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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren nach den unabhängigen Ansprüchen 1 und
2 und insbesondere auf eine Verbesserung bei solchen Verfahren zum
Steuern des automatischen Betriebs von Motorbaggern, um die Wirtschaftlichkeit der
Arbeit von Motorbaggern während
der Endbearbeitung von Boden, was eine wichtige Arbeit ist, die durch
Motorbagger ausgeführt
wird, zu verbessern.
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Während des
Ausführens
einer Endbearbeitung von Boden mit einem Motorbagger müssen die Arbeitsteile
wie der Ausleger, der Arm und die Schaufel des Motorbaggers einzeln
und/oder wahlweise durch einen Operateur gesteuert werden. Die 1 ist eine Ansicht, welche
die Anordnung und die Konstruktion eines typischen Motorbaggers
schematisch zeigt. Wie in der 1 gezeigt
wird, muss der Operateur des Motorbaggers während einer Endbearbeitung
von Boden die Antriebszylinder des Auslegers 101, des Armes 102 und
der Schaufel 103 sowie die Antriebsmotoren wie die Schwenk-
und Fortbewegungsmotoren geeignet steuern. Der Motorbagger muss
somit während
einer Endbearbeitung von Boden notwendigerweise von einem sehr geschickten Operateur
bedient werden.
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Seit
ein paar Jahren werden bei Motorbaggern elektronische Steuerungen
verwendet, um den Betrieb der Bagger automatisch zu steuern und
um die Wirtschaftlichkeit der Arbeit der Bagger zu verbessern. Die
oben erwähnte
elektronische Steuerung verbessert insbesondere die Wirtschaftlichkeit
der Arbeit während
einer Endbearbeitung von Boden. Das typische Steuerungsverfahren,
das durch eine Steuerung während
einer Endbearbeitung von Boden ausgeführt wird, weist jedoch die
folgenden Probleme auf. Das heißt,
die Ausgangsgeschwindigkeiten für
die Bewegung der Arbeitsteile sind auf fixe Geschwindigkeiten begrenzt,
die in keiner Beziehung zu den Eingabesignalen des Operateurs während einer
automatischen Endbearbeitung von Boden stehen. Zusätzlich muss
der Operateur des Baggers während
einer automati schen Endbearbeitung von Boden wiederholt die Schalttafel
betätigen,
um verschiedene Eingabesignale zu erzeugen, welche zum Beispiel
die Auswahl des automatischen Betriebsmodus und einen Zielwinkel
für die
Endbearbeitung von Boden anzeigen. Ein anderes Problem des typischen Steuerungsverfahrens
liegt darin, dass der Betrieb des Baggers während einer Endbearbeitung
von Boden wiederholt unterbrochen werden muss. Das heißt, dass
der Operateur während
einer Endbearbeitung von Boden den vorhandenen automatischen Betriebsmodus
häufig
löschen
muss, einen manuellen Betriebsmodus auswählen muss und den automatischen
Betriebsmodus erneut auswählen
sowie den Zielwinkel für
die Endbearbeitung von Boden erneut einstellen muss, wodurch er
ermüdet
wird. Die oben erwähnte
Unterbrechung des Betriebs vermindert auch die Wirtschaftlichkeit
der Arbeit des Baggers während
der Endbearbeitung von Boden.
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Aus
der WO 94/26988 A1 ist beispielsweise ein Verfahren zur Steuerung
von Motorbaggern bekannt, bei dem die Geometrie des Auslegers durch Sensoren
erfasst wird und die entsprechenden Signale in einer Steuereinheit
zur Steuerung des Auslegers mit Steuer- und Kommandosignalen verglichen werden.
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Aus
der
US 5,088,020 ist
ferner ein Verfahren zur Steuerung von Motorbaggern bekannt, bei dem
die Schwenkbewegung des Auslegers in Abhängigkeit von einem sich vergrößernden
Winkel eines Steuerhebels und einem Positionssensor zur Erfassung
der dynamischen Stellung des Auslegers in lateraler Richtung gesteuert
wird.
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Es
ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
bereit zu stellen, um den Betrieb eines Motorbaggers während einer
Endbearbeitung von Boden zu steuern, bei welchem die obigen Probleme überwunden
werden können
und bei dem es nicht nötig
ist, den Betriebsmodus zu ändern
oder den Zielwinkel für
die Endbearbeitung von Boden erneut einzustellen, wodurch der Operateur des
Baggers von Ermüdung
während
einer Endbearbeitung von Boden befreit wird, und das die Ausgangsgeschwindigkeiten
für die
Bewegung der Arbeitsteile gemäß den Eingabesignalen
des Operateurs beibehält
und sich wirksam an eine Änderung der
Arbeitsbedingungen während
der Endbearbeitung von Boden anpasst, womit die Wirtschaftlichkeit der
Arbeit des Baggers während
einer Endbearbeitung von Boden verbessert wird.
