本發(fā)明涉及煉鋼轉(zhuǎn)爐氧槍，具體涉及一種轉(zhuǎn)爐氧槍自動(dòng)更換方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、轉(zhuǎn)爐煉鋼過程是將高爐來的鐵水經(jīng)混鐵爐混勻后兌入轉(zhuǎn)爐，并按一定比例裝入廢鋼，然后降下水冷氧槍以一定的供氧、槍位和造渣制度吹氧冶煉。其中，氧槍系統(tǒng)控制裝置是轉(zhuǎn)爐煉鋼的核心裝置，是通過用高質(zhì)水冷卻的吹氧管將工業(yè)純氧送入吹煉半鋼或鐵水來完成冶煉任務(wù)。氧槍裝置由氧槍本體(槍體上有3個(gè)法蘭接頭分別是氧槍管道接頭和冷卻水進(jìn)、出水法蘭接頭)、氧槍傳動(dòng)裝置，升降小車，升降小車滑道及換管裝害和橫移小車，橫移小車動(dòng)裝置，平衡錘，平衡錘滑道等組成，橫移傳動(dòng)裝置通過電氣連鎖與轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)機(jī)械有關(guān)設(shè)備配合共同完成冶煉，更換氧槍等操作任務(wù)。

2、當(dāng)前氧槍的更換主要為人工更換方式，維護(hù)人員需要把存在問題的氧槍小車橫移到備用位；關(guān)閉冷卻水和氧槍的閥門后使用扳手進(jìn)行拆除氧槍、冷卻水的法蘭；把氧槍和介質(zhì)管道斷開，通過行車吊運(yùn)把氧槍放置到待修位；利用行車從備用位把正常氧槍吊運(yùn)至氧槍升降小車的氧槍安裝位；開始連接介質(zhì)管道；最后連接完成后送介質(zhì)并試車。但人工更換方式的工作量大，更換時(shí)間長，氧槍更換效率低，存在較大安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種轉(zhuǎn)爐氧槍自動(dòng)更換方法及系統(tǒng)，以解決當(dāng)前氧槍更換方式導(dǎo)致的氧槍更換效率低、存在安全隱患的問題。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的基礎(chǔ)方案為：一種轉(zhuǎn)爐氧槍自動(dòng)更換方法，包括：

3、s1：接收終端發(fā)送的工作氧槍更換指令；

4、s2：獲取當(dāng)前工作限位上的氧槍信息，確定出故障氧槍對應(yīng)的目標(biāo)等待限位；

5、s3：控制橫移夾取裝置將故障氧槍從目標(biāo)等待限位夾至備修區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)備修平臺(tái)進(jìn)行存放；

6、s4：控制橫移夾取裝置從備用區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)備用平臺(tái)中夾取正常氧槍，并將正常氧槍夾至目標(biāo)等待限位進(jìn)行氧槍上線，以完成氧槍更換。

7、通過設(shè)置備修區(qū)域用于存放下線的故障氧槍，設(shè)置備用區(qū)域用于存放存放待上線的正常氧槍，在操作人員監(jiān)測到轉(zhuǎn)爐中正在運(yùn)行的氧槍出現(xiàn)故障時(shí)，將工作氧槍更換指令下發(fā)至控制模塊，控制模塊接收到工作氧槍更換指令后，分析出故障氧槍對應(yīng)的目標(biāo)等待限位，控制橫移夾取裝置將故障氧槍從目標(biāo)等待限位夾至備修區(qū)域進(jìn)行存放，再控制橫移夾取裝置從備用區(qū)域中將正常氧槍夾至目標(biāo)等待限位進(jìn)行氧槍上線，以完成氧槍更換，全程自動(dòng)化控制，減少了氧槍更換時(shí)間，提高了氧槍更換效率，保證了氧槍更換作業(yè)的安全性。

