一种电石炉自动烧炉眼控制系统及其控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108489291A(43)申请公布日2018.09.04(21)申请号201810253445.9(22)申请日2018.03.26(71)申请人哈尔滨博实自动化股份有限公司地址150001黑龙江省哈尔滨市开发区迎宾路集中区东湖街9号(72)发明人谭建勋韩守国张佳乐宋建建刘超(74)专利代理机构哈尔滨市伟晨专利代理事务所(普通合伙)23209代理人曹徐婷(51)Int.Cl.F27D19/00(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图3页(54)发明名称一种电石炉自动烧炉眼控制系统及其控制方法(57)摘要一种电石炉自动烧炉眼控制系统及其控制方法，属于工业自动化控制领域。本发明针对现有的缺陷，提供了一种能够自动识别炉眼信息、根据识别信息规划烧眼轨迹、避免烧穿器受损、烧眼速度快的自动烧炉眼控制系统及其控制方法。本发明运动控制单元用于接收并控制自动供电单元的供电情况，运动控制单元实时接收图像采集与处理单元的信号，运动控制单元实时接收机器人单元的各关节驱动力矩并控制机器人单元的运动状态，烧穿器单元由机器人单元抓取并固定，烧穿电流检测单元用于检测流过烧穿器单元的电流并将信号实时传输给运动控制单元。本发明主要应用于电石炉烧炉眼。CN108489291ACN108489291A权利要求书1/2页1.一种电石炉自动烧炉眼控制系统，它包括烧穿器单元（2）和机器人单元（5），所述的烧穿器单元（2）对准炉眼（1），所述的烧穿器单元（2）包括石墨电极、电极夹持器和烧穿母线，所述的石墨电极设于烧穿器单元（2）的末端，所述的烧穿母线与电极夹持器连接，所述的电极夹持器夹持石墨电极；其特征在于，它还包括自动供电单元（4）、运动控制单元、图像采集与处理单元和烧穿电流检测单元（3）；所述的运动控制单元用于接收并控制自动供电单元（4）的供电情况，所述的运动控制单元实时接收图像采集与处理单元的信号，所述的运动控制单元实时接收机器人单元（5）的各关节驱动力矩并控制机器人单元的运动状态，所述的烧穿器单元（2）由机器人单元（5）抓取并固定，所述的烧穿电流检测单元（3）用于检测流过烧穿器单元（2）的电流并将信号实时传输给运动控制单元。2.根据权利要求1所述的一种电石炉自动烧炉眼控制系统，其特征在于，所述的图像采集与处理单元还包括机器人视觉单元和视觉数据处理单元，所述的机器人视觉单元用于实时采集炉眼（1）信息，并将信息传输到视觉数据处理单元，所述的视觉数据处理单元用于识别炉眼（1）信息，并将信息传输至运动控制单元。3.根据权利要求1所述的一种电石炉自动烧炉眼控制系统，其特征在于，所述的机器人单元具备空间多维度力感知能力，具备空间多个自由度。4.一种基于权利要求2所述的电石炉自动烧炉眼控制系统的控制方法，其特征在于，它包括以下步骤：步骤一、所述的图像采集与处理单元实时采集和处理烧穿器单元（2）烧眼时的视频信息，并把识别后的信息传送给运动控制单元，执行步骤二；步骤二、所述的运动控制单元根据识别的炉眼（1）信息规划预定烧眼轨迹，设定烧穿电流的最佳值和各关节驱动力矩的安全范围，并将轨迹信息传输至机器人单元（5），执行步骤三；步骤三、所述的机器人单元（5）抓取烧穿器单元（2）到达预定轨迹起点，并将各关节的驱动力矩实时传输给运动控制单元；执行步骤四；步骤四、所述的图像采集与处理单元实时采集炉眼（1）的视频信息，判断是否到达烧穿起弧起点，若否，执行步骤三，若是，执行步骤五；步骤五、所述的运动控制单元控制自动供电单元（4）给烧穿器单元（2）供电并实时监测自动供电单元的供电情况，所述的机器人单元（5）带动烧穿器单元（2）按照运动控制单元规划的预定轨迹运动，执行步骤六；步骤六、所述的烧穿电流检测单元（3）实时检测流过烧穿母线的烧穿电流，运动控制单元实时监测机器人单元（5）各关节驱动力矩，烧穿电流或各关节驱动力矩随电弧放电过程发生变化，运动控制单元根据烧穿电流和各关节驱动力矩实时检测值重复控制过程，执行步骤七；步骤七、所述的图像采集与处理单元检测炉眼（1）烧穿特征信息，判断炉眼（1）是否烧开，若否，执行步骤八，若是，执行步骤九；步骤八、所述的图像采集与处理单元判断是否运动至预定烧穿轨迹终点，到达烧眼前限位，若否，执行步骤六，若是，执行步骤九；步骤九、所述的运动控制单元控制机器人单元（5）带动烧穿器单元（2）按照预定回退轨迹退出炉眼（1），烧穿电流检测单元（3）检测到烧穿电流为零时，自动供电单元（4）切断烧穿2CN108489291A权利要求书2/2页器单元（2）的供电，机器人单元（5）把烧穿器单元（2）放回原位，自动烧眼过程完成。5.根据权利要求4所述的一种电石炉自动烧炉眼的控制方法，其特征在于，在步骤六中，若烧穿