塔机吊装新型激光定位装置的研发.docx

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1、塔机吊装新型激光定位装置的研发技术中心QC小组一、工程简介：谭里家园二期项目位于潍坊市高新技术开发区北宫东街与惠贤路交叉口东南角，项目由6栋 多层住宅楼、5栋高层住宅楼、1栋沿街商业楼和地下车库组成，总建筑面积15万平方米。项目于2018年7月1日开工，计划于2019年8月31日竣工，工期紧张，为保证按期完图2现场塔机安装情况工，按照施工计划安排，夜间施工情形较多。主体阶段施工现场物料水平和垂直运输主要依靠塔 式起重机，现场共安装各型塔机10台，现场编制有群塔作业方案，但塔机交叉作业现象普遍， 尤其是夜间施工时，塔机信号指挥和塔机司机操作难度大。图1谭里家园二期项目鸟瞰图二、小组简介：(-)小

2、组简介表表1小组简介表QC小组活动概况小组名称技术中心QC小组小组成立时间2015年8月1日小组注册号SDDYQCZ-06-2018小组注册时间2018年8月1日课题名称塔机吊装新型激光定位装置的研发小组人数10课题类型创新型课题注册时间2018年8月3日课题注册号SDDYQCC-09-2018活动时间2018年8月8日-2018年 12月30日出勤频率平均1次/周出勤率100%Qe活动小组成员及组内分工序号姓名年龄学历职称组内职务组内分工1.张涛33本科工程师组长组织/发布2.李剑锋33本科工程师副组长技术方案3.宋元超26本科助理工程师组员质量/发布 程序把关4.韩宝龙29专科助理工程师组

3、员制表人：韩宝龙制表时间：2018年8月8日（二）小组活动进度计划实施对照表2小组活动进度计划、实施对照表日期 项目2018年8月8日-2018年12月30日8月9月10月11月12月选择课题A A设定目标及目标可行性分析提出方案并确定最佳方案制定对策对策实施一 一 一 一效果检查标准化总结和下一步打算备注计划线 实施线制表人：韩宝龙制表时间：2018年12月30日三、选择课题：1、工程现状在塔机夜间施工时，虽然在塔机上安装了高亮度LED夜间照明灯具，但由于塔机安装高度较 高、臂长较长，且受场地内其他光源交叉干扰，塔机司机与信号工的配合仍然十分困难，给夜间 塔机安全吊装使用带来很大困扰。施工的

4、困难和隐患就是管理创新的源动力。项目QC小组成员决定对该情况进行调查研究， 改善塔机夜间使用状况。小组成员以改善夜间的塔机使用状况为主题，以塔机夜间施工照明、定 位为关键点，开展现场调查和网络查新。（见表5）,发现了两种可供参考的思路：激光测距+ 网络摄像头+终端显示方案（图3）和变幅小车搭载激光发射器方案（图4）。表3 网络查新情况表制表人：李剑锋制表时间：2018年8月9日我们对这两种方法的优缺点进行了分析，具体见表4。表4现有防护方法优缺点比较分析表项目优点缺点激光测距+无 线摄像头+终 端显示方案塔司可直观观察吊钩状态和 垂直位置系统复杂，部件多，施工现场复杂作业条件下故障率高，无线传

5、 输，一次安装成本和维护成本较高，每台综合成本IIOo元；摄像 头随吊钩摆动和旋转，造成塔司观看画面时出现眩晕不适感，仅 可短时间使用；夜间施工时，受照度影响，可视效果不佳。变幅小车搭载 激光发射器方 案构造较为简单，夜间施工时 塔司可直接确定变幅小车和 吊钩的最终落点平面位置， 成本低至每台330元在变幅小车上安装和拆卸都属于高空作业，危险性较大；夜间施 工时，塔司仍然无法准确判断吊钩竖向位置，小车上的激光发射 器距离吊物过远，且受钢丝绳摆动和塔机前臂振幅影响激光点位 与吊装中的实际吊钩和吊物的位置偏差较大制表人：于建飞制表时间：2018年8月9日鉴于激光测距+无线摄像头+终端显示方案维护复

