DE1431907A1

DE1431907A1 - Automatische Bewegungssteuerung fuer Kraene od.dgl.

Info

Publication number: DE1431907A1
Application number: DE19651431907
Authority: DE
Inventors: Forster Graham Arthur; Newman William Maxwell
Original assignee: Davy and United Instruments Ltd
Current assignee: Davy and United Instruments Ltd
Priority date: 1964-12-08
Filing date: 1965-12-07
Publication date: 1969-10-02
Also published as: NL6515986A; ES320477A1; US3351213A; GB1132967A

Description

DAVTANDUNIiDED INSTRUMENTS LIMITED, Sheffield 9, Grafschaft Yorkshire (England)

Automatisch· Bewegungasteuerung für Kräne o.dgl,

Die Torliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum automatischen Steuern von Förderanlagen, nie st.B. Kränen oder Vorrichtungen zum Entladen von Era ο »dgl., bei denen ein Körper , wie z.B. ein Greifer oder ein Haken an eines Träger angehängt 1st, der seinerseits entlang eines festen Pfades bewegbar ist. Dieser Pfad hat im allgemeinen eine beträchtlich· horizontale Komponente, die aus dem Bereich d·· Krängest·!!·· heraueragt* Ter nachstehend benutzt· Ausdruck "fförderanlagen" ist daher Im vorstehenden Sinn zu Temtehfn. Das Krangestell kann vorsugswoise selbst mit

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Bezug auf seine Unterstützung angehoben und abgesenkt werden.

In der "britischen Patentanmeldung 12 71V63 ist eine Steuerung sum Betrieb an einer Vorrichtung zum Entladen von Erz ο .dgl« beschrieben, mit welcher Material von einer ersten Stelle, wie z.B# dein Laderaum eines Schiffes, zu einer zweiten Stelle, wie ζ·Β· einem Behälter, bewegt wird» Die Steuerung bewirkt, daß das Material an der ersten Stelle nach einem vorprogrammierten Schema aufgegriffen wird, und sie steuert automatisch die Bewegung des Greifers zwischen den beiden Stellungen, so daß auf diese Weise der Kranführer von. einem großen Teil seiner Überwachungstätigkeit der Entladevorrichtung entlastet wird·

Eine Schwierigkeit bei der Steuerung einer derartigen Erz~ Entladevorrichtung sowie bei den verschiedensten anderen Förderanlagen besteht darin, daß das Schwingen des Greifers, des Hakens o«dgl·, das bei seiner Beschleunigung oder Verzögerung auftritt, gesteuert werden muß. Sie Bewegung und die Lag« der Laufkatze läßt sich auf einfache Weise entweder manuell oder automatisch steuern, während eine Vorhersage der Stellung des Greifers ns. beliebigen Zeiten

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aufgrund dessen Schwingbewegung schwierig ist. In handgesteuerten Anlagen kann daher lediglich die Erfahrung des Kranführers verhindern, daß der Greifer, die Flasche ο»dgl· gegen die Bordwände des Schiffes oder den Sammelbehälter schlägt.

Zur Überwindung dieser Schwierigkeiten schlägt die Erfindung daher eine Einrichtung sum automatischen Steuern der Bewegung eines Trägers für einen daran hängenden Körper auf einem vorgegebenen Weg vor, die sich erfindungsgemäß auszeichnet durch eine Einrichtung zur automatischen Steuerung der Bewegung des Trägers derart, daß die Bewegung von einer ersten Geschwindigkeit in eine zweite Geschwindigkeit nach einem Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsschema wechselt, wobei das Schema der Schwingungsperiode des hängenden Körpers so angepaßt ist, daß sich der Körper mit annähernd keiner Winkelgeschwindigkeit bewegt, wenn der Träger seine zweite Geschwindigkeit erreicht, wodurch eine relative Schwingbewegung des Körpers mit bezug auf den Träger in Richtung von dessen Bewegung beim Erreichen der zweiten Geschwindigkeit vermieden ist.

Auf diese Weise befindet sich der hängend· Körper, d.h. also der Greifer oder dergl. am Ende der Querbeschleunigung bzw· -Verzögerung im wesentlichen in seiner Null-Lage,

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so daß er exakt an die gewünschte Stellung gebracht werden kann·

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Wenn sich der hängende Körper in einer konstanten Höhe unterhalb des Aufhängepunktes auf dem festgelegten Weg befindet, läßt sich die Beschleunigung bzw· die Verzögerung in einer einzigen Periode, die gleich der Schwingungsperiode des Körpers ist oder innerhalb eines ganzzahligen Vielfachen der Schwingungsperiode bewirken« Die Beschleunigung bzw· die Verzögerung läßt eich demgegenüber auch in zwei oder mehr Perioden bewirken, die von einem oder mehreren Intervallen mit verschiedener Beschleunigung bzw. Verzögerung oder auch konstanter Geschwindigkeit unterbrochen sind. Das oder die Intervalle werden entsprechend der Beschleunigungsperiode sowie der Schwingungsperiode des hängenden Köpers ausgewählt, um eine Null-Lage des Körpers zu erreichen«

Sofern der hängende Körper während der Beschleunigung oder Verzögerung abgesenkt oder hochgehoben werden soll, wird die Beschleunigung oder die Verzögerung des Trägere, d.h. also der Laufkatze, in zwei oder mehreren Perioden bewirkt, die von Intervallen konstanter Geschwindigkeit oder unterschiedlicher Beschleunigung bzw. Verzögerung von-

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einander getrennt sind, und die Änderungen in der Höhe dee hängenden Körpers «erden nach .einem konstanten Schema vorgenommen, dem die Beschleunigungsperioden und die Intervalle zugeordnet sind· Me Dauer der Intervalle ist so gewählt, daß am Ende der Beschleunigung bzw. der Verzögerung die Null-Lage im wesentlichen erreicht wird.

