焦炉智能化砌筑的系统与方法与流程

本发明涉及焦炉建造工程，尤其是涉及一种焦炉智能化砌筑的系统与方法。

背景技术：

1、焦炉作为复杂的工业炉窑，其炉体由蓄热室、斜道区、燃烧室、炭化室、炉顶区等多个区域组成。每一区域的结构无论设计或是施工，均以层为单位，总层数约为100层，主要由硅砖、粘土砖等耐火砖砌筑而成。耐火材料总重约为3万吨，规格型号近七百种，单砖最重近70kg，筑炉工人劳动强度极大。随着社会发展，家庭经济条件持续好转，几乎没有年轻人愿意从事焦炉耐材砌筑这项工作，在此背景下，用工难、用工荒等问题将导致人工成本逐年增长。大型焦炉炉体的机器人自动砌筑，不仅能节约大量人工，作业过程节能环保，还可以大大缩短工期，早日投产，产生巨大经济效益。

2、申请号为cn202110552016.3、cn202110157922.3、cn20221093550.1的中国发明专利公开了焦炉智能砌筑设备或方法的技术方案，从解决机器走行与原料输送问题入手，实现了焦炉的机器砌筑，能够极大程度地提高砌筑效率与砌筑质量，降低人力投入及焦炉建造成本。然而，上述文献的智能砌筑系统的砌筑机器人升降平台的定位通常采用拉线、放线、设置线杆标杆等原始手段，很难实现砌筑机器人升降平台的自动化定位，更加难以实现系统各部件的智能化控制，从而增大了人工干预造成的出错风险。此外，焦炉智能砌筑系统在协调砌筑与供料之间的节拍上还存在单日工作量较小、效率较低的问题。

技术实现思路

1、由于现有技术存在上述缺陷，本发明提供了一种焦炉智能化砌筑的系统与方法，旨在克服现有的智能砌筑系统和方法的不足之处，结合自动测距与固定信标进行砌筑机器人升降平台的定位，并通过方法过程的设计实现全自动的供料和砌筑，进一步提高砌筑效率，从而解决现有技术中存在的问题。

2、为实现上述目的，一方面，本发明提供一种焦炉智能化砌筑的系统，用于新建焦炉的建造，其特征在于：包括砌筑区域的基面平台、行车和可移动信标；所述基面平台上方沿耐火墙体的砌筑方向设置滑动导轨；所述滑动导轨可沿竖直方向升降；每道或多道所述耐火墙体位于两列所述滑动导轨之间；

3、所述滑动导轨上设有可沿所述滑动导轨移动的砌筑机器人升降平台、砖箱运输小车与泥浆罐运输小车；所述砌筑机器人升降平台搭设于两列所述滑动导轨上；两台所述砖箱运输小车分别设于一列所述滑动导轨两端，两台所述泥浆罐运输小车分别设于另一列所述滑动导轨两端；所述砌筑机器人升降平台设于两个所述砖箱运输小车之间；

4、所述砌筑机器人升降平台上设有自动测距装置、砌筑机械臂、抹泥机械臂与泥浆罐；所述砌筑机械臂末端设有摄像头识别装置和耐火砖夹持器，进行耐火砖的自动识别和夹持。

5、进一步地，所述砌筑区域为蓄热室或燃烧室。

6、进一步地，所述砌筑区域为蓄热室时，所述基面平台设于炉床板。

7、进一步地，所述砌筑区域为燃烧室时，所述基面平台设于炭化室底面。

8、进一步地，所述滑动导轨下部设有液压式、螺杆式或轨道式升降支撑架，用于自动升降所述滑动导轨。

9、进一步地，所述自动测距装置为超声波测距或激光测距装置。

10、进一步地，所述砌筑机械臂或抹泥机械臂的结构形式包括但不限于多轴机械臂、l型悬臂式、桁架式。

11、另一方面，本发明提供一种焦炉智能化砌筑的方法，其特征在于，采用上述的焦炉智能化砌筑的系统，包括以下工序：

12、前期准备：搭建砌筑区域的基面平台、行车和可移动信标、滑动导轨；所述滑动导轨上搭设可沿所述滑动导轨移动的砌筑机器人升降平台、砖箱运输小车与泥浆罐运输小车；

13、所述砌筑机器人升降平台的定位：在对焦炉不同区域进行砌筑前，通过自动测距和固定信标相配合，对所述砌筑机器人升降平台的位置进行定位和调整，使所述砌筑机器人升降平台移动到砌筑开始对应的初始位置；在砌筑过程中根据自动测距和固定信标双重定位，系统反馈所述砌筑机器人升降平台当前的砌筑位置，进行配列或砌筑作业；

14、输送耐火砖块：将耐火砖块运输到焦炉机侧作业平台上；工人将当前砌筑区域所需砖块按照顺序在砖箱内码放好后，利用所述行车将所述砖箱吊装至所述砖箱运输小车上方，所述砖箱运输小车沿所述滑动导轨移动，将所述砖箱运输至砌筑机械臂附近；所述滑动导轨两端的砖箱运输小车交替运送砖箱；所述泥浆罐运输小车交替运送泥浆罐；

