CN105880792B

CN105880792B - 无人操作的智能物料切割装置和切割方法

Info

Publication number: CN105880792B
Application number: CN201610407440.8A
Authority: CN
Inventors: 郭映波
Original assignee: Zhongye Jingcheng Engineering Technology Co Ltd
Current assignee: Zhongye Jingcheng Engineering Technology Co Ltd
Priority date: 2016-06-12
Filing date: 2016-06-12
Publication date: 2018-07-13
Anticipated expiration: 2036-06-12
Also published as: CN105880792A

Abstract

本发明提供了一种无人操作的智能物料切割装置和切割方法。所述无人操作的智能物料切割装置包括：能移动的大车，所述大车的移动方向为Y方向；能相对所述大车做X方向移动的小车，设置在所述大车上；X方向垂直Y方向；切割枪，通过能上下移动的设施设置在所述小车上；除尘***，连接所述除尘罩，对所述切割区域通风除尘；检测探头，设置在所述小车上。所述切割方法采用上述无人操作的智能物料切割装置。本发明环保、高效、稳定、智能，尤其适合大型板条状废钢切割。

Description

无人操作的智能物料切割装置和切割方法

技术领域

本发明涉及冶金和报废的大型装备化学切割拆解技术领域，具体涉及一种资源回收利用设施，特别是一种无人操作的智能物料切割装置和切割方法。

背景技术

在钢铁企业内部，无论是转炉生产还是电炉生产或是感应炉生产等其他方式生产钢水，都需要使用一定数量的废钢，并对废钢的块度大小有一定的要求。废钢的来源主要有内部废钢和外部废钢两种。其中，内部废钢为钢铁企业生产过程中内部产生的废钢或废铁，如高炉出铁场铁沟、铸铁机铁水溜槽等清理产生的废铁块；炼钢车间脱硫渣中大块残铁、电炉或转炉炉渣中的大块废钢、连铸铸余渣中的大块残钢、连铸中间包铸余大块残钢、连铸坯头/坯尾以及废坯；模铸车间中注管、底盘等清理产生的废钢；车间生产事故产生的大块冻铁和冻钢；以及冶金企业报废的设备结构件等。外购废钢是指从社会收购的废钢，种类、尺寸、来源更复杂。通常大型钢铁企业一般都配置专门的废钢加工车间，对废钢进行处理。同时社会上也有专门的拆解企业，回收社会废钢资源，经过拆解、分类等加工，按照所需的规格、种类销售给钢厂使用。中小型废钢或轻薄废钢一般使用液压剪等设备进行物理切割处理；大块废钢通常使用割枪进行化学切割。