In den Fällen, in denen der hängende Körper aus einer Ruhestellung und einer Höhe in eine zweite Ruhestellung bei einer anderen Höhe bewegt werden soll, ist es zur Besch3ainigung des Arbeitsablaufes erwünscht, so schnell wie möglich aueh die Betriebsgeschwindigkeit zu beschleunigen und entsprechend so schnell wie möglich zu verzögern· Um am Ende der Beschleunigung und der Verzögerung im wesentlichen die Null-Lage zu erreichen, und um Variationen des von der Laufkatze durchfahrenen Weges zuzulassen, verläuft die Beschleunigung und Verzögerung in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nach konstanten Schemen ab, und zwar unabhängig von Änderungen des von der Laufkatze zurückgelegten Weges· Gleichzeitig verlaufen Hohenänderungen nach einem konstanten Schema^, das dem Schema der Verzögerung zugeordnet ist, so daß in dieses Falle während der Beschleunigung keine Höhenänderung statt-, findet.

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Die Erfindung ist nachstehend am Ausführungsbeiepiel einer Steuerung für eine Vorrichtung sum Entladen von Erz beschrieben und in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zum Entladen von Erz;

Fig. 2 zwei Wegvarianten des Greifers zwischen einem Vorratsbehälter und einem Sehiffs-LaderauM;

Fig. 3 eine Übersicht über die Steuerungseinheiten;

Fig. 4- ein Blockschaltbild der Steuerung zum Verhindern des Schwingens;

Fig. 5A und 5B eine Schaltung der Beschleunigungsund Verzögerungssteuerungi und

Fig. 6a - 6f Xurvenverläufe bei der Variation verschiedener Parameter der Schaltung gemäß den Fig. 5A und 5B·

Die Vorrichtung zum Entladen von Erz läuft mit Hadern 1 auf Schienen, die entlang einer Pier 2 verlegt sind. Ein Greifer 3 hängt an einer Laufkatze 4-, die entlang eines Auslegers 5 bewegbar ist. Tür den Antrieb der Laufkatze 4 ist eine Winde 6 und für die Bewegung des Greifers 3 ist eine Hubwinde 7 vorgesehen, die das Absenken und Heben des Greifers 3 bewirkt. Der Kran in seiner Gesamtheit wird von Antrieben 8 bewegt. Die Winden 6 und 7 und sowie die Antriebe δ und die Winde zu» Schließen des Greifers wer-

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den von einem Kranführer gesteuert, der in einer Kabine9 untergebracht ist.

Der Kran bzw. die Erzent ladevorrichtung entnimmt Erz aus dem Laderaum eines Schiffes 1OA_t das an der Pier 2 festgemacht hat,und gibt das vom Greifer 3 entnommene Erz in Vorratsbehälter 11 ab, von denen zwei dargestellt sind_e Von den Behältern 11 gelangt das Erz in Wggons HA. Darüber hinaus besteht die (nicht dargestellte) Möglichkeit, daß der Greifer 3 das Erz auf eine Halde abwirft. Für eine wirtschaftliche Durchführung des Betriebes muß die Bewegung des Greifers zwischen dem Laderaum und dem jeweiligen Behälter 11 bzw. der Halde so schnell wie irgend möglich verlaufen, ohne daß Sicherheit und Leistung beeinträchtigt werden.

Das schraffierte Rechteck 12 in Fig. 2 stellt den Bereich dar, in den der Greifer 3 gebracht werden muß. Die Höhe des Rechteckes 12 stellt die mögliche Variation in der Höhe des Erzes innerhalb des Laderaums 1OA und die Breite des Rechteckes stellt die zugängliche Breite des Laderaumes dar, die in der Bewegungsrichtung der Laufkatze 4- auf den Ausleger 5 liegt. Der Greifer 3 muß daher so eingerichtet sein, daß er Jeden Punkt innerhalb des Recht—

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ecks 12 erreichen kann. Der Punkt 13 entspricht der Stellung des Greifers 3 im Abgabepunkt über einem der Behälter

11 bzw. der Halde, so daß der Greifer an dieser Stelle seine größte Arbeitshöhe hat.

In der bereits erwähnten britischen Patentanmeldung

12 714-/65 ist eine Steuerung beschrieben, die die Hin- und Herbewegung des Greifers 3 zwischen dem Abgabepunkt 13 und dem Bereich 12 steuert, wobei die Stellung des Greifers innerhalb des Bereiches 12 nach aufeinanderfolgenden Bewegungen des Greifers entsprechend einem bestimmten Schema gesteuert wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dagegen die Bewegung des Greifers zwischen dem Abgabepunkt 13 und dem Bereich 12 in der nachstehend beschriebenen Weise derart gesteuert, daß ein Schwingen des Greifers vermieden wird·

Der Greifer 3 wird zwischen dem Abgabepunkt 13 und dem Bereich 12 auf einer Reihe bestimmter Pfade geführt, die von derjenigen Stellung des Greifers abhängen, die er in horizontaler Richtung innerhalb des Rechteckes 12 einnehmen soll· Dabei entspricht die linie 14 dem Pfad des Greifers, der ihn in beliebiger Höhe in die 4a lt j dem Behälter 11 nächste Stellung führt, während die geetri-

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eheItβ Linie 15 einen ähnlichen Pfad bedeutet, auf dem der Greifer in die den Behältern 11 entfernteste Stellung gelangt· Die Bewegung von dem jeweiligen Behälter 11 sum Laderaum des Schiffes wird unabhängig von der endgül·- tigen Lage im Rechteck 12 von einer Transversalbeschleunigung eingeleitet (d.h. einer Beschleunigung in Richtung der Laufkatzenbewegung), wobei Beschleunigung und Höh· konstant sind, und die Beschleunigung nach einem Schema etattfindet. Während dieser Periode 14A wird der Greifer 3 entsprechend dem Schema auf seine normale Betriebsgeschwindigkeit beschleunigt, so daß die Beschleunigung normalerweise auf einem im wesentlichen konstanten Weg stattfindet· Nach der Beschleunigung wird der Greifer weiterhin in transversaler Richtung mit der Endgeschwindigkeit am Ende der Beschleunigungsperiode während eines Abschnittes 14B oder 15B bewegt, wobei dieser Wegabschnitt von der gewünschten horizontalen Lage innerhalb des Laderaumes abhängt, d.h. also, daß die Variation des Weges in horiosontaler Richtung durch Variation desjenigen Weges bewirkt wird, während dessen sich der Greifer nach Beendigung der Beschleunigungsperiode mit konstanter Ge-* schwindigkeit bewegt. Der Bewegungsperiode mit konstanter Geschwindigkeit 14B oder 15B folgt eine Verzögerungsperiode nach einem bestimmten Schema, innerhalb derer die tranaver-

