NO326201B1 - Fjellboreanordning innbefattende en baerer, samt fjellknusemaskin bevegelig ved bruk i forhold til baereren til en fjellboreanordning - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører en fjellboreanordning innbefattende en bærer, en tilførselsbom, et fjellbor som kan beveges i forhold til tilførselsbommen og med en slaginnretning, en eller flere følere anordnet til fjellboret for å overvåke operasjonen av fjellboret, og videre minst en første styringsenhet anordnet på bæreren til fjellboreanordningen for å styre operasjonen av fjellboret på grunnlag av måleinformasjon mottatt fra følerne.

Oppfinnelsen vedrører videre en fjellbrytemaskin bevegelig i forhold til en bærer på fjellboremaskinen, hvilken fjellboremaskin innbefatter en hoveddel, en slaginnretning anordnet på innsiden av hoveddelen for å generere anslagspulser til et verktøy som kan kobles til fjellknusemaskinen, og en eller flere følere anordnet for å overvåke operasjonen av fjellknusemaskinen.

I tidligere kjente fjellboreanordninger blir operasjonen av fjellboret styrt av en styringsenhet anordnet på bæreren til fjellboreanordningen, typisk på en styrepult. Slike fjellboreanordninger er for eksempel beskrevet i US 5 699 261 A og 054 343 367 A. Det er videre kjent å utstyre et fjellbor med en eller flere følere for å overvåke operasjonen av boret under bruk. Informasjon mottatt fra følerne blir overført som sådan over en enveis-kanal til styringsenheten på bæreren til fjellboreanordningen, som på grunnlag av måleinformasjonen og parametrene ført i styringsenheten danner styringskommandoene som kreves for boringsstyring. Et fjellbor er vanligvis hydraulisk, som betyr at det i praksis blir styrt ved justering av ventiler anordnet i hydraulikk-kanaler som fører til fjellboret. Normalt er ventilene på bæreren. En ulempe med de tidligere kjente fjellboreanordninger er at styringsenheten er langt unna fjellboret. Dette betyr at relativt svake målesignaler mottatt fra følerne anordnet i boret enkelt blir forstyrret, som reduserer målenøyaktigheten. Det er derfor vanskelig å styre boret nøyaktig på grunnlag av den mottatte måleinformasjonen. Noen målinger er det ikke en gang verd å sende den lange avstanden mellom følerne og styringsenheten.

Det er et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en ny og forbedret fjellboreanordning og fjellknusemaskin.

Fjellboreanordningen i henhold til oppfinnelsen er kjennetegnet ved at fjellboreanordningen innbefatter en andre styringsenhet anordnet til fjellboret og en datakommunikasjonslinje mellom den første styringsenheten og den andre styringsenheten for overføring av informasjon mellom styringsenhetene, at følerne som overvåker operasjonen av fjellboret er koblet for å overføre måleinformasjon til den andre styringsenheten, at den andre styringsenheten innbefatter en minneenhet for lagring av grunninnstillinger for boret og en behandlingsenhet for å regne ut parametere som beskriver operasjonstilstanden til fjellboret på grunnlag av nevnte grunninnstillinger og måleinformasjon, og at den første styringsenheten er anordnet for å styre operasjonen av fjellboret på grunnlag av parametrene mottatt fra den andre styringsenheten og instruksjoner gitt til den første styringsenheten.

Videre er fjellknusemaskinen i henhold til oppfinnelsen kjennetegnet ved at fjellknusemaskinen har en styringsenhet, at nevnte følere er anordnet for å overføre måleinformasjon til styringsenheten, at styringsenheten innbefatter en minneenhet for lagring av grunninnstillinger for fjellknusemaskinen og videre en behandlingsenhet som, under operasjon, er anordnet for å danne parametere som beskriver operasjonstilstanden til fjellknusemaskinen på grunnlag av grunninnstillingene og måleinformasjonen, og at styringsenheten innbefatter en kobling til en datakommunikasjonslinje som muliggjør kommunikasjonen mellom styringsenheten og minst en enhet utenfor fjellknusemaskinen.

