全流程机器人自动烧结系统自动化产线的制作方法

测量装置的制造及其应用技术1.本发明涉及烧结系统技术领域，具体为全流程机器人自动烧结系统自动化产线。背景技术：2.烧结杯试验是大型钢铁联合企业中最重要的试验手段之一，烧结试验是开展铁矿石烧结性能评价、烧结配矿优化、烧结原料配比、指导烧结生产、降本增收等操作中不可或缺的试验工艺系统，其对生产有较好的模拟性，烧结工艺参数优化以及提高烧结矿产质量等相关技术研究的重要手段，可为现场生产提供可靠的大量的数据支撑。3.烧结试验室的建立能够模拟烧结生产工艺流程的全过程，在烧结杯上部料层表面点燃煤气烧嘴，通过抽风机将热风抽入混合料层并将料层中的燃料点燃，从而在一定的温度中将细小颗粒混合料烧结成多孔块矿，然后通过对成品烧结矿的检测得到烧成品的粒度组成、转鼓强度、固体燃耗系数等工艺技术指标。4.烧结试验，需要经过自动加水-混料-造粒-布料-点火-烧结-破碎-强度测试-筛分分级-强度测试-成品计算等工艺步骤，传统的试验工序是需要在不同的工位上进行人工操作，由于操作的物料重量较大（约为120kg），导致物料在工位之间的转运需要消耗较多的时间，不仅降低了生产效率，还浪费了人工。5.因此，目前亟需一种自动化程度高，减少人力，提高效率的全流程机器人自动烧结系统自动化产线。技术实现要素：6.本发明的目的在于克服上述不足，提供一种自动化程度高，减少人力，提高效率的全流程机器人自动烧结系统自动化产线。7.本发明的目的是这样实现的：全流程机器人自动烧结系统自动化产线，包括呈c形布置的流水线本体，所述流水线本体的中间安装有移动轨道平台，所述移动轨道平台的上侧安装有机械臂，所述流水线本体的内部放置有料斗；所述流水线本体包含由前至后依次设置的强混机、混合造粒机、自动烧结杯平台、下落装置和滚筒筛分机。8.优选的，所述强混机的上侧安装有入料挡板，所述强混机的下方安装有出料挡板，所述强混机和所述入料挡板以及强混机和出料挡板的中间均安装有自动伸缩机构，所述强混机的下侧安装有出料防护罩，且所述出料防护罩位于出料挡板的外侧。9.优选的，所述强混机内的顶部安装有自动喷水机构，所述自动喷水机构的下方安装有雾化喷嘴。10.优选的，所述雾化喷嘴设置有多处。11.优选的，所述混合造粒机的后方安装有出料斗。12.优选的，所述自动烧结杯平台包括温度控制装置和破碎装置，所述破碎装置的下方分别安装有除尘装置和第一称重装置。13.优选的，所述下落装置的高度为2m。14.优选的，所述滚筒筛分机包括机架，所述机架上侧的左方安装有进料斗，所述机架上侧的右方安装有分级筛筒，所述分级筛筒的一端与所述机架铰接，所述分级筛筒的另一端与机架通过螺栓固定方式相连接，所述机架内的下方安装有皮带机，所述机架内的中间安装有多处第二称重装置第二称重装置由多处拉力称组成，所述第二称重装置的下侧安装有称重斗，所述称重斗的下侧安装有称重架，所述称重架的内部设置有出料板，所述出料板的外端位于所述皮带机的上方，所述称重架和所述出料板的中间安装有振荡器，所述进料斗的后侧安装有除尘风斗，所述分级筛筒包括筛筒架，所述筛筒架的内部转动连接有筛网，所述筛筒架的右侧安装有与所述筛网相连接的驱动电机，所述筛筒架的下侧安装有多处下料斗，所述下料斗的下端位于称重斗的内部，所述筛筒架与所述筛网的中间安装有隔音盘。15.优选的，所述筛网分为六组，其筛分尺寸由左至右分别为5mm、10mm、16mm、25mm、40mm和无限制尺寸。16.优选的，所述机械臂的前端安装有气动机械手。17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明全流程机器人自动烧结系统自动化产线，通过将流水线本体设置为c形，并在紧密的工位中间安装移动轨道平台和机械臂，利用对轨道平台的移动和对机械臂的控制即可完成试验物品的转序操作，其自动化程度高，不仅节约了人力物力，还提升了生产效率，使烧结系统实现了全流程自动化；2、本发明全流程机器人自动烧结系统自动化产线，通过在强混机的内部设置自动喷水机构和雾化喷嘴，可以根据试验物品的湿度进行自动调节，通过在自动烧结杯平台的内部设置温度控制装置，可以保障烧结杯试验的工作温度，通过在自动烧结杯平台和滚筒筛分机的内部分别安装称重装置，可以对试验物品的参数进行实时追踪，从而提升了试验的实时性与过程精确性等优点。