SE536060C2 - Styr- och positioneringssystem för indikering av monteringsläget för ett utbytbart slitfoderelement samt användande av en bildupptagningskamera - Google Patents

Abstract

Uppfinningen avser ett för indikering av monteringsläget för ett utbytbartslitfoderelement (10) på ett underlag vid en för nötning utsatt vägg (2), vilken exempelvis kanutgöras av insidan av en roterbar trumma (1) vid en malmkvarn, och där slitfoderelementet äruppburet i den fria änden av en manövrerbar arm som ingår i en lyftanordning (14) som vidhantering av slitfoderelementet under ett monteringsmoment styrs av en kranoperatör (5),varvid väggen är utrustad med en uppsättning monteringshål (21) och slitfoderelement är påsin undersida är utrustat med en uppsättning fästorgan (17), varvid slitfoderelementet äravsett att fastspännas av mot underlaget medelst komplementära fästorgan (17') som försgenom monteringshålen. För effektiv och säker montering innefattar systemet;ett första referenssystem (Rv) bildat av väggens (2) monteringshål (21);ett andra referenssystem (Rs) bildat av slitfoderelements (10) på undersidanbelägna fästorgan (17),en tvådimensionell givare (31, 31') som är stationärt anordnad till väggens (2)utsida, dvs. på monteringsunderlagets från nötningen sett motsatta sida, på ettsådant sätt att givarens observationsfält innehåller slitfoderelementets (10) undersidabetraktad genom monteringshålen (21), varvid givaren är anordnad att avge enelektrisk signal som representerar en avbildning av det relativa läget mellan derespektive referenssystemen (Rv, Rs) och med ledning av vilken avbildningslitfoderelementets (10) monteringsläge på väggen kan lokaliseras av kranoperatören (s). O:\leg\besk\110620\110831 besk.docx

Description

20 25 30 35 536 OBÛ 2 foderelementet förflyttas väsentligen fritt i rummet eller i åtminstone två eller tre translationsfrihetsgrader i rummet, dvs. i x-, y- och z- led samt med hjälp av ett antal rotationsfrihetsgrader normalt också attitydkontrolleras exempelvis, roll-, stig- och girvinklar för gripanordingen. Det vill säga en första vinkel o som fastställs i xy-planet. en andra vinkel ß som fastställs i yz-planet och en tredje vinkel y som fastställs i xz-planet. Antalet frihetsgrader hos den manövrerbara armen kan variera beroende på Iyftanordningens specifika konstruktion. Manövrering av lyftanordningen sker vanligen med en förare som åker med lyftanordningen eller som uppehåller sig i dess omedelbara närhet och styr denna med en manöverenhet. i Som nämnts härovan är ett av de stora problemen vid byte av kvamfoder svårigheten att positionera och inpassa varje enskilt slitfoderelement så att dessas fästorgan befinner sig mitt för de infästningshål som är arrangerade i trumväggen innan slitfoderelementet kan nedsänkas på plats och fästelementen appliceras så att fixering av slitfoder kan möjliggöras med hjälp av komplementära fästorgan. Vanligen utgörs nämnda komplementära fästorgan av ett system av bultförband varvid slitfoderelementet spänns mot kvartrummans insida genom att skruvar förs in genom befintliga infästningshål i elementen och vidare ut genom monteringshàl i kvarntrumman varvid skruvarna ansätts medelst muttrar på kvamtrummans utsida (åtdragningssida). SE 531347 C2 beskrivs emellertid en ny monteringsteknik där slitfoderelementen är utrustade med gängförsedda hål med tillordnade styrtappar. Muttrar behövs således inte. Fixering sker medelst bultar (eg. skruvar) som förs in genom monteringshàl från kvarntrummans utsida (åtdragningssida). Vid montering av slitfoderelement gäller allmänt att Kranoperatören, via radio eller liknande, står i trådlös förbindelse med personal som befinner sig i nära anslutning till den slitfoderelementets avsedda monteringsplats eller bäryta på väggen. Kranoperatören erhåller kommandon och information om hur slitfoderelementet skall orienteras för att slitfoderelementet monteringshàl skall befinna sig i linje med och mitt för väggens monteringshàl. För att lämna erforderlig information till kranoperatören för att göra det möjligt anbringa komplementära fästorgan i slitfoderelementets monteringshàl måste personal uppehålla sig farligt nära monteringsplatsen och i vissa fall under det i kranarmen hängande slitfoderelementet. Det bör inses att detta arbetsmoment är mycket riskfyllt, inte minst eftersom de slitfodersektioner som byts ut vanligen är mycket tunga.

Ett första syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett styr- och positioneringssystem som löser ovan nämnda problem och som gör det möjligt, att på ett för personalen säkrare och effektivare sätt utföra utbyte av uttjänta kvarnfoder vid för nötning utsatta väggar, särskilt vid roterande trumkvarnar. Framförallt eftersträvas att åstadkomma ett styr- och positioneringssystem som innebär att personal slipper arbeta under en kranann 10 15 20 25 30 35 536 060 3 hängande fodersektioner såsom beskrivits härovan. Detta uppnås genom ett styr- och posilioneringssystem som uppvisar de särdrag och kännetecken som anges i patentkravet 1.

