一种开口机换钎设备的制作方法

本发明涉及冶金领域的自动化设备，尤其涉及一种开口机换钎设备，应用于高炉出铁场的开口机的钎杆更换。

背景技术：

高炉出铁需要钻铁口，使高温铁水从该铁口排出，目前，冶金领域均在高炉出铁场配设开口机开设该铁口，而开口机所用的钎杆为易损件，每开一次铁口后就需对使用过的钎杆进行更换。目前，钎杆更换大多都是通过人工操作的方式实现，劳动强度大，工作环境恶劣，随着我国产业由传统向智能制造方向的不断推进，急需一种能实现自动更换钎杆的装置，取代人工操作，为出铁场操作向自动化、智能化推进奠定基础。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种开口机换钎设备，以实现自动化换钎，降低人工劳动强度。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明技术方案如下：

一种开口机换钎设备，所述开口机上设置有安装位，所述安装位用于安装钎杆，所述开口机换钎设备包括：

送钎装置，所述送钎装置往返于一第一待机位和一工作位，所述送钎装置上装载有待装钎杆，所述送钎装置用于将所述待装钎杆运送至待取位，所述送钎装置在换钎时停留在所述工作位上，使所述送钎装置上装载的所述待装钎杆停留在对应的所述待取位；

及钎杆取放装置，其用于将所述安装位上的废弃钎杆取至所述送钎装置上，并将所述待取位上的所述待装钎杆运送至所述安装位。

可选的，所述开口机钎杆取放装置还包括设置在开口机旁的轨道，所述第一待机位和工作位均位于所述轨道上；

所述送钎装置包括底盘，所述底盘上设置有与所述轨道配合的行走机构，使所述送钎装置可沿所述轨道移动，所述第一待机位和所述工作位均设置在所述轨道上。

可选的，所述轨道上设置有用于检测所述送钎装置在所述轨道上的位置的位置检测装置；所述轨道上设置有用于将所述送钎装置限位在所述安装位的第一活动限位结构和用于将所述送钎装置限制在所述第一待机位上的第二活动限位结构。

可选的，所述送钎装置包括：

底盘；

储钎架，所述储钎架其设置在所述底盘上的储钎架，所述储钎架上设置有储钎槽，所述储钎槽平行于所述安装位上的钎杆；

及废钎收集箱，所述废钎收集箱设置在所述底盘上；

其中，所述工作位位于所述安装位的旁边，使所述送钎装置停留在所述工作位时，所述储钎架上的所述待装钎杆与所述安装位上的废弃钎杆并列平行，且所述废钎收集箱位于所述安装位的正下方。

可选的，所述储钎架包括若干由上至下层叠设置的子钎架层，每层所述子钎架层上开设有若干用于放置所述待装钎杆的储杆槽，每个所述储杆槽内放置一个所述待装钎杆，每层所述子钎架层上设置有供所述钎杆取放装置夹取所述待装钎杆的让位空间。

可选的，相邻两层所述子钎架层之间设置有限位结构。

可选的，所述子钎架层的上表面设置有第二限位槽，所述子钎架层的下表面设置有限位凸起，一层所述子钎架层的所述限位凸起配合嵌入相邻的子钎架层的所述第二限位槽中。

可选的，每层所述子钎架层包括至少两个相互间隔设置的支撑头，各支撑头之间的间隔区域形成所述让位空间。

可选的，所述钎杆取放装置包括：

夹持机构，所述夹持机构上具有夹持所述废弃钎杆或所述待装钎杆的夹持区；

支撑件，其用于支撑所述夹持机构；

分步移动机构，所述分布移动机构用于驱动所述夹持机构的所述夹持区移动至所述安装位或所述待取位，所述分步移动机构设置在所述支撑件上，所述夹持机构设置在所述分步移动机构上。

可选的，所述分步移动机构包括：

水平伸缩组件，其用于在水平方向上带动所述夹持机构移动；

升降组件，其用于在竖直方向上带动所述夹持机构移动。

可选的，所述支撑件设置在开口机的大臂上；

所述升降组件包括可竖直滑动的设置在所述支撑件上的竖直滑动座和用于驱动所述支撑件滑动的第一推杆，所述竖直滑动座可竖直滑动的设置在所述支撑件上，所述第一推杆的一端固定设置在所述支撑件上，所述第一推杆的另一端设置在所述竖直滑动座上；

所述水平伸缩组件包括设置在所述竖直滑动座上的水平臂、可水平滑动的设置在所述水平臂架上的水平滑动件及用于驱动所述水平滑动件滑动的第二推杆，所述水平臂设置在所述竖直滑动座上，所述第二推杆的一端设置在所述水平臂上，所述第二推杆的另一端设置在所述水平滑动件上；

