EP3326957A1

EP3326957A1 - Operating method for a crane

Info

Publication number: EP3326957A1
Application number: EP16200168.9A
Authority: EP
Inventors: Markus Stephan Haschka; Uwe Ladra; Alois Recktenwald
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2016-11-23
Filing date: 2016-11-23
Publication date: 2018-05-30

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren (100) für einen Kran (10). Das Verfahren (100) umfasst einen Schritt, in dem ein Einleiten einer Bewegung (13) der Laufkatze (12) entlang einer Führungsschiene (14) erfolgt. In einem weiteren Schritt wird eine Reaktionskraft (24, 24.1, 24.2) der Last (20) auf die Laufkatze (12) ermittelt. In einem weiteren Schritt erfolgt ein Ansteuern eines Laufkatzenantriebs (19). Erfindungsgemäß wird das Ansteuern des Laufkatzenantriebs (19) derart umgesetzt, dass die Reaktionskraft (24, 24.1, 24.2) der Last (20) entlang der Führungsschiene (14) ausgeglichen wird. Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogrammprodukt (80), mit dem das erfindungsgemäße Verfahren (100) umsetzbar ist. Gleichermaßen betrifft die Erfindung eine Steuereinheit (90) für einen Kran (10), über die das erfindungsgemäße Verfahren (100) beispielsweise über ein entsprechendes Computerprogrammprodukt (80) umgesetzt wird. Ferner betrifft die Erfindung einen Kran (10), der über eine solche Steuereinheit (90) verfügt.The invention relates to an operating method (100) for a crane (10). The method (100) comprises a step in which a movement of a movement (13) of the trolley (12) takes place along a guide rail (14). In a further step, a reaction force (24, 24.1, 24.2) of the load (20) on the trolley (12) is determined. In a further step, a trolley drive (19) is activated. According to the invention the driving of the trolley drive (19) is implemented such that the reaction force (24, 24.1, 24.2) of the load (20) along the guide rail (14) is compensated. The invention also relates to a computer program product (80) with which the method (100) according to the invention can be implemented. Likewise, the invention relates to a control unit (90) for a crane (10), via which the method (100) according to the invention is implemented, for example, via a corresponding computer program product (80). Furthermore, the invention relates to a crane (10) having such a control unit (90).

Description

Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren zur Bewegung eines Krans mit einer angehängten Last. Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogrammprodukt, das dazu ausgebildet ist, das Betriebsverfahren umzusetzen. Gleichermaßen betrifft die Erfindung eine Steuereinheit, die zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist und einen Kran, der mit einer solchen Steuereinheit ausgestattet ist.The invention relates to an operating method for moving a crane with an attached load. The invention also relates to a computer program product adapted to implement the operating method. Similarly, the invention relates to a control unit which is designed to implement the method according to the invention and a crane which is equipped with such a control unit.

Aus EP 2 902 356 A1 ist ein Verfahren zur Dämpfung einer Pendelbewegung einer Last an einem Kran bekannt, bei dem ein Hubantrieb eines Seils angesteuert wird. Über das Seil wird die Last während der Pendelbewegung geneigt um ein Drehmoment hervorzurufen, das der Pendelbewegung entgegenwirkt. Alternativ kann der Schwerpunkt der Last angehoben und/oder gesenkt werden um der Pendelbewegung entgegenzuwirken.Out EP 2 902 356 A1 is a method for damping a pendulum movement of a load on a crane known, in which a lifting drive of a rope is controlled. Through the rope, the load is tilted during the pendulum motion to produce a torque that counteracts the pendulum motion. Alternatively, the center of gravity of the load can be raised and / or lowered to counteract the pendulum motion.

Die Druckschrift DE 20 02 745 A1 offenbart ein Verfahren zur Unterdrückung von Pendelungen einer an einem Kran aufgehängten Last. Dabei wird eine Geschwindigkeit einer Laufkatze an eine mittlere Periodendauer der pendelnden Last angepasst. In einem ersten Bereich der ersten Periode erfolgt eine maximale Beschleunigung und im letzten Bereich der letzten Periode eine gleich hohe Verzögerung der Laufkatze durchgeführt.The publication DE 20 02 745 A1 discloses a method for suppressing oscillations of a load suspended on a crane. In this case, a speed of a trolley is adapted to a mean period of the oscillating load. In a first region of the first period a maximum acceleration takes place and in the last region of the last period an equally high deceleration of the trolley is carried out.

Im Bereich der Krantechnik besteht Bedarf an einem verbesserten Betriebsverfahren, durch das selbsttätig eine maximale Dämpfung der Pendelbewegung der Last erzielt wird und gleichzeitig der Regelungsaufwand minimiert wird. Hierdurch wird ein beschleunigtes Versetzen der Last durch den Kran angestrebt. Gleichzeitig wird angestrebt, dass ein solches Verfahren einfach und robust ist. Im Betrieb sind die Beanspruchungen der eingesetzten mechanischen Komponenten zu reduzieren.In the field of crane technology, there is a need for an improved operating method by which a maximum damping of the pendulum movement of the load is automatically achieved and at the same time the control effort is minimized. As a result, an accelerated displacement of the load by the crane is sought. At the same time, the aim is that such a procedure is simple and robust. During operation, the stresses on the mechanical components used must be reduced.

Die zugrundeliegende Aufgabenstellung wird durch das erfindungsgemäße Verfahren gelöst. Das Verfahren geht von der Ausgangssituation aus, dass eine Last an einer Laufkatze eines Krans angehängt ist, die, entlang einer Führungsschiene beweglich ist. Die Laufkatze weist einen Laufkatzenantrieb auf, der die dazu erforderliche Antriebsleistung bereitstellt. Im Ausgangszustand ist die Last angehoben, so dass eine Pendelbewegung möglich ist. In einem ersten Verfahrensschritt erfolgt ein Einleiten einer Bewegung der Laufkatze entlang der Führungsschiene indem der Laufkatzenantrieb gestartet wird. Infolge der Trägheit der Last wird hierdurch eine Auslenkung der Last hervorgerufen, durch die eine Pendelbewegung eingeleitet wird. Die Pendelbewegung erfolgt dabei im Wesentlichen entlang und entgegen der Bewegung der Laufkatze. In einem weiteren Verfahrensschritt wird die Reaktionskraft ermittelt, die von der pendelnden Last auf die Laufkatze ausgeübt wird. Dies erfolgt über eine Erfassung oder Berechnung der durch die Last hervorgerufenen Kräfte. Dies kann beispielsweise durch eine Vektorzerlegung dieser Kräfte erfolgen. Die entsprechend ermittelte Reaktionskraft der Last auf die Laufkatze dient in einem weiteren Verfahrensschritt als Basis zur Ansteuerung des Laufkatzenantriebs. Der Laufkatzenantrieb wird derart angesteuert, dass die einwirkende Reaktionskraft entlang der Führungsschiene ausgeglichen wird. Dazu wird ein vom Laufkatzenantrieb erzeugtes Antriebsmoment dem Wert nach reguliert. Die Laufkatze bewegt sich dadurch entlang der Führungsschiene gemäß einem vorgegebenen Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitsprofil. Eine Abweichung vom vorgegebenen Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitsprofil wird somit vermieden. Die Laufkatze mit der angehängten Last zeigt hierdurch im Wesentlichen dasselbe Bewegungsprofil wie eine Laufkatze, die frei von angehängten Lasten ist.The underlying task is solved by the method according to the invention. The method is based on the initial situation that a load is attached to a trolley of a crane, which is movable along a guide rail. The trolley has a trolley drive, which provides the required drive power. In the initial state, the load is raised, so that a pendulum movement is possible. In a first method step, a movement of the trolley along the guide rail is initiated by the trolley drive being started. As a result of the inertia of the load, this causes a deflection of the load, by which a pendulum motion is initiated. The pendulum movement takes place substantially along and against the movement of the trolley. In a further method step, the reaction force which is exerted on the trolley by the oscillating load is determined. This is done by detecting or calculating the forces caused by the load. This can be done for example by a vector decomposition of these forces. The correspondingly determined reaction force of the load on the trolley serves in a further method step as the basis for controlling the trolley drive. The trolley drive is controlled in such a way that the acting reaction force is compensated along the guide rail. For this purpose, a drive torque generated by the trolley drive is adjusted in value. The trolley thereby moves along the guide rail according to a predetermined acceleration and / or velocity profile. A deviation from the predetermined acceleration and / or velocity profile is thus avoided. The trolley with the attached load thereby exhibits substantially the same movement profile as a trolley free of attached loads.

