JPH024194A - アーク炉用除滓装置の制御方法 - Google Patents
アーク炉用除滓装置の制御方法Info
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- JPH024194A JPH024194A JP15315088A JP15315088A JPH024194A JP H024194 A JPH024194 A JP H024194A JP 15315088 A JP15315088 A JP 15315088A JP 15315088 A JP15315088 A JP 15315088A JP H024194 A JPH024194 A JP H024194A
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Landscapes
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Furnace Charging Or Discharging (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明はアーク炉での鋼精錬中に、溶湯表面に浮遊した
スラグを除去し、溶湯を攪拌し、又はその他の付帯作業
を行うための除滓装置の制御方法に関するものである。
スラグを除去し、溶湯を攪拌し、又はその他の付帯作業
を行うための除滓装置の制御方法に関するものである。
[従来の技術1
アーク炉における除滓、攪拌その他の付帯作業は、炎熱
下における重労働であってかつ危険を伴う。そこでこれ
らの作業を行う機械が開発されているが、そのような除
滓装置を使用するときは、アーク炉内に挿入する作業工
具とアーク炉作業口との衝突という問題を生じる。
下における重労働であってかつ危険を伴う。そこでこれ
らの作業を行う機械が開発されているが、そのような除
滓装置を使用するときは、アーク炉内に挿入する作業工
具とアーク炉作業口との衝突という問題を生じる。
作業工具と作業口との衝突を回避しようとした除滓装置
としては、従来例えば特公昭62−8713号公報に開
示されたものがあし、これは第9図に示すように、溶銑
口91部直上に前部スライドブロック94が位置するよ
うに設定した後、進退ビーム95の進退と掻出しロッド
96の俯仰角調整により除滓を行う構成であし、その方
向設定は前部スライドフロック94を旋回中心として行
い、進退ビーム95が溶銑口91におけるスラグ排出点
を真下に一定させる作用を成しているものである。
としては、従来例えば特公昭62−8713号公報に開
示されたものがあし、これは第9図に示すように、溶銑
口91部直上に前部スライドブロック94が位置するよ
うに設定した後、進退ビーム95の進退と掻出しロッド
96の俯仰角調整により除滓を行う構成であし、その方
向設定は前部スライドフロック94を旋回中心として行
い、進退ビーム95が溶銑口91におけるスラグ排出点
を真下に一定させる作用を成しているものである。
[発明が解決しようとする課題]
上記従来の除滓装置では第9図からも明らかなように、
溶銑口91上部を進退ビーム95と掻出し口7ド96で
挟む構成としているから、溶銑口91の上部に十分な自
由空間がないときには、この除滓装置を使用できないと
いう問題があった。
溶銑口91上部を進退ビーム95と掻出し口7ド96で
挟む構成としているから、溶銑口91の上部に十分な自
由空間がないときには、この除滓装置を使用できないと
いう問題があった。
また掻出しロッド96の旋回中心となる前部スライドブ
ロック94を溶銑口91の直上に位置決めさせるのは、
作業員の目視操作に頼っているため相当の熟練と時間と
を要し、かつ前部スライドブロック94が溶銑口91の
直上からずれた位置にあるときには、トビードカー90
の内部の左右の奥にあるスラグ93を十分に掻き出せな
いという問題があった。
ロック94を溶銑口91の直上に位置決めさせるのは、
作業員の目視操作に頼っているため相当の熟練と時間と
を要し、かつ前部スライドブロック94が溶銑口91の
直上からずれた位置にあるときには、トビードカー90
の内部の左右の奥にあるスラグ93を十分に掻き出せな
いという問題があった。
本発明者は上記問題点を解決するために研究を重ね、ア
ーク炉用除滓装置を開発すると共に2本発明に係るアー
ク炉用除滓装置の制御方法を発明するに至ったものであ
る。すなわち本発明は、アーク炉に挿入する作業工具と
、アーク炉作業口の両側面との衝突を回避して、除滓な
どの作業を容易に行うことができるアーク炉用除滓装置
の制御方法を提供することを目的とする6 [課題を解決するための手段1 本発明は、アーク炉の作業口付近に垂線を定め。
ーク炉用除滓装置を開発すると共に2本発明に係るアー
ク炉用除滓装置の制御方法を発明するに至ったものであ
る。すなわち本発明は、アーク炉に挿入する作業工具と
、アーク炉作業口の両側面との衝突を回避して、除滓な
どの作業を容易に行うことができるアーク炉用除滓装置
の制御方法を提供することを目的とする6 [課題を解決するための手段1 本発明は、アーク炉の作業口付近に垂線を定め。
該垂線に交差するように作業工具を拘束制御することに
よって、上記目的を達成したものである。
よって、上記目的を達成したものである。
すなわち本発明は、アーク炉胴部の作業口に面して配置
された左右に走行自在な台車と、該台車上に旋回機構と
伸縮機構と昇降機構とを介して塔載された作業工具と、
前記走行、旋回、伸縮及び4降の各機構を制御する制御
