FI109349B - Menetelmä puomin ohjaamiseksi ja puomin ohjausjärjestelmä - Google Patents
Menetelmä puomin ohjaamiseksi ja puomin ohjausjärjestelmä Download PDFInfo
- Publication number
- FI109349B FI109349B FI20001682A FI20001682A FI109349B FI 109349 B FI109349 B FI 109349B FI 20001682 A FI20001682 A FI 20001682A FI 20001682 A FI20001682 A FI 20001682A FI 109349 B FI109349 B FI 109349B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- boom
- control system
- control
- frequency
- cylinders
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
- B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
- B66C23/88—Safety gear
- B66C23/90—Devices for indicating or limiting lifting moment
- B66C23/905—Devices for indicating or limiting lifting moment electrical
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
- B66C13/00—Other constructional features or details
- B66C13/04—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack
- B66C13/06—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for minimising or preventing longitudinal or transverse swinging of loads
- B66C13/066—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for minimising or preventing longitudinal or transverse swinging of loads for minimising vibration of a boom
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
- B66C13/00—Other constructional features or details
- B66C13/18—Control systems or devices
- B66C13/20—Control systems or devices for non-electric drives
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
- E02F9/2203—Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function
- E02F9/2207—Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function for reducing or compensating oscillations
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/26—Indicating devices
- E02F9/264—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool
- E02F9/265—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool with follow-up actions (e.g. control signals sent to actuate the work tool)
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41166—Adaptive filter frequency as function of oscillation, rigidity, inertia load
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/45—Nc applications
- G05B2219/45046—Crane
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
Description
109349
Menetelmä puomin ohjaamiseksi ja puomin ohjausjärjestelmä
Nyt esillä oleva keksintö kohdistuu oheisen patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa esitettyyn menetelmään puomin ohjaamiseksi sekä ohei-5 sen patenttivaatimuksen 8 johdanto-osassa esitettyyn puomin ohjausjärjestelmään.
Nostolaitteita käytetään mm. kuormien siirtämiseksi erilaisissa kuor-maustilanteissa. Usein tällaisissa nostolaitteissa on puomi, jonka avulla 10 nostolaitteen ulottuvuutta voidaan parantaa verrattuna kiinteisiin nostolaitteisiin. Lisäksi tällainen puomi on tavallisesti kiinnitetty alustaansa siten, että puomilla on ainakin kaksi vapausastetta. Puomi on järjestetty esimerkiksi kiertyväksi alustansa suhteen ja sen lisäksi puomin kaltevuutta voidaan säätää pystysuunnassa. Lisäksi puomi on usein muo-j 15 dostettu kahdesta tai useammasta toistensa suhteen liikkuvaksi jär jestetystä puomiosasta, mikä parantaa puomin käyttöä kuormien siirtelyssä. Puomiosat voivat olla muodostettu siten, että ne tarvittaessa siirtyvät toistensa sisään, eli kyseessä on ns. teleskooppirakenne tai siten, että puomiosat on nivelöidysti kiinnitetty toisiinsa, jolloin puomi-20 osien välistä kulmaa voidaan säätää ainakin yhdessä suunnassa. Lisäksi tunnetaan edellä mainittujen rakenteiden yhdistelmiä.
• · • · • I ( • »
Puomiin on tyypillisesti järjestetty vielä nostoelin, jonka avulla käsiteltä-; .·. vään kuormaan voidaan tarttua. Tämä nostoelin voi olla esimerkiksi 25 koukku, nostohaarukka tai vastaava. Tämä nostoelin on kiinnitetty • · edullisesti joko nivelöidysti puomiin tai nostoelin on kiinnitetty vaijerin tai vastaavan avulla nostokoneistoon.
I | * ·
Siinä vaiheessa, kun halutaan suorittaa tarvittava siirtotyö, puomia oh-30 jataan siten, että siirrettävä kuorma on kiinnitettävissä nostoelimeen.
...·* Tämän jälkeen puomin liikkeitä ohjaamalla suoritetaan varsinainen nosto- ja siirtotyö kuorman siirtämiseksi haluttuun paikkaan. Tietyistä fysikaalisista tekijöistä, kuten massan hitaudesta johtuen tämä nosto- * · ja siirtovaihe aiheuttaa puomiin erilaisia ei-toivottuja voimavaikutuksia, 35 kuten nykäyksiä ja värähtelyä. Nämä voimavaikutukset voivat aiheuttaa » » puomiin nykivää liikettä, siirrettävän tavaran heilahtelua jne. Nämä ei-toivotut voimavaikutukset kohdistuvat mm. puomin ohjauselimiin, kuten ohjaussylintereihin ja voivat aiheuttaa ennenaikaista vioittumista näissä 2 109349 ohjauselimissä. Lisäksi puomin kiinnitykset voivat heikentyä ja aiheuttaa vaaratilanteita. Tällöin kuormaa siirrettäessä on näitä nykiviä ja kei-numisliikkeitä vältettävä, jolloin nostolaitetta käyttävän henkilön on kuorman siirtoa suorittaessaan huolehdittava siitä, että liian nopeita 5 nosto- ja siirtoliikkeitä ei pääse syntymään. Tällöin ei voida käyttää suurinta mahdollista nosto- ja siirtonopeutta kuormia siirrettäessä.
