WO2016180759A1

WO2016180759A1 - Verfahren zur ansteuerung eines knickmasts in einem grossmanipulator

Info

Publication number: WO2016180759A1
Application number: PCT/EP2016/060290
Authority: WO
Inventors: Sophie Zorn; Christine HOMANN; Tobias Huth
Original assignee: Putzmeister Engineering Gmbh
Priority date: 2015-05-08
Filing date: 2016-05-09
Publication date: 2016-11-17
Also published as: DE102015208577A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ansteuerung eines Knickmasts (22) in einem Großmanipulator, beispielsweise in einer Autobetonpumpe. Der Großmanipulator umfasst eine Kette von mindestens zwei an Drehgelenken um jeweils eine vorzugsweise horizontale Knickachse (A bis E) zusammengesetzten Mastarmen (1 bis 5), die mittels je eines im Bereich eines der Drehgelenke angeordneten Antriebsaggregats (34 bis 38) gegenüber einem benachbarten Mastarm oder Mastbock nach Maßgabe einer Nutzervorgabe in einem Arbeitsraum unter Bewegung des Knickmasts (22) verschwenkt oder festgehalten werden. Der Knickmast (22) bildet ein schwingungsfähiges System, dem beim Betrieb eine unerwünschte Schwingungsbewegung überlagert wird, die an mindestens einer ausgewählten Mastposition durch Eingriff mindestens eines der Antriebsaggregate reduziert wird. Dabei ist zu berücksichtigen, dass einem eine ausgewählte Mastposition enthaltenden äußeren Mastarm im Bereich seines an einem weiter innen liegenden Mastarm befindlichen Drehgelenks über die Schwingungsbewegung des Knickmasts eine Basisbewegung erzeugt wird. Eine Besonderheit der Erfindung besteht darin, die Basisbewegung bewegungssensorisch zu erfassen und in eine geregelte Drehbewegung des äußeren Mastarms gegenüber dem weiter innen liegenden Mastarm umzusetzen, wodurch die ausgewählte Mastposition, wie z. B. die Mastspitze (33), an einem nach Maßgabe der Nutzervorgabe festgelegten Ort des Arbeitsraums ruhig gehalten wird.

Description

Verfahren zur Ansteuerung eines Knickmasts in einem Großmanipulator

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines Knickmasts in einem Großmanipulator, der eine Kette von mindestens zwei an Drehgelenken um jeweils eine vorzugsweise horizontale Knickachse zusammengesetzten Mastarmen aufweist, die mittels je eines im Bereich eines der Drehgelenke angeordneten Antriebsaggregats gegenüber einem benachbarten Mastarm oder Mastbock nach Maßgabe einer Nutzervorgabe in einem Arbeitsraum unter Bewegung des Knickmasts verschwenkt oder festgehalten werden, wobei der Knickmast ein schwingungsfähiges System bildet, dem beim Betrieb eine unerwünschte Schwingungsbewegung überlagert wird, die an min- destens einer ausgewählten Mastposition durch Eingriff mindestens eines der Antriebsaggregate reduziert wird.

Der Knickmast eines Großmanipulators dieser Art ist seiner Konstruktion nach ein elastisch schwingungsfähiges System, das zu Eigenschwingungen anregbar ist. Im Falle einer Betonpumpe mit Knickmast und einer über den Knickmast geführten Betonförderleitung ist eine Schwingungsanregung z. B. durch den pulsierenden Betrieb einer Kolbenpumpe für die Betonförderung und durch die hieraus resultierende periodische Beschleunigung und Verzögerung der durch die Förderleitung gedrängten Betonsäule möglich.

Das hat zur Folge, dass der Beton nicht mehr gleichmäßig verteilt werden kann und der Arbeiter, der den Endschlauch führt, gefährdet wird. Dies gilt umso mehr, als aufgrund von Entwicklungen im Bereich der Berechnungsmethoden bei solchen Maschinen zunehmend eine Leichtbauweise zum Ein- satz kommt. Dies führt dazu, dass die Ausleger länger und schmaler, also in ihrem Schwingungsverhalten weicher werden. Daher nimmt die Neigung zu Schwingungen z. B. auch aus Verfahrbewegungen zu. Aufgrund der teilweise sehr großen Auslegerlängen haben derartige Schwingungen besonders im Bereich der Mastspitze große Amplituden. Die Positioniergenauigkeit nimmt ab und die Gefährdung der im Bereich der Mastspitze arbeitenden Arbeiter nimmt zu. Um dies zu vermeiden, wurde bei einer bekannten Betonpumpe mit Knickmast (DE-A 195 03 895) die Verwendung eines Lageregelkreises vorgeschlagen, der innerhalb eines vorgegebenen Variationsbereichs das Niveau der Mastspitze bezüglich einer ortsfesten horizontalen Bezugsebene stabilisieren soll. Es hat sich gezeigt, dass die hierfür notwendige Regelungstechnik recht aufwändig ist und nicht immer zu den gewünschten Ergebnis- sen führt. Die für die Regelung im Bereich der Mastspitze eingesetzte Arm- bewegungssensorik spricht erst an, wenn die Bewegung bereits ausgeführt wird, wenn es also zu spät ist. Es lässt sich damit also keine ausreichende Regelgüte erzielen. Um dies zu vermeiden, wurde bereits eine rein steuerungstechnische Schwingungsdämpfung vorgeschlagen, bei welcher an min- destens einem der Antriebsaggregate oder am zugehörigen Mastarm eine von der mechanischen Schwingung des betreffenden Mastarms abgeleitete zeitabhängige Messgröße bestimmt, in einer Auswerteeinheit unter Bildung eines dynamischen Dämpfungssignals ausgewertet und einem das zugehörige Antriebsaggregat ansteuernden Stellglied als Störgröße aufgeschaltet wird. Diese Art der Schwingungsdämpfung führt zwar zu einer effektiven Aussteifung der Gelenke und damit zu einer Reduzierung der Schwingungsbewegung. Eine Ruhigstellung der Mastspitze des Knickmasts ist damit jedoch nicht möglich. Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, mit welchem mit hoher Regelgüte eine Ruhigstellung der Mastspitze eines Knickmasts beim Betrieb möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Der erfindungsgemäßen Lösung liegt vor allem der Lösungsgedanke zugrunde, dass einem die ausgewählte Mastposition enthaltenden äußeren Mastarm im Bereich seines an einem weiter innen liegenden Mastarm befindlichen Drehgelenks über die Schwingungsbewegung des Knickmasts eine Basisbewegung aufgeprägt wird, dass die Basisbewegung messtechnisch erfasst und in eine geregelte Drehbewegung des äußeren Mastarms gegenüber dem weiter innen liegenden Mastarm umgesetzt wird, durch welche die ausgewählte Mastposition an einem nach Maßgabe der Nutzervorgabe festgelegten Ort des Arbeitsraums ruhig gehalten wird. Auf diese Weise ist es möglich, dass die Basisbewegung und insbesondere eine translatorische Bewegung im Bereich des Basisgelenks trotz der Regelung erhalten bleibt (bzw. nur leicht verändert wird), während das davon abgewandte äußere Mastarmende durch die kompensatorische Drehbewegung ruhiggestellt wird. Im Gegensatz dazu kann bei einer herkömmlichen Regelung an der Mast- spitze kein Eingangssignal für den Regler detektiert werden, solange die Regelung korrekt funktioniert. Eine Basisbewegung wird dann unweigerlich auch zu einer Bewegung der Mastspitze führen, da die Regelung dort zu spät einsetzt. Da die Schwingungsamplituden vor allem am freien Ende des Knickmasts beruhigt werden müssen, wird gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, dass dem die ausgewählte Mastposition enthaltenden äußeren Mastarm im Bereich seines an dem nächstinneren Mastarm befindlichen Drehgelenks die Basisbewegung aufgeprägt und messtechnisch erfasst wird. Als ausgewählte Mastposition wird bevorzugt die Mastspitze am äußersten Mastarm des Knickmasts verwendet. Grundsätzlich ist es möglich, dass als ausgewählte Mastposition auch die Spitze eines weiter innen liegenden, beispielsweise des zweitäußersten Mastarms des Knickmasts verwendet wird.

