智能化扒渣机制造技术

本发明专利技术公开了一种智能化扒渣机。包括视觉控制器、人机界面、相机、光源、PLC控制器、显示器和机械臂，视觉控制器设置在机械臂根部下方，机械臂周围设置有三个相机，所述的三个相机分别为相机CAM‑1、相机CAM‑2和相机CAM‑3，所述的视觉控制器分别与人机界面、相机、光源、PLC控制器、显示器连接，PLC控制器与机械臂控制连接。本发明专利技术通过机器视觉的方法，取代人工，自动识别钢包位置、钢液位置、钢渣，然后传递信号给扒渣机执行机构，进行扒渣作业；提高了安全性及生产效率。

Intelligent slagging machine

The invention discloses an intelligent slag grilled machine. It includes a visual controller, a human-computer interface, a camera, a light source, a PLC controller, a display and a manipulator. The visual controller is set under the root of the manipulator, and there are three cameras around the manipulator. The three cameras are the camera CAM 1, the camera CAM 2 and the camera CAM 3, respectively. Machine interface, camera, light source, PLC controller, display connection, PLC controller and manipulator control connection. By replacing artificial machine vision by machine vision, the invention automatically identifies the position of ladle, steel liquid position and steel slag, and then transfers signals to the executing mechanism of the slagging machine, and carries out the operation of slag and improves the safety and production efficiency.

