DE2806399C2

DE2806399C2 - Control for drives of a charging device

Info

Publication number: DE2806399C2
Application number: DE19782806399
Authority: DE
Inventors: Volkmar Ing.(grad.) 2407 Schwartau Behrendt; Toni Dipl.-Phys. Dr.-Ing. 8520 Erlangen Bertling
Original assignee: O & K Orenstein & Koppel AG Werk Luebeck 2400 Luebeck De; O&K Orenstein and Koppel GmbH; Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-02-15
Filing date: 1978-02-15
Publication date: 1982-04-08
Also published as: DE2806399A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Regelung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.The invention relates to a regulation of the type mentioned in the preamble of claim 1.

In der DE-OS 10 82 718 ist eine Einrichtung zur Steuerung der Bewegung eines lastenfördernden Gerätes, z. B. eines Krans beschrieben, bei dem ein Ausleger über ein Gelenk an einem Kranmast um eine waagrechte Achse schwenkbar ist. Für das Drehwerk, Hubwerk und/oder Fahrwerk sind geregelte Antriebe vorgesehen. Zur Steuerung des lastenfördernden Gerätes dient ein dem Gerät nachgebildetes verkleinertes Steuermodell, dessen Bewegungen elektrisch oder hydraulisch auf das zu steuernde Gerät mit Hilfe einer Nachlaufschaltung übertragen werden. Dabei ist beispielsweise eine Brückenschaltung vorgesehen, in dessen einem Zweig ein Steuerorgan für das Stellglied eines Hubwerkes und in dessen anderem Zweig ein mit einem Stellhebel versehenes Steuerorgan des Modells angeordnet ist. Die Übertragung der Bewegungen des Steuermodells auf das zu steuernde Gerät erfolgt dabei nach dem Prinzip der Nullabgleichung. Dabei werden die Stellglieder unmittelbar den Gelenkpunkten des lastenfördernden Gerätes zugeordnet. Bei dieser Ausführung wird über den Stellhebel eine Wegsteuerung vorgenommen.In DE-OS 10 82 718 is a device for controlling the movement of a load-promoting Device, e.g. B. a crane described in which a boom via a joint on a crane mast to a horizontal axis is pivotable. Controlled drives are used for the slewing gear, hoist and / or chassis intended. A scaled-down device modeled on the device is used to control the load-carrying device Control model whose movements electrically or hydraulically on the device to be controlled with the help of a Follow-up switching can be transmitted. A bridge circuit is provided, for example, in FIG one branch of which is a control element for the actuator of a hoist and in the other branch one with an adjusting lever provided control member of the model is arranged. The transmission of the movements of the The control model on the device to be controlled is based on the principle of zero adjustment. Be there the actuators are assigned directly to the articulation points of the load-bearing device. In this version a path control is carried out via the setting lever.

In der deutschen Patentanmeldung Aktenzeichen: P 27 54 698.1 ist eine Regelung für Drehwerks- und/ oder Hubwerksantriebe eines Krans mit Knicklenkern vorgeschlagen worden. Der Kran besitzt einen um eine Achse drehbaren Innenholm, der einen um eine weitere Achse drehbaren Außenholm mit einem Ladegeschirr trägt Zur Erzielung eines gewünschten Lastweges dient eine Regelung mit einer von den Drehwinkeln des Innenholms und Außenholms abhängigen Steuerung. Dabei wird der Außenholm und eine Drehscheibe mit dem Ladegeschirr für die Last abhängig vom Drehwinkel des Innenholms über einen Funktionsgenerator wegabhängig gesteuert Zur Erzielung einer geschwindigkeitsabhängigen Regelung, die eine Steigerung der ίο Transportleistung ermöglicht ist eine der Drehwinkelregelung unterlagerte Geschwindigkeitsregelung vorgesehen. In the German patent application file number: P 27 54 698.1 is a regulation for slewing gear and / or hoist drives of a crane with articulated arms have been proposed. The crane has one by one Axis rotatable inner spar, the one rotatable about another axis outer spar with a loading gear To achieve a desired load path, a control with one of the rotation angles of the is used Inner spar and outer spar dependent control. The outer spar and a turntable are included the loading gear for the load depending on the angle of rotation of the inner beam via a function generator path-dependent controlled To achieve a speed-dependent control that increases the ίο Transport performance is made possible by regulating the angle of rotation subordinate speed control provided.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Regelung für Antriebe einer Ladeeinrichtung derart auszubilden, daß ohne Verwendung einer Rechnerschaltung eine Last von einem Aufnahmepunkt zu einem Absetzpunkt entlang eines vorgegebenen Transportweges mit vorgebbarer Geschwindigkeit bewegt werden kann.The object of the invention is to design a control system for drives of a charging device in such a way that a load from a pick-up point to a drop-off point without using a computer circuit can be moved along a predetermined transport path at a predetermined speed.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen.This problem is solved by the measures specified in the characterizing part of claim 1.

