SU1105577A1

SU1105577A1 - Method and apparatus for controlling digging mechanisms of excavator

Info

Publication number: SU1105577A1
Application number: SU823479126A
Authority: SU
Inventors: Юрий Моисеевич Иржак; Владимир Николаевич Полузадов; Анатолий Владимирович Шлыков; Юрий Алексеевич Девяткин
Original assignee: Московский Ордена Трудового Красного Знамени Инженерно-Строительный Институт Им.В.В.Куйбышева
Priority date: 1982-07-30
Filing date: 1982-07-30
Publication date: 1984-07-30

Abstract

1. Способ управлени копающими механизмами экскаватора путем измерени угла наклона и вылета руко ти, отличающийс тем, что, с целью сокращени времени перемещени ковща, при транспортировке груженого ковща задают угол наклона руко ти, сравнивают его с текущим и пропорционально величине их рассогласовани измен ют скорость привода подъема, а при транспортировке порожнего ковша дополнительно задают вылет руко ти, сравнивают его с текущим и пропорционально величине их рассогласовани измен ют скорость привода напора. ел сд 1. The method of controlling the digging mechanisms of an excavator by measuring the angle of inclination and departure of the arm, characterized in that, in order to reduce the travel time of the bucket, when transporting the loaded bucket, they set the angle of the arm, compare it with the current one and change the speed in proportion to their mismatch. the lift drive, and when transporting the empty bucket, they additionally set the arm reach, compare it with the current one and, in proportion to their mismatch, change the speed of the pressure drive. ate sd

Description

2. Устройство дл осуществлени способа по п. , содержащее привод подъема и напора с блоками управлени , командоконтроллер привода напора, датчик вылета руко ти и датчик угла наклона руко ти, отличающеес тем, что, с целью повьшлени быстродействи устройства, оно снабжено задатчиком угла наклона руко ти, задатчиком вылета руко ти, регул тором угла наклона руко ти, регул тором вылета руко ти, датчиком загрузки ковща и элементом ИЛИ, причем датчик загрузки ковща подключен к первому входу регул тора вылета руко ти.2. An apparatus for carrying out the method according to claim 1, comprising: a lift and head actuator with control units; a pressure actuator control unit; a handle overhang sensor; and a handle inclination angle sensor, characterized in that, in order to improve the speed of the device, it is provided with a tilt angle adjuster. the handle, the handle of the handle of departure, the handle of the angle of inclination of the handle, the control of the departure of the handle, the sensor loading the bucket and the element OR, the sensor loading the bucket connected to the first input of the controller of the departure of the handle.

к второму и третьему входам которого подключены соответственно датчик и задатчик вылета руко ти, а выход регул тора вылета руко ти подключен к первому входу элемента ИЛИ, к втоцому входу которого подключен командоконтроллер привода напора, а выход элемента ИЛИ подключен к блоку управлени привода напора, а датчик угла наклона подключен к первому входу регул тора угла наклона, к второму входу которого подключен задатчик угла наклона руко ти, а выход соединен с блоком управлени приводом подъема.To the second and third inputs of which are connected, respectively, the sensor and the handle of departure of the handle, and the output of the controller of the departure of the handle is connected to the first input of the OR element, to the second input of which the pressure actuator controller is connected, and the output of the OR element is connected to the control unit of the drive actuator, and The tilt angle sensor is connected to the first input of the tilt angle adjuster, to the second input of which the handle tilt angle adjuster is connected, and the output is connected to the lift drive control unit.

1one

Изобретение относитс к области управлепи копающими механизмами одноковщовых экскаваторов типа пр ма лопата и предназначено дл управлени этими механизмами при транспортировке ковща к месту разгрузки и обратно.The invention relates to the field of control mechanisms of single-shovel excavators of the type of a flat shovel and is intended to control these mechanisms when transporting the bucket to the place of unloading and back.