【技术实现步骤摘要】
智能化扒渣机
本专利技术涉及的是钢铁企业的一种移除钢液表面浮渣的设备，具体涉及一种智能化扒渣机。
技术介绍
现有的钢水扒渣机的具体工作过程如下：1、炼钢厂LF炉（钢水精炼炉）完成钢水冶炼后，钢水会转移至钢包中，钢水表面漂浮钢渣。2、钢包（数百吨重）由行车调运至扒渣机作业区，并由人工控制行车，使钢包移动到合适位置。3、人工控制行车，使钢包倾斜一定角度。4、扒渣机启动作业，伸出扒渣机臂（臂前端装有渣耙），耙子移动至钢包液面的钢渣上方，浸入钢液并往外侧移动，扒出钢渣掉落到地面。5、钢渣清理完毕后，扒渣臂和耙子退回到初始位置。6、扒渣机由PLC控制，扒渣机臂移动控制为气动。现场有操作按钮，需人工操作完成扒渣。现有的钢水扒渣机具有以下缺陷：1、钢水一般都在一千度以上，而扒渣机作业时，需要人工在附近操作，环境恶劣（高温）且存在危险性（钢液溅出等）。2、需要两个人工进行操作，占用工时和人力成本。综上所述，本专利技术设计了一种智能化扒渣机。
技术实现思路
针对现有技术上存在的不足，本专利技术目的是在于提供一种智能化扒渣机，通过机器视觉的方法，取代人工，自动识别钢包位置、钢液位置、钢渣，然后传递信号给扒渣机执行机构，进行扒渣作业；提高了安全性及生产效率。为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：智能化扒渣机，包括视觉控制器、人机界面、相机、光源、PLC控制器、显示器和机械臂，视觉控制器设置在机械臂根部下方，机械臂周围设置有三个相机，所述的三个相机分别为相机CAM-1、相机CAM-2和相机CAM-3，所述的视觉控制器分别与人机界面、相机、光源、PLC控制器、显示器连接，PLC控制器与机械臂控制连接。作为优选，所述的相机为红外相机。作为优选，所述的相机CAM-1用于确定扒渣耙子在水平面中的位置以及钢水中钢渣的位置。作为优选，所述的相机CAM-2用于确定扒渣耙子在垂直面中的位置。作为优选，所述的相机CAM-3用于识别钢水流出钢包的时刻以控制钢包的倾斜姿态以及用于确定钢水中钢渣的位置。作为优选，所述的智能化扒渣机的工作流程为：1、移动装满钢水的钢包到待扒渣位置，钢包移动位置控制可通过CAM-1识别方式实现；2、进行钢包倾斜操作，同时使用相机CAM-3识别钢包的倾斜角度，达到钢水刚好流出的角度时，发出控制指令使倾斜操作停止；3、通过相机CAM-1和相机CAM-3识别钢水中的钢渣位置，控制机械臂X方向、Y方向进行移动，将扒渣耙末端移动到杂质上方，通过相机CAM-1和相机CAM-2确认扒渣耙到达合适位置；4、通过相机CAM-2和相机CAM-3识别扒渣耙末端与钢渣的相对位置，控制机械臂的Z方向将扒渣耙伸入钢水中，并同时保证机械臂在整个扒渣的移出的过程中不会与钢包的边沿干涉；5、重复步骤3和步骤4，直至通过相机CAM-1和相机CAM-3识别钢水中的剩余的钢渣量满足规定要求，表示扒渣动作完成；6、将机械臂沿Y方向、Z方向复位，复位完成后，沿X方向将机械臂回收到待机位置，扒渣操作完成。本专利技术的有益效果：本专利技术通过视觉控制器1来控制机械比来进行工作，减轻了工人的负担，提高了工作效率，成本低，安全性高。附图说明下面结合附图和具体实施方式来详细说明本专利技术；图1为本专利技术的扒渣自动控制系统原理图；图2为本专利技术的设备及相机安装位置图。具体实施方式为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。参照图1-图2，本具体实施方式采用以下技术方案：智能化扒渣机，包括视觉控制器1、人机界面2、相机3、光源4、PLC控制器5、显示器6和机械臂7，视觉控制器1设置在机械臂7根部下方，机械臂周围设置有三个相机3，所述的三个相机3分别为相机CAM-1、相机CAM-2和相机CAM-3，所述的视觉控制器1分别与人机界面2、相机3、光源4、PLC控制器5、显示器6连接，PLC控制器5与机械臂7控制连接。本具体实施方式通过机器视觉的方法，取代人工，自动识别钢包位置、钢液位置、钢渣，然后传递信号给扒渣机执行机构，进行扒渣作业。具体如下：在扒渣机附近安装摄像头，自动识别钢水、钢渣、液面位置等；在钢包抵达合适位置并倾斜一定角度后，扒渣机自动开始扒渣作业。扒渣机臂要根据钢渣位置和作业要求，可以自动进行前后移动（推拉），上下移动（臂的高低位置调整），水平面上的左右摆动。根据摄像头识别的各个位置和钢渣位置，可以根据情况，智能调整机臂和渣耙位置、方向和动作进行扒渣，直至扒渣完成。扒渣作业完成后，发出信号给行车，同时扒渣机复位。本具体实施方式扒渣机附近安装三台检测相机采用专业工业红外相机，通过采用机器视觉技术和机械臂自动控制技术，建立视觉伺服控制智能扒渣系统，相应信号输入扒渣机PLC控制器，整个控制系统的原理图如图1所示；人机界面可以实现整个系统的启动、停止、手动设备控制操作。显示器作为整个控制系统的画面监视，视觉控制器（控制计算机）获取三台相机的图像信息进行位置、尺寸、角度的识别计算，并与PLC控制器进行通讯，将识别结果发送给PLC控制器，对机械臂进行相应的逻辑动作控制，图2中，相机CAM-1用于确定扒渣耙子在水平面中的位置以及钢水中钢渣的位置、相机CAM-2主要用于确定扒渣耙子在垂直面中的位置、相机CAM-3用于识别钢水流出钢包的时刻以控制钢包的倾斜姿态以及用于确定钢水中钢渣的位置。整个系统进行控制和操作的扒渣工作流程如下步骤：1、移动装满钢水的钢包到待扒渣位置，钢包移动位置控制可通过CAM-1识别方式实现；2、进行钢包倾斜操作，同时使用CAM-3识别钢包的倾斜角度，达到钢水刚好流出的角度时，发出控制指令使倾斜操作停止；3、通过CAM-1和CAM-3识别钢水中的钢渣位置，控制机械臂X方向、Y方向进行移动，将扒渣耙末端移动到杂质上方，通过CAM-1和CAM-2确认扒渣耙到达合适位置；4、通过CAM-2和CAM-3识别扒渣耙末端与钢渣的相对位置，控制机械臂的Z方向将扒渣耙伸入钢水中，并同时保证机械臂在整个扒渣的移出的过程中不会与钢包的边沿干涉；5、重复步骤3和4，直至通过CAM-1和CAM-3识别钢水中的剩余的钢渣量满足规定要求，表示扒渣动作完成；6、将机械臂沿Y方向、Z方向复位，复位完成后，沿X方向将机械臂回收到待机位置，扒渣操作完成。以上显示和描述了本专利技术的基本原理和主要特征和本专利技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下，本专利技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本专利技术范围内。本专利技术要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.智能化扒渣机，其特征在于，包括视觉控制器(1)、人机界面(2)、相机(3)、光源(4)、PLC控制器(5)、显示器(6)和机械臂(7)，视觉控制器(1)设置在机械臂(7)根部下方，机械臂周围设置有三个相机(3)，所述的三个相机(3)分别为相机CAM‑1、相机CAM‑2和相机CAM‑3，所述的视觉控制器(1)分别与人机界面(2)、相机(3)、光源(4)、PLC控制器(5)、显示器(6)连接， PLC控制器(5)与机械臂(7)控制连接。

【技术特征摘要】
1.智能化扒渣机，其特征在于，包括视觉控制器(1)、人机界面(2)、相机(3)、光源(4)、PLC控制器(5)、显示器(6)和机械臂(7)，视觉控制器(1)设置在机械臂(7)根部下方，机械臂周围设置有三个相机(3)，所述的三个相机(3)分别为相机CAM-1、相机CAM-2和相机CAM-3，所述的视觉控制器(1)分别与人机界面(2)、相机(3)、光源(4)、PLC控制器(5)、显示器(6)连接，PLC控制器(5)与机械臂(7)控制连接。2.根据权利要求1所述的智能化扒渣机，其特征在于，所述的相机(3)为红外相机。3.根据权利要求1所述的智能化扒渣机，其特征在于，所述的相机CAM-1用于确定扒渣耙子在水平面中的位置以及钢水中钢渣的位置。4.根据权利要求1所述的智能化扒渣机，其特征在于，所述的相机CAM-2用于确定扒渣耙子在垂直面中的位置。5.根据权利要求1所述的智能化扒渣机，其特征在于，所述的相机CAM-3用于识别钢水流出钢包的时刻以控制钢包的倾斜姿态以及用于确定钢水中...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立佳，
申请(专利权)人：上海曙佳科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31