Bei einer häufig verwendeten Mastkonfiguration ist es vorteilhaft, wenn der die ausgewählte Mastposition enthaltende Mastarm beim Betrieb im Arbeits- räum eine in seiner Längsrichtung horizontale Ausrichtungskomponente aufweist, wobei die Basis im Wesentlichen vertikal bewegt wird und die ausgewählte Mastposition auf vorgegebener Höhe im Arbeitsraum ruhig gehalten wird. In einer weiteren vorteilhaften Mastkonfiguration weist der die ausge- wählte Mastposition enthaltende Mastarm beim Betrieb im Arbeitsraum eine in seiner Längsrichtung vertikale Ausrichtungskomponente auf, wobei die Basis im Wesentlichen horizontal bewegt wird und wobei die ausgewählte Mastposition in vorgegebenem horizontalem Abstand vom Mastbock ruhig gehalten wird. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die zeitabhängige Basisbewegung über einen Beschleunigungssensor messtechnisch erfasst und unter Verwendung eines Zweifachintegrators und gegebenenfalls eines Filters zur Bildung eines zeitabhängigen Wegsignals ausgewertet. Vorteilhafterweise wird nach Maßgabe eines erfassten Wegsignals der Basisbewegung eine Sollgröße für die kompensatorische Drehbewegung anhand eines mathematischen Modells für den Mastarm berechnet.

Regelungstechnisch ist es von Vorteil, wenn an dem die ausgewählte Mast- position enthaltenden Mastarm, insbesondere im Bereich des Drehgelenks ein Drehwinkel gemessen und dort mit einem nach Maßgabe des augenblicklichen Werts eines Wegsignals der Basisbewegung vorgegebenen Sollwinkel unter Bildung eines Ausgleichswinkels verglichen wird, und wenn der Ausgleichswinkel als Regelabweichung in einem Regelkreis zur Bestimmung eines über das Antriebsaggregat am Mastarm angreifenden zeitabhängigen Soll-Drehmoments verwendet wird, das den die ausgewählte Mastposition enthaltenden Mastarm unter Ruhigstellung der ausgewählten Mastposition nachführt. Üblicherweise wird zum Antrieb der Knickarme ein doppeltwirkender Hydraulikzylinder verwendet. In diesem Fall weist das Antriebsaggregat einen im Bereich des Drehgelenks sich über eine vorgegebene Gelenkkinematik zwi- sehen dem die ausgewählte Mastposition enthaltenden Mastarm und dem weiter innen liegenden Mastarm erstreckenden Linearantrieb in Form eines doppeltwirkenden Hydraulikzylinders auf. Der Kolben des Hydraulikzylinders ist mit einer sich aus den augenblicklich gemessenen stangenseitigen und bodenseitigen Drücken und den zugehörigen Wirkflächen ergebenden Zylinderkraft beaufschlagt. Dabei wird aus dem augenblicklichen Drehwinkel und dem zeitabhängigen Drehmoment über eine Übertragungsfunktion der Gelenkkinematik eine Sollkraft errechnet. Diese wird mit der augenblicklichen Zylinderkraft unter Bildung einer Ausgleichskraft verglichen, welche über ei- nen Regler den die ausgewählte Mastposition enthaltenden Mastarm unter Ruhigstellung der ausgewählten Mastposition nachführt.

Alternativ hierzu ist im Falle eines Linearantriebs, bei welchem das Antriebsaggregat einen im Bereich des Drehgelenks sich über eine vorgegebene Ge- lenkkinematik zwischen dem die augenblickliche Mastposition enthaltenden Mastarm und dem weiter innen liegenden Mastarm erstreckenden, doppeltwirkenden Hydraulikzylinder aufweist, erfindungsgemäß vorgesehen, dass die zeitabhängige Länge der Zylinder-Kolbeneinheit des Hydraulikzylinders gemessen und mit einer nach Maßgabe des augenblicklichen Werts des Wegsignals vorgegebenen Solllänge unter Bildung einer Ausgleichslänge verglichen wird. Die Ausgleichslänge wird dabei als Regelabweichung in einem Regler verwendet, der den die ausgewählte Mastposition enthaltenden Mastarm unter Ruhigstellung der ausgewählten Mastposition nachführt. Vorteilhafterweise wird in einem solchen Regelkreis ein PID-Regler oder ein Sliding-Mode-Regler verwendet. Ein solcher Regler enthält zweckmäßig ein mathematisches Modell der Kinematik und Dynamik des die ausgewählte Mastposition enthaltenden Mastarms, das zur rechnerischen Bestimmung der Bewegung der ausgewählten Mastposition in Abhängigkeit von der Ba- sisbewegung verwendet wird. Hierzu ist im Gegensatz zu der in den früheren Verfahren verwendeten Sensorik im Bereich des Mastarms eine verschwindende Verarbeitungszeit erforderlich, die der Regelgüte zu Gute kommt. Das mathematische Modell verwendet vorteilhafterweise die Masse, die Länge und das Trägheitsmoment des die ausgewählte Mastposition enthaltenden, an seiner Basis eine zeitabhängige Bewegung ausführenden Mastarms nach Art eines langgestreckten starren oder sich unter der Einwirkung der Schwerkraft und etwaiger Trägheitskräfte elastisch verbiegenden Körpers.