Ett andra syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett system som gör det möjligt att utföra renovering och byte av slitfoder utan att kranföraren behöver befinna sig på platsen för infodring.

“Tack vare att en tvådimensionell givare är anordnad till väggens utsida. dvs. på monteringsunderlagets från nötningen sett motsatta sida, på ett sådant sätt att givarens observationsfält innehåller slitfoderelementets undersida betraktad genom monteringshålen, och givaren är anordnad att avge en elektrisk signal som representerar en avbildning av det relativa läget mellan ett första referenssystem Rv som utgörs av väggens monteringshål och ett andra referenssystem som utgörs av slitfoderelements på undersidan belägna fästorgan, vilka givetvis också kan omfatta triviala monteringshål, kan på ett enkelt och effektivt sätt slitfoderelementets monteringsläge på väggen lokaliseras och därmed slitfoderelementet styras till sitt monteringsläge på väggen.

Lämpligen innefattar den tvådimensionella givaren två bildupptagningskameror som är stationärt anordnade till det första referenssystemet Rv så att dessas siktlinjer från trummantelns utsida går genom kvarntrummans monteringshål. l systemet ingår en bildbehandlingsenhel som omvandlar signalen till en två- eller tredimensionell representation och ett visningsorgan med vilket i reell tid lägesinformationen kan presenteras för kranoperatören så att denne kan styra och manövrera lyftanordningen och därigenom bringa slitfoderelementet i monteringsläge mot väggen. Kranoperatören kan härigenom se ”kamerans synfä|t" och därmed genom erhållande av information i realtid betrakta slitfoderelementets undersida på monitorn genom att utnyttja direktinformationen från visningsorganet för att noggrant positionera slitfoderelementet på plats mot bärytan pà kvartrummans insida så att de på slitfoderelementets undersida belägna fästorganen befinner sig mitt för ett respektive monteringshål i väggen.

I ett altemativt utförande är eller positioneringsförloppet kan ske med automatik baserat på den information som erhålls från systemets bildbehandlingsenhet, varvid kritiska moment vid byte av slitfoder kan automatiseras. När kranoperatören är nöjd med positionen, aktiveras positionering genom att trycka på en knapp på styrenheten. Kameran fångar då en bild av ett kors på en panel och beräknar dess centrum och avstånd med hjälp av en Iaserstråle varvid en mikroprocessor på i och för sig känt sätt beräknar erforderlig data och styr lyftanordningen och därmed slitfoderelementet till platsen. l ett annat utförande är det tänkbart att information avseende fästorganens läge relativt monteringshålen som komplement till den rent visuella infonnationen som en kranoperatör erhåller från bilder i en monitor kan vara taktil, eller det tänkbart att själva instyrnings- 10 15 20 25 30 35 535 060 4 audiovisuell där en bild som visas på en monitor motsvarar den taktila eller audiovisuella informationen.

En av de stora fördelama med föreliggande styr- och positioneringssystem är att inriktning av slitfoderelementet mot bärunderlagets monteringshàl underlättas väsentligt och framförallt genom att personal slipper befinna sig i slitfoderelementets omedelbara närhet under själva inriktnings- och positioneringsarbetet. All positionering kan med stor noggrannhet ske pà ett betryggande avstånd från monteringsplatsen. Alternativt skulle en kranoperatör kunna arbeta via fjärrstyrning och en extern kommunikationsenhet i ett system där data överförs dubbelriktat via exempelvis internet eller WLAN varvid en enda erfaren kranoperatör lämpligen kan styra en eller ett flertal lyftanordningar eller manipulatorer för hantering av slitfoderelement fràn en väsentligen avlägsen plats. Den kostnadsbesparing och den effektivitetshöjning som kan erhållas vid det sistnämnda är uppenbar, emedan en erfaren kranoperatör inte nödvändigtvis behöver resa till den plats såsom en gruva där exempelvis en malmkvam är lokaliserad, utan kan manövrera lyftanordningen trådlöst via en avlägsen terminal.