Den essensielle ideen med oppfinnelsen er at for styring av boring er en første styringsenhet anordnet på bæreren til fjellboreanordningen og en andre styringsenhet er også anordnet til fjellboret. Nevnte styringsenheter kommuniserer med hverandre ved bruk av en datakommunikasjonslinje anordnet mellom dem. En eller flere følere er anordnet til boret for å overvåke operasjonen av boret under boring. Måleresultatet mottatt fra følerne blir overført til den andre styringsenheten som innbefatter en minneenhet og en behandlingsenhet. Grunninnstillingene til boret kan bli lagret i minneenheten. Behandlingsenheten er igjen anordnet for å regne ut parametere som beskriver operasjonstilstanden til boret på grunnlag av måleinformasjonen mottatt fra følerne og grunninnstillingene lagret i minneenheten. Fra den andre styringsenheten blir parametrene overført til den første styringsenheten anordnet på bæreren til boreanordningen som styrer aktuatorene som påvirker operasjonen av boret, slik som ventiler eller elektriske reguleringselementer, på grunnlag av parametrene og styringskommandoene gitt til den andre styringsenheten for å oppnå den ønskede operasjonstilstanden for boret. Fordi den gjeldende operasjonstilstanden for boret allerede er definert i boret, kan styringsenheten anordnet på bæreren være et relativt enkelt ett. På sitt enkleste er den første styringsenheten et styringselement ved hjelp av hvilket de ønskede boreverdiene blir kastet inn i styringssystemet. Fordi utstyret for definering av operasjonstilstanden til et individuelt bor, det vil si følerne og den andre styringsenheten, er anordnet til boret, er utskifting av hele boret eller en senere modifikasjon av det opprinnelige boret enkelt og medfører ikke vanskelige endringer i styringssystemet til fjellboreanordningen.

Den essensielle ideen med en utførelsesform av oppfinnelsen er at den andre styringsenheten er anordnet inne i fjellboret hvor den er beskyttet mot sammenstøt og omgivelsestilstander. I tillegg er i det minste noen av følerne integrert som en del av styringsenheten slik at styringsenheten og følerne sammen danner en kompakt helhet. Selv svake målesignaler mottatt fra følerne kan da bli mottatt av den andre styringsenheten. Alt i alt kan måleresultatene således bli gjort mer nøyaktige, som muliggjør en nøyaktig styring av boret. Videre er denne type styringsenhet enkel å skifte ut dersom styringen av boret senere krever oppdatering.

Den essensielle ideen med en utførelsesform av oppfinnelsen er at mellom de første og andre styringsenheter er det en CAN (Controller Area Network)-buss som også muliggjør en allsidig overvåkning av boret. Gjennom overvåkning kan oppdagede og begynnende effekter bli effektivt kommunisert til brukeren. CAN-bussen har vist seg å være en pålitelig løsning under krevende betingelser.

Den essensielle ideen med en utførelsesform av oppfinnelsen er at den andre styringsenheten innbefatter en identifiseirngsenhet som den første styringsenheten er anordnet for å lese automatisk, hvorved bordet koblet til fjellboreanordningen alltid er eksplisitt identifisert. Dette underletter en eventuell utskiftning av boret.

Oppfinnelsen er beskrevet mer detaljert i de vedlagte tegninger, der

figur 1 er et skjematisk sideriss av en fjellboreanordning i henhold til

oppfinnelsen,

figur 2 er et skjematisk sideriss av et fjellbor i henhold til oppfinnelsen, og figur 3 er en skjematisk fremstilling av et styringssystem i henhold til

oppfinnelsen.

For tydeliggjøring er oppfinnelsen vist forenklet i figurene. De samme henvisnings-betegnelser blir benyttet for lignende deler.

