtung 24 ausgestoßen wird.
Anschließend übernimmt der
Serviceroboter SR2 die entnommene Probe und führt sie einem zu einem Probenanalysen
durchführenden
Labor führenden
Rohrpostsystem 25 zu.
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Wie
in den 8 und 9 dargestellt ist, kann aber
auch unmittelbar mit dem Industrieroboter R3a die Schmelzenprobe
genommen, und nach Auftrennung einem Laseranalysegerät 26 zugeführt werden.
Die 8 und 9 zeigen eine Sublanzenanlage 15c einer
Konverteranlage 3, die wiederum eine Sublanze 16 und
Messsonden 17 umfasst, die mittels des Industrieroboters
R3a einer Trennvorrichtung 27 zugeführt werden. Die durchtrennte
Probe 28 wird von dem Industrieroboter R3a dann dem Laseranalysegerät 26 zugeführt.
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Der
Industrieroboter R3b ist im Bereich einer Konverteranlage 3 in
einem so genannten Bärenbrennstand
zum Abbrennen der so genannten Bären, d.
h. dem Abbrennen von an sich an Konverterlanzen bildenden Anbackungen
von Stahl und/oder Schlacke dient, angeordnet und führt diese
genannten Tätigkeiten
durch.
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Die 11 zeigt
den Einsatz eines Industrieroboters R3c, der im Bereich der Konverteranlage 3 in
seiner Funktion als Arbeits- oder Aktionsroboter die Innenausmauerung
eines metallurgischen Gefäßes, hier
eines Konverters 29, durch führt. Mithilfe des Industrieroboters
R3c, der innerhalb des Konverters 29 höhenverstellbar bewegbar und
positionierbar ist, werden die Feuerfeststeine 30 an der
Innenwand des Konverters angeordnet. Hierbei wird der Industrieroboter
R3c von einer Ausmauerungsvorrichtung 31 getragen. Dieser
Ausmauerungsvorrichtung 31 und/oder dem Industrieroboter
R3c werden von einem zugeordneten Serviceroboter SR3 die Feuerfeststeine 30 zugeführt, wobei
im Ausführungsbeispiel
der Transport der Feuerfeststeine 30 von der Ausmauerungsvorrichtung 31 zum
Industrieroboter R3c mithilfe eines Kettenförderers 32 erfolgt.
Diese Einrichtungen der Konverteranlage 3 sind Bestandteil
einer Konverterausmauerungsanlage 33.
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Die 12 und 13 zeigen
eine Konverterbearbeitungsanlage 34, die Bestandteil der
Konverteranlage 3 ist und mit dem Industrieroboter R3d in
Form eines Knickarmroboters ausgestattet ist. Mit dem Knickarmroboter
R3d wird in der Konverterbearbeitungsanlage 34 ein auswechselbarer
Abstichblock 35 (12) aus
dem Wandbereich, d. h. der Ausmauerung des Konverters 29 herausgebohrt.
Hierzu ist der Industrieroboter R3d mit einem Spezialwerkzeug 36 ausgerüstet, dass
das Herausbohren des Abstichblocks 35 ermöglicht.
Nach einem Werkzeugwechsel nimmt der Knickarmroboter R3d dann einen vorbereiteten,
neuen Abstichblock 35' auf
und setzt diesen in das aufgebohrte Abstichloch oder den Abstich
ein.
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Ebenso
kann der Roboter R3d zum Wechsel des Abstichschiebers 37 verwendet
werden, wenn er mit einem den Abstichschieber 37 erfassenden
und bewegenden Spezialwerkzeug 38 ausgestattet ist, wie
dies der 13 zu entnehmen ist.
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Die 14 zeigt
schematisch eine Schlackenrückhalteeinrichtung 39,
die als Bestandteil der Konverteranlage 3 mit einem Industrieroboter
R3e in Form eines Knickarmroboters ausgestattet ist, der eine Schlackenrückhaltevorrichtung 41 trägt und bewegt,
mit der das Schlackenrückhaltesystem
getragen wird, wobei die Schlackenrückhaltevorrichtung 41 einen
Schwimmstopfen 42 umfasst, der dem Abstichloch 40 zuführbar ist.