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sale Greiferbewegung auf Null verzögert wird, so daß also die Verzögerung normalerweise während eines im allgemeinen konstanten Weges stattfindet, der unabhängig von der endgültigen Lage in horizontaler Richtung innerhalb des Rechteckes 12 ist. Die Verzögerung findet auf einem Weg 140 bzw. 150 entsprechend den beiden Extremlagen statt. In einem konstanten transversalen Abstand von der endgültigen horizontalen Lage innerhalb des Rechteckes 12 beginnt das Absenken des Greifers 3 unabhängig von der angestrebten vertikalen Lage innerhalb des Laderaums. In Fig· 2 sind die Transversalwege während des Absenkens mit 14D und 15D bezeichnet. Die Änderung der vertikalen Stellung des Greifers innerhalb des Rechteckes 12 wird durch eine Veränderung der Absenkperiode erzielt, nachdem die Horizontalbewegung des Greifers beendet ist.

Tatsächlich zeigt sich also, daß die Beschleunigung des Greifers in horizontaler Richtung bei einer konstanten Höhe stattfindet, und daß die Verzögerung in horizontaler Richtung nach einem konstanten Schema bew^irkt wird, bei dem gleichzeitig mit konstanter Geschwindigkeit die Höhe des Greifers verändert wird. Das bedeutet im Ergebnis, daß dies· Abschnitte der Bewegung dea Greifers unabhängig von der endgültigen Greiferβteilung konstant gehalten werden

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können, wobei Variationen zwischen den Pfaden 14- und 15 zum Führen des Greifers in die gewünschte endgültige Stellung während der Perioden konstanter Transversalgeschwindigkeit vorgenommen werden können, d.h. also während der Perioden der konstanten Maximalgeschwindigkeit 14B oder 15B bzw· bei einer Geschwindigkeit von Null, während derer die endgültige Greiferhöhe bestimmt wird.

Es wurde oben schon erwähnt, daß es im hohen MaBe erwünscht ist, die Schwingung des Greifers, der eine» an der Laufkatze angehängten Pendel entspricht, eng zu begrenzen, um eine große Exaktheit beim Plazieren des Greifers in der gewünschten Stellung innerhalb des Laderaums zu erzielen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird für jeden Kran bzw. jede Erzentladevorrichtung ein konstantes, bestimmtes Schema der Greiferbeschleunigung vom Abgabepunkt 13 ausgewählt, um den Schwinger am Ende der Beschleunigungsperidde in seiner Hüxl-Lage zu bringen. Als Ergebnis beginnt und beendet der Greifer seine Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit 14B oder 15B in der Null-Lage. Auf ähnliche Weise wird die Verzögerung des Greifers auf dem Weg 140 oder nach einen bestimmten konstanten Schema bewirkt, das seinerseits wiederum für jede Verladeeinrichtung ausgewählt ist, um den Schwinger bei Beendigung der Verzögerung in

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seine Null-Lage zu bringen.

Es seinunmehr die Beschleunigung des Greifers entlang des Weges 14-A im einzelnen betrachtet. Die Beschleunigung kann kontinuierlich erfolgen, um maximale Geschwindigkeit in kürzester Zeit zusammen mit SchwingungsNull am Ende der Beschleunigung zu erreichen. Um den Schwinger in diesem Fall am Ende der Beschleunigung in seine Null-Lage zu bringen, wird die Beschleunigungsperiode gleich der Schwingungsperiode des aufgehängten Greifers gemacht bzw. gleich einem ganzzahligen Vielfachen der Schwingungsperiode, weil der Schwinger am Ende seiner Eigenschwingungsperiode eine Winkelgeschwindigkeit von Null hat. Würde die Beschleunigung am Ende der Schwingungsperiode nicht beendet sein, hätte der Greifer noch eine restliche Winkelgeschiwindigkeit, die zum Schwingen führen würde. In den meisten Fällen ist jedoch die Zeitdauer, während der die Beschleunigung in oben stehender Weise bewirkt werden müßte, zu lang, um einen zufriedenstellenden Betrieb der Erz-Entladevorrichtung zu erreichen. Mit anderenWorten, die Anforderung, daß der Schwinger am Ende der Beschleunigung seine Null« Lage einnehmen soll, erzwingt eine geringe Beschleunigung während der Fahrbewegung des Greifers. Zur Verminderung der für die Horizontalbeschleunigung des Greifers erforderlichen

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Zeitperiode wird der Greifer während zwei Beschleunigungsspitzen- bzw. Perioden'beschleunigt, die von einem Intervall unterbrochen sind, währenddessen die Laufkatze mit konstanter Geschwindigkeit bewegt wird oder mit einer Beschleunigung, die von der Beschleunigung während der beiden Beschleunigungsperioden abweichet oder aber mit einer Verzögerung.