Puomiin kohdistuvien ei-toivottujen voimavaikutusten vähentämiseksi on kehitetty joitakin ratkaisuja. Esimerkiksi US-patentissa 4,815,614 on 10 esitetty puomin ohjausjärjestelmä, jossa puomin nostosylinterin painetta tarkkaillaan ja paineen ylittäessä tietyn rajan, nostosylinterin ohjausventtiilin maksimiavausta eli sylinterin maksiminopeutta rajoitetaan lineaarisesti paineen nousuun verrattuna. Tämä järjestelmä on tarkoitettu puomin maksiminopeuden rajoittamiseen kuormitusten 15 kannalta kriittisellä alueella ja tällä pyritään lähinnä suojaamaan puomia.
Japanilaisessa patenttijulkaisussa JP 5-321297 on esitetty kaivinkone-puomin sylinterin ohjaukseen aktiivinen dynaaminen voimatakaisinkyt-20 kentä. Tämä on toteutettu erillisen sähköhydraulisen järjestelmän j avulla. Tässä järjestelmässä dynaaminen voima ja asema ovat 180° | ·’··: vaihesiirrossa toisiinsa nähden. Tällöin voimatakaisinkytkentä vaimen- rV: taa puomin värähtelyä. Dynaaminen voima lasketaan ylipäästösuodat- : tamalla nostosylinterin paineista muodostettua takaisinkytkentäsig- 25 naalia. Takaisinkytkennän vahvistus on sylinterin staattisen voiman perusteella muodostettu funktio. Staattinen voima saadaan alipäästö-suodattamalla voimatakaisinkytkentää. Kyseessä on siis aktiivinen värähtelyn vaimennusmenetelmä.
• · · ·;·’ 30 US-patentista 5,638,267 tunnetaan menetelmä ja laitteisto ei-toivottu-jen dynaamisten ilmiöiden välttämiseksi suljetussa säätöpiirissä. Tässä » julkaisussa esitetyssä menetelmässä muodostetaan värähtelyjen vält-tämisen kannalta edullinen impulssisarja, jolla muokataan säätölaitteen * * ohjausta. Tämä impulssisarja saadaan muodostettua jakamalla alkupe- :····* 35 räinen ohjaus pienempiin osiin, joilla on tietty amplitudi ja aikaero.
·’.'·! Nämä amplitudit ja aikaerot saadaan minimoimalla tietty värähtely-yh tälö. Tässä menetelmässä ohjauksen laskennassa käytetään kuitenkin 3 109349 etukäteen laskettuja ehtoja ja kaavoja siten, ettei tämä menetelmä sovellu reaaliaikaiseen, vaihtelevien kuormien käsittelyyn.
Nyt esillä olevan keksinnön eräänä tarkoituksena on aikaansaada me-5 netelmä puomin ohjaamiseksi ja puomin ohjausjärjestelmä, jossa kuorman siirtonopeus pyritään saamaan mahdollisimman suureksi aiheuttamatta kuitenkaan merkittävässä määrin värähtelyä, nykäyksiä ja muita ei-toivottuja voimavaikutuksia puomiin. Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että muodostetaan ainakin toisen asteen suodatusfunkti-10 oita, joiden ominaisuuksia, kuten taajuuskaistaa säädetään dynaamisesti antureilta saatavien ohjaussuureiden perusteella. Nyt esillä olevan keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiassa tunnusomaista se, mitä on esitetty oheisen patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkki-osassa. Nyt esillä olevan keksinnön mukaiselle puomin ohjausjärjes-15 telmälle on pääasiassa tunnusomaista se, mitä on esitetty oheisen patenttivaatimuksen 8 tunnusmerkkiosassa.
Nyt esillä olevalla keksinnöllä saavutetaan merkittäviä etuja tunnetun tekniikan mukaisiin menetelmiin ja puomin ohjausjärjestelmiin verrattu-20 na. Keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan puomin kiihtyvyyttä ja hidastuvuutta kasvattaa suuremmaksi kuin tunnetun tekniikan mukai-sissa järjestelmissä on mahdollista aiheuttamatta kuitenkaan haitallisia • Y: voimavaikutuksia puomiin. Tällöin nosto- ja siirtotyön nopeutta voidaan : kasvattaa, mikä lyhentää nosto- ja siirtotyöhön tarvittavaa aikaa. Koska 25 puomiin kohdistuvat haitalliset voimavaikutukset vähenevät merkittä-.···, västi, myös puomin huolto- ja korjaustarve vähenee ja käyttöikä pite-nee. Tällöin ei myöskään pääse syntymään vaaratilanteita niin helposti kuin tunnetun tekniikan mukaisissa ratkaisuissa.
»· · 30 Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin viitaten samalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1 esittää erästä tunnetun tekniikan mukaista nostolaitetta, jossa käytetään puomia, 35 Ύ·: kuva 2 esittää pelkistettynä kaaviona keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista puomin ohjausjärjestelmää, ja 4 109349 kuva 3 esittää pelkistettynä kaaviona keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista menetelmää sylinterin ohjaamiseksi kuvan 2 mukaisessa ohjausjärjestelmässä.