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Um
die obige Aufgabe zu vollbringen, stellt die vorliegende Erfindung
die Verfahren nach den Ansprüchen
1 und 2 zum Steuern des Betriebs eines Motorbaggers während einer
Endbearbeitung von Boden bereit, wobei der Bagger einen Ausleger,
einen Arm, eine Schaufel und eine Schwenkeinheit sowie eine Vielzahl
von Winkelstellungsmessfühlern hat,
wie Messfühler
für den
Ausleger, den Arm und die Schaufel. Beim obigen Verfahren werden
die Schaufel, der Arm und die Schwenkeinheit in Abhängigkeit
der Betätigungssignale
des Operateurs gesteuert, die durch eine Eingabeeinrichtung für Betätigungssignale
ausgegeben werden. Unterdessen wird der Ausleger gemäß einer
der folgenden zwei Arten gesteuert. Das heißt, wenn von der Eingabeeinrichtung
für Betätigungssignale
ein Signal für
die Betätigung
des Auslegers ausgegeben wird, wird der Ausleger in Abhängigkeit
des Eingangssignals für
die Betätigung
des Auslegers gesteuert. Wenn jedoch die Eingabeeinrichtung für Betätigungssignale
kein Signal für
die Steuerung des Auslegers ausgibt, so werden die Winkelstellungssignale
der Messfühler des
Auslegers, des Armes und der Schaufel sowie ein Zielwinkel für die Endbearbeitung
von Boden geometrisch so verarbeitet, dass Referenzdaten für den Auslegerwinkel
berechnet werden. Danach werden die Referenzdaten für den Auslegerwinkel
mit den Daten des Ausgangs des Auslegerwinkels verglichen, bevor
eine Steuerungsoperation mit der Differenz zwischen den beiden Winkeln
durchgeführt wird,
wobei ein automatisches Steuerungssignal für den Ausleger erzeugt wird.
Das automatische Steuerungssignal für den Ausleger wird danach
ausgegeben und steuert den Ausleger, damit bewirkt wird, dass sich
die Schaufelspitze in Abhängigkeit
eines Arm-Betätigungssignals,
das von der Eingabeeinrichtung für
Betätigungssignale
ausgegeben wird, mit dem Zielwinkel für die Endbearbeitung von Boden
auf dem Boden bewegt.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung
in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen besser zu verstehen,
bei denen:
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1 eine Ansicht ist, welche
die Anordnung und die Konstruktion eines Motorbaggers zeigt;
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2 ein elektronisches und
hydraulisches System ist, welches in einem Motorbagger installiert ist
und durch das Steuerungsverfahren dieser Erfindung gesteuert wird;
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3 ein Flussdiagramm des
Steuerungsverfahrens gemäß der Erfindung
ist;
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4 eine Ansicht ist, welche
das Verfahren für
die Festlegung des Referenzkoordinatensystems der Arbeitsteile während einer
Endbearbeitung von Boden gemäß dieser
Erfindung zeigt; und
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5A bis 5D Ansichten sind, die Beispiele des
automatischen Betriebs der Endbearbeitung von Boden zeigen, die
durch einen Motorbagger ausgeführt
wird, der durch das Steuerungsverfahren nach der Erfindung gesteuert
wird.
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Die 2 ist ein elektronisches
und hydraulisches System, welches in einem Motorbagger installiert
ist und durch das Steuerungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
gesteuert wird.
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Wie
in der 2 gezeigt wird,
umfasst das System einen Motor 1, welcher als Kraftquelle
benutzt wird. Eine Vielzahl aus vorzugsweise zwei variablen hydraulischen
Pumpen 2 ist an die Maschine 1 angeschlossen und
werden durch die Drehkraft der Maschine 1 betätigt. Das
System umfasst auch eine Vielzahl von Antriebszylindern, wie einen
des Auslegerzylinder 3, einen Armzylinder 4 und
einen Schaufelzylinder 5. Die oben erwähnten Antriebszylinder 3 bis 5 werden
durch unter Druck gesetztes Öl angetrieben,
das aus den Pumpen 2 ausgegeben wird, wodurch der Ausleger 101,
der Arm 102 respektive die Schaufel 103 des Baggers
bewegt werden.
