[发明专利]连铸机上部结构及长水口自动装卸方法

说明书

本发明涉及一种连铸机上部结构，在大包回转台的两个叉臂上呈对角线布置两个立体标记物，对应在受包位附近和浇铸位附近分别布置固定轮廓仪，在受包位附近布置用于扫描钢包底部轮廓的活动轮廓仪。另外还涉及基于该连铸机上部结构的长水口自动装卸方法。通过受包位的立体标记物、固定轮廓仪和活动轮廓仪配合，计算出钢包下水口与立体标记物之间的相对位置关系，通过浇铸位布置的固定轮廓仪实测该立体标记物的位置并计算出钢包下水口与装卸机器人之间的相对位置关系，从而可以实现装卸机器人自动装卸长水口，解决了在浇铸位钢包下水口由于处于高温环境无法直接测量位置的问题。

技术领域

本发明属于连铸技术领域，涉及一种连铸机上部结构及基于该连铸机上部结构的长水口自动装卸方法。

背景技术

连铸机浇铸开始后，钢包在受包位由行车放到大包回转台叉臂上，等待回转台将钢包旋转180°到浇铸位，然后由操作工将长水口机械手上的水口对准钢包下水口，利用长水口机械手保持长水口与钢包下水口接触状态，打开滑动水口开始钢水浇铸。等待钢包钢水浇铸完，关闭滑动水口，操作工将长水口机械手与钢包下水口脱离，钢包旋转180°到达受包位，完成一包钢水的浇铸。其核心工序装卸长水口的难度大、频次高，对操作工的操作技巧和操作时间有很高的要求，但大包操作平台上温度高、粉尘大，工作环境恶劣，工人长时间进行手动操作容易受到劳动伤害，并容易因为疲劳导致操作失误，引发生产事故。

一种可以替代人工拆卸水口的方式是使用机器人自动装卸长水口，其关键技术在于测量钢包下水口位置以引导机器人将长水口装卸在其下方，但由于浇铸时钢包下水口的下方是中间包，里面装有高温钢水，难以在其下方直接布置传感器来测量其位置。

发明内容

本发明涉及一种连铸机上部结构及基于该连铸机上部结构的长水口自动装卸方法，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本发明涉及一种连铸机上部结构，包括大包回转台以及布置于大包操作平台上的用于装卸长水口的装卸机器人，所述大包回转台具有受包位和浇铸位，在大包回转台的两个叉臂上分别设置有第一立体标记物并且该两个第一立体标记物呈对角线布置，对应在所述受包位附近和浇铸位附近分别布置有能够扫描第一立体标记物的第一固定轮廓仪，以及在所述受包位附近布置有用于扫描钢包底部轮廓的活动轮廓仪。

作为实施方式之一，在受包位附近布置有扫描机器人，所述活动轮廓仪安装在所述扫描机器人的手臂末端。

作为实施方式之一，在所述受包位一侧构造检测平台，所述活动轮廓仪以及对应侧的第一固定轮廓仪均安设于该检测平台上。

作为实施方式之一，在大包回转台的两个叉臂上还分别设置有第二立体标记物并且该两个第二立体标记物呈对角线布置，对应在所述受包位附近和浇铸位附近分别布置有能够扫描第二立体标记物的第二固定轮廓仪。

作为实施方式之一，所述第一立体标记物布置于对应叉臂的其中一个叉指的前端，所述第二立体标记物布置于对应叉臂的另一叉指的侧边。

作为实施方式之一，该连铸机上部结构还包括用于获取钢包编号的编号获取单元。

本发明还涉及基于上述的连铸机上部结构的长水口自动装卸方法，包括如下步骤：

通过手眼标定算法计算出活动轮廓仪的坐标系与受包位侧第一固定轮廓仪的坐标系之间的关系矩阵RA1，通过手眼标定算法计算出装卸机器人的坐标系与浇铸位侧第一固定轮廓仪的坐标系之间的关系矩阵RA2；

钢包被放到受包位叉臂上之后，通过受包位侧第一固定轮廓仪获取对应侧第一立体标记物的轮廓数据，计算出受包位侧第一固定轮廓仪与对应侧第一立体标记物之间的相对位置信息D1；通过活动轮廓仪获取钢包底部的轮廓数据，计算出钢包下水口与活动轮廓仪之间的相对位置信息D2；

基于RA1以及D1和D2，计算出钢包下水口与相邻的第一立体标记物之间的相对位置信息D3；