炼钢连铸机器人切割系统的制作方法

本发明涉及一种炼钢连铸机器人切割系统。

背景技术：

在炼钢连铸生产中，连铸切割装置的结构、相应的切割方式、可靠性及其性能等是提高炼钢连铸切割生产效率的重要因素，而在能源日益紧张的今天，切割质量在不同程度上既影响切割速度、更影响切割的能源消耗。现有的连铸切割装置大多已使用电子自动点火方式，其具有点火速度快、及时，省时省力，其自动运行的稳定性也有一定的提高。然而，现有的连铸切割装置，由于设置结构和设置方式的不尽合理，其自动切割枪和自动点火枪无一例外地分别通过各自的安装支架安装于切割小车上。而现有的所有系统其切割小车都无一例外地只有安装在切割钢坯的上方。而且是使用体积庞大的龙门架构架设置于被切割钢坯的上方，其不仅占用生产现场大量的空间，而且由于被切割钢坯的温度都很高，达上千摄氏度高温，而这些热量基本上都往上直接辐射传递给切割小车和小车上的切割枪和点火枪等切割装置，使得切割装置的使用寿命短，工作稳定性差，特别是点火枪的点火可靠性和稳定性差。另外其切割方式只能是从上方呈左右方向切割。其总体问题是：不仅严重影响切割质量，出现大量挂渣（即俗称的切割肌瘤），增加能源消耗，还无谓地增加了切割系统设备的维护维修工作量。以至于无谓增加了切割成本和连铸产生的成本。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述现有技术存在的不足，提供一种炼钢连铸机器人切割系统，该炼钢连铸机器人切割系统结构极为简单，设置结构科学、合理，安装方便，其可以有效地解决切割枪、切割嘴和点火枪等的使用寿命，而且整个系统的安装制造成本低，特别是，其改变了传统的切割方式，既可以实施竖向切割，也可以实施传统的横向（左右）方向切割，进而从根本上提高了切割质量，并具有很强的适应性。

本发明炼钢连铸机器人切割系统的技术方案包括切割器、相应的控制系统和引导装置，所述切割器包括切割工具、和连接或操纵该切割工具的、信号连接于所述控制系统的相应的切割机器人，所述引导装置包括一设置于被切割体的相应一侧的行动通道，所述切割机器人对应于相应的被切割体行动式设置于该行动通道。

所述切割机器人为一通过其智能模块模仿人工操作切割工具实施切割动作的、与所述智能控制器连接的智能操作机器人，其智能操作机器人包括有相对于相应的行动通道横向和上下伸缩的相应的动作关节。

所述切割机器人为一智能操作器，所述智能操作器包括一连接于所述切割工具的横向伸缩式机械臂，设置于所述行动通道上的行走器，以及连接于所述横向伸缩式机械臂和行走器之间的升降器，所述横向伸缩式机械臂、行走器、升降器分别连接于相应的智能控制器。

所述横向伸缩式机械臂以及升降器分别包括一连接于相应的切割工具的电动伸缩杆、气动活塞缸或液压活塞缸，所述行走器包括设置于所述行动通道与升降器之间的轨道行走轮。

所述切割机器人其智能操作机器人的行走脚动作关节以上部位或/和智能操作器的伸缩式机械臂设有相应的保护套罩，所述保护套罩开设有对应于被切割体的切割工具的切割行程窗口或切割行动窗口。

所述智能操作机器人和智能操作器的保护套罩为一水夹套；所述保护套罩或相应的水夹套的顶壁面构成行动通道盖板。

所述行动通道为一沿被切割体输出方向设置的地沟通道或地面通道，所述切割机器人于该地沟通道或地面通道内对应于相应的被切割体、沿被切割体的输送方向以前后行进运动、且左右和/或上下伸缩运动对被切割体实施跟进式横向和/或竖向切割以及复位待切割。

