专利名称：退火钢卷快速堆垛辅助系统及其操作方法
技术领域：
本发明涉及一种退火钢卷快速堆垛辅助系统及其操作方法。
背景技术：
现有的罩式退火炉采用的通常是单垛紧卷退火方式。钢卷一层层通过中间对流板 相隔而叠在一起进行退火处理。在进行退火前，对钢卷进行堆垛是一项重要工作，由于堆垛 质量对堆垛安全和后续生产影响较大，因此在堆垛过程中需要地面指挥人员和娴熟的天车 操作人员密切配合才能顺利完成，在这个过程中，堆垛效率低，人员劳动量大，因此制约了 退火车间的生产。目前，吊运系统方面有很多精确定位的新技术，但这些新技术应用到退火 钢卷堆垛时还是不能很好地解决遇到的问题。公开号CN101143686A公布了一种天车定位系统及定位方法。该发明采用工业控 制计算机作为核心，将工业控制计算机、数据采集卡、下位机PLC和传感器有机地融合在一 起。该系统采用高精度激光传感器和编码器测取天车x、y、ζ三个方向的距离，经过不同类 型的数据采集卡送入工业控制计算机CPU中，同时，采用OPC技术通过现场总线将天车运行 的状态实时从下位机PLC读到上位机_工业控制计算机中，然后在工业控制计算机中利用 Visual Basic等高级语言编写数据处理和界面显示程序，达到实时显示天车运行位置和状 态的目的，从而为天车操作人员提供天车运行的精确数据。该发明应用在退火钢卷堆垛时， 由于退火车间中有多个退火炉，天车需要精确定位的点较多，从而需要在现场安装大量的 传感器和相关设备，导致该系统投资大、设备维护繁琐。公告号CN201121095Y公开了一种新型天车吊车定位器，它是针对现有的射频卡 和射频电缆定位法精度低和费用高问题而设计的。该定位器由设在吊车上的位置转换传感 器、通过导线与位置转换传感器相连接的数据处理仪表和设置在铁轨一侧的若干个位置器 组成。其中，位置转换传感器包括滚轮和位置读出传感器，位置器具有不同参数。由于位置 器可反映出吊车的动态位置，因此它可将吊车在相邻两个位置器之间的误差降到最低，从 而实现天车吊车的准确定位。该发明用于退火钢卷堆垛时，由于本身的设计原因，只能实现 线性精确定位，无法满足堆垛对平面精确定位的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够为天车操作人员提供直观的视频参照的退火钢 卷快速堆垛辅助系统及其操作方法。本发明的目的还在于提供一种能够提高堆垛效率和堆垛质量的退火钢卷快速堆 垛辅助系统及其操作方法。本发明提供一种退火钢卷快速堆垛辅助系统，一种退火钢卷快速堆垛辅助系统， 包括镶嵌套，安装在钢卷吊具的导位锥的下端面的中心；摄像系统，凹陷地安装在镶嵌套 的下表面的中心；照明系统，安装在镶嵌套的下表面上并与摄像系统邻近；观瞄指示系统， 凹陷地安装在镶嵌套中并与摄像系统和照明系统邻近；显示器，与摄像系统电连接，用于显
3示摄像系统拍摄的图像以及摄像系统的视场标记中心点；示位标记，设置在钢卷堆垛平台 上的鼓风风扇的上表面的中心位置，其中，镶嵌套的中心线与导位锥的中心线重合，观瞄指 示系统在摄像系统的视场内发出互相垂直的两条光线，从而在显示器上显示出互相垂直的 两条观瞄线，观瞄线的交点与摄像系统的视场标记中心点重合。照明系统可包括四盏远光灯，该四盏远光灯围绕摄像系统在圆周方向上彼此按照 相同的间隔布置。摄像系统可包括三倍光学变焦镜头。观瞄指示系统可包括两个激光灯，所述两个激光灯相对于摄像系统的中心在同一 平面上呈90度布置。观瞄指示系统可包括四个激光灯，所述四个激光灯围绕摄像系统在圆周方向上彼 此按照相同的间隔布置。所述远光灯可从镶嵌套的下表面突出。