SE1950738A1 - Förfarande och arrangemang för att styra och kontrollera livslängden hos ett trädhanteringssystem vid en skogsmaskin - Google Patents

Abstract

Uppfinningen avser ett förfarande och ett arrangemang för styra och kontrollera livslängden hos ett trädhanteringssystem vid en skogsmaskin. Trädhanteringssystemet är aktiverbart genom inverkan av hydrauldrivna verkställande organ (7:1-7:n), Förfarandet innefattar stegen; - att erhålla sensordata (13:1-13:n) som representerar en aktuell belastning (PT) på trädhanteringssystemet,- att bestämma ett aktuellt delskadevärde (SL, SM, SH) som bedöms uppkomma på trädhanteringssystemet vid olika belastning (PT) på trädhanteringssystemet.Utmärkande för uppfinningen är stegen;- att bestämma en nyckelindikator (Ni:1-Ni:n) som beskriver ett mätvärde (X) som hänför sig till driften av trädhanteringssystemet (1) och är representativt för risken för delskada, i relation till en specifik uppgift om ett aktuellt operativt driftsätt (db:1-db:n) hos trädhanteringssystemet, - att jämföra åtminstone det aktuella delskadevärdet (SL, SM, SH) med ett normgivande delskadevärde (SLX, SMX, SHX) för ett mot nyckelindikatorn (Ni:1-Ni:n) svarande normgivande driftsätt (db:1X-db:nX) av trädhanteringssystemet och att bestämma en förändring som påverkar mätvärdet (X) av nyckelindikatorn (Ni:1-Ni:n) på så sätt att det aktuella delskadevärdet (SL, SM, SH) återgår till, eller närmar sig en nivå som motsvarar det normgivande delskadevärdet (SLX, SMX, SHX) för nyckelindikatorn.

Description

1 FÖRFARANDE QCi-f ARRANGEMANG FÖR ATT STYRA GCl-i KÜNTRÛLLERALEVSLÄNGDEN H05 ETT TRÄDHÅNTERENGSSYSTEM VED EN SKGGSMASKEN UPPFlNNlNGENS OMRÅDE Föreliggande uppfinning hänför sig till ett förfarande och ett arrangemang för att styraoch kontrollera iivslängden hos ett tradhanteringssystem vid en skogsmaskin enligt ingressentili patentkravet i respektive ft.

BAKGRUND utrustad med trädhanteringssystem som omfattar en hydrauliskt driven kran som i sin fria ände bär en iikaså En skogsmaskin, såsom en skördare eller skotare, ärhydrauliskt driven trädhanteringsenhet exempelvis i form av ett skördaraggregat elier entimmergrio. En operatör styr trädhanteringssystemet att utföra olika operationer, exempeivisatt fälla och aptera på rot stående träd. Att köra trädhanteringssystemet är en krävande uppgiftsom kräver hög professionell skicklighet. Att lära sig köra trädhanteringssystemet effektivt ochinvolverar drift ärinvesteringskostnaden för ett nytt trädhanteringssystem vanligen är stor. Detektering av skada, på ett för exempeivis kranen skonsamt sätt mycket träning.

Trädhanteringssystemets effektivitet och tiilgängiighet för viktig eftersomkontroll och uppföljning av skada samt förebyggande av skada hos ett trädhanteringssystemär ytterst viktigt för att undvika kostsamma stiileständ. iVied skada avses allmänt enförsvagning eller reduktion av ett obiekts livslängd. Livsiängden kan vara iförväg bestämd ellerValbar. lvled driftsläge elier driftsförhäliande avses en last eller belastning som kanåstadkomma sådan skada, Styrkan eller skadetåiigheten hos ett objekt reduceras efterhandvid belastning av detsamma.

Trädhanteringssystemets livslängd bestäms i huvudsak av hur dess mekaniskastruktur och pä viiket sätt trädhanteringssystemets ingående komponenter beiastas vid derörelser som systemet utför under sin livstid, i dagens trädhanteringssystem är mekaniken sädimensionerad att de inbördes rörliga delar som ingår i systemet skall kunna utföra hårdasttänkbara röreisemönster under heta sin specificerade eller teoretiskt beräknade iivslängd. Eni ett sådant system ingående kran innefattar typiskt ett antai inbördes rörliga armdelar såsomett vridbart stativ, lyft- och vipoarmar som är iedbart förenade tiil varandra via ieder ochhydrauliskt verksamma kraftcyiindrar. Den effekt som överförs i ett hydrauisystem och därmedtiil trädhanteringssystemets oiika delar som påverkas av kraft från hydrauliskt verksammadrivdon, definieras av vätskans tryck (N/mf) multipiioerad med voiymfiödet (mfisekund). Det fordon på vilket trädhanteringssystemets kran är monterad är utrustat med ett hydrauiiskt 2 styrsystem med vilket operatören, via ett förargränssnitt med styrspakar eller liknandepàverkansorgan, kan svänga kranen i olika vinkellägen i ett horisontalplan, manövrera kranensyttersta nos eller spets till olika positioner i ett vertikalplan och kontrollera den längst ut belägnaträdhanteringsenhetens funktioner. Uttrycket operatör skall betraktas i sin vidaste mening ochkan även avse en dator, i det fall det handlar om skogsmaskiner som styrs med hjälp s.k.artlficiell intelligens (eng. Artificial intelligence).

För att inte belastningarna på de mekaniska komponenter som ingår iträdhanteringssystemet, exempelvis lager, axlar, stag, och hydraulcylindrar skall bli för högasätts gränser för högsta tillåtna moment och hastigheter för dessa. Dessa gränser sätts redanvid utveckling och design av trädhanteringssystemet. Gränser för högsta tillåtna axelmoment,dynamiska rörelser och kraftpåkänningar, sätts med utgångspunkt frånträdhanteringssystemets beräknade livslängd och utmattningsdiagram för den mekaniskastrukturen.

Den mekaniska belastningen på en mekanisk komponent och därmed risk fördelskada vid ett viss tillfälle kan bero på en rad olika faktorer som inte är direkt lastberoendeutan snarare funktionsberoende som exempelvis en operatörs förmåga att köraträdhanteringssystemet på ett ur belastningssynpunkt skonsamt sätt. Ytterligare ett exempelpå faktorer som kan betraktas som funktionsberoende härröra från den inbördes konfigurationrörliga armdelarna som en operatör valt vid en viss arbetsoperation, operatörens val avacceleration och den last som kranen bär i sin fria ände. Detta betyder att om kranen har enfördelaktig position, dvs. konfiguration mellan dess inbördes rörliga armdelar är gynnsam ellerkranen bara uppbär en liten last i sin fria ände, kan de uppsatta gränserna för högsta tillåtnaför kraft- och momentpäkänningar överstigas utan att komponentens belastning blir för hög.Därigenom kommer en kran som utför för mekaniken skonsamma arbetsrörelser att erhållahögre prestanda i form av livslängd än en kran som körs på ett ogynnsamt sätt. Likaledeskommer en kran som hanterar mindre last, exempelvis ett lättare skördaraggregat än den äravsedd för, att erhålla högre prestanda i form av livslängd. Därtill beror de krafter och momentsom kranen utsätts för, i stor utsträckning på operatörens skicklighet och förmåga att körakranen på ett mjukt och skonsamt sätt men ändå effektivt sätt betraktat ur produktionssynpunkt.

KÄND TEKNIK Det är sedan tidigare känt att beräkna livslängden hos hydrauliskt drivnaträdhanteringssystem genom att utföra olika typer av analys av den last som verkar påträdhanteringssystemet för beräkning av delskada. För beräkning av delskada som uppträderi ett trädhanteringssystem vid s.k. spektrumlaster dvs. dynamiska laster som uppträder 3 oregelbundet och ger upphov till så kallad variabel-amplitudlast vilket kan leda tillmaterialutmattning används vanligen Palmgren-Mimers delskadeanalys.

För reduktion av mängden indata av uppmätta insignaler från lastgivare användsvanligen den så kallade Rainflow~metoden med vilken komplicerade lastsekvenser avomfattande data kan omvandlas till skadeekvivalenta cykler. l praktiken registreras härvidindata i form av uppträdande och registrerad last och utdata iform av spänningsvidd (amplitud)och medelspänning för en eller ett flertal specifikt belastade delar av ett trädhanteringssystem.

Med hjälp av Palmgren-Miners delskadeanalys för beräkning av livslängd erhålls såkallade delskadevärden. Enligt den analysmodell som ligger till grund för hypotesen förbrukarvarje cykel med en amplitud en viss andel av det totala livet av de delar som ingår i ettträdhanteringssystem och därmed systemet som helhet. En delskada kan beräknas under enbestämd tid. Teoretiskt beräknas brott ske när delskadan överstiger 1.