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Das
System umfasst weiter Antriebsmotoren, wie einen Schwenkmotor 6 und
einen Fortbewegungsmotor. Der oben erwähnte Schwenkmotor 6, der
in der Schwenkeinheit installiert ist, steuert die Drehbewegung
des Turmes bezüglich
des unteren Fortbewegungsteils des Baggers. Die oben erwähnten Antriebszylinder
und Antriebsmotoren 3 bis 6 sind durch entsprechende Ölleitungen
an die Pumpen 2 angeschlossen. An den entsprechenden Ölleitungen sind
Wegeventile 12a, 12b, 12c und 12d angebracht. Die
obigen Ventile 12a bis 12d steuern die Strömungsrichtung
und die Strömungsrate
des unter Druck gesetzten Öls,
welches von den Pumpen 2 ausgegeben wird und zu den Antrieben 3 bis 6 strömt, wodurch
die Bewegung der Antriebe 3 bis 6 gesteuert wird.
Beim obigen System ist es vorzuziehen, den Hub des Abstandsringes
der Wegeventile 12a bis 12d in Abhängigkeit
von Stromsteuerungssignalen zu steuern und die Strömungsrichtung
sowie die Strömungsrate
des unter Druck gesetzten Öls
für die
Antriebe 3 bis 6 proportional zu den Strömen der Steuerungssignale
zu steuern. Die obige Aufgabe kann durch eine Vielzahl von Proportionalsteuerungsventilen
(nicht gezeigt) vollbracht werden, welche an die entsprechenden
Wegeventile 12a bis 12d angeschlossen sind.
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Um
die Winkelstellungen der Arbeitsteile (Ausleger 101, Arm 102 und
Schaufel 103) zu messen, wird auf den Arbeitsteilen eine
Vielzahl von Messfühlern
bereit gestellt. Das heisst, das System hat einen Messfühler 8 für den Ausleger,
einen Messfühler 9 für den Arm
und einen Messfühler 10 für die Schaufel.
Die obigen Messfühler 8 bis 10 messen
die Winkelstellungen der entsprechenden Arbeitsteile und geben Winkelstellungssignale
an eine Steuerung 11 aus, welche einen Mikroprozessor umfasst.
Um die Betätigungssignale
des Operateurs an die Steuerung 11 auszugeben, wird eine
Eingabeeinrichtung 7 für
Betätigungssignale,
die eine Vielzahl von Steuerungshebeln und Pedalen umfasst, in der
Steuerungshaube des Turmes bereit gestellt. Nachdem sie sowohl die
Ausgangssignale (Betätigungssignale) der
Eingabeeinrichtung 7 für
Betätigungssignale
als auch die Ausgangssignale (Stellungssignale) der Messfühler 8 bis 10 empfangen
hat, verarbeitet die Steuerung 1 die Betätigungs-
und Stellungssignale, bevor sie die Stomsteuerungssignale an die
Wegeventile 12a bis 12d ausgibt. Das heisst, dass
die obige Steuerung 11 die Wegeventile 12a bis 12d steuert,
um die Spitze des Armes in Abhängigkeit
der Betätigungssignale,
die von der Eingabeeinrichtung 7 für Betätigungssignale ausgegeben werden,
zu bewegen, während
der Zielwinkel für
die Endbearbeitung von Boden beibehalten wird.
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Gemäss dem Steuerungssystem
dieser Erfindung werden die Schaufel 103, der Arm 102 und die
Schwenkeinheit folgendermassen gesteuert. Das heisst, dass die Steuerung 11 die
Betätigungssignale der
Eingabeeinrichtung 7 für
Betätigungssignale
verarbeitet und Stromsteuerungssignale an die Wegeventile, die zur
Schaufel, zum Arm und zur Schwenkeinheit gehören, ausgibt. Die Steuerung 11 steuert somit
den Hub des Abstandsringes der obigen Wegeventile, die zur Schaufel,
zum Arm und zur Schwenkeinheit gehören, gemäss den Betätigungssignalen des Operateurs,
welche von der Eingabeeinrichtung 7 für Betätigungssignale ausgegeben werden.
Inzwischen steuert das Steuerungssystem dieser Erfindung den Ausleger 101 wie
folgt. Wenn die Eingabeeinrichtung 7 für Betätigungssignale ein Betätigungssignal
des Operateurs ausgibt, um die Bewegung des Auslegers 101 von
Hand zu steuern, gibt die Steuerung 11 ein manuelles Steuerungssignal
für den
Ausleger aus, um den Ausleger 101 in Abhängigkeit
des obigen Betätigungssignals
des Operateurs zu steuern. Wenn die Eingabeeinrichtung 7 für Betätigungssignale
jedoch kein Signal zum Steuern der Bewegung des Auslegers 101 ausgibt,
so verarbeitet die Steuerung 11 die von den Messfühlern 8 bis 10 für den Ausleger,
den Arm und die Schaufel ausgegebenen Winkelstellungssignale geometrisch.