Die vorhandene Pendelbewegung der Last stellt beim Versetzen der Last eine Störgröße für die Laufkatze dar. Die Bewegung der Laufkatze entlang der Führungsschiene stellt eine Führungsgröße dar. Das erfindungsgemäße Verfahren minimiert diese Rückkopplung der Störgröße auf die Führungsgröße. Ziel dieses Verfahrens ist ein zügiges Erreichen der Zielposition. Die Ansteuerung der Laufkatze, also die entsprechende Programmierung und Regelung des Laufkatzenantriebs, wird hierdurch erheblich vereinfacht.The movement of the trolley along the guide rail constitutes a reference variable. The method according to the invention minimizes this feedback of the disturbance variable to the reference variable. aim This method is a quick achievement of the target position. The control of the trolley, so the corresponding programming and control of the trolley drive, thereby considerably simplified.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird während und/oder nach der Bewegung entlang der Führungsschiene die Pendelbewegung der Last gedämpft wird. Zur Dämpfung der Last wird mindestens ein Hubwerkseil, an dem die Last aufgehängt ist, über dessen Hubantrieb geeignet angesteuert. Durch eine Betätigung des Hubantriebs wird eine freie Länge des Hubwerkseils erhöht oder gesenkt und so eine Pendellänge beeinflusst und/oder bei mehreren Hubwerksseilen eine Neigung der Last verändert. Die Dämpfung der Pendelbewegung über die Ansteuerung des Hubantriebs von mindestens einem Hubwerkseil ist von der Bewegung der Laufkatze entlang der Führungsschiene entkoppelt. Hierdurch wird ein Ineinandergreifen von der Ansteuerung der Führungsgröße und Dämpfung der Störgröße bei einer gemeinsamen Stellmöglichkeit über die Laufkatze vermieden. Die so erzielbare Entkopplung von der Führungsgröße und Einfachheit der Dämpfung der Pendelbewegung erlaubt es, eine hohe Dämpfungswirkung zu erzielen. Die Last erreicht somit schnell ihre Zielposition mit soweit minimierten Pendelbewegungen, dass ein Absetzen der Last auf einen Untergrund präzise, und deshalb gefahrlos, möglich ist. Verfahren zur Dämpfung einer Pendelbewegung durch geeignetes Ansteuern von mindestens einem Hubwerkseil sind beispielsweise aus
EP 2 902 356 A1 bekannt. Der Offenbarungsgehalt von
EP 2 902 356 A1 wird durch Verweisung in die vorliegende Patentanmeldung mit einbezogen. Derartige Verfahren sind einfach und dadurch robust und an den jeweiligen Einsatzzweck schnell anpassbar. Dabei kann der Steuer- und/oder Regelalgorithmus zum Dämpfen der Lastpendelung als Signalausgang ausschließlich für das Ansteuern lediglich eines oder mehrerer Hubantriebe verwendet werden. Ferner können mehrere Hubwerkseile über einen gemeinsamen Hubantrieb betätigt werden oder jedes Hubwerkseil über einen separaten Hubantrieb. Gleichermaßen sind Kombinationen hiervon möglich, beispielsweise zwei Hubwerkseile, die von einem einzelnen Hubantrieb angesteuert werden und zwei weitere Hubwerkseile, die von separaten Hubantrieben betätigt werden.In a preferred embodiment of the invention, during and / or after the movement along the guide rail, the pendulum motion of the load is damped. To damp the load, at least one hoisting rope, on which the load is suspended, is suitably activated via its lifting drive. By actuating the lifting drive, a free length of the hoisting rope is increased or decreased, thus influencing a pendulum length and / or changing an inclination of the load in the case of several hoist ropes. The damping of the pendulum motion via the control of the lifting drive of at least one hoist rope is decoupled from the movement of the trolley along the guide rail. As a result, an intermeshing of the control of the reference variable and damping of the disturbance is avoided in a common positioning possibility on the trolley. The thus achievable decoupling of the reference variable and ease of damping of the pendulum motion makes it possible to achieve a high damping effect. The load thus quickly reaches its target position with minimized pendulum movements so that depositing the load on a surface precisely, and therefore safe, is possible. Methods for damping a pendulum movement by suitably controlling at least one hoist rope are for example out
EP 2 902 356 A1 known. The revelation content of
EP 2 902 356 A1 is incorporated by reference in the present patent application. Such methods are simple and therefore robust and quickly adaptable to the respective application. In this case, the control and / or regulating algorithm for damping the load oscillation can be used as a signal output exclusively for driving only one or more lifting drives. Furthermore, several hoist ropes can be operated via a common lifting drive or each hoist rope via a separate lifting drive. Likewise, combinations of these are possible, for example Two hoist ropes, which are controlled by a single hoist drive and two other hoist ropes, which are operated by separate Hubantrieben.

Hierdurch wird die Reaktion des Krans auf die Pendelbewegung der Last auf Maßnahmen beschränkt, die dazu geeignet sind, unmittelbar dämpfend zu wirken. Maßnahmen, die auf weitere betriebsrelevante Größen, wie beispielsweise die Bewegung der Laufkatze entlang der Führungsschiene, Einfluss ausüben und so die Dämpfungswirkung mittelbar behindern können, werden so vermieden. Insbesondere in Verbindung mit der Distanz zwischen dem Last- und dem Laufkatzenbezugspunkt als Signaleingang und der Ansteuerung des oder der Hubantriebe ist ein einfacher, robuster und schnell dämpfender Steuer- und/oder Regelalgorithmus einsetzbar. Die erzielbare Dämpfungswirkung wird hierdurch weiter gesteigert.As a result, the reaction of the crane to the pendulum movement of the load is limited to measures that are suitable to act directly dampening. Measures that influence other variables relevant to operation, such as the movement of the trolley along the guide rail, and thus indirectly hinder the damping effect, are thus avoided. In particular, in conjunction with the distance between the load and the trolley reference point as a signal input and the control of the or the linear actuators a simple, robust and fast damping control and / or control algorithm can be used. The achievable damping effect is thereby further increased.

Weiter bevorzugt wird zum Ansteuern des Hubantriebs von mindestens einem Hubwerkseil zur Dämpfung der Pendelbewegung ein Steuer- und/oder Regelalgorithmus verwendet, bei dem eine Distanz zwischen einem Laufkatzenbezugspunkt und einem Lastbezugspunkt als Signaleingang eingesetzt wird. Als Laufkatzenbezugspunkt kann dabei ein unveränderlicher Punkt an der Oberfläche der Laufkatze dienen. Als Lastbezugspunkt kann gleichermaßen ein unveränderlicher Punkt an der Oberfläche der Last dienen. Diese Distanz bildet die Störgröße ab, die durch den Steuer- und/oder Regelalgorithmus zu reduzieren ist. Wenn die Distanz zwischen dem Last- und dem Laufkatzenbezugspunkt als einziger Signaleingang verwendet wird, ist ein einfacher und entsprechend leistungsfähiger und robuster Steuer- und/oder Regelalgorithmus einsetzbar. Die somit erzielbare Dämpfungswirkung wird dadurch weiter gesteigert.More preferably, a control and / or control algorithm is used to control the lifting drive of at least one hoist rope for damping the pendulum motion, in which a distance between a trolley reference point and a load reference point is used as the signal input. As a trolley reference point can serve a fixed point on the surface of the trolley. As a load reference point can serve equally a fixed point on the surface of the load. This distance maps the disturbance, which is to be reduced by the control and / or regulating algorithm. When the distance between the load and trolley reference points is used as the sole signal input, a simple and correspondingly powerful and robust control and / or regulating algorithm can be used. The thus achievable damping effect is thereby further increased.

