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气刀区域的焊缝信号警示装置的制作方法

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1.本实用新型涉及带钢冷轧热镀锌技术领域,尤其涉及一种气刀区域的焊缝信号警示装置。


背景技术:

2.在冷轧热镀锌机组中,为保证镀锌板镀层质量,操作人员会定期清理气刀唇,而清理气刀唇口时会在带钢表面留下清理痕,造成带有清理痕的不合格品。由于两个带钢之间焊缝区域的钢材基本会作为不合格钢材而舍弃,因此为了避免清理气刀唇口时在其他部分留下清理痕,必须选择在焊缝经过气刀时清理气刀唇口,从而使清理痕留在本就需要舍弃的焊缝区域,避免造成更多的带有清理痕的不合格品。这就需要操作人员能够准确把握焊缝经过气刀的时间,以及时在焊缝经过气刀时清理气刀唇口。
3.目前,操作人员会通过焊缝信号警示装置在焊缝经过气刀前的几秒内发出警示,主要原理为:焊缝与气刀之间的距离、带钢的线速度均作为已知值实时输入到控制器中,控制器将焊缝与与气刀之间的距离除以带钢的线速度便得到焊缝到达气刀的剩余时间,当剩余时间为几秒钟时,便通过报警装置报警,发出焊缝信号警示,提醒操作人员焊缝即将到达。由于气刀区域工况恶劣,温度高且噪音大,操作人员听力受到限制,常采用报警灯作为报警装置。
4.传统焊缝信号警示装置中,报警灯仅有1~2个且被随意放置在作业区域附近,由于操作人员清理唇口时需贴近带钢,操作人员视野受到限制,总会存在报警灯处于操作人员视野盲区的情况,存在部分区域操作人员无法看到报警灯的问题,焊缝信号警示功能无法覆盖所有的人员作业区域。


技术实现要素:

