ES3035571A1 - Robot para limpieza de escoria y metodo de desescoriado - Google Patents

Abstract

Robot para limpieza de escoria en hornos de fundición de metal que comprende un cuerpo del robot unido a un cabezal, un brazo intercambiable al que se une una herramienta que entra en contacto con la escoria y donde el brazo intercambiable está unido al cabezal y preferentemente comprende dos perfiles, unidos de forma fija entre sí, preferentemente formando un ángulo recto entre sí. Se describe también un sistema de limpieza que comprende dicho robot y se describen un método de barrido de escoria, un método de limpieza de las paredes del horno y un método de desescoriado que se realizan con el robot para asegurar una limpieza más eficiente que cuando ésta se realiza manualmente y evitar riesgos para los operarios.

Description

DESCRIPCIÓN

ROBOT PARA LIMPIEZA DE ESCORIA Y MÉTODO DE DESESCORIADO

OBJETO DE LA INVENCIÓN

El objeto de la presente invención describe un robot configurado para realizar operaciones de limpieza de escoria (desescoriado) en hornos de fundición de metal. Se describen también un sistema de limpieza que comprende dicho robot y unos métodos de barrido de escoria, de limpieza de las paredes de un horno y de desescoriado que se realizan con dicho robot.

PROBLEMA TÉCNICO A RESOLVER Y ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

El proceso de fundición de metal, genera un importante volumen de escorias. Se trata de residuos o subproductos que se generan durante los procesos de fundición metalúrgicos y están formados mayormente por fusiones homogéneas compuestas por óxidos libres o ligados. Es necesario tratar y gestionar estas escorias mediante procedimientos de desescoriado.

Actualmente los procedimientos de desescoriado implican la necesidad de realizar continuas operaciones de limpieza por parte de los operarios. Esto, por un lado, conlleva numerosas paradas productivas para poder realizar las operaciones de limpieza; y, por otro lado, como en los hornos se trabaja a muy altas temperaturas (por encima de los 1.500°C, que es la temperatura de fusión del metal), las condiciones son muy duras y peligrosas para los trabajadores encargados de realizar la limpieza.

La escoria, en el marco de los procesos de fusión, aglutina todos las impurezas y compuestos indeseados. Esta debe ser retirada periódicamente para evitar que se adhiera a las paredes del horno, formando recrecimientos y afectando al rendimiento metalúrgico de la operación y aumentando el número y frecuencia de las operaciones de mantenimiento necesarias.

En la actualidad no existe ninguna solución estandarizada, efectiva y optimizada para llevar a cabo las tareas de limpieza en los hornos de fundición de metal por inducción.

En los hornos de inducción actuales, por la misma compuerta superior del horno se carga el material de fusión, se añaden los aleantes, se desescoria y, mediante basculación, se transfiere el metal fundido a la cuchara de proceso. La formación de escoria es un proceso beneficioso durante la operación de fusión, ya que permite la separación de la masa metálica de las impurezas, aumentando el rendimiento metalúrgico del proceso y permitiendo generar un producto de mayor pureza y valor añadido.

Una vez el material se ha fundido y se han adicionado los aleantes de interés, se añaden los coagulantes para que las impurezas afloren a la superficie y generen un conglomerado sólido que se puede retirar pasado un tiempo concreto (previo al trasvase del metal fundido a la cuchara). Durante el transcurso de la operación, parte de la escoria se forma en las inmediaciones de las paredes del horno, adhiriéndose a él de manera no deseada. Es por ello que un operario, con una herramienta de punzonado en mano, retira de la superficie del caldo la capa de escoria formada pasados unos minutos.

Sin embargo, esta tarea es de muy poca precisión dadas las condiciones extremas en las que se lleva a cabo, por lo que en cada ciclo de desescoriado, parte de la escoria se queda adherida en las paredes del horno de inducción. Con el tiempo, el volumen acumulado en las paredes y piquera del horno alcanza unas dimensiones inaceptables y es necesaria una parada de mantenimiento para volver a refractar el horno por completo. En función del volumen de trabajo, esto puede suceder incluso con una frecuencia de tres semanas.

Por tanto, dadas las características del procedimiento, es necesario llevar a cabo dicha operación de limpieza (desescoriado) de forma continuada. Se distinguen dos tipos de limpiezas, una para retirar la escoria formada en la superficie del metal líquido y que se lleva a cabo de forma manual mediante brazo intercambiable con herramienta, y otra para retirar los restos de escoria que hayan podido quedar adheridos a la pared interna del horno y que se lleva a cabo empleando polipastos y herramienta pesada. Generalmente, el recrecimiento generado en las paredes del horno está tan fuertemente adherido, que en el proceso de limpieza se acaba dañando el propio refractario.

Así pues, los mayores problemas técnicos de los procedimientos de desescoriado actuales son los siguientes:

• Hay paradas de ciclo constantes ya que es necesario realizar las tareas de limpieza de forma muy continuada. Además, en cada fin de ciclo se debería contemplar una limpieza de las paredes para asegurar la máxima pureza del siguiente lote, lo que implica limpiezas cada hora.

• Las limpiezas llevan asociada una baja seguridad laboral ya que el proceso implica la labor de un operario trabajando sobre un pozo abierto.

• La limpieza implica una mala ergonomía del operario especialmente debida a las temperaturas extremas del trabajo asociadas al proceso de fundición de metal.

• Como el metal es un material muy duro, la limpieza de escorias conlleva un trabajo manual de alta exigencia.

• La limpieza de escorias es una acción indispensable que debe realizarse de forma óptima para evitar la reducción de la capacidad de producción de los hornos por daños causados en el revestimiento refractario. Es decir, se requiere de una limpieza intensa de la escoria, pero que actualmente se realiza con herramientas mecánicas que provocan el desgaste del revestimiento de la cara caliente y la consiguiente pérdida del calor del horno, disminuyendo así la eficiencia energética.

Así pues, se hace necesario el desarrollo de nuevas técnicas, en el sector de fundición de metal, para obtener una solución efectiva de desescoriado que pueda resolver la problemática asociada a la complejidad de las tareas de limpieza de los hornos industriales.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere a un robot de limpieza de escoria en hornos de fundición de metal que comprende un cuerpo del robot y comprende:

- un cabezal con un extremo proximal, unido al cuerpo del robot, y un extremo distal, y en cuyo interior se encuentra un mecanismo de recambio automático;

- un brazo, intercambiable, con un primer extremo configurado para quedar unido de manera removible al cabezal, y con un segundo extremo, y donde el primer extremo queda unido al cabezal a través del mecanismo de recambio automático;

- una herramienta unida al segundo extremo del brazo de manera removible e intercambiable y que está configurada para entrar en contacto con la escoria.

La herramienta puede ser consumible.

La clave de la invención es que permite sustituir a un operario en la limpieza de hornos de fundición de metal. De esta manera se obtienen mejores resultados en la limpieza y se evitan los riesgos asociados a que las operaciones de limpieza las realice un operario.