Mit der Regelung nach der Erfindung können unter Verwendung nur eines einzigen Steuerhebels die Bewegungsabläufe einer Ladeeinrichtung mit einfachen Mitteln geschwindigkeitsabhängig gesteuert werden. Dabei wird eine Erhöhung der Transportleistung sowie eine Einsparung besonderer Führungshilfen erzielt, da die Last mit ihrer Achse auch parallel zum Transportweg geführt werden kann.With the scheme according to the invention can using only a single control lever Movement sequences of a loading device can be controlled speed-dependent with simple means. This increases the transport performance and saves special guide aids because the load can also be guided with its axis parallel to the transport path.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing.

F i g. 1 zeigt eine Seitenansicht einer Ladeeinrichtung für Schiffe, die auch auf Deck verfahrbar ist,F i g. 1 shows a side view of a loading device for ships, which can also be moved on deck,

F i g. 2 eine Draufsicht zu F i g. 1 undF i g. 2 is a plan view of FIG. 1 and

F i g. 3 Regeleinrichtungen für die Geschwindigkeitssteuerung der Drehwerke und des Fahrwerkes der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Ladeeinrichtung.F i g. 3 control devices for the speed control of the slewing gear and the running gear of the in the F i g. 1 and 2 shown charging device.

In F i g. 1 ist auf einem fahrbaren Grundrahmen 1 eineIn Fig. 1 is on a mobile base frame 1 a

Säule 2 angeordnet, an der in einem senkrechten Drehgelenk 3 das eine Ende eines Innenholms 4 drehbar gelagert ist. Zum Drehen des Innenholms 4 dient ein Drehwerlcsantrieb, der aus einem Motor 5 und einem Getriebe mit Ritzel 6 sowie Zahnkranz 7 besteht. Ein Winkelgeber 8 dient zum Erfassen des Drehwinkels γ, den der Innenholm 4 gegenüber einer Bezugslinie 9 (F i g. 2) einnimmt. Am anderen Ende des Innenholms 4 ist ein weiteres Drehgelenk 10 für einen Außenholm 11 mit einem weiteren Winkelgeber 12 angeordnet, der den Winkel ε zwischen dem Innenholm 4 und dem Außenholm 11 erfaßt. Zum Drehen des Außenholms 11Arranged column 2 on which one end of an inner spar 4 is rotatably mounted in a vertical swivel joint 3. A turntable drive, which consists of a motor 5 and a gear with pinion 6 and toothed ring 7, is used to rotate the inner spar 4. An angle sensor 8 is used to detect the angle of rotation γ that the inner spar 4 assumes with respect to a reference line 9 (FIG. 2). At the other end of the inner spar 4 there is a further swivel joint 10 for an outer spar 11 with a further angle sensor 12 which detects the angle ε between the inner spar 4 and the outer spar 11. For turning the outer spar 11

so gegenüber dem Innenholm 4 dient ein weiterer Drehwerksantrieb, der aus einem Motor 13 und Getriebe mit Ritzel 14 und Zahnkranz 15 besteht. Im Außenholm 11 ist eine durch einen Motor angetriebene Winde 16 angeordnet, dessen Seil 17 über eine Laufrolle 18 am freien Ende des Außenholms 11 ein Ladegeschirr 19 für die Aufnahme einer Last 20 trägt.so opposite the inner spar 4 is another slewing drive, which consists of a motor 13 and Gear with pinion 14 and ring gear 15 consists. In the outer spar 11 is driven by a motor Winch 16 is arranged, the rope 17 of which is a loading gear via a roller 18 at the free end of the outer spar 11 19 for taking up a load 20 carries.