附图说明18.图1为本发明全流程机器人自动烧结系统自动化产线的整体结构示意图。19.图2为本发明全流程机器人自动烧结系统自动化产线中强混机的整体结构示意图。20.图3为本发明全流程机器人自动烧结系统自动化产线中强混机处的结构示意图。21.图4为本发明全流程机器人自动烧结系统自动化产线中强混机的侧视结构示意图。22.图5为本发明全流程机器人自动烧结系统自动化产线中强混机的内部结构示意图。23.图6为本发明全流程机器人自动烧结系统自动化产线中混合造粒机的整体结构示意图。24.图7为本发明全流程机器人自动烧结系统自动化产线中自动烧结杯平台的正视结构示意图。25.图8为本发明全流程机器人自动烧结系统自动化产线中自动烧结杯平台的俯视结构示意图。26.图9为本发明全流程机器人自动烧结系统自动化产线中下落装置的正视结构示意图。27.图10为本发明全流程机器人自动烧结系统自动化产线中滚筒筛分机的整体结构示意图。28.图11为本发明全流程机器人自动烧结系统自动化产线中滚筒筛分机的后方结构示意图。29.图12为本发明本发明全流程机器人自动烧结系统自动化产线中滚筒筛分机的左侧结构示意图。30.图13为本发明本发明全流程机器人自动烧结系统自动化产线中称重斗处的结构示意图。31.图14为本发明全流程机器人自动烧结系统自动化产线中称重斗处的侧视结构示意图。32.图15为本发明全流程机器人自动烧结系统自动化产线中称重斗处的正视结构示意图。33.图16为本发明全流程机器人自动烧结系统自动化产线中机械臂处的结构示意图。34.其中：流水线本体1、强混机1.1、入料挡板1.1.1、出料挡板1.1.2、自动伸缩机构1.1.3、出料防护罩1.1.4、自动喷水机构1.1.5、雾化喷嘴1.1.6、混合造粒机1.2、出料斗1.2.1、自动烧结杯平台1.3、温度控制装置1.3.1、破碎装置1.3.2、除尘装置1.3.3、第一称重装置1.3.4、下落装置1.4、滚筒筛分机1.5、机架1.5.1、进料斗1.5.2、分级筛筒1.5.3、皮带机1.5.4、第二称重装置1.5.5、称重斗1.5.6、称重架1.5.7、出料板1.5.8、振荡器1.5.9、除尘风斗1.5.10、筛筒架1.5.11、筛网1.5.12、驱动电机1.5.13、下料斗1.5.14、隔音盘1.5.15、移动轨道平台2、机械臂3、气动机械手3.1、料斗4。具体实施方式35.参见图1至图16，本发明涉及的全流程机器人自动烧结系统自动化产线，包括呈c形布置的流水线本体1，流水线本体1的中间安装有移动轨道平台2，移动轨道平台2的上侧安装有机械臂3，流水线本体1的内部放置有料斗4；移动轨道平台2由电机进行驱动，可以对其上方的机械臂3进行左右移动，而机械臂3为多关节机械臂，可以对机械臂3进行调节，使其与前端移动至工序的任一位置，与此同时，在机械臂3的前端加装工业相机，并配备视觉系统，此视觉系统包括基恩士xg-x系列定位系统，实现对定位系统运行的高速处理，可以使3100万像素相机瞬间完成搜索，使机械臂3高速对准，还可以实现超快的检测设定切换时间，最快切换时间仅为5ms，其包含超高的2100万像素在内，备有共22种相机，可跟根应用选择理想相机，从而大大提升了装置的定位效率，可以使机械臂3的单纯手部功能具有了视觉功能，使机械臂3系统可以精确获取对象物和目标物的坐标位置和角度，并将图像坐标转换为系统能识别的机器人坐标，从而指导机械臂3做出合适的指令（抓取和转序），使机械臂3系统实现了边看边做，让单一的机械臂3形成了手眼配合的智能化机构，工作期间，利用视觉系统对料斗4以及各个工序的入料口和出料口位置的抓取，可以使机械臂3更加快速、更加准确且更加灵活的移动至操作部位进行转序操作，大大提升了机械臂3的转序效率和生产线的整体效率；如图1所示，通过让流水线本体1使用c形的布置方式，不仅可以使系统本体适应于安装场地，还可以减少移动轨道平台2和机械臂3的移动距离和活动范围，从而缩短了加工时间，使得装置的加工效率再次得到了提升。