8、優(yōu)選地，氧槍運(yùn)作時(shí)包括兩個(gè)氧槍、兩個(gè)氧槍小車和三個(gè)氧槍限位，所述氧槍限位包括左等待限位、右等待限位和工作限位，氧槍小車包括左氧槍小車和右氧槍小車，由左氧槍小車和所述右氧槍小車夾持對應(yīng)的氧槍在等待限位和工作限位之間移動(dòng)；

9、所述方法還包括：

10、在轉(zhuǎn)爐停運(yùn)時(shí)，左氧槍小車和右氧槍小車分別夾持兩個(gè)工作氧槍在等待限位等待；

11、在轉(zhuǎn)爐運(yùn)行時(shí)，控制左氧槍小車或右氧槍小車將工作氧槍從左等待限位或右等待限位移至工作限位進(jìn)行噴氧操作；

12、在工作限位上的氧槍發(fā)生故障時(shí)，將工作限位上的工作氧槍標(biāo)識為故障氧槍，并控制左氧槍小車或右氧槍小車將故障氧槍從工作限位移動(dòng)回對應(yīng)的左等待限位或右等待限位，將故障氧槍所在的左氧槍小車或右氧槍小車標(biāo)記為目標(biāo)氧槍小車，將故障氧槍對應(yīng)的左等待限位或右等待限位標(biāo)記為目標(biāo)等待限位。

13、在橫移滑軌上設(shè)置三個(gè)工作限位左等待限位、右等待限位和工作限位，設(shè)置兩個(gè)工作氧槍，在轉(zhuǎn)爐停運(yùn)時(shí)，左氧槍小車夾持左氧槍放置于左側(cè)的等待限位，右氧槍小車夾持右氧槍放置于右側(cè)的等待限位，在轉(zhuǎn)爐運(yùn)行時(shí)，控制模塊控制氧槍小車將其中一個(gè)氧槍從等待限位移至工作限位進(jìn)行噴氧操作，在工作限位上的氧槍發(fā)生故障時(shí)，控制工作限位上的左氧槍小車或右氧槍小車將故障氧槍從工作限位移動(dòng)回對應(yīng)的左等待限位或右等待限位，在轉(zhuǎn)爐冶煉的過程中實(shí)現(xiàn)對氧槍進(jìn)行自動(dòng)化上線和下線，提高了氧槍上下線的效率和安全性。

14、優(yōu)選地，步驟s3中將故障氧槍存放于備修區(qū)域，具體包括以下步驟：

15、控制目標(biāo)氧槍小車中的氧槍安裝鎖定裝置解除氧槍鎖定；

16、控制橫移夾取裝置將故障氧槍從目標(biāo)等待限位上的氧槍小車中夾離；

17、依次遍歷備修區(qū)域內(nèi)各個(gè)備修存放限位，確定出當(dāng)前處于空閑狀態(tài)的備修存放平臺(tái)；并將第一個(gè)識別出的處于空閑狀態(tài)的備修存放平臺(tái)作為目標(biāo)備修平臺(tái)；其中，每個(gè)備修存放限位對應(yīng)一個(gè)備修存放平臺(tái)；

18、控制橫移夾取裝置將故障氧槍放置于目標(biāo)備修平臺(tái)；

19、接收氧槍到位檢測限位塊發(fā)送的氧槍到位信號，并控制目標(biāo)備修平臺(tái)對應(yīng)的存放鎖定裝置對故障氧槍進(jìn)行鎖定。

20、由于氧槍小車中的故障氧槍被氧槍安裝鎖定裝置固定在氧槍小車內(nèi)，故在夾取故障氧槍之前，控制模塊先控制氧槍安裝鎖定裝置解除鎖定，再控制橫移夾取裝置將故障氧槍從氧槍小車中夾離，本發(fā)明還對備修區(qū)域內(nèi)各個(gè)備修存放平臺(tái)設(shè)置了對應(yīng)的備修存放限位，控制模塊通過識別備修存放限位來橫移夾取裝置精確移動(dòng)至每個(gè)備修存放平臺(tái)，并識別備修存放平臺(tái)是否存在氧槍，將第一個(gè)識別出的處于空閑狀態(tài)的備修存放平臺(tái)作為目標(biāo)備修平臺(tái)，控制橫移夾取裝置將故障氧槍放置于目標(biāo)備修平臺(tái)，接收氧槍到位檢測限位塊發(fā)送的氧槍到位信號，并控制目標(biāo)備修平臺(tái)對應(yīng)的存放鎖定裝置對故障氧槍進(jìn)行鎖定，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化存放故障氧槍，且提升了故障氧槍存放的精確性和穩(wěn)定性。

