一种高炉下降管外壁喷涂系统的制作方法

1.本发明属于冶金建筑施工技术领域，具体为一种基于爬楼机和多轴机器人的高炉下降管外壁喷涂系统。


背景技术：

2.高炉下降管是高炉的一部分，其位置高，管道长度大，两端落差大，直径大，坡度大，外部为钢结构管道，在安装和维护施工中要进行外部喷涂作业，由于其位置的特殊性，喷涂作业一般是采用人工作业，从头到尾拉一根钢丝绳，施工人员吊在钢丝绳上作业，危险性很大，环境差，劳动强度大，效率低，施工质量差；而且涂料雾滴对工人身体有害，长期从事上述作业可能产生呼吸系统职业疾病。这种作业方法很不适合现代化生产，需要现代化的安全高效的施工设备及方法。


技术实现要素：

3.为解决现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种高炉下降管外壁喷涂系统，使用该系统能够解决高炉下降管的喷涂采用人工作业，劳动强度大、效率低、施工质量差、危险性大、涂料雾滴对喷涂工人身体造成伤害等问题。
4.为达到以上目的，本发明采用的一种技术方案是：
5.一种高炉下降管外壁喷涂系统，包括以爬楼机为载体的移动喷涂部分和以控制系统为主的固定部分，其中：
6.移动喷涂部分包括可在台阶式楼梯上爬行的爬楼机，爬楼机上安装有支架，支架上固定连接安装平台；安装平台两侧安装轨道，轨道上安装有移动小车，移动小车可沿轨道移动；移动小车上安装有用于喷涂作业的多轴机器人，多轴机器人前端安装有喷头；
7.以控制系统为主的固定部分包括用于盛放涂料的涂料罐、加压泵和用于控制整个系统的电控箱及操作台，加压泵连接涂料罐，加压后的涂料通过涂料管到达喷头，从而通过多轴机器人实施喷涂作业。
8.可选的，如上的高炉下降管外壁喷涂系统，轨道采用槽钢结构，两边槽钢的槽向内相对设置，底部有多根加强的轨道横撑。
9.可选的，如上的高炉下降管外壁喷涂系统，移动小车的底部具有一对移动轮，移动轮卡在轨道的槽钢里，移动轮间通过车轴连接。
10.可选的，如上的高炉下降管外壁喷涂系统，移动小车的牵引结构包括固定在安装平台上的牵引电机、固定在安装平台两侧的一对滑轮，以及牵引钢丝绳；移动小车的两端连接牵引钢丝绳，两侧的牵引钢丝绳分别绕过相同侧的滑轮连接牵引电机的两端。
11.可选的，如上的高炉下降管外壁喷涂系统，多轴机器人的前端安装有摄像头，用于实时采集多轴机器人工作时的施工画面。
12.可选的，如上的高炉下降管外壁喷涂系统，涂料罐的上部具有加料口，用于添加涂料。
13.可选的，如上的高炉下降管外壁喷涂系统，涂料罐上还设置有液位计，用于实时检测涂料罐内的涂料量，并当涂料罐内涂料量少于设定阈值时发出报警，提醒加注涂料。
14.可选的，如上的高炉下降管外壁喷涂系统，系统还设置有保护吹风系统，保护吹风系统包括风机、保护吹风管和保护吹风口，风机固定在涂料罐旁，保护吹风口设置在摄像头旁，风机产生设定压力及流量的风，通过保护吹风管到达保护吹风口，对准摄像头的镜头吹风，形成一道风屏。
15.可选的，如上的高炉下降管外壁喷涂系统，电控箱及操作台的电控箱内安装有计算机、控制元件和电路，操作台上安装有显示器、各种操作手柄及控制按钮，控制元件及电路在计算机的控制下，执行各种操作，实现计算机发出的各项指令。
16.可选的，如上的高炉下降管外壁喷涂系统，在合适的位置安装有电缆、涂料管及风管支架。
17.采用本发明提供的一种基于爬楼机和多轴机器人的高炉下降管外壁喷涂系统，有益效果在于：
18.1、本发明将多轴机器人的应用技术引入高炉下降管喷涂施工中，实现了高炉下降管喷涂施工的自动化智能化；
