专利名称：一种自动加锌装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种运输装置及其控制方法，尤其涉及一种自动加锌装置及其控制方法。
背景技术：
冷轧工序热镀锌机组设置有镀锌用的锌锅，由于生产过程中锌液会不断消耗，需要对锌锅进行补锌作业，现有的补锌方法是采用人工加锌锭的方式，而人工操作的加锌量和温度控制精度都会较差，而且由于锌锅中锌液温度达到近500°C，锌锅上部还设置有吹扫控制锌层厚度的气刀，因此该区域工作环境恶劣，危险源较多。
公开日为2008年12月3日，公开号为CN201158695，名称为“一种加锌锭导向装置”的中国专利文献描述了一种倾翻式加锌滑槽，固定在滑槽内的锌锭通过倾翻度的改变逐步融入锌锅中，该方法相比较人工直接吊装加入危险性降低了，但对于加锌平稳性的改善和对锌液液面和温度控制的精度还不够。而且由于其距离锌锅较近，未能从根本上解决工况差的危险源。
发明内容
本发明的目的是提供一种自动加锌装置及其控制方法，其可以实现供锌、运输和按需加锌，确保加锌量的准确性，从而实现对锌液液面和温度的精确控制，确保带钢的镀锌质量，彻底解决加锌工况差的弊病。根据本发明的上述目的，本发明提出一种自动加锌装置，其包括一控制 PLC ；—架设的支架，所述支架的前端和后端分别对应设有均与控制PLC连接的第一限位开关和第二限位开关；一机械手装置，设于所述支架上，所述机械手装置包括一行走小车以及一与行走小车固定连接的机械手，所述行走小车与控制PLC电连接，接受控制PLC的控制沿所述支架的长度方向水平运动，行走小车的前、后运动极限位置分别由所述第一限位开关和第二限位开关检测；所述机械手与控制PLC电连接，接受控制PLC的控制夹取锌锭，并垂直上下运动，所述机械手装置上还分别设有一上位感应器和一下位感应器，分别用于检测机械手垂直上、下运动的极限位置；所述机械手装置上还设有一机械手位置检测传感器，其与所述控制PLC连接，用于检测机械手装置在支架上的行走位置；所述机械手装置上还设有一锌锭检测器，与控制PLC连接；一传送装置，沿所述支架的长度方向设于其前部下方，所述传送装置的传送方向与所述支架的设置方向一致，所述传送装置上设有一第一光电检测开关，其与控制PLC连接，用于检测传送装置上是否“有料”，所述传送装置上还设有一编码器，其与所述控制PLC 连接，控制传送装置的传送行程，所述传送装置的首、尾两端还分别对应设有均与控制PLC 连接的第二光电检测开关和第三光电检测开关，用于检测运输锌锭的极限位置；
至少一台加锌小车，设于所述支架的后部下方，所述加锌小车沿加锌小车运行轨道运动，所述加锌小车运行轨道与所述支架垂直设置，所述加锌小车运行轨道的前端和后端分别对应设有均与控制PLC连接的第三限位开关和第四限位开关，分别用于检测加锌小车的前、后运行极限位置，所述加锌小车上还设有一第四光电检测开关，其与控制PLC连接，用于检测加锌小车上是否设有锌锭。
优选地，所述加锌小车包括一小车框架，其上设有一加锌小车驱动装置，所述加锌小车驱动装置与控制PLC 连接，所述小车框架的下方还设有车轮，其与加锌小车驱动装置连接，驱动装置的供电通过拖链实现；一倾翻台板，其通过一枢轴与所述小车框架铰接；一倾翻台板驱动装置，与所述倾翻台板连接，并与所述控制PLC电连接，所述倾翻台板驱动装置驱动倾翻台板绕所述枢轴转动；一挂钩，设于所述倾翻台板的尾端；一挂钩驱动装置，设于所述挂钩与倾翻台板的尾端之间，并与所述控制PLC电连接，所述挂钩驱动装置驱动挂钩与倾翻台板发生相对运动。