21、優(yōu)選地，步驟s4中控制橫移夾取裝置對正常氧槍進(jìn)行夾取，具體包括以下步驟：

22、依次遍歷備用區(qū)域內(nèi)各個(gè)備用存放限位，確定出當(dāng)前處于存放狀態(tài)的備用存放平臺(tái)，并將第一個(gè)識別出的處于存放狀態(tài)的備用存放平臺(tái)作為目標(biāo)備用平臺(tái)；

23、控制目標(biāo)備用平臺(tái)對應(yīng)的存放鎖定裝置取消對正常氧槍的鎖定；

24、控制橫移夾取裝置對目標(biāo)備用限位中的正常氧槍進(jìn)行夾?。?/p>

25、控制橫移夾取裝置將正常氧槍放置于目標(biāo)氧槍小車中進(jìn)行氧槍上線，并將上線后的正常氧槍標(biāo)識為工作氧槍；

26、控制目標(biāo)氧槍小車中的氧槍安裝鎖定裝置進(jìn)行氧槍鎖定。

27、與備修區(qū)域一樣，備用區(qū)域內(nèi)的備用存放平臺(tái)也對應(yīng)設(shè)置了備用存放限位，控制模塊通過識別備用存放限位來控制橫移夾取裝置精確移動(dòng)至每個(gè)備用存放平臺(tái)，并識別備用存放平臺(tái)是否存在氧槍，將第一個(gè)識別出的處于存放狀態(tài)的備用存放平臺(tái)作為目標(biāo)備用平臺(tái)，控制目標(biāo)備用平臺(tái)對應(yīng)的存放鎖定裝置取消對正常氧槍的鎖定，控制橫移夾取裝置將正常氧槍放置于目標(biāo)氧槍小車中進(jìn)行氧槍上線，并將上線后的正常氧槍標(biāo)識為工作氧槍，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)胡夾取正常氧槍和自動(dòng)化氧槍上線，保障了轉(zhuǎn)爐冶煉過程中工作氧槍的可用性。

28、優(yōu)選地，還包括：

29、依次遍歷備修區(qū)域內(nèi)各個(gè)備修存放限位，確定出當(dāng)前處于存放狀態(tài)的備修存放平臺(tái)；

30、控制橫移夾取裝置將處于存放狀態(tài)的備修存放平臺(tái)上的故障氧槍從備修區(qū)域夾至人工檢修區(qū)，使得維修工人對故障氧槍進(jìn)行檢修；

31、接收終端下發(fā)的維修完成信號；

32、控制橫移夾取裝置將檢修后的正常氧槍從人工檢修區(qū)夾離；

33、依次遍歷備用區(qū)域內(nèi)各個(gè)備用存放限位，確定出當(dāng)前處于空閑狀態(tài)的備用存放平臺(tái)；

34、控制橫移夾取裝置將檢修后的正常氧槍放置于處于空閑狀態(tài)的備用存放平臺(tái)中。

35、由于故障氧槍需要修理，且備用存放平臺(tái)需要補(bǔ)充正常氧槍以供使用，故本發(fā)明的控制模塊控制橫移夾取裝置從備修存放平臺(tái)上夾取故障氧槍至人工檢修區(qū)，以供維修工人對故障氧槍進(jìn)行維修，維修完畢后，維修工人會(huì)從終端發(fā)送維修完成信號至控制模塊，控制模塊接收到信號后，控制橫移夾取裝置從人工檢修區(qū)將維修完成的正常氧槍夾取放置于備用存放平臺(tái)中，以完成氧槍的檢修和上新。

