JP7093604B2 - Target core sensor device - Google Patents
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本発明の実施形態は、コークス炉を自動走行する移動機に設置された目標芯センサ装置に関する。 An embodiment of the present invention relates to a target core sensor device installed in a mobile machine that automatically travels in a coke oven.
コークス炉は、移動機の作業位置への移動や位置合わせおよび各炉作業について自動化がなされている。そのため、移動機には、各作業位置に設けられたターゲットを検出する目標芯センサ装置が搭載されている。この目標芯センサ装置は、ターゲットに光を照射する光源と、光が照射されたターゲットを撮像する撮像装置と、を有している。撮像装置は、ターゲットの明暗情報を検出して、その画像データを制御部へと送信している。そして、制御部は、撮像装置から送られた画像データの明暗情報から作業位置を特定することで、移動機を各作業位置に停止させることができる。 The coke oven is automated for moving and aligning the moving machine to the working position and for each furnace operation. Therefore, the mobile device is equipped with a target core sensor device for detecting a target provided at each work position. This target core sensor device has a light source that irradiates the target with light and an image pickup device that captures the image of the target irradiated with the light. The image pickup apparatus detects the light / dark information of the target and transmits the image data to the control unit. Then, the control unit can stop the mobile device at each work position by specifying the work position from the light / dark information of the image data sent from the image pickup device.
ここで、コークス炉の設備周辺は、石炭やコークスの粉塵が飛散したり、水蒸気やガスも多く存在したりするので、これらがターゲットを撮像するときの障害となる。そこで、撮像装置の視野空間をエアカーテンによって簡易密閉するエア吐出手段と、簡易密閉された視野空間を陽圧に保つように空気を吹き込む空気吹込み手段と、を備えた目標芯センサ装置が提案されている。また、例えば、光源のガラス面に向けて空気を吹き付けることにより、ガラス面に付着した粉塵などを除去する目標芯センサ装置なども提案されている。 Here, coal and coke dust are scattered around the coke oven equipment, and a large amount of water vapor and gas are also present, which hinders the imaging of the target. Therefore, we propose a target core sensor device equipped with an air discharge means that simply seals the visual field space of the image pickup device with an air curtain and an air blowing means that blows air so as to keep the simple sealed visual field space at a positive pressure. Has been done. Further, for example, a target core sensor device for removing dust and the like adhering to the glass surface by blowing air toward the glass surface of the light source has also been proposed.
上述したエア吐出手段と空気吹込み手段とを備えた目標芯センサ装置は、光源と撮像装置との間をターゲットが通過するので、ターゲットを通過させるための開口部が広くなっている。従って、粉塵などが撮像装置の視野空間へ侵入するのを防ぐには、大量の空気を送り込んでエアカーテンを形成しなければならず、コストが増加する虞がある。また、空気の送り込み量が足りない場合には、視野空間の簡易密閉状態を保つことができない虞がある。また、エアカーテンを形成する風の風速が不均一になると、周囲の粉塵などを視野空間内に巻き込んでしまう虞がある。 In the target core sensor device provided with the above-mentioned air discharging means and air blowing means, since the target passes between the light source and the image pickup device, the opening for passing the target is widened. Therefore, in order to prevent dust and the like from entering the visual field space of the image pickup apparatus, a large amount of air must be sent to form an air curtain, which may increase the cost. Further, if the amount of air sent is insufficient, there is a possibility that the simple sealed state of the visual field space cannot be maintained. Further, if the wind speed of the wind forming the air curtain becomes non-uniform, there is a risk that surrounding dust or the like may be caught in the visual field space.
一方、上述した光源のガラス面に向けて空気を吹き付ける目標芯センサ装置は、外部に露出した光源のガラス面の上方から空気を吐出している。この場合、ガラス面に空気を吐出する吐出部から離れた位置では、乱れた空気の渦に粉塵や水蒸気が巻き込まれる虞がある。その結果、ガラス面には、水蒸気や粉塵などを含んだ空気が吹き付けられて、汚れが付着してしまう虞がある。また、ガラス面に対して空気を吹き付けているので、ターゲットに付着した粉塵などは吹き飛ばすことができない虞がある。 On the other hand, the target core sensor device that blows air toward the glass surface of the light source described above discharges air from above the glass surface of the light source exposed to the outside. In this case, at a position away from the discharge portion that discharges air to the glass surface, dust or water vapor may be caught in the turbulent air vortex. As a result, air containing water vapor, dust, and the like may be blown onto the glass surface, and dirt may adhere to the glass surface. Further, since air is blown to the glass surface, there is a possibility that dust and the like adhering to the target cannot be blown off.
この発明の実施形態は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、光源および撮像装置に粉塵や水蒸気が付着するのを抑制して、光源および撮像装置の寿命を向上できる目標芯センサ装置を提供することを目的とする。 The embodiment of the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is a target that the life of the light source and the image pickup device can be improved by suppressing the adhesion of dust and water vapor to the light source and the image pickup device. It is an object of the present invention to provide a core sensor device.
実施形態に係る目標芯センサ装置は、コークス炉を移動する移動機に設けられ、前記移動機の各作業位置に対応して設けられたターゲットを検出する。そして、光を照射する光源と、前記光源に対向して設けられ前記光源から照射された光を検出する撮像装置と、前記光源と前記ターゲットとの間に位置して前記光源からの光を通過させるとともに、前記ターゲットに対して空気を吐出する第1吐出口を有する第1仕切板と、前記撮像装置と前記ターゲットとの間に位置して前記光源からの光を通過させるとともに、前記ターゲットに対して空気を吐出する第2吐出口を有する第2仕切板と、を備え、前記第2吐出口は、前記移動機の移動方向に延びている。 The target core sensor device according to the embodiment is provided in a mobile machine moving in a coke oven, and detects a target provided corresponding to each working position of the mobile machine. Then, the light source that irradiates the light, the image pickup device that is provided facing the light source and detects the light emitted from the light source, and the light source is located between the light source and the target and passes through the light from the light source. The target is located between the first partition plate having a first discharge port for discharging air to the target, the image pickup device, and the target, and the light from the light source is passed through the target. A second partition plate having a second discharge port for discharging air is provided, and the second discharge port extends in the moving direction of the mobile device.
