一种铁包车接插电机器人系统及其自动插接方法技术方案

本申请公开了一种铁包车接插电机器人系统及其自动插接方法，铁包车所在轨道一侧设对铁包车初步定位的激光测距系统，系统配置六轴机器人，六轴机器人末端安装电缆连接器插拔系统，铁包车侧壁上设接插电接口组件，接插电接口组件包括接插电接口

【技术实现步骤摘要】
一种铁包车接插电机器人系统及其自动插接方法


[0001]本申请涉及钢铁生产
，尤其涉及冶金行业中铁水包开盖接插电接口的电缆插拔，具体涉及一种铁包车接插电机器人系统及其自动插接方法
。

技术介绍

[0002]在钢铁企业的生产过程中，铁水由炼铁厂转运至炼钢厂的运输环节是必不可缺的，其转运方法普遍是将铁水包放置在机车上，铁水包在高炉下接满铁水后通过机车牵引运输至炼钢作业区
。
[0003]铁水包在高炉车间装满铁水后，由机车运送至炼钢车间兑铁工位，在运送过程中，铁水包为降低铁水温度损耗，在铁水包上设置自动开
/
关包盖设备，铁包车侧面设置接插电接口，方便为铁水包自动开
/
关包盖设备供电
。
对铁水包加盖可以减少铁水包在运输途中的热量散发，特别是减少雨雪天气时的热量散发，达到对铁水包及铁水保温的目的，这对钢铁企业的能源节约以及降低生产成本是至关重要的
。
[0004]现有技术中，一列车辆上的几个铁水包是电气并联的，只需要将第一个铁水包的电缆连接器对接后，这几个铁水包都会得电，同时打开铁水包盖，当需要进行开关盖操作时，需人工先将电缆连接器插在电气控制箱的接口上
。
因此，当前兑铁工位铁水包开盖接插电接口的电缆连接器插拔工作均通过现场人工操作完成
。
而兑铁工位环境温度高
、
粉尘大，不利于人员身体健康，同时操作空间狭窄，人员在插接铁水包加盖电缆连接器时，上方铁水包吊运及机车运送铁水包进站频繁，人员操作存在较大安全隐患，且人员劳动强度大
。
再者，人工操作难免失误，人工进行电缆连接器拔拆操作后，有时会忘记关闭接插电接口的密封保护盖，在接插电接口落入灰尘和杂物后，会导致电缆连接器与接插电接口接触不良，情况严重会导致接插电接口及电缆连接器烧毁
。
[0005]因此，亟需提出一种新的技术方案来解决现有技术中存在的问题
。