Preferentemente el cabezal está unido rígidamente al cuerpo del robot y en su interior se encuentra un mecanismo de recambio configurado para permitir cambiar automáticamente el brazo del robot. En el extremo proximal del cabezal hay un acoplamiento de liberación rápida de seguridad que permite la compatibilidad de cualquier brazo intercambiable. Esto permite el cambio automático y el apriete automático sin necesitar a un operario supervisando y apretando en cada cambio. El acoplamiento de liberación rápida puede comprender dos pinzas neumáticas para altos esfuerzos, que permiten el cambio de brazo y soportan los esfuerzos sobre el mismo. Así pues, el sistema de acoplamiento rápido incluye un mecanismo de bloqueo y liberación que permite la conexión y desconexión eficiente del brazo herramienta.

El cabezal permite asimismo absorber los posibles sobreesfuerzos producidos durante el empleo del robot para realizar labores de desescoriado. Para ello el cabezal lleva incorporado un sistema de compensación de fuerzas o sistema anticolisión. Este sistema emplea sensores, controladores y actuadores para mantener el equilibrio y la estabilidad del robot frente a las fuerzas externas. La retroalimentación en tiempo real de los sensores permite ajustar la respuesta del robot, garantizando un rendimiento preciso y seguro en las tareas descritas de limpieza y rascado.

En realizaciones preferentes el cabezal comprende un recubrimiento anticalórico tal que los elementos del interior del cabezal quedan protegidos del calor y la suciedad. Preferentemente la acometida del cabezal comprende entrada directa al cabezal tal que queda protegida frente al calor. Puede comprender también un sistema anticolisión configurado para actuar como fusible, evitando paradas del robot durante la limpieza.

Así pues, el robot puede comprender unos sensores de fuerza y torque, configurados para medir las fuerzas externas y los momentos aplicados al extremo del brazo del robot. Estos sensores proporcionan información en tiempo real sobre las fuerzas y torques que actúan sobre el robot. Paralelamente, los controladores PID integrados, utilizando la retroalimentación de los sensores de fuerza y torque, implementan un controlador PID u otros algoritmos de control para ajustar y corregir continuamente las posiciones y velocidades del robot. El controlador permite minimizar las discrepancias entre las fuerzas deseadas y las medidas por los sensores. Finalmente, los actuadores y motores del robot se ajustan según las señales de control generadas por el sistema anticolisión. Estos ajustes permiten que el robot reaccione instantáneamente a las fuerzas externas y mantenga su posición y trayectoria planificadas si el valor umbral lo permite, o que modifique la trayectoria si los valores recogidos por los sensores de fuerza y torque están por encima del umbral.

Así pues, el cabezal permite alejar y proteger los elementos que son más susceptibles a las altas temperaturas alcanzadas en el horno a limpiar (elementos eléctricos, electrónicos y neumáticos).

El brazo intercambiable es un elemento del robot configurado para moverse acercando la herramienta al horno y realizando los movimientos necesarios para la limpieza. Gracias al brazo intercambiable, el cuerpo y el cabezal del robot se pueden mantener alejados del horno.

En un ejemplo de realización comprende al menos un perfil de metal, y preferentemente al menos dos perfiles de metal que están unidos entre sí de forma fija, preferentemente con un ángulo determinado que, en un ejemplo de realización es un ángulo recto. Esta geometría facilita el almacenamiento de los brazos cuando se almacenan en un almacén al que tiene acceso el cabezal del robot para realizar el cambio de brazo. Además, esta geometría permite posicionar la herramienta en correspondencia con el horno sin que el cabezal llegue a quedar sobre la boca del horno. Preferentemente las medidas son tales que permiten eliminar la escoria a una profundidad de entre 50 y 3000 mm medida desde la boca del horno. Para ello, en un ejemplo de realización el brazo comprende un primer segmento, de 1300 mm, que se extiende en la misma dirección que la dirección longitudinal del cabezal, y un segundo segmento, perpendicular al primer segmento, de 1100 mm.

La herramienta está configurada para entrar directamente en contacto con el metal fundido que hay en el horno. La herramienta es intercambiable de manera que se pueden emplear herramientas de diferentes configuraciones en función de cada etapa de limpieza a realizar. Además, también puede ser consumible, en cuyo caso también es necesario intercambiarla después de haberse consumido parcial o totalmente.

En un ejemplo de realización, la herramienta comprende una placa de metal, cortada por oxicorte. Se trata de una herramienta fácil de intercambiar y de bajo coste.

En una posible realización la herramienta es una herramienta tipo tridente. En este caso la herramienta tiene una configuración en forma de tridente tal que, al entrar en contacto con el metal fundido y con la escoria, el metal fundido pasa a través de las aberturas y la escoria es arrastrada por la herramienta. Así pues, al emplear esta herramienta se puede desplazar la escoria hasta la zona de interés (en función del tipo de limpieza que se esté realizando o de la etapa de limpieza).

En otra posible realización la herramienta es una herramienta tipo pala. En este caso la herramienta no comprende aberturas y está configurada para ejercer una mayor fuerza durante su desplazamiento. Puede tener un borde recto.

Preferentemente las herramientas tipo tridente y tipo pala se emplean en etapas relacionadas con la ubicación de la escoria en el centro del horno. También se pueden emplear en etapas de limpieza de las paredes del horno.

En otra posible realización la herramienta es una herramienta tipo semicírculo. En esta realización la herramienta tiene forma de media luna/semicírculo. Esta herramienta tiene una superficie de trabajo de mayor área que las herramientas tipo tridente y tipo pala por lo que está especialmente configurada para retirar escoria. Preferentemente esta herramienta se emplea en operaciones de retirado de la escoria del interior del horno y traslado de la escoria hasta un contenedor externo o donde corresponda. La configuración en forma de media luna, con un perímetro no anguloso permite realizar más eficientemente las labores de retirada de la escoria ya que es más sencillo recoger la escoria en la zona que está en contacto con las paredes del horno ya que con las herramientas angulosas parte de la escoria que queda entre la herramienta y la pared (que es cilíndrica) se escurre.

En un ejemplo de realización, con la herramienta tipo semicírculo, se retira con un solo movimiento la misma cantidad de escoria para la retirada de la cual, con las herramientas tipo tridente o tipo pala, serían necesarios dos o tres movimientos (ya que estas tienen una menor superficie de trabajo).

En otro ejemplo de realización la herramienta es una sonda de temperatura. La sonda de temperatura se emplea para obtener la temperatura del caldo y puede ser consumible y/o ser de un solo uso.

Preferentemente el robot comprende también un receptáculo de dosificación que puede estar dispuesto en el brazo intercambiable o en el cabezal y que se describe más adelante.

Es también un objeto de la presente invención un sistema de limpieza de escoria que comprende un robot como el descrito previamente.

En una realización de la invención, el sistema comprende también un cerramiento, dispuesto alrededor del robot y de al menos un horno a limpiar.

