ES2642317T3

ES2642317T3 - Método de control para un dispositivo de elevación de equilibrio y un dispositivo de equilibrado de elevación

Info

Publication number: ES2642317T3
Application number: ES13163770.4T
Authority: ES
Inventors: Holger Freitag; Giorgio Maccioni; Giuliano Persico
Original assignee: Terex MHPS GmbH
Current assignee: Demag Cranes and Components GmbH
Priority date: 2012-04-20
Filing date: 2013-04-15
Publication date: 2017-11-16
Anticipated expiration: 2033-04-15
Also published as: US9643322B2; DE102012103515A1; EP2653427A1; EP2653427B1; US20130282178A1

Description

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Metodo de control para un dispositivo de elevacion de equilibrio y un dispositivo de equilibrado de elevacion

Descripcion

[0001] La invencion se refiere a un metodo de control para una balanza de elevacion que comprende un motor de elevacion que puede ser activado por un controlador, el cual sube y baja un medio de recepcion de carga a traves de un mango de accionamiento con un sensor de fuerza, en el que se eleva o se baja el medio de recepcion de carga con o sin una carga incorporada como respuesta a la fuerza de un operador en un modo de funcionamiento "de equilibrio" por el controlador.

[0002] Ademas, la invencion se refiere a la generacion de una balanza de elevacion, que comprende un motor de elevacion controlable a traves de un controlador que levanta y baja un medio de recepcion de carga por medio de un manga de accionamiento con un sensor de fuerza.

[0003] En el modelo de utilidad aleman DE 201 00 584 U1 se describe el denominado equipo de balanza de elevacion o llamado equilibrador conocido. Un equilibrador consiste esencialmente en un cable, una palanca de control y una carga de medios de recepcion y permite que un operador suba o baje una carga fijada al medio de recepcion de carga en una especie de estado de inseguridad practicamente sin peso. Un controlador dispuesto en el polipasto de cable equilibra la fuerza del peso de la carga, de manera que la fuerza manual que se aplica a la carga, los medios de recogida de carga o el mango de control provoca una elevacion o descenso de la carga, dependiendo de la direccion en la que se aplica la fuerza manual. En el controlador que es proporcional a la fuerza aplicada, la elevacion o velocidad de descenso que se selecciona puede ser proporcionada. Para determinar la fuerza manual, en el mango de control en la transicion desde el extremo superior del mango de control para el cable esta dispuesto un sensor de fuerza. Por este sensor de fuerza, el peso de la carga puede ser medido y determinado por un cambio de fuerza de peso cambie se puede determinar la fuerza manual, que sirve como variable de control para el control y cierta elevacion resultante o velocidad de descenso. Tambien en el controlador, la respuesta del polipasto de cable puede ajustarse de suave a agresivo. Aparte del modo de funcionamiento "equilibrar" anteriormente descrito, se preve otro modo de funcionamiento de "control hacia arriba/abajo". Para este proposito, se proporciona un anillo de accionamiento en el mango de control de suministro que puede ser operado por el pulgar de la fuente de carga con una fuerza del pulgar en la direccion ascendente o descendiente. El anillo de accionamiento esta conectado a un sensor de fuerza adicional, cuyo senal de control da lugar a la subida y bajada de la carga. Cuando se utiliza el anillo de funcionamiento se cambia automaticamente del modo de "equilibrio" al modo de funcionamiento de "control hacia arriba/abajo".

[0004] Es generalmente conocido que tales polipastos equilibradores o equilibradores de cable se emplean en diversos procesos industriales en los cuales se mueven y se posicionan con precision las cargas por un operador. Esto se aplica, por ejemplo, en procesos de fabricacion, en los cuales se transporta un componente a un otro componente y se adjunta al mismo. Para aliviar el operador en este caso, se ha desarrollado el equipo de levantamiento de equilibrio. □

[0005] Ademas, en la publicacion US 2005/0267638 A1 se describe un sistema de control de transportador aereo en la zona de las lmeas de montaje. El sistema de control es configurable para ajustar el transportador en forma de gruas y de polipastos de equilibrio, especialmente sus recorridos, a las tareas de manejo individuales. Pueden estar previsto movimientos semi-automaticos o, por ejemplo, el transportador libre puede volver automaticamente a una posicion de partida. Con respecto al equipo de la polipastos de equilibrio se preve que se ajuste la respuesta de aceleracion al usuario. Para este proposito, se puede configurar en el polipasto de equilibrio velocidades maximas de elevacion y descenso, aceleracion maxima de elevacion y descenso, alturas maximas y mmimas de elevacion y la capacidad de respuesta del polipasto de equilibrio. En el area de una empunadura del polipasto de equilibrio se preve una pantalla correspondiente y varios interruptores de funcionamiento. Tambien se pueden definir en este sistema de control, ciertas areas donde el transportador de material no puede retraerse para evitar colisiones con, por ejemplo, partes de un edificio o maquinaria.

[0006] La solicitud de patente europea EP 2177307 A1 describe un polipasto de equilibrio, que sirve como una especie de dispositivo de asistencia a la hora de instalar el vidrio en vehfculos de motor durante el montaje de los vehfculos de motor. El polipasto de equilibrio incluye un brazo robot articulado cuyos motores y un freno de accionamiento estan controlados a traves de un controlador. El disco se establece a traves de una pinza de succion desmontable, movil por un operador por medio del polipasto de equilibrio en la posicion de instalacion. Con este fin, un mango esta dispuesto en una almohadilla de succion a traves de un sensor. Durante el control, se apoya al operador del polipasto de equilibrio al estar activo un modo de funcionamiento en tres secciones consecutivas del proceso de montaje, en el que el operador no tiene control completo o tiene control muy limitado del polipasto de equilibrio. En el primer modo de funcionamiento, se mueve el disco automaticamente a lo largo de un recorrido programado vertical. En

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este caso, el operador no tiene control sobre el polipasto de equilibrio, ya que la transmision de fuerza del operador se suprime por el freno o no se transmiten senales detectadas desde el sensor a los motores de funcionamiento. En el segundo modo de funcionamiento, el operador solo tiene influencia en el movimiento de traslado en la direccion horizontal X por medio de su agarre. Con ello se sostiene el movimiento en la direccion X de los motores de funcionamiento como respuesta a la fuerza del operador, la cual se detecta por el sensor y se transmite al controlador. Analogamente a la primera modalidad de funcionamiento, los movimientos restantes se realizan automaticamente desde el polipasto de equilibrio o se suprimen las correspondientes lmeas de fuerza del operador. En el tercer modo de funcionamiento, el operador tiene un control completo sobre el polipasto de elevacion y con el apoyo habitual por medio del polipasto de equilibrio y sus motores de accionamiento puede, debido a su experiencia, colocar el disco en su vehfculo. En este caso el polipasto de equilibrio apoya el movimiento de la carga en respuesta a una fuerza del operador en cada una de las direcciones espaciales X, Y y Z.