36.流水线本体1包含由前至后依次设置的强混机1.1、混合造粒机1.2、自动烧结杯平台1.3、下落装置1.4和滚筒筛分机1.5。37.强混机1.1的上侧安装有入料挡板1.1.1，强混机1.1的下方安装有出料挡板1.1.2，强混机1.1和入料挡板1.1.1以及强混机1.1和出料挡板1.1.2的中间均安装有自动伸缩机构1.1.3，强混机1.1的下侧安装有出料防护罩1.1.4，且出料防护罩1.1.4位于出料挡板1.1.2的外侧，如图2所示，通过在强混机1.1和入料挡板1.1.1的中间设置自动伸缩机构1.1.3，当收缩此自动伸缩机构1.1.3时，可以将入料挡板1.1.1掀起，当伸长此自动伸缩机构1.1.3时，可以将入料挡板1.1.1关闭，以实现强混机1.1入料口的自动开关，实现强混机1.1的自动加料操作，如图2和图3所示，通过在强混机1.1和出料挡板1.1.2的中间设置自动伸缩机构1.1.3，并利用出料防护罩1.1.4罩在出料挡板1.1.2活动轨迹的外侧，当收缩此自动伸缩机构1.1.3时，可以将出料挡板1.1.2向下拉动，使强混机1.1内的物料沿出料挡板1.1.2和出料防护罩1.1.4的中间下落至预先准备好的料斗4内，当伸长此自动伸缩机构1.1.3时，可以将出料挡板1.1.2向上推动关闭，以实现强混机1.1出料口的自动开关，实现强混机1.1的自动出料操作；强混机1.1内的顶部安装有自动喷水机构1.1.5，自动喷水机构1.1.5的下方安装有雾化喷嘴1.1.6，如图5所示，通过在强混机1.1的内部安装自动喷水机构1.1.5和雾化喷嘴1.1.6，可以根据其内部物料的干燥程度对物料进行加水处理，使物料的湿度达到指定标准，与此同时，还可以将雾化喷嘴1.1.6设置多处，提升物料加湿的效率。38.混合造粒机1.2的后方安装有出料斗1.2.1，如图6所示，通过在混合造粒机1.2的后方安装出料斗1.2.1，当混合造粒机1.2运行期间，可以利用对移动轨道平台2和机械臂3的控制将料斗4放置在此出料斗1.2.1的下方，方便及时接收物料。39.自动烧结杯平台1.3包括温度控制装置1.3.1和破碎装置1.3.2，破碎装置1.3.2的下方分别安装有除尘装置1.3.3和第一称重装置1.3.4，如图7和图8所示，当利用对移动轨道平台2和机械臂3的控制将料斗4内的试验物品放置在自动烧结杯平台1.3内的试验烧杯内时，可以利用温度控制装置1.3.1对试验烧杯进行稳定加热，以保障试验烧杯试验的稳定运行，与此同时，通过在破碎装置1.3.2的下方分别安装有除尘装置1.3.3和第一称重装置1.3.4，不仅可以对破碎粉尘进行吸收，保护周围环境，还可以对试验物品进行实时称重，实时追踪试验物品的重量参数，本套自动烧结杯平台1.3主要基于模拟现场操作的工况，进行了大量的硬件检测单元与软件的运用，确保设备的安全性与工艺的规范性，其次，利用机械臂3的自动化操作，此烧结操作可以实现自动布料、自动点火、负压控制、自动破碎的功能，相对于传统人工旋转布料（人工定位纠偏）、自动点火（手动控温）、负压控制（手动调节负压）、尾气温度检测和自动破碎（手动控制破碎机先相关动作）的手动操作工艺，大大提升了装置的自动化水平。40.机械臂3的视觉系统包括基恩士cv-x系列三维机械视觉，其采用4台相机从不同角度拍摄，使操作环境生成无死角的稳定三维图像，并生成坐标数据，传输给机械臂3的操作系统；基恩士cv-x系列三维机械视觉搭载cmos高精度、高像素、低噪音的图像传感器与高速处理器，采用模式投影法，搭载双轴投光算法，通过对方向为90度的投影模式进行投影分析，可以设置自动烧结杯平台1.3的环境布局，能够计算避障的路径，可自动计算目标点及其经过点，可以在电脑上生成模拟动作，同时具有位置补偿与纠偏功能，利用基恩士cv-x系列三维机械视觉与机械臂3控制系统的配合运用，使得机械臂3操作系统具有超强的检测能力，能在0.5s内获得136张图像位置识别，用路径生成工具自动计算出机械臂3的动作定位，能够考虑周边设备的干涉、机器人的姿势，避开障碍物，可以在自动烧结杯平台1.3的动作范围内协同工作，实现对物料的精准转序。