ES2338685T3 - Procedimiento para la manipulacion automatica de una carga de una grua con amortiguacion del movimiento pendular de la carga y dispositivo planificador de la trayectoria. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la manipulación de una carga, que está colgada en un cable portador de la carga, que pertenece a una grúa o a una excavadora, con un mecanismo giratorio para hacer girar a la grúa o a la excavadora, con un mecanismo de pluma basculante para el alzamiento o bien para la inclinación de un aguilón y con un mecanismo de elevación para levantar o bien para hacer descender la carga, que está colgada del cable, con una regulación controlada por medio de ordenador para la amortiguación del movimiento pendular de la carga, que presenta un dispositivo planificador de la trayectoria, caracterizado porque comprende las etapas siguientes: - la determinación del espacio de trabajo por medio de la elección de dos puntos, - la determinación de uno de los dos puntos como punto de destino por medio de la especificación del sentido por medio de una palanca de mano, - la especificación de las velocidades teóricas para el mecanismo de rotación y para el mecanismo de pluma basculante por medio de las señales de la palanca de mano de tal manera, que la carga pueda moverse libremente en todo el espacio de trabajo, - la modificación automática de las velocidades teóricas en función del intervalo de rotación remanente y/o de la zona radial hasta la posición de destino y de la trayectoria de frenado necesaria.
Description
Procedimiento para la manipulación automática de
una carga de una grúa con amortiguación del movimiento pendular de
la carga y dispositivo planificador de la trayectoria.
La invención se refiere a un procedimiento para
la manipulación de una carga, que está colgada en un cable
portador, que pertenece a una grúa o a una excavadora, cuyo
procedimiento presenta una regulación controlada por medio de un
ordenador para la amortiguación del movimiento pendular de la carga
y un dispositivo planificador de la trayectoria y, de manera
especial, se refiere a un procedimiento para la manipulación
automática de la carga.
La invención comprende una amortiguación del
movimiento pendular de la carga en las grúas o en las excavadoras,
que permite un movimiento de la carga, que está colgada de un cable,
con tres grados de libertad como mínimo. Tales grúas o excavadoras
presentan un mecanismo giratorio, que puede estar asentado sobre un
mecanismo de traslación, el cual sirve para llevar a cabo el giro
de la grúa o de la excavadora. Por otra parte está presente un
mecanismo de pluma basculante para alzar o bien para inclinar un
aguilón. Por último, la grúa o la excavadora comprende un mecanismo
de elevación para elevar o bien para hacer descender la carga, que
está colgada del cable. Las grúas o las excavadoras de este tipo
encuentran aplicación en diversas realizaciones. En esta caso
pueden citarse, de manera ejemplificativa, las grúas móviles para
puertos de mar, las grúas para buques, las grúas de costa, las
grúas móviles sobre orugas o bien las excavadoras de cuchara de
arrastre.
Cuando se lleva a cabo la manipulación de una
carga, que está colgada de un cable, por medio de una grúa o de una
excavadora de este tipo, se generan oscilaciones que, por un lado,
se deben al movimiento de la grúa o de la excavadora propiamente
dicha o que se deben también a efectos perturbadores externos, tal
como por ejemplo el viento. En el pasado se han llevado a cabo ya
intentos para reprimir los movimientos pendulares en las grúas de
carga.
De este modo, la publicación DE 127 80 79
describe una disposición para reprimir de manera automática los
movimientos pendulares de una carga que está colgada por medio de un
cable de un punto de suspensión del cable, que puede moverse en un
plano horizontal, con ocasión del movimiento del punto de suspensión
del cable al menos en una coordenada horizontal, en cuya
disposición es influenciada la velocidad del punto de suspensión
del cable en el plano horizontal por medio de un circuito de
regulación en función de una magnitud derivada del ángulo de
desviación del cable portador de la carga con respecto a la vertical
final.
La publicación DE 20 22 745 muestra una
disposición para reprimir las oscilaciones pendulares de una carga,
que está colgada por medio de un cable del carro portacargas de una
grúa, cuyo órgano motor está equipado con un dispositivo
cuentarrevoluciones y con un dispositivo para la regulación de la
trayectoria, con una disposición de regulación, que acelera al
carro portacargas, teniendo en consideración los períodos de las
oscilaciones durante una primera parte de la trayectoria recorrida
por el carro portacargas, y que lo retarda durante una última parte
de esta trayectoria, de tal manera que el movimiento del carro
portacargas y las oscilaciones de la carga se anulan en el punto de
destino.