19.2、本发明将爬楼机应用到工业生产中，实现了在台阶式环境中行进施工的功能；
20.3、本发明采用可控制的喷头完成喷涂作业，无需人员吊到高空作业，消除了人员落坠的危险，提高了安全性；操作人员和喷涂面分离，不会使人员吸入喷溅的涂料，保证了人员的健康；
21.4、本发明采用摄像监控措施，随时观察喷涂效果，提高了工作质量；
22.5、本发明采用吹风系统在摄像头镜头前形成一道风屏，既不影响摄像头工作，又可以有效保护摄像头。
附图说明
23.图1为高炉下降管的结构示意图；
24.图2为具体实施方式中提供的一种基于爬楼机和多轴机器人的高炉下降管外壁喷涂系统的结构正视图；
25.图3为图2所述系统的结构侧视图；
26.图4为图2中轨道剖面图；
27.图5为存储及控制单元示意图；
28.图中：1、高炉下降管；2、台阶式楼梯；3、栏杆；4、爬楼机；5、移动小车；6、多轴机器人；7、轨道；8、支架；9、安装平台；10、牵引电机；11、牵引钢丝绳；12、电缆、涂料管及保护吹风管支架；13、轨道横撑；14、喷头； 15、摄像头、吹风口；16、控制电缆、涂料管及保护吹风管；17、滑轮；18、吹风口；19、移动轮；20、车轴；21、涂料罐；22、电控箱及操作台；23、加压泵；24、风机；25、加料口；26、液位计。
具体实施方式
29.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并
不用于限定本技术。
30.针对背景技术中提到的目前高炉下降管的外部喷涂作业，由于其位置的特殊性，喷涂作业一般是采用人工作业，从头到尾拉一根钢丝绳，施工人员吊在钢丝绳上作业，危险性很大，环境差，劳动强度大，效率低，施工质量差；而且涂料雾滴对工人身体有害，长期从事上述作业可能产生呼吸系统职业疾病的问题，本发明提供了一种现代化的高炉下降管外壁喷涂系统，将爬楼机和多轴机器人应用到喷涂工作中。
31.图1为高炉下降管的结构示意图，高炉下降管1的起始点落差大，直径大，位置高；其背部安装有台阶式楼梯2，台阶式楼梯2两边安装有栏杆3。
32.图2-图5示出了本发明提供的一种高炉下降管外壁喷涂系统的结构示意图，考虑到系统的稳定性和安全性，该系统包括以爬楼机4为载体的移动喷涂部分和以控制系统为主的固定部分，其中：
33.移动喷涂部分包括爬楼机4，爬楼机4是该喷涂系统运动的载体，可在台阶式楼梯2上爬行；在爬楼机4上面安装有支架8，支架8上固定连接安装平台9；安装平台9两侧安装轨道7，轨道7上安装有移动小车5，移动小车5在牵引电机10的作用下可沿轨道7移动；移动小车5上安装有用于喷涂作业的多轴机器人6，多轴机器人6前端安装有喷头14；
34.以控制系统为主的固定部分主要包括用于盛放涂料的涂料罐21、加压泵23和用于控制整个系统的电控箱及操作台22，加压泵23连接涂料罐21，加压后的涂料通过涂料管到达喷头14。
35.轨道7是移动小车5运行的轨道，轨道7两端固定在安装平台9上，为可拆卸结构。考虑移动小车5的运行轨迹是垂直和面朝下的，轨道7采用槽钢结构，两边槽钢的槽向内相对设置，底部有多根加强的轨道横撑13。
36.移动小车5作为多轴机器人6的载体，其底部具有一对移动轮19，移动轮19卡在轨道7的槽钢里面，移动轮19间通过车轴20连接；移动小车 5的牵引结构包括固定安装在安装平台9上的牵引电机10、固定在安装平台 9两侧的一对滑轮17，以及牵引钢丝绳11。移动小车5的两端连接牵引钢丝绳11，两侧的牵引钢丝绳11分别绕过相同侧的滑轮17连接牵引电机10 的两端，在牵引电机10的作用下，牵引钢丝绳11带动移动小车5沿轨道7 移动。
