全自动捅风眼装置

文档序号:803243 发布日期:2021-03-26 浏览:38次 >En<

阅读说明:本技术 全自动捅风眼装置 (Full-automatic wind-hole poking device ) 是由 赵建军 李传伟 王庆凯 周成 田锐 严凡涛 邓方针 尹丰丰 王志民 崔岩 于 2020-12-15 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种全自动捅风眼装置,涉及金属冶炼技术领域,本发明提供的全自动捅风眼装置包括行走装置、二次定位装置以及捅风眼装置,捅风眼装置安装于行走装置上,行走装置用于带动捅风眼装置初步对准待捅风眼,二次定位装置设置在行走装置与运行平台之间,二次定位装置用于调节行走装置相对于待捅风眼的位置。本发明提供的全自动捅风眼装置能够实现捅风眼装置的精确定位,无需布设轨道,且不工作时不占用炉前空间,安装及工作时占用空间小,不但适用于转炉,还适用于炉前空间狭小的侧吹炉,有效减轻工人劳动强度。(The invention provides a full-automatic poking wind eye device, which relates to the technical field of metal smelting and comprises a traveling device, a secondary positioning device and a poking wind eye device, wherein the poking wind eye device is arranged on the traveling device, the traveling device is used for driving the poking wind eye device to be preliminarily aligned with a wind eye to be poked, the secondary positioning device is arranged between the traveling device and a running platform, and the secondary positioning device is used for adjusting the position of the traveling device relative to the wind eye to be poked. The full-automatic poking wind eye device provided by the invention can realize the accurate positioning of the poking wind eye device, does not need to arrange a track, does not occupy the space in front of the converter when not working, occupies small space when being installed and working, is suitable for not only a converter, but also a side-blown converter with narrow space in front of the converter, and effectively lightens the labor intensity of workers.)

全自动捅风眼装置

技术领域

本发明涉及金属冶炼技术领域,尤其是涉及一种全自动捅风眼装置。

背景技术

捅风眼机是有色冶炼炉上配套的专用设备,主要解决人工捅风眼过程中的劳动强度大、危险系数高及环境恶劣等问题。目前国内外市面上的捅风眼机及其技术,主要有两种:一种人工操作捅风眼机,风眼机上带有驾驶室或遥控器,人工进入驾驶室或就地遥控操作风眼机;另外一种是自动化捅风眼机,风眼机带有定位装置及控制系统能够自动定位风眼位置,实现全自动化捅风眼操作。

目前的捅风眼设备及技术存在如下问题:

1.普通风眼机,需要人工现场操作,无法实现自动化。

2.自动化风眼机的定位精度、可靠性不高。例如申请号为CN201710708163.9的发明专利,首次公开日为2017年11月17日,保护一种全自动无人操作捅风眼机,风眼位置定位采用编码器方式实现,编码器实时捕捉捅风眼机位置,通过编码器记录减速电机旋转圈数,进而计算出风眼机位置。而编码器是一种开环的定位方式,定位精度受机械装置影响较大,无法精确定位,且长时间使用后会有较大的累计偏差,长时间使用无法保证精度,很难真正实现全自动捅风眼机的产品化及工业应用,目前国内并没有真正自动化风眼机的成熟产品。

另外,当前风眼机的技术方案和产品均针对转炉设计,其实施需要较大空间,很难适用于侧吹炉等炉前空间不足的场合。例如:风眼机的安装运行均需要在冶炼炉前布设固定轨道,通过行走在轨道上运行,且风眼机行走运行需要连接电缆、气管等线缆;在运行过程中需要的操作空间较大,且占用炉前操作平台。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全自动捅风眼装置,能够实现捅风眼装置的精确定位,且不工作时不占用炉前空间,适用性广,有效减轻工人劳动强度。

为实现上述目的,本发明提供以下技术方案:

本发明提供一种全自动捅风眼装置,包括行走装置、二次定位装置以及捅风眼装置,所述捅风眼装置安装于所述行走装置上,所述行走装置用于带动所述捅风眼装置初步对准待捅风眼,所述二次定位装置设置在所述行走装置与运行平台之间,所述二次定位装置用于调节所述行走装置相对于所述待捅风眼的位置。

