本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種冶金爐窯筑爐方法及其采用的3D打印機(jī)器人，它是躺3D打印機(jī)器人按照設(shè)計要求和3D掃描儀逆向建模結(jié)果，將筑爐材料逐層搗鼓打印在爐膛內(nèi)，實現(xiàn)新筑爐或者爐膛修復(fù)。3D打印機(jī)器人的控制系統(tǒng)驅(qū)動3D掃描儀及執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動，對爐膛進(jìn)行三維掃描，并對掃描數(shù)據(jù)分析處理，進(jìn)行逆向建模，然后將建模結(jié)果與爐膛設(shè)計進(jìn)行比較，確定筑爐材料添加區(qū)域，制定打印規(guī)劃并通過多維度運(yùn)動機(jī)器臂帶動布料機(jī)構(gòu)和筑爐工具進(jìn)行筑爐。本發(fā)明專利技術(shù)的冶金爐窯筑爐3D打印機(jī)器人，可根據(jù)爐膛形狀和設(shè)計要求，實現(xiàn)增材制造，有效利用已有可用的陰極，減小刨爐和重新筑爐工作量，避免浪費(fèi)，減少陰極等材料用量；提高筑爐效率，減少筑爐人員，提高勞動生產(chǎn)率，保護(hù)人員身心健康。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及鋁電解
，具體涉及一種冶金爐窯筑爐方法及其采用的3D打印機(jī)器人。
技術(shù)介紹
傳統(tǒng)的冶金爐窯一般根據(jù)爐膛大小進(jìn)行筑爐設(shè)計和備料，并多采用人工方式筑爐，材料浪費(fèi)大，工作效率低;而且在爐窯大修時，通常要將爐底殘料刨除，再重新進(jìn)行設(shè)計和筑爐，造成材料和糊料浪費(fèi)，勞動強(qiáng)度大，勞動生產(chǎn)率低，污染嚴(yán)重。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種冶金爐窯筑爐方法及其采用的3D打印機(jī)器人，以解決傳統(tǒng)冶金爐窯筑路方法的不足。本專利技術(shù)是這樣實現(xiàn)的: 一種冶金爐窖筑爐方法，它米用一種冶金爐窖筑路3D打印機(jī)器人，該3D打印機(jī)器人按照設(shè)計要求和3D掃描儀逆向建模結(jié)果，將筑爐材料逐層搗鼓打印在爐膛內(nèi)，實現(xiàn)新筑爐或者爐膛修復(fù)。筑爐前，3D打印機(jī)器人的控制系統(tǒng)驅(qū)動3D掃描儀及執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動，對爐膛進(jìn)行三維掃描，并對掃描數(shù)據(jù)分析處理，進(jìn)行逆向建模，然后將建模結(jié)果與爐膛設(shè)計進(jìn)行比較，確定筑爐材料添加區(qū)域，制定打印規(guī)劃。筑爐時，安裝在3D打印機(jī)器人的多維度運(yùn)動機(jī)器臂上的定位傳感器隨機(jī)器臂在爐膛內(nèi)沿三個維度運(yùn)動，進(jìn)行初始定位，然后機(jī)器臂按照打印規(guī)劃自動從工具支架上選擇多種筑爐工具之一，移至待筑爐位置，同時送料機(jī)構(gòu)也將送料口對準(zhǔn)待筑爐位置，按照邊送料邊搗固的方式，進(jìn)行第一層打印；之后定位傳感器再隨機(jī)器臂在爐膛內(nèi)沿三個維度運(yùn)動，進(jìn)行再次定位和實施新一輪的打??；如此反復(fù)，不斷重復(fù)定位和打印，直至滿足爐膛設(shè)計要求。每層打印完成后，筑爐數(shù)據(jù)通過移動互聯(lián)網(wǎng)信號發(fā)送器傳送至車間數(shù)據(jù)中心進(jìn)行分析;并且，人工可視筑爐情況，暫停機(jī)器人自動工作，通過遙控器控制機(jī)器人的筑爐工具，對筑爐效果不好的區(qū)域進(jìn)行修補(bǔ)打印。