轧机辊环自动更换系统及工作方法

技术领域

本发明涉及一种轧机辊环自动更换系统及工作方法。

背景技术

辊环组件安装于轧机主轴上，用于将线/棒材挤压至所需外形尺寸。辊环精度关系到产品质量，因此轧机轧制一定时间后因辊环磨损需要及时更换辊环（辊环的更换频率，与过钢量有关）。辊环组件主要分为保护帽和锥套、辊环本体。锥套位于轧机主轴与辊环之间，通过与轧机主轴锥面配合将辊环涨紧固定，锥套外端有锁紧螺母与主轴螺纹连接。保护帽安装在锥套外，通过螺杆与主轴内螺纹连接固定。

本发明主要用于轧机辊环组件包含保护套、锥套、辊环的自动化拆卸、更换、安装；辊环组件主要分为保护帽和锥套、辊环本体。

目前辊环更换拆装流程采用人工通过专用工具进行。首先使用扳手将保护帽外螺杆旋出，将保护帽拆下；将锁紧螺母旋下，使用液压拆辊工具卡主轴及锥套上，通过压力将锥套拔出；将拆辊工具及锥套、辊环移走，完成整套拆卸流程。辊环的安装流程与之相反。

辊环需经常更换维修，每组辊环重约40公斤，更换辊环需要8人协同作业。目前的人工更换辊环存在重复劳动、劳动强度大，更换时间长效率低，工作环境高温、易发生危险等情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种轧机辊环自动更换系统及工作方法，通过人工与辊环自动更换系统合作，实现辊环更换工序基本自动化（导卫拆除安装、检查工序、锥套止退垫圈拆装、新旧辊环搬运等环节需人工干预）。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种轧机辊环自动更换系统，包括：地轨移动机构，所述的地轨移动机构由电机驱动并通过齿轮、齿条机构传动，搭载六轴机器人、拆装工具系统、控制系统，所述的控制系统与液压站连接；

所述的六轴机器人搭载视觉识别定位系统，所述的六轴机器人腕部安装有快换盘，所述的快换盘用于快速更换拆装工具系统中相应工具；

所述的六轴机器人一侧放置有辊环放置托盘。

所述的轧机辊环自动更换系统，所述的拆装工具系统包括保护帽拆装工具、辊环拆卸工具、辊环安装工具、轧机主轴清洗工具以及工具放置定位架。

所述的轧机辊环自动更换系统，所述的控制系统包括力传感器、电磁阀、人工操作面板、控制柜。

所述的轧机辊环自动更换系统，所述的视觉识别定位系统包括视觉传感器和测距传感器，用于辊环特征的识别、辊环安装定位、辊环识别码扫描和检测辊环安装平面。

一种利用权利要求1-4之一所述的轧机辊环自动更换系统的工作方法，

人工将新辊环放置于托盘定位点，轧机停机后，系统发出更换辊环指令：轧机保护罩打开，操作人员退到安全处启动确认按钮，机器人控制系统开启准备工作；机器人系统根据指令完成相应工序：