36、本發(fā)明還提供了一種轉(zhuǎn)爐氧槍自動(dòng)更換系統(tǒng)，系統(tǒng)包括備用區(qū)域、備修區(qū)域、氧槍小車、橫移夾取裝置、橫移軌道和氧槍安裝鎖定裝置，備用區(qū)域內(nèi)依次設(shè)置了四個(gè)備用存放平臺(tái)，正常氧槍放置于備用存放平臺(tái)中，且四個(gè)備用存放平臺(tái)對應(yīng)設(shè)置了備用存放限位，備修區(qū)域內(nèi)依次設(shè)置了四個(gè)備修存放平臺(tái)，故障氧槍放置于備用存放平臺(tái)中，且四個(gè)備修存放平臺(tái)對應(yīng)設(shè)置了備修存放限位，備用存放限位和備修存放限位分別位于橫移軌道上，橫移夾取裝置放置于橫移軌道上進(jìn)行移動(dòng)，氧槍小車包括左氧槍小車和右氧槍小車，左氧槍小車和右氧槍小車在橫移軌道上對應(yīng)設(shè)置了左等待限位和右等待限位，氧槍安裝鎖定裝置焊接于氧槍小車的一側(cè)，工作氧槍放置于氧槍小車中，在轉(zhuǎn)爐停運(yùn)時(shí)，左氧槍小車和右氧槍小車夾持著工作氧槍停放在左等待限位和右等待限位上，橫移軌道上還設(shè)置有工作限位，轉(zhuǎn)爐運(yùn)作時(shí)，左氧槍小車或右氧槍小車夾持著工作氧槍移動(dòng)至工作限位。

37、通過設(shè)置備修區(qū)域和備用區(qū)域，且在備修區(qū)域和備用區(qū)域內(nèi)分別設(shè)置四個(gè)備修存放平臺(tái)和四個(gè)備用存放平臺(tái)，每個(gè)備修存放平臺(tái)和備用存放平臺(tái)對應(yīng)設(shè)置了備修存放限位和備用存放限位，備用存放限位和備修存放限位分別位于橫移軌道上，橫移夾取裝置放置于橫移軌道上進(jìn)行移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了橫移夾取裝置能夠通過識別備修存放限位或備用存放限位精確移動(dòng)至備修存放平臺(tái)或備用存放平臺(tái)存放或夾取故障氧槍和正常氧槍，且在橫移軌道上還設(shè)置有右等待限位、左等待限位和工作限位，右等待限位和左等待限位分別對應(yīng)右氧槍小車停放位置和左氧槍小車停放位置，工作限位為轉(zhuǎn)爐運(yùn)作時(shí)需要氧槍入轉(zhuǎn)爐噴氧，故左氧槍小車或右氧槍小車需移動(dòng)至工作限位，以操作氧槍對轉(zhuǎn)爐內(nèi)進(jìn)行噴氧，且在左氧槍小車和右氧槍小車的側(cè)面分別設(shè)置了氧槍安裝做鎖定裝置，以保障氧槍在氧槍小車上的穩(wěn)定性，橫移夾取裝置能夠通過識別各個(gè)限位，精準(zhǔn)對接各個(gè)氧槍系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備，提高氧槍更換的精準(zhǔn)性和穩(wěn)定性。

38、優(yōu)選地，備用存放平臺(tái)和備修存放平臺(tái)的裝置結(jié)構(gòu)相同，具體包括存放底座、氧槍底座定位塊、氧槍支架面、存放鎖定裝置、氧槍到位檢測限位塊和鎖定到位檢測限位塊，氧槍支架面焊接于存放底座上，氧槍底座定位塊、存放鎖定裝置、氧槍到位檢測限位塊和鎖定到位檢測限位塊均焊接于氧槍支架面上，針對氧槍底端十字座的三個(gè)端分別對應(yīng)設(shè)置了三組氧槍底座定位塊和三個(gè)氧槍到位限位塊，氧槍底座定位塊包括兩個(gè)底座定位塊導(dǎo)向裝置和一個(gè)氧槍支架，且底座定位塊導(dǎo)向裝置的橫截面為梯形，針對氧槍底端十字座的剩余一個(gè)端設(shè)置了存放鎖定裝置和鎖定到位檢測限位塊，存放鎖定裝置包括存放鎖定端、存放鎖定裝置桿和存放鎖定氣缸，其中存放鎖定裝置桿和存放鎖定氣缸通過法蘭連接。

