一种锌锭生产智能除渣系统的制作方法

本发明属于锌锭生产设备技术领域，具体涉及锌锭生产过程中可自动除去锌锭浇注模具内锌液表面氧化膜及杂质以及防止锌液料斗底部滴漏的锌液滴漏到模具间隔处和模具上的智能除渣系统。

背景技术：

锌锭生产过程中现场温度是50-70℃，将锌液浇注至模具中后，需要将锌液表面的氧化膜及杂质去除，传统的锌锭生产，去除模具中锌液表面氧化膜及杂质的方法是完全采用人工操作，工人坐在生产线旁，吹着电扇，一只手拿着一个小耙，另一只手拿着一个小铲，两手配合，用小耙把锌液表面氧化膜及杂质耙到小铲中，小铲将铲起的锌液表面氧化膜及杂质放到渣箱里。在除渣之余，工人还要用刮渣的小耙，刮去锌液输送线下料斗滴下的、凝固在模具间隔处的锌块。费时费力，工人劳动强度大，生产效率低，除渣质量难以保证，还存在较大的安全隐患。此外，小耙和小铲用几次后，自身也会粘上凝固的锌块，需在旁边安置的铁桩上，磕去锌块，十分麻烦，还影响生产效率。

同时，在连续浇注生产锌锭过程中，顺序排列设置在输送线上的锌锭浇注模具在沿输送机运行到锌液料斗下方时，锌液浇入模具中，模具被浇满后，继续沿输送线前行并逐渐冷却凝固，得到锌锭。在连续浇注过程中，会有锌液滴漏到相邻的模具之间的缝隙中和模具上，污染输送设备和模具，滴漏的锌液凝固在模具和输送设备上并逐渐堆积，不仅不利于清洁生产，还会对后续正常生产造成一定的影响，因此，生产一段时间后就需要停机，由人工来清除这些堆积物，不仅费时费力，还严重影响生产的正常进行。清除过程还存在一定的危险，并对模具造成损伤。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，提供一种可在锌锭连续浇注生产过程中，自动除去锌锭模具内锌液表面氧化膜及杂质，并有效防止锌液滴漏到模具间隔处和模具上、且工作效率高、简单可靠的锌锭生产智能除渣系统。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种锌锭生产智能除渣系统，包括设置于锌锭浇注生产线旁的除渣摇臂机器人、接挡模具间隔处滴漏锌液的锌液接挡装置、以及控制除渣摇臂机器人和锌液接挡装置工作的控制系统；

所述锌锭浇注生产线包括有输送机、顺序间隔设置于输送机上的锌锭浇注模具、设置于锌锭浇注模具上方的底部带出液口的锌液料斗；

所述除渣摇臂机器人的摇臂端头通过柔性连接关节连接有抱夹式除渣系统，所述抱夹式除渣系统包括龙门吊架、对称安装在吊架两边的可移动的吊臂、对称安装在两边吊臂下端的除渣机构、对称安装于吊架两边外侧的推动吊臂移动的推杆机构；所述吊臂包括连接座、连接于连接座下端的门型支架，所述连接座设置于龙门吊架侧板内；所述除渣机构包括斜向安装于门型支架内的导杆气缸、安装于刀杆气缸推杆前端且下斜伸向龙门吊架内侧的刮板、安装于门型支架底端且刀刃贴靠刮板的第一铲刀组件；导杆气缸推动刮板往复移动，对称安装于两边吊臂门型支架底端的刮板相对形成抱夹姿势；所述推杆机构包括横向穿过龙门吊架侧板与吊臂连接座连接的伺服电动推杆、对称设置于伺服电动推杆两侧的与伺服电动推杆平行的导杆，导杆前端穿过龙门吊架侧板与吊臂连接座连接；对称设置的两个伺服电动推杆推动两边吊臂在龙门吊架内往复移动；所述龙门吊架的横梁中间顶部通过柔性连接关节与除渣摇臂机器人的摇臂连接；