Vorteilhafterweise ist es auch möglich, dass ein äußerer und ein innerer Mastarm jeweils eine ausgewählte Mastposition aufweist, dass diese Mastarme in eine Betriebsstellung gebracht werden, in welcher sie um einen Win- kel gegeneinander abgeknickt und mit etwa senkrecht zueinander ausgerichteten aufgeprägten Basisbewegungen angeregt werden, wobei die Basisbewegungen bewegungssensorisch erfasst und in geregelte Drehbewegungen der zugehörigen Mastarme umgesetzt werden, durch welche die ausgewählten Mastpositionen an je einem durch die Nutzervorgabe definierten Ort des Arbeitsraums ruhig gehalten werden. Vorteilhafterweise wird diese Verfahrensweise auf den äußersten und den nächstinneren Mastarm angewendet, die dann eine kombinierte Vertikal- und Horizontalbewegung ausführen können, die zu einer Ruhigstellung in beiden Richtungen führen. Grundsätzlich ist es möglich, dass Mastarme, die am Knickmast innerhalb des mindestens einen eine der ausgewählten Mastpositionen aufweisenden äußeren Mastarms angeordnet sind, beim Betrieb eine unerwünschte mechanische Schwingung aufgeprägt erhalten, die sensorisch unter Erzeugung einer von der Schwingung der betreffenden Mastarme abgeleiteten Mess- große erfasst und in einer Auswerteeinheit zu einer Störgröße umgewandelt werden, die zum Zwecke der Schwingungsdämpfung jeweils auf das den betreffenden Mastarmen zugeordnete Antriebsaggregat aufgeschaltet wird. In diesem Falle wird also die geregelte Vertikal- und/oder Horizontalbewegung der äußeren Mastarme des Knickmasts zusätzlich durch eine an den inneren Mastarmen angreifende Störgrößenaufschaltung gedämpft. Wenn im Falle der Störgrößenaufschaltung als Antriebsaggregat ein doppeltwirkender Hydraulikzylinder verwendet wird, der über ein Proportionalventil mit Drucköl beaufschlagt wird, ist es von Vorteil, wenn am Stangen- und bodenseitigen Ende des Hydraulikzylinders ein Druckmesswert bestimmt wird, wobei die Druckmesswerte in der Auswerteeinheit unter Berücksichtigung des Flächenverhältnisses auf der Boden- und Stangenseite des Hydraulikzylinders zur Bildung der aufzuschaltenden Störgröße miteinander verglichen werden.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass als Knickmast ein Verteilermast eines als Betonpumpe ausgebildeten Großmanipulators verwendet wird, dessen Mastarme eine bis zur Mastspitze führende, vor- zugsweise in einen Endschlauch mündende Förderleitung tragen. Grundsätzlich ist es möglich, dass einer der Mastarme des Knickmasts auch als Teleskoparm ausgebildet ist. Dies führt dazu, dass die Länge eines solchen Mastarms als variable Größe in die mathematische Modellierung des Knickmasts eingeht.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung in schemati- scher Weise dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht eines als Autobetonpumpe ausgebildeten

Großmanipulators mit zusammengelegtem Knickmast;

Fig. 2 die Autobetonpumpe nach Fig. 1 mit Knickmast in Arbeitsstellung; Fig. 3 ein Schema zur Transformation von geodätischen (erdfesten)

Winkelmesswerten in knickmastbezogene Winkelmesswerte;

Fig. 4a bis c verschiedene Armkonstellationen eines fünfarmigen Knickmasts in Arbeitsstellung; Fig. 5a und b ein Schema des Endarms des Knickmasts mit bewegter

Basis und Winkelausgleich in einem Gelenk ohne und mit Umlenkkette; Fig. 6 ein Schema für den geometrischen Winkelausgleich an zwei Gelenken; Fig. 7 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Ruhigstellung des Endarms des Knickmasts unter Verwendung eines Ausgleichswinkelregelkreises;

Fig. 8 ein Regelkreis zur Beruhigung der Mastspitze durch geregelte

Nachführung des Ausgleichswinkels über Sliding-Mode Control;

Fig. 9 ein gegenüber Fig. 8 modifizierter Regelkreis zur Beruhigung der

Mastspitze durch geregelte Nachführung der Länge der Zylinder- Kolbeneinheit des Antriebszylinders.

Die in Fig. 1 und 2 gezeigte Autobetonpumpe umfasst ein Fahrgestell 1 1 , eine z. B. als Zweizylinder-Kolbenpumpe ausgebildete Dickstoffpumpe 12 sowie einen Betonverteiler 14 als Träger für eine Betonförderleitung 16. Über die Betonförderleitung 16 wird mittels der Dickstoffpumpe 12 Flüssigbeton, der in einen Aufgabebehälter 17 während des Betonierens fortlaufend eingebracht wird, zu einer dem Standort des Fahrgestells 1 1 entfernt angeordneten Betonierstelle 18 gefördert. Der Betonverteiler 14 besteht aus einem mittels eines hydraulischen Drehantriebs 19 um die Hochachse H drehbaren Mastbock 21 und einem an diesem schwenkbar angeordneten Knickmast 22. Der Knickmast 22 weist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel fünf gelenkig miteinander verbundene Mastarme 1 bis 5 auf, die um zueinander parallele rechtwinklig zur Hochachse H ausgerichtete Achsen A, B, C, D, E verschwenkbar sind. Die Knickwinkel a₁ bis a₅ (Fig. 2) der durch die Knickachsen A bis E gebildeten Knickgelenke und deren Anordnung untereinander sind so aufeinander abgestimmt, dass der Knickmast 22 mit der aus Fig. 1 ersichtlichen, einer mehrfachen Faltung entsprechenden raumsparenden Transportkonfiguration auf dem Fahrgestell 1 1 ablegbar ist. Durch eine Akti- vierung von Antriebsaggregaten 34 bis 38, die den Knickachsen A bis E einzeln zugeordnet sind, ist die Mastspitze 33 des Knickmasts 22 in unterschiedlichen Distanzen r und/oder Höhen h zwischen dem Fahrzeugstandort und der Betonierstelle 18 bewegbar. Der Bediener steuert mittels eines drahtlosen Fernbedienung 50 die Mastbewegung, durch die die Mastspitze 33 mit dem Endschlauch 43 über den zu betonierenden Bereich hinweggeführt wird. Wie aus den Fig. 4a bis c zu ersehen ist, können dabei je nach Knickwinkel zwischen den einzelnen Mastarmen unterschiedliche Mastarmkonfigurationen eingestellt werden. Der Endschlauch 43 hat eine typische Länge von 3 bis 4 m und kann wegen seiner gelenkigen Aufhängung im Bereich der Mastspitze 33 und aufgrund seiner Eigenflexibilität mit seinem Austrittsende von einem Schlauchmann in einer günstigen Position zur Betonierstelle 18 gehalten werden. Aus Fig. 2 ergibt sich, dass an jedem Mastarm 1 bis 5 ein geodätischer Winkelsensor 44 bis 48 (Space Angle Sensor SAS) zur Bestimmung von den einzelnen Mastarmen 1 bis 5 zugeordneten erdfesten Winkelmesswerten £_v (siehe Fig. 3) starr angeordnet ist. Ein weiterer geodätischer Winkelsensor 49 befindet sich am Mastbock 21 . Mit diesem kann eine Neigung der Hochachse H gegenüber der Vertikalen und damit auch eine Neigung des Fahrgestells 1 1 gegenüber dem Erdboden 56 gemessen werden. Die Winkelsensoren 44 bis 48 ersetzen die bei herkömmlichen Knickmaststeuerungen vorgesehenen knickachsbezogenen Winkelgeber. Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, lassen sich im stationären Zustand die knickachsbezogenen Knickwinkel a_v aus den mit den geodätischen Winkelsensoren 44 bis 48 bestimmten erdfesten Winkeln £_v der Mastarme v = 1 bis 5 wie folgt berechnen: V = ε - τ^ν- fürv > 1 und (1 ) fürv = 1 wobei die Aufstellneigung mit Null angenommen wurde. Die geodätischen Winkelsensoren 44 bis 49 sind zweckmäßig als auf die Gravitation der Erde ansprechende Neigungswinkelgeber ausgebildet. Da die Winkelsensoren 44 bis 48 an den Mastarmen 1 bis 5 außerhalb der Knickachsen A bis E angeordnet sind, enthalten ihre Messwerte zusätzliche Informationsanteile über die Durchbiegung der Mastarmkette. Weiter ist in den Messwerten auch die Information über die Aufstellneigung und eine Deformation im Unterbau ent- halten, die über den zusätzlichen Winkelsensor 49 am Mastbock 21 oder am Fahrgestell 1 1 separiert werden kann.