本実施形態では、光源および撮像装置に粉塵や水蒸気が付着するのを抑制して、光源および撮像装置の寿命を向上できる。 In the present embodiment, it is possible to suppress the adhesion of dust and water vapor to the light source and the image pickup device, and to improve the life of the light source and the image pickup device.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
It should be noted that the drawings are schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each part, the ratio of the sizes between the parts, and the like are not necessarily the same as the actual ones. Further, even when the same part is represented, the dimensions and ratios may be different from each other depending on the drawing.
In addition, in the present specification and each figure, the same elements as those described above with respect to the above-mentioned figures are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.
図1は、コークス炉を模式的に示す正面図である。
図2は、コークス炉の蓄熱室、窯を模式的に示す斜視図である。
図1および図2では、各窯3に対応した位置にターゲット9を設け、押出機5に目標芯センサ装置20を搭載した場合を一例として示している。
FIG. 1 is a front view schematically showing a coke oven.
FIG. 2 is a perspective view schematically showing a heat storage chamber and a kiln of a coke oven.
1 and 2 show, as an example, a case where the
コークス炉1は、例えば高炉(図示せず)とともに、製鉄工場内に設けられている。このコークス炉1は、原料である石炭を乾留してコークスを製造する。このために、コークス炉1は、蓄熱室2と、蓄熱室2の上方に設けられ複数の炭化室3aを有する窯3と、窯3の各炭化室3a上を移動可能な装炭車4と、炭化室3aに対面して蓄熱室2に沿って移動可能な押出機5と、押出機5とは窯3を挟んで反対側に位置して蓄熱室2上を窯3に沿って移動可能なガイド車6と、ガイド車6よりも下方に位置して蓄熱室2に沿って移動可能な消火電車7と、を備えている。
The
コークス炉1は、装炭車4、押出機5、およびガイド車6などの移動機により、装炭作業やコークス押出作業などの一連の作業が自動化されている。具体的には、装炭車4は、窯3の上方に設けられたレール8a上を自動で走行して、炭化室3aに石炭を装入する。押出機5は、蓄熱室2に沿って延びるレール8b上を自動で走行して、乾留後のコークスを炭化室3aからガイド車6に向けて押出す。ガイド車6は、蓄熱室2上で窯3に沿って延びるレール8c上を自動で走行して、押出機5により押出された赤熱のコークスを消火電車7に案内する。消火電車7は、レール8aとは蓄熱室2を挟んで反対側に位置して蓄熱室2に沿って延びるレール8d上を自動で走行して、ガイド車6から送られた赤熱のコークスを冷却する。
In the
図3は、ターゲットを例示する模式図である。
ターゲット9は、移動機の作業位置にそれぞれ設けられている。図2に示すように、ターゲット9は、例えば窯3の各炭化室3aから押出機5側に向けて突出してそれぞれ設けられている。これらターゲット9は、移動機の作業位置の位置合わせをするための識別体となっている。各ターゲット9は、移動機に搭載された後述する目標芯センサ装置20の撮像装置35で撮像される。各ターゲット9は、例えば矩形状の板体からなり、撮像装置35に対面する表面部9aから光源30に対面する裏面部9bに向けて貫通する開口部9cを有している。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the target.
The
ターゲット9の開口部9cは、ターゲット9ごとに設定されたターゲット番号を表している。すなわち、ターゲット9の開口部9c(ターゲット番号)は、移動機の各作業位置(例えば、各炭化室3a)を特定する識別情報となっている。開口部9cは、例えばターゲット9の厚さ方向に貫通する複数のスリット状となっており、各作業位置に応じて位置および数が割り当てられている。
The opening 9c of the
開口部9cは、例えば7箇所に開口され、開口部9cが形成されている箇所を「1」、開口部9cが形成されていない箇所を「0」とすると、2進数の「0000001」~「1111111」として表すことができる。なお、開口部9cは、その形状、位置および数のうちの少なくとも1つを用いてターゲット番号(作業位置)を特定できればよい。開口部9cは、例えば10進数(アラビア数字)や16進数(英数字)などで表すようにしてもよいし、他の形状、文字(カタカナなど)であってもよい。
The opening 9c is opened in, for example, 7 places, where the place where the opening 9c is formed is "1", and the place where the opening 9c is not formed is "0", and the binary numbers are "0000001" to "0000001" to "0". It can be expressed as "11111111". It is sufficient that the target number (working position) of the opening 9c can be specified by using at least one of its shape, position and number. The
次に、本実施形態による作業位置検出装置10について説明する。
図4は、作業位置検出装置のブロック図である。
Next, the working
FIG. 4 is a block diagram of the working position detecting device.