所述锌液接挡装置包括通过调节螺栓安装于地面的底架、固定安装在底架工作面上的气缸、固定安装于底架工作面前端的带导槽的第二铲刀组件、前端穿过第二铲刀组件导槽而后端与气缸推杆连接的挡板，由气缸推杆推动挡板水平往复移动，挡板水平往复移动的方向与锌锭浇注生产线的浇注段输送线垂直，挡板的高度位于锌锭浇注模具与锌液料斗之间并且对向锌液料斗底部的出液口；

所述导杆气缸、伺服电动推杆、气缸均通过控制连接线与控制系统连接。

本发明所述柔性连接关节为磁吸式柔性机器人关节，包括底板为法兰盘结构且盘缘带有凸头的轴承座、由法兰盘结构顶板和向下的中心舌板构成且盘缘带有外凸悬臂的支座、连接轴承座和支座的轴；在轴承座两侧支板上安装有深沟球轴承、所述轴的两端安装于深沟球轴承中，所述支座的顶板位于轴承座上方，顶板底部的中心舌板插入在轴承座两侧支板之间并套装于轴中间位置，中心舌板与轴为过盈配合，在舌板和轴之间装有沿轴径向铰装的内螺纹圆锥销；在深沟球轴承外侧安装有压盖；在轴承座的盘缘凸头上安装有电磁铁，在支座的外凸悬臂底端焊接有铁块；电磁铁通电时，吸住铁块，电磁铁断电时，电磁铁和铁块相互分离；所述电磁铁通过导线与控制系统连接。

本发明在所述抱夹式除渣系统的吊臂的连接座与门型支架之间垫有隔热板。

本发明所述除渣机构的第一铲刀组件包括刀刃分别贴靠于刮板上下两面的上铲刀和下铲刀，导杆气缸推动刮板往复移动的同时，上铲刀和下铲刀的刀刃即将刮板上下板面粘附物铲除。

本发明所述除渣机构的第一铲刀组件为中间带槽口的框形结构，所述刮板设置于槽口中，槽口的上下槽口面为刀刃面，构成上铲刀和下铲刀，两个刀刃面贴靠于刮板的上下两面。

本发明所述锌液接挡装置的第二铲刀组件包括固定安装于底架工作面上的矩形长条底座和安装于底座上的铲刀，铲刀中间的刃口段与底座之间留有共挡板穿过的导槽，铲刀两端通过螺钉固定安装于底座上，铲刀刀刃贴靠在挡板上表面，在铲刀顶面安装有直立的挡渣板。所述挡板为矩形薄板，挡板后端通过连接头与气缸推杆连接。所述底架包括相互平行的底板和作为工作面的顶板、连接于底板和顶板之间的支撑立柱，底板通过调节调节螺栓安装于地面，在调节螺栓上配装有调节螺母。

本发明通过摇臂机器人控制抱夹式除渣系统移动到锌锭浇注生产线的锌锭浇注模具上方，抱夹式除渣系统通过对称设置的推杆机构推动对称设置的可移动吊臂在龙门吊架内相向移动，从而带动吊臂下端的除渣机构相向移动，只要将一对刮板稍稍插入锌锭模具内锌液表面下，一对刮板相向移动抱夹，即可将锌液表面氧化膜及杂质铲起，实现除渣。导杆气缸带动刮板往复移动时，第一铲刀组件即自动将刮板表面残留的氧化膜及杂质铲刮铲干净，实现边除渣，边清洁刮板，实现了依靠机械手自动除渣和清理刮板，不再需要人工来完成除去锌锭模具内锌液表面氧化膜及杂质的繁重工作，可大大提高生产效率，确保除渣质量，减轻工人劳动强度，提高生产安全性。

