DE3203924C2 - Control device for a tunneling or mining machine - Google Patents
Control device for a tunneling or mining machineInfo
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Abstract
Die Richtungssteuerung für eine mit Verstellzylindern für die Seiten- und Höhenkorrektur ausgerüstete Vortriebsmaschine, insbesondere für die Auffahrung von Flözstrecken im untertägigen Bergbau, wird mit einem hinter der Vortriebsmaschine in der Strecke aufgehängten Laser und einem der Vortriebsmaschine zugeordneten Empfangs- und Kontrollaggregat durchgeführt. Zur sicheren Steuerung der Vortriebsmaschine sieht die Erfindung vor, daß als Empfangs- und Kontrollaggregat ein laserlichtempfindliches Empfangsdiodenfeld (5) und ein Mikroprozessor (10) dient, der mit Stellgliedern (11) für verschiedene Verstellzylinder (13, 14, 15) und dem Bohrkopf (1) zugeordneten Meßfühlern (18, 19) für die aufgebrachten bzw. auftretenden Kräfte in Verbindung steht.Direction control for a jacking machine equipped with adjusting cylinders for lateral and height correction, especially for driving seams in underground mining, is carried out with a laser suspended behind the jacking machine and a receiving and control unit assigned to the jacking machine. For the safe control of the tunneling machine, the invention provides that a laser light-sensitive receiving diode array (5) and a microprocessor (10) are used as the receiving and control unit, which is equipped with actuators (11) for various adjusting cylinders (13, 14, 15) and the drill head ( 1) associated sensors (18, 19) for the applied or occurring forces is in connection.
Description
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Maschinenschnittes sicherer, einfacher und weitgehend kennzeichnet daß die Meßfühler (18,19) den Rollen 25 automatisch möglich ist3. Control device according to claim 1, characterized by machine cutting safer, simpler and largely indicates that the sensors (18, 19) are automatically possible for the rollers 25
(20) und/oder Rollenhaltern zugeordnet sind. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Kenn-(20) and / or roll holders are assigned. According to the invention, the task is carried out with the
4. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 und An- zeichen des Hauptanspr»ehs aufgeführten Merkmalen Spruch 3, dadurch gekennzeichnet daß ausgewählte gelöst4. Control device according to claim 1 and signs of the main claim listed features Proverb 3, characterized in that selected solved
Rollen (20) Meßfühler (19) aufweisen. Mit einer derartigen Steuereinrichtung ist es nicht nurRollers (20) have sensors (19). It is not only with such a control device
5. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- 30 möglich, über den Laser und den Rechner aufgetretende kennzeichnet daß an den Schneidkopf (1) ein Win- Abweichungen in vertikaler und in horizontaler Richkelgeber(22) angeflanscht ist tung auszugleichen, sondern gleichzeitig auch festzu-5. Control device according to claim 1, characterized in that it is possible to use the laser and the computer indicates that on the cutting head (1) there are wind deviations in vertical and horizontal directional encoder (22) flanged to compensate, but also to be tightened at the same time.