Fjellboreanordningen vist i fig. 1 innbefatter en bevegelig bærer 1, en bom 2 anordnet bevegelig i forhold til bæreren, og en tilførselsbom 3 anordnet til den frie enden av bommen. I noen tilfeller kan tilførselsbommen 3 være anordnet direkte på bæreren 1. Et fjellbor 4 kan bli beveget i forhold til tilførselsbornmen 3 ved hjelp av egnede aktuatorer. Figur 2 viser et fjellbor 4 innbefattende en slaginnretning 5 for å tilveiebringe anslagspulser til et verktøy 6 koblet til boret. Videre innbefatter fjellboret vanligvis en rotasjonsinnretning 7 for å rotere verktøyet 6 rundt sin lengdeakse. Fordi den generelle strukturen og operasjonen av en fjellboreanordning og et fjellbor er innlysende for en fagperson innen området, trenger de ikke å bli beskrevet mer detaljert i denne søknaden. Figur 3 viser prinsippet til et styringssystem i henhold til oppfinnelsen. Styringssystemet innbefatter en første styringsenhet 8 anordnet på bæreren 1 til fjellboreanordningen. Videre innbefatter systemet en andre styringsenhet 9 anordnet til fjellboret 4 eller en annen fjellknusemaskin. I denne sammenhengen henviser en fjellknusemaskin ikke bare til et bor, men også til en hvilken som helst annen anordning som innbefatter en slaginnretning, slik som en knusehamnmer. Mellom den første styringsenheten 8 og den andre styringsenheten 9 er det en datakommunikasjonslinje, fortrinnsvis en CAN (Controller Area Network)-buss som muliggjør toveis datakommunikasjon mellom styringsenhetene 8,9. På denne måten kan styringsenheten 8 og 9 kommunisere og utveksle informasjon med hverandre^ Andre egnede faste dataoverføirngskanaler kan også bli benyttet. I visse tilfeller er til og med en trådløs linje mellom styringsenhetene mulig.

Den andre styringsenheten 9 er fortrinnsvis anordnet inne i hoveddelen 4a til fjellboret, hvor den er beskyttet fra omgivelsesbetingelsene og fra sammenstøt. Grunnet tøffe operasjonsbetingelser er det fordelaktig å benytte overflatemonterte innretninger i de elektriske kretsene til styringsenheten 9, fordi de tåler vibrasjon relativt godt. De skadelige virkningene av vibrasjoner kan bli ytterligere redusert ved å anordne hele styringsenheten 9 eller i det minste dens mest sårbare komponenter inne i en egnet elastisk masse 20. Konstruksjonen og dens plassering inne i boret bør også være anordnet på en slik måte at styringsenheten 9 ikke overopphetes under operasjonen.

Den andre styringsenheten 9 innbefatter en minneenhet 9a og en behandlingsenhet 9b. De individuelle grunninnstillingene for hver boretype kan bli lagret i minneenheten 9a. Grunninnstillingene avhenger av konstruksjonen og størrelseskategorien for boret. Grunninnstillingene inkluderer informasjon om anslagstrykket som benyttes i boret, volumstrømmen til rotasjonsmotoren, volumstrømmen ved spyling, tilførselstrykket, etc. Behandlingsenheten 9b innbefatter en datamaskin, programmerbar logikk eller lignende som er i stand til å behandle den innførte informasjonen. Videre er en eller flere følere 11,12 fortrinnsvis integrert i den andre styringsenheten 9. I dette tilfellet er føleren 11 anordnet for å overvåke operasjonen av slaguinretningen 5, og føleren 12 er anordnet for å overvåke operasjonen av rotasjonsinnretningen 7. Videre blir måleinformasjon overført til den andre styringsenheten 9 fra en separat føler 15 som er anordnet for å overvåke tilførselen av spylemedium.