Gemensamt för hittills kända sätt och arrangemang är att de styr och kontrollerarlivslängd hos trädhanteringssystem med utgångspunkt från ackumulerad delskada, dvs. ensammanlagd delskademängd till vilken varje ny observerad delskada adderas. Sensoreravkänner trädhanteringssystemets belastning med utgångspunkt från sensordata frånlastgivare. En styrenhet beräknar under drift en ackumulerad delskada som utgör summan avalla uppkomna delskador. Via ett gränssnitt kan styrenheten presentera information omackumulerad delskada för en operatör. Styrenheten är anpassad att motta information ombelastningen på trädhanteringssystemet och bestämma olika delskadevärden som bedömsuppkomma på trädhanteringssystemet vid olika belastningar. De olika uppskattadedelskadorna summeras till en ackumulerad delskada som utgör en uppskattning avträdhanteringssystemets förbrukade livslängd. Styrenheten kan jämföra den ackumuleradedelskadan med en normgivande ackumulerad delskada för ett trädhanteringssystem medmotsvarande driftstid och är anpassad att begränsa belastningen av trädhanteringssystemettill ett högsta tillåtet belastningsvärde om den ackumulerade delskadan överstiger dennormgivande delskadan med ett i förväg bestämt maximalt acceptabelt delskadevärde.Skillnaden mellan nämnda respektive kurvor utgör ett värde som bestämmer hur mycket dennormgivande kurvan får överbelastas innan styrenheten initierar en begränsning avbelastningen på trädhanteringssystemet.

Ett problem med detta kända sätt att styra och kontrollera livslängd är attåterkopplingen mellan ackumulerad delskada och ev. justering (begränsning) av aktuellbelastning på trädhanteringssystemet för att undvika delskada gör det svårt för en operatör attmed sensoriskt övervakning köra maskinen på ett effektivt och därtill ur maskinskadesynpunktskonsamt sätt. 4 l praktiken skulle man kunna säga att kända sätt att styra och kontrollera livslängdhos trädhanteringssystem vid Skogsmaskiner lämnar information om en redan inträffadackumulerad delskada och således saknar den dynamiska återkoppling och den överföring avdriftsinformation som kan tjäna som stöd för en operatör att sensoriskt kunna styra ochkontrollera trädhanteringssystemets driftsätt så att delskada kan undvikas.

Denna brist på dynamisk återkoppling mellan delskada, justering (begränsning) avaktuell belastning på trädhanteringssystemet och aktuellt driftsätt hos trädhanteringssystemetgör det svårt för en operatör av en skogsmaskin att sensoriskt övervakaträdhanteringssystemets drift, i sin strävan att köra maskinen på ett både effektivt och därtill urmaskinskadesynpunkt skonsamt sätt. Vidare bör det underförstàs att en operatör somuteslutande sensoriskt, dvs. med kroppens sinnesorgan syn, hörsel etc. skall övervakamaskinens drift för att undvika skada, i vissa fall kan resultera i att operatören leds i fel riktning(vilseleds) och att den maskinskada operatören tror sig kunna undvika i själva verket förvärraspå grund av ett olämpligt driftsätt av trädhanteringssystemet.

En arbetsoperation med ett trädhanteringssystem, som typiskt kan omfatta fällningoch upparbetning av träd, kan av en operatör uppfattas som att det sker på förträdhanteringssystemet effektivt och ur maskinskadesynpunkt skonsamt sätt. Emellertid, omexempelvis upparbetning av en trädstam i skördaraggregatet sker med trädstammen i en avoperatören mindre väl vald vinkel eller i en direkt olämpligt vald kranvinkel kanarbetsoperationen i värsta falla vara direkt maskinskadlig.

Som antytts ovan bör det underförstås att hittills kända sätt att övervaka och styralivslängd utgångspunkt från en ackumulerad delskada och/eller genom att presenterainformation om förbrukad livslängd för operatören, givetvis inte tillhandahåller den kunskapeller återkopplad information om det valda driftsättet som gör det möjligt för operatören attförändra sitt körsätt för att undvika eller vart fall reducera risken för delskada. l denna del bör det även underförstås att en operatör rent teoretiskt har ett närmastoändligt antal alternativa sätt att utföra varje arbetsoperation. Om operatören hade förbättrademöjligheter att vid varje tillfälle välja optimala driftsförhållanden för att både undvika skada, ocharbeta mer effektivt skulle i realiteten varje arbetsoperation kunna utföras på ett väsentligt merskonsamt sätt förträdhanteringssystemet utan att göra avsteg från önskat produktionsresultat.

Att sensoriskt styra att styra och kontrollera livslängden hos trädhanteringssystembegränsas därtill, inte minst av det moderna skogsbrukets inriktning mot storskalighet ochkomplexitet. Som exempel kan komponenter i ett trädhanteringssystem bytas ut motmotsvarande men mer moderna och därmed mer kraftfulla komponenter underträdhanteringssystemet livstid. Exempelvis byts inte sällan det skördaraggregat somursprungligen varit upphängt i kranens fria ände ut mot ett nytt aggregat med högre effekt och vars matarvalsmotorer därmed kommer att generera större matningskraft än vad trädhanteringssystemets kran ursprungligen var konstruerad för. Möjligheterna att för enoperatör sensoriskt beakta hur trädhanteringssystemet på ett ur skadesynpunkt oohproduktionssynpunkt mest effektivt sätt bör köras och hanteras kan vara mycket svårt, särskilt för en mindre erfaren operatör.

SAMMANFATTNENG AV UPPFlNNlNGEN Ett första syfte med föreliggande uppfinning är således att åstadkomma ett förfarandeför styrning av och kontroll av livslängden hos ett trädhanteringssystem vid en skogsmaskinsom löser ovan nämnda problem och förbättrar möjligheterna att uppnå en förväntad livslängd.

Ett andra syfte med uppfinningen att åstadkomma ett arrangemang för styrning avoch kontroll av livslängden hos ett trädhanteringssystem vid en skogsmaskin och somunderlättar för en operatör att sensoriskt styra kontrollera maskinen på ett sådant sätt attmekaniken kan utnyttjas maximalt sätt ooh därmed också göra det möjligt, även för en mindreerfaren operatör, att utnyttja maskinens fulla kapacitet utan att skaderisken nämnvärt ökar. Üessa båda syften med uppfinningen uppnås genom ett förfarande och ettarrangemang av det slag som anges i patentkravet 'l respektive 11, Ytterligare särdrag ochfördelar med uppfinningen framgår av underkraven, insikten som ligger till grund för uppfinningen är att förbättrade möjligheter att styraoch kontrollera livslängd hos ett trädhanteringssystem vid en skogsmaskin kan uppnås omstyrparametrar som används för livslängdsberäkning är återkopplade ooh hänför sig från ettreellt orsakssamband, dvs. i princip handlar det om att åstadkomma ett system som kan arbetadynamiskt genom att bestämma en nyokelindikator Ntl-Nizn som beskriver ett mätvärde Xsom hänför sig till driften av trädhanteringssystemet ooh är representativt för risken fördelskada i relation till en specifik uppgift om ett aktuellt driftsätt dtxl-dbzn hosträdhanteringssystemet, Nyokelindikatorn Nizt-Ntn beskriver således en operatörs sätt attdriva, köra eller manövrera trädhanteringssystemet ooh därigenom också risken för delskada, Genom att jämföra åtminstone ett av de bestämda aktuella delskadevärdena St., Sit/l,Sl-l med ett normgivande delskadevärde SLX, SMX, Sl-lX för ett mot den aktuellaNiïfl-Nizn driftsätt dbfl-dbïn av trädhanteringssystemet och därmed också att bestämma en förändring som påverkar nyokelindikatorn svarande normgivandemätvärdet X av nyckelindikatorn Nizt-Niin på så sätt att det aktuella delskadevärdet St., Sit/l,SH återgår till eller i varje fall närmar sig en nivå som motsvarar det normgivandedelskadevärdet SLX, SliilX, Sl-lX för aktuell nyokelindikator kan den operatör som sensorisktövervakar maskinen erhålla ett stöd som gör det möjligt att utföra arbetet på ett för maskinenlämpligt driftsätt som innebär att maskinen inte utsätts för onödiga belastningar och därmed livslängsreduoerande skada. Eftersom nyckelindikatorn Niii-hlizn beskriver ett mätvärde X som 6 beror på ett aktuellt operativt driftsätt db:1-db:n bör det underförstås att mätvärdet X inte barahandlar om kraftpåkänningar som sådana utan även om operatörens val av driftsätt bland detväsentligen oändligt antal driftsätt som operatören alternativt skulle kunna välja. l ett utförande av uppfinningen är det tänkvärt att bestämma åtminstone ennyckelindikator för en första arbetsenhet eller grupp av maskinenheter som ingår i exempelvisen kran och minst en nyckelindikatorn för en andra arbetsenhet eller grupp av maskinenheter.Andra sätt att olika typer av referensgrupper indela ett flertal olika nyckelindikatorer är ocksåtänkbara.