5 Kuvassa 1 esitetty nostolaite 1 on tyypillinen esimerkki erityisesti metsäkoneissa käytettävästä nostolaitteesta. Nostolaite 1 käsittää kiinni-tysvälineet 2, joiden avulla puomi 3 kiinnitetään esimerkiksi työkoneen (ei esitetty), kuten metsäkoneen runkorakenteeseen tai vastaavaan.
Tässä suoritusmuodossa puomi 3 käsittää kolme puomiosaa 10 3a, 3b, 3c, mutta on selvää, että näitä puomiosia voi olla vähemmän tai enemmän kuin tässä esitetyt. Kolmas puomiosa voi edullisesti olla sellainen, jonka pituutta voidaan tarvittaessa säätää. Tämä voidaan aikaansaada esimerkiksi teleskooppirakenteella, jolloin kolmannen puomiosan 3c sisään on järjestetty vielä laajennusosa (ei esitetty).
15 Kolmannen puomiosan 3c, tai säädettävää kolmatta puomiosaa käytettäessä laajennusosan, toiseen päähän 3d on kiinnitetty nostolaite 4, jonka avulla siirrettävään kuormaan, kuten tukkeihin, voidaan tarttua nostamista ja siirtämistä varten. Tämä nostolaite 4 on kiinnitetty esimerkiksi nivelöidysti puomin kolmanteen puomiosaan 3c. Puomi 3 on j 20 kiinnitetty edullisesti ainakin pyörivästi sekä kääntyvästi kiinnitysväli- neisiin 2. Puomin ensimmäisen puomiosan 3a ja toisen puomiosan 3b välistä kulmaa voidaan ohjata ensimmäisellä sylinterillä 6. Vastaavasti •Y: toinen puomiosa 3b ja kolmas puomiosa 3c on kiinnitetty yhdestä : ·*; päästä nivelöidysti toisiinsa ja toisen puomiosan 3b ja kolmannen * ♦ · 25 puomiosan 3c välistä kulmaa voidaan säätää toisella sylinterillä 7. Lisäksi nostolaite 4 käsittää välineet, joiden avulla nostolaitteen 4 tartuntaelimiä 9a, 9b voidaan liikutella toistensa suhteen kuormaan tarttumiseksi ja kuorman irrottamiseksi. Nämä välineet käsittävät esimerkiksi kolmannen sylinterin 8.
30
Puomiosien 3a, 3b, 3c liikkeitä ohjaavat sylinterit 6, 7 ovat edullisesti ; ·.. hydrauliikkasylintereitä. Hydrauliikkasylintereiden toiminnan ohjauk sessa käytetään paineväliainetta, jonka virtausta sylintereiden 6,7 ja syöttöpumpun 18 (kuva 2) välillä ohjataan esimerkiksi hydrauliikkalet-·’ 35 kujen 20, 21a, 21b tai vastaavien sekä venttiileiden avulla. Hydrauliik- ‘ * kanesteen virtausta sylintereihin 6, 7 ja sylintereistä pois säädetään halutun voimavaikutuksen ja liikkeen aikaansaamiseksi sylintereihin 6, 7. Venttiilit 19a, 19b ovat sopivimmin painekompensoituja proportio- 5 109349 naaliventtiileitä. Tällöin sylinterien 6, 7 liikenopeudet ovat verrannollisia ohjaussauvan kulmaan, eli ohjaussauvan 9 muodostamaan ohjaussignaaliin.
5 Konedynamiikan perussääntöjen mukaan dynaamiseen järjestelmään kohdistuvan herätteen taajuussisällön tulisi olla korkeintaan n. 30% järjestelmän alimmasta ominaistaajuudesta, jotta resonanssivärähtelyä ei muodostuisi. Nostolaitteen puomin alin ominaistaajuus riippuu massasta sekä puomin asennosta. Mikäli alimmat ominaistaajuudet tunne-10 taan massan ja sylinterien asemien tai puomiosien nivelkulmien funktiona, voidaan esimerkiksi toisen kertaluvun suodatusfunktion suoda-tustaajuutta muuttaa siten, että puomiin ei pääse ohjaussauvoilta herätteitä, jotka ovat yli mainitun 30 % vallitsevasta ominaistaajuudesta. Tämän aikaansaamiseksi mitataan antureilla 13, 14 (kuva 2) 15 kunkin puomiosan 3a, 3b, 3c asentoa sekä nostettavan kuorman massaa.
