專利名稱：退火鋼卷快速堆垛輔助系統(tǒng)及其操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種退火鋼卷快速堆垛輔助系統(tǒng)及其操作方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的罩式退火爐采用的通常是單垛緊卷退火方式。鋼卷一層層通過中間對流板 相隔而疊在一起進行退火處理。在進行退火前，對鋼卷進行堆垛是一項重要工作，由于堆垛 質(zhì)量對堆垛安全和后續(xù)生產(chǎn)影響較大，因此在堆垛過程中需要地面指揮人員和嫻熟的天車 操作人員密切配合才能順利完成，在這個過程中，堆垛效率低，人員勞動量大，因此制約了 退火車間的生產(chǎn)。目前，吊運系統(tǒng)方面有很多精確定位的新技術(shù)，但這些新技術(shù)應(yīng)用到退火 鋼卷堆垛時還是不能很好地解決遇到的問題。公開號CN101143686A公布了一種天車定位系統(tǒng)及定位方法。該發(fā)明采用工業(yè)控 制計算機作為核心，將工業(yè)控制計算機、數(shù)據(jù)采集卡、下位機PLC和傳感器有機地融合在一 起。該系統(tǒng)采用高精度激光傳感器和編碼器測取天車x、y、ζ三個方向的距離，經(jīng)過不同類 型的數(shù)據(jù)采集卡送入工業(yè)控制計算機CPU中，同時，采用OPC技術(shù)通過現(xiàn)場總線將天車運行 的狀態(tài)實時從下位機PLC讀到上位機_工業(yè)控制計算機中，然后在工業(yè)控制計算機中利用 Visual Basic等高級語言編寫數(shù)據(jù)處理和界面顯示程序，達到實時顯示天車運行位置和狀 態(tài)的目的，從而為天車操作人員提供天車運行的精確數(shù)據(jù)。該發(fā)明應(yīng)用在退火鋼卷堆垛時， 由于退火車間中有多個退火爐，天車需要精確定位的點較多，從而需要在現(xiàn)場安裝大量的 傳感器和相關(guān)設(shè)備，導(dǎo)致該系統(tǒng)投資大、設(shè)備維護繁瑣。公告號CN201121095Y公開了一種新型天車吊車定位器，它是針對現(xiàn)有的射頻卡 和射頻電纜定位法精度低和費用高問題而設(shè)計的。該定位器由設(shè)在吊車上的位置轉(zhuǎn)換傳感 器、通過導(dǎo)線與位置轉(zhuǎn)換傳感器相連接的數(shù)據(jù)處理儀表和設(shè)置在鐵軌一側(cè)的若干個位置器 組成。其中，位置轉(zhuǎn)換傳感器包括滾輪和位置讀出傳感器，位置器具有不同參數(shù)。由于位置 器可反映出吊車的動態(tài)位置，因此它可將吊車在相鄰兩個位置器之間的誤差降到最低，從 而實現(xiàn)天車吊車的準確定位。該發(fā)明用于退火鋼卷堆垛時，由于本身的設(shè)計原因，只能實現(xiàn) 線性精確定位，無法滿足堆垛對平面精確定位的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠為天車操作人員提供直觀的視頻參照的退火鋼 卷快速堆垛輔助系統(tǒng)及其操作方法。本發(fā)明的目的還在于提供一種能夠提高堆垛效率和堆垛質(zhì)量的退火鋼卷快速堆 垛輔助系統(tǒng)及其操作方法。本發(fā)明提供一種退火鋼卷快速堆垛輔助系統(tǒng)，一種退火鋼卷快速堆垛輔助系統(tǒng)， 包括鑲嵌套，安裝在鋼卷吊具的導(dǎo)位錐的下端面的中心；攝像系統(tǒng)，凹陷地安裝在鑲嵌套 的下表面的中心；照明系統(tǒng)，安裝在鑲嵌套的下表面上并與攝像系統(tǒng)鄰近；觀瞄指示系統(tǒng)， 凹陷地安裝在鑲嵌套中并與攝像系統(tǒng)和照明系統(tǒng)鄰近；顯示器，與攝像系統(tǒng)電連接，用于顯