步骤（1）：保护帽拆卸流程；

步骤（2）：辊环拆卸流程；

步骤（3）：主轴清洗流程；

步骤（4）：辊环安装流程；

步骤（5）：保护帽安装流程；

机器人辊环更换流程完毕后，地轨系统携带机器人等设备回至初始位；人工再次检查辊环安装状态后，放下轧机保护罩；

所有流程完成。

所述的轧机辊环自动更换系统的工作方法，所述的保护帽拆卸流程包括：

（1）六轴机器人（2）通过视觉传感器识别轧机辊环位置及托盘位置，进行定位并保存；

（2）六轴机器人携带快换盘自动安装保护帽拆装工具，所述的保护帽拆装工具由机器人放置于辊环保护帽上；

（3）保护帽拆装工具保护帽夹紧机构夹紧保护帽；

（4）液压马达旋出保护帽螺栓；

（5）保护帽拆卸完成，六轴机器人将保护帽搬运至指定位置；

（6）六轴机器人将保护帽拆装工具放置于定位架。

所述的轧机辊环自动更换系统的工作方法，所述的辊环拆卸流程包括：

（1）六轴机器人携带快换盘更换辊环拆卸工具，六轴机器人通过视觉识别系统，识别辊环位置，将所述的辊环拆卸工具放置于拆去保护帽的辊环上，与辊环锥套旋紧；

（2）液压拆辊系统开始工作，完成拆辊，所述的辊环拆卸工具上辊环夹紧机构夹紧辊环，六轴机器人将辊环及锥套组件搬运至指定位置；

（3）六轴机器人将所述的辊环拆卸工具放置于定位架。

所述的轧机辊环自动更换系统的工作方法，所述的主轴清洗流程：

（1）六轴机器人携带快换盘更换轧机主轴清洗工具，清洗工具套在轧机主轴，对主轴进行清洗。

（2）六轴机器人将轧机主轴清洗工具放置于定位架。

所述的轧机辊环自动更换系统的工作方法，辊环安装流程：

（1）六轴机器人更换辊环安装工具，所述的辊环安装工具用于辊环及锥套安装，通过视觉传感器，识别扫描新辊环编码，并上传控制系统；

（2）六轴机器人将辊环及锥套组件搬运至轧机主轴处，通过视觉传感器及激光传感器识别辊环安装状态，检测合格后方可进行下一动作，检测不合格报警由人工处理；

（3）辊环位置合格后所述的辊环安装工具开始装辊，辊环全部安装完成后，再次检测辊环安装平面度，对误差进行微调，保证安装效果；

（4）六轴机器人将所述的辊环安装工具取下，放置于定位架。

所述的轧机辊环自动更换系统的工作方法，所述的保护帽安装流程：

（1）六轴机器人通过视觉传感器识别轧机辊环位置及托盘位置，进行定位并保存；

机器人携带快换盘自动保护帽拆装工具，所述的保护帽拆装工具由机器人放置于辊环保护帽上，保护帽拆装工具夹紧机构夹紧保护帽；

（2）六轴机器人将保护帽搬运至轧辊处，通过视觉识别系统进行定位，将保护帽安装到位；

（3）六轴机器人将保护帽拆装工具放置于定位架；

（4）六轴机器人恢复至初始状态。

本发明的有益效果：

本发明通过人工与辊环自动更换系统合作，实现辊环更换工序基本自动化（导卫拆除安装、检查工序、锥套止退垫圈拆装、新旧辊环搬运等环节需人工干预）。用自动机器人来代替人工作业模式，实现机组辊环自动拆装，提高生产效率，降低工人劳动负荷，提高作业安全性。本发明中保护帽拆装工具、辊环拆卸工具、辊环安装工具、轧机主轴清洗工具等专用自动化工具，可完美匹配设备及相关零件，不会造成损伤；采用视觉传感器和激光传感器，进行自动化识别和检测，准确度高，误差小；

对辊环进行编码，实现辊环更换的自动记录与数据统计，避免错装漏装。

附图说明：

附图1是本发明的结构示意图。

图中：1：辊环、8：辊环放置托盘。

具体实施方式：

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本发明提供了一种轧机辊环自动更换系统, 包括：地轨移动机构（5）、六轴机器人（2）、拆装工具系统（3）、视觉识别定位系统、液压站及配套的控制系统（6）等组成，用于轧机辊环的自动拆卸、安装和轧机主轴清洗，完成辊环自动化更换流程。

