DE112019003932T5 - Arbeitsmaschine, steuervorrichtung und steuerverfahren - Google Patents

Abstract

In einer Steuervorrichtung einer Arbeitsmaschine erzeugt eine Bewegungsbahn-Erzeugungseinheit eine Sollbewegungsbahn des Arbeitsgeräts gemäß einem im Voraus bestimmten Aushubkurvenverhältnis. Das Aushubkurvenverhältnis wird als Verhältnis einer Aushubtiefe zu einer Aushublänge ausgedrückt. Eine Betriebssignal-Ausgabeeinheit gibt ein Betriebssignal für das Arbeitsgerät entsprechend der Sollbewegungsbahn aus.

Description

• Technisches Gebiet
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Arbeitsmaschine mit einem Arbeitsgerät sowie eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren für die Arbeitsmaschine.
• Es wird die Priorität der am 12. September 2018 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2018-170890 beansprucht, deren Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
• Stand der Technik
• Die Patentliteratur 1 offenbart ein Verfahren zur automatischen Steuerung von Arbeitsgeräten, um eine Aushubbewegungsbahn zu zeichnen, die der vorherigen Aushubbewegungsbahn ähnlich ist, die durch eine Bedienung eines Bedieners erzeugt wurde.
• Zitationsliste
• Patentliteratur
• [Patentliteratur 1]
  Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Erstveröffentlichung Nr. S61-87033
• Zusammenfassung der Erfindung
• Technisches Problem
• Bei Aushubarbeiten wird mit zunehmender Aushubtiefe der auf das Arbeitsgerät wirkende Widerstand größer und die Aushubgeschwindigkeit des Arbeitsgeräts wird langsamer. Mit zunehmender Aushublänge wird der Bewegungsweg des Arbeitsgeräts länger und die Aushubzeit verlängert sich. Wenn die gleiche Menge an Erde ausgehoben werden soll, wird die Aushublänge länger, während die Aushubtiefe geringer wird, und die Aushubtiefe wird tiefer, während die Aushublänge kürzer wird. Die Aushubtiefe und die Aushublänge stehen also in einer Kompromissbeziehung zur Aushubeffizienz.
• Wie in Patentliteratur 1 beschrieben, unterscheidet sich die Aushubleistung beim automatischen Aushub in Abhängigkeit von den Fähigkeiten des Bedieners, wenn die automatische Steuerung des Arbeitsgeräts entsprechend der Aushubbewegungsbahn erfolgt, die durch eine Bedienung des Bedieners erzeugt wird.
• Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Arbeitsmaschine, eine Steuervorrichtung und ein Steuerungsverfahren bereitzustellen, die in der Lage sind, einen automatischen Aushubprozess mit einer bestimmten Aushubeffizienz oder mehr unabhängig von den Fähigkeiten eines Bedieners durchzuführen.
• Lösung des Problems
• Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Steuervorrichtung einer Arbeitsmaschine ein Arbeitsgerät, wobei die Steuervorrichtung umfasst: eine Bewegungsbahn-Erzeugungseinheit, die eine Sollbewegungsbahn des Arbeitsgeräts gemäß einem im Voraus bestimmten Aushubkurvenverhältnis erzeugt, wobei das Aushubkurvenverhältnis als ein Verhältnis einer Aushubtiefe zu einer Aushublänge ausgedrückt wird; und eine Betriebssignalausgabeeinheit, die ein Betriebssignal für das Arbeitsgerät gemäß der Sollbewegungsbahn ausgibt.
• Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
• Gemäß mindestens einem der obigen Aspekte kann die Steuervorrichtung der Arbeitsmaschine einen automatischen Aushubvorgang mit einer bestimmten Aushubeffizienz oder mehr durchführen.
• Figurenliste
• 1 ist eine schematische Ansicht, die eine Konfiguration einer Lademaschine gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
• 2 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
• 3 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für eine Sollbewegungsbahn zeigt.
• 4 ist ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen dem Aushubkurvenverhältnis und der Aushubeffizienz darstellt.
• 5 ist eine Heatmap bzw. Wärmekarte, die den Zusammenhang zwischen dem Aushubkurvenverhältnis und der Aushubeffizienz darstellt.
• 6 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur automatischen Aushubsteuerung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
• Beschreibung der Ausführungsformen
• Nachfolgend werden die Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
• <Erste Ausführungsform>
• «Konfiguration der Lademaschine»
• 1 ist eine schematische Ansicht, die eine Konfiguration einer Lademaschine gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
• Eine Lademaschine 100 ist eine Arbeitsmaschine, die ein Aushubziel, wie z. B. Erde, abträgt. Die Lademaschine 100 gemäß der ersten Ausführungsform ist ein Hydraulikbagger. Im Übrigen kann die Lademaschine 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform eine andere Lademaschine als der Hydraulikbagger sein. Außerdem ist die in 1 dargestellte Lademaschine 100 ein Tieflöffelbagger, kann aber auch ein Streb- oder Seilbagger sein.
• Die Lademaschine 100 umfasst einen Schlitten 110, einen vom Schlitten 110 getragenen Schwenkkörper 120 und ein Arbeitsgerät 130, das durch hydraulischen Druck betätigt wird und vom Schwenkkörper 120 getragen wird. Der Schwenkkörper 120 ist um den Drehpunkt schwenkbar gelagert.
• Das Arbeitsgerät 130 umfasst einen Ausleger 131, einen Arm 132, einen Löffel 133, einen Löffelzylindersensor 139, einen Auslegerzylinder 134, einen Armzylinder 135, einen Löffelzylinder 136, einen Auslegerzylindersensor 137, einen Armzylindersensor 138 und einen Löffelzylindersensor 139.
• Ein proximaler Endabschnitt des Auslegers 131 ist über einen Bolzen am Schwenkkörper 120 befestigt.
• Der Arm 132 verbindet den Ausleger 131 und den Löffel 133. Ein proximaler Endabschnitt des Arms 132 ist über einen Bolzen an einem distalen Endabschnitt des Auslegers 131 befestigt.
