TW201033372A - Robot interaction system - Google Patents

Description

201033372 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於一種冶金設備，包含一個具有—熱範圍及 /或危險範圍的冶金操作工作範圍，該冶金操作工作範圍 具有至少一個冶金操作裝置及一工業機器人，該工業機器 人與該至少一冶金操作裝置相關聯。 【先前技術】 在冶金及煉鋼廠以及在高爐與還原爐的工作的活動 (Tatigkeit，英：activity )的特點為高負荷、極端的輻射 熱、以及在液態金屬溶融物的周圍的工作有危險性。在生 產流程時’在所使用之冶金反應容器及運送容器中所發生 所明的「反應延遲」（Reakti〇nsverzug )，其中在轉爐、熔 融爐或盛桶中突然發生的化學反應，它們會造成熔渣 '生 鐵或鋼飛濺出來。 因此在這類熱範圍及/或危險範圍中對在該處活動的 勞工或工作者或煉鋼廠工人而言，其危險非同小可。在這 類作範圍中的活動除了危險外，還有灰塵和熱的負荷。 此外’在該處的工作往往和重量級的活動有關。因此人們 要設法將一冶金設備的熱範圍及/或危險範圍的區域的工 作條件改善。 【發明内容】 本發明的目的在提供一種解決方案，它可使工作範圍 201033372 在冶金操作中（宜在作 点爭以日力又 量自動化的情形下）設計 成更女全且在人體工學上更有利。 在種上述詳細種類的今错· ^ ^ 道# A 這種目的依本明達成之 ^ ™ ^ 牡邊/ 口金叹備的熱範圍及/或危險 . 範圍中執灯在操作範嗜中盘s小. 工作活動。 八夕一^1金操作裝置相關聯的 纟發明的③計’如果該至少—個冶金操作裝 置设有至少一個工業機器人，牲ΚΙΒ # ® u ΑΙΤ ν Α 特別疋多功能機器人，該機 人至少部分自動化地勃名^& 哭人 也執订相關的工作活動’其中該工業機 ^…又纟使仔在冶金操作時要由勞工工作者配合該 … 動特別是工作活動係可在該熱範圍及 /或危險範圍之外執行，則甚有利。 ^ 本發月如今可將手動的活動從受特別重的灰塵 負荷的操作場地或從危險範圍移出去且迄今由勞工/工 作者用:作的活動可讓一工業機器人（特別是多功能機器 © )執行這，點可使得效率提升，因為纟勞工在熱範圍中 作的工作不良的情事可避免。因此，同樣可使操作安全性 提高，這點使故障或故障時間減少。由於危險的工作只由 工業機器人作，故工作安全性提高，此外在工作場所的人 體予適口性也改善，因為對人體而言沈重的活動同樣可 由工業機器人擔任。利用這種儘可能的自動化，也可節省 人員，这點使成本減少。最後一天，機器人工作比勞工更 準確，因此品質也改善。 特別疋依本發明上述實施例，在一冶金操作裝置的熱 5 201033372 範圍及/或危險範圍的區域中，該工作範圍係由一個或數 個機器人（特別是工業機器人）以及與該機器人互動協力 的勞工或工作者互相配合，使得工業器人在熱範圍及/或 危險範圍的區域中工作，然後將裝置的部件、工作物、檢 體或類似物直接移交給工作者或另一個要由工作者管理或 操作的裝置，該裝置係設在各冶金操作裝置的原來的熱範 圍及/或危險範圍外。因此，此處人與機器人的互動使得 機人設在一冶金操作裝置的範圍，使得它的工作範圍可在 熱範圍及/或危險範圍中，也可從該熱範圍及/或危險範 圍出來，與習知之先前技術不同者，在此處並不是只讓機 器人在一冶金操作裝置的熱範圍及/或危險範圍中作工作 (且為自動工作），而且在這方面還作人機器人的互動， 其中，人的活動從熱範圍及/或危險範圍移出來。因此人 不再在冶金操作裝置的熱範圍及/或危險範圍中作任何工 作活動，而係（宜完全地）在該熱範圍及/或危險範圍外 活動。但在此和機器人變成一種和機器人的互動關係，其 方法舉例而言’係該人把從機器人送來的工作物、檢體、 «X備件等接收、鑑定及/或加工。因此不再需要將機器 人（例如設在熱範圍及/或危險範圍中者）停下並令機 器人將其工作活動中斷，俾使工作者或勞工能進入機器人 的工作範圍以及一冶金操作裝置的熱範圍及/或危險範 圍俾在工業機器人（在該工作者再離開工作範圍之後） 繼續作其工作活動（宜為自動化者）之前，在該處作檢查 活動或較小的工作活動。然而在比發明的冶金設備一直都 201033372 可使一工作者只要想要的話 m m ^ ^ ^ ^ 就了進入該熱範圍及/或危險 範圍並在該處作活動，例如 ..Έ 』如也可在冶金設備的裝置作檢查 或檢視活動或控制活動。 這種概念可在一冶金应.. μ 廠或一化金操作範圍的所有工作 乾圍中實施，屬於這類的還 ，哀麈機及滾壓工程操作以及 滾麼操作範圍，它們在本發 你+發明的思義中都同樣歸屬在「冶 金設備」一詞下。 ❿ 依本發月該冶金設備包含一煉鋼廠，該煉鋼廠有一 口金操作工作範圍’呈—種吹氣煉鋼廠熔融操作工作範 圍的形4 β亥操作工作範圍具有至少一個以下的裝置當作 σ金操作裝置·生鐵處理設備、轉爐設備、三次冶金設備 及/或維修設備，該設備具有盛桶架（pfannenstand，英：

UdleStand)及 / 或盛桶襯覆架（Pfannenzustellstand，英： ladle lining stand)。 同樣地，依本發明該冶金設備包含一煉鋼廠的鑄造範 ©圍，該煉鋼廠有一冶金操作工作範圍，呈一鑄造操作工作 範圍的形式’該操作工作範圍具有至少一個以下的裝置： 在盛桶旋轉塔上盛桶放入裝置、分配器與分配器設備、錠 模與錠模設備、出口件及調整件及/或分配器工場。 同樣地’依本發明該冶金設備包含一電煉鋼廠，該電 煉鋼薇有冶金操作工作範圍，呈一電煉鋼薇溶融操作工 作fe圍的形式，該操作工作範圍具有至少一個以下的裝 置·電弧炼融爐或電弧還原爐。在此，電弧熔融爐設在原 來的電煉鋼薇中。但工業機器人也可設在冶金設備上，該 7 201033372 設備包含鐵合金廠或非鐵（NE)金屬炼融爐的工作範圍， 且具有作還原程相裝置’在這些㈣使用電弧還原爐。 最好在-冶金廠或冶金操作工作範圍中所有和上述如 污染或熱的負荷有關的卫作範圍中設有機器人與介面以作 手動活動，因此這類手動工作宜由勞工，工作者在一個埶 範圍或危險範圍中作（該熱，危險範圍的特點為：熱、； 塵、耗體力的工作、及/或需在危險範圍中做的工作卜 因此依本發明’各冶金操作裝置設有至少一機器人，特別 是工業機器人》 由於工業機器人可到達的距離受到限 成上述目的—亦即：想要將手動之人為工作活動移= 範圍及/或危險範圍外），則如果將另一工業機器人（其 功能為服務機器人）與該工業機器人相關聯，則甚宜如 此該服務機器人就可被勞工/工作者裝設，且該服務機器 人再和原來的工業機器人合作（其功能呈工作機器人或行 動機器人的方式）。因此本發明另—特點為：至少有一服 務機器人和一工業機器人相關聯。 因此整體上，本發明在主要方面—特點為：在一冶金 設備的冶金操作裝置的工作範圍中的相關工作位置上使用 工業機器人’特別是多功能機器人，這些機器人可藉著加 裝設以不同的工具及「工具更換系統」而在各使用場所作 大不相同的工作。在此，作服務機器人的功能的其他工業 機器人和設有工作機器人功能的工業機器人合作。 由於在本發明的範疇中有人與機器人的合作，亦即人- 201033372 機器人互動（相互作用）（Interaktion )，故各工業機器人 可設以可標度（skalierbar，英：scalable )的自動化程度（這 種自動化程度各依使用目的而不同）。在此，這種可標度 性係可從最低到最高的自動化程度作各種標度：最低自動 化程度中，工作係由一最低自動化的機器人達成一它幾乎 完全由人控制，這種機器人係標示成可標度自動化作用的 一最低自動化程度的端點，這種標度範圍從此端點一直到 ❿ ❹ 另一最高自動化程度的端點：當一機器人不受任何人為控 制而能達成其目的’則標示成此自動化作用標度表的最高 自動化程度的另一端。此標度表隨著自動化程度增加，一 機器人的機械化/自動化程度也升高，而同時人為操作成 本減少。舉例而言，此可標度的自動化作用的分段在下端 (低自動化端）為一種遠機器人（Teler〇b〇ter )，它呈純遠 刼縱器（Telemanipulator )的方式受使用人員//工作者控 制。下一較高自動化程度的步驟為該遠機器人〔它執行遠 操作（Teleoperati〇n)的作業〕與手動工作步驟（它們由工 作者不用操作裝置地執行）I組合。下—更高自動化程度 的^ ^ ’舉例而言’有—個部分自動化的辅助機器人或工 作機器人獨立地勃件八 ^ 執仃邛刀目的，並且工作者與機器人互動 作手動工作步驟。下一 再更南自動化程度步驟為：用一遠 機态人作的遠操作 _ 遇 —輔助仃 作步驟與由一機器人（例如 補助機器人）、 作者用丰撤ΛΑ 丁的分自動化的工作步驟以及與由工 ^ ^ -T ? -X , 步驟組合而成。在此該機器人宜設計成

