FI109349B - Menetelmä puomin ohjaamiseksi ja puomin ohjausjärjestelmä - Google Patents

Menetelmä puomin ohjaamiseksi ja puomin ohjausjärjestelmä Download PDF

Info

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
Application number
FI20001682A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20001682A (fi
FI20001682A0 (fi
Inventor
Heikki Handroos
Janne Kovanen
Original Assignee
Timberjack Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Timberjack Oy filed Critical Timberjack Oy
Priority to FI20001682A priority Critical patent/FI109349B/fi
Publication of FI20001682A0 publication Critical patent/FI20001682A0/fi
Priority to DE60113777T priority patent/DE60113777T2/de
Priority to EP01660138A priority patent/EP1174384B8/en
Priority to US09/908,385 priority patent/US6553278B2/en
Publication of FI20001682A publication Critical patent/FI20001682A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI109349B publication Critical patent/FI109349B/fi

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00Cranes 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
    • B66C23/88Safety gear
    • B66C23/90Devices for indicating or limiting lifting moment
    • B66C23/905Devices for indicating or limiting lifting moment electrical
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00Other constructional features or details
    • B66C13/04Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack
    • B66C13/06Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for minimising or preventing longitudinal or transverse swinging of loads
    • B66C13/066Auxiliary 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00Other constructional features or details
    • B66C13/18Control systems or devices
    • B66C13/20Control systems or devices for non-electric drives
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2203Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function
    • E02F9/2207Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function for reducing or compensating oscillations
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26Indicating devices
    • E02F9/264Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool
    • E02F9/265Sensors 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)
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/41Servomotor, servo controller till figures
    • G05B2219/41166Adaptive filter frequency as function of oscillation, rigidity, inertia load
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/45Nc applications
    • G05B2219/45046Crane

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
FI20001682A 2000-07-18 2000-07-18 Menetelmä puomin ohjaamiseksi ja puomin ohjausjärjestelmä FI109349B (fi)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

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