[0007] En este contexto, un objeto de la presente invencion consiste en lograr una manipulacion mas simple de una carga con un polipasto de equilibrio, en particular durante la elevacion, eliminacion o fijacion de una carga.

[0008] Este objeto se consigue mediante un proceso de control segun la reivindicacion 1 y por un polipasto de equilibrio de acuerdo con la reivindicacion 17. Formas de realizacion ventajosas del metodo de control se especifican en las reivindicaciones 2 a 16.

[0009] De acuerdo con la invencion, en un proceso de control para un polipasto de equilibrio, el cual comprende un motor de elevacion controlable por un controlador, el cual sube y baja un medio de recepcion de carga por medio de un mango de control con un sensor de fuerza, en el que el medio de recepcion de carga con o sin la carga recibida se sube o baja en un modo de funcionamiento de "equilibrio" por un controlador como respuesta a una fuerza de un operador, un facil manejo de una carga con un polipasto de equilibrio, en particular en la elevacion, eliminacion o adicion de una carga desde o a un otro componente, consigue que se selecciona un modo de funcionamiento "incorporar" o un modo de funcionamiento "anadir", en el que el medio de recepcion de carga se mueve automaticamente sin la influencia de la fuerza de un operador por el controlador en la direccion de elevacion o descenso dependiendo de las senales producidas por el sensor de fuerza. Por medio del movimiento al menos parcial del medio de recepcion de carga, se reduce al menos parcialmente la dificultad para el operador de ajustar la velocidad de movimiento del medio de recepcion de la carga. Por ello, el operador puede concentrarse en ajustes de los movimientos en sentido horizontal o se le libera temporalmente del control del movimiento vertical. El termino "automaticamente" ha de entenderse en este contexto como una especie de movimiento de elevacion y de descenso, en el que el operador no sujeta ni el mango de control ni la carga y/o el medio de recepcion de carga y el controlador del polipasto de equilibrio adopta automaticamente una posicion deseada. Mediante el movimiento automatico, se puede controlar mejor la velocidad y las fuerzas de contacto. Con ello, el movimiento del medio de recepcion de carga se sustrae al menos parcialmente de la actuacion del operador en el modo de funcionamiento "incorporar" o en el modo de funcionamiento "anadir". "Automaticamente" significa aqrn que el movimiento tambien tiene lugar cuando no se realice fuerza por parte del operador. La velocidad de movimiento no es proporcional a la fuerza del operador. La velocidad es fija y por lo general constante. Sin embargo, existe la posibilidad de parametrizar tanto la fuerza como la velocidad durante el proceso de compensacion. El modo de funcionamiento "anadir" incluye los dos modos de funcionamiento "adicion I" y "adicion II".

[0010] El termino "fuerza de un operador" se refiere principalmente en este contexto a las fuerzas ejercidas por el usuario, pero por supuesto tambien a las fuerzas resultantes, por ejemplo, de otros objetos que el polipasto de equilibrio no puede distinguir de una fuerza del operador. De otros objetos, proceden otras fuerzas, por ejemplo, cuando la carga golpee, toque o se enganche a otros objetos. La "fuerza de un operador" corresponde asf a un sensor de fuerza que actua sobre la fuerza externa.

[0011] En una operacion preferida del proceso de control, puede estar previsto que la fuerza no se procese por el controlador, que en el modo de funcionamiento produce el "equilibrio" en el movimiento automatico en direccion de elevacion o descenso. Esta operacion tiene lugar ventajosamente junto con los modos de funcionamiento "agregar II" e "incorporar". El operador puede concentrarse en la correccion de los movimientos en la direccion horizontal y/o se libera completamente del control del movimiento vertical.

[0012] Es especialmente ventajoso que en el modo de funcionamiento "incorporacion" del control del motor de elevacion se acciona de tal manera que el medio de recepcion de carga se eleva durante el tiempo necesario para que el sensor de fuerza pueda medir una fuerza, la cual supera un umbral preseleccionado estacionario y en la que el controlador se cambia en un modo de funcionamiento “detener”, en el que el medio de recepcion de carga se mantiene estacionario. Una vez que se ha alcanzado el lfmite y se mantiene estacionario el medio de recepcion de carga, un operador puede, por ejemplo, liberar un tensor en el que la carga se mantiene y la carga liberada se recibe de forma segura. Se puede entonces cambiar al modo de funcionamiento "equilibrar" o al modo de funcionamiento "control

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hacia arriba/abajo" o mantener el modo de funcionamiento "en espera" en el que no son posibles movimientos verticales de la carga y en el que pueden llevarse a cabo movimientos horizontales a traves de un brazo o de un polipasto de equilibrio a lo largo de un carril de rodadura. Por medio de este modo de funcionamiento de "incorporacion", se puede asegurar en la recepcion de un brazo giratorio activado que la fuerza de sujecion del polipasto de equilibrio por una parte es lo bastante grande para garantizar una recepcion segura del brazo giratorio y, por otra parte, es lo bastante pequena para minimizar el riesgo de inclinacion o resbalimiento. Es particularmente preferible que se preestablezca en el controlador el lfmite en el modo de funcionamiento "incorporacion". El lfmite puede tener diferentes valores segun el tipo de carga o del brazo giratorio, asf como dependiendo del tipo de medio de recepcion de carga. Se selecciona de modo apropiadamente bajo como sea posible, pero lo suficientemente para que se garantice una recepcion segura de la carga. Preferiblemente, el lfmite se puede preajustar en el rango de 10N a 100N.

