BR102019003018A2 - Método para determinar um tempo de ciclo de um atuador, e, sistema para determinar um tempo de ciclo de uma máquina com um atuador - Google Patents

Abstract

de acordo com uma modalidade de exemplo, um método inclui monitorar uma posição de um atuador durante a operação do atuador, determinar que um valor de comando de atuador seja maior que um limiar de valor de comando de atuador, iniciar um temporizador mediante um movimento do atuador através de uma posição de início durante a operação do atuador em um valor de comando de atuador, determinar a satisfação de pelo menos uma condição, e parar o temporizador mediante a satisfação da pelo menos uma condição e movimento do atuador através de uma posição de término.

Description

MÉTODO PARA DETERMINAR UM TEMPO DE CICLO DE UM ATUADOR, E, SISTEMA PARA DETERMINAR UM TEMPO DE CICLO DE UMA MÁQUINA COM UM ATUADOR

Pedido Relacionado [001] Este pedido é uma continuação-em-parte do Pedido Norte

Americano No. 15/428.562, intitulado Method of Testing Cycle Time of an Implement on a Work Machine and System thereof, e depositado em 9 de fevereiro de 2017, o qual no presente documento é incorporado para referência em sua totalidade.

Campo Técnico [002] A presente descrição geralmente se refere a um sistema e método para operar uma máquina. Uma modalidade da presente descrição se refere a um sistema e método para determinar um tempo de ciclo de um atuador de uma máquina.

Fundamentos [003] Muitas máquinas de trabalho, tais como uma carregadeira, incluem um ou mais instrumentos capazes de realizar uma função de trabalho e/ou um ou mais mecanismos de condução para conduzir a máquina. Por exemplo, uma carregadeira pode incluir uma lança e uma caçamba. Durante a operação, a lança pode levantar e abaixar a caçamba para realizar uma função de escavação. Recursos de condução e instrumentos são frequentemente controlados por um atuador hidráulico. Para garantir a operação desejável do atuador, um operador ou técnico de serviço pode executar um teste de tempo de ciclo no atuador. Para fazer isso, o operador ou técnico usa um cronômetro ou um relógio para realizar o teste. O teste de tempo de ciclo pode ser realizado no campo ou em um banco de testes durante o processo de montagem.

[004] Embora o uso de um cronômetro ou de um relógio localizado proximamente seja frequentemente usado, tal uso acarreta algumas imprecisões entre medições. Em particular, o operador pode não iniciar ou parar o teste no

Petição 870190014999, de 14/02/2019, pág. 51/79 / 20 mesmo ponto entre dois testes individuais. Ademais, dois operadores diferentes podem realizar o teste de tempo de ciclo de maneiras diferentes. Com discrepâncias de tempo inerentes na maneira na qual o teste é realizado, pode ser difícil diagnosticar problemas possíveis no campo ou com uma máquina recém construída em um banco de testes. Adicionalmente, o tempo que leva para conduzir um teste de tempo de ciclo resulta em um tempo de inatividade de máquina para a máquina.

[005] Logo, há uma necessidade na técnica por um sistema e método confiáveis para determinar um ou mais tempos de ciclo precisos de um atuador que reduza a interrupção de uma operação de máquina.

Sumário [006] Vários aspectos de modalidades da presente descrição são dados nas reivindicações.

[007] De acordo com um primeiro aspecto da presente descrição, um método inclui monitorar uma posição de um atuador durante a operação do atuador, determinar que um valor de comando de atuador seja maior que um limiar de valor de comando de atuador, iniciar um temporizador mediante um movimento do atuador através de uma posição de início durante a operação do atuador em um valor de comando de atuador, determinar a satisfação de pelo menos uma condição, e parar o temporizador mediante a satisfação da pelo menos uma condição e movimento do atuador através de uma posição de término.

[008] De acordo com um segundo aspecto da presente descrição, um sistema é provido para determinar um tempo de ciclo de uma máquina com um atuador configurado para operar pelo menos entre uma primeira posição de limiar e uma segunda posição de limiar. O sistema inclui um controlador configurado para continuamente monitorar uma posição de um atuador durante a operação da máquina; determinar a satisfação de uma primeira condição; medir, mediante monitoramento da posição do atuador operando a partir da

Petição 870190014999, de 14/02/2019, pág. 52/79 / 20 primeira posição de limiar para a segunda posição de limiar, um tempo para o atuador operar a partir de uma primeira posição para a segunda posição de limiar; e determinar um tempo de ciclo do atuador com base no atuador operando a partir da primeira posição de limiar para a segunda posição de limiar.

[009] Os recursos acima e outros se tornarão aparentes a partir da seguinte descrição e dos desenhos anexos.

Breve Descrição dos Desenhos [0010] A descrição detalhada dos desenhos se refere às figuras anexas em que:

a FIGURA 1 é uma vista de elevação lateral de uma máquina com um sistema para determinar um tempo de ciclo da máquina de acordo com uma ou mais modalidades da presente descrição;

a FIGURA 2 ilustra um sistema para determinar um tempo de ciclo de uma máquina de acordo com uma ou mais modalidades da presente descrição;

a FIGURA 3 ilustra um diagrama de fluxo de um sistema para determinar um tempo de ciclo de uma máquina de acordo com uma ou mais modalidades da presente descrição; e a FIGURA 4 ilustra um método para determinar um tempo de ciclo de uma máquina de acordo com uma ou mais modalidades da presente descrição.

[0011] Os mesmos números de referência são usados para indicar os mesmos elementos através de todas das várias figuras.