作業位置検出装置10は、コークス炉1を移動する移動機に設けられ、移動機の各作業位置に対応して設けられたターゲット9を検出する。この作業位置検出装置10は、目標芯センサ装置20を有している。目標芯センサ装置20は、移動機(例えば、押出機5など)に搭載される箱体40と、箱体40の内部に設けられターゲット9に光を照射する光源30と、箱体40の内部に設けられターゲット9を撮像する撮像装置35と、を有している。また、作業位置検出装置10は、撮像装置35に接続される画像処理部11と、画像処理部11に接続される制御部12と、を有している。なお、画像処理部11と制御部12とは、目標芯センサ装置20に設けられていてもよい。
The work
画像処理部11は、撮像装置35によって検出されたターゲット9の明暗情報を2次元の画像データとして処理する。画像処理部11は、例えばCPU(Central Processing Unit)などのメモリに格納されたプログラムを逐次読み出して実行するデバイスによって実現される。また、本実施形態では、画像処理部11と制御部12とを別個に構成しているが、これに限らず、画像処理部11が制御部12の機能の一部あるいは全部を含んでいてもよい。
The
画像処理部11は、撮像装置35から送られた画像データを格納するメモリ11aと、各ターゲット9の基準データが格納されたターゲット基準11bと、メモリ11aに格納された画像データとターゲット基準に格納された基準データとを比較して、ターゲット9の位置およびターゲット番号を検出するターゲット演算部11cと、を有している。
The
ターゲット演算部11cは、例えば画像データの明暗情報に基づき、撮像装置35の視野中心からターゲット9までのずれ量と、ターゲット番号とを検出する。ターゲット演算部11cは、ターゲット9の位置およびターゲット番号の情報を制御部12に送信する。
The
制御部12は、例えばプログラマブルコントローラ(PLC)からなり、ターゲット演算部11cから送信された情報に基づき移動機の現在の位置を判断して、移動機を所定の作業位置まで移動させる。
The
次に、本実施形態による目標芯センサ装置20について説明する。
図5は、目標芯センサ装置を模式的に示す斜視図である。
図6は、目標芯センサ装置を上方からみた平面図である。図6では、箱体40の内部を流通する空気F1、F2、および撮像装置35の視野範囲35aを透過した状態で示している。
図7は、図6中の目標芯センサ装置を矢示A-A方向からみた断面図である。
図8は、図7中のターゲット、第1ケーシング、第2吐出口を拡大して示す断面図である。
図9は、図6中の目標芯センサ装置を矢示B-B方向からみた断面図である。
図10は、図6中の目標芯センサ装置を矢示C-C方向からみた断面図である。
図11は、図6中の目標芯センサ装置を矢示D-D方向からみた断面図である。
Next, the target
FIG. 5 is a perspective view schematically showing the target core sensor device.
FIG. 6 is a plan view of the target core sensor device as viewed from above. FIG. 6 shows a state in which the air F1 and F2 circulating inside the
FIG. 7 is a cross-sectional view of the target core sensor device in FIG. 6 as viewed from the direction of arrow AA.
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing the target, the first casing, and the second discharge port in FIG. 7.
FIG. 9 is a cross-sectional view of the target core sensor device in FIG. 6 as viewed from the arrow BB direction.
FIG. 10 is a cross-sectional view of the target core sensor device in FIG. 6 as viewed from the direction of arrows CC.
FIG. 11 is a cross-sectional view of the target core sensor device in FIG. 6 as viewed from the direction DD.
目標芯センサ装置20は、装炭車4、押出機5、およびガイド車6などの移動機に搭載されている。この目標芯センサ装置20は、移動機を所定の作業位置に停止させるために、各作業位置にそれぞれ設けられたターゲット9を検出する。そして、目標芯センサ装置20は、ターゲット9に光を照射する光源30と、ターゲット9を撮像する撮像装置35と、光源30と撮像装置35とを収納する箱体40と、を有している。
The target
光源30は、箱体40の第1ケーシング41の内部に収納されている。この光源30は、例えば発光ダイオード(LED)や蛍光灯となっており、コークス炉1が稼働しているときに点灯している。光源30は、発光面30aが撮像装置35側に向いた状態で配置されている。光源30は、ターゲット9が箱体40の内部に位置している場合に、ターゲット9の裏面部9bを照射している。
The
撮像装置35は、箱体40の第2ケーシング50の内部に収納されている。この撮像装置35は、例えばラインセンサカメラやエリアセンサカメラからなり、コークス炉1が稼働しているときに起動している。撮像装置35は、光源30に対向して設けられ光源30から照射された光を検出する。撮像装置35は、移動機の移動(走行)方向と交差する方向を撮像している。撮像装置35は、例えば光軸の軸線X-Xが水平面上に沿って光源30に向けて延びている。
The
また、撮像装置35は、少なくともターゲット9の左右方向の長さ寸法よりも長い視野範囲35aを有している。これにより、撮像装置35は、光源30との間を通過するターゲット9を視野範囲35a内で撮像することができる。この場合、光源30から発せられる光は、ターゲット9の開口部9cは通過し、開口部9c以外の部分では遮断される。従って、撮像装置35は、ターゲット9の開口部9cとそれ以外の部分とで構成される明暗情報を検出する。そして、撮像装置35は、撮像した画像データ(明暗情報)を画像処理部11に送信する。
Further, the
次に、光源30と撮像装置35とを収納する箱体40について説明する。
Next, the
図5、図6に示すように、箱体40は、例えば金属材料により下方および左右の側方の一部が開口した凹状に形成されている。箱体40は、内部に光源30が収納される第1ケーシング41と、内部に撮像装置35が収納される第2ケーシング50と、第1ケーシング41の上端と第2ケーシング50の上端との間を接続するフード板60と、を有している。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
この場合、箱体40は、第1ケーシング41が移動機からターゲット9側に向けて突出した状態で移動機に取付けられる。すなわち、箱体40は、第2ケーシング50側で移動機に取付けられる。ターゲット9は、第1ケーシング41と第2ケーシング50との間でフード板60の下方に形成されたターゲット通過部65を通過する。なお、箱体40の説明は、第1ケーシング41側を前側(前方)とし、第2ケーシング50側を後側(後方)とする。
