DE19502421C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Transport einer Last - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Transport einer LastInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
- B66C13/00—Other constructional features or details
- B66C13/18—Control systems or devices
- B66C13/48—Automatic control of crane drives for producing a single or repeated working cycle; Programme control
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Transport einer Last
mittels eines Krans von einer Startposition über Hindernisse
hinweg zu einer Zielposition, wobei die Steuerung des Trans
portvorgangs wahlweise manuell oder automatisch erfolgen
kann. Die Erfindung betrifft ferner eine entsprechende Vor
richtung bestehend aus einem Kran mit einer Einrichtung zur
wahlweisen manuellen oder automatischen Steuerung des Trans
portvorgangs und mit einer Einrichtung zur Erfassung der
Transportbewegung.
Mit modernen Krananlagen ist es möglich, Lasten, wie z. B.
Container, vollautomatisch und pendelungsfrei über vorhandene
Hindernisse hinweg von einer Startposition zu einer Zielposi
tion zu transportieren. Voraussetzung hierfür ist jedoch, daß
das durch die Lage und Größe der Hindernisse gegebene Höhen
profil bekannt ist. Dies ist z. B. bei einem in einer Hafen
anlage eingesetzten Containerkran auf der Landseite der Fall,
da die dortigen Hindernisse, wie z. B. quer zur Transport
richtung verlaufende Quertrager des Krans oder Sicherheits
höhen, bekannt sind. Über dem zu be- oder entladenden Schiff
ist dagegen das Höhenprofil der Hindernisse unbekannt, was
eine Automatisierung des Transportvorganges ohne zusätzliche
Maßnahmen erschwert und große Sicherheitsrisiken birgt.
Aus der DE 31 09 784 A1 ist eine Einrichtung zum Betrieb
eines Greiferkrans einer Verladebrücke zum Be- oder Entladen
eines Schiffes bekannt, bei der auf dem Bildschirm eines
Videoempfangers die Istposition des Greifers innerhalb eines
die zulassigen Sollpositionen begrenzenden Arbeitsbereiches
angezeigt wird. Diese Einrichtung dient speziell zum Beladen
des Schiffes mit Schüttgut oder zum Entladen von Schüttgut
aus dem Schiff, wozu die Lukenkanten des Schiffes als Balken
auf dem Bildschirm abgebildet sind. Weiterhin wird in der
DE 38 16 988 A1 eine Containerkrananlage beschrieben, bei der
Pendelbewegungen während des Absenkens des sogenannten
Spreaders dadurch unterdrückt werden, daß der Spreader nach
Erreichen der jeweiligen Sollposition des Hubseilträgers in
pendeldämpfende Berührung mit der Laufkatze gebracht wird.
Schließlich ist aus der DE 40 05 066 A1 ein Containerkran
bekannt, der an seiner Laufkatze einen Entfernungsmesser in
Form eines Laser-Distanzmeßgerates aufweist, mit dem eine
optische Abtastung des Höhenprofils der Hindernisse möglich
ist. Aufgrund des so erfaßten Höhenprofils und mittels der
über Wegaufnehmer an dem Kranausleger, der Laufkatze und dem
Hubwerk kontinuierlich erfaßten Lastposition läßt sich der
Transportvorgang automatisch durchführen, ohne daß es zu
Kollisionen zwischen der Last und den Hindernissen kommt.
Die optische Abtastung des Höhenprofils der Hindernisse er
fordert jedoch einen relativ hohen Hardware- und Softwareauf
wand.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit ge
ringerem Aufwand einen automatischen Lasttransport zu ermög
lichen.
Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß bei
dem Verfahren der eingangs angegebenen Art innerhalb eines
vorgegebenen Bereichs mit unbekannten oder wechselnden Hin
dernissen bei manueller Steuerung des Transportvorganges die
dabei ausgeführte Transportbewegung erfaßt und zur Ermittlung
einer freien Transportzone herangezogen wird und daß die au
tomatische Steuerung des Transportvorganges in den vorgegebe
nen Bereich auf die ermittelte freie Transportzone beschränkt
ist.
Bezüglich der eingangs angegebenen Vorrichtung wird die Auf
gabe gelöst durch eine Speichereinrichtung zur Speicherung
der bei manueller Steuerung des Transportvorganges in einem
vorgegebenen Bereich mit unbekannten oder wechselnden Hinder
nissen erfaßten Transportbewegung, eine Einrichtung zur Er
mittlung einer freien Transportzone aus der erfaßten Trans
portbewegung und durch Mittel zur Beschränkung der automati
schen Steuerung des Transportvorganges in dem vorgegebenen
Bereich auf die ermittelte freie Transportzone.
