DE4338444A1

DE4338444A1 - Verfahren zur Steuerung des translatorischen Bewegungsablaufs einer Laufkatze mit pendelfähiger Last

Info

Publication number: DE4338444A1
Application number: DE19934338444
Authority: DE
Inventors: Karl Dr Ing Matthias
Original assignee: Technische Universitaet Dresden
Current assignee: Technische Universitaet Dresden
Priority date: 1993-11-10
Filing date: 1993-11-10
Publication date: 1995-05-11

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der translatorischen Bewegung einer Laufkatze mit einer pendelfähigen Last bei Brücken- und Portalkranen sowie bei Drehkranen mit Katzauslegern durch ihren Eigenantrieb oder durch den Kranantrieb.

Aus DE 11 72 413, DE 32 33 444 und DE 38 42 918 sind Verfahren bekannt, bei denen die von einem Kran beförderte Last über die Laufkatze derart gestuft beschleunigt wird, daß die Last nach dem Beschleunigen nahezu pendelfrei verschoben wird.

Bei dem Verfahren nach DE 38 42 918 wird die Pendelfreiheit durch eine zweistufige Beschleunigung erreicht, bei der die Laufkatze in einer ersten Stufe mit maximaler Beschleunigung zunächst auf eine bestimmte Geschwindigkeit gebracht wird. In einer zweiten Stufe wird die Laufkatze auf maximale Geschwindigkeit gebracht. Zwischen den beiden Stufen liegt eine Pausenzeit, in der der Pendelwinkel erfaßt wird. Zusätzlich wird die Länge des Seils während der Beschleunigungsphase verändert. Die Geschwindigkeitsänderung läßt sich auch zum Verzögern der Laufkatze anwenden.

Voraussetzung für die Anwendbarkeit des Verfahrens ist, daß die Last im Zeitpunkt t = 0 stillhängt. Damit sind Wartezeiten zur Beruhigung von Lastpendelungen zu Beginn der Katzfahrt verbunden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu entwickeln, das Lastpendelungen zu Beginn oder während der Katzfahrt zuläßt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit den in dem Anspruch genannten und im Ausführungsbeispiel näher erläuterten Mitteln gelöst.

Es wurde gefunden, daß mit der Einleitung einer solchen zusätzlichen Kraft F₁₁ das Pendeln während der Fahrt kompensiert werden kann. Die Kraft F₁₁ und die Zeit T₁₁ können unter Berücksichtigung der Masse der Laufkatze, der Masse der Last, der Länge des Pendels, dem Anfangs-Pendelwinkel und der Anfangs- Pendelwinkelgeschwindigkeit genau ermittelt werden. Die Ansteuerkräfte F₁₂ und F₃ wirken weiterhin über die Zeit T₀. Sie sind in ihrer Größe auf F₁₁ anzupassen, damit die Nennfahrgeschwindigkeit bzw. die Geschwindigkeit Null im Zielpunkt erreicht wird.

Der Vorteil des Verfahrens liegt in der Verringerung der Katzspiel- Zeit vor allem auf Grund des Wegfalls der Wartezeit für das Abklingen der Lastpendelung zu Beginn der Katzfahrt. Außerdem verringert sich die benötigte Antriebsenergie.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung der Krankatze mit Fahrweg infolge Krafteinwirkung,

Fig. 2 einen Antriebskraft-Verlauf vom Anfangs- bis zum Zielort bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 3 eine zu Fig. 2 gehörende Übersicht von Wegen und Geschwindigkeiten zu markanten Zeitpunkten.

In Fig. 1 ist eine auf einer Kranbahn 1 horizontal verschiebbare Laufkatze 2 mit der Masse m⁽¹⁾dargestellt. Am Seil 3 mit der Pendellänge 1 ist die Last 4 mit der Masse m⁽²⁾ aufgehängt. Wirkt eine Kraft F auf die Laufkatze 2, verschiebt sich deren Lage um den Weg x⁽¹⁾ und die der Last um den Weg x⁽²⁾.

In Fig. 2 ist der Antriebskraft-Verlauf über die Zeit dargestellt, der sich bei der Steuerung der Last vom Anfangs- zum Zielort bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt. Während der Zeit T₁₁ wirkt die Kraft F₁₁; beide Größen wurden unter Berücksichtigung der Masse der Laufkatze, der Masse der Last, der Länge des Pendels, dem Anfangs-Pendelwinkel und der Anfangs-Pendelwinkelgeschwindig keit berechnet. Die Wirkung der Kraft ist auf die Kompensation des Lastpendelns zu Beginn der Katzfahrt abgestellt. Die Kraft wird zweckmäßigerweise dann eingeleitet, wenn sich die Last auf der Seite von der Vertikalen durch den Pendel-Aufhängepunkt befindet, die vom Ziel abgewandt ist.

Bei t = T₁₁ haben m⁽¹⁾ und m⁽²⁾ denselben Weg x zurückgelegt, und sie bewegen sich mit derselben Geschwindigkeit in horizontaler Richtung. Es schließt sich die Phase der Krafteinleitung F₁₂ an. Da sich die beiden Massen schon bewegen, müssen die Kräfte F₁₂ und F₃ betragsmäßig unterschiedlich groß sein. Innerhalb der Zeit T₂* läuft die Krankatze ohne weitere Beschleunigung mit maximaler Geschwindigkeit bis zum Zeitpunkt t = T₁₁+T₀+T₂*, zu dem durch F₃ die Bremsung eingeleitet wird. Nach der Zeit t = T₁₁+2T₀+T₂* haben Katze und Last den vorgesehenen Weg x⁽¹⁾=x⁽²⁾ = a zurückgelegt und stehen still. Mit a ist die Zielentfernung bezeichnet, die genügend groß sein sollte, um die installierte Antriebsleistung für möglichst große Beschleunigungen und damit für kleine Fahrzeiten ausnutzen zu können. Die Zielentfernung a muß so groß sein, daß T₂* nicht negativ wird. Die vorgenannten Beziehungen sind aus der Tabelle in Fig. 3 ersichtlich.

Claims

Verfahren zur Steuerung des translatorischen Bewegungsablaufs einer Laufkatze mit pendelfähiger Last, bei dem die Laufkatze in einem ersten Schritt auf die Nennfahrgeschwindigkeit durch die Kraft F₁₂ während der Zeit T₀ (T₀=2π/ω; ω=Eigenkreisfrequenz des schwingungsfähigen Systems) beschleunigt wird, in einem zweiten Schritt während der Zeit T₂* ohne Beschleunigung fährt und in einem dritten Schritt durch die Kraft F₃ in der Zeit T₀ von der Nennfahrgeschwindigkeit auf den Wert Null im Zielpunkt gesteuert wird, gekennzeichnet dadurch, daß die Laufkatze bei Lastpendelungen zu Beginn ihrer Bewegung oder während der Fahrt mit Nennfahrgeschwindigkeit vor dem ersten bzw. dritten Steuerschritt mit einer zusätzlichen Kraft F₁₁ über die Zeit T₁₁ beschleunigt wird und die zusätzliche Beschleunigung jeweils dann eingeleitet wird, wenn sich die Last (in Fahrtrichtung gesehen) hinter der Vertikalen durch den Lastaufhängepunkt befindet.