In this case, the
第1ケーシング41は、上面板41a、下面板41b、左右の側面板41c、前面板41d、および前面板41dに対面する第1仕切板41eにより、移動機の移動方向に延びるボックス状に形成されている。第1ケーシング41は、遮光性および気密性を有している。これにより、第1ケーシング41は、内部に太陽光や周囲の電灯などの外光および粉塵や水蒸気が侵入するのを抑制している。
The
第1ケーシング41の上面板41aは、光源30の上方を閉塞して後端がフード板60に接続している。下面板41bは、光源30の下方を閉塞するとともに、左右方向に離間して設けられた固定金具42を介して光源30を支持している。左右の側面板41cは、光源30の左右両側を閉塞している。第1ケーシング41の左右の側面板41cのうち少なくとも一方の側面板41cは、光源30に空気F1を供給する第1管路46を有している。前面板41dは、上面板41aの前端と下面板41bの前端との間を接続して光源30の前方を閉塞している。
The
第1仕切板41eは、光源30とターゲット9(ターゲット通過部65)との間に位置して、前面板41dに前後方向で対面している。第1仕切板41eは、光源30の光を通過させるとともに、ターゲット9に対して空気F1を吐出する第1吐出口43を有している。この第1吐出口43は、第1ケーシング41の内部とターゲット通過部65との間を連通している。
The
第1吐出口43は、光源30の発光面30aに対向する位置で、移動機の移動方向(左右方向)に延びるスリット状に形成されている。この場合、第1吐出口43は、光源30の発光面30aから後方に向けて所定の寸法をもった位置に形成されている。換言すると、光源30の発光面30aは、第1ケーシング41の内部に配置されている。
The
第1吐出口43の大きさは、光源30から発せられる光がターゲット9を照射することができるとともに、空気F1がターゲット9に付着した粉塵などの異物を吹き飛ばすことができるように形成されている。すなわち、第1ケーシング41の内部は、第1管路46から空気F1が供給されることにより、外部よりも陽圧となっている。
The size of the
これにより、第1吐出口43からは、ターゲット通過部65に向けて勢いよく空気F1が噴出されているので、第1ケーシング41の内部に粉塵などの異物が侵入するのを抑制することができる。従って、光源30の発光面30aに粉塵などの異物が付着するのを抑制することができる。さらに、第1吐出口43から吐出された空気F1は、ターゲット9の裏面部9bに吹き付けられ、ターゲット9に付着した粉塵などの異物を吹き飛ばすことができる。
As a result, since the air F1 is vigorously ejected from the
横板44は、第1ケーシング41の内部で左右方向に延びている。この横板44は、光源30の上方に位置して、基端側が第1仕切板41eに固着され前面板41d側に向けて延びている。この場合、横板44と前面板41dとの間には、隙間Sが形成されている。すなわち、横板44は、第1仕切板41e側が固定端となり、前端側(前面板41d側)が自由端となっている。
The
隙間Sは、第1管路46から供給された空気F1が流れる流路となっており、光源30よりも前方(前面板41d側)に形成されている。これにより、第1管路46から流出した空気F1は、隙間Sから光源30を介して第1吐出口43へと流れる。なお、横板44は、第1仕切板41eから前面板41dまで延びていてもよく、このような場合には横板44に隙間Sとしての1個または複数個の開口が形成される。
The gap S is a flow path through which the air F1 supplied from the
横板44の上面には、左右方向に離間して固定金具45が設けられている。この固定金具45は、第1管路46の下流管路48を支持するものである。なお、固定金具45は、横板44に限らず、上面板41aや左右の側面板41cに設けられていてもよい。
Fixing
第1管路46は、左右の側面板41cのうち少なくとも一方の側面板41cに接続されている。この第1管路46は、基端側がコンプレッサやファンなどの送風機70に接続され第1ケーシング41まで延びる上流管路47と、上流管路47に接続され第1ケーシング41の内部を移動機の移動方向に延びる下流管路48と、を有している。送風機70は、コークス炉1が稼働しているときに駆動しており、第1管路46を介して第1ケーシング41の内部に空気F1を供給している。
The
図5、図9に示すように、上流管路47は、側面板41cの上端側に接続されている。具体的には、上流管路47は、横板44よりも上方で側面板41cに接続されている。上流管路47は、側面板41cからターゲット通過部65よりも上方に向けて延び、後方に向けて屈曲している。これにより、移動機が走行しているときに、第1管路46の上流管路47がターゲット9に接触するのを回避することができる。
As shown in FIGS. 5 and 9, the
図8、図9に示すように、下流管路48は、横板44よりも上方に位置して左右方向に延びている。この下流管路48は、横板44に設けられた固定金具45を介して横板44に支持されている。下流管路48は、送風機70から送出された空気F1を第1ケーシング41の内部に送風する送風口48aを有している。この送風口48aは、例えば左右方向に離間して複数個形成され、前面板41dに対面している。送風口48aの大きさ、個数、および形状は、上流管路47とは左右方向の反対側まで空気F1が送出されるように、送風機70の能力、下流管路48の大きさなどにより、実験、シミュレーションに基づき設定される。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
上流管路47から下流管路48に流れた空気F1は、送風口48aから第1ケーシング41の内部に供給される。この場合、下流管路48は、第1ケーシング41の内部を左右方向に延びているので、上流管路47とは反対側まで空気F1を効率よく送ることができる。従って、下流管路48の各送風口48aからは、均一の空気F1が第1ケーシング41の内部に送風される。
The air F1 flowing from the
そして、図8に示すように、空気F1は、隙間Sから光源30の全体を沿って流れることにより光源30を冷却する。その後、空気F1は、第1吐出口43からターゲット通過部65に向けて噴出する。ターゲット通過部65にターゲット9が位置している場合には、空気F1がターゲット9の裏面部9bに吹き付けられる。これにより、ターゲット9の裏面部9bおよび開口部9cに付着した粉塵や水蒸気を吹き飛ばすことができる。なお、下流管路48は、設けられていなくてもよい。すなわち、上流管路47から第1ケーシング41の内部に空気F1が直接供給されてもよい。
Then, as shown in FIG. 8, the air F1 cools the
第2ケーシング50は、上面板50a、下面板50b、左右の側面板50c、後面板50d、および後面板50dに対面する第2仕切板50eにより、ボックス状に形成されている。第2ケーシング50は、遮光性および気密性を有している。これにより、第2ケーシング50は、内部に太陽光や周囲の電灯などの外光および粉塵や水蒸気が侵入するのを抑制している。
