电炉操作组合机器人系统及操作方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电炉操作组合机器人系统及操作方法。组合机器人系统包括轨道、载车、回转机构、机械臂、执行机构、金属包和伺服机器人；所述伺服机器人和金属包为两组，分别设置在电炉前侧的地坑中；所述伺服机器人用于驱动对应的金属包进行升降和前后移动；所述轨道沿前后方向铺设在第一电炉和第二电炉之间，并延伸至两个地坑之间；所述载车沿轨道前后移动；所述机械臂通过回转机构安装在载车上；所述机械臂的末端通过可拆卸方式安装有所述执行机构。本发明专利技术可以替代炉台、炉前及行车操作人员，提高操作效率和产品质量，节省时间、降低能耗，改善操作人员的作业环境。改善操作人员的作业环境。改善操作人员的作业环境。

【技术实现步骤摘要】
电炉操作组合机器人系统及操作方法


[0001]本专利技术涉及一种针对电炉熔化金属、电炉出液及金属包包内操作的组合式机器人系统，还涉及一种基于该系统的操作发方法。

技术介绍

[0002]目前的感应电炉熔化金属的炉台和炉前的操作，主要依靠人工。比如出铁操作，是人工在炉前的操作台操作。为了便于观看，出炉操作的人工操作台只能设置在炉台的前方，距离电炉和金属包（容器）很近。金属包由行车吊行，在操作工的指挥下，起落或前后移动。
[0003]这种方式存在的问题是：1、炉台和炉前作业环境差，属于高温危险作业，有粉尘有重金属污染，不利于工作环境的改善和安全生产；2、由于操作过程比较复杂，行车操作工距离又太远，加上车间噪声和烟尘，沟通不便，影响正常操作；3、行车移动距离不好控制，不仅满足不了准确的位置要求，还容易碰撞电炉，这些都导致操作质量不稳定，影响产品质量；4、劳动强度大，操作效率低，时间长，导致整体能耗高，不利于提高效率和节能减排；5、不能实现全封闭除尘，除尘效果差，行车操作工需要保持较好的视线，还要考虑炉台的操作工的安全和通气，以及吊绳需穿过除尘罩等影响，最终导致除尘罩的“漏气”多，不仅影响除尘效果，还会多消耗许多能量；6、不利于实现自动化操作。
[0004]另一方面，尽管现有技术中已经提出了进行炉内熔化、测温、金属包清渣机械手等机械化机构，但是这些机构仍然依赖人工现场操作，或是需要使用独立的机械臂进行驱动，达不到炉台炉前不用人工操作的目的。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出了一种电炉操作组合机器人系统及操作方法，其目的是：提高电炉相关操作的效率，保证产品质量，降低能耗，改善作业环境。
[0006]本专利技术技术方案如下：一种电炉操作组合机器人系统，所述电炉包括左右并排设置的第一电炉和第二电炉，所述机器人系统包括轨道、载车、回转机构、机械臂、执行机构、金属包和伺服机器人；所述伺服机器人和金属包为两组，分别与第一电炉和第二电炉一一对应，且分别设置在电炉前侧的地坑中；所述伺服机器人用于驱动对应的金属包进行升降和前后移动；所述轨道沿前后方向铺设在第一电炉和第二电炉之间，并延伸至两个地坑之间；或者，所述轨道沿前后方向铺设在其中一个电炉的外侧，并延伸至地坑旁；所述载车沿轨道前后移动，所述轨道上设有位于电炉旁侧的熔化操作工位、位于电炉炉口旁侧的出炉操作工位以及位于地坑旁侧的包内操作工位；所述机械臂通过回转机构安装在载车上以实现相对于载车的水平回转；所述机械臂的末端通过可拆卸方式安装有所述执行机构；所述执行机构包括可相互更换的熔化操作机构、出炉操作机构和包内操作机构。
[0007]作为上述机器人系统的进一步改进：还包括防尘罩，第一电炉、第二电炉和二者对
应的金属包均在所述防尘罩内。
[0008]作为上述机器人系统的进一步改进：所述机械臂或载车或回转机构上安装有视频采集装置。
[0009]作为上述机器人系统的进一步改进：所述载车上还设有装载容器。
[0010]本专利技术还公开了一种电炉操作方法，步骤为：步骤1、载车沿铺设在第一电炉和第二电炉之间的轨道移动到熔化操作工位，载车上的机械臂带动熔化操作机构对第一电炉和第二电炉进行熔化处理操作；步骤2、电炉向前侧地坑中的金属包倾倒出液，载车沿轨道移动到出炉操作工位，机械臂带动出炉操作机构对第一电炉和第二电炉进行出炉处理操作；步骤3、电炉回到原始状态，载车沿轨道移动到包内操作工位，机械臂带动包内操作机构对金属包进行包内处理操作。
[0011]作为上述操作方法的进一步改进：步骤2中，金属包在底部伺服机器人的驱动下根据电炉的倾倒角度进行升降和前后移动，电炉倾倒角度越大，金属包的高度越低；炉内金属液越少，位置越靠前。
[0012]作为上述操作方法的进一步改进：载车、机械臂以及伺服机器人由操作室中的控制中心远程控制，所述控制中心还连接有设置在机械臂或载车或回转机构上的视频采集装置和传感器，控制人员根据现场视频画面和传感器信号指示进行控制。