39、備用存放平臺(tái)和備修存放平臺(tái)的裝置結(jié)構(gòu)相同，在氧槍被放入平臺(tái)上的存放孔后，氧槍底端的十字座會(huì)被氧槍支架面抵住，均針對氧槍的十字形底座的三個(gè)端分別對應(yīng)設(shè)置了三組氧槍底座定位塊和三個(gè)氧槍到位限位塊，每一端對應(yīng)一組氧槍底座定位塊，氧槍底端十字座的一端到達(dá)氧槍到位限位塊后，該氧槍到位限位塊會(huì)發(fā)送氧槍到位信號至控制模塊，以表示氧槍底端十字座的一端到位，且將氧槍底座定位塊中兩個(gè)底座定位塊導(dǎo)向裝置的橫截面為梯形，以對氧槍底端十字座的一端起到導(dǎo)向作用，在確定氧槍底端十字座的三個(gè)端均到位時(shí)，存放鎖定裝置中的存放鎖定氣缸推動(dòng)存放鎖定桿移動(dòng)至存放鎖定端，以對氧槍進(jìn)行鎖定，保障氧槍存放的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了對氧槍到位的檢測和氧槍鎖定的功能。

40、優(yōu)選地，橫移夾取裝置包括橫移裝置本體、上部鋼結(jié)構(gòu)橫梁、中部鋼結(jié)構(gòu)橫梁、橫梁導(dǎo)向輪、橫梁限位輪、橫梁導(dǎo)軌、橫梁限位卡槽、底座鋼梁、橫移軌道、底座車輪、升降裝置、升降車輪、裝置固定臂、裝置活動(dòng)臂、伸縮油缸、升降導(dǎo)軌、夾緊裝置和夾緊油缸，上部鋼結(jié)構(gòu)橫梁設(shè)置于橫移裝置本體頂部，上部鋼結(jié)構(gòu)橫梁下部設(shè)置有橫梁導(dǎo)向輪，且橫梁導(dǎo)向輪放置于橫梁導(dǎo)軌上，橫梁導(dǎo)軌焊接于橫移裝置本體的頂部，中部鋼結(jié)構(gòu)橫梁設(shè)置于橫移裝置本體中部，中部鋼結(jié)構(gòu)橫梁與橫移裝置本體通過橫梁限位輪相連，橫梁限位輪放置于橫梁限位卡槽內(nèi)、橫梁限位卡槽焊接于橫移裝置本體的側(cè)面，升降導(dǎo)軌焊接于橫移裝置本體的側(cè)面，升降車輪放置于升降導(dǎo)軌的滑槽內(nèi)，升降裝置焊接于橫移裝置本體的底部，裝置固定臂與升降車輪固接，裝置活動(dòng)臂套接在裝置固定臂內(nèi)，且裝置活動(dòng)臂內(nèi)設(shè)置有伸縮伸縮油缸，夾緊裝置與裝置活動(dòng)臂固接，夾緊油缸鉸接于夾緊裝置的尾部，橫移裝置本體底部之下設(shè)置有四個(gè)底座車輪，且底座車輪放置于橫移滑軌的滑槽內(nèi)，且橫移滑軌焊接于底座橫梁上。