The
第2ケーシング50の上面板50aは、撮像装置35の上方を閉塞して前端がフード板60に接続している。下面板50bは、撮像装置35の下方を閉塞するとともに、後側(後面板50d側)に設けられた固定金具51を介して撮像装置35を支持している。左右の側面板50cは、後方から前方に向けて広がるように傾斜しており、撮像装置35の左右両側を閉塞している。すなわち、第2ケーシング50は、左右方向において前方側が後方側よりも幅広に形成されている。第2ケーシング50の左右の側面板50cのうち少なくとも一方の側面板50cは、撮像装置35に空気F2を供給する第2管路53を有している。後面板50dは、上面板50aの後端と下面板50bの後端との間を接続して撮像装置35の後方を閉塞している。
The
第2仕切板50eは、撮像装置35とターゲット9(ターゲット通過部65)との間に位置して、第1仕切板41eと前後方向に対面している。すなわち、第1仕切板41eと第2仕切板50eとの間は、ターゲット通過部65となっている。第2仕切板50eは、光源30からの光を通過させるとともに、ターゲット9に対して空気F2を吐出する第2吐出口52を有している。
The
この第2吐出口52は、第2ケーシング50の内部とターゲット通過部65との間を連通している。第2吐出口52は、第1ケーシング41の第1吐出口43に対向する位置で、移動機の移動方向(左右方向)に延びるスリット状に形成されている。この場合、第2吐出口52は、第1吐出口43に前後方向で対面している。また、図7に示すように、第2吐出口52は、撮像装置35の光軸の軸線X-X上に配置されている。すなわち、光源30、第1吐出口43、および第2吐出口52は、撮像装置35の光軸の軸線X-X上に配置されている。
The
また、第2吐出口52は、内面に光の反射率が低い素材が添付(塗布)されたり、光の反射率が低くなるような表面加工が施されたりしている。これにより、光源30の光が第2吐出口52の内面に反射して拡散するのを抑制することができる。その結果、撮像装置35は、第1吐出口43と第2吐出口52との間を通過するターゲット9(開口部9c)に焦点を合わせてターゲット9の検出精度を向上できる。
Further, the
第2吐出口52の大きさは、撮像装置35がターゲット9を精度よく検出することができるとともに、空気F2がターゲット9に付着した粉塵などの異物を吹き飛ばすことができるように形成されている。すなわち、第2ケーシング50の内部は、第2管路53から空気F2が供給されることにより、外部よりも陽圧となっている。
The size of the
これにより、第2吐出口52からは、ターゲット通過部65に向けて勢いよく空気F2が噴出されているので、第2ケーシング50の内部に粉塵などの異物が侵入するのを抑制することができる。従って、撮像装置35に粉塵などの異物が付着するのを抑制することができる。さらに、第2吐出口52から吐出された空気F2は、ターゲット9の表面部9aに吹き付けられ、ターゲット9に付着した粉塵などの異物を吹き飛ばすことができる。
As a result, the air F2 is vigorously ejected from the
第2管路53は、左右の側面板50cのうち少なくとも一方の側面板50cに接続されている。この第2管路53は、基端側がコンプレッサやファンなどの送風機70に接続され第2ケーシング50まで延びている。第2管路53は、側面板50cの後端側に接続され、撮像装置35に向けて空気F2を供給している。送風機70は、コークス炉1が稼働しているときに駆動しており、第1ケーシング41の内部に空気F1を供給するものと同じでもよいし、別個に設けられていてもよい。
The
図6、図7に示すように、空気F2は、第2管路53から撮像装置35に向けて流れることにより撮像装置35を冷却する。その後、空気F2は、第2ケーシング50の内部を前方に向けて流れ、第2吐出口52からターゲット通過部65に向けて噴出する。ターゲット通過部65にターゲット9が位置している場合には、空気F2がターゲット9の表面部9aに吹き付けられる。これにより、ターゲット9の表面部9aおよび開口部9cに付着した粉塵や水蒸気を吹き飛ばすことができる。
As shown in FIGS. 6 and 7, the air F2 cools the
本実施形態による目標芯センサ装置20は、上述の如き構成を有するもので、次に、目標芯センサ装置20の作動について説明する。
The target
コークス炉1は、移動機の作業位置への移動や位置合わせおよび各炉作業について自動化がなされている。移動機には、各作業位置に設けられたターゲット9を検出する目標芯センサ装置20が搭載されている。この目標芯センサ装置20は、ターゲット9に光を照射する光源30と、光が照射されたターゲット9を撮像する撮像装置35と、を有している。撮像装置35は、ターゲット9の明暗情報を検出して、その画像データを画像処理部11へと送信する。
The
画像処理部11は、受信した画像データ(明暗情報)から撮像装置35の視野中心とターゲット9とのずれ量を検出する。そして、制御部12は、そのずれ量に基づき、ターゲット9の左右方向の中心が撮像装置35の視野中心に位置するように移動機を移動させる。また、画像処理部11は、ターゲット9の開口部9cとそれ以外の箇所との明暗情報から作業位置を検出して、その位置情報を制御部12に送信する。これにより、制御部12は、移動機の作業位置を特定することができる。
The
ところで、コークス炉1の設備周辺は、石炭やコークスの粉塵が飛散したり、水蒸気やガスも多く存在するので、これらがターゲットを撮像するときの障害となる。そこで、エアカーテンにより撮像装置の視野空間へ粉塵などの異物が侵入するのを抑制する目標芯センサ装置が提案されている。
By the way, around the equipment of the
しかし、撮像装置の視野空間へ粉塵などが侵入するのを防ぐには、エアカーテンを形成するための空気を大量に送り込まなければならず、コストが増加する虞がある。また、空気の送り込み量が足りない場合には、視野空間の簡易密閉状態を保つことができない虞がある。また、エアカーテンを形成する風の風速が不均一になると、周囲の粉塵などを視野空間内に巻き込んでしまう虞がある。 However, in order to prevent dust and the like from entering the visual field space of the image pickup apparatus, a large amount of air for forming an air curtain must be sent, which may increase the cost. Further, if the amount of air sent is insufficient, there is a possibility that the simple sealed state of the visual field space cannot be maintained. Further, if the wind speed of the wind forming the air curtain becomes non-uniform, there is a risk that surrounding dust or the like may be caught in the visual field space.