[0013] Con el fin de llevar la carga para ciertas tareas de manipulacion, sin que se eleve o se baje debido a la fuerza manual aplicada, se preve un modo de funcionamiento de “detener” en el que se aplica por el controlador un freno que se aplica al medio de recepcion de carga.

[0014] En un modo ventajoso de operacion "adicion I" se preve que se controle el motor de elevacion por el controlador, el cual eleva y baja el medio de recepcion de carga por el controlador, hasta medirse por el sensor de fuerza la fuerza equilibrada por el medio de recepcion de carga y/o el mango de accionamiento. Tal modo de funcionamiento "adicion I" se aplica para la adicion de una carga en otro brazo giratorio. Con ello, existe el peligro particular de que la deposicion de la carga en la otra pieza de trabajo equivocadamente podna interpretarse como una fuerza de operador hacia arriba, lo que llevana a una elevacion no deseada de la carga. Por lo tanto, en este modo de funcionamiento "adicion I" se aplican fuerzas que actuan hacia arriba y hacia abajo, las cuales se producen por la fuerza manual del operador o del modo anteriormente descrito en relacion con la manipulacion de cargas, para llegar a la fuerza calibrada , En este caso, el operador puede seguir el movimiento de la articulacion o liberar las manos de la carga y los medios de recepcion de carga, para establecer una colocacion sin inclinacion tras la consecucion del estado calibrado.

[0015] De una manera ventajosa, esto da lugar a que el medio de recepcion de carga se baje con una fuerza mayor y a que el medio de recepcion de carga se eleve con una fuerza menor.

[0016] Ventajosamente, podra preverse que que en el modo de funcionamiento "adicion I" por el controlador, el cual controla la fuerza ejercida por el operador respecto al modo de funcionamiento "equilibrio" con una sensibilidad elevada, y con ello evalua la fuerza realizada por el operador en la direccion de una velocidad reducida para la elevacion y descenso del medio de recepcion de carga. Esto se aplica tambien para a fuerza perturbadora durante el manejo. Este incremento de la sensibilidad comprende una reduccion del impulso, por lo que se entiende que se incluye a este respecto, que, con respecto al modo de funcionamiento "equilibrio", se reduce el impulso. A partir de una maxima velocidad de elevacion y descenso en el intervalo de 10 m/min a 30 m/min en el modo de funcionamiento "equilibrio" en relacion con una fuerza manual maxima de, por ejemplo, 30N, la maxima velocidad de elevacion y descenso se cambiara, mediante una reduccion de impulso, en el intervalo de 5m/min en el modo de funcionamiento "equilibrio" hasta una fuerza manual maxima de 30N. Preferiblemente, se reducira el impulso a la mitad. Con ello, es decir, en los modos de funcionamiento "adicion I" y "equilibrio", la fuerza manual realizada es generalmente proporcional a la velocidad de elevacion o descenso asf determinada.

[0017] Preferentemente esta previsto en el control que en el modo de funcionamiento "adicion I" se ajuste o se limite la velocidad de elevacion o bajada del medio de recepcion de carga en el intervalo de 2 mm/s a 8 mm/s. Debido a esta velocidad de movimiento limitada, se dan al operador tiempos de reaccion suficientes para reaccionar frente a los movimientos del medio de recepcion de carga. Estas velocidades reducidas posibilitan una vigilancia particularmente exacta de la fuerza aplicada, tambien cuando se apliquen electronicamente o mecanicamente retrasos condicionados en la determinacion.

[0018] De manera especialmente ventajosa, se puede prever en el modo de la operacion "adicion I" que desde el controlador se establezca un lanzamiento, preparacion, sujecion o inclinacion de la carga, aplicandose las llamadas fuerzas perturbadoras, por medio de un llamado control diferencial, en el que determinados diferenciales puntuales que se comparan con el lfmite por la fuerza medida por el sensor de fuerza y el proceso de equilibracion se inicia con la superacion del lfmite dentro del modo de funcionamiento "adicion I". Una superacion del lfmite no da lugar a la conmutacion en el modo de funcionamiento “detener”, sino a una equilibracion automatica de la carga, de tal modo que el operador puede continuar con sus tareas de operacion. En relacion con el modo de funcionamiento de "equilibrio" el lfmite establecido para el control de diferencial en el modo de funcionamiento "adicion I" es aproximadamente 30%. Por ejemplo, el lfmite en el modo de funcionamiento de "equilibrio" en una fuerza de carga de 1000N a aproximadamente 200N/50ms y en el modo de funcionamiento "adicion I" aproximadamente 66N/50ms. El operador tiene la posibilidad de dejar que se complete el proceso de equilibracion o influenciarlo mediante fuerza manual espedfica, ya que el funcionamiento de equilibracion

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modificado dentro del modo de funcionamiento "adicion I" sigue activo.

[0019] En un modo ventajoso adicional de funcionamiento "adicion II", esta previsto que el motor de elevacion sea impulsado por el controlador de tal manera que se eleve el medio de recepcion de carga, mientras que no se aplique fuerza hacia abajo por el operador en la carga, el medio de recepcion de carga y/o el mango de control, y se hunda el medio de recepcion de carga, si una fuerza se aplica hacia abajo por el operador en la carga, el medio de recepcion de cargo y/o el mango de control. Tal modo de funcionamiento "adicion II" se aplica para la adicion de una carga a otra pieza de trabajo. Aqu existe un peligro especial de que la colocacion de la carga en otra pieza de trabajo falsamente podna interpretarse como fuerza de operacion que actua hacia arriba, lo cual conducina a una elevacion no deseada de la carga. Por ello, en el modo de funcionamiento "adicion II" se ignoran fuerzas que se aplican desde abajo y, en su lugar, la carga se mueve constantemente hacia arriba con una especie de "impulso", mientras que el operador no aplica fuerza dirigida hacia abajo. Con ello, el operador puede resolver mas facilmente la tarea de union, ya que se reduce su sujecion en la fuerza manual aplicada hacia abajo.

[0020] En una realizacion ventajosa, en un modo de funcionamiento "adicion II" por el controlador se controla la fuerza ejercida por el operador respecto al modo de funcionamiento "equilibrio" con una sensibilidad incrementada y, con ello, se evalua la fuerza ejercida por el operador en la direccion de una velocidad reducida para la elevacion y descenso del medio de recepcion de carga. La realizacion de la tarea de manejo por el operador puede facilitarse, ya que se evaluan cambios de valores medidos mas pequenos del sensor de fuerza como cambio de la fuerza del operador.