Se ha dado a conocer por la publicación DE 321
04 50 un equipo en aparejos de elevación para el control automático
del movimiento del dispositivo portador de la carga con
estabilización del movimiento pendular de la carga, que presenta
con ocasión de la aceleración o del frenado de la carga que está
colgada del mismo, durante un intervalo de tiempo de aceleración y
respectivamente, durante un intervalo de tiempo de frenado. La idea
básica se apoya sobre el péndulo matemático simple. Para llevar a
cabo el cálculo del movimiento no se toman en consideración ni la
masa del carro portacargas ni la masa de la carga. No se toman en
consideración ni el rozamiento de Coulomb ni el rozamiento
proporcional a la velocidad del órgano motor del carro portacargas o
del órgano motor del puente.
Con objeto de poder transportar del modo más
rápidamente posible desde el punto inicial hasta el punto de
destino un cuerpo de carga, la publicación DE 322 83 02 propone
llevar a cabo el control del número de revoluciones del motor de
accionamiento del carro de la grúa por medio de una calculadora de
tal manera que el carro de la grúa y el dispositivo portador de la
carga se muevan con la misma velocidad durante la marcha en el
régimen establecido y se alcance en el menor tiempo posible la
amortiguación del movimiento pendular. La calculadora, que se
conoce por la publicación DE 322 83 02, trabaja de conformidad con
un programa de cálculo para resolver las ecuaciones diferenciales
que se cumplen para el sistema de oscilación de dos masas no
amortiguado, que se forma a partir del carro de la grúa y del
cuerpo de carga, no tomándose en consideración ni el rozamiento de
Coulomb ni el rozamiento proporcional a la velocidad del órgano
motor del carro portacargas o del órgano motor del puente.
En el caso del procedimiento, que ha sido dado a
conocer por la publicación DE 37 10 492, se eligen las velocidades
entre los puntos de destino sobre la trayectoria de tal manera, que
la amplitud de las oscilaciones pendulares es siempre nula una vez
se ha recorrido la mitad de la trayectoria total entre el punto de
partida y el punto de destino.
El procedimiento, que ha sido dado a conocer por
la publicación DE 39 33 527, para la amortiguación de las
oscilaciones pendulares de la carga abarca una regulación normal de
velocidad-posición.
La publicación DE 691 19 913 se refiere a un
procedimiento para el control del ajuste de una carga en movimiento
pendular, en el que se forma la desviación entre la posición de la
carga teórica y la posición de la carga real en un primer circuito
de regulación. Esta desviación es derivada, multiplicada por un
coeficiente de corrección y sumada a la posición teórica del
soporte móvil. En un segundo circuito de regulación se compara la
posición teórica del soporte móvil con la posición real, se
multiplica por una constante y se suma a la velocidad teórica del
soporte móvil.
La publicación DE 44 02 563 se refiere a un
procedimiento para la regulación de mecanismos de traslación
eléctricos de aparejos de elevación con una carga, que está colgada
de un cable, que genera la trayectoria teórica de la velocidad del
carro portacargas de la grúa en base a la ecuación dinámica descrita
y lo envía a un dispositivo regulador de la velocidad y de la
corriente eléctrica. Por otra parte, el equipo de cálculo puede ser
ampliado con un regulador de posición para la carga.
El procedimiento de regulación, que ha sido dado
a conocer por las publicaciones DE 127 80 79, DE 393 35 27 y DE 691
19 913 requiere un sensor del ángulo del cable para llevar a cabo la
amortiguación pendular de la carga. En la realización ampliada de
conformidad con la publicación DE 44 02 563 también es necesario
este sensor. Puesto que este sensor del ángulo del cable provoca
costes considerables, es ventajoso que el movimiento pendular de la
carga pueda ser compensado también sin este sensor.
El procedimiento de la publicación DE 44 02 563
en la versión básica, requiere también, al menos, la velocidad del
carro portacargas de la grúa. Así mismo en la publicación DE 20 22
745 se requieren varios sensores para la amortiguación del
movimiento pendular de la carga. De este modo, en el caso de la
publicación DE 20 22 745 tiene que recogerse al menos un número de
revoluciones y una medición de la posición del carro portacargas de
la grúa.