In diesem Fall kann der Betrag der Beschleunigung während der Beschleunigungsperioden sehr viel größer gemacht werden als bei einer kontinuierlichen Beschleunigung, so daß die für die Beschleunigung benötigte Zeit vermindert wird. Zur Erreichung der Null-Lage des Schwingers am Ende der letzten Beschleunigungsperiode wird die Intervall-Länge zwischen den Beschleunigungsperioden und die Beschleunigung bzw. ■d4e gegebenenfalls die Verzögerung während des Intervalls in Abhängigkeit von der Beschleunigung während der Beschleunigungsperioden und der Schwingungsperiode des Greifers derart vorgewählt, daß der Greifer am Ende der letzten Beschleunigungsperiode eine winkelgeschwindigkeit von Null hat und demzufolge seine Full-Lage während der darauffolgenden Horizontalbewegung alt konstanter Geschwindigkeit beibehält. Die entsprechende Auswahl basiert auf

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einer vorher durchgeführten angenäherten Berechnung sowie auf Beobachtungen,die im Betrieb der Erz-Entladevorrichtung gemacht werden*

Betrachtet man nunmehr die Verzögerung der Laufkatze, so wurde bereits erwähnt, daß das Absenken des Greifers 3 auf dem Verzögerungsweg 14G oder 15C unabhängig von der letztlich erforderlichen Stellung des Greifers Innerhalb des ßechteckes 12 nach einem konstanten Schema erfolgt. Obwohl dabei die Pendellänge des Greifera während der Verzögerung veränderlich ist, verändert sie sich aus den vorstehenden Gründen in konstanter Weise. Die Verzögerung findet dann in bestimmter Größe während zwei Perioden statt. Die VerzogerungsperMen sind ihrerseits von einem Intervall unterbrochen, während dessen die Laufkatze mit konstanter Geschwindigkeit bewegt wird oder mit einer abweichenden Verzögerung oder aber auch Beschleunigung, wobei die Bestimmung der Intervall-Länge ebenfalls durch eine Vorberechnung und schließlich durch Beobachtung in Abhängigkeit vom Absenken des Greifers sowie von den Geschwindigkeitscharakteristiken während des Intervalls bestimmt wird, um am Ende der Verzögerungsperiode eine Null-Lage des Greifers zu erreichen, d.h. also vom Punkt, von dem an der Greifer vertikal abgesenkt wird bis in seine endgültige

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Lage innerhalb des Laderaums.

Bezüglich des Absenkens des Greifers wurde bereits erwähnt, daß die Beschleunigung beendet sein muß, beovor die Absenkung beginnt, es sei denn, daß der horizontale Weg konstant ist, wobei in diesem Fall das Absenken schon vor dem Ende der Beschleunigungsperiode beginnen kann» Hinzukommt, daß der Greifer zum Sicherstellen des gleichen Absenkschemas bei jeder Bewegung zwischen Behälter und M Laderaum nach einem ausgewählten Geschwindigkeitssehema abgesenkt werden muß und sich weiterhin auch mit bestimmter Geschwindigkeit nach unten bewegen muß, wenn die Laufkatze ihre Endstellung bei 14E bzw. 15E erreicht. Die Höhe, in der die Laufkatze oberhalb der Oberkante des Rechteeckes 12, d.h. also der Oberkante des Laderaumes stoppt, muß mindestens so groß sein wie der zum Verzögern der Absenkbewegung des Greifers erforderliche Weg, so daß der Greifer - wenn erforderlich - an der Oberkante des Laderaumes zur Ruhe kommt. Sofern eine niedrigere Stellung ™ innerhalb des Rechteckes 12 erwünscht ist, wird die Bauer der bestimmten Absenkgeschwindigkeit in geeigneter Weise verlängert.

Während der Rückkehr des Greifers vom Laderaum zum Behälter 11, d.h. also zum Abgabepunkt 13 in Hg. 2 folgt der

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Greifer einem ähnlichen Pfad wie bei der entgegengesetzten Bewegung und die kritischen Bedingtingen sind die gleichen. Das bedeutet, daß der während der Horizontalbeschleunigung und -Verzögerung die Steuerung der Höhe und der Hubgeschwindigkeit des Greifers unabhängig von der Ausgangsposition innerhalb des Rechteckes 12 konstant sein sollen, und daß am Ende der Horizontalbeschleunigung und -Verzögerung eine Null—Lage des Schwingers erreicht werden soll. Zu diesem Zweck wird der Greifer mit konstanter Geschwindigkeit angehoben, bevor die Horizontalbewegung beginnt. Die Horizontalbeschleunigung wird wie vorstehend während zweier Beschleunigungsperioden durchgeführt, die von einem Intervall konstanter Geschwindigkeit bzw. unterschiedlicher Beschleunigung bzw. Verzögerung unterbrochen sind, wobei das Intervall ebenfalls wie zuvor so ausgewählt wird, daß der Greifer am Ende der Beschleunigung in seiner Null-Lage steht. Der Beschleunigung folgt eine Periode konstanter Horizontalgeschwindigkeit, ifcLe von der Ausgangsposition des Greifers in horizontaler Richtung innerhalb des Rechteckes 12 abhängt. Die Verzögerung der Transversalbewegung des Greifers beginnt in einem feststehenden Abstand von dem Abgabepunkt IJ und wird in einen Abstand voneinander aufweisenden Verzögerungsperioden mit jeweils konstanter Verzögerung bewirkt, um den Greifer im Punkt IJ

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in seine Null-Lage zu bringen.

In Tig· 3 ist die gesamte Automatik zum Steuern eines ErzEntladers zwischen zwei Punkten in Form eines Blöckbildes gezeigt. In der Einheit 20 sind (schematisch) alle Stark» stromteile für den Betrieb der Förderanlage einschließlich aller Motareund Steuerungen für den manuellen und auto*» statischen Betrieb untergebracht. Eine automatische Folgesteuerung 21 gibt Kommandos zum Ausführen eines jeden Arbeitszyklus' der Entladevorrichtung, d.h. für die Bewegung des Greifers vom Laderaum zum Behälter und wieder zurück zum Laderaum. Die Folgesteuerung 21 wird ihrerseits Ton einer Programmeinheit 22 gesteuert, in der ein Bezugsnormal für die Lage des Erzes, Meßeinrichtungen und eine Einrichtung zum Ausführen eines Programmes für einen Arbeitsablauf gemäß einem vorbestimmten Schema enthalten sind. Bei jedem Zyklus steuert die Einheit 22 die Folgesteuerung 21, um eine Bewegung des Greifers von dem Vorratsbehälter zu einer bestimmten Lage im Laderaum und zurück zum Behälter zu bewirken. Sowohl die Folgesteuerung 21 als auch die Programmeinheit 22 sind genauer, in der schon erwähnten britischen Patentanmeldung 12 714/63 beschrieben. Weiterhin ist eine Schwingungssteuerung 23 vorgesehen, die jede Bewegung des Greifers zwischen dem

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Behälter und dem Laderaum sowie umgekehrt in der im Zusammenhang mit Fig. 2 "beschriebenen Weise steuert. Die Schwingungssteuerung 23 wird ihrerseits von den Meßeinrichtungen innerhalb der Programmeinheit 22 und von den von der automatischen Folgesteuerung 21 kommenden Kommandos überwacht, um die Starkstromanlage $e nach Anforderungen zu steuern. Die Schwingungssteuerung 22 ist mit größeren Einzelheiten!» Zusammenhang mit Fig· 5 beschrieben.