进一步地,所述行走装置包括小车本体以及控制器,所述捅风眼装置安装于所述小车本体上,所述二次定位装置安装于所述小车本体与所述运行平台之间;

所述小车本体、所述二次定位装置以及所述捅风眼装置均与所述控制器连接,所述控制器用于控制所述小车本体、所述二次定位装置以及所述捅风眼装置动作。

进一步地,所述行走装置还包括电池以及充电模块,所述电池用于为所述小车本体、所述控制器、所述二次定位装置以及所述捅风眼装置提供电能,所述充电模块用于与充电桩配合以对所述电池充电。

进一步地,所述二次定位装置包括至少两个限定机构,所述限定机构包括第一插接组件以及第一被插接部,所述第一插接组件设置在所述行走装置,所述第一被插接部用于设置在所述运行平台,所述第一插接组件至少部分可沿竖直方向移动,以实现或取消与所述第一被插接部的插接。

进一步地,所述第一被插接部包括用于开设在所述运行平台上的插槽;

所述第一插接组件包括驱动器以及与所述驱动器连接的插销,所述驱动器与所述行走装置连接,所述驱动器用于驱动所述插销沿竖直方向伸入或伸出所述插槽。

进一步地,当所述二次定位装置包括两个所述限定机构时,两个所述限定机构中的第一插接组件分别设置在所述行走装置的两个对角处。

进一步地,所述二次定位装置包括定位机构和锁定机构,所述定位机构和所述锁定机构均设置在所述行走装置与所述运行平台之间,所述定位机构用于调节所述行走装置相对于所述待捅风眼的位置,所述锁定机构用于锁定所述行走装置相对于所述待捅风眼的位置。

进一步地,所述定位机构包括导向轮和导向件,所述导向轮设置在所述行走装置,所述导向件用于设置在所述运行平台,所述导向件具有用于与所述导向轮配合的导向槽,所述导向槽的进口朝向所述行走装置的前端。

进一步地,所述锁定机构包括第二插接组件以及第二被插接部,所述第二插接组件设置在所述行走装置,所述第二被插接部用于设置在所述运行平台,所述第二插接组件至少部分可沿竖直方向移动,以实现或取消与所述第二被插接部的插接。

进一步地,所述捅风眼装置包括驱动机构、捅杆和闭锁机构,所述驱动机构和所述闭锁机构均与所述捅杆连接,所述驱动机构用于驱动所述捅杆进入或退出所述待捅风眼,所述闭锁机构用于锁死所述捅杆。

本发明提供的全自动捅风眼装置能产生如下有益效果:

在使用上述全自动捅风眼装置时,首先行走装置移动到待捅的风眼前,使得捅风眼装置初步对准待捅风眼,随后二次定位装置进一步调节并限定行走装置相对于待捅风眼的位置,令捅风眼装置更精准的对准待捅风眼,随后捅风眼装置执行捅风眼动作,完毕后重复上述过程可进行下一风眼的捅打。当完成所有风眼的捅打后,行走装置可运行到一旁,以避让出炉前空间。

相对于现有技术来说,本发明提供的全自动捅风眼装置通过行走装置以及二次定位装置实现捅风眼装置的精确定位,无需布设轨道,且不工作时不占用炉前空间,安装及工作时占用空间小,不但适用于转炉,还适用于炉前空间狭小的侧吹炉,减轻工人劳动强度,实现企业减员增效。

附图说明

为了更清楚地说明本发明

具体实施方式

或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种全自动捅风眼装置的三维结构示意图;

图2为本发明提供的一种二次定位装置在第一状态下的结构示意图;

图3为本发明提供的一种二次定位装置在第二状态下的结构示意图;

图4为本发明提供的一种全自动捅风眼装置的俯视图;

图5为本发明提供的另一种全自动捅风眼装置的俯视图;

图6为本发明提供的捅风眼装置的三维结构示意图;

图7为本发明提供的全自动捅风眼装置在侧吹炉应用效果图。

图标:1-行走装置;2-二次定位装置;21-限定机构;211-第一插接组件;2111-驱动器;2112-插销;212-第一被插接部;22-定位机构;221-导向轮;222-导向件;23-锁定机构;3-捅风眼装置;31-驱动机构;32-捅杆;33-闭锁机构;34-导轨;35-连接部件;4-待捅风眼;5-运行平台;6-充电桩;7-气泵空压机。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。