[0021] En una forma de realizacion preferida esta previsto que en los modos de funcionamiento "adicion I" y "adicion II" desde el control se controla una frecuencia de cambio de direccion del movimiento del medio de recepcion de carga y se reduce la velocidad de elevacion y/o reduccion de los medios de recepcion de carga y/o se desconectan en el modo de funcionamiento "en espera" cuando la frecuencia excede de un lfmite preestablecido. En los casos en que la fijacion de la carga a otro objeto se complica o en las etapas finales del proceso de adicion, pueden ser necesarias muchas correcciones de movimiento en un espacio estrecho. En esta realizacion preferida, cambios de direccion de movimiento pueden registrarse temporalmente y su numero, en un espacio de tiempo determinado, por ejemplo los ultimos 20 segundos, puede emplearse como medida medida para la frecuencia actual. Si se supera un lfmite, por ejemplo 8 conmutaciones dentro de 20 s, se considerara como indicio que el proceso de adicion del operador requiere una intervencion demasiado frecuente. Con ello, se reduce la velocidad con la que el medio de recepcion de carga se baja o se eleva, con lo que el operador tendra mas tiempo para la intervencion y el proceso de union se hace mas sencillo.

[0022] Preferentemente esta previsto que en el modo de funcionamiento "incorporacion" y en el modo de funcionamiento "adicion II" en el control, la velocidad para la elevacion del medio de recepcion de carga se establece en el intervalo de 2 mm/s a 10 mm/s. Mediante esta velocidad de movimiento limitada, se proporciona al operador tiempos de reaccion suficientes para reaccionar frente a los movimietos del medio de recepcion de carga. Estas velocidades reducidas posibilitan un control particularmente exacta de la fuerza aplicada, tambien en el caso de que tengan lugar demoras condicionadas electronica o mecanicamente en su determinacion.

[0023] Ventajosamente, en un modo de funcionamiento de "pesaje" del control, se puede medir una fuerza de carga aplicada al sensor de fuerza. De esta fuerza de carga, se puede determinar el peso por el controlador, ya que en un paso anterior se determino el peso del medio de recepcion de carga y la parte correspondiente del mango de control. El controlador puede determinar una fuerza manual o fuerza perturbadora para los modos de funcionamiento de "equilibrio", "adicion I" y "adicion II" desde la senal del sensor de fuerza, ya que se conoce ahora la fuerza de carga en el sentido de una capacidad de carga, figurando, ademas, en el sensor de fuerza.

[0024] Preferiblemente, el control se puede iniciar por el controlador desde el modo de funcionamiento de "pesaje" cuando la mano de un operador se separa de el mango de control. Para este proposito, se preve un sensor correspondiente para detectar la mano cuando se coloca en el mango de control. En un primer paso, se detiene un movimiento actual del polipasto de equilibrio, es decir, se reduce a cero la velocidad diana del polipasto de equilibrio.

[0025] De acuerdo con la invencion tambien se consigue mediante un polipasto de equilibrio un manejo mas facil de una carga con un polipasto de equilibrio, especialmente durante la elevacion, la eliminacion o la adicion de una carga hacia o desde otro componente, de modo que un motor de elevacion controlable por el controlador, el cual sube y baja un medio de recepcion de carga mediante un mango de control con un sensor de fuerza, trabaja con el proceso de control anteriormente descrito.

[0026] Una forma de realizacion de la invencion se explica a continuacion con referencia a las figuras. De este modo, se muestran:

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La Figura 1 es una representacion esquematica de un polipasto de equilibrio de acuerdo con la invencion con una carga suspendida en el;

La Figura 2 es un diagrama esquematico del polipasto de equilibrio de la Figura 1,

La Figura 3a muestra una representacion esquematica de una pieza de herramienta en una plantilla antes de la recepcion por un polipasto de equilibrio y

La Figura 3b muestra una representacion esquematica de una pieza de trabajo dirigida con un polipasto de equilibrio antes de la union a otra pieza de trabajo.

[0027] En la Figura 1, se muestra de modo especialmente simplificado un polipasto de equilibrio 1 de la invencion. Con ello, se disponen en una carcasa 2, un motor de elevacion 3 y una carcasa-controlador 4a, siendo parte de un controlador general 4 para el polipasto de equilibrio 1. La carcasa 2 esta dispuesta del mismo modo en una estructura de soporte no ilustrada o suspendida en un tren de aterrizaje movil a lo largo de un carril. El motor de elevacion 3 impulsa un tambor 11 a traves de un engranaje (vease la Figura 2), desde el cual se puede emplear un cable 5 para la elevacion y descenso de una carga 20. Tambien es concebible un uso de cinturones o cadenas textiles. El motor de elevacion 3 esta formado preferiblemente como un motor de elevacion electrico; aunque tambien puede ser un motor neumatico/o o hidraulico. Una longitud parcial del cable 5 esta desarrolada y sobresale hacia abajo desde la carcasa 2. En un extremo inferior del lado de carga del cable 5, se dispone un mango de control 6 con varios elementos de mando 6a. El mango de control 6 tiene forma de T y tiene una porcion de mango cilmdrico para el manejo de la carga 20 y una zona de funcionamiento dirigida hacia arriba en forma de T para la recepcion de los elementos de funcionamiento 6a, los cuales pueden alcanzarse facilmente con el pulgar de un operador. Mediante los elementos de funcionamiento 6a, un operador puede elegir entre diferentes modos de funcionamiento del polipasto de equilibrio 1 y tambien controlar manualmente el polipasto de equilibrio 1 en un modo de funcionamiento "control hacia arriba/abajo". Tambien se dispone una pantalla 6b en la zona de funcionamiento, en la que se muestran el modo de funcionamiento correspondiente, avisos de estado y eventuales estados de fallo. Tambien se encuentra un mango-controlador 4b en el mango de control 6, el cual es una parte adicional del controlador 4 para el polipasto de equilibrio 1. En caso necesario, el mango-controlador 6 esta vinculado al controlador 4 a traves de una conexion inalambrica 4c no mostrada. En el extremo inferior del mango de control 6 se sujeta un medio de recepcion de carga 9, al que se esta acoplada una carga 20. El medio de recepcion de carga 9 esta formado en el presente caso como un gancho, aunque tambien puede ser un corchete o una pinza. La conexion del medio de recepcion de carga 9 en el mango de control 6 esta formada como un acoplamiento, para posibilitar un cambio facil del medio de recepcion de carga 9.