6.Steuereinrichtung nacfe Anspr- _-h 1,dadurch ge- stellen, ob sich die Maschine und wie sie sich dem Flözkennzeichnet, daß dem Vers*ellzylinder (13) für die verlauf entsprechend bewegt, wobei die dadurch not-Höhenlenkung ein Wegaufnehmer z» geordnet ist 35 wendigen Korrekturen auch auf den Laser weitergege-7. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- ben werden, so daß beide Korrekturen aufeinander abkennzeichnet, daß die Verstellzylinder (13,14,15) für gestimmt über den Mikroprozessor und die angeschlosdie Höhen- und Seitenlenkung sowie den Vorschub, senen Stellglieder der Verstellzylinder erfolgen können, in deren Hydraulikkreisen Druckaufnehmer ange- Eine möglichst sichere und gleichmäßige Aufnahme ordnet sind, über den Mikroprozessor (10) mit Stell- 40 des Laserstrahls und eine sichere Weiterleitung des Sigliedern (11) schaltbar bzw. regelbar sind. gnals an den Mikroprozessor ist dadurch sichergestellt6. Control device according to Claim 1, thereby determining whether the machine and how it identifies the seam, that the vers * ell cylinder (13) for the course moves accordingly, whereby the emergency height steering a displacement transducer is assigned to 35 agile corrections, also passed on to the laser. Control device according to Claim 1, characterized in that the two corrections identify one another that the adjusting cylinder (13,14,15) voted for via the microprocessor and the connected Elevation and lateral steering as well as the feed, which actuators of the adjusting cylinders can take place, pressure transducers are installed in their hydraulic circuits are arranged, via the microprocessor (10) with control 40 of the laser beam and a safe forwarding of the Sigliedern (11) are switchable or controllable. This ensures gnals to the microprocessor
daß gemäß einer Ausbildung der Erfindung das laserlichtempfindliche Empfangsdiodenfeld auf der Vor-that according to one embodiment of the invention, the laser light-sensitive Receiving diode field on the front
triebsmaschine hinter dem Bohrkopf angeordnet istprime mover is arranged behind the drill head
45 Damit ist gleichzeitig sichergestellt daß der Laserstrahl in der Regel nicht durch vorstehende Teile, Ausbauteile oder auch durch Menschen abgelenkt bzw. gelöscht45 At the same time, this ensures that the laser beam does not, as a rule, penetrate protruding parts or expansion parts or distracted or deleted by people
Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtungg für ei- wird.The invention relates to a control device for a.
ne Vortriebs- oder Gewinnungsmaschine, wie sie mit Eine genaue Anpassung des Lasers an den Flözverden Merkmalen des Oberbegriffes des Hauptanspru- 50 lauf bei im Flözstreckenvortrieb betriebenen Vortriebsches beschrieben wird. maschinen ist sicher gegeben, in dem dem Laser ein vom Bei Tunnelbohrmaschinen und zum Teil auch bei Vor- Mikroprozessor steuerbarer Verstellmotor mit Winkeltriebs- und Gewinnungsmaschinen, die im Flözstrecken- geber zugeordnet ist. Ändert nun die Vortriebsmaschine vortrieb eingesetzt sind, erfolgt die Richtungsvorgabe durch den Flözverlauf ihre Höhe, so wird dieses im Iaüber einen Laserstrahl. Der Laser wird jeweils von den 55 serlichtempfindlichen Empfangsdiodenfeld registriert Markscheidern aufgehängt und in seiner Richtungsvor- und über den Mikroprozessor an den Verstellmotor des gäbe korrigiert Sein Strahl trifft ein Fadenkreuz, so daß Laser weitergegeben. Dadurch wird der Laserstrahl der der Vortriebsmaschinenfahrer Abweichungen sofort Höhe des Diodenfeldes jeweils nachgeführt. Durch das feststellen und dadurch entsprechende Korrekturen Messen des Winkels an der Verstellachse des Lasers in vornehmen kann. Der Vortriebsmaschinenfahrer muß 60 vertikaler Richtung sowie das Messen des Abstandes dementsprechend das Fadenkreuz jeweils im Auge be= zwischen Laser und Maschine kann der nachgefahrene halten, um entsprechende Abweichungen feststellen zu Flözverlauf errechnet werden.ne tunneling or mining machine, as they are with A precise adaptation of the laser to the seamed Verde Features of the generic term of the main claim 50 in the case of tunneling operated in seam tunneling is described. machines are safe because the laser is equipped with a variable motor controllable by the tunnel boring machine and partly also by the pre-microprocessor with an angular drive and mining machines that are assigned in the seam transmitter. Now changes the tunneling machine tunneling are used, if the direction is specified by the course of the seam its height, this will be in the Iaüber a laser beam. The laser is registered by each of the 55 light-sensitive receiving diode fields Suspended mine separators and in its direction before and via the microprocessor to the adjusting motor of the would give corrected His beam hits a crosshair so that laser passed. This makes the laser beam the the tunneling machine operator immediately tracked any deviations in the height of the diode field. By the determine and thereby make corrections. Measure the angle on the adjustment axis of the laser in can make. The driving machine operator must 60 vertical direction as well as measuring the distance accordingly, the crosshair in each eye can be = between the laser and the machine, the one being followed hold in order to determine the corresponding deviations to be calculated to the seam course.