装置とからなるアーク炉用除滓装置の制御方法であって
、 アーク炉の諸元と傾動機構と傾動角とがら、座標変換に
よって静止座標系に関する前記作業口の傾動後の位置を
求める工程と、 除滓装置の諸元と前記走行及び旋回の各機構の現在位置
とから、座標変換によって前記静止座標系に関する前記
作業工具の水平面上の方向を求める工程と、 前記傾動後の作業口付近に垂線を定める工程と、該垂線
に交差して前記作業工具を位置せしめる拘束条件のもと
で、該作業工具の目標位置を定める工程と、及び、 該目標位置を逆座標変換して前記走行及び旋回の各機構
の操作量を定める工程とから成る、アーり炉用除滓装置
の制御方法である。
された左右に走行自在な台車と、該台車上に旋回機構と
伸縮機構と昇降機構とを介して塔載された作業工具と、
前記走行、旋回、伸縮及び4降の各機構を制御する制御
装置とからなるアーク炉用除滓装置の制御方法であって
、 アーク炉の諸元と傾動機構と傾動角とがら、座標変換に
よって静止座標系に関する前記作業口の傾動後の位置を
求める工程と、 除滓装置の諸元と前記走行及び旋回の各機構の現在位置
とから、座標変換によって前記静止座標系に関する前記
作業工具の水平面上の方向を求める工程と、 前記傾動後の作業口付近に垂線を定める工程と、該垂線
に交差して前記作業工具を位置せしめる拘束条件のもと
で、該作業工具の目標位置を定める工程と、及び、 該目標位置を逆座標変換して前記走行及び旋回の各機構
の操作量を定める工程とから成る、アーり炉用除滓装置
の制御方法である。
ここで傾動後の作業口付近に垂線を定める工程について
は、第1に、傾動後の作業口の前後方向の縦断面を求め
、該縦断面を一定高さの水平面で切断した水平線を求め
、該水平線と作業口の内壁面及び外壁面との両交点を内
分又は外分し、該内分点又は外分点を通る垂線として定
めることができ、その際前記一定高さを、作業工具の先
端下部の現在高さとして自動入力することもできる。
は、第1に、傾動後の作業口の前後方向の縦断面を求め
、該縦断面を一定高さの水平面で切断した水平線を求め
、該水平線と作業口の内壁面及び外壁面との両交点を内
分又は外分し、該内分点又は外分点を通る垂線として定
めることができ、その際前記一定高さを、作業工具の先
端下部の現在高さとして自動入力することもできる。
第2に、アーク炉が水平位置にあるときの作業口の前後
方向の縦断面を求め、該縦断面と作業口内壁面との交線
上にある一定高さの点がアーク炉の傾動後に移る点を座
標変換によって求め、照点と、照点を通る水平線と傾動
後の作業口の外壁面との交点とを内分又は外分し、該内
分点又は外分点を通る垂線として定めることができ、そ
の際前記一定高さを、アーク炉が水平位置にあるときの
作業工具の先端下部の高さとして自動入力することもで
きる。
方向の縦断面を求め、該縦断面と作業口内壁面との交線
上にある一定高さの点がアーク炉の傾動後に移る点を座
標変換によって求め、照点と、照点を通る水平線と傾動
後の作業口の外壁面との交点とを内分又は外分し、該内
分点又は外分点を通る垂線として定めることができ、そ
の際前記一定高さを、アーク炉が水平位置にあるときの
作業工具の先端下部の高さとして自動入力することもで
きる。
第3に、作業工具の先端下部の現在位置を通る垂線とし
て自動的に定めることができる。
て自動的に定めることができる。
第4に、アーク炉が水平位置にあるときの作業工具の先
端下部の位置を求め、該先端下部の位置がアーク炉の傾
動後に移る点を座標変換によって求め、照点を通る垂線
として定めることができる。
端下部の位置を求め、該先端下部の位置がアーク炉の傾
動後に移る点を座標変換によって求め、照点を通る垂線
として定めることができる。
[実施例1
まず本発明に係る制御方法を適用するアーク炉用除滓装
置の一例を図面に基づいて説明する。第1及び2図はア
ーク炉と除滓装置とのそれぞれ側面図と平面図であって
アーク炉については断面を示した図である。図において
除滓装置lOOの概略構成は次の通りである7 2は、床面lに敷設したレール3に走行車輪10を踏面
させて走行機構(図示せず)によって走行自在に構成し
た走行台車で、該走行台車2に所要の旋回機構4を介し
て旋回自在な旋回基億17を設けである。該旋回基!1
7上に運転室7を搭載し、操作盤(図示せず)を付設し
て除滓装置100を操縦するのである。前記旋回基fi
17には、所要の伸縮機構(図示せず)を介して伸縮自
在に載せ付けた上段伸縮フレーム5を設け、該上段伸縮
フレーム5には、所要の伸縮機構(図示せず)を介して
伸縮自在に取付けた下段伸縮フレーム18を設け、該下
段伸縮フレーム18には、枢軸20を回転中心とした所
要の俯仰機t119を介して俯仰自在に取付けたアーム
支持フレーム6を設けである。該アーム支持フレーム6
には、除滓、攪拌その他付帯作業を行う作業工具8が交
換可能に取付けられている。
置の一例を図面に基づいて説明する。第1及び2図はア
ーク炉と除滓装置とのそれぞれ側面図と平面図であって
アーク炉については断面を示した図である。図において
除滓装置lOOの概略構成は次の通りである7 2は、床面lに敷設したレール3に走行車輪10を踏面
させて走行機構(図示せず)によって走行自在に構成し
た走行台車で、該走行台車2に所要の旋回機構4を介し
て旋回自在な旋回基億17を設けである。該旋回基!1
7上に運転室7を搭載し、操作盤(図示せず)を付設し
て除滓装置100を操縦するのである。前記旋回基fi
17には、所要の伸縮機構(図示せず)を介して伸縮自
在に載せ付けた上段伸縮フレーム5を設け、該上段伸縮
フレーム5には、所要の伸縮機構(図示せず)を介して