De la misma manera, la publicación DE 37 10 492
requiere como sensor adicional al menos la posición del carro
portacargas o bien la posición del puente.
Como alternativa a este procedimiento, otra
hipótesis, que ha sido dada a conocer por ejemplo en la publicación
DE 32 10 450 y en la publicación DE 322 83 02, propone resolver las
ecuaciones diferenciales en las que está basado el sistema y
determinar en base a las mismas una estrategia de control para el
sistema con objeto de reprimir el movimiento pendular de la carga,
midiéndose, en el caso de la publicación DE 32 10 450, la longitud
del cable y midiéndose, en el caso de la publicación DE 322 83 02,
la longitud del cable y la masa de la carga. Sin embargo, en estos
sistemas no se tiene en consideración los efectos de rozamiento no
despreciables en el sistema de la grúa, del rozamiento por
adherencia ni el rozamiento proporcional a la velocidad. La
publicación DE 44 02 563 tampoco toma en consideración los términos
de rozamiento ni los términos de amortiguación.
Con objeto de desarrollar una grúa o una
excavadora para la manipulación de una carga, que está colgada de
un cable portador de la carga, que puede mover a la carga al menos a
través de tres grados de libertad del movimiento de tal manera que
pueda amortiguarse el movimiento pendular de la carga, que se
presenta activamente durante el movimiento, y, de este modo, puede
ser guiada la carga exactamente sobre una trayectoria
predeterminada, la solicitante ha propuesto ya en su publicación DE
100 64 182 A1, equipar a la grúa o a la excavadora con una
regulación controlada por medio de ordenador para llevar a cabo la
amortiguación del movimiento pendular de la carga, cuya regulación
presenta un módulo para la planificación de la trayectoria (a
continuación denominado abreviadamente dispositivo planificador de
la trayectoria), un equipamiento para la compensación de la fuerza
centrípeta y, al menos, un dispositivo regulador del eje para el
mecanismo giratorio, un dispositivo regulador del eje para el
mecanismo de pluma basculante y un dispositivo regulador del eje
para el mecanismo de elevación.
Se conoce un procedimiento de conformidad con el
preámbulo de la reivindicación 1 por la publicación WO 2004/106215
A1.
Cuando se lleva a cabo la manipulación de
cargas, es necesario alcanzar de la manera más rápidamente posible
y con la máxima exactitud posible de la posición dos puntos de
destino con la grúa o con la excavadora, por ejemplo con una grúa
móvil para puerto de mar. Uno de los puntos de destino se encuentra
en el objeto que debe ser descargado, el otro se encuentra en el
objeto que debe ser cargado. Una manipulación ampliamente
automatizada de las cargas se denomina funcionamiento con
aprendizaje permanente (Teach-In).
La tarea de la invención consiste en conseguir
un procedimiento para la realización del denominado funcionamiento
Teach-In.
La solución se desprende de la combinación de
las características de la reivindicación principal.
Configuraciones especiales de la invención se
desprenden de las reivindicaciones dependientes.
El dispositivo planificador de la trayectoria
totalmente automático está integrado en un sistema activo para la
amortiguación del movimiento pendular de la carga para una grúa
móvil de puerto de mar. En este caso la exigencia que se plantea al
conductor de la grúa para recorrer varias veces dos puntos en el
espacio de trabajo sirve como punto de partida para el desarrollo
del funcionamiento completamente automático. Tal como se ha
representado en la figura 1, estos dos puntos son definidos por el
conductor de la grúa. En función del sentido predeterminado por
medio de la palanca de mano se establece uno de los dos puntos como
punto de destino. El objetivo consiste en acceder al punto de
destino de la manera más rápida posible y con la mayor exactitud de
posición posible y en minimizar las oscilaciones de la carga. Por
otra parte, se establecen de antemano las velocidades teóricas para
el mecanismo giratorio y para el mecanismo de pluma basculante por
medio de las señales de la palanca de mano. De este modo el
conductor de la grúa retiene, incluso en el caso de un
funcionamiento completamente automático, el control sobre la grúa
móvil para puerto de mar. Los obstáculos, que se encuentren en el
espacio de trabajo, pueden ser rodeados puesto que la carga puede
moverse libremente en todo el espacio de trabajo sin que esté
obligada por una trayectoria determinada. En este caso, la
amortiguación activa del movimiento pendular de la carga, tal como
se ha descrito en la solicitud de patente DE 100 64 182 A1, se
encarga de minimizar la oscilación de la carga. Cuando sea necesario
abandonar el espacio de trabajo, el conductor de la grúa puede
accionar una tecla correspondiente. Con ayuda de este modo de
funcionamiento, el denominado funcionamiento
Teach-In, se alcanzan elevados rendimientos de
manipulación y se minimizan las exigencias que se plantean al
conductor de la grúa. Por otra parte, la grúa en funcionamiento
completamente automático se comporte aproximadamente como en el
caso del funcionamiento semiautomático, en el cual la señal de la
palanca de mano es aprovechada para el control de la grúa y la
amortiguación activa del movimiento pendular de la carga se encarga
de minimizar la oscilación de la carga. Por consiguiente, el
comportamiento dinámico de la grúa permanece evaluable y familiar
para el conductor de la grúa.