また、光源のガラス面の上方から空気を吐出する目標芯センサ装置が提案されている。この場合、ガラス面に空気を吐出する吐出部から離れた位置では、乱れた空気の渦に粉塵や水蒸気が巻き込まれる虞がある。ガラス面は、外部(ターゲット側)に露出している。従って、水蒸気や粉塵などを含んだ空気がガラス面に吹き付けられて、汚れが付着してしまう虞がある。また、ガラス面に対して空気を吹き付けているので、ターゲットに付着した粉塵などは吹き飛ばすことができない虞がある。 Further, a target core sensor device that discharges air from above the glass surface of the light source has been proposed. In this case, at a position away from the discharge portion that discharges air to the glass surface, dust or water vapor may be caught in the turbulent air vortex. The glass surface is exposed to the outside (target side). Therefore, there is a risk that air containing water vapor, dust, etc. will be blown onto the glass surface and dirt will adhere to it. Further, since air is blown to the glass surface, there is a possibility that dust and the like adhering to the target cannot be blown off.
また、光源には、長寿命、低消費電力のLEDランプが使用されることが提案されている。LEDランプは、熱に弱いことから十分な冷却が必要となる。また、撮像装置も十分な冷却が必要である。そこで、目標芯センサ装置は、光源(LEDランプ)と撮像装置とをボルテックスチューブにより冷却することが提案されている。しかし、ボルテックスチューブは、冷却性能を引き出すために高い空気圧力が必要になる。その結果、ガラス面に付着した粉塵除去用の圧縮空気と、光源および撮像装置の冷却用の圧縮空気との圧力が下がらないように、高容量の送風装置が必要となり、コストが増加する虞がある。 Further, it has been proposed that an LED lamp having a long life and low power consumption is used as the light source. Since LED lamps are sensitive to heat, sufficient cooling is required. In addition, the image pickup device also needs to be sufficiently cooled. Therefore, it has been proposed that the target core sensor device cools the light source (LED lamp) and the image pickup device with a vortex tube. However, vortex tubes require high air pressure to bring out the cooling performance. As a result, a high-capacity blower is required so that the pressure between the compressed air for removing dust adhering to the glass surface and the compressed air for cooling the light source and the image pickup device does not decrease, which may increase the cost. be.
そこで、本実施形態の目標芯センサ装置20は、光源30を収納する第1ケーシング41と、撮像装置35を収納する第2ケーシング50と、を有している。第1ケーシング41は、光源30に対面する第1仕切板41eを有している。また、第1ケーシング41は、内部に空気F1を供給する第1管路46を有している。第1管路46から第1ケーシング41の内部に流失した空気F1は、光源30を冷却する。そして、第1仕切板41eは、光源30から発せられる光を通過させるとともに、ターゲット9に対して空気F1を吹き付ける第1吐出口43を有している。
Therefore, the target
一方、第2ケーシング50は、撮像装置35の視野方向に第2仕切板50eを有している。また、第2ケーシング50は、内部に空気F2を供給する第2管路53を有している。第2管路53から第2ケーシング50の内部に流失した空気F2は、撮像装置35を冷却する。そして、第2仕切板50eは、光源30から発せられる光を通過させるとともに、ターゲット9に対して空気F2を吹き付ける第2吐出口52を有している。
On the other hand, the
次に、第1ケーシング41の内部に供給される空気F1の流通状態と、第2ケーシング50の内部に供給される空気F2の流通状体およびその作用について説明する。
Next, the flow state of the air F1 supplied to the inside of the
送風機70により第1管路46の上流管路47を流れる空気F1は、下流管路48の送風口48aから第1ケーシング41の内部に流出する。この場合、下流管路48は、第1ケーシング41を移動機の走行方向(左右方向)に延びているので、送風口48aから第1ケーシング41の内部全体に空気F1を供給することができる。
The air F1 flowing through the
そして、空気F1は、横板44と前面板41dとの間に形成された隙間Sから光源30の発光面30aとは反対側の前面に向けて流れる。その後、空気F1は、光源30の下方から発光面30a側へと流れる。これにより、空気F1は、光源30の全体を流れて光源30を効率よく冷却することができる。
Then, the air F1 flows from the gap S formed between the
この場合、空気F1は、図示しない冷却装置により冷却されているのが好ましい。すなわち、コークス炉1は、高炉にコークスを供給し続けなければならないので、高炉とともに長時間稼働し続ける。その結果、光源30も長時間の発光状態が継続することになり、発する熱量が大きくなる。従って、空気F1が冷却されることにより、光源30に対する冷却能力を高めることができ、光源30の寿命を向上できる。
In this case, the air F1 is preferably cooled by a cooling device (not shown). That is, since the
