DE69426890T2

DE69426890T2 - Steuereinheit für baumaschinen

Info

Publication number: DE69426890T2
Application number: DE69426890T
Authority: DE
Inventors: Atsushi Nagira; Mamoru Tochizawa
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1994-12-22
Publication date: 2001-06-21
Anticipated expiration: 2014-12-23
Also published as: EP0736634B1; JPH07180173A; WO1995018271A1; JP3364303B2; DE69426890D1; EP0736634A4; KR960706596A; EP0736634A1; US5903988A

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinheit für Arbeitsmaschinen und insbesondere auf eine Steuereinheit, die die Baggerlöffel-Blattspitze einer Baumaschine, wie z. B. eines Hydraulikschaufelbaggers, entlang einer vorbestimmten Bahn bewegt.

STAND DER TECHNIK

Hydraulikschaufelbagger führen etwas aus, das als horizontale Abtragarbeit und dergleichen unter Verwendung eines Baggerlöffels bezeichnet werden kann. Bei der Ausführung derartiger horizontaler Abtragarbeit und dergleichen ist es wünschenswert, daß sich die Baggerlöffel-Blattspitze automatisch bewegt und daß der Bewegungsbereich der Baggerlöffel-Blattspitze möglichst groß ist.
Daher sind Vorrichtungen, die die Bewegungsbahn der Blattspitzen von Baggerlöffeln an Hydraulikschaufelbaggern steuern, bereits Gegenstand verschiedener Patentanmeldungen gewesen.
Zum Beispiel offenbart die japanische Offenlegungsschrift Sho. 49-132801 (& JP-B-54-37406) eine Vorrichtung, die automatisch geradlinig baggert, aber obgleich diese Vorrichtung die Ermüdung durch Handbetrieb ausschaltet, bringt sie dennoch Probleme mit sich, weil sie derart angeordnet ist, daß der Automatikbetrieb jedesmal stoppt, wenn die Antriebsachse irgendeines Auslegers oder Armes etc. das Ende ihres Hubs erreicht und der Bewegungsbereich der Baggerlöffel-Blattspitze unter Automatikbetrieb durch den Hub der Arbeitsmaschine beschränkt ist. Wenn z. B. ein Baggerlöffel 6 in eine Vorstoßrichtung bewegt wird, wie durch den Pfeil I in Fig. 9 dargestellt, und die Blattspitze 6b des Baggerlöffels 6 die Position B erreicht, dann gelangt der Hydraulikzylinder 8 für den zweiten Arm 4 an das Ende seines Ausfahrhubs und stoppt an dieser Stelle automatisch. In diesem Fall erstreckt sich die Arbeitsfläche über einen schmalen Bereich in der Zone C - B.
Des weiteren offenbart die japanische Offenlegungsschrift Sho. 63-65507 eine Verfahrenstechnik, bei der eine Bedienperson Beschränkungsbedingungen eingibt, die während der automatischen Steuerung der Bewegungsbahn der Baggerlöffel-Blattspitze zur Anwendung kommen, und die Antriebsachse wird in Übereinstimmung mit den eingegebenen Beschränkungsbedingungen automatisch ausgewählt.
Selbst wenn angenommen wird; daß die Bedienperson erfahren ist, wird sie jedoch nicht immer in der Lage sein, die richtigen Beschränkungsbedingungen einzugeben, und es gibt Fälle, wo die Steuerung nicht genau sein wird. Es bestehen auch insofern Probleme, als die Arbeitsmaschine, ähnlich wie die Vorrichtung in dem oben erwähnten japanischen Patentdokument, stoppt, wenn die Antriebsachse während der Arbeit das Ende ihres Hubs erreicht, andere Beschränkungsbedingungen müssen neu eingegeben werden, um eine Weiterbewegung zu bewirken, und die Kontinuität der Arbeit wird unterbrochen.
Die vorliegende Erfindung hat dieser Situation Rechnung getragen und ist darauf gerichtet, eine Steuereinheit bereitzustellen, die in der Lage ist, die Bewegung der Werkzeuge von Arbeitsmaschinen kontinuierlich und über einen großen Bereich zu steuern und in der Lage ist, die Werkzeuge von Arbeitsmaschinen exakt entlang einer gewünschten Bahn zu bewegen.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Demzufolge ist ein erster Aspekt dieser Erfindung eine Steuereinheit für Arbeitsmaschinen mit drei oder mehr Armen, die über Gelenkpunkte mit Rotationsfreiheit miteinander verbunden sind, die in einer Weise angeordnet ist, daß sie den Antrieb jeder der Steuerachsen der drei oder mehr Arme derart steuert, daß ein am Vorderende des vorderen Armes vorgesehenes Werkzeug sich entlang einer vorbestimmten Bahn bewegt, wobei das Werkzeug durch Auswählen einer ersten Kombination von zwei Steuerachsen aus den drei oder mehr Steuerachsen und Steuern des Antriebs der zwei Steuerachsen, die gewählt sind, in einer ersten Zone in der Bewegungsbahn des Werkzeugs bewegt wird, und das Werkzeug durch Auswählen einer zweiten Kombination von zwei anderen Steuerachsen als die erste ausgewählte Kombination von zwei Steuerachsen und Steuern des Antriebs der zwei Steuerachsen, die in der zweiten Kombination gewählt sind, in einer zweiten Zone bewegt wird, die sich von der ersten Zone aus fortsetzt.