便匕可呈可（自ώ 1 W 地）程式化的工業機器人的形式執行輔 9 201033372 助機器人或工作機器人的功能作部分自動化的過程，也可 切換到純遠操縱模式呈遠機器人的方式。然後，最高自動 化程度的階段為所有在冶金操作裝置發生的工作活動的全 自動化’舉例而言，過去這些活動迄今係都由一工作者執 . 行者。此處也可使不同的機器人全自動地合作，如此，輔 助機器人或工業機器人可與一服務機器人組合作工作活 動。 同樣地’也可將各工業機器人以可標度的方式設以所 需的「機器智慧」。相關的「機器智慧」利用各機器人（特 ® 別是工業機器人）所設有的感測器的能力決定。雖然沒有 感測器能力的工業機器人視為「盲」機器人，其目的仍限 於只利用機器人的力量及升降能力，然而具有感測器的機 器人（且因此有「機器智慧」）則可做明顯地更多及更複 雜的工作活動。然而增加「機器智慧」連帶地使控制的複 雜性增加，但這點也伴隨著可能的工作活動及使用的可能 方式的數目增加。舉例而言，該可標度的厂機器智慧」的 分#又在最低階的下端係為沒有感測器，只受坐標控制的 「盲」機器人。次低階的下一階段可為一種設有一簡單感 測器系統（例如一光栅）的工業機器人。跟著再一較高的 階段的工業機器人具有簡單的感測器系統感知外界環境， 它至少還受到部分的人為控制及操作動作。再下一更高的 階段的機器人可具有一複雜的感測器系統，例如一攝影機 系統，它可感測及評估外界環境並依情況而定作活動。最 上端的階段的機器人具有一包含的複雜的超越人的感測器 10 201033372 系統，例如一種設有高解析度的攝影機（例如熱影像攝影 機）的工業機器人，且所接收的信號在一相關的分析及控 制單元中處理。這點特別是關於所謂皂自主式（aut〇n〇m) 機器人或認知（K〇gnitiv，英：e〇gnitive)機器人系統。 - 這些設有一可標度的「機器智慧」及一可標度的自動 化程度的工業機器人係在冶金設備領域使用及互相組合使 用，但也可與人的手動活動組合使用，使得在冶金操作裝 ❹置的人體工學方面有利的安全的工作的基本構想和基本概 念能充足滿足。 在此，也可將一個或數個保護範圍與各機器人相關 聯’它們設計成呈動態（dynamisch，英：dynamic)方式各 依機器人工作活動或各依機器人工作位置而設計成不一樣 大小且設計成可變者。這種構想也有助於在冶金設備的範 圍中在個別的冶金操作裝置上的合乎人體工學及安全的工 作的基本概念。 〇 為了在人-機器人互動中，使活動由機器人移交給人的 作業或活動進一步由人作的作業能在熱範圍及/或危險範 圍外執行，故各工業機器人以可移行的方式設在各冶金操 作裝置的範圍中，如此工業機器人的工作範圍就可更有變 通性（flexible)且可擴大’且可確保活動或工作物或類似 物確實地在各冶金操作裝置的熱範圍及/或危險範圍外安 全地移交給工作者。 吹氣煉鋼薇（Blasstahlwerk，英：blow steel mill) 炼融操作工作範圍（它可設有工業機器人）係為生鐵處理 11 201033372 設備的範圍。因此依本發明，該生鐵處理設備有一個除硫 設備的一去熔渣架（Abschlackstand，英：siagging_或 Skimming-0ff-stand )，該去熔渣架設有—工業機器人特 別是折臂機器人（Knickarmroboter )，其中該工業機器人， 特別是折臂機器人執行去熔渣、測量溫度、及/或採取檢 體的工作活動。在此依本發明另一特點，該工業機器人， 特別是折臂機器人設有一個作去熔渣用的刮除器 (Schaber，英：scraper)或可用可更換的方式設以一個作 去熔渣用的刮除器以及一接觸管，該接觸管容納一溫度探 棒或一檢體探棒（Probensonde，英：specimen 或 sampling probe)。 降硫設備的除熔渣架 因此依本發明，在 (Abschlackstand ) 上使用一折臂機器人 (Knickarmroboter)，它執行除熔渣、測量溫度及取樣（採 取檢體）的功能，在此，此處使用的特別工具為一除熔渣 的到除器（Schaber)以及用於容納溫度測量探棒或檢體探 棒的-根接觸管。在此’依程序’在利用該刮除器刮除： 渣前，將熔渣層剝開一個小小的面積，並利用一測量裝置 求出實際的槽液狀態（液面高度）（Badstand)，並當^零 點送到機器人控制手段。利用與此折臂機器人相關聯田的3d 攝影機將熔渣層檢出，並利用機器人（例如， \ 、14卻特別是所有 本發明所用的工業機器人）的六條可自由程式化的軸的可 撓性，可使生鐵盛桶作定性（qualitativ )的除熔渣作業。 藉著將機器人手轉動，可使接觸管（它用於容納溫度探棒 12 201033372 或檢體探棒）發揮其功能。利用探棒的測量值控制在隨後 载轉化成鋼的程序。與一般傳統的除熔渣裝置比起來， 由於依本發明使用的工業機器人（特別是多功能機器人） 的運動過％均勻且其定位之可能方式準確，故在設有本發 .日月的煉鋼廠的操作時，每年可節省一百萬歐元以上。 在本發明另一特點中，該轉爐設備有一個設有一工業 機器人（特別是折臂機器人）的副吹氣搶（〜仙㈣，英·· β suMance)設備，丨中，該折臂機器人執行以下工作活動： 將測量探棒插上去及拔離、將熔融物檢體從測量探棒剝 開丄將測量探棒切開，以及將測量探棒的一部分送到一分 析器具、測量溫度、及/或採取檢體。 后在此，如果有一服務機器人與各工業機器人（特別是 折臂機器人）相關聯，其中該與該用於將測量探棒插上去 及拔離的工業機器人（特別是折臂機人）相關聯的服務機 器人將測量探棒從-储存容器取出並到相關的工業機器人 ©(特別是折臂機器人）的工作範圍，則特別有利。 在轉爐範圍中，冶金工作由機器人執行，其中，在副 ^氣搶設備（sUbianzenanlage)的場合，「測量探棒」可被 一機器人自動地插到副吹氣搶（Sublanze)的接觸管上以及 由該處拔離。在此’該工業機器人的控制手段可設計成使 Z當測量探棒有瑕糾，可將它再從副吹氣搶的接觸管拿 =儲^到-分別的儲放位置，例如—個特地為此而設的 令益，俾能向測量探棒的製造廠商索賠。此外，也可將探 棒的儲！£ ( V。她ngsmagzin，英：咖吵邮加加）（它 13 201033372 == 根不同類型的探棒的容”的費時的充裝 同容器或儲㈣佳化.將具有不同類型的探棒的各種不 業機器人的平台面上。由於此用於製 、二間理由，彺往不可能將該探針 :戈谷器放在該工業機器人（它在該處作工作機器人的 作範財。在此情財，另外設置—個設有服 ;:器人的功能的工業機器人，它擔任的任務係將相關的 探棒從儲放容器取出並將該探棒送到或移動到工作機器人 的工作範圍。此储匿或儲放容器由各探棒供應商作對應的 包裝在運動機板」上供應用’並用堆高機（Hubstabler) 運送到服務機器人的範圍中的各工作平台。在此情形中， 該服務機器人也設有—3D攝影機，它利用此攝影機可檢出 和檢知各測量探棒的幾何形狀和位置以及探棒類型。利用 一特別的夾器，該服務機器人將探棒從儲存卡匡或容器將 探棒拿出並將它帶入工作機器人的工作範圍。 也可由工業機器人將熔融物檢體自動從各測量探棒剝 開，如有必要並送交到一導管運送設備（尺〇}1卬〇^抓13^)， 利用該設備將檢體送到各實驗室，在此方法，該被行動機 器人或工作機器人從副吹氣搶拔離的測量探棒被放到一分 離裝置，在此分離裝置中，仍位在測量探棒上的檢體利用 一個設有二個分離片的裝置從探棒分離，並送到一特別的 檢體推出裝置。然後將推出的檢體利用該導管運送系統送 入一實驗室並在該處作分析。 但也可將取出的檢出利用一分離工具切斷，並使熔融 201033372 物檢趙留在探棒中，在此情形，工作機器人將探 切斷的檢體的切面導引到-分析器具（特別是-雷射分析 盗具）。如此，在最短的時間將化學組成分析出來。 e 在本發明另一特點，該轉爐設備有一個設有-工業機 器人（特収折臂_人）㈣氣吹氣搶處理設備 是一潰殼燃燒架），其中該工業機器a(特別是折臂機器 人）作為噴氣吹氣搶上的烤渣燒掉的工作活動。