Ferner kann im erfindungsgemäßen Verfahren zur Erfassung der Pendelbewegung der Last ein Seilwinkel mindestens eines Hubwerkseils erfasst werden. Der Seilwinkel kann dabei in mindestens eine Raumrichtung gemessen und/oder erfasst werden. Je nach Befestigung des mindestens einen Hubwerkseils an der Last kann das Hubwerkseil bezüglich mehrerer Raumrichtungen geneigt sein. Eine Pendelbewegung kann dadurch zu einer Änderung des Seilwinkels führen, die sich auf mehrere Raumrichtungen aufteilt. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn vier Hubwerkseile mit der Last verbunden sind und die Hubwerkseile die Kanten eines Pyramidenstumpfs bilden. Hierdurch wird die erzielbare Messgenauigkeit gesteigert. Infolgedessen liegen dem erfindungsgemäßen Verfahren genaue Eingangsgrößen vor, so dass die Reaktionskräfte der Last auf die Laufkatze präzise kompensierbar sind.Furthermore, in the method according to the invention for detecting the pendulum movement of the load, a cable angle of at least one hoist rope can be detected. The cable angle can be measured and / or detected in at least one spatial direction. Depending on the attachment of the at least one hoist rope to the Load the hoist rope can be inclined with respect to several spatial directions. A pendulum movement can thereby lead to a change in the rope angle, which is divided into several spatial directions. This may for example be the case when four hoisting ropes are connected to the load and the hoisting ropes form the edges of a truncated pyramid. As a result, the achievable measurement accuracy is increased. As a result, the method according to the invention has precise input variables, so that the reaction forces of the load on the trolley can be precisely compensated.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Bewegung der Laufkatze entlang der Führungsschiene eine Beharrungsfahrt und/oder eine Beschleunigungsfahrt. Während der Beharrungsfahrt liegt die maximale Verfahrgeschwindigkeit der Laufkatze vor. Des Weiteren liegt bei der Beschleunigungsfahrt die maximale Verfahrbeschleunigung der Laufkatze vor. Die Beschleunigungsfahrt kann auch als Verzögerung mit einer entsprechenden negativen Verfahrbeschleunigung ausgebildet sein. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, das Antriebsmoment der Laufkatze für einen gleichbleibenden Betrieb, also eine Beharrungsfahrt mit konstanter Geschwindigkeit oder eine Beschleunigungsfahrt mit konstanter Beschleunigung, auszuschöpfen. Eine Reserve in puncto Verfahrgeschwindigkeit bzw. Verfahrbeschleunigung zur Dämpfung der Pendelbewegungen der Last über eine entsprechend entgegen gerichteten Bewegung der Laufkatze ist damit entbehrlich. Die erfindungsgemäße Entkopplung der Führungsgröße, nämlich der angestrebten Zielposition der Laufkatze, von der Störgröße, also der Pendelbewegung, gewährleistet eine vollständige Nutzung der Leistungsfähigkeit des Laufkatzenantriebs. Die Zielposition ist durch die Laufkatze, und damit auch für die Last, schneller erreichbar. Hierdurch wird die erzielbare Arbeitsgeschwindigkeit des Krans gesteigert.In a preferred embodiment of the invention, the movement of the trolley along the guide rail comprises a steady movement and / or an acceleration ride. During the steady drive, the maximum travel speed of the trolley is reached. Furthermore, the maximum travel acceleration of the trolley during acceleration travel is present. The acceleration travel can also be designed as a deceleration with a corresponding negative traversing acceleration. The method according to the invention makes it possible to exploit the drive torque of the trolley for a constant operation, ie a steady-state steady-state drive or an acceleration drive with constant acceleration. A reserve in terms of travel speed or Verfahrbeschleunigung for damping the pendulum movements of the load on a correspondingly opposite movement of the trolley is therefore unnecessary. The inventive decoupling of the reference variable, namely the desired target position of the trolley, the disturbance, ie the pendulum motion, ensures full utilization of the performance of the trolley drive. The target position can be reached faster by the trolley, and thus also by the load. As a result, the achievable operating speed of the crane is increased.

Darüber hinaus kann im beanspruchten Verfahren während der Bewegung der Laufkatze entlang der Führungsschiene diese Bewegung eine gleichbleibende Richtung aufweisen. Die Bewegungsgeschwindigkeit ist also betragsmäßig veränderlich, behält jedoch ihr Vorzeichen, also seine Orientierungsrichtung bei. Die Bewegung der Laufkatze entlang der Führungsschiene ist folglich frei von Drehrichtungswechseln des Laufkatzenantriebs. Vorzeichen- bzw. Richtungswechsel des Laufkatzenantriebs bedeuten für die mechanischen Komponenten, die abtriebsseitig mit einem Antriebsmotor des Laufkatzenantriebs gekoppelt sind, erhebliche Beanspruchungen, die mit erhöhtem Verschleiß einhergehen. Das erfindungsgemäße Verfahren vermeidet einen solchen Verschleiß, so dass die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Laufkatze und ihres Laufkatzenantriebs gesteigert werden. Der Kran, zu dem die Laufkatze gehört, ist somit auch wartungsarm betreibbar.Moreover, in the claimed method during movement of the trolley along the guide rail, this movement may have a constant direction. The movement speed is therefore variable in amount, but keeps its sign, so its orientation direction. The movement of the trolley along the guide rail is therefore free of changes in direction of rotation of the trolley drive. Sign or direction change of the trolley drive means for the mechanical components, which are the output side coupled to a drive motor of the trolley drive, considerable stresses that go hand in hand with increased wear. The inventive method avoids such wear, so that the life and reliability of the trolley and its trolley drive can be increased. The crane, to which the trolley belongs, can therefore be operated with little maintenance.

Infolge der Gewichtskraft der Last und deren Pendelbewegung wird über eine mechanische Kopplung zwischen der Laufkatze und der Last eine Reaktionskraft auf die Laufkatze ausgeübt, die entlang der Führungsschiene wirkt. Vorzugsweise erfolgt die Erfassung der Reaktionskraft der Last auf die Laufkatze basierend auf einer Erfassung einer Pendelbewegung der Last und/oder einer Ermittlung mindestens einer Lagerreaktion in einem laufkatzenseitigen Aufhängungspunkt. Zur Erfassung der Pendelbewegung der Last können die Laufkatze und/oder der Kran mit geeigneten Mess- und Auswertemitteln, beispielsweise einer optischen Erfassung mit einer Kamera, ausgestattet sein.Due to the weight of the load and its pendulum motion, a reaction force is exerted on the trolley via a mechanical coupling between the trolley and the load, which acts along the guide rail. Preferably, the detection of the reaction force of the load on the trolley is based on a detection of a pendulum movement of the load and / or a determination of at least one bearing reaction in a trolley-side suspension point. For detecting the pendulum movement of the load, the trolley and / or the crane can be equipped with suitable measuring and evaluation means, for example optical detection with a camera.

Alternativ oder ergänzend zur Erfassung der Pendelbewegung kann auch eine Lagerreaktion in mindestens einem laufkatzenseitigen Aufhängungspunkt ermittelt werden. Die Ermittlung der Lagerreaktion umfasst dabei die quantitative Erfassung von Lagerreaktionskräften und/oder Lagerreaktionsmomenten sowie die Erfassung deren Wirkungsrichtungen. Hierzu können Dehnmessstreifen und/oder Piezo-Sensoren eingesetzt werden, die dazu ausgebildet sind, eine Verformung eines Konstruktionselements am laufkatzenseitigen Aufhängungspunkt zu messen. Ein solches Konstruktionselement kann beispielsweise ein Bolzen sein.As an alternative or in addition to detecting the pendulum movement, a bearing reaction in at least one track-side suspension point can also be determined. The determination of the bearing reaction includes the quantitative detection of bearing reaction forces and / or bearing reaction moments and the detection of their directions of action. Strain gauges and / or piezoelectric sensors can be used for this purpose, which are designed to measure a deformation of a construction element at the suspension-side suspension point. Such a structural element may be, for example, a bolt.

Die Erfassung der Pendelbewegung und/oder der Lagerreaktion in mindestens einem laufkatzenseitigen Aufhängungspunkt erlaubt es, in einem anschließenden Verfahrensschritt die Reaktionskraft schnell und exakt zu ermitteln.The detection of the pendulum movement and / or the bearing reaction in at least one track-side suspension point makes it possible to determine the reaction force quickly and accurately in a subsequent method step.