• Der Löffel 133 umfasst eine Klinge, die das Aushubziel ausgräbt, und einen Behälter, der das ausgegrabene Aushubziel enthält. Ein proximaler Endabschnitt des Löffels 133 ist über einen Bolzen an einem distalen Endabschnitt des Arms 132 befestigt.
• Der Auslegerzylinder 134 ist ein Hydraulikzylinder, der den Ausleger 131 betätigt. Ein proximaler Endabschnitt des Auslegerzylinders 134 ist am Schwenkkörper 120 befestigt. Ein distaler Endabschnitt des Auslegerzylinders 134 ist am Ausleger 131 befestigt.
• Der Armzylinder 135 ist ein Hydraulikzylinder, der den Arm 132 antreibt. Ein proximaler Endabschnitt des Armzylinders 135 ist am Ausleger 131 befestigt. Ein distaler Endabschnitt des Armzylinders 135 ist am Arm 132 befestigt.
• Der Löffelzylinder 136 ist ein Hydraulikzylinder, der den Löffel 133 antreibt. Ein proximaler Endabschnitt des Löffelzylinders 136 ist am Arm 132 befestigt. Ein distaler Endabschnitt des Löffelzylinders 136 ist an einem Verbindungsmechanismus befestigt, der den Löffel 133 dreht.
• Der Auslegerzylindersensor 137 misst den Hubbetrag des Auslegerzylinders 134. Der Hubbetrag des Auslegerzylinders 134 kann in den Neigungswinkel des Auslegers 131 in Bezug auf den Schwenkkörper 120 umgerechnet werden. Im Folgenden wird der Neigungswinkel in Bezug auf den Schwenkkörper 120 auch als absoluter Winkel bezeichnet. Das heißt, der Hubbetrag des Auslegerzylinders 134 kann in den absoluten Winkel des Auslegers 131 umgerechnet werden.
• Der Armzylindersensor 138 misst den Hubbetrag des Armzylinders 135. Der Hubbetrag des Armzylinders 135 kann in den Neigungswinkel des Arms 132 in Bezug auf den Ausleger 131 umgerechnet werden. Im Folgenden wird der Neigungswinkel des Arms 132 in Bezug auf den Ausleger 131 auch als Relativwinkel des Arms 132 bezeichnet.
• Der Löffelzylindersensor 139 misst den Hubbetrag des Löffelzylinders 136. Der Hubbetrag des Löffelzylinders 136 kann in den Neigungswinkel des Löffels 133 in Bezug auf den Arm 132 umgerechnet werden. Im Folgenden wird der Neigungswinkel des Löffels 133 in Bezug auf den Arm 132 auch als relativer Winkel d des Löffels 133 bezeichnet.
• Die Lademaschine 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform kann anstelle des Auslegerzylindersensors 137, des Armzylindersensors 138 und des Löffelzylindersensors 139 Winkelsensoren enthalten, die einen Neigungswinkel in Bezug auf die Bodenoberfläche oder einen Neigungswinkel in Bezug auf den Schwenkkörper 120 erfassen.
• Im Schwenkkörper 120 ist eine Kabine 121 vorgesehen. In der Kabine 121 befinden sich ein Bedienersitz 122, auf dem ein Bediener sitzt, eine Bedienungsvorrichtung 123, die die Lademaschine 100 bedient, und eine Erfassungsvorrichtung 124, die die dreidimensionale Position eines in einer Erfassungsrichtung vorhandenen Objekts erfasst. Die Bedienungsvorrichtung 123 erzeugt ein Hebebetriebssignal und ein Senkbetriebssignal für den Ausleger 131, ein Schiebebetriebssignal und ein Zugbetriebssignal für den Arm 132, ein Entladebetriebssignal und ein Aushubbetriebssignal für den Löffel 133 sowie Rechts- und Linksschwenkbetriebssignale für den Schwenkkörper 120 als Reaktion auf eine Bedienung durch den Bediener, um die erzeugten Signale an eine Steuervorrichtung 128 auszugeben. Zusätzlich erzeugt die Bedienungsvorrichtung 123 ein automatisches Aushubbefehlssignal, um das Arbeitsgerät 130 zu veranlassen, eine automatische Aushubsteuerung in Reaktion auf eine Betätigung des Bedieners zu starten, und gibt das erzeugte automatische Aushubbefehlssignal an die Steuervorrichtung 128 aus. Die automatische Aushubsteuerung ist eine Steuerung, die die automatische Ausführung eines Vorgangs veranlasst, bei dem der Ausleger 131, der Arm 132 und der Löffel 133 von einem Zustand aus angetrieben werden, in dem die Zähne des Löffels 133 an einer Aushubstartposition auf dem Aushubziel positioniert sind, um die Erde auszuheben. Die Bedienungsvorrichtung 123 umfasst z. B. einen Hebel, einen Schalter und ein Pedal. Das automatische Aushubbefehlssignal wird durch Betätigung eines Schalters zur automatischen Aushubsteuerung erzeugt. Wenn der Schalter z. B. eingeschaltet wird, wird das automatische Aushubbefehlssignal ausgegeben. Die Bedienungsvorrichtung 123 ist in der Nähe des Bedienersitzes 122 angeordnet. Die Bedienungsvorrichtung 123 befindet sich in einem Bereich, in dem der Bediener die Bedienungsvorrichtung 123 bedienen kann, wenn er auf dem Bedienersitz 122 sitzt.
• Die Erfassungsvorrichtung 124 ist z. B. eine Stereokamera, ein Laserscanner und dergleichen. Die Erfassungsvorrichtung 124 ist z. B. so vorgesehen, dass ihre Erfassungsrichtung zur Vorderseite der Kabine 121 der Lademaschine 100 zeigt. Die Erfassungsvorrichtung 124 gibt die dreidimensionale Position eines Objekts in einem Koordinatensystem in Bezug auf die Position der Erfassungsvorrichtung 124 an.
• Im Übrigen führt die Lademaschine 100 gemäß der ersten Ausführungsform eine Bewegung entsprechend einer Bedienung durch den auf dem Bedienersitz 122 sitzenden Bediener aus, ist aber in einer weiteren Ausführungsform nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die Lademaschine 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform derart arbeiten, dass sie ein Betriebssignal oder ein automatisches Aushubbefehlssignal empfängt, das durch eine Fernbedienung des Bedieners, der außerhalb der Lademaschine 100 arbeitet, übertragen wird.
• Die Lademaschine 100 enthält einen Positions- und Azimutrichtungsrechner 125, ein Neigungsmessgerät 126, eine Hydraulikvorrichtung 127 und die Steuervorrichtung 128.