6、杂、使用体验不佳、夜间施工效果有限且成 本过高，小组成员决定对变幅小车搭载激光发射器的方案进行研究，此方案总体成本较低，构造 也不复杂，适合项目部室外环境下频繁使用和夜间施工。小组成员对公司内正在采用此种方案的 塔机进行了使用情况调查，共调查3台塔机，在昼间夜间分别进行了一次安装拆卸和四个角度三 种幅度共36个点位下的吊装检查，主要对安装拆卸难易度、激光点位准确度、吊钩高度判断准 确度等情况进行检查检查结果如下。表5 变幅小车搭载激光发射器方案使用情况检查表序号项目检查依据检查结果1安装拆卸危险性对照企业风险 管控清单高空作业和高空坠物二级风险3激光点位准确度吊装实测（吊物 或吊钩高度3米内数

7、据）静止状态：30-50cm （受小车上的安 装位置影响）运动状态：0-1. 8m （受塔机安装高度 和振幅影响）4吊钩高度判断准 确度吊装观察夜间吊装过程中吊钩高度和水平位置 判断仍然受周围照度影响，激光线无 法提供帮助制表人：李剑锋制表时间：2018年8月9日可见，此种方案安装拆卸过程需要高空作业，危险性很大，且小车上的激光发射器发射的激 光点只能指示吊物最终的落地位置，吊装过程中无法给塔司指示吊钩和吊物位置和高度，但利用 激光发射器确定平面位置点的思路值得借鉴。综上所述，现有方法不能很好的满足工程需要，QC小组决定针对此情况研发一款新型激光 定位装置，于是确定本次QC活动的课题为：塔机吊

8、装新型激光定位装置的研发。四、设定目标及目标可行性分析（-）目标和目标值小组成员召开目标讨论会，从安全、成本、功能性等角度出发，一致认为作为一款新型塔机 吊装激光定位装置，需要达到以下目标。表6目标、目标值及检查方法确定表序号目标目标值检查方法1平面定位精度偏差小静止和运动吊装工况下均 Irn （吊 物或吊钩3米内数据）吊装实测制表人：闫金锋制表时间：2018年8月20日（二）目标可行性分析1激光点位置偏差 Im的目标实现可行性：既有方法激光点与吊钩、吊物落地位置偏差大， 主要是由于激光点位于高处的变幅小车上，而吊钩吊物又受塔机运动、摆动、振幅、惯性影响， 导致激光点指示位置与吊钩吊物位置差距

9、大、变化大。QC小组只要从这几方面影响因素入手， 解决塔机运动影响，就能实现减小激光点指示位置偏差的目标。2.其他有利条件：虽然既有定位装置的功能性有欠缺，但其的定位原理是可以借鉴的，小组 成员只需要针对现场使用需要，丰富其功能性、克服其使用缺陷就可以实现目标，目标指向十分 清晰。公司检测设备齐全、小组人员素质高，科技创新积极性高，近两年先后申报实用新型专利 3项、省级工法5项，QC成果4项5.不利条件：塔机属于特种机械设备，不能随意进行改造，研发定位装置不得影响其正常使 用，且定位装置结构必须简单，运行必须可靠，适应各种工况和室外作业环境。公司检测工具齐全, 测量人员能力可靠公司自有材料齐全

10、、周 边建材市场购入方方便制图人：马彦臣综合上述各方面因素分析, 备，只要我们按时组织QC活动,图3有利条件分析亲和图制图时间:2018年8月20日课题目标实现所需的人、机、料、法、环、测各种有利条件均具 有效解决目前存在的问题，课题目标应该可以实现！五、提出方案并确定最佳方案（-）提出方案小组成员召开“诸葛亮”会，围绕已经确定的课题，运用”头脑风暴法“，集思广益，相互 启发，对塔机激光定位装置进行讨论，提出各种研发思路，经过归纳，主要提出三种总体方案， 如下表所示。表7 总体方案比选表序号方案名称原理1激光测距仪+激光定位+终端显示方案由吊钩上的激光测距仪将吊钩位置信息无线传输到，显示在塔司