Kuvassa 2 on esitetty keksinnön mukaisen ohjausjärjestelmän eräs edullinen suoritusmuoto ja kuvassa 3 on esitetty pelkistettynä kaaviona 20 keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista menetelmää sylinterin ohjaamiseksi kuvan 2 mukaisessa ohjausjärjestelmässä. Nos-! tolaitteen käyttäjä antaa ohjauskäskyjä edullisesti yhden tai useamman •V: ohjaussauvan 9 avulla. Eräs tunnetun tekniikan mukainen ohjaussauva : toimii siten, että se muodostaa ohjauslinjaan 10 ohjaussauvan liikkee- 25 seen verrannollisen yhden tai useamman ohjaussignaalin, kuten jän- ··. nitteen. Tällöin ohjaussauvan ollessa keskiasennossa, ohjauslinjassa ·*, 10 oleva jännite on edullisesti olennaisesti tietyn jännitealueen keski kohdassa. Vastaavasti ohjaussauvan liike aikaansaa jännitteen muutoksen ohjauslinjassa 10, jolloin jännitteen muutoksen suuruus 1 · 30 ^ohjaussauvan kulman itseisarvo keskiasennon suhteen) ilmaisee • : halutun liikenopeuden ja jännitteen muutoksen suunta ilmaisee halutun ; liikesuunnan. Käytännön sovelluksissa käytetään usein kaksisuuntaista ;'··. (X,Y) ohjausta, jolloin sauvan liike vasemmalle/oikealle aikaansaa en- ! I · simmäisen ohjaussignaalin muuttumisen ja vastaavasti sauvan liike
* I
';· [ 35 eteen/taakse aikaansaa toisen ohjaussignaalin muuttumisen.
* * »
Ohjaussauvan 9 muodostama yksi tai useampi ohjaussignaali johdetaan ohjauslinjan 10 välityksellä analogia/digitaalimuuntimen 11 kautta 6 109349 ohjauselimeen 12. Ohjauslohkoon 12 johdetaan edullisesti analo-gia/digitaalimuuntimen 11 kautta lisäksi antureiden 13, 14 muodostamia mittaustietoja analysoitavaksi ja käytettäväksi sylintereiden 6, 7 säädössä. Antureilla 13, 14 mitataan mm. kuorman painoa (massaa) 5 sekä puomiosien 3a, 3b, 3c asentoja. Kuorman painon mittaamisessa voidaan käyttää esimerkiksi nostolaitteen tai sylinterin yhteyteen järjestettyä paineanturia 14. Puomiosien 3a, 3b, 3c keskinäisen aseman mittaus voidaan suorittaa esimerkiksi mittaamalla liikeanturilla 13 sylintereiden 6, 7 männän sijaintia.
10
Antureiden 13,14 muodostamien mittaustietojen käsittelemiseksi suoritetaan tarvittaessa mittaustietojen muuntaminen analogisesta muodosta digitaaliseksi analogia/digitaalimuuntimen 11 avulla. Analo-gia/digitaalimuunnin 11 välittää antureiden mittaustiedot digitaalisessa 15 muodossa ohjauslohkoon 12, joka käsittää edullisesti ainakin yhden suorittimen 15, kuten mikroprosessorin MPU ja/tai digitaalisen signaalinkäsittely-yksikön DSP. Tunnetaan myös antureita, joiden muodostama mittaussignaali on jo digitaalisessa muodossa, jolloin analo-gia/digitaalimuunnosta ei tarvitse suorittaa. Tällöin mittaustiedot 20 voidaan välittää antureilta 13, 14 edullisesti suoraan ohjauslohkoon 12, | mikä on alan asiantuntijan tuntemaa tekniikkaa.
! ( ! 1 ·. : Suoritin 15 selvittää mittaustietojen perusteella kuorman massan sekä puomiosien 3a, 3b, 3c asennon. Puomiosien 3a, 3b, 3c asennon • » · ‘ : 25 muutosten ja asennon muuttumiseen käytetyn ajan perusteella on las kettavissa myös puomiosien 3a, 3b, 3c kulloinenkin nopeus ja kiihty- ' * ·«· vyys. Tämän jälkeen suoritin 15 laskee puomille edullisesti alimman ·.·’ ominaisvärähtelytaajuuden (lohko 22 kuvassa 3). Lasketun alimman ominaisvärähtelytaajuuden perusteella suoritin tarvittaessa muuttaa 30 (lohko 23) suodatusfunktion parametreja siten, että suodattimen taajuuskaista muuttuu. Mikäli puomin ominaisvärähtelytaajuus piene-·*": nee, alennetaan taajuuskaistan ylärajaa, ja mikäli ominaisvärähtely taajuus kasvaa, voidaan myös taajuuskaistan ylärajaa nostaa.
< »· ' · 35 Ohjausyksikköön 12, edullisesti suorittimen 15 yhteyteen, on toteutettu : ainakin yksi tällainen suodatusfunktio, jonka avulla ohjaussauvan 9 muodostamaa ohjaussignaalia suodatetaan (lohko 24). Tässä keksin- * ( nön mukaisessa puominohjausjärjestelmässä suodatusfunktioksi väli- 7 109349 taan lineaarinen toisen kertaluvun dynaamisen järjestelmän digitaalinen approksimaatio. Tällaisella toisen kertaluvun suodatusfunktiolla, joka sopivimmin on alipäästösuodatusfunktio, saavutetaan tunnettuihin penger- ja ensimmäisen kertaluvun alipäästösuodatusfunktioihin 5 nähden merkittävä parannus puomin kiihtyvyydessä aiheuttamatta kuitenkaan nykäyksiä tai värähtelyjä puomiin. Suodatusfunktio huolehtii siis siitä, että mikäli käyttäjä siirtää ohjaussauvaa liian nopeasti puomin ominaisvärähtelytaajuuteen nähden, sylintereille välitettävä säätösig-naali muuttuu ohjauksen muutosta hitaammin. Säätösignaalin muutos-10 nopeus on kuitenkin suurempi kuin tunnetun tekniikan mukaisilla ratkaisuilla on mahdollista aikaansaada.
