一种基于气缸压力信号控制的打壳作业机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于气缸压力信号控制的打壳作业机器人，其地面行走小车上设置空压机储气罐、打壳机器人本体；伺服气缸用于驱动机器人本体的末端执行臂，末端执行臂上的打壳装置由打壳气缸驱动，打壳气缸为带压力传感器的气缸；压力传感器通过三通连接件连接设置在打壳气缸输气管的进口处，传感器与控制模块电联接向控制模块传输压力信号；旋转底座包括信号处理模块、控制模块、红外线传感器；红外线传感器的信号经处理模块处理后输送给控制模块，控制模块控制地面行走小车。其能够减轻多功能天车的自身负荷，达到灵活作业的目的，有利于作业过程的智能化和高效化，并且通用性较好。较好。较好。

【技术实现步骤摘要】
一种基于气缸压力信号控制的打壳作业机器人


[0001]本技术涉及有色冶金电解铝生产
，具体为一种基于气缸压力信号控制的打壳作业机器人。

技术介绍

[0002]随着电解铝生产逐步成为我国重要的基础产业，生产车间对作业过程中智能化、绿色化和高效化水平的要求越来越高，机器人精准作业方法势必取代传统人工操作的传统作业方法。由于国内外大多数电解铝生产采用冰晶石—氧化铝融盐的电解方法，故电解铝车间使用了规模化的电解槽，而在作业过程中需要在电解槽上覆盖一层粉末状的电解质，经过高温及电化学反应后会导致这层粉末紧密连接，最后形成一层厚度为100~150 mm的致密层，即电解质壳面。一般在电解铝生产过程中需使用多功能机组来完成更换阳极、打壳、捞渣、下料等一系列重要任务，而关键在于必须要将电解质壳面击碎之后，才能进行其他作业内容。因此，研发出一种铝电解打壳作业机器人及智能控制方法是迫切需要的。
[0003]目前，广泛使用的壳面击打装置均集成在铝电解多功能天车系统中，即需要天车携带换极、打壳、捞渣等装置去完成每一项精细化任务，这无疑使作业过程变得更加困难且繁琐，不利于高效化作业目标的发展。在现有技术中，技术专利CN215628351U公开了一种铝电解槽地面打壳机装置，该装置包括连杆机构、行走机构、打壳气缸，并使用伺服气缸驱动作业，伺服气缸的伸出和缩回能够使连杆机构运动，从而带动打壳气缸移动到指定的工作位置上，极大程度上可解决多功能天车自身负载大的问题，从而提升整体作业效率。技术专利CN106400055A公开了一种打壳气缸，该方法在打壳气缸的侧面加装一个可调节打壳气缸安装固定点上下移动的螺旋丝杠装置，可以解决现通用的铝电解槽打壳装置的打击锤头冲击深度不到位，致使电解质结壳处“火眼加料孔”难以形成，或打壳锤头冲击深度过量，使锤头结包，造成“火眼加料孔”不规整的问题。专利技术专利CN115074778A公开了一种实现铝电解多功能天车的精确定位方法，在小车上增加一组XY平面运动系统，将多功能天车上的打壳机构、换极装置、捞渣机构安装在XY平面移动系统上，XY平面系统配套一组闭环控制的驱动系统，能够大大减小天车运动过程中的惯量，有利于实现精确定位。
[0004]现有铝电解打壳作业存在以下问题：
[0005]1. 铝电解车间打壳作业的灵活性、连贯性操作受约束，由于多功能天车集打壳、换极、捞渣等装置为一体，故其自身载荷大、作业效率低，无法更好地与更先进的打壳气缸装置配合使用，不利于高效化车间的建设。
[0006]2. 铝电解天车的智能化水平低，目前换阳极、打壳等操作过程均以人工操作天车为主，采用机械辅助的作业模式，在工作过程中作业装置的智能感知、自主规划和精准控制能力较弱，不利于无人化车间的实现。
[0007]3.多功能天车的精准作业定位较差，由于天车的自身负载很大，且固定在小车之上，每次作业的运动惯量较大，对于完成诸如打壳作业的精细化任务，对多功能天车系统的精准定位方法要求较高，不利于智能化车间的发展。