11、 室的显示终端上，塔司根据提示进行操作2激光定位提示方案由激光定位指示吊钩落点，利用激光定位自身激光线长度变化提 供吊钩位置提示3激光定位+随动照明方案由激光定位指示吊钩落点，设置大功率随动照明提示吊钩实时位 置制表人：李剑锋制表时间：2018年9月5日（二）方案比较与分析为了选择最合适的方案，QC小组成员从安拆安全性、功能性、指示精度、成本四个方面进 行了比较。1）比较表表8 方案选择表序号名称安拆安全性功能性指示精度成本综合评价1.激光测距仪十 激光定位+终 端显示方案吊钩上安装激光 测距仪模块和激 光定位装置，地 面安拆安全方便各种数据准确可提供土0. 002m数据无线传输激光 测距仪9

12、90元 +激光器60元 +终端显示器500元+线 缆、零星部 件、安装调试费二1900元数据精年成 本太2.激光定位提示 方案吊钩安装激光定 位装置，地面安 拆安全方便可提供地面点 位指示，塔司 根据激光线发 射位置目测吊 钩位置考虑塔机吊钩 运动惯性，高 度3m内激光 点偏差可以控 制在 0. 8m, 塔司辨识激光 发射点可识别 吊钩高度激光器60元+ 太阳能电源 30元+蓄电池 50元+零星部 件60元二200 元定位精度符合 目标要求，构 造简单、制作 方便，成本较 低3.激光定位+随 动照明方案吊钩安装激光定 位装置，塔身上 安装随动照明装 置，高处作业安 全性一般可提供地面点 位指示

13、，塔司 根据随动照明 目测吊钩位置考虑塔机吊钩 运动惯性，高 度3m内激光 点偏差可以控 制在 0. 8m, 塔司可通过投 射照明识别吊 钩位置激光器60元+ 随动控制单元 500元+投射 灯100元+零 星部件+安装调试费 300二1200元精度可以满足 目标要求，随 动装置安装需 高处作业，且 随动装置构造 复杂，成本较 高，射灯容易 造成炫光制表人：李剑锋制表时间：2018年9月5日通过比较，QC小组确定最佳方案二：激光定位提示方案。（三）方案分解小组成员对方案二的组成工艺进行了归纳，并用方案系统图方式表示如下。激光定位提示方案工艺组成激光器透 镜 激 光 灯透 说 激 光 灯+ 太阳能

14、电池板蓄电池1单晶硅太阳能电池+蓄电池金 弋图4 防护组成方案系统图制图时间：2018年9月10日制图人：李剑锋1.方案的比选和确定1）激光器的选择小组成员结合洞口的位置和钢筋混凝土构件的实际情况，提出如下两种方案。表9激光器选择表IOOm照射距离适用性17OmmXI70mmX 90mm体积较大，在吊钩上安 装不便；光束较分散，直径约Ioomm,容易造IOOOm60mmX 80mmX 30mm体积小，便于安装固定，光 束集中，直径约Iomm射程远不发散，指示精确成工人炫目，不安全综合评价光束分散体积大不适合吊钩安装光束集中体积小适合吊钩安装结论不选用选用制表人：马彦臣制表时间：2018年9月11日小组成员根据上述分析，决定选择激光线灯的方案。2）电源确定由于激光线灯安装在吊钩座上，无法外接电源，为了方便向激光线灯供电，同时减少充电和 更换电池操作，尽量自动化使用，小组成员选择太阳能电池板和蓄电池作为供电组件，激光线灯为3V3W,按照夜间使用IOh计算。表9激光器选择表可选 方案