Des weiteren ist ein zweiter Aspekt dieser Erfindung eine Steuereinheit für Arbeitsmaschinen mit drei oder mehr Armen, die über Gelenkpunkte mit Rotationsfreiheit miteinander verbunden sind, die in einer Weise angeordnet ist, daß sie den Antrieb jeder der Steuerachsen der drei oder mehr Arme in einer Weise steuert, daß ein am Vorderende des vorderen Armes vorgesehenes Werkzeug sich entlang einer vorbestimmten Bahn bewegt, und ein vorbestimmter Arm unter den drei oder mehr Armen in einer ersten Zone in der Bewegungsbahn eine konstante Haltung beibehält, wobei das Werkzeug durch Auswählen einer ersten Kombination von zwei Steuerachsen aus den Steuerachsen mit Ausnahme der Steuerachse des vorbestimmten Armes und Steuern des Antriebs der zwei Steuerachsen, die gewählt sind, in der ersten Zone bewegt wird, die Haltung des vorbestimmten Armes durch Steuern des Antriebs der vorbestimmten Armsteuerachse konstant gehalten wird, und das Werkzeug durch Auswählen einer zweiten Kombination von zwei anderen Steuerachsen als die erste ausgewählte Kombination von zwei Steuerachsen und Steuern des Antriebs der zwei Steuerachsen, die in der zweiten Kombination gewählt sind, in einer zweiten Zone bewegt wird, die sich von der ersten Zone aus fortsetzt.
Gemäß der Gestaltung des ersten Aspektes unter Annahme des Falles in Fig. 6, in dem sich eine Arbeitsmaschine zu einer Vorstoßaushubseite bewegt, wird das Werkzeug 6 durch Auswählen einer ersten Kombination 3a und 4a von zwei Steuerachsen aus den drei oder mehr Steuerachsen 3a, 4a und 5a und Steuern des Antriebs der zwei Steuerachsen 3a und 4a, die gewählt sind, in einer ersten Zone C - B in der Bewegungsbahn des Werkzeugs 6 bewegt. Dann wird das Werkzeug 6 durch Auswählen einer zweiten Kombination 3a und 5a von zwei anderen Steuerachsen als die erste ausgewählte Kombination 3a und 4a von zwei Steuerachsen und Steuern des Antriebs der zwei gewählten Steuerachsen 3a und 5a in einer zweiten Zone B - A bewegt, die sich von der ersten Zone C - B aus fortsetzt.
Des weiteren wird das Werkzeug 6 gemäß der Gestaltung des zweiten Aspektes unter Annahme des Falles in Fig. 6, in dem sich eine Arbeitsmaschine zu einer Vorstoßaushubseite bewegt, durch Auswählen einer ersten Kombination 3a und 4a von zwei Steuerachsen aus den verschiedenen Steuerachsen 3a und 4a, mit Ausnahme der Steuerachse 5a eines vorbestimmten Armes 5, und Steuern des Antriebs der zwei Steuerachsen 3a und 4a, die gewählt sind, in der ersten Zone C - B bewegt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Steuerachse 5a des Armes 5, wie in Fig. 11(b) gezeigt, so gesteuert, daß sie von Θ' zu Θ wechselt, und der Winkel δ3 des Armes 5 zum Boden wird konstant gehalten.
Des weiteren wird das Werkzeug 6 durch Auswählen einer zweiten Kombination 3a und 5a von zwei anderen Steuerachsen als die erste Kombination 3a und 4a und Steuern des Antriebs der ausgewählten zwei Steuerachsen 3a und 5a in einer zweiten Zone B - A bewegt, die sich von der ersten Zone C - B aus fortsetzt.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm und zeigt die Gestaltung einer Ausführungsform der Steuereinheit für Arbeitsmaschinen gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm zur Darstellung der Gestaltung der in Fig. 1 gezeigten Steuereinheit;
Fig. 3 ist ein Flußdiagramm und zeigt den Verarbeitungsfolgenablauf in der in Fig. 1 gezeigten Steuereinheit;
Fig. 4 ist ein Diagramm, das zur Erläuterung der Entscheidungen verwendet wird, die von der in Fig. 1 gezeigten Steuereinheit getroffen werden;
Fig. 5 ist ein Diagramm, das zur Erläuterung der Berechnungen verwendet wird, die von der in Fig. 1 gezeigte Steuereinheit ausgeführt werden;
Fig. 6 ist eine Seitenansicht zur Darstellung des Aussehens des in der Ausführungsform verwendeten Hydraulikschaufelbaggers und stellt dar, wie sich die Haltung der Arbeitsmaschine ändert;
Fig. 7 ist eine Seitenansicht zur Darstellung des Aussehens des in der Ausführungsform verwendeten Hydraulikschaufelbaggers und stellt dar, wie sich die Haltung der Arbeitsmaschine ändert;
Fig. 8 ist eine Seitenansicht zur Darstellung des Aussehens des in der Ausführungsform verwendeten Hydraulikschaufelbaggers und stellt dar, wie sich die Haltung der Arbeitsmaschine ändert;
Fig. 9 ist eine Seitenansicht zur Darstellung des Aussehens des in der Ausführungsform verwendeten Hydraulikschaufelbaggers und stellt dar, wie sich die Haltung der Arbeitsmaschine ändert;
Fig. 10 ist eine Seitenansicht zur Darstellung des Aussehens des in der Ausführungsform verwendeten Hydraulikschaufelbaggers und stellt dar, wie sich die Haltung der Arbeitsmaschine ändert; und
Fig. 11(a) und 11(b) vergleichen den Unterschied zwischen der Situation, wenn der Winkel des Armes zum Boden nicht festgelegt ist, mit der Situation, wenn der Winkel zum Boden festgelegt ist.

