一种自动化钢渣扒渣机的制作方法

本发明涉及冶金渣处理领域，特别是涉及一种自动化钢渣扒渣机。

背景技术：

钢渣是炼钢过程的必然副产物，大部分钢铁企业都是先把转炉或电炉产生的钢渣倒在渣包中，转运至渣处理间，回收后进行二次利用；然而，钢渣由于粘性较大无法通过自重从钢渣容器中均匀流可控流出。

现有技术是采用钢渣扒渣机进行操作，可对渣罐容器中不同位置进行扒渣操作。例如，zl200820151423.3的钢渣扒渣机，其扒渣头能够前后运动、上下运动、左右转动，可处理的范围较大，但是，复杂的操作皆需要人工手动操控来完成，反复操作还易造成操作者的疲劳，而且，还需要操作者具有丰富经验，才能达到最优操作，但是由于是人工手动操控，操作者不能一直保持最优状态，这就使得扒渣效率并不高。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种自动化钢渣扒渣机，加装三个编码器，实时反映扒渣头的三轴方向的运动量并反馈给plc，plc通过控制阀台控制相应的驱动机构，实现扒渣头的闭环可控动作；可实现钢渣扒渣机的自动化，代替人工手动操控，提高扒渣效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自动化钢渣扒渣机，它包括底座，安装在底座上的回转平台，固定在回转平台上的支撑架，与支撑架顶侧铰接的滑动套管，穿设在滑动套管中的扒渣杆，固定在扒渣杆前侧的扒渣头，用于驱动回转平台带动扒渣头左右摆动的回转减速马达，用于驱动扒渣杆沿滑动套管带动扒渣头前后移动的伸缩减速液压马达，用于驱动滑动套管带动扒渣头上下摆动的上下摆动油缸，设置在回转平台上的用于控制回转减速马达、伸缩减速液压马达、上下摆动油缸动作的控制阀台，以及用于连接液压源与控制阀台的中央回转接头；还包括用于监测扒渣头前后移动距离的伸缩编码器、用于监测扒渣头上下摆动角度的上下摆动编码器、用于监测扒渣头左右摆动角度的回转编码器、以及plc；所述plc分别与伸缩编码器、上下摆动编码器、回转编码器以及控制阀台信号连接，所述plc用于通过控制阀台控制回转减速马达、伸缩减速液压马达、上下摆动油缸的驱动速度及驱动量，并接收伸缩编码器、上下摆动编码器和回转编码器实时返回的扒渣头的运动数据，实现闭环控制。

进一步的，所述扒渣杆的顶侧设置有前后方向的链条；所述链条的前后两端分别与扒渣杆固定；所述伸缩减速马达设置在滑动套管顶侧并带有驱动链轮；所述滑动套管上位于伸缩减速马达的前后两侧还设置有改向小链轮，通过改向小链轮使链条呈几字形与伸缩减速马达的驱动链轮装配；所述伸缩编码器安装在滑动套管上，其旋转端与改向小链轮的轴连接，使伸缩编码器的旋转端随着改向小链轮同轴转动。

进一步的，所述滑动套管的底侧靠近中间的位置通过铰接轴与支撑架顶侧靠前的位置铰接；所述回转平台上还设置有上下摆动油缸；所述上下摆动油缸的底侧与回转平台靠后的位置铰接，上下摆动油缸的驱动端与滑动套管的底侧靠近后端的位置铰接；所述铰接轴与滑动套管固定；通过上下摆动油缸驱动滑动套管的后端以铰接轴为中心向上或向下摆动，进而实现滑动套管前方的扒渣头向下或向上摆动；所述上下摆动编码器安装在支撑架上，其旋转端与铰接轴连接，使上下摆动编码器的旋转端随着滑动套管的摆动与铰接轴同轴转动。

进一步的，所述回转平台通过回转支承安装在底座上；所述回转支承的外圈与底座固定并在外圈的外侧设置有齿，所述回转平台的底侧与回转支承的内圈与固定；所述回转减速马达安装在回转平台上并通过驱动齿轮与回转支承的外圈的齿啮合装配；所述回转支承的外圈的齿还啮合装配有传动齿轮，所述传动齿轮的轴向上穿过回转平台；所述回转编码器安装在回转平台上，其旋转端与传动齿轮的轴连接，使回转编码器的旋转端在回转平台转动时随着传动齿轮被动转动而同轴转动。