La estación está diseñada, preferentemente, para que un solo robot realice las labores de limpieza de dos hornos. Para ello, el robot se dispone en una posición central, entre ambos hornos, y tras realizar las labores de limpieza, deposita la escoria sobre un área definida y confinada en la parte superior del horno que se vacían durante el volteo del horno, siguiendo la misma configuración empleada hasta el momento en los procesos de limpieza conocidos del estado de la técnica y realizados por los operarios. En las realizaciones en las que el sistema comprende un cerramiento alrededor de la zona de trabajo del robot, se consiguen niveles máximos de seguridad en la planta productiva, permitiendo una adecuada convivencia con el resto de elementos de la planta y los operarios.

La posición de robot está condicionada por los requerimientos de la planta con limitaciones, como por ejemplo la proximidad con los hornos y/o la limitación de espacio entre hornos.

La fuerza aplicada por el robot debe ser suficiente para permitir una limpieza exhaustiva en el interior del horno. Dado que la pared interior del crisol del horno está recubierta de material refractario que permite mantener las elevadas temperaturas necesarias y lograr una máxima eficiencia del proceso, la fuerza realizada por el robot no puede ser tan fuerte como para dañar dicho material. El robot está diseñado de manera que permite la eliminación de escorias sin dañar el propio material refractario. Así mismo, las trayectorias del brazo del robot con las diferentes herramientas están diseñadas con movimientos precisos y evitando colisiones.

En un ejemplo de realización preferente, el robot está diseñado para una carga útil nominal de 120 kg (1177 N), con el fin de optimizar el rendimiento dinámico del robot. La carga útil máxima es preferentemente de 167 kg (1638 N) que solo se aplica si la posición del centro de masas es 0 mm.

El robot trabaja según unas curvas teóricas de fuerza a ejercer. En todo momento los sensores de fuerzas y momentos miden la posición del cabezal respecto al eje central del cuerpo del robot y se establecen automáticamente umbrales máximos de fuerzas en función de las curvas de fuerzas teóricas de trabajo del robot.

La relación entre la distancia a la que se ejerce la fuerza, medida respecto al eje del cuerpo del robot, y la fuerza ejercible es aproximadamente lineal. La fuerza mínima ejercible coincide con la máxima distancia entre el punto donde se ejerce la fuerza y el eje del robot (589N), y aumenta a medida que la distancia se reduce.

En una posible realización, el sistema comprende una funda con ventilación para el robot. Esta funda es, preferentemente, una funda protectora que comprende un recubrimiento anticalórico, está aislada internamente y tiene ventilación forzada desde el exterior. La funda está fabricada a medida para cumplir con la limitación de anchura máxima entre hornos de 1000 mm.

El sistema puede comprender también al menos un cestón para el vertido de la escoria que se extrae de los hornos. Preferentemente este cestón es manipulable con puente grúa y carretilla y dispone de puertas batientes en la parte inferior para vaciado.

Asimismo, el sistema puede comprender una estación de limpieza de herramientas, que comprende al menos un tope mecánico a modo de rascador, configurado para entrar en contacto con la herramienta del robot tal que permite limpiar los restos de escoria de las herramientas, alargando la vida útil de estas y evitando así la reintroducción de los restos de escoria en el horno.

En un ejemplo de realización de la invención, la estación de limpieza de herramientas comprende un soporte de rascado en el que se encuentra el al menos un tope mecánico y que tiene una configuración en forma de "L” tal que permite el deslizamiento de la escoria desde la parte inferior del tope mecánico. Asimismo, la estación de limpieza de herramientas comprende una bandeja de escoria, de una longitud suficiente como para asegurar que toda la escoria que cae de los rascadores cae a dicha bandeja. Además, la bandeja comprende unas chapas laterales que evitan que la escoria caiga al hueco que hay entre la parte fija y la parte móvil de la plataforma, es decir, estas chapas laterales evitan que la escoria retirada se desperdigue por la parte superior del horno. De esta manera (confinando la zona en la que se deposita la escoria retirada) se optimiza el proceso de limpieza de las herramientas en el rascador y se mejora la caída de escoria al contenedor en el proceso de volteo.

Las trayectorias del brazo del robot con la herramienta se definen de manera que la mayor parte de la escoria quede en la parte de la bandeja de escoria que se encuentra más cercana al cestón para el vertido de la escoria. Asimismo, preferentemente, la escoria se transporta desde el horno hasta el rascador en posición horizontal por lo que no es necesario que la escoria se adhiera a la herramienta.

Asimismo, el sistema puede comprender un dosificador de coagulante(Freslag),en una estación de dosificación, con al menos una posición de alimentación accesible desde el exterior del cerramiento para permitir la recarga del dosificador por parte de un operario y puede tener también un sistema de control de cantidad de Freslag a alimentar con dosificación automática y control de bajo nivel de coagulante. Asimismo, el robot puede comprender un receptáculo de dosificación destinado a recibir una cantidad determinada de coagulante. Preferentemente el receptáculo de dosificación está ubicado en el brazo intercambiable o en el cabezal, de manera que, al desplazar el cabezal con el brazo hasta la estación de dosificación, el receptáculo se rellena con la cantidad de coagulante necesaria a través de una dosificación programada y, al desplazarlo hasta el horno se puede realizar el vertido sobre el metal fundido. Así pues, este receptáculo permite transportar el coagulante desde el dosificador en la estación de dosificación hasta el/los hornos. Preferentemente mientras se realiza el vertido el brazo se sigue desplazando, aún más preferente se desplaza con una trayectoria circular, para facilitar que la reacción, y por tanto la obtención de escoria, sea más eficiente.

Asimismo, el sistema comprende, preferentemente, un armario eléctrico y HMI(humanmachine interface)configurado para permitir la interacción entre el operario y el robot.

Preferentemente ambos elementos están dispuestos lejos de los hornos y preferentemente el armario eléctrico tiene ventilación forzada y protección frente al polvo.

También puede formar parte del sistema un almacén de brazos y herramientas, ubicado frente al cuerpo del robot de manera que este puede desplazar el cabezal hasta el almacén para realizar el cambio de brazo y/o de brazo con herramienta durante los procesos de limpieza. Preferentemente el almacén es accesible desde dentro del cerramiento, por parte del cabezal del robot y es accesible desde el exterior del cerramiento para permitir el cambio de herramientas.

Preferentemente el sistema comprende también una estación de medición para calibración de TCP.

En términos generales, el TCP (Tool Center Point o Punto de Control de Herramienta) es el punto específico que un robot utiliza como referencia para las operaciones de movimiento y control. La calibración del TCP es el proceso de ajustar y verificar la posición y orientación exactas del TCP en relación con el sistema de coordenadas del robot.

Una estación de calibración incluye dispositivos de medición de alta precisión para determinar con exactitud la posición y orientación del TCP en el espacio tridimensional. Durante la calibración, se ajustan parámetros y se realizan mediciones para garantizar que el robot pueda realizar movimientos y operaciones con la precisión requerida en sus tareas.

La calibración del TCP es crucial para asegurar la precisión en las operaciones de los robots, especialmente en aplicaciones donde se requiere posicionamiento y orientación precisos.

