WO2021042219A1 - Sistema y procedimiento para el recambio de revestimiento de un molino cuya configuración permite la manipulación robótica y automatizada completa de dicho procedimiento - Google Patents

Sistema y procedimiento para el recambio de revestimiento de un molino cuya configuración permite la manipulación robótica y automatizada completa de dicho procedimiento Download PDF

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liner
coordinated
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PCT/CL2019/050082
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Hugo Cesar Salamanca Poblete
Luis Alejandro BAEZA RAMÍREZ
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Mi Robotic Solutions S.A.
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Definitions

  • the present invention is framed within the equipment associated with mills for the grinding of mineral in the mining industry, in particular it refers to the replacement of wear elements, such as linings or shells of a mill.
  • the invention refers to an automated system and procedure for the replacement of liners or shells in a mill for grinding ore, comprising at least one robotic manipulator, at least one tool to be used in the replacement operation of a disposed liner. on the outside of the mill casing, and at least one anthropomorphic robotic manipulator with at least one tool to be used in the replacement operation of said lining located inside the mill, where the operation of said robotic manipulators comprises giving a remote command through a control system processor to give a logical sequence command based on a specified location of a liner to be changed or removed, such that both anthropomorphic robotic manipulators position the tools in said ordered location to in set release, retain, remove and replace the liner automatically ca from said ordered location from the surface of the mill housing.
  • the configuration of the system and procedure of the present invention allows the degree of freedom of movement of said anthropomorphic robotic manipulators as well as the configuration of the tools used In the process, it allows remote, automated and precise manipulation of the liners to be removed, regardless of millimeter variations in movement that the mill may have, thus increasing the efficiency of the system, preventing nuts, washers, bolts and / or liners from falling , as well as being manipulated by the operators.
  • the system is configured by anthropomorphic robotic manipulators allows different movements to be carried out or in different positions or directions, which manage to orient the tools used for the replacement of coatings according to the point where the coating is taken, move the tool to different points of work, and / or allows to turn the entire robotic manipulator to different positions both inside and outside the mill to access the different positions where the replacement of liners is required.
  • Milling is a process that allows the reduction of the size of the mineral used in mineral concentration processes, for which mills are used, which comprise their inner surface covered by coatings or shells of different types and shapes depending on their location on the inner surface of the windmill.
  • the change of liners is normally carried out with a remote-controlled hydraulic handling equipment, which requires operators both inside and outside the mill to help position and guide the liners, being a high-risk process for the personnel involved in the replacement operation, as well as a longer time associated with the maintenance operation.
  • the procedure for changing and / or replacing liners in the mill requires rotating the mill several times, which means, a procedure of de-energizing and energizing the motors that move the mill, reducing the effective working times despite the fact that the The coating handler is always inside the mill during this maneuver.
  • Bolt casting an operation that is carried out from outside the mill by personnel and equipment for cutting and / or removing nuts and bolt casting, where these bolts generally fall into the mill.
  • the coating change time with the equipment and procedures currently used takes several days, on average of the order of 96 hours.
  • a 40-foot mill has about 540 wear elements inside that must be changed, which can weigh more than 35 tons in total. It is estimated that the change of liners is done at a rate of 5 to 6 liners per hour which reduces mill availability. In the period in which the maintenance is being carried out, all the production of the plant is stopped.
  • the current procedure involves that personnel must enter the interior of the mill, as well as be located outside the mill, which inherently is already risky, working at height, and being exposed to possible falls of ore, grinding balls or hand tools from the same mill, explosion of balls, among others.
  • the maintenance personnel must intervene in the handling of the liners for their replacement, which implies a high physical demand and risks of blows or entrapment in the removal and insertion of the liners.
  • a series of operators located both outside and inside the mill are used to carry out the procedure for the replacement of the liners, where the procedure involves the direct manipulation by the operators of tools to cut, weld and / or remove the nuts from the outside of the mill, for which said operators are normally located on platforms at great heights, where they must manipulate said large and heavy tools to carry out said operation, additionally also by said operators must if the washers and seals are removed, to later push the bolts towards the interior of the mill in order to release the lining from the interior wall of the mill. Subsequently the liners normally fall into the mill, for which an operator must hook the liner through auxiliary means, such as hooks or claws that are arranged on the liners to be attached to liner handling equipment.
  • the conventional hydraulic coating manipulator currently used in the art remotely manipulates and controls the coatings. Additionally, the operation with the hydraulic machine requires constant interaction and collaboration of the maintenance personnel to take, guide and release the coating. On the other hand, the visibility of the machine operator and maintenance personnel is very low inside the mill, which facilitates the occurrence of uncoordination. All these activities imply a high risk, since the machine can hit the operators or they can be hit by the coatings, situations that if they happen can have fatal causes.
  • national application 2642-2005 (MI ROBOTIC SOLUTIONS SA) dated June 1, 2007, and corresponding to National Registry 49044 describes a robotic method for the SAG mill bolt removal procedure, the which in turn comprises providing a robotic arm with at least 5 degrees of freedom, taking a nut cutting tool from a tool rack, cutting or loosening the nut, and taking a bolt remover tool to knock out a fastening bolt from the windmill.
  • Application W02018 / 157201 (RUSSEL MINERAL EQUIPMENT PTY) published on 09/07/2018 describes a method for removing a liner attached to a mill casing by at least one liner bolt, which includes passing the at least one liner bolt through the mill housing until retained in the liner, in a retained position, a head of the at least one liner bolt is exposed to project out of the liner into the mill; hooking a tool to at least one liner bolt; and lifting the liner out of the mill housing using the tool to thereby allow the liner to be removed from the mill.
  • the method described by Russel requires the intervention of the operators to remove the nut and washer from the retaining bolt of the lining, in such a way that once said nut is removed by the operator it is pushed by means of the actuation of a hammer which is also actuated. by the operator, and which is done by the outside of the mill, once part of the bolt with its body is outside the hole in the liner, a tool is positioned to manipulate the liner, for which the Russel procedure and system necessarily requires the direct intervention of the operators in the replacement of a coating.
  • the application CL 2262-2015 (RUSSEL MINERAL EQUIPMENT PTY) filed dated 08/23/2015, which is a member of the family of document WO2014 / 124491 dated 08/21/2014, which describes an apparatus for suspending and guiding a tool, externally, of a grinding mill where said apparatus provides four or fewer degrees of freedom to said at least one tool and where at least one of said degrees of freedom is an angled movement around the axis of rotation of said mill, wherein the apparatus comprises a first curved rail arranged outside and at least partially surrounding a part of the body of said mill, a first primary carriage installed to move along said curved rail and a first tool carriage coupled to the first primary carriage, wherein said at least one tool is installed on said tool carriage by means of a first displacement mechanism for axial movement thereof.
  • the goal of the setup described by Russel is to allow a mill tool to be suspended and guided externally along a curved path, which may correspond to the curvature of the mill body.
  • the present invention aims to provide a system and procedure for the replacement of a mill lining whose configuration allows the robotic and complete automated manipulation of said procedure, by means of the remote order that an operator enters through a processor of a control system. , in such a way that the location, wear and disposition of the lining to be replaced in the mill casing does not condition the efficiency of the system and procedure, as it has robotic manipulators that automatically manipulate a series of tools that allow the lining to be removed and replaced.
  • robotic manipulators without the direct intervention of personnel, by providing robotic manipulators with a greater degree of freedom and / or flexibility in their movements to operate in a correct position each of the automated tools involved in said replacement process, providing the procedure with a greater degree of certainty and efficacy, therefore opt imimizing the mill shutdown time for maintenance, as well as avoiding the risks to which the maintenance personnel may be subjected.