[0013]相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：（1）本专利技术通过移动式全能机器人与驱动金属包移动的伺服机器人，实现了炉内操作、出炉操作和包内操作的机械化，可以替代炉台、炉前及行车操作人员，提高操作效率和产品质量，节省时间、降低能耗，改善操作人员的作业环境；（2）通过全封闭防尘罩高效率的遮挡电炉和金属包产生的粉尘，进一步降低了电炉操作对操作人员健康的影响；（3）通过合理布局轨道的位置，结合回转机构，使得机械臂及执行机构可以兼顾两个电炉和两个金属包的操作，效率提高的同时也降低了投入成本；（4）金属包可以根据电炉的倾倒角度调整高度及位置，有效防止了金属液飞溅、浪费等情况的发生；（5）在现场视频和传感器的辅助下实现了远程操作，降低了控制难度，提高自动化操作程度。
附图说明
[0014]图1为载车移动到熔化操作工位时，组合机器人系统的结构示意图；图2为载车移动到出炉操作工位时，组合机器人系统的结构示意图；图3为载车移动到包内操作工位时，组合机器人系统的结构示意图；图4为电炉、地坑、金属包、伺服机器人以及防尘罩之间的位置关系示意图；图5为电炉以不同的倾倒角度出液时，金属包的高度对比示意图。
具体实施方式
[0015]下面结合附图详细说明本专利技术的技术方案：如图1至4，一种电炉操作组合机器人系统，所述电炉包括左右并排设置的第一电炉1和第二电炉4。第一电炉1和第二电炉4所在的区域为炉台区，其前侧为炉前区。
[0016]所述机器人系统包括轨道2、载车3、回转机构6、机械臂8、执行机构9、金属包11和
伺服机器人12。
[0017]所述伺服机器人12和金属包11为两组，分别与第一电炉1和第二电炉4一一对应，分别设置在电炉前侧的地坑5中。所述伺服机器人12用于驱动对应的金属包11进行升降和前后移动。升降和平移动作，分别通过一套液压或电动推杆、或电机
‑
丝杠
‑
导轨结构来实现。
[0018]所述轨道2沿前后方向铺设在炉台区第一电炉1和第二电炉4之间，并延伸至炉前取两个地坑5之间（轨道2也可以设置在电炉的一侧）。所述载车3沿轨道2前后移动，所述轨道2上设有位于第一电炉1与第二电炉4之间的熔化操作工位、位于第一电炉1炉口和第二电炉4炉口之间的出炉操作工位以及位于两个地坑5之间的包内操作工位。
[0019]所述机械臂8通过回转机构6安装在载车3上以实现相对于载车3的水平回转。回转机构6可以是液压马达或电机驱动齿圈的结构方式，也可以是蜗轮蜗杆的结构方式。通过回转机构6可以带动机械臂8进行360度回转。
[0020]所述机械臂8的末端通过可拆卸方式安装有所述执行机构9。具体的，所述执行机构9包括可相互更换的熔化操作机构、出炉操作机构和包内操作机构，与上述三个工位一一对应。可相互更换是指，根据当前要进行的操作，从机械臂8末端拆下原有的操作机构，换上新的操作机构。操作机构自带驱动单元，通过机械连接、线缆和管路连接，即可完成更换。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电炉操作组合机器人系统，所述电炉包括左右并排设置的第一电炉（1）和第二电炉（4），其特征在于：所述机器人系统包括轨道（2）、载车（3）、回转机构（6）、机械臂（8）、执行机构（9）、金属包（11）和伺服机器人（12）；所述伺服机器人（12）和金属包（11）为两组，分别与第一电炉（1）和第二电炉（4）一一对应，且分别设置在电炉前侧的地坑（5）中；所述伺服机器人（12）用于驱动对应的金属包（11）进行升降和前后移动；所述轨道（2）沿前后方向铺设在第一电炉（1）和第二电炉（4）之间，并延伸至两个地坑（5）之间；或者，所述轨道（2）沿前后方向铺设在其中一个电炉的外侧，并延伸至地坑旁；所述载车（3）沿轨道（2）前后移动，所述轨道（2）上设有位于电炉旁侧的熔化操作工位、位于电炉炉口旁侧的出炉操作工位以及位于地坑（5）旁侧的包内操作工位；所述机械臂（8）通过回转机构（6）安装在载车（3）上以实现相对于载车（3）的水平回转；所述机械臂（8）的末端通过可拆卸方式安装有所述执行机构（9）；所述执行机构（9）包括可相互更换的熔化操作机构、出炉操作机构和包内操作机构。2.如权利要求1所述的电炉操作组合机器人系统，其特征在于：还包括防尘罩（10），第一电炉（1）、第二电炉（4）和二者对应的金属包（11）均在所述防尘罩（10）内。3.如权利要求1或2所述的电炉操作组合机器人系统，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛富春，
申请(专利权)人：烟台盛利达工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：