Die Fernbedienung 50 enthält bei dem in Fig. 7 in Form eines Blockschaltbildes gezeigten Ausführungsbeispiel mindestens ein als Steuerhebel ausge- bildetes Fernsteuerorgan 60, das in drei Hauptstellrichtungen unter Abgabe von Steuersignalen 62 hin und her verstellt werden kann. Die Steuersignale 62 werden über eine Funkstrecke 64 zu einem fahrzeugfesten Funkempfänger 66 übertragen, der ausgangsseitig an eine Recheneinheit 70 angeschlossen ist. Die Recheneinheit 70 enthält Softwaremodule 74, 76, 78, über welche die von der Fernbedienung 50 empfangenen Steuersignale 62 {φ, τ, Κ) und die von den geodätischen Winkelsensoren 44 bis 48 empfangenen Messsignale 82 (£_v) interpretiert, transformiert und über einen Führungsgrößenregler 84 sowie weitere, unten noch näher beschriebene Regelaggregate in einem nachgeordneten Signalgeber 88 in Betätigungssignale für die Antriebsaggregate 34 bis 38 (Aktuatoren) der Knickachsen A bis E umgesetzt werden. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel werden die Ausgangssignale des Fernsteuerorgans 60 in den drei Hauptstellrichtungen "Vor- /Zurückkippen" zur Einstellung des Radius r der Mastspitze 33 von der Drehachse H des Mastbocks 21 , "Rechts-/Linkskippen" zur Drehung des Mastbocks 21 um den Winkel φ der Drehachse H und "Rechts-/Linksdrehen" zur Einstellung der Höhe h der Mastspitze 33 über der Betonierstelle 18 interpre- tiert. Die Auslenkungen des Fernsteuerorgans 60 in der jeweiligen Richtung werden über einen nicht dargestellten Interpolator in Geschwindigkeitssignale umgesetzt.

Das mit "Transformationsroutine" bezeichnete Softwaremodul 74 hat die Aufgabe, die ankommenden, als Zylinderkoordinaten φ, τ, h interpretierten Steuersignale (Sollwerte) in vorgegebenen Zeittakten zu transformieren, in Winkelsignale φ, a_Sv an der Hochachse H und den Knickachsen A bis E. Jede Knickachse A bis E wird innerhalb der Transformationsroutine 74 unter Verwendung einer vorgegebenen Weg-/Schwenk-Charakteristik so soft- waremäßig angesteuert, dass die Knickgelenke in Abhängigkeit von Weg und Zeit sich harmonisch zueinander bewegen. Die Ansteuerung der redundanten Freiheitsgrade der Knickgelenke erfolgt somit nach einer vorprogrammierten Strategie, mit der auch Eigenkollisionen zwischen den Mastarmen 1 bis 5 im Bewegungsablauf ausgeschlossen werden können.

Die geodätischen Winkelsensoren 44 bis 48 messen in einem vorgegebenen Zeittakt die augenblicklichen erdfesten Winkel £_v und übertragen die Messwerte an die Recheneinheit 70. Die Messwerte £_v werden in dem Softwaremodul 76 in die Knickwinkel-Istwerte a_iv umgerechnet.

Grundsätzlich ist es möglich, anstelle der geodätischen Winkelsensoren auch satellitengesteuerte GPS-Positionssensoren an den Mastarmen vorzusehen. Die damit gemessenen Positionswerte lassen sich als Ist-Werte über eine geeignete Transformationsroutine 76 in die Knickwinkel a_iv umrechnen und in gleicher Weise wie die erdfesten Winkelmesswerte £_v mit der Recheneinheit 70 auswerten. Der Knickmast 22 bildet ein schwingungsfähiges System, das zu Schwingungen anregbar ist. Im Falle einer Betonpumpe erfolgt eine Schwingungsanregung sowohl durch den pulsierenden Betrieb der Kolbenpumpe 12 und die hieraus resultierende periodische Beschleunigung und Verzögerung der durch die Förderleitung 16 gedrängten Betonsäule, als auch durch Verfahrbewegungen der Mastarme 1 bis 5, die der Nutzer über die Fernbedienung 50 hervorruft. Je größer die Auslegerlänge ist, umso größer werden die Amplituden derartiger Schwingungen vor allem im Bereich der Mastspitze 33. Die Positioniergenauigkeit nimmt ab und die Gefährdung des Schlauch- manns nimmt zu. Bei den nachfolgenden Ausführungsbeispielen geht es daher insbesondere um die Beruhigung der Schwingung im Bereich der Mastspitze 33. Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass einem eine ausgewählte Mastposition 33 enthaltenden äußeren Mastarm 5 im Bereich seines am nächstinneren Mastarm 4 befindlichen Drehgelenks E über die Schwingungsbewegung des Knickmasts 21 eine Basisbewegung aufgeprägt wird. Diese Basisbewegung wird mittels eines vorzugsweise als Beschleunigungssensor 52 ausgebildeten Bewegungssensors erfasst und in eine geregelte Drehbewegung des äußeren Mastarms 5 gegenüber dem nächstinneren Mastarm 4 umgesetzt. Dadurch ist es z. B. möglich, die Mastspitze 33 als ausgewählte Mastposition an einem nach Maßgabe der Nutzervorgabe festgelegten Ort des Arbeitsraums ruhig zu halten.

