FI129572B - Menetelmä ja järjestelmä kuorman punnitsemiseksi työkoneen kauhassa sekä työkone - Google Patents

Abstract

Keksintö koskee menetelmää kuorman punnitsemiseksi työkoneen (14) kauhassa (12), jossa menetelmässä suoritetaan kalibrointi seuraavina vaiheina: - määritetään kauhasylinterin (20) ja nostosylinterin (22) ensimmäiset painetasot (p1), asentokorjatut toiset painetasot (p2) ja epäkeskiset kolmannet painetasot (p3) puomin (18) eri asennoissa, ja suoritetaan kuorman punnitus seuraavina vaiheina: - punnitaan kauhassa (12) oleva kuorma, - määritetään punnituksen aikana sekä puomin (18) asento (a1) että kauhan (12) asento (a2), - lasketaan ensimmäisien, toisien ja kolmansien painetasojen (p1,p2,p3) perusteella ensimmäinen painetason muutos (∆p1), ja ensimmäisien, toisien ja kolmansien painetasojen (p1,p2,p3) perusteella toinen painetason muutos (∆p2), - skaalataan toinen painetason muutos (∆p2), - lasketaan ensimmäinen korjausarvo (C1) vertaamalla ensimmäisen painetason (∆p1) muutoksia kolmanteen painetason muutokseen (∆p3), - lasketaan epäsymmetrisen kuorman (11) aiheuttama toinen korjausarvo (C2) vertaamalla nostosylinterin (21) ja kauhasylinterin (20) skaalatun toisen painetason muutoksia (s∆p2) toisiinsa, ja - korjataan nostosylinterin (22) mitattua painetasoa sanotun ensimmäisen korjausarvon (C1) ja toisen korjausarvon(C2) avulla korjatun punnitustuloksen aikaansaamiseksi. Keksinnön koskee myös punnitusjärjestelmää.

Description

MENETELMÄ JA JÄRJESTELMÄ KUORMAN PUNNITSEMISEKSI TYÖKONEEN KAU-

HASSA SEKÄ TYÖKONE Keksinnön kohteena on menetelmä kuorman punnitsemiseksi työko- neen kauhassa, kun kauha on nivelletty ainakin yhden puomin päähän ja kauhaa käytetään kauhasylinterillä ja puomia nos- tosylinterillä, jossa menetelmässä suoritetaan kalibrointi ja suoritetaan kuorman punnitus seuraavina vaiheina: - punnitaan kauhassa olevaa kuormaa mittaamalla nos- tosylinterin painetasot kuormauksen aikana, - määritetään punnituksen aikana sekä puomin asento, ja - korjataan nostosylinterin mitattua painetasoa kor- jausarvon avulla korjatun punnitustuloksen aikaansaamiseksi. Keksinnön kohteena on myös punnitusjärjestelmä kauhalla varus- tettua työkonetta varten ja työkone. Tekniikan tasosta tunnetaan julkaisu US 2008319710 Al työko- neeseen asennettava kuorman punnitusjärjestelmä ja menetelmä, jossa punnitus perustuu hydrauliikkapaineen mittaukseen työko- neen puomin nostosylintereistä. Paineen mittauksen avulla saa- daan laskettua nostosylintereihin kohdistuva voima. Tämä voima on riippuvainen kauhassa olevan kuorman lisäksi muun muassa puomin asennosta ja työkoneen kallistuksesta. Vaikka työkoneen — kaikkien liikkuvien osien (peruskone, puomi ja kauha) asennot O 25 mitataan ja tulos kompensoidaan niiden mukaan, yksi käytännön 5 työssä merkittävä tekijä jää vielä huomioimatta. Tämä tekijä N on kuorman epätasainen sijoittuminen kauhassa. Kuorman sijoit- = tuminen vaikuttaa kuorman painopisteen etäisyyteen nostosylin- N terien kiinnityspisteestä ja sitä kautta nostosylintereihin 3 30 vaikuttavaan voimaan, vaikka kauhan asento olisikin sama tai N se kompensoitaisiin punnituksissa. Punnitustulos on täten riip- N puvainen kuorman painopisteen sijoittumisesta kauhassa. Tämä on huomattu usein työtehtävissä, joissa esimerkiksi kuormattava lajike ja varsinkin maa-aineksen raekoko vaihtelee suuresti työn aikana.

Tällöin syntyy tilanteita, joissa kauhassa olevan kuorman painopiste vaihtelee ja aiheuttaa mittaukseen merkit- täviä virheitä.

Vastaavanlainen punnitusjärjestelmä on myös esimerkiksi suoma- laisen Tamtron Oy:n valmistama Power-punnitusjärjestelmä.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada tekniikan tason mene- telmiä tarkempi menetelmä kuorman punnitsemiseksi kauhan yh- teydessä, jolla voidaan ottaa huomioon kuorman epäkeskeisyyden aikaansaama vaikutus punnitukseen.

Tämän keksinnön tunnusomai- set piirteet ilmenevät oheisesta patenttivaatimuksesta 1. Kek- sinnön tarkoituksena on myös aikaansaada tekniikan tason jär- jestelmiä tarkempi järjestelmä kuorman punnitsemiseksi kauhan yhteydessä, jolla voidaan ottaa huomioon kuorman epäkeskeisyy- den aikaansaama vaikutus punnitukseen.

Tämän keksinnön tunnus- omaiset piirteet ilmenevät oheisesta patenttivaatimuksesta 13. Keksinnön tarkoituksena on myös aikaansaada työkone, johon kuu- luu tekniikan tason koneita tarkempi punnitusjärjestelmä kau- hassa olevan kuorman punnitsemiseksi.

Tämän keksinnön tunnus- omaiset piirteet ilmenevät oheisesta patenttivaatimuksesta 14. Keksinnön mukaisen menetelmän tarkoitus voidaan saavuttaa me- — netelmällä kuorman punnitsemiseksi työkoneen kauhassa, kun O 25 kauha on nivelletty ainakin yhden puomin päähän ja kauhaa käy- 5 tetään kauhasylinterillä ja puomia nostosylinterillä, jossa me- N netelmässä suoritetaan kalibrointi, kuorman punnitus ja punni- = tuksen korjaus.

Kalibrointi suoritetaan seuraavina vaiheina, N joissa määritetään kauhasylinterin ja nostosylinterin ensim- 3 30 mäiset painetasot puomin eri asennoissa kauhan ollessa tyhjä N ja normaaliasennossa, määritetään kauhasylinterin ja nos- N tosylinterin asentokorjatut toiset painetasot puomin ja kauhan eri asennoissa sekä kauhan ollessa tyhjä että kauhan ollessa kuormattu kuormalla, jonka painopiste kauhassa tunnetaan, ja määritetään kauhasylinterin ja nostosylinterin epäkeskeiset kolmannet painetasot puomin ja kauhan eri asennoissa kauhan ollessa kuormattu epäkeskeisellä kuormalla, jonka painopiste kauhassa tunnetaan. Kuorman punnitus suoritetaan seuraavina vaiheina, joissa punnitaan kauhassa oleva kuorma mittaamalla kauhasylinterin ja nostosylinterin neljännet painetasot kuor- mauksen aikana ja määritetään punnituksen aikana sekä puomin asento että kauhan asento. Lisäksi punnituksessa lasketaan en- simmäisien painetasojen, toisien painetasojen ja kolmansien painetasojen perusteella sanotuissa puomin asennossa ja kauhan asennossa kauhan asennosta aiheutuva ensimmäinen painetason muutos, sekä kauhasylinterille että nostosylinterille, tyhjällä ja täydellä kauhalla, ja lasketaan ensimmäisien painetasojen, toisien painetasojen ja kolmansien painetasojen perusteella puomin asennossa ja kauhan asennossa kuorman epäsymmetrisestä sijainnista kauhassa aiheutuva toinen painetason muutos, joka aiheutuu sekä kauhasylinterille että nostosylinterille. Edel- leen punnituksessa skaalataan toinen painetason muutos kalik- roinnissa käytettyyn kuormaan skaalatun toisen painetason muu- toksen muodostamiseksi, lasketaan kauhan asennon aiheuttama en- simmäinen korjausarvo nostosylinterin painetasolle vertaamalla ensimmäisen painetason muutoksia kalibroinnin ensimmäisen pai- netason ja toisen painetason erotuksena saatavaan kolmanteen — painetason muutokseen ja lasketaan epäsymmetrisen kuorman ai- O 25 heuttama toinen korjausarvo nostosylinterin painetasolle ver- 5 taamalla nostosylinterin ja kauhasylinterin skaalatun toisen N painetason muutoksia toisiinsa. Lopuksi korjataan nostosylin- = terin mitattua painetasoa ensimmäisen korjausarvon ja toisen N korjausarvon avulla korjatun punnitustuloksen aikaansaa- 3 30 miseksi.

S N Keksinnön pääidea perustuu siihen havaintoon, että kuorman epä- keskeisyys voidaan määrittää tarkastelemalla kauhasylinterin ja nostosylinterin painetasojen keskinäistä suhdetta, joka muuttuu riippuen kuorman sijainnista kauhassa, kun tiedetään kauhasylinterin ja nostosylinterin painetasojen suhde kauhan keskeisellä kuormauksella puomin ja kauhan eri asennoissa.

Esi- merkiksi kaivinkoneessa, jossa kauhan kärki osoittaa kohti kai- vinkonetta, kuorman sijainti kauhassa lähellä kärkeä saa aikaan suurimman kauhasylinterin paineen kuorman ollessa tällöin kau- empana kauhan nivelpisteestä siirtopuomiin, ja toisaalta pie- nimmän nostosylinterin paineen kuorman ollessa lähempänä nos- topuomin nivelpistettä.

Vastaavasti kauhan perälle sijoittunut kuorma saa aikaan pienimmän kauhasylinterin paineen ja suurim- man nostosylinterin paineen.

Keksinnössä määritetään ensin pal- jonko pelkkä puomi ja kauha aiheuttaa painetta nostosylinte- rille ja kauhasylinterille eri asennoissa, jonka jälkeen voi- daan määrittää paljonko kuorma lisää painetta.

Lisäksi määri- tetään, kuinka paljon painetaso muuttuu, kun kuorma on epäkes- keisesti kauhassa.

Kun nämä tiedetään, voidaan punnituksessa kauhasylinterin ja nostosylinterin mitattujen paineiden suh- teesta päätellä onko kuorma epäkeskeisesti ja ottaa myös tämä huomioon punnituksessa.

Lisäksi punnituksessa voidaan ottaa huomioon myös muita korjauksen tarvetta aiheuttavia tekijöitä, kuten esimerkiksi työkoneen sijainti kaltevalla pinnalla, puo- min siirtonopeus. — Tässä yhteydessä normaaliasennolla tarkoitetaan asentoa, jossa O 25 kauha pidetään puomin noston tavallisessa toteutuksessa. > N Edullisesti ensimmäisen painetason muutoksen laskennassa in- = terpoloidaan ensimmäisen painetasojen ja toisen painetasojen N välinen erotus kaikkiin puomin asentoihin sekä tyhjälle että 3 30 täydelle kauhalle.

Interpoloinnin avulla kalibrointia ei tar- N vitse tehdä valtavalle määrälle asentopisteitä, vaan asento- N pisteiden välit voidaan interpoloida tarkkuuden edelleen pysy- essä hyvänä.

Edullisesti toisen painetason muutoksen laskennassa interpo- loidaan kolmas painetaso kaikkiin kuorman sijainteihin kau- hassa.

5 Edullisesti interpolointi on ensimmäisen asteen interpolointia eli lineaari-interpolointia. On huomattu, että paineen muutos on varsin lineaarista pisteiden välillä.

Ensimmäisen painetasot voidaan määrittää 4 - 20 puomin mittaus- pisteessä, edullisesti 8 — 12 mittauspisteessä puomin käyttö- alueella. Tällöin saadaan riittävä määrä mittauspisteitä epä- keskeisen kuorman ja kauhan asennon aiheuttamien mittausvir- heiden kompensoimiseksi laskennallisesti.

Vaihtoehtoisesti voidaan muodostaa ensimmäiset painetasot 3 - 6 mittauspisteessä ja mittauspisteiden välit sini-interpoloi- daan. Tällöin mittauspisteiden määrää voidaan pitää pienempänä ja kalibrointi on nopeampaa suorittaa. Toisaalta sini-interpo- loinnin avulla suoritettu ensimmäisien painetasojen laskenta on hiukan epätarkempi kuin määritys, jossa käytetään suurempaa määrää mittauspisteitä.