Im obigen Falle verarbeitet die Steuerung 11 auch einen
Winkel für
die Endbearbeitung von Boden geometrisch, welcher durch die Steuerung 11 in
Abhängigkeit
der Betätigungssignale
des Operateurs, die durch die Eingabeeinrichtung 7 für Betätigungssignale
ausgegeben wurden, eingestellt wurde. Nach den obigen geometrischen
Operationen mit den Winkelstellungssignalen und dem Winkel für die Endbearbeitung
von Boden berechnet die Steuerung 11 Referenzdaten für den Auslegerwinkel
und führt
eine Steuerungsoperation mit der Differenz zwischen den Referenzdaten
für den
Auslegerwinkel und den ausgegebenen Daten für den Auslegerwinkel durch,
womit ein automatisches Steuerungssignal für den Ausleger erzeugt wird,
welches an die Wegeventile ausgegeben wird. Die Steuerung 11 steuert
somit den Ausleger 101 um zu bewirken, dass sich die Schaufelspitze
mit einem konstanten Winkel für
die Endbearbeitung von Boden in Abhängigkeit eines Betätigungssignals,
das von der Eingabeeinrichtung für
Betätigungssignale ausgegeben
wird, auf dem Boden bewegt.
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Die 3 ist ein Flussdiagramm
des Steuerungsverfahrens gemäss
der vorliegenden Erfindung. Die 4 ist
eine Ansicht, welche das Verfahren für die Festlegung des Referenzkoordinatensystems
des Auslegers 101, des Armes 102 und der Schaufel 103 gemäss dieser
Erfindung zeigt.
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Wie
im Flussdiagramm der 3 dargestellt wird,
initialisiert die Steuerung 11 beim Schritt S1 die Koordinaten
X1, Y1 und X2, Y2 der Schaufelspitze im absoluten Referenzkoordinatensystem
X-Y. In diesem Falle sind die obigen Koordinaten X1, Y1 und X2,
Y2 Variablen der Position der Schaufelspitze am Anfangs- respektive
am Endpunkt des Bodens für
die Endbearbeitung von Boden. Beim Schritt S1 initialisiert die
Steuerung 11 auch einen Zielwinkel G für die Endbearbeitung von Boden.
Zusätzlich
setzt die Steuerung 11 das Flag auf EIN, um die Startpunkt-Koordinaten
X1, Y1 während
einer automatischen Endbearbeitung von Boden des Baggers zu speichern.
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Beim
Schritt 2 empfängt
die Steuerung 11 die Winkeldaten tB des Auslegers, die
vom Messfühler 8 für den Ausleger
ausgegeben werden, die Winkeldaten tA des Armes, die vom Messfühler 9 für den Arm ausgegeben
werden, die Winkeldaten tK der Schaufel, die vom Messfühler 10 für die Schaufel
ausgegeben werden und die Daten JBM, JA, JBK sowie JSW der Betätigungssignale
des Operateurs, die von der Eingabeeinrichtung 7 für Betätigungssignale
ausgegeben werden.
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Beim
Schritt 3 prüft
die Steuerung 11, ob die Richtung des Eingangs-Betätigungssignals
des Armes JA geändert
wurde. Im obigen Falle wurde die Änderung der Richtung der Eingangs-Betätigungssignale
von der Eingabeeinrichtung 7 für Betätigungssignale folgendermassen
angewendet. Zum Beispiel wird im Falle eines Arm-Betätigungssignals
JA geprüft,
ob das Eingangs-Betätigungssignal
des Armes JA eine Umwandlung einer vorhandenen Armbewegung nach
aussen in eine Armbewegung nach innen oder eine Umwandlung einer
vorhandenen Armbewegung nach innen in eine Armbewegung nach aussen
anzeigt. Im Falle eines Ausleger-Betätigungssignals JBM wird geprüft, ob das
Eingangs-Betätigungssignal
des Auslegers JBM eine Umwandlung einer vorhandenen Auslegerbewegung
nach oben in eine Auslegerbewegung nach unten oder eine Umwandlung
einer vorhandenen Auslegerbewegung nach unten in eine Auslegerbewegung
nach oben anzeigt. Auf der anderen Seite wird durch die Steuerung 11 die
Richtungsänderung
des Arm-Betätigungssignals JA
als Referenzwert verwendet, wenn die Start-, Stop- und Wiederbeginn-Zeiteinteilung
für die
Endbearbeitung von Boden geprüft
wird. Wenn beim Schritt 3 bestimmt wird, dass das Arm-Betätigungssignal
nicht geändert
wurde, bedeutet dies, dass die vorhandene Bewegung des Armes 102 weitergeführt werden
muss. Die Steuerung 11 führt in diesem Falle den Schritt 7 aus.
Wenn jedoch beim Schritt 3 bestimmt wird, dass das Arm-Betätigungssignal
geändert
wurde, muss die Bewegungsrichtung des Armes geändert werden. Im obigen Falle
führt die
Steuerung 11 den Schritt 4 aus.