• Der Positions- und Azimutrichtungsrechner 125 berechnet die Position des Schwenkkörpers 120 und die Azimutrichtung, in die der Schwenkkörper 120 zeigt. Der Positions- und Azimutrichtungsrechner 125 enthält zwei Empfänger, die Positionssignale von künstlichen Satelliten, die das GNSS bilden, empfangen. Die beiden Empfänger sind an unterschiedlichen Positionen am Schwenkkörper 120 angebracht. Der Positions- und Azimutrichtungsrechner 125 ermittelt anhand der von den Empfängern empfangenen Positionierungssignale die Position eines repräsentativen Punktes des Schwenkkörpers 120 in einem Standortkoordinatensystem (Ursprung eines Baggerkoordinatensystems).
• Der Positions- und Azimutrichtungsrechner 125 berechnet aus den Positionssignalen, die von den beiden Empfängern empfangen werden, die Azimutrichtung des Schwenkkörpers 120 als Verhältnis zwischen der Montageposition des einen Empfängers und der Montageposition des anderen Empfängers. Die Azimutrichtung des Schwenkkörpers 120 ist die vordere Richtung des Schwenkkörpers 120 und ist gleich einer horizontalen Komponente der Erstreckungsrichtung einer Geraden, die sich vom Ausleger 131 zum Löffel 133 des Arbeitsgeräts 130 erstreckt.
• Das Neigungsmessgerät 126 misst die Beschleunigung und die Winkelgeschwindigkeit des Schwenkkörpers 120, um anhand eines Messergebnisses die Lage (z. B. den Roll- und den Nickwinkel) des Schwenkkörpers 120 zu erfassen. Das Neigungsmessgerät 126 wird z. B. an einer Unterseite des Schwenkkörpers 120 montiert. Als Neigungsmessgerät126 kann z. B. eine inertialen Messeinheit (IMU) verwendet werden.
• Die Hydraulikvorrichtung 127 umfasst einen Hydrauliköltank, eine Hydraulikpumpe und ein Durchflussregelventil. Die Hydraulikpumpe wird durch die Kraft eines Motors (nicht dargestellt) angetrieben, um ein Hydrauliköl zu einem Schlitten-Hydraulikmotor (nicht dargestellt) zu liefern, der den Schlitten 110 veranlasst, einen Schwenk-Hydraulikmotor (nicht dargestellt), der den Schwenkkörper 120, den Auslegerzylinder 134, den Armzylinder 135 und den Löffelzylinder 136 über das Durchflussregelventil schwenkt, auszuführen. Das Durchflussregelventil umfasst einen Steuerkolben mit einer Stangenform und stellt die Durchflussmenge des Hydrauliköls, das dem Schlitten-Hydraulikmotor, dem Schwenk-Hydraulikmotor, dem Auslegerzylinder 134, dem Armzylinder 135 und dem Löffelzylinder 136 zugeführt werden soll, basierend auf einer Position des Steuerkolbens ein. Der Steuerkolben wird entsprechend einem von der Steuervorrichtung 128 empfangenen Steuerbefehl angetrieben. Die Menge des Hydrauliköls, die dem Schlitten-Hydraulikmotor, dem Schwenk-Hydraulikmotor, dem Auslegerzylinder 134, dem Armzylinder 135 und dem Löffelzylinder 136 zugeführt werden soll, wird nämlich von der Steuervorrichtung 128 gesteuert. Wie oben beschrieben, werden der Schlitten-Hydraulikmotor, der Schwenk-Hydraulikmotor, der Auslegerzylinder 134, der Armzylinder 135 und der Löffelzylinder 136 durch das Hydrauliköl angetrieben, das von der gemeinsamen Hydraulikvorrichtung 127 zugeführt wird. Wenn der Schlitten-Hydraulikmotor oder der Schwenk-Hydraulikmotor ein Taumelscheiben-Verstellmotor ist, kann die Steuervorrichtung 128 den Neigungswinkel einer Taumelscheibe steuern, um die Drehgeschwindigkeit einzustellen.
• Die Steuervorrichtung 128 empfängt ein Betriebssignal von der Bedienungsvorrichtung 123. Die Steuervorrichtung 128 steuert das Arbeitsgerät 130, den Schwenkkörper 120 oder den Schlitten 110 basierend auf dem empfangenen Betriebssignal.
• «Konfiguration der Steuervorrichtung»
• 2 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
• Die Steuervorrichtung 128 ist ein Computer mit einem Prozessor 1100, einem Hauptspeicher 1200, einem Speicher 1300 und einer Schnittstelle 1400. Der Speicher 1300 speichert ein Programm. Der Prozessor 1100 liest das Programm aus dem Speicher 1300, um das Programm im Hauptspeicher 1200 einzusetzen und dann einen Prozess gemäß dem Programm auszuführen.
• Der Speicher 1300 ist z. B. eine HDD, eine SSD, eine Magnetplatte, eine magneto-optische Platte, eine CD-ROM, eine DVD-ROM und dergleichen. Der Speicher 1300 kann ein internes Medium, das direkt mit einer gemeinsamen Kommunikationsleitung des Steuergeräts 128 verbunden ist, oder er kann ein externes Medium, das über die Schnittstelle 1400 mit der Steuervorrichtung 128 verbunden ist, sein. Der Speicher 1300 ist ein nichtflüchtiges Speichermedium.
• Der Prozessor 1100 führt das Programm aus und enthält eine Fahrzeuginformationserfassungseinheit 1101, eine Erkennungsinformations-Erfassungseinheit 1102, eine Betriebssignaleingabeeinheit 1103, eine Löffelpositionsbestimmungseinheit 1104, eine Bewegungsbahn-Erzeugungseinheit 1105, eine Bewegungsverarbeitungseinheit 1106 und eine Betriebssignalausgabeeinheit 1107.
• Die Fahrzeuginformationserfassungseinheit 1101 erfasst z. B. die Schwenkgeschwindigkeit, die Position und die Azimutrichtung des Schwenkkörpers 120, die Neigungswinkel des Auslegers 131, des Arms 132 und des Löffels 133 sowie die Stellung des Schwenkkörpers 120.
• Die Erkennungsinformations-Erfassungseinheit 1102 erfasst dreidimensionale Positionsinformationen von der Erfassungsvorrichtung 124, um die Position und Form des Aushubziels zu bestimmen. Die Erkennungsinformations-Erfassungseinheit 1102 ist ein Beispiel für eine Formerfassungseinheit.