目前国内废钢加工环节，大型废钢还是处于人工切割阶段，主要存在人工成本高、环境污染严重、切割分解效率低、处理后废钢规格质量难以保证等问题。

综上所述，现有技术中存在以下问题：人工切割废钢环境污染严重、切割分解效率低。

发明内容

本发明提供一种无人操作的智能物料切割装置和切割方法，以解决人工切割废钢环境污染严重、和切割分解效率低的问题。

为此，本发明提出一种无人操作的智能物料切割装置，所述无人操作的智能物料切割装置包括：

能移动的大车，所述大车的移动方向为Y方向；

能相对所述大车做X方向移动的小车，设置在所述大车上，其中，X方向垂直Y方向；

切割枪，通过能上下移动的设施设置在所述小车上；

除尘罩，设置在所述小车上，所述切割枪通过所述除尘罩的顶部***除尘罩内部；

除尘***，连接所述除尘罩，对切割区域通风除尘；

检测探头，设置在所述小车上。

进一步地，

所述除尘***包括：

X向通风槽，沿X向设置，并安装在大车上；

Y向通风槽，沿Y向设置；

X向移动通风小车，在X向通风槽上方运行并与X向通风槽封闭连接或密封连接；

Y向移动通风小车，在Y向通风槽上方运行并与Y向通风槽封闭连接或密封连接，并且X向通风槽的一端与Y向移动通风小车封闭连接或密封连接；

连接管，连接在所述除尘罩与X向移动通风小车之间，并且连接管与X向移动通风小车之间封闭连接或密封连接。

进一步地，所述无人操作的智能物料切割装置还包括：

大车运行轨道，沿Y方延伸；

小车运行轨道，沿X向延伸，并且所述小车运行轨道安装在大车台面上。

进一步地，所述切割枪在切割枪升降装置的带动下进行高度方向上的枪位调整，所述切枪枪升降装置采用钢绳卷筒驱动、链条传动、齿轮齿条传动、或涡轮涡杆驱动。

进一步地，所述大车运行轨道为两条轨道；两条轨道为高架布置；或者都布置在地坪上；或者一条轨道高架布置，另一条轨道布置在地坪上。

进一步地，所述无人操作的智能物料切割装置还包括：车间除尘管道与除尘器，Y向通风槽通过车间除尘管道与除尘器连接。

进一步地，所述除尘罩采用密闭顶吸罩的结构型式，除尘罩的下部四周设置有柔性悬挂物，所述柔性悬挂物是密排铁链、耐热胶皮片或者密排石棉线或石棉布条。

进一步地，所述除尘罩的外侧四周各设置一个检测探头。

本发明还提出一种无人操作的智能物料切割方法，所述无人操作的智能物料切割方法包括：

步骤S1：将待切割的物料平铺在大车的两条运行轨道之间的地坪上，并使待切割的物料位于切割枪作业范围内；

步骤S2：通过安装在切割间的检测探头确定待切割物料的位置，并将位置信息传送给电控***；

步骤S3：预先输入切割后的尺寸要求，如长△Y，宽△X；

步骤S4：大车在电控***的指令下从停放位置，即从Y向A端，自动运行至被切割物料存放位置；

步骤S5：大车在电控***的指令下从被切割物料存放位置按照预先的设定自动向前运行一段距离△Y；

步骤S6：小车在电控***的指令下从停放位置自动运行至被切割物料存放位置；

步骤S7：切割枪根据检测探头测量的物料厚度自动调整切割枪的枪位；

步骤S8：小车带着切割枪，在电控***的指令下，根据检测探头的检测结果自动从被切割物料的一端(A端)运行到另一端(B端)，完成一次纵向切割；

步骤S9：大车在电控***的指令下沿着Y向自动再向前运行△Y；

步骤S10：小车在电控***的指令下，根据检测探头的检测结果自动从X方向上被切割物料的一端运行到另一端，即从X方向B端运行到X方向A端，完成第二次纵向切割；

步骤S11：依此循环，直至完成所有纵向切割，此时大车位于Y向B端，小车位于X向A端；

步骤S12：小车在电控***的指令下，从X向A端向X向B端运行△X；

步骤S13：大车在电控***的指令下，根据检测探头的检测结果自动从Y方向上被切割物料的一端运行到另一端，即从Y方向B端运行到Y方向A端，完成一次横向切割；

步骤S14：小车在电控***的指令下沿着X向B端自动再向前运行△X；

步骤S15：大车在电控***的指令下，根据检测探头的检测结果自动从Y方向上被切割物料的一端运行到另一端，即从Y方向A端移动到Y方向B端，完成第二次横向切割；

步骤S16：依此循环，直至完成所有横向切割，此时小车位于X向B端，大车位于Y向A端或Y向B端；

步骤S17：完成对物料所有纵向和横向切割后，在电控***的指令下自动回到等待位等待下一次切割。

进一步地，所述无人操作的智能物料切割方法还包括：

步骤S18：在切割枪开始切割物料时，在电控***的指令下，同时自动打开除尘器开始收集切割过程中产生的烟尘；完成切割后，在电控***的指令下，自动关闭除尘器。

本发明通过X方向移动的大车和Y方向移动的小车，带动切割枪进行移动，因而能够自动到达指定切割位置，并能实现多次往复的横向的和纵向的切割，最终自动完成对物料所有纵向和横向切割，整个过程无需工人在现场亲自操作切割枪，实现了无人操作，减少了人工成本，减少了环境污染，增加了工作的安全，同时大大提高了切割处理的作业效率。

本发明环保、高效、稳定、智能，尤其适合大型废钢切割。

附图说明

图1为本发明的无人操作的智能物料切割装置的俯视方向的结构示意图；图2为图1的A-A剖视结构。

附图标号说明：

1-除尘器；2-除尘管道；3-Y向通风槽；4-大车运行轨道；5-X向通风槽；6-大车；7-小车；8-检测探头；9-除尘罩；10-连接管；11-通风槽支架；12-X向移动通风小车(移动通风车)；13-切割枪升降装置；14-切割枪；15-地坪；16-柔性悬挂物；17-被切割物料；18-小车运行轨道22Y向移动通风小车(移动通风车)