优选地，所述加锌小车驱动装置为一第一齿轮马达；所述倾翻台板驱动装置包括 一第二齿轮马达，以及与其连接的第一蜗轮蜗杆系统；所述挂钩驱动装置包括一第三齿轮马达，以及与其连接的第二蜗轮蜗杆系统。上述各驱动装置均采用齿轮马达或是齿轮马达与蜗轮蜗杆系统的组合是因为控制PLC对这种驱动装置的控制精度更高。优选地，所述挂钩上还设有一挂钩行程开关，其与所述控制PLC连接，用于检测挂钩的运动行程。优选地，所述自动加锌装置还包括一吊运装置，设于所述支架的首端，在所述支架的首端沿其长度方向水平运动，将锌料吊运至传送装置上，所述吊运装置与控制PLC连接；应当了解的是该吊运装置除通过 PLC进行自动化控制外，还可通过人工进行操作；一第五光电检测开关和一第六光电检测开关，均设于所述支架上，并分别对应设于所述吊运装置的前方和后方，所述第五光电检测开关和第六光电检测开关均与控制PLC 连接，分别用于检测吊运装置的前、后运动极限位置。优选地，所述传送装置包括一主动轮；一从动轮；一输送链，与所述主动轮和从动轮啮合；—第四齿轮马达，与所述主动轮连接，并与所述控制PLC电连接。上述链式传送装置，可以根据输送装置的长度一次输送多块锌锭，相比较人工每次运输一块锌锭，具有效率高的优点。优选地，所述传送装置上还设有两块导向板，沿所述传送装置的宽度方向分别设置于传送装置的左侧和右侧，所述各导向板的设置方向均与传送装置的传送方向一致；
若干导向轮，设于所述导向板上。上述导向板和导向轮可以保证被运输的在传送过程中，始终位于传送装置的中部，而不会发生位置偏移，从而为下一步工序做好准备。优选地，所述自动加锌装置包括两台加锌小车，所述两台加锌小车平行设置，分别沿加锌小车运行轨道运动。两台加锌小车轮流向锌液中加锌，从而实现整个加锌过程的连续性。相应地，本发明还提供了该自动加锌装置的控制方法，包括下列步骤(1)将锌锭放置到传送装置上；(2)第一光电检测开关检测到锌锭后，将“有料”信号传输给控制PLC，控制PLC进而控制传送装置开始输送锌锭，第三光电检测开关检测到锌锭后，输送装置停止输送；(3)控制PLC控制机械手下降，直至下位感应器检测到机械手，当锌锭检测器检测到锌锭后，控制PLC控制机械手夹取锌锭并上升，直至上位感应器检测到机械手；(4)机械手装置沿支架向后行走，机械手位置检测传感器实时检测机械手装置的位置，直至行走至加锌小车上方，控制PLC控制机械手再次下降，将锌锭放置在加锌小车上；(5)第四光电检测开关检测到锌锭后，控制PLC控制加锌小车沿加锌小车运行轨道运行至加锌工位，加锌小车向锌液中添加锌锭。优选地，所述自动加锌装置的控制方法中，其所采用的加锌小车设有一可翻转的倾翻台板，所述倾翻台板的尾端设有一可自由伸出的挂钩，所述步骤(5)中当加锌小车运行至加锌工位后，控制PLC控制倾翻台板以一定的转速倾翻一定的角度，然后控制挂钩伸出，将锌锭在靠近锌液液面的位置添加进锌液中。本发明所述的自动加锌装置及其控制方法，实现了加锌过程的全自动化控制，以及加锌过程的连续性，因此大大提高了工作效率；此外，使用该装置还避免了工作人员因接近锌锅而被高温飞溅的锌液灼伤的危险性；另外其还避免了人工加锌中更换锌锭的间断期造成锌液液面波动和由于急剧补锌造成的温度控制的稳定性和精度；该装置和相应的控制方法可根据检测的锌液液位自动控制添加锌锭的速度，而稳定的加锌速度可避免温度的急剧起伏，提高了温度控制和液面控制的精度。当加锌小车设置有倾翻台板以及挂钩时，还可以是锌锭平稳的滑入锌锅，避免锌液飞溅。说明书附1为本发明所述的自动加锌装置的正视图。图2为