  • the invention consists of an automatic robotic system and procedure for the replacement of liners, which comprises at least one robotic manipulator with at least six degrees of freedom arranged outside the mill adjacent to the outer surface and at least one robotic manipulator with at least six degrees of freedom arranged inside the mill, a control system and a series of automated tools that are operated by said robotic manipulators, in such a way that said tools coupled to said robotic manipulators perform automated release and removal of the nuts on the outside of the mill, the loosening and removal of the washers, the pushing of the bolts, the gripping of the bolts inside the mill, the removal of the liner and the disposition of the liner for removal from the interior of the mill, as well as gripping the bolts, to be automatically inserted into holes in a new coating.
  • the configuration of the system and operation of the procedure for the robotic and automatic replacement of liners of a mill of the present invention allows to perform said replacement of liners with greater precision, since the system is configured by robotic manipulators that collaborate in their actions. with each other, both outside and inside the mill, to carry out each of the steps involved in the replacement, by the order given through the control system programmer that assumes the variations that may occur in the positioning of the Mill coating, the procedure being carried out fully automatically, providing the system and procedure with a greater degree of certainty and efficiency, therefore optimizing the mill stop time for maintenance.
  • Figure No. 1.- corresponds to a general view of a system and procedure used in the prior art.
  • Figure N ° 2.- corresponds to a general perspective view of the system for the automatic and robotic replacement of coating for mills according to the present invention.
  • Figure N ° 3.- corresponds to a perspective view of the system of the invention that shows the collaborative action between the at least one robotic manipulator located inside and outside of the mill in which the replacement process of the mills will be carried out. coatings.
  • Figure N ° 4.- corresponds to a front view of a cross section of figure 3.
  • Figure N ° 5.- corresponds to a view of a detail of the at least one robotic manipulator preferably used inside a mill in the system of the present invention.
  • Figure N ° 6.- corresponds to a view of a detail of the at least one robotic manipulator preferably used outside a mill in the system of the present invention.
  • Figure N ° 7.- corresponds to a view of the tools that are used by the at least one internal and / or external robotic manipulator of the system of the present invention.
  • Figure No. 8.- corresponds to a detail of the artificial vision means used in the system of the present invention.
  • Figure N ° 9.- shows a detail of the control system that comprises the system of the invention.
  • Figure N ° 10.- shows an isometric view of the system of the invention implemented in a series of activities that can be carried out at the same time in the maintenance of a mill.
  • Figure N ° 10a.- corresponds to a top plan view of the representation of figure 10.
  • the invention consists of a system and procedure for the robotic and automatic replacement of coatings (1) from inside a mill, as illustrated schematically in Figure N ° 2, which comprises at least one robotic manipulator (2) located in outside the mill, at least one robotic manipulator (3) located inside the mill, a control system and a series of tools that are automatically taken and manipulated by said robotic manipulators (2, 3), so that the control system instructs an operation order of the at least one internal and external robotic manipulator (2, 3) to carry out the replacement steps from at least least one mill lining in a coordinated and collaborative way between at least both robotic manipulators (see figures N ° 2 to 4)
  • the at least one robotic manipulator (2, 3), as illustrated by way of example in Figures 5 and 6, comprises a base (4) that is fixed to the mounting surface (5), where said base (4) is mounted a rotating column (6), an oscillation arm (7), an arm (8), and a wrist (9) to which at least one tool is mounted (see figure N ° 7) from a tool holder, which is chosen from a device for the extraction and installation of simple nuts (10), or a device for twisting and untightening double (11), and / or a device for taking, installation and extraction of vulcanized cup washers (12), and / or a device to push and / or throw bolts (13), and a tool to take, fix, and move bolts and / or manipulate (14) the coatings, which allow to carry out in a robotic way and automatic steps of a) giving a replacement order for a given coating through the control system b) loosening and removing the nuts, b) loosening and removing the vulcanized cup washers
  • the rotating column (6) which is the base of at least one robotic manipulator (2, 3) (see figures N ° 5 and 6), allows the entire robotic manipulator to be rotated, in different positions to allow the reach of the fixed coatings in different positions on the inner cover of the mill, and the first and second oscillation arms (7, 8), allow the tools to be transferred to the different work points of the mill.
  • the wrist (9) allows to rotate and / or rotate, orienting the fixed tool based on the location and / or arrangement of the liner, bolt, nut and / or washer based on the information provided by the operating system to the robotic manipulator (2, 3).
  • the robotic manipulator also comprises an electrical installation system and a weight compensator, such that said robotic manipulator is made up of at least 6 axes or degrees of freedom.
  • the mounting surface (4) which can be seen by way of example in figures No. 6, 10, 10a, can be a simple mounting surface, such as a base or fixing bracket on which they can be arranged different accessories, such as support for different tools, containers for deposits of nuts and / or washers, supports for bolts, support for liners.
  • the mounting surface (4) can comprise a pivot beam (15) to fix the at least one robotic manipulator (2, 3), allowing to grant an additional axis of rotation, which in operation allows the movement of the pivot beam at an angle of approximately 180 ° degrees, by means of the actuation of at least one hydraulic cylinder.
  • the at least one robotic manipulator (2, 3) may comprise means for detecting the position of the liners, bolt, nut and / or washer configured by at least one artificial vision system, Figure N ° 8, which is based on artificial vision techniques through the use of laser triangulation cameras (L) through which a scanner of the mantle of the interior surface of the mill to determine the position in which the liner should be inserted to verify and correct the possible minor deviations that the ordered arrangement may suffer from the control system.
  • an artificial vision system Figure N ° 8
  • the artificial vision system comprises a laser triangulation camera, whose acquisition system is based on laser triangulation, acquiring spatial information from its environment, where said acquired information is processed through a computer, it also includes a PLC that integrates the cameras and their computer with the pivot beam positioning control system (15) and the robotic manipulator (2, 3) to achieve the specific position captured by the cameras, where the position data is passed through the PLC and Angular orientation to transmit to the robotic manipulator and control it.
  • the at least one robotic manipulator system (2, 3) of the coatings thus comprises a configuration of at least 6 degrees of freedom, that is, it has at least 6 axes or pivotable joints between them, which allow each of the elements carry out a different movement or in different positions or directions with respect to the other, which allow orienting the tool attached to the robotic manipulator (2, 3) according to the point of taking of the coating that has been ordered from the base control system to the type of coating, its location, arrangement and configuration, move the tool to different work points, and / or allows the entire robotic manipulator to be rotated to different positions inside and / or outside the mill to access the different positions where required the replacement of coatings.
  • the control system allows to operate and control the system for the replacement of coatings of the present invention, which has the function of providing power and controlling the system, as well as having controls for its command and monitoring.
  • the control system has at least at least one switchgear or PTO, control board or TDC, manipulator control cabinets, TDP position detection board and the human interface. machine or HMI, hydraulic unit, inductive sensors, encoder, among other means of control.
  • the TDF switchgear corresponds to the cabinet that contains the elements of protection against overvoltages, protections for electrical equipment of the control cabinet, the local control cabinet of the robotic manipulator, equipment such as the robotic manipulator itself and the HMI operator panel (human interface). machine). Also, there is the monopolar bar for the electrical distribution to the different elements and / or cabinets. It has a single-phase thermomagnetic main disconnector to open or close the electric power input circuit, as well as pilot lights.
  • Tool control cabinets mainly contains the necessary drives to drive each servomotor of the robotic manipulators and is connected to the general TDC.
  • One or more control cabinets are required for the functionality of the appliance.
  • the TDC corresponds to a board to house the components in charge of controlling the system, the base of this cabinet is its main controller, internal memory and management of a digital input module.
  • the TDP position detection board contains a computer that connects and receives signals from the artificial vision system that captures the internal position of the coatings with high precision, data that the computer processes and sends the signals to the TDC to position the robotic manipulators, with their routines.
  • a safety architecture which is formed by a controller that monitors all the safety signals of the device, emergency stops and torque.
  • the emergency stops are SETA type and are on the operation panel and on the side of the entrances. The activation of the emergency stops causes the device to stop. Resetting an emergency stop by itself does not leave the device In conditions to start operation again, the operator always requires the recognition of the emergency stop. The resetting of emergency stops is carried out in the area where it was activated, but the recognition of emergency stops is carried out through the operation screen.