Innerhalb des vorgegebenen Bereichs mit den unbekannten Hin
dernissen ist also anfangs keine automatische Steuerung des
Transportvorganges möglich, weil hierfür noch keine freie
Transportzone ermittelt worden ist. Zur Ermittlung der freien
Transportzone muß der Kranführer manuell einen Transportvor
gang mit oder ohne Last in dem vorgegebenen Bereich durchfüh
ren. Aufgrund der dabei erfaßten Transportbewegung wird für
die Strecke bis zu dem Ziel, bis zu dem der manuell gesteuer
te Transportvorgang erfolgte, eine freie Transportzone ermit
telt. Innerhalb dieser freien Transportzone ist dann eine au
tomatische Steuerung des Transportvorganges möglich.
Beim Verfahren des Krans oder seines Auslegers ändert sich
die Umgebung des Krans mit den Hindernissen in bezug auf den
Transportweg für die Last. Nach einem Abschalten des Krans
oder in längeren Betriebspausen können sich die Hindernisse
in der Umgebung des Krans ändern, wenn z. B. ein anderes
Schiff an dem Kai anlegt oder die Container im Arbeitsbereich
des Krans anderweitig an- und abtransportiert werden. Daher
werden in vorteilhafter Weise Änderungen der Kranposition,
ein Abschalten des Krans und/oder längere Betriebspausen au
tomatisch erfaßt und bewirken eine Ungültigerklärung der er
mittelten freien Transportzone. Der Kranführer muß also zu
nächst wieder einen manuell gesteuerten Transportvorgang
durchführen, wobei aufgrund der dabei erfaßten Transportbewe
gung eine neue freie Transportzone für eine automatische
Steuerung des Transportvorganges ermittelt wird.
Durch das Aufnehmen oder Absetzen von Lasten ändert sich das
Höhenprofil der Hindernisse im Arbeitsbereich des Krans. Da
her ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, beim Absenken der
Last auf die Zielposition und/oder beim Aufnehmen der Last
den vertikalen Transportweg zu erfassen und die untere Grenze
der freien Transportzone in Abhängigkeit von dem erfaßten
vertikalen Transportweg zu korrigieren. Der Absetz- oder Auf
nahmevorgang kann manuell oder beim Vorhandensein von Ein
richtungen zur optischen Erfassung der Lastumgebung automa
tisch gesteuert werden.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden auf
die Figur der Zeichnung Bezug genommen, die einen Container
kran mit einem zu be- oder entladenden Containerschiff zeigt.
Auf einem Kai 1 einer Hafenanlage steht ein Containerkran 2,
der ein Containerschiff 3 be- oder entladen soll. Der Kran 2
weist einen Ausleger 4 auf, entlang dessen eine Laufkatze 5
in x-Richtung verfahrbar ist. Die Laufkatze 5 trägt ein Hub
werk 6, an dem über Seile 7 ein Lastaufnahmerahmen 8
(Spreader) für die zu transportierende Last 9, hier ein Con
tainer, hängt. Der Kran 2 ist quer zur Verfahrrichtung der
Laufkatze 5 auf Schienen 10 entlang des Kais 1 in z-Richtung
verfahrbar. In gleicher Richtung verlaufen zwischen den Kran
beinen 11 und 12 Fahrspuren 13 für Containertransportfahr
zeuge, zwischen denen und dem Schiff 3 die Container, z. B.
9, zu transportieren sind.
Beim Transport des Containers 9 ist insbesondere ein Querträ
ger 14 zwischen den wasserseitigen Kranbeinen 12 sicher zu
überqueren, was jedoch für eine automatische Steuerung des
Transportvorganges kein Problem ist, da die Lage des Querträ
gers 14 bekannt ist. Wasserseitig der Kranbeine 12 erstreckt
sich jedoch ein Bereich mit unbekannten oder wechselnden Hin
dernissen, die im wesentlichen von dem Schiff 3 mit den
geladenen Containern 15 gebildet werden. Um Lasten auch in die
sem Bereich automatisch ohne Kollisionsrisiko transportieren
zu können, wird, wie im folgenden erläutert wird, für diesen
Bereich eine freie Transportzone ermittelt, innerhalb derer
eine automatische Steuerung des Transportvorganges möglich
ist.
Zunächst ist die freie Transportzone noch unbekannt, so daß
automatische Transportfahrten zu Zielen wasserseitig und un
terhalb eines Startpunktes 16 mit den Koordinaten xs, ys au
tomatisch verhindert werden. Wird dies dennoch versucht, so
wird automatisch der Startpunkt 16 angefahren. Um zukünftige
automatisch gesteuerte Transportvorgänge auf der Wasserseite
zu ermöglichen, muß der Kranfahrer durch manuelle Steuerung
des Transportvorganges den Lastaufnahmerahmen 8 mit der Last
9, gegebenenfalls auch ohne die Last 9, entlang eines von ihm
zu bestimmenden Transportweges 17 zu einem Ziel 18 bewegen.
