摘要

針對(duì)于董家口礦石碼頭堆取料機(jī)被動(dòng)化操作系統(tǒng)總體狀態(tài)，合成堆取料機(jī)發(fā)展歷程，經(jīng)由對(duì)于位置定位系統(tǒng)、掃描數(shù)據(jù)解決系統(tǒng)、防撞系統(tǒng)、尾車升降鎖定系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、配置裝備部署智能檢測(cè)系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)鉆研，實(shí)現(xiàn)堆取料機(jī)被動(dòng)堆料以及被動(dòng)取料。被動(dòng)化的堆取料系統(tǒng)具備可控性，規(guī)范化、智能化水平高，可能普及堆取料機(jī)的被動(dòng)化作業(yè)水平并晃動(dòng)消耗運(yùn)行，同時(shí)改善職工的勞動(dòng)情景，著落職工勞動(dòng)強(qiáng)度，為其余口岸睜開(kāi)配置裝備部署被動(dòng)化刷新提供依據(jù)。

引言

當(dāng)初，我國(guó)的散貨（礦石、煤等）料場(chǎng)主要接管斗輪式堆取料機(jī)妨礙堆料以及取料作業(yè)，特意是在大型鋼鐵企業(yè)以及礦石碼頭，礦石質(zhì)料的少許需要產(chǎn)生大型散貨堆場(chǎng)，需要企業(yè)裝備饒富堆取料配置裝備部署來(lái)妨礙轉(zhuǎn)運(yùn)以及接卸，同時(shí)也要裝備操作司機(jī)來(lái)駕駛配置裝備部署。當(dāng)初，良多歐美發(fā)達(dá)**料場(chǎng)配置裝備部署根基都是智能化運(yùn)行，我國(guó)雖起步較晚，但在堆取料機(jī)被動(dòng)化刷新方面也取患上未必的成果。

堆取料機(jī)發(fā)展歷程

發(fā)達(dá)**堆取料機(jī)總共履歷3個(gè)發(fā)展階段，分說(shuō)是手動(dòng)操作模式、半被動(dòng)操作模式以及被動(dòng)操作模式。

• 手動(dòng)操作模式便是家養(yǎng)操作，司機(jī)手動(dòng)操作配置裝備部署妨礙物料轉(zhuǎn)運(yùn)，其操作方式不光原始，而且會(huì)削減家養(yǎng)勞動(dòng)強(qiáng)度。隨著科技的發(fā)展，該模式已經(jīng)逐步被取代。

• 半被動(dòng)操作模式，其堆取料機(jī)操作依然由司機(jī)實(shí)現(xiàn)，但其主控上位機(jī)有未必的操作權(quán)限，比喻堆取料機(jī)啟停、大車運(yùn)行等，輸入未必的參數(shù)指標(biāo)即可措施。在作業(yè)歷程中，司機(jī)惟獨(dú)監(jiān)督使命歷程即可。

• 被動(dòng)操作模式，其殘缺取代家養(yǎng)操作，斗輪堆取料機(jī)不才達(dá)指令后無(wú)需家養(yǎng)操作，被動(dòng)識(shí)別料堆形態(tài)，實(shí)現(xiàn)物料的取料、堆料，實(shí)現(xiàn)料場(chǎng)的無(wú)人化打點(diǎn)，降職企業(yè)被動(dòng)化打點(diǎn)水以及善功能。

董家口礦石堆取料機(jī)被動(dòng)化系統(tǒng)

當(dāng)初，該系統(tǒng)已經(jīng)完陋習(xí)范堆垛模式、混礦堆垛模式、規(guī)范取料模式的被動(dòng)化作業(yè)功能，部份定位精度誤差≤20 cm，堆取功能達(dá)到家養(yǎng)功能****，取料功能達(dá)到家養(yǎng)功能95%以上，流量偏差平均不*過(guò)±5%，根基實(shí)現(xiàn)預(yù)期指標(biāo)。

2.1　總體狀態(tài)

為實(shí)現(xiàn)堆取料機(jī)的被動(dòng)化精準(zhǔn)、牢靠操作，提出*優(yōu)的解決妄想：硬件方面，運(yùn)用2D/3D激光掃描儀、掃描數(shù)據(jù)解決單元、激光防撞傳感器、行車?yán)走_(dá)防撞傳感器、*聲波物料檢測(cè)傳感器、整套的ABB變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及PLC操作系統(tǒng)；軟件方面，運(yùn)用雙重呵護(hù)的PLC牢靠操作挨次、嚴(yán)細(xì)重大的料堆建模與蹊徑妄想算法挨次以及簡(jiǎn)潔明了的監(jiān)控CMS挨次等。