• Die Betriebssignaleingabeeinheit 1103 empfängt eine Eingabe eines Betriebssignals von der Bedienungsvorrichtung 123. Das Betriebssignal umfasst ein Hebebetriebssignal und ein Senkbetriebssignal für den Ausleger 131, ein Schubbetriebssignal und ein Zugbetriebssignal für den Arm 132, ein Entladebetriebssignal und ein Aushubbetriebssignal für den Löffel 133, ein Schwenkbetriebssignal für den Schwenkkörper 120, ein Schlittenbetriebssignal für den Schlitten 110 und ein automatisches Aushubbefehlssignal für die Lademaschine 100.
• Die Löffelpositionsbestimmungseinheit 1104 legt die Position der Zähne des Löffels 133 im Baggerkoordinatensystem basierend auf den von der Fahrzeuginformationserfassungseinheit 1101 erfassten Fahrzeuginformationen fest.
• Konkret legt die Löffelpositionsbestimmungseinheit 1104 die Position der Zähne des Löffels 133 gemäß dem folgenden Verfahren fest. Die Löffelpositionsbestimmungseinheit 1104 erhält die Position des distalen Endabschnitts des Auslegers 131 basierend auf dem absoluten Winkel des Auslegers 131, der aus dem Hubbetrag des Auslegerzylinders 134 und der bekannten Länge des Auslegers 131 (Abstand vom Bolzen des proximalen Endabschnitts zum Bolzen des distalen Endabschnitts) erhalten wird. Die Löffelpositionsbestimmungseinheit 1104 ermittelt den absoluten Winkel des Arms 132 basierend auf dem absoluten Winkel des Auslegers 131 und dem relativen Winkel des Arms 132, der aus dem Hubbetrag des Armzylinders 135 erhalten wird. Die Löffelpositionsbestimmungseinheit 1104 ermittelt die Position des distalen Endabschnitts des Arms 132 auf der Grundlage der Position des distalen Endabschnitts des Auslegers 131, des absoluten Winkels des Arms 132 und der bekannten Länge des Arms 132 (Abstand vom Bolzen des proximalen Endabschnitts zum Bolzen des distalen Endabschnitts). Die Löffelpositionsbestimmungseinheit 1104 ermittelt den absoluten Winkel des Löffels 133 auf der Grundlage des absoluten Winkels des Arms 132 und des relativen Winkels des Löffels 133, der aus dem Hubbetrag des Löffelzylinders 136 erhalten wird. Die Löffelpositionsbestimmungseinheit 1104 ermittelt die Position der Zähne des Löffels 133 basierend auf der Position des distalen Endabschnitts des Arms 132, dem absoluten Winkel des Löffels 133 und der bekannten Länge des Löffels 133 (Abstand vom Bolzen des proximalen Endabschnitts zu den Zähnen).
• Die Bewegungsbahnerzeugungseinheit 1105 erzeugt eine Sollbewegungsbahn T des Löffels 133 basierend auf der Position der Zähne des Löffels 133, die von der Löffelpositionsbestimmungseinheit 1104 spezifiziert wird, wenn das automatische Aushubbefehlssignal eingegeben wird, und den Erfassungsinformationen, die von der Erkennungsinformations-Erfassungseinheit 1102 erfasst werden. 3 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für die Sollbewegungsbahn zeigt. Die Sollbewegungsbahn T des Löffels 133 ist als die Bewegungsbahn der Zähne gezeichnet, in der das Aushubziel in einer Aushubrichtung von der Position der Zähne des Löffels 133 ausgehoben wird, wenn das automatische Aushubbefehlssignal eingegeben wird. Im Tieflöffelbagger ist die Aushubrichtung eine Rückwärtsrichtung des Schwenkkörpers 120. Die Form der Sollbewegungsbahn T gemäß der ersten Ausführungsform ist ein Kreisbogen. Wie in 3 dargestellt, zeichnet die Sollbewegungsbahn T des Löffels 133 einen Kreisbogen entsprechend einem im Voraus bestimmten Aushubkurvenverhältnis. Das Aushubkurvenverhältnis ist ein Wert, der als Verhältnis (D/L) zwischen der Aushubtiefe D und der Aushublänge L ausgedrückt wird. Je kleiner das Aushubkurvenverhältnis ist, desto länger ist die Aushublänge L und desto geringer ist die Aushubtiefe D. Je größer das Aushubkurvenverhältnis ist, desto kürzer ist die Aushublänge L und desto tiefer ist die Aushubtiefe D. Ein Verfahren zur Vorgabe des Aushubkurvenverhältnisses wird später beschrieben. Die Bewegungsbahnerzeugungseinheit 1105 berechnet eine Aushubmenge, wenn der Aushub gemäß der erzeugten Sollbewegungsbahn T durchgeführt wird, und erzeugt die Sollbewegungsbahn T des Löffels 133 so, dass die Aushubmenge gleich der maximalen Kapazität des Löffels 133 ist. Übrigens kann die Form der Sollbewegungsbahn T gemäß einer weiteren Ausführungsform eine beliebige Kurve sein, die eine nach unten abfallende Form hat, wie z. B. ein elliptischer Bogen, eine Parabel oder eine sanfte Kurve, die keinen Knickpunkt hat.
• Die Bewegungsverarbeitungseinheit 1106 erzeugt ein Betriebssignal, um die Zähne des Löffels 133 zu veranlassen, sich entlang der Sollbewegungsbahn T zu bewegen, wenn die Betriebssignaleingabeeinheit 1103 eine Eingabe des automatischen Aushubbefehlssignals empfängt.
• Die Betriebssignal-Ausgabeeinheit 1107 gibt das in die Betriebssignaleingabeeinheit 1103 eingegebene Betriebssignal oder das von der Bewegungsverarbeitungseinheit 1106 erzeugte Betriebssignal aus. Insbesondere gibt die Betriebssignalausgabeeinheit 1107 das von der Bewegungsverarbeitungseinheit 1106 erzeugte Betriebssignal aus, wenn die automatische Aushubsteuerung läuft, und gibt das in die Betriebssignaleingabeeinheit 1103 eingegebene Betriebssignal aus, wenn die automatische Aushubsteuerung nicht läuft.
• «Aushubkurvenverhältnis»
• Das Aushubkurvenverhältnis der von der Bewegungsbahnerzeugungseinheit 1105 erzeugten Sollbewegungsbahn ist ein Wert, der im Voraus so ermittelt wird, dass der Aushub mit einer bestimmten Aushubeffizienz oder mehr durchgeführt werden kann. Die Aushubeffizienz ergibt sich aus der Menge der ausgehobenen Erde geteilt durch die Aushubzeit. Wenn eine bestimmte Menge an Erde ausgehoben wird, wird die Aushubzeit kürzer, da die Aushubeffizienz hoch ist.