Des Weiteren kann das erfindungsgemäße Verfahren folgendes umfassen, dass zur Ermittlung der Reaktionskräfte der Last auf die Laufkatze das Gewicht der Last und/oder eine freie Länge mindestens eines Hubwerkseils erfasst werden. Die Reaktionskräfte an der Laufkatze bei einer Pendelbewegung korrespondieren im Wesentlichen mit Trägheitskräften, die unter anderem vom Gewicht des Pendelkörpers, hier also der Last, abhängig sind. Die freie Länge des mindestens einen Hubwerkseils stellt die Länge des entsprechenden Hubwerkseils zwischen einem Aufhängungspunkt an der Laufkatze und einem Aufhängungspunkt an der Last dar. Die freie Länge des oder der Hubwerkseile bildet bei der Pendelbewegung der Last dessen zugehörige Pendellänge. Die Pendellänge stellt hierbei ein Maß für dessen Periodendauer dar. Hieraus sind unter anderem die bei der Pendelbewegung unmittelbar bevorstehenden und zu erwartenden Reaktionskräfte auf die Laufkatze ableitbar. Das erfindungsgemäße Verfahren kann durch das Hinzuziehen der skizzierten Größen zu einer näheren Berechnung zu erwartender Reaktionskräfte weitergebildet werden. Die Kompensation der Reaktionskräfte auf die Laufkatze wird somit genauer und die Dämpfungswirkung weiter erhöht.Furthermore, the method according to the invention may include that the weight of the load and / or a free length of at least one hoist rope are detected to determine the reaction forces of the load on the trolley. The reaction forces on the trolley in a pendulum motion correspond essentially with inertial forces, which are dependent inter alia on the weight of the pendulum body, in this case the load. The free length of the at least one hoisting rope represents the length of the corresponding hoist rope between a suspension point on the trolley and a suspension point on the load. The free length of the hoist ropes or forms during the pendulum movement of the load whose associated pendulum length. The pendulum length is hereby a measure of its period duration. From this, inter alia, the reaction forces which are imminent and to be expected in the pendulum motion can be derived from the trolley. The inventive method can be further developed by the inclusion of the outlined sizes for a closer calculation of expected reaction forces. The compensation of the reaction forces on the trolley is thus more accurate and the damping effect further increased.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die skizzierten Schritte separat für eine Bewegung der Laufkatze entlang einer ersten und einer zweiten Führungsschiene durchgeführt. Die erste und zweite Führungsschiene sind in unterschiedliche Raumrichtungen ausgerichtet und in einem vorzugsweise rechten Winkel zueinander angeordnet. Dies erlaubt eine Bewegung der Laufkatze in zwei Dimensionen. Die erste Führungsschiene ist dabei entlang der zweiten Führungsschiene beweglich und umgekehrt. Dadurch können beispielsweise Pendelbewegungen in mehrere Raumrichtungen gedämpft werden. Das Prinzip der Trennung von Störgröße und Führungsgröße wird so fortgesetzt. Eine komplexe wechselseitige Überlagerung von Führungs- und Störgrößen in mehreren Dimensionen wird so vermieden. Dadurch können jeweils vereinfachte Steuerungen bzw. Regelungen eingesetzt werden. Die Verwendung einer komplexen Kransteuerung bzw. Kranregelung wird vermieden. Insgesamt wird so die Arbeitsgeschwindigkeit des Krans gesteigert.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, the steps outlined are carried out separately for a movement of the trolley along a first and a second guide rail. The first and second guide rails are aligned in different spatial directions and arranged at a preferably right angle to each other. This allows movement of the trolley in two dimensions. The first guide rail is movable along the second guide rail and vice versa. As a result, for example, oscillating movements can be damped in several spatial directions. The principle of separation from Disturbance and command value are continued in this way. A complex mutual superimposition of control and disturbance variables in several dimensions is thus avoided. As a result, each simplified control or regulation can be used. The use of a complex crane control or crane control is avoided. Overall, the operating speed of the crane is increased.

Darüber hinaus kann im beanspruchten Verfahren die kompensierende Ansteuerung des Laufkatzenantriebs während der Bewegung der Laufkatze und/oder während eines Verharrens in einer Zielposition erfolgen. Durch das Ausgleichen der Reaktionskräfte auf die Laufkatze während einer Bewegung entlang der Führungsschiene, wird eine Verfahrphase zur Dämpfung der Pendelbewegung mittels der zeitgleichen Ansteuerung mindestens eines Hubwerkseils genutzt. Durch das Ausgleichen der Reaktionskräfte an der Zielposition der Laufkatze wird die Voraussetzung für ein wirksames Dämpfen der Pendelbewegung aufrechterhalten. Das erfindungsgemäße Verfahren ist damit frei von einer Umschaltung zwischen einem Bewegungsbetrieb und einem Verharrungsbetrieb. Dadurch kann in jeder Betriebsphase der gleiche Steuer- und/oder Regelalgorithmus zur Dämpfung der Pendelbewegung eingesetzt werden. Eine fehleranfällige Fallunterscheidung zwischen Bewegungs- und Verharrungsbetrieb ist deshalb entbehrlich. Hierdurch wird die mögliche Arbeitsgeschwindigkeit des Krans weiter erhöht.In addition, in the claimed method, the compensating control of the trolley drive during the movement of the trolley and / or during a pause in a target position. By balancing the reaction forces on the trolley during a movement along the guide rail, a traversing phase for damping the pendulum motion by means of the simultaneous activation of at least one hoist rope is used. By balancing the reaction forces at the target position of the trolley, the requirement for effective damping of the pendulum motion is maintained. The method according to the invention is thus free of a switchover between a movement mode and a holding mode. As a result, the same control and / or regulating algorithm can be used to damp the pendulum movement in each operating phase. An error-prone case distinction between movement and maintenance operation is therefore unnecessary. As a result, the possible operating speed of the crane is further increased.

Die zugrundeliegende Aufgabenstellung wird auch durch das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt gelöst, das dazu ausgebildet ist, mindestens einen Hubantrieb und einen Laufkatzenantrieb einer Laufkatze eines Krans anzusteuern. Die Laufkatze ist dabei entlang einer Führungsschiene beweglich. Des Weiteren ist das Computerprogrammprodukt dazu ausgebildet, über entsprechende Eingangsdaten, die beispielsweise von einer geeigneten Messvorrichtung gesendet werden, einen Seilwinkel mindestens eines Hubwerkseils des Krans zu erfassen. Die Erfassung des Seilwinkels erfolgt dabei in mindestens eine Raumrichtung. Das Computerprogrammprodukt ist erfindungsgemäß dazu ausgebildet, zumindest eine Ausführungsform des oben skizzierten Verfahrens an einem Kran umzusetzen. Durch die Einfachheit des erfindungsgemäßen Verfahrens stellt das zugehörige Computerprogrammprodukt für seine Ausführung niedrige Anforderungen in puncto Leistungsfähigkeit der Hardware. Das Computerprogrammprodukt erlaubt es damit, das erfindungsgemäße Verfahren auch an einem bestehenden Kran im Zuge einer Nachrüstung oder eines Updates schnell und einfach zu implementieren. Das erfindungsgemäße Verfahren hat damit ein breites mögliches Einsatzspektrum.The underlying task is also solved by the computer program product according to the invention, which is designed to control at least one lifting drive and a trolley drive a trolley of a crane. The trolley is movable along a guide rail. Furthermore, the computer program product is designed to detect a cable angle of at least one hoist rope of the crane via corresponding input data, which are sent for example by a suitable measuring device. The detection of the rope angle takes place in at least one spatial direction. The computer program product is according to the invention adapted to implement at least one embodiment of the above outlined method on a crane. Due to the simplicity of the method according to the invention, the associated computer program product has low requirements in terms of hardware performance. The computer program product thus makes it possible to quickly and easily implement the method according to the invention also on an existing crane in the course of a retrofit or an update. The process according to the invention thus has a wide potential range of use.