3示攝像系統(tǒng)拍攝的圖像以及攝像系統(tǒng)的視場標記中心點；示位標記，設(shè)置在鋼卷堆垛平臺 上的鼓風(fēng)風(fēng)扇的上表面的中心位置，其中，鑲嵌套的中心線與導(dǎo)位錐的中心線重合，觀瞄指 示系統(tǒng)在攝像系統(tǒng)的視場內(nèi)發(fā)出互相垂直的兩條光線，從而在顯示器上顯示出互相垂直的 兩條觀瞄線，觀瞄線的交點與攝像系統(tǒng)的視場標記中心點重合。照明系統(tǒng)可包括四盞遠光燈，該四盞遠光燈圍繞攝像系統(tǒng)在圓周方向上彼此按照 相同的間隔布置。攝像系統(tǒng)可包括三倍光學(xué)變焦鏡頭。觀瞄指示系統(tǒng)可包括兩個激光燈，所述兩個激光燈相對于攝像系統(tǒng)的中心在同一 平面上呈90度布置。觀瞄指示系統(tǒng)可包括四個激光燈，所述四個激光燈圍繞攝像系統(tǒng)在圓周方向上彼 此按照相同的間隔布置。所述遠光燈可從鑲嵌套的下表面突出。一種退火鋼卷快速堆垛輔助系統(tǒng)的操作方法，所述方法包括以下步驟a、利用鋼卷吊具將鋼卷吊運至目標鋼卷堆垛平臺附近；b、調(diào)整鋼卷吊具的位置，以使示位標記出現(xiàn)在顯示器的視場內(nèi)；C、利用顯示器上顯示的觀瞄線調(diào)整鋼卷吊具的位置，以使示位標記與觀瞄線的中 心點重合；d、將鋼卷吊放入位，然后使鋼卷吊具與鋼卷分離；e、按照堆垛鋼卷的步驟將對流板堆垛在鋼卷之上；f、重復(fù)執(zhí)行堆垛鋼卷和對流板的操作，當鋼卷的堆垛數(shù)量滿足要求時停止操作。所述方法還可包括根據(jù)鋼卷的高度調(diào)節(jié)攝像系統(tǒng)的焦距。。通過使用根據(jù)本發(fā)明的鋼卷堆垛輔助系統(tǒng)，在不明顯改動現(xiàn)場設(shè)備的前提下可以 明顯提高堆垛效率。通過使用根據(jù)本發(fā)明的退火鋼卷堆垛輔助系統(tǒng)可以給天車操作人員提供直觀的 操作條件，因此可以減少地面引導(dǎo)人員的勞動量和降低對天車操作人員熟練程度的要求。通過使用根據(jù)本發(fā)明的退火鋼卷堆垛輔助系統(tǒng)及其操作方法可以提高堆垛質(zhì)量， 使鋼卷及對流板以示位標記為中心垂直堆垛，減少因為堆垛不正而導(dǎo)致的安全隱患。堆垛 質(zhì)量的提高使鋼卷位于對流板上的肋條的正上方位置，以避免鋼卷邊緣與對流板的肋條的 兩端的接觸，從而可以減少對流板對鋼卷的硌傷。堆垛質(zhì)量的提高可以使退火爐內(nèi)氣體流 向更均衡，減少爐內(nèi)溫度不均，從而減少粘鋼現(xiàn)象的發(fā)生。本發(fā)明的退火鋼卷堆垛輔助系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單，成本低。本發(fā)明通過設(shè)置觀瞄系統(tǒng)而使操作人員臨場感強、顯示直觀，操作人員易于掌握。


通過下面結(jié)合附圖進行的描述，本發(fā)明的上述和其他目的和特點將會變得更加清 楚，其中圖1是鋼卷吊具簡圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的退火鋼卷快速堆垛輔助系統(tǒng)的鑲嵌套的縱向剖面圖；圖3是圖2的鑲嵌套的底部平面4
圖4是示出在顯示器上顯示的視場標記圓圈和視場中心點的示意圖；圖5是示出在顯示器上顯示的視場標記圓圈、視場中心點和瞄準線的示意圖；圖6是示位標記的示意圖。主要附圖標記說明1、攝像系統(tǒng)；2、照明系統(tǒng)；3、觀瞄指示系統(tǒng)；4、鑲嵌套；5、線纜；6、鋼卷堆垛平臺；8、顯示器；9、視場標記圓圈；10、視場標記中心點；11、瞄準線；12、對流板；13、鋼卷；14、鼓風(fēng)風(fēng)扇；15、示位標記；16、鋼卷吊具；17、導(dǎo)位錐。