Descrição Detalhada [0012] Não se pretende que as modalidades da presente descrição descritas abaixo sejam exaustivas ou limitem a descrição às formas precisas na seguinte descrição detalhada. Em vez disso, as modalidades são escolhidas e descritas de modo que outros versados na técnica possam reconhecer e entender

Petição 870190014999, de 14/02/2019, pág. 53/79 / 20 os princípios e práticas da presente descrição.

[0013] Pelo menos uma modalidade de exemplo da matéria desta descrição é entendida por referência às FIGURAS 1 a 4 dos desenhos. Com referência agora à FIG. 1, um sistema 10 para uma máquina 12 com um ou mais atuador(es) 14 é provido. A máquina 12 em uma ou mais modalidades da presente descrição inclui uma escavadora, uma carregadeira, uma retroescavadeira, um veículo sobre lagartas, uma colheitadeira, um skidder, uma motoniveladora ou qualquer outro veículo ou máquina de trabalho. A máquina 12 ilustrada na FIG. 1 é uma carregadora frontal, tal como uma carregadeira de tração de quatro rodas.

[0014] A máquina 100 inclui um conjunto de armação frontal 102 e um conjunto de armação traseiro 104 que podem ser acoplados um ao outro pivotavelmente por meio de um pivô ou junta de articulação 114. O conjunto de armação frontal 102 e o conjunto de armação traseiro 104 podem pivotar ou, de outra forma, se moverem um em relação ao outro por meio de um mecanismo de condução 130 a fim de permitir a condução da máquina 100. O mecanismo de condução 130 inclui um ou mais atuadores hidráulicos 132 na modalidade ilustrada para atuar(em) movimento no conjunto de armação frontal 102 em relação ao conjunto de armação traseiro 104. Estes atuadores 132 podem ter a forma de um cilindro hidráulico de elevação. O conjunto de armação frontal 102 pode ser suportado por um mecanismo de engate no terreno frontal 106, tal como uma roda ou lagarta. Da mesma, o conjunto de armação traseiro 104 pode ser suportado por um mecanismo de engate no terreno traseiro 108, tal como uma roda ou lagarta.

[0015] A máquina 100 da Fig. 1 pode incluir também uma cabina de operador 110 suportada pelo conjunto de armação traseiro 104 para cercar e proteger o operador da máquina 100. A cabina do operador 100 pode incluir uma pluralidade de controles para operar a máquina 100. Embora não mostrado na Fig. 1, uma roda ou manche de condução ou podem ser usados para

Petição 870190014999, de 14/02/2019, pág. 54/79 / 20 manipular a direção de deslocamento da máquina 100. Além disso, outros controles, tais como manches, pedais, interruptores, botões e semelhantes, podem ser usados para controlar uma ou mais funções de trabalho da máquina 100.

[0016] A máquina 100 pode incluir pelo menos uma ferramenta de trabalho, ilustrativamente uma primeira ferramenta de trabalho 112 (isto é, uma caçamba de carregadeira) acoplada no conjunto de armação frontal 104. Outras ferramentas de trabalho adequadas podem ser usadas, tais como, por exemplos, lâminas, forquilhas, lavradoras e cortadores. O instrumento ou ferramenta de trabalho 112 pode ser acoplado(a) de forma removível ao conjunto de armação frontal 102 para apanhar, carregar e descarregar barro e outros materiais. O operador pode controlar o instrumento ou ferramenta de trabalho 112 por meio de controles de usuário 208 dentro da cabina do operador 110. Como usado no presente documento, os termos “ferramenta de trabalho” e “instrumento” podem ser usados de maneira intercambiável, e o uso de qualquer um dos termos deve ser entendido como significando “ferramenta de trabalho” ou “instrumento”.

[0017] Conforme mostrado na Fig. 1, o instrumento ou ferramenta de trabalho é acoplado(a) de maneira móvel ao conjunto de armação frontal 102 por meio de um conjunto de conexão 116, o qual inclui pelo menos uma lança 118, um conector ou um acoplador 120, e uma pluralidade de atuadores hidráulicos 122, 124 para mover o instrumento ou a ferramenta de trabalho 112 em relação ao conjunto de armação frontal 102. A pluralidade de atuadores hidráulicos 122, 124 pode incluir um primeiro atuador 122 e um segundo atuador 124. Estes atuadores podem ter a forma de um cilindro hidráulico de elevação para levar e abaixar a lança 118 e um cilindro hidráulico basculante para bascular (por exemplo, escavar e descarregar) o instrumento ou a ferramenta de trabalho 112. Conforme descrito acima, o instrumento ou ferramenta de trabalho 112 podem ser removidos(as) do conjunto de conexão

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116, de modo que um instrumento ou ferramenta de trabalho diferente (por exemplo, uma lâmina ou forquilhas) possa ser acoplado(a) no mesmo.

