全新輪胎吊自動化著箱控制技術(shù)讓堆場內(nèi)著箱更高效
2024-08-11 20:09 來源：振華重工
在寧波梅山港碼頭堆場，一輛集卡行駛到輪胎吊下，等待放箱。和往常不同的是，集卡司機(jī)的對講機(jī)沒等來輪胎吊司機(jī)告知如何調(diào)整定位的聲音，卻發(fā)現(xiàn)集裝箱已經(jīng)準(zhǔn)確落到了集卡上。“今天的輪胎吊司機(jī)水平不錯(cuò)，不用交流就把箱子放好了。”
輪胎吊擔(dān)任著碼頭堆場和集卡之間裝卸集裝箱的重要角色，由于其對基建要求低，在傳統(tǒng)碼頭上應(yīng)用廣泛。公司首批“揭榜掛帥”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人江灝分析，傳統(tǒng)輪胎吊作業(yè)時(shí)，司機(jī)室需要隨小車往復(fù)運(yùn)動，晃動較大，容易疲勞作業(yè)，存在安全隱患，設(shè)備的智能化升級刻不容緩。然而，利用傳統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行自動化改造面臨諸多挑戰(zhàn)，包括高度定制化需求、實(shí)施難度和昂貴的成本，“這進(jìn)一步加強(qiáng)了我們利用先進(jìn)技術(shù)對現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行自動化升級的決心。”江灝表示。
其中，最主要的就是解決吊具防搖及集裝箱定位問題。傳統(tǒng)輪胎吊不能進(jìn)行吊具平移微動，吊具的平移依靠大小車。“要通過輪胎吊大小車實(shí)現(xiàn)吊具的精確定位難度非常高，必須要有高精度的檢測設(shè)備及控制系統(tǒng)。”面對這一難題，在場橋自動化研發(fā)領(lǐng)域深耕多年的譚興福當(dāng)仁不讓地接下這個(gè)科研攻關(guān)任務(wù)。
“自動控制的相關(guān)理論研究已經(jīng)相對成熟，難點(diǎn)在于經(jīng)典控制方法在當(dāng)下具體問題中并不適用。”譚興福說，在眾多技術(shù)路線中，他決定嘗試采用一種非線性控制方法來解決這一問題。為了將非線性控制方法應(yīng)用在現(xiàn)存輪胎吊上，他查閱了大量文獻(xiàn)和資料，結(jié)合項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，將控制理論轉(zhuǎn)化為可編程控制器中的一行行代碼，并進(jìn)行初步仿真測試。
完成仿真測試后，他將全新的系統(tǒng)帶到現(xiàn)場，卻很快遇到了新挑戰(zhàn)。自動化改造項(xiàng)目相對于新建項(xiàng)目，最大的問題在于需要兼顧碼頭作業(yè)，用于自動化測試的時(shí)間有限。為盡快完成測試，將新系統(tǒng)應(yīng)用在作業(yè)中，譚興福以扎實(shí)的技術(shù)功底和積極溝通的工作態(tài)度，充分利用用戶作業(yè)間隙完成測試。努力獲得了回報(bào)，測試結(jié)果達(dá)到預(yù)期，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，完全滿足自動化的要求。
“起重機(jī)著箱智能系統(tǒng)”成功迭代形成“人工智能視覺開底系統(tǒng)”，并落地寧波北二碼頭。在該系統(tǒng)應(yīng)用前，主要靠人工操作完成首層箱開底，應(yīng)用后實(shí)現(xiàn)了AI全自動化首層箱開底功能，大幅提高了作業(yè)效率，且無需額外增加硬件，極大降低堆場建設(shè)成本。
鏈接：AB岸橋“御風(fēng)有術(shù)” 賦予老碼頭新的生命力
“AB岸橋作為全球首創(chuàng)，對那些承載力有限的碼頭來說無疑是一個(gè)好消息，在現(xiàn)有碼頭土建條件下，用戶可以使用更大參數(shù)的集裝箱起重機(jī)，為老碼頭賦予新的生命力。”振華設(shè)計(jì)研究總院結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師郭新林介紹。
這項(xiàng)成果相比常規(guī)岸橋具有相當(dāng)大的優(yōu)勢，但將其實(shí)現(xiàn)卻不太容易。振華設(shè)計(jì)研究總院機(jī)械工程師王寶海解釋道：“AB岸橋采用了與常規(guī)岸橋完全不同的構(gòu)造，因此我們需要重新設(shè)計(jì)大梁俯仰和纏繞系統(tǒng)，還有大梁固定系統(tǒng)。”為此，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了專項(xiàng)攻關(guān)，最終實(shí)現(xiàn)俯仰纏繞系統(tǒng)使用的鋼絲繩和滑輪數(shù)，比常規(guī)岸橋減少了50%以上，電機(jī)功率降低36%，更加節(jié)能環(huán)保。“得益于前大梁和后大梁重量在升降的過程中能部分保持平衡，使得大梁升降電機(jī)的功率得以降低，減少了能耗。”王寶海表示。
岸橋的輪壓、防風(fēng)是岸橋正常作業(yè)的前提。“而AB岸橋引以為傲的抗風(fēng)和低輪壓的特性，全在于這個(gè)獨(dú)特的升降裝置和低風(fēng)阻的大梁結(jié)構(gòu)。”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、振華設(shè)計(jì)研究總院機(jī)械院副院長曾鵬解釋道，“抗風(fēng)的關(guān)鍵在于梯度風(fēng)，簡單說就是越高處風(fēng)越大，AB岸橋在仰起時(shí)大梁和機(jī)房可以降下來，這樣受風(fēng)的中心高度就降低了，同時(shí)因?yàn)榧?xì)長的大梁設(shè)計(jì)，受風(fēng)的面積減少，岸橋的輪壓也進(jìn)一步降低了。”輪壓和碼頭的土建承載能力是決定碼頭是否能夠承載大參數(shù)集裝箱起重機(jī)的關(guān)鍵因素，AB岸橋的出現(xiàn)，不僅能滿足特定用戶的需求，而且為港機(jī)家族增添了新成員。
當(dāng)前大梁仰起時(shí)，后大梁降低到一個(gè)相對較低的位置，維修人員可以更快捷地到達(dá)后大梁維修區(qū)域，為維修工作提供便利。此外，后大梁高度降低后，汽車吊便可以覆蓋后大梁區(qū)域，讓該區(qū)域大型部件的吊裝更加便捷。而且在機(jī)房區(qū)域主機(jī)構(gòu)上方配備的行車提升距離也減小了，提升效率大大提高。
“本項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)已經(jīng)全部結(jié)束，所有關(guān)鍵技術(shù)完成研發(fā)突破，并申請了多項(xiàng)專利。”曾鵬表示，“目前，本項(xiàng)目進(jìn)入推廣應(yīng)用階段，國內(nèi)外多個(gè)碼頭用戶對此款岸橋表現(xiàn)出濃厚興趣。”
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