37.多轴机器人6是喷涂作业的智能部分，其前端还安装有摄像头15，用于多轴机器人6工作时实时采集施工画面，便于观察下降管施工面情况及喷涂效果。
38.涂料罐21是涂料的盛放装置，上部具有加料口25，用于添加涂料。
39.涂料罐21上还设置有液位计26，用于实时检测涂料罐21内的涂料量，并当涂料罐内涂料量少于设定阈值时发出报警，提醒加注涂料。
40.加压泵23连接涂料罐21，用于给涂料加压，加压后的涂料通过涂料管到达喷头14；
41.电控箱及操作台22是该系统的控制部分，电控箱内安装有控制计算机、控制元件和电路，操作台上安装有显示器、各种操作手柄及控制按钮。计算机及控制系统是该喷涂系统的大脑，它负责接收外部信息，与外部信息交流，各个系统的协调管理，各个系统的工作，工作指令的生成，各种应用程序的存储及运行，外部条的判断，检查结果的判断、记录、显示、报告等。控制元件及电路在计算机的控制下，执行各种操作，实现计算机发出的各项指令。
42.考虑到涂料喷涂出的雾状涂料会污染摄像头15，本系统还设置有保护吹风系统，
保护吹风系统包括风机24、保护吹风管和保护吹风口18。风机24固定在涂料罐21旁，保护吹风口18设置在摄像头15旁，对着摄像头15 的镜头。风机24能够在电机的作用下产生一定压力及流量的风，该风通过保护吹风管到达保护吹风口18，保护吹风口18对着摄像头15的镜头吹风，在摄像头15前形成一道风屏，既不影响摄像头工作，又可以有效保护摄像头15不受涂料飞沫的污染。
43.控制电缆、涂料管及保护吹风管16用于联通各个设备，实现需要的功能。根据需要，在合适的位置安装电缆、涂料管及风管支架12。
44.上述高炉下降管外壁喷涂系统的使用方法包括以下步骤：
45.s1、先将爬楼机放置到高炉下降管的下端楼梯上，将移动小车安装到轨道上，将多轴机器人安装到小车上。接着完成涂料罐、加压泵、风机的安装，连接各个部位的控制电缆、涂料罐、保护吹风管，将系统形成完整的设备具备工作的条件；
46.s2、安装完毕后，通电调试，使系统能够正常工作；
47.s3、往涂料罐中加装涂料；
48.s4、启动系统开始喷涂。喷涂是在操作员的控制下进行的，操作员在操作中通过摄像头传回的图像操作爬楼机前后移动，操作移动小车在轨道上移动，操作多轴机器人多方位多角度动作，实现喷涂作业；
49.s5、当涂料罐内涂料不足时，涂料罐上的料位计发出报警，提醒加注涂料，涂料加注完成后继续开始工作；
50.s6、工作过程中打开摄像头观察工作区的情况及喷涂质量；为了保证摄像头不受涂料的污染，在开启摄像头时，开启风机，风机吹出的风，经保护吹风管到保护吹风口，保护吹风口对着摄像头的镜头吹风，形成一道风屏，既不影响摄像头工作，又可以有效保护摄像头。
51.本发明提供的一种高炉下降管外壁喷涂系统，将多轴机器人引入高炉下降管喷涂施工中，实现了高炉下降管喷涂施工的自动化智能化；将爬楼机应用到工业生产中，实现了在台阶式环境中行进施工的功能；采用可控制的喷头完成喷涂作业，无需人员吊到高空作业，消除了人员落坠的危险，提高了安全性；操作人员和喷涂面分离，不会使人员吸入喷溅的涂料，保证了人员的健康；采用摄像监控措施，随时观察喷涂效果，提高了工作质量；采用吹风系统在摄像头镜头前形成一道风屏，既不影响摄像头工作，又可以有效保护摄像头。
52.本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
53.上述实施例只是对本发明的举例说明，而不是全部的实施例。本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。