堆取料機(jī)自措施業(yè)前，需要操作職員在CMS監(jiān)控界面抉擇作業(yè)堆場(chǎng)（左、右堆場(chǎng)）、作業(yè)模式（規(guī)范堆垛、混礦堆垛、規(guī)范取料）、物料種類（砂礦、粉礦等）、堆場(chǎng)種別（空?qǐng)@地、有料堆場(chǎng)）等，再輸入作業(yè)起始點(diǎn)、堆料高度、堆料寬度、物料安眠角、延垛距離等信息，信息發(fā)送至操作挨次后，啟動(dòng)自措施業(yè)按鈕，堆取料機(jī)即可遵照預(yù)約挨次推廣。在自措施業(yè)歷程中，短途操作職員以及當(dāng)?shù)厮緳C(jī)室職員都可能妨礙家養(yǎng)干預(yù)，干預(yù)實(shí)現(xiàn)后隨時(shí)再切換到被動(dòng)模式。

自措施業(yè)建樹(shù)在料堆模籽實(shí)時(shí)更新的根基上，激光掃描儀實(shí)時(shí)掃描，操作系統(tǒng)對(duì)于掃描數(shù)據(jù)妨礙實(shí)時(shí)解決以及實(shí)時(shí)作業(yè)蹊徑妄想，可能適應(yīng)在作業(yè)歷程中料堆形態(tài)發(fā)生變換的種種實(shí)際狀態(tài)。

2.2　被動(dòng)堆料功能

起重設(shè)備廠家直銷：耙料機(jī)、耙砂機(jī)、刮板取料機(jī)、堆取料機(jī)、裝船機(jī)、卸船機(jī)、門(mén)座起重機(jī)、集裝箱起重機(jī)、液壓翻板、干霧抑塵、懸臂起重機(jī)、固定式懸臂起重機(jī)、單雙梁橋式起重機(jī)、簡(jiǎn)易門(mén)式起重機(jī)、電動(dòng)葫蘆門(mén)式起重機(jī)型號(hào)齊全，價(jià)格合理 - 座落在美麗富饒的江浙平原，魚(yú)米之鄉(xiāng)－－江蘇省靖江市，位于長(zhǎng)江之濱。

為適應(yīng)堆場(chǎng)堆位寬、面積大、物料品類多、垛型不法則等重大條件，被動(dòng)堆料具體有4種作業(yè)模式：空?qǐng)@地卸船堆料、空?qǐng)@地混礦堆料、卸船或者混礦延垛作業(yè)、既有堆場(chǎng)堆料。

自措施業(yè)時(shí)，無(wú)論是空?qǐng)@地堆料仍是既有堆場(chǎng)堆料，均能妄想出*優(yōu)蹊徑作業(yè)，并組成*終適宜要求的規(guī)范貨垛。在非凡狀態(tài)下，知足堆料打垛的加高（快捷行走旋轉(zhuǎn)堆料）、非凡貨種需要蹊徑狀堆料、預(yù)留路邊燈桿、預(yù)留市提出進(jìn)口等功能?；斓V作業(yè)接管知足客戶需要的堆料方式的要求，比喻，為知足巴西礦混礦品質(zhì)要求，接管多層小堆、挪移堆料的方式，堆料蹊徑偏差可不便設(shè)定（既可能后退堆、又可今退卻堆）。

2.3　被動(dòng)取料功能

為保障堆取料機(jī)被動(dòng)取料的晃動(dòng)性與準(zhǔn)確性，依據(jù)區(qū)別物料的屬性，堆取料機(jī)接管斗輪電流、皮帶秤流量反映在線擬合的操作方式，確保流量誤差±5%之內(nèi)，剎時(shí)誤差不*過(guò)±10%。在非凡狀態(tài)下，知足取料偏差轉(zhuǎn)換時(shí)流量操作，運(yùn)用領(lǐng)土取料策略，旋轉(zhuǎn)與行走機(jī)構(gòu)配合的方式，保障領(lǐng)土流量晃動(dòng)在10%之內(nèi)。取料換層時(shí)，經(jīng)由操作大車沿著垛層邊緣取料，邊取邊倒車，確保換層不斷料。被動(dòng)取料作業(yè)時(shí)對(duì)于物料的硬塊、凍塊、塌垛等危害狀態(tài)有智能分說(shuō)，并揭示操作員妨礙家養(yǎng)干預(yù)或者接管應(yīng)急措施。

堆取料機(jī)被動(dòng)化作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)

3.1　位置定位系統(tǒng)