[0028] En el interior del mango de control 6 esta situado junto al mango-controlador 4b, un sensor de fuerza 7 que mide una fuerza que se ejerce entre el cable 5 y el medio de recepcion de carga 9.

[0029] Un operador, cuya mano 15 se muestra esquematicamente, puede conducir la carga 20 como el modo de funcionamiento descrito como control "hacia arriba/abajo" por medio del mango de control 6 en la direccion de subida y bajada. Para ello, el operador puede emplear los elementos de funcionamiento dispuestos en el mango de control 6. Alternativamente, se puede disponer en el mango de control 6 un sensor de fuerza adicional no mostrado, el cual apoya el mango de control 6 al cable 5 o medio de recepcion de carga 9. Por medio de este sensor de fuerza, se puede dirigir hacia arriba o hacia abajo fuerzas de control del operador al mango de control 6, las cuales se aplican por el controlador 4 para comandos de subida y bajada del medio de recepcion de carga 9. Tan pronto el operador agarra el mango de control 6, se ajusta el modo de funcionamiento "contro hacia arriba/abajo". Para ello, se puede prever un sensor correspondiente en el mango de control 6, el cual reconoce la presencia de la mano del operador.

[0030] En un modo de funcionamiento adicional, descrito como "de equilibrio, un operador puede efectuar una subida o bajada de la carga 20 mediante actuacion directa en la carga 20 o el medio de recepcion de carga 9. Para ello, se aplican fuerzas, las cuales el operador ejerce sobre la carga 20, en comandos de control para el motor de elevacion 3, de modo que la carga 20 se mueve en la direccion que comprende la direccion del efecto de fuerza del operador. Con ello, el operador experimenta la subida o bajada de la carga 20 casi de forma ingravida. En el modo de funcionamiento de "equilibrio", el mango-controlador 4b efectua la fuerza de funcionamiento mediante la resta de la fuerza por peso del medio de recepcion de carga 9, carga 20 y mango de control 6 de la fuerza que registra el sensor de fuerza 7. Por lo tanto, se emplean parametros de control para el motor de elevacion 3. Mientras que la carga 20 se mueve libremente, el modo de funcionamiento representa un modo de funcionamiento ideal. En un lanzamiento, colocacion, bloqueo o inclinacion de la carga 20, se protege el polipasto de equilibrio 1 mediante un controlador 4 por medio de un llamado control diferencial. En el marco del control diferencial, el controlador 4 controla cambios en la fuerza medida a lo largo del tiempo. En caso superar este diferencial un lfmite previamente fijado y establecido en el controlador 4, el controlador 4 cambia automaticamente del modo de funcionamiento de "equilibrio" al modo de funcionamiento “detener”. Por ejemplo, en el modo de funcionamiento "equilibrio", el lfmite es de aproximadamente 200N/50ms en una fuerza de carga de 1000N. El tiempo de 50ms corresponde a un ciclo de control. A partir del modo de funcionamiento “detener”, el operador tiene ahora la posibilidad en una tarea de manipulacion inminente de elegir entre

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los modos de funcionamiento "incorporacion", "adicion I" y "adicion II".

[0031] En el modo de funcionamiento descrito como “detener”, se emplea un freno 8 dispuesto en la carcasa 2. La carga 20 se mantiene en el nivel acercado y el operador puede, por ejemplo, llevar la carga 20 fijada al polipasto de equilibrio directamente o por sujeccion al medio de recepcion de carga 9, sin que las fuerzas ejercidas sobre la carga 20 lleven a una subida o bajada de la carga 20. Con ello, se mantiene constante la longitud libre del cable 5, tambien cuando el operador ejerza fuerza a lo largo del cable 5. Este modo de funcionamiento puede emplearse cuando el polipasto de equilibrio 1 se coloque en un tren de aterrizaje, que se puede aplicar manualmente a lo largo de un carril. En lugar de un carril, tambien se puede emplear un brazo giratorio.

[0032] Tambien, hay un modo de funcionamiento de "pesaje" para dar la posibilidad en los otros modos de funcionamiento "de equilibrio" "adicion I" y "adicion II" del controlador 4, de aplicar una fuerza manual o una fuerza perturadora a partir de la senal del sensor de fuerza 7. En el modo de funcionamiento de "pesaje", se aplica desde el controlador 4 una fuerza de carga a partir de la senal del sensor de fuerza 7. Para ello es necesario que la carga 20 se sujeta libremente al cable 5 y no se deja influenciar por una mano 15 de un operador u otras fuerzas perturbadoras. Por ello, el modo de funcionamiento de "pesaje" puede iniciarse automaticamente por el controlador 4, cuando la mano 15 de un operador suelte el mango de control 6. Por ello, se dispone un sensor correspondiente para el reconocimiento de la mano 15 en el mango de control 6. Con caracter previo, se detiene un movimiento actual del polipasto de equilibrio 1, por ejemplo, mediante la reduccion a cero de la velocidad deseada del polipasto de equilibrio. A partir de la fuerza de carga medida, por el controlador 4 se puede medir el peso de la carga 20, ya que en el paso anterior con el modo de funcionamiento de "pesaje", se puede determinar el peso del medio de recepcion de carga actualmente utilizado. La fuerza de carga relevante para el controlador 4 incluye las fuerzas de peso del medio de recepcion de carga 9 actualmente utilizado y de la correspondiente parte del mango de control 6.

