CN103663150B - 龙门起重机大车的同步校正方法及其相关系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种龙门起重机大车的同步校正方法及其相关的系统。由于本发明通过对刚腿和柔腿同时检测、同步相对校正来达到刚腿、柔腿较平稳地、始终地同步行驶，其不仅消除了现有的绝对校正时因二腿突变速度而导致起重机晃动的问题，而且还能进一步达到起重机大车行驶随时平稳，以提高整个系统的使用寿命。

Description

龙门起重机大车的同步校正方法及其相关系统

技术领域

本发明涉及一种起重机大车的同步校正方法，特别是一种龙门起重机大车的同步相对校正方法及其相关系统。

背景技术

龙门起重机为一种大型起重机，可用于重型机械领域中，如造船业等，一般造船龙门起重机用于起重船体重型部件。现有的造船龙门起重机大车主体结构一般是由相对设置的刚腿和柔腿以及跨设于其两腿间的上横梁构成一种巨型框架，其通过刚腿和柔腿快速行驶于地面的双轨道上。刚腿、柔腿间不可以错位，否则就会引起所述上横梁的侧弯以至于断裂，因而刚腿、柔腿的同步行驶是造船龙门起重机的基本技术要求，而较有效地校正上述错位则是目前业内一直需要研究的课题。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种龙门起重机大车的同步校正方法及其相关的系统，以解决上述技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种龙门起重机大车的同步校正方法，其中该龙门起重机大车包括：刚腿、柔腿及跨设于该刚腿与该柔腿之间的横梁，该龙门起重机大车通过其刚腿和柔腿行驶在具有标准位置的轨道上，当该刚腿和该柔腿行经该标准位置时，均具有一基准位值，该龙门起重机大车的同步校正方法是：当该刚腿和该柔腿行经该标准位置时，相对于上述基准位值对该刚腿和该柔腿的行驶位置进行相对校正，当该刚腿与该柔腿分别行经各自该标准位置X_k、Y_k而具有各自的一基准位值X(k)、Y(k)时，分别调整该刚腿与该柔腿的行驶速度，以将该刚腿与该柔腿的行驶位置X、Y分别相对校正为X-X(k)＝Y-Y(k)，其中X(k)为该刚腿行经上述标准位置X_k时一刚腿编码器测量并记录的X值、Y(k)为该柔腿行经上述标准位置Y_k时一柔腿编码器测量并记录的Y值。

优选地，当X-X(k)大于Y-Y(k)时，将该刚腿减速、该柔腿增速，直至该刚腿的行驶位置X-X(k)与该柔腿的行驶位置Y-Y(k)相等并同步行驶。

优选地，当X-X(k)小于Y-Y(k)时，将该刚腿增速、该柔腿减速，直至该刚腿的行驶位置X-X(k)及该柔腿的行驶位置Y-Y(k)相等并同步行驶。

优选地，该标准位置为多个，在轨道上每间隔一段设置一对标准位置，以使该刚腿与该柔腿为每间隔一段进行上述相对校正一次。

优选地，该刚腿的标准位置X_k以及该柔腿的标准位置Y_k中的K为0、1、2、3…，其中X_k＝Y_k。

根据本发明的另一个方面，还提供一种实施上述同步校正方法的系统，其包括：

控制中心，用于控制该刚腿与该柔腿行驶速度的变化；

刚腿编码器，用于测量该刚腿行经上述标准位置X_k并记录一相对于该标准位置X_k的基准位值X(k)，且输送给该控制中心一第一记录信号；

柔腿编码器，用于测量该柔腿行经上述标准位置Y_k并记录一相对于该标准位置Y_k的基准位置值Y(k)，并输送给该控制中心一第二记录信号；

刚腿电机，用于驱动该刚腿行驶；及

柔腿电机，用于驱动该柔腿行驶，

其中，当该控制中心接收到上述第一记录信号及上述第二记录信号时，进行判断、计算而得出一第一速度给定信号及一第二速度给定信号，并分别传送给该刚腿电机和柔腿电机，以指令该刚腿和柔腿速度变化，使该刚腿和该柔腿的行驶位置被校正，直至该刚腿和该柔腿并排且同步行驶。

优选地，还包括：

刚腿变频器，用于电连接该控制中心和该刚腿电机；以及

柔腿变频器，用于电连接该控制中心和该柔腿电机，

其中该第一速度给定信号经该刚腿变频器传送给刚腿电机，该第二速度给定信号经该柔腿变频器传送给柔腿电机。

优选地，还包括：

多个检测磁块，分别设置于该刚腿及该柔腿行驶的轨道上，做为各自的标准位置X_k、Y_k标识，

当该刚腿及该柔腿分别行驶到该各自的该检测磁块处时，由该刚腿上的刚腿磁感应器感测而产生一第一校准信号并送至该控制中心，由该柔腿上的柔腿磁感应器感测而产生一第二校准信号并送至该控制中心，该控制中心根据该第一校准信号、该第二校准信号以及该第一记录信号、该第二记录信号进行判断、计算，并指令该刚腿电机及该柔腿电机的速度变化，使该刚腿及该柔腿的行驶位置X、Y被相对校正，直至该刚腿的X-X(k)及该柔腿的Y-Y(k)相等并同步行驶。