• 4 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Aushubkurvenverhältnis und der Aushubeffizienz veranschaulicht. 4 veranschaulicht die Aushubeffizienz, wenn eine Simulation des Aushubs auf der Grundlage physikalischer Modelle der Arbeitsmaschine und des Aushubziels durchgeführt wird. Die in 4 dargestellte Simulation wird unter der Annahme durchgeführt, dass eine bestimmte Menge Erde unter der Bedingung ausgehoben wird, dass der relative Winkel des Arms 132 zu Beginn des Aushubs 110 Grad beträgt und das Aushubziel Erde ist, die in einer Ebene verteilt ist.
• Wie in 4 dargestellt, ist zu erkennen, dass die Aushubeffizienz schnell abnimmt, wenn das Verhältnis der Aushubkurve kleiner als 0,10 ist, und die Aushubeffizienz 0,00 wird. Wenn das Aushubkurvenverhältnis kleiner als 0,10 ist, ist die Aushublänge lang, da die Aushubtiefe D gering ist. Aus diesem Grund kommt die Sollbewegungsbahn T beim Versuch, eine bestimmte Menge Erde auszuheben, mit dem Schlitten 110 der Lademaschine 100 in Berührung oder tritt in den äußeren Bereich des beweglichen Bereichs des Arbeitsgeräts 130 ein, so dass der Aushub physisch nicht durchgeführt werden kann. Eine Aushubeffizienz von 0,00 bedeutet, dass eine bestimmte Menge an Erde nicht ausgehoben werden kann.
• Wie in 4 dargestellt, ist zu erkennen, dass die Aushubeffizienz schnell abnimmt, wenn das Verhältnis der Aushubkurve größer als 0,40 ist, und wenn das Verhältnis der Aushubkurve 0,5 ist, wird die Aushubeffizienz 0,00. Wenn das Verhältnis der Aushubkurve größer als 0,40 ist, wird die Last, die während des Aushubs auf den Löffel 133 wirkt, erhöht, da die Aushubtiefe D tief ist. Darüber hinaus muss beim Aushub mit dem Löffel 133 der Winkel des Löffels 133 in Bezug auf die Bewegungsrichtung der Zähne des Löffels ordnungsgemäß eingehalten werden. Wenn das Aushubkurvenverhältnis 0,4 übersteigt, muss der Aushub in einem Zustand durchgeführt werden, in dem eine Bodenfläche des Löffels 133 im Wesentlichen vertikal oder mehr in einer Entladerichtung geneigt ist, aber der Neigungswinkel des Löffels 133 zu diesem Zeitpunkt den Bewegungsbereich des Löffels 133 in Bezug auf den Arm 132 übersteigt, so dass der Winkel des Löffels 133 nicht ordnungsgemäß beibehalten werden kann. Aus diesem Grund übersteigt der das Arbeitsgerät 130 zugeführte Hydraulikdruck einen Entlastungsdruck, so dass das Hydrauliköl durch ein in der Hydraulikvorrichtung 127 vorgesehenes Entlastungsventil (nicht abgebildet) abgelassen wird. Da sich die Aushubleistung mit zunehmender Menge des entlasteten Hydrauliköls verschlechtert, wenn die Aushubtiefe D tief ist, d. h. wenn das Aushubkurvenverhältnis niedrig ist, wird die Aushubleistung schlechter.
• Wie in 4 dargestellt, ist die Aushubleistung größer als 0,2, wenn das Verhältnis der Aushubkurven zwischen 0,10 und 0,40 liegt. Aus diesem Grund erzeugt die Bewegungsbahn-Erzeugungseinheit 1105 die Sollbewegungsbahn T mit einem Aushubkurvenverhältnis von 0,10 bis 0,40, so dass der automatische Aushub mit einer bestimmten Aushubeffizienz oder mehr durchgeführt werden kann. Wie in 4 dargestellt, liegt die Aushubleistung bei einem Aushubkurvenverhältnis von 0,12 bis 0,30 bei einem Wert von über 0,35. Aus diesem Grund erzeugt die Bewegungsbahn-Erzeugungseinheit 1105 die Sollbewegungsbahn T mit einem Aushubkurvenverhältnis von 0,12 bis 0,30, so dass der automatische Aushub effizienter durchgeführt werden kann. Außerdem ist in 4 zu sehen, dass der automatische Aushub mit der besten Aushubeffizienz durchgeführt wird, wenn das Aushubkurvenverhältnis 0,20 beträgt. Daher ist es wünschenswert, dass die Bewegungsbahn-Erzeugungseinheit 1105 gemäß der ersten Ausführungsform die Sollbewegungsbahn T so erzeugt, dass das Aushubkurvenverhältnis 0,20 beträgt. Darüber hinaus kann, wie in 4 dargestellt, selbst bei einem Aushubkurvenverhältnis von 0,15 bis 0,25 der Aushub mit im Wesentlichen der gleichen Aushubeffizienz durchgeführt werden wie bei einem Aushubkurvenverhältnis von 0,20.
• 5 ist eine Heatmap, die eine Beziehung zwischen dem Aushubkurvenverhältnis und der Aushubeffizienz darstellt. 5 veranschaulicht die Aushubeffizienz in einem Fall, in dem der relative Winkel des Arms 132 zu Beginn des Aushubs unterschiedlich eingestellt ist, wenn eine Simulation des Aushubs basierend auf den physikalischen Modellen der Arbeitsmaschine und des Aushubziels durchgeführt wird. Je größer der relative Winkel des Arms 132 ist, desto größer wird der Abstand zwischen dem Schwenkkörper 120 und den Zähnen des Löffels 133. Die in 5 dargestellte Simulation wird unter der Annahme durchgeführt, dass eine bestimmte Menge an Erde ausgehoben wird, unter der Bedingung, dass das Aushubziel Erde ist, die in einer ebenen Form verteilt ist.
• Wie in 5 dargestellt, ändert sich die Aushubleistung in Abhängigkeit vom relativen Winkel des Arms 132 zu Beginn des Aushubs. Wenn der relative Winkel des Arms 132 zu Beginn des Aushubs beispielsweise weniger als 90 Grad beträgt, nimmt die Aushubleistung ab, wie in 5 dargestellt. Die Lademaschine 100 ist so konstruiert, dass die maximale Kraft ausgeübt werden kann, wenn der relative Winkel des Arms 132 etwa 90 Grad beträgt. Wenn der relative Winkel des Arms 132 zu Beginn des Aushubs weniger als 90 Grad beträgt, verringert sich der relative Winkel des Arms 132 mit fortschreitendem Aushub weiter, so dass die Kraft während des Aushubs nicht richtig ausgeübt werden kann und sich die Aushubgeschwindigkeit verlangsamt. Darüber hinaus nimmt, wie in 5 dargestellt, in einem Fall, in dem der relative Winkel des Arms 132 zu Beginn des Aushubs größer als 140 Grad ist, die Aushubeffizienz ab, wenn das Aushubkurvenverhältnis größer als 0,3 ist. Der Grund dafür ist, dass, wenn der relative Winkel des Arms 132 zu Beginn des Aushubs zu groß ist, die Haltung des Arms 132 bei einem relativen Winkel von etwa 90 Grad, bei dem der Arm 132 die maximale Kraft ausübt, nicht ausreichend genutzt werden kann, und die auf das Arbeitsgerät 130 ausgeübte Last erhöht wird, so dass der Hydraulikdruck den Entlastungsdruck frühzeitig erreicht.