15、机器砌筑工序：所述砌筑机械臂通过末端摄像头识别装置识别砖块后，末端耐火砖夹持器抓取砖箱内的耐火砖块；所述抹泥机械臂配合所述砌筑机械臂运动，对所述砌筑机械臂末端夹持的耐火砖块表面与砌筑目标位置分别进行抹泥；最后由所述砌筑机械臂完成目标位置的砖块放置。

16、进一步地，所述焦炉智能化砌筑工艺在机器砌筑蓄热室或燃烧室的应用。

17、进一步地，所述砌筑开始对应的初始位置为焦炉机侧或焦侧的炉头位置。

18、与现有技术相比，上述发明具有如下优点或者有益效果：

19、(1)本发明设置有砌筑机器人、多台砖箱运输小车与泥浆罐运输小车相互配合，自主砌筑，大量节省人工；

20、(2)本发明可在保证砌筑质量的情况下，采用多组砌筑机器人组合在多组滑动导轨上同时进行砌筑，极大程度缩短焦炉砌筑工期；

21、(3)本发明设置有自动测距装置及焦炉尺寸、中心线等可移动信标配合定位，使得砌筑机器人升降平台在砌筑过程中利用自动测距和固定信标进行双重定位，替代原有拉线、放线、设置线杆标杆等原始手段，从而提高砌筑精确度，增强砌筑的可靠性，减少砌筑误差；

22、(4)本发明在滑动导轨两端分别分配一台泥浆罐运输小车与一台砖箱运输小车；两端的工人按照砌筑计划交相配砖，运输小车交相运送砖箱与泥浆罐，使得砌筑速率加快，减少滑动导轨磨损，延长机器使用寿命。

技术特征：

1.一种焦炉智能化砌筑的系统，用于新建焦炉的建造，其特征在于：包括砌筑区域的基面平台(1)、行车(6)和可移动信标；所述基面平台(1)上方沿耐火墙体的砌筑方向设置滑动导轨(14)；所述滑动导轨(14)可沿竖直方向升降；每道或多道所述耐火墙体位于两列所述滑动导轨(14)之间；

2.根据权利要求1所述的一种焦炉智能化砌筑的系统，其特征在于，所述砌筑区域为蓄热室或燃烧室。

3.根据权利要求1所述的一种焦炉智能化砌筑的系统，其特征在于，所述砌筑区域为蓄热室时，所述基面平台(1)设于炉床板。

4.根据权利要求1所述的一种焦炉智能化砌筑的系统，其特征在于，所述砌筑区域为燃烧室时，所述基面平台(1)设于炭化室底面。

5.根据权利要求1或2所述的一种焦炉智能化砌筑的系统，其特征在于，所述滑动导轨(14)下部设有液压式、螺杆式或轨道式升降支撑架，用于自动升降所述滑动导轨(14)。

6.根据权利要求1或2所述的一种焦炉智能化砌筑的系统，其特征在于，所述自动测距装置为超声波测距或激光测距装置。

7.根据权利要求1或2所述的一种焦炉智能化砌筑的系统，其特征在于，所述砌筑机械臂(19)或抹泥机械臂(18)的结构形式包括但不限于多轴机械臂、l型悬臂式、桁架式。

8.一种焦炉智能化砌筑的方法，其特征在于，采用权利要求1至7任一项所述的焦炉智能化砌筑的系统，包括以下工序：

9.根据权利要求8所述的一种焦炉智能化砌筑的方法，其特征在于，所述焦炉智能化砌筑工艺在机器砌筑蓄热室或燃烧室的应用。

10.根据权利要求8所述的一种焦炉智能化砌筑的方法，其特征在于，所述砌筑开始对应的初始位置为焦炉机侧或焦侧的炉头位置。

技术总结本申请提供了一种焦炉智能化砌筑的系统与方法。所述系统包括砌筑区域的基面平台、行车和可移动信标；基面平台上方沿耐火墙体的砌筑方向设置滑动导轨；滑动导轨上设有可沿滑动导轨移动的砌筑机器人升降平台、砖箱运输小车与泥浆罐运输小车；砌筑机器人升降平台搭设于两列滑动导轨上；两台砖箱运输小车分别设于一列滑动导轨两端，两台泥浆罐运输小车分别设于另一列滑动导轨两端；砌筑机器人升降平台上设有自动测距装置、砌筑机械臂、抹泥机械臂与泥浆罐；砌筑机械臂末端设有摄像头识别装置和耐火砖夹持器。本发明结合自动测距与固定信标进行砌筑机器人升降平台的定位，并通过方法过程的设计实现全自动的供料和砌筑，进一步提高砌筑效率。技术研发人员：吴鹏民,汪朝晖,雷斌,刘海受保护的技术使用者：五冶集团上海有限公司技术研发日：技术公布日：2024/2/25