从上述方案中可以看出，由于本发明通过对刚腿和柔腿同时检测、同步相对校正来达到刚腿、柔腿较平稳地、始终地同步行驶，其不仅消除了现有的绝对校正时因二腿突变速度而导致起重机晃动的问题，而且还能进一步达到起重机大车行驶随时平稳，以提高整个系统的使用寿命。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：

图1为本发明龙门起重机大车行驶于地面轨道上的示意图。

图2为本发明刚腿和柔腿的行驶位置为X、Y的示意图。

图3为本发明龙门起重机大车实施上述校正方法的系统结构框图。

图4为本发明所述系统运行步骤的方框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明进一步详细说明。

请详见图1，其为本发明龙门起重机大车行驶于地面轨道上的示意图。该龙门起重机大车1(以下简称大车1)包括：刚腿11、柔腿12及跨设于该刚腿11与该柔腿12之间的横梁13，该龙门起重机大车1通过其刚腿11和柔腿12行驶在具有标准位置标识(FLAG)21的地面2上，其中该大车1通过其刚腿11、柔腿12在地面2上的两个平行轨道23、24上同步行驶。

由于大车1在其轨道23、24上高速行驶时，刚腿11、柔腿12将会出现一前一后而使两侧偏斜运行的现象，由此使跨度较大的横梁13将易出现损坏、发生事故等严重情况，故一定需要在该大车1行驶的过程中，不断地校正刚腿11、柔腿12的快慢速度，以确保刚腿11、柔腿12同步行驶。

本发明提供一种龙门起重机大车的同步校正方法，其是当该刚腿11行经其所述标准位置X₀、X₁、X₂…X_k时具有一相对于该标准位置X₀、X₁、X₂…X_k的基准位值X(0)、X(1)、X(2)…X(k)，当该柔腿12行经其所述标准位置Y₀、Y₁、Y₂…Y_k时具有一相对该标准位置Y₀、Y₁、Y₂…Y_k的基准位值Y(0)、Y(1)、Y(2)…Y(k)，相对于上述各个基准位值，对该刚腿11和该柔腿12的行驶位置X、Y进行同时相对校正，以使该刚腿11和该柔腿12的行驶位置相同，且达到并行。

换一句，当该刚腿11与该柔腿12分别行经该标准位置X_k、Y_k(其中K为0、1、2…)时，相对于X_k、Y_k均分别具有一基准位值X(k)、Y(k)时，这时分别调整刚腿11与该柔腿12各自的行驶速度，直至该刚腿的行驶位置X-X(k)与该柔腿的行驶位置Y-Y(k)相等并同步行驶。其中需要说明的是，上述X(k)、Y(k)为该刚腿11与该柔腿12经各自标准位置X_k、Y_k时的X、Y记录值，故统称X(k)、Y(k)为基准位值。

具体地说，当X-X(k)小于Y-Y(k)时，表明刚腿11在后、柔腿12在前，从而导致二者非并排行驶，这时，调整该刚腿11减速、该柔腿12增速，直至该刚腿的行驶位置X-X(k)与该柔腿的行驶位置Y-Y(k)相等，即二者并排且同步行驶。

同样，当X-X(k)大于Y-Y(k)时，表明刚腿11在前、柔腿12在后，从而导致非并排行驶，这时，分别调整该刚腿11减速、该柔腿12增速，直至该刚腿的行驶位置X-X(k)与该柔腿的行驶位置Y-Y(k)相等即二者并排且同步行驶。

由于本发明是同时调整刚腿11和柔腿12的行驶速度，故刚腿11和柔腿12的行驶位置X、Y为相对变化，因此这种校正方式将不会产生因其中某一个腿的行驶位置的突变而导致该大车11在行进过程中出现晃动现象。

再请详见图1、图2，其显示有多个标准位置标识(FLAG)，其中在地面上每间隔一距离，如25米，设置一FLAG即为：X₀-Y₀、X₁-Y₁、X₂-Y₂…，以使该刚腿11与该柔腿12行经每25米处时进行上述相对校正一次。其中该刚腿11的标准位置为X_k，该柔腿12的该标准位置为Y_k，k为0、1、2、3…，并且X_k＝Y_k。