• Wenn, wie in 5 gezeigt, das Verhältnis der Aushubkurve zwischen 0,12 und 0,30 liegt, kann eine stabile Aushubleistung unabhängig vom relativen Winkel des Arms 132 zu Beginn des Aushubs erzielt werden. Wenn das Verhältnis der Aushubkurve zwischen 0,12 und 0,30 liegt, ist die Änderungsrate der Aushubleistung in Bezug auf das Verhältnis der Aushubkurve gering.
• «Betrieb»
• Wenn die Zähne des Löffels 133 in die Aushubstartposition bewegt werden, schaltet der Bediener der Lademaschine 100 den Schalter für die automatische Aushubsteuerung der Bedienungsvorrichtung 123 ein. Dementsprechend erzeugt die Bedienungsvorrichtung 123 das Befehlssignal für den automatischen Aushub und gibt es aus. Die Aushub-Startposition ist eine Position auf der Oberfläche des Aushubziels.
• 6 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur automatischen Aushubsteuerung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt. Wenn die Steuervorrichtung 128 eine Eingabe des Befehlssignals zum automatischen Aushub vom Bediener erhält, führt die Steuervorrichtung 128 die in 6 dargestellte automatische Aushubsteuerung aus.
• Die Fahrzeuginformations-Erfassungseinheit 1101 erfasst die Position und Azimutrichtung des Schwenkkörpers 120, die Neigungswinkel des Auslegers 131, des Arms 132 und des Löffels 133 sowie die Haltung des Schwenkkörpers 120 (Schritt S1). Die Erkennungsinformations-Erfassungseinheit 1102 erfasst dreidimensionale Positionsinformationen von der Erfassungsvorrichtung 124, um die Form (Geländeform) des Aushubziels aus den dreidimensionalen Positionsinformationen zu bestimmen (Schritt S2). Die Löffelpositionsbestimmungseinheit 1104 bestimmt die Position der Zähne des Löffels 133 zum Zeitpunkt der Eingabe des automatischen Aushubbefehlssignals basierend auf den Fahrzeuginformationen, die von der Fahrzeuginformationserfassungseinheit 1101 erfasst werden (Schritt S3).
• Die Bewegungsbahnerzeugungseinheit 1105 erzeugt die Sollbewegungsbahn T, die durch die in Schritt S3 angegebene Position der Zähne verläuft und ein Aushubkurvenverhältnis von 0,2 hat (Schritt S4). Die Bewegungsbahnerzeugungseinheit 1105 berechnet einen Aushubbetrag, wenn die Ausgrabung durchgeführt wird, gemäß der erzeugten Sollbewegungsbahn T, basierend auf der Form des Aushubziels, das durch die Erkennungsinformations-Erfassungseinheit 1102 bestimmt wurde (Schritt S5). Beispielsweise gibt die Bewegungsbahnerzeugungseinheit 1105 die Querschnittsform des Aushubziels in einer Antriebsebene des Arbeitsgeräts 130 an und berechnet eine Fläche eines Abschnitts der Querschnittsform, wobei sich der Abschnitt oberhalb der Sollbewegungsbahn T befindet, um die Aushubmenge zu erhalten.
• Die Bewegungsbahnerzeugungseinheit 1105 bestimmt, ob eine Differenz zwischen der berechneten Aushubmenge und der maximalen Kapazität des Löffels 133 ein zulässiger Fehler oder weniger ist (Schritt S6) oder nicht. Wenn die Differenz zwischen der berechneten Aushubmenge und dem maximalen Fassungsvermögen des Löffels 133 den zulässigen Fehler überschreitet (Schritt S6: NEIN), kehrt die Bewegungsbahn-Erzeugungseinheit 1105 zu Schritt S4 zurück, um den Radius des Kreisbogens zu verändern und dann die Sollbewegungsbahn T zu erzeugen. Wenn die berechnete Aushubmenge z. B. kleiner als die maximale Kapazität ist, vergrößert die Bewegungsbahnerzeugungseinheit 1105 den Radius des Kreisbogens. Der Anfangswert des Radius des Kreisbogens der von der Bewegungsbahnerzeugungseinheit 1105 erzeugten Sollbewegungsbahn T kann ein Radius sein, wenn die Aushubmenge gleich der maximalen Kapazität in einem Fall ist, in dem das Aushubziel ein flacher Boden ist.
• Wenn die Differenz zwischen der in Schritt S5 berechneten Aushubmenge und der maximalen Kapazität des Löffels 133 den zulässigen Fehler oder weniger beträgt (Schritt S6: JA), bestimmt die Bewegungsverarbeitungseinheit 1106 die Zielposition der Zähne des Löffels 133 und die Zielstellung des Löffels 133 basierend auf der Sollbewegungsbahn T und der Position der Zähne des Löffels 133 (Schritt S7). Beispielsweise bestimmt die Bewegungsverarbeitungseinheit 1106 als Zielposition der Zähne einen Punkt auf der Sollbewegungsbahn T, wobei der Punkt von der aktuellen Position der Zähne durch einen Abstand getrennt ist, um den der Löffel 133 während eines Zeitintervalls, das sich auf einen Steuerungszyklus bezieht, bewegt wird. Zusätzlich bestimmt die Bewegungsverarbeitungseinheit 1106 eine Haltung, die um einen vorbestimmten Winkel in Bezug auf die Tangente der Zielposition der Zähne geneigt ist, als die Sollhaltung des Löffels 133. Die Sollhaltung des Löffels 133 ist in Bezug auf die Tangente der Sollbewegungsbahn T geneigt, so dass die Bodenfläche des Löffels 133 daran gehindert werden kann, die Sollbewegungsbahn T zu stören.
• Die Bewegungsverarbeitungseinheit 1106 bestimmt die Zielpositionen und Sollhaltungen des Auslegers 131 und des Arms 132 basierend auf der Zielposition der Zähne und der Sollhaltung des Löffels 133 (Schritt S8). Beispielsweise kann die Bewegungsverarbeitungseinheit 1106 die Position des distalen Endabschnitts des Auslegers 131, nämlich die Position des proximalen Endabschnitts des Arms 132, um die Zähne des Löffels 133 in die Zielposition zu bewegen, aus einer Beziehung zwischen der Position des proximalen Endabschnitts des Löffels 133, die aus der Zielposition der Zähne und der Sollhaltung des Löffels 133 spezifiziert wird, und der bekannten Position des proximalen Endabschnitts des Auslegers 131 bestimmen.