Ohjauselimessä 12 suodatusfunktiolla muodostetun säätösignaalin perusteella suoritetaan vielä säätösignaalin muuntaminen puomin 15 sylintereitä ohjaaville venttiileille 19a, 19b sopivaksi säätösignaaliksi (lohko 25). Kuvassa 2 on selvyyden vuoksi esitetty vain kaksi venttiiliä 19a, 19b ja kaksi sylinteriä 6, 7, mutta on selvää, että samaa periaatetta voidaan soveltaa myös muiden puomin ohjausjärjestelmään mahdollisesti kuuluvien sylintereiden tai toimilaitteiden ohjauksessa.
20
Suodatusfunktiolla muodostettu säätösignaali muunnetaan esim. analogiseksi digitaali/analogiamuuntimella 17 ja välitetään edelleen sähköi-·. : sesti ohjattaville venttiileille 19a, 19b, jotka säätävät paineväliaineen .·.·.* virtausta syöttöpumpulta 18 paineväliaineletkujen 20, 21a ja 21b kautta 25 puomiosia 3a, 3b, 3c ohjaaviin sylintereihin 6, 7. Mikäli venttiileinä 19a, 19b käytetään digitaalisesti ohjattavia venttiileitä, säätösignaalia ei tarvitse muuttaa analogiseksi, vaan se voidaan välittää digitaalisessa • ··' muodossa venttiileille 19a, 19b.
* · ' · 30 Suorittimeen 15 on muodostettu ohjausohjelmisto sekä suodatusohjel-misto, jolla analysoidaan anturin mittaustietoja sekä säädetään suoda-tusfunktion suodatustaajuutta näiden mittaussuureiden perusteella.
;/ Sovellusohjelmisto on tallennettu muistiin 16. Lisäksi suodatusfunktion parametrien asettamista varten on muistiin edullisesti tallennettu 35 taulukko, ominaiskäyrästö tai vastaava, joka esittää puomin ominais-taajuuden muuttumista kuorman massan ja puomiosien asentojen suhteen.
» · 8 109349
Anturitietojen avulla seurataan puomin ominaistaajuuden muutosta ja tämän perusteella säädetään suodatusfunktion suodatustaajuutta. Tällöin puomin liikkeitä voidaan hallita adaptiivisesti ja estää haitallisten ohjauksien pääsy puomin sylintereihin 6, 7, 8.
5
Nyt esillä olevaa keksintöä ei ole rajoitettu ainoastaan edellä esitettyjen suoritusmuotojen suhteen, vaan sitä voidaan muunnella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.
* « ·
Claims (15)
1. Menetelmä työkoneen puomin (3) ohjaamiseksi kuorman käsittelyn yhteydessä, jossa menetelmässä kuorman liikkeitä ohjataan ainakin 5 yhden ohjauselimen (9) muodostamalla ohjaussignaalilla, muodostetaan yksi tai useampi mittaussignaali ainakin kuorman massan ja/tai puomin liikkeeseen liittyvän informaation määrittämiseksi, ja mainittua ainakin yhtä ohjaussignaalia suodatetaan, tunnettu siitä, että menetelmässä suodatuksessa käytetään toisen tai korkeamman 10 asteen suodatusfunktiota, joka käsittää ainakin yhden aseteltavissa olevan parametrin, ja että menetelmässä suoritetaan lisäksi ainakin seuraavat vaiheet: - määritysvaihe puomin ainakin yhden ominaisvärähtelytaajuu-den määrittämiseksi mainittujen mittaussignaalien perusteella, 15. asetusvaihe, jossa määritysvaiheessa määritetyn ainakin yh den ominaisvärähtelytaajuuden perusteella asetetaan suoda-tusfunktion ainakin yksi parametri, - suodatusvaihe, jossa mainittua ohjaussignaalia suodatetaan mainitulla suodatusfunktiolla säätösignaalin muodostamiseksi, . 20 ja ‘ ^ - säätövaihe, jossa mainitulla säätösignaalilla ohjataan puomin (3) liikettä.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puomin liikettä ohjataan yhdellä tai useammalla sylinterillä (6, 7).
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitut sylinterit (6, 7) ovat paineväliainetoimisia sylintereitä, jolloin paineväliaineen virtausta mainittuihin sylintereihin (6, 7) ohjataan vent-·..!* tilleillä (19a, 19b), sopivimmin proportionaaliventtiileillä.
4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu 30 siitä, että määritysvaiheessa määritetään ainakin puomin alin ominais-värähtelytaajuus. 10 109349
5. Jonkin patenttivaatimuksen 1—4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että asetusvaiheessa asetetaan suodatusfunktion suodatustaa-juutta.
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 5 suodatusfunktiona käytetään toisen asteen alipäästösuodatusta, jolloin suodatusfunktion ylärajataajuus asetetaan arvoon, joka määritetään puomin alimman ominaistaajuuden perusteella.