所述同步器的红外或激光信号器设置于起始切割时被切割体的端面所处的位置，且该红外或激光信号器或相应的位置为与被切割体或切割机器人同步前行。

本发明的多方向（万能）切割系统不仅有效解决了切割装置使用寿命短，切割运行的稳定性和可靠性差的问题。特别是，其可以根据需要实施竖向或横向方向切割，改变了长期以来连铸切割只能从被切割体的上方进行横向切割（即现有技术其割枪的行进方向是只能沿平面或水平方向），而无法从侧面沿上下方向呈竖向实施切割，而被切割体的竖向切割（侧切）方式又可以有效解决被切割体（连铸钢坯）的切割肌留问题，因而从根本上避免了连铸切割挂渣问题，从根本上提高了切割质。更为重要的是，其一举彻底搬掉了长期以来切割系统赖以生存的龙门架；同时，避免了切割小车（切割架）处于被切割体上方始终工作于高温环境中，从根本上改善了切割装置的切割环境，进而有效降低了连铸切割装置的制造、使用和运行维护成本，最终降低了连铸生产的成本。并且，其可以根据连铸现场情况灵活设置切割装置的位置，具有很强的适应性。

附图说明

图1为本发明炼钢连铸机器人切割系统一实施例结构示意图。图2为本发明炼钢连铸机器人切割系统另一实施例立体结构示意图。图3为本发明实施例3的结构和运行控制原理示意图。图4为本发明实施例4结构示意图。

具体实施方式

为了能进一步了解本发明的技术方案，藉由以下实施例结合附图对本发明作进一步说明。如图1所示。本实施例的炼钢连铸机器人切割系统包括沿被切割体（连铸钢坯）8的输出方向或长度方向、设置于连铸钢坯相应一侧的地沟或地面通道7，切割机器人和分别对应于切割机器人与连铸钢坯的切割器，相应的控制系统等。其切割器包括切割枪，亦或包括切割枪和相应的点火枪。

本发明其将切割机器人置于连铸钢坯的相应一侧，可通过将切割工具伸至连铸钢坯的上、下、左或右侧壁面，即，其既可以沿横向方向切割，亦可以沿竖向方向切割。切割枪实施多方位设置、多方向切割（对连铸钢坯实施多方向切割），切割时切割机器人上升到地面并可跟随连铸钢坯一起前行，伸出切割工具并操纵其实施切割，在切割完成（结束）后切割工具收回同时切割机器人自动缩回地沟通道并返回切割起点。

其切割机器人为一智能操作器，智能操作器包括一连接于切割工具1的横向伸缩式机械臂3a，其横向伸缩式机械臂以及升降器分别包括一连接于相应的切割工具的电动伸缩杆、气动活塞缸或液压活塞缸，所述行走器包括设置于所述行动通道与升降器之间的轨道行走轮。

本实施例中，其横向伸缩式机械臂3a为一气动或液压活塞缸，设置于地沟通道（地沟坑道）上的行走器，以及连接于横向伸缩式机械臂3a和行走器之间的升降器。其横向伸缩式机械臂3a设置于一水夹套2内，水夹套的靠切割钢坯一侧开设有对应于连铸钢坯的行动窗口（或孔）10，切割工具1、或切割工具1和横向伸缩式机械臂3a通过该行动窗口10伸缩运动。其切割工具1可以设置位于连铸钢坯的上方、下方、左侧或右侧，以实施上、下、左或右切割。

其升降器4包括一连接于相应的切割工具1的气动活塞缸或液压活塞缸，行走器包括设置于地沟通道7底板上的轨道6，以及与该轨道对应连接于支承架或平台5上的行走轮15。其升降器为一连接于支承架或平台5与横向伸缩式机械臂3a水夹套的底部之间的气动活塞缸。

本实施例中，其同步器包括可夹接固定于被切割体与智能操作器的水夹套上的一对夹臂16，及其信号连接于控制系统或其智能控制器的该夹臂的驱动器。其夹臂驱动器为一液压活塞缸。其夹臂可通过连接件17连接于智能操作器的水夹套2上。