I det följande beskrivs ett utförringsexempel av uppfinningen närmare med hänvisning till bifogade ritningar på vilka; fig._1_ visar en tvärsnittsvy genom en del av en typisk kvaminstallation med en i denna arrangerad lyftanordning som, för att lokalisera platsen för ett slitfoderelement, en operatör använder ett styr- och positioneringssystem enligt föreliggande uppfinning; flg.__2_ visar en fragmentarisk perspektiwy av en del av en kvarntrumma med styr- och positioneringssystemet enligt uppfinningen under ett positionering av ett slitfoderelement mot en bäryta av trummans för nötning utsatta insida och montering av slitfoderelementet med fästbultar som sträckande sig genom monteringshål i kvartrummans mantel är avsedda att monteras från trummans utsida, dvs. den så kallade åtdragningssidan; Egg visar en perspektiwy av ett skyddande hus för en bildupptagningskamera och en stràlningskälla ingående i ett styr- och positioneringssystemet enligt uppfinningen; fiq¿ visar en perspektiwy av ett en digital bildupptagningskamera med tillordnad strålningskälla i form av lysdioder, s.k. LEDs -typ fördelade runt kameralinsen och ingående i ett styr- och positioneringssystemet enligt uppfinningen [Lä visar ett blockschema över ett styr- och positioneringssystem enligt föreliggande uppfinning avsett att användas vid en lyftanordning för hantering av slitfoderelement för att underlätta byte av slitfoder i en roterbar kvamtrumma; Fig. 6a och 6b visar databilder såsom en kranoperatör ser dem och uppdelade i sessioner med tvådelad skärm (DualScreen) där varje bild är skapad av en första respektive andra bildupptagningskamera ingående i ett styr- och positioneringssystem enligt uppfinningen; 10 15 20 25 30 35 535 060 5 Fig. 7a - 7c visar schematiskt i ett exempel pà inbördes olika vinkellägen som kan uppträda mellan två monteringshål som ingår i det fasta första referenssystem Rv som definieras av kvamtrummans mantelvägg (X/Y-planet) och två fästorgan som ingår i det rörliga andra referenssystem Rs som definieras av ett slitfoderelement som hanteras av en lyftanordning, varvid a) slitfoderelementets båda fästorgan står med sin Iängdaxel vinkelrätt mot X/Y-planet b) slitfoderelementets båda fästorgan står med sin Iängdaxel i en vinkel = 25° mot X/Y-planet c) slitfoderelementets båda fästorgan står med sin Iängdaxel i en vinkel = -25° mot X/Y- planet Fig. Ba - 8c visar schematiskt ett exempel hur en grafisk tvàdimensionell bild, dvs. sessioner med tvådelad skärm (DualScreen) som via en monitor presenteras för en kranoperatör vid olika uppträdande vinkellägen mellan två av mantelväggens monteringshål och två av slitfoderelementets mötande fästorgan motsvarande fig. 7a-7c, varvid a) fästorganen ligger mitt för monteringshålen, dvs. fästorganen är vinkelräta mot X/Y-planet b) fästorganen är snedställda med en vinkel mot monteringshålen, dvs. fästorganen står i en vinkel = 25° mot X/Y-planet c) fästorganen är snedställda med en vinkel mot monteringshålen, dvs. fästorganen står i en vinkel = -25° mot X/Y-planet; fig._9_ visar ett system för fjärrstyrd manövrering av en krananordning som vid byte av slitfoder i en kvam använder geometrisk information för att bedöma uppträdande vinkellägen mellan de olika referenssystemen Rv, Rs i ett styr- och positioneringssystemet enligt föreliggande uppfinning. l fig. 1 visas ett tvärsnitt genom en typisk genom en del av typisk kvarntrumma 1 med en runtomgående, för nötning utsatt vägg i form av en plåtmantel 2 som används vid krossning och anrikning av malm 3 i en malmkvarn. En första operatör 5, en kranoperatör befinner sig inne i trumman medan en andra operatör 6 befinner sig utanför trumman. De båda operatörerna 5, 6 kan kommunicera trådlöst med varandra, exempelvis via mobiltelefon eller radiolänk. Ett invändigt kvamfoder vid en trumkvarn 1 av nämnda slag bildas av ett antal intill varandra placerade slitfoderelement 10 s.k. mantelplattor, Varje slitfoderelement 10 har lyftöglor 11 utformade för samverkan med ett krokliknande griporgan 12 som är beläget i den fria änden av en i kvamtrumman 1 införd lyftanordning 14. Ett slitfoderelement 10 uppvisar en in mot kvamtrummans 1 mitt vänd översida 15 tillverkad av något nötningsbeständigt material exempelvis slitgummi och en undersida 16 av plåt fastvulkad i nämnda slitgummi.

Eftersom malmkvarnar av föreliggande typ normalt opererar dygnet runt måste slitfoderelementen 10 bytas ut med jämna mellanrum. Härför är slitfoderelementen 10 utrustade med fästorgan allmänt betecknade med 17, vilka i det här beskrivna utföringsexemplet innefattar gängförsedda hål 19 med tillordnade Iösgörbara styrtappar. Med 10 15 20 25 30 35 535 050 6 17' betecknas allmänt för montering avsedda komplementära fästorgan vilka utgörs av s.k. bultförband i form av skruvar 18 försedda med huvud 20 och avsedda att från trummantelns utsida införas genom s.k. monteringshål 21 i kvarntrummans 1 plåtmantel 2, för fastskruvning i gängförsedda hål 19 i slitfoderelementet. Det vill säga i allt väsentlig ett fastsättningssystem av det slag som är känt fràn SE 531 347 C2.

I denna del bör det underförstås att med uttrycket fästorgan 17 avses i det följande vilken som helst känd typ av fästorgan som slitfoderelement 10 kan vara utrustade med, dvs. såväl gängförsedda häl med tillordnade styrtappar av det slag som beskrivs i detta utföringsexempel och ovan angivna skrift som enklare system av skruv-muttertyp s.k. "drop through bolts" varvid slitfoderelementen är försedda med enkla monteringshål.