伸縮自在に取付けた下段伸縮フレーム18を設け、該下
段伸縮フレーム18には、枢軸20を回転中心とした所
要の俯仰機t119を介して俯仰自在に取付けたアーム
支持フレーム6を設けである。該アーム支持フレーム6
には、除滓、攪拌その他付帯作業を行う作業工具8が交
換可能に取付けられている。
なお上記のように本除滓装置では昇降機構は俯仰機構1
9として行っておし、また走行、旋回及び伸縮の各機構
は油圧サーボモータで駆動され、俯仰機構は油圧サーボ
シリンダで駆動される。また各機構は、油圧サーボモー
タ又は油圧サーボシリンダと一体のレゾルバからの出力
によって位置検出している。
9として行っておし、また走行、旋回及び伸縮の各機構
は油圧サーボモータで駆動され、俯仰機構は油圧サーボ
シリンダで駆動される。また各機構は、油圧サーボモー
タ又は油圧サーボシリンダと一体のレゾルバからの出力
によって位置検出している。
他方、アーク炉11は第8図に示すように、半径Rの固
定円弧ラック21上に、アーク炉下面の半径r(本例で
はR=2r)の円弧ラック22を噛み合わせ、付設のリ
ニアアクチュエータ(図示せず)で傾動する機構となっ
ている。この傾動によって、アーク炉は固定円弧ラック
上を転動する。すなわち作業口15の位置・角度が変化
するのである。
定円弧ラック21上に、アーク炉下面の半径r(本例で
はR=2r)の円弧ラック22を噛み合わせ、付設のリ
ニアアクチュエータ(図示せず)で傾動する機構となっ
ている。この傾動によって、アーク炉は固定円弧ラック
上を転動する。すなわち作業口15の位置・角度が変化
するのである。
除滓装置100の概略作用は次の通りである1例えば除
滓作業のときは、作業工具8をアーク炉11の傾いた作
業口15から炉内に挿入し、走行機構と旋回機構4によ
って作業工具8の方向を定め、伸縮機構による伸縮動作
と俯仰機構6による昇降動作によって作業工具8の先端
下部9を動作させて、溶湯12の湯面14に浮遊するス
ラグ13を作業口15より炉外に掻き出す。攪拌作業の
ときは、走行機構と旋回機構4によって作業工具8の方
向を定め、俯仰IlN横6によって作業工具8の先端下
部9を溶湯12内に突込み、伸縮機構によって作業工具
8の先端下部9を動作させて溶湯12を攪拌する。なお
除滓場所、攪拌場所を替える場合は、走行、旋回。
滓作業のときは、作業工具8をアーク炉11の傾いた作
業口15から炉内に挿入し、走行機構と旋回機構4によ
って作業工具8の方向を定め、伸縮機構による伸縮動作
と俯仰機構6による昇降動作によって作業工具8の先端
下部9を動作させて、溶湯12の湯面14に浮遊するス
ラグ13を作業口15より炉外に掻き出す。攪拌作業の
ときは、走行機構と旋回機構4によって作業工具8の方
向を定め、俯仰IlN横6によって作業工具8の先端下
部9を溶湯12内に突込み、伸縮機構によって作業工具
8の先端下部9を動作させて溶湯12を攪拌する。なお
除滓場所、攪拌場所を替える場合は、走行、旋回。
伸縮及び俯仰の各機構の全ての動作によって制御するこ
とは、説明するまでもないことである。
とは、説明するまでもないことである。
第3図は除滓装置100を制御するハードウェア構成例
を示した図であし、指示装置69、ジョイスティック7
4、セレクトスイッチ70、押釦71、レゾルバ68な
どからの入力は、主制御プロセッサ50、サーボ制御プ
ロセッサ52. A/D変換ボード53. [10ボー
ド57、演算ボード54.62 、D/A変換ボード5
9、パラレルボード60などで処理されて、表示装置6
6、サーボモータ67などに引き渡される。
を示した図であし、指示装置69、ジョイスティック7
4、セレクトスイッチ70、押釦71、レゾルバ68な
どからの入力は、主制御プロセッサ50、サーボ制御プ
ロセッサ52. A/D変換ボード53. [10ボー
ド57、演算ボード54.62 、D/A変換ボード5
9、パラレルボード60などで処理されて、表示装置6
6、サーボモータ67などに引き渡される。
次ぎに本発明に係る制御方法の各工程について説明する
が、本発明は、作業口付近に定めた垂線に交差するよう
に作業工具を拘束制御して、作業工具と作業口両側面と
の衝突を回避するものであるから、この拘束制御に関し
ては伸縮機構と昇降機構とは関係がない、すなわち作業
工具が伸縮しても作業工具と作業口との位置関係は変わ
らないしく作業工具先端とアーク炉内壁との衝突は別の
発明によって解決される)、また作業工具の昇降に付い
ては、除滓装置によって行う作業での昇降量は限られて
いるから、作業工具と作業口上下面との衝突は考慮する
必要がない。すなわち本発明は、作業工具と作業口上下
面との衝突の回避をも目的としたものではない。
が、本発明は、作業口付近に定めた垂線に交差するよう
に作業工具を拘束制御して、作業工具と作業口両側面と
の衝突を回避するものであるから、この拘束制御に関し
ては伸縮機構と昇降機構とは関係がない、すなわち作業
工具が伸縮しても作業工具と作業口との位置関係は変わ
らないしく作業工具先端とアーク炉内壁との衝突は別の
発明によって解決される)、また作業工具の昇降に付い
ては、除滓装置によって行う作業での昇降量は限られて
いるから、作業工具と作業口上下面との衝突は考慮する
必要がない。すなわち本発明は、作業工具と作業口上下
面との衝突の回避をも目的としたものではない。
しかし除滓装置としては、上記作業工具の水平面上の方
向を拘束制御するほかに、一般には前記除滓装置の概略
作用にて述べたごとく、伸縮FR横とrfl、降機構と
を作動させる必要があることから、以下の一実施例では