本实施例在于提供一种全自动捅风眼装置,如图1所示,包括行走装置1、二次定位装置2以及捅风眼装置3,捅风眼装置3安装于行走装置1上,行走装置1用于带动捅风眼装置3初步对准待捅风眼4,二次定位装置2设置在行走装置1与运行平台5之间,二次定位装置2用于调节并锁定行走装置1相对于待捅风眼4的位置。

其中,行走装置1的初步定位可以采用人工遥控的方式,也可以采用编码器的方式,采用编码器的方式通常能够将停车定位精度控制在±(5-10)mm,实现捅风眼装置3的粗略定位。随后二次定位装置2能够对行走装置1的位置进行调节并锁定,实现行走装置1的高精度定位,保证捅风眼装置3更精准的对准待捅风眼4。并且上述行走装置1可以直接带动捅风眼装置3初步对准待捅风眼4,不需要配合导轨使用,在不使用时,可充分避让出炉前空间,安装及工作时占用空间小,适用性更广。

需要说明的是,在行走装置1位置调节完毕后,且在捅风眼操作前,行走装置1位置的锁定可以通过自身的自锁机构实现,也可以通过二次定位装置2实现。

在至少一个实施例中,二次定位装置2不仅用于调节行走装置1相对于待捅风眼4的位置,还用于锁定行走装置1相对于待捅风眼4的位置。由于捅风眼过程中,捅风眼装置3可以输出达4000N左右的冲击力,在风眼堵塞时,此冲击力会反作用在行走装置1上,上述二次定位装置2可以锁定行走装置1的位置,使动载荷冲击同时作用到二次定位装置2上,保证捅风眼过程中行走装置1的稳定性,避免了由于行走装置1自身自锁机构无法承受该动载荷的冲击,而导致行走装置1移动的现象。

在一些实施例中,如图1所示,行走装置1包括小车本体以及控制器,捅风眼装置3安装于小车本体上,二次定位装置2安装于小车本体与运行平台5之间;小车本体、二次定位装置2以及捅风眼装置3均与控制器连接,控制器用于控制小车本体、二次定位装置以及捅风眼装置3动作。

上述小车本体能够带动捅风眼装置3初步对准待捅风眼4,控制器可以与调度系统信号连接,以接受调度系统的命令控制小车本体、二次定位装置2以及捅风眼装置3做出相应动作,其具体控制过程如下:

集中控制系统发送捅风眼命令给行走装置调度系统,行走装置调度系统通过WIFI网络,将命令传输给控制器,控制器控制小车本体按照固定的路径移动到待捅风眼4前,然后控制器控制二次定位装置2实现二次高精度定位,二次定位成功,控制器控制捅风眼装置3执行捅风眼动作;当捅风眼装置3反馈指示捅风眼成功后;集中控制系统发送下一条命令,捅下一个风眼或小车本体返回初始位置。

在一些实施例中,为了便于行走装置1的使用,行走装置1还包括电池以及充电模块,电池用于为小车本体、控制器、二次定位装置2以及捅风眼装置3提供电能,充电模块用于与充电桩6配合以对电池充电。

在作业时,电池用于为小车本体、控制器、二次定位装置2以及捅风眼装置3提供电能,不需要外接电源;当不进行捅风眼作业时,小车本体运行到一旁的充电位置,利用充电桩6实现小车本体的自动充电。

如图1所示,小车具有多个车轮,车轮可以具有自锁功能。

在至少一个实施例中,小车本体为AGV(Automated Guided Vehicle,自动导引运输车)。

需要说明的是,凡是能够调节行走装置1相对于待捅风眼4位置的结构都可以是上述实施例所提及的二次定位装置2,以下以两个实施例进行具体说明。

实施例一:

在本实施例一中,如图2至图4所示,二次定位装置2包括至少两个限定机构21,限定机构21包括第一插接组件211以及第一被插接部212,第一插接组件211设置在行走装置1,第一被插接部212用于设置在运行平台5,第一插接组件211至少部分可沿竖直方向移动,以实现或取消与第一被插接部212的插接。