Edullisesti toiset painetasot ja kolmannet painetasot muodos- — tetaan hitaimmassa mahdollisessa puomin liikkeessä, jossa pun- O 25 nitus voidaan suorittaa. Tällöin puomin liikkeistä johtuva 5 kiihtyvyys ja siitä mittaukseen aiheutuva virhe on mahdolli- N simman pieniä ja painemittauksen mittauspisteissä voidaan suo- E rittaa ilman puomin liikkeen pysäyttämistä. 05 3 30 Edullisesti määritetään viidennet painetasot työkoneen perus- N koneen ollessa kallistuneessa asennossa ja lasketaan perusko- N neen asennon aiheuttama kolmas korjausarvo nostosylinterin pai- netasolle ensimmäisen painetason ja viidennen painetason ero- tuksena. Näin voidaan ottaa huomioon esimerkiksi tilanne, jossa työkoneen peruskone on kaltevalla pinnalla ja aiheuttaa vir- hettä mittaukseen kuorman painopisteen siirtyessä vaakasuun- nassa kauemmaksi puomin nivelpisteestä.

Erään sovellusmuodon mukaan menetelmässä määritetään myös kuu- dennet painetasot puomin ollessa sivuttaissuuntaisessa liik- keessä ja lasketaan puomin sivuttaissuuntaisen liikkeen aiheut- tama neljäs korjausarvo nostosylinterin painetasolle ensimmäi- sen painetason ja kuudennen painetason erotuksena. Näin saadaan eliminoitua puomin sivuttaissuuntaisesta liikkeestä aiheutuvat virheet laskennassa.

Erään toisen sovellusmuodon mukaan menetelmässä määritetään seitsemännet painetasot puomia käytettäessä nostosylinterillä ja lasketaan puomin liikkeen aiheuttama viides korjausarvo nos- tosylinterin painetasolle ensimmäisen painetason ja seitsemän- nen painetason erotuksena. Näin voidaan jälleen tehdä punni- tusta luotettavammaksi.

Eräässä sovellusmuodossa työkone on kaivinkone ja puomiin kuu- luu sekä nostopuomi että siirtopuomi, ja sekä kalibrointi että mittaus suoritetaan kaikissa nostopuomin ja siirtopuomin asen- noissa. Kaivinkoneen yhteydessä asentokorjauksen ja epäkeskei- — sen kuorman kompensoinnin merkitys kasvaa, koska kauha ja siinä O 25 oleva kuorma ovat keskimäärin kauempana puomin nivelpisteestä 5 peruskoneeseen kuin esimerkiksi kauhakuormaajissa, joissa on N ainoastaan nostopuomi, jonka päähän kauha on nivelletty.

= a ~~ Erään sovellusmuodon mukaan myös toiset painetasot ja kolmannet 3 30 painetasot muodostetaan 4 - 20 puomin mittauspisteessä, edul- N lisesti 8 - 12 mittauspisteessä puomin käyttöalueella. Tällä N voidaan tarkentaa keksinnön mukaisen menetelmän punnituksen tarkkuutta entisestään, koska interpoloitavat välit mittauspi- teiden välillä ovat lyhyemmät kuin sovellusmuodossa, jossa toiset ja kolmannet painetasot mitataan ainoastaan puomin ää- riasennoissa.

Edullisesti verrataan jatkuvasti puomin asennon mittausarvoja puomikohtaisten ensimmäisien painetasojen, toisien paineta- sojen ja kolmansien painetasojen perusteella muodostettujen ka- librointitaulukoiden sisältämiin puomin asentopistearvoihin ja määritetään nostosylinterin paineen arvo kalibrointitaulukosta asentopistearvoja vastaavasti.. Näin mittauksen perusteella voidaan määrittää kyseisessä puomin asennossa oleva asentokor- jattu nostosylinterin paine suoraan kalibrointitaulukosta.

Keksinnön mukaisen punnitusjärjestelmän tarkoitus voidaan saa- vuttaa punnitusjärjestelmällä kauhalla varustettua työkonetta varten, johon työkoneeseen kuuluu runko, ainakin yksi puomi nivellettynä runkoon kauhan ripustamiseksi, kauhaa käyttävä kauhasylinteri ja puomia käyttävä nostosylinteri, jossa jär- jestelmään kuuluu ensimmäinen paineanturi nostosylinterin pai- neen mittaamiseksi ja ensimmäisen painetiedon muodostamiseksi ja toinen paineanturi kauhasylinterin paineen mittaamiseksi ja toisen painetiedon muodostamiseksi.

Lisäksi järjestelmään kuu- luu ensimmäinen asentoanturi puomin asennon määrittämiseksi ja ensimmäisen asentotiedon muodostamiseksi, toinen asentoanturi — kauhan asennon määrittämiseksi ja toisen asentotiedon muodos- O 25 tamiseksi, keskusyksikkö käsittäen muistin, laskentayksikön ja 5 ohjelmalliset välineet punnituslaskennan suorittamiseksi sekä N tiedonsiirtovälineet ensimmäisen painetiedon, toisen painetie- = don, ensimmäisen asentotiedot ja toisen asentotiedon välittä- N miseksi keskusyksikölle.

Järjestelmässä muistiin on tallennettu 3 30 kauhasylinterin ja nostosylinterin ensimmäiset painetasot puo- N min eriasennoissa kauhan ollessa tyhjä, toiset painetasot puo- N min ja kauhan eri asennoissa kauhan ollessa kuormattu kuor- malla, jonka painopiste tunnetaan, sekä kolmannet painetasot puomin ja kauhan eri asennoissa kauhan ollessa kuormattu epäkeskeisellä kuormalla, jonka painopiste kauhassa tunnetaan.

Ohjelmalliset välineet ovat sovitettu laskemaan ensimmäisien painetasojen, toisien painetasojen ja kolmansien painetasojen perusteella puomin asennossa ja kauhan asennossa kaunan asen- nosta aiheutuvan ensimmäisen painetason muutoksen, sekä kauha- sylinterille että nostosylinterille, tyhjällä ja täydellä kau- halla, ja laskemaan ensimmäisien painetasojen, toisien paine- tasojen ja kolmansien painetasojen perusteella puomin asennossa ja kauhan asennossa kuorman epäsymmetrisestä sijainnista kau- hassa aiheutuvan toisen painetason muutoksen, joka aiheutuu sekä kauhasylinterille että nostosylinterille.

Lisäksi ohjel- malliset välineet ovat sovitettu skaalaamaan toinen painetason muutoksen kalibroinnissa käytettyyn kuormaan skaalatun toisen painetason muutoksen muodostamiseksi, laskemaan kauhan asennon aiheuttaman ensimmäisen korjausarvon nostosylinterin paineta- solle vertaamalla ensimmäisen painetason muutoksia kalibroinnin ensimmäisen painetason ja toisen painetason erotuksena saata- vaan kolmanteen painetason muutokseen ja laskemaan epäsymmet- risen kuorman aiheuttaman toisen korjausarvon nostosylinterin painetasolle vertaamalla nostosylinterin ja kauhasylinterin skaalatun toisen painetason muutoksia toisiinsa.

Edelleen oh- jelmalliset välineet ovat sovitettu korjaamaan nostosylinterin mitattua painetasoa ensimmäisen korjausarvon ja toisen korjaus- — arvon avulla korjatun punnitustuloksen aikaansaamiseksi.

S 25 5 Keksinnön mukainen menetelmä ja punnitusjärjestelmä sopii käy- N tettäväksi erityisen edullisesti kaivinkoneessa, mutta myös = pyöräkuormaajassa tai kurottajassa ja muissa vastaavissa käyt- N tökohteissa.

Käyttökohteessa punnittava taakka voi sijaita kau- 3 30 hassa, joka on yhden, kahden tai jopa kolmen tai useamman toi- N siinsa yhdistetyn puomin päässä, joista kullakin puomilla on N oma toimilaitteensa, sen painetason mittaus sekä asentomittaus.

Edullisesti järjestelmässä käytettävät asentoanturit ovat kos- ketuksettomia asentoantureita, ja asentoantureiden yhteyteen kuuluu edullisesti ainakin yksi gyroskooppi pitkäkestoisien kiihtyvyyksien huomioimiseksi asentoantureiden mittauksessa.

Näin asentomittaus saadaan toteutettua luotettavasti.

Keksintöä kuvataan seuraavassa vyksityiskohtaisesti viittaa- malla oheisiin eräitä keksinnön sovelluksia kuvaaviin piirrok- siin, joissa

Kuva 1 esittää sivulta päin keksinnön mukaisen punni- tusjärjestelmän toteutettuna kaivinkoneen yh- teydessä, Kuva 2 esittää punnitusjärjestelmän osia lohkokaa- viona, Kuvat 3a ja 3b esittävät kauhassa olevan epäkeskeisen kuorman punnitukseen liittyvän ongelman, Kuva 4 esittää sivulta päin keksinnön mukaisen mene- telmän kalibroinnin vaiheen, jossa puomi on si- simmässä asennossaan ja kauha sisimmässä asen- nossaan, Kuva 5 esittää sivulta päin keksinnön mukaisen mene- telmän kalibroinnin vaiheen, jossa puomi on si- — simmässä asennossaan ja kauha uloimmassa asen- O 25 nossaan, 5 Kuva 6 esittää sivulta päin keksinnön mukaisen mene- i N telmän kalibroinnin vaiheen, jossa puomi on = uloimmassa asennossaan ja kauha sisimmässä asen- a > nossaan, 3 30 Kuva 7 esittää sivulta päin keksinnön mukaisen mene- N telmän kalibroinnin vaiheen, jossa puomi on N uloimmassa asennossaan ja kauha uloimmassa asen- nossaan,

Kuva 8 esittää keksinnön mukaisen menetelmän vaiheita lohkokaaviona, Kuva 9 esittää graafisesti kalibrointinostojen aikana muistiin kerättyjä taulukkotietoja.

Kuvassa 1 keksinnön mukaiseen menetelmään ja järjestelmään 10 viitataan kuvaamalla keksintöä työkoneena 14 toimivan kaivin- koneen 100 yhteydessä toteutetun sovellusmuodon avulla. Kai- vinkoneeseen 100 kuuluu peruskone 102, peruskoneeseen 102 en- simmäisen nivelen 46 avulla nivelletty puomi 18, joka kaivin- koneessa 100 muodostuu nostopuomista 40 ja nostopuomiin 40 toi- sen nivelen 44 avulla nivelletystä siirtopuomista 42. Siirto- puomin 42 päähän on nivelletty kauha 12. Nostopuomin 40 ja peruskoneen 102 välille on nivelletty nostosylinteri 22, nos- topuomin 40 ja siirtopuomin 42 välille siirtosylinteri 47, ja siirtopuomin 42 ja kauhan 12 välille kauhasylinteri 20. Edul- lisesti nostosylintereitä on kaksi rinnan. Vaikka hakemuksessa puhutaan jatkossa yhdestä nostosylinteristä, tulee ymmärtää, että nostosylintereitä on käyttökohteen mukaan yksi, kaksi tai useampia rinnan tarvittava nostovoiman aikaansaamiseksi. Järjestelmään 10 kuuluu ensimmäinen paineanturi 24 nostosylin- terin 22 paineen mittaamiseksi ja ensimmäisen painetiedon p01 — muodostamiseksi ja toinen paineanturi 26 kauhasylinterin 20 O 25 paineen mittaamiseksi ja toisen painetiedon p2 muodostamiseksi. 5 Lisäksi järjestelmään kuuluu ensimmäinen asentoanturi 28 puomin N 18 asennon määrittämiseksi ja ensimmäisen asentotiedon al muo- = dostamiseksi ja toinen asentoanturi 30 kauhan 12 asennon mää- N rittämiseksi ja toisen asentotiedon a2 muodostamiseksi. Edul- 3 30 lisesti ensimmäisiä paineantureita on kaksi kappaletta, mikäli N nostosylintereitä on kaksi rinnakkain. Kaivinkoneen tapauksessa N ensimmäinen asentoanturi 28 mittaa nostopuomin 40 asentoa ja lisäksi käytössä on neljäs asentoanturi 56, joka mittaa siir- topuomin 42 asentoa. Edullisesti järjestelmään 10 voi kuulua myös kolmas asentoanturi 31, joka mittaa kaivinkoneen 100 pe- ruskoneen 102 eli kaivinkoneen 100 rungon 16, hytin ja alusta- vaunun käsittävän kokonaisuuden asentoa mahdollisen kallistuman tunnistamiseksi ja muodostaa kolmannen asentotiedon a3.