图1所示的自动加锌装置的俯视图。图3为本发明所述的自动加锌装置中加锌小车的结构示意图。图4为本发明所述的自动加锌装置的控制方法的流程图。
具体实施例方式如图1和图2所示，该自动加锌装置包括作为整个自动加锌装置的总控制元件的控制PLC ；支架4，包括若干立柱以及水平设置的轨道；机械手装置2设于支架4的水平轨道上，该机械手装置2包括行走小车以及与其固定连接的机械手，行走小车与控制PLC电连接，接受控制PLC的控制沿水平轨道行走，行走小车的行走极限位置分别由第一限位开关
621和第二限位开关22检测并传输给控制PLC ；机械手与控制PLC电连接，接受控制PLC的控制夹取锌锭，并垂直上下运动，设于机械手装置2上的上位感应器和一下位感应器分别用于检测机械手垂直上、下运动的极限位置并传输给控制PLC ；机械手装置2上还设有机械手位置检测传感器，其与控制PLC连接，用于检测机械手装置2在水平轨道上的行走位置； 机械手装置2上还设有锌锭检测器，与控制PLC连接。传送装置1设在支架4的下方前部， 其包括主动轮、从动轮、输送链，驱动主动轮转动的齿轮马达11，以及行程编码器12，其与控制PLC连接用于检测控制输送链的行程。此外，传送装置1上还设有用于检测传送装置 1上是否放置有锌锭5的光电传感器15，还设有用于检测锌锭运输位置的光电传感器13和光电传感器14，这三个光电传感器均与控制PLC连接。两块长条状的导向板沿传送装置1 的传送方向分别设置于传送装置1的左侧和右侧，导向板上设有导向轮，用于保证锌锭在传送过程中，始终位于传送装置1的中部，而不会发生位置偏移。吊运装置6设于支架4的首端，用于将锌锭5吊运到传送装置1上，光电传感器61和光电传感器62分别对应设于吊运装置6的前方和后方，并均与控制PLC连接，分别用于检测吊运装置6的前、后运动极限位置。两台加锌小车3分别沿两条彼此平行设置的加锌小车运行轨道运动，加锌小车运行轨道与支架4的水平轨道垂直设置，两台加锌小车3轮流向锌液中加锌，从而实现整个加锌过程的连续性。每一个加锌小车运行轨道的前端和后端均分别对应两个限位开关，其均与控制PLC连接，分别用于检测加锌小车的前、后运行极限位置，每一台加锌小车3上还均设有一个光电传感器，其与控制PLC连接，用于检测加锌小车3上是否载有锌锭5。如图3所示，加锌小车包括小车框架31，其下方设有车轮32，车轮32通过齿轮马达33实现驱动，齿轮马达33与控制PLC连接。倾翻台板36，通过枢轴与小车框架31铰接，蜗轮蜗杆系统35在控制PLC的控制下带动倾翻台板转过一定的角度，蜗轮蜗杆系统35 由与其对应连接的齿轮马达驱动。挂钩38，设于所述倾翻台板的尾端，其通过控制PLC控制蜗轮蜗杆系统37来实现从倾翻台板36尾端的伸出和回位，蜗轮蜗杆系统37由齿轮马达34 驱动。挂钩38上还设有挂钩行程开关，其与控制PLC连接，用于检测挂钩的运动行程，从而实现控制PLC对其位置的精确控制。如图4所示，采用上述自动加锌装置进行加锌时首先采用吊运装置将锌锭吊运到装置上；第一步传送装置采用链轮链条的传动方式，由齿轮马达进行驱动，一次性装载8 块锌锭以1. 5m/min的行进速度将锌锭从首端运送到尾端，运送距离为400mm，行程编码器测量输送链的行走距离。完成一次输送后，传送装置返回开始下一次的锌锭装载和运输。传送装置开始进行传输的启动条件是光电传感器15检测到锌锭在输送链上。传送装置停止传输的条件是光电传感器14检测到锌锭。第二步机械手下降直至下位感应器检测到机械手，机械手的下降通过钢绳和钢绳卷筒实现，由与其对应连接的齿轮马达进行驱动，抱闸实现机械手下降的制动。