Die Aufgabenstellung wird gleichermaßen von einer Steuereinheit gelöst, die zur Steuerung und/oder Regelung eines Krans ausgebildet ist. Der Kran verfügt über mindestens einen Hubantrieb, einen Laufkatzenantrieb und mindestens eine Messvorrichtung. Die Messvorrichtung ist zu einer Erfassung einer Lage und/oder eines Gewichts einer Last ausgebildet, die an dem Kran aufgehängt ist. Die Lage der Last umfasst dabei einen Seilwinkel eines Hubwerkseils, an dem die Last aufgehängt ist. Der Seilwinkel wird dabei in mindestens eine Raumrichtung erfasst. Die Steuereinheit weist einen Speicher und ein Rechenwerk auf und ist damit zur Speicherung und Ausführung eines Computerprogrammprodukts geeignet. Erfindungsgemäß handelt es sich dabei um ein oben skizziertes Computerprogrammprodukt, das dazu ausgebildet ist, das erfindungsgemäße Verfahren umzusetzen. Alternativ weist die Steuereinheit einen Chip auf, der durch seine Verdrahtung zur Ausführung eines Programms ausgebildet ist. Der Chip kann eine Verdrahtung aufweisen, die dazu geeignet ist, mindestens eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umzusetzen.The task is equally solved by a control unit, which is designed for controlling and / or regulating a crane. The crane has at least one lifting drive, a trolley drive and at least one measuring device. The measuring device is adapted to detect a position and / or a weight of a load suspended on the crane. The position of the load comprises a rope angle of a hoist rope on which the load is suspended. The rope angle is detected in at least one spatial direction. The control unit has a memory and an arithmetic unit and is therefore suitable for storing and executing a computer program product. According to the invention, this is a computer program product outlined above, which is designed to implement the method according to the invention. Alternatively, the control unit has a chip formed by its wiring for executing a program. The chip may have a wiring which is suitable for implementing at least one embodiment of the method according to the invention.

Die zugrundeliegende Aufgabenstellung wird auch durch einen Kran gelöst, der zum Heben und Bewegen einer Last mittels mindestens eines Hubwerkseils mittels eines zugehörigen Hubantriebs ausgebildet ist. Das Hubwerkseil ist dabei an einer Laufkatze angebracht, die entlang einer Führungsschiene beweglich ist. Der Kran ist mit einer oben beschriebenen erfindungsgemäßen Steuereinheit verbunden, die dazu ausgebildet ist, das erfindungsgemäße Verfahren umzusetzen.The underlying task is also solved by a crane, which is designed for lifting and moving a load by means of at least one hoisting rope by means of an associated lifting drive. The hoist rope is attached to a trolley, which is movable along a guide rail. The crane is with an inventive invention described above Connected control unit, which is adapted to implement the method according to the invention.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Ausführungsformen in den Figuren 1 bis 4 näher erläutert. Die Merkmale der einzelnen Ausführungsformen sind dabei untereinander kombinierbar. Es zeigen im Einzelnen:

FIG 1: eine schematische Darstellung einer Laufkatze, bei der eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens angewandt wird;
FIG 2: einen schematischen Ablauf einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;
FIG 3: ein Ablaufdiagramm einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;
FIG 4: einen Kran, an dem das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird.

The invention will be described below with reference to the embodiments in FIGS FIGS. 1 to 4 explained in more detail. The features of the individual embodiments can be combined with each other. They show in detail:

FIG. 1: a schematic representation of a trolley, in which an embodiment of the method according to the invention is applied;
FIG. 2: a schematic sequence of an embodiment of the method according to the invention;
FIG. 3: a flowchart of another embodiment of the method according to the invention;
FIG. 4: a crane on which the method according to the invention is carried out.

In FIG 1 ist schematisch in einer Seitenansicht eine Laufkatze 12 abgebildet, die zu einem nicht näher dargestellten Kran 10 gehört. Der Kran 10 umfasst auch eine Führungsschiene 14, auf der die Laufkatze 12 entlang einer Bewegungsachse 15 beweglich angeordnet ist. Die Laufkatze 12 verfügt über einen Laufkatzenantrieb 19, der ein Antriebsmoment 31 bereitstellt und eine Bewegung 13 entlang der Bewegungsachse 15 erlaubt. An der Laufkatze 12 ist über zwei Hubwerkseile 16 eine Last 20 aufgehängt. Die Hubwerkseile 16 sind jeweils an laufkatzenseitigen Aufhängungspunkten 17 und an lastseitigen Aufhängungspunkten 18 befestigt. In jedem der laufkatzenseitigen Aufhängungspunkte 17 liegt eine Lagerreaktion 34 vor, die je nach der Bauform des jeweiligen laufkatzenseitigen Aufhängungspunkts 17 Lagerreaktionskräfte und/oder Lagerreaktionsmomente umfasst. Diese sind schematisch durch das Symbol mit dem Bezugszeichen 34 dargestellt. Jedem der Hubseilwerke 16 ist ferner ein Hubantrieb 11 zugeordnet, über den das zugehörige Hubwerkseil 16 auf- oder abrollbar ist. Ein Aufrollen bzw. Abrollen eines Hubwerkseils 16 verringert bzw. erhöht dessen freie Länge 27. Durch die Bewegung 13 der Laufkatze 12 erfolgt eine Auslenkung der Last 20 aus der Vertikalen. Durch die Auslenkung der Last 20 ergibt sich zwischen einem Lastbezugspunkt 29 und einem Laufkatzenbezugspunkt 21 eine Distanz 33, die eine Störgröße darstellt. Ferner wird durch die Auslenkung der Last 20 eine Pendelbewegung 25 hervorgerufen, die ein Platzieren der Last 20 erschwert.In FIG. 1 is shown schematically in a side view of a trolley 12, which belongs to a crane 10, not shown. The crane 10 also includes a guide rail 14 on which the trolley 12 is movably arranged along a movement axis 15. The trolley 12 has a trolley drive 19, which provides a drive torque 31 and allows movement 13 along the movement axis 15. On the trolley 12, a load 20 is suspended via two hoisting ropes 16. The hoisting ropes 16 are each attached to trolley side suspension points 17 and load-side suspension points 18. In each of the trolley-side suspension points 17 there is a bearing reaction 34 which, depending on the design of the respective trolley-side suspension point 17, includes bearing reaction forces and / or bearing reaction torques. These are shown schematically by the symbol with the reference numeral 34. Each of the hoisting ropes 16 is further associated with a lifting drive 11, via which the associated Hoisting rope 16 up or unrolled. A rolling or unwinding of a hoist rope 16 reduces or increases its free length 27. By the movement 13 of the trolley 12, a deflection of the load 20 from the vertical. Due to the deflection of the load 20 results between a load reference point 29 and a trolley reference point 21, a distance 33, which represents a disturbance. Furthermore, a deflection movement 25 is caused by the deflection of the load 20, which makes it difficult to place the load 20.

Die Pendelbewegung 25 führt an den laufkatzenseitigen Aufhängungspunkten 17 zu einem veränderlichen Seilwinkel 26, der in FIG 1 lediglich als Winkel in der Zeichenebene abgebildet ist. An beiden Hubwerkseilen 16 in FIG 1 ist der Seilwinkel 26 gleich groß. Die Lage 23 der Last 20 bezüglich der Laufkatze 12 ist folglich durch die freie Länge 27 der Hubwerkseile 16 und den bzw. die Seilwinkel 26 festgelegt. Die Last 20 weist ein Gewicht 22 auf, das als Gewichtskraftvektor 22 dargestellt ist. Durch den Seilwinkel 26 wirken auf die Hubwerkseile 16 jeweils eine Zugkraftkomponente 44 und eine Horizontalkraftkomponente 46. Die Horizontalkraftkomponenten 46 an den einzelnen Hubwerkseilen 16 wirken auch auf die Laufkatze 12 als jeweils eine Reaktionskraft 24.1, 24.2. Die Reaktionskräfte 24.1, 24.2 sind zu einer einzigen Reaktionskraft 24 zusammengefasst, die darauf gerichtet ist, die Laufkatze 12 zu beschleunigen. Der Kran 10 ist mit einer nicht näher abgebildeten Messvorrichtung ausgestattet, die dazu geeignet ist, den Seilwinkel 26 in mindestens eine der Raumrichtungen 37 zu erfassen. Die Raumrichtungen 37 sind als Koordinatensystem 35 in FIG 1 dargestellt. Die Messvorrichtung 38 ist auch dazu geeignet, das Gewicht 22 der Last 20 zu ermitteln.The pendulum movement 25 leads to the trolley side suspension points 17 to a variable cable angle 26, the in FIG. 1 only shown as an angle in the drawing plane. On both hoist ropes 16 in FIG. 1 the rope angle 26 is the same size. The position 23 of the load 20 with respect to the trolley 12 is thus determined by the free length 27 of the hoisting ropes 16 and the or the cable angle 26. The load 20 has a weight 22, which is shown as a weight force vector 22. By the rope angle 26 act on the hoisting ropes 16 each have a tensile component 44 and a horizontal force component 46. The horizontal force components 46 on the individual hoisting ropes 16 also act on the trolley 12 as a respective reaction force 24.1, 24.2. The reaction forces 24.1, 24.2 are combined into a single reaction force 24, which is directed to accelerate the trolley 12. The crane 10 is equipped with a measuring device not shown in more detail, which is suitable for detecting the cable angle 26 in at least one of the spatial directions 37. The spatial directions 37 are in the form of a coordinate system 35 in FIG FIG. 1 shown. The measuring device 38 is also suitable for determining the weight 22 of the load 20.