können. Nachteilig ist, daß er die Korrekturen manuell Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung tastencan. The disadvantage is that he manually touch the corrections
durchführen und dabei die jeweiligen Maßnahmen auf- eine oder mehrere auf den Bohrkopf applizierte Rollencarry out the respective measures on one or more rollers applied to the drill head
einander abstimmen muß. Aus der DE-OS 25 11 419 ist 65 oder Rollenhalter ständig die Ortsbrust ab. Dabei sindmust coordinate with each other. From DE-OS 25 11 419 is 65 or roll holder constantly from the face. Are there
eine Vortriebsmaschine mit einem allseitig schwenkba- die Meßfühler zweckmäßig den Rollen und/oder RoI-a tunneling machine with an all-round swiveling sensor, expediently the rollers and / or RoI-
ren Tragarm gelagerten Lösewerkzeug bekannt. Bei der lenhaltern zugeordnet. Ein solcher auf der KreisbahnRen support arm mounted release tool known. Assigned to the holders. One on the circular path
dort beschriebenen Vortriebsmaschine wird die Steue- umlaufender Fühler registriert die sich ständig ändern-The tunneling machine described there, the control revolving sensor registers the constantly changing
den Kräfte, die dann an den Mikroprozessor weitergeleitet werden. Zweckmäßig ist es dabei, ausgewählten Rollen Meßfahler zuzuordnen, damit insbesondere die den besonderen Beanspruchungen ausgesetzten äußeren Werkzeuge nicht überlastet werden. Über die Meßfühler können die an den Rollen auftretenden Kräfte gemessen werden. Bei Oberlastungen wird dann der Druck in den Vorschub- und Lenkzylinder vom Mikroprozessor über die Stellglieder optimal ein- bzw, umgestellt. the forces that are then passed on to the microprocessor. It is useful to select Assigning roles to measuring errors, so that in particular the external ones exposed to the particular stresses and strains Tools are not overloaded. The forces acting on the rollers can be monitored via the sensors be measured. In the event of overload, the pressure in the feed and steering cylinder is then released by the microprocessor optimally switched on or switched over via the actuators.
In vorteilhafter Weise kann der Verlauf des Flözes automatisch aufgenommen und mit Hilfe geeigneter Bildschirmgeräte sichtbar gemacht werden, wobei an den Bohrkopf ein Winkelgeber angeflanscht ist. Ober den Winkelgeber, der an dem Bohrkopf angeflanscht ist, wird dem Mikroprozessor jeweils die Stellung des Bohrkopfes so angegeben, daß daraus und aus den Angaben der Meßfühler bezüglich der auf den Bohrkopf ausgeübten Kräfte der genaue Verlauf des Flözes und seine Zusammensetzung ermittelt werden kann.Advantageously, the course of the seam can be automatically recorded and with the help of suitable Screen devices are made visible, an angle encoder being flanged to the drill head. Upper the angle encoder, which is flanged to the drill head, the microprocessor receives the position of the drill head so stated that therefrom and from the specifications of the sensors with respect to the exerted on the drill head Forces the exact course of the seam and its composition can be determined.