具體實施例方式以下，將參照附圖來詳細說明本發(fā)明的實施例。在鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)，為了準確吊裝鋼卷，鋼卷吊具16上需裝配導(dǎo)位錐17，如圖1所 示。在導(dǎo)位錐17的引導(dǎo)下，鋼卷吊具16可以對鋼卷進行吊運。為了快速且精確地對鋼卷 進行吊運，本發(fā)明提出一種退火鋼卷快速堆垛輔助系統(tǒng)。如圖2至圖6所示，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的退火鋼卷快速堆垛輔助系統(tǒng)包 括鑲嵌套4，被固定地安裝在鋼卷吊具16的導(dǎo)位錐17的下端面的中心；攝像系統(tǒng)1，凹陷 地安裝在鑲嵌套4的下表面的中心，用于拍攝導(dǎo)位錐17正下方的平面圖像；照明系統(tǒng)2，布 置在攝像系統(tǒng)1的周圍，以給攝像系統(tǒng)1提供照明；觀瞄指示系統(tǒng)3，凹陷地布置在鑲嵌套4 的下表面，與攝像系統(tǒng)1和照明系統(tǒng)2鄰近；顯示器8，安裝在天車上，并通過線纜5與攝像 系統(tǒng)1連接，以顯示攝像系統(tǒng)1拍攝的圖像；示位標記15，設(shè)置在鋼卷堆垛平臺6上的鼓風(fēng) 風(fēng)扇14的上表面的中心位置。優(yōu)選地，鑲嵌套4可嵌入地安裝在導(dǎo)位錐17的內(nèi)部，以保護攝像系統(tǒng)1、照明系統(tǒng) 2和觀瞄指示系統(tǒng)3。在這種情況下，用于供電和傳輸信號的線纜5可穿過導(dǎo)位錐17而使 攝像系統(tǒng)1、照明系統(tǒng)2和觀瞄指示系統(tǒng)3與電源(未示出)和/或顯示器8連接。當然，鑲嵌套4也可通過其他可行的方式固定到導(dǎo)位錐17的下端面的中心位置， 只要保證鑲嵌套4的中心線與導(dǎo)位錐17的中心線重合即可。當?shù)踹\鋼卷時，導(dǎo)位錐17位 于鋼卷芯部位置，攝像的視野不會被遮擋，且在堆垛過程中導(dǎo)流板的中心具有開孔，因此不會對攝像系統(tǒng)1造成干擾。圖2和圖3示出了攝像系統(tǒng)1、照明系統(tǒng)2和觀瞄指示系統(tǒng)3在鑲嵌套4中的布置 方式。在進行鋼卷堆垛時，由于鋼卷芯部和導(dǎo)流板所圍成的中心通道光線較弱，難以通 過攝像系統(tǒng)觀察示位標記15，因此需要照明系統(tǒng)2提供光照明。照明系統(tǒng)2凸出地設(shè)置在 鑲嵌套4的下表面上，包括四個照明燈，該四個照明燈圍繞攝像系統(tǒng)1在圓周方向上彼此按 照相同的間隔布置，以給攝像系統(tǒng)1提供足夠的照明。雖然圖2中示出了照明系統(tǒng)1具有 四個照明燈，但本發(fā)明不限于此，在照明效果能夠滿足要求的情況下，也可使用一個或一個 以上數(shù)量的照明燈，而不限于四個照明燈。當照明系統(tǒng)2包括多個照明燈時，所述多個照明 燈按照環(huán)形形狀布置在攝像系統(tǒng)1的周圍。照明燈可采用遠光照明燈。由于攝像系統(tǒng)1凹陷地安裝在鑲嵌套4內(nèi)，所以能夠避免遠光燈逸散的光線和其 它漫射光線的干擾。在圖3中示出了觀瞄指示系統(tǒng)3包括4個激光燈，所述激光燈圍繞攝像系統(tǒng)1在 圓周方向上彼此按照相同的間隔布置，并且其位置與4個照明燈相互交替錯開。激光燈凹 陷地設(shè)置在鑲嵌套4的下表面中。激光燈可為紅色激光燈，其垂直向下發(fā)射激光束條，從而 能夠在攝像系統(tǒng)1所能觀察的視場內(nèi)照射出紅色激光條。四個激光燈所發(fā)出的光束可在攝 像系統(tǒng)1的攝像范圍內(nèi)投射成兩條互相垂直相交的光線，從而可在顯示器8上顯示成通過 視場標記中心點10的十字瞄準線11。圖4和圖5分別示出了在觀瞄指示系統(tǒng)3未打開和打開的情況下在顯示器8上顯 示的畫面的示意圖。在觀瞄指示系統(tǒng)3未打開的情況下，在顯示器8上顯示出攝像系統(tǒng)的 視場標記圓圈9和視場標記中心點10。在觀瞄指示系統(tǒng)3打開的情況下，在顯示器8上顯 示出視場標記圓圈9、視場標記中心點10和十字瞄準線11，其中，瞄準線線11的中心與視 場標記中心點10重合。