Slitfoderelementen 10 positioneras mitt för monteringshålen 21 i plåtmanteln 2 varefter de fastspänns mot ett underlag på mantelns insida genom att fastskruvas medelst nämnda skruvar 18 fràn plåtmantelns 2 utsida, den s.k. åtdragningssidan. Denna typ av slitfoderelement 10 är mycket tunga och svåra att hantera och även om kranföraren, dvs. den första operatören 5 i figuren, är skicklig så föreligger stora svårigheter att positionera och inpassa varje enskilt slitfoderelement 10 så att fästorganen 17 på slitfoderelements 10 undersida befinner sig mitt för varje infästningshål 21 innan slitfoderelementet kan nedsänkas på plats och fixeras frán trummans utsida medelst de komplementära fästorganen 17' av den utanför kvarntrumman 1 arbetande andra operatören 6.

En lyftanordning 14 med ett kranliknande utförande visas i fig. 1 arbetande inne i kvarntrumman 1. Det i lyftanordningens 14 spets anordnade griporganet 12 är på känt sätt utrustat med tappar eller krokar (ej visade) som är införbara i slitfoderelementets 10 lyftöglor 11. Med nämnda krokar införda i Iyftöglorna 12 kan ett slitfoderelement 10 på ett kvarhállande sätt bäras av lyftanordningen 14 och därmed fritt hanteras och positioneras inne i kvamen. Lyftanordningens 14 rörelser styrs och kontrolleras medelst ställ- och manöverorgan 14a som vanligen är hydrauliskt verksamma såsom hydraulcylindrar, men som alternativt kan utgöras av elektriska servomotorer. Styrning av lyftanordningens 14 ställ- och manöverdon sker via en styrenhet 14b såsom en styrventilenhet med fluidanslutningar och genom påverkan av en manöverenhet 20 med kontroll- och styrspakar som den inne i kvartrumman arbetande första operatören 5, åkande likt en förare med lyftanordningen, har framför sig på sin förarplats. Den i kvarntrumman 1 arbetande första operatören 5 åker således med lyftanordningen 14 och styr dess olika rörelser medelst manöverenheten 20.

Manöverenheten 20 är utrustad med erforderliga knappar och reglage som genom påverkan och inställning förmår lyftanordningen 14 att utföra önskade rörelser. Med hjälp av lyftanordningen 14 kan slitfoderelementet 10 förflyttas väsentligen fritt i rummet eller i åtminstone två eller tre translationsfnhetsgrader i rummet, dvs. i x-, y- och z- led samt med hjälp av ett antal rotationsfrihetsgrader normalt också atlitydkontrolleras exempelvis, roll-, 10 15 20 25 30 35 536 G60 7 stig- och girvinklar för gripanordingen. Det vill säga en första vinkel o som fastställs i xy- planet, en andra vinkel ß som fastställs i yz-planet och en tredje vinkel y som fastställs i xz- planet.

För att byte av uttjänta kvarnfoder vid roterande trumkvarnar 1 ska kunna utföras pà ett effektivare och säkrare sätt är enligt föreliggande uppfinning ett styr- och positioneringssystem 30 anordnat att fungera tillsammans med lyftanordningen 14. Styr- och positioneringsanordningen 30 underlättar framförallt för den i kvarntrumman 1 sig befinnande första operatören 5 att i realtid styra och positionera krananordningen 14 pà så sätt att slitfoderelement 10 lokaliseras pà exakt rätt plats mot bärytan på plàtmantelns 2 insida. Med uttrycket ”pà plats” eller “på platsen” avses i det följande; att slitfoderelementets 10 med invändig gäng utrustade fästorgan 17 befinner sig väsentligen mitt för ett respektive monteringshàl 21 i mantelplåten 2 så att, för fastspänning av slitfoderelementet, de komplementära fästorganen 17' i form av skruvarna 18 kan inpassas genom att föras genom monteringshálet 21 och inskruvas i slitfoderelementets 10 fästorgan 17 i form gängförsedda hål 19. Med realtid avses att den första operatör 5 som kör lyftanordningen väsentligen utan tidsfördröjning, dvs. momentant, erhåller information om slitfoderelements 10 läge i förhållande till det avsedda monteringsläget pà bärytan av trummantelns 2 insida.

I fig. 2 visas ett styr- och positioneringssystemet 30 enligt föreliggande uppfinning närmare varvid ett första referenssystem Rv definieras av trummantelns 2 monteringshàl 21, ett andra referenssystem Rs bildas av slitfoderelementets 10 på undersidan belägna fästorgan 17 iforrn av med invändig gäng försedda hål 19. Styr- och positioneringssystemet 30 innefattar därtill ett siktorgan som utgående från de båda referenssystemen Rv, Rs underlättar för kranoperatören 5 som manövrerar lyftanordningen 14 att styra mot ett bestämt monteringsläge på plåtmantelns insida. Styr- och positioneringssystemets 30 siktorgan innefattar en tvàdimensionell givare l form av en första och andra bildupptagningskamera 31, 31'. Varje sådan bildupptagningskamera 31, 31' är av det slag där bilder exponeras pà en digital bildsensor och överförs som elektriska signaler representerande en ström av frysta avbildningar eller bildsekvens av det relativa läget mellan det respektive första- och andra referenssystemet Rv, Rs. Till varje bildupptagningskamera 31, 31' är anordnad en stràlningskälla i form av en ljuskälla 32 med lysdioder eller LEDs som är jämt fördelade utefter en cirkel kring bildupptagningskamerans 31, 31' lins 33 (se fig. 4).

