[发明专利]一种基于视觉相机和旋转编码器的焦炉大车定位系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于视觉相机和旋转编码器的焦炉大车定位系统及方法，属于焦化行业焦炉大车自动化技术领域。技术方案是：焦炉（1）的一侧设有轨道（8），大车（2）设置在轨道（8）上，焦炉与大车相邻一侧的炉壁上设有定位尺（4）和防雨板（5），定位尺沿大车运行方向设置，定位尺上等距分布多组位置数据，大车车体一侧设有视觉相机（3），视觉相机（3）与安装在焦炉上面的定位尺平行相对，大车底部设有车轮，车轮的车轮轴上设有增量式旋转编码器（7）。本发明通过设置带有位置数据的定位尺，视觉相机沿大车运行全程采集的定位尺位置数据，增量式旋转编码器传输给高速计数模块的信息，精确测定大车行走距离，确保大车定位精度。

技术领域

本发明涉及一种基于视觉相机和旋转编码器的焦炉大车定位系统及方法，属于焦化行业焦炉大车自动化技术领域。

背景技术

在焦炉生产作业过程中，焦炉四大车的定位精度和可靠性关系到焦炭生产效率和系统安全。焦炉大车定位不准会造成推焦、装煤、拦焦、熄焦等过程发生故障，甚至造成事故。提供一种稳定性好、精度高的定位方式成为焦炉大车自动化控制领域的迫切需求。

现有的焦炉大车定位方式一部分采用人工控制，工人劳动强度大，工作环境恶劣，易出现误操作；另一部分采用自动化定位系统，多采用以下技术路线：编码电缆、激光测距仪、码牌+增量式旋转编码器。编码电缆定位装置通过编码电缆和天线箱之间的电磁耦合来进行位置检测，长距离安装施工难度高；激光测距仪定位装置利用激光传感器测距定位，容易受到遮挡物干扰，抗环境干扰能力差；码牌+增量式旋转编码器定位装置利用增量式旋转编码器进行精确定位，间断布置的码牌和光电开关进行炉号识别，实现位置的粗测量，同时码牌和光电开关检测的位置信息对增量式旋转编码器数据进行校正。但此种方案不能在行程的全程对编码器进行校正，无法全程识别大车所在位置。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于视觉相机和旋转编码器的焦炉大车定位系统及方法，解决人工控制劳动强度大，易出现误操作问题；同时解决现有自动化定位系统安装施工难度大、定位不准、抗环境干扰能力差、不能全程对编码器进行校正的问题。

本发明的技术方案是：

一种基于视觉相机和旋转编码器的焦炉大车定位系统，包含焦炉、大车、视觉相机、定位尺、防雨板、车轮、增量式旋转编码器和轨道，所述焦炉的一侧设有轨道，大车设置在轨道上，焦炉与大车相邻一侧的炉壁上设有定位尺和防雨板，防雨板位于定位尺的上方，定位尺沿大车运行方向设置，定位尺上等距分布多组位置数据，大车车体一侧设有视觉相机，视觉相机与安装在焦炉上面的定位尺平行相对，用于识别并读取定位尺数据；大车底部设有车轮，车轮的车轮轴上设有增量式旋转编码器，用于确定大车位置。

所述大车通过大车驱动装置在轨道上移动。

所述增量式旋转编码器的高速计数模块计算车轮转动的圈数和旋转角度，定位大车位置。

所述增量式旋转编码器和视觉相机均与中央控制器连接。

所述定位尺上相隔3-5cm设置一组位置数据。

所述定位尺上每隔相同距离设置一组清零编码，清零编码与视觉相机相对匹配设置。

所述视觉相机为工业相机，带有自动调焦功能，相机上面带有光源。

所述中央控制器为工业电脑或PLC。

所述大车驱动装置包括变频器、电机、联轴器、减速器。

一种基于视觉相机和旋转编码器的焦炉大车定位方法，采用上述定位系统，步骤如下：当大车运行时，视觉相机实时采集定位尺上的位置数据，传输给中央控制器；在大车行驶到即将到达设定位置时，视觉相机采集到设定好的定位尺位置数据，通过中央控制器来控制大车驱动装置对大车进行速度调节，并通过增量式旋转编码器传输给高速计数模块的信息，精确测定大车行走距离，确保大车定位精度。

上述定位方法的具体步骤步骤如下：