攝像系統(tǒng)1的視場標記圓圈9和視場標記中心點10以及攝像系統(tǒng)1拍攝激光燈 所發(fā)出的光束形成的十字瞄準線11構(gòu)成觀瞄系統(tǒng)。當行車操作人員通過該觀瞄系統(tǒng)進行 堆垛時，以瞄準打靶的方式進行，隨著激光線束投射在視場內(nèi)并隨操作人員操作運動時有 很好的臨場感。在本發(fā)明中，也可利用兩個激光燈來構(gòu)成觀瞄指示系統(tǒng)。在這種情況下，兩個激光 燈應(yīng)該相對于攝像系統(tǒng)1的中心在同一平面上呈90度布置，以形成互相垂直的瞄準線。隨著堆垛卷數(shù)的增加，攝像系統(tǒng)1與示位標記15的距離相應(yīng)地增加，導(dǎo)致物像變 小。為此，攝像系統(tǒng)1可采用三倍光線變焦鏡頭，以對應(yīng)堆垛的四個鋼卷的高度。顯示器8通過顯示由攝像系統(tǒng)1拍攝的圖像來為天車操作人員提供直觀的視頻參 照，操作人員在觀瞄指示系統(tǒng)3的指引下操作鋼卷吊具16使視場標記中心點10與示位標 記15重合，以準確地將鋼卷或?qū)α靼宥讯獾街付ㄎ恢?。?yōu)選地，顯示器8設(shè)置在天車操作 室的操作臺正前上方。此外，在天車上沿天車移動的臺面上安裝有集線器，用于在鋼卷吊具16上下移動 時將與顯示器8連接的線纜5進行收放。下面將參照圖6描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的退火鋼卷快速堆垛輔助系統(tǒng) 的操作方法。
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上述退火鋼卷快速堆垛輔助系統(tǒng)的操作方法包括如下步驟a、按照快速操作方式利用鋼卷吊具16將鋼卷13吊運至目標鋼卷堆垛平臺6附 近；b、按照中速操作方式調(diào)整鋼卷吊具16的位置，以使示位標記15顯示在顯示器8 上；C、按照慢速操作方式利用顯示器8上顯示的觀瞄線11調(diào)整吊具16的位置，以使 示位標記15與觀瞄線11的中心點重合；d、將鋼卷13吊放入位，然后使吊具17與鋼卷13分離；e、按照堆垛鋼卷13的步驟將對流板12堆垛在鋼卷13之上；f、重復(fù)執(zhí)行堆垛鋼卷13和對流板12，當鋼卷13的堆垛數(shù)量滿足要求時停止操作。所述操作方法還可包括隨著鋼卷堆垛高度的增加，對攝像系統(tǒng)1進行光學(xué)調(diào)焦， 以在顯示器8上清晰地顯示示位標記15的步驟。通過使用根據(jù)本發(fā)明的退火鋼卷快速堆垛輔助系統(tǒng)，在不明顯改動現(xiàn)場設(shè)備的前 提下可以明顯提高堆垛效率。通過使用根據(jù)本發(fā)明的退火鋼卷快速堆垛輔助系統(tǒng)可以給天車操作人員提供直 觀的操作條件，因此可以減少地面引導(dǎo)人員的勞動量和降低對天車操作人員熟練程度的要 求。通過使用根據(jù)本發(fā)明的退火鋼卷快速堆垛輔助系統(tǒng)及其操作方法可以提高堆垛 質(zhì)量，使鋼卷及對流板以示位標記為中心垂直堆垛，減少因為堆垛不正而導(dǎo)致的安全隱患。 堆垛質(zhì)量的提高使鋼卷位于對流板上的肋條的正上方位置，以避免鋼卷邊緣與對流板的肋 條的兩端接觸，從而可以減少對流板對鋼卷的硌傷。堆垛質(zhì)量的提高可以使退火爐內(nèi)氣體 流向更均衡，減少爐內(nèi)溫度不均，從而減少粘鋼現(xiàn)象的發(fā)生。本發(fā)明的退火鋼卷快速堆垛輔助系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單，成本低。本發(fā)明通過設(shè)置觀瞄系統(tǒng)而使操作人員臨場感強、顯示直觀，操作人員易于掌握。本發(fā)明不限于上述實施例，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可以進行各種變形和 修改。
