Skip links

Позиционирование грейфера

Строительство подземных коммуникаций, улучшающих инфраструктуру города  —  востребованное направление в России. Поиск новых технических и технологических решений в данном направлении является актуальным. Поэтому ООО “ЛМП” совместно с ООО “ХАРДИТЭК”  организовали работы по модернизации инерциального модуля МГ-1 для грузоподъемного оборудования, типа грейфера. А также разработали программное обеспечение (ПО) для визуализации работы данного устройства.

Рассказываем подробно о том, как выполняется позиционирование грейфера с помощью инерциального модуля, как выполняется калибровка системы на объекте и как можно производить мониторинг грейфера через ПО.

Позиционирование оборудования

Современные крупные города для развития коммуникаций рационально используют подземные пространства. Главное преимущество заключается в том, что их можно организовать в местах с уже развитой инфраструктурой. Подземные пространства используют для метро, автомагистралей и прочих коммуникаций.

Существует такой метод строительства подземных сооружений, как «стена в грунте», который связан с извлечением грунта. Для работы с грунтом при строительстве подземных сооружений применяют грузозахватное и грузоподъемное оборудование, например, грейферы, фрезы и т.п.

gruzozahvat

Метод “стена в грунте”

Отклонения механизма

Для компании ООО “ХАРДИТЭК” актуальной является задача качественного строительства стены, которое заключается в ее прямолинейности в результате стыкуемости секций. Непрямолинейность стены в результате стыковки секций приводит к негерметичности камеры.

Прямолинейность недостаточно контролировать по отклонениям по двум осям (X и Y), важно следить за вращением грейфера вокруг оси Z. Для решения данной проблемы нужен прибор, анализирующий точность позиционирования движения во время работы по трем осям, в качестве которого был использован инерциальный модуль МГ-1.

Модуль МГ-1 — это блок инерциальных датчиков, который измеряет инерциальные воздействия на объект и вычисляет его ориентацию в пространстве. Он предназначен для измерения линейных ускорений и угловых скоростей, а также параметров магнитного поля и давления.

МГ-1 путем преобразования угловых скоростей и линейных ускорений определяет углы отклонения грейфера, а также его вращение в момент погружения.

Для более удобной работы с инерциальным модулем вместе с дополнительным оборудованием было разработано ПО, визуализирующее работу грейфера.

Визуализация работы оборудования

Программное обеспечение (ПО) визуализирует погружение грузозахватного механизма (далее по тексту механизма) с отклонениями по осям X, Y и Z.

Данное ПО работает с системой, состоящей из следующих приборов:

  1. ПЛК 160 М02;
  2. Источник питания;
  3. Модуль инерциальный МГ-1;
  4. Инкрементальный энкодер, NPN открытый коллектор;
  5. Датчик тока;
  6. Панель оператора NLcom CED10.
Лаборатория Микроприборов
5

ПЛК 160 или программируемый логический контроллер предназначен для сбора данных и трансляции их в одном потоке на панель оператора.

Функция МГ-1 заключается в определении углов отклонения механизма, а также вращения в момент погружения. МГ-1 устанавливают на механизм в удобном для заказчика месте.

Датчик тока определяет нагрузку на канат, а энкодер глубину погружения.

Погружение и отклонения механизма визуально представлены на панели оператора в виде графиков.

Интерфейс ПО

Калибровка оборудования

Калибровка энкодера и весового датчика заключается в использовании эталона глубины и массы. Сперва задаются известные величины глубины и массы. Перед началом калибровки устанавливается ноль, а по завершении вычисляется коэффициент соотношения.

Калибровка МГ-1 заключается в списании нулевых значений датчиков угловых скоростей (ДУС) и приведения системы координат МГ-1 к системе координат механизма после установки. Рекомендуемая установка МГ-1 согласно рисунку справа, однако МГ-1 можно установить любым способом. В этом случае необходимо заменить оси с помощью матрицы доворота. При установке согласно рисунку ниже расхождение осей X и X’, Y и Y’ должно быть много меньше 1°.

7
8

После установки и подключения МГ-1 на оборудование необходимо провести калибровку датчика положения.

Калибровка заключается в вычислении смещений нуля гироскопа и компенсирования за их счет выходных данных следующим образом:

ωr = ωm + b 

где ωr– фактическое значение угловой скорости, ωm – значение угловой скорости, измеренное гироскопом, b – смещение нуля гироскопа.

Затем необходимо привести систему координат МГ-1 к системе координат механизма при помощи задания нулевого положения.

Калибровка и испытания

ПО способно сохранять отчет о проделанной работе в виде скриншота с данными об объекте и графиками траектории механизма во время работы. Данные отчеты позволяют провести анализ проделанной работы и организовать, при необходимости, оптимизацию процесса работы в будущем.

Результат работы

Разработка и применение ПО и инерциального модуля МГ-1 позволяют фиксировать отклонения грузоподъемного оборудования на графиках, которые отображаются на панели, что в итоге позволит повысить производительность оборудования и качество проделанной работы, которые формируют конкурентоспособность оборудования.

На данном этапе МГ-1 прошел успешно лабораторные испытания на грузозахватном оборудовании и продемоснтрировал необходимые точности для обеспечения  прямолинейности секций методом “стены в грунте”.

Авторы: 

Надежда Соломкина (ООО ЛМП) nsolomkina@mp-lab.ru

Андрей Михеев (ООО ЛМП) am@mp-lab.ru

Задать вопрос про инерциальные модули

Задать свои вопросы и получить консультацию по применению можно по форме обратной связи

введите имя
введите название компании*
введите телефон*
Email
=