以图2和图3为例进行具体说明,当行走装置1带动捅风眼装置3初步对准待捅风眼4时,停车偏差为e,随后第一插接组件211部分向下移动,实现与第一被插接部212的插接,在插接过程中,如图3所示,第一插接组件211与第一被插接部212强行矫正行走装置1的位置,减少停车偏差e,确保e在要求的±2mm误差范围内。此时,当行走装置1在地面X、Y方向上受到冲击力时,冲击力可作用到第一插接组件211或者第一被插接部212上,避免行走装置1发生移位,具有锁定行走装置1相对于待捅风眼4位置的作用。

其中,第一插接组件211可以具有插入第一被插接部212的销子,或者第一插接组件211可以具有用于第一被插接部212插入的凹槽。

优选地,如图2所示,第一被插接部212包括用于开设在运行平台5上的插槽;第一插接组件211包括驱动器2111以及与驱动器2111连接的插销2112,驱动器2111与行走装置1连接,驱动器2111用于驱动插销2112沿竖直方向伸入或伸出插槽。上述第一被插接部212以及第一插接组件211结构简单,可快速锁定行走装置1的位置。

面向图2的方向,驱动器2111可以实现插销2112的上下移动,以使插销2112伸入或伸出运行平台5上的插槽。当插销2112伸入插槽时,插销2112锁定行走装置1相对于待捅风眼4的位置,当插销2112退出插槽时,行走装置1在非自锁状态下可随意移动。

具体地,插销2112伸入插槽的端部呈倒锥形,以便于插销2112在完全伸入插槽前,不断矫正行走装置1的位置。

另外,需要说明的是,插销2112伸入插槽部分的最大外径尺寸等于插槽的直径尺寸,以使得插销2112与插槽配合后,能够精准的限定行走装置1的位置。

其中,驱动器2111可以为液压缸、气压缸或者直线电机等结构,凡是能够带动插销2112沿竖直方向伸入或伸出插槽的结构都可以是上述实施例所提及的驱动器2111。当行走装置1包括电池时,驱动器2111的电能可以由电池所提供。

二次定位装置2具体可以包括两个、三个、四个限定机构21。

优选地,如图4所示,二次定位装置2包括两个限定机构21,两个限定机构21中的第一插接组件211分别设置在行走装置1的两个对角处。

上述设置相对于两第一插接组件211设置在行走装置1同侧来说,能够使行走装置1在X、Y轴平面上位置得到更精确的校正,且更稳固的对行走装置1的位置进行锁定,不需要设置过多的限定机构21,降低设备成本。

实施例二:

在本实施例二中,二次定位装置2包括定位机构22和锁定机构23,定位机构22和锁定机构23均设置在行走装置1与运行平台5之间,定位机构22用于调节行走装置1相对于待捅风眼4的位置,锁定机构23用于锁定行走装置1相对于待捅风眼4的位置。

上述二次定位装置2将调节功能以及锁定功能单独设置,行走装置1的位置调节完毕后,锁定机构23再对行走装置1的位置进行锁定,增加锁定的有效性。

其中,如图5所示,为了使得定位机构22的结构更加简单,定位机构22包括导向轮221和导向件222,导向轮221设置在行走装置1,导向件222用于设置在运行平台5,导向件222具有用于与导向轮221配合的导向槽,导向槽的进口朝向行走装置1的前端。

行走装置1带动捅风眼装置3初步对准待捅风眼4时,导向轮221进入到两个导向槽的进口处,随后行走装置1沿着导向槽继续往前移动,利用导向槽和导向轮221的相互作用实现行走装置1的二次精确定位。

具体地,如图5所示,沿着导向轮221的进入方向,导向槽的口径逐渐减小,上述设置能够使得导向槽的进口处开口口径较大,便于导向轮221导入导向槽内。

另外,导向件222可以通过螺栓等连接件安装在运行平台5上。

其中,锁定机构23包括第二插接组件以及第二被插接部,第二插接组件设置在行走装置1,第二被插接部用于设置在运行平台5,第二插接组件至少部分可沿竖直方向移动,以实现或取消与第二被插接部的插接。