第三步PLC控制机械手抓取锌锭。机械手抓取锌锭的启动条件是设于其上的锌锭检测器检测到了锌锭。机械手实现开闭其传动臂是通过一套齿轮齿条传动系统实现的， 相应的齿轮马达对齿轮进行驱动。机械手传动臂的打开和关闭极限位置也可通过设置感应开关进行检测和控制。第四步夹取到锌锭后，机械手在控制PLC的控制下上升，直至上升到上位感应器检测到机械手。第五步机械手在行走小车的带动下沿支架的水平轨道行进，该行走小车由相应的齿轮马达驱动，行走小车的行走速度为8m/min。其行走距离和位置通过第一限位开关 21、第二限位开关22和机械手位置检测传感器检测。第六步当机械手行进到加锌小车上方时，控制PLC控制机械手下降，将锌锭放置在加锌小车上。第七步机械手上升回位。第八步设于加锌小车上的光电传感器检测到锌锭后，控制PLC便控制加锌小车沿加锌小车运行轨道以7m/min的速度行进到加锌工位(即图4中所示的待倾位)。第九步控制PLC控制齿轮马达和蜗轮蜗杆系统带动倾翻台板转过与水平方向呈阳度的角度。第十步控制PLC控制与挂钩对应连接的蜗轮蜗杆系统将挂钩从倾翻台板尾端推出，该推出速度可根据加锌的需求进行调整。挂钩的行程由挂钩行程开关检测。第—^一步加锌小车回位。要注意的是，以上列举的仅为本发明的具体实施例，显然本发明不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种自动加锌装置，其特征在于，包括一控制PLC ；一架设的支架，所述支架的前端和后端分别对应设有均与控制PLC连接的第一限位开关和第二限位开关；一机械手装置，设于所述支架上，所述机械手装置包括一行走小车以及一与行走小车固定连接的机械手，所述行走小车与控制PLC电连接，接受控制PLC的控制沿所述支架的长度方向水平运动，行走小车的前、后运动极限位置分别由所述第一限位开关和第二限位开关检测；所述机械手与控制PLC电连接，接受控制PLC的控制夹取锌锭，并垂直上下运动，所述机械手装置上还分别设有一上位感应器和一下位感应器，分别用于检测机械手垂直上、下运动的极限位置；所述机械手装置上还设有一机械手位置检测传感器，其与所述控制PLC连接，用于检测机械手装置在支架上的行走位置；所述机械手装置上还设有一锌锭检测器，与控制PLC连接；一传送装置，沿所述支架的长度方向设于其前部下方，所述传送装置的传送方向与所述支架的设置方向一致，所述传送装置上设有一第一光电检测开关，其与控制PLC连接，所述传送装置上还设有一编码器，其与所述控制PLC连接，控制传送装置的行程，所述传送装置的首、尾两端还分别对应设有均与控制PLC连接的第二光电检测开关和第三光电检测开关，用于检测运输锌锭的极限位置；至少一台加锌小车，设于所述支架的后部下方，所述加锌小车沿一加锌小车运行轨道运动，所述加锌小车运行轨道与所述支架垂直设置，所述加锌小车运行轨道的前端和后端分别对应设有均与控制PLC连接的第三限位开关和第四限位开关，分别用于检测加锌小车的前、后运行极限位置，所述加锌小车上还设有一第四光电检测开关，其与控制PLC连接， 用于检测加锌小车上是否设有锌锭。
2.如权利要求1所述的自动加锌装置，其特征在于，所述加锌小车包括一小车框架，其上设有一加锌小车驱动装置，所述加锌小车驱动装置与控制PLC连接， 所述小车框架的下方还设有车轮，其与加锌小车驱动装置连接；一倾翻台板，其通过一枢轴与所述小车框架铰接；一倾翻台板驱动装置，与所述倾翻台板连接，并与所述控制PLC电连接，所述倾翻台板驱动装置驱动倾翻台板绕所述枢轴转动；一挂钩，设于所述倾翻台板的尾端；一挂钩驱动装置，设于所述挂钩与倾翻台板的尾端之间，并与所述控制PLC电连接，所述挂钩驱动装置驱动挂钩与倾翻台板发生相对运动。