本发明采用磁吸式柔性机器人关节连接机器人摇臂和抱夹式除渣系统，磁吸式柔性机器人关节的支座可以沿安装在轴承座上的轴平稳转动，通过所设置的电磁铁和铁块以及控制通电和断电，实现电磁铁和铁块的相互吸合及分离。当整个生产系统正常生产时，电磁铁通电，电磁铁和铁块相互吸合，支座处于轴承座正上方，支座的法兰盘结构的顶板与轴承座的法兰盘结构底板相互平行，机器人摇臂可操控整个抱夹式除渣系统正常工作。当系统出现故障，锌锭模具与除渣夹具碰撞时，电磁铁断电，电磁铁失去吸力，与铁块分离，在锌锭模具移动力的作用下，支座与轴承座之间沿轴线相对转动，避免除渣系统与锌锭模具出现硬性碰撞。

本发明的锌液接挡装置设置于锌锭浇注生产线一侧，由控制系统控制，在每浇完一个模具后，气缸即启动，驱动挡板向前移动至锌液料斗底部的出液口下方，接住滴漏的锌液，待下一个模具运行到达锌液料斗出液口下方时，气缸回退，将挡板拉回，锌液料斗继续向下一个模具中浇注锌液。气缸回退将挡板拉回时，第二铲刀组件的铲刀即将档板上表面刚刚凝固的锌铲除，防止锌液凝固过久难以清除。在气缸的驱动下，挡板往复运动，在每相邻的两个模具浇注交替期间伸到锌液料斗底部出液口下方，接住滴漏的锌液，有效防止了锌液滴漏在模具之间的间隔处及模具上，不再需要人工强制性刮铲，减小了对设备和模具的污染和损坏，节省了人力，并可提高生产效率。所设置的挡渣板可以挡住铲刀铲刮下来的锌渣。整个接挡装置结构简单，使用方便，阻挡锌液滴污染生产线和模具的效果好，挡板上的金属渣清理及时高效。

本发明可提高生产效率2倍以上，不再需要人工除渣，实现了锌锭的智能生产，大幅减轻了工人劳动强度和生产安全性，并提高了除渣质量，进一步提升了生产得到的锌锭产品质量。

附图说明

图1为本发明系统示意图；

图2为本发明的抱夹式除渣系统示意图；

图3为抱夹式除渣系统的吊臂及推杆机构与龙门吊架连接的示意图；

图4为抱夹式除渣系统的除渣机构从外侧看的结构示意图；

图5为除渣机构沿门型架中间剖视的示意图；

图6位磁吸式柔性机器人关节的示意图；

图7为磁吸式柔性机器人关节沿轴的中心线剖开的剖视图；

图8为磁吸式柔性机器人关节支座转动的示意图；

图9为锌液接挡装置的结构示意图；

图10为第二铲刀组件部分的放大示意图；

图11为锌液接挡装置设置于锌锭浇注生产线一侧的示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述锌锭生产智能除渣系统，包括设置于锌锭浇注生产线旁的除渣摇臂机器人和接挡模具间隔处滴漏锌液的锌液接挡装置8。所述锌锭浇注生产线包括有输送机1、顺序间隔设置于输送机上的锌锭浇注模具2、设置于锌锭浇注模具上方的底部带出液口的锌液料斗3。锌冶炼设备炼好的锌液通过锌液输送槽4送入锌液料斗3中。所述除渣摇臂机器人可安装于支撑架6上。除渣摇臂机器人的摇臂5端头通过柔性连接关节7连接抱夹式除渣系统。