  • the procedure for the replacement of liners according to the invention comprises locating at least one robotic manipulator (2, 3) on the exterior and interior of the mill adjacent to the exterior and interior surface of the hull of this, enter the replacement order through the control system indicating and identifying the lining to be changed, where each of the linings that comprise the mill is preliminarily identified in the control system programmer, both in its location, arrangement, shape and configuration, in such a way as to deliver the information and order in a precise and exact way to at least one robotic manipulator (2, 3) to proceed with the different stages or sequence of operation to perform the replacement of said identified coating in a coordinated and collaborative way between at least both robotic manipulators (2, 3).
  • the replacement sequence begins where the robotic manipulator (3) that is located outside takes a tightening tool to be arranged in the location of the lining nuts identified to be changed, where in addition said sequence also includes locating and aligning a liner manipulator and bolt gripping tool that is taken by the robotic manipulator (2) located inside the grind, so that said tool is aligned in the liner exit position, the robotic manipulator torque tool located outside the mill is activated to remove the nuts, later the tool is changed by a tool for manipulating the washers that allows removing the washers from the bolts, where these operations can be performed by at least one other robotic arm located outside the mill, subsequently a device is actuated p To push and / or throw bolts, which can be arranged in another robotic manipulator, in such a way that said The tool allows the bolts to be pushed into the mill, which are held and grasped by the coating manipulator, arranged on at least one robotic arm (2) located inside the mill, in this way the bolts are gripped in such a way
  • the robotic manipulator (2) arranged inside the mill with the liner handling tool attached to it moves to take the bolts from a bolt feeder, with the bolts in position they move to the zone liner feed by engaging the bolts through the liner holes, grasping the liner at an angle that prevents it from falling from the tool, moves the robotic manipulator to the position where the used liner was removed in such a way to arrange the liner in said position so that the bolts are introduced through the holes in the helmet, where they are exposed so that through the external robotic manipulator, which has a washer manipulation tool, insert a washer through the bolt, subsequently by means of a torque tool, arranged in a robotic manipulator, located on the outside, proceeds to torque and fix a nut on the bolt, thus fixing the new coating to the inner surface of the mill hull, a procedure that did not involve the use of personnel, only robotic manipulators (2, 3) with their respective tools in coordinated and collaborative way.
  • the entire operation of replacing a liner can be carried out in a robotic and automated way, in a coordinated and collaborative way, thus avoiding that personnel are inside and outside the mill performing the operation, as well as equipping the manipulator robotic of the necessary configuration to improve the handling operation by having a greater degree of freedom and / or flexibility in its movements, provided the procedure with a greater degree of certainty and efficiency, with respect to the equipment used in the technique.

Abstract

Sistema y procedimiento para el recambio robótico y automatizado, coordinado y colaborativo, de revestimientos en un molino, cuya configuración permite la manipulación robótica y automatizada completa de dicho procedimiento, mediante la orden remota que ingrese un operador a través de un procesador de un sistema de control, comprende al menos un manipulador robótico (2) ubicado en el exterior del molino, al menos un manipulador robótico (3) ubicado en el interior del molino, un sistema de control y una serie de herramientas que son tomadas y manipuladas en forma automática por dichos manipuladores robóticos (2, 3), de forma que el sistema de control instruye una orden de operación de los al menos un manipulador robótico interior y exterior (2, 3) para llevar a cabo los pasos de recambio de al menos un revestimiento del molino en forma coordinada y de colaboración entre al menos ambos manipuladoras robóticos.

Description

TÍTULO
Sistema y procedimiento para el recambio de revestimiento de un molino cuya configuración permite la manipulación robótica y automatizada completa de dicho procedimiento.
MEMORIA DESCRIPTIVA
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se enmarca dentro los equipos asociados a molinos para la molienda de mineral en la industria minera, en particular se refiere al reemplazo de los elementos de desgaste, tales como los revestimientos o corazas de un molino.
Preferentemente la invención se refiere a un sistema y procedimiento automatizado para el recambio de revestimientos o corazas en un molino para molienda de mineral, que comprende al menos un manipulador robótico, al menos una herramienta para ser utilizada en la operación de recambio de un revestimiento dispuesto por el exterior de la carcasa del molino, y al menos un manipulador robótico antropomorfo con al menos una herramienta para ser utilizada en la operación de recambio de dicho revestimiento ubicado en el interior del molino, donde la operación de dichos manipuladores robóticos comprende el dar una orden remota a través de un procesador de un sistema de control para dar una orden de secuencia lógica en base a una ubicación especificada de un revestimiento a cambiar o retirar, de forma tal que ambos manipuladores robóticos antropomorfos posicionen las herramientas en dicha ubicación ordenada para en conjunto soltar, retener, quitar y reemplazar el revestimiento en forma automática desde dicha ubicación ordenada desde la superficie de la carcasa del molino.
La configuración del sistema y procedimiento de la presente invención permite que el grado de libertad de movimiento de dichos manipuladores robóticos antropomorfos así como la configuración de las herramientas utilizadas en el proceso, permita manipular en forma remota, automatizada y precisa los revestimientos a retirar, independientemente de las variaciones milimétricas de movimiento que pueda poseer el molino, aumentando así la eficiencia del sistema, evitar que tuercas, arandelas, pernos y/o revestimientos caigan, así como también sean manipulados por los operarios.
El hecho que el sistema se encuentre configurado por manipuladores robóticos antropomorfos permite efectuar movimientos distintos o bien en diferentes posiciones o direcciones, que logran orientar las herramientas utilizadas para el recambio de revestimientos en función al punto de toma del revestimiento, trasladar la herramienta a diferentes puntos de trabajo, y/o permite girar todo el manipular robótico a diferentes posiciones tanto dentro como fuera del molino para acceder a las diferentes posiciones en donde se requiera el recambio de revestimientos.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
La molienda es un proceso que permite la reducción de tamaño del mineral utilizado en procesos de concentración mineral, para lo cual son utilizados molinos, que comprenden su superficie interior revestida por revestimientos o corazas de distinto tipo y forma según su ubicación en la superficie interior del molino.
Debido al impacto del mineral y del medio de molienda sobre los revestimientos, éstos son sometidos a un constante desgaste, razón por la cual deben ser periódicamente cambiados.
El cambio de revestimientos se realiza normalmente con un equipo de manipulación hidráulico tele-comandado, que requiere de operadores tanto al interior como exterior del molino que ayuden al posicionamiento y guiado de los revestimientos, siendo un proceso de alto riesgo para el personal que interviene en la operación de recambio, así como un mayor tiempo asociado a la operación de mantención. El procedimiento de cambio y/o recambio de revestimientos en el molino requiere rotar varias veces el molino, lo que significa, un procedimiento de des- energizar y energizar los motores que mueven el molino, reduciendo los tiempos efectivos de trabajo a pesar de que el manipulador de revestimientos queda siempre en el interior del molino durante esta maniobra.
Para llevar a cabo el recambio de los revestimientos al interior del molino además se requiere de realizar una serie de trabajos previos, entre los cuales se encuentran:
• Coordinación con personal de operación (detención del molino).
• Coordinar limpieza y habilitación del lugar de acceso.
• Coordinación puente grúa para traslado de equipos menores.
• Disponer en área elementos de apoyo auxiliar, cuerda de vida, escaleras, etc.
• Determinación de los revestimientos a cambiar.
• Acopio de revestimientos nuevos.
• Logística de suministro de revestimientos nuevos y retiro de usados.
El proceso de recambio de los revestimientos interiores de los molinos, requiere de llevar a cabo una serie de operaciones tal como:
• Preparación y habilitación del área, que implica detener el molino, trasladar las herramientas y equipos a utilizar al lugar (herramientas de botado de pernos, herramienta de corte de tuercas, de torqueo de pernos, etc).