5.本技术实施例通过提供一种气刀区域的焊缝信号警示装置,解决了现有技术中焊缝信号报警灯的安装位置不合理导致存在视野盲区的技术问题,两个报警灯的安装位置合理,无论操作人员位于人员作业区域的何处,都至少能看见两个报警灯中的一个,不存在视野盲区。
6.本技术通过本技术的一实施例提供如下技术方案:
7.一种气刀区域的焊缝信号警示装置,包括主控设备集、第一报警灯及第二报警灯;
8.所述第一报警灯、所述第二报警灯分别与所述主控设备集相连;
9.所述第一报警灯、所述第二报警灯对称分布于气刀的两侧,所述第一报警灯及所述第二报警灯均位于带钢宽度方向的延长线上。
10.优选的,人员作业区域靠近所述第一报警灯的一侧的边缘与所述第一报警灯之间的距离为1600~2000mm。
11.优选的,所述人员作业区域靠近所述第一报警灯的一侧的边缘与所述第一报警灯之间的距离为1800mm。
12.优选的,所述第一报警灯及所述第二报警灯的安装高度均高于气刀平台1000~1400mm。
13.优选的,所述第一报警灯及所述第二报警灯的安装高度均高于气刀平台1200mm。
14.优选的,所述第一报警灯和/或所述第二报警灯为频闪式报警灯。
15.优选的,所述第一报警灯和/或所述第二报警灯为长亮式报警灯。
16.优选的,所述主控设备集包括直流电源、控制器、第一信号转换器、第二信号转换器、第一中间继电器及第二中间继电器;
17.所述直流电源分别连接所述控制器的供电端口、所述第一信号转换器的供电端口及所述第二信号转换器的供电端口,所述控制器分别连接所述第一信号转换器的控制端及所述第二信号转换器的控制端;
18.所述第一信号转换器的输出端经所述第一中间继电器的线圈接地,所述第一报警灯经所述第一中间继电器连接所述直流电源;
19.所述第二信号转换器的输出端经所述第二中间继电器的线圈接地,所述第二报警灯经所述第二中间继电器连接所述直流电源。
20.优选的,所述第一报警灯经所述第一中间继电器的常开触点连接所述直流电源;
21.所述第二报警灯经所述第二中间继电器的常开触点连接所述直流电源。
22.优选的,所述第一信号转换器及所述第二信号转换器与所述控制器通信连接。
23.本技术实施例中提供的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:
24.焊缝信号警示装置包括两个报警灯,两个报警灯的安装位置合理,无论操作人员位于人员作业区域的何处,都至少能看见两个报警灯中的一个,不存在视野盲区,焊缝信号警示功能覆盖所有的人员作业区域,可为气刀区域的操作人员提供准确醒目的焊缝信号指示。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为现有技术中报警灯的安装位置示意图;
27.图2为本实用新型的第一报警灯及第二报警灯的安装位置俯视示意图;
28.图3为本实用新型的主控设备集的电路框图;
29.图4为本实用新型的直流电源、第一信号转换器、第一中间继电器及第一报警灯的电路图。
30.附图标记说明:
31.11-第一报警灯;12-第二报警灯;13-气刀;14-带钢;15-人员作业区域;16-直流电源;17-第一信号转换器;18-第一中间继电器的线圈;19-第一中间继电器的常开触点。
具体实施方式
32.本技术实施例通过提供一种气刀区域的焊缝信号警示装置,解决了现有技术中焊
缝信号报警灯的安装位置不合理导致存在视野盲区的技术问题。
33.本技术实施例的技术方案为解决上述技术问题,总体思路如下:
34.一种气刀区域的焊缝信号警示装置,包括主控设备集、第一报警灯11及第二报警灯12;第一报警灯11、第二报警灯12分别与主控设备集相连;第一报警灯11、第二报警灯12对称分布于气刀13的两侧,第一报警灯11及第二报警灯12均位于带钢14宽度方向的延长线上。
35.为了更好的理解上述技术方案,下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
36.首先说明,本文中出现的术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,a和/或b,可以表示:单独存在a,同时存在a和b,单独存在b这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
37.本实施例中,主控设备集用于获取焊缝到达气刀13的剩余时间并在焊缝到达气刀13前几秒时控制第一报警灯11及第二报警灯12报警。主控设备集获取焊缝到达气刀13的剩余时间的方式为t=l/v,式中t为焊缝到达气刀13的剩余时间,单位为秒;l为焊缝与气刀13的距离,单位为米;v为带钢14的线速度,单位为米/秒。主控设备集可选0≤t≤10秒时控制第一报警灯11及第二报警灯12报警。以上获取焊缝到达气刀13的剩余时间的方式为主控设备集已知的功能,本实施例并不涉及上述计算的改进。
38.生产过程中,带钢14由下往上通过气刀13,表现在图1中为垂直于纸面由里往外。如图1所示,带钢14的宽度方向为图1中的左右方向,带钢14的厚度方向为图1中的上下方向。气刀13分布于带钢14厚度方向的两侧。对于报警灯,若置于图1中气刀13的上方或下方,容易想到,由于带钢14宽度很宽,遮挡范围大,操作人员的视野盲区很大,这里不作分析,从而报警灯必然置于图1中气刀13的左侧或右侧。若报警灯只有1个,以置于气刀13左侧为例,当操作人员位于人员作业区域15的最左侧,操作人员的视线基本朝向右方,从而操作人员基本看不到气刀13左侧的报警灯;同理若报警灯置于气刀13右侧,当操作人员位于人员作业区域15的最右侧,操作人员基本看不到气刀13右侧的报警灯。若报警灯具有2个且分别分布于气刀13的左右两侧,若其中一个报警灯不在带钢14宽度方向的延长线上,如图1所示,以右侧报警灯不在带钢14宽度方向的延长线上为例,以操作人员位于a点为例,两条虚线之间的区域为视野盲区,若报警灯稍微向上偏移带钢14宽度方向的延长线,报警灯便会落入视野盲区内。
39.基于上文的分析,必须保证有两个报警灯对称分布于气刀13的两侧且均位于带钢14宽度方向的延长线上。本实施例中,如图2所示,第一报警灯11位于气刀13左侧,第二报警灯12位于气刀13右侧。当操作人员位于人员作业区域15的最左侧,可看见气刀13右侧的第二报警灯12;当操作人员位于人员作业区域15的最右侧,可看见气刀13左侧的第一报警灯11;当操作人员位于人员作业区域15的上下侧,即带钢14厚度方向的两侧,可仅看见第一报警灯11、仅看见第二报警灯12、同时看见第一报警灯11和第二报警灯12。这样本实施例包括两个报警灯,两个报警灯的安装位置合理,无论操作人员位于人员作业区域15的何处,都至少能看见两个报警灯中的一个,不存在视野盲区,焊缝信号警示功能覆盖所有的人员作业区域,可为气刀区域的操作人员提供准确醒目的焊缝信号指示,有利于减少刀唇清理作业产生的不良品量,有利于避免因准备不足或站位不当造成的伤害。