Die beiden Drehwerksantriebe 5, 6, 7 und 13, 14, 15 sind — wie Fig.3 zeigt — mit einer Drehwinkelregeleinrichtung 22 ausgerüstet, deren Reglersollwerte von einem Modell M der Ladeeinrichtung vorgegeben werden. Ein Regler 25 für den Drehwerksantrieb 5,6, 7 des Innenholms besitzt einen Soll-Istwertvergleicher 26 mit Sollwerteingang 71, einen Regelverstärker 27 und einen Steuersatz 28 für ein im Ankerkreis des Motors 5 angeordnetes elektronisches Stellglied 29. Der mit dem Motor 5 in Verbindung stehende Winkelgeber 8 liefert ein Signal, das als Istwert y,j, dem Soll-Istwertvergleicher 26 zugeführt wird.The two slewing gear drives 5, 6, 7 and 13, 14, 15 are - as FIG. 3 shows - equipped with a rotation angle control device 22, the control setpoints of which are specified by a model M of the loading device. A controller 25 for the slewing gear drive 5, 6, 7 of the inner spar has a setpoint / actual value comparator 26 with setpoint input 71, a control amplifier 27 and a control set 28 for an electronic actuator 29 arranged in the armature circuit of the motor 5 Angle sensor 8 supplies a signal which is fed to the setpoint / actual value comparator 26 as actual value y, j.

Es ist ein weiterer Regler 31 für den Drehwerksantrieb 13, 14,15 des Außenholms vorgesehen, der einen Soll-Istwertvergleicher 32 mit Sollwerteingang 72, einen Regelverstärker 33 und einen Steuersatz 34 für ein im Ankerkreis des Motors 13 angeordnetes elektronisches Stellglied 35 hat. Der mit dem Motor 13 verbundene Winkelgeber 12 liefert den Istwert e,_st, der dem Soll-Istwertvergleicher 32 zugeführt wird.Another controller 31 is provided for the slewing gear drive 13, 14, 15 of the outer beam, which has a setpoint / actual value comparator 32 with setpoint input 72, a control amplifier 33 and a control set 34 for an electronic actuator 35 arranged in the armature circuit of the motor 13. The angle encoder 12 connected to the motor 13 supplies the actual value e, _st , which is fed to the setpoint / actual value comparator 32.

Am Ende des Außenholms 11 ist eine Drehscheibe 55 angeordnet, an der das Ladegeschirr für die Last aufgehängt ist Durch einen Drehwerksantrieb ist die Drehscheibe 55 derart verstaubar, daß die Last 20 entlang des Transportweges parallel zu ihrer Achse verschoben wird. Dem Drehwerksantrieb ist ein Regler 59 zugeordnet, der einen Soll-Istwertvergleicher 60, einen Regelverstärker 61 und einen Steuersatz 62 enthält, welcher ein elektronisches Stellglied 63 für den Ankerstrom des Drehwerksmotors 56 beaufschlagt.At the end of the outer spar 11 is a turntable 55 arranged on which the loading gear for the load is suspended Turntable 55 can be stowed away in such a way that the load 20 is parallel to its axis along the transport path is moved. A controller 59 is assigned to the slewing gear drive, which has a setpoint / actual value comparator 60, contains a control amplifier 61 and a control unit 62, which an electronic actuator 63 for the Armature current of the slewing gear motor 56 is applied.

Die Regler 25, 31 und 59 besitzen Sollwerteingänge 71,72,73, die mit Gebern 8', 12' und 58' ein^s Modells M der Ladeeinrichtung verbunden sind. Diese Geber erfassen den Drehwinkel γ des Innenholms gegenüber einer Bezugslinie 9, den Winkel ε zwischen Innenholm und Außenholm sowie den Winkel κ der Drehscheibe gegenüber dem Außenholm und liefern Sollwerte für die Regelung.The controllers 25, 31 and 59 have setpoint inputs 71, 72, 73, which are connected to sensors 8 ', 12' and 58 'of a model M of the charging device. These sensors detect the angle of rotation γ of the inner spar with respect to a reference line 9, the angle ε between the inner spar and the outer spar and the angle κ of the turntable with respect to the outer spar and supply setpoint values for the control.