El sistema descrito, con dos hornos y con un robot dispuesto entre ellos permite que el operario pueda acceder a la zona de uno de los hornos para cargar material mientras el robot trabaja en la zona del otro horno y viceversa. Además, en un ejemplo de realización el cerramiento comprende dos puertas, cada una de ellas dispuesta en correspondencia con uno de los hornos. Mientras las puertas se mantienen cerradas el robot puede tener acceso a los dos hornos y, cuando se abre una de ellas, el robot trabaja solo en el otro horno, para evitar así que algún operario pueda resultar dañado por el robot mientras trabaja en el horno correspondiente. También para evitar accidentes, preferentemente la estación de cambio de brazo/herramienta comprende un sensor de presencia de manera que, al detectarse la presencia de un operario en la estación, el robot no puede acceder a dicha estación.

De esta forma, se garantiza en todo momento la seguridad de los operarios a la vez que se obtienen un sistema de operación mucho más eficaz que el actual.

Preferentemente los hornos están dispuestos a poca distancia entre sí para optimizar el espacio de la instalación por lo que, cuando se está volteando alguno de los hornos, el robot permanece en una posición de reposo, preferentemente enfrentado a la zona de almacén.

Adicionalmente, y de forma preferente, el robot puede disponer de autonomía para cambiar de manera automática el termopar después de cada ciclo de medición de temperatura.

El almacén de brazos y herramientas puede comprender también un conjunto de termopares (repuestos disponibles para su uso en cualquier momento) de tal forma que el robot puede desplazar el cabezal con la herramienta hasta dicho conjunto de termopares de manera automática y colocar un nuevo termopar. Este conjunto de termopares dispone de detección de nivel agotado y su disposición está pensada para que un operario pueda recargarlo accediendo al almacén sin ponerse en ninguna situación de peligro. Además, en el almacén puede haber también un útil configurado para retirar el termopar quemado, dejándolo caer al cestón de escoria del almacén.

Adicionalmente, y de forma preferente, el robot tiene la capacidad de realizar la extracción de muestras de forma automática. Para realizar este paso se ha diseñado una herramienta tipo cazo que tiene una configuración en forma de cazo. Así, el robot extrae la muestra con la herramienta tipo cazo y la voltea en un molde, que puede ser de grafito, dispuesto en la misma posición en cada uno de los hornos.

El molde lo coloca de forma manual el operario cada vez que quiera obtener una muestra. Siempre hay que poner el molde en una zona específica y delimitada (delimitada por ejemplo mediante pintura en el suelo). El proceso es el mismo que el que realizaría el operario, pero se ha implementado una programación específica para que lo realice el robot.

Adicionalmente, y de forma preferente, se puede realizar un pesaje y dosificación de material a adicionar, de forma automática, ya sea en el horno o en la cuchara. Para ello, el robot puede comprender también una herramienta tipo bandeja. Así mismo, se instala una estación de pesaje que cuenta con un sistema de centraje sobre el que poder dejar la herramienta y monitorizar el peso del material a adicionar. Esta operación es como la de vertido de coagulante pero, en este caso, el sólido a adicionar tiene una densidad diferente y se añade un mayor volumen.

Para que la herramienta tenga una vida útil más elevada, en una realización preferente de la invención la herramienta está pintada con recubrimiento refractario, lo cual permite que la escoria que queda pegada a dicha herramienta se elimine de forma más eficaz. Esto se debe a que la escoria queda pegada al recubrimiento y ésta, tras el proceso de limpieza del horno y enfriamiento de la herramienta, se descascarilla permitiendo una eliminación más sencilla, mediante un proceso mecánico percutor. De esta forma, el recubrimiento cae junto con la escoria que tenía adherida.

Así pues, y de forma preferente, el sistema comprende también una estación de recubrimiento de herramientas y otra de retirada de recubrimiento, con un martillo percutor. En estas estaciones se realizan las operaciones de pintar las herramientas, y después de su uso, el golpeo de las herramientas para eliminar el recubrimiento descascarillado y la escoria pegada a ella. Preferentemente estas operaciones se realizan de forma automática.

En una posible realización, la estación de recubrimiento se dispone, en el sistema, en un lateral del almacén de brazos y herramientas. La estación de recubrimiento puede comprender un receptáculo con al menos una abertura y en el interior de dicho receptáculo comprende una pluralidad de boquillas ajustables mediante las que se realizan las etapas de pintar las herramientas en las realizaciones del método de limpieza en las que, antes de usar las herramientas para hacer la limpieza, se recubren (para obtener las ventajas previamente descritas).

Asimismo, el sistema puede comprender al menos una estación de retirada de recubrimiento, como se ha descrito previamente. Preferentemente el sistema comprende dos estaciones de retirada de recubrimiento, una en correspondencia con cada uno de los hornos a limpiar. Preferentemente estas estaciones comprenden un martillo percutor tal que se programan unos movimientos determinados para las trayectorias del robot para que la herramienta entre en contacto con el martillo percutor, encargado de la retirada del recubrimiento y por lo tanto de la escoria adherida a ella. Preferentemente las estaciones de retirada de recubrimiento se disponen sobre las bandejas de retirada de escoria asociadas a cada horno tal que, con cada volteo, la escoria caerá al cestón correspondiente.

Así pues, el robot y el sistema de limpieza de la invención son elementos auxiliares al horno de fundición y que están diseñados para llevar a cabo las operaciones de limpieza, basados en tecnologías robóticas, y que permiten una máxima seguridad y repetitividad de la operación de limpieza. Así se obtiene una mayor productividad y reducción de costes, una mayor flexibilidad productiva, una disminución de los desperdicios y de las mermas y un aumento de la eficiencia.

Son también objeto de la invención un método de barrido de escoria, un método de limpieza de las paredes del horno y método de desescoriado.

Los métodos descritos se pueden realizar de forma automática, considerando intervalos de tiempo determinados entre ciclos, o bien de forma semiautomática, de manera que un operario determine cuál es el método a realizar en cada momento.

El método de barrido de escoria de la presente invención se realiza con el robot previamente descrito y comprende al menos la realización de las siguientes etapas:

- dosificar una cantidad determinada de coagulante en el horno;

- barrer radialmente, con la herramienta, desde las paredes del horno hacia el centro del horno mediante movimientos angularmente equidistantes entre sí la superficie superior del metal fundido, donde se encuentra la escoria, hasta cubrir toda el área de la abertura del horno tal que se concentra toda la escoria en el centro del horno;

- extraer la escoria mediante un movimiento ascendente de la herramienta, con la herramienta en una posición horizontal.

Así pues, en primer lugar se realiza la etapa de dosificar el coagulante en el horno. Para realizar esta operación se emplea, preferentemente, el receptáculo de dosificación. La carga de coagulantes en la herramienta se puede hacer, como se ha descrito previamente, en la estación de dosificación, mediante un dosificador de coagulante (que puede ser automático).