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明。

如图1和图2所示，本发明的无人操作的智能物料切割装置包括：

能移动的大车6，所述大车的移动方向为Y方向，与图1中的ΔY反向相同，即图1中左右方向；

能相对所述大车做X方向移动的小车7，设置在所述大车6上，其中，X方向垂直Y方向，与ΔX方向相同；小车7的移动方向例如为图1中的上下方向；

切割枪14，通过能上下移动的设施设置在所述小车7上；

除尘罩9，设置在所述小车7上，所述切割枪14通过所述除尘罩9的顶部***除尘罩9内部；

除尘***，连接所述除尘罩，在切割枪切割被切割物料17时，收集灰尘，防止污染；

检测探头8，设置在所述小车7上，用于扫描被切割物料17(例如为废钢)，并确定被切割物料17在各位置处的高度值。检测探头8使得本发明具有运行过程中被切割物料高度检测和报警联锁功能，物料超高时停车并报警。

通过Y方向移动的大车和X方向移动的小车，带动切割枪进行移动，因而能够自动到达指定切割位置，并能实现多次往复的横向的和纵向的切割，最终自动完成对物料所有纵向和横向切割，整个过程无需工人在现场亲自操作切割枪，实现了无人操作，减少了人工成本，减少了环境污染，增加了工作的安全，同时大大提高了切割处理的作业效率。

本发明适合于切割板、条状物料，如废钢坯(含方坯、板坯)、连铸机中包铸余钢块等。

本发明具有多种操作模式。可以实现X向、Y向双向切割，也可实现单独的X向或Y向切割；即可实现连续移动连续切割，也可实现间断切割。

进一步地，所述除尘***包括：

X向通风槽5，沿X向设置，并安装在大车6上，例如通过通风槽支架11安装在大车6上；X向通风槽5例如为顶端开口的矩形箱体式结构，顶端开口处覆盖有皮带或软密封件；

Y向通风槽3，沿Y向设置，并且X向通风槽5与Y向移动通风小车12封闭连接或密封连接；Y向通风槽3例如为顶端开口的矩形箱体式结构，顶端开口处覆盖有皮带或软密封件；

X向移动通风小车12，在X向通风槽上方运行并与X向通风槽5封闭连接或密封连接；X向移动通风小车12在X向通风槽5上方运行时，X向通风槽5上的皮带绕过X向移动通风小车12，X向移动通风小车12相当于一个移动的密封箱，自身不会泄露灰尘，而且要与X向通风槽5、以及连接管10形成密封配合，除X向移动通风小车12之外的X向通风槽5的顶端区域都被皮带密封或覆盖，而且，X向移动通风小车12在移动中可以卷曲或铺设皮带，X向移动通风小车12实现与X向通风槽5动态的封闭连接或密封连接，在X向通风槽5上，在没有X向移动通风小车12的区域，覆盖有皮带，以保证X向通风槽5的整体密封；

并使得除尘罩9的连接管10与X向通风槽5的封闭连接；并满足X向水平移动通风除尘的功能；

Y向移动通风小车22，在Y向通风槽上方运行并与Y向通风槽3封闭连接或密封连接，并且X向通风槽5的一端与Y向移动通风小车22封闭连接或密封连接；并满足Y向水平移动通风除尘的功能；

其中，Y向移动通风小车22随X向通风槽5同步移动；Y向移动通风小车22在Y向通风槽上方运行时，Y向通风槽3上的皮带绕过Y向移动通风小车22，Y向移动通风小车22相当于一个移动密封箱，自身不会泄露灰尘，而且要与X向通风槽5同步移动，要与X向通风槽5、Y向通风槽3都实现密封配合，除Y向移动通风小车22之外的Y向通风槽3的顶端区域都被皮带密封或覆盖，而且，Y向移动通风小车22在移动中可以卷曲或铺设皮带，Y向移动通风小车22与Y向通风槽3形成动态的封闭连接或密封连接，在Y向通风槽3上，在没有Y向移动通风小车22的区域，覆盖有皮带，以保证Y向通风槽3的整体密封；因此，X向移动通风小车12和Y向移动通风小车22与X向通风槽5和Y向通风槽3配合，形成动态密封；X向移动通风小车12和Y向移动通风小车22起到动态密封箱的作用；

