阅读说明：本技术 一种炼钢自动测温取样设备及其测温取样方法 (Automatic temperature measurement sampling equipment for steelmaking and temperature measurement sampling method thereof ) 是由 鄢世平 李政彬 姜超 薛松海 程伟晶 于 2020-07-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了炼钢技术领域一种炼钢自动测温取样设备及其测温取样方法,行走车在重轨上直线移动并固定,机器人抓手安装在机器人臂端,气锤装置安装在收集仓顶部,横移车在行走车顶部直线移动并固定,旋转装置安装在横移车顶部,旋转装置旋转轴线垂直于行走车顶部,翻转板一端和第二伸缩装置一端均铰接在旋转装置上,第二伸缩装置另一端和翻转板铰接,测温取样枪连接板在翻转板上直线移动并固定,测温取样枪安装在测温取样枪连接板上,本发明通过解决了测温取样枪变形、易损,测温取样套管安装成功率低、视觉无法准确判定测温取样枪变形量等问题,实现了自动化测温取样,并且测温取样成功率高。(The invention discloses an automatic temperature measuring and sampling device for steelmaking and a temperature measuring and sampling method thereof, belonging to the technical field of steelmaking, wherein a travelling vehicle moves and is fixed on a heavy rail in a straight line, a robot gripper is arranged at the arm end of a robot, an air hammer device is arranged at the top of a collecting bin, the travelling vehicle moves and is fixed at the top of the travelling vehicle in a straight line, a rotating device is arranged at the top of the travelling vehicle, the rotating axis of the rotating device is vertical to the top of the travelling vehicle, one end of a turnover plate and one end of a second telescopic device are both hinged on the rotating device, the other end of the second telescopic device is hinged with the turnover plate, a temperature measuring and sampling gun connecting plate moves and is fixed on the turnover plate in a straight line, and a temperature measuring and sampling gun is arranged on the temperature measuring and sampling gun connecting plate. And the success rate of temperature measurement and sampling is high.)

一种炼钢自动测温取样设备及其测温取样方法

技术领域

本发明涉及炼钢技术领域，具体为一种炼钢自动测温取样设备及其测温取样方法。

背景技术

转炉钢水的测温取样，目前国内大多数采用的都是人工测温取样，炉前作业环境恶劣，高温、高尘、危险系数高，人工测温取样劳动强度大且易得职业病。少数企业采用人工装拆测温取样套管，机器人测温取样，或者是机器人配合视觉系统进行装拆套管从而达到测温取样。

采用这样的炼钢自动测温取样设备及其测温取样方法，虽然可以实现测温取样，但这样的测温取样方法属于半智能化，测温取样结束后测温取样枪受热辐射存在变形及测温取样枪附渣严重的情况，导致测温取样枪的变形量超出视觉系统和机器人抓手的范围，在测温取样过程中设备的稳定性及测温取样成功率偏低，测温取样枪的损耗大，从而造成经常要更换测温取样枪，生产成本增加，测温取样效率不高，使用效果不理想。

基于此，本发明设计了一种炼钢自动测温取样设备及其测温取样方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种炼钢自动测温取样设备及其测温取样方法，以解决上述背景技术中提出的测温取样成功率偏低，测温取样枪的损耗大的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种炼钢自动测温取样设备，包括行走车以及安装在其顶部的横移车、收集仓、机器人和测温取样套管弹仓，还包括有旋转装置、第二伸缩装置、翻转板、测温取样枪连接板、测温取样保护套管、测温取样枪、气锤装置和机器人抓手，所述行走车在重轨上直线移动并固定，所述机器人抓手安装在机器人臂端，所述气锤装置安装在收集仓顶部，所述横移车在行走车顶部直线移动并固定，所述旋转装置安装在横移车顶部，所述旋转装置旋转轴线垂直于行走车顶部，所述翻转板一端和第二伸缩装置一端均铰接在旋转装置上，所述第二伸缩装置另一端和翻转板铰接，所述翻转板的翻转轴线垂直于旋转装置的旋转轴线，所述测温取样枪连接板在翻转板上直线移动并固定，所述测温取样枪安装在测温取样枪连接板上，所述测温取样枪外壁设置有对应的测温取样保护套管。