Известен способ управлени приводами подъема и напора одноковщового экскаватора тина пр ма лопата, позвол ющий автоматизировать перемещение ковща в процессе копани путем регулировани напорного усили в зависимости от нагрузки на привод подъема 1.A known method of controlling the drives of a hoist and a head of a single-bucket excavator is a flat shovel, which allows to automate the movement of the bucket during the digging process by adjusting the pressure force depending on the load on the hoist drive 1.

Однако этот способ, обеспечивающий управление приводами подъема и напора в процессе копани , не позвол ет автоматизировать операцию транспортировки груженого ковша к месту разгрузки и порожнего KOBnia к месту начала нового копани .However, this method, which provides control of the lift and head drives during the digging process, does not allow automating the operation of transporting the loaded bucket to the place of unloading and empty KOBnia to the place where the new digging begins.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ, реализованный в устройстве 2, заключающийс в том, что измер ют угол наклона и вылета руко ти, определ ют с их помощью координаты положени ковща и вычисленные координаты поступают на регистрирующий прибор 3.The closest to the proposed is the method implemented in the device 2, which consists in measuring the angle of inclination and departure of the handle, using them to determine the coordinates of the bucket position and the calculated coordinates are fed to the recording device 3.

Устройство 2 включает привод подъема и напора с блоками управлени , командоконтроллер привода напора, датчик вылета руко ти и датчик угла наклона руко ти.Device 2 includes a lift and head drive with control units, a head drive controller, a handle overhang sensor, and a hand angle sensor.

Однако способ, реализованный в этом устройстве, обеспечива получение информации с траектории движени ковша, не позвол ет реализовать автоматическое перемещение ковща экскаватора при выполнении транспортных операций экскаваторного ци кл а.However, the method implemented in this device, providing information from the trajectory of the bucket, does not allow for the automatic movement of the excavator bucket during transport operations of the excavator cell.

Целью изобретени вл етс сокращение времени перемещени ковща.The aim of the invention is to reduce the travel time of the bucket.

Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу управлени копающими механизмами экскаватора путем измерени угла наклона и вылета руко ти при транспортировке груженого ковща задают угол наклона руко ти, сравнивают его с текущим и пропорционально величине их рассогласовани измен ют скорость привода подъема, а при транспортировке порожнего ковща дополнительно задают вылет руко ти, сравнивают его с текущим и пропорционально величине их рассогласовани измен ют скорость привода напора.The goal is achieved by the method of controlling the digging mechanisms of an excavator by measuring the angle of inclination and departure of the handle when transporting a loaded wedge to set the angle of inclination of the handle, compare it with the current and proportional to the mismatch change the speed of the lifting drive, and when transporting the empty wedge additionally set the reach of the hand, compare it with the current and in proportion to the magnitude of their mismatch change the speed of the pressure drive.

Устройство дл осуществлени способа,A device for implementing the method

содержащее привод подъема и напора с блоками управлени , командоконтроллер привода напора, датчик вылета руко ти и датчик угла наклона руко ти, снабжено задатчиком угла наклона руко ти, задатчиком вылета руко ти, регул тором угла наклона руко ти, регул тором вылета руко ти, датчиком загрузки коБща и эле.ментом ИЛИ, причем датчик загрузки ковща подключен к первому входу регул тора вылета руко ти к второму и третьему входам которого подQ ключены соответственно датчик и задатчик вылета руко ти, а выход регул тора вылета руко ти подключен к первому входу элемента ИЛИ, к второму входу которого подключен командоконтроллер привода напора, выход элемента ИЛИ подключен к блокуIt contains a lift and head drive with control units, a head drive controller, a handle overhang sensor and a handle inclination sensor, equipped with a handle inclination angle adjuster, a handle overhang control device, a handle inclination angle adjuster, a sensor the load is combined with the power supply element OR, and the bucket loading sensor is connected to the first input of the handle overhang controller to the second and third inputs of which the sensor and handle overhang controller are connected respectively, and the output of the handle overhang controller ene to the first input of the OR gate, to the second input of which is connected to the drive head Komandokontroller, output of OR element connected to the unit

управлени привода напора, а датчик наклона подключен к первому входу регул тора угла наклона, к второму входу которого подключен задатчик угла наклона руко ти, а выход соединен с блоком управлени приводом подъема.control of the drive of the head, and the tilt sensor is connected to the first input of the tilt angle adjuster, to the second input of which the handle tilt angle adjuster is connected, and the output is connected to the lift drive control unit.