Dabei wird die Transportbewegung durch Wegstreckenaufnehmer
an der Laufkatze 5 und dem Hubwerk 6 automatisch erfaßt und
in einer Speichereinrichtung abgespeichert. Aus der erfaßten
Transportbewegung wird automatisch eine freie Transportzone
19 bestimmt, die entsprechend den gestrichelten Linien nach
unten durch den Transportweg 17 und wasserseitig durch die
Koordinate xz des angefahrenen Ziels 18 begrenzt ist. Die un
tere Grenze der freien Transportzone 19 kann beispielsweise
auch durch den Scheitelpunkt des erfaßten Transportweges 17
festgelegt werden, wie dies durch die strichpunktierte Linie
20 verdeutlicht ist. Jetzt sind automatisch gesteuerte Trans
portvorgänge innerhalb der freien Transportzone 19 bis zu der
x-Koordinate xz möglich.
Soll die Last automatisch zu einem Ziel jenseits der Koordi
nate xz transportiert werden, so muß der Kranführer wiederum
zunächst eine manuell gesteuerte Transportfahrt über die Ko
ordinate xz hinaus durchführen, um der Speichereinrichtung
das Lernen einer neuen freien Transportzone jenseits der Ko
ordinate xz zu ermöglichen.
Um die ermittelte freie Transportzone 19 an den sich ändern
den Ladezustand des Schiffs 3 anzupassen, wird bei einem Ab
senken einer Last 9 auf die jeweilige Zielposition oder bei
einem Aufnehmen der Last 9 die untere Grenze der freien
Transportzone 19 in Abhängigkeit von dem mittels des Wegauf
nehmers an dem Hubwerk 6 erfaßten vertikalen Transportweg
korrigiert.
Die aktuell ermittelte freie Transportzone wird automatisch
gelöscht, wenn die Möglichkeit besteht, daß sie nicht mehr
gültig sein könnte. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn
der Kran 2 entlang der Schienen 10 verfahren wird, wenn der
Kranausleger 4 angehoben wird, wenn der Kran 2 abgeschaltet
wird oder nach längeren Betriebspausen. Im ersten Fall ist
davon auszugehen, daß eine neue Containerbay auf dem Schiff 3
angefahren wird, während in den drei letztgenannten Fällen
die Möglichkeit besteht, daß ein anderes Schiff zum Be- oder
Entladen an dem Kai 1 anliegt.
Claims (4)
1. Verfahren zum Transport einer Last (9) mittels eines
Krans (2) von einer Startposition über Hindernisse (14, 15)
hinweg zu einer Zielposition (18), wobei die Steuerung des
Transportvorganges wahlweise manuell oder automatisch erfol
gen kann,
dadurch gekennzeichnet,
daß innerhalb eines vorgegebenen Bereichs mit unbekannten
oder wechselnden Hindernissen (15) bei manueller Steuerung
des Transportvorganges die dabei ausgeführte Transportbewe
gung (17) erfaßt und zur Ermittlung einer freien Transport
zone (19) herangezogen wird und daß die automatische Steue
rung des Transportvorgangs in dem vorgegebenen Bereich auf
die ermittelte freie Transportzone (19) beschränkt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß Änderungen der Kranposition, ein Abschalten des Krans
(2) und/oder längere Betriebspausen automatisch erfaßt wer
den und eine Ungültigerklärung der ermittelten freien Trans
portzone (19) bewirken.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß beim Absenken der Last (9) auf die Zielposition (18)
und/oder beim Aufnehmen der Last (9) der vertikale Trans
portweg erfaßt wird und daß die untere Grenze der freien
Transportzone (19) in Abhängigkeit von dem erfaßten vertika
len Transportweg korrigiert wird.
4. Vorrichtung zum Transport einer Last (9) von einer Start
position über Hindernisse (14, 15) hinweg zu einer Zielposi
tion (18), bestehend aus einem Kran (2) mit einer Einrich
tung zur wahlweisen manuellen oder automatischen Steuerung
des Transportvorganges und mit einer Einrichtung zur Erfas
sung der Transportbewegung, gekennzeichnet
durch eine Speichereinrichtung zur Speicherung der bei
manueller Steuerung des Transportvorganges in einem vorgege
benen Bereich mit unbekannten oder wechselnden Hindernissen
(15) erfaßten Transportbewegung (17), eine Einrichtung zur
Ermittlung einer freien Transportzone (19) aus der erfaßten
Transportbewegung (17) und Mittel zur Beschränkung der auto
matischen Steuerung des Transportvorganges in dem vorgegebe
nen Bereich auf die ermittelte freie Transportzone (19).
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