本實(shí)用新型涉及一種對散料抓斗天車進(jìn)行自動控制的裝置，屬于天車控制裝置技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

天車是冶金鋼鐵企業(yè)廣泛使用的設(shè)備，其中散料抓斗天車用于對散料進(jìn)行抓取作業(yè)，是生產(chǎn)中不可或缺的設(shè)備。目前，冶金鋼鐵行業(yè)或者其他行業(yè)用于散料抓取的抓斗天車控制技術(shù)主要采取人工操作模式，或者人工遙控操作模式，存在著天車工勞動強(qiáng)度大、處于揚(yáng)塵環(huán)境等工作環(huán)境惡劣等問題，不利于生產(chǎn)的發(fā)展和保護(hù)職工健康，因此十分有必要開發(fā)一種自動控制裝置來替代人工操作，以降低勞動強(qiáng)度，改善天車工勞動環(huán)境。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種散料抓斗天車自動控制裝置，這種控制裝置可以對散料料堆位置進(jìn)行確定，同時(shí)可以確定天車本身的位置，驅(qū)動天車行走并進(jìn)行抓斗的抓取作業(yè)。

解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是：

一種散料抓斗天車自動控制裝置，它包括料堆位置攝像機(jī)、大車激光測距傳感器、小車激光測距傳感器、抓斗絕對值光電編碼器、大車變頻器、小車變頻器、抓斗升降變頻器、可編程序控制器、上位機(jī)，料堆位置攝像機(jī)安裝在天車大梁外側(cè)壁，料堆位置攝像機(jī)的攝像鏡頭垂直于地面，料堆位置攝像機(jī)的圖像傳輸電纜與中控室的上位機(jī)相連接，大車激光測距傳感器安裝在天車主梁上，大車激光測距傳感器的激光測距方向與天車大車的行走方向相對應(yīng)，小車激光測距傳感器安裝在天車主梁上，小車激光測距傳感器的激光測距方向與天車小車行走方向相對應(yīng)，抓斗絕對值光電編碼器安裝在天車小車車體抓斗鋼絲繩滾筒主軸上，大車激光測距傳感器、小車激光測距傳感器、抓斗絕對值光電編碼器的輸出信號電纜與可編程序控制器相連接，大車電機(jī)、小車電機(jī)、抓斗升降電機(jī)分別與大車變頻器、小車變頻器、抓斗升降變頻器相連接，這些變頻器分別與可編程序控制器相連接，可編程序控制器與上位機(jī)相連接。

上述散料抓斗天車自動控制裝置，所述天車大車主梁相對于大車激光測距傳感器的遠(yuǎn)端安裝有反光板，反光板與大車激光測距傳感器的激光發(fā)射端相對。

上述散料抓斗天車自動控制裝置，所述天車小車與小車激光測距傳感器相對的一側(cè)安裝有反光板，反光板與小車激光測距傳感器的激光發(fā)送端相對。

上述散料抓斗天車自動控制裝置，所述抓斗絕對值光電編碼器的編碼器軸與抓斗升降鋼絲繩滾筒主軸相連接，編碼器軸與抓斗升降鋼絲繩滾筒主軸同步轉(zhuǎn)動，通過記錄脈沖數(shù)計(jì)算鋼絲繩上升或者下降的高度，來獲得抓斗的高度位置坐標(biāo)。

本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型的料堆位置攝像機(jī)可以完成對散料料堆的圖像拍照，圖像傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，用于監(jiān)控料堆形狀；大車激光測距傳感器和小車激光測距傳感器分別進(jìn)行激光測距，通過計(jì)算后得出天車大車和天車小車位置坐標(biāo)，抓斗絕對值光電編碼器通過記錄脈沖數(shù)計(jì)算鋼絲繩上升或者下降的高度，來獲得抓斗的高度位置坐標(biāo)；可編程序控制器根據(jù)實(shí)時(shí)檢測的天車位置信息控制變頻器操控天車大車、天車小車、抓斗等機(jī)構(gòu)，完成散料的位置定位抓取和裝卸載，同時(shí)實(shí)現(xiàn)天車間的安全連鎖。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)可靠，免維護(hù)性好，操作方便，可靠性高，可替代有人操作天車，減輕操作人員的勞動強(qiáng)度，天車作業(yè)率提高很多，有推廣使用價(jià)值。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的俯視圖；

圖3是本實(shí)用新型的電原理框圖。

圖中標(biāo)記如下：天車大車1、天車小車2、抓斗3、料堆位置攝像機(jī)4、大車激光測距傳感器5、小車激光測距傳感器6、抓斗絕對值光電編碼器7、大車變頻器8、小車變頻器9、抓斗升降變頻器10、可編程序控制器11、交換機(jī)12、上位機(jī)13、反光板14。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型由料堆位置攝像機(jī)4、大車激光測距傳感器5、小車激光測距傳感器6、抓斗絕對值光電編碼器7、大車變頻器8、小車變頻器9、抓斗升降變頻器10、可編程序控制器11、交換機(jī)12、上位機(jī)13、反光板14組成。