具体地，当该刚腿11行经其标准位置X₀时，将被检测出该刚腿11基于于X₀具有一基准位值X(0)，同样当该柔腿12行经其标准位置Y₀时，将被检测出该柔腿12基于于Y₀具有一基准位值Y(0)，这时则分别调整该刚腿11与该柔腿12的行驶速度，使二者在行驶过程中，始终保持X-X(0)＝Y-Y(0)，而使该刚腿11与该柔腿12并行(即图2)。

以上所述的实施例是刚腿11与该柔腿12相对于标准位置标识X₀、Y₀进行相对校正的方式，同样经下一个标准位置标识的坐标X₁、Y₁、或再下一个标准位置标识的坐标X₂、Y₂等时的校正方式也是如此，在此不再详说。

请详见图3，本发明实施上述同时校正方法所采用的系统5，其包括：控制中心50，如为可编程逻辑控制器(PLC)，用于控制该刚腿11与该柔腿12行驶速度的变化；刚腿编码器51，用于测量该刚腿11行经上述标准位置X_k并记录一相对于该标准位置X_k的基准位值X(k)，并输送给该控制中心50一第一测量信号；柔腿编码器55，用于测量柔腿12相对于上述标准位置Y_k并记录一相对于该标准位置Y_k的基准位值Y(k)，并输送给该控制中心50一第二测量信号；刚腿电机54，用于驱动该刚腿11行驶；及柔腿电机58，用于驱动该柔腿12行驶，其中，当该控制中心50接收到上述第一测量信号及上述第二测量信号时，进行判断、计算而得出一第一速度给定信号及一第二速度给定信号，并分别传送给该刚腿电机54和柔腿电机58，以指令该刚腿11和柔腿12速度变化，使该刚腿11和该柔腿12被相对校正为同步行驶。

本发明的该系统5还包括：刚腿变频器53，用于电连接该控制中心50和该刚腿电机54；以及柔腿变频器57，用于电连接该控制中心50和该柔腿电机58，其中该第一速度给定信号经该刚腿变频器53传送给刚腿电机54，该第二速度给定信号经该柔腿变频器57传送给柔腿电机58。

请再结合图1，本发明的该系统还包括：多个检测磁块22，分别设置于该刚腿及该柔腿行驶的轨道23、24上，做为各自的标准位置X_k、Y_k，其中K＝0、1、2、3…。

当该刚腿11及该柔腿12分别行驶到该各自的该检测磁块处时，由该刚腿11上的刚腿磁感应器52和该柔腿12上的柔腿磁感应器56分别感测而产生一第一校准信号及一第二校准信号并分别送至该控制中心50，该控制中心50根据该第一校准信号、第二校准信号以及上述第一测量信号、上述第二测量信号进行判断和计算，并据此输出第一速度给定信号及第二速度给定信号，以指令该刚腿电机54及该柔腿电机58速度变化，使该刚腿11及该柔腿12的行驶位置被相对校正且达到X-X(k)＝Y-Y(k)行驶。

之后，再由该控制中心50指令该刚腿电机54及该柔腿电机58的速度恢复原状，待经下一个检测磁块而出现偏差时，该系统再重复上述动作。

请详见图4，其为本发明所述系统运行步骤的方框图，显示了大车经基准位置标识X₀-Y₀而达到X-X(0)＝Y-Y(0)后，经下一个基准位置标识X₁-Y₁的系统校正步骤，具体如下：

S1：开始；

S2：当前系统控制为X-X(0)＝Y-Y(0)