Zur Veranschaulichung dieses Sachverhalts ist in Fig. 5a die beruhigte Mastspitze 33 am Endarm 5 des Knickmasts 22 gemäß Fig. 4a bis c dargestellt, dessen Basis im Bereich des Gelenks E zum benachbarten Mastarm 4 eine vertikale Bewegung s ausführt, die ohne die erfindungsgemäße Regelung zu einer Schwingungsbewegung im Bereich der Mastspitze 33 führen würde. Der Lösungsgedanke besteht ersichtlich darin, dass die Basisbewegung s in jedem Augenblick bewegungssensorisch beispielsweise mittels eines Be- schleunigungssensors 52 erfasst und der Endarm 5 in eine geregelte Drehbewegung um die Gelenkachse E versetzt wird. Letzteres erfolgt anhand eines mathematischen Modells für die Bewegung des Endarms 5 mit der Mas- se m, dem Trägheitsmoment J und der Länge /, aufgrund dessen die Winkelkoordinate ϋ₁ auf ϋ₂ so korrigiert wird, dass die Mastspitze 33 an dem durch die Nutzervorgabe festgelegten Ort des Arbeitsraums ruhig gehalten wird. Dies führt dazu, dass an jeder Position s der Basis E des Endarms ein Aus- gleichswinkel

Αϋ = ϋ - ϋ₂ (2) bestimmt und durch entsprechende Variation des Drehmoments M und damit der Zylinderkraft F des als Hydraulikzylinder 38 ausgebildeten linearen Antriebsaggregats zu einer geregelten Nachführung des Endarms 5 verwendet wird. Mit L ist die augenblickliche Länge der Zylinder-Kolbeneinheit des Hydraulikzylinders 38 bezeichnet. Für die nachstehenden regelungstechnischen Überlegungen ist in Fig. 5a beispielhaft aufgezeigt, dass sich die Basis von s = s_S0LL = 0 nach s = s_IST bewegt. Der Winkel ϋ₁ kann in diesem Fall als Nutzervorgabe d_S0LL angesehen werden. Um den jeweils korrekten Winkel ϋ₂ zu berechnen, muss Δϋ nach der vorstehenden Beziehung bestimmt werden. Δϋ wird als Aus- gleichswinkel bezeichnet, der sich aus der folgenden Beziehung ergibt:

Δΰ = aresin ^-'SOLL ¹ (3)

In Fig. 5b ist das vorstehend im Zusammenhang mit Fig. 5a erläuterte Prinzip des Winkelausgleichs nochmals unter zusätzlicher Berücksichtigung der im Bereich des Knickgelenks E vorhandenen mechanischen Umlenkkette 54 verdeutlicht. Die Startposition der Schwingungen befindet sich im oberen Teil, wohingegen im unteren Teil in durchgezogenen Linien die erwünschte Position des Mastarms 5 mit Winkelausgleich und in gestrichelten Linien die theoretische Position des Mastarms 5 ohne Winkelausgleich gezeigt ist. Unter Einbeziehung des nächstinneren Mastarms 4 in die mathematische Modellierung der Mastarmbewegung, kann grundsätzlich der bewegungssenso- risch ermittelte Beschleunigungswert s der Basisbewegung auch außerhalb des Gelenks E des Endarms 5 gemessen werden.

Bei den in Fig. 5a und b behandelten Ausführungsbeispielen ist der Knick- mast so angeordnet, dass sich der Endarm 5 vom letzten Gelenk E zur Mastspitze 33 hin im Wesentlichen horizontal erstreckt. In diesem Fall kann unter Berücksichtigung einer im Wesentlichen vertikalen Bewegungsbasisposition s vor allem eine Ruhigstellung der Mastspitze 33 in der Höhe h über dem Erdboden 56 herbeigeführt werden.

Grundsätzlich ist es auch möglich, dass der Abstand r einer ausgewählten Mastposition 33 zum Mastbock 21 hin ausgeglichen und damit ruhig gestellt wird, wenn der betreffende Mastarm 5 nach unten hängt und die bewe- gungssensorisch erfasste Basis eine Bewegung mit horizontaler Komponen- te ausführt. Wie aus Fig. 6 zu ersehen ist, ist auch ein Winkelausgleich in zwei Gelenken möglich, der unter Berücksichtigung der im Wesentlichen horizontalen und vertikalen Bewegung der in Betracht kommenden Gelenke D und E zu einem Höhen- und einem Abstandsausgleich der Mastspitze führt. Bei dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Ruhigstellung der Mastspitze 33 in Richtung der Schwingung 58 durch F_E und die Ruhigstellung in Richtung der Schwingung 59 durch F_D beeinflusst.

Um nochmals zurückzukommen auf den in dem Blockschaltbild gemäß Fig. 7 dargestellten Regelanordnung ist zusammenfassend festzustellen, wie die über die Fernbedienung 50 eingestellte Nutzervorgabe aus dem Drehwinkel φ, dem Radius r und der Höhe h der Mastspitze 33 umgesetzt wird in eine beruhigte Mastposition:

In der Transformations-Routine 74 wird für jeden Arm v der Gelenkwinkel a_sv als Sollwert berechnet, welcher über den Führungsgrößenregler 84 eingestellt wird. ln der Transformations-Routine 76 werden die über die Positionssensoren 44 bis 48 gemessenen geodätischen Winkel £_v umgerechnet in die knickachsbezogenen Winkel a_iv, die über eine Filterroutine 78 dem Regelvergleicher 80 zugeführt und dort mit den ankommenden Sollwerten a_sv verglichen werden.

An dem Signalgeber 88 werden die notwendigen Fahrsignale für die Mastarme ausgegeben, um den Führungsgrößen 85 aus dem Führungsgrößenregler 84 zu folgen. Zusätzlich wird zur Beruhigung der Schwingung an der Mastspitze die über den Signalgeber 88 an dem als Hydraulikzylinder 38 ausgebildeten letzten Aktuator übertragenen Führungsgröße 85 mit einem ein nachstellendes Drehmoment M erzeugenden Ausgleichswinkel Δϋ beaufschlagt. Hierzu befindet sich bei dem in Fig. 7 gezeigten Ausführungsbeispiel am gelenkseitigen Ende des letzten Mastarms ein Beschleunigungssensor 52, dessen Ausgangsgröße s_IST in einer Filter- und Integrationsroutine 90 zur Weggröße s_IST umgerechnet und gemäß Gleichung (3) in der Berechnungsroutine 92 mit dem Sollwert s_S0LL unter Bildung des Ausgleichswinkels Δϋ verknüpft wird.

In Fig. 7 ist die Ausgleichswinkelberechnung nur für den letzten Mastarm 5 angedeutet. Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, kann in Erweiterung von Fig. 7 auch eine Ausgleichswinkelregelung für zwei oder mehrere Mastarme D und E durchgeführt werden. Die Ausgleichswinkelregelung benötigt dann nur noch eine geeignete Regelungstechnik, deren Regelkreise sich in Fig. 7 im Signalgeber 88 befinden und die in den nachstehenden Fig. 8 und 9 für zwei Ausführungsvarianten dargestellt sind.