Hierzu ist die Schlackenrückhaltevorrichtung 41 in
den Innenraum des Konverters 29 einführbar.
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Die 15 zeigt
den Bereich einer Wartungsanlage 5, die mit einem Pfannenstand 5b, 5c ausgestattet
ist, wobei dem jeweiligen Pfannenstand 5b, 5c ein
Industrieroboter, insbesondere Knickarmroboter, R5b, R5c zugeordnet
ist. In diesem Bereich des Pfannenstandes 5b, 5c werden
mithilfe der Industrieroboter R5b und R5c sämtliche an den Pfannen 6, 43 durchzuführenden
Wartungs- oder Reparaturarbeiten zumindest im Wesentlichen ausgeführt. Insbesondere
geht es hierbei um die Aufbereitung oder den Austausch der Pfannenschieber
oder Pfannenspüler.
Mithilfe des jeweiligen Industrieroboters R5b, R5c werden sämtliche
Arbeiten am Abstichschieber und/oder an den Spülsteinen einer Pfanne 43 in
die davon entfernt gelegene und für deren Bearbeitung im abgekühlten Zustand
vorgesehene Schieberwerkstatt durchgeführt. Hierzu entfernt der jeweilige
Industrieroboter R5b, R5c den kompletten Abstichschieber von der
im jeweiligen Pfannenstand 5b, 5c befindlichen
Pfanne 43 und legt diesen auf eine Fördereinrichtung, die den Abstichschieber dann
in die Schieberwerkstatt transportiert. Ebenso ist es aber auch
möglich,
den jeweiligen Industrieroboter R5b, R5c mit einem Spezialwerkzeug 45 zu versehen,
das den Wechsel der Pfannenspülsteine 44 ermöglicht.
Hierbei wird mithilfe des Spezialwerkzeuges 45 zunächst der
jeweilige Pfannenspülstein 44 mit
einem Kernlochbohrer aus dem Pfannenboden herausgebohrt. Anschließend wird
mit einem Fräswerkzeug 46 der
Konus 47 für
die Aufnahme eines Pfannenspülsteines 44 bearbeitet.
Auf die gleiche Art und Weise wird mit einem anderen Spezialwerkzeug
ein jeweiliger Industrieroboter R5b, R5c ausgestattet, so dass dieser
dann die Ausgusshülse eines
Pfannenabstichschiebersystems aus der jeweils zugeordneten Pfanne 43 herausbohrt,
wobei dann anschließend
der Konus des Pfannenabstichschiebersystems ebenfalls mit einem
Fräswerkzeug für die Aufnahme
einer neuen Ausgusshülse
erarbeitet wird.
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In
dem in 17 dargestellten Pfannenzustellstand 5a der
Wartungsanlage 5 wird mithilfe des dortigen Industrieroboters,
insbesondere Knickarmroboters und vorzugsweise Multifunktionsroboters,
der mit einem Spezialwerkzeug 49 ausgestattet ist, R5a
die Roheisen-/Stahlgießpfanne 48 mit
einer Feuerfestausmauerung 50 versehen. Durch den Einsatz
eines Multifunktionsroboters ist es möglich, die Feuerfestausmauerung
unterschiedlicher Pfannen 48 an verschiedenen Positionen
im Pfannenzustellstand 5a auszuführen.
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Die 16 zeigt
in schematischer Darstellung eine sekundärmetallurgische Einrichtung 4a der Sekundärmetallurgieanlage 4,
bei welcher der Industrieroboter R4a aus dem Magazin 53 eine
Messsonde 52 entnimmt und der Lanze 51 zuführt und
in diese einsetzt. Der Industrieroboter R4a ist dabei mit dem Aktionsradius 54 ausgestattet.