I fig. 3 visas närmare ett öppningsbart kamerahus 34 i vilket en av vardera nämnda bildupptagningskamera 31, 31' med tillhörande ljuskälla 32 kan upptas och fixeras. Längst fram i kamerahuset 34 finns ett fästorgan 35 i form av ett magnetfäste med vilket kamerahuset är lösgörbart monterbart pà utsidan av kvarntrummans 1 mantelplàt 2 så att de bàda bildupptagningskamerorna 31, 31' är stationärt säkrade till det första referenssystemet Rv på. det sätt som visas i fig. 2. Mellan kamerahuset 34 och det längst fram belägna 10 15 20 25 30 35 536 060 8 fästorganet 35 sträcker sig en mellanliggande rörforrnig del 36a och från fästorganet 35 skjuter en ringformig styrning 36b ut ett stycke framåt. Bildupptagningskamerans 31. 31' lins 33 är avsedd att sträcka sig ett stycke in i den rörformiga delens 36a bakre ände varvid nämnda del bildar ett mottagningsutrymme för linsen. Den från fästorganet 35 framskjutande rörformiga stymingen 36b har givits en ytterdlameter som är så vald att den likt en sond kan inpassas i ett av mantelplåtens 2 monteringshàl 21. Den rörformiga styrningen 36 är medelst en bajonettfattning eller liknande lösgörbart fastsatt i kamerahuset 34 varvid kamerahuset enkelt: kan förses med rörformiga styrningar 36 med olika ytterdlameter för att kunna anpassas till trummantlar 2 med monteringshål 21 av varierande innerdiameter. l den främre änden av kamerahusets 34 rörformiga styrning 36b finns en öppning 37 som, med den rörformiga styrningen inpassad ett stycke in i ett monteringshál 21 i manteltrumman 2 dels tillåter bilder att tas emot och projiceras de i kamerahuset upptagna bildupptagningskamerans 31, 31' digitala bildsensor, dels ljus i form av kägla från ljuskällan 32 att strömma ut ur kamerahuset för belysning av det màlobjekt som utgörs av slitfoderelementets 10 undersida. Emedan de bàda bildupptagningskamerorna 31, 31' är positionsmässigt säkrade till det första referenssystemet Rv (via monteringshàlen 21) med ett observationsfält som utgörs av slitfoderelementets 10 på undersidan belägna fästorgan 17, erhålls systemets andra referenssystem Rs genom lämplig bildbehandling en elektrisk signal som representerar en avbildning av nämnda målobjekt, exempelvis sàsom en tvàdimensionell bild. Denna tvàdimensionella bild gör det möjligt för kranföraren att i reell tid tolka det relativa läget mellan de båda referenssystemen Rv, Rs, dvs. det inbördes läget mellan mantelplàtens 2 monteringshål 21 och slitfoderelementets 10 på undersidan belägna fästorgan 17. Genom att utnyttja bildrastrering och olika typer av mellan de bada referenssystemen Rv, Rs uppträdande geometriska objektformer, dvs. av börlär- värdesjämförelser för projicerade ytor, kan en skicklig kranoperatör dra slutsatser om de båda referensplanens inbördes lägen (lägeskarakteristika) och hur lyftanordningen skall manövreras för att slitfoderelementets 10 fästorgan 17 och därmed referenssystemet Rs skall befinna sig mitt för det första referenssystemet Rs. I enlighet med uppfinningen positionsbestäms det relativa läget mellan de bàda referenssystemen Rv, Rs under närvaro av ljusflöde som alstras av en ljuskälla 32. Det bör underförstås att andra lämpliga strålkällor såsom laserljus eller IR-ljus kan användas för att i en bildupptagningskamera áskådligöra det relativa läget mellan de båda referenssystemen Rv, Rs. lfig. 4 visas en bildupptagningskamera 31, 31' närmare varvid framgår att linsen 33 innefattar ett hàrkors 38 som bildar en origo i monteringshàlets 21 centrala mitt. Tack vare ljuskällan 32 bildar hàrkorset 38 en belyst referenspunkt vars syfte kommer att beskrivas mer ingående här nedan. Varje bildupptagningskamera 31, 31' respektive ljuskälla 32 är så arrangerade i kamerahuset 34, att med fästorganet 35 monterat över ett av kvarnlrummans 2 10 15 20 25 30 35 536 060 9 monteringshål 21, bildupptagningskameran 31, 31' har sin siktlinje eller så att säga ”ser” in mot kvarntrummans mitt. Ljuskällan 32 projlcerar på liknande sätt en stråle 40 genom monteringshålet 21 som träffar undersidan 16 av ett slitfoderelement 10 som hanteras medelst lyftanordningen 14 inne kvarntrumman 1. l fig. 5 framgår mer i detalj att varje bildupptagningskamera 31, 31' är via en bildbehandlingsenhet 42 kopplad till en monitor 44 som tar emot och projicerar bildsignaler fràn de båda bildupptagningskamerorna 31, 31'. Kommunikationen mellan nämnda enheter kan utföras på vilket som helst lämpligt sätt, exempelvis via nätverk och trådlösa kommunikationslänkar till ett eller flera inom ett gruvområde med ett flertal arbetande kvarnar anordnade accesspunkter i form av s.k. radiobasstationer. Via den trådlösa förbindelsen kan bildinforrnation överföras via internet eller WLAN mycket långa sträckor, till och med mellan Världsdelar varvid en enda erfaren kranoperatör skulle således från en manöverplats via extern kommunikation kunna fjärrstyra en eller ett flertal lyftanordningar 14 eller manipulatorer vid byte av slitfoder i fjärran belägna gruvanläggningar. l det här beskrivna utföringsexemplet åker den i kvarntrumman 1 arbetande första operatören 5 med lyftanordningen 14 och styr dess olika rörelser medelst manöverenheten 20. Det är en fördel om monitom 44 kan anpassas att samtidigt visa stereotaktiska bilder för operatören 5 från var en av de båda bildupptagningskamerorna 31, 31' genom s.k. skärmdelning. Det vill säga genom att bilda sessioner med tvådelad skärm (DualScreen) med bilder 44a, 44b från den första respektive andra bildupptagningskameran 31, 31'. Eftersom det är känt att det krävs två referenspunkter eller referensdata för att styra att objekt till en exakt position i ett plan, dvs. i det plan som den bäryta för ett slitfoderelement 10 som insidan av kvarntrummans 1 plàtmantel 2 bildar, bör det inses att det är en fördel om båda kamerabilderna 44a, 44b kan visas stereotaktiskt på monitorn 44, dvs. pà det sätt som illustreras i fig. 6a och 6b.