Otros detalles y ventajas de la invención se
explican a continuación con mayor detalle por medio de las
figuras.
La regulación de la grúa se realiza por medio de
la amortiguación en cascada de las oscilaciones (DE 100 64 182 A1).
Las estructuras parciales para el mecanismo giratorio y para el
mecanismo de pluma basculante están constituidas, de manera
esencial, por la generación de las trayectorias, por los
observadores de las perturbaciones y por los dispositivos
reguladores del estado con control piloto (véase la figura 2). En el
caso del funcionamiento completamente automático, son evaluadas en
el espacio de trabajo tanto la señal de la palanca \Phi_{DZiel}
y \Gamma_{ALZiel} así como, también, los puntos de partida/de
destino. Con estas informaciones se calculan señales de referencia
modificadas para la velocidad de la carga en el sentido de rotación
y en el sentido radial. En los dispositivos planificadores de la
trayectoria se generan trayectorias teóricas a partir de las
señales de referencia, cuyas trayectorias teóricas son transformadas
en los dispositivos reguladores axiales para el mecanismo giratorio
y para el mecanismo de pluma basculante, por medio de un control
piloto, en las correspondientes tensiones de activación para los
órganos motores hidráulicos.
Tal como se ha representado en la figura 1, se
proyectan en el plano \Phi_{D} - \Gamma_{AL} dos puntos
determinados por el conductor de la grúa en el espacio de trabajo.
De este modo, pueden separarse las posiciones teóricas de la carga
en los componentes \Phi_{D\_Ziel} y \Gamma_{AL\_Ziel}. La
figura 2 muestra la toma en consideración de estos componentes en
los dispositivos reguladores axiales para el mecanismo giratorio y
para el mecanismo de pluma basculante. De conformidad con el diseño
de la palanca de mano se establecerá como punto de destino la
posición teórica, que se encuentra a la derecha o bien a la
izquierda del conductor de la grúa y se separa en los componentes
que han sido indicados.
La idea básica del dispositivo planificador de
la trayectoria completamente automático consiste en la modificación
de la señal reducida de la palanca de mano en función del intervalo
de rotación remanente hasta la posición de destino
\Phi_{D\_Ziel} y de la trayectoria de frenado necesaria.
En primer lugar, se acelera con una desviación de la palanca de
mano por parte del conductor de la grúa con la rampa memorizada en
el dispositivo planificador de la trayectoria. Cuando el intervalo
de rotación remanente es mayor que el ángulo de rotación, que se
requiere para llevar a cabo un retardo, se produce a continuación
una fase en la que se lleva a cabo el desplazamiento con una
velocidad máxima predeterminada. Por otro lado, la fase de
aceleración va directamente seguida por la fase de frenado, cuando
el intervalo de rotación sea correspondientemente pequeño. Tal como
se ha representado en la figura 3, tiene que determinarse en primer
lugar el intervalo remanente por medio de la diferencia entre la
posición teórica y la posición real. Con objeto de encontrar el
instante correcto, a partir del cual tiene que llevarse a cabo un
retardo, se toma en consideración la trayectoria de frenado
necesaria. En función del sentido de rotación será negativa o bien
será positiva la diferencia entre el intervalo de rotación
remanente y la trayectoria de frenado exactamente en el instante
correcto de retardo. Con el fin de mejorar el comportamiento de la
grúa móvil para puerto de mar cuando accede a la posición de
destino, no se pone a cero la señal de la palanca de mano reducida
\Phi'_{DZielred} cuando se alcance el instante de retardo sino
que se reduce a través de una tabla de consulta
(Look-Up) adaptada ya en las proximidades de este
instante.
