机器人在矿山运输设备钩尾框探伤检修中的运用

2019-12-26王希华

世界有色金属 2019年20期

王希华

（中国铁路济南局集团有限公司日照车辆段，山东日照 276826）

1 目前钩尾框探伤检修线的现状及特点

（1）在矿企进行能源运输中，随着运输设备提速和运载量的不断增加，钩尾框作为矿山运输设备钩缓冲装置中的主要部件，其在设备运行中的受力状况变的更加复杂，为保证钩尾框的安全性能，防止钩尾框裂纹断裂造成运输设备分离等事故，在对运输设备进行定期检修中对钩尾框探伤检测就显得越来越重要。

（2）钩尾框检修作业包括钩尾框抛丸除锈、探伤、检查焊修、涂漆防护等工序，各工序间钩尾框的输送工作由一条水平输送线完成。

在钩尾框探伤工序由两台悬臂吊辅助作业，先有抛丸设备操作人员利用悬臂吊将抛丸除锈后的钩尾框吊起并水平放置在输送线上送到探伤工位，随后由探伤工作人员利用另一台悬臂吊将输送线上水平放置的钩尾框人工吊起，竖直放入探伤机进行探伤。探伤完成后，探伤操作人员需要再次用悬壁吊将钩尾框从探伤机里取出水平放置在输送线上输送到下一工位。

（3）依照原有的作业流程和设备配备，钩尾框检修探伤作业存在劳动强度大、工作效率低。安全风险高等问题。钩尾框为长方体，重约100kg，频繁的人工吊放改变其摆放状

态造成了劳动强度增大，效率降低，作业过程中存在磕碰、滑脱等劳动安全隐患。

目前大多数运输设备的钩尾框探伤检测线采用水平式输送、人工吊运的方式吊运的方式已不能满足探伤检测工作的需要，亟待投入更加自动化的设备来完成钩尾框的探伤检测工作。

2 运输设备的钩尾框探伤检修线的主要结构和工作原理

（1）运输设备的钩尾框探伤修线的布置和部分结构图。

图1 运输设备钩尾框探伤修线的布置图

图2 运输设备钩尾框探伤工作图

（2）新型运输设备的钩尾框探伤检修线的组成。检修线主要有环形输送线、钩尾框翻转机构、抓取和六轴搬运机器人等组成。新增的环形输送线安装在原有的水平输送线上方，原有输送线无须拆除，保证了原输送线的运送能力和后续工位的使用，同时可以与新线互为备用。环形输送线采用方管焊接支架形式，链条和滚轮安装在环形输送线上，带动链条上的挂钩挂着钩尾框向前运送到机器人抓取工位。

环形输送线的设置解决了钩尾框抛丸后无须翻转至水平可直接竖直吊挂输送至探伤工位的问题。六轴关节机器人由六个伺服电机直接通过减速器、同步带轮等驱动六个关节轴的旋转，六个关节合成实现末端的六自由度动作。机器人从环形输送线上抓取钩尾框，并将钩尾框放入探伤机里进行探伤。探伤完毕后，机器人把钩尾框从探伤机里取出，放到输送线上方的翻转平台。机器人的应用解决了人工吊取钩尾框放入探伤机探伤的问题，大大降低了工人的劳动强度。翻转平台动作将探伤后机器人竖直抓取的钩尾框由竖直方向调整为水平方向，并落放在原有的水平输送线上，完成一个探伤工作循环。后续的钩尾框检查焊修和涂漆防护工作仍利用原有输送线实现，从而完成运输设备钩尾框的全部检修作业。

3 机器人在钩尾框探伤检修中的实用性和应用趋势

（1）近年来，随着工业自动化的快速发展,机器人在工业领域的应用越来越广泛，传统的手工操作已经不再适应矿企的发展。搬运机器人是近代自动控制领域出现的一项高新技术，涉及到了力学，机械学，电器液压气压技术，自动控制技术，传感器技术，单片机技术和计算机技术等学科领域，已成为现代机械制造生产体系中的一项重要组成部分。

（2）搬运机器人是可以进行自动化搬运作业的工业机器人。搬运作业是指用一种设备握持工件从一个工作位置移动到另一个工作位置。机器人可以安装不同的末端执行器来完成各种不同形状和状态的工件搬运工作，大大减轻了人类的繁重劳动工作。新型矿山运输设备钩尾框检修线中环形输送线的运用，就是减轻工人搬运工作的主要体现。自动化的输送，减少了工件输送时间提高了生产效率。环形输送线的设计，为下一步钩尾框抛丸作业中钩尾框的自动输送做好了基础和预准备。

（3）搬运机器人将钩尾框从环形输送线上取下、放入探伤机并配合探伤机的探伤步骤进行相应的旋转和提升动作。机器人的运用，充分发挥了其位置精度高，过载能力强,自由度灵活等优点。机器人准确的抓取、旋转和提升钩尾框不仅节省了劳动力、减少了人工频繁的观察和使用悬臂吊来转移工件，并使探伤人员远离探伤设备降低了电磁辐射对工的慢性伤害。机器人与探伤机的操作程序结合在一起，使检修线的自动化程度大大提高，为实现整个检修线的全自动化奠定了基础。