Ebenso kann die Unterfahrung eines Flözes in ihren Ausmaßen genau über den Mikroprozessor vorgegeben werden. Hierzu ist es vorteilhaft, dem Verstellzyiinder für die Höhenlenkung einen Wegaufnehmer zuzuordnen. Ober den Wegaufnehmer an dem Höhenlenkungszylinder kann der Mikroprozessor die Vortriebsmaschine den Flözverlauf entsprechend steuern, ohne daß auf den Laserstrahl in diesem Zusammenhang Rücksicht genommen werden muß. Eine solche Bezugnahme auf den Laserstrahl ist in diesem Zusammenhang auch nicht möglich, da dessen Höhe ja jeweils automatisch verstellt wird, wenn die Vortriebsmaschine durch den Flözverlauf ihre Höhe ändertThe dimensions of the undercutting of a seam can also be precisely specified via the microprocessor will. For this purpose it is advantageous to use the adjustment cylinder assign a displacement transducer for the height steering. About the displacement transducer on the height steering cylinder the microprocessor can control the tunneling machine accordingly without opening the seam the laser beam must be taken into account in this context. Such a reference to the laser beam is also not possible in this context, since its height is automatically adjusted in each case when the tunneling machine changes its height due to the course of the seam
Oberlastungen an den Werkzeugen am Bohrkopf werden, wie erwähnt, durch die Meßfühler am Bohrkopf und ihre Zuschaltung zum Mikroprozessor weitgehend verhindert Dabei ist es vorteilhaft und zweckmäßig, die Verstellzylinder für die Höhen- und Seitenlenkung sowie den Vorschub, in deren Hydraulikkreisen Druckaufnehmer angeordnet sind, über den Mikroprozessor mit Stellgliedern schaltbar bzw. regelbar auszubilden. Auf diese Weise kann hohen Belastungen einfacher entgegengetreten werden, indem automatisch der Druck in den Vorschub- und den Lenkzylindern vom Mikroprozessor über die Stellglieder eingeregelt wird.As mentioned, overloads on the tools on the drill head are caused by the sensors on the drill head and their connection to the microprocessor largely prevented. It is advantageous and expedient to use the Adjusting cylinder for the vertical and lateral steering as well as the feed, in their hydraulic circuits pressure sensors are arranged to be configured to be switchable or controllable via the microprocessor with actuators. on In this way, high loads can be counteracted more easily by automatically reducing the pressure in the feed and steering cylinders are regulated by the microprocessor via the actuators.
Die Vorteile der vorliegenden Er-fndung sind insbesondere darin zu sehen, daß es möglich ist, durch Messungen vor dem Bohrkopf eine genaue Flözlage zu bestimmen und damit die Maschine genau dem Flözverlauf entsprechend zu fahren und die bisher notwendigen manuellen Eingriffe in die Steuerung von Vortriebsmaschinen weitgehend überflüssig werden, da die Vortriebsmaschine den jeweiligen Gegebenheiten entsprechend optimal automatisch gesteuert wird. Dabei kann die automatische Steuerung in vorteilhafter Weise den jeweiligen Gegebenheiten entsprechend schnell und genau wirksam werden, so daß die Maschine jeweils unter günstigsten Verhältnissen arbeitet und ihre Werkzeuge vor übermäßigen Belastungen geschützt sind.The advantages of the present invention are particular to see that it is possible to determine an exact seam position by measurements in front of the drill head and thus to drive the machine exactly according to the seam course and the previously necessary manual interventions in the control of tunneling machines are largely superfluous, since the tunneling machine is optimally and automatically controlled according to the respective conditions. Here can the automatic control in an advantageous manner according to the respective circumstances quickly and precisely become effective so that the machine and its tools work under the most favorable conditions are protected from excessive loads.
Der Erfindungsgegenstand wird anhand der nachfolgenden F i g. näher erläutert. Es zeigtThe subject of the invention is illustrated by the following FIG. explained in more detail. It shows
F i g. 1 ein schematisiertes Funktionsschema undF i g. 1 shows a schematic functional diagram and
F i g. 2 ein Schaltbild in vereinfachter Darstellung.F i g. 2 is a circuit diagram in a simplified representation.