Styringskommandoer og en mulig boreplan blir innført i den første styringsenheten. Boringsplaner kan bli innført manuelt i den første styringsenheten 8 ved bruk av et brukergrensesnitt, slik som en styring 16, i den, eller de kan bli lastet inn fra en ekstern enhet, slik som en datamaskin eller en diskett. Videre kan den første styringsenheten 8 være koblet til en tredje styringsenhet 17 utenfor fjellboreanordningen 1 gjennom en andre datakommunikasjonsline 18. En slik løsning kan bli benyttet for styring av for eksempel autonome anordninger, i hvilket tilfelle den tredje styringsenheten 17 kan være anordnet i et styringsrom utenfor gruven, hvorfra styringskommandoer og boreplaner blir levert til den første styringsenheten 8.

Ved en forenklet måte opererer styringssystemet på en slik måte at den første styringsenheten 8 informerer den andre styringsenheten 9 på grunnlag av instruksjonene, det vil si boreplanen og styringskornmandoene, om hvordan boret 4 bør operere til enhver tid. Etter at grunninnstillingene til boret og den gjeldende situasjon, det vil si operasjonstilstanden, har blitt tatt i befraktning, informerer den andre styringsenheten 9 den første styringsenheten 8 om hvilke eksterne ressurser den trenger for å utføre den påkrevde operasjonen. Det er således en type tilbakekoblingsarrangement. I praksis danner behandlingsenheten 9b til den andre styringsenheten 9 parameterne som blir overført til den første styringsenheten 8 hvor parametrene blir sammenlignet med instruksjonene innført i den første styringsenheten 8. På grunnlag av sammenligningen justerer den første styringsenheten 8 aktuatorene som påvirker operasjonen av boret 4. I løsningen vist i fig. 3 justerer den første styringsenheten 8 en første ventil 19 som er anordnet i en trykkmediumskanal 21 som fører til slaginnretningen 5. Videre justerer den første styringsenheten 8 en andre ventil 30 som er anordnet i en trykkmediumskanal 22 som fører til rotasjonsinnretningen 7. En tredje ventil 25 anordnet i en kanal 24 som fører til tilførselssylinderen 25 og en fjerde ventil 27 anordnet i en spylemediumskanal 26 blir justert tilsvarende. Videre kan pumper 28 og 29 også bli justert. Ved å justere slaginnretningen, rotasjonsinnretningen, tilførselen og spylingen av boret, for eksempel, kan boret bli operert nøyaktig på den ønskede måte i hver situasjon.

I kjente løsninger er styringssystemet for fjellboret bare konstruert for en boretype. En eventuell senere modifisering av boret eller utskifting av dette med et bor som har en ulik effekt eller andre egenskaper i forhold til den opprinnelige sammenstillingen forårsaker massive og kostbare endringer i styringssystemet til hele fjellboreanordningen. I stedet muliggjør løsningen i henhold til oppfinnelsen bruk av ulike bor, siden styringssystemet identifiserer boret anordnet i fjellboreanordningen. Identifiseringsinformasjonen kan bli lagret i grunninnstillingene i den andre styringsenheten som den første styringsenheten kan lese gjennom datakommunikasjonslinjen. Alternativt kan den andre styringsenheten være utstyrt med en mekanisk detektor basert på kortslutninger eller lignende. For å underlette senere utskiftning av boret er utstyret montert på bæreren til fjellboreanordningen fortrinnsvis dimensjonert på en slik måte at det er egnet for bor av ulike størrelser.

Tegningene og den tilknyttede beskrivelse har bare til hensikt å illustrere ideen ved oppfinnelsen. Oppfinnelsen kan variere i detalj innenfor omfagnet av kravene. Selv om figurene og deres beskrivelse beskriver en oppfinnelse for et fjellbor kan oppfinnelsen også bli anvendt for andre fjellknusemaskiner innbefattende en slaginnretning, slik som sekundære knuseanordninger. Videre har det ikke noe å si for løsningen i henhold til oppfinnelsen om slaginnretningen blir operert av trykkmedium, elektrisk eller på noen annen måte. For eksempel blir, i en elektrisk operert anordning, elektriske størrelser styrt i stedet for hydrauliske ventiler og pumper.

