预砌变轨行走小车及窑炉内衬预砌走圆施工方法技术

本发明专利技术属于高温窑炉技术领域。公开了一种预砌变轨行走小车，包括框架、行走部、转向部和控制系统，在所述框架下部布设有行走轮；行走部与所述行走轮传动连接，并驱动所述框架行进；所述转向部用于调节至少部分行走轮相对于框架的转向角度；所述控制系统用于控制所述行走部和转向部动作，并沿设定轨迹行进。还公开了一种窑炉内衬预砌走圆施工方法。本申请能够实现定圆半径、同心圆变径的走圆轨迹的调整，沿设定圆周间隔角行走和往返，实现内衬预砌的自动化作业，解决了预砌后的拆解、码垛问题，大大降低了劳动强度。大降低了劳动强度。大降低了劳动强度。

【技术实现步骤摘要】
预砌变轨行走小车及窑炉内衬预砌走圆施工方法


[0001]本专利技术属于高温窑炉
，具体涉及一种预砌变轨行走小车及窑炉内衬预砌走圆施工方法。

技术介绍

[0002]定型耐材制品用在高温窑炉行业，作为内衬处在炉内最高温区域，与高温介质直接接触，如炼铁炼钢高炉等，因其工作环境温度极高，对定型耐材制品要求极其严格，故定型耐材制品加工完成后必须进行预砌。在预砌过程中，以便早发现问题及时预判和解决，以保证定型耐材制品在高炉内顺利砌筑，缩短施工周期，使高温窑炉安全稳定运行、投产、达产，创造社会效益。
[0003]国内外高炉大小型号不一，总数庞大，即使同一个型号的高炉，其内部不同部位结构尺寸也有变化，造成耐材制品预砌的直径大小也不统一，炉膛直径从几米到一二十米变化不等。因此，预砌工作量较大，每块制品单重从几公斤到二三十公斤，常见的高炉内衬总重在几十吨到几百吨，经预砌、拆解反复的过程，耐材制品总重加倍，劳动强度大且用工需求较大。
[0004]目前，面对高炉内径尺寸变化大，耐材制品施工过程难度大，亟需一种自动化设备，用于实现同心圆径大小可变、沿预砌圆周间隔角度准确、稳定运行，再配合机械手，以实现自动化预砌、拆解、码垛等繁重的工作。
[0005]现有技术中存在设置旋转平台，铺设小车轨道等方案，实现一定的自动化输运或者摆放的结构，但是其整体施工成本高，设备灵活性差，需要拖曳电缆，且转场困难，不能满足目前对整个车间的智能化升级的要求。