由於在一 轉爐的反應室中的極端條件，在吹氣搶上往往形成鋼及/ 或^查的烤渣（Anbackung)。這些烤渣會減少 帶走作用’並因此減短了其使用壽命，因此有必要將= 所谓的「渣殼」（渣瘤）㈤r，英：skull)分離。對於這 種活動係設有所謂的渣殼燒架，（版nbrennstand)，它們 依本發明叹有一工業機器人，該機器人利用一特別的 工具作此工作。 —一吹氣搶的尖端在吹氣程序時受到很大的磨損且隔一 ❿定時間就要換掉。為了將吹氣噴嘴〔特別是拉伐爾噴嘴 斑 ldtiSe )的出口處的磨損程度檢知，也有一 3D攝影機 與此工業機器人相關聯，利用它將所檢知的吹氣搶尖端作 一種與熔融物相關的輪廓測量。 此外，依本發明該轉爐設備有一個設有一工業機器人 (特別疋折臂機器人）的轉爐砌牆設備，其中該工業機器 ^ (特別是折臂機器人）執行以下工作S動：作石切牆、至 )將耐火碑及/或-喷漿操縱器操作、以及/或將改善石切 牆作業的測量裝置定位及/位將各相關之轉爐的石切牆作無 15 201033372 接觸式的測量。 因此依本發明機器人也用於將轉爐（Kon vert er )作石切 牆（Ausmauern，英：bricking 或 walling-up)。由於現代 耐火磚（Feuerfeststein)變得越來越大且越重，從人體工學 觀點以及基於目前的職業工會規定，不容許讓約50公斤重 的碑塊由一工作者/煉鋼廉工人搬運。如今這種工作同樣 地都由一工業機器人擔任。如此，比起迄今用手動的工作 方式來，砌牆時間減少約50%，這點使得轉爐可用於生產 的時間大大提尚且因此煉鋼廠的產能提高。此外為了以無 接觸方式測置冶金容器（如轉爐或盛桶）中的财火襯層； 使用今曰的雷射測量裝置。設有這種雷射測量裝置的工業 機器人可將此測量裝置有利地送到正確位置，如此即使在 轉爐爐或盛桶有嚴重的「渣殼形成」現像，仍可作測量， 而不會有測量範圍被渣殼掩蓋的情事。此外，利用雷射測 量裝置求出的測量結果可使損壞位置依標的早時作改善， 並提高耐火砌牆的使用壽命。為此可使用所謂的噴漿操縱 ⑬ 器（Spritzmanipulator，英：spraying manipulat〇r)，它利 用適當的保護裝置遮護以防輻射熱，且設有一機器人控制 手段。因此在此熱範圍中不再需要工作者/勞工/煉鋼廠 工人操作。 本發明另一特點為該轉爐設備有一個設有一工業機器 人（特別是折臂機器人）的轉爐加工設備，其中該工業機 器人（特別是折臂機器人）執行以下工作活動：將一可更 換的放流碑（Abstichbl〇ck，英：邮㈣bi〇ck)鑽孔及/ 16 201033372 或再放入，及/或將一放流移動器更換。 就吹氣煉鋼廠的產能方面，另一重要之點為：受到放 流蹲更換影響在轉爐的停工時間。依本發明，這種活動如 今也由-工業機器人執行，它~需的時間豸比用手動操作 的鐵工廠工人少得多。在此，該可更換的放流碑利用該設 有一特別工具的工業機器人鑽出來。在工具更換後，此工 業機器人接過所準備的新的放料，並將它放人放流口。 由於在較短的時間區間内將轉爐放流碑更換，在放流碑磨 損的場合，由於放流液流較少散開（stre_g，英：stray)， 故放流時間較恆定，且品質改善。 由於°°豸的要求提高，因此對於在轉爐設備中產生的 ㈣物的純度的要^來越大。對於在轉爐的放流口而 °這點表不從轉爐隨鐵水一齊流入盛桶中的熔渣的量要 限制到最少。為此，在本發明的範疇中使用放流口移動器， 旦在放流通道中檢出到有熔渣，則該放流口移動器就配 σ熱圖攝&機將放流通道關閉^放流口移動器的更換也由 一工業機H人做中特肢宜由那—個將放流磚放入的 同一個工業機器人將放流移動器作更換。 本發月另一特點為該轉爐設備有一個設有一工業機器 =(特別是折臂機器人），其中該工業機器人（特別是折 煮機器人）執行將「浮栓塞」送去及保持的工作活動。依 本發明，為了形成一種轉爐操作的熔渣阻擋系統，故同樣 有 業機益人’它具有及提供為此所需的承載負荷。 由於使用工業機人使工作流程的準確度和可重現性提高， 17 201033372 因此相較於迄今先前技術使用的系統來要優異得多。此 外’在此工業機器人上可裝設附加的測量系統，例如EMK (電磁力）系統、溫度及/或氧含量的測量系統 '及熔渣 及/或鐵水檢體的檢體取樣裝置。 此外，依本發明該轉爐設備有一個設有一工業機器人 (特別是折臂機器人）的沖刷碑更換站，其中該工業機器 人（特別是折臂機器人）執行將一轉爐的沖刷石更換的工 作活動。 此放入在轉爐底中用於作底沖刷的沖刷磚〔特別在使 用所渭溶產拍減方法」（Slag-Splashing-Verfahren )作轉 爐維修時〕會由於產n查（Besehlaeken)而被烤渣堵塞， 其結果使得槽液混合作用受限。這些沖刷碑可利用設在此 工作範圍中的工業機器人更換。 。另外本發明一特點為該維修設備有一個設有一工業機 器人（特別是折臂機器人）的盛桶架，其中該工業機器人 (特別是折臂機器人）執杆 執仃以下工作活動：將盛桶放流移 動器從位於盛桶架的盛桶全 盛橘拿掉及/或將在盛桶架中的盛桶 的盛桶沖刷石更換。 在一吹氣煉鋼廠炼融描从& & w 操作的維修設備的範圍中，所謂 的盛桶架疋一種具極端埶 ™ 端，、、、負荷的工作位置，在此位置將使 用在盛桶循環中的生鑪成 在嗲盛描r〜 鐵盛桶或鋼鑄造盛桶作維修。此處， 在該盛桶（匕們保持在工 ^ -r ^ . L 作，皿度）執行所需的工作活動或 修復工作。在此，盛桶 4H , ^ ^ 動15又到比盛桶沖刷器更大的磨 損，然而在廷二種構杜去 都需要週期式的維修工作，且這些 201033372 構件須更換。在放流移動器處，迄今在熱範圍所作的工作 在此處從盛桶的熱範圍回移到遠離它的移動器工場 (Schieberwerkstatt )，如此對於在該處工作的工作者/勞 - 工/煉鋼廠工人而言造成一種在人體工學上更安全且在工 作安全技術上更安全的工作場。在此，一工業機器人將整 個「盛桶放流移動器」從位在盛桶架中的盛桶拿出並將它 放到一運送裝置上，該運送裝置將盛捅放流移動器運送到 ⑬ 移動器工場。此處，移動器可冷卻’然後如有必要就作處 理並準確作下一次工作。由於對於一盛桶的循環運轉係計 劃作轉動式的檢查，因此整個盛桶放流移動器的更換作業 (它係由工業機器人在最短時間中達成）不會影響（特別 是減慢生產操作）。 為了更換盛桶放流移動器所設的工業機器人——在它 上面所設的工具更換之後——同樣用於更換盛桶沖刷碑。 在此使用二種方法。第一種係利用一特別的工具（它固定 〇 在工業機器人的臂上）將盛桶沖刷磚由盛桶底側從砌牆拉 出來。第二種方法係先將盛桶沖刷磚用一個設在工業機器 人上的核心孔鑽孔機從砌牆鑽出來，然後另用另一個設在 工業機器人上的工具將此錐形體（它係如此在砌牆中形成 或切離者）用一銑切工具加工，或將新的盛桶沖刷碑放入 S玄錐形體中。因此依本發明另一特點，該工業機器人（特 別疋折臂機器人）設有（或以可更換的方式設置）一個盛 桶沖刷石拉出工具及/或一核心孔鑽孔機及/或一銑切工 具0 201033372 該機器人或另一個機器人也用相同方式設成將該盛桶 放流移動器系統的洗鑄匣加工，換言之，也將此澆鑄匣從 砌牆鑽出來，然後將此在砌牆中形成中錐形體用一銑切工 具製備，作容納一個新的澆鑄匣。 依本發明另一特點該維修設備有一個設有一工業機器 人（特別是折臂機器人）的盛桶襯覆架 (Pfannenzustellstand ’ 英：ladle Hning 仙⑷，其中該工 業機器人（特別是折臂機器人）執行將-個或數個定位在 盛桶襯覆架中的盛桶作彻牆的工作活動。 〇 用於將鐵水運送所使用的生鐵/鋼鑄造盛桶須規律地 重新調整’這點係在所謂的盛桶襯覆架上達成，這些盛桶 襯覆架的特點的空間比例變狹小且有很大量的灰塵負荷。 依本發明在此位置特別使用多功能機器人，它們可使盛桶 襯覆架中的不同的位置/地點的不同盛桶作石切牆，其中這 些工業機器人（特別是多功能機器人）可設有特別工具。 此外本發明另—特點為該維修設備有個設有一工業機器人 (特別是折臂機器人）的盛桶襯覆架，其中該工業機器人® (特別是折臂機器人）執行將一個或數個定位在盛桶襯覆 架中的盛桶作砌牆的工作活動。 在此二次冶金設備的範圍+，例如在盛桶爐、盛桶處 理站、除氣體站（特別是真空除氣體站）中也需要測量溫 度及採取檢體，這些m —個或數個卫業機器人執 行，如此一煉鋼廠的自動化程度進一步提高。