I fig. 6a och 6b betecknas referenspunkterna med respektive hàrkors 38 samt respektive målobjekt med ett fästorgan 17. Tack vare de stereotaktiska bilder som monitom momentant förmedlar via de båda kamerabilderna 44a, 44b (se fig. 6a, 6b) som erhålls på den i manöverenheten 20 integrerade monitorn 44 kan den första operatören 5 snabbt lokalisera den exakta platsen pà plåtmanteln 2 för slitfoderelementet 10 och det läge när de båda referenssystemen Rv och Rs ligger mitt för varandra med parallella plan X/Y. Det vill säga att lokalisera den plats där två av slitfoderelementets 10 fästorgan 17 befinner sig mitt för ett respektive monteringshål 21 i mantelplåten 2 samt slitfoderelementets 10 fästorgan 17 är vinkelräta mot XIY-planet. Hàrkorsen 44 bildar således erforderliga referenspositioner för den kranskötande första operatören 5 i monitorn 44. Genom påverkan av manöverenhetens 20 spakar och reglage positioneras det av lyftanordningen 14 uppburna slitfoderelementet 10 på plats så att två av dettas fästorgan 17 befinner sig mitt för motsvarande respektive monteringshål 21 i mantelplåten 2 varefter slitfoderelementet nedsänkes på platsen. Den 10 15 20 25 30 35 536 080 10 andra operatören 6 spänner slitfoderelementet 10 mot kvartrummans insida genom att skruvar 18 förs genom monteringshålen 21 och inskruvas i slitfoderelements fästorgan 17 från kvarntrummans 1 utsida (åtdragningssidan). l fig. 7 visas schematiskt olika vinkellägen som kan uppträda mellan två monteringshål 21 som ingår i det fasta första referenssystem Rv som definieras av kvarntrummans mantelvägg 2, (X/Y-planet) och två fästorgan 17 (schematiskt åskådliggjorda som cylindrar) som ingår i det rörliga andra referenssystem Rs som definieras av ett slitfoderelement 10 som hanteras av lyftanordningen 14. l fig. 7a står slitfoderelementets 10 båda fästorgan 17 med sin längdaxel vinkelrätt mot det X/Y-plan som definieras av mantelplåtens 2 monteringsöppningar 21. l fig. 7b står slitfoderelementets 10 båda fästorgan 17 med sin längdaxel i en vinkel = 25° mot det X/Y-plan som definieras av mantelplàtens 2 monteringsöppningar 21. I fig. 7c står slitfoderelementets 10 båda fästorgan 17 med sin längdaxel i en vinkel = -25° mot X/Y-planet. l fig. 8 visas schematiskt de olika vinkellägen som kan uppträda mellan de båda referenssystemen Rv, Rs som också illustrerats i fig. 7a-7c, men i detta fall utgående fràn den tvådimensionella givarens 31, 31' observationsfält. Det vill säga i fig. 7a-7c illustreras det sätt på vilket de bada bildupptagningskamerorna 31, 31' betraktar slitfoderelementets 10 fästorgan 17 genom monteringshålen 21 och de som geometriska avbildningar som i form av en tvådimensionell bild 44a, 44b presenteras för kranoperatören i dennas visningsorgan 44 eller monitor på lyftanordningens 14 förarplats (se även fig. 5). Bilder från vardera kameran 31, 31' betecknas med a1-c1 resp a2-c2. På liknande sätt som beskrivits härovan visas i fig. 8a ett läge i vilket slitfoderelementets 10 båda fästorgan 17 befinner sig med sin längdaxel vinkelrätt mot det X/Y-plan som definieras av mantelplåtens 2 monteringsöppningar 21. lfig. 8b står slitfoderelementets 10 båda fästorgan 17 med sin längdaxel i en vinkel = 25° mot det X/Y-plan som definieras av mantelplåtens 2 monteringsöppningar 21. I fig. 8c slår slitfoderelementets 10 båda fästorgan 17 med sin längdaxel i en vinkel = -25° mot X/Y- planet.