[0018] Com referência agora à Fig. 2, um sistema de controle 200 de uma máquina de trabalho (por exemplo, tal como a retroescavadeira 100 na Fig. 1) é provido. O sistema de controle 200 pode incluir um controlador de máquina 202 para controlar a funcionalidade da máquina. O controlador 202 pode incluir uma pluralidade de entradas e saídas. Por exemplo, o controlador 202 pode receber comandos ou instruções de um operador de máquina por meio de uma pluralidade de controles de usuário 208. A pluralidade de controles de usuário 208 pode incluir um primeiro controle de usuário tal como um manche ou roda de condução usados para conduzir ou controlar a direção do deslocamento da máquina de trabalho. Um segundo controle de usuário pode ser um manche, uma alavanca, um pedal ou outro controle conhecido para controlar um instrumento ou ferramenta de trabalho da máquina de trabalho. Um terceiro controle de usuário pode ser um manche, uma alavanca, um pedal ou outro controle conhecido para controlar a velocidade e/ou velocidade do motor da máquina de trabalho. Além disso, um quarto controle de usuário pode ser um interruptor de ignição para uma chave ou botão de pressão, por exemplo, no qual o operador aciona o motor da máquina entre uma condição de ligado e desligado. Um outro controle de usuário pode incluir um manche, uma alavanca, um botão ou semelhantes para controlar um(a) outro(a) instrumento ou máquina de trabalho. Outros controles de usuário podem ser incorporados no sistema de controla 200 da Fig. 2, incluindo, mas não limitados a, controles para frenagem, engatar ou desengatar um freio de estacionamento, controles hidráulicos, controles de motor, controles de transmissão, etc. A presente descrição não está limitada a um número ou tipo de controles. Como mostrado na Fig. 2, a pluralidade de controles de usuário 208 pode ser acoplada eletricamente ao controlador 202 para permitir que o operador de máquina envie comandos para os mesmos para controlar a máquina.

Petição 870190014999, de 14/02/2019, pág. 56/79 / 20 [0019] Conforme descrito acima com referência à Fig. 1, a máquina de trabalho pode incluir um motor (por exemplo, motor 104) ou aparelho de força motriz para produzir energia e uma transmissão (não mostrada) para transferir a energia para as rodas frontais e traseiras. A energia 104 pode ser controlada por uma unidade de controle de motor (ECU) 204, a qual, conforme mostrada na Fig. 2, pode estar em comunicação elétrica com o controlador 202. Da mesma maneira, a transmissão pode ser controlada por uma unidade de controle de transmissão (TCU) 206, a qual pode também estar em comunicação elétrica com o controlador 202. A ECU 204 e a TCU 206 podem estar eletricamente acopladas ao controlador 202 por meio de cabeamento ou conexão sem fio. Em um exemplo não limitante, o controlador 202 pode se comunicar com o ECU 204 e TCU 206 em uma rede de comunicação tal como uma rede de área de controlador (CAN). Conforme será adicionalmente descrito abaixo, um mecanismo de temporização tal como um relógio interno ou temporizador 222 pode ser disposto internamente dentro do controlador 202 ou de outra forma em comunicação elétrica com o controlador 202.

[0020] Embora não mostrado especificamente na Fig. 1 desta descrição, a máquina de trabalho pode incluir um monitor de exibição 220 localizado dentro da cabina 110 para exibir as informações para um operador. O monitor 220 pode incluir também uma tela sensível ao toque ou outros controles, de modo que um operador possa enviar instruções para o controlador 202 para controlar uma função da máquina de controle. Assim sendo, o monitor 220 pode estar em comunicação elétrica com o controlador 202 de modo que mensagens ou instruções possam ser comunicadas entre os mesmos.

[0021] De maneira similar à máquina de trabalho 100 da Fig. 1, o sistema de controle 200 pode incluir um primeiro atuador 210 e um segundo atuador 212 para controlar o movimento de uma ferramenta de trabalho, um instrumento e/ou um mecanismo de condução 130. Em modalidades adicionais não mostradas, o sistema de controle 200 inclui qualquer número de atuadores

Petição 870190014999, de 14/02/2019, pág. 57/79 / 20 adicionais para controlar o movimento de uma ou mais ferramentas de trabalho, instrumentos, funções de condução e/ou outras funções de veículo. Cada atuador pode estar disposto em comunicação elétrica com o controlador 202, de modo que o controlador controle o movimento do atuador. Em um exemplo, o atuador pode ser um atuador hidráulico de modo que o controle do instrumento seja acionado eletro-hidraulicamente. Em uma outra modalidade (não ilustrada), cada atuador pode ser controlado manualmente pelos controles de usuário. Outros sistemas de controle conhecidos podem ser usados para controlar o movimento do atuador.

[0022] Em um exemplo não limitante, o primeiro atuador 210 pode controlar um instrumento ou ferramenta de trabalho 112, tal como uma lança ou caçamba para designar alguns exemplos não limitantes, o mecanismo de condução 130, ou uma outra estrutura da máquina 100. De maneira similar, o segundo atuador 212 pode controlar um instrumento ou ferramenta de trabalho 112, tal como uma lança ou caçamba para designar alguns exemplos não limitantes, o mecanismo de condução 130, ou uma outra estrutura da máquina 100. Embora não ilustrado, um ou mais atuadores adicionais podem ser incluídos para controlar a máquina de trabalho, mecanismo de condução ou outra estrutura da máquina 100. Com referência à Fig. 1, por exemplo, o primeiro atuador 210 pode corresponder ao braço da lança 142, e o segundo atuador 212 pode corresponder ao mecanismo de condução 130. Este, entretanto, é apenas um exemplo uma vez que se refere à Fig. 1 e esta descrição pode cobrir, entre outros, qualquer veículo ou máquina de trabalho agrícola, de construção ou florestal.