Tal como se ha representado en la figura 4, en
el bloque "modificación de la señal de la palanca de mano" se
determina, en primer lugar, el sentido de rotación por medio del
signo de la señal de la palanca de mano reducida
\Phi'_{DZielred}. Con objeto de que el dispositivo planificador
de la trayectoria completamente automático sea robusto frente a las
modificaciones de la longitud del cable, se frena ya la grúa antes
de alcanzarse el instante de retardo propiamente dicho. La
diferencia entre la desviación de la posición y la trayectoria de
frenado se cambia en este caso por medio de tablas de consulta
(Look-Up) a factores comprendidos entre cero y uno.
Cuando la distancia hasta el punto de retardo, es decir el ángulo de
rotación a partir del cual tiene que llevarse a cabo el frenado
para alcanzar el ángulo de destino, sea mayor que 25 grados se
pondera con uno la señal reducida de la palanca de mano y se
convierte en el dispositivo planificador de la trayectoria en
trayectorias teóricas. Cuando se reduce la distancia, la señal de la
palanca de mano no se reduce de manera lineal. Cuando la señal
diff_{DW} sea negativa, el factor con el que se pondera la
señal reducida de la palanca de mano es nulo y, por consiguiente, se
alcanza el instante de retardo.
Puesto que el dispositivo regulador del estado
para el mecanismo giratorio no tiene una dependencia de la
posición, es decir que no es deducido el ángulo de rotación
\Phi_{D}, se ha implementado un dispositivo regulador P, que
deduce la desviación de la posición. Desde luego, la magnitud de
ajuste del dispositivo regulador P se conecta únicamente cuando se
sobrepase el punto de destino (véase la figura 5). Por consiguiente,
puede garantizarse el alcance del ángulo de destino para t
\rightarrow \infty. Se determina la aplicación del dispositivo
regulador P por medio de un coeficiente fijo P_{Faktor},
que está ponderado con el valor absoluto de la señal de la palanca
de mano. La señal de la palanca de mano está normalizada a -1 hasta
1. De este modo, el dispositivo regulador P puede adaptarse a la
dinámica del sistema.
La base para el cálculo de la trayectoria de
frenado constituye la solución general del modelo del espacio de
estado del sistema parcial reglado, que corresponde al mecanismo
giratorio. La solución de las ecuaciones de estado está subdividida
en dos partes, la solución homogénea y la solución particular. La
solución particular puede aproximarse en este caso para el
mecanismo giratorio por medio de la relación que ha sido
representada en la ecuación (0.1). La primera parte de la
trayectoria de frenado \Phi_{Dbrems1} se calcula teniéndose en
consideración la velocidad de rotación medida \Phi'_{D} y la
aceleración máxima \Phi''_{D\_max}.
\vskip1.000000\baselineskip
La segunda parte de la trayectoria de frenado
\Phi_{Dbrems2} se deduce a partir del cálculo de la solución
homogénea del sistema parcial reglado correspondiente al mecanismo
giratorio.
Solución homogénea del sistema parcial reglado
correspondiente al mecanismo giratorio:
La amortiguación de la oscilación implementada
para el mecanismo giratorio de la carga en la dirección tangencial
conduce al movimiento de compensación de la grúa en el sentido de
rotación. La dinámica de la regulación del estado, determinada por
medio del establecimiento de los polos, tiene un influjo
determinante sobre la trayectoria de frenado necesaria del
mecanismo giratorio. Con objeto de determinar el ángulo de rotación,
que se produce con ocasión de una desviación del sistema reglado,
se calcula la solución homogénea de este sistema. Con la solución
homogénea, que ha sido representada en la ecuación (0.2) pueden
determinarse todos los estados por medio de la medición de los
estados iniciales.