Som beskrivits härovan kan medelst lyftanordningen 14 slitfoderelementet 10 förflyttas väsentligen fritt i rummet eller i åtminstone två eller tre translationsfrihetsgrader i rummet, dvs. i x-, y- och z- led samt med hjälp av ett antal rotationsfrihetsgrader normalt också attitydkontrolleras exempelvis, roll-, stig- och girvinklar. Med ledning av en bildsekvens från visningsorganet 44, dvs. den monitor som kranoperatören 5 har på sin förarplats kan operatören styra och manövrera slitfoderelementet till platsen varefter nedsänks och fixeras på platsen från trummans utsida, dvs. den s.k. monteringssidan.

I fig. 9 visas ett system som medger fjärrstyrning av det styr- och positioneringssystem som beskrivits härovan och vilket gör det möjligt för en erfaren och skicklig kranoperatör 5 att arbeta via fjärrstyrning i ett system där data överförs via 10 15 20 25 30 35 535 050 11 exempelvis internet eller WLAN. Härigenom skulle renovering och infodring av kvarnar kunna utföras utan att kvalificerad personal behöver finnas på platsen varvid en erfaren kranoperatör skulle med hjälp av föreliggande styr- och positioneringssystem externt kunna fiärrstyra en eller ett flertal lyftanordningar eller manipulatorer inne i olika kvarnar på olika platser i världen. Ett system som medger detta innefattar en krananordning 14 som är utrustad med en styrenhet 14b, dvs. en styrventilenhet som meder fiärrstyrning via en manöverenhet 20b omfattande styr- och kontrollspakar. Hydrauliska system som medger fiärrstyrning omfattar vanligen sändare och mottagare där styrsignaler i form av infraröd strålning sänds som elektriska styrkommandon till en kontroll i maskinens styrenhet 14b är i sig sedan länge väl kända och kommer därför inte att beskrivas närmare. Föreliggande system innefattar vidare en bildbehandlingsenhet 42 avsedd att motta bilder fràn den första och andra kameran 31. 31', en trådlös kommunikationsmodul 108, en tràdlös IP- delningsanordning 60 (intemet protokoll), och avlägsen arbetsplats för en operatör omfattande en datorterminal 120 som är ansluten till intemet 100 och tillordnad en manöverenhet 20b omfattande en styrspak (joystick) för manövrering av krananordningen 14. Bildsignaler tagna av båda kamerorna 31, 31' skickas till bildbehandlingsenheten 42 och som efter denna skickas som en bildsignal via den trådlösa kommunikationsmodulen 108 och den trådlösa IP-delningsenheten 60. Den trådlösa kommunikationsmodulen tar även emot styrsignaler från datorterrninalen 120 och styrsystemet 20b för styrenheten 14b och därmed kommandon för manövrering och styrning av lyftanordningen 14. Datakommunikation sker således dubbelriktat över internet 100. Den trådlösa kommunikationsmodulen 108 kan vara en trådlös USB-adapter eller ett trådlöst LAN-kort kompatibelt att användas med den trådlösa IP-delningsanordningen 60.

Styrsignaler för styrenheten 14b ges via tangentinmatningar 120 på dataterminalen i kombination med styrspaksmanövreringar via styrspaken 20b varvid dessa kommandon tas emot .av lP-delningsmodulen 60 för systemstyrningen 14a via kommunikationsmodulen 108. Den trådlösa IP-delningsanordningen 60 är således ansluten till internetlinjen 120 för att dels mata ut bilddata från kamerorna 31, 31', dels förmedla styrsignal in till lyftanordningens 14 ställ- och manöverdon 14a. En kranoperatör 5 som sitter framför datorterminalen 120, 20, men geografiskt långt bort från platsen, exempelvis kvarnen 1, kan således styra lyftanordningens 14 alla rörelser medelst styrspaken 20b med hjälp av de geometriska bilder mellan de båda som visas i monitom 44 från var en av de båda bildupptagningskamerorna 31, 31" och de båda referenssystemen Rv respektive Rs.