In den schematischen Darstellungen nach Fig. 8 und 9 beziehen sich die ein- fach umrandeten Felder entweder auf ein Rechenmodell im Sinne einer Übertragungsfunktion oder auf eine regelungstechnische Stufe, während die zweifach umrandeten Felder sich auf Vorgabewerte oder physikalische Messgrößen beziehen. Der Index / oder ist gibt den momentanen Istwert einer Messgröße an, während der Index s oder soll eine Sollvorgabe einer Regelgröße oder einer hieraus berechneten Größe bedeutet. Der Regelkreis 100 nach Fig. 8 bezieht sich auf eine Ausgleichswinkelregelung unter Verwendung eines Sliding-Mode-Reglers 1 12. Das Kästchen 1 10 bedeutet die Vorgabe des Nutzers über die Fernbedienung 50. Hieraus ergeben sich die Änderungen des Gelenkwinkels d_S0LL und die hierzu gehörende Änderungen der Basisposition s_S0LL , die aus dem Ausgangssignal ei- nes im Bereich der Basis des betreffenden Mastarms angeordneten Beschleunigungssensors 52 abgeleitet ist. In der Stufe 1 1 1 wird der Ausgleichswinkel Δϋ berechnet, der notwendig ist, damit die ausgewählte Position der Mastspitze 33 ruhig gehalten wird. Die Berechnung basiert auf dem Starrkörpermodell nach Gleichung (3). Die zur Bestimmung der Regelabwei- chung e_d erforderlichen Messwerte der Basisposition s_IST und des zugehörigen Winkels ϋ_Ι5Τ ergeben sich aus Messungen am betreffenden Mastarm 5 gemäß Stufe 1 14 des Regelkreises. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 wird die Regelabweichung e_d als Eingangsgröße einem Sliding-Mode- Regler 1 12 zugeführt, der bei geschickter Auswahl bestimmter Regelparame- ter und der momentanen Messwerte ^_IST, s_IST mit einem hinterlegten mathematischen Modell des Mastarms 5 ein geregeltes Soll-Moment M_S0LL für das Gelenksystem 1 13 ermittelt, welches nach der Modellrechnung benötigt wird, um den für die Beruhigung der Mastspitze 33 gewünschten Sollwinkel d_S0LL einzustellen. Das Stellsystem Gelenk 1 13 umfasst ein Modell der Gelenkki- nematik, das aus dem Soll-Moment M_S0LL und dem aktuellen Gelenkwinkel ϋ_Ι5Τ über die Übertragungsfunktion 121 die aufzubringende Zylinderkraft F_SOLL berechnet. Außerdem enthält das Stellsystem Gelenk 1 13 einen Regler 122, der über die variablen Durchtrittsöffnungen Q1, Q2 in den elektrisch mit der Stromstärke / angesteuerten Vorsteuerventilen 124 eine Kraft F_IST, die der Hydraulikzylinder für die Nachführung aufbringen soll, einstellt. Die Kraft F_/STergibt sich aus den bodenseitigen und stangenseitigen Druckmesswerten p_lt p₂ unter Berücksichtigung des Kolbenflächenverhältnisses 123 im Hydrau- likzylinder 125. Aus der Ist-Kraft F_IST am Hydraulikzylinder 125 resultiert ein Ist-Moment M_IST am Mastarm 132 unter Berücksichtigung der realen Gelenkkinematik 131 , das eine Bewegung des Mastarms 132 bewirkt, so dass sich der gewünschte Gelenkwinkel ti_IST einstellt. Am realen Mastarm 132 wird außerdem die augenblickliche Basisbeschleunigung s mit einem Beschleunigungssensor 52 gemessen. Die Beschleunigung wird in einem Filter 136 gefiltert und in zwei Integrierer 137 und 138 zweimal integriert und daraus die aktuelle Basisposition s_ist ermittelt, so dass in der Regelkreisstufe 1 1 1 wiederum der augenblickliche Ausgleichswinkel Δϋ zur weiteren Nachführung der Mastspitze ermittelt werden kann. Wie aus Fig. 8 zu ersehen ist, wird am realen Arm 132 außerdem die Beschleunigung ü an der Mastspitze beispielsweise mit Hilfe eines Beschleunigungsmessers 53 gemessen und über einen Filter 133 und zwei Intergrierer 134 und 135 in ein Positionssignal u_IST umgerechnet. Mit der so berechneten Position der Mastspitze u_IST kann überprüft werden, ob das tatsächliche Verhalten des Knickmasts 22 dem gewünschten Verhalten entspricht. Bei einer zu großen Abweichung kann mit einer Abschaltung der Sliding-Mode-Regelung aus Sicherheitsgründen reagiert oder u_IST als weitere Regelgröße verwendet werden (vgl. gestrichelte Signalstrecke zwischen den Stufen 1 14 und 1 12 des Regelkreises).

Bei dem in Fig. 9 gezeigten Regelkreis 200 handelt es sich um eine abgewandelte Ausführungsform eines Ausgleichswinkelreglers, der in wesentlichen Bestandteilen mit dem Ausgleichswinkelregler 100 nach Fig. 8 übereinstimmt. Die Nummern der Bezugszeichen einander entsprechender Bau- gruppen des Regelkreises sind in Fig. 9 gegenüber Fig. 8 um den Betrag 100 erhöht. Ein wesentliches Unterscheidungsmerkmal der zweiten Ausführungsvariante besteht darin, dass die Länge L der Zylinder-Kolbeneinheit des Hydraulikzylinders 38 mit einem Weg- oder Entfernungssensor gemessen und anhand der geometrischen Konstellation innerhalb des Gelenks (vgl. Fig. 4 und 5) dem Winkel ϋ und damit auch der Winkelabweichung Δϋ zugeordnet wird. In diesem Fall ergibt sich aus der Ausgangsgröße L_S0LL der Übertragungsfunktion 212 innerhalb des Stellsystems 213 die Zylinderkraft F_IST. Die Regelstrecke im Stellsystem Gelenk 213 umfasst einen Regler 222, der mit der Regelabweichung e_L = L_S0LL - L_IST zur Voreinstellung Q1, Q2 des Hydraulikzylinders 225 über die Proportionalventile 224 vorgesehen ist. Diese konstruktive Abwandlung ist möglich, weil zwischen dem Winkel ϋ und der Länge L der Zylinder-Kolbeneinheit ein eindeutiger Zusammenhang 212 besteht. Die Nachführung des Mastarms 5 zur Beruhigung der Mastspitze 33 bei schwingender Mastarmbasis ist das Ziel beider Regel kreisvarianten nach Fig. 8 und 9. In Zusammenhang mit den Fig. 7, 8 und 9 wurde jeweils der Endarm, also der letzte Mastarm 5 des Knickmasts 22 einer Ausgleichswinkelregelung unter Ruhigstellung der Mastspitze 33 unterzogen. Grundsätzlich ist es möglich, die Methode der Ausgleichswinkelregelung auch auf andere Mastarme 1 bis 4 des Knickmasts 22 anzuwenden, indem dort eine ausgewählte Position bei bewegter Basis des betreffenden Mastarms einer geregelten Ruhigstellung zugeführt wird. Dies ist vor allem dann von Relevanz, wenn z. B. der letzte und der vorletzte Mastarm 5 und 4 in zwei unterschiedlichen, vorzugsweise zueinander senkrechten Richtungen 58, 59 einer Basisbewegung im Bereich der ausgewählten Positionen ruhiggestellt werden sollen (vgl. Fig. 6).