そして、空気F1は、第1仕切板41eの第1吐出口43からターゲット通過部65に向けて吐出する。この場合、第1吐出口43は、移動機の走行方向に延びるスリット状に形成されている。従って、空気F1は、ターゲット通過部65の内部に位置するターゲット9の裏面部9bおよび開口部9cに勢いよく吹き付けられる。例えば、ターゲット9の開口部9cに粉塵などの異物が付着していると、撮像装置35により撮像される明暗情報が誤ったものとなる虞がある。しかし、ターゲット9は、ターゲット通過部65の内部に進入したときに、第1吐出口43から空気F1が吹き付けられる。従って、ターゲット9に付着した粉塵などの異物を早期に除去することができ、撮像装置35の誤検出を抑制することができる。
Then, the air F1 is discharged from the
また、空気F1は、第1吐出口43からターゲット通過部65に向けて流れているので、ターゲット通過部65から第1ケーシング41の内部に粉塵などの異物が侵入するのを抑制することができる。従って、光源30の発光面30aに粉塵や水蒸気などが付着するのを抑制して、光源30の寿命を向上することができる。
Further, since the air F1 flows from the
一方、送風機70により第2管路53を流れる空気F2は、第2ケーシング50の内部に流出する。この場合、第2管路53は、その流出開口が撮像装置35に対面している。従って、空気F2は、第2管路53から撮像装置35に向けて流出する。コークス炉1の稼働により、撮像装置35も長時間の作動状態が継続することになり、発する熱量が大きくなる。従って、空気F2も空気F1と同様に冷却装置により冷却されているのが好ましい。これにより、撮像装置35に対する冷却能力を高めることができ、撮像装置35の寿命を向上できる。
On the other hand, the air F2 flowing through the
そして、空気F2は、第2仕切板50eの第2吐出口52からターゲット通過部65に向けて吐出する。この場合、第2吐出口52は、移動機の走行方向に延びるスリット状に形成されている。従って、空気F2は、ターゲット通過部65の内部に位置するターゲット9の表面部9aおよび開口部9cに勢いよく吹き付けられる。すなわち、ターゲット9は、ターゲット通過部65の内部に進入したときに、第2吐出口52から空気F2が吹き付けられる。従って、ターゲット9に付着した粉塵などの異物を早期に除去することができ、撮像装置35の誤検出を抑制することができる。
Then, the air F2 is discharged from the
このように、空気F1は、光源30を冷却する冷却風として作用するとともに、ターゲット9の裏面部9bおよび開口部9cに付着した粉塵などの異物を除去する吐出風として作用する。また、空気F1により、第1ケーシング41の内部を外部よりも陽圧に保つことで、第1ケーシング41の内部に粉塵などの異物が侵入するのを抑制している。
In this way, the air F1 acts as a cooling air for cooling the
一方、空気F2は、撮像装置35を冷却する冷却風として作用するとともに、ターゲット9の表面部9aおよび開口部9cに付着した粉塵などの異物を除去する除去風として作用する。また、空気F2により、第2ケーシング50の内部を外部よりも陽圧に保つことで、第2ケーシング50の内部に粉塵などの異物が侵入するのを抑制している。
On the other hand, the air F2 acts as a cooling air for cooling the
また、ターゲット通過部65に吐出された空気F1、F2は、ターゲット通過部65から外部に向けて流れるので、ターゲット通過部65に粉塵などの異物が侵入するのを抑制することができる。これにより、ターゲット通過部65の内部の状態を良好に保つことができるので、撮像装置35によるターゲット9の検出精度を向上できる。
Further, since the air F1 and F2 discharged to the
かくして、本実施形態は、コークス炉1を移動する移動機(例えば、押出機5)に設けられ、前記移動機の各作業位置に対応して設けられたターゲット9を検出する目標芯センサ装置20であって、光を照射する光源30と、前記光源30に対向して設けられ前記光源30から照射された光を検出する撮像装置35と、前記光源30と前記ターゲット9との間に位置して前記光源30からの光を通過させるとともに、前記ターゲット9に対して空気F1を吐出する第1吐出口43を有する第1仕切板41eと、前記撮像装置35と前記ターゲット9との間に位置して前記光源30からの光を通過させるとともに、前記ターゲット9に対して空気F2を吐出する第2吐出口52を有する第2仕切板50eと、を備え、前記第2吐出口52は、前記移動機の移動方向に延びている。
Thus, the present embodiment is provided in a mobile device (for example, an extruder 5) that moves the
これにより、第1仕切板41eの第1吐出口43は、空気F1をターゲット9に向けて吐出して、ターゲット9に付着した粉塵などの異物を除去することができる。さらに、第1吐出口43から空気F1が吐出しているので、光源30に粉塵、水蒸気などの異物が付着するのを抑制して、光源30の寿命を向上できる。
As a result, the
また、第2仕切板50eの第2吐出口52は、空気F2をターゲット9に向けて吐出して、ターゲット9に付着した粉塵などの異物を除去することができる。さらに、第2吐出口52から空気F2が吐出しているので、撮像装置35に粉塵、水蒸気などの異物が付着するのを抑制して、撮像装置35の寿命を向上できる。
Further, the
また、前記第2吐出口52は、前記撮像装置35の光軸の軸線X-X上に配置されている。これにより、撮像装置35は、ターゲット9に焦点を合わせやすく、ターゲット9の検出精度を向上できる。
Further, the
また、前記光源30を収納し前記第1仕切板41eを有する第1ケーシング41と、前記撮像装置35を収納し前記第2仕切板50eを有する第2ケーシング50と、を有し、前記第1ケーシング41は、前記光源30に向けて空気F1を供給する第1管路46を有し、前記第2ケーシング50は、前記撮像装置35に向けて空気F2を供給する第2管路53を有している。
Further, it has a
これにより、空気F1は、光源30を冷却することができる。また、空気F2は、撮像装置35を冷却することができる。その結果、光源30と撮像装置35との寿命を向上できる。また、空気F1、F2は、第1、第2ケーシング41、50の内部に粉塵などの異物が侵入するのを抑制するとともに、光源30と撮像装置35とを冷却する冷却風と、ターゲット9に付着した粉塵などの異物を除去する除去風とを兼用しているので、それぞれを別個に設けた場合と比較してコストを削減することができる。
As a result, the air F1 can cool the
また、前記第1ケーシング41の内部は、前記第1管路46から空気F1が供給されることにより外部よりも陽圧となり、前記第2ケーシング50の内部は、前記第2管路53から空気F2が供給されることにより外部よりも陽圧となっている。これにより、第1、第2ケーシング41、50の内部に外部から粉塵、水蒸気などの異物が侵入するのを抑制することができる。