La siguiente etapa, de barrido radial, se realiza preferentemente con la herramienta tipo tridente. Esta etapa tiene como objetivo concentrar la escoria en el centro del horno, no limpiar las paredes, por lo que el barrido comienza a una distancia de las paredes suficiente como para evitar deformaciones por posibles colisiones de la herramienta.

En una realización preferente de la invención, antes de realizar la etapa de barrido radial, se realiza una etapa de calibración de la herramienta, para determinar con precisión las medidas de la herramienta concreta que se va a utilizar y adaptar así la trayectoria a dichas medidas concretas.

Cuando la escoria ya está concentrada en el centro del horno, se realiza un cambio de herramienta de manera que la siguiente etapa, de retirada de la escoria, se realiza con la herramienta tipo medialuna. Como se describe previamente, para recoger la escoria se realiza un movimiento ascendente del brazo con la herramienta en posición horizontal. Debido a la geometría cilíndrica del horno, los ángulos máximos de ataque del brazo del robot con la herramienta correspondiente varían en función de la profundidad a la que se encuentra el metal fundido en el horno.

Se describe asimismo un método de limpieza de las paredes de un horno con el robot descrito, que comprende las etapas de:

- determinar el nivel de llenado del horno;

- definir una trayectoria de movimiento de la herramienta, en función de posibles recrecimientos en las paredes del horno y del nivel de llenado del horno determinado en la etapa previa, para barrer el perímetro de la boca del horno;

- extraer la escoria arrastrada por la herramienta con un movimiento ascendente, con la herramienta en posición horizontal.

La etapa de determinar el nivel de llenado del horno comprende tomar la temperatura mediante el termopar (herramienta de toma de temperatura) y determinar, mediante la temperatura y la posición del robot (el desplazamiento que se ha realizado con el brazo hasta que la herramienta ha entrado en contacto con el caldo y que viene determinado por un aumento brusco de la temperatura medida por el termopar), la altura de llenado del horno. Para ello hay que introducir la herramienta de toma de temperatura en el horno hasta que se funda la punta de dicha herramienta de toma de temperatura. En ese momento se mide en tiempo real la temperatura y se calcula el desplazamiento que ha realizado el brazo con la herramienta desde una "cota cero” del horno hasta el instante en el que se detecta una subida repentina de la temperatura (cuando la herramienta de toma de temperatura se introduce en el caldo). Dicha posición se memoriza como altura de llenado del horno.

Preferentemente, para la limpieza de las paredes del horno se utiliza en el robot la herramienta tipo tridente. También preferentemente la trayectoria de limpieza comprende la entrada de la herramienta por el centro del horno y la realización del barrido a lo largo del perímetro del horno. Previamente a la realización de la trayectoria de limpieza de las paredes se realiza, en un ejemplo de la invención, una medición de la herramienta. De esta manera se puede definir de manera más precisa la trayectoria.

Cuando ya se ha acercado la escoria a las paredes del horno (mediante el desplazamiento de la herramienta de tipo tridente con la trayectoria definida previamente), se realiza preferentemente un cambio de herramienta y, con una herramienta tipo medialuna se realiza la etapa de extraer la escoria. Preferentemente la escoria que se extrae se deposita en un contenedor del sistema.

Tal y como se ha descrito previamente, debido a la geometría cilíndrica del horno, los ángulos máximos de ataque del robot varían en función de la profundidad a la que se encuentra el caldo (metal fundido).

La temperatura óptima para realizar las operaciones de limpieza es la misma que la temperatura óptima del proceso de fusión cuyo rango óptimo ronda los 1550-1700°C en función de la aleación a fabricar. En cualquier caso, el rango de temperaturas en el que puede operar el robot oscila entre los 0°C hasta los 2000°C. A partir de una determinada temperatura preferentemente el robot funciona con protección térmica especial (como por ejemplo una funda, recubrimiento anticalórico, etc.).

Preferentemente, antes de cada uso de cada herramienta, dicha herramienta se pinta para facilitar la posterior retirada de la escoria.

Es también un objeto de la presente invención un método de desescoriado que comprende realizar primero un método de barrido de escoria y, posteriormente, un método de limpieza de las paredes del horno como los descritos previamente.

Así pues, el robot, el sistema y los métodos de limpieza y desescoriado descritos permiten reproducir de forma precisa los movimientos llevados a cabo actualmente por el operario, y además permiten realizar movimientos que actualmente el operario no es capaz de hacer por ergonomía y que resultan ser extremadamente beneficiosos para el correcto mantenimiento del horno. Todo esto se consigue además eliminando de forma precisa el material a retirar (escoria) y el posible recrecimiento generado en las paredes del horno, al mismo tiempo que se mantiene intacto el refractario, a fin de maximizar la eficiencia energética del horno y la conservación de su diseño y volumen originales.

Además, se consigue llevar a cabo el control de la operación y detectar problemas o incidencias en el proceso de limpieza. De tal forma que se pueden llevar a cabo futuras tareas de planificación de funcionamiento del equipo, en base a mediciones precisas de parámetros que son críticos para determinar si la limpieza se ha llevado a cabo de forma efectiva. El sistema también es capaz de medir la temperatura del baño de manera automática dentro del ciclo de limpieza, así como la altura a la que se encuentra el caldo metálico, valor que ahora mismo el operario simplemente estima y que gracias a la invención se puede realizar la medición de manera cuantitativa y precisa, permitiendo un uso de esos datos en un tratamiento posterior.

El método de trabajo desarrollado aumenta la fiabilidad de los ciclos de limpieza y permite su repetitividad y trazabilidad. De esta forma se tiene un mejor seguimiento de los resultados teniendo información a tiempo real de cara a solventar posibles incidencias o errores.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Para completar la descripción y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña a esta memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, un conjunto de dibujos en dónde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1 representa una vista en perspectiva del robot de la invención.

La figura 2 representa una vista en perspectiva del sistema de limpieza.

La figura 3A representa una vista en perspectiva del almacén de brazos y herramientas.

La figura 3B representa una vista lateral del almacén de brazos y herramientas.

La figura 4 representa una vista en planta superior del sistema de limpieza.

A continuación, se presenta un listado de las referencias numéricas asociadas a los distintos elementos de la invención:

1: cuerpo; 2: cabezal; 2.1: extremo proximal; 2.2: extremo distal; 3: brazo; 3.1: primer extremo; 3.2: segundo extremo; 4: herramienta; 5: horno; 6: primer segmento; 7: segundo segmento; 8: cerramiento; 9: estación de limpieza de herramientas; 10: tope mecánico; 11: soporte de rascado; 12: dosificador de coagulante; 13: receptáculo de dosificación; 14: almacén de brazos y herramientas; 15: cestón; 16: herramienta de carga de material; 17: estación de recubrimiento; 18: conjunto de termopares

DESCRIPCIÓN DETALLADA

La presente invención no debe verse limitada a la forma de realización aquí descrita. Otras configuraciones pueden ser realizadas por los expertos en la materia a la vista de la presente descripción. En consecuencia, el ámbito de la invención queda definido por las siguientes reivindicaciones.