Käytettävät asentoanturit voivat olla esimerkiksi kiihtyvyys- ja kallistusantureita. Edullisesti ainakin jokin asentoantu- reista on gyroskooppi eli niin sanottu 3D-asentoanturi, joka tunnistaa asennon myös pitkäjaksoisen kiihtyvyyden aikana. Kiihtyvyys- ja asentoanturit voivat olla esimerkiksi valmista- jan Analog Devices Inc:n tuotenimellä ADIS16209 tunnettuja kos- ketuksettomia antureita ja käytettävä gyroskooppi voi olla esi- merkiksi STMicroelectronics International N.V:n valmistama tuo- tenimellä XXXYYYY tunnettu gyroskooppi. Edullisesti anturit käyttävät kalman-suodinta. Asentoanturit voivat tuottaa asen- totietoa 100 — 200 kertaa sekunnissa, edullisesti 130 —- 150 kertaa sekunnissa. Edelleen järjestelmään 10 kuuluu kuvan 2 mukaisesti keskusyksikkö 32 käsittäen muistin 34 edellä mainittujen painetietojen ja asentotietojen tallentamiseksi, laskentayksikön 36 laskennan suorittamiseksi ja ohjelmalliset välineet 38 punnituslaskennan suorittamiseksi laskentayksikköä — 36 ohjaamalla. Keskusyksikkö 32 voi olla sijoitettu esimerkiksi O 25 kuvan 1 mukaisesti kaivinkoneen 100 peruskoneen 102 runkoon, 5 nostopuomin 40 alle ylävaunuun 50. Kuvan 2 mukaisesti N keskusyksikkö 32 kerää kaikki mittaustiedot paine- ja = asentoantureilta, ja huolehtii kaikesta toimintaan liittyvästä N laskennasta. Keskusyksikkö voi olla esimerkiksi linux- tai 3 30 android-pohjainen pc-yksikkö tai muu vastaava laite, joka saa N käyttöön tarvittavan virran työkoneelta. Lisäksi järjestelmään N 10 kuuluu tiedonsiirtovälineet 45 ainakin ensimmäisen painetiedon p01, toisen painetiedon p02, ensimmäisen asentotiedot al ja toisen asentotiedon a2 välittämiseksi keskusyksikölle 32. Tiedonsiirtovälineet voivat olla esimerkiksi CAN-väylä tai muu vastaava tiedonsiirtoväylä. Paineanturit voivat olla käytettävissä analogiaviestillä (4 - 20 mA) tai paineanturit voivat olla suoraan CAN-väylään liitettäviä. Järjestelmään 10 kuuluu edullisesti myös näyttöyksikkö 52 ja siihen liittyvät ohjaimet 55 sijoitettuna kuvassa 1 esitettyyn kaivinkoneen 100 ohjaamoon 54, asetusarvojen syöttämistä ja punnitustulosten näyttämistä sekä jatkokäsittelyä varten.

Edullisesti järjestelmään 10 kuuluu kaivinkoneen 100 peruskoneen 102, nostopuomin 40, siirtopuomin 42 ja kauhan 12 asentoa mittaavat asentoanturit. Peruskoneen 102 asentoanturin 31 avulla keskusyksikkö 32 voi määrittää myös kaivinkoneen 100 peruskoneen 102 ylävaunun 50 asennon ja kääntöliikkeen. Kun järjestelmä asennuksen jälkeen viritetään käyttökuntoon, se mittaa kaikkialta puomin liikeradan alueilta nostosylintereihin vaikuttavat voimat ja taltioi nämä muistiin yhdistettynä tarkkoihin puomin asentotietoihin.

Mikäli keksinnön mukaista menetelmää toteutetaan pyöräkuormaimen yhteydessä, järjestelmään kuuluu tällöin lisäksi rajakytkin kauhan sisimmäiselle äärirajalle, — asennettuna kauhasylinteriin. Tällä varmistetaan, ettei O 25 kauhasylinteri pohjaa mittauksen aikana, eli ei mene 5 mekaanisesti täysin ääriasentoon.

N = Kuva 3a esittää tilannetta, jossa kuorma 11 on sijoittunut N lähelle kauhan 12 kärkeä. Painopisteen gl kompensointi perustuu 3 30 kauhasylinterin 20 ja puomin 18 nostosylinterien 22 paineiden N mittaukseen ja niiden keskinäiseen suhteeseen. Kuvaan 3a on N merkitty kuorman painopisteen gl sijainti suuntavektorilla F 1, painopisteen gl etäisyys kauhan 12 nivelestä 48 janalla A sekä kauhasylinteriin 20 vaikuttava voima vektorilla Fs b. Kuva 3b esittää vastaavasti tilannetta, jossa kuorma 11 ja painopiste g2 ovat sisempänä kauhassa 12 eli lähempänä kauhan 12 niveltä

48. Mitä suurempi etäisyys A on, sitä suurempi vääntömomentti kau- haan 12 kohdistuu ja sitä suurempi voima kauhasylinteriin 20 vaikuttaa. Vastaavasti puomin 18 nostosylinteriin tai nos- tosylintereihin 22 vaikuttaa sitä pienempi voima mitä suurempi etäisyys A on, koska tällöin kuorman 11 painopiste gl on lä- hempänä nostopuomin 40 nivelpistettä 46 nostosylintereitä 22 ja nostopuomiin 40 vaikuttava vääntömomentti pienenee. Tämä kaikki on merkityksellistä, sillä punnitustulos muodostetaan nostosylinterin paineen perusteella kuten tunnetussa teknii- kassa.

Tällöin kauhasylinterin 20 voiman ja nostosylinterien 22 voi- mien suhteesta on mahdollista laskea korjauskertoimet C1 ja C2, jolloin punnitustuloksesta saadaan tarkempi. Käyttöönoton yh- teydessä suoritetaan kalibrointiliikesarja, jossa järjestelmä ”opettelee” tunnetun kuorman 11 painopisteen sijainnin vaiku- tuksen kauhasylinteriin 20 ja nostosylintereihin 22 vaikutta- viin voimiin. — Tarkemmin sanottuna painemittauksessa puomin nostosylinte- O 25 reistä mitataan reaaliaikaisesti painetta sekä männän että var- 5 ren puolelta ja näistä lasketaan paine-ero, joka korjataan sy- N linterin varren ja männänpuolen tehollisten pinta-alojen suh- = teella. Näin saadaan selville tarkka nostosylintereihin vai- N kuttava voima. Vastaavasti mitataan kauhasylinterin tai sylin- 3 30 terien tehollista painetta. Tämä voidaan yhdistää myös muuhun N mittaustietoon epäkeskeisen kuorman aiheuttaman nostosylinte- N rien paineisiin aiheuttaman vääristymän kompensoimiseksi te- hokkaasti ja sitä kautta lopullisen mittaustuloksen tarkkuuden parantamiseksi. Lisäksi menetelmässä mitataan reaaliaikaisesti puomin sekä kauhan asentoa. Pyöräkuormaajassa on tyypillisesti vain nostopuomi, kaivukoneessa nostopuomin lisäksi siirtopuomi. Edullisesti myös kaivinkoneen peruskoneen asentoa mitataan, jotta voidaan kompensoida siitä aiheutuva mittausvirhe.

Keksinnön mukainen menetelmä voidaan jakaa kahteen päävaiheeseen, joista ensimmäinen on järjestelmän kalibrointivaihe 200 ja toinen mittausvaihe 202, jotka ovat esitetty kuvassa 8. Seuraavaksi käydään läpi eräs menetelmän edullisesti toteutustapa ja sen toiminta kaivinkoneessa, mutta samaa menetelmää voidaan käyttää myös yksinkertaisemmassa muodossa pyöräkuormaajissa ja kurottajissa, joissa puomi on yksiosainen. Kalibroinnin aikana järjestelmä kerää muistiin tietoa nostosylinterin ja kauhasylinterin paineista puomin ja kauhan aseman suhteen. Kaivinkoneen 100 yhteydessä puomi 18 muodostuu nostopuomista 40 ja siirtopuomista 42 kuvien 1 ja 3a — 7 mukaisesti. Perustason viritys voidaan karkeasti jakaa kolmeen perusosaan, joista kuvan 8 vaiheena 204 esitetty perustason painekäyrien eli ensimmäisien painetasojen pl taltiointi, toinen vaiheena 206 esitetty kauhan asentokompensointikäyrien eli toisien painetasojen p2 taltiointi muistiin 34 kuvan 2 mukaisesti ja kolmas vaiheena 208 esitetty kuorman epäkeskeisyyden vaikutuksen eli kolmansien — painetasojen p3 taltiointi muistiin 34. S 25 5 Vaiheen 204 perustason painekäyrien taltioinnissa merkitään N ensin haluttu puomin alue. Tässä tapauksessa alueella = tarkoitetaan edullisesti puomin liikeradan aluetta, jonka N sisällä halutaan kuorman punnituksen olevan mahdollista. 3 30 Kaivinkoneen tapauksessa nostopuomille merkataan N asentopisteitä, alhaalta ylöspäin nousevassa järjestyksessä N haluttu määrä, 4 —- 20 kpl, edullisesti 8 - 12 kappaletta. Pisteet merkitään esimerkiksi 10 —- 15 kulma-asteen välein ja järjestelmä tallettaa ne LiftAngleBins[LiftP] -taulukkoon keskusyksikön muistiin. Tämän jälkeen merkitään haluttu siirtopuomin alue, alkaen siirtopuomin sisimmäisestä halutusta asennosta ulospäin samoin kuin nostopuomilla. Siirtopuomin asennot merkitään ArmAngleBins [ArmP] -taulukkoon. Tässä yhteydessä puhuttaessa arvojen tallentamisesta tarkoitetaan aina arvojen tallentamisesta keskusyksikön muistiin ellei toisin ilmoiteta. Puomien asentopisteiden merkkauksen jälkeen tehdään peruskalibrointinostot alhaalta ylös hitaalla nopeudella jokaisessa merkityssä siirtopuomin eli kauhavarren asennossa. Tämä tehdään ensin tyhjällä kauhalla ja sen jälkeen täydellä kuormalla kauhan ollessa niin sanotussa normaaliasennossa eli O-asennossa. Tyhjän kauhan nostoissa mitatut nostosylinterien painemittaukset tallennetaan ZeroMapPressure[ArmP] [LiftP]- taulukkoon, rivi-indekseinä siirtopuomin asennot ja sarake- indekseinä nostopuomin asennot. Täydellä kuormalla tehtyjen nostojen vastaavat mittaukset tallennetaan LoadMapPressure [ArmP] [LiftP]-taulukkoon. Nostojen aikana tallennetaan myös kauhasylinterin painemittaukset BucketZeroPress [ArmP] [LiftP] -taulukkoon tyhjän kauhan osalta ja BucketLoadPress[ArmP] [LiftP] -taulukkoon täyden kuorman osalta vastaavasti. Peruskalibrointinostojen aikana — tallennetaan myös nostojen aikana vallinneet kauhan asennot O 25 BucketNPos [ArmP] [LiftP] - taulukkoon. Nämä ovat niin sanotut 5 kauhan normaaliasennot jokaiselle nosto- ja siirtopuomin N asennolle. Tässä normaaliasennolla tarkoitetaan sitä asentoa, = jossa kauha yleensä pidetään nosto- ja siirtopuomin kyseessä N olevassa asennossa. Toisin sanottuna kuvan 8 vaiheessa 204 on 3 30 — muodostettu kuvassa 2 esitetyt ensimmäiset painetasot pl.

S Kuvan 8 vaiheen 204 jälkeen siis tiedetään millaisia painetasoja nosto- ja kauhasylinteri saa missäkin nostopuomin ja siirtopuomin mittauspisteessä valitulla käyttöalueella kauhan ollessa normaaliasennossa. Tässä yhteydessä valitulla käyttöalueella tarkoitetaan aluetta mittauspisteiden ääripäästä toiseen.