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Beim
Schritt 4 prüft
die Steuerung 11, ob das Flag zum Speichern der Startpunktkoordinaten
X1, Y1 auf AUS gesetzt wurde. Wenn bestimmt wird, dass das Flag
für die
Koordinatenspeicherung auf EIN gesetzt wurde, bedeutet dies, dass
die Startpunktkoordinaten X1, Y1 im Referenzkoordinatensystem X-Y
in der Steuerung 11 gespeichert wurden. Wenn mittlerweile
bestimmt wird, dass das Flag für die
Koordinatenspeicherung auf AUS gesetzt wurde, bedeutet dies, dass
die obigen Koordinaten X1, Y1 in der Steuerung 11 nicht
gespeichert wurden. Wenn beim Schritt 4 bestimmt wird, dass das
Flag für
die Koordinatenspeicherung auf AUS gesetzt wurde, führt die
Steuerung 11 den Schritt 6 aus. Wenn im Gegensatz dazu
bestimmt wird, dass das Flag für
die Koordinatensteuerung auf EIN gesetzt wurde, führt die
Steuerung 11 den Schritt 5 aus.
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Beim
Schritt 5 führt
die Steuerung 11 eine vorgegebene geometrische Operation
mit den Winkeldaten tB des Auslegers, den Winkeldaten tA des Armes
und den Winkeldaten tK der Schaufel aus, welche beim Schritt 2 an
die Steuerung 11 übergeben wurden,
um somit die Endpunktkoordinaten X2, Y2 im Referenzkoordinatensystem
X-Y zu berechnen. Nach der Berechnung der Koordinaten X2, Y2 berechnet
die Steuerung 11 den Zielwinkel G für die Endbearbeitung von Boden,
indem sie die Start- und Endpunktkoordinaten X1, Y1 und X2, Y2 verwendet.
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Beim
Schritt 6 führt
die Steuerung 11 eine vorgegebene geometrische Operation
mit den Winkeldaten tB des Auslegers, den Winkeldaten tA des Armes
und den Winkeldaten tK der Schaufel aus, welche beim Schritt 2 an
die Steuerung 11 übergeben wurden,
so dass die Startpunktkoordinaten X1, Y1 im Referenzkoordinatensystem
X-Y berechnet werden und in der Steuerung 11 gespeichert
werden. Danach setzt die Steuerung 11 das Flag für die Koordinatenspeicherung
auf EIN, bevor sie den Schritt 7 durchführt.
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Beim
Schritt 7 prüft
die Steuerung 11, ob von der Eingabeeinrichtung 7 für Betätigungssignale
ein Ausleger-Betätigungssignal
JBM ausgegeben wurde. Wenn beim Schritt 7 bestimmt wird, dass von
der Eingabeeinrichtung 7 für Betätigungssignale ein Ausleger-Betätigungssignal
JBM ausgegeben wurde, bedeutet dies, dass der Operateur während der
Endbearbeitung von Boden die Bewegung des Auslegers 101 von
Hand steuert. Im obigen Falle führt
die Steuerung 11 den Schritt 8 aus. Wenn mittlerweile beim Schritt
7 bestimmt wird, dass von der Eingabeeinrichtung 7 für Betätigungssignale
kein Ausleger-Betätigungssignal
JBM ausgegeben wurde, führt
die Steuerung den Schritt 9 aus.
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Beim
Schritt 8 führt
die Steuerung 11 eine vorgegebene Operation mit den Daten
des Ausleger-Betätigungssignals
JBM aus und erzeugt ein manuelles Steuerungssignal Vm für den Ausleger,
um den Hub des Abstandsringes des Wegeventils des Auslegerzylinders
in Abhängigkeit
des Eingangs-Betätigungssignals
des Auslegers JBM zu steuern. Das Wegeventil des Auslegerzylinders
steuert somit die Strömungsrichtung
und die Strömungsrate
des unter Druck gesetzten Öls
für den
Auslegerzylinder und steuert den Betrieb des Auslegerzylinders in
Abhängigkeit
des Eingangs-Betätigungssignals
des Auslegers JBM. Nach der Ausführung
des Schrittes 8 führt die
Steuerung 11 den Schritt 12 aus.
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Beim
Schritt 9 führt
die Steuerung 11 eine vorgegebene geometrische Operation
mit den Winkeldaten tB des Auslegers, den Winkeldaten tA des Armes
und den Winkeldaten tK der Schaufel aus, welche beim Schritt 2 in
der Steuerung 11 empfangen wurden. Bei diesem Schritt verarbeitet
die Steuerung 11 auch geometrisch den Zielwinkel G für die Endbearbeitung
von Boden, welcher beim Schritt 5 berechnet wurde. Als Resultat
der obigen geometrischer. Operationen mit den Winkeldaten und dem
Winkel für die
Endbearbeitung von Boden berechnet die Steuerung 11 Referenzdaten
tBref des Auslegerwinkels, welche als Referenzdaten zum Steuern
des Auslegers 101 verwendet werden, um die Schaufelspitze mit
einem konstanten Winkel für
die Endbearbeitung von Boden in Abhängigkeit eines Arm-Betätigungssignals,
das von der Eingabeeinrichtung 7 für Betätigungssignale ausgegeben wurde,
auf dem Boden zu bewegen. Danach führt die Steuerung 11 den
Schritt 10 aus.