进一步的，所述中央回转接头固定在底座上，并位于回转平台的回转的轴心位置，中央回转接头的底侧输入端与液压源连接，中央回转接头的侧面输出端与控制阀台连通。

进一步的，所述扒渣机还包括扒渣控制计算机，所述扒渣控制计算机用于处理所获得的钢渣状态数据，并根据钢渣的状态选择最优的扒渣操作通过plc控制扒渣头动作。

进一步的，所述扒渣控制计算机设置有扒渣操作数据库；所述扒渣操作数据库内存储有多种工况下所对应的最优扒渣操作。

进一步的，所述扒渣机还包括手动操作杆，杆用于通过plc对扒渣头动作的手动控制；手动控制时，扒渣控制计算机通过plc实时获得相应的动作数据，并可存储至扒渣操作数据库中。

进一步的，所述扒渣机还包括成像仪，用于获得钢渣状态数据，并传输给扒渣计算机。

进一步的，所述成像仪包括用于监测流动钢渣及固态钢渣的实时状态、空间三位标的红外成像仪、用于实时显示扒渣操作环境并可辅助红外成像仪监测钢渣状态的可见光摄机成像仪；所述红外成像仪还可监测钢渣流量。

本发明的优点：本发明的一种自动化钢渣扒渣机，加装三个编码器，实时反映扒渣头的三轴方向的运动量并反馈给plc，plc通过控制阀台控制相应的驱动机构，实现扒渣头的闭环可控动作；可实现钢渣扒渣机的自动化，代替人工手动操控，提高扒渣效率；也可将plc连接扒渣控制计算机，扒渣控制计算机通过扒渣操作数据库存储多种工况下所对应的最优扒渣操作与所获得的实时钢渣工况数据进行区配，选取最优的扒渣操作来通过plc控制扒渣头的动作；回转编码器、伸缩编码器、上下摆动编码器所安装的位置能够更加准确真实的反映出扒渣头的动作数据，通过控制阀台可对扒渣头实现精准控制。

附图说明

图1为实施例的一种自动化钢渣扒渣机的示意图；

图2为实施例的一种自动化钢渣扒渣机的另一角度的示意图；

图3为实施例的一种自动化钢渣扒渣机的控制示意图。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。

实施例

如图1至图3所示，本实施例提供了一种自动化钢渣扒渣机，包括底座9，安装在底座9上的回转平台8，固定在回转平台8上的支撑架11，与支撑架11顶侧铰接的滑动套管3，穿设在滑动套管3中的扒渣杆1，固定在扒渣杆1前侧的扒渣头15，用于驱动回转平台8带动扒渣头15左右摆动的回转减速马达7，用于驱动扒渣杆1沿滑动套管3带动扒渣头15前后移动的伸缩减速液压马达5，用于驱动滑动套管3带动扒渣头15上下摆动的上下摆动油缸12，设置在回转平台8上的用于控制回转减速马达7、伸缩减速液压马达5、上下摆动油缸12动作的控制阀台13，以及用于连接液压源20与控制阀台13的中央回转接头14；还包括用于监测扒渣头15前后移动距离的伸缩编码器18、用于监测扒渣头15上下摆动角度的上下摆动编码器19、用于监测扒渣头15左右摆动角度的回转编码器17、以及plc21；所述plc21分别与伸缩编码器18、上下摆动编码器19、回转编码器17以及控制阀台13信号连接，所述plc21用于通过控制阀台13控制回转减速马达7、伸缩减速液压马达5、上下摆动油缸12的驱动速度及驱动量，并接收伸缩编码器18、上下摆动编码器19和回转编码器17实时返回的扒渣头15的运动数据，实现闭环控制。

本实施例的一种自动化钢渣扒渣机，伸缩编码器18、上下摆动编码器19和回转编码器17皆为绝对值型的旋转编码器。

本实施例的一种自动化钢渣扒渣机，所述扒渣杆1的顶侧设置有前后方向的链条2；所述链条2的前后两端分别与扒渣杆1固定；所述伸缩减速马达5设置在滑动套管3顶侧并带有驱动链轮；所述滑动套管3上位于伸缩减速马达5的前后两侧还设置有改向小链轮4，通过改向小链轮4使链条2呈几字形与伸缩减速马达5的驱动链轮装配；所述伸缩编码器18安装在滑动套管3上，其旋转端与改向小链轮4的轴连接，使伸缩编码器18的旋转端随着改向小链轮4同轴转动。