Gemäß Fig. 4- steht der Motor 30 der Winde 6 (Fig. 1) mit einem Lagewandler 51 in Verbindung, der an eine Leitung ein elektrisches Signal abgibt, das der Stellung der Laufkatze 4 und somit des Greifers 3 entspricht. Dieses Signal gelangt zu einem Vergleichskreis 33/ i& der es mit einem von einer Leitung 29 kommenden Bezugssignal verglichen wird, welches der horizontalen Endlage des Greifers, und zwar der Lage im Laderaum bzw. dem gewählten Behälter 11 je nach Bewegungsrichtung entspricht. Ein dem Unterschied zwischen der geforderten Stellung und der tatsächlichen Stellung des Greifers entsprechendes Fehlersignal gelangt vom Vergleichskreis 33 über Kontakte 54- «u. einer Schwing-Steuereinheit 35« die die Horizontalgeschwindigkeit gemäß einem vorgewählten Schema steuert, und die in näheren Einselheitea in Hg« 5 dargestellt 1st. Das

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Ausgangssignal an der Schwing-Steuereinheit 35 gelangt zu der Horizontalsteuerung 36 für den Windenmotor 30·

Zur Einstellung der Höhe des Greifers 3 ist eine getrennte Lagensteuerung vorgesehen, die einen Motor 37 für die Hubwinde 38 enthält (Fig. 1). Der Motor 37 wird τοη einer Steuerung 39 geregelt und ist mit einem Lagengeber 40 verbunden, der ein Signal über eine Leitung 4-1 zu einem weiteren Vergleichskreis 42 abgibt, an den außerdem über eine Leitung 43 ein Bezugssignal gelangt. Dieses Bezugssignal stellt die gewünschte Endhöhe des Greifers dar, d.h. also, es entspricht der Fülltiefe innerhalb des Laderaumes oder aber der Betriebehöhe des Greifers während des Teils 14 der Greiferbewegung zum Behälter 11. Die Fülltiefe kenn vorherbestimmt werden oder aber es besteht die Möglichkeit, «Laß das Bezugssignal auf der Leitung 45 zu variieren, wenn der Greifer in Berührung mit dem Erz la Laderaum kommt, um den Greifer anzuhalten. Das Höhenfehler-Signal vom Vergleichskreis 42 gelangt über Eontakte 42* zur Höhensteuerung 39_t die ihrerseits di· Drehzahl des Motors 37 regelt.

Die Kontakte 42' werden von einem Trigger 44 geschaltet, an den das Horizontal-Fehlersignal vom Vergleichakreie

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33 gelangt, so daß die Kontakte gescläbssen werden, und die Absenkbewegung des Greifers beginnt, wenn eine feststehende horizontale Distanz von der endgültigen Stellung innerhalb des Laderaumes, d.h. also die Distanz 14-D oder 15D (Fig. 2) erreicht wird. Auf ähnliche Weise werden die Kontakte 34- hei der Bewegung vom Laderaum zum Behält er £ von einem Trigger 4-5 geschlossen, der seinerseits von dem Höhenfehler-Signal gesteuert wird, wenn eine feste Höhe gemäß 14-E oder 15E (Fig· 2) erreicht ist.

Der Lagengeber 31» der Vergleichskreis 33 und die Quelle für das Bezugssignal auf der Leitung 29 sind in Fig. 5 von einem Potentiometer 51, das an einer Stromversorgung 52 liegt und über ein Getriebe mit dem Motor 30 verbunden ist und von zwei weiteren Potentiometern 53 und 54- gebildet, die untereinander in Eeihe und als Ganzes parallel zum Potentiometer 53 geschaltet sind. Das Potentiometer 54-hat einen festen Abgriff 55, der entsprechend der horizontalen Lage des Behälters eingestellt ist, während das Potentiometer 53 einen verstellbaren Abgriff 56 aufweist, der entsprechend der horizontalen Lage innernalb des Hechteckes 12 (Fig. 2) eingestellt wird. Der Abgriff 56 wird bei Jedem Arbeitsablauf von der Programmeinheit 22 (Fig· 3) eingestellt. Sofern mehrere Behälter 11 vorhanden sind,

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sind am Potentiometer 54 eine entsprechende Anzahl von Abgriffen 55 vorgesehen, die entsprechend dem ausgewählten Behälter geschaltet werden können. Der Abgriff des Potentiometers 51 ist geerdet, so daß die am Abgriff 55 und am Abgriff 56 der anderen Potentiometer auftretenden Spannungen den Fehlern zwischen der horizontalen Lage des Greifers und dem Abgabepunkt 13 bzw. der endgültigen horizontalen Stellung innerhalb des Rechteckes 12 entsprechen.

Die Abgriffe 55 und 56 sind über Kontakte 34 bzw. 57 mit einem Verzögerungsschema-Generator 58 und dem Trigger 44 verbunden, der den Beginn der Absenkbewegung des Greifers steuert. Der Ausgang des Verzögerungsgenerators 58 gelangt über Kontakte 59 zu einem Beschleunigungsschema-Generator 60, dessen Ausgang zur Horizontalsteuerung 36 (Fig. 4) gelangt. Der Ausgang des Verzögerungsgenerators 38 gelangt außerdem über einen Verstärker A4 und Kontakte 61 zum Eingang eines Verstärkers A6 des Beschleunigungsgenerators 60.