走行、旋回、伸縮及び昇降のすべての機構を制御する場
合について説明する。
向を拘束制御するほかに、一般には前記除滓装置の概略
作用にて述べたごとく、伸縮FR横とrfl、降機構と
を作動させる必要があることから、以下の一実施例では
走行、旋回、伸縮及び昇降のすべての機構を制御する場
合について説明する。
ただし伸縮と昇降については本発明と直接関係ないこと
は明らかであし、したがって以下の説明において伸縮と
昇降機構とのいずれか又は双方を作動させない場合は、
本発明の別の実施例となりうる。
は明らかであし、したがって以下の説明において伸縮と
昇降機構とのいずれか又は双方を作動させない場合は、
本発明の別の実施例となりうる。
まずアーク炉の諸元と傾動機構と傾動角とから、座標変
換によって静止座標系に関する作業口の傾動後の位置を
求める工程を、第4図の説明用斜視図に基づいて説明す
る。この工程は同時変換によって1次のように一般的に
行われる。
換によって静止座標系に関する作業口の傾動後の位置を
求める工程を、第4図の説明用斜視図に基づいて説明す
る。この工程は同時変換によって1次のように一般的に
行われる。
まず直角座標系GA−を定める。但しi=0はレール上
面、アーク炉正面、レールゲージ中心線に原点を取った
基準とする静止座標系、i−1は固定円弧ラックの中心
軸上に固定した座標系、i=2はアーク炉傾動角が零度
のときアーク炉傾動ラックの中心軸上に固定した座標系
、i=3はアーク炉が転動した後のGA2、i=4は変
換対象位置における座標系である。
面、アーク炉正面、レールゲージ中心線に原点を取った
基準とする静止座標系、i−1は固定円弧ラックの中心
軸上に固定した座標系、i=2はアーク炉傾動角が零度
のときアーク炉傾動ラックの中心軸上に固定した座標系
、i=3はアーク炉が転動した後のGA2、i=4は変
換対象位置における座標系である。
次にi番目の座標系の回転角(回転軸の正方向から見て
反時計方向を正とする。)をθ、とすれば。
反時計方向を正とする。)をθ、とすれば。
θ3はアーク炉転動角である。また(i−1)座標系で
表したGAI(原点)の位置ベクトルPaIは、P i
l、= (ao、bo、co)= (0,bo、co)
P a2= (at 、bt 、C+ )= (0,0
,R+r)P il、−(A2.b2.c2)= (0
,1)2.C2)P a4= (as、bq、cq) である。
表したGAI(原点)の位置ベクトルPaIは、P i
l、= (ao、bo、co)= (0,bo、co)
P a2= (at 、bt 、C+ )= (0,0
,R+r)P il、−(A2.b2.c2)= (0
,1)2.C2)P a4= (as、bq、cq) である。
次にi番目の座標系と(i+1)番目の座標系との関係
を表すA行列は、 A + = T rans(a、)、bo、co)A2
=Trans(al、bt、c+)A I = T
rans(ag、b2.c2)Rot(X3.θ3)
A4= T rans(al、b3.cq)であし、静
止座標GAoから見たアーク炉上の任意の場所GA4の
位置姿勢を表すT行列は、A + A2 Aq
A4 であるから、アーク炉下面と固定円弧ラックとが噛み合
っている条件とR=2rとから、T行列を求めることが
できる。本実施例では、 Px=aq+a、I P y = blcosθ1−c−4sinθq−3r
sin(θJ3))b。
を表すA行列は、 A + = T rans(a、)、bo、co)A2
=Trans(al、bt、c+)A I = T
rans(ag、b2.c2)Rot(X3.θ3)
A4= T rans(al、b3.cq)であし、静
止座標GAoから見たアーク炉上の任意の場所GA4の
位置姿勢を表すT行列は、A + A2 Aq
A4 であるから、アーク炉下面と固定円弧ラックとが噛み合
っている条件とR=2rとから、T行列を求めることが
できる。本実施例では、 Px=aq+a、I P y = blcosθ1−c−4sinθq−3r
sin(θJ3))b。
Pz=blsinθ1+clcosθq+3rcos(
θq/3)+c(1となし、したがってアーク炉転勤角
θ3が与えられれば、アーク炉上の任意の場所(例えば
作業口15)の位置を基準座標系で認識することができ
る。すなわち本実施例では、作業口15の中央を通る前
後方向の縦断面上における作業口の四角(第8図の点p
、、p2.p3及びP4)の場所が制御装置内に予め設
定し保存されておし、対象炉を指定すれば複数のアーク
炉に対応できる。またアーク炉転勤角θ1は、操作盛よ
り手動入力するか、又はアーク炉転勤角検出器から直接
入力することとしている。
θq/3)+c(1となし、したがってアーク炉転勤角
θ3が与えられれば、アーク炉上の任意の場所(例えば
作業口15)の位置を基準座標系で認識することができ
る。すなわち本実施例では、作業口15の中央を通る前
後方向の縦断面上における作業口の四角(第8図の点p
、、p2.p3及びP4)の場所が制御装置内に予め設
定し保存されておし、対象炉を指定すれば複数のアーク
炉に対応できる。またアーク炉転勤角θ1は、操作盛よ
り手動入力するか、又はアーク炉転勤角検出器から直接
入力することとしている。
次に除滓装置の諸元と走行及び旋回の各機構の現在位置
とから、座環変換によって静止座標系に関する作業工具
の水平面上の方向を求める工程について説明する。本実
施例では作業工具8の先端下部9の位置姿勢を管理する
ことから、この工程は先に述べたように、走行、旋回、
伸縮及び俯仰のすべての機構の現在位置によって次のよ
うに一般的に行われる。