• Acceso a la boca de entrada del molino, donde se retira el “chute de alimentación” y elementos menores, lo que implica despejar el área de acceso al interior del molino, para luego trasladar estos elementos a un lugar habilitado para su almacenamiento temporal.
• Instalación de manipulador de revestimientos, en donde se requiere coordinación de múltiple personal y una rigurosa maniobra para ingresar el manipulador al interior del molino así como la ubicación del personal por fuera del molino con las herramientas necesaria para poder llevar a cabo el recambio (por la envergadura del equipo y espacio de acceso reducido).
• Botado de pernos, operación que se realizar desde el exterior del molino mediante personal y equipos de corte y/o retiro de tuercas y botado de pernos, donde generalmente estos pernos caen al interior del molino.
• Desmontaje de revestimientos gastados: Una vez que los pernos cayeron al interior del molino, y utilizando los equipos de botado de pernos, se empujan los revestimientos gastados los cuales caen al interior del molino. De ser necesario, se debe realizar adicionalmente y con anterioridad al desmontaje, el “torcheo” mediante oxicorte (corte térmico) de las fusiones entre revestimientos (revestimientos pegados producto de la “forja interna” y altas presiones de impacto).
• Retiro de revestimientos usados, que se realiza mediante un manipulador de revestimientos que va montado en el extremo de una viga extendida, que permite cargar uno a uno los revestimientos que cayeron al interior del molino y depositarlos en un carro móvil que los extrae desde el interior del molino.
• Instalación de revestimientos nuevos, donde por fuera del molino, son suministrados los distintos tipos de revestimientos sobre el carro móvil de la viga extendida, esta operación se realiza de acuerdo a la estrategia de mantenimiento definida, donde los mantenedores aprovechan los salientes de pernos que atraviesan el manto para dar el apriete de fijación inicial al revestimiento.
• Giros del molino, que permiten habilitar diferentes zonas internas para repetir el proceso de extracción e instalación de revestimientos nuevos.
• Torqueo de pernos, donde usualmente los revestimientos nuevos se instalan directamente sobre la superficie interna del molino, y posteriormente se insertan manualmente los pernos de fijación, quedando una parte del perno saliente del manto hacia afuera, este saliente de perno es utilizado para afirmar el revestimiento con una tuerca/golilla copa por el exterior del manto. Esta tuerca, se aprieta bajo un torque controlado, lo que asegura en el tiempo la fijación del revestimiento, al menos hasta la próxima detención de mantenimiento. • Reinstalar el chute de alimentación, donde una vez ubicados los revestimientos nuevos dentro del molino, es retirado el manipulador de revestimientos y se vuelve a instalar el chute de alimentación.
Los métodos y equipos utilizados en la técnica para el proceso de recambio de los revestimientos poseen una serie de desventajas y problemas que impactan en la producción, así como en la seguridad y salud ocupacional de las personas.
El tiempo de cambio de revestimiento con los equipos y procedimientos utilizados actualmente demora varios días, en promedio del orden de 96 horas. Un molino de 40 pies posee del orden de 540 elementos de desgaste en su interior que deben ser cambiados, los cuales pueden llegar a pesar en total más de 35 toneladas. Se estima que el cambio de revestimientos se realiza a una velocidad de 5 a 6 revestimientos por hora lo que reduce la disponibilidad del molino. En el periodo en que se está cursando el mantenimiento, queda detenida toda la producción de la planta.
Las principales actividades que influyen con los enormes tiempos perdidos en el mantenimiento de reemplazo de revestimientos tienen que ver con la soltura y botado de pernos de fijación, la propia extracción de revestimientos, y la instalación de los revestimientos nuevos. La escasa velocidad de los equipos oleo-hidráulicos, del orden de 1 a 2 rpm, utilizados actualmente en la técnica, evitan ser más efectivos en el tiempo utilizado para la labor de mantenimiento.
Por otro lado, en términos prácticos, en cuanto al mantenimiento, una débil fijación de revestimientos generará solturas que favorecen fugas de pulpa, y por ende contaminación del molino al exterior, como también generará caídas de revestimientos y por ende detenciones no programadas y perdida de producción.
El procedimiento actual involucra que el personal deba introducirse al interior del molino, así como ubicarse por el exterior del molino, lo cual intrínsecamente ya es riesgoso, trabajando en altura, y estando expuestos a posibles caídas de mineral, bolas de molienda o herramientas manuales desde el mismo molino, explosión de bolas, entre otros. El personal de mantención debe intervenir en el manejo de los revestimientos para su recambio, lo cual implica una alta exigencia física y riesgos de golpes o atrapamiento en el retiro e inserción de los revestimientos.
Normalmente se utilizan una serie de operadores ubicados tanto por fuera como por dentro del molino para llevar a cabo el procedimiento para el recambio de los revestimientos, donde el procedimiento implica la manipulación directa por parte de los operarios de herramientas para cortar, soldar y/o retirar las tuercas por el exterior del molino, para la cual dichos operarios normalmente se encuentran ubicados sobre plataformas a grandes alturas, donde deben de manipular dichas herramientas de gran tamaño y peso para llevar a cabo dicha operación, adicionalmente también por parte de dichos operarios deben de ser retiradas las golillas y sellos, para posteriormente empujar los pernos hacia el interior del molino de forma de soltar el revestimiento desde la pared interior del molino. Posteriormente los revestimientos normalmente caen dentro del molino, para lo cual un operador debe de enganchar el revestimiento a través de medios auxiliares, tales como ganchos o garras que son dispuestas en los revestimientos para ser acoplados a equipos manipuladores de revestimiento.
El manipulador de revestimientos convencional hidráulico utilizado actualmente en la técnica, manipula y controla de forma tele-comandada los revestimientos. Adicionalmente la operación con la máquina hidráulica requiere de una constante interacción y colaboración del personal de mantención para la toma, guiado y la liberación del revestimiento. Por otro lado, la visibilidad del operador de la máquina y del personal de mantención, es muy reducida en el interior del molino, lo cual facilita la ocurrencia de descoordinaciones. Todas estas actividades implican un alto riesgo, ya que la maquina puede golpear a los operadores o estos pueden ser golpeados por los revestimientos, situaciones que si llegan a ocurrir pueden tener causas fatales.
Todas estas tareas para realizar el recambio de revestimiento en los molinos requieren de la intervención directa de los operadores en la ejecución de cada una de las etapas, ya sea manipulando directamente los revestimientos, pernos, tuercas, golillas y/o sello así como también las herramientas auxiliares que se requieren y/o apoyan dicha labor, lo cual necesariamente expone a los operadores a posibles accidentes al tener que manipular elementos y equipos de gran tamaño y peso. La operación realizada como es llevada actualmente en la técnica requiere de gran cantidad de tiempo para el proceso de recambio, reduciendo la eficiencia del proceso.
En la actualidad se han realizado una serie de esfuerzos por reducir los tiempos de recambio de revestimiento y los riesgos a que se ven expuestos los operadores que intervienen en el recambio, así como lograr reducir los tiempos involucrados, tal como por ejemplo la solicitud nacional 199800559 (CODELCO) de fecha de publicación el 12 de marzo de 1999, describe una máquina para realizar en forma simultánea el cambio de revestimiento interno de las tapas y el manto del cilindro de un molino SAG, que consta de dos brazos o manipulador dual que forman una estructura móvil que se inserta en el interior del molino.
Por otro lado, la solicitud nacional 2642-2005 (MI ROBOTIC SOLUTIONS S.A.) de fecha de publicación el 01 de junio del 2007, y que corresponde al Registro Nacional 49044 describe un método robotizado para el procedimiento de retiro de pernos de molinos SAG, el que a su vez comprende proveer un brazo robótico con al menos 5 grados de libertad, tomar una herramienta de corte de tuercas desde un rack porta-herramientas, cortar o soltar la tuerca y tomar una herramienta removedora de pernos para botar un perno de sujeción del molino.