Uppfinningen gör det således möjligt att identifiera förändringar av delskada hos ettträdhanteringssystem vid en Skogsmaskin, att lagra information om förändringarna och attutnyttja information om förändringar för att presentera nyckeltal som momentant beskriver enkombination av aktuellt driftsätt och uppträdande delskada hos trädhanteringssystemet.Presenterad i ett lämpligt operatörsgränssnitt kan denna information tjäna som stöd ellerkomplement till en operatörs sensoriska sinnen och därmed också förmå en operatör att ändra sitt körsätt för att sålunda minska risken för delskada.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGSFIGURER l det följande beskrivs uppfinningen närmare med ledning av ett utföringsexempelsom visas på bifogade ritningar; på vilka; Ejg._1 visar schematiskt ett arrangemang för styrning och kontroll av livslängd hos ettträdhanteringssystem som ingår i skogsmaskin enligt föreliggande uppfinning, Egg; visar schematiskt ett blockschema av ett system som ingår i ett arrangemangför styrning och kontroll av livslängd hos ett trädhanteringssystem enligt föreliggandeuppfinning, _F_ig_._§ visar schematiskt ett flödesschema av ett system med en aktuator som gör detmöjligt att variera belastningen på de verkställande organ som ingår i ett trädhanteringssystem, Eiggfi visar schematiskt en graf i ett diagram hur ett mätvärde X hos en nyckelindikatorkan variera beroende det driftsått av trädhanteringssystemet som är valt av en operatör varvidi diagrammet visar Y-axeln första sensordata som är belastningsbaserade från tryckgivare ochX-axeln andra sensordata som är representativa för det inbördes förhållandet mellanåtminstone två i trädhanteringssystemet ställ- eller manövrerbara enheter och därmed ipraktiken närmast relaterade till operatörens val av driftsätt exempelvis val av kranvinkel, Fig. 5Aträdhanteringssystem kan variera beroende på den relativa aktiveringsperiod At under vilken visar med ett diagram hur ackumulerad delskada hos ett en delskada Sn bestäms, varvid delskadorna är indelade i tre klasser betecknade PL, PM, PH, 2G 3G 7 ägg visar i ett diagram ett antai graferi kurvform hur en aokumuierad deiskada hosett trädhanteringssystem kan variera med driftstiden i timmar T, i diagrammet betecknar A eni förväg bestämd normaikurva och A' en beiastningsbegränsande kurva, B betecknar aktueiidriftspunkt.

EgJÅC; visar en detatiförstoring av viiken framgår en driftspunkt B för en beiastningPB som beror på ett av en operatör vatt aktueiit driftsätt dbfi-dbzn under en aktiveringsperiodAt och i deiskadebegränsande kurva som svarar mot ett normgivande operativt driftsätt dbXzt-dbXzn viiken förstoring AX betecknar en normgivande kurva och A'X enhos trädhanteringssystemet för det av operatören vaida aktueita operativa driftsåttet dbfl-dbtnhos trädhanteringssystemet, Fig. 6 visar med ett biooksohema av ett system hur första och andra sensordata 13:1-'i3in används för att övervaka ett driftstiiistånd och bestämma en nyckeiindikator Niït-Niin medutgångspunkt från en driftstiiiståndsbeskrivande datafii, figl visar med ett biookschema hur första och andra sensordata 13:14 3:n användsför att övervaka ett driftstiiistånd ooh bestämma en nyckeiindikator Nizt-Nizn och därmed ettmätvärde X med utgångspunkt från ett av en operatör vatt driftsätt hos trädhanteringssystemet, ägg visar ett fiödessohema som beskriver styrning ooh kontroii av iivsiängden hosett trädhanteringssystem vid en Skogsmaskin under en aktiveringstid At och hur bestämdaaktueiia faktiska deiskadevärden St., SiVi, SH jämförs med normgivande detskadevårde SLX,SMX, SHX, som väiis med utgångspunkt från en bestämd nyckeiindikator (NM-Nim) med ettmätvärde X ooh hur detta mätvärde kan förändras genom inverkan av en i uppfinningeningående aktuator, ägå visar ett användargränssnitt med en grafisk representation på en dispiay av enbestämd nyokeiindikator Nifi-Nkn med ett mätvarde X som presenteras på en första äxei, dvsy-axein och en kumuiativ variabei, såsom en aokumuierad deiskada 2 Sn på en andra axel, x-axein, Fig. 10 visar ett fiödessohema som beskriver det sätt på viiket ett arrangemang förstyrning och kontroii av iivsiångden hos ett trådhanteringssystem arbetar, och dar ett aktueiitdeiskadevärde SL, Ski, SH jämförs med ett normgivande detskadevärde SLX, SivfiX, SHX somvätjs med utgångspunkt från en bestämd nyokeiindikator Nifi-Nkn med ett mätvärde X och huren bestämd förändring av ett mätvärde X, genom inverkan av en aktuator, resuiterar i att detaktueiia deiskadevärdet SL, Sit/i, SH återgår tiii efter i varje fait närmar sig en nivå sommotsvarar det normgivande deiskadevärdet SLX, SMX, SHX.

DETALJERAD BESKREVNENG AV EN UTFÖRENGSFÛRM AV UPPFENNENGEN 8 Fig. 1 visar schematiskt en allmänt med 1 betecknat hydrauliskt drivet trädhanteringssystem innefattande en 1A kran som i sin fria ände uppbär enträdhanteringsenhet 1B vilken härvid utgörs av ett skördaraggregat, men som alternativt skullekunna utgöras av en timmergrip eller liknande. Trädhanteringssystemet 1 är uppburet på ettfordon 1C en s.k. Skogsmaskin. Med 2 betecknas en förarhytt.

Kranen 1A innefattar i huvudsak en första bom 4 som benämns pelare ellervertikalbom, en andra bom 5 som benämns lyftarm, och en tredje bom 6 som benämnsvipparm. Pelaren 4 är fäst i ett hus som i sin tur är uppburet på fordonets chassi eller en ram.Pelaren 4 och därmed kranen 1A kan svänga i en vinkel Pelaren 4 och lyftarmen 5 är sammankopplade i en led 9 för svängning kring en förstahorisontell axel 10B, som kontrolleras av ett andra verkställande organ 7:2. En vinkel cp2 kringden första horisontella axeln 10B, mellan pelaren 4 och lyftarmen 5, kontrolleras av en andravinkelgivare 11:2. Lyftarmen 5 äri sin tur sammankopplad med vipparmen 6 i en andra led 11.Vinkeln kring en andra horisontell axel 100 mellan lyftarmen 5 och vipparmen 7 manövrerasav ett tredje verkställande organ 7:3. Vinkel cp3 mellan nämnda lyftarm 5 och vipparm 7kontrolleras en tredje vinkelgivare 11:3. Vipparmen 6 har en rörlig, utskjutande bom 13 ochsom illustreras med en dubbelpil kan vipparmen förlängas eller förkortas med en sträcka L1 idess längdriktning medelst ett fjärde verkställande organ 7:4, som är upptaget inne i vipparmen6. Den i trädhanteringssystemet 1 ingående kranen 1A innefattar således ett antal armdelar 4,5, 6 och 7 som är vridbara relativt varandra och mellan vilka armdelar nämnda lägesgivare11:1-11:n är inrättade. Nämnda lägesgivare 11:1-11:n kan således avge en signal som är ettmått på den aktuella axelns vridningsvinkel och därmed också armdelarnas relativavinkellägen och därmed kranens av operatören 3 valda manöverläge som helhet.

Läget hos en rörlig enhet bestäms vanligen med en utsignal från en resistiv sensor,vanligen av potentiometertyp som är mekaniskt kopplad till den enhet som skall övervakas.Lägesgivare av resolver- eller pulsgivartyp kan även användas för ändamålet. På senare tidhar även gyro introducerats för att mäta relativa det relativa läget hos rörliga delar. Det börunderförstås att uttrycket lägesgivare skall i enlighet med uppfinningen tolkas i sin vidastemening och i vilket uttryck även gyro skall anses ingå.

Trädhanteringssystemets 1 rörelser styrs och kontrolleras av nämnda operatör 3 viaett operatörsgränssnitt 28 som innefattar en manöverenhet med en styrspak 16 eller liknandepáverkansorgan i en förarhytten 2. I förarhytten 2 finns även ett grafiskt användargränssnitt föroperatören 3 i form av en monitor eller display 17 vilken således bildar ett indikeringsorganvars uppgift kommer att beskrivas mer i detalj i det följande. Till varje verkställande organ 7:1 1G 9 - Tfïn anordnad en respektive tryokgivare 12:1-12:n samt kan även en tängdrnätgivare varaanordnad som mäter bommens 13 utskjutande iängd eiier sträcka i_1 i vipparmens öiängdriktning.

För var och en av kranens 1 röreiseaxiar 10A, 1GB, 196, 1GB finns säiedes en etterett fiertai iägesgivare som innefattar nämnda vinkeigivare 11:1-11:n samt nämndaiängdmätgivare 11:4. Vridningsvinkiarna i de tre axlarna 10A, 108, iöß, betecknas i figurenmed 3 och sträckan utefter vipparmens 6 iängd betecknas L1 i fig. 2 visas en i föreiiggande uppfinning ingående diagnostisk enhet 20 viikeninnefattar ett mätorgan 22 som är koppiat tiii en exempiifierad tryckgivare 12:1 och som kännerav trycket i kranens 1A verkstäiiande organ 7:1 för svängning av kranen i ett horisontaipiankring den vertikaia axein 16A. Tryokgivären 12:1 kan mäta det inre trycket hos hydrauivätskani kranens verkstäiiande organ 7:1 för svängning och därvid avge givardata som omfattar ettfortvarighets- och transienttiiiständ (steady state läge) hos nämnda verkstäiiande organ.

