[發明專利]連鑄機上部結構及長水口自動裝卸方法

在審

• 申請號: 201911343145.0
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN110976839A
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: 蔡煒
• 申請（專利權）人: 中冶南方工程技術有限公司
• 主分類號: B22D41/56
• 分類號: B22D41/56;G06K17/00
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 胡建文

本發明涉及一種連鑄機上部結構，在大包回轉臺的兩個叉臂上呈對角線布置兩個立體標記物，對應在受包位附近和澆鑄位附近分別布置固定輪廓儀，在受包位附近布置用于掃描鋼包底部輪廓的活動輪廓儀。另外還涉及基于該連鑄機上部結構的長水口自動裝卸方法。通過受包位的立體標記物、固定輪廓儀和活動輪廓儀配合，計算出鋼包下水口與立體標記物之間的相對位置關系，通過澆鑄位布置的固定輪廓儀實測該立體標記物的位置并計算出鋼包下水口與裝卸機器人之間的相對位置關系，從而可以實現裝卸機器人自動裝卸長水口，解決了在澆鑄位鋼包下水口由于處于高溫環境無法直接測量位置的問題。

技術領域

本發明屬于連鑄技術領域，涉及一種連鑄機上部結構及基于該連鑄機上部結構的長水口自動裝卸方法。

背景技術

連鑄機澆鑄開始后，鋼包在受包位由行車放到大包回轉臺叉臂上，等待回轉臺將鋼包旋轉180°到澆鑄位，然后由操作工將長水口機械手上的水口對準鋼包下水口，利用長水口機械手保持長水口與鋼包下水口接觸狀態，打開滑動水口開始鋼水澆鑄。等待鋼包鋼水澆鑄完，關閉滑動水口，操作工將長水口機械手與鋼包下水口脫離，鋼包旋轉180°到達受包位，完成一包鋼水的澆鑄。其核心工序裝卸長水口的難度大、頻次高，對操作工的操作技巧和操作時間有很高的要求，但大包操作平臺上溫度高、粉塵大，工作環境惡劣，工人長時間進行手動操作容易受到勞動傷害，并容易因為疲勞導致操作失誤，引發生產事故。

一種可以替代人工拆卸水口的方式是使用機器人自動裝卸長水口，其關鍵技術在于測量鋼包下水口位置以引導機器人將長水口裝卸在其下方，但由于澆鑄時鋼包下水口的下方是中間包，里面裝有高溫鋼水，難以在其下方直接布置傳感器來測量其位置。

發明內容

本發明涉及一種連鑄機上部結構及基于該連鑄機上部結構的長水口自動裝卸方法，至少可解決現有技術的部分缺陷。

本發明涉及一種連鑄機上部結構，包括大包回轉臺以及布置于大包操作平臺上的用于裝卸長水口的裝卸機器人，所述大包回轉臺具有受包位和澆鑄位，在大包回轉臺的兩個叉臂上分別設置有第一立體標記物并且該兩個第一立體標記物呈對角線布置，對應在所述受包位附近和澆鑄位附近分別布置有能夠掃描第一立體標記物的第一固定輪廓儀，以及在所述受包位附近布置有用于掃描鋼包底部輪廓的活動輪廓儀。

作為實施方式之一，在受包位附近布置有掃描機器人，所述活動輪廓儀安裝在所述掃描機器人的手臂末端。

作為實施方式之一，在所述受包位一側構造檢測平臺，所述活動輪廓儀以及對應側的第一固定輪廓儀均安設于該檢測平臺上。

作為實施方式之一，在大包回轉臺的兩個叉臂上還分別設置有第二立體標記物并且該兩個第二立體標記物呈對角線布置，對應在所述受包位附近和澆鑄位附近分別布置有能夠掃描第二立體標記物的第二固定輪廓儀。

作為實施方式之一，所述第一立體標記物布置于對應叉臂的其中一個叉指的前端，所述第二立體標記物布置于對應叉臂的另一叉指的側邊。

作為實施方式之一，該連鑄機上部結構還包括用于獲取鋼包編號的編號獲取單元。

本發明還涉及基于上述的連鑄機上部結構的長水口自動裝卸方法，包括如下步驟：

通過手眼標定算法計算出活動輪廓儀的坐標系與受包位側第一固定輪廓儀的坐標系之間的關系矩陣RA1，通過手眼標定算法計算出裝卸機器人的坐標系與澆鑄位側第一固定輪廓儀的坐標系之間的關系矩陣RA2；

鋼包被放到受包位叉臂上之后，通過受包位側第一固定輪廓儀獲取對應側第一立體標記物的輪廓數據，計算出受包位側第一固定輪廓儀與對應側第一立體標記物之間的相對位置信息D1；通過活動輪廓儀獲取鋼包底部的輪廓數據，計算出鋼包下水口與活動輪廓儀之間的相對位置信息D2；

基于RA1以及D1和D2，計算出鋼包下水口與相鄰的第一立體標記物之間的相對位置信息D3；