一种退火钢卷快速堆垛辅助系统的操作方法，所述方法包括以下步骤a、利用钢卷吊具将钢卷吊运至目标钢卷堆垛平台附近；b、调整钢卷吊具的位置，以使示位标记出现在显示器的视场内；C、利用显示器上显示的观瞄线调整钢卷吊具的位置，以使示位标记与观瞄线的中 心点重合；d、将钢卷吊放入位，然后使钢卷吊具与钢卷分离；e、按照堆垛钢卷的步骤将对流板堆垛在钢卷之上；f、重复执行堆垛钢卷和对流板的操作，当钢卷的堆垛数量满足要求时停止操作。所述方法还可包括根据钢卷的高度调节摄像系统的焦距。。通过使用根据本发明的钢卷堆垛辅助系统，在不明显改动现场设备的前提下可以 明显提高堆垛效率。通过使用根据本发明的退火钢卷堆垛辅助系统可以给天车操作人员提供直观的 操作条件，因此可以减少地面引导人员的劳动量和降低对天车操作人员熟练程度的要求。通过使用根据本发明的退火钢卷堆垛辅助系统及其操作方法可以提高堆垛质量， 使钢卷及对流板以示位标记为中心垂直堆垛，减少因为堆垛不正而导致的安全隐患。堆垛 质量的提高使钢卷位于对流板上的肋条的正上方位置，以避免钢卷边缘与对流板的肋条的 两端的接触，从而可以减少对流板对钢卷的硌伤。堆垛质量的提高可以使退火炉内气体流 向更均衡，减少炉内温度不均，从而减少粘钢现象的发生。本发明的退火钢卷堆垛辅助系统的结构简单，成本低。本发明通过设置观瞄系统而使操作人员临场感强、显示直观，操作人员易于掌握。
通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清 楚，其中图1是钢卷吊具简图。图2是根据本发明的退火钢卷快速堆垛辅助系统的镶嵌套的纵向剖面图；图3是图2的镶嵌套的底部平面4
图4是示出在显示器上显示的视场标记圆圈和视场中心点的示意图；图5是示出在显示器上显示的视场标记圆圈、视场中心点和瞄准线的示意图；图6是示位标记的示意图。主要附图标记说明1、摄像系统；2、照明系统；3、观瞄指示系统；4、镶嵌套；5、线缆；6、钢卷堆垛平台；8、显示器；9、视场标记圆圈；10、视场标记中心点；11、瞄准线；12、对流板；13、钢卷；14、鼓风风扇；15、示位标记；16、钢卷吊具；17、导位锥。
具体实施例方式以下，将参照附图来详细说明本发明的实施例。在钢铁生产企业，为了准确吊装钢卷，钢卷吊具16上需装配导位锥17，如图1所 示。在导位锥17的引导下，钢卷吊具16可以对钢卷进行吊运。为了快速且精确地对钢卷 进行吊运，本发明提出一种退火钢卷快速堆垛辅助系统。如图2至图6所示，根据本发明的示例性实施例的退火钢卷快速堆垛辅助系统包 括镶嵌套4，被固定地安装在钢卷吊具16的导位锥17的下端面的中心；摄像系统1，凹陷 地安装在镶嵌套4的下表面的中心，用于拍摄导位锥17正下方的平面图像；照明系统2，布 置在摄像系统1的周围，以给摄像系统1提供照明；观瞄指示系统3，凹陷地布置在镶嵌套4 的下表面，与摄像系统1和照明系统2邻近；显示器8，安装在天车上，并通过线缆5与摄像 系统1连接，以显示摄像系统1拍摄的图像；示位标记15，设置在钢卷堆垛平台6上的鼓风 风扇14的上表面的中心位置。优选地，镶嵌套4可嵌入地安装在导位锥17的内部，以保护摄像系统1、照明系统 2和观瞄指示系统3。在这种情况下，用于供电和传输信号的线缆5可穿过导位锥17而使 摄像系统1、照明系统2和观瞄指示系统3与电源(未示出)和/或显示器8连接。当然，镶嵌套4也可通过其他可行的方式固定到导位锥17的下端面的中心位置， 只要保证镶嵌套4的中心线与导位锥17的中心线重合即可。当吊运钢卷时，导位锥17位 于钢卷芯部位置，摄像的视野不会被遮挡，且在堆垛过程中导流板的中心具有开孔，因此不会对摄像系统1造成干扰。图2和图3示出了摄像系统1、照明系统2和观瞄指示系统3在镶嵌套4中的布置 方式。在进行钢卷堆垛时，由于钢卷芯部和导流板所围成的中心通道光线较弱，难以通 过摄像系统观察示位标记15，因此需要照明系统2提供光照明。