とから、座環変換によって静止座標系に関する作業工具
の水平面上の方向を求める工程について説明する。本実
施例では作業工具8の先端下部9の位置姿勢を管理する
ことから、この工程は先に述べたように、走行、旋回、
伸縮及び俯仰のすべての機構の現在位置によって次のよ
うに一般的に行われる。
すなわち第5図の説明図に示すように、直角座標系GJ
Iを定める。但しi=0は基準とする静止座標系、i=
1は旋回軸芯上、昇降軸芯高さで定めた座標系、i=2
は昇降軸芯高さで作業工具中心及びそれに直交して旋回
軸と交わる位置で定めた座標系、i=3は昇降軸芯上に
定めた座標系、i=4は作業工具取付面に定めた座標系
で、i=5は作業工具先端下部9に定めた座標系で変換
対象位置である。
Iを定める。但しi=0は基準とする静止座標系、i=
1は旋回軸芯上、昇降軸芯高さで定めた座標系、i=2
は昇降軸芯高さで作業工具中心及びそれに直交して旋回
軸と交わる位置で定めた座標系、i=3は昇降軸芯上に
定めた座標系、i=4は作業工具取付面に定めた座標系
で、i=5は作業工具先端下部9に定めた座標系で変換
対象位置である。
以降は前記と同様にしてT行列を求めることができ、こ
うして除滓装置の諸元のほか、関節変数xo (走行軸
走行ff1)、y2(伸縮軸伸縮量)、θ1(旋回軸回
転角)及びθ−4(昇降軸回転角)が与えられれば、作
業工具先端下部9の位置と姿勢とが基準座標系で管理す
ることができ、作業工具8の水平面上の方向も認識する
こ、とができる。すなわち第7図に示す順でレゾルバか
ら入力した現在値を関節変数として座標変換すると、現
在位置が始点Psとして得られるのである。
うして除滓装置の諸元のほか、関節変数xo (走行軸
走行ff1)、y2(伸縮軸伸縮量)、θ1(旋回軸回
転角)及びθ−4(昇降軸回転角)が与えられれば、作
業工具先端下部9の位置と姿勢とが基準座標系で管理す
ることができ、作業工具8の水平面上の方向も認識する
こ、とができる。すなわち第7図に示す順でレゾルバか
ら入力した現在値を関節変数として座標変換すると、現
在位置が始点Psとして得られるのである。
次にアーク炉傾動後の作業口付近に垂線32(第8図)
を定める。ここでこの垂線とは、その垂線と作業工具8
とが交差するように、すなわちその垂線が作業工具8の
縦断面の垂直面に含まれるように作業工具8の方向を拘
束するものであるから、第6図に示すように作業口15
の内壁面30と外壁面31との[mAに定めることが好
ましいが、内壁面30よりも若干内側B又は外壁面31
よりも若干外側Cに定めることもできる。すなわち本明
細書において「作業口付近に垂線を定めるJとは、作業
口の内壁面30と外壁面31との間A、もしくは内壁面
30よりも若干内側B又は外壁面31よりも若干外側C
に垂線を定めることをいう。
を定める。ここでこの垂線とは、その垂線と作業工具8
とが交差するように、すなわちその垂線が作業工具8の
縦断面の垂直面に含まれるように作業工具8の方向を拘
束するものであるから、第6図に示すように作業口15
の内壁面30と外壁面31との[mAに定めることが好
ましいが、内壁面30よりも若干内側B又は外壁面31
よりも若干外側Cに定めることもできる。すなわち本明
細書において「作業口付近に垂線を定めるJとは、作業
口の内壁面30と外壁面31との間A、もしくは内壁面
30よりも若干内側B又は外壁面31よりも若干外側C
に垂線を定めることをいう。
また本実施例では垂線32の決定は、静止座標系におい
てx、y座標を定めることではな(、x、y、z座標を
定めることによって行い、次の工程である作業工具の目
標位置を定める工程において、2座標を無視するように
している。上記x、y、z座標で定められた点を拘束点
Pcという。
てx、y座標を定めることではな(、x、y、z座標を
定めることによって行い、次の工程である作業工具の目
標位置を定める工程において、2座標を無視するように
している。上記x、y、z座標で定められた点を拘束点
Pcという。
次に上記垂線32に交差して作業工具8を位置せしめる
拘束条件のもとで、作業工具8の目標位置を定める工程
を第7図に基づいて説明する。
拘束条件のもとで、作業工具8の目標位置を定める工程
を第7図に基づいて説明する。
手動の場合は運転室操作盤に取付けたジョイスティック
74の倒れ角で運転員が指示したx、y、z方向の速度
に対応する作業工具先端下部9の位置増分量δX、δy
、δ2を求め、自動の場合はメインコントローラに保存
された教示データの位置と指令速度とから作・業工具先
端下部9の前記位置増分量を求め、既に求められた作業
工具先端下部9の現在位置(始点) Psに前記位置増
分量を加えて、作業工具先端下部9の目標位置データを
求める。次いで該目標位置データと拘束点Pcの位置と
から、2座標を無視して作業工具8の目標旋回角を求め
、この目標旋回角から0黒姿勢データを作成し、該目標
姿勢データと先に求めた目標位置データとから作業工具
先端下部9の目標データPfを作成する。
74の倒れ角で運転員が指示したx、y、z方向の速度
に対応する作業工具先端下部9の位置増分量δX、δy
、δ2を求め、自動の場合はメインコントローラに保存
された教示データの位置と指令速度とから作・業工具先
端下部9の前記位置増分量を求め、既に求められた作業
工具先端下部9の現在位置(始点) Psに前記位置増
分量を加えて、作業工具先端下部9の目標位置データを
求める。次いで該目標位置データと拘束点Pcの位置と
から、2座標を無視して作業工具8の目標旋回角を求め
、この目標旋回角から0黒姿勢データを作成し、該目標