41、在橫移裝置本體上部設(shè)置上部鋼結(jié)構(gòu)橫梁，在上部鋼結(jié)構(gòu)橫梁下部設(shè)置有橫梁導(dǎo)向輪，且橫梁導(dǎo)向輪放置于橫梁導(dǎo)軌上，橫梁導(dǎo)軌焊接于橫移裝置本體的頂部，通過左右移動(dòng)上部鋼結(jié)構(gòu)橫梁以保障橫移夾取裝置的平衡，在橫移裝置本體中部設(shè)置有中部鋼結(jié)構(gòu)橫梁，中部鋼結(jié)構(gòu)橫梁與橫移裝置本體通過橫梁限位輪相連，以在橫移夾取裝置移動(dòng)時(shí)，保障橫移夾取裝置不進(jìn)行左右偏移，提高裝置移動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性；通過將升降車輪和裝置固定臂固接，且利用升降裝置撐起裝置固定臂在升降滑軌的軌道方向上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)裝置固定臂的上下移動(dòng)，裝置活動(dòng)臂套接在裝置固定臂中，且裝置活動(dòng)臂與夾取裝置固接，裝置活動(dòng)臂內(nèi)設(shè)有伸縮油缸，在伸縮油缸的帶動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)裝置活動(dòng)臂帶著夾取裝置進(jìn)行伸縮動(dòng)作，且在夾取裝置尾部鉸接有夾緊油缸，以實(shí)現(xiàn)夾取和松開的功能，在裝置本體的底部之下四個(gè)底座車輪，且底座車輪放置于橫移滑軌的滑槽內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)橫移夾取裝置左右移動(dòng)的功能。

42、優(yōu)選地，氧槍小車包括小車裝置本體、氧槍安裝平臺(tái)、氧槍升降滑輪、氧槍升降導(dǎo)輪、氧槍升降橫梁和氧槍防墜落裝置，兩個(gè)氧槍升降橫梁的上下兩端均設(shè)有氧槍升降導(dǎo)輪，氧槍安裝平臺(tái)與氧槍升降橫梁焊接，氧槍升降滑輪與小車裝置本體焊接，氧槍防墜落裝置與小車裝置本體鉸接；

43、氧槍安裝鎖定裝置與氧槍小車的氧槍安裝平臺(tái)焊接，氧槍安裝鎖定裝置包括鎖定裝置塊、鎖定氣缸、氣缸底座、底部支撐板、鎖定導(dǎo)向輪、鎖定導(dǎo)向滑軌、縱向?qū)к壓涂v向?qū)л?，鎖定氣缸與氣缸底座鉸接，氣缸底座焊接于底部支撐板上，底部支撐板與氧槍安裝平臺(tái)焊接，縱向?qū)к壓附佑阪i定裝置塊的側(cè)面，縱向?qū)л喸O(shè)置在縱向?qū)к墐?nèi)，鎖定氣缸的支撐桿桿頭與縱向?qū)л喒探?，鎖定裝置塊的剖面呈l形，且鎖定裝置塊側(cè)面與鎖定導(dǎo)向輪固接，鎖定導(dǎo)向輪設(shè)置于所述鎖定導(dǎo)向滑軌的滑槽內(nèi)，鎖定導(dǎo)向滑軌的一端焊接于底部支撐板上，另一端焊接于氧槍安裝平臺(tái)上。

44、通過在氧氣小車上安裝氧氣安裝鎖定裝置，在氧氣上線后，氧氣安裝鎖定裝置對氧槍的三個(gè)介質(zhì)管道進(jìn)行鎖定，防止氧槍在工作時(shí)發(fā)生松動(dòng)，在氧槍下線時(shí)，取消氧氣安裝鎖定裝置對氧槍的鎖定，以完成成功下線。

45、優(yōu)選地，在氧槍槍體上設(shè)置上支撐板和下支撐板，且上支撐板和下支撐板的兩側(cè)均呈斜面狀。

46、在氧槍槍體上增設(shè)帶有斜面狀的支撐板，斜面狀的支撐板在夾取裝置進(jìn)行夾取操作時(shí)起到導(dǎo)向作用，以確保橫移夾取裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對氧槍的精準(zhǔn)夾取。