3D打印機(jī)器人的筑爐材料采用能偶在40 °C以下溫度施工的冷搗糊料，確保糊料在輸送和施工過程中性能穩(wěn)定，不因溫度降低而影響打印效果。為實現(xiàn)上述方法，本專利技術(shù)采用這樣一種冶金爐窯筑爐的3D打印機(jī)器人，它包括能夠在冶金爐窯兩側(cè)軌道上行走的兩個行走小車，每個行走小車均設(shè)有執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)，且兩個小車通過兩根平行布置的橫梁連接;它還設(shè)有一個移動儲料箱，移動儲料箱懸掛在兩根橫梁上且能夠沿橫梁滑動，移動儲料箱上設(shè)有旋轉(zhuǎn)盤和送料管，移動儲料箱下方懸掛設(shè)有兩條多維度運(yùn)動機(jī)器臂，其中一條多維度運(yùn)動機(jī)器臂下端設(shè)有布料結(jié)構(gòu)，另一條多維度運(yùn)動機(jī)器臂下端設(shè)有筑爐工具，筑爐工具可采用多種不同形式的裝置，如筑爐錘等等。其中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)中設(shè)有3D掃描儀，多維度運(yùn)動機(jī)器臂上設(shè)有定位傳感器，3D掃描儀和定位傳感器接受執(zhí)行機(jī)構(gòu)的指令進(jìn)行工作?？刂葡到y(tǒng)中設(shè)有移動互聯(lián)網(wǎng)信號發(fā)送器、雷達(dá)感應(yīng)裝置和液壓系統(tǒng)，其可以控制移動儲料箱的滑動以及旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)和布料、筑爐工序。多維度運(yùn)動機(jī)器臂的頂端與旋轉(zhuǎn)盤固定連接，這樣隨著旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)，兩條多維度運(yùn)動機(jī)器臂的位置可以自由變換，實現(xiàn)布料和筑爐工序的切換。另外，在旋轉(zhuǎn)盤上設(shè)有輔助下料器用于促進(jìn)下料。本專利技術(shù)的冶金爐窯筑爐3D打印機(jī)器人，可根據(jù)爐膛形狀和設(shè)計要求，實現(xiàn)增材制造，有效利用已有可用的陰極，減小刨爐和重新筑爐工作量，避免浪費(fèi)，減少陰極等材料用量;提高筑爐效率，減少筑爐人員，提高勞動生產(chǎn)率，保護(hù)人員身心健康?！靖綀D說明】 圖1是本專利技術(shù)的3D打印機(jī)器人用于冶金爐窯筑爐的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本專利技術(shù)的3D打印機(jī)器人用于黃磷爐筑爐的結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖標(biāo)記說明:1-行走小車，2-遙控器，3-執(zhí)行機(jī)構(gòu)，4-多維度運(yùn)動機(jī)器臂，5-橫梁，6-筑爐工具，7-布料機(jī)構(gòu)，8-控制系統(tǒng)，9-輔助下料器，10-旋轉(zhuǎn)盤，11-移動儲料箱，12-送料管，13-冶金爐窯，14-黃磷爐?！揪唧w實施方式】下面結(jié)合附圖和實施例對本專利技術(shù)作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。如圖1所示，本專利技術(shù)的冶金爐窯筑爐的3D打印機(jī)器人包括能夠在冶金爐窯13兩側(cè)軌道上行走的兩個行走小車I，每個行走小車I均設(shè)有執(zhí)行機(jī)構(gòu)3和控制系統(tǒng)8，且兩個小車I通過兩根平行布置的橫梁5連接;它還設(shè)有一個移動儲料箱11，移動儲料箱11懸掛在兩根橫梁5上且能夠沿橫梁5滑動，移動儲料箱11上設(shè)有旋轉(zhuǎn)盤10和送料管12，在旋轉(zhuǎn)盤10上設(shè)有輔助下料器9。