На чертеже приведена структурна схема устройства, реализующего предлагаемый способ управлени .The drawing shows a block diagram of a device implementing the proposed control method.

Устройство содержит двигатель 1 привода подъема, преобразователь 2, блок 3 управлени приводом подъема, двигатель 4 напора, преобразователь 5 напора, блок 6 управлени приводом напора, элемент ИЛИ 7, датчик 8 загрузки ковща, командоконтроллер 9 привода напора, регул тор 10 вылета руко ти, датчик 11 вылета руко ти, задатчик 12 вылета руко ти, регул тор 13 угла наклона руко ти, датчик 14 угла наклона руко ти и задатчик 15 угла наклона руко ти. В устройстве двигатель 1 подъема питаетс от преобразовател 2, к входу которого подключен блок 3 управлени подъемом. Двигатель 4 напора питаетс от преобразовател 5 напора. Элемент ИЛИ 7 входами подключен к командоконтроллеру 9 привода напора и регул тору 10 вылета руко ти, а выходом - к блоку 6 управлени приводом напора. Входы регул тора 10 вылета руко ти подсоединены к датчику 12 вылета руко ти. Регул тор 13 угла наклона подключен к датчику 14 угла наклона руко ти и к задатчику 15 угла наклона руко ти. Вводимые звень 10 и 13 могут быть технически выполнены на базе операционных усилителей. Датчик 8 загрузки ковша дает сигнал на вход элемента ИЛИ 7 при транспортировке груженого ковша. Этот датчик может быть выполнен, например, на основе выделени статической составл юпдей тока привода подъема, характеризуюш.ей загрузку ковша. Суш,ность предлагаемого способа управлени копаюшими механизмами экскаватора заключаетс в следуюшем. Основной технологический цикл одноковшового экскаватора типа пр ма лопата складываетс из транспортных операций и операции копани . К транспортным операци м работы экскаватора относ тс поворот на разгрузку ковша после окончани копани и возврашение ковша в забой к месту начала нового копани . Иеред началом выполнени транспортной операции .машинист задаетс определенной зоной пространства, в которую необходимо переместить ковш. И.ме в виду основной технологический режим, такой пространственной целью может быть либо определенна зона над транспортным средством при повороте на загрузку, либо некотора зона забо , измельченна дл черпани , при возврашении ковша в забой. После заполнени ковша в процессе копани машинист включением привода поворота начинает операцию транспортировки ковша к месту разгрузки. Перед этим программным устройством или машинистом задаетс угол наклона руко ти при разгрузке ковша. При транспортировке ковша к месту разгрузки измер етс текущий угол наклона руко ти и сравниваетс с заданным. Машинист при этом управл ет только приводами поворота и напора. Скорость привода подъема измен етс при этом в зависимости от рассогласовани между заданным и текушим значени ми угла наклона руко ти. Управление приводом напора при транспортировке груженого ковша выполн етс машинистом, так как место разгрузки ковша при типовой технологической схеме работы экскаватора не остаетс посто нным. После разгрузки ковша начинаетс поворот к месту начала операции копани . При этом машинистом или программным устройством задаетс вылет руко ти и значение угла ее наклона. Смешение точки очередного копани в плане забо определ етс приводом поворота , который управл етс машинистом. Скорость привода подъема при транспортировке порожнего ковша измен етс в зависимости от рассогласовани между заданным и текущим значени ми угла наклона руко ти, а скорость привода напора в зависимости от рассогласовани между заданным и текушим значени ми вылета руко ти. Устройство, реализующее предлагаемый способ управлени работает следующим образом. Сначала рассмотрим работу устройства прл переносе груженого ковша. После выполнени операции копани и заполнени ковша сигнал с датчика 8 загрузки ковша переключает элемент ИЛИ 7 таким образом, что на блок 6 управлени приводом напора поступает сигнал только от командоконтроллера 9 напора. Поэтому скорость напора и, соответственно, вылет руко ти определ етс только управл ющей де тельностью машиниста. На регул тор 13 угла наклона руко ти поступают сигналы с датчика 14 угла наклона руко ти и с задатчика 15 угла наклона руко ти. Угол наклона руко ти при разгрузке ковща может быть задан машинистом путем вьшолнени первого цикла. При это.м угол наклона руко ти при разгрузке ковша заполн етс в задатчике угла наклона руко ти . При программном управлении работой экскаватора этот угол задаетс программным устройством. Сигнал с регул тора 13 угла наклона поступает в блок 3 управлени приводом подъема, определ тем са.мым скорость двигател 1 подъема. С целью качественной отработки заданного угла наклона регул тор 13 может быть выполнен пропорционально-интегральным . Машинист, управл только приводами напора и поворота, подводит ковш к месту загрузки и разгрузки его. Это вызывает изменение сигнала на выходе датчика 8 выполн емой операции и элемент 7 подключает его в блок 6 управлени приводом напора к регул тору 10 вылета руко ти. На регул тор 10 вылета руко ти при этом поступают сигналы с задатчика 12 вылета руко ти и с датчика 11 вылета руко ти. Скорость двигател 4 напора определ етс при этом выходом регул тора 10 вылета руко ти, который дл улучшени качества отработки заДани целесообразно выполнить пропорционально-интегральным .The device comprises a lift drive engine 1, a converter 2, a lift drive control unit 3, a head motor 4, a head converter 5, a head drive control unit 6, an OR 7 element, a pickup load sensor 