Zum Bewegen des Greifers 3 vom Behälter zum Laderaum werden die Kontakte 57» 59 und 62 von der automatischen Folgesteuerung 21 geschlossen· Durch das Schließen der Kontakte

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57 gelangt die am Abgriff 26 stehende, dem Fehler zwischen der vorhandenen und der endgültigen Horizontalstellung entsprechende Spannung auf den Eingang des Generators Diese gEoße Fehlerspannung steuert Verstärker Al und A2 des Generators 58 in den Sättigungsbereich mit dem Ergebnis, daß eine negative Spannung über die geschlossenen Kontakte 59 und denWiderstand Hl? zum Eingang des Verstärkers A3 gelangt. Dieser Verstärker AJ ist so ausgelegt, daß er, wenn er angesteuert wird, eine Spannung abgibt, die entsprechend der Fig. 6a ansteigt, bis die Ausgangsspannung gleich der Eingangsspannung ist_s wobei die Widerstände Rl? und R19 gleich sind. Der Ausgang des Verstärkers A3 gelangt über Kontakte 62 zu parallel geschalteten Verstärkern A5 und A6. Die Schaltung am Eingang des Verstärkers A5 verhindert jeden Ausgang solange, bis die Eingangsspannung einen bestimmten Pegel erreicht, der von dar Einstellung der Potentiometer BH22 und HH23 sowie den Zenerdioden ZDl? ZD18 abhängte Sobald dieser Pegel erreicht ist, fließt ein Strom durch den Widerstand 24, so daß der Verstärker A5 arbeitet, dessen Ausgangssignal dann solange ansteigt, bis es aufgrund seiner Ausgangsbegrenzungsschaltung gesättigt ist. Der Ausgang des Verstärkers A5 ändert sich - aufgetragen gegenüber dem Ausgang des Verstärkers A3 oder über der Zeit entsprechend dem Verstärker

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A3 gemäß Pig. 6b line/ar. Der Ausgang des Verstärkers A5 ist negativ, wenn der Ausgang des Verstärkers A3 positiv ist, so daß bei einer Addition beider Ausgangsspannungen im Verstärker Δ6 die Kurve gemäß Fig. 6c gebildet wird, die zwei mit der Zeit line^ar zunehmende Bereiche aufweist, die von einem Teil mit konstanter Spannung unterbrochen sind. Der Ausgang des Verstärkers A6 bewirkt demgemäß, wenn er auf die Horizontalsteuerung 36 gegeben wird - zwei Perioden mit gleich großer Beschleunigung, die von einem Intervall konstanter Geschwindigkeit unterbrochen sind. Wird die Neigung der Kurve gemäß Fig. 6b unterschiedlich bezüglich derjenigen gemäß Figo 6a gemacht, dann der wird der zweite Teil der Kurve gemäß Fig. 6c nicht horizontal verlaufen, und entsprechend wird das Intervall konstanter Geschwindigkeit von einem Intervall mit einer Beschleunigung erstfezt, die von dettoenigen Beschleunigungen während der beiden Beschleunigungsperioden abweicht, oder es wird durch ein Verzögerungsintervall ersetzt.

Sobald die Beschleunigung beendet und ein bestimmter horizontaler Abstand von der gewünschten endgültigen Position innerhalb des Rechteckes 12 (Fig. 2) erreicht ist, veranlaßt die am Abgriff ^b stehende Spannung ein Um-

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schalten des Triggers 44 und somit einen Beginn der Absenkbewegung* Ein parallel zum Trigger 44 geschalteter Trigger 33 schließt zur gleichen Zeit Kontakte 61 und öffnet nach einer kurzen Zeitverzögerung Kontakte 59 und 62, wobei die Zeitverzögerung deswegen vorgesehen ist, um das Schließen des Kontaktes 61 sicherzustellen, bevor die Kontakte 59 und 62 öffnen« Durch das Offnen der Kontakte 59 und 62 wird der Beschleunigungsgenerator 60 abgeschaltet, am Ausgang des Verstärkers A6 ändert sich dagegen bei geschlossenen Kontakten 61 nichts, so daß dieser Verstärker in seinem Sättigungsbereich gehalten wird· Es sei noch darauf hingewiesen, daß die Trigger 44 und 63 abweichend von vorstehenden Ausführungen auch zu verschiedenen Zeiten betätigt werden können. Der Trigger 44 kann zu jeder Zeit während der Perioden 14B, 140, 14D und 15C geschal« tet werden, wohingegen der Trigger 63 während der Perioden 14B bzw. 150 geschaltet werden muß·

Wenn die Spannung am Abgriff 56 beim Annäera des Greifers an die gewünschte horizontale Sndlage fällt, arbeiten die Verstärker Al und A2 auf ähnliche Weise wie die Verstärker A5, A6 und geben ein Verzögerungs-Steuersignal mit zwei Verzögerungsperioden und einem dazwischenliegenden Intervall ab. In Fig» 6d ist die Änderung der Eingangsspannung

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des Verzögerungsgenerators 38. über dem Lagefehler aufgetragen. Biese Spannung,gelangt parallel su den Verstärkern Al und A2. Der Ausgang dea Verstärkers Al entspricht der Karre gemäß Tig· 6e, wobei die Ausgangsspannung über der Eingangsepannung ium Generator 58 abgetragen ist· In Hg· 6f ist die Änderung der Ausgangsepannung vom Verstärker A2 gegenüber der Eingangsspannung des Generators 58 abgetragen. RLg· 6f ist der Tig» 6c ähnlich. Wenn der Ausgang über die Verstärker A4 und A6 auf die Horizontalsteuerung 56 gelangt, wird die Laufkatze während zweier Veriögerungsperioden, die von einem Interrall gleicher Geschwindigkeit unteraroohen sind, verzögert, wobei die Steigungen der beiden geneigten Teile der Kurve 6f so gewählt sind, daß während beider Verzögerungsperioden gleiche Verzögerungen auftreten. Abweichend hiervon kann das Intervall auch eine abweiohende Verzögerung bzw· eine geringe Beschleunigung aufweisen.