Vaiheessa 206 kauhan asentokompensointikäyrät taltioidaan muistiin tyhjälle ja täydelle kauhalle erikseen. Tämä tapahtuu tekemällä ensin kaksi kalibrointinostoa tyhjällä kauhalla siirtopuomin sisimmässä asentopisteessä. Ensimmäisen noston aikana kauha on käännettynä suurimpaan eli sisimpään haluttuun asemaan noston ajaksi. Kuva 4 havainnollistaa tätä kauhan ja siirtopuomin asentoa. Toisen noston ajaksi kauha käännetään uloimpaan eli pienimpään haluttuun asemaan kuvan 5 mukaisesti. Kuvissa 4 — 7 esitetään puomin 18 nostopuomin 40 ja siirtopuomin 42 sekä kauhan 12 eri asentoja kalibroinnin aikana. Samoja kuvia käytetään esimerkkinä puomin 18 ja kauhan 12 asennoista, olipa sitten kauha täysi tai tyhjä.

Kuvan 8 vaiheessa 208 noston aikana nämä kauhan reaaliaikaiset asennot mitataan ja tallennetaan ensimmäisellä nostolla Bucket InPosArmIinPos [Lift Pos] -taulukkoon nostopuomin aseman osoittamiin indekseihin. Nostosylinterien mitattujen painearvojen ja vastaavien kauha normaaliasennossa tehtyjen — nostojen painearvojen erotus tallennetaan O 25 BucketInPosArmInPosLiftDAdcEmpty [Lift Pos] -taulukkoon 5 vastaavasti. Kauhasylinterin vastaavat arvot N Bucket InPosArmInnerPosBucketDAdcEmpty [Lift Pos] -taulukkoon. = Toisella nostolla kauha pidetään noston ajan uloimmassa N halutussa asemassa ja vastaavat mittaukset talletetaan 3 30 taulukoihin BucketOutPosArmInPos[Lift Pos], N BucketOutPosArmInPosLiftDAdcEmpty [Lift Pos] ja N BucketOutPosArmInPosBucketDAdcEmpty [Lift Pos]. Seuraavaksi siirretään siirtopuomi seuraavaan asentopisteeseen ja suoritetaan samat nostot, kunnes nostot on suoritettu kaikissa siirtopuomin asennoissa. Seuraavaksi tehdään vastaavat nostot tyhjällä kauhalla siirtopuomin uloimmassa asennossa vaiheessa 210. Kauha 12 pidetään ensimmäisen noston aikana kuvan 6 mukaisesti sisimmässä halutussa asemassa ja mittaukset tallennetaan taulukoihin BucketInPosArmOutPos [LiftPos] (kauhan asennot), Bucket InPosArmOutPosLiftDAdc[LiftAdc] (nostosylinterin paine- erot vastaavaan peruskalibrointinostoon verrattuna) ja Bucket InPosArmOutPosBucketDAdcEmpty [LiftPos] (vastaavat kauhasylinterin arvot). Vaiheessa 212 Seuraava nosto suoritetaan samassa siirtopuomin asennossa kauha halutun verran perusasentoa ulompana noston ajan kuvan 7 mukaisesti. Vastaavat arvot tallennetaan seuraaviin taulukoihin: BucketOutPosArmOutPos[LiftPos], BucketOutPosArmOutPosLiftDAdcEmpty [LiftPos] ja BucketOutPosArmOutPosBucketDAdcEmpty [LiftPos]. Seuraavaksi kuvan 8 vaiheessa 214 suoritetaan samalla hitaalla nopeudella samat nostot kuin aiemmin kauhan asentokompensaatiokäyrille tyhjällä kauhalla, mutta täydellä kuormalla. Kauha pyritään pitämään jokaisella nostolla koko noston ajan täsmälleen samassa asennossa kuin edellisissä — tyhjän kauhan nostoissa. Tätä varten käyttäjälle voidaan O 25 esittää ohjeita käyttöliittymän kautta oikean asennon 5 ylläpitämiseksi. Kauhassa oleva massa ja massan sijoittelu on N täsmälleen sama kuin vaiheen 204 peruskalibrointinostoissa. = Vastaavat arvot talletetaan seuraaviin taulukoihin: N Bucket InPosArmInPosLiftDAdcFull [LiftPos] ja 3 30 BucketInPosArmInPosBucketDAdcFull[LiftPos].

S Seuraavalle nostolle kauha ulommaisessa asennossaan seuraaviin taulukoihin: Bucket OutPosArmInPosLiftDAdcFull[LiftPos] ja

Bucket Out PosArmInPosBucketDAdc Full[LiftPos]. Seuraava nosto siirtopuomi uloimmassa asennossaan, ensin kauha sisäasennossa seuraaviin taulukoihin: Bucket InPosArmOutPosLiftDAdcFull[LiftPos] ja Bucket InPosArmOutPosBucketDAdcFull [LiftPos |], ja sitten kauha uloimmassa asennossaan seuraaviin taulukoihin: Bucket Out PosArmOutPosLiftDAdcFull[LiftPos] ja BucketOutPosArmOutPosBucketDAdcFull[LiftPos]. Näin vaiheessa 206 on saatu muodostettua vertailevat painearvot suhteessa perusasennon kalibrointiin kauhan eri asennoilla kaikille siirtopuomin ja nostopuomin eri asennoille sekä tyhjällä että täydellä kauhalla, jolloin kauhan asennon merkitys punnitukseen voidaan kompensoida. Toisin sanottuna vaiheessa 206 on muodostettu toiset painetasot p2. Kolmannessa vaiheessa eli vaiheessa 216 tehdään kuorman epäkeskeisyyden vaikutuksen taltiointi eli kolmansien painetasojen p3 määritys. Epäkeskeisyyden tunnistus perustuu nostosylinterien ja kauhasylinterien keskinäisen painesuhteen muutoksen mittaamiseen, josta on ensin kompensoitu puomin ja — kauhan asennon vaikutukset pois. Tämän jälkeen jäljelle jää O 25 kaksi asiaa mitkä vaikuttavat tähän painesuhteeseen - kuorman 5 suuruus ja kuorman epäkeskeisyys.

N = Tämä vaihe suoritetaan vastaavasti kuin kauhan N asentokompensaatio vaiheessa 206, mutta nyt kauhaan asetetaan 3 30 kuorma epäkeskeisesti kauhan kärjelle. Tämän massan ei tarvitse N olla sama kuin peruskalibroinnissa käytetty kuorma, kunhan se N on tunnettu ja sen painopisteen sijainti tunnetaan. Lisäksi erona vaiheeseen 206 on se, että tehdään lisäksi yksi nosto kauhan ollessa koko noston ajan täsmälleen samassa asennossa

(normaaliasento) kuin se oli peruskalibroinnissa. Eli suoritetaan kolme nostoa siirtopuomin ollessa sisimmäisessä asennossaan ja toiset kolme nostoa siirtopuomin uloimmassa asennossa. Ensin kauha käännettynä sisimpään asentoon, sitten normaaliasentoon ja lopuksi uloimpaan asentoonsa noston ajaksi. Kaikilla nostoilla kauha samalla tavoin epäkeskeisesti kuormattuna. Järjestelmä opastaa näytöllä käyttäjää pitämään kauhan oikeassa asennossa jokaisella nostolla.

Nostoliikkeiden aikana mitataan nostosylintereiden ja kauhasylintereiden painetta, tarkoituksena määrittää nostosylintereille ja kauhasylintereille paine-erot suhteessa tilanteeseen, jossa sama kuorma olisi sijoitettuna kauhaan symmetrisesti. Tämä voidaan tehdä kahdella tavalla, joko niin että jokaisella kauhan asennolla tehdään kaksi nostoa, ensimmäisellä kuorma sijoitettuna symmetrisesti (samoin kuin peruskalibroinnissa) kauhaan ja toisella nostolla kauhan kärjelle epäsymmetrisesti. Tällöin tulisi siis kaksinkertainen määrä nostoja. Toinen vaihtoehto on tehdä nostot pelkästään epäsymmetrisellä kuormalla. Tällöin joudutaan kuitenkin laskennallisesti peruskalibrointitietojen perusteella määrittämään mitkä olisivat nostosylintereiden ja kauhasylintereiden painearvot, jos sama kuorma olisi — symmetrisesti sijoitettuna, sillä nyt käytettävä kuorma ei ole O 25 välttämättä sama kuin peruskalibroinnissa.

> N Tarkemmin sanottuna vaiheessa 216 suoritetaan ensin vaihe 218, = jossa ensimmäinen nosto epäkeskeisellä kuormalla suoritetaan N pitämällä kauha sisimmässä asennossa noston ajan. Ensimmäinen 3 30 kolmen noston sarja tehdään siis siirtopuomi sisäasennossa, N jolloin nostosylinterien symmetristä kuormaa vastaava paine N jokaiselle nostopuomin asentopisteelle saadaan seuraavasti:

{((LoadMapPressure[0][LiftP] + BucketinPosArmInPosLiftDAdcFull[LiftP]) — (ZeroMapPressure[0][Lif tp] + BucketinPosArmInPosLiftDAdcEmpty[LiftP]))} KalK g xPPKG + (ZeroMapPressure[0][Liftp] + BucketInPosArmInPosLiftDAdcEmpty [LiftP|) = LiftPSym missä PPKG on tässä kalibrointivaiheessa käytettävä massa kilogrammoina ja KalKg on peruskalibroinnissa käytetty symmetrisesti kauhaan sijoitettu massa. LiftPSym on nostosylinterin paine, mikäli kuorma olisi sijoitettuna symmetrisesti, samoin kuin peruskalibroinnissa. Nostopuomin sylinterin paine-ero symmetriseen kuormaan verrattuna tallennetaan noston aikana jokaiselle nostopuomin asentopisteelle seuraavasti: BucketInPosArmInPosLiftDAdcPPKG[LiftPos| = LiftP — LiftPSym , missä LiftP on reaaliaikainen nostosylinterin painemittausarvo. Nostoliikkeen aikana lasketaan myös vastaavaa paine-eroa kauhasylinterille: (((BucketLoadPress[|0][LiftP| + BucketInPosArmInPosBucketDAdcFull[LiftP]) —(BucketZeroPress[O][Liftp] + BucketInPosArmInPosBucketDAdcEmpty [LiftP]))) KalKg 5 xPPKG + (BucketZeroPress[0][Liftp] + N BucketInPosArmInPosBucketDAdcEmpty[LiftP]) = BkPSym, missä BkPSym on O kauhasylinterin paine kyseiselle symmetrisesti sijoitetulla N kuormalla. Kauhansylinterin paine-ero symmetriseen kuormaan E 25 verrattuna tallennetaan noston aikana jokaiselle nostopuomin 5 asentopisteelle seuraavasti:

D O BucketInPosArmInPosBkDAdcPPKG|LiftPos] = BkPress — BkPSym , missä BkPress on kauhasylinterin reaaliaikainen painearvo.

Vaiheessa 220 suoritetaan nosto pitäen kauhan normaaliasennossa samoin kuin peruskalibroinnissakin. Symmetristä kuormaa vastaava noston paine jokaiselle nostopuomin asentopisteelle saadaan seuraavasti: (LoadMapPressure[0][Lif tP] — ZeroMapPressure[0][Liftp|) PPKG _— x KalKg + ZeroMapPressure|0][Liftp| = LiftPSym edelleen: BucketNormPosArmInPosLiftDAdcPPKG[LiftPos] = Lif tP — LiftPSym ja kauhasylinterille vastaava: (BucketLoadPress[0][LiftP] — BucketZeroPress[0][Liftp]) PPKG _— """" " "9Tm91nDRcvv KalKg + BucketZeroPress[|0][Liftp] = BkPSym BucketNormPosArmlInPosBkDAdcPPKGI|LiftPos| = BkPress — BkPSym Vaiheessa 222 suoritetaan nosto kauha uloimmassa asennossa noston ajan, symmetristä kuormaa vastaava paine: {((LoadMapPressure[0][LiftP] + BucketOutPosArmiInPosLiftDAdcFull[LiftP]) N —(ZeroMapPressure[0][Lif tp] + BucketOutPosArminPosLiftDAdcEmpty[LiftP]))} N KalKg <Q xPPKG + (ZeroMapPressure[|0][Liftp]

N N + BucketOutPosArmInPosLiftDAdcEmpty[LiftP]) = LiftPSym

I = 25 > BucketOutPosArmInPosLiftDAdcPPKG[LiftPos] = LiftP — LiftPSym

D

N S ja kauhasylinterille:

(((BucketLoadPress[|0][LiftP] + BucketOutPosArminPosBucketDAdcFull[LiftP]) —(BucketZeroPress[0][Lif tp] + BucketOutPosArminPosBucketDAdcEmpty[LiftP]))} KalK g xPPKG + (BucketZeroPress[0][Liftp] + BucketOutPosArmInPosBucketDAdcEmpty[LiftP]) = BkPSym BucketOutPosArmInPosBkDAdcPPKG[LiftPos| = BkPress — BkPSym. Lopuksi vaiheessa 224 siirretään siirtopuomi viimeiseen uloimpaan asentopisteeseen ja suoritetaan samat nostoliikkeet, eli toistetaan tässä siirtopuomin asennossa kohdat vaiheiden 216 — 220 mittaukset. Kerätyt mittaukset tallennetaan samalla tavoin omiin vastaaviin taulukoihinsa ja tallennetaan pysyvään muistiin, edullisesti keskusyksikön muistiin. Erään sovellusmuodon mukaan vaiheessa 206 määritetyt kauhan asentokorjatut toiset painetasot p2 ja vaiheen 216 epäsymmetrisen kuorman kolmannet painetasot p3 voidaan myös määrittää siten, että painemittaukset suoritetaan puomin uloimman ja sisimmän asennon sekä kauhan ulomman, sisimmän ja normaaliasennon sijaan vaiheen 204 peruskalibroinnin tavoin edullisesti 8 — 12 mittauspisteessä, joihin kuuluu myös edellä mainitut puomin ja kauhan ääriasennot ja kauhan normaaliasento. Näin saadaan aikaiseksi entistä tarkempi kalibrointi.

