[发明专利]一种机器人引导的连铸浇钢专用机械手

说明书

一种将连铸浇钢领域专用的长水口机械手进行少量改造的装置，在其横臂适当部位安装铰链和智能机器人连接，通过机器人的牵引，实现机械手端部夹钳的运动，使被牵引的长水口到达钢包底部，实现和下水口对中，实现无人化的钢包自动开浇。长水口和下水口的对中，既可以用摄像头进行图像识别和坐标计算、定位，也可以采用机械导向机构的方式实现。当前普遍使用的机械手，一般通过端部夹钳把持长水口实现运动，这些功能由人力或简单驱动装置实现，不能实现自动浇钢操作。国外有些钢厂采用六轴机器人夹持长水口运动，但是对高温、粉尘环境的适应性差，尚没有大规模应用。本发明为传统钢厂连铸浇钢区域智能化改造提供了新的途径。

技术领域

钢厂中连铸浇钢是重要的生产工序，必须使用机械手夹持长水口将钢水从钢包注入到中间包。将传统机械手进行少量改造，通过机器人实现机械手端部夹钳的精确运动。本发明克服了传统机械手控制简陋、现代机器人恶劣工况适应性差的缺点，发挥了传统机械手坚固可靠和机器人智能灵活的优点，适合现有钢厂设备的改造实现智能化生产。

背景技术

连铸中间包浇钢是一项危险、繁重的体力劳动，随着社会的进步发展，岗位招工困难。工人暴露在室外、靠近钢包受到高温烘烤、开浇时有钢水飞溅烫伤危险，有安全隐患。国外先进钢厂已经用六轴机器人操作长水口，实现了自动开浇。但是机器人的价格较高，在连铸浇钢高温、粉尘的作业环境下，故障多、维修保养费用也较高。大部分的现代化连铸机，长水口机械手实现了机电驱动装置代替人力操作，长期实践证明坚固可靠，但是难以实现完全自动化的操作。也有一部分钢厂仍靠人力搬动简易机械手，不仅费时费力，要实现自动开浇困难更大。本发明利用机器人的智能功能，带动传统机械手运动，实现自动化开浇，是钢厂利用原设备实现智能制造的新途径。

发明内容

目前连铸浇钢普遍使用的一种长水口机械手(3)，将其进行少量改造，在它上面焊接一个铰链(2)，附近安装一台智能机器人(1)，改造后的机械手和机器人通过铰链连接。在浇钢平台附近安装一个或数个摄像头(4)，摄像头的图像信号，通过计算机的分析，感知下水口(10)和长水口(12)的位置差异，反馈给机器人，机器人引导机械手运动，使长水口位于下水口的正下方，接着钢包下降，使下水口压紧长水口。若此时将钢包滑板打开，则钢水从钢包通过长水口流到中间包，实现自动浇钢。

本发明主要包括一个传统的机械手(3)，一个从市场采购的机器人(1)，一个铰链(2)，以及必要的辅助设备如摄像头(4)、图像分析计算机等。机器人带动机械手运动，特别是水平面上前后、左右的运动。其他维度的运动，可以采用机器人和机械手既有的驱动装置联动来实现。机械手和机器人、摄像头等装置，可以设置在连铸浇钢区域合适的地方，视空间位置和操作方便等因素而定，不限于图中示意的位置。

附图说明

图1为一种机器人引导的连铸浇钢专用机械手，用于连铸浇钢领域，(1)为市场采购的机器人(一般为6轴)，(2)为铰链，(3)机械手(目前各钢厂普遍采用，具有各种型式)，(4)摄像头(图像传给中控室屏幕和分析计算机)，(5)为中间包，(6)为机械手安装底座，(7)为中间包车，(8)为地面，(9)为钢包，(10)为下水口，(11) 为夹钳，(12)为长水口，(13)为安装在另一侧的机械手。(A)为倾翻运动，(B)为左右旋转运动，(C)为前后运动，(D)为上下运动。

具体实施方式

在传统的机械手上适当位置，焊接一个特殊的铰链。在附近安装一个机器人，将机器人前端通过铰链和机械手连接。在靠近长水口的附近位置，安装摄像头，图像传输到计算机分析，机器人带动机械手将长水口运动到下水口正下方。将钢包下降，使下水口压紧长水口。若将打开钢包滑板，则钢水从钢包注入到中间包，实现无人化自动开浇。