Wenn die Laufkatze anhält, wird der Greifer weiterhin mit einer bestimmten Geschwindigkeit abgesenkt. Die Absenkbewegung wird von der getrennten Höhensteuerung gemäß lig. 4- gestoppt.

Beim umgekehrten Arbeitsablauf, d.h. al·· vom Laderaum 909840/0327

zum Behälter arbeitet die Schaltung gemäß Fig. 5 ähnlicher Weise wie beschrieben, jedoch sind dann die Kontakte 34 anstelle der Eontakte 57 geschlossen, so daß die zur Steuerung 37 gelangende Spannung dem Lagejfafehler bezüglich dem Abgabepunkt am Behälter entspricht. Die automatische Folgesteuerung 22 leitet das Heben des Greifers ein, und wenn der Greifer eine bestimmte Höhe erreicht hat, schließt der Trigger 45 (Fig. 4) die Eontakte 54 in der schon erwähnten Weise, um die Horizontalbewegung einzuleiten und den Beschleunigungsgenerator 60 anzusteuern. Die Hubbewegung des Greifers endet, wenn dieser seine maximale Arbeitshöhe unter der Wirkung der Höhensteuerung gemäß Fig. 4 erreicht. Daxssh wird unter der Wirkung des Generators 38 die Verzögerung bewirkt* Die Kurven 6c entsprechend der Beschleunigung und 6f entsprechend der Verzögerung weisen in den beiden Bewegungsrichtungen rom Behälter zum Laderaum und umgekehrt geringe Unterschiede auf. Dabei sind die Potentiometer HH6, BSLO, BH15» BH23, BH26 und RH32 während der ersten Bewegung und die Potentiometer IH5, RH9, BH14, BH22, SH25 und BH31 während der zweiten Bewegung wirksam·

Gemäß der beschriebenen Steuerung folgt der Greifer bei jeder Bewegung von einem Endpunkt zum anderen dem gleiche»

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I tv»

Weg· Wenn verschiedene Wege gewünscht sind, so ist es

nötig, die Verzögerungecharakteristik bei der Bewegung »wischen Behälter und Laderau» und die Beschleunigungs charakteristik bei der Bewegung «wischen Laderaum und

Behälter zu ändern. Es ist dabei nicht notwendig, die Steuerungscharakteristik in dem Bereich zu ändern,

in dem sich die Höhe des Greifers nicht änderet. Zum

Variieren der Verzögerungscharakteristik bei der Bewegung

zwischen Behälter und Laderaum werden die Bauteile ZD5, Λ

D5, BH6, D7· ZD8 und BHlO abgeschaltet und durch dem neuen Weg angepaßte Teile ersetzt. Auf ähnliche Weise werden

für eine Änderung der Beschleunigungscharakteristik bei der Bewegung zwischen Laderaum und Behälter die Teile

ZD17t Ώ19, BH22, D25_t ZD28 und EH31 abgeschaltet und durch

geeignete andere Teile ersetzt.

Sie Beschreibung der erfindungsgemäßen Steuerung im Zusammenhang mit einer Vorrichtung zum !Entladen von Erz

ist nur als Beispiel gedacht und es versteht sich, daß die w

Erfindung in gleicher Weise an anderen Förderanlagen

verwendet werden kann, bei denen ein Körper aufgehängt 1st und entlang eines feststehenden Weges bewegt wird, vorausgesetzt, daß die Bewegung in voreinstellbaren Schemen ausgeführt werden kann·

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BAD

Claims

IA 31.9 07

Ansprüche

1. Einrichtung zum automatischen Steuern der Bewegung eines Trägers mit einem daran hängenden Körper auf einem vorgegebenen Weg, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur automatischen Steuerung der Geschwindigkeit des Trägers (4) derart, daß diese von einer ersten Geschwindigkeit in eine zweite Geschwindigkeit nach einem Beschleunigungs-"bzw₀ Verzogerungssehema. wechselt, wobei das Schema der Schwingungsperiode des hängenden Körpers (3) so angepaßt ist, daß sich der Körper (3) mit annähernd keiner Winkelgeschwindigkeit b ewegt, wenn der Träger (4) seine zweite Geschwindigkeit erreicht,wodurch eine relative Schwingbewegung des Körpers (3) mit Bezug auf den Träger (4) in Richtung von dessen Bewegung beim Erreichen der zweiten Geschwindigkeit vermieden ist«,

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2. Einrichtung nach Anspruch. 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum automatischen Steuern der Besehleunigung des Trägers (4) vom Stillstand auf eine bestimmte Geschwindigkeit in Abhängigkeit von einem Beschlamigungsschema mit zwei Beschleunigungsperioden, die von einer dritten Periode unterbrochen sind, während derer die Größe des Geschwindigkeitswechsels des Trägers (4) von derjenigen der beiden Beschleunigungsperioden abweicht und das bezüglich der Schwingungsperiode des hängenden Körpers (5) so gewählt ist, daß sich der Körper mit nahezu keiner Winkelgeschwindigkeit bewegt, wenn der Träger die genannte Geschwindigkeit erreicht.

5ο Einrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum automatischen Steuern der Verzögerung des Trägers (4) von einer bestimmten Geschwindigkeit zum Stillstand in Abhängigkeit von einem Verzögerungssohema mit zwei Verzögerungsperioden, die von einer dritten Periode unterbrochen sind, während derer die Größe des Geschwindigkeitswechsels des Trägers (4) von derjenigen während der beiden Verzögerungsperioden abweicht und das bezüglich.der Schwingungsperiode des hängenden Körpers (3) so gewählt ist, daß der Träger (4) und der Körper (5) im wesentlichen gleichzeitig zum Stillstand kommen, wodurch ein Schwingen des hängenden

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Körpers relativ zum Träger am Bewegungsende des Trägers ■vermieden, ist.