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Beim
Schritt 10 vergleicht die Steuerung 11 die Referenzdaten
tBref des Auslegerwinkels von Schritt 9 mit den Ausgangswinkeldaten
tB des Auslegers von Schritt 2, um somit die Differenz (Fehlerdaten,
e = tBref – tB)
zwischen den beiden Winkeldaten tBref und tB zu berechnen. Nach
der Ausführung
von Schritt 10 führt
die Steuerung 11 den Schritt 11 aus.
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Beim
Schritt 11 führt
die Steuerung 11 eine vorgegebene Steuerungsoperation mit
den obigen Fehlerdaten "e" von Schritt 10 aus
und erzeugt somit ein automatisches Steuerungssignal Va für den Ausleger,
um den Hub des Abstandsringes des Wegeventils des Auslegerzylinders
automatisch zu steuern. Das Wegeventil des Auslegerzylinders steuert somit
die Strömungsrichtung
und die Strömungsrate des
unter Druck gesetzten Öls
für den
Auslegerzylinder. Nach der Ausführung
des Schrittes 11 führt
die Steuerung 11 den Schritt 12 aus.
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Beim
Schritt 12 führt
die Steuerung 11 eine Operation entweder mit dem manuellen
Steuerungssignal Vm für
den Ausleger von Schritt 8 oder mit dem automatischen Steuerungssignal
Va für
den Ausleger von Schritt 11 aus, um somit ein Stromsteuerungssignal
zu erzeugen. Das obige Stromsteuerungssignal wiederum wird an das
Wegeventil des Auslegerzylinders ausgegeben, wodurch es den Hub des
Abstandsringes des Wegeventils des Auslegerzylinders steuert. Die
Steuerung 11 verarbeitet beim Schritt 12 auch die Signaldaten
JBK, JA, JSW, welche beim Schritt 2 von der Eingabeeinrichtung 7 für Betätigungssignale
ausgegeben wurden, wodurch Stromsignale zum Steuern des Hubes des
Abstandsringes der Wegeventile, die zur Schaufel 103, zum Arm 102 und
zur Schwenkeinheit gehören,
erzeugt werden. Danach führt
die Steuerung 11 den Schritt 13 aus.
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Beim
Schritt 13 gibt die Steuerung 11 die Stromsteuerungssignale
von Schritt 12 an die Signal-Eingangsanschlüsse der entsprechenden Wegeventile
aus. Danach kehrt die Steuerung 11 zum Schritt 2 zurück, um das
oben erwähnte
Verfahren zu wiederholen.
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Die 5A und 5B sind Ansichten, die Beispiele des
automatischen Betriebs der Endbearbeitung von Boden zeigen, die
durch einen Motorbagger ausgeführt
wird, der gemäss
dem Steuerungsverfahren dieser Erfindung gesteuert wird.
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Im
Falle des in der 5A gezeigten
Betriebs betätigt
der Operateur des Baggers die Eingabeeinrichtung 7 für Betätigungssignale
und steuert die Arbeitsteile, das heisst den Ausleger 101,
den Arm 102 und die Schaufel 103, um die Schaufelspitze am
Startpunkt A des Bodens der Endbearbeitung zu positionieren. Danach
steuert der Operateur die Arbeitsteile 101, 102 und 103,
um die Schaufelspitze zum Endpunkt B des Bodens der Endbearbeitung
zu positionieren. Während
sich die Schaufelspitze wie oben beschrieben vom Punkt A zum Punkt
B bewegt, führt
die Schaufel 103 einen Zyklus der Endbearbeitung von Boden
aus. Um die Schaufelspitze am Startpunkt A von der 5A zu positionieren, wird der Arm 102 so
gesteuert, dass er nach aussen gedreht wird. In der obigen Position
wird der Arm 102 wiederum nach innen gedreht, um sich somit
zum Endpunkt zu bewegen. Im obigen Zustand speichert die Steuerung 11 die
Koordinaten X1, Y1 des Startpunktes A automatisch auf dieselbe Art,
wie sie für
das Flussdiagramm der 3 beschrieben
wurde. Wenn die Schaufelspitze des Baggers den Punkt B erreicht
und ein Zyklus der Endbearbeitung von Boden beendet ist, gibt der
Operateur ein Einwärtsbewegungssignal für den Arm
ein, unabhängig
von der gegenwärtigen Bewegung
des Auslegers, so dass die oben erwähnten Bewegungen der Arbeitsteile
wiederholt werden, bis die Endbearbeitung von Boden. beendet ist.