[0033] En la Figura 2 se ilustra un diagrama esquematico del polipasto de equilibrio 1 de la Figura 1. Ademas de la Figura 1 se muestra que el motor de elevacion 3 impulsa un tamblor del cable 11 con el freno 8 a traves de un engranaje 10. Con el tambor de cable 11, se mueve el cable 5 para levantar y bajar la carga 20. Entre el tambor de cable 11 y la carga 20, esta dispuesto el sensor de fuerza 7, a traves del que la fuerza FS se mide en el cable 5. En el caso de que solamente se suspende una carga 20 por el cable 5 y ninguna fuerza de operador FB se acopla a la carga 20, al mango de control 6 o al medio de recepcion de carga 9, corresponde la fuerza de cable FS de la fuerza de carga FL medida por el sensor de fuerza 7 de la carga 20 suspendida en el cable 5. La fuerza de carga FL resulta habitualmente de la masa m de la carga 20 multiplicada con la fuerza de gravitacion g. La fuerza de carga FL puede conocerse y aplicarse manualmente por el controlador 4 o determinarse en el modo de funcionamiento de "pesaje" en la carga 20 suspendida libremente en el cable 5. Para el caso de sujetarse adicionalmente una fuerza de funcionamiento FB a la carga 20 en el cable 5, corresponde la fuerza de cable FS medida por el sensor de fuerza 7 de la suma a fuerza de carga FL y fuerza de funcionamiento FB, asf como eventuales fuerzas perturbadoras FE. A partir de la diferencia de la fuerza de cable FS und de la fuerza de carga FL, se produce en un enlace de totalizacion 12 una cantidad de potencia FB1 que corresponde a la fuerza de funcionamiento FB pero incluye eventuales fuerzas perturbadoras FE. En un filtro 13 se determina a partir de una cantidad de fuerza FB1 calculada una consigna de velocidad como dato de control para un regulador de velocidad 14. El filtro 13 esta formado como filtro de paso bajo de segundo orden, cuya frecuencia de doblez se aplica por mano de la fuerza generada en el modo de funcionamiento de "pesaje". El regulador de velocidad 14 formado como regulador PI dirige el motor de elevacion 3 por un convertidor de frecuencia 16, por el que se realiza mediante la fuerza de funcionamiento FB aplicada la subida y bajada deseada de la carga 20. El regulador de velocidad 14 funciona en un circuito regulador cerrado, de modo que un sensor de velocidad 17 se asigna al motor de elevacion 3, cuya senal de velocidad- medicion se transmite al regulador de velocidad 14 como valor real.

[0034] En las figuras 3a y 3b se muestran situaciones de funcionamiento en las que ni el modo de funcionamiento "equilibrio" ni el modo de funcionamiento “detener” es ideal.

[0035] En la Figura 3a, una carga 20 se muestra en la forma de una pieza de trabajo que se sujeta en un dispositivo de tensor 21 de un torno. La pieza de trabajo 20, con la ayuda del polipasto de equilibrio 1, debena extraerse del dispositivo de tensor 21. Para ello, la pieza de trabajo 20 resulta de un medio de tope 22 en forma de presilla, el cual se sujeta al medio de recepcion de carga 9, en la zona de su punto central. A continuacion, se tensa la eslinga 22 del modo habitual en el modo de funcionamiento de "equilibrio" por medio de una fuerza manual. Con ello, la pieza de trabajo 20 se mantiene en dispositivo de tensor 21. En relacion con el tensado de la eslinga 22, existe el peligro de que la eslinga 22 se tense demasiado o no suficientemente. Para el caso de que la eslinga 22 se tensa demasiado, puede suceder en la liberacion del dispositivo de tensor 21, que la pieza de trabajo 20 se eleva adicionalmente y se inclina en el dispositivo de tensor 21. Para el caso de que la eslinga 22 no se tensa suficientemente, puede suceder en la liberacion del dispositivo de tensor 21, que la pieza de trabajo se desliza fuera del dispositivo de tensor 21 y luego se ralentiza bruscamente por la eslinga 22.

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[0036] Para este proceso de operacion de una incorporacion de una pieza de trabajo 20 a partir de un dispositivo de tensor 21, se puede seleccionar un modo de funcionamiento "incorporacion" en el mango de control 6. Despues de la activacion de este modo de funcionamiento, el operador desacopla el contacto al mango de control 6 y tambien un eventual contacto al medio de recepcion de carga 9 y a la carga 21 y el medio de recepcion de carga 9 se eleva automaticamente con una velocidad, por ejemplo, de 2 mm/s, hasta que la fuerza registrada por el sensor de fuerza 7 alcance un lfmite parametrizado en el controlador. Los lfmites tfpicos se encuentran entre aproximadamente 10 hasta 100N. Las velocidades seleccionables se establecen aproximadamente entre 2 mm/s y 10 mm/s. Esto sirve como indicador para un tensado seguro pero no fijo de la eslinga 22 y con ello la detencion de la pieza de trabajo. A continuacion, el medio de recepcion de la carga 9 se detiene automaticamente y el poliasto de equilibrio 1 cambia al modo de funcionamiento "detener". El operador puede luego aflojar el dispositivo de tensor 21 y extraer lateralmente la pieza de trabajo 20.

[0037] El modo de funcionamiento "incorporacion" puede generalmente utilizarse en tareas de manejo, en que piezas de trabajo o cargas 20 se transmiten al polipasto de equilibrio 1, sin colocarse primero en un suelo u otro objeto.

[0038] En la Figura 3b se explican a continuacion modos de funcionamiento adicionales "adicion I" y "adicion II". En la Figura 3b, se muestra un medio de recepcion de carga 9 formado como pinza, desde el que se eleva una carga 20 en la forma de un cilindro hueco, rueda o tubo. La carga 20 se incorpora en la zona de su punto central y, por tanto, se dispone sustancialmente horizontalmente con su extension longitudinal. En el presente caso, la tarea de montaje consiste en colocar la varilla estacionaria 23 en una pared u otro componente de apoyo. La varilla 23 ha de entenderse de modo simbolico y servir como una especie de comodm para cualquier tipo de componentes, en los que han de realizarse tareas de manejo comparables. La varilla 23 puede ser, por ejemplo, un eje, un mandril o un mandril de sujecion de un torno. Al diferenciarse muy poco el diametro interior del cilindro hueco del diametro exterior de la varilla 23, existe un riesgo grande en esta tarea de montaje de que el cilindro cueco y la varilla 23 se ladeen, ya que se evaluan en el modo de funcionamiento de "equilibrio" una colocacion de la carga 20 en la varilla 23 o una sujecion de la carga 20 en la varilla 23 por el controlador 4 como senal de fuerza para la elevacion o descenso.

[0039] Para este tipo de tareas de manejo se puede seleccionar el mango de control del modo de funcionamiento "adicion I" o alternativamente "adicion II".