La solicitud W02018/157201 (RUSSEL MINERAL EQUIPMENT PTY) publicada el 07/09/2018 describe un método para retirar un revestimiento fijado a una carcasa de molino por al menos un perno de revestimiento, que incluye el pasar el al menos un perno de revestimiento a través de la carcasa del molino hasta que quede retenido en el revestimiento, en una posición retenida, se expone una cabeza del al menos un perno de revestimiento para proyectarse hacia fuera del revestimiento hacia el interior del molino; enganchar una herramienta en al menos un perno de revestimiento; y levantar el revestimiento fuera de la carcasa del molino utilizando la herramienta para permitir así que el revestimiento se retire del molino. El método descrito por Russel requiere de la intervención de los operarios para remover la tuerca y arandela desde el perno retenedor del revestimiento, de forma tal que una vez retirada dicha tuerca por el operador es empujado mediante el accionamiento de un martillo el cual también es accionado por el operador, y lo cual es realizado por el exterior del molino, una vez que se encuentra parte del perno con su cuerpo fuera del orificio del revestimiento es posicionada una herramienta para manipular el revestimiento, por lo cual el procedimiento y sistema de Russel necesariamente requiere de la intervención directa de los operadores en el recambio de un revestimiento.
La solicitud CL 2262-2015 (RUSSEL MINERAL EQUIPMENT PTY) presentada con fecha 23/08/2015, la cual es miembro de la familia del documento WO2014/124491 con fecha de publicación 21/08/2014, el cual describe un aparato para suspender y guiar una herramienta, de manera externa, de un molino de molienda donde dicho aparato provee cuatro o menos grados de libertad a dicha al menos una herramienta y en donde al menos uno de dichos grados de libertad es un movimiento en ángulo alrededor del eje de rotación de dicho molino, donde el aparato comprende un primer riel curvo dispuesto fuera y al menos parcialmente circundando una parte del cuerpo de dicho molino, un primer carro primario instalado para desplazarse a lo largo de dicho riel curvo y un primer carro de herramientas acoplado al primer carro primario, en donde dicha al menos una herramienta se instala en dicho carro de herramienta por medio de un primer mecanismo de desplazamiento para el movimiento axial del mismo. El objetivo de la configuración descrita por Russel es permitir que una herramienta de un molino se suspenda y guie externamente a lo largo de una trayectoria curva, la que puede corresponder a la curvatura del cuerpo del molino.
De acuerdo a lo descrito en el estado de la técnica no existe un sistema y procedimiento completamente robotizado que permita recambiar un revestimiento de un molino, que por la simple orden realizada a través de un procesador que comprende un sistema de control, efectuada por un operador en forma remota, se logre realizar todas la etapas de recambio de dicho revestimiento en forma automatizada, sin que influya las deformaciones de los revestimientos, la ubicación del revestimiento en la superficie del molino, el tipo, configuración y tamaño de revestimiento a recambiar.
Por lo tanto, existe la necesidad en la técnica proporcionar un sistema y procedimiento robotizado que por la simple orden remota, a través de un procesador de un sistema de control, permita realizar el recambio de revestimiento y/o corazas de los molinos utilizados en los procesos de beneficio minero, cuya configuración y operación sea completamente automática, sin la intervención directa de los operadores o personal en la manipulación de las herramientas necesarias para llevar a cabo dicho proceso, así como en los elementos que comprende el revestimiento y el revestimiento mismo, de forma de aumentar la eficiencia del proceso de recambio así como disminuir y evitar los riesgos al personal.
RESUMEN DE LA INVENCIÓN
La presente invención tiene por objeto proporcionar un sistema y procedimiento para el recambio de revestimiento de un molino cuya configuración permita la manipulación robótica y automatizada completa de dicho procedimiento, mediante la orden remota que ingrese un operador a través de un procesador de un sistema de control, de forma tal que la ubicación, desgaste y disposición del revestimiento a recambiar en la carcasa del molino no condicione la eficiencia del sistema y procedimiento, al contar con manipuladores robóticos que manipulan en forma automática una serie de herramientas que permiten retirar y recambiar los revestimientos sin la intervención directa del personal, al proporcionar manipuladores robóticos con un mayor grado de libertad y/o flexibilidad en sus movimientos para operar en una posición correcta cada una de las herramientas automatizadas involucradas en dicho proceso de recambio, proporcionado al procedimiento un mayor grado de certeza y eficacia, por lo tanto optimizando el tiempo de parada del molino por mantención, así como evitar los riesgos a los que se pueda ver sometido el personal de mantención. La invención consiste en un sistema y procedimiento robotizado automático para el recambio de revestimientos, que comprende al menos un manipulador robótico de al menos seis grados de libertad dispuesto en el exterior del molino adyacente a la superficie exterior y al menos un manipulador robótico de al menos seis grados de libertad dispuesto en el interior del molino, un sistema de control y una serie de herramientas automatizadas que son operadas por dichos manipuladores robóticos, de forma tal que dichas herramientas acopladas a dichos manipuladores robóticos realizan en forma automatizada el soltado y retiro de las tuercas por el exterior del molino, el soltado y retiro de las arandelas, el empujado de los pernos, el agarre de los pernos por el interior del molino, la remoción del revestimiento y la disposición del revestimiento para su retiro desde el interior del molino, así como el agarrar los pernos, para ser introducidos en forma automática en orificios de un revestimiento nuevo para mover en forma automática este revestimiento a la posición ordenada por el sistema de control para disponerlo en la superficie del molino desde donde fue retirado el revestimiento usado, el disponer automáticamente una arandela en el perno por el exterior del molino, colocar y torquear una tuerca en el perno para fijar el nuevo revestimiento a la superficie interior de la carcasa del molino, y lo cual es llevado a cabo en forma robotizada y automática por el accionamiento por parte del manipulador robótico de cada una de las herramientas en base a la orden dada en forma remota desde el sistema de control por parte de un operario, tal que el sistema y procedimiento permite una acción de colaboración entre los al menos un manipulador robótico ubicado en el interior y exterior del molino para realizar dicho recambio del revestimiento.
La configuración del sistema y operación del procedimiento para el recambio robotizado y automático de revestimientos de un molino de la presente invención, permite realizar dicho recambio de revestimientos con una mayor precisión, ya que al estar configurado el sistema mediante manipuladores robóticos que colaboran en sus acciones entre sí, tanto en el exterior como en el interior del molino, para llevar a cabo cada uno de los pasos involucrados en el recambio, por la orden que se da a través del programador del sistema de control que asume las variaciones que se pudieran dar en el posicionamiento del revestimiento en molino, siendo además el procedimiento llevado a cabo en forma completamente automática, proporcionado al sistema y procedimiento un mayor grado de certeza y eficacia, por lo tanto optimizando el tiempo de parada del molino por mantención.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Con el objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de la realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de la descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado la invención.
La figura N° 1.- corresponde a una vista general de un sistema y procedimiento utilizado en el arte previo.
La figura N° 2.- corresponde a una vista general en perspectiva del sistema para el recambio automático y robotizado de revestimiento para molinos de acuerdo a la presente invención.
La figura N° 3.- corresponde a una vista en perspectiva del sistema de la invención que muestra la acción de colaboración entre los al menos un manipulador robótico ubicados en el interior y exterior del molino en se llevará a cabo el proceso de recambio de los revestimientos.
La figura N° 4.- corresponde a una vista frontal de un corte transversal de la figura 3.
La figura N° 5.- corresponde a una vista de un detalle del al menos un manipulador robótico utilizado de forma preferente en el interior de un molino en el sistema de la presente invención. La figura N° 6.- corresponde a una vista de un detalle del al menos un manipulador robótico utilizado de forma preferente en el exterior de un molino en el sistema de la presente invención.
La figura N° 7.- corresponde a una vista de las herramientas que son utilizadas por los al menos un manipulador robótico interior y/o exterior del sistema de la presente invención.