所述夹持机构设置在所述水平滑动件上。

可选的，所述夹持机构包括上夹爪、下夹爪、第一连杆、第二连杆及第三推杆，其中，上夹爪和下夹爪分别铰接在所述水平滑动件的不同位置，且上夹爪和下夹爪之间形成所述夹持区，所述第三推杆的一端设置在所述水平滑动件上，所述第三推杆的另一端设置在所述上夹爪上，使所述第三推杆推动或拉动所述上夹爪绕所述水平滑动件转动，所述上夹爪、所述第一连杆、所述第二连杆和所述下夹爪依次铰接，使所述下夹爪在所述上夹爪的带动下相对所述上夹爪反向转动。

本发明至少具有如下有益效果：

本发明的开口机换钎设备，利用送钎装置和钎杆取放装置共同实现钎杆的自动换装，降低了人工劳动强度。

附图说明

图1显示为送钎装置在待机位时本发明的开口机换钎设备的俯瞰布置图；

图2显示为送钎装置在工作位时本发明的开口机换钎设备的俯瞰布置图；

图3显示为送钎装置在工作位时开口机换钎设备进行钎杆更换的结构示意图；

图4显示为图3中夹爪机构的局部放大示意图；

图5显示为夹持钎杆时形成的三角限位区的示意图。

实施例中附图标记说明：

轨道1、限位伸缩件11、位置检测装置12；送钎装置2、底盘21、行走机构22、储钎架23、底座24、废钎收集箱25、轮子221、驱动装置222、子钎架层231、限位结构232、储杆槽231a、让位空间201、第一限位槽202；钎杆取放装置3、支撑件31、分步移动机构32、升降机构32a、水平伸缩机构32b、夹持机构33、第一推杆321、竖直滑动座322、水平臂323、水平滑动件324、第二推杆325；开口机4、大臂41；待装钎杆5；废弃钎杆6；上夹爪331、下夹爪332、第三推杆333、第一连杆334、第二连杆335；夹持区33a、出入口33b、三角限位区33c、第一压紧面331a、第二压紧面331b、倾斜支撑面332a；第一待机位a、工作位b、待取位c、安装位d；

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，自始至终相同附图标记表示相同的组件。

本实施例中，将开口机上用于安装钎杆的位置定义为安装位d。

参见图1至图3，本实施例的开口机换钎设备包括送钎装置2和钎杆取放装置3。

其中，送钎装置2往返于一第一待机位a和一工作位b，所述送钎装置2上装载有待装钎杆5，所述送钎装置2用于将所述待装钎杆5运送至待取位c，所述送钎装置2在换钎时停留在所述工作位b上，使所述送钎装置2上装载的所述待装钎杆5停留在对应的所述待取位c；

其中，钎杆取放装置3用于将所述安装位d上的废弃钎杆6取至所述送钎装置2上，并将所述待取位c上的所述待装钎杆5运送至所述安装位d。

当需要换钎时，送钎装置2由第一待机位a移动至工作位b，使待装钎杆5随送钎装置2被移动至待取位c，钎杆取放装置3将安装位d上的废弃钎杆6取，置于工作位b上的送钎装置2上，并取走待取位c上的待装钎杆5，将取走的待装钎杆5移至安装位d安装；换钎完成后，运送装置携带废弃钎杆6返回第一待机位a。

在一实施例中，该开口机4钎杆取放装置3还包括设置在开口机4旁的轨道1，该第一待机位a和工作位b均位于该轨道1上，该送钎装置2包括底盘21，该底盘21上设置有与该轨道1配合的行走机构22，使该送钎装置2可沿该轨道1移动，此时，该第一待机位a和该工作位b均设置在该轨道1上。在实际实施过程中，也可以不设置该轨道1，而是采用伸缩机构或其他方式实现送钎装置2在第一待机位a和工作位b之间的往返。具体实施过程中，该行走机构22可以包括轮子221和驱动轮子转动的驱动装置222。

在一实施例中，该轨道1上设置有用于检测该送钎装置2在该轨道1上的位置的位置检测装置12；该轨道1上设置有用于将该送钎装置2限位在该安装位d的第一活动限位结构232和用于将该送钎装置2限制在该第一待机位a上的第二活动限位结构232。