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suodatusfunktion ylärajataajuus asetetaan arvoon, joka on olennaisesti 10 korkeintaan 30 % puomin alimmasta ominaistaajuudesta. i
8. Puomin ohjausjärjestelmä käytettäväksi työkoneen puomin (3) ohjauksessa kuorman käsittelyn yhteydessä, joka ohjausjärjestelmä käsittää ainakin yhden ohjauselimen (9), joka on järjestetty muodostamaan ainakin yksi ohjaussignaali (10) kuorman liikkeiden ohjaamiseksi, 15 välineet (13, 14) yhden tai useamman mittaussignaalin muodostamiseksi ainakin kuorman massan ja/tai puomin liikkeeseen liittyvän informaation määrittämiseksi, ja ainakin yhden suodattimen ohjaussignaalin suodattamiseksi, tunnettu siitä, että suodatin on toisen tai korkeamman asteen suodatin, jonka ainakin yksi parametri on järjestetty ase-. ·..: 20 teltavaksi, ja että ohjausjärjestelmä käsittää lisäksi ainakin: • · · - määritysvälineet (13, 14, 15) puomin ainakin yhden ominaisvärähtelytaajuuden määrittämiseksi mainittujen mitta-ussignaalien perusteella, - asetusvälineet (15) suodatusfunktion ainakin yhden paramet- 25 rin asettamiseksi määritysvaiheessa määritetyn ainakin yhden : j ominaisvärähtelytaajuuden perusteella, ja - säätövälineet (17, 19a, 19b) puomin (3) liikkeen ohjaamiseksi mainitulla säätösignaalilla.
9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen puomin ohjausjärjestelmä, \i 30 tunnettu siitä, että puomin liikettä ohjataan yhdellä tai useammalla sylinterillä (6, 7). 11 109349
9 109349
10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen puomin ohjausjärjestelmä, tunnettu siitä, että mainitut sylinterit (6, 7) ovat paineväliaine-toimisia sylintereitä, jolloin ohjausjärjestelmä käsittää lisäksi ainakin yhden venttiilin (19a, 19b), sopivimmin proportionaaliventtiilin, painevä- 5 liaineen virtauksen ohjaamiseksi mainittuihin sylintereihin (6, 7).
11. Patenttivaatimuksen 8, 9 tai 10 mukainen puomin ohjausjärjestelmä, tunnettu siitä, että ainakin puomin alin ominaisvärähtely-taajuus on järjestetty määritettäväksi.
12. Jonkin patenttivaatimuksen 8—11 mukainen puomin 10 ohjausjärjestelmä, tunnettu siitä, että suodatusfunktion suodatustaa- juus on järjestetty määritettäväksi.
13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen puomin ohjausjärjes telmä, tunnettu siitä, että suodatusfunktiona on käytetty toisen asteen alipäästösuodatusta, jolloin suodatusfunktion ylärajataajuus on järjes- 15 tetty asetettavaksi arvoon, joka on määritetty puomin alimman ominaistaajuuden perusteella. i
14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen puomin ohjausjärjes telmä, tunnettu siitä, että suodatusfunktion ylärajataajuus on järjes- ; tetty asetettavaksi arvoon, joka on olennaisesti korkeintaan 30 % puo-20 min alimmasta ominaistaajuudesta. • ·
15. Jonkin patenttivaatimuksen 8—14 mukainen puomin I..' ohjausjärjestelmä, tunnettu siitä, että puomi käsittää kaksi tai use- ampia puomiosia (3a, 3b, 3c), jolloin ohjausjärjestelmä käsittää välineet • (6, 7, 19a, 19b, 20, 21a, 21b) kunkin puomiosan (3a, 3b, 3c) liikkeen 25 ohjaamiseksi. »* · •»# 12 109349
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20001682A FI109349B (fi) | 2000-07-18 | 2000-07-18 | Menetelmä puomin ohjaamiseksi ja puomin ohjausjärjestelmä |
DE60113777T DE60113777T2 (de) | 2000-07-18 | 2001-07-11 | Verfahren und System zum Steuern eines Auslegers |
EP01660138A EP1174384B8 (en) | 2000-07-18 | 2001-07-11 | A method and system for guiding a boom |
US09/908,385 US6553278B2 (en) | 2000-07-18 | 2001-07-18 | Method for guiding a boom and a system for guiding a boom |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20001682A FI109349B (fi) | 2000-07-18 | 2000-07-18 | Menetelmä puomin ohjaamiseksi ja puomin ohjausjärjestelmä |
FI20001682 | 2000-07-18 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI20001682A0 FI20001682A0 (fi) | 2000-07-18 |
FI20001682A FI20001682A (fi) | 2002-01-19 |
FI109349B true FI109349B (fi) | 2002-07-15 |
Family
ID=8558793
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI20001682A FI109349B (fi) | 2000-07-18 | 2000-07-18 | Menetelmä puomin ohjaamiseksi ja puomin ohjausjärjestelmä |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6553278B2 (fi) |