[0023] O sistema de controle 200 pode incluir também um primeiro sensor 214 para detectar movimento ou uma posição do primeiro atuador 210. Da mesma forma, um segundo sensor 216 pode detectar movimento ou uma posição do segundo atuador 212. De maneira similar, um ou mais sensores adicionais podem ser incluídos para detectar posições, movimento e/ou outras

Petição 870190014999, de 14/02/2019, pág. 58/79 / 20 condições de um ou mais atuadores, máquinas de trabalho ou outros componentes de veículos. Na modalidade ilustrada, os primeiro e segundo sensores 214, 216 são, cada um, sensores de posição. Por exemplo, um ou ambos os sensores podem estar localizados em um conjunto de conexão, tal como o conjunto de conexão 144 da Fig. 1, ou como parte de um outro conjunto de veículo, tal como o mecanismo de condução 130. Em um exemplo ilustrativo não limitante, um sensor pode ser um sensor de posição angular capaz de detectar diretamente a posição angular de um atuador ou ferramenta de trabalho, tal como a lança em relação ao pino ao redor do qual gira, enquanto o outro sensor pode detectar a posição angular de um cotovelo em uma carregadeira (isto é, uma conexão em Z). A cinemática e semelhantes podem ser usadas adicionalmente à medição pelo sensor para detectar uma posição da caçamba, por exemplo. Adicionalmente, sensores de posição no cilindro podem ser usados para detectar a posição do atuador. Em uma modalidade adicional, um ou ambos dos primeiro e segundo sensores 214, 216 é/são um sensor de pressão, tal como um sensor de pressão hidráulico configurado para determinar uma pressão hidráulica do sistema, uma pressão hidráulica do atuador e/ou uma pressão em qualquer outro ponto em um sistema hidráulico, para designar alguns exemplos não limitantes, para transmitir informações de pressão para o controlador 202.

[0024] Alguém com conhecimento comum na técnica reconhecerá os vários métodos e estruturas para determinar pressão ou uma posição de atuador, e tais estruturas e métodos formam parte da presente descrição. O atuador pode ser elétrico, hidráulico, mecânico e/ou qualquer outro tipo de atuador conhecido. Em qualquer evento, o primeiro sensor 214, o segundo sensor 216, e qualquer sensor adicional ou dispositivo de entrada podem ser dispostos em comunicação elétrica com o controlador 202 para comunicar qualquer informação de pressão e/ou o movimento ou posição de cada atuador respectivo, e, como tal, o movimento ou posição de cada respectiva ferramenta

Petição 870190014999, de 14/02/2019, pág. 59/79 / 20 de trabalho, instrumento ou mecanismo de condução, e isto pode ser usado em qualquer tipo de máquina de trabalho agrícola, de construção, florestal ou qualquer outra máquina de trabalho conhecida.

[0025] Com referência agora à Fig. 3, um método ou processo de controle 300 é ilustrado para determinar um tempo de ciclo do atuador 210 da máquina de trabalho 100. O método ou processo de controle 300 pode incluir uma pluralidade de blocos ou etapas que são executáveis pelo controlador e outros recursos do sistema de controle 200. Para os propósitos desta invenção, o tempo de ciclo pode se referir a uma quantidade de tempo que leva para mover um atuador, ferramenta de trabalho, mecanismo de condução ou outra estrutura móvel da máquina 100 a partir de uma extremidade ou posição para a extremidade ou posição oposta.

[0026] Uma lança, por exemplo, pode ser controlada a partir de sua posição totalmente abaixada para sua posição totalmente elevada, e o tempo de ciclo é a quantidade de tempo que decorre enquanto a lança se move entre as duas posições de extremidade. Uma caçamba pode se mover de sua posição totalmente descarregada para sua posição totalmente retraída, e seu tempo de ciclo é a quantidade de tempo que leva para a caçamba se mover entre estas duas posições.

[0027] Um teste de tempo de ciclo pode ser executado para identificar ou determinar um possível problema em um circuito hidráulico da máquina. Por exemplo, uma bomba hidráulica pode prover fluxo para um atuador para controlar um instrumento, ferramenta de trabalho, mecanismo de condução, etc. Se houver uma falta de saída de fluxo esperada da bomba, pode haver problemas com a eficiência da bomba ou um vazamento no sistema. Um operador ou técnico pode detectar uma complicação com o instrumento devido a uma resposta mais demorada do que o esperado ou desejado. Pode haver menos energia entregue ao atuador ou instrumento, e isso pode afetar o desempenho. Se o tempo de ciclo do atuador ou instrumento for testado e o

Petição 870190014999, de 14/02/2019, pág. 60/79 / 20 resultado for indesejado ou insatisfatório, pode haver uma necessidade de checar os vários ajustes de bomba, tal como ajuste de margem de bomba ou pressão de corte.

[0028] A testagem do tempo de ciclo convencional é frequentemente realizada por um operador ou técnico de máquina usando um cronômetro para cronometrar a operação do atuador, ferramenta de trabalho ou instrumento. Erros ou diferenças de operadores na realização dos testes pode introduzir erros no teste. Um operador pode acionar o gatilho mais rapidamente, enquanto um segundo operador pode ser mais lento no acionamento do cronômetro. Se o tempo de ciclo geral for menor que 10 segundos, por exemplo, um erro tão grande quanto 0,5 segundos pode afetar enormemente a precisão do teste.

[0029] De acordo com uma modalidade da invenção, o processo de controle 300 de uma ou mais modalidades descritas aqui é executado de maneira autônoma pelo controlador 202 durante a operação da máquina 100. O controlador 202 é capaz de medir, armazenar e/ou de outra forma determinar tempos de ciclo precisos ao controlar as condições necessárias para uma determinação de tempo de ciclo apropriada. Como tal, uma execução autônoma do processo 300 pelo controlador 202 aumenta a precisão de uma medição de tempo de ciclo, permite o reconhecimento, estabelecimento e/ou determinação de uma ou mais tendências com relação aos tempos de ciclo, e previne a interrupção da operação da máquina conforme o processo 300 é executado no segundo plano pelo controlador.