姿勢データと先に求めた目標位置データとから作業工具
先端下部9の目標データPfを作成する。
なお拘束動作を始める前に作業工具が拘束点Pcを通っ
ていないときは2作業工具が拘束点Pcを通るように作
業工具の水平向きを徐々に変えて動かし、姿勢の制御を
した後に上記工程を行う。
ていないときは2作業工具が拘束点Pcを通るように作
業工具の水平向きを徐々に変えて動かし、姿勢の制御を
した後に上記工程を行う。
次に作業工具の目標データP「を逆座標変換して走行、
旋回、伸縮及び俯仰の各m構の繰作量を定める工程を第
7図に基づいて説明する。作業工具の先端下部9の位置
姿勢である始点Psは、既に関節変数Xo(走行軸走行
量)、Y2(伸縮軸伸縮量)、θI(旋回軸回転角)及
びθ3(昇降軸回転角)の関数として求められているか
ら、この逆演算を行う逆座標変換をすることによって、
作業工具の先端下部9の0櫟位置姿勢である目標データ
Pfから、関節変数XQ、y2、θ1及びθ3の目標値
を求めることができる。この目標値と、レゾルバで検出
された現在値とから、サーボアンプへの操作量をM算し
てサーボアンプに引き渡し、サーボモータ又はサーボシ
リンダを駆動する。
旋回、伸縮及び俯仰の各m構の繰作量を定める工程を第
7図に基づいて説明する。作業工具の先端下部9の位置
姿勢である始点Psは、既に関節変数Xo(走行軸走行
量)、Y2(伸縮軸伸縮量)、θI(旋回軸回転角)及
びθ3(昇降軸回転角)の関数として求められているか
ら、この逆演算を行う逆座標変換をすることによって、
作業工具の先端下部9の0櫟位置姿勢である目標データ
Pfから、関節変数XQ、y2、θ1及びθ3の目標値
を求めることができる。この目標値と、レゾルバで検出
された現在値とから、サーボアンプへの操作量をM算し
てサーボアンプに引き渡し、サーボモータ又はサーボシ
リンダを駆動する。
以上のように作業工具が拘束点を通るように旋回角が定
められ、その旋回角から目標データを作成するから、逆
座標変換によって求めた関節変数は必ず拘束点を通る旋
回角になる。したがって作業工具先端下部9を3次元的
に自在に動かしても、作業工具8は拘束点Pcを通る垂
線32に交差して移動し、アーク炉作業口15の両側面
に衝突することなく除滓、攪拌その他の作業を行うこと
ができる。
められ、その旋回角から目標データを作成するから、逆
座標変換によって求めた関節変数は必ず拘束点を通る旋
回角になる。したがって作業工具先端下部9を3次元的
に自在に動かしても、作業工具8は拘束点Pcを通る垂
線32に交差して移動し、アーク炉作業口15の両側面
に衝突することなく除滓、攪拌その他の作業を行うこと
ができる。
次に作業口付近に垂線32を定める工程について、いく
つかのより具体的な方法を述べる。
つかのより具体的な方法を述べる。
第1の方法としてまず、第8図に示すように傾!IJ
t&の作業口の前後方向の縦断面を求める。この縦断面
の左右方向の場所は、アーク炉が左右対象である限りは
、当然に作業口の中央に設けるのが好ましい0次に上記
縦断面を二定高さHの水平面で切断した水平線を求める
。この一定高さHは任意であるが、作業口が傾斜してい
ることから、高さHに応じて次の内分又は外分の比率が
異なることどなる6次に上記水平線と作業口の内壁面3
0との交点pb及び外壁面31との交点Paを内分又は
外分した点を拘束点Pcとし、該拘束点Pcを通る垂線
として、求める垂線32を定める。内分とは第6図のA
に対応し、外分とは同図のB又はCに対応するものであ
る。一般には土手高さ、すなわち作業口内壁側の高さの
水平線で切断し、1:lに内分するのが好ましい、また
以上の方法において、上記一定高さHを作業工具の先端
下部9の現在高さとして、関節変数X0.3’2、θ置
及びθ、の現在値から得られた始点Psから自動入力す
ることもでき、前記土手高さが溶解バッチ毎に変化する
とき有効である7 第2の方法として、アーク炉が水平位置にあるときの作
業口の前後方向の縦断面を求め、該縦断面と作業口内壁
面30’ (’は傾動前であることを示す。以下同じ、
)との交線上にある一定高さH゛の点Pb′がアーク炉
の傾動後に移る点pbを座標変換によって求め、照点p
bを通る水平線と傾動後の作業口の外壁面31との交点
Paを求め、点pbと点Paとを内分又は外分し、該内
分点又は外分点を拘束点Pcとして垂線を定めることが
できる。このような方法によれば、アーク炉傾動角の変
更に従って自動的に垂線が移動して好ましい、また上記
一定高さH′を、アーク炉が水平位置にあるときの作業
工具の先端下部9゛の高さとして自動入力することもで
き2作業口内の目視が利かないときに有効である。
t&の作業口の前後方向の縦断面を求める。この縦断面
の左右方向の場所は、アーク炉が左右対象である限りは
、当然に作業口の中央に設けるのが好ましい0次に上記
縦断面を二定高さHの水平面で切断した水平線を求める
。この一定高さHは任意であるが、作業口が傾斜してい
ることから、高さHに応じて次の内分又は外分の比率が
異なることどなる6次に上記水平線と作業口の内壁面3
0との交点pb及び外壁面31との交点Paを内分又は
外分した点を拘束点Pcとし、該拘束点Pcを通る垂線
として、求める垂線32を定める。内分とは第6図のA
に対応し、外分とは同図のB又はCに対応するものであ
る。一般には土手高さ、すなわち作業口内壁側の高さの
水平線で切断し、1:lに内分するのが好ましい、また
以上の方法において、上記一定高さHを作業工具の先端
下部9の現在高さとして、関節変数X0.3’2、θ置