优选的，所述行走车底部安装有与重轨配合的车轮，所述车轮通过减速机驱动。

优选的，所述机器人抓手包括安装在机器人臂端的安装板，所述安装板上安装有第一双向伸缩缸和第二双向伸缩缸，所述第一双向伸缩缸对立的两个输出端设置有对称的半圆锥形漏斗，所述第二双向伸缩缸对立的两个输出端设置有对称的V型爪手，两组所述半圆锥形漏斗的对称中心与两组所述V型爪手的对称中心对齐。

优选的，所述横移车通过第一滑轨滑块在行走车上直线移动，所述横移车上安装有第一动力机，所述第一动力机输出端安装有第一导轮，所述行走车上固接有第一导条，所述第一导轮旋转和第一导条齿轮齿条配合带动横移车直线移动。

优选的，所述行走车顶部安装有第一伸缩装置，所述第一伸缩装置输出端安装有V型夹块。

优选的，所述测温取样枪连接板安装在斜移车上，所述斜移车上通过第二滑轨滑块直线移动在翻转板上，所述翻转板上安装有第二导条，所述斜移车上安装有第二动力机，所述第二动力机输出端安装有第二导轮，所述第二导轮旋转和第二导条齿轮齿条配合带动斜移车在翻转板上直线移动。

优选的，所述测温取样枪包括测温枪和取样枪，所述测温取样保护套管包括分别一一对应测温枪和取样枪的测温枪保护套管和取样枪保护套管。

一种炼钢测温取样方法，包括以下步骤：

当设备接收到测温取样启动信号时，使用机器人臂端的机器人抓手抓取测温取样套管并安装在测温取样枪上；

将带有测温取样套管的测温取样枪伸入炉内；

当设备接收到测温取样结束信号时，将带有测温取样套管的测温取样枪抽出炉内；

机器人臂端的机器人抓手与V型夹块配合将测温取样套管轴线复位；

复位后将测温取样套管从测温取样枪外壁取出；

抓取测温取样套管放到收集仓中，使用气锤装置敲击取样套管的样头，样头落入收集仓抽屉中；

样头通过人工送检；

将测温取样套管放入收集仓的废料仓中；

使用机器人臂端的机器人抓手内两组对称的半圆锥形漏斗对测温取样保护套管上的附渣进行撸渣；

机器人复位，一次工作流程结束。

现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过增加半圆锥形漏斗、第一伸缩装置、测温取样枪保护套管、气锤装置等解决了测温取样枪变形、测温取样成功率低等问题。

首先是增加测温取样保护套管并在其上开缺口，由于测温取样枪受热是不均匀的通过不同方向开缺口通过热胀冷缩原理使测温取样枪弯曲变形量减小，同时通过第一伸缩装置把测温取样枪往前推能保证测温取样枪在半圆锥形漏斗的范围内，通过半圆锥形漏斗的导向并能实现测温取样套管的精准装卸，同时完成测温取样保护套管的附渣去除。

此设备解决了测温取样枪变形、易损，测温取样套管安装成功率低、视觉无法准确判定测温取样枪变形量等问题，实现了自动化测温取样，并且测温取样成功率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明结构示意图；

图2为发明设备伸入炉内结构示意图；

图3为本发明第一伸缩装置和V型夹块结构示意图；

图4为本发明行走车结构示意图；

图5为本发明机器人抓手结构示意图；

图6为本发明收集仓和气锤装置结构示意图；

图7为本发明横移车移动结构示意图；

图8为本发明测温取样枪移动结构示意图。

1、行走车；101、车轮；2、第一伸缩装置；21、V型夹块；3、横移车；31、第一滑轨滑块；32、第一动力机；33、第一导条；34、第一导轮；4、旋转装置；5、第二伸缩装置；6、翻转板；7、测温取样枪连接板；71、斜移车；72、第二滑轨滑块；73、第二动力机；74、第二导轮；75、第二导条；8、测温取样保护套管；9、测温取样枪；10、气锤装置；11、收集仓；12、机器人抓手；121、安装板；122、第一双向伸缩缸；123、半圆锥形漏斗；124、第二双向伸缩缸；125、V型爪手；13、机器人；14、减速机；15、测温取样套管弹仓；16、炉门；17、重轨。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的一个实施例：