照明系统2凸出地设置在 镶嵌套4的下表面上，包括四个照明灯，该四个照明灯围绕摄像系统1在圆周方向上彼此按 照相同的间隔布置，以给摄像系统1提供足够的照明。虽然图2中示出了照明系统1具有 四个照明灯，但本发明不限于此，在照明效果能够满足要求的情况下，也可使用一个或一个 以上数量的照明灯，而不限于四个照明灯。当照明系统2包括多个照明灯时，所述多个照明 灯按照环形形状布置在摄像系统1的周围。照明灯可采用远光照明灯。由于摄像系统1凹陷地安装在镶嵌套4内，所以能够避免远光灯逸散的光线和其 它漫射光线的干扰。在图3中示出了观瞄指示系统3包括4个激光灯，所述激光灯围绕摄像系统1在 圆周方向上彼此按照相同的间隔布置，并且其位置与4个照明灯相互交替错开。激光灯凹 陷地设置在镶嵌套4的下表面中。激光灯可为红色激光灯，其垂直向下发射激光束条，从而 能够在摄像系统1所能观察的视场内照射出红色激光条。四个激光灯所发出的光束可在摄 像系统1的摄像范围内投射成两条互相垂直相交的光线，从而可在显示器8上显示成通过 视场标记中心点10的十字瞄准线11。图4和图5分别示出了在观瞄指示系统3未打开和打开的情况下在显示器8上显 示的画面的示意图。在观瞄指示系统3未打开的情况下，在显示器8上显示出摄像系统的 视场标记圆圈9和视场标记中心点10。在观瞄指示系统3打开的情况下，在显示器8上显 示出视场标记圆圈9、视场标记中心点10和十字瞄准线11，其中，瞄准线线11的中心与视 场标记中心点10重合。摄像系统1的视场标记圆圈9和视场标记中心点10以及摄像系统1拍摄激光灯 所发出的光束形成的十字瞄准线11构成观瞄系统。当行车操作人员通过该观瞄系统进行 堆垛时，以瞄准打靶的方式进行，随着激光线束投射在视场内并随操作人员操作运动时有 很好的临场感。在本发明中，也可利用两个激光灯来构成观瞄指示系统。在这种情况下，两个激光 灯应该相对于摄像系统1的中心在同一平面上呈90度布置，以形成互相垂直的瞄准线。随着堆垛卷数的增加，摄像系统1与示位标记15的距离相应地增加，导致物像变 小。为此，摄像系统1可采用三倍光线变焦镜头，以对应堆垛的四个钢卷的高度。显示器8通过显示由摄像系统1拍摄的图像来为天车操作人员提供直观的视频参 照，操作人员在观瞄指示系统3的指引下操作钢卷吊具16使视场标记中心点10与示位标 记15重合，以准确地将钢卷或对流板堆垛到指定位置。优选地，显示器8设置在天车操作 室的操作台正前上方。此外，在天车上沿天车移动的台面上安装有集线器，用于在钢卷吊具16上下移动 时将与显示器8连接的线缆5进行收放。下面将参照图6描述根据本发明的示例性实施例的退火钢卷快速堆垛辅助系统 的操作方法。
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上述退火钢卷快速堆垛辅助系统的操作方法包括如下步骤a、按照快速操作方式利用钢卷吊具16将钢卷13吊运至目标钢卷堆垛平台6附 近；b、按照中速操作方式调整钢卷吊具16的位置，以使示位标记15显示在显示器8 上；C、按照慢速操作方式利用显示器8上显示的观瞄线11调整吊具16的位置，以使 示位标记15与观瞄线11的中心点重合；d、将钢卷13吊放入位，然后使吊具17与钢卷13分离；e、按照堆垛钢卷13的步骤将对流板12堆垛在钢卷13之上；f、重复执行堆垛钢卷13和对流板12，当钢卷13的堆垛数量满足要求时停止操作。所述操作方法还可包括随着钢卷堆垛高度的增加，对摄像系统1进行光学调焦， 以在显示器8上清晰地显示示位标记15的步骤。通过使用根据本发明的退火钢卷快速堆垛辅助系统，在不明显改动现场设备的前 提下可以明显提高堆垛效率。通过使用根据本发明的退火钢卷快速堆垛辅助系统可以给天车操作人员提供直 观的操作条件，因此可以减少地面引导人员的劳动量和降低对天车操作人员熟练程度的要 求。