Im obigen Zustand speichert die Steuerung 11 die Koordinaten
X1, Y1 und X2, Y2 der Start- und Endpunkte A und B automatisch in
ihrem Speicher und berechnet den Zielwinkel G für die Endbearbeitung von Boden,
indem sie die obigen Koordinaten X1, Y1 und X2, Y2 auf dieselbe
Art verwendet, wie sie für
das Flussdiagramm der 3 beschrieben
wurde. Die Steuerung 11 steuert somit die Bewegung der
Arbeitsteile gemäss
dem Steuerungsverfahren, wie es oben für das Flussdiagramm der 3 beschrieben wurde, selbst
wenn der Operateur die Eingabeeinrichtung für Betätigungssignale, die zum Ausleger gehört, nicht
betätigt.
Beim Endpunkt B wird der Arm nach aussen gedreht. Danach betätigt der
Operateur die Arbeitsteile mit dem konstanten Winkel für die Endbearbeitung
von Boden automatisch zwischen dem Start- und dem Endpunkt A und
B, bis die Arbeitsteile die Endbearbeitung von Boden vollständig vollendet
haben. Natürlich
kann der Operateur, während
die automatische Endbearbeitung von Boden ausgeführt wird, wahlweise die Bewegung
der Schaufel steuern, damit einer partiellen Änderung der Oberflächenbeschaffenheiten
des Bodens Rechnung getragen werden kann.
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Die 5B zeigt, dass die Schaufel 103 beim
Endpunkt B von der Oberfläche
des Bodens entfernt ist und von dort durch den Operateur zum Startpunkt
A zurückgeführt wird,
der den Ausleger 101 und den Arm 102 steuert,
nachdem ein Zyklus der Endbearbeitung von Boden vom Startpunkt A zum
Endpunkt B beendet ist. Der in der 5B gezeigte
obige Betrieb wird in wirksamer Weise für die Endbearbeitung zum Beispiel
eines Hanges verwendet. Beim obigen Betrieb wird der Winkel für die Endbearbeitung
von Boden eines früheren
Zyklus in der Steuerung 11 gespeichert, wie es für das Flussdiagramm
von 3 beschrieben wurde.
Deshalb wiederholen, wenn die Richtung des Eingangs-Betätigungssignals
für den
Arm während
der obigen Endbearbeitung von Boden durch den Operateur nicht geändert wird,
die Arbeitsteile die Endbearbeitung von Boden mit dem konstantem
Winkel für
die Endbearbeitung von Boden automatisch, selbst wenn der Operateur
nach der Rückkehr
der Schaufel 103 zum Startpunkt A ausschliesslich den Arm 102 steuert.
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Bei
einem bekannten Steuerungsverfahren muss der automatische Betrieb
zum Ausführen
der obigen Endbearbeitung von Boden von 5B intermittierend beim Endpunkt B gestoppt
werden, bevor die Schaufel 103 zum Startpunkt A bewegt
wird. Beim Startpunkt A wählt
der Operateur den automatischen Betriebsmodus erneut aus, bevor
der Zielwinkel für
die Endbearbeitung von Boden eingegeben wird.
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Der
automatische Betrieb von der 2 kann
aus der Beschreibung der 5A verstanden werden.
Das heisst, dass der Operateur die Eingabeeinrichtung 7 für Betätigungssignale
betätigt,
um Betätigungssignale
für zum
Beispiel ein nach-aussen-Signal des Armes zu erzeugen, wodurch die Schaufelspitze
am Startpunkt A der 5A positioniert
wird. Nachdem er die Schaufelspitze beim Punkt A positioniert hat,
steuert der Operateur die Arbeitsteile, das heisst, den Ausleger 101,
den Arm 102 und die Schaufel 103, einzeln oder
wahlweise, um die Schaufelspitze von der Bodenoberfläche zu entfernen
und die Schaufelspitze zum Endpunkt B zu bewegen, während die
nach-innen-Bewegung des Armes beibehalten wird, ohne dass erforderlich
ist, dass die Schaufelspitze auf der Bodenoberfläche bewegt wird. Während dem
obigen Vorgang wird der Zielwinkel für die Endbearbeitung von Boden
der automatischen Endbearbeitung von Boden in der Steuerung 11 automatisch
eingestellt. Die Armspitze wird im obigen Zustand automatisch in
eine Position mit dem Zielwinkel für die Endbearbeitung von Boden bewegt,
indem ein nach-aussen-Signal für
den Arm eingegeben wird.