En la figura 1 se ha representado una vista en perspectiva del robot de la invención. El robot para la limpieza de escoria de un horno (5) de fundición de metal de la invención, comprende, como se puede ver en dicha figura 1:

- un cuerpo (1) del robot;

- un cabezal (2) con un extremo proximal (2.1), unido al cuerpo (1) del robot, y un extremo distal (2.2), y en el interior del cabezal se encuentra un mecanismo de recambio);

- un brazo (3) con un primer extremo (3.1), unido al cabezal (2) de manera removible e intercambiable, y con un segundo extremo (3.2), y el brazo (3) tiene una geometría tal que permite posicionar una herramienta (4) en el horno (5) y mantener el cabezal (2) en una posición desfasada respecto al horno (5), y donde el mecanismo de recambio del cabezal comprende un sistema de acoplamiento de liberación rápida con un mecanismo de bloqueo y liberación configurado para permitir la conexión y desconexión de los brazos (3) intercambiables al cabezal (2);

- la herramienta (4), unida al segundo extremo (3.2) del brazo (3) de manera removible e intercambiable, y que está configurada para entrar en contacto con la escoria.

Preferentemente, la herramienta se selecciona entre:

- una herramienta (4) tipo tridente que tiene una configuración en forma de tridente tal que, al entrar en contacto con el metal fundido y con la escoria el metal fundido pasa a través de las aberturas y la escoria es arrastrada por la herramienta;

-una herramienta (4) tipo pala, sin aberturas, configurada para ejercer una mayor fuerza durante su desplazamiento y tiene un borde de ataque recto;

-una herramienta (4) tipo semicírculo con una superficie de trabajo de mayor área que las herramientas tipo tridente y tipo pala y con un perímetro semicircular, y que preferentemente está configurada para retirar escoria; o

-un herramienta (4) tipo termopar, configurada para medir la temperatura del metal fundido.

La herramienta (4) puede ser consumible de manera que, al entrar en contacto con la escoria y/o con el metal fundido se va consumiendo y hay que sustituirla por una nueva cada determinado tiempo.

El cabezal (2) puede comprender un recubrimiento anticalórico para asegurar la protección de los elementos mecánicos y electrónicos que se encuentran en su interior, como el mecanismo de recambio que permite cambiar los brazos (3) de manera automática.

En una posible realización, como la que se observa en dicha figura 1, el brazo comprende un primer segmento (6), unido al cabezal (2), y un segundo segmento (7), unido a la herramienta (4), y donde el primer segmento (6) y el segundo segmento (7) están unidos de manera fija entre sí, preferentemente en ángulo recto.

En una posible realización, la herramienta (4) está pintada con recubrimiento refractario convencional. Como se ha descrito previamente, esta realización facilita la posterior retirada de la escoria.

Preferentemente, el robot comprende también un receptáculo de dosificación (13) que es un cuerpo hueco con al menos una abertura que, preferentemente, está dispuesto en el brazo (3) intercambiable o en cabezal (2) (como es el caso del ejemplo de la figura 1). Al desplazar el cabezal (2) y/o el brazo (3) hasta una estación de dosificación en la que se encuentra un dosificador de coagulante (12), se realiza la dosificación del coagulante en dicho receptáculo de dosificación (13) y, al desplazar el cabezal (2) y/o el brazo (3) hasta el horno (5), se realiza el vertido del coagulante sobre el metal fundido. Para realizar dicho vertido, preferentemente, se sigue una trayectoria circular con el cabezal (2) y/o el brazo (3) durante el vertido (dosificación) que mejora la eficiencia de la mezcla.

Se describe también un sistema de limpieza de escoria que comprende un robot como el descrito previamente y al menos un horno (5) a limpiar. Preferentemente, el sistema comprende al menos también un cerramiento (8) alrededor de dichos horno (5) y robot. Mediante el cerramiento (8) se limita la zona de actuación del robot y se evita el paso de personas, que es especialmente importante cuando está funcionando el robot, para evitar posibles accidentes/colisiones.

En la figura 2 se ha representado un sistema de limpieza con dos hornos (5) a limpiar y un robot dispuesto entre ellos. De esta manera, incluso estando el cuerpo (1) del robot dispuesto en una posición fija, puede dar servicio de limpieza a los dos hornos (5).

En una realización de la invención, el sistema comprende una estación de limpieza de herramientas (9) con al menos un tope mecánico (10) a modo de rascador configurado para entrar en contacto con la herramienta (4) del robot. Preferentemente la estación de limpieza de herramientas comprende también un soporte de rascado (11), en el que se encuentra el tope mecánico (10), y que tienen una configuración en forma de "L” que permite el deslizamiento de la escoria a su través desde el tope mecánico. La estación de limpieza puede comprender también una bandeja de recogida de escoria, dispuesta a continuación del soporte de rascado (11).

Asimismo, el sistema puede comprender un dosificador de coagulante (12) configurado para dosificar una cantidad concreta de coagulante en un receptáculo de dosificación (13) dispuesto en el cabezal (2) o en el brazo (3) del robot.

El sistema puede comprender también al menos un cestón (15) para el vertido de la escoria que se extrae de los hornos (5). Preferentemente este cestón (15) es manipulable con puente grúa y carretilla y dispone de puertas batientes en la parte inferior para su vaciado.

El sistema comprende un almacén de brazos y herramientas (14), dispuesto frente al cuerpo (1) del robot y en dicho almacén (14) se encuentran una pluralidad de brazos (3) y/o herramientas (4). En las figuras 3A-B se muestran una vista en perspectiva y una vista lateral de dicho almacén (14).

En dichas figuras 3A-B se pueden ver también un conjunto de termopares (18), un dosificador de coagulante (12), una herramienta de carga de material (16) y una estación de recubrimiento de herramientas (17).

También preferentemente, el sistema puede comprender una estación de recubrimiento de herramientas (17) que comprende al menos un receptáculo en el interior del que comprende una pluralidad de boquillas configuradas para pintar la herramienta del robot, y una estación de retirada de recubrimiento que comprende al menos un martillo percutor configurado para desplazarse con una trayectoria determinada para que el martillo percutor y la herramienta entren en contacto.

En la figura 4 se ha representado una vista en la que se puede ver el sistema en planta superior. En este caso, el sistema comprende dos hornos (5) a limpiar, con el robot dispuesto entre ellos y el cerramiento (8) englobando todos estos elementos.

En función de la posición del cuerpo (1) del robot, de la posición de los hornos (5) y del nivel de llenado de dichos hornos (5), el ángulo con el que se introduce la herramienta (4) en el horno (5) varía. Así pues, para realizar los diferentes tipos de limpieza que se describen en adelante, es necesario determinar el nivel de llenado y, posteriormente, adaptar el movimiento del brazo (3), y por lo tanto de la herramienta (4), a dicho nivel de llenado. La posición del cuerpo (1) del robot y las posiciones de los hornos (5) son fijas, por lo que el parámetro determinante para adaptar las trayectorias a realizar por el brazo (3) del robot es la altura de llenado (nivel de llenado).