Den exempiifierade givaren t2zi skuiie givetvis kunna utgöras av viiken som heist avovan nämnda tryckgivare 12:1-12:n, vinkeigivare 11:1-11:n hos de ciika deiar eiler organ somingär i tradhanteringssystemet 1 etter en kombination av nämnda givare, i exempiifierande syfte kommer i det foijande ett första utföringsexempel att beskrivasnärmare ett arrangemang enligt uppfinningen som hänför sig tiii skadeberäkning av den iträdhanteringssystemet 1 ingående kranen 1A med utgångspunkt från nämnda förstaverkstäiiande organ 7:1 för svängning av kranen och den tryckgivare 1211 som är tiiiordnaddetta drivorgan. i denna dei bör det underförstäs att ett arrangemang motsvarande det här beskrivnakan arrangeras för beräkning av deiskada pä en enda etter ett valbart antai komponenter somingär i ett trädhanteringssystem 1. Valet av den komponent eiier de komponenter somövervakas med givare är givetvis beroende pä de beiastningsvärden som är av intresse förberäkning av deiskada pà trädhanteringssystemet. Ånyo med hänvisning tiii tig. 2, är tiii mätorganet 22 vidare koppiad enmikroprooessorbaserad styrenhet (CPU) 24 och en metian nämnda mätorgan 22 ochstyrenheten anordnad A/D omvandlare 25. Det bör underförstäs att det här, i exempiifieratsyfte, angivna komponentvalet meiian givare 21 och styrenhet 24 inte är begränsande föruppfinningen utan kan variera beroende pä typ av givare och vilket fortvarighets- ochtransienttiiiständ hos kranens 1 komponenter som skail mätas. Den diagnostiska enheten 2Ginnefattar vidare ett tili styrenheten operativt koppiat beräkningsorgan 29A för beräkning av enästadkommen skada pä trädhanteringssystem 1, baserat pä uppmätta driftparametrar viagivaren 12z1. De mätdata som via A/D omvandiaren 25 adresseras tiii styrenheten 24 benämnsi det följande aiimänt första och andra sensordata 13:1-13:n varvid första sensordata avserdata frän tryckgivare som representerar en aktueii beiastning PT pä åtminstone den ena, av den kran och den trädhanteringsenhet som ingår i föreliggande trädhanteringssystem, ochandra sensordata avser data lägesgivare, vilka är representativa för det inbördes förhållandetmellan åtminstone två i trädhanteringssystemet av exempelvis operatören ställ- ellermanövrerbara enheter.

Beräkningsorganet 29A utgörs av en sk. prediktor med uppgift att prediktera skadaeller haveri hos en eller en kombination av krandelar vilka i detta fall, i exemplifierande syfteenbart utgörs av kranens 1A första verkställande organ 7:1. Beräkningsorganet 29A är inrättatatt utföra en delskadeberäkning. Den diagnostisk enheten 20 innefattar även ett minne 26 förlagring av resultat från varje aktuell delskadeberäkning och ackumulerad delskada. l minnet26 kan även en datafil med specifika referensdata 27 registreras vilket kan ske i samband mednytillverkning av trädhanteringssystem 1 eller det fordon 1C på vilket trädhanteringssystemetär avsett att monteras. l den diagnostiska enheten 20 ingår även ett organ 29B för bestämningav en nyokelindikator Ni:1-Ni:n vars funktion kommer att beskrivas mer i detalj i det följande.

Den diagnostiska enheten 20 innefattar vidare en aktuator 23 som är operativtkopplad till styrenheten 24 och således även till det i exemplifierat syfte visade förstaverkställande organet 7:1 för svängning av kranen kring den vertikala axeln 10A. Aktuatorn 23är inrättad att reglera det första verkställande 7:1 drift baserat pà av nämnda mätorgan 22uppmätta värden från tryckgivaren 1211 i det verkställande organet 7:1. l fig. 3 visas närmare ett hydraulsystem 30 som är anordnad till kranens 1A olikaverkställande organ 7:1-7:n för manövrering av kranen. Hydraulsystemet 30 innefattar enhydraulpump 31 med vilken det första verkställande organet 7:1 och övriga verkställandeorgan 7:2-7:n drivs av hydraulvätska som levereras av pumpen. I figuren visas iexemplifierande syfte emellertid bara det första verkställande organet 7:1. Mellan det förstaverkställande organet 7:1 (eg. varje verkställande organ 7:1-7:n), och pumpen 31 finns enelektrohydraulisk hydraulventil 32 (eg. ett ventilblock) som styr hydraulvätskan frånhydraulpumpen 31 till det första verkställande organet 7:1 så att kranen 1A kan manövreraspå önskat sätt av operatören 3 genom påverkan av manöverenhetens styrspak 16.

Rent funktionellt utgörs aktuatorn 23 av nämnda elektriska hydraulventil 31 emedanden styr och reglerar hydraulflödet och, som beskrivits här inledningsvis, därmed också deneffekt som levereras till det första verkställande organet 7:1 för svängning av kranen 1A.Hydraulventilen 32 kan vara av den typ som tillåter både tryck och flöde att styras digitalt.

Den elektriska manövreringen av hydraulventilen 31 sköts via styrenheten 24 ochoperatörens 3 styrspak 16. Styrenheten 24 innefattar mjukvara med reglerstruktur som på ettsynkroniserat sätt kan styra flödet till och från kranens 10 första verkställande organ 7:1 försvängning beroende på styrspakens 16 läge. Styrspaken 16 kommunicerar med styrenheten24 respektive övriga komponenter via ett integrerat CAN-gränssnitt. Programrutiner styr viaPWM-utgängar proportionalmagneter i elektrohydrauliska pilotventiler som ingår i 3G 11 hydrauiventiien 32. i styrdatorns 24 minne 26 finns ventiistyrkurvor 26a i form av mjukvara somär anpassade för styrning av hydrauifiödet tiii det första verkstäilande organet 7:1 för svängningav kranen. Vidare finns korrektionsfaktorkurvor 27a, 28a med viika ventiistyrkurvorna 26a kanparameteriusteras pä ett sädant sätt att hydrauifiödet frän pumpen 31, exempelvis vid fulitspakutsiag pä styrspaken 16, kan begränsas pä ett i förväg bestämt sätt. Aktuatorn 23benämns i det föiiande även ätgärdsenhet och vars uppfinningseniiga funktion kommer attbeskrivas mer i detaii i det föijande.

Ben i fig. 2 visade styrenheten 24 är således anpassad att styra driften av kranen 1vad gäiier information om av operatören 3 begärd effekt (hydrauieffekt) PB tiii nämnda förstaverkstäiiande organ 7:1. Operatören 3 begär säiedes önskad hydrauieffekt PB tiii det förstaverkstäilande organet 7:1 och pä motsvarande sätt givetvis även tiii övriga hydrauiisktverksamma drivenheter 7:2-7:n som ingår i trädhanteringssystem 1, genom påverkan avstyrspaken 16.

Som nämns härovan styrs öppningsgraden hos hydrauiventiten 32 och därmed flödettiii drivenheten 'Fa för svängning av kranen medelst programvara som inbegriperventiistyrkurvor 2öa och nämnda korrektionsfaktorkurvor 2Ya, 28a. Den tryokgivare 12:1 somingàri det första verkstäiiande organet 7:1 för svängning av kranen är anpassad att väsentiigenkontinueriigt översända första sensordata 1331 tiii styrenheten 24 med information om detverkstaiiande organets 7:1 inre tryok. Med information om nämnda inre tryck kan styrenheten24 uppskatta beiastningen PT pä kranen 1 för den dei som avser nämnda verkstäilande organ(hydrauioyiinder). Övriga verkstäiiande organ 7:2-7:n och övriga delar utrustade medtryokgivare 12:1-12:n vinketgivare 11:1-11:n efter iängdmätgivare kan, i eniighet meduppfinningen, givetvis avkännas pä motsvarande sätt och ieverera andra sensordata 13:1-13:ntili styrenheten 24.