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Die
Figur SC zeigt einen Betrieb zum Steuern der Arbeitsteile, wenn
es während
einer Endbearbeitung von Boden ein Hindernis auf der Bodenoberfläche gibt.
Das heisst, der Betrieb von der 5C ist gleich
wie eine teilweise Zusammensetzung aus den Betrieben von den 5A und 5B. Beim Betrieb der 5C steuert der Operateur den Arm 102,
um die Endbearbeitung von Boden automatisch vom Punkt B aus auszuführen. Wenn
die Schaufelspitze während
des obigen automatischen Betriebs den Punkt C auf der 5C erreicht, steuert der
Operateur den Ausleger 101, während die vorhandene Bewegung des
Armes nach aussen beibehalten wird und somit die Schaufelspitze
am Punkt D von der 5C positioniert
wird. Wenn die Schaufelspitze am Punkt D positioniert ist, steuert
der Operateur den Arm 102, um die automatische Endbearbeitung
von Boden weiterzuführen.
Beim bekannten Steuerungsverfahren werden die Arbeitsteile des Baggers
automatisch gesteuert, während
sich die Schaufelspitze vom Punkt B zum Punkt C bewegt. Wenn die
Schaufelspitze den Punkt C erreicht, wird der automatische Betrieb
des Arbeitsteile durch den Operateur gestoppt. Danach betätigt der
Operateur die Eingabeeinrichtung für Betätigungssignale, um die Schaufelspitze vom
Punkt C zum Punkt D zu bewegen. Nachdem er die Schaufelspitze am
Punkt D positioniert hat, wählt der
Operateur den automatischen Betriebsmodus erneut aus und gibt den
Zielwinkel für
die Endbearbeitung von Boden ein, um die automatische Endbearbeitung
von Boden erneut zu beginnen.
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Die 5D zeigt eine Änderung
der Arbeitsbedingungen im Hinblick auf den Winkel für die Endbearbeitung
von Boden bei den 5A bis 5C gegenüber den Bedingungen im Hinblick
auf den Winkel für
die Endbearbeitung von Boden bei der 5D.
Beim Betrieb von 5D steuert
der Operateur die Arbeitsteile zuerst, um die Schaufelspitze vom
Punkt A von Figur SC zum Punkt A von 5D zu
bewegen. Danach werden die Arbeitsteile auf dieselbe Art automatisch
gesteuert, wie sie für
den Betrieb von den 5A bis 5C beschrieben wurde, so dass
der Bagger einfach die automatische Endbearbeitung von Boden ausführt, während der Änderung der
Arbeitsbedingungen in angemessener Weise Rechnung getragen wird.
Beim bekannten Steuerungsverfahren muss der Operateur den automatischen
Betriebsmodus stoppen, wenn die Schaufelspitze den Punkt A von 5C erreicht. Danach werden
die Arbeitsteile durch den Operateur gesteuert, um die Schaufelspitze
vom Punkt A der Figur SC zum Punkt A der 5D zu bewegen. Nachdem er die Schaufelspitze
am Punkt A der 5D positioniert hat,
wählt der
Operateur den automatischen Betriebsmodus erneut aus und gibt den
Zielwinkel für die
Endbearbeitung von Boden ein, um den automatischen Betrieb für die Vollendung
der Endbearbeitung von Boden erneut zu beginnen.
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Wie
oben beschrieben wurde, stellt die vorliegende Erfindung ein verbessertes
Verfahren zum automatischen Steuern des Betriebs eines Motorbaggers
während
einer Endbearbeitung von Boden bereit. Beim Steuerungsverfahren
dieser Erfindung ist es nicht nötig,
den Betriebsmodus zu ändern
oder den Zielwinkel für
die Endbearbeitung von Boden erneut einzustellen, so dass das Verfahren
dieser Erfindung der Operateur des Baggers während einer Endbearbeitung
von Boden von Ermüdung
befreit. Das obige Verfahren hält
auch die ausgegebenen Bewegungsgeschwindigkeiten der Arbeitsteile
wie des Auslegers, des Armes und der Schaufel gemäss den Betätigungssignalen,
die von der Eingabeeinrichtung für
Betätigungssignale
ausgegeben werden, bei und trägt
einer Änderung
der Arbeitsbedingungen der Endbearbeitung von Boden wirksam Rechnung,
womit die Wirtschaftlichkeit der Arbeit des Baggers während einer
Endbearbeitung von Boden verbessert wird.
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Obwohl
zum Zwecke der Darstellung die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung offenbart wurden, wird der Fachmann erkennen, dass verschiedene
Modifikationen, Zusätze
und Substitutionen möglich
sind, ohne vom Schutzbereich und von der Idee der Erfindung abzuweichen, wie
sie in den beiliegenden Patentansprüchen offenbart werden.