Son también objeto de la invención un método de barrido de escoria, un método de limpieza de las paredes del horno y un método de desescoriado que comprende ambos. Todos los métodos de la invención se realizan con el robot descrito.

El método de barrido de escoria con el robot de la invención comprende las etapas de:

- dosificar una cantidad determinada de coagulante en el horno (5);

- barrer radialmente, con la herramienta (4), desde las paredes del horno (5) hacia el centro del horno (5) mediante movimientos angularmente equidistantes entre sí la superficie superior del metal fundido, donde se encuentra la escoria, hasta cubrir toda el área de la abertura del horno (5) tal que se concentra toda la escoria en el centro del horno (5);

- extraer la escoria mediante un movimiento ascendente de la herramienta (4), con la herramienta (4) en una posición horizontal.

Preferentemente, antes de la etapa de dosificar una cantidad determinada de coagulante en el horno (5), se realiza una etapa de tomar la temperatura del metal fundido mediante el empleo de una herramienta (4) de tipo termopar.

En un ejemplo concreto de realización de la invención el método comprende las siguientes etapas:

- desplazar el cabezal (2) y el brazo (3) del robot hacia el almacén de brazos y herramientas (14);

- seleccionar una herramienta (4) de medición de temperatura (herramienta de tipo termopar) tal que un dosificador automático de herramientas de medición de temperatura dispuesto en el almacén de brazos y herramientas (14) inserta la herramienta (4) seleccionada en el brazo (3);

- desplazar el brazo (3) con la herramienta (4) a la boca del horno (5) (a la posición central obtenida según la última calibración que se haya realizado) y desplazar el brazo (3) con la herramienta (4) hacia abajo, hasta la cota cero de la boca del horno (5); - desplazar el brazo (3) con la herramienta (4) desde la cota cero de la boca del horno (5) hasta la superficie del metal fundido y medir y registrar la temperatura con la herramienta (4) de tipo termopar (herramienta (4) de medición de temperatura); - desplazar el brazo (3) con la herramienta (4) de nuevo al almacén de brazos y herramientas (14) y realizar un cambio de herramienta (4) seleccionando una herramienta (4) tipo pala;

- desplazar el brazo (3) hasta el dosificador automático de coagulante (12) hasta verter una cantidad determinada de coagulante en un receptáculo de dosificación (13) del robot;

- desplazar el brazo (3) de nuevo a la posición central de la boca del horno (5), y realizar movimientos circulares con el cabezal (2) y el brazo (3) por toda la superficie de la boca del horno dosificando una cantidad determinada de coagulante sobre el metal fundido que hay en el horno (5);

- barrer radialmente, con la herramienta (4), desde las paredes del horno (5) hacia el centro del horno (5), mediante movimientos angularmente equidistantes entre sí, la superficie superior del metal fundido, donde se encuentra la escoria, hasta cubrir toda el área de la abertura del horno (5) tal que se concentra toda la escoria en el centro del horno (5);

- desplazar el brazo (3) con la herramienta (4) al almacén de brazos y herramientas (14) y realizar el cambio de la herramienta (4) tipo pala por una herramienta (4) tipo medialuna;

- desplazar el brazo (3) con la herramienta (4) de nuevo al centro del horno (5) y extraer la escoria mediante un movimiento ascendente de la herramienta (4), con la herramienta (4) en una posición horizontal;

- desplazar el brazo (3) con la herramienta (4) a la estación de limpieza de escoria (9), realizar unos movimientos preprogramados para eliminar la escoria adherida a la herramienta (4);

- desplazar el brazo (3) con la herramienta (4) al almacén de brazos y herramientas (14).

Preferentemente, la etapa de eliminación de escoria adherida a la herramienta comprende una etapa de aproximar la superficie de la herramienta (4) a al tope mecánico (10), preferentemente con un ángulo de inclinación entre la herramienta (4)y el tope mecánico (10) de entre 15° y 45°, realizando así una limpieza por contacto mecánico.

En la etapa de desplazar el brazo (3) con la herramienta (4) a la boca del horno (5), a la posición central del horno (5) obtenida según la última calibración que se haya realizado, dicha calibración determina el nivel de llenado del horno y, en base a esto, al ángulo con el que se introduce la herramienta (4) en el horno (5) (en función de la posición relativa del horno (5) y el cuerpo (1) del robot). También se calibra con el TCP que el robot siga posicionando el brazo (3) en el centro del horno (5) cada vez que realiza un ciclo de limpieza.

El registro de la temperatura se realiza, preferentemente, de manera automática por el propio robot.

El método de limpieza de las paredes de un horno con el robot descrito comprende las etapas de:

- determinar el nivel de llenado del horno (5);

- definir una trayectoria de movimiento de la herramienta (4) en función de posibles recrecimientos en las paredes del horno (5) y del nivel de llenado del horno (5) determinado en la etapa previa, para barrer el perímetro de la boca del horno (5);

- extraer la escoria arrastrada por la herramienta (4) con un movimiento ascendente, con la herramienta (4) en posición horizontal.

Preferentemente, previamente a la etapa de determinar el nivel de llenado del horno (5), se realiza una etapa de tomar la temperatura del metal fundido mediante el empleo de la herramienta (4) tipo termopar.

En un ejemplo de realización concreto de la invención, el método de barrido de las paredes del horno (5) comprende las siguientes etapas:

- desplazar el cabezal (2) y el brazo (3) del robot hacia el almacén de brazos y herramientas (14);

- seleccionar una herramienta (4) de medición de temperatura tal que un dosificador automático de herramientas de medición de temperatura dispuesto en el almacén de brazos y herramientas (14) inserta la herramienta (4) seleccionada en el brazo (3); - desplazar el brazo (3) con la herramienta (4) a la boca del horno (5), a la posición central obtenida según la última calibración que se haya realizado y desplazar el brazo (3) con la herramienta (4) hacia abajo hasta la cota cero de la boca del horno (5); - desplazar el brazo (3) con la herramienta (4) desde la cota cero de la boca del horno (5) hasta la superficie del metal fundido y medir y registrar la temperatura con la herramienta (4) de medición de temperatura;

- desplazar el brazo (3) con la herramienta (4) de nuevo al almacén de brazos y herramientas (14) y realizar un cambio de herramienta (4) seleccionando una herramienta (4) tipo medialuna;

- definir una trayectoria de movimiento de la herramienta (4), en función de posibles recrecimientos en las paredes del horno (5) y del nivel de llenado del horno (5) determinado en la etapa previa, para barrer el perímetro de la boca del horno (5); - extraer la escoria arrastrada por la herramienta (4) con un movimiento ascendente, con la herramienta (4) en posición horizontal;

- desplazar el brazo (3) con la herramienta (4) con la escoria hasta la estación de limpieza de herramientas (9) y realizar, en dicha estación, una pluralidad de movimientos de aproximación de la superficie de la herramienta al soporte de rascado (11) con ángulo de inclinación comprendido entre los 5° y los 85° tal que se realiza una limpieza de la herramienta por contacto mecánico con el tope mecánico (10) del soporte de rascado (11);

- desplazar el brazo (3) con la herramienta (4) al almacén de brazos y herramientas (14).