EP (1) | EP1174384B8 (fi) |
DE (1) | DE60113777T2 (fi) |
FI (1) | FI109349B (fi) |
Families Citing this family (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7133689B2 (en) | 2002-09-12 | 2006-11-07 | Interdigital Technology Corporation | Method and system for adjusting downlink outer loop power to control target SIR |
US6994223B1 (en) * | 2002-10-29 | 2006-02-07 | Auto Crane Company | Diagnostic readout for operation of a crane |
US7426423B2 (en) * | 2003-05-30 | 2008-09-16 | Liebherr-Werk Nenzing—GmbH | Crane or excavator for handling a cable-suspended load provided with optimised motion guidance |
CN100425520C (zh) * | 2003-08-05 | 2008-10-15 | 新东工业株式会社 | 起重机及其控制器 |
JP4647325B2 (ja) | 2004-02-10 | 2011-03-09 | 株式会社小松製作所 | 建設機械の作業機の制御装置、建設機械の作業機の制御方法、及びこの方法をコンピュータに実行させるプログラム |
KR100559296B1 (ko) | 2004-03-22 | 2006-03-15 | 볼보 컨스트럭션 이키프먼트 홀딩 스웨덴 에이비 | 유압실린더의 진동 제어방법 |
US7385946B2 (en) | 2004-06-03 | 2008-06-10 | Nokia Corporation | Service based bearer control and traffic flow template operation with mobile IP |
US7386377B2 (en) * | 2005-04-07 | 2008-06-10 | Sorensen David I | Vehicle and equipment monitoring apparatus |
FI122885B (fi) * | 2005-05-30 | 2012-08-31 | John Deere Forestry Oy | Metsäkoneen suorituskyvyn mittausjärjestelmä |
US7278262B2 (en) * | 2005-06-03 | 2007-10-09 | Board Of Control Of Michigan Technological University | Control system for suppression of boom or arm oscillation |
US20080038106A1 (en) * | 2005-10-05 | 2008-02-14 | Oshkosh Truck Corporation | Mobile lift device |
US7489098B2 (en) | 2005-10-05 | 2009-02-10 | Oshkosh Corporation | System for monitoring load and angle for mobile lift device |
US7296404B2 (en) | 2005-12-12 | 2007-11-20 | Husco International Inc. | Apparatus for controlling deceleration of hydraulically powered equipment |
US8204653B2 (en) * | 2007-02-21 | 2012-06-19 | Deere & Company | Automated control of boom and attachment for work vehicle |
US8036797B2 (en) * | 2007-03-20 | 2011-10-11 | Deere & Company | Method and system for controlling a vehicle for loading or digging material |
TWI444939B (zh) * | 2008-01-10 | 2014-07-11 | Univ Nat Taiwan | 工程吊車之模擬系統及其方法 |
ITTO20090100A1 (it) * | 2009-02-11 | 2010-08-12 | Merlo Project S R L Con Unico Soci O | Veicolo comprendente un braccio di sollevamento e relativo metodo di controllo dei sovraccarichi dinamici |
US8272521B1 (en) * | 2009-10-05 | 2012-09-25 | Auto Crane Company | Crane moment load and load delivery system control and method |
NO337712B1 (no) * | 2010-03-24 | 2016-06-06 | Nat Oilwell Varco Norway As | Anordning og fremgangsmåte for å redusere dynamiske laster i kraner |
US8666574B2 (en) * | 2011-04-21 | 2014-03-04 | Deere & Company | In-vehicle estimation of electric traction motor performance |
US10647560B1 (en) * | 2011-05-05 | 2020-05-12 | Enovation Controls, Llc | Boom lift cartesian control systems and methods |
ITTO20120350A1 (it) * | 2012-04-20 | 2013-10-21 | Cormach Srl | Metodo e sistema per il controllo di una gru, in particolare di una gru su autocarro articolata telescopica. |
CN103318765B (zh) * | 2013-06-21 | 2015-01-07 | 林汉丁 | 吊重摆角、吊重载荷或吊重姿态的监测方法与装置及起重机 |
US9913437B2 (en) | 2015-04-10 | 2018-03-13 | Deere & Company | Velocity-based control of end effector |
US10480541B2 (en) | 2017-07-06 | 2019-11-19 | Deere & Company | Intelligent boom control with rapid system cycling |
US10844572B2 (en) | 2018-04-25 | 2020-11-24 | Deere & Company | Method of controlling movement of an intelligent boom |
JP7293795B2 (ja) * | 2019-03-27 | 2023-06-20 | 株式会社タダノ | クレーンの制御方法およびクレーン |
EP3725727A1 (en) * | 2019-04-18 | 2020-10-21 | Deere & Company | Control system for a crane of a working machine, method and working machine |
CN110103256A (zh) * | 2019-06-06 | 2019-08-09 | 广东科佩克机器人有限公司 | 一种可自保护的工业机器人及方法 |
DE102019121628B3 (de) * | 2019-08-12 | 2020-08-20 | Franka Emika Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines Robotermanipulators mit erhöhter Masse einer Last |