[0030] Em modalidades particulares, o processo de controle 300 de uma ou mais modalidades descritas aqui é executado de maneira autônoma repetidamente pelo controlador 202 durante a operação da máquina 100. Em modalidades particulares, o processo de controle 300 de uma ou mais modalidades descritas aqui é executado de maneira autônoma constantemente pelo controlador 202 durante a operação normal e simultânea da máquina 100. Em outras palavras, em modalidades particulares, o processo de controle 300 é

Petição 870190014999, de 14/02/2019, pág. 61/79 / 20 executado de maneira autônoma pelo controlador 202 no segundo plano de uma operação normal da máquina 100.

[0031 ] Conforme será entendido pela presente descrição, o controlador

202 de uma ou mais modalidades executa o processo 300, determina valores de tempo de ciclo ou outros dados do processo 300 para cada um de um ou mais atuadores, e armazena os dados no controlador 202 ou em um outro dispositivo de memória embutido em ou conectado na máquina 100. Em uma ou mais modalidades, o processo 300 e/ou o controlador 202 envia(m) os valores ou dados do processo 300 para o monitor 220 ou outra localização de saída, adicionalmente processa(m) os valores ou dados, e/ou controla(m) um componente de máquina com base nos valores ou dados do processo 300.

[0032] O processo de controle 300 da FIG. 3 é executado pelo controlador 202. No início do processo de controle 300, o controlador 202 inicialmente determina, no bloco 302, uma posição do atuador 210. O controlador 202 então determina, no bloco 304, se a posição do atuador é menor que uma posição de início ou uma primeira posição de limiar. A posição de início ou a primeira posição de limiar de uma modalidade é entre 0% e 45% de uma faixa completa de movimento da ferramenta de trabalho 112 ou do atuador 210, entre 10% e 30% em uma modalidade, e entre 15% e 25% em uma modalidade. Se o controlador 202 determinar que a posição de atuador é menor que, ou ainda não alcançou, a posição de início ou a primeira posição de limiar, o controlador 202 determina no bloco 306 se um valor de comando de atuador está acima de um limiar de valor de comando de atuador. Se o valor de comando do atuador for igual a, ou menor que, o limiar de valor de comando do atuador, o controlador 202 volta a monitorar a posição de atuador no bloco 304. Se o valor de comando de atuador for maior do que o limiar de valor de comando de atuador, o controlador 202 continua para o bloco 308 para determinar se a posição do atuador é maior que, ou igual à, posição de início para indicar que o atuador se moveu de uma posição menor que a posição de início ou a primeira

Petição 870190014999, de 14/02/2019, pág. 62/79 / 20 posição de limiar para uma posição igual a, ou maior que, a posição de início ou a primeira posição de limiar. Se o controlador 202 determinar que a posição de atuador é maior que, ou igual à, posição de início no bloco 308, o controlador inicia o temporizador 222 no bloco 310. Do contrário, o controlador 202 retorna para o bloco 304 para monitorar a posição de atuador.

[0033] Uma vez que o controlador 202 começa o temporizador no bloco 310, o controlador 202 continua a monitorar o valor de comando do atuador, no bloco 312, para confirmar que o valor de comando permanece no, ou acima do, limiar de valor de comando de atuador. O limiar de valor de comando de atuador em uma modalidade é um valor entre 80% e 100%, entre 90% e 100% em uma modalidade, e 95% em uma modalidade. Se o valor de comando cai para abaixo do limiar, o controlador 202 cancela a operação do temporizador no bloco 314, e o processo 300 volta para determinar a posição do atuador no bloco 302. Na modalidade ilustrada, o controlador 202 cancela o temporizador 222 em qualquer ponto antes de parar o temporizador 222 se o valor de comando cair para abaixo do limiar.

[0034] O controlador 202 adicionalmente determina, no bloco 316, se o segundo atuador 212 ou qualquer/quaisquer atuador(es) adicional(is) está/estão sendo operados. A operação de um ou mais atuadores adicionais pode reduzir o desempenho do atuador 210, logo afetando uma determinação precisa de um tempo de ciclo do atuador 210. Assim sendo, se o controlador 202 determinar a operação de um ou mais outros atuadores durante a operação do temporizador 222, o temporizador 222 é cancelado no bloco 314.

[0035] O controlador 202 adicionalmente monitora ou determina, no bloco 318, se uma pressão de sistema ou atuador, tal como uma pressão hidráulica em um exemplo não limitante, está abaixo ou menor que uma pressão de limiar. Em uma modalidade, o controlador 202 recebe valores de pressão de entrada a partir de um sensor de pressão localizado no atuador 210 e/ou em qualquer outro ponto de um sistema hidráulico ou outro sistema da máquina

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100. Se o controlador 202 determinar que a pressão caiu para, ou abaixo da, pressão de limiar, o controlador 202 cancela o temporizador 222 no bloco 314. [0036] Em uma modalidade não ilustrada, o controlador 202 adicionalmente monitora ou determina se uma temperatura, tal como um óleo ou temperatura de fluido hidráulico em um exemplo não limitante, está abaixo de ou menor que uma temperatura de limiar. Em uma modalidade, o controlador 202 recebe valores de temperatura de entrada a partir de um sensor de temperatura localizado no atuador 210 e/ou em qualquer outro ponto de um sistema hidráulico, motor ou outro sistema da máquina 100. Se o controlador 202 determinar que a temperatura subiu para, ou acima da, temperatura de limiar, o controlador 202 não inicia ou cancela o temporizador 222 em uma modalidade.