S < Kuva 9 esittää yleisellä tasolla kalibrointinostojen aikana 7 25 muistiin kerättyjä taulukkotietoja. Taulukossa on jokaiselle - asetetulle nosto- ja siirtopuomin asennolle mitattu arvo, joka E riippuu puomin asennosta. Tämä arvo voi olla peruskalibroinnin S aikainen kauhan asento eli perusasento (BucketNPos[][]), sisin = kauhan asento (Bucket InPos[][]), uloin kauhan asento a 30 (BucketOutPos[][]), nostosylinterien paine peruskalibroinnissa kuormalla (LoadMapPressure[][]), jne. Kaikki taulukot ovat edullisesti samanlaisia, X-akselilla siirtopuomin asema, Z-

akselilla nostopuomin asema ja kolmas, Y-ulottuvuus on näitä asentoja vastaavat kalibrointivaiheessa mitatut arvot. Kuvassa 9 on havainnollistettuna tilanne, jossa nostopuomin asento on välillä 8000...8400 ja siirtopuomin asento välillä

6000...6500. X1Lift ja X2Lift ovat arvotaulukon indeksi- osoittimia ja osoittavat kuvan 9 taulukon indeksejä nostopuomin osalta ja X1Arm ja X2Arm siirtopuomin osalta. Indeksiosoittimien arvot saadaan vertaamalla jatkuvasti puomiston asennon mittausarvoja puomikohtaisten hakutaulukoiden sisältämiin puomien asentopistearvoihin. Arvotaulukossa puomiston asentoa vastaavat arvot ovat samoissa indekseissä kuin hakutaulukossa, esim. nostopuomin asentoa 8400 ja siirtopuomin asentoa 6500 vastaava arvo löytyy arvotaulukosta kohdasta [1] [1] (Siirtopuomin indeksi 1, nostopuomin indeksi 1). Esimerkiksi kuvan 9 tapauksessa nostopuomin hakutaulukon arvot: Indeksi 0: 8000, indeksi 1: 8400, indeksi 2: 8900, indeksi 3: 9400, ,... jne, ja siirtopuomin hakutaulukon arvot: 7000, 6500, 6000, 5500, 5200, 5000, jne. Kuvan 9 tapauksessa indeksiosoittimien arvoiksi saadaan — seuraavat: S 25

N 5 = XILift = 0 N - X2Lift = 1 = = X1Arm = 2 a 3 . X2Arm = 1

O N Laskentarutiineissa lasketaan ensin arvot nostopuomin asennon N suhteen arvotaulukon arvoista Yl.1 (2900) ja Yl.2 (3000) ja arvoista Y2.1 (3120) ja Y2.2 (3200). Näistä lasketaan edelleen lopullinen arvo siirtopuomin aseman suhteen. Menetelmä voi olla mikä tahansa käyränsovitusmenetelmä, esimerkissä on käytetty yksinkertaista lineaari-interpolointia.

Yksinkertaistettuna mitataan jatkuvasti puomiston asentoa ja asentoa vastaava kalibroinnissa tallennettu arvo haetaan arvotaulukosta ja lasketaan tarkka vallitsevaa puomiston asentoa vastaava arvo arvotaulukon arvopisteiden väliltä.

Kuten kuvien 4 - 7 perusteella on nähtävissä, kauhan asento muuhun puomiin verrattuna muuttuu jatkuvasti puomin asennon mukaan.

Tämän vuoksi tarvitaan kalibroinnissa mitatut kauhan asentokartat perusasennolle sekä sisä- ja ulkoasennolle koko puomin alueelta.

Samoin puomin ja kauhan asennon mukaan muuttuvat myös nostosylinterin ja kauhan sylintereiden painearvot, joten niille tarvitaan myös vastaavat taulukot.

Seuraavaksi kuvataan tarkemmin mittausvaiheen 202 osioita.

Punnituksen aikana keskusyksikön tiedossa on reaaliaikainen kauhan asentotieto a2 (BucketPos), joka saadaan toiselta asentoanturilta, sekä muistiin kalibroinnin yhteydessä tallennettu kauhan asento mitä on käytetty jokaisessa mahdollisessa nostopuomin ja siirtopuomin kohdassa (BucketPosNorm) . Tämä lasketaan interpoloimalla puomiston — asennon mukaan peruskalibrointikäyrästöstä O 25 (BucketNPos [ArmP] [LiftP] -taulukko). Menetelmän mukainen 5 punnitus suoritetaan puomin ollessa liikkeessä, jolloin N punnitukseen ei mene vylimääräistä aikaa, vaan se voidaan E suorittaa työskentelyn ohessa. 05 3 30 Seuraavaksi on esitetty mittauksessa käytössä olevat N lähtötiedot ja niiden lyhenteen.

Mittauksessa käytetyistä N lyhenteistä LiftPos on reaaliaikainen nostopuomin asentotieto al.1 (tyypillisesti arvo välillä 1000 - 14000), LiftAngleBins[Lift Pos] on taulukoon tallennetut nostopuomin asennot, joita on haluttu määrä, esimerkiksi 8 (Lift Pos=8). Lisäksi lyhenteistä Bucket InPosArmInnerPos[Lift Pos] on taulukoon tallennettu kauhan suurimmat (sisimmät) asentoarvot siirtopuomin ollessa sisimmäisessä asennossa, jokaiselle nostopuomin asennolle (esim.

Lift Pos= 8 kpl). Edelleen lyhenne Bucket InPosArmOuterPos[Lift Pos] ovat taulukkoon tallennetut kauhan suurimmat (sisimmät) asentoarvot siirtopuomin ollessa ulommaisessa asennossaan, jokaiselle nostopuomin asennolle (esim.Lift Pos= 8 kpl). Taulukko voi olla kuvan 9 kaltainen taulukko.

Kauhan asento on myös huomioitava laskennassa, koska asento vaikuttaa paljon sekä nostosylinterin että kauhasylinterin paineeseen kuorman ja sen sijoittumisen lisäksi.

Kauhan ns. normaaliasento on peruskalibrointinostoissa käytetty asento ja samalla nollapiste, jonka molemmilla puolilla lasketaan kompensointiarvot myös kauhan asennon mukaan.

Seuraavassa käydään läpi tilanne, jossa kauhan asento on suurempi tai sama kuin kauhan perusasento.

Mikäli kauhan asento on normaaliasentoa pienempi, laskenta suoritetaan täysin samalla tavalla, mutta tätä kauhan asentoaluetta vastaavilla asetusarvoilla. — Laskutoimitusten (vaiheeseen 242 saakka) tarkoitus on selvittää O 25 kalibrointitietojen ja mittausten avulla mikä olisi 5 kauhasylinterin paine, mikäli kuorma olisi kauhassa N symmetrisesti (BucketAdcIfSymLoad) eli samoin kuin E peruskalibroinnissa.

Toisin sanottuna määritetään neljännet = painetasot p4 ja ensimmäisen painetason muutos (Apl). Sen jälkeen 3 30 on mahdollista laskea painopistekalibrointitiedoista N (mahdollisen kuorman epätasaisen jakautumisen kompensoimiseksi) N toinen korjausarvo C2 nostosylinteriin kohdistuvalle voimalle (paineelle). Lopuksi voidaan tehdä kauhan asennon aiheuttaman virheen kompensointi nostosylinterin paineeseen korjausarvon C2 avulla. Seuraavassa vaiheessa 224 kauha on normaalia vaaka-asentoa sisemmässä asennossa eli BucketPos>= BucketPosNorm. Tällöin lasketaan kalibrointitiedoista mikä on kauhan suurin eli sisin asento mitä käytetty kalibrointivaiheessa nostopuomin ja siirtopuomin asemassa: (BucketInPosArmInnerPos[X21;ge] — BucketInPosArmInnerPos[X11;g+]) LiftP + (Lljitos (LiftAngleBins [X25] = Lif tAngleBins[X1:;t]) (Lif — LiftAngleBins[X11;;e]) + BucketInPosArmInnerPos[X1:;pe] = Yl (BucketInPosArmOuterPos[X2,;;pi] — BucketInPosArmOuterPos[X1:;re]) Liftp —_— FX XX XX XX XX + (Lif tPos (LiftAngleBins [X20] — LiftAngleBins [X Trigel) (Lif — LiftAngleBins[X1:;pe]) + BucketInPosArmOuterPos[X1:;pe] = YZ (rz) ArmAngleBins[0 -=:="-« (ArmAngleBins (ArmAngleBins[0] — ArmAngleBins|ArmPosSize — 1]) ( g [0] — ArmPos) + Y1 = InnestBucketPos missä InnestBucketPos on suurin(sisin) kauhan asento mitä on käytetty kauhan asentokalibroinnissa kyseessä olevassa nostopuomin ja siirtopuomin asennossa.

N e Seuraavaksi vaiheessa 226 lasketaan kalibrointitiedoista mikä 5 on nostosylinterin paine-ero tyhjällä kauhalla kauhan ollessa N sisimmäisessä asennossaan verrattuna nostosylinterin I 25 paineeseen peruskalibroinnissa, jossa kauha on a N normaaliasennossa: 00

O 0 N (BucketInPosArmlnrPosLiftDAdcEmpty|X21ge] — N BucketInPosArmlnPosLif tDAdcEmpty[X11:st]) Liftp = 1=r1111111211123301l211—— + (Uljitos (LiftAngleBins[X2,;;:] — Lif tAngleBins[X11ift]) (Lif — LiftAngleBins[X1y.])

+BucketInPosArmlnPosLiftDAdcEmpty[X1:ipe] = Yl (BucketInPosArmOutPosLif tDAdcEmpty|X21;ge] — BucketInPosArmOutPosLiftDAdcEmpty[X1:;re]) LiftP — LL * (Lif tAngleBins[X 2s] — Lif tangleBins[X1:5e]) (LijiPos — Lif tAngleBins[X11st]) +BucketInPosArmOuterPosLif tAdcEmpty|X1:;pe] = YZ eth — — (armangleBinsjo * (ArmAngleBins[0] — ArmAngleBins|ArmPosSize — 1]) (ArmAngleBins|0] — ArmPos) + Y1 = InnestBucketPosLiftDAdcEmpty missä InnestBucketPosLiftDAdcEmpty on nostosylinterin paine- ero tyhjällä kauhalla, kun kauha sisimmäisessä asennossaan, verrattuna kauhan normaaliasentoon kyseisissä nostopuomin ja nostosylinterin asennoissa. (ArmAngleBins[0] on siirtopuomin sisin asentoarvo, ja ArmAngleBins[ArmPosSize-1] on uloin. Huomionarvoista on, että siirtopuomin asentolukema on suurimmillaan siirtopuomin sisäasennossa ja pienenee ulommas liikutettaessa.

Vaiheessa 228 suoritetaan sama laskenta täydelle kauhalle.