本实施例的一种自动化钢渣扒渣机，所述滑动套管3的底侧靠近中间的位置通过铰接轴6与支撑架11顶侧靠前的位置铰接；所述回转平台8上还设置有上下摆动油缸12；所述上下摆动油缸12的底侧与回转平台8靠后的位置铰接，上下摆动油缸12的驱动端与滑动套管3的底侧靠近后端的位置铰接；所述铰接轴6与滑动套管3固定；通过上下摆动油缸12驱动滑动套管3的后端以铰接轴6为中心向上或向下摆动，进而实现滑动套管3前方的扒渣头15向下或向上摆动；所述上下摆动编码器19安装在支撑架11上，其旋转端与铰接轴6连接，使上下摆动编码器19的旋转端随着滑动套管3的摆动与铰接轴6同轴转动。

本实施例的一种自动化钢渣扒渣机，所述回转平台8通过回转支承10安装在底座9上；所述回转支承10的外圈与底座9固定并在外圈的外侧设置有齿，所述回转平台8的底侧与回转支承10的内圈与固定；所述回转减速马达7安装在回转平台8上并通过驱动齿轮与回转支承10的外圈的齿啮合装配；所述回转支承10的外圈的齿还啮合装配有传动齿轮16，所述传动齿轮16的轴向上穿过回转平台8；所述回转编码器17安装在回转平台8上，其旋转端与传动齿轮16的轴连接，使回转编码器17的旋转端在回转平台8转动时随着传动齿轮16被动转动而同轴转动。

本实施例的一种自动化钢渣扒渣机，所述中央回转接头14固定在底座9上，并位于回转平台8的回转的轴心位置，中央回转接头14的底侧输入端与液压源20连接，中央回转接头14的侧面输出端与控制阀台13连通。

本实施例的一种自动化钢渣扒渣机，所述扒渣机还包括扒渣控制计算机22，所述扒渣控制计算机22用于处理所获得的钢渣状态数据，并根据钢渣的状态选择最优的扒渣操作通过plc21控制扒渣头动作。

本实施例的一种自动化钢渣扒渣机，所述扒渣控制计算机22设置有扒渣操作数据库26；所述扒渣操作数据库26内存储有多种工况下所对应的最优扒渣操作。

本实施例的一种自动化钢渣扒渣机，所述扒渣机还包括手动操作杆23，用于通过plc21对扒渣头动作的手动控制；手动控制时，扒渣控制计算机22通过plc21实时获得相应的动作数据，并可存储至扒渣操作数据库26中。

本实施例的一种自动化钢渣扒渣机，所述扒渣机还包括成像仪，用于获得钢渣状态数据，并传输给扒渣计算机。

本实施例的一种自动化钢渣扒渣机，所述成像仪包括用于监测流动钢渣及固态钢渣的实时状态、空间三位标的红外成像仪24，用于实时显示扒渣操作环境并可辅助红外成像仪监测钢渣状态的可见光摄机成像仪25；所述红外成像仪24还可监测钢渣流量。

本实施例的一种自动化钢渣扒渣机，可通过在plc内置操作过程参数，对扒渣头进行操作，实现钢渣扒渣机的自动化。

本实施例的一种自动化钢渣扒渣机，还可将红外成像仪、可见光摄机成像仪等安装在钢渣扒渣操作间的各个位置上，保证得到最准确的渣态数据；plc、扒渣控制计算机、手动操作杆等设备可集成在集控室内的集控台上，使用时，可先手动操作杆以最优的操作进行扒渣操作，扒渣控制计算机通过plc得到各编码器反馈的动作数据，并与实时得到的渣态数据共同存储在扒渣操作数据库中，然后，扒渣控制计算机重复手动所进行的操作通过plc控制控制阀台操控各马达或油缸进行动作；针对不同的工况多次采用手动操作或人工编制动作，并存储相应的操作数据，对工况参数设定范围值；在实时采集到的工况参数在某一操作数据所对应的工况参数范围内，即调取此操作数据，通过plc控制扒渣头进行相应的操作动作，实现钢渣扒渣机的自动化。

本实施例的一种自动化钢渣扒渣机，加装三个编码器，实时反映扒渣头的三轴方向的运动量并反馈给plc，plc通过控制阀台控制相应的驱动机构，实现扒渣头的闭环可控动作；可实现钢渣扒渣机的自动化，代替人工手动操控，提高扒渣效率；也可将plc连接扒渣控制计算机，扒渣控制计算机通过扒渣操作数据库存储多种工况下所对应的最优扒渣操作与所获得的实时钢渣工况数据进行区配，选取最优的扒渣操作来通过plc控制扒渣头的动作；回转编码器、伸缩编码器、上下摆动编码器所安装的位置能够更加准确真实的反映出扒渣头的动作数据，通过控制阀台可对扒渣头实现精准控制。

上述实施例不应以任何方式限制本发明，凡采用等同替换或等效转换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。