[0037] O controlador 202 adicionalmente monitora ou determina, no bloco 320, uma velocidade do motor 104 da máquina 100 e determina se a velocidade do motor está acima de uma velocidade de motor de limiar. Em uma modalidade, o controlador 202 recebe valores de velocidade de motor de entrada a partir de um sensor de velocidade de motor localizado no motor 104. Se o controlador 202 determinar que a velocidade de motor caiu para, ou abaixo da, velocidade de motor de limiar, o controlador 202 cancela o temporizador 222 no bloco 314.

[0038] Quando o controlador 202 determinar, no bloco 322, que a posição do atuador 210 atendeu ou excedeu uma posição final ou uma segunda posição de limiar, o controlador 202 para o temporizador no bloco 324 e calcula ou, de outra forma, determina um tempo de ciclo. A posição final ou a segunda posição de limiar de uma modalidade é entre 55% e 100% de uma faixa completa de movimento da ferramenta de trabalho 112 ou do atuador 210, entre 70% e 90% em uma modalidade, e entre 75% e 85% em uma modalidade.

[0039] Na modalidade ilustrada, determinar um tempo de ciclo no bloco 324 inclui calcular o tempo de ciclo ao extrapolar um tempo de ciclo

Petição 870190014999, de 14/02/2019, pág. 64/79 / 20 completo com base no período de tempo gravado a partir da posição de início ou primeira posição de limiar até à posição final ou segunda posição de limiar. Devido ao fato de que as posições de início e final do processo 300 não equivalem às extremidades extremas da faixa de movimento do atuador 210 ou ferramenta de trabalho 112, o período de tempo medido pelo temporizador 222 é menor que o tempo de ciclo real do atuador 210 ou ferramenta de trabalho 112. Para calcular, ou de outra forma determinar, o tempo de ciclo no bloco 324, o controlador 202 extrapola ou, de outra forma, deduz um tempo de ciclo com base no tempo medido pelo temporizador 222.

[0040] Em um primeiro exemplo, a primeira posição de limiar pode corresponder a 10% do deslocamento e a segunda posição de limiar pode corresponder a 90% do deslocamento. Assim, o tempo de ciclo é medido ao longo do curso de 80% da cilindrada inteira do cilindro do atuador. Dito de outra maneira, o tempo de ciclo medido entre o início e a interrupção do temporizador corresponde ao atuador ou ferramenta de trabalho se movendo 80% da distância total deslocada entre as posições de início e final. Se a ferramenta de trabalho for uma lança, por exemplo, o temporizador é iniciado quando a lança se desloca a partir de sua posição completamente abaixada para uma posição 10% do trajeto para a posição completamente elevada, e o temporizador é interrompido quando a lança se desloca a partir de sua posição completamente abaixada para uma posição 90% do trajeto para a posição completamente elevada. Neste exemplo, o tempo de ciclo total pode ser calculado pela divisão do tempo de ciclo medido pela porcentagem da distância medida. Então, se o tempo de ciclo medido for 5 segundos e a distância medida for 80%, o tempo de ciclo completo é 5 segundos divididos por 0,8, resultando em um tempo de ciclo total de 6,25 segundos.

[0041] Em um segundo exemplo, a primeira posição de limiar pode corresponder a 20% do deslocamento e a segunda posição de limiar pode corresponder a 80% do deslocamento. Assim, o tempo de ciclo é medido ao

Petição 870190014999, de 14/02/2019, pág. 65/79 / 20 longo do curso de 60% da cilindrada inteira do cilindro do atuador (por exemplo, 80% menos 20%). Dito de outra maneira, o tempo de ciclo medido entre o início e a interrupção do temporizador corresponde à ferramenta de trabalho se movendo 60% da distância total deslocada entre as posições de início e final. Se a ferramenta de trabalho for uma lança, por exemplo, o temporizador é iniciado quando a lança se desloca a partir de sua posição completamente abaixada para uma posição 20% do trajeto para a posição completamente elevada, e o temporizador é interrompido quando a lança se desloca a partir de sua posição completamente abaixada para uma posição 80% do trajeto para a posição completamente elevada. Similar a este primeiro exemplo, o tempo de ciclo total pode ser calculado pela divisão do tempo de ciclo medido pela porcentagem da distância medida. Então, se o tempo de ciclo medido for 5 segundos e a distância medida for 60%, o tempo de ciclo completo é 5 segundos divididos por 0,6, resultando em um tempo de ciclo total de 8,33 segundos.

[0042] Uma vez que o tempo de ciclo é determinado, o controlador 202 adicionalmente grava, armazena, ou de outra forma retém os dados de tempo de ciclo. O controlador 202 da modalidade ilustrada armazena os dados de tempo de ciclo em uma memória interna, mas o controlador 202 de modalidades adicionais podem transmitir, ou de outra forma comunicar, os dados para uma localização externa para armazenamento, processamento e/ou outros propósitos. Conforme o controlador 202 executa repetida e constantemente o processo 300 durante a operação da máquina 100, o controlador 202 podem simultaneamente, ou após, criar uma coleção ou compilação dos dados de tempo de ciclo, adicionalmente processa ou filtra os dados de tempo de ciclo, e/ou cria dados de tendência ou outros dados processados com base na coleção de múltiplos valores de tempo de ciclo. Quaisquer um dos dados ou valores descritos aqui podem ser armazenados interna ou externamente ao controlador 202 ou interna ou externamente à máquina 100, transmitidos ou exibidos

Petição 870190014999, de 14/02/2019, pág. 66/79 / 20 interna ou externamente, ou processados para implementar ações adicionais pelo controlador 202 ou da máquina 100.