地轨移动机构由电机驱动，通过齿轮、齿条机构传动，搭载六轴机器人、拆装工具系统、液压站、控制系统等辊环自动更换系统的硬件设施，用于移动至不同辊环对应位置。

六轴机器人根据程序设定搭载相应拆、装工具、视觉传感器等完成相关动作，机器人腕部安装有快换盘（7），用于快速更换拆装工具系统（3）中相应工具。

拆装工具系统包括保护帽拆装工具、辊环拆卸工具、辊环安装工具、轧机主轴清洗工具以及工具放置定位架（4）。

视觉识别定位系统包括视觉传感器和测距传感器，用于辊环特征的识别、辊环安装定位、辊环识别码扫描和检测辊环安装平面等。

液压站用于保护帽、辊环拆装工具中液压马达、液压缸等提供动力。

控制系统包含力传感器、电磁阀、人工操作面板、控制柜等用于整套系统的信号反馈传输、程序和动作控制等。

对辊环进行编码，可自动记录和对比更换辊环数据，无误差；

辊环更换实现自动在线记录，可用于数据分析。

通过视觉和激光传感器识别检测安装，提高安装效率；

对辊环进行编码，避免错装等。

实施例2：

根据实施例1所述的轧机辊环自动更换系统,系统工作流程：

人工将新辊环放置于托盘定位点，轧机停机后，系统发出更换辊环指令：轧机保护罩打开，操作人员退到安全处启动确认按钮，机器人控制系统开启准备工作；机器人系统根据指令完成相应工序：

步骤（1）：保护帽拆卸流程；

步骤（2）：辊环拆卸流程；

步骤（3）：主轴清洗流程；

步骤（4）：辊环安装流程；

步骤（5）：保护帽安装流程；

机器人辊环更换流程完毕后，地轨系统携带机器人等设备回至初始位；人工再次检查辊环安装状态后，放下轧机保护罩；

所有流程完成。

所述的保护帽拆卸流程包括：

（1）六轴机器人（2）通过视觉传感器识别轧机辊环位置及托盘位置，进行定位并保存；

（2）六轴机器人携带快换盘自动安装保护帽拆装工具，所述的保护帽拆装工具由机器人放置于辊环保护帽上；

（3）保护帽拆装工具夹紧机构夹紧保护帽；

（4）液压马达旋出保护帽螺栓；

（5）保护帽拆卸完成，六轴机器人将保护帽搬运至指定位置；

（6）六轴机器人将保护帽拆装工具放置于定位架。

所述的辊环拆卸流程包括：

（1）六轴机器人携带快换盘更换辊环拆卸工具，六轴机器人通过视觉识别系统，识别辊环位置，将所述的辊环拆卸工具放置于拆去保护帽的辊环上，与辊环锥套旋紧；

（2）液压拆辊系统开始工作，完成拆辊，所述的辊环拆卸工具上辊环夹紧机构夹紧辊环，六轴机器人将辊环及锥套组件搬运至指定位置；

（3）六轴机器人将所述的辊环拆卸工具放置于定位架。

所述的主轴清洗流程：

（1）六轴机器人携带快换盘更换轧机主轴清洗工具，清洗工具套在轧机主轴，对主轴进行清洗。

（2）六轴机器人将轧机主轴清洗工具放置于定位架。

所述的辊环安装流程：

（1）六轴机器人更换装辊环工具，所述的装辊环工具用于装辊环及锥套，通过视觉传感器，识别扫描新辊环编码，并上传控制系统；

（2）六轴机器人将辊环及锥套组件搬运至轧机主轴处，通过视觉传感器及激光传感器识别辊环安装状态，检测合格后方可进行下一动作，检测不合格报警由人工处理；

（3）辊环位置合格后所述的辊环安装工具开始装辊，辊环全部安装完成后，再次检测辊环安装平面度，对误差进行微调，保证安装效果；

（4）六轴机器人将所述的辊环安装工具取下，放置于定位架。

所述的保护帽安装流程：

（1）六轴机器人通过视觉传感器识别轧机辊环位置及托盘位置，进行定位并保存；

机器人携带快换盘自动安装保护帽拆装工具，所述的安装保护帽拆装工具由机器人放置于辊环保护帽上，保护帽拆装工具上夹紧机构夹紧保护帽；

（2）六轴机器人将保护帽搬运至轧辊处，通过视觉识别系统进行定位，将保护帽安装到位；

（3）六轴机器人将保护帽拆装工具放置于定位架；

（4）六轴机器人恢复至初始状态。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。