O

N 5 (BucketInPosArmlnPosLiftDAdcFull[X21;ge] — | BucketInPosArminPosLiftDAdcFull|X1;; N _BucketinPosArminPostif (DAGCTul lus); epg - (LiftAngleBins[X2,;;:] — Lif tAngleBins[X1:;rc]) a = — Lif tangleBins[X1:;st])

K 3 25 N +BucketinPosArmInPosLiftDAdcFull[ X16] = YI

N

(BucketInPosArmOutPosLif tDAdcFull[X21;ee] — BucketInPosArmOutPosLiftDAdcFull[X1:;re]) . St (Lif tPos (Lif tangleBins[X2,;;e] — Lif tAngleBins[X1:;gt]) — Lif tAngleBins [X 11ise]) +BucketinPosArmOutPosLif tDAdcp,; [X 1p] = YZ Wee) | (trmangleBins[0 * (ArmAngleBins[0] — ArmAngleBins[ArmPosSize — 1]) (ArmAngleBins|0] — ArmPos) + Y1 = InnestBucketPosLiftDAdcFull missä InnestBucketPosLiftDAdcFull on täydellä kauhalla (peruskalibrointinostojen kuormalla) nostosylinterin paine-ero, kun kauha sisimmäisessä asennossaan, verrattuna vastaavaan kauhasylinterin paineeseen kauhan ollessa normaaliasennossaan (kaikkialla nostosylinterin ja kauhasylinterin liikeratojen alueella).

Vaiheessa 230 lasketaan sama kauhasylinterin paineelle: [(BucketInPosArmInPosBucketDAdcEmpty[X21;rc] —-BucketInPosArmInPosBucketDAdcEmpty[X11;re])] LiftP (Lif tAngleBins[X 2c] — Lif tAngleBins[X Lg) 19 — LiftAngleBins[X1y.]) O 20 < +BucketInPosArmInPosBucketDAdcEmpty[X1:;pe] = YI oO

N - (BucketInPosArmOutPosBucketDAdcEmpty[X2:ipt] i —BucketinPosArmOutPosBucketDAdcEmpty[X1yy.]) LiftP IS (LiftAngleBins[X2ur. — LiftängleBins[X1yc) — 15

O D — LiftAngleBins[X1¢])

N | 25 +BucketInPosArmOutPosBucketDAdcEmpty[X1:;pe] = YZ eth — — (armangleBinsjo * (ArmAngleBins[0] — ArmAngleBins|ArmPosSize — 1]) (ArmAngleBins|0] — ArmPos) + Y1 = InnestBucketPosBucketDAdcEmpty missä InnestBucketPosBucketDAdcEmpty on tyhjällä kauhalla kauhasylinterin paine-ero, kun kauha sisimmäisessä asennossaan, verrattuna vastaavaan kauhasylinterin paineeseen kauhan ollessa normaaliasennossaan (kaikkialla nostopuomin ja siirtopuomin liikeratojen alueella).

Edelleen vaiheessa 232 lasketaan sama täydelle kauhalle: (BucketInPosArmInPosBucketDAdcFulllX2:;rc] —-BucketInPosArmInPosBucketDAdcFull[X1:;re]) LiftP s ..1'".-IaAUauÖ=m ='i"i'as!'m0.u!w;€]3]?);”! m!I/ . J .'”Bj”MÖuu m. rr... . Rm ik (LiftAngleBins[X2,;p:] — LiftangleBins[X11:5+]) (LiftPos — LiftAngleBins[X1y.]) +BucketInPosArmInPosBucketDAdcFull[X1lift] =Y1 (BucketInPosArmOutPosBucketD AdcFull[X2:;st] —BucketinPosArmOutPosBucketDAdcFull[ X15, ]) LiftP eee 3. (LiftAngleBins[X2,;p:] — Lif tAngleBins[X 1,7.) (LiftPos — LiftAngleBins[X1y.]) N 20 & 2 +BucketinPosArmOutPosBucketDAdcFull[X 1p] = Y2 oO

N

N Zz MT — (armangleBinsjo * a (ArmAngleBins[0] — ArmAngleBins|ArmPosSize — 1]) (ArmAngleBins|0] bo — ArmPos) + Y1 = InnestBucketPosBucketDAdcFull

O 2 25

N Q missä InnestBucketPosBucketDAdcFull on täydellä kauhalla kauhasylinterin paine-ero, kun kauha sisimmäisessä asennossaan, verrattuna vastaavaan kauhasylinterin paineeseen kauhan ollessa normaaliasennossaan (kaikkialla nostopuomin ja siirtopuomin liikeratojen alueella). Vaiheiden 224 - 232 paine-erolaskentojen jälkeen vaiheessa 234 interpoloidaan nostosylinterin paine-ero kauhan asennon suhteen tyhjälle kauhalle (eli ero mittauksen aikaisessa kauhan asennossa verrattuna kauhan normaaliin asentoon): InnestBucketPosLiftDAdcEmpty « (BucketPos — BucketPosNorm) (InnestBucketPos — BucketPosNorm) = LiftAdcDeltaEToBucketNormPos Vaiheessa 236 interpoloidaan nostosylinterin paine-ero kauhan asennon suhteen täydelle kauhalle (eli ero mittauksen aikaisessa kauhan asennossa verrattuna kauhan normaaliin asentoon). InnestBucketPosLiftDAdcFull « (BucketPos — BucketPosNorm) (InnestBucketPos — BucketPosNorm) = LiftAdcDeltaFToBucketNormPos Edelleen vaiheessa 238 interpoloidaan kauhasylinterin paine- ero kauhan asennon suhteen tyhjälle kauhalle (ero mittauksen aikaisessa kauhan asennossa verrattuna kauhan normaaliin N asentoon). > (InnestBucketPosBucketDAdcEmpty) « (BucketPos — BucketPosNorm) N (InnestBucketPos — BucketPosNorm) - 25 = BucketAdcDeltaEToBucketNormPos a a S Vaiheessa 240 interpoloidaan kauhasylinterin paine-ero kauhan = asennon suhteen täydelle kauhalle (ero mittauksen aikaisessa N kauhan asennossa verrattuna kauhan normaaliin asentoon.).

InnestBucketPosBucketDAdcFull (InnestBucketPos — BucketPosNorm) * (BucketPos — BucketPosNorm) = BucketAdcDeltaFToBucketNormPos Nostosylinterin ja kauhasylinterin paine-erojen interpoloinnin jälkeen vaiheessa 242 lasketaan mikä olisi kauhasylinterin paine, jos kuorma olisi symmetrisesti kuten peruskalibroinnissa: ((BucketAdcDeltaFToBucketNormPos + LoadMapBucketPressure) —(BucketAdcDeltaEToBucketNormPos + ZeroMapBucketPressure)) ((Lif t AdcDeltaFT oBucketNormPos + LoadMapPressure) —(LiftAdcDeltaEToBucketNormPos + ZeroMapPressure)) x(LiftAdc — (Lif tAdcDeltaEToBucketNormPos + ZeroMapPressure)) + (BucketAdcDeltaEToBucketNormPos + ZeroMapBucketPressure) ' = BucketAdcIf SymLoad missä Bucket AdcIfSymLoad on kauhasylinterin paine, jos nostosylinterin paineen mukainen kuorma on kauhassa symmetrisesti.

Tämä laskettiin kauhan asentokompensoidusta nostosylinterin paineesta.

BucketAdcIfSymLoad arvoa tarvitaan myöhemmin vaiheessa 260, jossa lasketaan kuorman painopisteen aiheuttaman virheen korjausarvon nostosylinterin paineelle. = LoadMapBucketPressure on kauhan sylinterin paine N peruskalibroinnissa, missä kauha on normaaliasennossa ja kuorma 5 symmetrisesti.

LoadMapPressure on vastaava nostosylinterin N paine, ZeroMapBucketPressure ja ZeroMapPressure vastaavasti E 25 nostosylinterin paine ilman kuormaa, tyhjällä kauhalla. 5 3 Seuraavaksi interpoloidaan nosto- ja siirtopuomien aseman 3 suhteen kauhan painopistekalibroinnin tiedoista nostosylinterin paineen muutos, minkä on aiheuttanut kalibrointipainon (PPKG) siirtäminen kauhan keskeltä kärjelle.

Toisin sanottuna määritetään toinen painetasojen muutos Ap2. Vaiheessa 244 interpolointi tehdään kauhan normaaliasennolle koko nosto- ja siirtopuomin alueella: (BucketNormPosArmlnPosLiftDAdcPPKG[X21;gt —BucketNormPosArmInPosLiftDAdcPPKG[X1,5]) LiftP (LiftAngleBins[X2,;p:] — Lif tAngleBins[X 1,7.) + (LijtPos — Lif tängleBins|X1:;gt]) +BucketNormPosArmlnPosLiftDAdcPPKG[X1:ge] = YI (BucketNormPosArmOutPosLif tDAdcPPKG[X2:;gt] -BucketNormPosArmoOutPosLif tDAdcPPKG[X1:;pe]) Liftp (LiftAngleBins[X21;p:] — Lif tAngleBins[X 1,7.) + (LiftPos — LiftAngleBins[X1y.]) —+BucketNormPosArmOutPosLif tDAdcPPKG[X1,:;pe] = YZ < NI —.—.)(armanglenins[o * (ArmAngleBins[0] — ArmAngleBins|ArmPosSize — 1]) (ArmAngleBins|0] — ArmPos) + Y1 = BucketNormPosLiftDadcPPKG S 20 Vaiheessa 246 kauhan sisimmäiselle (suurimmalle) asennolle:

N > N (BucketInPosArmInPosLiftDAdcPPKG [X25] - —-BucketInPosArmlnPosLiftDAdcPPKG[X11;se]) LiftP _— % z (LiftAngleBins[X2urc] — LiftAngleBins[X1yrc]) (LiftPos & — Lif tAngleBins[X115:])

D

N N 25 — +BucketInPosArmlnPosLif tDAdcPPKG[X1:;pe] = Yl

(BucketInPosArmOutPosLif tDAdcPPKG [X21;gt] —-BucketInPosArmOutPosLiftDAdcPPKG[X1:;re]) LiftP (LiftAngleBins[X2,;p:] — LiftangleBins[X1::r:]) - (LiftPos — LiftAngleBins[X1yf.]) +BucketInPosArmOutPosLif tDAdcPPKG[X1:;pe] = YZ (rz) ArmAngleBins[0 —e— —r—— = com * (ArmAngleBins[0] — ArmAngleBins[ArmPosSize — 1]) (ArmAngleBins[0] — ArmPos) + Y1 = BucketInPosLif tDadcPPKG Vaiheessa 248 interpoloidaan edellisistä tuloksista kauhan asennon suhteen: (BucketInPosLif tDadcPPKG-BucketNormPosLif tDadcPPKG) « (BucketPos BucketPosNorm) (InnestBucketPos-BucketPosNorm) +BucketNormPosLiftDadcPPKG = Lif tDadcPPKG Seuraavaksi interpoloidaan nosto- ja siirtopuomien aseman suhteen kauhan painopistekalibroinnin tiedoista kauhasylinterin paineen muutos, minkä on aiheuttanut kalibrointipainon (PPKG) siirtäminen kauhan keskeltä kärjelle. a N Vaiheessa 250 interpolointi suoritetaan kauhan O normaaliasennolle:

K

N E (BucketNormPosArmInPosBKDAdcPPKG[|X2:igt] N —BucketNormPosArmInPosBkDAdcPPKG[X1f.]) . 00 235 « (Lif tPos > (Lif tangleBins[X2,;;] — Lif tAngleBins[X1:;rt]) 3 — LiftAngleBins[X1ur:]) +BucketNormPosArmInPosBkDAdcPPKG[X1:;ge] = Y1

(BucketNormPosArmOutPosBkDAdcPPKG[X21;rt] —-BucketNormPosArmOutPosBkDAdcPPKG[X11;st]) LiftP (LiftAngleBins[X2urc] — Lif tangleBins[X1:re]) (LijtPos — LiftAngleBins[X1:;re]) —+BucketNormPosArmOutPosBkDAdcPPKG[X11;ge] = Y2 + 0 —.— (armangleBinsjo * (ArmAngleBins[0] — ArmAngleBins|ArmPosSize — 1]) (ArmAngleBins|0] — ArmPos) + Y1 = BucketNormPosBkDadcPPKG Vaiheessa 252 kauhan sisimmäiselle (suurimmalle) asennolle: (BucketInPosArmInPosBkDAdcPPKG[X2:;gt] —-BucketInPosArmInPosBkDAdcPPKG[X11;st]) | —11111111——1—1".s(LliftPos (LiftAngleBins[X2,;;:] — Lif tAngleBins[X1:;rc]) — LiftAngleBins[X1:;re]) — +BucketInPosArmInPosBkDAdcPPKG[X1:;pe] = YI (BucketInPosArmOutPosBkDAdcPPKG[X21;p] —-BucketInPosArmOutPosBkDAdcPPKG[X11;st]) | —111111111i.1.fT—1r1 1112 = = £5:<itsa40gLiftPos (Lif tangleBins[X2,;;e] — Lif tAngleBins[X1:;gt]) N — Lif tAngleBins[X1:;gt])