La figura N° 8.- corresponde a un detalle del medio de visión artificial utilizado en el sistema de la presente invención.
La figura N° 9.- muestra un detalle del sistema de control que comprende el sistema de la invención.
La figura N° 10.- muestra una vista isométrica del sistema de la invención implementado en una serie de actividades que se pueden llevar a cabo al mismo tiempo en la mantención de un molino.
La figura N° 10a.- corresponde a una vista en planta superior de la representación de la figura 10.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCION
La invención consiste en un sistema y procedimiento para el recambio robotizado y automático de revestimientos (1) desde el interior de un molino, tal como ilustrado a modo esquemático en las figura N°2 que comprende al menos un manipulador robótico (2) ubicado en el exterior del molino, al menos un manipulador robótico (3) ubicado en el interior del molino, un sistema de control y una serie de herramientas que son tomadas y manipuladas en forma automática por dichos manipuladores robóticos (2, 3), de forma que el sistema de control instruye una orden de operación de los al menos un manipulador robótico interior y exterior (2, 3) para llevar a cabo los pasos de recambio de al menos un revestimiento del molino en forma coordinada y de colaboración entre al menos ambos manipuladoras robóticos (ver figuras N° 2 a 4)
El al menos un manipulador robótico (2, 3), tal como son ilustrados a modo de ejemplo en las figuras N° 5 y 6, comprende una base (4) que se fija a la superficie de montaje (5), donde a dicha base (4) es montada una columna giratoria (6), un brazo de oscilación (7), un brazo (8), y una muñeca (9) a la cual es montada al menos una herramienta (ver figura N° 7) desde un porta herramientas, que es elegida de entre un dispositivo para la extracción e instalación de tuercas simple (10), o un dispositivo para torqueo y destorqueo doble (11), y/o un dispositivo para toma, instalación y extracción de arandelas copa vulcanizada (12), y/o un dispositivo para empujar y/o botar pernos (13), y un herramienta para tomar, fijar, y mover pernos y/o manipular (14) los revestimientos, que permiten llevar a cabo en forma robótica y automática las etapas de a) dar una orden de recambio de un revestimiento determinado a través del sistema de control b) soltar y retirar las tuercas, b) soltar y retirar las arandelas copa vulcanizadas, c) disponer el manipulador de revestimiento junto al revestimiento a remover, d) empujar los pernos desde el exterior del molino, e) agarrar los pernos con el manipulador, f) remover el revestimiento desde la superficie interior del molido, g) depositarlo para ser sacado desde el interior del molino, h) tomar al menos un perno con el manipulador de revestimiento, i) introducir el perno en el orificio del revestimiento de recambio j) mover el revestimiento hacia la ubicación de remoción inicial del revestimiento cambiado, k) colocar las arandelas nuevamente en los pernos del nuevo revestimiento desde el exterior del molino, I) colocar y torquear las tuercas en los pernos hasta fijar firmemente el revestimiento contra la superficie interior de la carcasa del molino, m) repetir la secuencia anterior para cambiar otro revestimiento, donde el sistema de control permite dar la orden en forma remota a los manipuladores robóticos, para que mediante la indicación de la ubicación, disposición, forma, tamaño y configuración del revestimiento a cambiar, llevar a cabo las diferentes etapas descritas precedentemente en forma automática con las diferentes herramientas que son tomadas por dichos manipuladores robóticos y fijadas a través de la muñeca , de forma tal que cada herramienta comprende además sensores que permiten verificar la correcta operación de cada herramienta en base a la orden dada por el sistema de control en forma coordinada y de colaboración entre al menos ambos manipuladoras robóticos, para llevar a cabo en forma correcta cada operación, lo cual se ilustra a modo de ejemplo a través de las figuras 10 y 10a.
La columna giratoria (6), que es la base de al menos un manipulador robótico (2, 3) (ver figuras N° 5 y 6), permite girar todo el manipulador robótico, en diferentes posiciones para permitir el alcance de los revestimientos fijados en diferentes posiciones en la cubierta interior del molino, y los brazos de oscilación primero y segundo (7, 8), permiten trasladar las herramientas a los diferentes puntos de trabajo del molino. La muñeca (9) permite rotar y/o girar orientando la herramienta fijada en función de la ubicación y/o disposición del revestimiento, perno, tuerca y/o arandela en base a la información que entrega el sistema operativo al manipulador robótico (2, 3). El manipulador robótico comprende además un sistema de instalación eléctrica y un compensador de peso, de forma tal que dicho manipulador robótico se encuentra formado de a lo menos 6 ejes o grados de libertad.
La superficie de montaje (4), la cual se puede apreciar a modo de ejemplo en las figuras N° 6, 10, 10a, puede ser una superficie de montaje simple, tal como una base o soporte de fijación en la cual pueden ser dispuestos diferentes accesorios, tal como soporte para las diferentes herramientas, recipientes para depósitos de tuercas y/o arandelas, soportes para pernos, soporte para revestimientos. En una modalidad de la invención, la cual se puede apreciar a modo de ejemplo en la figura N° 3, la superficie de montaje (4) puede comprender una viga de pivote (15) para fijar el al menos un manipulador robótico (2, 3), permitiendo otorgar un eje de giro adicional, que en funcionamiento permite el movimiento de la viga de pivote en ángulo de aproximadamente 180° grados, mediante el accionamiento de al menos un cilindro hidráulico.
El al menos un manipulador robótico (2, 3) puede comprender un medio de detección de la posición de los revestimientos, perno, tuerca y/o arandela configurado por al menos un sistema de visión artificial, figura N° 8, que se basa en técnicas de visión artificial mediante la utilización de cámaras por triangulación láser (L) a través de la cual es realizado un escáner del manto de la superficie interior del molino para determinar la posición en que deberá ser insertado el revestimiento para verificar y corregir las posibles desviación menores que puede sufrir la disposición ordenada desde el sistema control.
El sistema de visión artificial comprende una cámara de triangulación por láser, cuyo sistema de adquisición se basa en la triangulación por láser, adquiriendo información espacial de su entorno, donde dicha información adquirida es procesada a través de un computador, además comprende un PLC que integra las cámaras y su computador con el sistema de control de posicionamiento de la viga de pivote (15) y el manipulador robótico (2, 3) para lograr la posición especifica que captan las cámaras, donde a través del PLC pasan los datos de posición y orientación angular para transmitirlos al manipulador robótico y controlarlo.
De esta forma el al menos un sistema manipulador robótico (2, 3) de los revestimientos comprende así una configuración de al menos 6 grados de libertad, es decir posee al menos 6 ejes o bien uniones pivotables entre sí, que permiten a cada uno de los elementos efectuar un movimiento distinto o bien en diferentes posiciones o direcciones respecto del otro, que permiten orientar la herramienta unida al manipulador robótico (2, 3) en función al punto de toma del revestimiento que ha sido ordenado desde el sistema de control en base al tipio de revestimiento, su ubicación, disposición y configuración, trasladar la herramienta a diferentes puntos de trabajo, y/o permite girar todo el manipular robótico a diferentes posiciones dentro y/o fuera del molino para acceder a las diferentes posiciones en donde se requiera el recambio de revestimientos.
El sistema de control, figura N° 9, permite operar y controlar el sistema para el recambio de revestimientos de la presente invención, que tiene la función de proveer de energía y controlar el sistema, además de poseer controles para su comando y monitoreo. El sistema de control posee al menos al menos un tablero de fuerza o TDF, tablero de control o TDC gabinetes de control de los manipuladores, tablero de detección de posición TDP y la interfaz hombre máquina o HMI, central hidráulica, sensores inductivos, encoder, entre otros medios de control.