\vskip1.000000\baselineskip
En este caso, A_{R} es la matriz
del sistema correspondiente al sistema reglado. Con los cuatro
estados correspondientes al ángulo de rotación, a la velocidad del
ángulo de rotación, al ángulo tangencial del cable y a la velocidad
tangencial del ángulo del cable y la tensión de activación de la
válvula proporcional del circuito hidráulico a título de entrada se
obtienen el vector de estado y el vector de entrada como
\vskip1.000000\baselineskip
Con estas definiciones el espacio de estado del
mecanismo giratorio se expresa de la manera siguiente
\vskip1.000000\baselineskip
En este caso, l_{A} es la longitud del
aguilón, l_{S} es la longitud pendular libre,
i_{D} es una relación de transmisión, V_{MD} es
el volumen de aspiración del motor hidráulico, T_{D} es el
tiempo de retardo del órgano motor hidráulico, K_{VD} es la
constante de proporcionalidad entre la tensión de activación y el
caudal suministrado de la bomba y \Phi_{A} es el ángulo de
alzamiento del aguilón. La salida del sistema es la descarga de la
carga. Por consiguiente, la matriz de partida C_{D}
está dada por
Con objeto de poder calcular el ángulo de
rotación, que está dado por la desviación del sistema reglado, tiene
que resolverse la ecuación (0.2) para el primer estado
(\Phi_{D}). Con esta finalidad se calcula en primer lugar la
matriz del sistema correspondiente al sistema reglado con la matriz
de retroceso K = [0 k_{2} k_{3}
k_{4}], cuyos elementos están determinados por medio de la
especificación de los polos. (Ecuación (0.6)). La primera
amplificación de la matriz de retroceso es cero, puesto que uno de
los cuatro polos ha sido especificado con cero y, por consiguiente,
la regulación del estado del mecanismo giratorio no tiene una
dependencia de la posición.
Si se calcula ahora la matriz de transición
\Phi = e^{A}_{R}^{(t-t0)} y se
toma en consideración el valor límite para t \rightarrow
\infty, se obtienen los siguientes elementos de la primera
línea.
Los tres polos remanentes del sistema parcial
reglado correspondiente al mecanismo giratorio, que son diferentes
de cero, están simbolizados por medio de l_{1},
l_{2} y l_{3}.
Con la ecuación (0.2) y los elementos de la
matriz de transición puede determinarse la solución homogénea del
sistema reglado para el ángulo de rotación. En la ecuación (0.8) se
ha representado la relación.
Por medio de este cálculo es posible tomar en
consideración las propiedades dinámicas de la regulación del
mecanismo giratorio en el caso en que se lleve a cabo una
planificación completamente automática de la trayectoria. El ángulo
de rotación \Phi_{Dhom} se calcula por vía dinámica y se
entiende como parte adicional \Phi_{Dbrems2} de la trayectoria
de frenado. Por consiguiente es posible generar trayectorias que
conduzcan al acceso directo del punto de destino.
En contra de lo que ocurre en el caso de la
regulación del mecanismo giratorio, para el mecanismo de pluma
basculante se deduce el ángulo de alzamiento del aguilón
\Phi_{A}. De este modo, puede garantizarse el acceso a la
posición predeterminada para t \rightarrow \infty por
medio del planteamiento del dispositivo regulador del estado con la
formación de la posición y se simplifica esencialmente el
dispositivo planificador de la trayectoria completamente automático
(véase la figura 6). De manera análoga a la del dispositivo
planificador de la trayectoria del mecanismo giratorio, en el
bloque "modificación de la señal de la palanca de mano" se
adapta la señal reducida de la palanca de mano
\Gamma_{ALZielred} de tal manera, que el movimiento del
mecanismo de pluma basculante se retarda en el instante correcto con
objeto de alcanzar la posición de destino. El desarrollo modificado
de la velocidad teórica de la carga en la dirección radial, que es
generado en funcionamiento completamente automático, se transforma
en el dispositivo planificador de la trayectoria en la trayectoria
teórica r_{ALref}, tal como se ha representado en la
figura 2.
En este caso se obtiene, en el instante de
retardo t_{Verz\ddot{o}gerung}, por medio de la evaluación
del signo, que depende del sentido, de la diferencia entre la
desviación con respecto al radio de destino y la trayectoria de
frenado necesario (véase la figura 7). Con objeto de aumentar la
exactitud del posicionamiento y de reducir la sobreoscilación se
introduce además una zona denominada de marcha lenta. En esta zona
se especifica el cinco por ciento de la velocidad máxima. El
instante t_{Kriech} es determinado por medio del parámetro
d_{Kriech\_WW} que ha sido representado en la figura 6. Por
medio de la adición o bien por medio de la substracción del
parámetro de la diferencia entre la desviación del posicionamiento y
la trayectoria de frenado se obtiene el instante t_{Kriech}
con ayuda de una evaluación del signo, que depende del sentido.