8, a head drive controller 9, a handle trigger controller 10 , a handle hatch 11 sensor, a handle hitch knob 12, a handle tilt angle adjuster 13, a handle hinge angle sensor 14 and a handle hitch angle adjuster 15. In the device, the lift motor 1 is powered by a converter 2, to the input of which the lift control unit 3 is connected. The head motor 4 is powered by a head converter 5. The OR 7 input element is connected to the pressure actuator commander 9 and the handle trigger controller 10, and the output to the pressure actuator control block 6. The inputs of the controller 10 departure control are connected to the sensor departure sensor 12. The tilt angle regulator 13 is connected to the handle tilt angle sensor 14 and to the handle tilt angle adjuster 15. The input links 10 and 13 can be technically made on the basis of operational amplifiers. The bucket loading sensor 8 gives a signal to the input of the element OR 7 during the transportation of the loaded bucket. This sensor can be made, for example, on the basis of the selection of the static component of the lift drive current, which characterizes the bucket loading. The dryness of the proposed method of controlling the digging mechanisms of an excavator is as follows. The main technological cycle of a single bucket excavator of the type of a shovel consists of transport and digging operations. The transport operations of the excavator include a turn to unload the bucket after the end of the digging and return the bucket to the face to the place where the new digging begins. And the beginning of the transport operation. The machinist is defined by a certain zone of space in which the bucket is to be moved. I.m in view of the main technological mode, such a spatial target can be either a specific area above the vehicle when turning into a load, or a certain bottom zone, ground for scooping, when returning the bucket to the bottom. After the bucket is filled during the digging process, the driver activates the turn drive and starts the bucket transport to the place of unloading. Before this software device or driver, the tilt angle of the handle is set when unloading the bucket. When transporting the bucket to the place of unloading, the current tilt angle of the arm is measured and compared with the set one. The driver, in this case, controls only the rotation and pressure drives. The drive speed of the lift varies in this case depending on the mismatch between the target and the current values of the angle of the arm. The control of the drive of the head during the transportation of the loaded bucket is performed by the driver, since the place of unloading the bucket with the typical technological scheme of the excavator does not remain constant. After the bucket is unloaded, a turn begins to the place where the digging operation begins. In this case, the driver or software device sets the reach of the handle and the value of its angle of inclination. The mixing of the next digging point in the bottom plan is determined by the turn drive, which is controlled by the driver. The drive speed of the lift during transportation of the empty bucket varies depending on the mismatch between the set and the current values of the angle of inclination of the handle, and the speed of the drive of the head depending on the mismatch between the set and the current values of the departure of the handle. A device that implements the proposed control method works as follows. First, consider the operation of the device when transferring a loaded bucket. After the digging operation and filling the bucket, the signal from the bucket loading sensor 8 switches the element OR 7 so that the pressure drive control unit 6 receives a signal only from the pressure controller 9. Therefore, the head velocity and, accordingly, the departure of the handle is determined only by the driver's control activities. The handle 13 of the angle of inclination of the handle receives signals from the sensor 14 of the angle of inclination of the handle and from the unit 15 of the angle of inclination of the handle. The angle of the handle when unloading the bucket can be set by the driver by performing the first cycle. In this case, the tilt angle of the handle when unloading the bucket is filled in the handle angle adjuster. When programmatically controlling the operation of an excavator, this angle is set by a software device. The signal from the tilt angle adjuster 13 enters the lift drive control unit 3, thereby determining the speed of the lift engine 1. In order to qualitatively work out a given angle of inclination, the regulator 13 can be made proportional-integral. The driver, who controls only the drives of pressure and rotation, brings the bucket to the place of loading and unloading it. This causes a change in the signal at the output of the sensor 8 of the operation being performed and the element 7 connects it to the head drive control unit 6 to the controller 10 dispensing controller. At the same time, the controller 10 of the departure of the handle receives signals from the setting device 12 of the departure of the handle and from the sensor 11 of the departure of the handle. The speed of the engine 4 head is determined in this case by the output of the knob 10 controller, which, in order to improve the quality of the development of the task, it is advisable to perform proportional-integral.