此外，本發 明另一特點為：該二次冶金設備至少有一個設有一工業機 20 201033372 器人（特別是折臂機器人）以作範圍，在該卫作範圍中 该工章機、γ 〃-人（特別是折臂機器人）執行測量溫度及/或 採取檢體的工作活動。 β而特別是—種上述的工業機器人的所有上述的活動 和工作都可令έ I曰劲執行，為此有一相關的機器人控制手段 業機器人相關聯，該機器人與該控制手段呈作用連 _ 另一種冶金操作工作範圍為與鑄造機或連續鑄造設備 相關聯的鏵造操作工作範圍。依本發明另一特點：該鎮造 操作工作範圍有至少一個盛桶機器人及/或一鑄造機器人 /或燒切機器人（Brennschneidroboter )及/或一除毛 屬機益人（Entbamngsn)bGtei·)及^/或—標記機器人及/ 或火焰 /月理機器人（Flammrob〇ter，英：scarfing r〇b〇t) 與研磨機器人及/或—測量與檢查機器人及/或一分配器 流槽澆注機器人。 在此，依本發明另一特點，如果該鑄造操作工作範圍 有一個設有一工業機器A (特別是折臂機器人）㈣式的 盛桶機器人的盛桶放入範圍，其中該盛桶機器人在該相關 的盛桶旋轉塔的背向鑄造範圍的那一側執行以下工作：將 "質s路及/或液壓管路及/或信號線路_合與解輕及/ 或將-用介質操作的（特別是液壓方式操作的）介質紅（特 別是盛桶移動ϋ缸）放人。則甚宜。如果這種活動利用該 工業機器人自動執行1需要用感測器檢知準確的盛捅位 置及/或鑄造盛桶下側的介質接頭或油壓接頭，因此該機 21 201033372 器人宜設有—個這種感測器系統，該用介質操作（特別是 油壓方式操作）的介質缸可為一種盛桶移動器的一個或數 個油壓缸及/或一種所謂的「隱藏管固定缸」 (Schattenrohrfixierzylinder )。 依本發明另一特點，該鑄造操作工作範圍有一個設有 一工業機器人（特別是折臂機器人）形式的鑄造機器人的 鑄造盛桶範圍，其中該鑄造機器人在該盛桶旋轉塔之朝向 該鑄造範圍的那一側執行以下工作：將隱藏管耦合及解耦 ❹ 及或將鑄造匣（Gieflhiilse )設置及/或將盛桶移動器封閉 件動作及/或將盛桶用一氧氣吹氣槍燒通及/或將隱藏管 清洗。在這種活動’也需要將盛桶位置準確檢知，因此， 此處也宜再使用一個設有相關之感測器系統的工業機器 人。在此鑄造操作範圍中，機器人可各依活動而定設有不 同標度的自動化程度以及不同的自主或自動化平面，從遠 操縱器一直全自動的系統。 在本發明另一設計中該鑄造操作工作範圍有一個設有 ❹ 一工業機器人（特別是折臂機器人）形式的鑄造機器人的 分配器範圍’其中該鑄造機器人作以下工作：將槽液位面 南度測量及/或測量熔融物的溫度及/或從熔融物將檢體 取出及/或將覆蓋粉末施覆上去。在此鑄造操作範圍的區 域中可各依要由機器人執行的工作活動而定使用不同之標 度的自動化程度的機器人或不同之可標度的機器智慧的機 器人。特別是可在此鑄造操作範圍中將工業機器人的設計 做成使各工作者可決定是否他要將此機器人當作遠操縱器 22 201033372 控制，或將它當作為他工作的工作系統或輔助系統使用， 或讓機n人自主地或自動化地動作。 依本發明，該鑄造操工作範圍的另一有利的設計，該 铸以操作工作範圍有一個設有一工業機器人（特別是折臂 •機裔人）形式的鑄造機器人的錠模範圍，其中該鑄造機器 人執仃以下工作：作測量的活動、及/或將檢體從錠模取 出及/或將鑄造粉末施覆到鑄造液面、及/或將各種不同 ®鋼品質的鑄造件用的檻或分離板放置、及/或將移行鏈的 移打頭或冷條帶系統作包裝及放置、及/或將槽液位面上 方的鑄造熔渣的結殼狀況作測量及檢出。這種設在此位置 的機器人系統的優點為：除了提高工作安全性外，還有機 器重複準確性的測量及工作技術上的優點。分離板可利用 一機人準確地設定，鑄造粉末可精確地定量供應，而結 殼的情形可利用準確測量的參數——與由工作者用感覺測 知者不同~~檢知及除去。 ® 依本發明，該鑄造操作範圍另一設計在於：該鑄造操 作工作範圍有一個設有一燒切機器人的燒切範圍、及一個 設有一除毛屑機器人的除毛屑範圍及/或一個設有一標記 機器人的標記範圍、及/或一個設有一火焰清理機器人及 研磨機器人的火焰清理及研磨範圍、及/或一個設有一測 量及檢查機器人的測量與檢查範圍，其中上述之機器人設 計成工業機器人（特別是折臂機器人）的形式，且在切斷 的的條帶作測量活動及/或作除銹垢及除毛屑及/或作火 焰清理及研磨、及/或將該半工具作標記及/或作檢查。 23 201033372 一種分配器工場（Verteilerwerkstatt)以習知方式與一 連續鑄造設備相關聯，因此最後，關於該鑄造操作範圍， 依本發明該鑄造操作工作範圍有一個設有一工業機器人 (特別是折臂機器人）形式的分配器流槽洗注機器人的分 · 配器工場，其中該分配器流槽澆注機器人將耐火材料更新 及修理及/或用感測器檢查对火>5切踏。 在此位置使用一工業機器人的優點還有：它可用很大 精確度作維修工作。此外該機器人又可在此位置設有一相 ❿ 關的感測器系統，比系統可使它將耐火砌牆的狀態作檢查。 在具有一種呈電煉鋼熔融操作範圍的形式的冶金操作 工作範圍的電煉鋼廠中，依本發明另一特點為該電煉鋼廠 熔融操作工作範圍至少有一個呈一工業機器人（特別是折 臂機器人）形式的電弧熔融爐機器人，該機器人執行以下 活動：在放流孔的活動，特別是將放流孔燒通、及/或配 合測量探棒的活動，特別是測溫度及採取檢體、及/或預 熱器或冷卻隧道（Ktihltunnel )的養護的活動、及/或爐體 ❹ 養護的活動’特別是爐體喷漿、及/或爐體修理、特別是 在面板有漏隙時作溶接 工作0 此外’在電煉鋼廠熔融操作工作範圍的本發明的設計 該電煉鋼廠熔融操作工作範圍至少有一工業機器人（特別 是折臂機器人）形式的電弧還原爐機器人，該機器人執行 以下活動：放流孔養護及/或放流孔盛桶養護的活動，特 別是將熔渣除去·及/或在放流孔的活動，特別是將放流 孔燒通。 24 201033372 最後，依本發明還有一特點，有一 3£)攝影機與各折臂 機器人相關聯。 本發明在以下利用圖式為例詳細說明。 式 方 施 實 rt 圖1的示意上視圖顯示的冶金設備為一煉鋼廠（丨）的吹 氣煉鋼廠熔融操作工作範圍，它包含以下裝置：一生鐵處 φ 理設備（2)、一轉爐設備（3)、一個二次冶金設備（4)、及一維 修設備（5)。 生鐵設備（2)包含一除硫設備的一除熔渣架（2a)，有—個 叹§十成折臂機器人（R2a)形式的工業機器人與該除硫設備相 關聯。 轉爐设備（3)有二個轉爐範圍（3 a) (3 b)，各有數個設計成 折臂機器人（R3a) (R3b) (R3c) (R3d) (R3e)形式的工業機器 人與該轉爐範圍相關聯。 ^ 二次冶金設備（4)有三個二次冶金裝置（4a)(朴）及 (4c)，其中它們係一盛桶爐、一盛桶處理站、或一真空除氣 體裝置或設備^各有同樣設計成折臂機器人（R4a) (R4b) (R4c)形式的工業機器人與各第二冶金裝置（4a) (4b)與（4c) 相關聯。 維修設備（5)有一盛桶襯覆架（5a)及二個盛桶架（5b)及 (5 c)。在此’有一設計成折臂機器人（R5a)形式的工業機器 人與盛桶襯覆架（5 a)相關聯，且有同樣設計成折臂機器人 (R5b) (R5c)的形式的工業機器人與盛桶架（5b)及（5c)相關 25 201033372 聯。 除熔渣架（2a)示於圖2及圖3中。圖2顯示一盛桶（6)， 其内有熔融物（7) ’其上側有熔渣層（8)。機器人（R2a)與盛桶 (6)相關聯，該機器人在其動作臂的端區域中設有一護罩 (9) ’機器人（R2a)的端側帶有一多部分式工具（丨〇)，它包含 到除器（Schaber ) (11)及一測量耦合器，以容納一測量 探棒或一「接觸管」（12)。此外有一 3D攝影機（13)及一機

器人控制手段（14)與機器人（R2a)相關聯。圖3顯示2的機 器人（R2a)的範圍的放大圖。此測量探棒（12)的測量耦合器 係為上述用於容納一溫度探棒或一搶體揲棒的工具。該刮 除器（11)用於在除熔渣前將熔渣層的一小面積撕破，因此實 際的毛屑狀態（Bartsund )利用一測量裝置求出且當作零點 迭到機器人控制手段（14)。熔渣層（8)利用至少一 3D攝影機 檢出。II著將機H人臂作對應的轉動，可將各所要的工且 ——即測量耦合器或接觸管（12)及到除器（11)帶到所要ς 置。