40.上文提到,由于气刀区域工况恶劣,若两个报警灯距离人员作业区域15太远,会导致操作人员难以看清报警灯的灯光,焊缝信号警示不明显;由于现场操作人员视野受到限制,可视角度小,若两个报警灯距离人员作业区域15太近,可能导致操作人员看不见报警灯。从而本实施例优选人员作业区域15靠近第一报警灯11的一侧的边缘与第一报警灯11之间的距离为1600~2000mm,即第一报警灯11与人员作业区域15左侧边缘之间的距离为1600~2000mm,由于第一报警灯11与第二报警灯12对称设置,则第二报警灯12与人员作业区域15右侧边缘之间的距离同样为1600~2000mm,这样可保证操作人员能看见并看清两个报警灯。进一步的,优选人员作业区域15靠近第一报警灯11的一侧的边缘与第一报警灯11之间的距离为1800mm,同样人员作业区域15靠近第二报警灯12的一侧的边缘与第二报警灯12之间的距离为1800mm,实验证明可最有效的保证操作人员能看见并看清两个报警灯。
41.一般的,气刀13与气刀平台基本处于一个平面,操作人员站在气刀平台上工作。容易想到,操作人员的视野一般处于水平面或略低于水平面,视野集中度最高的高度为臀部至胸部的高度,若两个报警灯的高度太高或太低,虽然操作人员也可看见报警灯,但灯光并不在视野最集中的地方,警示效果无法达到最佳。从而本实施例优选第一报警灯11及第二报警灯12的安装高度均高于气刀平台1000~1400mm,这样两个报警灯可处于操作人员视野比较集中的高度,保证焊缝信号警示的效果较佳。进一步的,优选第一报警灯11及第二报警灯12的安装高度均高于气刀平台1200mm,两个报警灯可处于操作人员视野最集中的高度,保证焊缝信号警示的效果最佳。
42.第一报警灯11和/或第二报警灯12可为频闪式报警灯或长亮式报警灯,频闪式报警灯对人眼的刺激效果更好,焊缝信号警示的效果更好,但可能会引起操作人员的不适感,而长亮式报警灯则不会引起操作人员的不适感,更加人性化。考虑到气刀区域会存在其他设备使用的红黄绿指示灯,为与其他设备使用的红黄绿指示灯区分,本实施例的第一报警灯11和/或第二报警灯12可为蓝色报警灯,可以与其他设备使用的红黄绿指示灯区分,避免其他指示灯影响焊缝信号警示的效果。综上,若要保证焊缝信号警示的效果最好,第一报警灯11和第二报警灯12应当为蓝色频闪式报警灯,闪频可为90次/分钟,此时第一报警灯11和/或第二报警灯12的型号可为正泰nd2系列,具体型号可为nd2-51zfb/dc24v。
43.上面提到,主控设备集用于控制第一报警灯11及第二报警灯12报警,如图3所示,本实施例的主控设备集包括直流电源16、控制器、第一信号转换器17、第二信号转换器、第一中间继电器及第二中间继电器;直流电源16分别连接控制器的供电端口、第一信号转换器17的供电端口及第二信号转换器的供电端口,控制器分别连接第一信号转换器17的控制端及第二信号转换器的控制端;第一信号转换器17的输出端经第一中间继电器的线圈18接地,第一报警灯11经第一中间继电器连接直流电源16;第二信号转换器的输出端经第二中间继电器的线圈接地,第二报警灯12经第二中间继电器连接直流电源16。
44.其中,直流电源16用于供电,可为24v;控制器用于获取焊缝到达气刀13的剩余时间,当剩余时间为几秒时会输出控制信号至第一信号转换器17的控制端及第二信号转换器的控制端,控制第一信号转换器17的输出端及第二信号转换器的输出端输出高电平或低电平。第一报警灯11可经第一中间继电器的常开触点19或常闭触点连接直流电源16,第二报警灯12可经第二中间继电器的常开触点或常闭触点连接直流电源16;当为常开触点连接时,焊缝到达气刀13的剩余时间为几秒时控制器会控制第一信号转换器17的输出端及第二
信号转换器的输出端输出高电平,第一中间继电器的线圈18及第二中间继电器的线圈得电,第一中间继电器的常开触点19及第二中间继电器的常开触点闭合,第一报警灯11及第二报警灯12通电发光闪烁;当为常闭触点连接时,焊缝到达气刀13的剩余时间为几秒时控制器会控制第一信号转换器17的输出端及第二信号转换器的输出端输出低电平,第一中间继电器的线圈18及第二中间继电器的线圈失电,第一中间继电器的常闭触点及第二中间继电器的常闭触点闭合,第一报警灯11及第二报警灯12通电发光闪烁。这样可通过上述电路实现在焊缝到达气刀13的剩余时间为几秒时第一报警灯11及第二报警灯12通电发光的功能。
45.具体的,控制器可为plc或cpu,当为plc时,型号可为西门子s7-400系列;当为cpu时,型号可为6es7146-2xk04-0ab0。控制器作为控制功能模块,与其他模块之间的连接方案非常成熟,这里不再具体介绍。第一信号转换器17和/或第二信号转换器的型号可为西门子sm322系列,如6es7322-1bh01-0aa0,如图4所示,第一信号转换器17的端口q10.0作为输出端,经第一中间继电器的线圈18连接直流电源16的负极,直流电源16的正极依次经串联的第一中间继电器的常开触点19、第一报警灯11连接直流电源16的负极。第二信号转换器的端口q10.0作为输出端,经第二中间继电器的线圈连接直流电源16的负极,直流电源16的正极依次经串联的第二中间继电器的常开触点、第二报警灯12连接直流电源16的负极。第二信号转换器、第二中间继电器及第二报警灯12的电路结构与第一信号转换器、第一中间继电器及第一报警灯11的相同。
46.本实施例中,第一信号转换器17及第二信号转换器与控制器通信连接,控制器plc在焊缝到达气刀13的剩余时间为几秒时会将第一信号转换器17及第二信号转换器的端口q10.0置为1,则第一信号转换器17及第二信号转换器有高电平输出,第一报警灯11及第二报警灯12通电发光闪烁。
47.尽管已描述了本实用新型的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。
48.显然,本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样,倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内,则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

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