Величина сигнала на выходе задатчика 12 вылета руко ти задаетс либо ма1иинистом путем выполнени первого цикла, либо программным устройством.The magnitude of the signal at the output of knob 12 of the departure of the handle is set either by the plinth by performing the first cycle, or by a software device.

Регул тор угла наклона .руко ти 13 при транспортировке порожнего ковша работаетThe tilt angle adjuster. 13 when transporting an empty bucket works

так же, как и при транспортировке груженого ковша, измен етс при этом только сигнал на выходе задатчика 15 угла наклона руко ти.in the same way as when transporting a loaded bucket, only the signal at the output of the knob 15 of the arm angle is changed.

При транспортировке порожнего ковша машинист управл ет только приводом поворота , задава этим приводом место начала операции копани .When transporting an empty bucket, the driver only controls the turn drive, setting this drive to the point where the digging operation begins.

Claims

1. The method of controlling digging mechanisms of an excavator by measuring the angle of inclination and departure of the handle, characterized in that, in order to reduce the time of moving the bucket, when transporting a loaded bucket, the angle of the handle is set, compared with the current and proportional to the magnitude of their mismatch, change the speed of the lift drive, and when transporting an empty bucket, the stick extension is additionally set, it is compared with the current one and, in proportion to the size of their mismatch, the pressure drive speed is changed. <g

2. A device for implementing the method according to claim 1, comprising a lift and pressure drive with control units, a pressure drive command controller, a stick out sensor and a handle angle sensor, characterized in that, in order to increase the speed of the device, it is equipped with a handle for adjusting the angle of the handle , the handle of the departure of the handle, the regulator of the angle of inclination of the handle, the controller of the departure of the handle, the sensor loading the bucket and the element OR, moreover, the sensor loading the bucket is connected to the first input of the controller of the departure of the handle, to the second and third input of which the handle and the stick-out controller are connected respectively, and the output of the stick-out controller is connected to the first input of the OR element, the second input of which is connected to the head drive control unit, and the output of the OR element is connected to the pressure control unit of the drive 'head, and the angle sensor is connected to the first the input of the tilt angle regulator, to the second input of which the handle of the tilt angle of the handle is connected, and the output is connected to the control unit of the lift drive.