• Die Bewegungsverarbeitungseinheit 1106 erzeugt ein Betriebssignal basierend auf den angegebenen Zielpositionen und Zielstellungen des Auslegers 131, des Arms 132 und des Löffels 133 (Schritt S9). Die Betriebssignalausgabeeinheit 1107 gibt das Betriebssignal, das von der Bewegungsverarbeitungseinheit 1106 erzeugt wird, an die Hydraulikvorrichtung 127 aus (Schritt S10). Entsprechend bewegt sich das Arbeitsgerät 130 entlang der Sollbewegungsbahn T.
• Nachdem die auf den Steuerzyklus bezogene Zeit verstrichen ist, erfasst die Fahrzeuginformationserfassungseinheit 1101 die Position und Azimutrichtung des Schwenkkörpers 120, die Neigungswinkel des Auslegers 131, des Arms 132 und des Löffels 133 sowie die Haltung des Schwenkkörpers 120 (Schritt S11). Die Löffelpositionsbestimmungseinheit 1104 bestimmt die Position der Zähne des Löffels 133 basierend auf den erfassten Neigungswinkeln des Auslegers 131, des Arms 132 und des Löffels 133 (Schritt S12). Die Bewegungsverarbeitungseinheit 1106 bestimmt, ob sich die Position der Zähne des Löffels 133 am Endpunkt der Sollbewegungsbahn T befindet oder nicht (Schritt S13). Wenn sich die Position der Zähne des Löffels 133 nicht am Endpunkt der Sollbewegungsbahn T befindet (Schritt S 13: NEIN), veranlasst die Steuervorrichtung 128, dass der Prozess zu Schritt S7 zurückkehrt, um die nächste Zielposition und Sollhaltung des Arbeitsgeräts 130 zu bestimmen. Befindet sich dagegen die Position der Zähne des Löffels 133 am Endpunkt der Sollbewegungsbahn T (Schritt S13: JA), beendet die Steuervorrichtung 128 die automatische Aushubsteuerung.
• «Effekte»
• Wie oben beschrieben, erzeugt die Steuervorrichtung 128 der Lademaschine 100 gemäß der ersten Ausführungsform die Sollbewegungsbahn T des Arbeitsgeräts 130 entsprechend dem vorab ermittelten Aushubkurvenverhältnis und gibt ein Betriebssignal für das Arbeitsgerät 130 entsprechend der erzeugten Sollbewegungsbahn T aus. Aus der erfindungsgemäßen Erkenntnis, dass die Aushubleistung der Arbeitsvorrichtung 130 durch das Aushubkurvenverhältnis bestimmt wird, ist ersichtlich, dass die Steuervorrichtung 128 mit der obigen Ausgestaltung den automatischen Aushubvorgang mit einer bestimmten Aushubleistung oder mehr durchführen kann.
• Außerdem ist das Aushubkurvenverhältnis gemäß der ersten Ausführungsform kleiner als ein Verhältnis, bei dem das Hydrauliköl zum Antrieb des Arbeitsgeräts 130 entlastet wird. Da sich die Aushubleistung mit zunehmender Menge des entlasteten Hydrauliköls verschlechtert, ist das Aushubkurvenverhältnis kleiner als das Verhältnis, bei dem das zum Antrieb des Arbeitsgeräts 130 verwendete Hydrauliköl entlastet wird, so dass eine schnelle Verschlechterung der Aushubleistung verhindert werden kann.
• Darüber hinaus ist das Aushubkurvenverhältnis gemäß der ersten Ausführungsform größer als ein Verhältnis, bei dem die Sollbewegungsbahn T mit der Arbeitsmaschine in Kontakt kommt. Wenn das Aushubkurvenverhältnis klein ist und die Aushublänge L lang ist, damit die Sollbewegungsbahn T mit der Arbeitsmaschine in Kontakt kommt, besteht die Möglichkeit, dass eine bestimmte Menge Erde nicht ausgehoben werden kann.
• Darüber hinaus gibt die Steuervorrichtung 128 gemäß der ersten Ausführungsform die Sollbewegungsbahn T so vor, dass die von der Arbeitsvorrichtung 130 erzielte Aushubmenge eine vorbestimmte Menge ist, basierend auf der Form des Aushubziels und dem Aushubkurvenverhältnis. Dementsprechend kann die Steuervorrichtung 128 immer bewirken, dass eine vorbestimmte Aushubmenge mit einer bestimmten Aushubeffizienz oder mehr ausgehoben wird.
• <Weitere Ausführungsformen>
• Eine Ausführungsform wurde oben unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben; die konkreten Konfigurationen sind jedoch nicht auf die oben beschriebenen beschränkt, und es können verschiedene Konstruktionsänderungen und dergleichen vorgenommen werden.
• Gemäß der ersten Ausführungsform ist das Aushubkurvenverhältnis z. B. auf einen festen Wert von 0,2 eingestellt, jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die Steuervorrichtung 128 gemäß einer weiteren Ausführungsform das Aushubkurvenverhältnis auf der Grundlage der vorgegebenen Karte, wie in 5 dargestellt, und des relativen Winkels des Arms 132 bestimmen. Darüber hinaus kann das Aushubkurvenverhältnis gemäß einer weiteren Ausführungsform nicht auf 0,2 eingestellt werden. In diesem Fall liegt das Aushubkurvenverhältnis vorzugsweise zwischen 0,10 und weniger als 0,40, und noch bevorzugter zwischen 0,10 und weniger als 0,30.
• Darüber hinaus ist die Lademaschine 100 gemäß der ersten Ausführungsform ein bemanntes Fahrzeug, das von dem Bediener, der in dieses steigt, bedient wird, ist aber nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die Lademaschine 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform ein ferngesteuertes Fahrzeug sein, das gemäß einem Betriebssignal arbeitet, das über eine Kommunikation von einer Fernbedienungsvorrichtung erfasst wird, die der Bediener in einem entfernten Büro bedient, während er einen Bildschirm eines Monitors beobachtet. In diesem Fall kann ein Teil der Funktionen der Steuervorrichtung 128 in der Fernbedienungsvorrichtung bereitgestellt werden.
• Industrielle Anwendbarkeit
• Die Steuervorrichtung der Arbeitsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung kann den automatischen Aushubvorgang mit einer bestimmten Aushubleistung oder mehr durchführen.
• Bezugszeichenliste