Der in Fig. 1 mit 1 bezeichnete Bohrkopf ist drehbeweglich auf dem Tragarm 2 angeordnet und geregelt. Im wesentlichen besteht die Steuerung aus einem Mikroprozessor, Meßfühlern, S'.euerorganen und einem Bildschirm. The drill head denoted by 1 in FIG. 1 is rotatably arranged on the support arm 2 and regulated. in the The control essentially consists of a microprocessor, measuring sensors, control units and a screen.
Die horizontale Richtung (Seitenlenkung) wird von dem Laser 4 vorgegeben, der der Vortriebsmaschine nachgeführt ist Der Laserstrahl des Lasers 4 trifft auf das Empfangsdiodenfeld 5, das hinter dem Bohrkopf 1 angeordnet ist Die Richtung des Laserstrahls kann jeweils über den VersteUmotor 6 und dem Winkelgeber (27), der mit dem Mikroprozessor 10 gekoppelt ist eingeregelt werden. Das vom Empfangsdiodenfeld 5 ausgehende Signal 5 durchläuft vor Zuführung zum Mikroprozessor 10 einen Verstärker 7.The horizontal direction (lateral steering) is given by the laser 4, that of the tunneling machine The laser beam of the laser 4 strikes the receiving diode field 5, which is behind the drill head 1 The direction of the laser beam can be controlled via the control motor 6 and the angle encoder (27), which is coupled to the microprocessor 10, can be adjusted. The outgoing from the receiving diode field 5 Signal 5 passes through an amplifier 7 before being fed to the microprocessor 10.
Der Mikroprozessor 10 setzt die erhaltenen Steuer- und Regelsignale um und gibt sie über die Stellglieder
11 an die verschiedenen Kontrollaggregate weiter. An
die Stellglieder 11 sind die Verstellzylinder 13, 14, 15 angeschlossen. Sie dienen einmal zur Höhenlenkung,
d. h. zum automatischen Nachfahren eines Flözes in vertikaler Richtung, zur Seitenlenkung bzw. zur Regulierung
des Vorschubes. Auf der Ortsbrust zugewandten Seite des Bohrkopfes ί sind Meßfühler 18,19 den dort
angebrachten Rollen 20 bzw. RolIenhaUern zugeordnet. Ober die Meßfühler 18,19 werden ii«c sich ständig ändernden
Kräfte aufgenommen, registriert bzw. über den Verstärker 17 dem Mikroprozessor 10 zugeführt.
Ein Winkelgeber 22, der an dem Bohrkopf 1 .-\ngeflanscht
ist gibt dem Mikroprozessor 10 die Stellung des Bohrkoptes 1 an, wobei die jeweiligen Daten über den
Verstärker 23 dem Mikroprozessor 10 zugeführt werden. Aus den Daten der Meßfühler 18,19 für die Kräfte
am Bohrkopf 1 und aus denen des Winkelgebers 22 errechnet der Mikroprozessor 10 den genauen Verlauf
des Flözes und gegebenenfalls auch seinen Zustand.The microprocessor 10 converts the control and regulation signals received and forwards them via the actuators 11 to the various control units. The adjusting cylinders 13, 14, 15 are connected to the actuators 11. They serve on the one hand for height steering, ie for automatically following a seam in the vertical direction, for lateral steering or for regulating the feed. On the face of the drill head ί facing the face, sensors 18, 19 are assigned to the rollers 20 or roller shutters attached there. Constantly changing forces are recorded via the measuring sensors 18, 19, registered or supplied to the microprocessor 10 via the amplifier 17.
An angle encoder 22 which is flanged to the drill head 1 indicates the position of the drill head 1 to the microprocessor 10, the respective data being fed to the microprocessor 10 via the amplifier 23. From the data of the sensors 18, 19 for the forces on the drill head 1 and from those of the angle transmitter 22, the microprocessor 10 calculates the exact course of the seam and possibly also its condition.