In Klammern sind in der 16 die
Bezugszeichen 4b und 4c sowie R4b und R4c angegeben,
da die 16 in gleicher schematischer
Darstellung ebenfalls die sekundärmetallurgischen
Einrichtungen 4b und 4c sowie die damit in Wirkverbindung
stehenden jeweiligen Industrieroboter R4b und R4c darstellt, da
alle in diesem Bereich zum Einsatz kommenden Industrieroboter R4a,
R4b und R4c zur Durchführung
von Temperaturmessungen mittels Temperaturmesssonden und/oder zur
Probeentnahme mittels Probensonden eingesetzt werden.
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Die 10 zeigt
schematisch in Draufsicht den Gießbetriebsarbeitsbereich 55 einer
Stranggießanlage.
Der Gießbetriebsbetriebsarbeitsbereich 55 umfasst
einen Pfannendrehturm 56 mit einem Pfanneneinsetzbereich 57 und
einem Gießpfannenbereich 58.
Weiterhin sind im Bereich der Gießbühne 59 der Verteilerbereich 60 und
der Kokillenbereich 61 ausgebildet. Von der Gießbühne 59 ausgehend
erstreckt sich die Strangführung 62,
die einen Brennschneidbereich 63 und einen Entbartungsbereich 64 sowie
einen Markierungsbereich 65 aufweist. Weiterhin umfasst
der Gießbetriebsarbeitsbereich 55 der Stranggießanlage
zugeordnet ei nen Flämm-
und Schleifbereich 66, einen Mess- und Prüfbereich 67 sowie
eine Verteilerwerkstatt 68.
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Dem
Pfanneneinsetzbereich 57, dem Gießpfannenbereich 58 sowie
dem Verteilerbereich 60 und dem Kokillenbereich 61 sind
ein Pfannenroboter R6 und ein Gießroboter R7 zugeordnet. Weiterhin sind
dem Brennschneidbereich 63 ein Brennschneidroboter R8,
dem Entbartungsbereich 64 ein Entbartungsroboter R9 und
dem Markierungsbereich 65 ein Markierungsroboter R10 zugeordnet.
Weiterhin weist der Flämm-
und Schleifbereich 66 einen Flämm- Schleifroboter R11, der
Mess- und Prüfbereich 67 einen
Vermessungs- und Inspektionsroboter R12 und die Verteilerwerkstatt 68 einen
Verteilerrinnenspritzroboter R13 auf. Wie den 18–27 zu entnehmen
ist, kann insbesondere der Gießroboter R7
verfahrbar ausgebildet sein, wobei er vorzugsweise als Portalkran 69 ausgebildet
ist, der einerseits längs
der Kranbahn 70 verfahrbar ist, darüber hinaus aber auch einen
laufkatzenartig, quer zur Kranlaufbahn 70 verfahrbaren
Teil 71 und einen daran insbesondere teleskopartig ausfahrbaren
Teleskopteil 72 aufweist, an dessen Ende der eigentliche
Roboter mit Robotertätigkeitsarm
angeordnet und ausgebildet ist.
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Die 18 zeigt
in schematischer Seitenansicht eine Stranggießanlage oder Gießmaschine 73 mit
dem Pfannendrehturm 56 und daran angeordneten Stahlgießpfannen 74.
Auf der Gießbühne 59 ist ein
dem eine Verteilerrinne 75 aufweisenden Verteilerbereich 60 zugeordneter
Gießroboter
R7 in Form eines Portalkranroboters 69 angeordnet. Der
Gießroboter
R7 ist an einem teleskopartig ausfahrbaren Teleskoparm 72 angeordnet,
der mittels eines laufkatzenartig ausgebildeten Kranteils 71 quer
zu einer Kranbahn 70 verfahrbar ist, längs welcher Kranbahn 70 der
Gießroboter
R7 mittels eines Trägers 76 verfahrbar
ist.
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In
der 18 dem Gießroboter
R7 gegenüberliegend
ist an der Gießbühne 59 zudem
ein Pfannenroboter R6 angeordnet.