Die Laufkatze 12 ist auch mit einer Steuereinheit 90 versehen, auf der ein Computerprogrammprodukt 80 ausführbar abgespeichert ist. Das Computerprogrammprodukt 80 ist dazu ausgelegt, zumindest eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 durchzuführen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren 100 wird die Reaktionskraft 24, die auf die Laufkatze 12 einwirkt, ermittelt. Das Verfahren 100 greift in die Steuerung des Laufkatzenantriebs 19 ein und passt das bereitgestellte Antriebsmoment 31 derartig an, dass der Laufkatzenantrieb 19 auf die Laufkatze 12 eine Ausgleichskraft 30 ausübt. Die Ausgleichskraft 30 und die Reaktionskraft 24 sind betragsmäßig im Wesentlichen gleich und in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet. Die Bewegung 13 wird folglich durch die von der Last 20 hervorgerufene Reaktionskraft 24 nicht beeinflusst. Die Laufkatze 12 führt ihre Bewegung 13 entlang der Führungsschiene 14 mit der aufgehängten Last 20 genauso aus wie ohne eine aufgehängte Last 20. In der Steuereinheit 90 der Laufkatze 12 ist ferner ein Steuer- und/oder Regelalgorithmus 32 implementiert, der dazu ausgelegt ist, der Pendelbewegung 25 durch Ansteuern der Hubantriebe 11 entgegenzuwirken. Es wird somit eine Entkopplung der Führungsbewegung, also der Bewegung 13 zu einer Zielposition, von einer Störbewegung, nämlich der Pendelbewegung 25 erreicht. Die Laufkatze 12 erreicht durch das erfindungsgemäße Verfahren 100 schnell eine Zielposition und ist dazu geeignet, der Pendelbewegung 25 sowohl während der Bewegung 13 als auch im Stillstand entgegenzuwirken.The trolley 12 is also provided with a control unit 90 on which a computer program product 80 is executively stored. The computer program product 80 is designed to carry out at least one embodiment of the method 100 according to the invention. By the method according to the invention 100, the reaction force 24 acting on the trolley 12 is determined. The method 100 intervenes in the control of the trolley drive 19 and adjusts the provided drive torque 31 in such a way that the trolley drive 19 exerts a compensating force 30 on the trolley 12. The balancing force 30 and the reaction force 24 are substantially equal in magnitude and oriented in opposite directions. The movement 13 is consequently not influenced by the reaction force 24 caused by the load 20. The trolley 12 carries out its movement 13 along the guide rail 14 with the suspended load 20 just like without a suspended load 20. In the control unit 90 of the trolley 12 is further implemented a control and / or regulating algorithm 32, which is designed to To counteract pendulum motion 25 by driving the lifting actuators 11. Thus, a decoupling of the guiding movement, that is to say the movement 13 to a target position, from a disturbing movement, namely the pendulum movement 25, is achieved. The trolley 12 achieved by the inventive method 100 quickly a target position and is capable of counteracting the pendulum movement 25 both during the movement 13 and at a standstill.

In FIG 2 ist schematisch ein Ablauf einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 dargestellt. Gleiche Bezugszeichen wie in FIG 1 bezeichnen das Gleiche in FIG 2. Das Verfahren 100 geht von einer Laufkatze 12 aus, die sich in einer Ausgangsposition 47 im Ruhezustand befindet und an der eine Last 20 aufgehängt ist. Die Laufkatze 12 ist über einen Laufkatzenantrieb 19 entlang einer Führungsschiene 14 beweglich. Der Laufkatzenantrieb 31 stellt ein einstellbares Antriebsmoment 31 bereit, über das die Bewegung 13 entlang der Führungsschiene einleitbar ist. Die Last 20 ist über lastseitige Aufhängungspunkte 18 und laufkatzenseitige Aufhängungspunkte 17 mit Hubwerkseilen 16 an der Laufkatze 12 befestigt. In jedem der laufkatzenseitigen Aufhängungspunkte 17 liegt eine Lagerreaktion 34 vor, die je nach der Bauform des jeweiligen laufkatzenseitigen Aufhängungspunkts 17 Lagerreaktionskräfte und/oder Lagerreaktionsmomente umfasst. Diese sind schematisch durch das Symbol mit dem Bezugszeigen 34 dargestellt. Jedes der Hubwerkseile 16 ist über einen Hubantrieb 11 aufrollbar und abrollbar. Hierdurch ist die freie Länge 27 der einzelnen Hubwerkseile 16 veränderbar. Im Ruhezustand, wie in FIG 1 links gezeigt, befindet sich der Laufkatzenbezugspunkt 21 unmittelbar oberhalb des Lastbezugspunkts 29. Hierdurch ergibt sich zwischen dem Laufkatzenbezugspunkt 21 und dem Lastbezugspunkt 29 in Horizontalrichtung eine Distanz 33 von Null. Bei einer solchen Distanz 33 von Null ist ein vertikales Absetzen der Last 20 ohne weiteres möglich.In FIG. 2 schematically a sequence of an embodiment of the inventive method 100 is shown. Same reference numerals as in FIG. 1 denote the same thing in FIG. 2 , The method 100 is based on a trolley 12, which is in an initial position 47 in the resting state and on which a load 20 is suspended. The trolley 12 is movable via a trolley drive 19 along a guide rail 14. The trolley drive 31 provides an adjustable drive torque 31, via which the movement 13 along the guide rail can be introduced. The load 20 is attached via load-side suspension points 18 and trolley-side suspension points 17 with hoisting ropes 16 on the trolley 12. In each of the trolley-side suspension points 17 there is a bearing reaction 34 which, depending on the design of the respective trolley-side suspension point 17 bearing reaction forces and / or bearing reaction moments. These are shown schematically by the symbol with the reference 34. Each of the hoisting ropes 16 can be rolled up and unrolled via a lifting drive 11. As a result, the free length 27 of the individual hoisting ropes 16 is variable. At rest, as in FIG. 1 On the left, the trolley reference point 21 is located immediately above the load reference point 29. This results in a distance 33 of zero between the trolley reference point 21 and the load reference point 29 in the horizontal direction. At such a distance 33 from zero, a vertical settling of the load 20 is readily possible.