BESTE ART, DIE ERFINDUNG AUSZUFÜHREN

Eine Ausführungsform der Steuereinheit für Arbeitsmaschinen gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Fig. 6 ist eine Ansicht zur Darstellung des Aussehens des Hydraulikschaufelbaggers 1, der die in der Ausführungsform verwendete Arbeitsmaschine ist, und stellt dar, wie sich die Haltung der Arbeitsmaschine ändert.
Darüber hinaus ist Fig. 1 ein Blockdiagramm, das die Gestaltung einer in dem Hydraulikschaufelbagger 1 eingebauten Steuereinheit zeigt, und Fig. 2 ist ein Blockdiagramm zur ausführlicheren Darstellung der Gestaltung der Steuereinheit 30 in Fig. 1.
Wie in Fig. 6 dargestellt, ist auf dem Verschwenkrahmen 2 des Hydraulikschaufelbaggers 1 über einen Gelenkpunkt (Steuerachse) 3a ein erster Ausleger 3 mit Rotationsfreiheit vorgesehen. Am Vorderende des ersten Auslegers 3 ist über einen Gelenkpunkt 4a ein zweiter Ausleger 4 mit Rotationsfreiheit vorgesehen, und in ähnlicher Weise ist über einen Gelenkpunkt 5a ein Arm 5 vorgesehen. Am Vorderende des Armes 5 ist über einen Gelenkpunkt 6a ein Baggerlöffel 6 mit Rotationsfreiheit vorgesehen. Die Drehungswinkel des ersten Auslegers 3 und des zweiten Auslegers 4, des Armes 5 und des Baggerlöffels 6 sind jeweils durch Θ1, Θ2, Θ3 und Θ4 dargestellt, und L1 ist der Abstand zwischen dem Drehlagerpunkt 3a des ersten Auslegers 3 und dem Drehlagerpunkt 4a des zweiten Auslegers 4, L2 ist der Abstand zwischen dem Drehlagerpunkt 4a des zweiten Auslegers 4 und dem Drehlagerpunkt 5a des Armes 5, L3 ist der Abstand zwischen dem Drehlagerpunkt 5a des Armes 5 und dem Drehlagerpunkt 6a des Baggerlöffels 6, und L4 ist der Abstand zwischen dem Drehlagerpunkt 6a des Baggerlöffels 6 und der Baggerlöffel- Blattspitze 6b.
Der erste Ausleger 3 wird durch einen Hydraulikzylinder 7 geführt, der zweite Ausleger 4 wird durch einen Hydraulikzylinder 8 geführt, der Arm 5 wird durch einen Hydraulikzylinder 9 geführt, und der Baggerlöffel 6 wird durch einen Hydraulikzylinder 10 geführt. Durch eine derartige wunschgemäße Steuerung des Antriebs der verschiedenen Hydraulikzylinder wird die Baggerlöffel-Blattspitze 6b zur Vorstoßaushubseite bewegt, wie mit C → B → A angedeutet, oder sie wird zur Rückzugaushubseite bewegt, wie mit A → B → C angedeutet. Des weiteren ist ein x/y-Koordinatensystem wie in Fig. 6 definiert, um die Positionen, zu denen sich die Baggerlöffel-Blattspitze 6b bewegt, als zweidimensionale Koordinaten auszudrücken.
Den Zylinderkammern der Hydraulikzylinder 7, 8, 9 und 10 wird Druckflüssigkeit von einem Hydraulikkreis 31 zugeführt, wie in Fig. 1 gezeigt, wodurch die Stangen der Zylinder aus- oder eingefahren werden und die Haltung der entsprechenden Ausleger, des Armes und Baggerlöffels verändert wird.