当该位置检测装置12检测到送钎装置2行进至工作位b时，该第一活动限位结构232将送钎装置2限位在安装位d，待换钎完成后，该第一活动限位结构232解除对送钎检测装置的限位，送钎装置2向第一待机位a移动，当该位置检测装置12检测到送钎装置2行进至该第一待机位a时，第二活动限位结构232将该送钎装置2限位在该第一待机位a，当再次需要换钎时，该第二活动限位结构232解除对送钎装置2的限制。在上述进而下述方案中，第一活动限位结构232的动作、第二活动限位结构232的动作、送钎装置2的行进、钎杆取放装置3的取放动作等均是通过现有控制技术实现控制，此处不做叙述。

在一实施例中，该第一活动限位结构232和第二活动限位结构232均包括设置在轨道1旁的限位伸缩件11，送钎装置2上对应设置有用于插入所述伸缩限位件的第一限位槽202，当需要限位时，该限位伸缩件11伸入第一限位槽202中，当解除限位时，限位伸缩件11回缩，退出该第一限位槽202。

在一实施例中，该送钎装置2包括底盘21、设置在该底盘21上的储钎架23及设置在该底盘21上的废钎收集箱25，该储钎架23上设置有储钎槽，该储钎槽平行于该安装位d上的钎杆，工作位b位于该安装位d的旁边，使该送钎装置2停留在该工作位b时，该储钎架23上的该待装钎杆5与该安装位d上的废弃钎杆6并列平行，且该废钎收集箱25位于该安装位d的正下方。此处的并列平行是指，废弃钎杆6和待装钎杆5相互平行，且两端对齐。

这种送钎装置2的设置方式，有利于缩短安装位d和待取位c之间的距离，取放装置在安装位d和待取位c之间的行程也就相应被缩短，另外，安装位d上的废弃钎杆6被送钎装置2取下后，废弃钎杆6能够直接落入废钎收集箱25被回收，无需送钎装置2产生额外的行程就完成废钎回收，无论是取放废弃钎杆6还是取放待装钎杆5的过程均得到简化，有利于提高了钎杆的更换效率。

在一实施例中，该储钎架23包括若干由上至下层叠设置的子钎架层231，每层该子钎架层231上开设有若干用于放置该待装钎杆5的储杆槽231a，每个该储杆槽231a内放置一个该待装钎杆5，每层该子钎架层231上设置有供该钎杆取放装置3夹取该待装钎杆5的让位空间201。这种储钎架23可以放置更多的待装钎杆5。需要说明的是，此时，若送钎装置2位于至工作位b，外围的每根待装钎杆5对应一个待取位c，而钎杆取放装置3可以取放任一个待取位c上的待装钎杆5。

在一实施例中，相邻两层该子钎架层231之间设置有限位结构232，具体的，本实施例中，该子钎架层231的上表面设置有第二限位槽，该子钎架层231的下表面设置有限位凸起，一层该子钎架层231的该限位凸起配合嵌入相邻的子钎架层231的该第二限位槽中。设置这种限位结构232不仅可以防止各子钎架层231之间发生相对位移，并且还可以根据需求随时调整子钎架层231的层数，从而改变送钎装置2上装载的钎杆数量。本实施例中，在底盘21上还设置有基座24，该基座24和最底层的子钎架层231之间也设置有该限位结构232。

在一实施例中，该储杆槽231a开设在子钎架层231的上表面，每层子钎架层231上开设多个相互平行的储杆槽231a，能够存放更多钎杆，在实际实施过程中，也可以每层子钎架层231上开设一个钎杆槽。

在一实施例中，每层该子钎架层231包括至少两个相互间隔设置的支撑头，各支撑头之间的间隔区域形成该让位空间201。这种子钎架层231的结构不仅能够提供更大的让位空间201，增加钎杆取放机构的可活动空间，还有利于减少子钎架层231的用料，节约成本。

在一实施例中，该钎杆取放装置3包括：

夹持机构33，该夹持机构33上具有夹持该废弃钎杆6或该待装钎杆5的夹持区；

支撑件31，其用于支撑该夹持机构33；

分步移动机构32，该分布移动机构32用于驱动夹持机构33的夹持区移动至安装位d或所述待取位c，分步移动机构32设置在所述支撑件31上，所述夹持机构33设置在所述分步移动机构32上。

更换钎杆时，分步移动机构32分步带动夹持机构33移动，使夹持区先停留在安装位d，夹取废弃钎杆6后松开，使废弃钎杆6自行落在送钎装置2上；然后从安装位d移动至待取位c，夹取夹持待装钎杆5；再携带待装钎杆5由待取位c移动至安装位d。