Der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 ist in FIG 2 auch über ein Diagramm 50 abgebildet. Darin bildet die vertikale Achse die Zeitachse 52 und die horizontale Achse die Positionsachse 54. Ferner wird durch eine Null-Linie 56 das Bezugsniveau für eine Abweichung 40 definiert, die einer horizontalen Distanz 33 zwischen dem Lastbezugspunkt 29 und dem Laufkatzenbezugspunkt 21 entspricht. Bei einem Start 55 aus der Ausgangsposition 47 besteht zwischen dem Laufkatzenbezugspunkt 21 und dem Lastbezugspunkt 29 eine horizontale Distanz 33 von Null. Infolge der Bewegung 13 von der Ausgangsposition 47 in Richtung einer Zielposition 49 bewegt sich die Laufkatze 12, und damit auch der Laufkatzenbezugspunkt 21, bei einer Verfahrphase 58 mit im Wesentlichen konstanter Geschwindigkeit. Durch die Trägheit der Last 20 hängt diese der Laufkatze 21 hinterher. Während der Verfahrphase 58 greift ein Steuer- und/oder Regelalgorithmus 32, der in einem Computerprogrammprodukt 80 in einer Steuereinheit 90 der Laufkatze 12 implementiert ist. Die Abweichung 40 wird währenddessen betragsmäßig reduziert. Während der Verfahrphase 58 wird ein Seilwinkel 26 zwischen mindestens einem Hubwerkseil 16 und einer vertikalen Richtung ermittelt. In Abhängigkeit vom dem Gewicht 22 der Last 20 und dem Seilwinkel 26 ergeben sich Horizontalkraftkomponenten 46, die als Reaktionskräfte 24.1, 24.2 auf die Laufkatze 12 einwirken. Die Reaktionskräfte 24.1, 24.2 werden zu einer Reaktionskraft 24 zusammengefasst. Der Laufkatzenantrieb 19 wird derart angesteuert, dass eine Ausgleichskraft 30 erzeugt wird, die die Reaktionskraft 24 kompensiert.The course of the method 100 according to the invention is shown in FIG FIG. 2 also shown on a diagram 50. Therein, the vertical axis constitutes the time axis 52 and the horizontal axis the position axis 54. Further, a zero line 56 defines the reference level for a deviation 40 corresponding to a horizontal distance 33 between the load reference point 29 and the trolley reference point 21. At a start 55 from the starting position 47 between the trolley reference point 21 and the load reference point 29 is a horizontal distance 33 of zero. As a result of the movement 13 from the starting position 47 in the direction of a target position 49, the trolley 12, and thus also the trolley reference point 21, moves in a traversing phase 58 at a substantially constant speed. Due to the inertia of the load 20 this depends on the trolley 21 behind. During the movement phase 58 accesses a control and / or regulating algorithm 32, which is implemented in a computer program product 80 in a control unit 90 of the trolley 12. The deviation 40 is meanwhile reduced in amount. During the travel phase 58, a cable angle 26 between at least one hoist rope 16 and a vertical direction is determined. Depending on the weight 22 of the load 20 and the cable angle 26, there are horizontal force components 46, which act as reaction forces 24.1, 24.2 on the trolley 12. The reaction forces 24.1, 24.2 are combined into a reaction force 24. The trolley drive 19 is driven in such a way that a Balancing force 30 is generated, which compensates the reaction force 24.

Auf die Verfahrphase 58 folgt eine Stillstandphase 59, in der die Laufkatze 12 bezüglich der Führungsschiene 14 stationär ist. Während der Stillstandphase 59 erfolgt eine Pendelbewegung 25, die weiter durch den Steuer- und/oder Regelalgorithmus 32 gedämpft wird. Die Stillstandphase 59 beginnt mit dem Erreichen der Zielposition 49. In der Zielposition 49 kommt es zu einem kurzfristigen Überschwingen 57 der Last 20. Auch in der Stillstandphase 59 wird die Reaktionskraft 24, die auf die Laufkatze 12 wirkt, über den Laufkatzenantrieb 19, der eine Ausgleichskraft 30 erzeugt, kompensiert und so der Stillstand stabilisiert. Währenddessen wird weiter durch den Steuer- und Regelalgorithmus 32 der Pendelbewegung 25 mittels einer entsprechenden Ansteuerung von mindestens einem Hubwerkseil 16 entgegengewirkt. Die dabei annehmende Abweichung 40 ist im Diagramm 50 in Form eines Dämpfungskegels 42 abgebildet, der von zwei Einhüllenden 43 begrenzt ist. Am Ende der Stillstandphase 59 hat die Abweichung 40, und damit die Pendelbewegung 25, ein Minimum erreicht, bei dem ein Absetzen der Last gefahrlos und präzise möglich ist. Die Zeitdauer, die vom Start 55 der Bewegung 13 aus der Startposition 47 in die Zielposition 49 vergeht, bildet die Prozessdauer 48. Durch das erfindungsgemäße Verfahren 100 wird eine kurze Verfahrphase 58 erreicht und somit die Prozessdauer 48 reduziert.The traversing phase 58 is followed by a stoppage phase 59 in which the trolley 12 is stationary with respect to the guide rail 14. During the standstill phase 59, a pendulum movement 25 takes place, which is further damped by the control and / or regulation algorithm 32. The stoppage phase 59 begins with the reaching of the target position 49. In the target position 49 there is a brief overshoot 57 of the load 20. Even in the stoppage phase 59, the reaction force 24, which acts on the trolley 12, via the trolley drive 19, the one Balancing force 30 generated, compensated and stabilized so the standstill. Meanwhile, further counteracted by the control and regulating algorithm 32 of the oscillating motion 25 by means of a corresponding control of at least one hoist rope 16. The thereby assuming deviation 40 is shown in the diagram 50 in the form of a damping cone 42, which is bounded by two envelopes 43. At the end of the stoppage phase 59, the deviation 40, and thus the oscillating movement 25, has reached a minimum at which it is possible to settle the load safely and precisely. The time that elapses from the start 55 of the movement 13 from the start position 47 to the target position 49 forms the process duration 48. The method 100 according to the invention achieves a short traversing phase 58 and thus reduces the process duration 48.

In FIG 3 ist ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 zum Betrieb eines Krans 10 dargestellt. Gleiche Bezugszeichen wie in FIG 1 und FIG 2 haben in FIG 3 dieselbe Bedeutung. Das Verfahren 100 geht von einer Ausgangssituation 105 aus, in der eine Last 20 an einer Laufkatze 12 des Krans 10 aufgehängt ist, die Laufkatze 12 sich in einer Ausgangsposition 47 befindet und die Last 20 im Wesentlichen bewegungslos ist. In einem ersten Verfahrensschritt 110 wird eine Bewegung 13 der Laufkatze 12 eingeleitet. Die Bewegung 13 wird dabei von einem Laufkatzenantrieb 19 hervorgerufen, der ein einstellbares Antriebsmoment 31 auf die Laufkatze 12 ausübt. In einem anschließenden Verfahrensschritt 120 wird eine Pendelbewegung 25 der Last 20 erfasst, indem das Gewicht 22 der Last 20 erfasst oder gemessen wird. Ferner wird zur Erfassung der Pendelbewegung 25 ein Seilwinkel 26 eines Hubwerkseils 16 bezüglich der Vertikalen ermittelt. Dies erfolgt beispielsweise optisch über eine Messvorrichtung 38, die als Kamera ausgebildet ist. Die Erfassung des Seilwinkels 26 erfolgt dabei entlang mindestens einer Raumrichtung 37. Zur Erfassung der Pendelbewegung 25 erfolgen die Messungen des Seilwinkels 26 fortlaufend.In FIG. 3 a flow chart of an embodiment of the inventive method 100 for operating a crane 10 is shown. Same reference numerals as in FIG. 1 and FIG. 2 have in FIG. 3 the same meaning. The method 100 starts from an initial situation 105 in which a load 20 is suspended on a trolley 12 of the crane 10, the trolley 12 is in an initial position 47 and the load 20 is substantially motionless. In a first method step 110, a movement 13 of the trolley 12 is initiated. The movement 13 is thereby from a trolley drive 19 caused, which exerts an adjustable drive torque 31 on the trolley 12. In a subsequent method step 120, a pendulum movement 25 of the load 20 is detected by detecting or measuring the weight 22 of the load 20. Furthermore, a cable angle 26 of a hoisting rope 16 is determined with respect to the vertical for detecting the oscillating movement 25. This is done, for example, optically via a measuring device 38, which is designed as a camera. The detection of the cable angle 26 takes place along at least one spatial direction 37. For the detection of the pendulum movement 25, the measurements of the cable angle 26 are carried out continuously.

Darauf folgt ein dritter Verfahrensschritt 130, in dem basierend auf dem zweiten Verfahrensschritt 120 eine Reaktionskraft 24, 24.1, 24.2 ermittelt wird, die durch die Last 20 auf die Laufkatze 12 einwirkt. Daran schließt sich eine Verzweigung 135 an. Bei der Verzweigung 135 wird geprüft, ob eine angestrebte Zielposition 49 durch die Laufkatze 12 bereits erreicht ist und ob noch eine Pendelbewegung 25 vorliegt, für die eine weitere Dämpfung geboten ist.This is followed by a third method step 130, in which based on the second method step 120, a reaction force 24, 24.1, 24.2 is determined, which acts on the trolley 12 through the load 20. This is followed by a branch 135. At branch 135 it is checked whether a desired target position 49 has already been reached by the trolley 12 and whether there is still a pendulum movement 25 for which further damping is required.