N 7 20 — +BucketInPosArmOutPosBkDAdcPPKG[X1:;pe] = YZ

N

I Ao U wee) — )(armanglenins[o * 5 (ArmAngleBins[0] — ArmAngleBins[ArmPosSize — 1]) (ArmAngleBins[0]

O 2 — ArmPos) + Y1 = BucketInPosBkDadcPPKG

S

N Vaiheessa 254 interpoloidaan edellisistä tuloksista kauhan asennon suhteen:

BucketInPosBkDadcPPKG-BucketNormPosBkDadcPPKG (InnestBucketPos-BucketPosNorm) +BucketNormPosBkDadcPPKG = BucketDadcPPKG Painopistekalibrointi on mahdollista tehdä eri kuormalla kuin varsinainen peruskalikrointi. PPKG-arvo on painopiste- kalibroinnissa käytetty massa. Tietyssä kauhan asennossa ja tietyssä nosto- ja siirtopuomin asemassa painopisteen muutoksen aiheuttama paineenmuutos käyttäytyy lineaarisesti sekä nostosylintereillä että kauhasylintereillä. Vaiheessa 256 skaalataan arvot täydelle kuormalle (peruskalibroinnissa käytetylle kuormalle): BucketDadcPPFull BucketDadcPPKG Calk ucketDadc ull =.s--<Ca PPKG g LiptDadcPPPull ="! PUAPPKE Carr l aac ull =——— x La f PPKG g missä CalKg on peruskalibroinneissa käytetty kuorma. Toisin sanottuna lasketaan skaalattu toisen painetason muutos sAp2.

Vaiheessa 258 lasketaan, kuinka suuri on kauhassa olevalla — kuormalla painopisteen muutoksesta aiheutuva nostosylinterin

N S painemuutos ja vastaava kauhan sylinterin paineenmuutos: > N Lif tDadcPPFull 2 An r ? ((LiftAdcDeltaFToBucketNormPos + LoadMapPressure) = —(LiftAdcDeltaEToBucketNormPos + ZeroMapPressure))

N 3 2 x(LiftAdc — (LiftAdcDeltaEToBucketNormPos + ZeroMapPressure)) = LiftDadc

S

N BucketDadcPPFull ((Lif tAdcDeltaFToBucketNormPos + LoadMapPressure) —(LiftAdcDeltaEToBucketNormPos + ZeroMapPressure))

x (Lift Adc — (Lif tAdcDeltaEToBucketNormPos + ZeroMapPressure)) = BucketDadc missä LiftDadc on kuorman painopisteen muutoksesta aiheutuva nostosylinterin paineenmuutos käytettävällä kuormalla ja BucketDadc on kauhasylinterin paineenmuutos, mikä seuraa samasta painopisteen muutoksesta. Vaiheessa 260 lasketaan painopisteen aiheuttaman virheen korjausarvo nostosylinterin paineelle: _LiftDade * (BucketAdc — BucketAdclfSymLoad) = LiftPressPPCorr BucketDadc — LiftAdcC = LiftAdc + LiftPressPPCorr missä BucketAdc on reaaliaikainen kauhasylinterin painemittausarvo ja LiftAdc on reaaliaikainen nostosylinterin painemittausarvo. LiftAdcC on nostosylinterin mitattu painearvo, josta kuorman painopisteen aiheuttama virhe on kompensoitu pois. Vaiheessa 262 lasketaan kauhan asennon aiheuttaman virheen korjausarvo nostosylinterin paineelle. Kauhassa olevan S hyötykuorman aiheuttama osuus: — 25

I K (Lift AdcDeltaFToBucketNormPos — Lif tAdcDeltaEToBucketNormPos) - (LoadMapPressure — ZeroMapPressure) E * (Lif tAdcC — ZeroMapPressure) = LiftPressLCorr : N ja kokonaiskorjaus vaiheessa 264: a 30 LiftPress = LiftAdcC + LiftPressLCorr + LiftAdcDeltaFToBucketNormPos missä LiftPress on lopullinen kompensoitu nostosylinterin paine, jonka perusteella voidaan tehdä kuorman massan määritys. LiftAdcDeltaEToBucketNormPos on kauhan asennosta aiheutuvan virheen kompensointi tyhjälle kauhalle (laskettu vaiheessa 234), LiftPressLCorr kuorman osalle ja LiftAdcC painopistekompensoitu perusarvo. Tässä esimerkissä ensimmäisen korjauskertoimen C1 kauhan asentokorjaukselle muodostavat LiftAdcDeltaEToBucketNormPos ja LiftPresslCorr yhdessä ja toisen korjauskertoimen C2 kauhan kuorman epäkeskeisyydelle muodostaa LiftAdcC.

Lopullinen korjattu punnitustulos saadaan, kun lasketaan muut korjaustekijät nostosylinterien paineelle. Näitä voivat olla nostonopeus ja -kiihtyvyys sekä peruskoneen asennosta aiheutuvan virheen korjausarvo. Kaivinkoneessa lisäksi lasketaan korjaustekijä puomin kääntöliikkeelle, koska puomin kääntönopeus vaikuttaa kuormaan vaikuttavaan keskeisvoimaan ja sitä kautta myös nostosylintereihin vaikuttavaan voimaan.

Nostonopeuden aiheuttaman virheen korjaus voidaan suorittaa kaavalla LiftPress = LiftPress + LiftSpeedEff, missä LiftSpeedEff on nostonopeudesta aiheutuva virhe. Arvo lasketaan kalibrointiarvoista, jotka on mitattu eri nostopuomin — nopeuksilla kalibrointivaiheessa. S 25 5 Nostokiihtyvyyden aiheuttaman virheen korjaus voidaan suorittaa N kaavalla: LiftPress = LiftPress + LiftAcEff, missä LiftAcEff = on nostokiihtyvyyden eli nostopuomin nopeuden muutoksesta N aiheutuva virhe. Tämä voidaan laskea kalibrointiarvoista, jotka 3 30 on mitattu kalibroinnissa tunnetulla nostopuomin kiihtyvyydellä.

S Nostopuomin kiihtyvyyden aiheuttaman virheen korjaamisen lisäksi voidaan käyttää myös peruskoneen liikkeen kuormalle aiheuttaman kiihtyvyyden virheenkorjausta seuraavalla kaavalla:

LiftPress = LiftPress + LoadAcEff, missä LoadAcEff on peruskoneen liikkeen aikaansaaman kiihtyvyyden aiheuttama virhe, jota esiintyy esimerkiksi ajettaessa epätasaisella alustalla. Tämä lasketaan kauhan asentoanturin sisältämän kiihtyvyysanturin mittausten perusteella. Peruskoneen pitkittäiskallistuman aiheuttaman virheen korjaus voidaan suorittaa seuraavalla kaavalla LiftPress = LiftPress + YangleEff*sin(a), missä YangleEff on kalibroinnissa mitatun nostopuomin asentoon sidotun kerroinkäyrän nostopuomin asentoa vastaava arvo. Kerroinkäyrä sisältää oman kertoimen jokaiselle nostopuomin asentopisteelle. Kerroinkäyrän kertoimet on kalibroinnissa mitattu molempiin suuntiin, kallistukselle nostopuomin suuntaan ja vastakkaiseen suuntaan. Sinilausekkeen muuttuja a on peruskoneen pitkittäiskallistuskulma radiaaneina. Kertoimet ovat erikseen tyhjälle kauhalle ja kuormatulle kauhalle. Pitkittäiskallistuman aiheuttaman virheen korjauksen lisäksi voidaan käyttää myös sivuttaisen kallistuman aiheuttaman virheen korjausta seuraavalla kaavalla: LiftPress = LiftPress + XangleEff*sin(b), missä XangleEff on kalibroinnissa mitattu kerroin sivuttaiskallistumalle. Sinilausekkeen muuttuja b on N sivuttaiskallistuskulma radiaaneina. S 25 5 Puomiston kääntönopeuden aiheuttaman virheen korjaus voidaan 0 suorittaa kaavalla LiftPress = LiftPress + SwEff, missä SwEff = on kalibrointitietojen ja mitatun kääntönopeuden perusteella N laskettu korjausarvo. S 30

O N Lopullinen punnituksen tulos voidaan laskea seuraavalla N kaavalla: KalKg/ ( (LoadMapPressure-ZeroMapPressure))* (LiftPress- ZeroMapPressure) = WeighResultKG missä WeighResultKG on valmis mittaustulos. Edellä on esitelty keksinnön mukaisen menetelmän versio, jossa kauhan asento- ja painopistekalibrointi tehdään vain kahdessa siirtopuomin pisteessä, eli sisäasennossa ja ulkoasennossa. Yleiskäyttöisin menetelmä on täysin sama sillä poikkeuksella, että kaikki nostot tehdään jokaisessa siirtopuomin asentopisteessä. Tällöin ainoa ero on käytettävissä taulukoissa, esimerkiksi taulukko Bucket InPosArmInPosLiftDAdcFull[LiftPos], muuttuu muotoon BucketInPosLiftDAdcFull[ArmPos] [LiftPos], eli siinä jokaiselle siirtopuomin ja nostopuomin asennolle on oma arvonsa.

N O

N >

N N

I a a

N ©

O O N O N

Claims (14)

PATENTTIVAATIMUKSET

1. Menetelmä kuorman punnitsemiseksi työkoneen (14) kau- hassa (12), kun kauha (12) on nivelletty ainakin yhden puomin (18) päähän ja kauhaa (12) käytetään kauhasylinterillä (20) ja puomia (18) nostosylinterillä (22), jossa menetelmässä suori- tetaan kalibrointi seuraavina vaiheina: - määritetään kauhasylinterin (20) ja nostosylinterin (22) ensimmäiset painetasot (pl) puomin (18) eri asennoissa kauhan (12) ollessa tyhjä ja normaaliasennossa, - määritetään kauhasylinterin (20) ja nostosylinterin (22) asentokorjatut toiset painetasot (p2) puomin (18) ja kau- han (12) eri asennoissa sekä kauhan (12) ollessa tyhjä että kauhan ollessa kuormattu kuormalla (11), jonka painopiste (g1) kauhassa (12) tunnetaan, - määritetään kauhasylinterin (20) ja nostosylinterin (22) epäkeskeiset kolmannet painetasot (p3) puomin (18) ja kau- han (12) eriasennoissa kauhan (12) ollessa kuormattu epäkes- keisellä kuormalla (11), jonka painopiste (g2) kauhassa (12) tunnetaan, ja suoritetaan kuorman punnitus seuraavina vaiheina: - punnitaan kauhassa (12) oleva kuorma mittaamalla kau- — hasylinterin (20) ja nostosylinterin (22) neljännet painetasot O 25 (p4) kuormauksen aikana, 5 - määritetään punnituksen aikana sekä puomin (18) asen- N non ensimmäistä asentotietoa (al) että kauhan (12) asennon = toista asentotietoa (a2), N - lasketaan ensimmäisien painetasojen, toisien paineta- 3 30 sojen ja kolmansien painetasojen perusteella sanotuissa puomin N (18) asennossa ja kauhan (12) asennossa kauhan (12) asennosta N aiheutuva ensimmäinen painetason muutos (Apl), sekä kauhasylin- terille (20) että nostosylinterille (21), tyhjällä ja täydellä kauhalla (12),