在具体实施过程中，该夹持机构33的夹持区在待机过程中可以一直停留在安装位d，在待机过程中该夹持机构33处于张开状态，待需要换钎时在进入夹持状态；也可以设置一第二待机位使该夹持机构33的夹持区在待机过程中停留在该第二待机位，待需要换钎时，再在分布移动机构32的作用下移动至安装位d，此时，可以将安装位d布置在第二待机位和待取位c之间，能够减少换钎过程中夹持机构的移动路径，提高工作效率。

在一实施例中，该分步移动机构32包括：

水平伸缩组件32b，其用于在水平方向上带动该夹持机构33移动；

升降组件32a，其用于在竖直方向上带动该夹持机构33移动。

在一实施例中，具体的，该支撑件31设置在开口机4的大臂上；

该升降组件包括可竖直滑动的设置在该支撑件31上的竖直滑动座322和用于驱动该支撑件31滑动的第一推杆321，该竖直滑动座322可竖直滑动的设置在该支撑件31上，该第一推杆321的一端固定设置在该支撑件31上，该第一推杆321的另一端设置在该竖直滑动座322上；

该水平伸缩组件包括设置在该竖直滑动座322上的水平臂323、可水平滑动的设置在该水平臂323架上的水平滑动件324及用于驱动该水平滑动件324滑动的第二推杆325，该水平臂323设置在该竖直滑动座322上，该第二推杆325的一端设置在该水平臂323上，该第二推杆325的另一端设置在该水平滑动件324上；

该夹持机构33设置在该水平滑动件324上。

此时，相当于整个钎杆取放装置3设置在开口机4的大臂上，使得整个钎杆取放装置3除了在换钎过程中，均与开口机4无相对移动，更有利于精确控制夹持机构33的移动。

在实际实施过程中，可以在设置两组、甚至两组以上的分步移动机构32，在每组分步移动机构32上设置夹持机构33，使夹持机构33在夹持推杆的过程中提供两个或两个以上的支点，这种夹持方式更容易实现可靠夹持，当然，支撑件31上也可以只设置一组所述分步移动机构32，但分布机构在此时需要与被夹持的钎杆之间具有足够的接触面积，才能实现可靠夹持。

在一实施例中，参见图3、图4，该夹持机构包括上夹爪331、下夹爪332、第一连杆334、第二连杆335及第三推杆333，其中，上夹爪331和下夹爪332分别铰接在所述水平滑动件324的不同位置，且上夹爪331和下夹爪332之间形成所述夹持区，第三推杆333的一端设置在所述水平滑动件上，第三推杆333的另一端设置在上夹爪331上，使第三推杆333推动或拉动所述上夹爪331绕所述水平滑动件324转动，所述上夹爪331、所述第一连杆334、所述第二连杆335和所述下夹爪332依次铰接，使所述下夹爪332在所述上夹爪331的带动下相对所述上夹爪331反向转动。其中，第三推杆可以是伸缩气缸、伸缩油缸或电动推杆等。

工作时，参见图3，当第三推杆333推动上夹爪331时，上夹爪331逆时针转动，带动下夹爪332顺时针转动，使夹持区变小，实现钎杆的夹持；当第三推杆333拉动上夹爪331时，上夹爪331顺时针转动，下夹爪332逆时针转动，使夹持区变大，夹持机构33处于非夹持状态。

在一些实施例中，参见图4、图5，上夹爪331上具有朝向所述下夹爪332的上夹持面，下夹爪332上具有朝向所述上夹爪331的下夹持面，所述夹持区形成于所述上夹持面和所述下夹持面之间，且所述夹持区33a具有用于供钎杆进出的出入口33b，所述下夹持面包括一倾斜支撑面332a，所述倾斜支撑面332a朝向所述出入口33a所在方向倾斜，所述上夹持面包括第一压紧面331a和第二压紧面331b，所述第一压紧面331a和第二压紧面331b之间形成夹角，在夹紧状态下，所述第一压紧面331a所述在的平面、第二压紧面331b所在的平面和所述倾斜支撑面332a所在的平面围成三角限位区33c，且被夹持的钎杆分别与第一压紧面331a、第二压紧面331b、倾斜支撑面332a接触。

夹持钎杆(废弃钎杆或待装钎杆)时，钎杆外围分别与倾斜支撑面、第一压紧面和第二压紧面接触，形成三点支撑，能够实现稳固夹持，当夹爪机构33松开时，夹持区变大，第一压紧面和第一压紧面均与钎杆分离，钎杆在自重作用下，沿倾斜支撑面滚动，脱离夹爪机构，这种设置方式能够保证钎杆在安装位d夹取废弃钎杆后，钎杆能够自行落入废钎收集箱25，有利于简化废钎收集的流程。

在本发明描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。

本发明的描述中，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、组件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、组件、部件和/或组的存在或添加。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。