圖中顯示，料堆位置攝像機(jī)4安裝在天車大梁外側(cè)壁，料堆位置攝像機(jī)4的攝像鏡頭垂直于地面，料堆位置攝像機(jī)4的圖像傳輸電纜與中控室的上位機(jī)13相連接。安裝于天車側(cè)底部的料堆位置攝像機(jī)4拍攝位于天車下方的散料堆的圖像資料，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)13，進(jìn)行存儲和顯示。

圖中顯示，大車激光測距傳感器5安裝在天車主梁上，大車激光測距傳感器5的激光測距方向與天車大車1的行走方向相對應(yīng)，天車大車1主梁相對于大車激光測距傳感器5的遠(yuǎn)端安裝有反光板14，反光板14與大車激光測距傳感器5的激光發(fā)射端相對。大車激光測距傳感器5的輸出信號電纜與可編程序控制器11相連接。工作時(shí)，大車激光測距傳感器5不斷地發(fā)射激光，通過遠(yuǎn)端的反光板14反射發(fā)射的激光信號，計(jì)算天車大車1與反光板14的距離，通過網(wǎng)絡(luò)連接到可編程序控制器11，信號經(jīng)過計(jì)算后得出天車大車1位置坐標(biāo)。

圖中顯示，小車激光測距傳感器6安裝在天車主梁上，小車激光測距傳感器6的激光測距方向與天車小車2行走方向相對應(yīng)，天車小車2與小車激光測距傳感器6相對的一側(cè)安裝有反光板14，反光板14與小車激光測距傳感器6的激光發(fā)送端相對。小車激光測距傳感器6的輸出信號電纜與可編程序控制器11相連接。工作時(shí)，小車激光測距傳感器6不斷地發(fā)射激光，通過天車小車2邊緣的反光板14接收發(fā)射的激光信號，計(jì)算天車小車2與反光板14的距離，通過網(wǎng)絡(luò)連接到可編程序控制器11，信號經(jīng)過計(jì)算后得出天車小車2位置坐標(biāo)。

圖中顯示，抓斗絕對值光電編碼器7安裝在小車車體抓斗鋼絲繩滾筒主軸上，抓斗絕對值光電編碼器7的輸出信號電纜與可編程序控制器11相連接。抓斗絕對值光電編碼器7的編碼器軸與抓斗升降鋼絲繩滾筒主軸相連接，編碼器軸與抓斗升降鋼絲繩滾筒主軸同步轉(zhuǎn)動，通過記錄脈沖數(shù)計(jì)算鋼絲繩上升或者下降的高度，來獲得抓斗的高度位置坐標(biāo)，計(jì)算公式為：

每個(gè)脈沖對應(yīng)抓斗鋼絲繩上升（下降）的高度為：

P=Pi*r/512。

其中：編碼器參數(shù)為1024ppr。

R: 抓斗鋼絲繩滾筒半徑。

Pi: 圓周率。

圖中顯示，大車電機(jī)、小車電機(jī)、抓斗升降電機(jī)分別與大車變頻器8、小車變頻器9、抓斗升降變頻器10相連接，這些變頻器分別與可編程序控制器11相連接，可編程序控制器11與上位機(jī)13相連接。可編程序控制器11根據(jù)實(shí)時(shí)檢測的天車位置信息通過大車變頻器8、小車變頻器9、抓斗升降變頻器10分別操控天車大車1、天車小車3、抓斗3進(jìn)行運(yùn)動，完成散料的位置定位抓取和裝卸載。

本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例采用以下部件：

料堆位置攝像機(jī)4的型號為HIKVISION DS-2CD48C5F-IZHS，通訊方式為以太網(wǎng)TCP/IP，RJ45配DS-1293ZJ室內(nèi)外長臂裝飾架；

大車激光測距傳感器5、小車激光測距傳感器6的型號為SENSONPART FR90 ILA-S2Q12，配Q12-30M-G-PVC電纜，RL540反光板，AS S7/B1 D9F-D9F ProfibusDP網(wǎng)絡(luò)接口組件；

抓斗絕對值光電編碼器7的型號為P+F PVM58N-011AGR0BN-1213，配安裝附件；

大車變頻器8的型號為EV3000-4T0220G，配網(wǎng)絡(luò)組件TDS-PA01；

小車變頻器9的型號為EV3000-4T0110G，配網(wǎng)絡(luò)組件TDS-PA01；

抓斗升降變頻器10的型號為EV3000-4T1100G，配網(wǎng)絡(luò)組件TDS-PA01；

可編程序控制器（PLC）11的部分模板型號為：

導(dǎo)軌：6ES7 390-1AF30-0AA0

電源：6ES7 307-1EA01-0AA0

CPU:6ES7 315-2AH14-0AB0

網(wǎng)卡：6GK7 343-1EX30-0XE0

SM模板：6ES7 321-1BH02-0AA0

6ES7 322-1BH01-0AA

上位機(jī)13是型號為研華IPC-610H；

以太網(wǎng)交換機(jī)12型號為SIEMENS 6GK5 204-1BB10-2AA3。