El instante de paso de marcha lenta
t_{Kriech} sirve como base de decisión cuando la señal
reducida de la palanca de mano se desvíe de la velocidad máxima
predeterminada un cinco por ciento de la velocidad máxima. De este
modo, se obtiene la trayectoria de la señal modificada de la palanca
de mano que ha sido representada esquemáticamente en la figura
8.
La trayectoria de frenado del mecanismo de pluma
basculante se determina teniéndose en consideración la velocidad
actual y la aceleración máxima del aguilón en la dirección radial,
de la siguiente manera:
La toma en consideración de la dinámica del
sistema reglado en forma de la solución homogénea del sistema y una
desviación de la posición deducida a través de un dispositivo
regulador P no es necesaria puesto que el dispositivo regulador del
eje del mecanismo de pluma basculante depende de la posición.
Claims (6)
1. Procedimiento para la manipulación de una
carga, que está colgada en un cable portador de la carga, que
pertenece a una grúa o a una excavadora, con un mecanismo giratorio
para hacer girar a la grúa o a la excavadora, con un mecanismo de
pluma basculante para el alzamiento o bien para la inclinación de un
aguilón y con un mecanismo de elevación para levantar o bien para
hacer descender la carga, que está colgada del cable, con una
regulación controlada por medio de ordenador para la amortiguación
del movimiento pendular de la carga, que presenta un dispositivo
planificador de la trayectoria, caracterizado porque
comprende las etapas siguientes:
- -
- la determinación del espacio de trabajo por medio de la elección de dos puntos,
- -
- la determinación de uno de los dos puntos como punto de destino por medio de la especificación del sentido por medio de una palanca de mano,
- -
- la especificación de las velocidades teóricas para el mecanismo de rotación y para el mecanismo de pluma basculante por medio de las señales de la palanca de mano de tal manera, que la carga pueda moverse libremente en todo el espacio de trabajo,
- -
- la modificación automática de las velocidades teóricas en función del intervalo de rotación remanente y/o de la zona radial hasta la posición de destino y de la trayectoria de frenado necesaria.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque tanto la señal de la palanca de mano así
como, también, los puntos de partida/de destino son evaluados en el
espacio de trabajo y porque, en base a estas informaciones se
calculan señales de referencia modificadas para la velocidad de la
carga en el sentido de rotación y en el sentido radial, generándose
en los dispositivos planificadores de la trayectoria, trayectorias
teóricas a partir de las señales de referencia, cuyas trayectorias
teóricas son transformadas en los dispositivos reguladores axiales
para el mecanismo giratorio y para el mecanismo de pluma basculante,
por medio de un control piloto, en las correspondientes tensiones de
activación para los órganos motores.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 o
según la reivindicación 2, caracterizado porque la posición
teórica de la carga puede subdividirse en componentes, cada uno de
los cuales es tomado en consideración en el dispositivo regulador
axial para el mecanismo giratorio o bien para el mecanismo de pluma
basculante.
4. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque en el dispositivo automático
planificador de la trayectoria se modifica la señal de la palanca de
mano reducida en función del intervalo de rotación remanente hasta
la posición de destino y de la trayectoria de frenado necesaria.
5. Procedimiento según la reivindicación 3 o 4,
caracterizado porque en el dispositivo automático
planificador de la trayectoria la señal de la palanca de mano
reducida se adapta de tal manera, que se retarde el movimiento del
mecanismo de pluma basculante con objeto de alcanzar la posición de
destino.
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque se ha previsto en el caso del retardo
como zona de seguridad una denominada zona de marcha lenta, en la
que el mecanismo de pluma basculante se ralentiza desde la velocidad
máxima hasta una fracción de la velocidad máxima.
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| EP06005296A EP1834920B1 (de) | 2006-03-15 | 2006-03-15 | Verfahren zum automatischen Umschlagen von einer Last eines Kranes mit Lastpendelungsdämpfung und Bahnplaner |
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