Zur weiteren Reduzierung der Schwingung des Knickmasts 22 besteht neben der Ausgleichswinkelregelung ausgewählter Mastarmpositionen noch die Möglichkeit, die übrigen Mastarme im Bereich ihrer Antriebsaggregate einer Störgrößenaufschaltung im Sinne des europäischen Patents EP 1 537 282 B1 (vgl. dort insbesondere Fig. 4) zu unterziehen. Die Störgrößenaufschaltung im Antriebsaggregat eines Mastarms bewirkt, dass das betreffende Gelenk ausgesteift wird, ohne dass es zu einer gezielten Ruhigstellung einer ausgewählten Mastarmposition, wie beispielsweise der Mastspitze, kommt. Bei einer solchen Kombination von Regelungsmaßnahmen ist darauf zu achten, dass die Ausgleichswinkelregelung und die Störgrößenaufschaltung stets an unterschiedlichen Mastarmen innerhalb des Verteiler- masts vorzunehmen ist. Zusamnnenfassend ist folgendes festzuhalten: Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ansteuerung eines Knickmasts 22 in einem Großmanipulator, beispielsweise in einer Autobeton pumpe. Der Großmanipulator umfasst eine Kette von mindestens zwei an Drehgelenken um jeweils eine vorzugsweise horizontale Knickachse A bis E zusammengesetzten Mastarmen 1 bis 5, die mittels je eines im Bereich eines der Drehgelenke angeordneten Antriebsaggregats 34 bis 38 gegenüber einem benachbarten Mastarm oder Mastbock nach Maßgabe einer Nutzervorgabe in einem Arbeitsraum unter Bewegung des Knickmasts 22 verschwenkt oder festgehalten werden. Der Knickmast 22 bildet ein schwingungsfähiges System, dem beim Betrieb eine unerwünschte Schwingungsbewegung überlagert wird, die an mindestens einer ausgewählten Mastposition durch Eingriff mindestens eines der Antriebsaggregate reduziert oder gedämpft wird. Dabei ist zu berücksichtigen, dass einem eine ausgewählte Mastposition enthaltenden äußeren Mastarm im Bereich seines an einem weiter innen liegenden Mastarm befindlichen Drehgelenks über die Schwingungsbewegung des Knickmasts eine Basisbewegung erzeugt wird. Eine Besonderheit der Erfindung besteht darin, die Basisbewegung bewegungssensorisch zu erfassen und in eine geregelte Drehbewegung des äußeren Mastarms gegenüber dem weiter innen liegenden Mastarm umzusetzen, wodurch die ausgewählte Mastposition an einem nach Maßgabe der Nutzervorgabe festgelegten Ort des Arbeitsraums ruhig gehalten wird. Der wichtigste Anwendungsfall besteht darin, dass dem die ausgewählte Mastposition enthaltenden äußeren Mastarm 5 im Bereich sei- nes an dem nächstinneren Mastarm 4 befindlichen Drehgelenks die Basisbewegung aufgeprägt und messtechnisch erfasst wird und dass als ausgewählte Mastposition die Mastspitze 33 am äußersten Mastarm 5 des Knickmasts 22 verwendet wird. Bezugszeichenliste

1 bis 5 Mastarme

1 1 Fahrgestell

12 Dickstoffpumpe

14 Betonverteiler

17 Aufgabebehälter

16 Betonförderleitung

18 Betonierstelle

19 Drehantrieb

21 Mastbock

22 Knickmast

33 Mastspitze

34 bis 38 Antriebsaggregate (Hydraulikzylinder)

43 Endschlauch

44 bis 49 Winkelsensoren

50 Fernbedienung

52 Beschleunigungssensor

54 Umlenkkette

56 Erdboden

58 Schwingungsrichtung

59 Schwingungsrichtung

60 Fernsteuerorgan

62 Steuersignal

64 Funkstrecke

66 Funkempfänger

70 Recheneinheit

74, 76, 78 Softwaremodule

74 Transformationsroutine

78 Filterroutine

80 Regelvergleicher

82 Messsignal 84 Führungsgrößenregler

85 Führungsgröße

88 Signalgeber

90 Integrationsroutine

92 Berechnungsroutine

100 Regelkreis (Ausgleichswinkelregler)

1 10 Nutzervorgabe

1 12 Sliding-Mode-Regler

1 13 Stellsystem Gelenk

1 14 Regelkreisstufe (realer Mastarm)

121 Übertragungsfunktion

122 Regler

123 Kolbenflächenverhältnis

124 Vorsteuerventil

125 Zylinder

131 Gelenkkinematik

132 Mastarm

133, 136 Filter

134, 135, 137, 138 Integrierer

200 Regelkreis

212 Übertragungsfunktion

213 Stellsystem Gelenk

210 Nutzervorgabe

222 Regler

224 Proportionalventil

225 Zylinder

A bis E Knickachsen (Drehgelenke)

F Zylinderkraft

H Hochachse (Drehachse)

h Höhe

/ Stromstärke

J Trägheitsmoment L Länge (Zylinder-Kolbeneinheit)

1 Länge (Mastarm)

M Drehmoment

m Masse

r Distanz (Abstand)

s Basisposition (zeitabhängig)

s Basisbewegung (Beschleunigungswert)

Q1, Q2 Durchtrittsöffnungen (Proportionalventil)

Claims

Patentansprüche

1 . Verfahren zur Ansteuerung eines Knickmasts (22) in einem Großmanipulator, der eine Kette von mindestens zwei an Drehgelenken um je- weils eine im Wesentlichen horizontale Knickachse (A bis E) zusammengesetzten Mastarmen (1 bis 5) aufweist, die mittels je eines im Bereich eines der Drehgelenke angeordneten Antriebsaggregats (34 bis 38) gegenüber einem benachbarten Mastarm oder Mastbock nach Maßgabe einer Nutzervorgabe in einem Arbeitsraum unter Bewegung des Knickmasts (22) verschwenkt oder festgehalten werden, wobei der

Knickmast (22) ein schwingungsfähiges System bildet, dem beim Betrieb eine unerwünschte Schwingungsbewegung überlagert wird, die an mindestens einer ausgewählten Mastposition durch Eingriff mindestens eines der Antriebsaggregate reduziert wird, dadurch gekennzeichnet, dass einem die ausgewählte Mastposition (33) enthaltenden äußeren

Mastarm (5) im Bereich seines an einem weiter innen liegenden Mastarm (4) befindlichen Drehgelenks (E) über die Schwingungsbewegung des Knickmasts eine Basisbewegung aufgeprägt wird, dass die Basisbewegung messtechnisch erfasst und in eine geregelte Drehbewegung des äußeren Mastarms (5) gegenüber dem weiter innen liegenden