41.除此之外，机械臂3的视觉系统还包括基恩士ix系列激光传感器，其为多点式激光传感器，可识别区域内任意位置的高度，其有效解决了因工件倾斜导致测量结果不稳定，位置角度偏移导致误检测以及没有足够的空间来安装多台传感器的问题，与此同时，其不受视觉方式的影响，对于同色工件的检测也相对稳定，有效提升了装置位置修正以及实时倾斜修正的效果，通过其与机械臂3控制系统的结合，可以对机械臂3的动作进行校准，可以实时识别自动烧结杯平台1.3上任意位置的高度、位置，采用激光瞄准指定点，由相机捕捉布料器及旋转过程的指定点，具有位置、角度便于修正等功能，采用扫描模式与直线模式，两种测量方式，不受测量角度等外在的影响，测量后有直观的操作界面，数据直接给与机器人系统进行偏差修正，直至符合自动烧结杯平台1.3的工艺要求。42.下落装置1.4的高度为2m，如图9所示，利用高度为2m的箱体结构使试验物料由上方进行多次摔落试验，可以测试成品矿的烧结强度。43.滚筒筛分机1.5包括机架1.5.1，机架1.5.1上侧的左方安装有进料斗1.5.2，机架1.5.1上侧的右方安装有分级筛筒1.5.3，分级筛筒1.5.3包括筛筒架1.5.11，筛筒架1.5.11的内部转动连接有筛网1.5.12，筛网1.5.12分为六组，使烧结后的物料可以根据其尺寸规格分为六组，其筛分尺寸由左至右分别为5mm、10mm、16mm、25mm、40mm和无限制尺寸，因此所分筛六组物料的规格依次为0-5mm、5-10mm、10-16mm、16-25mm、25-40mm以及40mm以上六组，实现后续对物料的分类物理检测操作，筛筒架1.5.11的右侧安装有与筛网1.5.12相连接的驱动电机1.5.13，筛筒架1.5.11的下侧安装有多处下料斗1.5.14，当物料进入到筛网1.5.12的内部时，由于驱动电机1.5.13带动筛网1.5.12进行旋转，从而可以对物料进行旋转并分筛操作，使分筛后的物料沿此下料斗1.5.14进行下落，机架1.5.1内的下方安装有皮带机1.5.4，机架1.5.1内的中间安装有多处第二称重装置1.5.5，第二称重装置1.5.5由多处拉力称组成，第二称重装置1.5.5的下侧安装有称重斗1.5.6，下料斗1.5.14的下端位于称重斗1.5.6的内部，称重斗1.5.6的下侧安装有称重架1.5.7，称重架1.5.7的内部设置有出料板1.5.8，出料板1.5.8的外端位于皮带机1.5.4的上方，称重架1.5.7和出料板1.5.8的中间安装有振荡器1.5.9，下料斗1.5.14内的物料下落时会落入其下方的称重斗1.5.6内，而由于称重斗1.5.6和机架1.5.1的中间连接有第二称重装置1.5.5，因此装置可以对称重斗1.5.6内的各组物料分别进行实时称重，而通过在出料板1.5.8的下方设置振荡器1.5.9，当启动振荡器1.5.9时，可以使出料板1.5.8内的物料震落而下，将物料落入皮带机1.5.4的上侧，利用第二称重装置1.5.5和振荡器1.5.9的连接配合，可以在获取定量物料时，对振荡器1.5.9进行停止运行，从而使装置实现自动定量下料的效果，大大提升了装置的自动化程度；分级筛筒1.5.3的一端与机架1.5.1铰接，分级筛筒1.5.3的另一端与机架1.5.1通过螺栓固定方式相连接，如图10所示，通过将分级筛筒1.5.1的一端与机架1.5.1铰接，可以利用控制分级筛筒1.5.3另一端固定高度的方式对分级筛筒1.5.3的倾斜角度进行调节，从而控制内部物料的下落速度，使装置适应于内部物料的类型，提升装置的使用便捷程度；与此同时，进料斗1.5.2的后侧安装有除尘风斗1.5.10，筛筒架1.5.11与筛网1.5.12的中间安装有隔音盘1.5.15，当物料进入到进料斗1.5.2内时，利用除尘风斗1.5.10可以出去物料内部的粉尘，从而防止物料在分筛过程中产生扬尘，通过在筛筒架1.5.11和筛网1.5.12的中间设置隔音盘1.5.15，可以大大降低筛网1.5.12转动时产生的噪音，从而对周围环境进行保护。