Wenn die Zielposition 49 noch nicht erreicht ist oder weiterhin eine Pendelbewegung 25 vorliegt, bei der eine Dämpfung geboten ist, folgt der vierte Verfahrensschritt 140. Im vierten Verfahrensschritt 140 wird ermittelt, welches Antriebsmoment 31 für den Laufkatzenantrieb 19 erforderlich ist, um die Einwirkung der Reaktionskraft 24 zu kompensieren. Es wird ein Antriebsmoment 31 berechnet, das eine Ausgleichskraft 30 bereitstellt und gegebenenfalls eine Bewegung 13 entlang der Führungsschiene 15 gemäß einem vorgegebenen Bewegungsprofil fortsetzt. Es werden ferner Steuerbefehle an den Laufkatzenantrieb 19 ausgegeben, die die ermittelte Ausgleichskraft 30 bereitstellen. Im Anschluss daran tritt das Verfahren 100 wieder in den zweiten Verfahrensschritt 120 ein, in dem die Pendelbewegung 25 erfasst wird.If the target position 49 has not yet been reached or if there is still a pendulum motion 25 in which damping is required, the fourth method step 140 follows. In the fourth method step 140, it is determined which drive torque 31 is required for the trolley drive 19 to determine the action of the reaction force 24 to compensate. A drive torque 31 is calculated which provides a compensation force 30 and optionally continues a movement 13 along the guide rail 15 in accordance with a predetermined movement profile. Furthermore, control commands are output to the trolley drive 19, which provide the ascertained compensating force 30. Thereafter, the method 100 again enters the second method step 120, in which the oscillating movement 25 is detected.

Wenn die Zielposition 49 erreicht ist und keine Pendelbewegung 25 mehr vorliegt, für die eine Dämpfung geboten ist, ist die Last 20 bereit zum Absetzen. In diesem Fall erreicht das Verfahren 100 von der Verzweigung 135 aus seinen angestrebten Endzustand 200.When the target position 49 is reached and there is no longer a pendulum motion 25 for which damping is required the load 20 ready to settle. In this case, the method 100 reaches the desired final state 200 from the branch 135.

FIG 4 zeigt einen Kran 10, der über eine Laufkatze 12 verfügt, die auf entlang einer Bewegungsachse 15 auf einer Führungsschiene 14 beweglich ist. Eine Bewegung 13 auf der Führungsschiene 14 wird durch einen Laufkatzenantrieb 19 ermöglicht. Der Kran 10 ist mit Messvorrichtungen 38 versehen, die als Kameras ausgebildet sind und einen Seilwinkel 26 zwischen einem Hubwerkseil 16 und der Vertikalen erfassen. Die Erfassung des Seilwinkels 26 erfolgt dabei entlang mindestens einer Raumrichtung 37. Die Raumrichtungen 37 sind in FIG 4 als Koordinatensystem 35 schematisch abgebildet. Das Hubwerkseil 16 ist an einem laufkatzenseiteigen Aufhängungspunkt 17 und einem lastseitigen Aufhängungspunkt 18 befestigt. Die Aufhängungspunkte 17, 18 entsprechen dabei jeweils einem Laufkatzenbezugspunkt 21 und einem Lastbezugspunkt 29. Der Kran 10 verfügt ferner über nicht näher dargestellte Messvorrichtungen zur Messung des Gewichts 22 der Last 20. FIG. 4 shows a crane 10, which has a trolley 12 which is movable along a movement axis 15 on a guide rail 14. A movement 13 on the guide rail 14 is made possible by a trolley drive 19. The crane 10 is provided with measuring devices 38 which are designed as cameras and detect a rope angle 26 between a hoist rope 16 and the vertical. The detection of the cable angle 26 takes place along at least one spatial direction 37. The spatial directions 37 are in FIG. 4 as a coordinate system 35 shown schematically. The hoist rope 16 is attached to a trolley-side suspension point 17 and a load-side suspension point 18. The suspension points 17, 18 each correspond to a trolley reference point 21 and a load reference point 29. The crane 10 also has measuring devices, not shown, for measuring the weight 22 of the load 20.

In FIG 4 ist die Last 20 bei der Bewegung 13 entlang der Führungsschiene 14 ausgelenkt, so dass eine Pendelbewegung 25 hervorgerufen wird. Der Kran 10 verfügt über eine Steuereinheit 90, in der ein Computerprogrammprodukt 80 ausführbar abgespeichert ist, das zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 ausgelegt ist. Hierzu weist die Steuereinheit einen geeigneten Speicher 92 und eine geeignete Recheneinheit 94 auf. Durch die Steuereinheit 90 wird gemäß dem Verfahren 100 der Laufkatzenantrieb 19 derart angesteuert, dass eine Reaktionskraft 24 ausgeglichen wird.In FIG. 4 the load 20 is deflected during the movement 13 along the guide rail 14, so that a pendulum movement 25 is caused. The crane 10 has a control unit 90, in which a computer program product 80 is stored executable, which is designed to implement the method 100 according to the invention. For this purpose, the control unit has a suitable memory 92 and a suitable arithmetic unit 94. By the control unit 90, according to the method 100, the trolley drive 19 is controlled such that a reaction force 24 is compensated.

Claims

Method (100) for moving a trolley (12) of a crane (10) with an attached load (20), comprising the following steps: a) introducing a movement (13) of the trolley (12) along a guide rail (14);

b) determining a reaction force (24, 24.1, 24.2) of the load (20) on the trolley (12);

c) driving a trolley drive (19); wherein the driving in step c) takes place such that the reaction force (24, 24.1, 24.2) of the load (20) along the guide rail (14) is compensated.

Method (100) according to claim 1, characterized in that during and / or after the movement (13) along the guide rail (14) the pendulum movement (25) of the load (20) by controlling at least one hoist rope (16) via the lifting drive (11) is dampened.

Method (100) according to claim 2, characterized in that for damping the pendulum movement (25) of the load (20) a control and / or regulating algorithm (32) is used in which a distance (33) between a trolley reference point (21) and a load reference point (29) along the guide rail (14) is used as a signal input.

Method (100) according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the movement (13) along the guide rail (14) comprises a steady movement at the maximum travel speed and / or an accelerated movement with the maximum travel acceleration of the trolley (12).

Method (100) according to one of claims 1 to 4, characterized in that during the movement (13) of the trolley (12) along the guide rail (14) on the trolley (12) is continuously a constant direction of movement.

Method (100) according to one of claims 1 to 5, characterized in that for determining the reaction force (24, 24.1, 24.2) a pendulum movement (25) of the load (20) is detected and / or a bearing reaction (34) in at least one trolley-side suspension point (17) is detected.

Method (100) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the weight (22) of the load (20) is detected to determine the reaction forces (24, 24.1, 24.2) of the load (20) on the trolley (12) and / or a free length (27) of at least one hoist rope (16) is detected.

Method (100) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the steps a) to c) are carried out for a movement (13) along a first and a second guide rail (14), wherein the first and second guide rails (14 ) are aligned in different spatial directions (37).

The method (100) according to one of claims 1 to 8, characterized in that said step c) takes place during the movement (13) of the trolley (12) and / or (in a target position during a persistence) of the trolley (12).

Computer program product (80) for controlling at least one lifting drive (11) and a trolley drive (19) of a trolley (12) which is movable along at least one guide rail (14) for detecting a cable angle (26) of at least one hoist rope (16) in at least one spatial direction (37) is formed, characterized in that the program (80) for performing at least one of the methods (100) is designed according to one of claims 1 to 9.

Control unit (90) for controlling and regulating a crane (10), comprising at least one lifting drive (11), a trolley drive (19) and at least one measuring device (38) for detecting a layer (23) and / or a weight (22) the load (20) is connected, wherein the control unit (90) is provided with a memory (92) and a computing unit (94) and for storing and executing a computer program product (80) according to claim 10 or for carrying out a method (100) one of claims 1 to 9 is formed.

Crane (10) for lifting and moving a load (20) by means of at least one hoisting rope with an associated lifting drive, which is mounted on a trolley, characterized in that the crane (10) is connected to a control unit (90) according to claim 11.