為防御行走位置的積攢誤差，內(nèi)行走機(jī)構(gòu)雙側(cè)裝置相對(duì)于編碼器，2個(gè)數(shù)據(jù)誤差*過(guò)設(shè)定值便會(huì)預(yù)警揭示。為防御臂架震撼、晃動(dòng)、形變?cè)斐傻念^部斗輪位置的誤差，除在臂架根部鉸點(diǎn)裝置的相對(duì)于值編碼器外，還在臂架頭部位置裝置角度儀，保障俯仰角度的準(zhǔn)確。在堆取料機(jī)作業(yè)歷程中, 運(yùn)用配置裝備部署的行走機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)折構(gòu)、俯仰機(jī)構(gòu)的編碼器，散漫臂架頭部的2臺(tái)光掃描儀取患上的激光數(shù)據(jù)妨礙預(yù)解決、坐標(biāo)轉(zhuǎn)化解決后生陋習(xí)則的數(shù)字高程模子三維數(shù)據(jù)。

3.2　掃描數(shù)據(jù)解決系統(tǒng)

在臂架前端雙側(cè)各配置1個(gè)二維激光掃描儀，用于在作業(yè)歷程中對(duì)于料堆形態(tài)的掃描，網(wǎng)絡(luò)堆場(chǎng)物料信息。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情景比照卑劣，配置裝備部署發(fā)抖以及粉塵的遮擋等狀態(tài)造成的激光掃描儀數(shù)據(jù)誤差大、禁絕確，從而影響操作精度的成果，經(jīng)由在作業(yè)前掃描建樹(shù)初始模版值，比對(duì)于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與初始模板值，篩選出數(shù)據(jù)干擾點(diǎn)，則此點(diǎn)給予模版值。干擾數(shù)據(jù)經(jīng)由過(guò)濾后，可能取患上較好的圖形品質(zhì)。

3.3　防撞系統(tǒng)

• 雷達(dá)防撞：系統(tǒng)在大車前、后、左、右共配置4個(gè)雷達(dá)防撞傳感器，當(dāng)攔阻物進(jìn)入探測(cè)畛域時(shí)，傳感器就會(huì)向主機(jī)系統(tǒng)發(fā)送報(bào)警信號(hào)。

• 激光防撞：為防御臂架在旋轉(zhuǎn)歷程中撞到貨垛，在臂架雙側(cè)裝置激光距離傳感器，報(bào)警停機(jī)距離，呵護(hù)畛域可能從容配置。

• *聲波防撞：在臂架頭部區(qū)域裝置*聲波物料計(jì)，實(shí)現(xiàn)臂架頭部機(jī)構(gòu)與料堆的距離檢測(cè)，防御在旋轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生碰垛征兆。

3.4　尾車升降鎖定系統(tǒng)

因?yàn)槎讶×蠙C(jī)是尾車加中繼皮帶的組合妄想，地面皮帶可能實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)行，在堆取料機(jī)堆取料作業(yè)模式轉(zhuǎn)換時(shí)，尾車機(jī)構(gòu)需要升降裝換，為了使尾車機(jī)構(gòu)升降操作位置愈加準(zhǔn)確，在尾車俯仰機(jī)構(gòu)配置相對(duì)于值編碼器、油缸位移傳感器等配置裝備部署，實(shí)時(shí)反映尾車俯仰機(jī)構(gòu)的實(shí)際角度以及位移。在尾車上配置液壓推桿以及電動(dòng)插銷，操作尾車準(zhǔn)確妨礙堆取料使命狀態(tài)切換并實(shí)現(xiàn)機(jī)械鎖定。

3.5　視頻監(jiān)控系統(tǒng)

在被動(dòng)化操作系統(tǒng)中，視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為操作員的眼睛，起到*直不雅的呵護(hù)浸染。在操作臺(tái)配置呈現(xiàn)屏，實(shí)時(shí)呈現(xiàn)堆取料機(jī)的監(jiān)控視頻，讓操作員全方位審核作業(yè)動(dòng)態(tài)狀態(tài)。針對(duì)于區(qū)別作業(yè)場(chǎng)景，監(jiān)控畫(huà)面可能從容切換，并可能依據(jù)操作員的操作指令實(shí)現(xiàn)鏡頭切換的聯(lián)動(dòng)。

3.6　配置裝備部署智能檢測(cè)系統(tǒng)

在被動(dòng)化模式下，堆取料機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)人化的要求，配置裝備部署狀態(tài)實(shí)如今線智能檢測(cè)并回傳到操作室。配置裝備部署智能檢測(cè)系統(tǒng)可能實(shí)現(xiàn)行動(dòng)部位（機(jī)電、減速機(jī)、滾筒軸承等）的振動(dòng)、溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與報(bào)警，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)于金屬結(jié)構(gòu)件動(dòng)載強(qiáng)度以及動(dòng)載剛度的實(shí)時(shí)狀態(tài)妨礙在線監(jiān)評(píng)、報(bào)警。

文章刊發(fā)于《口岸科技》2020年第4期；

原文問(wèn)題：董家口堆取料機(jī)被動(dòng)化操作技偶合成

作者：尹崇志，劉文祎，高玉軍，陳磊；青島港董家口礦石碼頭有限公司