通过使用根据本发明的退火钢卷快速堆垛辅助系统及其操作方法可以提高堆垛 质量，使钢卷及对流板以示位标记为中心垂直堆垛，减少因为堆垛不正而导致的安全隐患。 堆垛质量的提高使钢卷位于对流板上的肋条的正上方位置，以避免钢卷边缘与对流板的肋 条的两端接触，从而可以减少对流板对钢卷的硌伤。堆垛质量的提高可以使退火炉内气体 流向更均衡，减少炉内温度不均，从而减少粘钢现象的发生。本发明的退火钢卷快速堆垛辅助系统的结构简单，成本低。本发明通过设置观瞄系统而使操作人员临场感强、显示直观，操作人员易于掌握。本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明范围的情况下，可以进行各种变形和 修改。
权利要求
一种退火钢卷快速堆垛辅助系统，包括镶嵌套，安装在钢卷吊具的导位锥的下端面的中心；摄像系统，凹陷地安装在镶嵌套的下表面的中心；照明系统，安装在镶嵌套的下表面上并与摄像系统邻近；观瞄指示系统，凹陷地安装在镶嵌套中并与摄像系统和照明系统邻近；显示器，与摄像系统电连接，用于显示摄像系统拍摄的图像以及摄像系统的视场标记中心点；示位标记，设置在钢卷堆垛平台上的鼓风风扇的上表面的中心位置，其中，镶嵌套的中心线与导位锥的中心线重合，观瞄指示系统在摄像系统的视场内发出互相垂直的两条光线，从而在显示器上显示出互相垂直的两条观瞄线，观瞄线的交点与摄像系统的视场标记中心点重合。
2.如权利要求1所述的退火钢卷快速堆垛辅助系统，其中，照明系统包括四盏远光灯， 该四盏远光灯围绕摄像系统在圆周方向上彼此按照相同的间隔布置。
3.如权利要求1所述的退火钢卷快速堆垛辅助系统，其中，摄像系统包括三倍光学变
4.如权利要求2所述的退火钢卷快速堆垛辅助系统，其中，观瞄指示系统包括两个激 光灯，所述两个激光灯相对于摄像系统的中心在同一平面上呈90度布置。
5.如权利要求2所述的退火钢卷快速堆垛辅助系统，其中，观瞄指示系统包括四个激 光灯，所述四个激光灯围绕摄像系统在圆周方向上彼此按照相同的间隔布置。
6.如权利要求2所述的退火钢卷快速堆垛辅助系统，其中，所述远光灯从镶嵌套的下 表面突出。
7.—种如权利要求1所述的退火钢卷快速堆垛辅助系统的操作方法，所述方法包括以 下步骤a、利用钢卷吊具将钢卷吊运至目标钢卷堆垛平台附近；b、调整钢卷吊具的位置，以使示位标记出现在显示器的视场内；C、利用显示器上显示的观瞄线调整钢卷吊具的位置，以使示位标记与观瞄线的中心点重合；d、将钢卷吊放入位，然后使钢卷吊具与钢卷分离；e、按照堆垛钢卷的步骤将对流板堆垛在钢卷之上；f、重复执行堆垛钢卷和对流板的操作，当钢卷的堆垛数量满足要求时停止操作。
8.如权利要求7所述的操作方法，所述方法还包括根据钢卷的高度调节摄像系统的焦距。
全文摘要
公开了一种退火钢卷快速堆垛辅助系统及其操作方法，该系统包括镶嵌套，安装在钢卷吊具的导位锥的下端面的中心；摄像系统，凹陷地安装在镶嵌套的下表面的中心；照明系统，安装在镶嵌套的下表面上并与摄像系统邻近；观瞄指示系统，凹陷地安装在镶嵌套中并与摄像系统和照明系统邻近；显示器，与摄像系统电连接，用于显示摄像系统拍摄的图像以及视场标记中心点；示位标记，设置在钢卷堆垛平台上的鼓风风扇的上表面的中心位置，其中，镶嵌套的中心线与导位锥的中心线重合，观瞄指示系统在视场内发出互相垂直的两条光线，从而在显示器上显示出互相垂直的观瞄线，观瞄线的交点与视场标记中心点重合。所述系统和方法能够提供堆垛效率和质量。
文档编号B66C13/16GK101948081SQ201010284710
公开日2011年1月19日 申请日期2010年9月17日 优先权日2010年9月17日
发明者周俊陵, 张冠锋, 许荣昌 申请人:莱芜钢铁股份有限公司