及びθ、の現在値から得られた始点Psから自動入力す
ることもでき、前記土手高さが溶解バッチ毎に変化する
とき有効である7 第2の方法として、アーク炉が水平位置にあるときの作
業口の前後方向の縦断面を求め、該縦断面と作業口内壁
面30’ (’は傾動前であることを示す。以下同じ、
)との交線上にある一定高さH゛の点Pb′がアーク炉
の傾動後に移る点pbを座標変換によって求め、照点p
bを通る水平線と傾動後の作業口の外壁面31との交点
Paを求め、点pbと点Paとを内分又は外分し、該内
分点又は外分点を拘束点Pcとして垂線を定めることが
できる。このような方法によれば、アーク炉傾動角の変
更に従って自動的に垂線が移動して好ましい、また上記
一定高さH′を、アーク炉が水平位置にあるときの作業
工具の先端下部9゛の高さとして自動入力することもで
き2作業口内の目視が利かないときに有効である。
すなわち水平位置で設定する方法は、傾動後にスラグの
自然流滓が始まり土手が見えなくなるときに有効である
。
自然流滓が始まり土手が見えなくなるときに有効である
。
第3の方法として、アーク炉の傾動角のデータによらず
目視で作業口に位置決めした作業工具の先端下部9の現
在位置を拘束点PCとして、垂線を自動的に定めること
ができ、また第4の方法として、アーク炉が水平位置に
あるときの作業工具の先端下部9′の位置を求め、該先
端下部9゛の位置がアーク炉の傾動後に移る点を座標変
換によって求め、照点を拘束点Pcとして垂線を定める
こともできる。このような方法によるときは、垂線の場
所を視覚的に確認することができる。
目視で作業口に位置決めした作業工具の先端下部9の現
在位置を拘束点PCとして、垂線を自動的に定めること
ができ、また第4の方法として、アーク炉が水平位置に
あるときの作業工具の先端下部9′の位置を求め、該先
端下部9゛の位置がアーク炉の傾動後に移る点を座標変
換によって求め、照点を拘束点Pcとして垂線を定める
こともできる。このような方法によるときは、垂線の場
所を視覚的に確認することができる。
なお以上の説明から明らかに、除滓装置及びアーク炉の
機械構成上の相違によって本発明が限定されるものでは
なく、また基準座標からアーク炉の状態並びに除滓装置
の状態がデータ管理できる構成であればいかなる構成に
おいても本発明を実施することは容易であし、したがっ
て本発明の効果は著しいものである。
機械構成上の相違によって本発明が限定されるものでは
なく、また基準座標からアーク炉の状態並びに除滓装置
の状態がデータ管理できる構成であればいかなる構成に
おいても本発明を実施することは容易であし、したがっ
て本発明の効果は著しいものである。
[発明の効果]
本発明に係る除滓装置の制御方法によって、アーク炉に
挿入する作業工具とアーク炉作業口との衝突という問題
は容易かつ確実に回避され、したがってアーク炉の溶湯
表面に浮遊したスラグの除去、溶湯の攪拌、又はその他
の付帯作業を容易かつ短時間に行うことができる。
挿入する作業工具とアーク炉作業口との衝突という問題
は容易かつ確実に回避され、したがってアーク炉の溶湯
表面に浮遊したスラグの除去、溶湯の攪拌、又はその他
の付帯作業を容易かつ短時間に行うことができる。
第1及び2図は、アーク炉と除滓装置との一例のそれぞ
れ側面図と平面図であってアーク炉については断面を示
した図、第3図は、除滓装置を制御するハードウェア構
成例を示したブロック図、第4図は、アーク炉の諸元と
傾動機構と傾動角とから座標変換によって静止座標系に
関するアーク炉の任意の場所の位置姿勢を求める工程の
説明用斜視図、第5図は、除滓装置の諸元と各機構の現
在位置とから座標変換によって静止座標系に関する作業
工具先端下部の位置姿勢を求める工程の説明図、第6図
は、本発明の制御方法によって制御された作業工具の動
作を示す説明図、第7図は、本発明の制御手法を示すブ
ロック図、第8図は、拘束点を定める一手法を示す説明
図、第9図は、従来例を示す側面図である。
れ側面図と平面図であってアーク炉については断面を示
した図、第3図は、除滓装置を制御するハードウェア構
成例を示したブロック図、第4図は、アーク炉の諸元と
傾動機構と傾動角とから座標変換によって静止座標系に
関するアーク炉の任意の場所の位置姿勢を求める工程の
説明用斜視図、第5図は、除滓装置の諸元と各機構の現
在位置とから座標変換によって静止座標系に関する作業
工具先端下部の位置姿勢を求める工程の説明図、第6図
は、本発明の制御方法によって制御された作業工具の動
作を示す説明図、第7図は、本発明の制御手法を示すブ
ロック図、第8図は、拘束点を定める一手法を示す説明
図、第9図は、従来例を示す側面図である。
Claims (7)
- (1)アーク炉胴部の作業口に面して配置された左右に
走行自在な台車と、該台車上に旋回機構と伸縮機構と昇
降機構とを介して搭載された作業工具と、前記走行、旋
回、伸縮及び昇降の各機構を制御する制御装置とからな
るアーク炉用除滓装置の制御方法であって、アーク炉の
諸元と傾動機構と傾動角とから座標変換によって静止座
標系に関する前記作業口の傾動後の位置を求め、除滓装
置の諸元と前記走行及び旋回の各機構の現在位置とから
座標変換によって前記静止座標系に関する前記作業工具
の水平面上の方向を求め、前記傾動後の作業口付近に垂
線を定め、該垂線に交差して前記作業工具を位置せしめ
る拘束条件のもとで該作業工具の目標位置を定め、該目
標位置を逆座標変換して前記走行及び旋回の各機構の操
作量を定めるアーク炉用除滓装置の制御方法。 - (2)前記傾動後の作業口付近に前記垂線を定める工程