EP4310045A1 (en) * | 2022-07-19 | 2024-01-24 | Volvo Construction Equipment AB | Operator assist system, working machine and method for annihilation or amplifying oscillation |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3624783A (en) * | 1970-06-12 | 1971-11-30 | Santa Fe Int Corp | Motion control system |
US4395904A (en) * | 1979-05-18 | 1983-08-02 | Ivanov Gely M | Device for damping oscillations |
JPS59168513A (ja) * | 1983-03-16 | 1984-09-22 | Fanuc Ltd | 加減速制御方式 |
FI862627A0 (fi) * | 1986-06-19 | 1986-06-19 | Fiskars Ab Oy | System foer reglerande av en krans hastighet. |
US4804896A (en) * | 1987-09-30 | 1989-02-14 | University Of Lowell | Vibratory interference sensor |
US4808063A (en) * | 1987-11-03 | 1989-02-28 | Westinghouse Electric Corp. | Robot system employing force/position control |
JPH01304511A (ja) * | 1988-06-02 | 1989-12-08 | Seiko Instr Inc | サーボ制御装置 |
US5117992A (en) * | 1991-01-28 | 1992-06-02 | Virginia International Terminals, Inc. | System for learning control commands to robotically move a load, especially suitable for use in cranes to reduce load sway |
US5617515A (en) * | 1994-07-11 | 1997-04-01 | Dynetics, Inc. | Method and apparatus for controlling and programming a robot or other moveable object |
US5598090A (en) * | 1995-07-31 | 1997-01-28 | Caterpillar Inc. | Inductive joystick apparatus |
US5960969A (en) * | 1996-01-26 | 1999-10-05 | Habisohn; Chris Xavier | Method for damping load oscillations on a crane |
US5785191A (en) * | 1996-05-15 | 1998-07-28 | Sandia Corporation | Operator control systems and methods for swing-free gantry-style cranes |
US6025686A (en) * | 1997-07-23 | 2000-02-15 | Harnischfeger Corporation | Method and system for controlling movement of a digging dipper |
US6371214B1 (en) * | 1999-06-11 | 2002-04-16 | Caterpillar Inc. | Methods for automating work machine functions |
-
2000
- 2000-07-18 FI FI20001682A patent/FI109349B/fi not_active IP Right Cessation
-
2001
- 2001-07-11 EP EP01660138A patent/EP1174384B8/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-07-11 DE DE60113777T patent/DE60113777T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-07-18 US US09/908,385 patent/US6553278B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI20001682A (fi) | 2002-01-19 |
EP1174384B1 (en) | 2005-10-05 |
FI20001682A0 (fi) | 2000-07-18 |
EP1174384A1 (en) | 2002-01-23 |
DE60113777T2 (de) | 2006-06-14 |
US6553278B2 (en) | 2003-04-22 |
DE60113777D1 (de) | 2006-02-16 |
US20020008075A1 (en) | 2002-01-24 |
EP1174384B8 (en) | 2005-12-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI109349B (fi) | Menetelmä puomin ohjaamiseksi ja puomin ohjausjärjestelmä | |
US7143682B2 (en) | Large manipulator having a vibration damping capacity | |
US7756622B2 (en) | Method and device for damping the displacement of construction machines | |
US7627393B2 (en) | Crane or digger for swinging a load hanging on a support cable with damping of load oscillations | |
JP5868580B2 (ja) | ケーブルで吊り上げた積荷を操作するためのクレーン | |
JP4647325B2 (ja) | 建設機械の作業機の制御装置、建設機械の作業機の制御方法、及びこの方法をコンピュータに実行させるプログラム | |
KR100392333B1 (ko) | 크레인 | |
EP2806085B1 (en) | Vibration suppression method, controller and device for boom thereof | |
US7043337B2 (en) | Methods and apparatus for eliminating instability in intelligent assist devices | |
KR20150102717A (ko) | 엘리베이터 시스템 | |
KR100521692B1 (ko) | 건설기계의 유압 제어 장치 | |
JP4820907B2 (ja) | 建設機械の作業機の制御装置、及び建設機械の作業機の制御方法 | |
CN112010179B (zh) | 作业机及方法 | |
KR20050019034A (ko) | 텔레스코픽형 지브, 케이블 윈치 및 조절장치를 포함하는크레인 | |
EP0821299A1 (en) | Operational reaction force control device for an operating lever of a working machine | |
JPH11343095A (ja) | ブーム式作業機械 | |
US20230227290A1 (en) | Dynamic lift-off control device, and crane | |
CN113401852B (zh) | 一种高空作业平台变幅稳定性控制方法 | |
JPH11351204A (ja) | 油圧アクチュエータの流量制御装置 | |
WO2019167893A1 (ja) | クレーン及び玉掛け具の長さ取得方法 | |
JP3565702B2 (ja) | 懸垂式昇降装置 | |
CN111836774B (zh) | 起重机及起重机的控制方法 | |
WO2021246491A1 (ja) | 地切り制御装置、及び、クレーン | |
CN118419804A (zh) | 一种工况自适应的变位平衡重控制方法、系统以及起重机 | |
JPH0658014A (ja) | 制振装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC | Transfer of assignment of patent |
Owner name: JOHN DEERE FORESTRY OY Free format text: JOHN DEERE FORESTRY OY |
|
MM | Patent lapsed |