Mastarm (4) umgesetzt wird, durch welche die ausgewählte Mastposition an einem nach Maßgabe der Nutzervorgabe (1 10, 210) festgelegten Ort des Arbeitsraums ruhig gehalten wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass dem die ausgewählte Mastposition enthaltenden äußeren Mastarm (5) im Bereich seines an dem nächstinneren Mastarm (4) befindlichen Drehgelenks (E) die Basisbewegung aufgeprägt und messtechnisch erfasst wird. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als ausgewählte Mastposition die Mastspitze (33) am äußersten Mastarm (5) des Knickmasts (22) verwendet wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als ausgewählte Mastposition die Spitze am zweitäußersten Mastarm (D) des Knickmasts (22) verwendet wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der die ausgewählte Mastposition enthaltende Mastarm (4, 5) beim Betrieb im Arbeitsraum eine in seiner Längsrichtung horizontale Ausrichtungskomponente aufweist, dass die Basis im Wesentlichen vertikal bewegt wird und dass die ausgewählte Mastposition auf vorgegebener Höhe (h) im Arbeitsraum ruhig gehalten wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der die ausgewählte Mastposition enthaltende Mastarm beim Betrieb im Arbeitsraum eine in seiner Längsrichtung vertikale Ausrichtungskomponente aufweist, dass die Basis im Wesentlichen horizontal bewegt wird und dass die ausgewählte Mastposition in vorgegebenem horizontalem Abstand (r) vom Mastbock (21 ) ruhig gehalten wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitabhängige Basisbewegung (s) über einen Beschleunigungssensor (52) messtechnisch erfasst und unter Verwendung eines Zweifachintegrators und gegebenenfalls eines Filters zur Bildung eines zeitabhängigen Wegsignals {s_IST) ausgewertet wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach Maßgabe eines erfassten Wegsignals der Basisbewegung eine Sollgröße für die kompensatorische Drehbewegung anhand eines mathematischen Modells berechnet wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an dem die ausgewählte Mastposition enthaltenden Mastarm, insbesondere im Bereich des Drehgelenks ein Drehwinkel d_IST) gemessen und dort mit einem nach Maßgabe des augenblicklichen Werts eines Wegsignals {s_IST) vorgegebenen Sollwinkel d_S0LL) der Basisbewegung unter Bildung eines Ausgleichswinkels (Δϋ) verglichen wird, und dass der Ausgleichswinkel (Δϋ) als Regelabweichung in einem Regelkreis zur Bestimmung eines über das Antriebsaggregat am Mastarm (5) angreifenden zeitabhängigen Soll-Drehmoments {M_S0LL) verwendet wird, das den die ausgewählte Mastposition enthaltenden Mastarm unter Ruhigstellung der ausgewählten Mastposition nachführt.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsaggregat einen im Bereich des Drehgelenks (E) sich über eine vorgegebene Gelenkkinematik (131 ) zwischen dem die ausgewählte Mastposition enthaltenden Mastarm (5) und dem weiter innen liegenden Mastarm (4) erstreckenden, doppeltwirkenden Hydraulikzylinder (38) aufweist, dessen Kolben mit einer sich aus den augenblicklich gemessenen stangenseitigen und bodenseitigen Drücken und den zugehörigen Wirkflächen ergebenden Zylinderkraft {F_IST) beaufschlagt ist, dass aus dem augenblicklichen Drehwinkel d_IST) und dem zeitabhängigen Drehmoment {M_S0LL) über eine Übertragungsfunktion (121 ) der Gelenkkinematik eine Sollkraft {F_S0LL) errechnet wird, die mit der augenblicklichen Zylinderkraft {F_IST) unter Bildung einer Ausgleichskraft (e_F) verglichen wird, welche über einen Regler (122) den die ausgewählte Mastposition enthaltenden Mastarm (1 14) unter Ruhigstellung der ausgewählten Mastposition nachführt.

1 1 . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsaggregat einen im Bereich des Drehgelenks sich über eine vorgegebene Gelenkkinematik zwischen dem die augenblickliche Mastposition enthaltenden Mastarm und dem weiter innen liegenden Mastarm erstreckenden, doppeltwirkenden Hydraulikzylinder (225) aufweist, dessen zeitabhängige Länge {L_IST) gemessen und mit einer nach Maßgabe des augenblicklichen Werts des Wegsignals {s_IST) vor- gegebene Solllänge {L_S0LL) unter Bildung einer Ausgleichslänge (e_L) verglichen wird, und dass die Ausgleichslänge (e_L) als Regelabweichung in einem Regler (222) den die ausgewählte Mastposition enthaltenden Mastarm unter Ruhigstellung der ausgewählten Mastposition nachführt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Regler als PID-Regler ausgebildet ist.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeich- net, dass der Regler als Sliding-Mode-Regler (1 12) ausgebildet ist.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Regler (1 12) ein mathematisches Modell der Kinematik und Dynamik des die ausgewählte Mastposition enthaltenden Mastarms (5) vorgesehen ist, das zur Bestimmung der Bewegung der ausgewählten Mastposition in Abhängigkeit von der Basisbewegung (s) verwendet wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das ma- thematische Modell die Masse, die Länge und das Trägheitsmoment des die ausgewählte Mastposition enthaltenden, an seiner Basis eine zeitabhängige Bewegung (s) ausführenden Mastarms nach Art eines langgestreckten starren oder sich unter der Einwirkung der Schwerkraft und etwaiger Trägheitskräfte elastisch verbiegenden Körpers umfasst.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeich- net, dass ein äußerer und innerer Mastarm jeweils eine ausgewählte

Mastposition aufweist, dass diese Mastarme in eine Betriebsstellung gebracht werden, in welcher sie um einen Winkel gegeneinander abgeknickt und mit etwa senkrecht zueinander ausgerichteten aufgeprägten Basisbewegungen angeregt werden, wobei die Basisbewegungen be- wegungssensorisch erfasst und in geregelte Drehbewegungen der zugehörigen Mastarme umgesetzt werden, durch welche die ausgewählten Mastpositionen an je einem durch die Nutzervorgabe definierten Ort des Arbeitsraums ruhig gehalten werden.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass Mastarmen, die am Knickmast innerhalb des mindestens einen eine der ausgewählten Mastpositionen aufweisenden äußeren Mastarms angeordnet sind, beim Betrieb eine unerwünschte mechanische Schwingung aufgeprägt wird, die sensorisch unter Erzeugung ei- ner von der Schwingung der betreffenden Mastarme abgeleiteten

Messgröße erfasst und in einer Auswerteeinheit in eine Störgröße umgewandelt werden, die zum Zwecke der Schwingungsdämpfung jeweils auf das den betreffenden Mastarmen zugeordnete Antriebsaggregat aufgeschaltet wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass als Antriebsaggregat ein doppeltwirkender Hydraulikzylinder verwendet wird, der über ein Proportionalventil mit Drucköl beaufschlagt wird, dass am Stangen- und bodenseitigen Ende des Hydraulikzylinders ein Druck- messwert bestimmt wird, wobei die Druckmesswerte in der Auswerteeinheit unter Berücksichtigung des Flächenverhältnisses auf der Bo- den- und Stangenseite des Hydraulikzylinders unter Bildung der aufzuschaltenden Störgröße miteinander verglichen werden.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass als Knickmast ein Verteilermast eines als Betonpumpe ausgebildeten Großmanipulators verwendet wird, dessen Mastarme eine bis zur Mastspitze führende, vorzugsweise in einen Endschlauch mündende Förderleitung tragen.

Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Mastarme als Teleskoparm ausgebildet ist.