は、傾動後の作業口の前後方向の縦断面を求め、該縦断
面を一定高さの水平面で切断した水平線を求め、該水平
線と作業口の内壁面及び外壁面との両交点を内分又は外
分し、該内分点又は外分点を通る垂線として定めるもの
である請求項1記載のアーク炉用除滓装置の制御方法。 - (3)前記一定高さは、作業工具の先端下部の現在高さ
として自動入力するものである請求項2記載のアーク炉
用除滓装置の制御方法。 - (4)前記傾動後の作業口付近に前記垂線を定める工程
は、アーク炉が水平位置にあるときの作業口の前後方向
の縦断面を求め、該縦断面と作業口内壁面との交線上に
ある一定高さの点がアーク炉の傾動後に移る点を座標変
換によって求め、該点と、該点を通る水平線と傾動後の
作業口の外壁面との交点とを内分又は外分し、該内分点
又は外分点を通る垂線として定めるものである請求項1
記載のアーク炉用除滓装置の制御方法。 - (5)前記一定高さは、アーク炉が水平位置にあるとき
の作業工具の先端下部の高さとして自動入力するもので
ある請求項4記載のアーク炉用除滓装置の制御方法。 - (6)前記傾動後の作業口付近に前記垂線を定める工程
は、作業工具の先端下部の現在位置を通る垂線として自
動的に定めるものである請求項1記載のアーク炉用除滓
装置の制御方法。 - (7)前記傾動後の作業口付近に前記垂線を定める工程
は、アーク炉が水平位置にあるときの作業工具の先端下
部の位置を求め、該先端下部の位置がアーク炉の傾動後
に移る点を座標変換によって求め、該点を通る垂線とし
て定めるものである請求項1記載のアーク炉用除滓装置
の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15315088A JPH024194A (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | アーク炉用除滓装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15315088A JPH024194A (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | アーク炉用除滓装置の制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH024194A true JPH024194A (ja) | 1990-01-09 |
Family
ID=15556112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15315088A Pending JPH024194A (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | アーク炉用除滓装置の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH024194A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56137173A (en) * | 1980-03-29 | 1981-10-26 | Agency Of Ind Science & Technol | Measuring device for direction and position of mobile body |
| US5216421A (en) * | 1989-09-25 | 1993-06-01 | Moriyama Kogyo Kabushiki Kaisha | Indicator for small watercraft |
| JP2003068445A (ja) * | 2001-08-28 | 2003-03-07 | Hitachi Zosen Corp | プラズマ式溶融炉における電極昇降制御装置 |
| CN102978415A (zh) * | 2012-12-05 | 2013-03-20 | 浙江天能电源材料有限公司 | 一种摆动式熔铅除渣装置 |
-
1988
- 1988-06-21 JP JP15315088A patent/JPH024194A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56137173A (en) * | 1980-03-29 | 1981-10-26 | Agency Of Ind Science & Technol | Measuring device for direction and position of mobile body |
| US5216421A (en) * | 1989-09-25 | 1993-06-01 | Moriyama Kogyo Kabushiki Kaisha | Indicator for small watercraft |
| JP2003068445A (ja) * | 2001-08-28 | 2003-03-07 | Hitachi Zosen Corp | プラズマ式溶融炉における電極昇降制御装置 |
| CN102978415A (zh) * | 2012-12-05 | 2013-03-20 | 浙江天能电源材料有限公司 | 一种摆动式熔铅除渣装置 |
| CN102978415B (zh) * | 2012-12-05 | 2013-12-04 | 浙江天能电源材料有限公司 | 一种摆动式熔铅除渣装置 |
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