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Die 19 zeigt
die Gießmaschine 73 in schematischer
Draufsicht, woraus die Ausbildung des Gießroboters R7 in Form eines
Portalkranes 69 ersichtlich ist. Neben einem verfahrbaren
Gießroboter
R7, der gegebenenfalls für
jeweils durchzuführende
Arbeitstätigkeiten
ausreichend ist, können
aber auch wie dargestellt zwei Gießroboter R7 vorgesehen sein.
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Der 20 ist
zu entnehmen, dass der Gießroboter
R7 mit einem Sensorroboter R7a gekoppelt werden kann, der es ermöglicht,
den Ort und den Bereich der Arbeitstätigkeit des Gießroboters
R7 exakt zu detektieren und gegebenenfalls für das Bedienpersonal erkennbar
visualisiert auf einem Bildschirm darzustellen. Der auf einem Verteilerrinnenwagen 77 angeordneten
Verteilerrinne 75 ist neben dem Gießroboter R7 der Sensorroboter
R7a zugeordnet.
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Im
Pfanneneinsetzbereich 57 (10) mit dem
diese, dem Gießbereich
abgewandten Seite des Pfannendrehturm 56 zugeordneten Pfannenroboter R6
führt der
Pfannenroboter R6 das Ankuppeln verschiedener Medienleitungen, insbesondere
Hydraulikleitungen und Signalleitungen, sowie das Einsetzen des
Pfannenschieberzylinders und des Schattenrohrfixierzylinders durch.
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Im
Gießpfannenbereich 58 (10)
führt der dort
angeordnete Gießroboter
R7 nach der Rotation der Stahlgießpfanne 74 auf der
Gießseite
einige Aufgaben und Tätigkeiten
an der Stahlgießpfanne 74 direkt
oberhalb der Gießbühne 59 durch.
Zu diesen Tätigkeiten
gehört
das Setzen von Gießhülsen, das
Aktivieren des Pfannenschieberverschlusses, sowie gegebenenfalls
das Aufbrennen der Pfanne mit einer Sauerstofflanze oder die Reinigung
des Schattenrohres 78. Insbesondere gehört dazu die An- und Abkupplung
des Schattenrohres 78, wie dies der 21 zu
entnehmen ist. Im Verteilerbereich 60 (10) führt der
Gießroboter
R7 wie in 22 dargestellt, Messtätigkeiten
wie das Messen der Badspiegelhöhe in
der Verteilerrinne 75, der Temperatur der Schmelze in der
Verteilerrinne, das Ent nehmen von Proben aus der Schmelze aus der
Verteilerrinne 75 sowie wie in 23 dargestellt,
den Auftrag von Abdeckpulver auf die Schmelze in der Verteilerrinne 75 durch.
Hierzu ist der Gießroboter
R7 bei der Ausführungsform nach
der 22 mit einem Mess- und Probennahmewerkzeug 79 und
beider Ausführungsformen
gemäß 23 mit
einem Werkzeug zur Aufbringung des Abdeckpulvers 80 ausgestattet.
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Im
Kokillenbereich 61 (10) kann
ein Gießroboter
R7 die Tätigkeit
des Aufbringens von Gießpulver
auf den Gießspiegel
unterhalb der Verteilerrinne 75 durchführen, wie dies in 24 dargestellt
ist. In diesem Falle ist der Gießroboter R7 wiederum mit einem
Werkzeug für
das Aufbringen von Gießpulver 81 ausgestattet.
Wie in 25 dargestellt, kann eine weitere
Tätigkeit
im Kokillenbereich 61 für
den Gießroboter
R7 im Wechsel von Tauchrohren 82 während des Gießens bestehen.