圖4顯示一機器人（R3a)，2和—個副吹氣搶設備（1 二關聯’該副喷氣搶設備為轉爐設備（3)的構件的構件。 ~副吹氣搶它具有設在其上的測量探棒〇7)〕盘此 吹氣搶設備⑴）相關聯。同樣地有一儲存魅⑽（它儲 測量探棒）與該副吹氣搶設備（15)相關聯。折臂機器（R3 的活動半徑⑽使它能將測量探棒（17)_存隸⑽取 並送到副吹氣搶（16) 示一個副吹氣搶設備（l5a)，其中有一個呈 圖5顯 26 201033372 機器人（SR1)功能的另一工業機器人與該執行工作或行動機 器人功能的折臂機器人（R3a)相關聯。圖5右邊的部分圖顯 不工業機器人（R3a)及其行動半徑（丨9)及要設以測量探棒〇7) 的副吹氣搶（16)。有一個行動半徑（21)的服務機器人（SR1) 该成和工業機器人（R3 a)對立，換之，在圖5的左邊部分範 圍中利用一送交站（20) ( tjbergabe)隔開。服務機器人（SRi) 從一儲存匣（22)或一儲存容器各取出一測量探棒（17)，將它 φ 送到該送交站（20)或將它放在那裡，然後送交站（20)將測量 探棒（17)移到工業機器人（R3 a)的行動範圍或行動半徑内， 或者工業機器人（R3a)將測量探棒（17)直接從送交站（2〇)拿 掉。圖ό又再次以示意上視圖顯示此關係，其中在此處也 顯示各種不同的用於儲放不同測量探棒的儲存儲匣（22)。 圖7顯示另一副吹氣搶設備（15b)，其中該工業機器人 (R3 a)用於準備溶融物檢體。在此實施例中也有一服務.機器 人（SR2)與該作行動機器人或工作機器人功能的工業機器人 φ (R3a)的功能相關聯。此工業機器人（R3a)將檢體探棒（其中 帶有檢體）送到一分離（切斷）裝置（23)，在其中將檢體探 棒切斷並利用一「檢體推出裝置」（24)將檢體推出。然後該 服務機器人（SR2)接收該取出的檢體並將它送到一個管道運 送系統（Rohrpostsystem) (25) ’該系統通到一個實驗室， 該實驗室作檢體分析。 但也可如圖8與圖9所示，直接由工業機器人（R3a)採 取熔融物檢體’且在檢體探棒切開後送到一雷射分析裝置 (26)。圖8及圖9顯示一轉爐設備（3)的一副吹氣搶設備 27 201033372 (15c) ’匕又包含一副吹氣搶（16)及測量探棒（丨7)，這些測量 探棒利用工業機器人（R3a)送到一分離裝置。該切斷的檢體 再被工業機器人（R3 a)送到雷射分析裝置。 工業機器人（R3b)設在一轉爐設備（3)的範圍中，在一種 所謂的「渣殼燃燒狀態」用於燒去所謂的「渣殼」，換言 之，用於將在轉爐吹氣搶上形成的鋼水及/或熔渣的烤 渣，並執行所述的活動。 圖11顯示一種工業機器人（R3c)的應用，它在轉爐設備 (3)的範圍執行其工作機器人或行動機器人的功能——將一 冶金爐體〔此處為一轉爐（29)〕的内部作砌牆。利用此工業 機器人（R3c)〔它可在轉爐（29)内以可調整高度的方式運動 及定位〕將耐火磚（30)設在轉爐的内壁。此處該工業機器人 (R3c)被一砌牆裝置（31)承載。耐火碑（3〇)由一相關的服務機 人（SR3)送到此砌牆裝置（31)及/或工業機器人（R3c)，其中 在此實施例中，用一鏈輸送帶（32)將耐火碑（3〇)從砌牆裝置 (31)運送到工業機器人（R3c)。此轉爐設備的這種裝置係 一轉爐砌牆設備（33)的構件。 圖12及13顯示一轉爐加工設備（34)，它是轉爐設備（3) 的構件，且設有該呈折臂機器人形式的工業機器人（R3d)e 利用該折臂機器人（R3a)在該轉爐加工設備（34)中將一個可 更換的放流磚（Abstichblock，英：tapping block) (35)(圖 12)後壁區域〔亦即轉爐（29)的砌牆〕鑽出來。為此，該工 業機器人（R3d)設有一特別工具（36)，它使該放流磚（35)能鑽 出來。在工具更換後，該折臂機器人（R3d)接過一個準備好 28 201033372 的新的放流磚（35’）共將它放入該鑽出的放流孔或放流部。 同樣地，如果該機器人（R3d)設有一特別工具（38)〔此 工具將放流移動器（37)檢出及移動〕，如圖13所示，則該 ' 機器人（R3d)也可用於將放流移動器（37)更換。 ' 圖I4以示意方式顯示一熔渣阻擋裝置（39)，它設有一 個呈一折臂機器人形式的工業機器人（R3e)，這是轉爐設備 (3)的構件，該機器人帶有一熔渣阻擋裝置（4”並將之移動， e熔渣阻擋系隨該熔渣阻擋裝置被承載，其中該熔渣阻擋裝 置（41)包含一浮栓（42)，它可送到放流孔（4〇)。為此，該熔 渣阻擋裝置（41)可放入轉爐（29)的内部空間。 圖15顯示一維修設備（5)的範圍，此設備設有一盛桶架 (5b) (5c)，其中一工業機器人〔特別是折臂機器人（R5b) (R5c)〕與各盛桶架（5b) (5c)相關聯。在此盛桶架（5b) (5幻 的範圍中，利用此工業機器人（R5b)和（R5c)將所有要在盛桶 (6) (43)處執行的維修或修復工作至少大致執行。特別是此 ©處係私將盛桶移動器或盛桶沖刷器準備或更換。利用此工 業機器人（R5b) (R5c)作所有工作，將一盛桶的放流移動器 及/或沖刷磚送到移動器工場中，該移動器工場遠離該盛 桶且用於在冷卻狀態將該放流移動器或沖刷磚加工。為 此’該工業機器人（R5b) (R5c)將全部的放流移動器從該位 在盛桶架（5b) (5c)中的盛桶（43)拿開並將該放流移動器放到 運送裝置上’該運送裝置再把放流移動器運送到移動器 工場。但同樣地也可將各工業機器人（R5b) (R5c)設以一特 別工具（45)，它使盛桶沖刷磚（44)能更換。在此，首先利用 29 201033372 S特別具（45)將各盛桶沖刷磚（44)用一核心孔鑽孔機從監 桶底鑽出來。然後利用-銑切工具(46)將錐形(47)加工以容 納盛桶冲刷磚（44)。用同樣方式將一工業機器人（R5b) (R5C)設以一特別工具，如此該機器人將一盛桶放流移動器 系統的澆鑄匣從相關的監桶（43)鑽出來，其中該盛桶放流移 動器系統的錐形部同樣用一銑切工具加工以容納一新的澆 鑄匣。 在圖17所示之維修設備（5)的盛桶襯覆架（5a)，利用該 _ 處的工業機器人（R5a)〔特別是折臂機器人，且宜為設有一 特別工具（49)的多功能機器人〕將生鐵鑄造盛桶/鋼鑄造盛 桶（48)設一耐火砌牆（5〇)。由於使用多功能機器人，故可將 不同盛桶（48)做耐火砌牆的作業在監桶調整架（5a)的各種不 同位置實施。 圖16的示意圖顯示該二次冶金設備（4)的一個二次冶 金裝置（4a)’其中該工業機器人（R4a)從儲匣（53)拿出一支測 量探棒（52)並送到吹氣搶（51)並放入吹氣搶（51)中。在此， ❿ 該工業機器人（R4a)有一行動半徑（54)。在圖16中，在方括 弧中顯示圖號（4b)及（4c)以及（R4b)及（R4c)，因為圖16以相 同示意圖同樣地顯示該二次冶金裝置（4b)及（4c)以及與它們 呈作用連接的各工業機器人（R4b)及（R4c)，因為所有在此範 圍中使用的工業機器人（R4a) (R4b)及（R4c)用於利用溫度測 量探棒測量溫度及/或利用檢體探棒採取檢體。 圖10以示意上視圖顯示一連績鑄造設備的鑄造操作工 作範圍（55)。此鑄造操作工作範圍（55)包含一個具有一「盛 30 201033372 桶放入範圍」（57)的一盛桶旋轉塔（56)以及一鑄造盛桶範圍 (58)。此外在鑄造平台（59)的範圍中形成分配器範圍（60)和 錠模範圍（61)。條帶導引件（62)從鑄造平台（59)開始延伸， 該條帶導引件（62)有一燒切範圍（63)及一除毛屑 (Entbartung )範圍（64)以及一標記範圍（65)。此外，該鑄 造操作工作範圍（55)包含一火焰清理及研磨範圍（66)、一測 量及檢查範圍（67)以及一分配器工場，與該連續鑄造設備相 _ 關聯。 Ο 有一盛桶機器人（R6)及一鑄造機器人（R7)與該盛桶放 入範圍（57)、鑄造監桶範圍（58)及分配器範圍（60)相關聯。 此外，有一燒切機器人（R8)與燒切範圍（63)相關聯，有一除 毛屑機器人（R9)與該除毛屑範圍（64)相關聯，且有一標記機 器人（R10)與該標記範圍（65)相關聯。此外該火焰清理及研 磨範圍（66)有一火焰清理及研磨機器人（R11)，「測量及檢 查範圍」（67)有一「測量及檢查機器人」（R1 2)，分配器工 〇 場（68)有一「分配器流槽澆注機器人」（R13)。