Ett trädhanteringssystern 1 av föreliggande siag är en kostsam komponent. Det ärdärför önskvärt att trädhanteringssystemet 1 kan uppnå samma livsiängd som fordonet 1G iövrigt. Bärmed kan stora kostnader för att reparera efter ersätta trädhanteringssystem med ettnytt undvikas. Ett trädhanteringssystem 1 iivsiängd är starkt reiaterat tiii den beiastning PTsom den utsätts för under drift av en operatör 3. i fig. 1 iiiustreras belastningen PT pä kranen 1A aiimänt med en pil. Med hiäip averfarenhet och statistiska beräkningar är det möiiigt att med god noggrannhet bestämma hurenskilda beiastningar PT reducerar iivsiängd. En reducering av teoretisk iivslängd benämns idet föijande deiskada S. Deiskada kan uttryckas i deiar, exempelvis tid, en uppskattad teoretisklivsiängd i driftstimmar. Deiskada kan, exempeivis uttryckas i miijondeiar avträdhanteringssystemets beräknade iivsiängd i driftstimmar. När en ackumuierad deiskada ZSn, som orsakas av enskiida beiastningar n pä kranen, uppnår värdet 1,0 har den teoretiska Eivsiängden för trädhanteringssystemet uppnåtts. 1D 2D 12 Fig. 5A visar ett exempei på ett samband meiian deiskada Sn och enskiidabelastningar PTn på ett trädnanteringssystem 1. Detta samband finns iagret i styrenhetens 24tiiiordnade beråkningsorgan ZQ. i detta fail har de enskiida beiastningarna PTn påträdhanteringssystemet 1 indeiats i tre kiasser nämiigen PL, PM, PH. PL motsvarar här ettområde med iäg beiastning, PM motsvara ett område med medeibeiastning och PH motsvararett område med hög beiastning. i ett område med iägre beiastning än den i området PL ärbeiastningen pä trädhanteringssystemets 1 (kranens 1A) förste verkstäiiande organ 7:1 försväng sä tåg att ingen deiskada Sn bedöms uppkomma. Dä kranens 1A första verkstäiiandeorgan '?:1 för svängning beiastas i området med en tåg beiastning PL uppkommer en deiskadamed ett iägt värde SL. Då krenens 1A första verkstäiiande organ 7:1 för svängning beiastas iområdet med en medeibeiastning PM uppkommer en deiskeda med ett medeivärde SM. Däkranens 1A första verkstäitande organ 7:1 för svängning beiastas i området med högbelastning PH uppkommer en deiskada med ett högt värde SH. Av diagrammet kan utiäsasatt deiskadans värde ökar väsentiigt med första verkstäiiande organets 7:1 och därmedkranens 1A beiastning. Det enskiida beiastningsvårdet PTn som utnyttjas för att bestämmadeiskadan Sn kan utgöras av det högsta beiastningsvärdet PTn inom en normgivandeaktiveringsperiod At av kranens 1A första verkstäiiande organ 7:1 för svängning. Mednormgivende aktiveringsperiod At avses i det föijande en i förväg bestämd tidsperiod somanvänds för att kiessificera ett beiastningsområde PL, PM, PH som ett beiastningsvärde PTngenererar. i fig. 58 visas närmare en kurva A i form av en rät linje som iiiustrerar en ackumuieraddeiskada aokumuierad deiskeda X Sn som utgör en uppskattning av trädnanteringssystemets1 förbrukade iivsiängd i timmar Ttn). Trädhanteringssystemet 1 uppnår såiedes en teoretiskiivsiängd då den ackumuierade deiskadan Il Sn = 1,0 dvs. i detta fait vid en driftstid H avexempeivis 2G GOD h. Kurva A2 även den i form av en rät iinje betecknar endeiskadebegränsande kurva. För att trädhanteringssystemet 1 med god sannolikhet skaiiuppnå sin teoretiska iivsiängd T bör det inte beiastas hårdare än vad som kan anses varanormait. För att förhindra att trädhanteringssystemet beiastas så hårt att den ackumuieradedeiskadan ï Sn ökar för snabbt i förhäiiande tiii kurvan A används ovan nämnda begränsandekurva A". Den begränsande kurvan A' visar ett maximait acceptabeit värde av aokumuieraddeiskada i Sn som funktion av driftstiden T i timmar. Denna kurva A" är avsedd att utgöra enövre gräns som enskiida driftpunkter B hos trädhanteringssystemet 1 som inte får överskridas.Skiiinaden meiian kurvan A ooh kurvan A' utgör ett värde som bestämmer hur mycket dennormgivande kurvan A får överbeiastas innan styrenheten 24 via aktuatorn 23 initierar enbegränsning av beiastningen på trädhanteringssystemet t. Den begränsande kurvan A'närmar sig successivt normaikurvan A med ökande driftstid T så att kurvorna A, A'sammanfaiier då den teoretiska iivsiängden för trädhanteringssystemet 1 har uppnåtts. "lO 13 Under drift av trädhanteringssystemet 'l är styrenheten 24, med hjälp av29A,trädhanteringssystemet med hjälp av ackumulerad delskada E Sn och information om beräkningsorganet anpassad att uppskatta aktuella driftspunkter B förträdhanteringssystemets driftstld l-l. l Flg. öB visas närmare hur driftspunkterna B för trädhanteringssystemet kan varieramed driftstiden T. Om en aktuell driftspunkt B tangerar eller överskrider den begränsandekurvan A* är styrenheten 24 säledes anpassad att begränsa belastningen päträdhanteringssystemet t. Styrenheten 24 kan därvid vara anpassad att förhindra att detverkställande organet 7:1 för svängning av kranen "lA och därmed att kranen som helhetbelastas inom högbelastningsomrädet Pl-l, även om operatören 3 med spakreglaget tö begärett hydraulflöde till det första verkställande organet 7:1 ooh därmed en effekt som kräverbelastning PT av kranen inom högbeiastningsomrädet Pl-l. Under sådana omständigheterinitierar styrenheten 24 en belastning PT av kranen t inom medelbelastningsomrädet Plvl ochett mindre hydraulflöde erhålls än det begärda PB. Därmed undviks de höga delskadevärdenSl-l som belastningar PT av kranen 1 inom högbelastnlngsomrädet Pl-l ger upphov till. Dä ensådan begränsning av kranens t belastning införts hamnar eftenföljande driftspuhkter B,åtminstone efter en tid, under den begränsande kurvan Ai Under tillfällen dä belastningen avträdhanteringssystemets t kran tA är begränsad indikeras detta pä lämpligt sätt medelstindikeringsorganet t? så att operatören 3 blir medveten om att belastningen är begränsad.lndikerlngsorganet t? kan även innefatta funktionen att varna en operatör 3 om att de aktuelladriftspunkterna B börjar närma sig den begränsande kunvan Ai lndikeringsorganet t? kanäven kontinuerligt visa aktuell belastningspunkt B och dess läge i förhållande till kurvorna A,A". När driftspunkterna faller under den begränsande kurvan A' med ett bestämt värde ellernär den normgivande kurvan upphör begränsningen av kranens t belastning. Därmed kankranen t äter utnyttjas inom hogbelastningsområdet Pl-l. Driftpunkterna B bildar i detta fall enkurva B" som sammanfaller med kurvorna A, A" dä den teoretiska livslängden för kranen tuppnåtts.

Det bör underförstäs att det ovan beskrivna, som baseras sig pä analys av delskadaoch ackumulerad delskada, l allt väsentligt utgör redan känd teknik vid styrning ochövervakning av livslängd hos skogsmaskiner. Att en delskadan är aokumulerad innebärsåledes att den i praktiken är redan har inträffad och därmed saknar den dynamiskaåterkoppling som krävs för att i praktiken kunna tjäna som stöd för en operatör att sensorisktstyra och kontrollera ett trädhanteringssystem sä att en operatör kan undvika delskadasamtidigt som trädhanteringssystemets mekanik maximalt kan utnyttjas. lvled hänvisning till fig. 5D visas i detaljförstoring ett parti av ett omräde mellannämnda kurvor A, A". Med B betecknas en driftspunkt för en belastning PB som beror pä ett av en operatör valt aktuellt driftsätt dbfl-dbzn av trädhanteringssystemet under en 14 aktiveringsperiod At. Med AX betecknas en normgivande kurva och med A'X endelskadebegränsande kurva där var och en av nämnda kurvor kan svara mot ett normgivandeoperativt driftsätt dbX:1-dbX:n hos trädhanteringssystemet för det av en operatör 3 valdaaktuella och därmed faktiska operativa driftsättet db:1~db:n hos trädhanteringssystemet.

Med hänvisning även till fig. 6 bestäms i enlighet med uppfinningen en aktuellnyckelindikator Ni:1-Ni:n under en aktiveringsperiod At utgående från åtminstone nämndaförsta sensordata 13:1-13:n. Med aktiveringsperiod At avses härvid den i förväg bestämdatidsperiod under vilken en delskada Sn normalt bestäms. Nyckelindikatorn Ni:'l-Ni:n beskriverhärvid ett mätvärde X som hänför sig till driften av trädhanteringssystemet 1 och vilketmätvärde är representativt för risken för delskada, i relation till en specifik uppgift om ett aktuelltoperativt driftsätt (db:1-db:n) hos trädhanteringssystemet. Uppgift om aktuellt operativt driftsättdb:1-db:n hos trädhanteringssystemet 1 erhålls genom att styrenheten 24 jämför erhållnasensordata 13:1-13:n med referensdata 27 i minnet. I ett efterföljande steg jämförs åtminstoneett av de bestämda aktuella faktiska delskadevärdena SL, SM, SH med ett från referensdata27 hämtat normgivande delskadevärde SLX, SMX, SHX för ett mot den aktuellaNi:1-Ni:n driftsätt db:1X-db:nX avträdhanteringssystemet 1. Nämnda normgivande driftsätt db:1X-db:nX finns således lagrat i nyckelindikatorn svarande normgivandeminnet som referensdata 27 och representerar ett i förväg bestämt optimalt driftsätt förträdhanteringssystemet 1 som motsvarar eller i vart fall väsentligen överensstämmer med detvia sensordata 13:1-13:n fastställda aktuella faktiska operativa driftsättet db:1-db:n hosträdhanteringssystemet 1.