Uppfinningen är inte begränsad till det ovan beskrivna och det på ritningama visade utan kan ändras och modifieras på en rad olika sätt inom ramen för den i efterföljande patentkrav angivna uppfinningstanken. bearbetning i förmedling till

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 35 535 060 12 PATENTKRAV _ Styr- och positioneringssystem för indikering av monteringsläget för ett utbytbart slitfoderelement (10) pà ett underlag vid en för nötning utsatt vägg (2), vilken exempelvis kan utgöras av insidan av en roterbar trumma (1) vid en malmkvarn, och där slitfoderelementet är uppburet i den fria änden av en manövrerbar ann som ingàr i en lyftanordning (14) som vid hantering av slitfoderelementet under ett monteringsmoment styrs av en kranoperatör (5), varvid väggen är utrustad med en uppsättning monteringshàl (21) och slitfoderelement är pà sin undersida utrustat med fästorgan (17), varvid slitfoderelementet är avsett att fastspännas mot underlaget medelst komplementära fästorgan (17') som förs genom monteringshàlen, k ä n n et e c k n a t av att systemet innefattar; ett första referenssystem (Rv) bildat av väggens (2) monteringshàl (21); ett andra referenssystem (Rs) bildat av slitfoderelements (10) pà undersidan belägna fästorgan (17), en tvàdimensionell givare (31, 31') som är stationärt anordnad till väggens (2) utsida, dvs. på monteringsunderlagets från nötningen sett motsatta sida, pà ett sådant sätt att givarens observationsfält innehåller slitfoderelementets (10) undersida betraktad genom monteringshàlen (21), varvid givaren är anordnad att avge en elektrisk signal som representerar en avbildning av det relativa läget mellan de respektive referenssystemen (Rv, Rs) och med ledning av vilken avbildning slitfoderelementets (10) monteringsläge på väggen kan lokaliseras av kranoperatören (s). . Styr- och positioneringssystem enligt kravet 1, varvid den tvådimensionella givaren (31, 31') innefattar två bildupptagningskameror som är säkrade till det första referenssystemet (Rv) på ett sådant sätt att deras observationsfält innehåller slitfoderelementets (10) pà undersidan belägna fästorgan (17) betraktade genom monteringshàlen (21 ). . Styr- och positioneringssystem enligt kravet 2, innefattande en bildbehandlingsenhet (42) som omvandlar den elektriska signalen från bildupptagningskamerorna (31, 31') till en grafisk tvädimensionell bild (44a, 44b) och ett visningsorgan (44) med vilket bilden, i reell tid. kan presenteras för kranoperatören (5) så att denne kan styra och manövrera lyftanordningen och därigenom bringa slitfoderelementet (10) i monteringsläge mot väggen (2). 10 15 20 25 30 35 10. 536 060 13 Styr- och positioneringssystem enligt något av kraven 1 - 3, innefattande en strålningskälla (32) som fràn väggens (2) utsida är anordnat att sända ljus genom väggens monteringshål (21) eller öppning i riktning mot slitfoderelements (10) undersida. Styr- och positioneringssystem enligt något av kraven 1 - 4, varvid den tvådimensionella givaren (31, 31') innefattar en ringformig styrning (36b) avsedd att likt en sond införas i väggens (2) monteringshål (21) för geometriskt fastställande av det första referenssystemets (Rv) geometriska läge. Styr- och positioneringssystem enligt krav 5, innefattande ett hus (34) i vilket en bildupptagningskamera (31; 31') respektive en strålningskälla (32) är upptagna, och vilket hus, i en främre ände, är utrustat med den ringformiga styrningen (36b) samt ett fästorgan (35) som tillåter huset att lösgörbart monteras på väggens (2) utsida i anslutning till ett monteringshål (21). Styr och positioneringssystem enligt kravet 6, varvid fästorganet (35) innefattar ett magnetfäste. Styr- och positioneringssystem enligt något av kraven 4 - 7, varvid varje bildupptagningskamera (31, 31') innefattar en lins (33) till vilken stràlningskällan (32) är anordnad som en uppsättning lysdioder, s.k. LEDs fördelade kring linsens (33) periferi. Styr- och positioneringssystem enligt något av kraven 1 - 7, innefattande en lyftanordning (14) av det slag som uppvisar en styrenhet (14b) försedd med sändare och mottagare för att tillåta tjärrstyrning av Iyftanordningens ställ- och manöverdon (14a) och där styrsignaler sänds som elektriska styrkommandon till en kontroll i anordningens styrenhet, en extern kommunikationsenhet (108, 106, 120, 44, 20b) som erbjuder dubbelriktad kommunikationsförbindelse över internet (100) med styrenheten och bildbehandlingsenheten och med vilken en pá avstånd belägen kranoperatör (5), i reell tid kan styra och kontrollera det relativa läget mellan referenssystemen (Rv, Rs). Styr- och positioneringssystem enligt kravet 9, varvid den extema kommunikationsenheten (108, 106, 120, 44, 20b) innefattar en dataterminal med tillordnad styrspak. 536 050 14 11. Användande av en bildupptagningskamera (31, 31') för bestämning av det relativa läget mellan ett utbytbart slitfoderelement (10) och ett bestämt monteringsläge för detsamma pà ett underlag bildat på insidan av en för nötning utsatt vägg (2) med monteringshái (21) för slitfoderelementet, varvid kameran arrangeras sà att den "ser" slitfoderelementets (10) undersida genom ett monteringshàl i väggen. -----_----_---