[发明专利]一种金属液取样成分检测系统及方法

说明书

本发明涉及冶金技术领域，特别涉及一种炉前取样进行成分检测的系统。一种金属液取样成分检测系统，它包括：由取样机械手、成型冷却单元、脱样单元、运输单元组成取样分系统；由转移机械手、加工单元、视觉检测单元、成分检测单元组成检测分系统；本发明实现了自动化的取样、冷却、脱模、运输、样品筛选、合格样品的检测。取样分系统有效消除了由人工操作产生的安全隐患。检测分系统中的转移机械手能够实现样品位置的精确摆放，解决了因样品摆放位置造成检测结果偏差的问题，加工单元对样品表面进行铣削去除不平整表面层，视觉检测单元再进一步对样品进行筛选，保证了成分检测的准确性。同时，本发明还公开了一种金属液取样成分检测方法。

技术领域

本发明涉及冶金行业技术领域，特别涉及一种炉前取样进行成分检测的系统及方法。

背景技术

冶金生产工艺流程中，冶金原料等进入熔化炉中熔化成液，然后进入保温炉中保温，再进入铸造机内铸造成形，最后经过一些加工设备加工成产品，熔化炉和保温炉为潜流式一体炉；保温炉为一个密闭炉，且和熔化炉为潜流式一体炉，故可在熔化炉进原料等的开口处取样，以进行成分检测；合金成分未到达到配比的，需加料到达配比；达到配比的，方可进行下一工序的生产；炉前取样进行成分检测，是对金属液中化学成分是否达到配比的依据，也是长期保证产品质量的重要依据和主要手段。

现有取样工艺为人工或机械将金属液从熔化炉中舀出，后灌浇到成型模具内；待金属液冷却到固态状后，人工将成型模具内的样品取出，并放到水中进行冷却；成型模具内的样品冷却到常温后，人工将样品取到机床上加工出一个可检测的平面，最后人工将加工好的样品拿到检测机中检测成分及其配比。

现有技术中，炉中舀取金属液，并将金属液灌浇到成型模具内实现了自动化，但后续工序未自动化尚有一些不足之处：

一、脱模、冷却的工序没有现实自动化，而成型和降温过程中样品还是高温的，若出现操作失误将对人员造成不可估量的严重后果；

二、高温金属液盛在成型模具内，曝露在空气中成型，其表面物质与空气中的氧气等产生了化学反应，故冷却后检测前，需将样品某个有利于检测的面，用机械加工的方式将表面层去除，但由于舀取金属液量的多少、灌浇时间的长短会影响到样品顶部的外形形状，使加工后的表面偶尔会残留一些小面积的反应面，还会有一些残渣毛刺等，人工将样品放到检测机中检测时，容易将这些反应面或残渣毛刺等对到检测口上，这样会造成检测结果与样品实际严重偏差。

发明内容

本发明的目的是：针对现有技术的不足，提供一种金属液取样成分检测系统及方法。

本发明的一个技术方案是：一种金属液取样成分检测系统，它包括：取样机械手、成型冷却单元、脱样单元、运输单元、转移机械手、加工单元、视觉检测单元、成分检测单元以及控制单元。

取样机械手、成型冷却单元、脱样单元、运输单元组成取样分系统；转移机械手、加工单元、视觉检测单元、成分检测单元组成检测分系统。

取样分系统安装于高温熔炉的旁侧，在取样分系统与高温熔炉之间设有隔热墙，高温熔炉由进料小车输送物料；高温熔炉的开口处设有用于检测炉门开关的炉门状态检测装置；隔热墙的内侧设有用于检测进料小车运动位置的光电传感器。

取样机械手用于从高温熔炉内舀取高温金属液，并将高温金属液转移至成型冷却单元；非取样时，取样机械手整体位于隔热墙外侧，远离高温熔炉，并呈待机状态。

成型冷却单元包括：成型模具以及冷却水箱；高温金属液在成型模具内固化成型，并在冷却水箱的内冷却形成待检测样品。

脱样单元用于将待检测样品从成型模具中脱落，并将待检测样品转移至运输单元。

运输单元用于将待检测样品送至指定位置。

转移机械手用于将待检测样品从指定位置取出，并在检测分系统各单元之间进行转移。