Som visas i delförstoringen i fig. 5G kan, i enlighet med uppfinningen, härvid ävennormalkurvan A och den delskadebegränsande kurvan A' justeras med avseende på nämndanormgivande driftsätt db:1X-db:nX med avseende nyckelindikatorn Ni:1-Ni:n. Den mot detaktuella driftsättet justerade normalkurvan A respektive den delskadebegränsande kurvan A'betecknas sålunda med AX respektive A'X i delförstoringen.

Föreliggande arrangemang kan vara självlärande såtillvida att en förändring sompåverkar ett mätvärde X som identifieras och lagras i minnet 26 kan utgöras av en förändringsom radikalt minskar risken för delskada hos trädhanteringssystemet vid en specifikarbetsoperation. En förändringen som identifieras och lagras kan företrädesvis vara enförändring som har en positiv effekt på de nyckelindikatorer som övervakas. Genom attinformationen kan lagras i minnet 26 är således möjligt för externa användare att via interneterhålla information, att bearbeta eller dela informationen. Förändringen i fråga kan vara enförändring som är relaterad till utbyte av enskilda komponenter eller enheter som ingår iträdhanteringssystemet exempelvis ersättning av ett äldre skördaraggregat i änden av kranentill ett skördaraggregatets inbördes arbetslägen vid utförande av viss typ av arbetsoperation (fällning modernare kraftfullare skördaraggregat. Förändring av kranens och/eller -- upparbetntng av träd) som påverkar mätvärdet X i positiv riktning med avseende på riken fördetskada. Förändring kan även avse byte av maskininstättning etter driftsparametrar, serviceetter ersättning av en sttten maskindet, en förändrad arbetsmetod, förändrat arbetssätt avmasktnoperatör etter någon annan tiknande förändring.

För att förhindra att trädhanteringssystemet 'i betastas för hårt bestäms en förändringsom påverkar mätvärdet X av nyckelindikatorn Nizi-Nizn pä så sätt att det aktuettadetskadevärdet St., StVi, SH återgår titt etter i varje fatt närmar sig en nivå som motsvarar detnormgivande detskadevärdet SLX, SfvtX, St-tX för den aktuetta nyeketindikatorn. Som framgårav grafen i fig. 4 kan en sådan ske genom att betastningen på trädhanteringssystemetreduceras automatiskt via aktuatorn 23 etter genom att operatören 3 via operatörsgränssnittet28 erhätter instruktioner att genom påverkan av spakregtaget 'tö försöka begränsabetastntngen, exempetvis genom att manövrera trädnanteringssystemets t kran 1A,skördaraggregat tB etter tiknande enhet i ett ur betastningssynpunkt mer tämptigt etterfördetakttgt positions- etter arbetstäge för att förändra nycketindikatorns Nift-Nim mätvärde Xoch härtgenom t möjtigaste män också undvika detskada. Bet sistnämnda, nämtigen attmätvärdet X och därmed risken för detskada kan reduceras, hett enkett genom att operatöreni en arbetsoperation, med utgångspunkt nämnda tägesreiaterade andra sensordata t3:'t-t3:n,genom information frän operatörsgränssnittet 28, vätjer att ändra den retativa vridningsvinkeinof - :på meitan två stättbara armdetar i den kran tA som ingår i trädhanteringssystemet i. t tig. 5G ittustreras nämnda förändring av mätvärdet X med en pit som förityttardriftpunkten B titt ett normatt arbetsområde metlan de båda kurvorna A, A* atternativt AX, AUX.

Fig. 7 visar ett ftödesschema som beskriver hur uppfinningen kan styra och kontrotterativstängd hos ett trädhanteringssystem 1 genom att jämföra en aktuett faktiskt uppträdandedetskada med den detskada som exempetvis fättning och upparbetning av träd normatt börinnebära. En onormatt stor detskada kan exempetvis uppträda i det fatt en mindre erfarenoperatörs kör systemet på ett otämptigt sätt som genererar onormatt hög detskada. Detuppfinningsentiga arrangemangets styrenhet 24 agerar i förkommande fatt på sensordata 13:1-t3zn och vidtar skadebegränsande åtgärder sä att den uppträdande detskadan återgår titt ennormat nivå.

Vid steget S2Q startar processen. Vid steget S21 bestäms med utgångspunkt frånt3:t-'i3:n ett aktuetit faktiskt detskadevärde SL, Stvt, St-t hosträdhanteringssystemet t. sensordata Vid steget S22 bestäms med utgångspunkt från sensordata t3:t-t3:n ennycketindikator Niflt-Nkn som beskriver ett mätvärde X för driften av trädhanteringssystemeti. Vid steget S23 bestäms ett normgivande detskadevärde SLX, StvtX, St-tX som svarar motnycketindikatorn Nizt-Ntzn och trädhanteringssystemet driftsätt. Vid steget S24 bedöms om detaktuetta detskadevärdet St., StVt, SH är större än etter tika med det normgivande 16 delskadevärdet SLX, SMX, SHX för den aktuella nyckelindikatorn Ni:1-Ni:n. Om så inte ärfallet PT påträdbehandlingssystemet. Om det aktuella delskadevärdet SL, SM, SH däremot är större äneller lika med det normgivande delskadevärdet SLX, SMX, SHX för den aktuellanyckelindikatorn Ni:1-Ni:n bestäms en förändring på mätvärdet X som förflyttar driftpunkten B initierar styrsystemet 24 ingen begränsning av belastningen för trädhanteringssystemet 1 mot det normgivande delskadevärdet SLX, SMX, SHX för denaktuella nyckelindikatorn Ni:1-Ni:n.

I fig. 9 visas schematiskt ett exempel på ett operatörs- eller användargränssnitt 28med en grafisk representation på en display av en bestämd nyckelindikator Ni:1-Ni:n med ettmätvärde X som presenteras på en första axel, dvs y-axeln och en kumulativ variabel, såsomen ackumulerad delskada Z Sn på en andra axel, dvs. x-axeln. Med hjälp av förargränssnittet28 kan presenteras information för operatören 3 om trädhanterlngssystemets 1 driftsätt db:1-db:n under en övervakad tidsperiod, samt via en indikatorlinje 45 information en förändring avnyckelindikatorns mätvärde X som genomförts exempelvis att effekten på kranens 1A förstaverkställande organ 7:1 för svängning av kranen via aktuatorn 23 från 100 % effektnivå 48 harreducerats med 10 % för att undvika delskada. Om nyckelindikatorns mätvärde X och därmeddelskada vid kontroll under en efterföljande aktiveringsperiod At fortfarande är för högt kanstyrenheten 24 vidta ytterligare effektreducerande åtgärder via aktuatorn 23. Om nyadelskador inte rapporteras kan effektbegränsningarna på verkställande organ 7:1-7:n återgåeffekt.nyckelindikatorn Ni:1-Ni:n kan tillhandahållas av nämnda indikatorlinje 45. Ett flaggmönster 46 till normala nivåer, dvs. 100 % Information om ett ändrat mätvärde X hoskan vara anordnat på indikatorlinjen 45 där ett respektive flaggmönster 46 kan lämnainformation om förändring i kombination med informativ text. Med hjälp av färgperception, kanfärgerna grönt, gult och rött informera en operatör 3 om graden på ett ändrat mätvärde X i ettflaggmönster 46 i vilket färgerna bildar en allmänt känd skala där rött innebär mycket hög riskför delskada och därtill att mycket hög effektreduktion på verkställande organ 7:1-7:n vidtagitsvia aktuatorn 23. Med 48 betecknas en normalnivå med 100 % effektuttag på verkställandeorgan 7:1-Yin.

Fig. 10 visar ett flödesschema som beskriver ett förfarande enligt uppfinningen medavseende på kranen 1A och det första verkställande organet 7:1 som används för att svängakranen i horisontalplanet varvid var och en av nämnda enheter ingår i ett trädhanteringssystem1 enligt uppfinningen.

Vid steget S1 startar processen. Vid steget S2 mottar styrenheten 24 en begäran frånoperatören 3 medelst spakreglaget 16 om önskat hydraulflöde PB och därmed effekt påkranens 1A första verkställande organ 7:1 för svängning av kranen. Med kännedom om aktuellackumulerad delskada Z Sn och driftstid H bestämmer styrenheten 24, vid steget S3, aktuelldriftspunkt B för det första verkställande organet 7:1. Vid steget S4 jämför styrenheten 24 om 'lO 17 driftspunkt B tangerar eller ligger över den begränsande kurvan A', A'X. Om så inte är falletinitierar styrenheten 24 ingen begränsning av belastningen PT på det första verkställandeorganet 7:1 och vilket vid steget S5 ges det begärda hydraulflödet och därmed effekt PB.