当第二插接组件与第二被插接部插接时,锁定机构23锁定行走装置1相对于待捅风眼4的位置,当第二插接组件与第二被插接部取消配合时,行走装置1在非自锁状态下可随意移动。

上述锁定机构23的结构可以类似于实施例一中限定机构21的结构,第二被插接部包括用于开设在运行平台5上的凹槽,第二插接组件包括驱动件以及与驱动件连接的销子,驱动件与行走装置1连接,驱动件用于驱动销子沿竖直方向伸入或伸出凹槽,为了节省篇幅,锁定机构23的结构在此不再详细赘述。

二次定位装置2可以包括一个或多个定位机构22以及一个或多个锁定机构23。优选地,如图5所示,二次定位装置2包括两个定位机构22以及一个锁定机构23。两个定位机构22中的导向轮221均安装于行走装置1的前端,锁定机构23中的驱动件安装于行走装置1的尾端。

在一些实施例中,如图6所示,捅风眼装置3包括驱动机构31、捅杆32和闭锁机构33,驱动机构31和闭锁机构33均与捅杆32连接,驱动机构31用于驱动捅杆32进入或退出待捅风眼4,闭锁机构33用于锁死捅杆32。

驱动机构31驱动捅杆32进入或退出待捅风眼4,以实现捅风眼操作。闭锁机构33能够实现捅杆32的锁死功能,当闭锁机构33打开时,驱动机构31才可驱动捅杆往复移动,避免行走装置1运动过程中驱动机构31误动作导致安全隐患。

其中,驱动机构31为高速无杆气缸,闭锁机构33为闭锁气缸,高速无杆气缸具有位置反馈功能,以指示动作到位情况,行走装置1上设置有与驱动机构31和闭锁机构33连通的气泵空压机7,气泵空压机7为驱动机构31和闭锁机构33提供高压气体,捅杆32可通过连接部件35固定到无杆气缸上,方便捅杆32的拆卸,无杆气缸通过连接部件35驱动捅杆32进行捅风眼动作。

捅风眼装置3还包括与行走装置1连接的导轨34,连接部件35与导轨34滑动连接,导轨34能够保证连接部件35稳定的带动捅杆32往复移动。

另外,行走装置1包括电池时,气泵空压机7的电能可由电池提供。

以下对上述全自动捅风眼装置的运行过程进行详细的说明:

1)全自动捅风眼装置移动定位:集中控制系统发送捅风眼命令给行走装置调度系统,行走装置调度系统通过WIFI网络,将命令传输给控制器,控制器控制控制小车本体按照固定的路径移动到待捅的风眼前,随后控制器控制二次定位装置2实现二次高精度定位。上述过程中,控制器可随时获取到小车本体的到位信息及二次定位到位信息,以按时发出定位成功信号或故障信号。

2)捅风眼操作:二次定位成功,控制器控制捅风眼装置3执行捅风眼动作,当控制器反馈指示捅风眼成功后,集中控制系统发送下一条命令,捅下一风眼或全自动捅风眼装置返回充电位置。

3)非工作状态:如图7所示,当全自动捅风眼装置无需进行捅风眼作业时,行走装置1按固定轨迹自动运行到一旁的充电位置,利用充电桩6实现AGV电池的自动充电。

综上所述,本发明提供的全自动捅风眼装置具有以下优点:

1)可实现捅风眼装置的高精度定位,无需布设轨道,且不工作时不占用炉前空间,安装及工作时占用空间小,不但适用于转炉,还适用于炉前空间狭小的侧吹炉,减轻工人劳动强度,实现企业减员增效;

2)二次定位装置2不仅可二次调整行走装置1的位置,还能够锁定行走装置1的位置,解决捅风眼过程中行走装置1所受到的动载荷冲击;

3)该设备基于小车本体实现移动,小车本体具体可以为AGV,移动轨迹可以根据现场情况灵活变化;

4)该设备可自带电源以及气泵空压机7,不需要连接任何电缆、气管等动力管线,移动灵活,使用方便;

5)该设备从功能设计、结构设计均符合冶炼炉工艺现状,可以实现产品化,真正实现全自动捅风眼,解放工人劳动力,降本增效。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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