Über den Mikroprozessor wird die Sichtstation 25, d.h. ein Bildschirm, versorgt um so gleichzeitig auch eine visuelle Kontrolle am Fahrerstand zu ermöglichen.The viewing station 25, i.e. a screen, is supplied via the microprocessor at the same time to enable visual control at the driver's cab.
Die weiteren Darstellungen des Bildschirmes zeigen Flözlagen bzw. Flözverlaufe, wie sie vom Mikroprozessor anhand der ermittelten Daten umgerechnet und dargestellt sind.The other displays on the screen show seams or seams as they are from the microprocessor are converted and displayed based on the determined data.
F i g. 2 mit dem schematisierten Blockschaltbild zeigt in der Mitte den Mikroprozessor 10, an den einmal die Stellglieder 11 sowie der Bildschirm bzw. die Sichtstation 25 und darüber hinaus Diodenzeigen 29 sowie eine Eingabetastatur 28 angeschlossen sind. An der anderen Seite des Mikroprozessors 10 sind das Empfangsdiodenfeld 5 für den Laserstrahl sowie die Bohrkopforientierung mit dem Winkelgeber 22 direkt geschaltet, während die Daten der Meßfühler 18,19 sowie die der Höhenzylinder 13, der Steuer- und Vorschubzylinder 15 sowie die eines Winkelgebers 27 des Verstellmotors 6 über einen Λ-D-Wandler dem Mikroprozessor zugeschaltet werden können.F i g. 2 with the schematic block diagram shows in the middle the microprocessor 10 to which the Actuators 11 and the screen or the viewing station 25 and also diode displays 29 and a Input keyboard 28 are connected. On the other side of the microprocessor 10 are the receiving diode array 5 for the laser beam and the drilling head orientation with the angle encoder 22 switched directly while the data of the sensors 18, 19 and those of the height cylinders 13, the control and feed cylinders 15 as well as that of an angle encoder 27 of the adjusting motor 6 connected to the microprocessor via a Λ-D converter can be.
1 Bohrkopf bzw. Schneidkopf1 drilling head or cutting head
£ Tragarm £ support arm
4 Laser4 lasers
5 Empfangsdiodenfeld5 receiving diode field
6 VersteUmotor6 tax engine
7 Verstärker7 amplifiers
10 Mikroprozessor10 microprocessor
11 Stellglieder11 actuators
13 Verstellzylinder Höhe13 Adjusting cylinder height
14 Verstellzylinder Seite14 Adjustment cylinder page
15 Vorschubzylinder
17 Verstärker zu 18,1915 feed cylinder
17 amplifiers at 18.19
18 Meßfühler18 sensors
19' Meßfühler19 'probe
20 Rolle20 role
22 Winkelgeber22 angle encoders
23 Verstärker zu23 amplifier closed
25 Sichtstation25 viewing station
27 Winkelgeber27 angle encoders
28 Tastatur28 keyboard
29 Diodenanzeige29 Diode display
2020th
2525th
3535
4040
4545
5050
5555
6060
6565
Claims (2)
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DE19823203924 DE3203924C2 (en) | 1982-02-05 | 1982-02-05 | Control device for a tunneling or mining machine |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19823203924 DE3203924C2 (en) | 1982-02-05 | 1982-02-05 | Control device for a tunneling or mining machine |
Publications (2)
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DE3203924A1 DE3203924A1 (en) | 1983-08-25 |
DE3203924C2 true DE3203924C2 (en) | 1985-08-01 |
Family
ID=6154854
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19823203924 Expired DE3203924C2 (en) | 1982-02-05 | 1982-02-05 | Control device for a tunneling or mining machine |
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-
1982
- 1982-02-05 DE DE19823203924 patent/DE3203924C2/en not_active Expired
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Owner name: BERGWERKSVERBAND GMBH, 4300 ESSEN, DE VOEST - ALPI |
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