机器人13的型号可采用埃斯顿ER50六轴机器人；

第一伸缩装置2可采用行程可调节电动推杆(行程50mm、推力150N、电压24V、速度60mm/s)；

第二伸缩装置5可采用型号EAC7010-900-B10-HR-FP-PS的电缸；

第一双向伸缩缸122的型号可采用亚德客HFT32x80s；

第二双向伸缩缸124的型号可采用费斯托HGPT-50平行气爪；

气锤装置10可采用型号AH-40LP的气动敲击锤；

减速机14可采用型号QS20-160的三合一减速机；

旋转装置4可采用型号SE17-102-25R蜗轮蜗杆减速器；

第一动力机34和第二动力机73分别可采用型号ECMA-L11875S3、ECMA-J11330S4的电机；

未使用的测温取样套管水平放置在测温取样套管弹仓15内；

测温取样枪9包括测温枪和取样枪，测温取样保护套管8包括测温枪保护套管和取样枪保护套管，测温枪保护套管套在测温枪外壁，取样枪保护套管套在取样枪外壁；

当设备接收到测温取样启动信号时，机器人13启动，通过机器人抓手12抓取测温取样套管弹仓15中的测温取样套管，测温取样套管通过机器人12自动安装到测温取样枪9上，安装完毕后行走车1在重轨17上通过减速机14带动车轮101旋转往前走同时横移车3也在往前走，行走车3走到炉前正中间、横移车3走到行走车1前端并停止行走。

当收到炉门16开启及转炉翻转到位信号时，旋转装置4通过内部的伺服电机电动旋转90°、翻转板6通过第二伸缩装置5缩短带动翻转到位，测温取样枪连接板7在第二动力机73的带动下向前运动伸进炉内，当接收到测温枪测温信号时候测温取样枪连接板7回收，翻转板6翻转到原位，接着旋转装置4旋转装置也回转到原位，行走车1、横移车3同时启动后退，行走车1回退到中间位，横移车3也回退到中位同时第一伸缩装置2伸长，当回退到位时机器人13启动先抓取测温取样套管放到收集仓11中，然后再抓取测温取样套管放置在气锤装置10中，气锤装置10启动敲击样头，样头落入收集仓11抽屉中，此时样头并可通过人工送检，然后机器人13将测温取样套管放入收集仓11。

完成测温取样的套管的拆卸后第一伸缩装置2回收，机器人13通过两组半圆形漏斗123形成的导向喇叭口对测温取样保护套管8上的附渣进行撸渣，撸完渣后横移车3、行走车1回退到位，一次测温取样结束，当重新接收到测温取样信号时设备测温取样动作如上依次动作。

两组对称的半圆形漏斗123通过第一双向伸缩缸122通放气实现开闭的功能，两组对称的V型爪手125通过第二双向伸缩缸124通放气实现开闭的功能。

测温取样套管进行安装时，机器人13头部移动至测温取样套管2端部，第一双向伸缩缸122两个输出端同时伸长或缩短带动两组对称的半圆形漏斗123远离或靠近，两组对称的半圆形漏斗123靠近形成导向喇叭口实现夹紧测温取样套管，第二双向伸缩缸124两个输出端同时伸长或缩短带动两组对称的V型爪手125远离或靠近，两组对称的V型爪手125相互靠近实现夹紧测温取样套管，导向喇叭口的中心轴与两组对称的V型爪手125对称轴线对齐。

第一动力机32带动第一导轮34旋转，第一导轮34和第一导条33间隙配合，第一导轮34为齿轮、第一导条33为齿条，从而带动横移车3在第一滑轨滑块31配合下在行走车1顶部直线移动；

第二动力机73带动第二导轮74旋转，第二导轮74和第二导条75间隙配合，第二导轮74为齿轮、第二导条75为齿条，从而带动斜移车71在第二滑轨滑块72配合下在翻转板6侧壁直线移动，从而带动测温取样枪9伸入或脱离炉内；

测温取样枪9和外壁的测温取样套管从炉内脱离时，第一伸缩装置2伸长带动V型夹块21和测温取样套管外壁抵接，V型爪手125上设置有限位块，V型夹块21和限位块配合实现测温取样套管2轴线复位；

第二伸缩装置5伸长带动翻转板6旋转至竖直状态，第二伸缩装置5缩短带动翻转板6旋转至倾斜状态。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。