[0043] Em um exemplo ilustrativo não limitante, após a execução do processo 300 durante a operação normal da máquina 100, os dados de tempo de ciclo são descarregados do controlador 202 ou outro dispositivo de memória da máquina 100 por um operador ou um técnico de serviço durante a manutenção de rotina da máquina 100 ou transmitidos, ou de outra forma acessados, durante a operação normal da máquina 100. De acordo com a presente descrição, o operador ou técnico de serviço observa os dados de tempo de ciclo para qualquer/quaisquer um ou mais atuador(es) da máquina 100 e quaisquer tendências de tempo de ciclo ou outras informações providas pelo controlador 202 e diagnostica, ou de outra forma determina, uma ou mais complicações, status ou características potenciais com a máquina 100. No exemplo não limitante, um técnico pode observar uma bomba hidráulica começando a falhar na máquina 100 conforme indicado por uma redução recente em tempos de ciclo.

[0044] Em modalidades adicionais, o controlador 202 pode receber, determinar e/ou armazenar dados associados com, ou acompanhando o, tempo de ciclo, incluindo, sem limitação, localização geográfica, tempo do dia, elevação, grau da superfície, temperatura e/ou umidade para designar exemplos não limitantes. Tais dados anexos adicionais podem ser processados para criar ou observar para reconhecer tendências associadas com o atuador 210 ou a máquina 100. O controlador 202 das modalidades particulares determina, gera e/ou comunica um alerta ou status geral ou específico com base no processamento dos dados de ciclo de tempo, com ou sem os dados anexos.

[0045] Uma vez que o tempo de ciclo total for determinado no bloco 324, o controlador 202 pode comunicar o tempo de ciclo total. Em um exemplo, o controlador 202 pode comunicar o tempo de ciclo para o operador para exibilo no monitor de exibição 220. Em um outro exemplo, o controlador 202 pode

Petição 870190014999, de 14/02/2019, pág. 67/79 / 20 enviar o tempo de ciclo para uma localização remota, tal como um dispositivo móvel em um exemplo não limitante, por meio de uma rede de comunicação sem fio, de modo que o tempo de ciclo possa ser registrado cronologicamente e rastreado. Em uma modalidade, o controlador 202 pode comparar o tempo de ciclo a um limiar de tempo de ciclo e enviar um alerta com base na comparação. [0046] Com referência agora à FIG. 4, um método 400 para determinar um tempo de ciclo do atuador é provido. O método 400 de uma ou mais modalidades da presente invenção, como o processo 300 descrito acima, é executado de maneira autônoma e constante durante a operação da máquina 100. Em uma modalidade, um operador, técnico ou outro usuário não inicia o processo 300 ou o método 400, e o controlador 202 ou máquina 100 não avisa ou instrui um usuário a iniciar um teste de tempo de ciclo antes que o controlador 202 execute um teste de tempo de ciclo. Em uma outra modalidade, o processo 300 e/ou o método 400 é configurado para executar constante e repetidamente. Em uma outra modalidade, a etapa de determinação e cálculo de um tempo de ciclo individual ocorre múltiplas vezes, e qualquer etapa do armazenamento ou processo de um tempo de ciclo individual, se aplicável, ocorre múltiplas vezes, antes que uma coleção de informações ou informações de tendências com base em tempos de ciclo individuais seja exibida, descarregada ou transmitida para processamento, diagnóstico, avaliação, alerta ou consideração adicional.

[0047] O método 400 de uma modalidade inclui determinar ou monitorar, na etapa 410, uma posição do atuador durante a operação do atuador 210. Conforme descrito acima, o controlador 202 de uma modalidade recebe, ou de outra forma determina, a posição do atuador 210 a execução do processo 300 durante a operação normal da máquina 100. O método 400 inclui adicionalmente determinar, na etapa 112, que um valor de comando de atuador seja maior que um limiar de valor de comando de atuador. Como afirmado acima, o limiar de valor de comando de atuador de uma modalidade é um valor

Petição 870190014999, de 14/02/2019, pág. 68/79 / 20 entre 80% e 100%, entre 90% e 100% em uma modalidade, e 95% em uma modalidade. O método 400 inclui adicionalmente iniciar, na etapa 414, o temporizador 222 mediante o movimento do atuador 210 através de uma posição de início, determinar, na etapa 416, a satisfação de uma ou mais condições, e interromper o temporizador 222 mediante a satisfação de uma ou mais condições e mediante o movimento do atuador 210 através de uma posição final. A uma ou mais condições na modalidade ilustrada inclui(em) o valor de comando de atuador sendo maior que o limiar de valor de comando de atuador, a operação de um segundo atuador, uma pressão, tal como uma pressão hidráulica no atuador ou em outro lugar no sistema em um exemplo não limitante, sendo maior que uma pressão de limiar, e/ou uma velocidade de motor de máquina sendo maior que uma velocidade de motor de limiar, conforme descrito acima com referência à FIG. 3. O método 400 de uma modalidade adicional inclui determinar que a(s) uma ou mais condição(ões) não foi/foram satisfeita(s), e cancelar o temporizador mediante a determinação que a(s) condição(ões) não foi/foram satisfeita(s). O método 400 de uma ou mais modalidades descritas no presente documento incorporam quaisquer funções, etapas, estruturas ou recursos descritos no que diz respeito às modalidades do sistema 300 descrito acima.