技术实现思路

[0006]本申请提供一种铁包车接插电机器人系统及其自动插接方法，用以解决现有技术中铁水包上设置的自动开
/
关包盖设备电缆插接较依赖人工，存在操作安全隐患，不利于安全生产的问题
。
[0007]为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
[0008]一方面，本申请提供一种铁包车接插电机器人系统，包括控制装置，以及分别与控制装置信号相连的工业机器人系统
、
安装在工业机器人系统末端的电缆连接器插拔系统，以及设置在铁包车所在轨道一侧的激光测距系统；
[0009]工业机器人系统包括六轴机器人，六轴机器人用以携带电缆连接器插拔系统移动，激光测距系统用以对铁包车进行定位；
[0010]铁包车的侧壁上设置接插电接口组件，接插电接口组件包括接插电接口
、
接口定位块
、
电缆连接器锁定件及密封保护盖；
[0011]电缆连接器插拔系统包括
3D
视觉系统
、
电缆连接器夹爪机构
、
推拉机构
、
拨叉滑动机构及保护盖开闭机构；
[0012]3D
视觉系统用以对接口定位块扫描定位；电缆连接器夹爪机构用以夹持电缆连接器，且实现电缆连接器与接插电接口的插拔动作；拨叉滑动机构包括滑台气缸及拨叉锥轴，通过滑台气缸的上下移动带动拨叉锥轴开启或关闭电缆连接器锁定件；保护盖开闭机构包括滑台气缸及沿滑台气缸往复移动以打开或关闭密封保护盖的开闭件
。
[0013]上述技术方案中进一步的，激光测距系统包括激光测距支架
、
安装在激光测距支架上的激光测距防护罩，以及安装在激光测距防护罩内的激光测距传感器，激光测距支架设置在铁包车所在轨道末端，且设置在铁包车设置有接插电接口的一侧，激光测距传感器的监测方向指向铁包车驶入方向
。
[0014]进一步的，激光测距传感器与控制装置信号相连，激光测距传感器用以检测铁包车端面位置，控制装置接收激光测距传感器的检测数据并向电缆连接器插拔系统发送表征接插电接口位置的信号
。
[0015]进一步的，工业机器人系统包括机器人地轨，六轴机器人通过地轨连接板与机器人地轨滑动连接，地轨连接板上设置初始位置防护罩；机器人地轨上设置用以阻止粉尘进入的风琴防护罩，且机器人地轨上设置电缆拖链；当激光测距系统将监测到的铁包车端面位置信息发送至控制装置时，控制装置向六轴机器人发送信号，六轴机器人带动电缆连接器插拔系统沿机器人地轨移动至目标插拔位，通过电缆连接器插拔系统完成电缆连接器和接插电接口的接插或拔出
。
[0016]进一步的，
3D
视觉系统固定在视觉系统支架上，视觉系统支架与六轴机器人的六轴末端相连，视觉系统支架的下方连接
Z
轴补偿机构
、X
轴及
Y
轴补偿装置；
Z
轴补偿机构用以对电缆连接器插拔系统在
Z
轴方向的扫描定位误差进行补偿；
X
轴及
Y
轴补偿装置用以对电缆连接器插拔系统在
X
轴和
/
或
Y
轴方向的扫描定位误差进行补偿
。
[0017]进一步的，
Z
轴补偿机构包括连接在视觉系统支架下方的连接板，连接板上设置四个导柱，四个导柱沿竖直方向上下间隔设置，四个导柱的顶部通过板件相连，导柱上设置弹簧
。
[0018]进一步的，电缆连接器夹爪机构用以实现对电缆连接器的夹取和放置，电缆连接器夹爪机构与
X
轴及
Y
轴补偿装置相连，电缆连接器夹爪机构包括夹爪
、
带动夹爪移动的平行夹爪气缸，以及夹爪定位块，夹爪定位块上设置定位销轴，接口定位块上设置与定位销轴适配的定位孔
。
[0019]进一步的，电缆连接器夹爪机构在六轴机器人的带动下，通过定位销轴与接口定位块对应插接，且将夹爪上的电缆连接器对位插接至接插电接口
。
[0020]进一步的，推拉机构包括带导向气缸，带导向气缸的端部与滑台气缸相连，带导向气缸水平设置，滑台气缸竖直设置，滑台气缸的气缸杆上设置拨叉锥轴，拨叉锥轴在带导向气缸的带动下实现水平前后移动，且在滑台气缸的带动下实现竖直上下移动；拨叉滑动机构和推拉机构配合完成对电缆连接器锁定件的开启或锁定
。
[0021]进一步的，电缆连接器插拔系统还包括吹扫喷嘴，吹扫喷嘴用以对接插电接口内的灰尘进行吹扫
。
[0022]另一方面，基于上述提供的一种铁包车接插电机器人系统，本申请还提供一种采