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Ebenfalls
im Kokillenbereich 61 führt
der Gießroboter
R7 das Setzen von Körben
oder Trennplatten für
den Guss verschiedener Stahlguten durch, wie dies in 26 angedeutet
ist, wobei der Industrieroboter R7 dort einen Verbundkorb oder eine
Trennplatte 83 setzt. Die 27 zeigt
schließlich
die vom Gießroboter
R7 ebenfalls im Kokillenbereich 61 durchgeführte Tätigkeit
des Entfernens oder „Abfischens” von Verkrustungen
von der Schlacke mittels an dem Industrieroboter R7 angeordneter
Manipulatoren 84.
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Im
Auslauf- und Adjustagebereich sind der Brennschneidbereich 63,
der Entbartungsbereich 64, der Markierungsbereich 65,
der Flämm-
und Schleifbereich 66 sowie der Mess- und Prüfbereich 67 mit dem
jeweils zugeordneten Brennschneidroboter R8, Entbartungsroboter
R9, Markierungsroboter R10, Flämm-
und Schleifroboter R11 sowie Vermessungs- und Inspektionsroboter
R12 angeordnet. Die jeweiligen Roboter R8–R12 führen in diesen Bereichen Messtätigkeiten
am ge schnittenen Strang, das Entzundern und Entbarten, das Flämmen und
Schleifen sowie das Markieren und Überprüfen der Halbzeuge durch.
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In
der Verteilerwerkstatt 68 (10) ist
dann noch mindestens ein Verteilerrinnenspritzroboter R13 angeordnet,
der das Reparieren und Erneuern des feuerfesten Materials und das
Entfernen von Stahlresten und von Schlacke am Verteiler beziehungsweise
einer Verteilerrinne 75 durchführt.
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Bei
den vorstehend dargestellten Robotern R2a–R13 kann es sich um unterschiedlichste
Roboter handeln, insbesondere sind es aber immer frei programmierbare
Roboter, wobei die Programmierung auch so gestaltet sein kann, dass
die Roboter dann lediglich in der Funktion eines Telemanipulators handhabbar
sind. Die Roboter R2a–R13
können
hinsichtlich ihrer Bauart, ihrer Achsenzahl, d. h. ihrer Rotations-,
Dreh- und/oder Handhabungsachsen, ihre Tragfähigkeit und ihrer Steuerungsart
unterschiedlich ausgeführt
und ausgebildet sein. Als Bauart für einen Industrieroboter R2a–R13 kommen
Portalroboter, Seilzugroboter, Scara- und Knickarmroboter oder Parallelkinematiken
sowie deren Kombinationen in Frage. Sonderbauarten, wie Kombinationen
aus einem Industrieroboter mit einem Portal- oder Brückenkran, wie
dies der Portalkranroboter 69 gemäß Ausführungsbeispielen darstellt,
vereinen dabei die Vorteile eines arbeitsraumerweiternden Portalkrans
oder Brückenkrans
mit den enormen Potenzialen eines Industrieroboters. Auch hierzu
sind verschiedene Ausführungsformen
denkbar. So ist eine Anordnung möglich,
die als Portalkran einen Arbeitsbereich in einer Linie überspannt
(Linienportal), oder die in Anordnung als Auslegerportal für kurze
Strecken eine zusätzliche
Bewegung orthogonal zur Portallängsachse ermöglicht oder
eine Ausführung
als Flächenportal ausbildet,
wobei der Industrieroboter auch über
eine große
Fläche
beliebig verfahren werden kann und positionierbar ist. Bei dem Portalkran 69 kann
es sich um eine feste, fixierte Stahlkonstruktion handeln. Das Portal
kann aber auch auf einer auf dem Boden verlaufenden Schienenlaufbahn
oder Gleis laufbahn bewegt werden oder in einer gleislosen Variante
auf Rädern
oder einem Raupenfahrwerk bewegt werden.