Därefter fastställer styrenheten 24, vid steget S6, om belastningen PT på det förstaverkställande organet 7:1 är ett enskilt belastningsvärde PTn som skall användas för attuppskatta en delskada S.

Om belastningen PT inte bedöms vara ett sådant enskilt belastningsvärde PTn såstartar processen om från start utan att någon delskada S registreras.

Ett enskilt belastningsvärde PTn för bestämning av delskada kan exempelvis utgörasav ett högsta belastningsvärde PT inom en aktiveringsperiod At av det första verkställandeorganet 7:1 och därmed av kranen 1A.

Vid steget S7 bedöms om det enskilt belastningsvärdet PTn som skall användas föratt uppskatta en delskada S är ett enkelt belastningsvärde PTn med en delskada Sn inomområde: PL, PM, PH eller ett belastningsvärde PTnX med nyckelindikator Ni:1-Ni:n.

Om belastningsvärdet PT däremot utgör ett enkelt delskadebestämmandebelastningsvärde PTn, bedöms vid steget S8, inom vilket belastningsområde PL, PM, PH sombelastningsvärdet PTn befinner sig (se fig. 5A). Därefter bestäms, vid steget S8, den delskadaSL, SM, SH som motsvarar belastningsvärdet PTn. Detta värde SL, SM, SH utgör därmed endelskada Sn för belastningsvärdet PTn. Vid steget S9 summeras delskadan Sn med tidigareackumulerad delskada Z Sn så att ett nytt värde på den ackumulerade delskadan Z Sn erhålls.

Därefter startar processen om från start.

Om styrenheten 24, vid steget S4, istället konstaterar att driftspunkt B tangerar ellerligger över den begränsande kurvan A', A'X (se fig. 5B och 5C) är styrenheten 24 anpassadatt begränsa belastningen PT på första verkställande organet 7:1 för svängning av kranen 1A.Styrenheten 24 bestämmer därvid, vid steget S10, ett maximalt värde PTmax som förstaverkställande organet 7:1 högst får belastas med. Styrenheten 24 kan exempelvis begränsabelastningen på första verkställande organet 7:1 PTmax till värdet PM vilket förhindrar att förstaverkställande organet 7:1, belastas inom högtrycksområdet PH. Styrenheten 24 kan även vidsteget S10, bestämma den flödeseffekt Pmax som erhålls med den maximalt tillåtnabelastningen på den första verkställande organet 7:1. Vid steget S11 avgör styrenheten 24 omden av operatören begärda flödeseffekten PB är lika med eller lägre än den maximalt tillåtnaflödeseffekten Pmax. Om så är fallet betyder det att den begärda effekten PB kan tillåtas ochförsta verkställande organet 7:1 belastas, vid steget S5, med belastningen PT som således ärlägre än den maximalt tillåtna belastningen på första verkställande organet 7:1 PTmax_Därefter fortsätter processen med steget S6 och eventuellt stegen S8 och S9 på motsvarandesätt som beskrivits ovan. Om styrenheten 24, vid steget S11, istället konstaterar att operatörenbegär en effekt PB som är större än den maximalt tillåtna effekten PB är styrenheten 24 18 anpassad att begränsa effekten till den maximalt tillåtna effekten Pmax. Styrenheten 24begränsar därmed belastningen PT på första verkställande organet 7:1, vid steget S12 till detmaximalt tillåtna belastningsvärdet PTmax. Därefter fortsätter processen med steget S6 ocheventuellt stegen S8 och S9 på motsvarande sätt som beskrivits ovan.

Enligt uppfinningen fastställer alltså styrenheten 24, vid steget S7, om belastningenPT på första verkställande organet 7:1 är ett enkelt belastningsvärde PTn med en delskadaSn inom område: PL, PM, PH eller ett belastningsvärde PTnX med nyckelindikator Ni:1-Ni:nsig hänför sig till driften av första verkställande organet 7:1 och som är representativt för riskenför delskada, i relation till en specifik uppgift om ett aktuellt operativt driftsätt (db:1-db:n) hosförsta verkställande organet 7:1.

Om styrenheten 24, vid steget S7, istället för vad som beskrivits härovan, konstateraratt det delskada-bestämmande belastningsvärdet PTn är ett belastningsvärde PTnX mednyckelindikator Ni:1-Ni:n, bedöms vid steget S13, inom vilket belastningsomràde SLX, SMX,SHX som belastningsvärdet PTnX med nyckelindikator (Ni:1-Ni:n) befinner sig (se fig. 5A-5C).Därefter bestäms, vid steget S13, den delskada SLX, SMX, SHX som motsvararbelastningsvärdet PTnX. Detta värde SLX, SMX, SHX utgör därmed en delskada SnX som ärrelaterad till en bestämd nyckelindikator Ni:1-Ni:n i relation till en specifik uppgift om ett aktuelltoperativt driftsätt db:1-db:n hos det första verkställande organet 7:1.

Vid steget S9 summeras delskadan SnX med nyckelindikator Ni:1-Ni:n med tidigareackumulerad delskada Z Sn så att ett nytt värde på den ackumulerade delskadan Z Sn erhålls.

Om det i enlighet med uppfinningen vid steget S13 konstateras att delskadan SL, SM,SH är en delskada SnX med nyckelindikator Ni:1-Ni:n tillser styrsystemet 24 att operatören 3,vid steget S14, varskos om rådande skadliga driftsförhållanden (exempelvis vårdslös körning,olämplig kranvinkel, etc.) via indikeringsorganet 17 (gränssnittet 28) i förarhytten 2, samt kanstyrorganet 24 därtill, vid steget S15, bestämma ett nytt PTmax' som kranens 1 verkställandeorgan 7:1 för svängning av kranen högst får belastas med. Styrenheten 24 bestämmer, vidsteget 44, den nya flödeseffekt Pmax' som på grund av rådande skadliga driftsförhàllandenanger ny maximalt tillåten belastningen på kranens 1A verkställande organ 7:1 för svängning.

Som beskrivits härovan begränsas belastningen PT på den första hydraulcylindern10 och därmed kranen 1 med nämnda nya PTmax' av den till styrenheten 24 operativtkopplade aktuatorn 23.

Därefter startar processen om från start. ~.~~.»~.-».......»~~w.-~w.

Claims (1)