Zum Antrieb der Räder 92 des Fahrwerkes dient ein Antriebsmotor 93 mit Getriebe 94. Die Geschwindigkeit des Antriebsmotors 93 wird von einem Regler 95 gesteuert, der aus einem Soll-Istwertvergleicher 96 mit Sollwerteingang 91, einem Regelverstärker 97 und einem Steuersatz 98 für ein elektronisches Stellglied 99 des Antriebsmotors 93 besteht. Der mit diesem verbundene Geschwindigkeitsgeber 100 liefert den Istwert der Fahrgeschwindigkeit.A drive motor 93 with gear 94 is used to drive the wheels 92 of the chassis. The speed the drive motor 93 is controlled by a controller 95, which is composed of a setpoint / actual value comparator 96 Setpoint input 91, a control amplifier 97 and a control set 98 for an electronic actuator 99 of the drive motor 93 exists. The speed sensor 100 connected to this supplies the Actual value of the driving speed.

Zur Steuerung der Antriebe der Ladeeinrichtung dient ein Modell M, das eine Grundplatte 77 besitzt, an der in einem Drehgelenk ein Innenholm 4' angeordnet ist, der an einem weiteren Drehgelenk einen Außenholm 11' trägt. Das Ende dieses Holms ist durch einen Führungskörper 75 in einem Schlitz 76 der Grundplatte 77 geführt. Der Führungskörper 75 steht mit einem Antrieb 80 in Wirkverbindung, dessen Drehzahl durch ein mit einem Stellhebel 74 versehenes Stellorgan 87 einstellbar ist. Die Geber 8', 12' und 56' sind an Gelenken 3', 10' und 2V des Modells Mangeordnet. A model M is used to control the drives of the loading device, which has a base plate 77 on which an inner spar 4 'is arranged in a swivel joint and which carries an outer spar 11' on a further swivel joint. The end of this spar is guided by a guide body 75 in a slot 76 in the base plate 77. The guide body 75 is in operative connection with a drive 80, the speed of which can be adjusted by an actuator 87 provided with an adjusting lever 74. The transmitters 8 ', 12' and 56 'are arranged on joints 3', 10 'and 2V of the M model.

Durch Bewegen des Führungskörpers 75 entlang des Schlitzes 76 werden die in den Gebern 8', 12' und 58' gebildeten Sollwerte so verändert, daß der Außenholm 11 und Innenholm 4 sowie die Drehscheibe 55 entsprechend der Modellbewegung geführt werden.
Der Verlauf des Transportweges ist durch entsprechende Ausbildung des Führungsschlitzes 76 vorgebbar. Zur Erzielung eines möglichst kurzen Lastweges ist ein gerader Führungsschlitz von Vorteil. Zur Einstellung unterschiedlicher Lastwege vom Innendrehpunkt 3 ist es vorteilhaft, das Grundgelenk 3' des Modells an einem Arm 102 anzuordnen und relativ zum Schlitz 76 verstellbar auszubilden, so daß der senkrechte Abstand yö z. B. durch Lösen einer Schraube 86 an einer Hülse 104 beliebig veränderbar ist. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Last kann man durch entsprechendes schnelles oder langsames Bewegen des Führungsstückes 75 bestimmen.By moving the guide body 75 along the slot 76, the setpoint values formed in the sensors 8 ', 12' and 58 'are changed so that the outer spar 11 and inner spar 4 and the turntable 55 are guided in accordance with the model movement.
The course of the transport path can be predetermined by appropriate design of the guide slot 76. To achieve the shortest possible load path, a straight guide slot is advantageous. To set different load paths from the inner pivot point 3, it is advantageous to arrange the base joint 3 'of the model on an arm 102 and to make it adjustable relative to the slot 76 so that the vertical distance yö z. B. can be changed as desired by loosening a screw 86 on a sleeve 104. The speed of movement of the load can be determined by moving the guide piece 75 quickly or slowly.