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Der
jeweilige Industrieroboter R2a–R7
kann bei einer Portalkranausführung 69 sowohl über Kopf, wie
in den 20–27 dargestellt,
als auch seitlich montiert werden. Hierbei ist, wie dies in 19 dargestellt
ist, auch die Anordnung von zwei Industrierobotern, im Ausführungsbeispiel
zwei Gießrobotern
R7, auf einer Kranbahn 70 möglich. Der Roboter kann von
einem Arbeitsplatz zu einem anderen sowohl mit aktiviertem als auch
mit deaktiviertem Roboterarm verfahren werden. Der besondere Vorteil
einer Portalkranausführung 69 besteht
darin, dass beispielsweise die Gießmaschine 73 oder
jeglicher von dem jeweiligen Industrieroboter R2a–R13 zu
bedienende Hüttenwerkbetriebsarbeitsbereich
bodenseitig frei zugänglich
bleibt, da der Roboter von oben in diesen jeweiligen Arbeitsbereich
hineingeführt
wird. Dies ist insbesondere hinsichtlich durchzuführender Rüstvorgänge und Überwachungstätigkeiten
sowie im Falle von Störfällen von
Vorteil.
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Jeder
der Industrieroboter R2a–R13
kann als stationärer
Roboter mit singulärem
Arbeitsbereich für laufend
wiederkehrende, sich wiederholende Tätigkeiten ausgebildet sein.
Es ist aber auch möglich, Ausführungen
vorzusehen, bei welchem kombiniert mehrere Roboter zusammenarbeiten
und jeweils unterschiedliche Tätigkeiten
oder Eingriffe an einer Hüttenwerkbetriebseinrichtung
wie beispielsweiser einer Stranggießanlage in einem Stahlwerk
durchführen, insbesondere
als mobile Multifunktionsroboter ausgebildet sind.
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In
einem Elektrostahlwerkschmelzbetriebsarbeitsbereich sind innerhalb
eines Elektrolichtbogenofens zwischen zwei Chargen oftmals Tätigkeiten auszuführen, wie
die Prüfung
und Spritzreparatur des feuerfesten Materials. Diese Tätigkeiten
können von
einem Industrieroboter ausgeführt
werden. Insbesondere ist dies dann der Fall, wenn es sich um einen
Elektrolichtbogenofen mit ständigem
Sumpf handelt, der nach dem Abstich nicht vollständig geleert wird. Der Industrieroboter
kann in diesem Fall den tastenden Messvorgang zur Feststellung des
Zustandes der Mauerung wie auch das Auftragen von Spritzmaterial
und das anschließende
Glattziehen des Spritzmaterials mit höchster Genauigkeit ausführen. Auch
ist es möglich,
von einem Industrieroboter Tätigkeiten
wie das automatische Entnehmen von Proben und das Einbringen von
Messsonden zur Temperaturkontrolle durchführen zu lassen.
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Weiterhin
ist es im Bereich von Elektrolichtbogen-Schmelzöfen üblich, dass dann, wenn das Feuerfestmaterial
nicht mehr wirtschaftlich durch Spritzreparatur wiederherzustellen
ist, oder wenn andere Reparaturen, wie beispielsweise der Austausch von
Kühlelementen,
durchgeführt
werden müssen, der
Ofen ausgeleert und ausgekühlt
wird. Nach der Auskühlung
kann der Ofen neu zugestellt werden oder können zerstörte Kühlpaneele können mittels Schweißreparatur
wieder instandgesetzt werden. Diese Aufgaben können von einem Industrieroboter übernommen
werden.
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Auf
der Abstichseite eines Elektrolichtbogen-Schmelzofens können Industrieroboter
ebenfalls vorteilhaft eingesetzt werden. Üblicherweise wird ein Lichtbogenofen,
nachdem das Metall vollständig
geschmolzen ist, durch ein Abstichloch in eine Transportpfanne entleert.
Dabei kann es vorkommen, dass das Abstichloch sich durch erkalteten
Stahl zusetzt oder bereits zugesetzt hat (Verbärung). Diese Blockade wird
mithilfe einer Sauerstofflanze aufgebrannt. Diese Tätigkeit
des Führens
und Haltens der Sauerstofflanze sowie des Aufbrennens kann von einem
Industrieroboter vorteilhaft durchgeführt werden.