1. 1. Förfarande för att styra och kontroiiera iivsiängden nos en trädhanteringssystem (t)innefattande en kran (fA) utrustad med en trädhanteringsennet (fB) såsom ettskördaraggregat eiier iiknande och viiket trädnanteringssystem är aktiverbart medvarierande beiastningsvården genom inverkan av ttydrauidrivna verkstäiiande organ(Yfi-ïzn) varvid trädnanteringssystemet (t) och tiiinörande verkstäiiande organ biidar de!av en Skogsmaskin, och viiket förfarande innefattar stegen; 2. - att erbåita första sensordata (13:1-13:n) från tryokgivare som representerar en aktueiibelastning (PT) på åtminstone den ena, av den kran och den trädhanteringsennet somingår i trädnanteringssystemet, 3. - att bestämma ett aktueiit deiskadevärde (SL, SM, SH) som bedöms uppkomma påträdnanteringssystemet vid olika betastning (PT) på trädnanteringssystemet, 4. k ä n n e t e c k n a t av föijande operationers steg; 5. - att bestämma en nycketindikator (Niri-Nizn) som beskriver ett mätvärde (X) som hänförsig tiii driften av trädttanteringssystemet (i) och är representativt för risken för deiskada,i reiation tiit en specifik uppgift om ett aktuetit operativt driftsätt (dot-don) nostradttanteringssystemet, 6. - att jämföra åtminstone det aktueiia deiskadevärdet (SL, Sivt, SH) med ett norrngivandedeiskadevärde (SLX, SMX, St-iX) för ett mot nyokeiindikatorn (Niri-Nizn) svarandenormgivande driftsätt (dbfiX-dtxnX) av trädhanteringssystemet ooh att bestämma enförändring som påverkar mätvärdet (X) av nyokeiindikatorn (Niit-Niin) på så sätt att detaktueiia deiskadevärdet (SL, SM, SH) återgärtiii, etter närmar sig en nivå som motsvarardet normgivande deiskadevärdet (SLX, SMX, SHK) för nyckeiindikatorn. 7. Förfarande entigt kravet t, innefattande steget; att summera varje uppskattatdeiskadevärde (SL, Sit-ri, SH) tiit en ackumulerad deiskada (2 Sn) som utgör enuppskattning av trädnanteringssystemets (t) totait förbrukade iivsiängd. 8. Förfarande entigt något av kraven 1 - 2, innefattande steget; att en förändring avnyokeiindikatorns (Nifi-Ntn) mätvärde (X) inbegriper att begränsa beiastningen (PT) avträdttanteringssystemet (f) titt ett högsta tiiiåtet beiastningsvärde (PMAX) omdeiskadevärdet (SL, Sfvi, SH) överstiger det normgivande deiskadevärde (SLX, SiviX,SHX) som föijer av den bestämda nyokeiindikatorn (Nifi-Ntnt 9. Förfarande entigt något av kraven t - 3, innefattande steget; att erhäiia andra sensordata(13:'i-'i3:n) från iägesgivare, viika är representativa för det inbördes förhåtiandet meiian 10. åtminstone två i trädhanteringssystemet, ställ- eller manövrerbara enheter, varvid denaktuella nyckelindikatorn (Ni:1-Ni:n) bestäms på basis av en kombination av nämnda första och andra sensordata. Förfarande enligt något av kraven 1 - 4, innefattande steget; att i ett förargränssnitt (28)för en operatör (3) av trädhanteringssystemet (1) presentera information omnyckelindikatorn (Ni:1-Ni:n) tillsammans med information om trädhanteringssystemetsdriftsätt (dbi1-dbzn) under en övervakad tidsperiod och vidare; - att för operatören (3) presentera en förändring av nyckelindikatorns mätvärde (X) somgenomförts och hur den inverkar på nyckelindikatorn eller, - att för operatören (3) föreslå en förändring av nyckelindikatorns (Ni;1-Ni:n) mätvärde(X) och hur det kommer att inverka på nyckelindikatorn. Förfarande enligt något av kraven 1 - 5, innefattande steget; att förändraträdhanteringssystemets (1) driftsätt (db:1-db:n) för att styra nyckelindikatorns (Ni:1-Ni:n)mätvärde (X) mot ett önskad värde i enlighet med skillnaden mellan nyckelindikatorn ochden förändring som presenteras i förargränssnittet (28). Förfarande enligt något av kraven 1 - 6, innefattande steget; att förändraträdhanteringssystemets (1) driftsätt (dbfl-dbzn) för att styra den bestämda aktuellanyckelindikatorn (Ni:1~Ni:n) mot ett önskad mätvärde (X) genom att begränsahydraulflödet till det eller de verkställande organ (7:1-7:n) som ingår i åtminstone en avföljande enheter; kranen (1A), trädhanteringsenheten (1B) eller en kombination av nämnda enheter till ett högsta tillåtet belastningsvärde (PMAX). Förfarande enligt något av kraven 1 - 7, innefattande steget; att i en databas eller ettminne (26) lagra information om en förändring som kan påverka ett mätvärde (X) avnyckelindikatorn (Nii1-Niin). Förfarande enligt kravet 8, varvid information om en förändring innefattar åtminstone enav följande; typ av förändring, mätvärde (X) före förändring resp. mätvärde (X) efterförändring, driftsätt (db:1-db:n) före förändring respektive driftsätt (db:1-db:n) efterförändring. Förfarande enligt något av kraven 1 - 9, varvid förändringen bestäms automatiskt avstyrenheten (24) på basis av nämnda första (13:1-13:n) respektive andra sensordata 11. 21 (13:t-'i3:n) som insamiats från tryckgivare (t2:t-t2:ri) och iägesgivare (itzt-itzn) i trädhanteringssystemet (1). Arrangemang för att styra och kontroiiera iivsiängden hos ett trädhanteringssystem (t) vid en skogsmaskin, och viiket arrangemang innefattar; en kran (tA) uppbärande en trädhanteringsenhet (18), såsom ett skördaraggregat eiier iiknande, verkstäiiande organ (?:'i-7:n) som vart och ett kan skapa en krafteffekt på tradhanteringssystemet och är aktiverbara med varierande beiastningsvärden (PT) genom en operatörs (3) påverkan av en styrspak (16) som via ett hydrauisystem (39) regierar ett hydrauifiöde tili ooh från nämnda verkstäiiande organ, varvid arrangemanget vidare innefattar; en styrenhet (24) anpassad att motta information om belastningen (PT) pååtminstone den ena, av den kran (tA) och den trädhanteringsenhet (18) somingår i trädhahteringssystemet, där denna information innefattar, första sensordata (f3:'i-”i3:n) från tryckgivare och andra sensordata (t3:t-t3:n)från iägesgivare, en aktuator (23) viiken är koppiad tiii styrenheten (24) och med viiken, genomhydrauifiödesreduktion tiii åtminstone ett av de verkstäiiande organen (7;1~7:n),beiastningen (PT) på trädhahteringssystemet kan begränsas tiii ett i förvägbestämt högsta beiastningsvärde (PTmax), varvid styrenheten (24) är anordnad att bestämma ett eiier ett fiertai aktueiiadeiskadevärdeh (SL, Sivi, Si-i) som under en normgivande aktiveringsperiod (At)bedöms uppkomma på trädhanteringssystemet vid oiika beiastningar (PT) päträdhanteringssystemet, ,kännetecknatavatt att styrenheten (24) är anordnad att bestämma en aktueii nyokelindikator (Niït-Ni:n) som beskriver ett mätvärde (X) som hänför sig tiii driften avträdhanteringssystemet (t) och är representativt för risken för en deiskada, ireiation tiii en specifik uppgift om ett aktueiit operativt driftsätt (död-dom) hosträdhanteringssystemet, - att jämföra åtminstone ett av de bestämda aktueiia deiskadevärdena (SL, SM,SH) med ett normgivande deiskadevärde (SLX, SMX, SHX) för ett mot denaktueiia nyokeiindikatorn (Ni:1~i\ii:n) svarande normgivande driftsätt (dbïiX-db:nX) av trädhanteringssystemet och att bestämma en förändring som påverkar måtvärdet (X) av nyckeiindikatorn(Nät-Niin) på så sätt att det aktueiia deiskadevärdet (SL, SM, SH) återgår tiii, 2G 14. , 17. 22 eiier närmar sig en nivå som motsvarar det normgivande delskadevärdet (SLX,SiviX, Si-lX) för aktuell nyokeiindikator, och vilket arrangemang vidare innefattar, «- varvid nämnda förändring av måtvärdet (X) verkstäilas av den tili styrenheten (24)kopplade aktuatorn (23). Arrangemang enligt kravet 11, varvid såväl det norrngivande delskadevärdet (SL, SM,SH) som det, mot den aktuella nyokelindikatorn (Ni:1-Ni:n) svarande normgivandedriftsåttet (db:1X-db:nX) är iagrade som referensdata (27) tlii styrsystemet (24). Arrangemang enligt något av kraven 11- 12, varvid första sensordata (13:1-13:n)innefattar data från tryokgivare (12: 1-1 2:n) som år arrangerade i trädifianteringssystemetooh kan representera en aktuell belastning (PT) på åtminstone den ena, av den kran(1A) eller den trädhanteringsenhet (1 B) som ingår i trädnanterlngssystemet, Arrangemang enligt något av kraven 11 - 13, varvid andra sensordata (13:1-13:n)innefattar data från iägesgivare (11:1-11:n) som är arrangerade i trädnanterlngssystemetoch kan representera uppgift om det inbördes vinkeliäget eller lägesförnåliandet mellanåtminstone två relativt varandra ställ- elier manöverbara enheter som ingar den ena, av den kran (1A) eller den trådhanteringsenhet (18) som ingår i trädhanteringssystemet. Arrangemang enligt något av kraven 11 - 14, varvid det nydraulsystemet (30) ärelektroniskt verksamt ooh innefattande ventiistyrkurvor (Zöa) med vilka hydraulfiödet tillnämnda verkställande organ (?:1-7:n) kan regleras vid påverkan av styrspaken (tå), ochatt aktuatorn (23) innefattar korrektionsfaktorkurvor (27a, 28a) med vilka nämndaventilstyrkurvor (26a) kan styras ned (justeras) för begränsande av den krafteffekt somlevereras till nämnda verkställande organ (7:1-7:n). Arrangemang enligt något av kraven 1 - 15, varvid styrenheten (24) är anordnad att mottainformation från en tryckgivare (12:1-12:n) som avkänner ett inre nydrauitryok låtminstone en krets som försörjer ett verkställande organ ('7:1-7:n) med nydrauiflöde föratt bestämma belastningen (PT) på trädnanteringssystemet. Arrangemang enligt kravet 14, varvid nämnda andra sensordata (13:1-13:n) innefattardata från iägesgivare (11:1-11:n) med uppgift om en vridningsvinkei (gt - (93) nos enrotationsaxel hos åtminstone en av de rörelseaxlar som ingår i trädnanteringssystemetskran (1A). 23 18. Arrangemang eniigt nagot av kraven ii - 117, innefattande en mikroprooessorbaseradstyrenitet (24), som är konfigurerad att åtminstone: identifiera en förändring sompåverkar av deiskada nos ett trädnanteringssystem (i) vid en Skogsmaskin, att iagrainformation om förändringarna i ett minne (26) och att utnyttja informationen omförändringar för att presentera en nyokeiindikator (Nifi-Nizn) med ett mätvärde (X) sombeskriver en kombination av aktueiit driftsätt (doft-don) och uppträdande deiskada nosträdhanteringssystemet, ett ooeratörsgränssnitt (28) med vilket denna information kantjäna som stöd eiier kompiement för en operatör, att andra sitt körsätt för att sàiundaminska risken för deiskada. *vw-mv »a-w-.wvww-.ww-a-ws