Zur Vorgabe einer gewünschten Transportgeschwindigkeit ist es zweckmäßig, die Geschwindigkeit des Antriebs 80 nach einem vorgebbaren Programm zu steuern. Im Antrieb 80 ist hierzu ein ortsfester Motor 81 mit einem Ritzel 82 vorgesehen, das in eine mit dem Führungskörper 75 fest verbundene Zahnstange 83 eingreift. Zur programmierten Vorgabe der Geschwindigkeit für den Motor 81 dient ein Funktionsgenerator 84, der die dem Motor von der Spannungsquelle 85 zugeführte Spannung derart steuert, daß ein gewünschter Geschwindigkeitsverlauf, z. B. mit langsam ansteigender Anfahrgeschwindigkeit, gleichbleibender Transportgeschwindigkeit und sanft auslaufender Endgeschwindigkeit, erreicht wird. Die Höhe der Drehzahl ist durch ein mit einem Stellhebel 74 versehenes Potentiometer 87 (Stellorgan) einzustellen.
Um eine Last auch durch Verfahren des Krans auf einem gewünschten Weg bewegen zu können, ist der Arm 102 mit einem Führungsstück 105 versehen und in einer Führungsnut 106 durch einen Antrieb 107 verschiebbar. Hierbei ist das Führungsstück 105 mit einer Zahnstange 108 verbunden, die über einem Ritzel 109 mit einem Motor 110 in Antriebsverbindung steht. Durch einen Steuerhebel 111 kann die gewünschte Fahrgeschwindigkeit vorgegeben werden. Dabei kann der Innenholm 4' und der Außenholm 1Γ des Modells M gegeneinander arretierbar sein (beispielsweise durch eine Klemmschraube 101), falls die Last allein durch Verfahren des Krans bewegt werden soll.To specify a desired transport speed, it is expedient to control the speed of the drive 80 according to a program that can be preset. For this purpose, a stationary motor 81 with a pinion 82 is provided in the drive 80, which engages in a toothed rack 83 firmly connected to the guide body 75. For the programmed specification of the speed for the motor 81, a function generator 84 is used, which controls the voltage supplied to the motor from the voltage source 85 in such a way that a desired speed profile, e.g. B. with slowly increasing approach speed, constant transport speed and gently declining top speed is achieved. The level of the speed can be adjusted by means of a potentiometer 87 (actuator) provided with an adjusting lever 74.
In order to be able to move a load along a desired path by moving the crane, the arm 102 is provided with a guide piece 105 and can be displaced in a guide groove 106 by a drive 107. Here, the guide piece 105 is connected to a toothed rack 108 which is in drive connection with a motor 110 via a pinion 109. The desired driving speed can be specified by a control lever 111. The inner spar 4 'and the outer spar 1Γ of the model M can be locked against one another (for example by means of a clamping screw 101) if the load is to be moved solely by moving the crane.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Control for drives of a loading device, in particular a ship's crane, in which a loading gear is arranged at the end of a boom that can be rotated about a hinge and controlled drives are provided for at least one slewing gear, hoist and / or undercarriage, which are equipped with controllers whose setpoint inputs are connected to encoders that detect the desired sequence of movements and supply setpoints for the regulation, the control being carried out by a model in which the control body is in operative connection with a drive, the movement of which is adjustable by an actuator provided with an adjusting lever, characterized in that that the end of the model boom (H ') is guided in a base plate (77) by a guide body (75) in operative connection with the drive (80), the drive (80) being speed-controlled by the adjusting lever (74) and that to achieve different distances (yj) of the load paths from the base joint (3 ') of the model boom ( 4 ') the base joint (3') is adjustable relative to the movement path (slot 76) of the guide body (75).

2. Regulation according to claim 1, characterized in that for controlling the driving speed the inner joint (3 ') of the inner spar (4') with a guide piece on the base plate (77) a drive (107) provided with a control lever (111) is displaceable, the displacement detected by a transmitter (100) and a speed control device (95) of the loading device is specified as a setpoint.