44.进一步的，机械臂3的前端安装有气动机械手3.1，如图16所示，通过在机械臂3的前端安装气动机械手3.1，利用启动机械手3.1可以更加方便的对料斗4进行夹取操作，以便使料斗4快速的在各个工序中进行转运。45.本发明全流程机器人自动烧结系统自动化产线工作原理是：在使用该装置时，第一步需要进行人工配料，根据工艺要求，按实验方案的配料比称取各种物料的重量，直接放入位于装置前端定点位置的料斗4内；第二步启动生产线系统，强混机1.1上方的自动伸缩机构1.1.3收缩，将入料挡板1.1.1掀开，与此同时，利用预设设置的程序对移动轨道平台2和机械臂3进行控制，使其夹取料斗4进行移动，将料斗4内部的物料沿强混机1.1的入料斗倒入，并将料斗4移动至出料防护罩1.1.4的下方等待接料，与此同时伸长强混机1.1上方的自动伸缩机构1.1.3，将入料挡板1.1.1扣合，搅拌程序结束后，使强混机1.1下方的自动伸缩机构1.1.3收缩，将出料挡板1.1.2向下拉动，使物料沿出料挡板1.1.2下落至预先防止的料斗4内，此时混料结束；混料期间，通过自动喷水机构1.1.5对物料湿度的检测，可以利用雾化喷嘴1.1.6对物料进行加湿处理；第三步再利用预设设置的程序对移动轨道平台2和机械臂3进行控制，夹取强混机1.1下方的料斗4进行移动，将料斗4内端物料倒入混合造粒机1.2的内部进行二次混合，并将料斗4放置在出料斗1.2.1的下方，混合造粒机1.2自动启动混料，同时根据设定转速自动造粒，完成后自动启动出料位置，出料完成后发出信号，同时混合造粒机1.2复位，移动轨道平台2和机械臂3进行配合将此处的料斗4移动至自动烧结杯平台1.3内，并将料斗4再放置在自动烧结杯平台1.3的出料口处；第四步利用温度控制装置1.3.1对烧结杯进行温度控制，达到预设温度后，将其移动至烧结工位，对原料进行工艺模拟烧结，过程温度自动检测，全流程自动烧结；待烧结完毕后，将物料倒入破碎料斗中进行匀速破碎，使破碎后的物料沿出料口落入料斗4的内部，同时利用第一称重装置1.3.4对成品矿进行实时称重，数据自动导入数据库，并开启除尘装置1.3.3对烟尘进行吸收；第五步利用机械臂3将破碎后物料沿下落装置1.4的上方放入，使其反复进行4次或者多次摔落试验，完毕后自动出料，落入其下方的料斗4内；第六步利用机械臂将料斗4内的物料倒入滚筒筛分机1.5的进料斗1.5.2内，当烧结后的物料由进料斗1.5.2的上方进入到装置的内部时，首先经过除尘风斗1.5.10，去除物料内部的粉尘，然后进入到由驱动电机1.5.13驱动旋转的筛网1.5.12内部，进行逐级分筛，使得物料根据筛分规格分别由下料斗1.5.14落入各自下方的称重架1.5.7内，并利用第二称重装置1.5.5进行同步称重，物料全部分筛完毕后，振荡器1.5.9启动，从而利用其震荡将出料板1.5.8上方的物料震落至下方的皮带机1.5.4内，与此同时，利用外部控制系统将其与第二称重装置1.5.5的连接，可以在掉落物料的重量符合规定时停止振荡器1.5.9的工作，从而实现定量下料的目的，以对各组的物料分别进行等重的输送，以进行物理检测操作，最后，再将剩余的物料集中震落并统一由皮带机4输送回收即可。46.另外：需要注意的是，上述具体实施方式仅为本专利的一个优化方案，本领域的技术人员根据上述构思所做的任何改动或改进，均在本专利的保护范围之内。









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