El tablero de fuerza TDF, corresponde al gabinete que contiene los elementos de protección contra sobretensiones, protecciones a equipos eléctricos del gabinete de control, gabinete local de control del manipulador robótico, equipos como el mismo manipulador robótico y el panel de operador HMI (interfaz hombre máquina). También, se encuentra la barra monopolar para la distribución eléctrica a los distintos elementos y/o gabinetes. Cuenta con un seccionador principal termomagnético monofásico para abrir o cerrar el circuito de ingreso de energía eléctrica, además de indicadores luminosos pilotos.
Gabinetes de control de las herramientas, contiene principalmente los drives necesarios para accionar cada servomotor de los manipuladores robóticos y está conectado al TDC general. Se requiere de uno o más gabinetes de control para la funcionalidad del aparato.
El TDC, corresponde a un tablero para albergar los componentes encargados de realizar el control del sistema, la base de este gabinete es su controlador principal, memoria interna y manejo de un módulo de entradas digitales.
El tablero de detección de posición TDP contiene un computador que conecta y recibe señales desde el sistema de visión artificial que capta la posición interna de los revestimientos con alta precisión, datos que el computador procesa y envía las señales al TDC para posicionar los manipuladores robóticos, con sus rutinas.
Adicionalmente, se dispone de una arquitectura de seguridad la que está formada por un controlador que monitorea todas las señales de seguridad del aparato, paradas de emergencia y sobre torques. Las paradas de emergencia son tipo SETA y están en el panel de operación y al costado de los accesos. El accionamiento de las paradas de emergencia produce la detención del aparato. El restablecimiento de una parada de emergencia por sí sola, no deja al aparato en condiciones para entrar nuevamente en operación, siempre es requerido el reconocimiento de la parada de emergencia por el operador. La reposición de las paradas de emergencia se realiza en la zona en donde ésta fue activada, pero el reconocimiento de las paradas de emergencia se realiza a través de la pantalla de operación.
El procedimiento para el recambio de revestimientos de acuerdo a la invención, en una modalidad preferida pero no limitante, comprende el ubicar al menos un manipulador robótico (2, 3) en el exterior e interior del molino adyacente a la superficie exterior e interior del casco de éste, ingresar la orden de recambio a través del sistema de control indicando e identificando el revestimiento a cambiar, donde cada uno de los revestimientos que comprende el molino, preliminarmente se encuentra identificado en el programador del sistema de control, tanto en su ubicación, disposición, forma y configuración, de forma tal de entregar la información y orden en forma precisa y exacta al menos a un manipulador robótico (2, 3) para que proceda con las diferentes etapas o secuencia de operación para realizar el recambio de dicho revestimiento identificado en forma coordinada y colaborativa entre al menos ambos manipuladores robóticos (2, 3). Posteriormente se inicia la secuencia de recambio en donde el manipulador robótico (3) que se encuentra ubicado en el exterior toma una herramienta de torqueo para ser dispuesta en la ubicación de las tuercas del revestimiento identificado a cambiar, donde además dicha secuencia además comprende ubicar y alinear una herramienta de agarre de pernos y manipulador de revestimiento que es tomada por el manipulador robótico (2) ubicado en el interior del molido, de forma que dicha herramienta quede alineada en la posición de salida del revestimiento, la herramienta de torqueo del manipulador robótico ubicado en el exterior del molino es accionada para realizar la remoción de las tuercas, posteriormente la herramienta es cambiada por una herramienta para manipulación de las arandelas que permite retirar las arandelas desde los pernos, donde dichas operaciones pueden ser realizadas por al menos otro brazo robótico ubicado en el exterior del molino, posteriormente es accionado un dispositivo para empujar y/o botar pernos, que puede ser dispuesta en otro manipulador robótico, de forma tal que dicha herramienta permite empujar los pernos hacia el interior del molino, los cuales son sujetados y tomados por el manipulador de revestimiento, dispuesto en al menos un brazo robótico (2) ubicado en el interior del molino, de esta forma se agarran los pernos de forma tal de ejercer un fuerza que permite liberar el revestimiento desde el casco del molino, colocando el revestimiento en una ángulo que permite evitar que se caiga, se traslada el revestimiento a un dispositivo alimentador que lo retira de la zona junto con los pernos.
Para la instalación del revestimiento nuevo el manipulador robótico (2) dispuesto en el interior del molino con la herramienta de manipulación de revestimiento fijada a éste se mueve para tomar los pernos desde un alimentador de perno, con los pernos en posición se mueven a la zona de alimentación del revestimiento encajando los pernos a través de los orificios del revestimiento, tomando el revestimiento en un ángulo tal que evita que se caiga desde la herramienta, se mueve el manipulador robótico hacia la posición en la cual fue retirado el revestimiento usado de forma tal de disponer el revestimiento en dicha posición de forma que los pernos son introducios a través de los orificios del casco, en donde quedan expuestos para que a través del manipulador robótico exterior, que posee una herramienta de manipulación de arandelas, introduzca una arandela a través del perno, posteriormente mediante una herramienta de torqueo, dispuesta en un manipulador robótico, ubicado en el exterior se procede a torquear y fijar una tuerca en el perno, fijando de esta forma el nuevo revestimiento a la superficie interior del casco del molino, procedimiento que no implico la utilización de personal, solamente los manipuladores robóticos (2, 3) con sus respectivas herramientas en forma coordinada y colaborativa.
Con configuración de la presente invención, se puede realizar toda la operación de recambio de un revestimiento en forma robótica y automatizada, en forma coordinada y colaborativa, evitando así que personal se encuentre dentro y fuera del molino realizando la operación, así como dotar al manipulador robótico de la configuración necesaria para mejorar la operación de manipulación al poseer un mayor grado de libertad y/o flexibilidad en sus movimientos, proporcionado al procedimiento un mayor grado certeza y eficacia, respecto de los equipos utilizados en la técnica.
Si bien la configuración del sistema para el recambio de revestimientos de un molino utilizado para la molienda de mineral aquí descritas constituye una inclusión preferida de esta invención, se debe entender que la invención no se limita a esta forma precisa del sistema para el recambio de revestimiento, ya que se pueden hacer cambios en este sin apartarse del alcance de la invención, que se definen en las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES
1 Sistema para el recambio robótico y automatizado, coordinado y colaborativo, de revestimientos en un molino, CARACTERIZADO comprende al menos un manipulador robótico (2) ubicado en el exterior del molino, al menos un manipulador robótico (3) ubicado en el interior del molino, un sistema de control y una serie de herramientas que son tomadas y manipuladas en forma automática por dichos manipuladores robóticos (2, 3), de forma que el sistema de control instruye una orden de operación de los al menos un manipulador robótico interior y exterior (2, 3) para llevar a cabo los pasos de recambio de al menos un revestimiento del molino en forma coordinada y de colaboración entre al menos ambos manipuladoras robóticos.
2.- Sistema para el recambio robótico y automatizado, coordinado y colaborativo de revestimiento en un molino, de acuerdo a la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque el al menos un manipulador robótico (2, 3) comprende una base (4) que se fija a la superficie de montaje (5), donde a dicha base (4) es montada una columna giratoria (6), un brazo de oscilación (7), un brazo (8), y una muñeca (9) a la cual es montada al menos una herramienta.
3.- Sistema para el recambio robótico y automatizado, coordinado y colaborativo de revestimiento en un molino, de acuerdo a las reivindicaciones 1 y/o 2, CARACTERIZADO porque las herramientas comprenden un dispositivo para la extracción e instalación de tuercas simple (10), y/o un dispositivo para torqueo y destorqueo doble (11), y/o un dispositivo para toma, instalación y extracción de arandelas copa vulcanizada (12), y/o un dispositivo para empujar y/o botar pernos (13), y/o un herramienta para tomar, fijar, y mover pernos y/o manipular (14) los revestimientos.
4.- Sistema para el recambio robótico y automatizado, coordinado y colaborativo de revestimiento en un molino, de acuerdo a la reivindicación 1 , 2 y/o 3, CARACTERIZADO porque el al menos un manipulador robótico (2, 3) comprende además un sistema de instalación eléctrica y un compensador de peso, donde dicho al menos un manipulador robótico (2, 3) se encuentra formado de al menos 6 ejes o grados de libertad.