移動儲料箱11下方懸掛設(shè)有兩條多維度運(yùn)動機(jī)器臂4，其中一條多維度運(yùn)動機(jī)器臂4下端設(shè)有布料結(jié)構(gòu)7，另一條多維度運(yùn)動機(jī)器臂4下端設(shè)有筑爐工具6，多維度運(yùn)動機(jī)器臂4的頂端與旋轉(zhuǎn)盤10固定連接。執(zhí)行機(jī)構(gòu)3中設(shè)有3D掃描儀，多維度運(yùn)動機(jī)器臂4上設(shè)有定位傳感器，3D掃描儀和定位傳感器由執(zhí)行機(jī)構(gòu)3指揮完成工作任務(wù)?？刂葡到y(tǒng)8中設(shè)有移動互聯(lián)網(wǎng)信號發(fā)送器、雷達(dá)感應(yīng)裝置和液壓系統(tǒng)。實施例1: 如圖1所示，本專利技術(shù)用于冶金爐窯13時是這樣實施的: 筑爐前，行走小車I在冶金爐窯13兩側(cè)設(shè)置的軌道上行走，控制系統(tǒng)8驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)3中的3D掃描儀運(yùn)動，對爐膛進(jìn)行三維掃描，并對掃描數(shù)據(jù)分析處理，進(jìn)行逆向建模，然后執(zhí)行機(jī)構(gòu)3將建模結(jié)果與爐膛設(shè)計進(jìn)行比較，確定筑爐材料添加區(qū)域，制定打印規(guī)劃。筑爐時，安裝在多維度運(yùn)動機(jī)器臂4上的定位傳感器5隨機(jī)器臂在爐膛內(nèi)沿三個維度運(yùn)動，進(jìn)行初始定位，然后機(jī)器臂按照打印規(guī)劃自動從工具支架上選擇一種筑爐工具6如筑爐錘頭，移至待筑爐位置;筑爐材料采用可在40°C以下溫度施工的冷搗糊料，確保糊料在輸送和施工過程中性能穩(wěn)定，不因溫度降低而影響打印效果，送料管12接通外部來料通道后由輔助下料器9通過震動或者加壓等方式將筑爐料下放至布料機(jī)構(gòu)7，布料機(jī)構(gòu)7將送料口對準(zhǔn)待筑爐位置，按照邊送料邊搗固的方式，通過筑爐工具6進(jìn)行第一層打印；之后定位傳感器再隨機(jī)器臂在爐膛內(nèi)沿三個維度運(yùn)動，進(jìn)行再次定位和實施新一輪的打印。如此反復(fù)，不斷重復(fù)定位和打印，直至滿足爐膛設(shè)計要求。旋轉(zhuǎn)盤10的轉(zhuǎn)動能夠使兩條多維度運(yùn)動機(jī)器臂4變換位置，而多維度運(yùn)動機(jī)器臂4又具有伸縮功能，從而實現(xiàn)不同高度、不同平面位置的布料和打印。每層打印完成后，筑爐數(shù)據(jù)(打印面積、用料、層厚等)可通過控制系統(tǒng)8中的移動互聯(lián)網(wǎng)信號發(fā)送器傳送至車間數(shù)據(jù)中心進(jìn)行分析;并且，人工可視筑爐情況，暫停機(jī)器人自動工作，通過遙控器2控制機(jī)器人的筑爐工具，對筑爐效果不好的當(dāng)前第1頁1 2 本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種冶金爐窯筑爐方法，其特征在于：它采用一種冶金爐窯筑路3D打印機(jī)器人，該3D打印機(jī)器人按照設(shè)計要求和3D掃描儀逆向建模結(jié)果，將筑爐材料逐層搗鼓打印在爐膛內(nèi)，實現(xiàn)新筑爐或者爐膛修復(fù)。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：曹斌，席燦明，陶力，陳杰，
申請(專利權(quán))人：貴陽鋁鎂設(shè)計研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：貴州;52
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