S3：判断刚腿11是否经过其基准位置X₁？若是，则继续下一步骤S4；若否，则进行步骤S5；其中：

S4：设定X₁为基准位置并记录刚腿11的一基准位值X(1)；

S5：判断柔腿12是否经过其基准位置Y₁？若是，则继续下一步骤S6；若否，则进行步骤S7，其中：

S6：设定Y₁为基准位置并记录柔腿12的一基准位值Y(1)；

S7：判断刚腿11的基准位置X₁与该柔腿12的基准位置Y₁是否有效？若是，则继续下一步骤S8；若否，则返回步骤S2；其中：

S8；刷新系统控制为：X-X(1)＝Y-Y(1)。

同样，以X₂-Y₂为基准位置更换X₁-Y₁的基准位置的系统校正步骤也是如此，在此不再详述。

综上所述，本发明通过对大车刚腿及柔腿行驶速度的调整，以使刚腿及柔腿的行驶位置相对缩小，直至达到二者的行驶位置X-X(k)＝Y-Y(k)，从而克服了现有技术所述绝对校正方式中因其中一腿(刚腿或柔腿)的位置值发生突变而使起重机大车的结构易于晃动、扭曲等问题，大大地提高了大车运行的平稳性，并且还可提高大车结构的使用寿命。除此之外，当刚腿或柔腿在其打滑情景下所带来的测量误差时，或者由于外界环境温度变化后热胀冷缩带来的测量误差时，或者因长期使用而出现磨损后引起的轮径改变后造成的测量偏差时，本发明通过上述相对校正法，均不会受到上述因素的影响而使刚腿、柔腿的测量失准等现象的产生，即可精确地记录出刚腿、柔腿行经标准位置时的基准位值，且可不必要求刚腿、柔腿编码器记录的基准位值保持相近，而且能精确地反映大车的实际偏斜状况，可靠地保护大车的平稳行走。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种龙门起重机大车的同步校正方法，其中该龙门起重机大车包括：刚腿、柔腿及跨设于该刚腿与该柔腿之间的横梁，该龙门起重机大车通过其刚腿和柔腿行驶在具有标准位置的轨道上，当该刚腿和该柔腿行经该标准位置时，均具有一基准位值，其特征在于，该龙门起重机大车的同步校正方法是：当该刚腿和该柔腿行经该标准位置时，相对于上述基准位值对该刚腿和该柔腿的行驶位置进行相对校正，当所述刚腿与所述柔腿分别行经各自该标准位置X_k、Y_k而具有各自的一基准位值X(k)、Y(k)时，分别调整所述刚腿与所述柔腿的行驶速度，以将所述刚腿与所述柔腿的行驶位置X、Y分别相对校正为X-X(k)＝Y-Y(k)，其中X(k)为该刚腿行经上述标准位置X_k时一刚腿编码器测量并记录的X值、Y(k)为该柔腿行经上述标准位置Y_k时一柔腿编码器测量并记录的Y值。

2.根据权利要求1所述的龙门起重机大车的同步校正方法，其特征在于，当X-X(k)大于Y-Y(k)时，将该刚腿减速、该柔腿增速，直至该刚腿的行驶位置X-X(k)与该柔腿的行驶位置Y-Y(k)相等并同步行驶。

3.根据权利要求1所述的龙门起重机大车的同步校正方法，其特征在于，当X-X(k)小于Y-Y(k)时，将该刚腿增速、该柔腿减速，直至该刚腿的行驶位置X-X(k)及该柔腿的行驶位置Y-Y(k)相等并同步行驶。

4.根据权利要求2或3所述的龙门起重机大车的同步校正方法，其特征在于，该标准位置为多个，在轨道上每间隔一段设置一对标准位置，以使该刚腿与该柔腿为每间隔一段进行上述相对校正一次。

5.根据权利要求4所述的龙门起重机大车的同步校正方法，其特征在于，该刚腿的标准位置X_k以及该柔腿的标准位置Y_k中的K为0、1、2、3…，其中X_k＝Y_k。

6.一种实施上述权利要求1-5中任一项所述同步校正方法的系统，其包括：

控制中心，用于控制该刚腿与该柔腿行驶速度的变化；

刚腿编码器，用于测量该刚腿行经上述标准位置X_k并记录一相对于该标准位置X_k的基准位值X(k)，且输送给该控制中心一第一记录信号；

柔腿编码器，用于测量该柔腿行经上述标准位置Y_k并记录一相对于该标准位置Y_k的基准位置值Y(k)，并输送给该控制中心一第二记录信号；

刚腿电机，用于驱动该刚腿行驶；及

柔腿电机，用于驱动该柔腿行驶，

其中，当该控制中心接收到上述第一记录信号及上述第二记录信号时，进行判断、计算而得出一第一速度给定信号及一第二速度给定信号，并分别传送给该刚腿电机和柔腿电机，以指令该刚腿和柔腿速度变化，使该刚腿和该柔腿的行驶位置被校正，直至该刚腿和该柔腿并排且同步行驶。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：

刚腿变频器，用于电连接该控制中心和该刚腿电机；以及

柔腿变频器，用于电连接该控制中心和该柔腿电机，

其中该第一速度给定信号经该刚腿变频器传送给刚腿电机，该第二速度给定信号经该柔腿变频器传送给柔腿电机。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：

多个检测磁块，分别设置于该刚腿及该柔腿行驶的轨道上，做为各自的标准位置X_k、Y_k标识，

当该刚腿及该柔腿分别行驶到该各自的该检测磁块处时，由该刚腿上的刚腿磁感应器感测而产生一第一校准信号并送至该控制中心，由该柔腿上的柔腿磁感应器感测而产生一第二校准信号并送至该控制中心，该控制中心根据该第一校准信号、该第二校准信号以及该第一记录信号、该第二记录信号进行判断、计算，并指令该刚腿电机及该柔腿电机的速度变化，使该刚腿及该柔腿的行驶位置X、Y被相对校正，直至该刚腿的X-X(k)及该柔腿的Y-Y(k)相等并同步行驶。