5.- Sistema para el recambio robótico y automatizado, coordinado y colaborativo de revestimiento en un molino, de acuerdo a la reivindicación 1 , 2, 3 y/o 4 CARACTERIZADO porque la superficie de montaje (4) puede comprender una viga de pivote (14) para fijar el al menos un manipulador robótico (2, 3), permitiendo otorgar un eje de giro adicional, que en funcionamiento permite el movimiento de la viga de pivote en ángulo de aproximadamente 180° grados, mediante el accionamiento de al menos un cilindro hidráulico.
6.- Sistema para el recambio robótico y automatizado, coordinado y colaborativo de revestimiento en un molino, de acuerdo a la reivindicación 1 , 2, 3, 4 y/o 5, CARACTERIZADO porque la superficie de montaje (4), puede ser una superficie de montaje simple, tal como una base o soporte de fijación en la cual pueden ser dispuestos diferentes accesorios, tal como soporte para las diferentes herramientas, recipientes para depósitos de tuercas y/o arandelas, soportes para pernos, soporte para revestimientos.
7.- Sistema para el recambio robótico y automatizado, coordinado y colaborativo de revestimiento en un molino, de acuerdo a las reivindicación 1 , 2, 3, 4, 5 y/o 6 CARACTERIZADO porque el al menos un manipulador robótico (2, 3) puede comprender un medio de detección de la posición de los revestimientos, perno, tuerca y/o arandela configurado por al menos un sistema de visión artificial.
7.- Sistema para el recambio robótico y automatizado, coordinado y colaborativo de revestimiento en un molino, de acuerdo a las reivindicación 1 , 2, 3, 4, 5, y/o 6 CARACTERIZADO porque el sistema de control posee al menos al menos un tablero de fuerza o TDF, tablero de control o TDC gabinetes de control de los manipuladores, tablero de detección de posición TDP y la interfaz hombre máquina o HMI, central hidráulica, sensores inductivos, encoder, entre otros medios de control.
8.- Procedimiento para el recambio robótico y automatizado, coordinado y colaborativo de revestimiento en un molino, CARACTERIZADO porque comprende el ubicar al menos un manipulador robótico (2, 3) en el exterior e interior del molino adyacente a la superficie exterior e interior del casco de éste, ingresar la orden de recambio a través del sistema de control indicando e identificando el revestimiento a cambiar, donde cada uno de los revestimientos que comprende el molino, preliminarmente se encuentra identificado en el programador del sistema de control, tanto en su ubicación, disposición, forma y configuración, de forma tal de entregar la información y orden en forma precisa y exacta al menos a un manipulador robótico (2, 3) para que proceda con las diferentes etapas o secuencia de operación para realizar el recambio de dicho revestimiento identificado en forma coordinada y colaborativa entre al menos ambos manipuladores robóticos (2, 3), donde las acciones coordinadas y colaborativas entre ambos al menos manipuladores robóticos (2, 3) comprenden al menos una de las etapas de dar una orden de recambio de un revestimiento determinado a través del sistema de control, soltar y retirar las tuercas, soltar y retirar las arandelas copa vulcanizadas, disponer el manipulador de revestimiento junto al revestimiento a remover, empujar los pernos desde el exterior del molino, agarrar los pernos con el manipulador, remover el revestimiento desde la superficie interior del molido, depositarlo para ser sacado desde el interior del molino.
9.- Procedimiento para instalación de un nuevo revestimiento en forma robótica y automatizada, coordinado y colaborativo, CARACTERIZADO porque al menos un manipulador robótico (2) dispuesto en el interior del molino con la herramienta de manipulación de revestimiento fijada a éste se mueve para tomar los pernos desde un alimentador de perno, con los pernos en posición se mueven a la zona de alimentación del revestimiento encajando los pernos a través de los orificios del revestimiento, tomando el revestimiento en un ángulo tal que evita que se caiga desde la herramienta, se mueve el manipulador robótico hacia la posición en la cual fue retirado el revestimiento usado de forma tal de disponer el revestimiento en dicha posición de forma que los pernos son introducios a través de los orificios del casco, en donde quedan expuestos para que a través del manipulador robótico exterior, que posee una herramienta de manipulación de arandelas, introduzca una arandela a través del perno, posteriormente mediante una herramienta de torqueo, dispuesta en un manipulador robótico, ubicado en el exterior se procede a torquear y fijar una tuerca en el perno, fijando de esta forma el nuevo revestimiento a la superficie interior del casco del molino.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023173235A1 (es) * 2022-03-13 2023-09-21 Mura Yanez Miguel Angel Sistema de equipos autónomos que permiten multiplicidad de tareas posibles sobre obras, como molienda de mineral; que incluye vehículos y equipamientos; que incluye un manipulador multitarea que se comunica con un revestimiento y otros; que son operados por un controlador y enlace wifi. y métodos.
WO2023235995A1 (es) * 2022-06-10 2023-12-14 Mi Robotic Solutions S.A. Un dispositivo de torque automatizado para la instalación y extracción de elementos de sujeción para revestimientos de molinos

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US55998A (en) 1866-07-03 Improvement in bee-hives
US20100057254A1 (en) * 2006-11-13 2010-03-04 Salamanca Hugo P Methods for using robotics in mining and post-mining processing
WO2014124491A1 (en) 2013-02-14 2014-08-21 Russell Mineral Equipment Pty Ltd Suspension and guidance apparatus for tool relative to a mill
US8886358B2 (en) * 2011-03-30 2014-11-11 Seiko Epson Corporation Robot controller and robot system
WO2015172262A1 (es) * 2014-05-16 2015-11-19 Mi Robotic Solutions S.A. Maquina robotica para el retiro e insercion de parrillas trommel y su metodo de operacion
WO2018157201A1 (en) 2017-02-28 2018-09-07 Russell Mineral Equipment Pty Ltd Mill liner removal system

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070180678A1 (en) * 2005-11-10 2007-08-09 Hugo Salamanca Robot system and method for bolt removal from SAG and/or ball mills in ore concentration processes
CA2796099C (en) * 2010-04-19 2018-05-15 Vulco S.A. A wear plate fastening system, arrangement and method
WO2013181717A1 (en) * 2012-06-08 2013-12-12 Clyde Campbell A grinding mill installation
EP3554711B1 (en) * 2016-12-19 2022-01-05 Russell Mineral Equipment Pty Ltd Mill liner installation

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US55998A (en) 1866-07-03 Improvement in bee-hives
US20100057254A1 (en) * 2006-11-13 2010-03-04 Salamanca Hugo P Methods for using robotics in mining and post-mining processing
US8886358B2 (en) * 2011-03-30 2014-11-11 Seiko Epson Corporation Robot controller and robot system
WO2014124491A1 (en) 2013-02-14 2014-08-21 Russell Mineral Equipment Pty Ltd Suspension and guidance apparatus for tool relative to a mill
WO2015172262A1 (es) * 2014-05-16 2015-11-19 Mi Robotic Solutions S.A. Maquina robotica para el retiro e insercion de parrillas trommel y su metodo de operacion
WO2018157201A1 (en) 2017-02-28 2018-09-07 Russell Mineral Equipment Pty Ltd Mill liner removal system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023173235A1 (es) * 2022-03-13 2023-09-21 Mura Yanez Miguel Angel Sistema de equipos autónomos que permiten multiplicidad de tareas posibles sobre obras, como molienda de mineral; que incluye vehículos y equipamientos; que incluye un manipulador multitarea que se comunica con un revestimiento y otros; que son operados por un controlador y enlace wifi. y métodos.
WO2023235995A1 (es) * 2022-06-10 2023-12-14 Mi Robotic Solutions S.A. Un dispositivo de torque automatizado para la instalación y extracción de elementos de sujeción para revestimientos de molinos

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