连接管10，连接在所述除尘罩9与X向移动通风小车之间，并且连接管10与X向移动通风小车12之间封闭连接或密封连接。

本发明具有煤气压力低、煤气泄漏、熄火等状态下的报警和联锁自动切断功能。

本发明的切割枪14采用焦炉煤气或丙烷气或液化石油气或乙炔气等高热值气体作为燃气介质，采用氧气作为助燃气体，采用水冷却方式对切割枪进行热防护。

本发明切割枪的14安装在可移动的小车7的上部平台上，通过除尘罩9的顶部，***除尘罩9内部。

能上下移动的设施例如为切割枪升降装置13，本发明的切割枪14可在切割枪升降装置13的带动下进行高度方向上的枪位调整。切枪枪升降装置可以采用钢绳卷筒驱动、链条传动、齿轮齿条传动、涡轮涡杆驱动，本说明书以链条驱动为例进行说明。

除尘罩9采用密闭顶吸罩的结构型式，除尘罩9的下部四周设置有柔性悬挂物16，可以进一步保证除尘罩的密封效果，防止切割过程中烟尘外逸。除尘罩下柔性悬挂物16可以是密排铁链也可以是耐热胶皮片或者密排石棉线/布条等材质，本说明书以密排铁链为例进行说明。

除尘罩9顶部设置连接管10，连接管10一端连接除尘罩9，另一端连接X向通风槽5上的移动通风小车12。

检测探头8可以设置在合适位置，例如，除尘罩9的外侧四周各设置一个检测探头8，探头8在除尘罩9运行时对下方扫描，确定地坪15上是否存在被切割物料17，并确定被切割物料17在各位置处的高度值用于调整切割枪14的高度。

本发明切割枪升降装置13、除尘罩9、检测探头8、连接管12安装在可横向移动的小车7上。小车7可在小车运行轨道18上运行。小车运行轨道18安装在大车6台面上。

X向移动通风小车12在X向通风槽5上方运行，X向通风槽5上部皮带绕过移动通风小车12，实现除尘罩9的连接管10与X向通风槽5的封闭连接，并满足X向水平移动通风除尘的功能。

X向通风槽5通过通风槽支架11安装在大车6上。

大车6安装在大车运行轨道4上，并在大车运行轨道4上运行。两条大车运行轨道4可以高架布置；也可以都布置在地坪15上；还可以一条轨道高架布置，另一条轨道布置在地坪15上。本说明书以两条轨道均高架布置进行说明。

X向通风槽3的一端连接在Y向移动通风小车22上；Y向移动通风小车22在Y向通风槽3上方运行；Y向通风槽3上部皮带绕过移动通风小车22，实现X向通风槽5与Y向通风槽3的封闭连接，并满足Y向水平移动通风除尘的功能。

Y向通风槽3通过车间除尘管道2与除尘器1连接。除尘器1可独立配置，也可与全厂其他除尘***的除尘器合用。与其他除尘***合用除尘器时，车间除尘管道2上需要设置切断用阀门。本发明选用独立配置除尘器1。