技术实现思路

[0008]针对铝电解车间现存技术缺陷，本技术的目的是提供一种基于气缸压力信号控制的打壳作业机器人，以解决上述背景中提出的技术问题，其能够减少多功能天车的自身负荷，达到灵活作业的目的，有利于作业过程的智能化和高效化，并且通用性较好。
[0009]一种基于气缸压力信号控制的打壳作业机器人，包括打壳机器人本体、设置在打壳机器人本体上的打壳装置、驱动部件、控制部件，所述的驱动部件包括地面行走小车、空压机储气罐、输气管道、伺服气缸；地面行走小车上设置空压机储气罐、打壳机器人本体，空压机储气罐通过输气管道与伺服气缸驱动连接，伺服气缸用于驱动机器人本体的末端执行臂，末端执行臂上安装设置打壳装置；所述的旋转底座包括信号处理模块、控制模块、红外线传感器；红外线传感器与信号处理模块电联接向后者输送信号，信号处理模块对信号进行处理后输送给控制模块，控制模块控制地面行走小车；打壳装置由打壳气缸驱动，打壳气缸为带压力传感器的气缸；压力传感器通过三通连接件连接设置在打壳气缸输气管的进口处，传感器与控制模块8电联接向控制模块8传输压力信号；
[0010]对机器人可以采用智能遥操平台进行控制，智能遥操平台包括信号处理模块、控制模块、红外线传感器。
[0011]打壳装置设置在地面行走小车上，伺服气缸和带压力传感器气缸的气源由空压机储气罐提供，空压机储气罐与他们之间通过快速接头进行连接。智能遥操平台由红外线传感器监测工作环境、由打壳装置中带压力传感器气缸的传感器反馈打壳机器人作业状态，当气缸内压力上升时为打壳开始，打壳开始后压力维持状态是打壳过程，当压力突然下降便是该孔打壳完成，上述信息最后通过无线通讯端传递机器人作业信息至主控机，以达到智能遥操的目的。
[0012]本技术将现有的打壳功能从铝电解多功能天车上脱离出来，通过智能控制，因此能够减少多功能天车的自身负载，通过压力状态的信号对打壳过程进行控制，控制更精准，提升了打壳作业的智能化、灵活化的水平。
[0013]进一步的优选技术方案如下：
[0014]所述的地面行走小车上设有旋转底座，打壳机器人本体安装在旋转底座上，旋转底座由旋转电机驱动转动。
[0015]通过设置旋转底座，进一步方便本装置作业姿态的调整。
[0016]所述的信号处理模块、控制模块分别设置在打壳机器人本体的顶端及底端，红外线传感器设置在地面行走小车的车体上。
[0017]通过上述设置，使本装置结构比较紧凑，提高本装置在车间内的通过性。
附图说明
[0018]图1为基于气缸压力信号控制的打壳作业机器人结构示意图。
[0019]图2为后台遥操平台各模块配合方框示意图。
[0020]图3为根据本技术打壳机器人作业方法流程图。
[0021]图中，1
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行走平台；2
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空压机储气罐；3
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输气管；4
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打壳机器人本体；5
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传感及信号处理模块；6
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打壳装置；7
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伺服气缸；8
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控制模块；9
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旋转底座；10
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红外线传感器。
具体实施方式
[0022]下面结合实施例，进一步对本技术的技术方案进行详实描述。
[0023]参见图1
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图3，本技术的一种基于气缸压力信号控制的打壳作业机器人，由打壳机器人本体4、设置在打壳机器人本体4上的打壳装置6、驱动部件、控制部件组成。所述的驱动部件包括地面行走小车1、空压机储气罐2、输气管道3、伺服气缸7；地面行走小车上设置空压机储气罐2、打壳机器人本体4，空压机储气罐2通过输气管道3与伺服气缸7及打壳装置6驱动连接，伺服气缸7用于驱动机器人本体4的末端执行臂，末端执行臂上安装打壳装置6；所述的旋转底座9包括信号处理模块5、控制模块8、红本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于气缸压力信号控制的打壳作业机器人，包括打壳机器人本体（4）、设置在打壳机器人本体（4）上的打壳装置（6）、驱动部件、控制部件，其特征在于：所述的驱动部件包括地面行走小车（1）、空压机储气罐（2）、输气管道（3）、伺服气缸（7）；地面行走小车上设置空压机储气罐（2）、打壳机器人本体（4），空压机储气罐（2）通过输气管道（3）与伺服气缸（7）及打壳装置（6）驱动连接，伺服气缸（7）用于驱动机器人本体（4）的末端执行臂，末端执行臂上安装打壳装置（6），打壳装置（6）由打壳气缸驱动，打壳气缸为带压力传感器的气缸；压力传感器通过三通连接件连接设置在打壳气缸输气管的进口处，传感器与控制模块（8）电联接向控制模块（8）传输压力信号；所述的地面行走小车（1）上设有旋转底座（9...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈栋，芮执元，丁思敏，李嘉禛，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：新型
国别省市：