技术实现思路

[0006]本专利技术目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种预砌变轨行走小车及窑炉内衬预砌走圆施工方法，能够实现定圆半径、同心圆变径的走圆轨迹的调整，沿设定圆周间隔角行走和往返，实现内衬预砌的自动化作业，解决了预砌后的拆解、码垛问题，大大降低了劳动强度。
[0007]为实现上述目的，所采取的技术方案是：一种预砌变轨行走小车，包括：框架，在所述框架下部布设有行走轮；行走部，其与所述行走轮传动连接，并驱动所述框架行进；转向部，所述转向部用于调节至少部分行走轮相对于框架的转向角度；以及控制系统，所述控制系统用于控制所述行走部和转向部动作，并沿设定轨迹行进。
[0008]上述结构中行走部和转向部的设置，能够使得框架沿设定的轨迹进行行进，并根据需要进行框架的行进轨迹的设定，灵活性高，且能够满足设定轨迹的自动行进，已完成自动行进，在实际应用中，能够结合相应的施工区域进行自动定规或者变轨行走。
[0009]根据本专利技术预砌变轨行走小车，优选地，所述框架底部设置有四组行走轮，所述框架上设置有驱动各个行走轮独立动作的行走部和转向部。
[0010]本申请采用了四组行走轮和独立配套的行走部和转向部，使得各个行走轮能够单独控制，进而实现对框架的整体的行进轨迹进行精确的控制，灵活性高，可以在原地实现运行方向的变化，大大提高了行走小车在变轨时的灵活性，可以更方便、快捷的实现各种动作。
[0011]根据本专利技术预砌变轨行走小车，优选地，还包括定位单元和定心单元，所述定位单元用于确定行走小车的实时位置，所述定心单元用于确定行走小车的走圆圆心。
[0012]为了实现行走小车在工厂车间内的定位，并进行远程控制和自动行走，本申请通过定位单元实现行走小车的实时定位，进而可以控制小车行进至车间内各个施工作业区域，通过定心单元可以对行进轨迹的标定和核验，以保障行进轨迹的稳定，避免预砌过程中发生位置偏差，提高预砌拼装的效果。
[0013]根据本专利技术预砌变轨行走小车，优选地，所述定心单元包括激光划线仪，在各所述行走轮上均布设有激光划线仪。
[0014]通过布置于各个行走轮上的激光划线仪，可以依托于行走轮的转向和激光划线仪的划线方向的同步动作，实现对行走小车的轨迹的有效标定，从而更为直观的获取标定信息，方便进行人工核验，以实现高效的施工作业。
[0015]根据本专利技术预砌变轨行走小车，优选地，所述框架上设置有存放托盘和机械手，所述框架内布置有电池组和逆变电源；所述控制系统包括PLC控制单元和无线通信人机界面。
[0016]本申请通过将预制件布置于存放托盘上，通过机械手进行预制件的抓取和摆放，配合行走小车的有效行进路径，实现自动预砌拼装，控制系统的设置可以实现远距离通信操作，并通过导入数据信息，实现工艺步骤的编程和自动施工作业。
[0017]一种窑炉内衬预砌走圆施工方法，利用上述预砌变轨行走小车进行自动走圆预砌，具体包括以下步骤：a、根据预砌作业区域位置和内衬尺寸，确定行走小车的初始位置和走圆半径；b、由控制系统控制行走部驱动行走小车行进至设定的初始位置，并根据行走小车的走圆半径，控制转向部调节相应的行走轮的转向角度，以满足行走小车的走圆轨迹；c、通过布置于行走小车上的定心单元对行走小车的走圆轨迹的圆心进行标识和核验；d、根据各个预砌件在内衬圆周方向上的位置和对应的圆心角，确定行走小车的间歇行进参数；在行走小车的单次间歇行进结束后，通过行走小车上布置的机械手完成相应位置的预砌件的摆放，直至行走小车走完一周。
[0018]根据本专利技术窑炉内衬预砌走圆施工方法，优选地，当需要预砌的内衬至少为两层时，下一层内衬的预砌施工作业包括步骤e、f和g；e、根据内衬中相邻两层中对应的预砌块之间错位布置的圆心角，控制行走小车沿原走圆轨迹行进，并完成错位布置的圆心角的修正；f、保持原走圆轨迹，在行走小车单次间隔行进结束后，通过行走小车上布置的机械手完成相应位置的预砌件的摆放，直至行走小车走完一周；g、重复步骤e和f，逐层进行预砌，直至完成内衬的预砌。
[0019]根据本专利技术窑炉内衬预砌走圆施工方法，优选地，当需要预砌的内衬相邻两层为同心变径结构时，在进行下一层内衬的预砌施工前，还包括变轨作业工序；所述变轨作业工序具体包括以下步骤：x、由控制系统控制转向部调节各行走轮的转向角度，使得行走小车能够相对于走圆轨迹的圆心进行直线移动，并根据内衬中相邻两层的变径尺寸参数，确定行走小车的行进距离；y、当行走小车完成变轨后，根据新的走圆半径调整行走轮的转向角度，确定新的走圆轨迹，通过布置于行走小车上的定心单元对行走小车的走圆轨迹的圆心进行标识和核验，完成变轨作业。
[0020]根据本专利技术窑炉内衬预砌走圆施工方法，优选地，当行走小车电量不足时，通过行走小车上布置的定位单元确定当前位置，并保存位置信息和工作进程数据信息，由控制系统控制行走小车返回充电区补充电能；待充电完成后，行走小车返回继续工作。
[0021]根据本专利技术窑炉内衬预砌走圆施工方法，优选地，当在邻近位置进行新的内衬预砌施工作业时，由控制系统控制行走小车行进至初始位置，反向调节行走轮的转向角度，以满足行走小车新的走圆轨迹，并使得当下的行走小车的走圆方向与前一内衬预砌施工的走圆方向相反；重复窑炉内衬预砌走圆施工步骤，完成新的内衬的预砌施工作业。
[0022]采用上述技术方案，所取得的有益效果是：本申请解决了当前人工预砌到自动化预砌的转变，提高了预砌工作的自动化、高精度和预砌效率；人工预砌工作量大且繁重本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预砌变轨行走小车，其特征在于，包括：框架，在所述框架下部布设有行走轮；行走部，其与所述行走轮传动连接，并驱动所述框架行进；转向部，所述转向部用于调节至少部分行走轮相对于框架的转向角度；以及控制系统，所述控制系统用于控制所述行走部和转向部动作，并沿设定轨迹行进。2.根据权利要求1所述的预砌变轨行走小车，其特征在于，所述框架底部设置有四组行走轮，所述框架上设置有驱动各个行走轮独立动作的行走部和转向部。3.根据权利要求2所述的预砌变轨行走小车，其特征在于，还包括定位单元和定心单元，所述定位单元用于确定行走小车的实时位置，所述定心单元用于确定行走小车的走圆圆心。4.根据权利要求3所述的预砌变轨行走小车，其特征在于，所述定心单元包括激光划线仪，在各所述行走轮上均布设有激光划线仪。5.根据权利要求1所述的预砌变轨行走小车，其特征在于，所述框架上设置有存放托盘和机械手，所述框架内布置有电池组和逆变电源；所述控制系统包括PLC控制单元和无线通信人机界面。6.一种窑炉内衬预砌走圆施工方法，其特征在于，利用上述权利要求1
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5任一所述的预砌变轨行走小车进行自动走圆预砌，具体包括以下步骤：a、根据预砌作业区域位置和内衬尺寸，确定行走小车的初始位置和走圆半径；b、由控制系统控制行走部驱动行走小车行进至设定的初始位置，并根据行走小车的走圆半径，控制转向部调节相应的行走轮的转向角度，以满足行走小车的走圆轨迹；c、通过布置于行走小车上的定心单元对行走小车的走圆轨迹的圆心进行标识和核验；d、根据各个预砌件在内衬圆周方向上的位置和对应的圆心角，确定行走小车的间歇行进参数；在行走小车的单次间歇行进结束后，通过行走小车上布置的机械手完成相应位置的预砌件的摆放，直至行走小车走完一周。7.根据权利要求6所述的窑炉内衬...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国贞，倪高金，李龙，康剑，蔡斌利，范明明，樊忠燕，马蕊，
申请(专利权)人：北京金隅通达耐火技术有限公司，
类型：发明
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