- lasketaan ensimmäisien painetasojen (pl), toisien pai- netasojen (p2) ja kolmansien painetasojen (p3) perusteella puo- min (18) asennossa ja kauhan (12) asennossa kuorman (11) epä- symmetrisestä sijainnista kauhassa (12) aiheutuva toinen pai- netason muutos (Ap2), joka aiheutuu sekä kauhasylinterille (20) että nostosylinterille (21), - skaalataan toinen painetason muutos (4p2) kalibroin- nissa käytettyyn kuormaan skaalatun toisen painetason (s4p2) muutoksen muodostamiseksi —- lasketaan kauhan (11) asennon (a2) aiheuttama ensim- mäinen korjausarvo (Cl) nostosylinterin (21) painetasolle ver- taamalla ensimmäisen painetason (Apl) muutoksia kalibroinnin ensimmäisen painetason (pl) ja toisen painetason (p2) erotuk- sena saatavaan kolmanteen painetason muutokseen (Ap3), - lasketaan epäsymmetrisen kuorman (11) aiheuttama toi- nen korjausarvo (C2) nostosylinterin (21) painetasolle vertaa- malla nostosylinterin (21) ja kauhasylinterin (20) skaalatun toisen painetason muutoksia (s4p2) toisiinsa, - korjataan nostosylinterin (22) mitattua painetasoa sa- notun ensimmäisen korjausarvon (Cl) ja toisen korjausarvon(C2) avulla korjatun punnitustuloksen aikaansaamiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu — siitä, että ensimmäisen painetason muutoksen (4pl) laskennassa O 25 interpoloidaan ensimmäisen painetasojen (pl) ja toisen paine- 5 tasojen (p2) välinen erotus kaikkiin puomin (18) asentojen en- N simmäisiin asentotietoihin (al) sekä tyhjälle että täydelle E kauhalle (12). 05 3 30

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tun- N nettu siitä, että muodostetaan ensimmäiset painetasot (pl) 4 - N 20 puomin (18) mittauspisteessä, edullisesti 8 - 12 mittaus- pisteessä puomin (18) käyttöalueella.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tun- nettu siitä, että muodostetaan ensimmäiset painetasot (pl) 3 - 6 mittauspisteessä ja mittauspisteiden välit sini-interpoloi- daan.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muodostetaan toiset painetasot (p2) ja kolmannet painetasot (p3) hitaimmassa mahdollisessa puomiston liikkeessä, jossa punnitus voidaan suorittaa.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että määritetään viidennet painetasot (p5) työ- koneen peruskoneen ollessa kallistuneessa asennossa (a3) ja lasketaan peruskoneen asennon (a3) aiheuttama kolmas korjaus- arvo (C3) nostosylinterin (21) painetasolle ensimmäisen paine- tason (pl) ja viidennen painetason (p5) erotuksena.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että määritetään kuudennet painetasot (p6) puo- min (18) ollessa sivuttaissuuntaisessa liikkeessä ja lasketaan puomin (18) sivuttaissuuntaisen liikkeen aiheuttama neljäs kor- jausarvo (C4) nostosylinterin (21) painetasolle ensimmäisen painetason (pl) ja kuudennen painetason (p6) erotuksena. O 25 8. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 7 mukainen menetelmä, 5 tunnettu siitä, että määritetään seitsemännet painetasot (p7) N puomia (18) käytettäessä nostosylinterillä (22) ja lasketaan = puomin (18) liikkeen aiheuttama viides korjausarvo (C5) nos- N tosylinterin (21) painetasolle ensimmäisen painetason (pl) ja 3 30 seitsemännen painetason (p7) erotuksena.

S

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että työkone (14) on kaivinkone (100) ja puo- miin (18) kuuluu sekä nostopuomi (40) että siirtopuomi (42) ja sekä kalibrointi että mittaus suoritetaan kaikissa nostopuomin (40) ja siirtopuomin (42) asennoissa.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muodostetaan toiset painetasot (p2) ja kolmannet painetasot (p3) 4 - 20 puomin (18) mittauspisteessä, edullisesti 8 — 12 mittauspisteessä puomin (18) käyttöalueella.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toisen painetason muutoksen (4p2) lasken- nassa interpoloidaan kolmas painetaso (p3) kaikkiin kuorman (11) sijainteihin kauhassa (12).

12. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että verrataan jatkuvasti puomin (18) asennon ensimmäistä asentotietoa (al) puomikohtaisten ensimmäisien pai- netasojen (pl), toisien painetasojen (p2) ja kolmansien paine- tasojen (p3) perusteella muodostettujen kalibrointitaulukoiden sisältämiin puomin (18) asentopistearvoihin ja määritetään nos- tosylinterin (22) paineen arvo kalibrointitaulukosta asento- pistearvoja vastaavasti.

13. Punnitusjärjestelmä (10) kauhalla (12) varustettua — työkonetta (14) varten, johon työkoneeseen (14) kuuluu runko O 25 (16), ainakin yksi puomi (18) nivellettynä runkoon (16) sanotun 5 kauhan (12) ripustamiseksi, kauhaa (12) käyttävä kauhasylinteri N (20) ja puomia (18) käyttävä nostosylinteri (22), jossa jär- = jestelmään (10) kuuluu N - ensimmäinen paineanturi (24) nostosylinterin (22) pai- 3 30 neen mittaamiseksi ja ensimmäisen painetiedon (p01) muodosta- 3 miseksi, - toinen paineanturi (26) kauhasylinterin (20) paineen mittaamiseksi ja toisen painetiedon (p02) muodostamiseksi,

- ensimmäinen asentoanturi (28) puomin (18) asennon mää- rittämiseksi ja ensimmäisen asentotiedon (al) muodostamiseksi, - toinen asentoanturi (30) kauhan (12) asennon määrit- tämiseksi ja toisen asentotiedon (a2) muodostamiseksi,

= keskusyksikkö (32) käsittäen muistin (34), laskentayk- sikön (36) ja ohjelmalliset välineet (38) punnituslaskennan suorittamiseksi, sekä - tiedonsiirtovälineet (45) ensimmäisen painetiedon (p01), toisen painetiedon (p02), ensimmäisen asentotiedot (al)

ja toisen asentotiedon (a2) välittämiseksi keskusyksikölle (32), tunnettu siitä, että muistiin (34) on tallennettu - kauhasylinterin (20) ja nostosylinterin (22) ensim- mäiset painetasot (pl) puomin (18) eriasennoissa kauhan (12)

ollessa tyhjä - toiset painetasot (p2) puomin (18) ja kauhan (12) eri asennoissa kauhan (12) ollessa kuormattu kuormalla, jonka pai- nopiste (gl) tunnetaan, sekä - kolmannet painetasot (p3) puomin (18) ja kauhan (12)

eriasennoissa kauhan (12) ollessa kuormattu epäkeskeisellä kuormalla (11), jonka painopiste (g2) kauhassa (12) tunnetaan, ja sanotut ohjelmalliset välineet (38) ovat sovitettu:

- laskemaan ensimmäisien painetasojen, toisien paineta- — sojen ja kolmansien painetasojen perusteella sanotuissa puomin O 25 (18) asennossa ja kauhan (12) asennossa (a2) kauhan (12) asen- 5 nosta aiheutuvan ensimmäisen painetason muutoksen (Apl), sekä N kauhasylinterille (20) että nostosylinterille (21), tyhjällä = ja täydellä kauhalla (12), N - laskemaan ensimmäisien painetasojen (pl), toisien pai- 3 30 netasojen (p2) ja kolmansien painetasojen (p3) perusteella puo- N min (18) asennossa ja kauhan (12) asennossa (a2) kuorman (11) N epäsymmetrisestä sijainnista kauhassa (12) aiheutuvan toisen painetason muutoksen (4p2), joka aiheutuu sekä kauhasylinte-

rille (20) että nostosylinterille (21),

- skaalaamaan toisen painetason muutoksen (4p2) kalik- roinnissa käytettyyn kuormaan skaalatun toisen painetason (sAp2) muutoksen muodostamiseksi, - laskemaan kauhan (11) asennon (a2) aiheuttaman ensim- mäisen korjausarvon (Cl) nostosylinterin (21) painetasolle ver- taamalla ensimmäisen painetason (Apl) muutoksia kalibroinnin ensimmäisen painetason (pl) ja toisen painetason (p2) erotuk- sena saatavaan kolmanteen painetason muutokseen (4p3), - laskemaan epäsymmetrisen kuorman (11) aiheuttaman toi- sen korjausarvon (C2) nostosylinterin (21) painetasolle ver- taamalla nostosylinterin (21) ja kauhasylinterin (20) skaalatun toisen painetason muutoksia (s4p2) toisiinsa, - korjaamaan nostosylinterin (22) mitattua painetasoa sanotun ensimmäisen korjausarvon (Cl) ja toisen korjausar- von(C2) avulla korjatun punnitustuloksen aikaansaamiseksi.

14. Työkone (14), johon kuuluu runko (16), kauha (12), ainakin yksi puomi (18) nivellettynä runkoon (16) sanotun kau- han (12) ripustamiseksi, kauhaa (12) käyttävä kauhasylinteri (20), puomia (18) käyttävä nostosylinteri (22) sekä punnitus- järjestelmä (10), johon kuuluu - ensimmäinen paineanturi (24) nostosylinterin (22) pai- neen mittaamiseksi ja ensimmäisen painetiedon (p01) muodosta- — miseksi, O 25 - toinen paineanturi (26) kauhasylinterin (20) paineen 5 mittaamiseksi ja toisen painetiedon (p02) muodostamiseksi, N - ensimmäinen asentoanturi (28) puomin (18) asennon mää- = rittämiseksi ja ensimmälsen asentotiedon (al) muodostamiseksi, N - toinen asentoanturi (30) kauhan (12) asennon määrit- 3 30 tämiseksi ja toisen asentotiedon (a2) muodostamiseksi, N - keskusyksikkö (32) käsittäen muistin (34), laskentayk- N sikön (36) ja ohjelmalliset välineet (38) punnituslaskennan suorittamiseksi, sekä

- tiedonsiirtovälineet (45) ensimmäisen painetiedon (p01), toisen painetiedon (p02), ensimmäisen asentotiedot (al) ja toisen asentotiedon (a2) välittämiseksi keskusyksikölle (32), tunnettu siitä, että muistiin (34) on tallennettu - kauhasylinterin (20) ja nostosylinterin (22) ensim- mäiset painetasot (pl) puomin (18) eriasennoissa kauhan (12) ollessa tyhjä - toiset painetasot (p2) puomin (18) ja kauhan (12) eri asennoissa kauhan (12) ollessa kuormattu kuormalla, jonka pai- nopiste (gl) tunnetaan, sekä - kolmannet painetasot (p3) puomin (18) ja kauhan (12) eriasennoissa kauhan (12) ollessa kuormattu epäkeskeisellä kuormalla (11), jonka painopiste (g2) kauhassa (12) tunnetaan, ja sanotut ohjelmalliset välineet (38) ovat sovitettu: - laskemaan ensimmäisien painetasojen, toisien paineta- sojen ja kolmansien painetasojen perusteella sanotuissa puomin (18) asennossa (al) ja kauhan (12) asennossa (a2) kauhan (12) asennosta aiheutuva ensimmäinen painetason muutos (Apl), sekä kauhasylinterille (20) että nostosylinterille (21), tyhjällä ja täydellä kauhalla (12), - laskemaan ensimmäisien painetasojen (pl), toisien pai- netasojen (p2) ja kolmansien painetasojen (p3) perusteella puo- — min (18) asennossa (al) ja kauhan (12) asennossa (a2) kuorman O 25 (11) epäsymmetrisestä sijainnista kauhassa (12) aiheutuva toi- 5 nen painetason muutos (Ap2), joka aiheutuu sekä kauhasylinte- N rille (20) että nostosylinterille (21), = - skaalaamaan toinen painetason muutos (Ap2) kalibroin- N nissa käytettyyn kuormaan skaalatun toisen painetason (s4p2) 3 30 muutoksen muodostamiseksi, N - laskemaan kauhan (11) asennon (a2) aiheuttama ensim- N mäinen korjausarvo (Cl) nostosylinterin (21) painetasolle ver- taamalla ensimmäisen painetason (Apl) muutoksia kalibroinnin ensimmäisen painetason (pl) ja toisen painetason (p2) erotuk- sena saatavaan kolmanteen painetason muutokseen (4p3), - laskemaan epäsymmetrisen kuorman (11) aiheuttama toi- nen korjausarvo (C2) nostosylinterin (21) painetasolle vertaa- malla nostosylinterin (21) ja kauhasylinterin (20) skaalatun toisen painetason muutoksia (s4p2) toisiinsa, - korjaamaan nostosylinterin (22) mitattua painetasoa sanotun ensimmäisen korjausarvon (Cl) ja toisen korjausar- von (C2) avulla korjatun punnitustuloksen aikaansaamiseksi.

N

O

N >

PP

N

I jami a

PP 00

O

O

N

O

N