100

Lademaschine

110

Schlitten

120

Schwenkkörper

130

Arbeitsmittel

131

Ausleger

132

Arm

133

Löffel

134

Auslegerzylinder

135

Armzylinder

136

Löffelzylinder

137

Auslegerzylindersensor

138

Armzylindersensor

139

Löffelzylindersensor

121

Kabine

122

Fahrersitz

123

Bedienungsvorrichtung

124

Erfassungsvorrichtung

125

Positions- und Azimutrichtungsrechner

126

Neigungsmessgerät

127

Hydraulikvorrichtung

128

Steuervorrichtung

1100

Prozessor

1200

Hauptspeicher

1300

Speicher

1400

Schnittstelle

1101

Fahrzeuginformationserfassungsvorrichtung

1102

Erkennungsinformations-Erfassungseinheit

1103

Betriebssignaleingangseinheit

1105

Bewegungsbahnerzeugungseinheit

1104

Löffelpositionsbestimmungseinheit

1106

Bewegungsverarbeitungseinheit

1107

Betriebssignalausgabeeinheit

T

Sollbewegungsbahn

L

Aushublänge

D

Aushubtiefe

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• JP S6187033 [0004]

Claims (9)

1. Steuervorrichtung einer Arbeitsmaschine mit einem Arbeitsgerät, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Bewegungsbahn-Erzeugungseinheit, die eine Sollbewegungsbahn des Arbeitsgeräts gemäß einem im Voraus bestimmten Aushubkurvenverhältnis erzeugt, wobei das Aushubkurvenverhältnis als ein Verhältnis einer Aushubtiefe zu einer Aushublänge ausgedrückt wird; und eine Betriebssignalausgabeeinheit, die ein Betriebssignal für das Arbeitsgerät entsprechend der Sollbewegungsbahn ausgibt.
2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Aushubkurvenverhältnis kleiner ist als ein Verhältnis, bei dem ein zum Antrieb des Arbeitsgeräts verwendetes Hydrauliköl entlastet wird.
3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Aushubkurvenverhältnis größer ist als ein Verhältnis, bei dem die Sollbewegungsbahn in Kontakt mit der Arbeitsmaschine kommt.
4. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Aushubkurvenverhältnis von 0,10 bis weniger als 0,40 beträgt.
5. Steuervorrichtung nach Anspruch 4, wobei das Aushubkurvenverhältnis von 0,12 bis weniger als 0,30 beträgt.
6. Steuervorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Aushubkurvenverhältnis von 0,15 und weniger als 0,25 beträgt.
7. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner umfassend: eine Formerfassungseinheit, die die Form eines Aushubziels durch das Arbeitsgerät erfasst, wobei die Bewegungsbahn-Erzeugungseinheit die Sollbewegungsbahn so erzeugt, dass ein Aushubbetrag des Arbeitsgeräts ein vorbestimmter Betrag ist, basierend auf der Form und dem Aushubkurvenverhältnis.
8. Arbeitsmaschine, umfassend: ein Arbeitsgerät; und die Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
9. Verfahren zur Steuerung einer Arbeitsmaschine mit einem Arbeitsgerät, wobei das Verfahren umfasst: einen Schritt des Erzeugens einer Sollbewegungsbahn des Arbeitsgeräts gemäß einem im Voraus bestimmten Aushubkurvenverhältnis, wobei das Aushubkurvenverhältnis als ein Verhältnis einer Aushubtiefe zu einer Aushublänge ausgedrückt wird; und einen Schritt der Ausgabe eines Betriebssignals für das Arbeitsmittel entsprechend der Sollbewegungsbahn.

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