如图2、图3、图4、图5所示。所述抱夹式除渣系统包括龙门吊架9、对称安装在吊架两边的可移动的吊臂、对称安装在两边吊臂下端的除渣机构、对称安装于吊架两边外侧的推动吊臂移动的推杆机构。所述吊臂包括连接座10、连接于连接座下端的门型支架11，所述连接座设置于龙门吊架侧板9-2内。在连接座10与门型支架11之间垫有隔热板17，避免锌液温度传导，损坏伺服电动推杆。连接座、隔热板与门型支架采用螺栓连接。所述推杆机构包括横向穿过龙门吊架侧板与吊臂连接座10连接的伺服电动推杆15、对称设置于伺服电动推杆两侧的与伺服电动推杆平行的导杆16，导杆16前端穿过龙门吊架侧板与吊臂连接座10连接。在龙门吊架侧板上开设有通孔，通孔内装有直线轴承18，导杆穿过直线轴承后，端头通过连接螺母19连接固定于连接座10上。伺服电动推杆通过连接螺栓20固定连接于连接座上，通过对称设置的两个伺服电动推杆15推动两边吊臂在龙门吊架内往复移动。所述除渣机构包括斜向安装于门型支架11内的导杆气缸12、安装于刀杆气缸推杆前端且下斜伸向龙门吊架内侧的刮板13、安装于门型支架底端且刀刃贴靠刮板的第一铲刀组件14。所述导杆气缸12用于推动刮板往复移动，对称安装于两边吊臂门型支架底端的刮板相对形成抱夹姿势。导杆气缸安装于气缸座21上，气缸座两边通过螺钉22连接固定于门型支架上。在门形支架架底部两侧安装有带插口的吊板23，所述刮板13后端插入插口中并用紧定螺钉24固定。刮板13也可以采用其他结构安装于门型支架底部。所述龙门吊架9的横梁9-1中间顶部通过柔性连接关节7与除渣摇臂机器人的摇臂连接。所述除渣机构的第一铲刀组件14包括刀刃分别贴靠于刮板上下两面的上铲刀14-1和下铲刀14-2，导杆气缸12推动刮板13往复移动的同时，上铲刀和下铲刀的刀刃即将刮板上下板面粘附的氧化膜、杂质及凝固的锌等粘附物刮铲干净。所述上铲刀和下铲刀可以如图所示，两端通过搭耳搭接并用螺钉紧固连接。所述除渣机构的第一铲刀组件14还可以制作为中间带槽口的框形结构，所述刮板13设置于槽口中，槽口的上下槽口面为刀刃面，构成上铲刀和下铲刀，两个刀刃面贴靠于刮板的上下两面。所述导杆气缸12、伺服电动推杆15均通过控制连接线与控制系统连接。

抱夹式除渣系统工作时，将龙门吊架向下移动，将两个刮板沿锌锭浇注模具相对的两侧壁插入，至刮板前端位于锌液液面下，然后通过控制系统控制对称设置的两个伺服电动推杆15相向运动，将两个吊臂向内同步推动，带动两个刮板相向运动，对称安装的两个刮板相对形成抱夹姿势，将锌液表面氧化膜及杂质铲起，再将龙门吊架提升移动高度，移到杂质收集箱上方，伺服电动推杆回退，两个刮板分开，将刮板抱夹的氧化膜及杂质放入杂质收集箱中。同时，导杆气缸12动作，将刮板13向外拉动，固定的上铲刀14-1和下铲刀14-2即将刮板两面粘附的氧化膜、杂质及凝固锌刮铲干净。至此，完成一个浇注模具中锌液表面氧化膜及杂质的清除。重复以上动作，顺序清除依次设置的浇注模具中锌液表面的氧化膜及杂质，实现机械自动除渣。