本发明的工作过程或无人操作的智能物料切割方法如下；

1)将待切割的物料(如：连铸机中包铸余钢块)平铺在大车6的两条运行轨道4之间的地坪15上，切割枪作业范围内；

2)通过安装在切割间的检测探头(附图中未示出)确定待切割物料(如：废钢等)的位置，并将位置信息传送给本装置的电控***；

3)预先输入切割后的尺寸要求，如长△Y，宽△X；

4)大车在电控***的指令下从停放位置自动运行至被切割物料存放位置；

5)大车6在电控***的指令下从被切割物料存放位置自动向前运行△Y；

6)小车7在电控***的指令下从停放位置自动运行至被切割物料存放位置；

7)切割枪根据检测探头8测量的物料厚度自动调整切割枪的枪位；切割枪点火，开始切割；

8)小车7在电控***的指令下，根据检测探头8的检测结果自动从被切割物料的一端(X方向A端)运行到另一端(X方向B端)，完成一次纵向切割；

9)大车6在电控***的指令下沿着Y向(Y向A端)自动再向前运行△Y；

10)小车7在电控***的指令下，根据检测探头8的检测结果自动从被切割物料的一端(X方向B端)运行到另一端(X方向A端)，完成第二次纵向切割；

11)依此循环，直至完成所有纵向切割，此时大车6位于Y向B端，小车7位于X向A端或X向B端(根据纵向切割次数确定，下面以小车7位于X向A端为例进行说明)；

12)小车7在电控***的指令下，从X向A端向X向B端运行△X；

13)大车6在电控***的指令下，根据检测探头8的检测结果自动从被切割物料的一端(Y方向B端)运行到另一端(Y方向A端)，完成一次横向切割；

14)小车7在电控***的指令下沿着X向(X向B端)自动再向前运行△X；

15)大车6在电控***的指令下，根据检测探头8的检测结果自动从被切割物料的一端(Y方向A端)运行到另一端(Y方向B端)，完成第二次横向切割；

16)依此循环，直至完成所有横向切割，此时小车7位于X向B端，大车7位于Y向A端或Y向B端(根据横向切割次数确定)；

17)完成对物料所有纵向和横向切割后，本装置在电控***的指令下自动回到等待位等待下一次切割。

18)在切割枪开始切割物料时，在电控***的指令下，同时自动打开除尘器开始收集切割过程中产生的烟尘；完成切割后，在电控***的指令下，自动关闭除尘器。

本发明采用了大、小车横移的结构型式，可以实现大范围内切割，对被切割物料的放置位置没有严格的要求。本发明用于切割板、条状物料，如废钢坯(含方坯、板坯)、连铸机中包铸余钢块等，除尘罩9与切割枪14同步移动，可最大化的捕集切割过程中产生的烟尘，环境友好；采用了完善的检测和控制手段可以实现自动搜索目标、自动切割处理，实现了无人操作，减少了人工成本，同时大大提高了切割处理的作业效率。

本发明为冶金企业以及资源回收企业物料切割提供了一种环保、高效、稳定、智能的解决方案和装置。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。为本发明的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims

1.一种无人操作的智能物料切割方法，其特征在于，所述无人操作的智能物料切割方法使用无人操作的智能物料切割装置，所述无人操作的智能物料切割装置包括：

能移动的大车，所述大车的移动方向为Y方向；

能相对所述大车做X方向移动的小车，设置在所述大车上；

X方向垂直Y方向；

切割枪，通过能上下移动的设施设置在所述小车上；

除尘***，连接所述除尘罩，对切割区域通风除尘；

检测探头，设置在所述小车上；

所述无人操作的智能物料切割方法包括：

步骤S3：预先输入切割后的尺寸要求，如长△Y，宽△X；

步骤S4：大车在电控***的指令下从停放位置，自动运行至被切割物料存放位置，即Y向A端；

步骤S8：小车带着切割枪，在电控***的指令下，根据检测探头的检测结果自动从被切割物料的一端，即X向A端运行到另一端，即X向B端，完成一次纵向切割；

步骤S9：大车在电控***的指令下沿着Y向自动再向前运行△Y；

2.如权利要求1所述的无人操作的智能物料切割方法，其特征在于，所述无人操作的智能物料切割方法还包括：

3.如权利要求1所述的无人操作的智能物料切割方法，其特征在于，

所述除尘***包括：

X向通风槽，沿X向设置，并安装在大车上；

Y向通风槽，沿Y向设置；

X向移动通风小车，在X向通风槽上方运行并与X向通风槽密封连接；

Y向移动通风小车，在Y向通风槽上方运行并与Y向通风槽密封连接，并且X向通风槽的一端与Y向移动通风小车密封连接；

连接管，连接在所述除尘罩与X向移动通风小车之间，并且连接管与X向移动通风小车之间密封连接。

4.如权利要求1所述的无人操作的智能物料切割方法，其特征在于，所述无人操作的智能物料切割装置还包括：

大车运行轨道，沿Y方延伸；

5.如权利要求1所述的无人操作的智能物料切割方法，其特征在于，所述切割枪在切割枪升降装置的带动下进行高度方向上的枪位调整，所述切割枪升降装置采用钢绳卷筒驱动、链条传动、齿轮齿条传动、或蜗轮蜗杆驱动。

6.如权利要求4所述的无人操作的智能物料切割方法，其特征在于，所述大车运行轨道为两条轨道；两条轨道为高架布置；或者都布置在地坪上；或者一条轨道高架布置，另一条轨道布置在地坪上。

7.如权利要求3所述的无人操作的智能物料切割方法，其特征在于，所述无人操作的智能物料切割装置还包括：车间除尘管道与除尘器，Y向通风槽通过车间除尘管道与除尘器连接。

8.如权利要求3所述的无人操作的智能物料切割方法，其特征在于，所述除尘罩采用密闭顶吸罩的结构型式，除尘罩的下部四周设置有柔性悬挂物，所述柔性悬挂物是密排铁链、耐热胶皮片或者密排石棉线或石棉布条或其他柔性耐热材料。

9.如权利要求3所述的无人操作的智能物料切割方法，其特征在于，所述除尘罩的外侧四周各设置一个检测探头。