工作时，由智能控制器根据切割起始信号检测器（如连铸钢坯输出到某一位置或自轧机输出的时间）的检测信号控制升降器4升起气动活塞缸出地沟通道，之后气动活塞缸伸出切割工具对连铸钢坯实施切割。智能控制器还同时控制夹臂的驱动器，使其夹住连铸钢坯，以带动智能操作器跟随前行。完成切割后，智能控制器根据切割结束信号检测器（如伸缩式机械臂的行程到位检测器、或智能操作器行程到位检测器）的检测信号控制相应工具回水夹套内，同时控制升降器的液压活塞缸降落伸缩式机械臂水夹套回落至地沟通道内、并返回到起始切割位置。其水夹套的顶壁上表面可作为地沟通道的盖板，供行人行走。

本发明的另一实施例如图2所示，本例中其切割机器人为一设置于地沟通道内的智能操作机器人3b，智能操作机器人通过其存储模块嵌入设置有切割工具的切割操作工艺和步骤的切割控制程序，模仿人工操作切割工具的全部相应的切割操作行为，对连铸钢坯实施切割运行。

智能操作机器人，其智能操作机器人具有与切割工艺相适应配合的、于地沟通道上下伸缩行动和横向伸缩操纵切割工具1的相应的手、脚动作关节,行动功能。

其智能操作机器人的行走脚的动作关节以上部分设置于水夹套2内,水夹套靠连铸钢坯一侧开设有切割工具上下切割动作的行程窗口9。其其余具体切割操作运行与上述实施例类同。

本发明的再一实施例如图3所示，本例中其控制系统的包括同步器及智能控制器20，其同步器包括与智能控制器20信号连接的同步信号检测器，其同步信号检测器可以为红外或激光信号器，该红外或激光信号器可以为对射信号器18，该红外或激光信号器可以为对射信号器18，其红外或激光对射信号器的发射管和接收管分置于被切割体的相对两侧、并设置于起始切割时被切割体的前端端部所对应的位置，且该发射管和接收管通过相应的连接架17固定连接于切割机器人（或智能操作器或智能操作机器人）3上，智能控制器根据同步信号检测器（即红外或激光信号器）输出的检测信号控制切割机器人（或智能操作器或智能操作机器人）3与被切割体8同步前行。智能控制器内设有位置偏差信号运算电路或模块，位置偏差信号运算电路或模块对同步器（即同步信号检测器）检测到的切割机器人与被切割体向前（图3中箭头方向）行进时产生的位置偏差进行运算，并输出相应的控制信号对切割机器人的行进速度进行控制，进而使切割机器人与被切割体始终同步。智能控制器20还与切割机器人上的伸缩式机械臂的驱动器、相应的升降器等信号连接，还与相应的切割结束信号检测器信号连接。

其控制系统的智能控制器20在控制切割机器人3进行操作切割工具进行伸缩切割操作运动、和于行动通道内升降运行的同时，智能控制器还根据对射信号器输出的同步信号控制相应的行走器于行动通道内跟随连铸钢坯同步前行。其同步器的同步信号同时可以取代起始信号检测器作为切割机器人的切割起始信号，即智能控制器在收到该同步信号时开始执行切割操作并控制切割机器人同步前行，控制切割机器人启动实施切割工作。本实施例的其余结构和相应的操作控制方式方法可与上述实施例类同。

本发明的又一实施例如图4所示，其设置于水夹套2内的横向伸缩式机械臂3a通过行动窗口10伸缩式连接有一连接臂31。切割工具1位于连铸钢坯的上方呈上下式设置固定连接于连接臂31的相应一端。随着横向伸缩式机械臂3a的伸缩，切割器对连铸钢坯实施水平方向上的横向切割。本实施例的其余结构和相应的操作控制方式方法可与上述实施例一类同。