如图6、图7、图8所示，所述柔性连接关节7为磁吸式柔性机器人关节，包括底板7-1-1为法兰盘结构且盘缘带有凸头7-1-2的轴承座7-1、由法兰盘结构顶板7-2-1和向下的中心舌板7-2-2构成且盘缘带有外凸悬臂7-2-3的支座7-2、连接轴承座和支座的轴7-9。在轴承座两侧支板7-1-3上安装有深沟球轴承7-8，端面用螺钉7-6装有压盖7-7，压住深沟球轴承7-8外圈。所述轴7-9的两端安装于深沟球轴承中，所述支座的顶板位于轴承座上方，顶板底部的中心舌板插入在轴承座两侧支板之间并套装于轴7-9中间位置，中心舌板7-2-2与轴7-9为过盈配合，装配后配铰装入内螺纹圆锥销7-3固定舌板和轴7-9。在轴承座的盘缘凸头上安装有电磁铁7-4，在支座的外凸悬臂7-2-3底端焊接有铁块7-5。所述电磁铁通过导线7-10与控制系统连接。电磁铁通电时，吸住铁块，支座处于轴承座正上方，支座的法兰盘结构的顶板7-2-1与轴承座的法兰盘结构底板7-1-1相互平行；当电磁铁断电时，电磁铁和铁块相互分离，支座沿轴缓慢转动，支座的顶板慢慢倾倒至与轴承座底板之间构成一定夹角，如图8所示。

如图9、图10、图11所示，所述锌液接挡装置8包括通过调节螺栓8-3安装于地面的底架1-1、固定安装在底架工作面上的气缸8-9、固定安装于底架工作面前端的带导槽的第二铲刀组件、前端穿过第二铲刀组件导槽而后端与气缸推杆连接的挡板8-7，由气缸推杆推动挡板8-7水平往复移动，挡板水平往复移动的方向与锌锭浇注生产线的浇注段输送线垂直，挡板的高度位于锌锭浇注模具2与锌液料斗3之间并且对向锌液料斗底部的出液口。所述底架8-1包括相互平行的底板8-1-1和作为工作面的顶板8-1-2、连接于底板和顶板之间的支撑立柱8-1-3，底板通过调节调节螺栓8-3安装于地面，在调节螺栓上配装有调节螺母8-2，通过调整调节螺栓可以微调工作面高度，进而调整挡板7的高度。所述的第二铲刀组件包括固定安装于底架工作面上的矩形长条底座8-4和安装于底座上的铲刀8-6，铲刀中间的刃口段与底座之间留有供挡板穿过的导槽8-10，铲刀两端通过螺钉8-5固定安装于底座8-4上，铲刀刀刃贴靠在挡板上表面，在铲刀顶面安装有直立的挡渣板8-11。底座可以焊接在底架工作面上，也可以采用螺钉固定。所述挡板8-7为矩形薄板，挡板后端通过连接头8-8与气缸推杆连接，气缸8-9通过控制连接线与控制系统连接。如图11所示，相邻的模具2之间有一段间隔2a，锌液料斗3底部设有出液口。在每浇完一个模具后，气缸8-9即启动，驱动挡板8-7向前移动至锌液料斗底部的出液口下方，接住滴漏的锌液，待下一个模具运行到达锌液料斗出液口下方时，气缸回退，将挡板拉回，锌液料斗继续向下一个模具中浇注锌液。气缸回退将挡板拉回时，铲刀即将刮板上表面刚刚凝固的锌铲除，防止锌液凝固过久难以清除。在气缸的驱动下，挡板往复运动，在每相邻的两个模具浇注交替期间伸到锌液料斗底部出液口下方，接住滴漏的锌液，有效防止了锌液滴漏在模具之间的间隔处和模具上，不再需要人工强制性刮铲。所设置的挡渣板8-11可以挡住铲刀铲刮下来的锌渣。整个锌液接挡装置结构简单小巧，设置在锌锭连续浇注生产线一侧，不会干涉其它设备运行。

本发明采用现有机器人工作臂作为位置运动的基础，机器人工作臂带动抱夹式除渣系统的操控依靠现有成熟的程控技术来实现。本发明的抱夹式除渣系统和锌液接挡装置可在锌锭连续浇注生产过程中，自动除去锌锭模具内锌液表面氧化膜及杂质，并有效防止锌液滴漏到模具间隔处和模具上，工作效率高，简单可靠。还大幅减轻了工人劳动强度，提高了生产安全性，同时可提升除渣质量，获得高质量的锌锭产品。