用该铁包车接插电机器人系统进行铁包车接插电的自动插接方法，当铁包车需接插供电时，六轴机器人移动至目标插拔位将电缆连接器与接插电接口对位插接，包括如下步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种铁包车接插电机器人系统，其特征在于，包括控制装置，以及分别与所述控制装置信号相连的工业机器人系统
(4)、
安装在所述工业机器人系统
(4)
末端的电缆连接器插拔系统
(3)
，以及设置在铁包车
(1)
所在轨道一侧的激光测距系统
(5)
；所述工业机器人系统
(4)
包括六轴机器人
(9)
，所述六轴机器人
(9)
用以携带电缆连接器插拔系统
(3)
移动，所述激光测距系统
(5)
用以对铁包车
(1)
进行定位；所述铁包车
(1)
的侧壁上设置接插电接口组件
(13)
，所述接插电接口组件
(13)
包括接插电接口
(13.2)、
接口定位块
(13.5)、
电缆连接器锁定件
(13.3)
及密封保护盖
(13.4)
；所述电缆连接器插拔系统
(3)
包括
3D
视觉系统
(14)、
电缆连接器夹爪机构
(18)、
推拉机构
(19)、
拨叉滑动机构
(20)
及保护盖开闭机构
(23)
；所述
3D
视觉系统
(14)
用以对接口定位块
(13.5)
扫描定位；所述电缆连接器夹爪机构
(18)
用以夹持电缆连接器
(13.1)
，且实现所述电缆连接器
(13.1)
与接插电接口
(13.2)
的插拔动作；所述拨叉滑动机构
(20)
包括滑台气缸及拨叉锥轴
(21)
，通过所述滑台气缸的上下移动带动拨叉锥轴
(21)
开启或关闭电缆连接器锁定件
(13.3)
；所述保护盖开闭机构
(23)
包括滑台气缸及沿所述滑台气缸往复移动以打开或关闭密封保护盖
(13.4)
的开闭件
。2.
根据权利要求1所述的铁包车接插电机器人系统，其特征在于，所述激光测距系统
(5)
包括激光测距支架
(6)、
安装在所述激光测距支架
(6)
上的激光测距防护罩
(8)
，以及安装在所述激光测距防护罩
(8)
内的激光测距传感器
(7)
，所述激光测距支架
(6)
设置在铁包车所在轨道末端，且设置在铁包车设置有接插电接口的一侧，所述激光测距传感器
(7)
的监测方向指向铁包车驶入方向；所述激光测距传感器
(7)
与所述控制装置信号相连，所述激光测距传感器
(7)
用以检测铁包车端面位置，所述控制装置接收激光测距传感器
(7)
的检测数据并向所述电缆连接器插拔系统
(3)
发送表征接插电接口位置的信号
。3.
根据权利要求1所述的铁包车接插电机器人系统，其特征在于，所述工业机器人系统
(4)
包括机器人地轨
(11)
，所述六轴机器人
(9)
通过地轨连接板与机器人地轨
(11)
滑动连接，所述地轨连接板上设置初始位置防护罩
(12)
；所述机器人地轨
(11)
上设置用以阻止粉尘进入的风琴防护罩，且所述机器人地轨
(11)
上设置电缆拖链
(10)
；当所述激光测距系统
(5)
将监测到的铁包车端面位置信息发送至所述控制装置时，所述控制装置向所述六轴机器人
(9)
发送信号，所述六轴机器人
(9)
带动所述电缆连接器插拔系统
(3)
沿机器人地轨
(11)
移动至目标插拔位，通过电缆连接器插拔系统
(3)
完成电缆连接器
(13.1)
和接插电接口
(13.2)
的接插或拔出
。4.
根据权利要求1所述的铁包车接插电机器人系统，其特征在于，所述
3D
视觉系统
(14)
固定在视觉系统支架
(15)
上，所述视觉系统支架
(15)
与六轴机器人
(9)
的六轴末端相连，所述视觉系统支架
(15)
的下方连接
Z
轴补偿机构
(16)、X
轴及
Y
轴补偿装置
(17)
；所述
Z
轴补偿机构
(16)
用以对电缆连接器插拔系统
(3)
在
Z
轴方向的扫描定位误差进行补偿；所述
X
轴及
Y
轴补偿装置
(17)
用以对电缆连接器插拔系统
(3)
在
X
轴和
/
或
Y
轴方向的扫描定位误差进行补偿
。5.
根据权利要求4所述的铁包车接插电机器人系统，其特征在于，所述

【专利技术属性】
技术研发人员：王保红，罗丁山，宁志国，李俊旗，蒋彬彬，王海涛，宋鹏军，杨丽，程更辉，张红彬，崔运涛，
申请(专利权)人：北京同创信通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：