[0048] Sem, de qualquer maneira, limitar o escopo, interpretação ou aplicação das reivindicações aparecendo abaixo, um efeito técnico de uma ou mais modalidades de exemplo descritas aqui é a geração de dados de tempo de ciclo altamente precisos para a máquina 100. Tal geração ou determinação de dados de tempo de ciclo altamente precisos ocorre sem tempos de inatividade ou interrupção da máquina na operação normal da máquina 100. Um efeito técnico adicional de uma ou mais modalidades descritas aqui envolve a geração ou determinação de uma ou mais tendências em relação aos tempos de ciclo.

[0049] Enquanto a presente descrição foi ilustrada e descrita em detalhes nos desenhos e na descrição anteriores, tal ilustração e tal descrição

Petição 870190014999, de 14/02/2019, pág. 69/79 / 20 não são de caráter restritivo, sendo entendido que a(s) modalidade(s) ilustrativa(s) foi/foram mostrada(s) e descrita(s) e que todas as alterações e modificações que estão dentro do espírito da presente descrição são desejadas de estarem protegidas. Modalidades alternativas da presente descrição podem não incluir todos os recursos descritos, mas ainda se beneficiam de pelo menos algumas das vantagens de tais recursos. Aqueles de conhecimento comum na técnica podem conceber seus próprios instrumentos que incorporam um ou mais dos recursos da presente descrição e que caem dentro do espírito e escopo das reivindicações anexas.

Claims (20)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Método para determinar um tempo de ciclo de um atuador, caracterizado pelo fato de que compreende:

   monitorar uma posição de um atuador durante a operação do atuador;

   determinar que um valor de comando de atuador seja maior que um limiar de valor de comando de atuador;

   iniciar um temporizador mediante um movimento do atuador através de uma posição de início durante a operação do atuador em um valor de comando de atuador;

   determinar a satisfação de pelo menos uma condição; e parar o temporizador mediante a satisfação da pelo menos uma condição e movimento do atuador através de uma posição de término.
2. 2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o atuador compreende um de um atuador de ferramenta de trabalho e um atuador de condução.
3. 3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:

   determinar que a pelo menos uma condição não tenha sido satisfeita; e cancelar o temporizador mediante a determinação de que a pelo menos uma condição ainda não tenha sido satisfeita.
4. 4. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma condição compreende o valor de comando de atuador sendo maior que o limiar de valor de comando de atuador.
5. 5. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma condição compreende uma operação de um segundo operador.

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6. 6. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma condição compreende uma pressão de fluido sendo maior que uma pressão de fluido de limiar.
7. 7. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma condição compreende uma velocidade de motor de máquina sendo maior que uma velocidade de motor de limiar.
8. 8. Método para determinar um tempo de ciclo de um atuador, caracterizado pelo fato de que compreende:

   operar uma de uma ferramenta de trabalho e um mecanismo de condução de uma máquina através de pelo menos uma posição de limiar;

   operar um temporizador com base na operação da uma da ferramenta de trabalho e do mecanismo de condução através da pelo menos uma posição de limiar e pelo menos uma primeira condição; e determinar um tempo de ciclo da uma da ferramenta de trabalho e do mecanismo de condução na operação do temporizador.
9. 9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente receber um valor de comando, em que a primeira condição compreende um valor de comando sendo maior que um valor de comando de limiar.
10. 10. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato a pelo menos uma posição de limiar compreende uma primeira posição de limiar e uma segunda posição de limiar, e operar o temporizador compreende iniciar o temporizador mediante a operação da uma da ferramenta de trabalho e o mecanismo de condução através da primeira posição de limiar e parar o temporizador mediante a operação da uma da ferramenta de trabalho e o mecanismo de condução através da segunda posição de limiar.
11. 11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende cancelar o temporizador com base parcialmente em pelo menos uma segunda condição.

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12. 12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a segunda condição compreende um valor de comando sendo menor que um valor de comando de limiar, uma operação de um segundo atuador, uma pressão de fluido sendo maior que uma pressão de fluido de limiar, e uma velocidade de motor de máquina sendo menor que uma velocidade de motor de limiar.
13. 13. Sistema para determinar um tempo de ciclo de uma máquina com um atuador configurado para operar pelo menos entre uma primeira posição de limiar e uma segunda posição de limiar, o sistema caracterizado pelo fato de que compreende:

    um controlador configurado para continuamente monitorar uma posição de um atuador durante a operação da máquina;

    determinar a satisfação de uma primeira condição;

    medir, mediante monitoramento da posição do atuador operando a partir da primeira posição de limiar para a segunda posição de limiar, um tempo para o atuador operar a partir de uma primeira posição para a segunda posição de limiar; e determinar um tempo de ciclo do atuador com base no atuador operando a partir da primeira posição de limiar para a segunda posição de limiar.
14. 14. Sistema de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o controlador é configurado adicionalmente para receber um valor de comando de atuador; e comandar a atuação do atuador com base no valor de comando de atuador.
15. 15. Sistema de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a primeira condição compreende um valor de comando de atuador sendo maior que um valor de comando de atuador de limiar.

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16. 16. Sistema de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o controlador é configurado adicionalmente para determinar um tempo de ciclo quando pelo menos uma segunda condição é satisfeita.
17. 17. Sistema de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma segunda condição compreende um valor de comando de atuador sendo maior que um valor de comando de limiar.
18. 18. Sistema de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que pelo uma segunda condição compreende a não operação de um segundo atuador.
19. 19. Sistema de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma segunda condição compreende uma pressão de fluido sendo menor que uma pressão de fluido de limiar.
20. 20. Sistema de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma segunda condição compreende uma velocidade de motor de máquina sendo maior que uma velocidade de motor de limiar.