如圖18〜圖 27所不，特別是铸造機器人（R7)可設計成可行駛的方式， 其中它宜設計成門吊車（69)形式，該門吊車（69)一方面沿「吊 車跑動軌道」（70)行駛，但另外也有一個跑動車（Laufkatze) 式的部分（71)〔它可垂直於吊車跑動軌道（7〇)行駛〕及一可 在其上特別呈伸縮管方式移的伸縮管部分（72)，在其末端上 設有及形成具有機器人動作臂的原來的機器人。 圖18的示意側視圖顯示—連續鑄造設備或鑄造機 ⑺），它具有盛桶旋轉塔(56)及設在其上的鋼鑄造盛桶 31 201033372 在碡造平台（59)上設有—與該具有-分配器流槽（75) •为配器範㈣造機器 器―式。此禱造機器人(R7)設在_)條可呈 式移出的伸縮㈣（72)上，該伸縮管臂可利用—個設計成跑 動車形式的吊車部分㈤垂直於—吊車跑動軌道⑽移行， 鑄造機H人（76)可㈣-載具（76)沿料車跑㈣道（7〇)行 此外，在圖18中和鑄造機器人（R7)對立之處在铸造平 台（59)上設有一盛桶機器人（R6)〇 © 圖19顯示該鑄造機（73)的示意上視圖，由此可看出鑄 造機器人(R7)設計成一門吊車(69)形式。但除了一可行駛的 铸造機器人（R7)(它對於所要實施的工作活動而言係足夠 者）也可如圖示設有二個鑄造機器人（R7)。 圖20可看出，該鎿造機器人（R7)可與一感測器機器人 (R7a)耦合，該感測器機器人可使鑄造機器人（r乃的工作活 動的地點與範圍準確地檢出，如有必要並顯示在—螢光幕 上使操作人員能看出。設一分配器流槽車（77)上的分配器流 Θ 槽（75)除了和鑄造機器人（R7)相關聯外，也和感測器 (R7a)相關聯。 ° 在「盛桶放入範圍」（57)(圖10)中，盛桶機器人（r6) 〔它朝向該盛桶旋轉塔（56)之背向鑄造範圍的那一側〕將各 種不同的介質管路（線路）耦合（特別是油壓管路和作號 線路），以及將盛桶移動器缸及隱藏管固定飯放入。 在禱造盛桶範圍（58)(圖10)中，設在該處的鱗造機 32 201033372 器人（R7)在該鋼鑄造盛桶（74)在鑄造側轉動之後直接在鑄 造平台上方的鋼鑄造盛桶（74)上執行一些目的和活動。屬於 這些活動有：將鑄造ϋ放置、將「盛桶移動器封閉件」動 -作、以及（如有必要）將盛桶用—氧吹氣搶燒通、或將隱 藏管（78)清洗。特別是屬於此類活動者還有：將隱藏管 耦合和解耦，如圖21所示。在分配器範圍（6〇)(圖1〇)中， 該鑄造機器人（R7)(如圖22所示）作測量活動，例如：測 Q 量分配器流槽（75)中的槽液位置高度、測量該分配器流槽中 的熔融物的溫度、將檢體從分配器流槽（75)的熔融物取出， 以及如圖23所示，將「覆蓋粉末（助熔劑）」 (Abdeckpulver，英：covering flux)施到分配器流槽（75) 中的熔融物上。為此，該鑄造機器人（R7)在圖22的實施例 中設有一個「測量及取樣工具」（79)，而在圖23的兩個實 施例中則設有一工具（80)以施加「覆蓋粉末」。 在錠模範圍（61)中（圖10)，一鑄造機器人（R7)可做一 ❹ 活動：將鑄造粉末施到分配器流槽（75)下方的鑄造液面，如 圖24所示。在此情形中，鑄造機器人（R7)又設有一工具（81) 以施加鑄粉末。如圖 25所示，在鑄造之時，可在浸管 (Touchrohr，英：immersion pipe ) (82)更換時，使機器人 (R7)在錠模範圍（61)作另一種活動。 同樣地’在錠模範圍（61)，機器人作一種活動：將鑄造 用的檻（Korb )或分離板放置。如圖26所示，其中該工業 機器人（R7)在該處將一「結合檻」或一分離板（83)放置。最 後，圖27顯示同樣地由鑄造機器人（R7)在錠模範圍（61)中 33 201033372 所作的活動：利用設在工業機器人（R7)上的操縱器（84)將結 殼（Verkmstung)從溶渣除去或作「刮鱗」（Abfischen) 〇 在流出及調整範圍中，該燒切範圍（63)、除毛屑範圍 (64)、標記範圍（65)、火焰及研磨範圍（66)、以及測量與檢 查範圍（67)設有各相關聯的燒切機器人（R8)、除毛屑機器人 (R9)、標記機器人（R10)、火焰及研磨機器人（RU)、以及測 量與檢查機器（R12)。各機器人（Rg)〜（R12)在這些範圍中作 切斷的條帶的測量活動、除銹垢（Entzundern，英：descale ) 及除毛屑火焰清理及研磨、作標記、以及將半成品作檢查。Θ 然後，在分配器工場（68)(圖10)中還設有至少一個 「分配器流槽注入機器人」（R1 3)，它將耐火材料修補及更 新，並將分配器或分配器流槽（75)上剩餘的鋼以及熔渣除 去。 上述之機器人（R2a)〜（R13)係可為各種不同的機器 人，但特別是經常為可自由程式化的機器人，其中程式規 劃可設計成使機器能只能在一遠操縱器的功能中操作。這 些機器人（R2a)〜（R13)可就其構造方式、軸數目（亦即旋轉 轴、轉軸、及/或操作轴）、其承載能力、及其控制方式 而言做成及設計成不同。工業機器人（R2a)〜（R13)的構造方 式為龍門機器人、拉索機器人、史卡拉機器人（Scarar〇b〇ter ) 及折臂機器人、或平行運動機器人及其組合，特別的構造 方式一一例如由一工業機器人與一龍門吊車或橋式吊車構 成組合一一如門吊車機器人（69)的實施例所示者，將一擴大 工作空間的門吊車或橋式吊車的優點與工業機器人的巨大 34 201033372 潛力合而為一。為此也可考慮各種不同的實施類型。因此， 可用以下的設置方式：它呈門吊車形式跨越在一條線中的 一工作範圍（直線龍門）’或者設置成跨越小距離的懸臂 龍門形式’可垂直於龍門縱軸作額外的運動，或設計成平 面龍門的形式，其中該工業機器人也可在一大面積範圍内 任意移行，並可定位。龍門吊車（69)可為一種牢而固定的鋼 ❹ ❹ 結構。但此龍門也可在一條在地板上延伸的「軌條跑動軌 道」（Schienenlaufbahn)或「軌跑動軌道」（Gleisiaufbahn) 上運動，或者（在無軌的變更例）用輪子或履帶底盤運動。 各工業機器人（R2a)〜（R7)可在一種龍門吊車的實施例 〔圖號（69)〕設在圖上（如圖2〇〜27所示）及侧向設置。 在此，如圖19中所示，也可將二個工業機器人〔在此實施 例中為二個鑄造機器人（R7)〕設在一吊車跑動軌道（70)上。 此機器人可帶著動作的機器人臂或不動作的機器人臂從一 工作位置移行到另一工作位置。一種龍門吊車（69)的實施例 的特別優點在於：舉例而言：該鑄造機（73)或那個要由各工 業機器人（R2a)〜（R13)操作的冶金操作工作範圍都保持可 從地板侧自由地接近探及，因為機器人係由上放入此工作 範圍進去。每點特別是就要執行的準備過程以及監視活動 而言以及在故障的情形中特別有利。 各工業機器人（R2a)〜（R13)可設計成位置固定 (stationar，英.+ · 、 % · stationary)的機器人，具有單一工作範圍 以作連續反覆> & 復之重覆活動，但也可採用一些實施例，其中 將數個機器人組人日* A ^ , σ且在一冶金操作裝置（例如在一煉鋼廠 35 201033372 中的一連續鑄造設備）作不同的活動或行動，特別是設計 成可動的多功能機器人的形式。 在一電煉鋼廠熔融操作工作範圍中，在一電弧爐中在 二次充爐料之間往往要作一些活動，例如檢查耐火材料並 作喷漿修復。這些活動可由一工業機器人做。特別是當它 係一種具有恆定的窪池（Sumpf，英：sump)的電弧爐的情 形時尤其如此（該爐在放流後不完全排空）。在此情形， 該工業機器人可作掃瞄測量過程以檢知砌牆的狀態並施覆 喷漿材料，然後以最高準確性將噴漿材料作成平滑 (Glattziehen)。也可由一工業機器人執行這些活動，例如 將檢體自動取出以及將「測量探棒」裝入以作溫度控制。 此外，在電弧炫融爐的領域，通常當耐火材料用喷漿 修復時不再划算時，或者須作其他修復（例如要將冷卻元 件更換）則將爐排空及冷卻。在冷卻後，可將爐重新啟用 或可將損壞的冷卻面板利用熔接修復再回復工作，這些目 的可由一工業機器人擔任。 在一電弧熔融爐的放流侧上同樣可有利地使用工業機 器人，一般，在金屬完全熔化後，將一電弧爐中的鐵水經 放"H·孔排工到一「運送盛桶」+。在此，該放流孔會被 冷卻的鋼沈著或已被鋼沈著其上〔長渣殼（—Μ)〕 種堵塞利用-氧吹氣搶燒通。此氧吹氣搶的導引及握持 的活動以及燒通的活動可有利地由-工業機器人執行。 