3.如权利要求2所述的自动加锌装置，其特征在于，所述加锌小车驱动装置为一第一齿轮马达；所述倾翻台板驱动装置包括一第二齿轮马达，以及与其连接的第一蜗轮蜗杆系统；所述挂钩驱动装置包括一第三齿轮马达，以及与其连接的第二蜗轮蜗杆系统。
4.如权利要求3所述的自动加锌装置，其特征在于，所述挂钩上还设有一挂钩行程开关，其与所述控制PLC连接，用于检测挂钩的运动行程。
5.如权利要求1-4中任意一项所述的自动加锌装置，其特征在于，还包括一吊运装置，设于所述支架的首端，在所述支架的首端沿其长度方向运动，将锌料吊运至传送装置上，所述吊运装置与控制PLC连接；一第五光电检测开关和一第六光电检测开关，均设于所述支架上，并分别对应设于所述吊运装置的前方和后方，所述第五光电检测开关和第六光电检测开关均与控制PLC连接，分别用于检测吊运装置的前、后运动极限位置。
6.如权利要求5所述的自动加锌装置，其特征在于，所述传送装置包括一主动轮；一从动轮；一输送链，与所述主动轮和从动轮啮合；一第四齿轮马达，与所述主动轮连接，并与所述控制PLC电连接。
7.如权利要求6所述的自动加锌装置，其特征在于，所述传送装置上还设有两块导向板，沿所述传送装置的宽度方向分别设置于传送装置的左侧和右侧，所述各导向板的设置方向均与传送装置的传送方向一致；若干导向轮，设于所述导向板上。
8.如权利要求7所述的自动加锌装置，其特征在于，包括两台加锌小车，所述两台加锌小车平行设置，分别沿加锌小车运行轨道运动。
9.如权利要求1所述的自动加锌装置的控制方法，其特征在于，包括下列步骤(1)将锌锭放置到传送装置上；(2)第一光电检测开关检测到锌锭后，将“有料”信号传输给控制PLC，控制PLC进而控制传送装置开始输送锌锭，第三光电检测开关检测到锌锭后，输送装置停止输送；(3)控制PLC控制机械手下降，直至下位感应器检测到机械手，当锌锭检测器检测到锌锭后，控制PLC控制机械手夹取锌锭并上升，直至上位感应器检测到机械手；(4)机械手装置沿支架向后行走，机械手位置检测传感器实时检测机械手装置的位置， 直至行走至加锌小车上方，控制PLC控制机械手再次下降，将锌锭放置在加锌小车上；(5)第四光电检测开关检测到锌锭后，控制PLC控制加锌小车沿加锌小车运行轨道运行至加锌工位，加锌小车向锌液中添加锌锭。
10.如权利要求9所述的自动加锌装置的控制方法，其特征在于，所采用的加锌小车设有一可翻转的倾翻台板，所述倾翻台板的尾端设有一可自由伸出的挂钩，所述步骤(5)中当加锌小车运行至加锌工位后，控制PLC控制倾翻台板以一定的转速倾翻一定的角度，然后控制挂钩伸出，将锌锭在靠近锌液液面的位置添加进锌液中。
全文摘要
本发明公开了一种自动加锌装置，其包括一控制PLC；一支架；一机械手装置，设于所述支架上，并与控制PLC连接；一传送装置，沿所述支架的长度方向设于其前部下方，所述传送装置与控制PLC连接；至少一台加锌小车，设于所述支架的后部下方，所述加锌小车沿加锌小车运行轨道运动，所述加锌小车运行轨道与所述支架垂直设置，所述加锌小车与控制PLC连接。相应地，本发明还提供了该自动加锌装置的控制方法。通过该自动加锌装置及其控制方法可以实现加锌过程的全自动化。
文档编号C23C2/06GK102373391SQ20101026325
公开日2012年3月14日 申请日期2010年8月20日 优先权日2010年8月20日
发明者叶冬柏 申请人:宝山钢铁股份有限公司