4ο Einrichtung zum automatischen Steuern der Bewegung eines Trägers mit einem daran hängenden Körper entlang einer Anzahl von Wegen verschiedener Länge, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum automatischen Steuern der Geschwindigkeit des Trägers (4)» die diesen von einer ersten auf eine zweite Geschwindigkeit-derart" bringt, daß der Träger (4) und der Körper (3) die zweite Geschwindigkeit im wesentlichen gleichzeitig und nach Ablauf eines gleichen Weges des Trägers bezüglich jedes der verschieden lan-gen"Wege erreichen.

5ο Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinrichtung den Träger (4) aus der Ruhelage in eine feste Betriebsgeschwindigkeit während eines ersten bestimmten Weges beschleunigt und den Träger von dieser Betriebsgeschwindigkeit während eines zweitem bestimmten Weges zum Stillstand verzögert, wobei der Wegunterschied bei den verschieden langen Pfaden-von dem Träger mit der Betriebsgeschwindigkeit zurückgelegt wird»

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8AD ORIGINAL"

6_O Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeitssteuerung den Träger (4) in Abhängigkeit von einem Schema "beschleunigt, das sich aus zwei Beschleunigungsperioden und einer zwischen diese geschalteten dritten Periode zusammensetzt, während derer sich die Geschwindigkeitsänderung des Tx*ägers von derjenigen während der "beiden Beschleunigungsperioden unterscheidet, und das der Schwingungsperiode des hängenden Körpers (3) so zugeordnet ist, ™

daß Träger (4) und Körper (3) im wesentlichen gleichzeitig auf die Betriebsgeschwindigkeit kommen, wodurch ein Schwingen dou Körpers (3) relativ zum Träger (4) in Bewegungsrichtung des Trägers beim Erreichen der Betriebsgeschwindigkeit vermieden ist*

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeitssteuerung den Träger (4) in AbIiLiTi"i.-koit von einem Schema verzögert, das sich aus " λ zwei Ver.'icigerungsperioden und einer zwischen, diese geschalte ueii - dritten Periode zusammensetzt, während derer sich die Geschwindigkeitsänderung des Trägers von derjenigen während dor beiden Verzögerungsperioden unterracheidel, und daB der Schwingungsperiode des hängenden Körpers (3) no zugeordnet ist, daß Träger und Körper im wesentlichen gleichzeitig zum Stillstand kommen»

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8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2, 3» ß oder 7₉ dadurch gekennzeichnet, daß das Besciileunigtmgs- bzw„ Yerzögerungsscheina zwei einen Abstand voneinander aufweisende Perioden gleich großer Beschleunigung ¹OZMJ₀ Yerzögeriing hat,.

9ο Einrichtung nach einem der Ansprüche 2., 3, 6, 7 oder 8, dadurch gelceunzeiehnet, daß zwischen die "beiden ■Beschleunigungs- bzw, Yerzögerungsperioden des Sehemas eine weitere Beschleunigungs-- bzw„ Yerzögerungsperiode eingeschaltet ist»

10ο Einrichtung nach einem der Ansprüche 2, 3, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Schema zwischen den beiden Beschleonigungfsperioden bzw« den beiden Yerzögerungsperioden eine Periode konstanter Geschwindigkeit enthält« ' .. ■

11 ο Einriehtung iiaeh einem der Ansprüche 2, 3, -6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Schema zird-schen den beiden Beschleunigungsperioden eine YerzögerungEperi ode bzwo -zwischen den beiden Yerzogerungsperlöden eine Beschleunigungsperiode enthalte ·' ^:

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12ο Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine automatische Steuerung der Hub- eä» Senkbewegung des hängenden Körpers (5) relativ zum Träger (4), während dieser sich entlang des Weges bewegt.

13ο Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung für die Hub- und Senkbewegung während der Beschleunigung des Trägers (4) eine Hub- oder .Senkbewegung des Körpers (3) sperrt,

14« Einrichtung nach den Ansprüchen 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet,, daß die Steuerung die Senkbewegung des hängenden Körpers (3) vor Beginn der Verzögerung des Trägers (4) einleitet.

15 ο Einrichtung zum Steuern der Bewegung des Trägers in aufeinanderfolgende entgegengesetzte Richtungen, die den Körper am einen Ende seines Weges in eine verhältnismäßig hohe Lage und am anderen Ende seines Weges in eine relativ niedrige Lage bringt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Hub- und Senkbewegung ein Absenken des Körpers (3) während der Beschleunigung des Trägers (4) aus dem Stillstand am einen Ende des Weges sperrt, die Absenkung des Körpers (3) vor Beginn

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der Verzögerung des Trägers (4) zum Stillstand am anderen Ende des Weges einleitet und die den Körper

(3) vor der Beschleunigung des Trägers (4) aus dem Stillstand ain anderen Ende des Weges in seine hohe Lage anhebt ₀

16 _a Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekeimzeichnet, daß die Geschwindigkeitssteuerung den Weg des Trägers

(4) zwischen dem Ende der Beschleunigung und dem Beginn der Verzögerung periodisch ändert*,

17« Einrichtung nach den Ansprüchen 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Hub- und Senkbewegung die Größe der Absenkung des Körpers (3) während der Bewegung entlang des Pfades periodisch ändert*

18ο Einrichtung nach den Ansprüchen 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeitssteuerung und die Steuerung der Hub- und Senkbewegung die periodischen Änderungen nach einem bestimmten Schema gemeinsam bewirken.

19 ο Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (4) für die Bewegung auf einem Ausleger (5) oder dergl» mit Rollen versehen ist ο

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IS

20ο Einrichtung nach. Anspruch 19, gefeinzeiehnet durch einen Endlagenge Tier zum selektiven Bes fcimmen des Wegendes mit Bezug auf die Enden des Auslegers (5) ©«dgl«

21 ο Einrichtung nach. Ansprach 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausleger (5) "beweglich, angeordnet und in einer .Richtung guer zu seiner längsrieh.t'ung bewegbar ist-r

22 ο Einrichtung nach Anspruch 20 und 21, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum automatischen Steuern der Endlagengeber und der Bewegung des Auslegers (5) in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Senema«

23« Anwendung der Einrieh.tung nach, einem der Ansprüche 1 bis 18 auf den Antrieb des Auslegers (5)*

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