權(quán)利要求
一種退火鋼卷快速堆垛輔助系統(tǒng)，包括鑲嵌套，安裝在鋼卷吊具的導(dǎo)位錐的下端面的中心；攝像系統(tǒng)，凹陷地安裝在鑲嵌套的下表面的中心；照明系統(tǒng)，安裝在鑲嵌套的下表面上并與攝像系統(tǒng)鄰近；觀瞄指示系統(tǒng)，凹陷地安裝在鑲嵌套中并與攝像系統(tǒng)和照明系統(tǒng)鄰近；顯示器，與攝像系統(tǒng)電連接，用于顯示攝像系統(tǒng)拍攝的圖像以及攝像系統(tǒng)的視場標記中心點；示位標記，設(shè)置在鋼卷堆垛平臺上的鼓風(fēng)風(fēng)扇的上表面的中心位置，其中，鑲嵌套的中心線與導(dǎo)位錐的中心線重合，觀瞄指示系統(tǒng)在攝像系統(tǒng)的視場內(nèi)發(fā)出互相垂直的兩條光線，從而在顯示器上顯示出互相垂直的兩條觀瞄線，觀瞄線的交點與攝像系統(tǒng)的視場標記中心點重合。
2.如權(quán)利要求1所述的退火鋼卷快速堆垛輔助系統(tǒng)，其中，照明系統(tǒng)包括四盞遠光燈， 該四盞遠光燈圍繞攝像系統(tǒng)在圓周方向上彼此按照相同的間隔布置。
3.如權(quán)利要求1所述的退火鋼卷快速堆垛輔助系統(tǒng)，其中，攝像系統(tǒng)包括三倍光學(xué)變
4.如權(quán)利要求2所述的退火鋼卷快速堆垛輔助系統(tǒng)，其中，觀瞄指示系統(tǒng)包括兩個激 光燈，所述兩個激光燈相對于攝像系統(tǒng)的中心在同一平面上呈90度布置。
5.如權(quán)利要求2所述的退火鋼卷快速堆垛輔助系統(tǒng)，其中，觀瞄指示系統(tǒng)包括四個激 光燈，所述四個激光燈圍繞攝像系統(tǒng)在圓周方向上彼此按照相同的間隔布置。
6.如權(quán)利要求2所述的退火鋼卷快速堆垛輔助系統(tǒng)，其中，所述遠光燈從鑲嵌套的下 表面突出。
7.—種如權(quán)利要求1所述的退火鋼卷快速堆垛輔助系統(tǒng)的操作方法，所述方法包括以 下步驟a、利用鋼卷吊具將鋼卷吊運至目標鋼卷堆垛平臺附近；b、調(diào)整鋼卷吊具的位置，以使示位標記出現(xiàn)在顯示器的視場內(nèi)；C、利用顯示器上顯示的觀瞄線調(diào)整鋼卷吊具的位置，以使示位標記與觀瞄線的中心點重合；d、將鋼卷吊放入位，然后使鋼卷吊具與鋼卷分離；e、按照堆垛鋼卷的步驟將對流板堆垛在鋼卷之上；f、重復(fù)執(zhí)行堆垛鋼卷和對流板的操作，當鋼卷的堆垛數(shù)量滿足要求時停止操作。
8.如權(quán)利要求7所述的操作方法，所述方法還包括根據(jù)鋼卷的高度調(diào)節(jié)攝像系統(tǒng)的焦距。
全文摘要
公開了一種退火鋼卷快速堆垛輔助系統(tǒng)及其操作方法，該系統(tǒng)包括鑲嵌套，安裝在鋼卷吊具的導(dǎo)位錐的下端面的中心；攝像系統(tǒng)，凹陷地安裝在鑲嵌套的下表面的中心；照明系統(tǒng)，安裝在鑲嵌套的下表面上并與攝像系統(tǒng)鄰近；觀瞄指示系統(tǒng)，凹陷地安裝在鑲嵌套中并與攝像系統(tǒng)和照明系統(tǒng)鄰近；顯示器，與攝像系統(tǒng)電連接，用于顯示攝像系統(tǒng)拍攝的圖像以及視場標記中心點；示位標記，設(shè)置在鋼卷堆垛平臺上的鼓風(fēng)風(fēng)扇的上表面的中心位置，其中，鑲嵌套的中心線與導(dǎo)位錐的中心線重合，觀瞄指示系統(tǒng)在視場內(nèi)發(fā)出互相垂直的兩條光線，從而在顯示器上顯示出互相垂直的觀瞄線，觀瞄線的交點與視場標記中心點重合。所述系統(tǒng)和方法能夠提供堆垛效率和質(zhì)量。
文檔編號B66C13/16GK101948081SQ201010284710
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月17日
發(fā)明者周俊陵, 張冠鋒, 許榮昌 申請人:萊蕪鋼鐵股份有限公司