Igual que en el método previamente descrito, en la etapa de desplazar el brazo (3) con la herramienta (4) a la boca del horno (5), a la posición central obtenida según la última calibración que se haya realizado, dicha calibración determina el nivel de llenado del horno (5) y, en base a esto, al ángulo con el que se introduce la herramienta en el horno (5) (en función de la posición relativa del horno (5) y el cuerpo (1) del robot). También se calibra con el TCP que el robot siga posicionando el brazo (3) en el centro del horno (5) cada vez que realiza un ciclo de limpieza.

También en este método, preferentemente, el registro de la temperatura medida se hace de manera automática por el robot.

Por último, la invención describe un método de desescoriado de un horno (5) que comprende realizar un método de barrido de escoria y después realizar un método de limpieza de las paredes del horno (5) como los descritos previamente.

Claims (20)

1. REIVINDICACIONES

   1 Robot para la limpieza de escoria de un horno (5) de fundición de metal caracterizado por que comprende:

   - un cuerpo (1) del robot;

   - un cabezal (2) con un extremo proximal (2.1), unido al cuerpo (1) del robot, y un extremo distal (2.2), y en el interior del cabezal se encuentra un mecanismo de recambio);

   - un brazo (3) con un primer extremo (3.1), unido al cabezal (2) de manera removible e intercambiable, y con un segundo extremo (3.2), y el brazo (3) tiene una geometría tal que permite posicionar una herramienta (4) en el horno (5) y mantener el cabezal (2) en una posición desfasada respecto al horno (5), y donde el mecanismo de recambio del cabezal comprende un sistema de acoplamiento de liberación rápida con un mecanismo de bloqueo y liberación configurado para permitir la conexión y desconexión de los brazos (3) intercambiables al cabezal (2);

   - la herramienta (4), unida al segundo extremo (3.2) del brazo (3) de manera removible e intercambiable, y que está configurada para entrar en contacto con la escoria.
2. 2. - Robot según la reivindicación 1 en el que la herramienta (4) se selecciona entre:

   - una herramienta (4) tipo tridente que tiene una configuración en forma de tridente tal que, al entrar en contacto con el metal fundido y con la escoria, el metal fundido pasa a través de las aberturas, y la escoria es arrastrada por la herramienta;

   - una herramienta (4) tipo pala, sin aberturas, configurada para ejercer una mayor fuerza durante su desplazamiento;

   - una herramienta (4) tipo semicírculo con una superficie de trabajo de mayor área que las herramientas tipo tridente y tipo pala; o

   - una herramienta (4) termopar.
3. 3. - Robot según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que la herramienta (4) es consumible.
4. 4. - Robot según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el cabezal (2) comprende un recubrimiento anticalórico.
5. 5. - Robot según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el brazo comprende un primer segmento (6), unido al cabezal (2), y un segundo segmento (7), unido a la herramienta, y donde el primer segmento y el segundo segmento están unidos de manera fija entre sí.
6. 6. - Robot según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 en el que la herramienta está pintada con recubrimiento convencional.
7. 7. - Robot según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 en el que el cabezal o el brazo del robot comprende un receptáculo de dosificación configurado para recibir una cantidad determinada de coagulante.
8. 8. - Sistema de limpieza de escoria caracterizado por que comprende un robot como el descrito en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 y al menos un horno (5) a limpiar.
9. 9. - Sistema según la reivindicación 8 que comprende adicionalmente un cerramiento (8), dispuesto alrededor del robot y del al menos un horno (5) a limpiar.
10. 10. - Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 9 que comprende una estación de limpieza de herramientas (9) con al menos un tope mecánico (10) a modo de rascador configurado para entrar en contacto con la herramienta (4) del robot.
11. 11. - Sistema según la reivindicación 10 en el que la estación de limpieza de herramientas comprende también un soporte de rascado (11), en el que se encuentra el tope mecánico (10), y que tienen una configuración en forma de "L” que permite el deslizamiento de la escoria a su través desde el tope mecánico (10).
12. 12. - Sistema según la reivindicación 11 en el que la estación de limpieza comprende una bandeja de recogida de escoria, dispuesta a continuación del soporte de rascado (11).
13. 13. - Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12 que comprende un dosificador de coagulante (12) configurado para verter una cantidad concreta de coagulante en un receptáculo de dosificación (13) dispuesto en el brazo (3) o en el cabezal (2) del robot.
14. 14. - Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 13 que comprende un almacén de brazos y herramientas (14), dispuesto frente al cuerpo (1) del robot y en dicho almacén se encuentran una pluralidad de brazos (3) y/o herramientas (4).
15. 15. - Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 14 que comprende una estación de recubrimiento de herramientas que comprende al menos un receptáculo en el interior del que comprende una pluralidad de boquillas configuradas para pintar la herramienta del robot, y una estación de retirada de recubrimiento que comprende al menos un martillo percutor configurado para desplazarse con una trayectoria determinada para que el martillo percutor y la herramienta entren en contacto.
16. 16. - Método de barrido de escoria con el robot de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 que comprende las etapas de:

    - dosificar una cantidad determinada de coagulante en el horno (5);

    - barrer radialmente, con la herramienta (4), desde las paredes del horno (5) hacia el centro del horno (5), mediante movimientos angularmente equidistantes entre sí, la superficie superior del metal fundido, donde se encuentra la escoria, hasta cubrir toda el área de la abertura del horno (5) tal que se concentra toda la escoria en el centro del horno (5);

    - extraer la escoria mediante un movimiento ascendente de la herramienta (4), con la herramienta (4) en una posición horizontal.
17. 17. - Método de barrido de escoria según la reivindicación 16 en el que previamente a la etapa de dosificar una cantidad determinada de coagulante se realiza una etapa de tomar la temperatura del metal fundido.
18. 18. - Método de limpieza de las paredes de un horno con el robot según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 que comprende las etapas de:

    - determinar el nivel de llenado del horno (5);

    - definir una trayectoria de movimiento de la herramienta (4), en función de posibles recrecimientos en las paredes del horno (5) y del nivel de llenado del horno (5) determinado en la etapa previa, para barrer el perímetro de la boca del horno;

    - extraer la escoria arrastrada por la herramienta (4) con un movimiento ascendente, con la herramienta (4) en posición horizontal.
19. 19.- Método de limpieza de las paredes de un horno según la reivindicación 18 en el que previamente a la etapa de determinar el nivel de llenado del horno (5) se realiza una etapa de tomar la temperatura del metal fundido.
20. 20.- Método de desescoriado de un horno que comprende realizar:

    a) un método de barrido de escoria según una cualquiera de las reivindicaciones 16 a 17;

    y posteriormente

    b) un método de limpieza de las paredes del horno según una cualquiera de las reivindicaciones 18 a 19.