[0040] Cuando se selecciona el modo de funcionamiento "adicion I", se eleva la sensibilidad del controlador 4 y al mismo tiempo los cambios de carga se recogen de modo mas sensible. Por incremento de la sensibilidad se entiende en este contexto que con respecto al modo de funcionamiento de "equilibrio", el impulso se aminora. A partir de una velocidad habitual maxima de elevacion y descenso en el intervalo de 10m/min hasta 30m/min en el modo de funcionamiento de "equilibrio" en relacion con una maxima fuerza manual evaluada de, por ejemplo, 30N, mediante la reduccion del impulso se cambia la velocidad maxima de elevacion y descenso en un intervalo de 5m/min en el modo de funcionamiento de "equilibrio" con respecto a una fuerza manual maxima evaluada de 30N. Preferiblemente, se reduce el impulso a la mitad. Con ello, en los modos de funcionamiento "adicion I" y "equilibrio", la fuerza manual aplicada es generalmente proporcional a la velocidad de elevacion o descenso determinada. Ademas, al principio del modo de funcionamiento "adicion I" con el modo de funcionamiento "pesar", se pesa la totalidad de la carga 20, medio de recepcion de carga 9 y mango de control 6 y se equilibra el polipasto de equilibrio 1, si esto no ha sucedido todavfa. El controlador 4 reconoce la fuerza de carga FL y puede, por tanto, determinar la fuerza de operador FB y eventuales fuerzas perturbadoras. La carga 20 impulsa ahora la varilla 23 durante el desplazamiento horizontal, de modo que comienza el controlador 4 por movimientos lentos automaticos de elevacion y descenso a equilibrar el polipasto de equilibrio 1. Un impulso, colocacion, sujecion o inclinacion de la carga 20 establece el controlador en un llamado control diferencial. En relacion al modo de funcionamiento de "equilibrio", el lfmite establecido de control diferencial solo llega al 30% en el modo de funcionamiento "adicion I". Por ejemplo, el lfmite en el modo de funcionamiento de "equilibrio" en una fuerza de carga de 1000N llega aproximadamente a 200N/50ms y en un modo de funcionamiento "adicion I" aproximadamente 66N/50ms. el tiempo de 50ms comprende un sistema de antibloqueo. Las velocidades de adicion se encuentran en el modo de funcionamiento "adicion I" en el intervalo de 2mm/s hasta 8mm/s. Si se supera el lfmite, empieza automaticamente el proceso de equilibrado dentro del modo de funcionamiento "adicion I". Ahora el operador tiene la posibilidad de completar el proceso de equilibrado o influenciarlo mediante fuerzas manuales dirigidas, ya que el servicio de equilibrio dentro del modo de funcionamiento "adicion I" sigue activo. Si el controlador 4 provoca un movimiento de la carga en la direccion de elevacion o descenso en relacion con el equilirado iniciado, depende de si el sensor de fuerza 7 a partir de su estado equilibrado mide una fuerza mayor o menor con respecto a la fuerza de carga equilibrada. Una mayor fuerza medida significa una sujecion a la espina 23 desde abajo, y por ello se baja la carga 20. Una menor fuerza medida llevan, por otra parte, a una elevacion. Por lo tanto, el operador puede continuar el proceso de adicion mediante empujes horizontales hasta hacer tope de nuevo con la carga 20. Mediante este procedimiento, una carga puede insertarse en una espina o mandril de sujecion. Si la carga 20 ha llegado a su posicion final, el

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operador libera el medio de recepcion de carga 9 y cambia al modo de funcionamiento de "equilibrio" o "control hacia arriba/abajo".

[0041] En el modo de funcionamiento "adicion II" fuerzas dirigidas hacia arriba se ignoran en el medio de recepcion de carga 9, la carga 20 y el mango de control 6 y no conducen a una elevacion de la carga 20. En todo caso, se preve en este modo de funcionamiento que el medio de recepcion de carga 9 se eleva a una velocidad de 5 mm/s, es decir, se experimenta una especie de "impulso" artificial. Ademas, se incrementa la sensibilidad con la que se registra la fuerza medida por el sensor de fuerza 7. Si se registra una fuerza dirigida hacia abajo del operador, se bajara el medio de recepcion de carga 9 con una velocidad constante de 5 mm/s. Las velocidades seleccionables se encuentran en el intervalo de 2 mm/s a 10 mm/s. Ademas, se comprueba con que frecuencia tiene lugar el cambio de la direccion de movimiento del medio de recepcion de carga. Si tienen lugar mas de 20 cambios dentro de los 20 segundos, esto sirve como indicador de que es necesaria una intervencion demasiado frecuente del operador. En este caso se reducen las velocidades para la elevacion y para el descenso, para dar el operador mas tiempo de reaccion o para cambiar al modo de funcionamiento "detener".

[0042] En el modo de funcionamiento "adicion II", por lo tanto, el operador solo puede realizar el descenso limitado de la carga 20 por medio de una fuerza dirigida hacia abajo conjuntamente con el accionamiento automatico, para poder empujar la carga 20 a la varilla 23 y al mismo tiempo se mantiene la ventaja del polipasto de equilibrio 1 de parecer la carga 20 de forma casi ingravida.

Lista de referencias

[0043]

1 Polipasto de equilibrio

2 Carcasa □

3 Motor de elevacion □

4 Controlador

4a Carcasa-controlador 4b Mango-controlador 4c Enlace de datos

5 Cable

6 Mango de control

6a Elemento de mando 6b Pantalla □

7 Sensor de fuerza □

8 Freno

9 Medio de recepcion de carga

10 Engranaje

11 Tambor del cable

12 Elemento de suma

13 Filtro

14 Regulador de velocidad

15 Mano

16 Convertidor de frecuencia

17 Sensor de velocidad

20 Carga

21 Dispositivo de tensor

22 Eslinga

23 Varilla

FB Fuerza del operador FB1 Cantidad de fuerza FE Fuerza perturbadora FL Fuerza de carga FS Fuerza de cable nist Velocidad real soll Velocidad diana