Further, the inside of the
なお、上述した実施形態では、押出機5に目標芯センサ装置20を搭載して、ターゲット9を各炭化室3aに設けた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば目標芯センサ装置20を装炭車4に搭載して、ターゲットを装炭車4の各作業位置にそれぞれ設けてもよい。このことは、ガイド車6についても同様である。また、目標芯センサ装置20は、全ての移動車に搭載してもよいし、任意の移動車に搭載してもよい。
In the above-described embodiment, the case where the target
以上、本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明およびその等価物の範囲に含まれる。 As described above, the embodiments of the present invention are presented as examples, and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention and its equivalents described in the claims.
1 コークス炉、 2 蓄熱室、 3 窯、 3a 炭化室、 4 装炭車、 5 押出機、 6 ガイド車、 7 消火電車、 8a~8d レール 9 ターゲット、 9a 表面部、 9b 裏面部、 9c 開口部、 10 作業位置検出装置、 11 画像処理部、 11a メモリ、 11b ターゲット基準、 11c ターゲット演算部、 12 制御部、 20 目標芯センサ装置、 30 光源、 30a 発光面、 35 撮像装置、35a 視野範囲、 40 箱体、 41 第1ケーシング、 41a 上面板、 41b 下面板、 41c 側面板、 41d 前面板、 41e 第1仕切板、 42 固定金具、 43 第1吐出口、 44 横板、 45 固定金具、 46 第1管路、 47 上流管路、 48 下流管路、 48a 送風口、 50 第2ケーシング、 50a 上面板、 50b 下面板、 50c 側面板、 50d 後面板、 50e 第2仕切板、 51 固定金具、 52 第2吐出口、 53 第2管路、 60 フード板、 65 ターゲット通過部、 70 送風機、 F1,F2 空気、 S 隙間、 X-X 光軸の軸線
1 coke oven, 2 heat storage chamber, 3 kiln, 3a carbonizing chamber, 4 coal loading car, 5 extruder, 6 guide car, 7 fire extinguishing train, 8a-
Claims (4)
光を照射する光源と、
前記光源に対向して設けられ前記光源から照射された光を検出する撮像装置と、
前記光源と前記ターゲットとの間に位置して前記光源からの光を通過させるとともに、前記ターゲットに対して空気を吐出する第1吐出口を有する第1仕切板と、
前記撮像装置と前記ターゲットとの間に位置して前記光源からの光を通過させるとともに、前記ターゲットに対して空気を吐出する第2吐出口を有する第2仕切板と、
を備え、
前記第2吐出口は、前記移動機の移動方向に延びている目標芯センサ装置。 It is a target core sensor device that detects a target provided in a mobile machine that moves a coke oven and is provided corresponding to each working position of the mobile machine.
A light source that irradiates light,
An image pickup device provided facing the light source and detecting the light emitted from the light source, and an image pickup device.
A first partition plate located between the light source and the target and having a first discharge port for passing light from the light source and discharging air to the target.
A second partition plate located between the image pickup device and the target and having a second discharge port for passing light from the light source and discharging air to the target.
Equipped with
The second discharge port is a target core sensor device extending in the moving direction of the moving machine.
前記第1ケーシングは、前記光源に向けて空気を供給する第1管路を有し、
前記第2ケーシングは、前記撮像装置に向けて空気を供給する第2管路を有している請求項1または2に記載の目標芯センサ装置。 It has a first casing that houses the light source and has the first partition plate, and a second casing that houses the image pickup device and has the second partition plate.
The first casing has a first conduit for supplying air to the light source.
The target core sensor device according to claim 1 or 2, wherein the second casing has a second conduit for supplying air to the image pickup device.
前記第2ケーシングの内部は、前記第2管路から空気が供給されることにより外部よりも陽圧となる請求項3に記載の目標芯センサ装置。 The inside of the first casing becomes more positive pressure than the outside due to the supply of air from the first pipeline.
The target core sensor device according to claim 3, wherein the inside of the second casing has a positive pressure more than the outside due to the supply of air from the second pipeline.
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