【圖式簡單說明】 36 201033372 圖1係一個具有不同的吹氣煉鋼廠熔融操作工作範圍 的一煉鋼廠的示意上視圖； 圖2係一生鐵處理設備的除硫設置的除熔渣架的示意 • 側視圖； . 圖3係一生鐵處理設備的—除硫設備的一除熔渣架的 示意側視圖； 圖4係一轉爐設備的一副吹氣搶設備的示意圖； φ 圖5係一轉爐設備的一副吹氣搶設備的示意圖； 圖6係一轉爐設備的一副吹氣搶設備的上視圖； 圖7係一轉爐設備的一副吹氣搶設備的上視圖； 圖8係一轉爐設備的一副吹氣搶設備； 圖9係一轉爐設備的一副吹氣搶設備； 圖10係具有不同的鑄造操作工作範圍的—铸造設備的 示意上視圖； 圖11係具有轉爐砌牆設備的一轉爐設備的範圍的示意 Φ 剖面及側視圖； 圖12係具有一轉爐加工設備的轉爐設備的範圍的示意 剖面及侧視圖； 圖13係具有一轉爐加工設備的轉爐設備的範圍的示意 剖面及侧視圖； 圖14係具有一熔渣阻擋裝置的轉爐設備的範圍的示竟 剖面及側視圖； 圖1 5係一維修設備的一盛桶架的示意側視圖. 圖16係一個二次冶金設備的二次冶金裴 一 I的不意圖； 37 201033372 圖17係一維修設備的盛桶調整狀態； 圖18係一鑄造機器人的使用範圍的示意圖。 【主要元件符號說明】 (1) 煉鋼廠 (2) 生鐵處理設備 (2a) 除熔渣架 (3) 轉爐設備 (4) 二次冶金設備 (4a) 二次冶金設備 (4b) 二次冶金設備 (4c) 二次冶金設備 (5) 維修設備 (5a) 盛桶襯覆架 (5b) 盛桶架 (5c) 盛桶架 (6) 盛桶 (7) 炫融物 (8) 熔潰層 (9) 護罩 (10) 多部分式工具 (11) 刮除器 (12) 測量探棒或接觸管 (13) 3D攝影機

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(14) 機器人控制手段 (15) 副吹氣搶設備 (15b) 副吹氣搶設備 (15c) 副吹氣搶設備 (16) 副吹氣搶 (17) 測量探棒 (18) 儲存儲匣 (19) 行動半徑 (20) 送交站 (21) 行動半徑 (22) 儲存儲匣 (23) 分離（切斷）裝置 (24) 檢體推出裝置 (25) 管道運送系統 (26) 雷射分析裝置 (29) 轉爐 (30) 财火磚 (31) 砌牆裝置 (32) 鏈輸送機 (33) 轉爐砌牆設備 (34) 轉爐加工設備 (35)(355) 放流磚 (36) 特別工具 (37) 放流移動器 39 201033372 (38) 特別工具 (39) 溶潰阻擔裝置 (40) 放流孔 (41) 熔渣阻擋裝置 (42) 浮栓 (43) 盛桶 (44) 盛桶沖刷蹲 (45) 特別工具 (46) 銑切工具 (47) 錐形部 (48) 盛桶 (49) 特別工具 (51) 吹氣槍 (52) 測量探棒 (53) 儲匣 (54) 行動半徑 (55) 鑄造操作工作範圍 (56) 盛桶旋轉塔 (57) 盛桶放入範圍 (58) 鑄造盛桶範圍 (59) 鑄造平台 (60) 分配器範圍 (61) 鍵模範圍 (62) 條帶導引件 201033372

(63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (R2a) (R3a) (R3b) 燒切範圍 除毛屑範圍 標記範圍 火焰清理及研磨範圍 測量及檢查範圍 分配器工場 門吊車（機器人） 吊車跑動執道 跑動車式部分 伸縮管部分 鑄造機（鑄造設備） 鋼鑄造盛桶 分配器流槽 鑄造機器人 分配器流槽車 隱藏管 測量及取樣工具 工具 工具 浸管 結合根或分離板 工業機器人（設計成折臂機器人形式） 工業機器人（設計成折臂機器人形式） 工業機器人（設計成折臂機器人形式） 41 201033372 (R3c) 工業機器人 (設計成折臂機器人形式） (R3d) 工業機器人 (設計成折臂機器人形式） (R3e) 工業機器人 (設計成折臂機器人形式） (R4a) 工業機器人 (設計成折臂機器人形式） (R4b) 工業機器人 (設計成折臂機器人形式） (R4c) 工業機器人 (設計成折臂機器人形式） (R5a) 工業機器人 (設計成折臂機器人形式） (R5b) 工業機器人 (設計成折臂機器人形式） (R5c) 工業機器人 (設計成折臂機器人形式） (R6) 盛桶機器人 (R7) 鑄造機器人 (R7a) 感測器機器人 (R8) 燒切機器人 (R9) 除毛屑機器人 (RIO) 標記機器人 (Rll) 火焰清理及研磨機器人 (R12) 測量及檢查機器人 (R13) 分配器流槽澆注機器人 (SRI) 服務機器人

42

Claims (1)

1. 20103¾ "72.及先提申清時所送原文申請範圍内容一致的中文申請範圍 七、申請專利範圍： 1· 一種冶金設備，包含一個具有一熱範圍及/或危險範圍 的冶金操作工作範圍，該冶金操作工作範圍具有至少一個 • ’口金操作裝置及一工業機器人（R2a)〜（R13)，該工業機器人 與該至少一冶金操作裝置相關聯，其特徵在： 邊工業機器人（R2a) (R3a) (R3b) (R3c) (R3d) (R3e) (R4a) (R4b) (R4c) (R5a) (R5b) (R5c) (R6) (R7) (R7a) (R8) ©(R9) (Rl〇) (Rll) (R12) (R13)在該冶金設備的熱範圍及/ 或危險範圍中執行在冶金操作範轉中與至少一冶金操作裝 置相關聯的工作活動。 2. 如申請專利範圍第1項之冶金設備，其中： 該至少一個冶金操作裝置設有至少一個工業機器人 (R2a) (R3a) (R3b) (R3c) (R3d) (R3e) (R4a) (R4b) (R4c) (R5a) (R5b) (R5c) (R6) (R7) (R7a) (R8) (R9) (RIO) (Rll) (R12) (R13)，特別是多功能機器人，該機器人至少部分自 動化地執行相關的工作活動，其中，該工業機器人（R2a) (R3a) (R3b) (R3c) (R3d) (R3e) (R4a) (R4b) (R4c) (R5a) (R5b) (R5c) (R6) (R7) (R7a) (R8) (R9) (RIO) (Rll) (R12) (R13)設置成使得在冶金操作時要由勞工工作者配合該工業 機器人（R2a) (R3a) (R3b) (R3c) (R3d) (R3e) (R4a) (R4b) (R4c) (R5a) (R5b) (R5c) (R6) (R7) (R7a) (R8) (R9) (RIO) (Rll) (R12) (R13)用手執行的活動特別是工作活動係可在 該熱範圍及/或危險範圍之外執行。 3. 如申請專利範圍第1或第2項之冶金設備，其中： 43 201033372 該冶金設備包含一煉鋼廠（1)，該煉鋼廄（1)有—個冶金 操作工作範圍’呈一種吹氣煉鋼廠熔融操作工作範圍的形 式，該操作工作範圍具有至少一個以下的裝置當作冶金操 作裝置：生鐵處理設備（2)、轉爐設備（3)、二次冶金設備（4) 及/或維修設備，該設備具有盛桶架（5b) (5c)及/或盛桶襯 覆架（5a)。 4.如申請專利範圍第丨〜第3項之任一項的冶金設備， 其中： 該冶金設備包含一煉鋼廠的鑄造範圍，該煉鋼廠有一 冶金操作工作範圍，呈一鑄造操作工作範圍的形式，該操 作工作範圍具有至少一個以下的裝置：在盛桶旋轉塔（5幻 上的盛桶放入裝置、分配器（75)與分配器設備、錠模（61)與 旋模設備、出口件及調整件及/或分配器工場（68)。 5_如前述申請專利範圍中任一項之冶金設備，其特徵 在： 該冶金設備包含一電煉鋼廠，該電煉鋼廉有一冶金操 作工作範圍，呈一電煉鋼廠熔融操作工作範圍的形式，該 操作工作範圍具有至少一個以下的裝置：電弧熔融爐或電 弧還原爐。 6.如前述申請專利範圍中任一項之冶金設備，其特徵 在： 各冶金操作裝置設有至少一工業機器人（R2a) (R3a) (R3b) (R3c) (R3d) (R3e) (R4a) (R4b) (R4c) (R5a) (R5b) (R5c) (R6) (R7) (R7a) (R8) (R9) (RIO) (Rll) (R12) (R13)， 44 201033372 特別是多功能機器人。 