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Reivindicaciones

1. Procedimiento de control para un polipasto de equilibrado (1) que comprende un motor de elevacion (3) que puede accionarse por medio de un sistema de control (4) y que, a traves de una palanca de control (6) que tiene un sensor de fuerza (7), eleva y baja un medio de recogida de carga (9), en cuyo metodo, en un modo de funcionamiento "equilibrado", los medios de recogida de carga (9), que llevan o no llevan una carga (20) que no se ha recogido, subido o bajado en respuesta a una fuerza de un operador por medio del sistema de control (4), caracterizado porque se selecciona un modo de funcionamiento de "recogida" o un modo de funcionamiento de montaje, en el que el sistema de control (4) mueve automaticamente los medios captadores de carga (9) en funcion de las senales detectadas por el sensor de fuerza (7) en la direccion de elevacion o de descenso, sin que se actue por la fuerza de un dispositivo operador.
2. Procedimiento de control segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el sistema de control (4) no procesa una fuerza que de otro modo provocana el movimiento automatico anterior en el modo de funcionamiento "equilibrado".
3. Procedimiento de control segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado porque en el modo de funcionamiento de "elevacion" el motor de elevacion (3) es accionado por el sistema de control (4) de tal manera que los medios de recogida de carga (9) se eleva hasta que se mide una fuerza que excede un valor de limitacion preseleccionado por la fuerza (7), y un cambio esta hecho por el sistema de control (4) a un modo de funcionamiento de "retencion" en el que los medios de recogida de carga (9) se mantienen estacionarios.
4. Procedimiento de control de acuerdo con la reivindicacion 3, caracterizado porque en el sistema de control (4) se preestablece en el modo de funcionamiento "de recogida", el valor lfmitante, preferentemente en el intervalo de 10 N a 100 N, se preestablece en el sistema de control (4).
5. Procedimiento de control segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque, en un modo de funcionamiento "de retencion", se acciona un freno (8) que actua sobre los medios de recogida de carga (9) por medio del sistema de control (4).
6. Procedimiento de control segun la reivindicacion 1, caracterizado porque en el modo de funcionamiento "de montaje" (I), el motor de elevacion (3) es accionado por el sistema de control (4) de tal modo que los medios de recogida de carga (9) se levanta y baja automaticamente por el sistema de control (4) en el procedimiento de tarado hasta que se detecte una fuerza previamente encontrada para la carga (20), los medios de recogida de carga (9) y/o se mide el mango de control (6) mediante tarado.
7. Metodo de control segun la reivindicacion 6, caracterizado porque, cuando una fuerza medida es superior a la fuerza encontrada por la tara, se reduce el dispositivo de recogida de carga (9) y, cuando una fuerza medida es inferior a la fuerza encontrada por tarado, se eleva el medio de recogida de carga (9).
8. Metodo de control segun la reivindicacion 6 o 7, caracterizado porque en el modo de funcionamiento "de montaje" I, la fuerza ejercida por el operador es controlada por el sistema de control (4) con una sensibilidad incrementada en comparacion con el modo de funcionamiento de "equilibrio" y la fuerza ejercida por el operador se analiza de esta manera para dar una velocidad mas baja de subir y bajar los medios de recogida de carga (9).
9. Procedimiento de control segun una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque en el modo de funcionamiento "de montaje" I, la velocidad de elevacion y descenso de los medios captadores de carga (9) se establece en el sistema de control (4) en el intervalo de 2 mm/s a 8 mm/s.
10. Procedimiento de control segun una de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado porque en el modo de montaje (I) de la operacion I, se detecta cualquier colision, desconexion, captura o derivacion de la carga (20) El sistema de control (4) mediante la llamada vigilancia diferencial en la que se comparan determinados diferenciales temporales de la fuerza medida por el sensor de fuerza con un valor lfmite y, si se supera el valor lfmite, se pone en marcha el procedimiento de tarado en el modo de funcionamiento "de montaje" I.

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11. Procedimiento de control segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado porque, en un modo de funcionamiento "de montaje" II, el motor de elevacion (3) es accionado por el sistema de mando (4) de tal manera que los medios de recogida de carga (9) se elevan durante el tiempo, ya que no hay fuerza que actue en la direccion hacia abajo ejercida por un operador sobre la carga (20), los medios de recogida de carga (9) y/o la manilla de control (6), y porque los medios de recogida de carga 9) y/o la empunadura (6) de control, si se produce una fuerza que actua en la direccion hacia abajo ejercida por un operador sobre la carga (20), los medios de recogida de carga (9) y/o el mango de control.
12. Procedimiento de control segun la reivindicacion 11, caracterizado porque, en el modo de funcionamiento "de montaje" II, la fuerza ejercida por el operador es controlada por el sistema de control (4) con sensibilidad aumentada en comparacion con el modo de funcionamiento "de equilibrio" y la fuerza ejercida por el operador se analiza de esta manera para dar una velocidad mas baja de subir y bajar los medios de recogida de carga (9).
13. Procedimiento de control segun las reivindicaciones 6 a 12, caracterizado porque en los modos de funcionamiento "de montaje" I y II, se controla una frecuencia de cambio de direccion del movimiento de los medios de recogida de carga (9) por el sistema de control (4) y, si la frecuencia supera un valor de limitacion preseleccionado, se reduce una velocidad de elevacion y/o descenso del dispositivo de recogida de carga (9) y/o se efectua un cambio en el modo de funcionamiento "de retencion".
14. Procedimiento de control segun una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque en el modo de funcionamiento "de recogida" y en el modo de funcionamiento "de montaje" II, la velocidad de subida y bajada de los medios de recogida de carga (9) se establece en el sistema de control (4) en el intervalo de 2 mm/s a 10 mm/s.
15. Procedimiento de control segun una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque en un modo de funcionamiento de "pesaje", se mide una fuerza aplicada a la carga que actua sobre el sensor de fuerza (7) mediante el sistema de control (4).
16. Procedimiento de control segun la reivindicacion 15, caracterizado porque el modo de funcionamiento de "pesaje" es iniciado por el sistema de control (4) si se retira la mano del mango de control (6).
17. El dispositivo de elevacion de equilibrado (1) comprende un motor de elevacion (3) que puede accionarse por medio de un sistema de control (4) y que, a traves de un mango de control (6) que tiene un sensor de fuerza (7), eleva y baja un dispositivo de recogida de carga (9), caracterizado porque el dispositivo de elevacion de equilibrado (1) funciona mediante un metodo de control segun una de las reivindicaciones 1 a 16.