[发明专利]一种鱼雷罐接电装置自动插拔方法

说明书

本发明涉及冶金炼钢自动化控制领域，旨在提供一种鱼雷罐接电装置自动插拔方法。包括：(1)确定鱼雷罐车驶入停止位置；(2)标定电源插座的位置：标定高清摄像单元相邻两像素点的实际物理距离，选择电源插头模块上的特定位置作为其特征点，设置机械臂执行插电动作终止位的参考零位；(3)识别电源插座；(4)执行机械臂自动插电动作；(5)执行机械臂拔电动作。本发明利用高清摄像单元和激光测距单元作为插座识别定位模块，简化了对接位置操控的成本，从整体上降低了设备维护成本以及鱼雷罐车在行驶过程中发生的不可控故障的发生。基于深度学习的目标识别及关键点定位技术，能识别所有已知的鱼雷罐电源插座，识别速度快，精度高。

技术领域

本发明是关于冶金炼钢自动化控制领域，特别涉及一种鱼雷罐接电装置自动插拔方法。

背景技术

鱼雷罐车是运送鱼雷罐的通用车辆，鱼雷罐内装有铁水，铁水被运送到炼钢车间倒灌站后，需要将其倾倒入铁水包内。在将铁水倒出时，需要将鱼雷罐旋转，铁水从鱼雷灌口倒出，倒罐过程需要外部电源接入。鱼雷罐车身侧面装有电源插座，随车运动，而电源插头一般都是放于鱼雷罐车出铁工位附近。

目前电源接入实际在使用的方法都是采用人工接入的，即当鱼雷罐车驶入出铁工位制动后，工人过来将电源插头插入电源插座上并锁紧。该方式的不足之处是安全隐患太大。在实际生产时，无论是摇炉员工操作错误还是系统故障，都有可能导致满罐铁水反向倾倒，发生钢水外溢事故。各钢厂都有发生过该事故。设备损坏是一方面，现场工作人员往往会发生伤亡事故。目前有研究人员提出了自动插拔装置和自动插拔控制方法，但都没有在实际生产中得到应用。

例如，专利文献CN111661082A提出了一种鱼雷罐车的电源自动插接系统及其插接控制方法，该自动插接系统缺点在于：需要对鱼雷罐车上的电源插座需要做改装。一个炼钢厂鱼雷罐车数量众多，20到30多辆鱼雷罐车是很常规的数量，有的甚至更多，实际实施和管理维护成本极大。其次，鱼雷罐车从高炉车间驶出到达炼钢车间，中间有很长一条没有任何防护遮挡的室外铁路，插座装置的截锥体通过一根杆件伸出车体外侧，由于没有任何防护措施，极易受到不可控因素的破坏；第三，插座装置的截锥体与插头装置的空心锥体腔的完全契合是到位极限检测开关动作的关键，但在雪冰冻天气就很容易使该装置被冰块卡住导致无法正常工作，或者由于每次鱼雷罐车装载量存在差异导致两者不能保持在同一水平线而无法实现对准契合；第四，插座装置与插头装置之间没有任何锁扣机构，容易在供电过程中发生松脱、滑移导致用电事故。

专利文献CN114045367A提出了一种鱼雷罐车自动拔插视觉引导系统及其使用方法，该方法是利用2D相机和3D相机多维视觉融合来确定电源插座位置，并通过数据转换形成机器人插入坐标值，从而实现机器人自动插拔接电的一种方法。该方法的不足之处是只做了视觉引导系统的说明，并没有涉及电源插头结构上的改造。鱼雷罐在出铁过程中，实际工况是很复杂的。出铁时，鱼雷罐车会出现强烈的振动，且鱼雷罐出铁前(满罐)和出完铁后(空罐)鱼雷罐车会有个上浮距离，满罐时，铁轨地基受压会下沉一段高度，随着罐内铁水的流失，铁轨又会缓慢恢复形变，所以电源插座空间位置是在不断变化的。想要完成鱼雷罐车自动拔插过程，必须要先解决插头位置实时变化的问题，不然必然发生执行机械臂发生某个轴碰撞的故障，导致设备无法使用，机械臂卡死在现场，更严重的会影响正常的炼钢生产。

发明内容

本发明的要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种鱼雷罐接电装置自动插拔方法。

为解决上述技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种鱼雷罐接电装置自动插拔方法，该方法是基于鱼雷罐接电装置自动插拔系统而实现的，该系统包括固定在鱼雷罐车侧面的电源插座，电源插座通过线缆与鱼雷罐车的驱动电机相连，电源插座与电源插头模块的对接面平行于鱼雷罐车的行驶方向；该系统还包括工业机器人模块、电源插头模块、系统控制模块、数据通讯控制模块、插座识别定位模块；

所述工业机器人模块包括工业机器人的执行机械臂及其控制单元，用于与电源插座对接的电源插头模块固定在执行机械臂上；