7·如前述申請專利範圍中任一項之冶金設備，其特徵 在· 有一服務機器人（SRI) (SR2) (SR3) (R7a)與至少一工業 機器人（R2a) (R3a) (R3b) (R3c) (R3d) (R3e) (R4a) (R4b) (R4c) (R5a) (R5b) (R5c) (R6) (R7) (R7a) (R8) (R9) (RIO) (Rll) (R12) (R13)相關聯。 8.如申請專利範圍第2〜第7項之任一項的冶金設備， 其中： 該生鐵處理設備（2)有一個除硫設備的一去熔渣架 (2a)，該去熔渣架設有一工業機器人（R2a)，特別是折臂機 器人，其中該工業機器人（R2a)，特別是折臂機器人執行去 熔渣、測量溫度、及/或採取檢體的工作活動。 9·如申請專利範圍第8項之冶金設備，其中： 該工業機器人（R2a)，特別是折臂機器人設有或可用可 ©更換的方式設以一個作去熔渣用的刮除器（11)以及一接觸 e (丨2)，該接觸管容納一溫度探棒或一檢體探棒。 10.如申請專利範圍第2〜第7項之任一項的冶金設 備，其中： 該轉爐設備（3)有一個設有一 業機器人（R3a)(特別是 折臂機11人）的副吹氣搶設備（I5)(叫（15b) (15e)，其中， 該折臂機器人執行以下卫作活動：將測量探棒⑼插上去及 拔離、將熔融物檢體（28)從測量探棒（17)剝開，將測量探棒 )刀離以及將測量探棒（1 7)的—部分送到—分析器具 45 201033372 (26)、測量溫度、及/或採取檢體。 11·如申請專利範圍第10項之冶金設備，其中： 有一服務機器人（SRI) (SR2)與各工業機器人（R3a)(特 別是折臂機器人）相關聯，其中該與該用於將測量探棒（17) 插上去及拔離的工業機器人（R3a)(特別是折臂機器人）相 關聯的服務機器人（SRI) (SR2)將測量探棒（1 7)從一儲存容 器（22)取出並送到相關的工業機器人（R3a)(特別是折臂機 器人）的工作範圍（19)。 12. 如申請專利範圍第2〜第7項之任一項的冶金設 備，其中： 該轉爐設備（3)有一個設有一工業機器人（R3b)(特別是 折臂機器人）的喷氣吹氣搶處理設備（特別是一渣殼燃燒 架）’其中該工業機器人（特別是折臂機器人）作將喷氣 吹氣搶上的烤渣燒掉的工作活動。 13. 如申請專利範圍第2〜第7項之任一項的冶金設 備，其中： 該轉爐設備（3)有一個設有一工業機器人（R3c)(特別是 折臂機器人）的轉爐彻牆設備（33)，其中該工業機器人（R3c) 特別疋折是機器人）執行以下工作活動：作彻牆、至少將 耐火碑（3G)及/或—喷聚操縱器操作、以及/或將改善石切牆 '、“篁裝置定位及/位將各相關之轉爐（29)的砌牆作 無接觸式的測量。 14. 如申請專利範圍第2〜第7項之任一項的冶金設 備，其中： 46 201033372 該轉爐設備（3 )有一個設有一工業機器人（R 3 c )(特別是 折#機器人）的轉爐加工設備（34)，其中該工業機器人（R3d) (特別是折臂機器人）執行以下工作活動：將__可更換的 放，瓜磚（35) (35，）鑽孔及/或再放人，及/或將一放流移動 . 器（37)更換。 15. 如申請專利範圍第2〜第7項之任一項的冶金設 備，其中： φ 該轉爐設備（3)有一個設有一工業機器人（R3e)(特別是 折臂機器人），其中該工業機器人（R3e)(特別是折臂機器 人）執行將浮栓塞（42)送去及保持的工作活動。 16. 如申蜎專利範圍第2〜第7項之任一項的冶金設 備，其中： 該轉爐設備（3)有一個設有一工業機器人（特別是折臂 機器人）的沖刷磚更換站，其中該工業機器人（特別是折 臂機器人）執行將一轉爐的沖刷磚更換的工作活動。 e 17.如申請專利範圍第2〜第7項之任一項的冶金設 備，其中： 該維修設備（5)有一個設有一工業機器人（R5b) (R5C) (特別是折臂機器人）的盛桶架（5b)(5c)，其中該工業機器 人（R5b) (R5C)(特別是折臂機器人）執行以下工作活動： 將盛桶放流移動器從位於盛桶架（5b) (5c)中的盛桶（43)拿掉 及/或將在盛桶架（5b) (5c)中盛桶（43)的盛桶沖刷磚（44)更 換。 18·如申請專利範圍第I?項之冶金設備，其中： 47 201033372 該工業機器人（R5b) (R5c)(特別是折臂機器人）設有 或以可更換的方式設置一個盛桶沖到石&出工具及/或^ 核心孔鑽孔機（45)及/或一銑切工具。 19.如申請專利範圍第2〜第7項之任-項的冶金設 備，其中： 該維修設備（5)有一個設有一工業機器人（R5a)(特別是 折臂機器人）的盛桶襯覆架（5a)，其中該工 (特別是折臂機器人）執行將-個或數個定位機在盛桶(概覆） 架（5a)中的盛桶（48)作彻牆的工作活動。 20. 如申請專利範圍第2〜第7項之任一項的冶金設 備，其中： 該二次冶金設備（4)至少有一個設有一工業機器人（R4a) (R4b) (R4c)(特別是折臂機器人）的工作範圍在該工 作範圍中該工業機器人（R4a) (R4b) (R4c)(特別是折臂機 器人）執行測量溫度及/或採取檢艎的工作活動。 21. 如申請專利範圍第4〜第7項之任一項的冶金設 備，其中： 該鑄造操作工作範圍（5 5)有至少一個盛桶機器人（R6) 及/或一鑄造機器人（R7)及/或一燒切機器人（尺8)及//或 一除毛屑機器人（R9)及/或一標記機器人（r10)及/或一火 焰清理與研磨機器人（R11)及/或一測量與檢查機器人（R12) 及/或一分配器流槽澆注機器人（R13)。 22. 如申請專利範圍第21項之冶金設備，其中： 該鑄造操作工作範圍（5 5)有一個設有一工業機器人（特 201033372 ，機器人）的形式的盛桶機器人的盛桶放入範圍 其中該盛桶機器人（R6)在該相關的盛桶旋轉塔⑽的 奇向，造範圍的那一側執行以下工作：將介質管路及/或 液£ s路及^/或信號線路耦合與解耦及/或將一用介質操 -作的（特別是液壓方式操作的）介質缸（特別是盛桶移動 器缸）放入。 23.如申睛專利範圍第η項之冶金設備，其中： Ο θ該鑄造操作工作範圍（55)有一個設有一工業機器人（特 別疋折#機器人）形式的鑄造機器人的鑄造盛桶範圍（5 8)， ”中該禱4機器人（R7)在該盛桶旋轉塔（56)之朝向該铸造 範圍的那—側執行以下工作：將隱藏管(78)耦合及解耦及或 將铸造匣放置及/或將盛桶移動器封閉件動作及/或將監 桶用一氧氣吹氣搶燒通及/或將隱藏管（78)清洗。 24·如申請專利範圍第21項之冶金設備，其中： 該鑄造操作工作範圍有一個設有一工業機器人（特別 Ο 疋折臂機器人）形式的鑄造機器人的分配器範圍（60)，其中 该禱造機器人作以下工作：將毛屑位面高度測量及/或測 量溶融物的溫度及/或從熔融物將檢體取出及/或將覆蓋 粉末施覆上去。 25.如申請專利範圍第21項之冶金設備，其中： 該铸造操作工作範圍（55)有一個設有一工業機器人（特 別是折臂機器人）形式的鑄造機器人的錠模範圍，其中該 鑄造機器人（R7)執行以下工作：作測量的活動、及/或將檢 體從鍵：模取出及/或將鑄造粉末施覆到鎊造液面、及/或 49 201033372 將各種不同鋼品質的鑄造件用的檻或分離板放置、及/或 將移行鏈的移行頭或冷條帶系統作包裝及放置、及/或將 毛屑位面上方的鑄造熔渣的結殼狀況作測量及檢出。 26.如申請專利範圍第21項之冶金設備，其中： 該鑄造操作工作範圍（55)有一個設有一燒切機器人（R8) 的燒切範圍（5 5)、及一個設有一除毛屑機器人（R9)的除毛屑 範圍（64)及/或一個設有一標記機器人（R1〇)的標記範圍 (65)、及/或一個設有一火焰清理及研磨機器人（R11)的火 焰清理及研磨範圍（66)、及/或一個設有一測量及檢查機器 人（R12)的測量與檢查範圍（67)，其中上述之機器人（R8)〜 (R12)設計成工業機器人（特別是折臂機器人）的形式，且 在切斷的的條帶作測量活動及/或作除銹垢及除毛屑及/ 或作火焰清理及研磨、及/或將該半工具作標記及/或作 檢查。 27·如申請專利範圍第21項之冶金設備，其中： 該鱗造操作工作範圍（55)有一個設有一工業機器人 (特別是折臂機器人）形式的分配器流槽洗注機器人 即)的分配器工場(68)，其中該分配器流槽繞注機器人 ⑻3)將耐火材料更新及修理及/或用感測 砌牆。 一』八 28.如申請專利範圍第$〜第7項 備，其中： $ /項之任-項的冶金設 該電煉鋼廠熔融操作工作範圍至少有一個呈 器人（特別是折臂構s/斗· & 工業機 臂機器人）形式的電弧熔融爐機器人，該 50