Claims (5)

1. Fjellboreanordning innbefattende en bærer (1), en tilførselsbom (3), et fjellbor (4) som er bevegelig i forhold til tilførselsbommen (3) og med en slaginnretning (5), en eller flere følere (11,12,15) anordnet til fjellboret (4) for å overvake operasjonen av fjellboret (4), og videre minst en første styringsenhet (8) anordnet på bæreren (1) til fjellboreanordningen for å styre operasjonen av fjellboret (4) på grunnlag av måleinformasjon mottatt fra følerne (11,12,15),karakterisert vedat fjellboreanordningen innbefatter en andre styringsenhet (9) anordnet til fjellboret (4) og en datakommunikasjonslinje (10) mellom den første styringsenheten (8) og den andre styringsenheten (9) for å overføre informasjon mellom styringsenhetene (8,9), følerne (11,12,15) som overvåker operasjonen av fjellboret (4) er koblet for å overføre måleinformasjon til den andre styringsenheten (9), den andre styringsenheten (9) innbefatter en minneenhet (9a) for lagring av grunninnstillinger for boret og en behandlingsenhet (9b) for utregning av parametere som beskriver operasjonstilstanden til fjellboret (4) på grunnlag av nevnte grunninnstillinger og måleinformasjon, og den første styringsenheten (8) er anordnet for å sikre operasjonen av fjellboret (4) på grunnlag av parametrene mottatt fra den andre styringsenheten (9) og instruksjoner gitt til den første styringsenheten (8).

2. Fjellboreanordning i henhold til krav 1,karakterisertv e d at den andre styringsenheten (9) er anordnet inne i hoveddelen (4a) til fjellboret og at minst noen av følerne (11,12) er integrert som en del av den andre styringsenheten (9).

3. Fjellboreanordning i henhold til krav 1 eller 2,karakterisertved at den første datakommunikasjonslinjen (10) mellom den første styringsenheten (8) og den andre styringsenheten (9) er en CAN-buss.

4. Fjellknusemaskin bevegelig i forhold til bruk i en bærer (1) til en fjellboreanordning, hvilken fjellknusemaskin innbefatter en hoveddel (4a), en slaginnretning (5) anordnet inne i hoveddelen (4a) for å generere anslagspulser til et verktøy (6) som kan kobles til fjellknusemaskinen (4), og en eller flere følere (11,12,15) anordnet for å overvåke operasjonen av fjellknusemaskinen (4),karakterisertv e d at fjellknusemaskinen har en styringsenhet (9), følerne (11,12,15) er anordnet for å overføre måleinformasjon til styringsenheten (9), styringsenheten (9) innbefatter en minneenhet (9a) for lagring av grtmninnstillinger for fjellknusemaskinen og videre en behandlingsenhet (9b) som, under operasjon, er anordnet for å danne parametere som beskriver operasjonstilstanden til fjellknusemaskinen (4) på grunnlag av grunninnstillingene og måleinformasjonen, og styringsenheten (9) innbefatter en kobling til en datakommunikasjonslinje (10) som muliggjør kommunikasjon mellom styringsenheten (9) og minst en enhet utenfor fjellknusemaskinen (4) for styring av operasjonen av fjellknusemaskinen (4) for å oppnå den ønskede operasjonstilstanden for fjellknusemaskinen (4).

5. Fjellknusemaskin i henhold til krav 4,karakterisertv e d at styringsenheten (9) er anordnet inne i hoveddelen (4a) til fjellknusemaskinen (4) og at minst noen av følerne (11,12) er integrert som en del av styringsenheten (9).