Der Bedienhebel 21 ist ein Hebel zur Indizierung der Geschwindigkeit Vx der Bewegung der Baggerlöffel-Blattspitze 6b in Richtung der x-Achse (siehe Fig. 6), und ein Signal zur Indizierung der Geschwindigkeit Vx wird mit einer Stärke ausgegeben, die dem Ausmaß entspricht, mit dem er betätigt wird. In ähnlicher Weise ist der Bedienhebel 22 ein Hebel zur Indizierung der Geschwindigkeit Vy der Bewegung der Baggerlöffel-Blattspitze 6b in Richtung der y-Achse (siehe Fig. 6) und wird ein Signal zur Indizierung der Geschwindigkeit Vy mit einer Stärke ausgegeben, die dem Ausmaß entspricht, mit dem er betätigt wird. Die Geschwindigkeitssignale Vx und Vy werden zu einem Geschwindigkeitsvektorsignal V zusammengefügt, das an eine Auswahl-/Entscheidungseinheit 25 angelegt wird.
In dieser Ausführungsform wird die Geschwindigkeit der Bewegung der Baggerlöffel-Blattspitze 6b entlang jeder Achse durch die zwei Bedienhebel getrennt indiziert, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, und sie kann auch durch eine Drehscheibe indiziert werden, oder Richtung und Absolutwert der Geschwindigkeit der Bewegung können getrennt indiziert werden.
Ferner kann die Geschwindigkeit der Bewegung im voraus derart bestimmt werden, daß die Bewegung der Baggerlöffel- Blattspitze 6b durch Betätigen eines Knopfes gestartet wird.
Unterdessen ist der Indizierungsschalter 23 zur Steuerung der Baggerlöffel/Boden-Winkelkonstanz ein Schalter, der indiziert, ob der Winkel des Baggerlöffels 6 zum Boden konstant gehalten werden soll oder nicht, wie nachstehend erörtert werden wird, und wenn der Schalter zu der Seite betätigt worden ist, wo die Bodenwinkelkonstanz-Steuerung "an" ist, wird ein Signal zu diesem Zweck an die Auswahl-/Entscheidungseinheit 25 angelegt, während dann, wenn der Schalter zu der Seite betätigt worden ist, wo die Bodenwinkelkonstanz-Steuerung "aus" ist, ein Signal zu diesem Zweck an die Auswahl-/Entscheidungseinheit 25 angelegt wird.
Wie nachstehend erörtert, ist eine Arbeitsmodus- Auswahleinheit 24 vorgesehen, um den gewünschten Arbeitsmodus entsprechend den vorherrschenden Bedingungen aus einer Vielzahl von Arbeitsbetriebsarten auszuwählen und zu indizieren, die der Hydraulikschaufelbagger 1 ausführt, und ein Signal zur Indizierung eines aus den Arbeitsbetriebsarten M1 bis M6 ausgewählten Arbeitsmodus wird in die Auswahl-/ Entscheidungseinheit 25 eingegeben.
Unterdessen sind Drehbewegungsmeßfühler 11, 12, 13 und 14, die die Drehwinkel des ersten Auslegers 3, zweiten Auslegers 4, Armes 5 und Baggerlöffels 6 erfassen, an den Drehlagerpunkten 3a, 4a, 5a und 6a vorgesehen. Zum Beispiel können Meßfühler eines Rotationstyps wie Potentiometer und Codiereinrichtungen für diese Drehbewegungsmeßfühler 11, 12, 13 und 14 verwendet werden, und die Drehwinkel können von der Ausgabe der Meßfühler direkt erfaßt werden, oder es können Meßfühler verwendet werden, die die Hubgrößen der Zylinder erfassen, und die Drehwinkel von der Ausgabe dieser Meßfühler indirekt erfaßt werden. Die Ausgabe der Drehbewegungsmeßfühler 11, 12, 13 und 14 wird über den A/D- Wandler 32 in die Auswahl-/Entscheidungseinheit 25 eingegeben und auch in eine Normalsteuerung-Berechnungseinheit 28 und eine Übergangssteuerung-Berechnungseinheit 29 eingegeben.
Eine Ein/Aus-Entscheidungseinheit 27 der Bodenwinkelkonstanz- Steuerung in der Auswahl-/Entscheidungseinheit 25 entscheidet, ob eine Bodenwinkelkonstanz-Steuerung wie nachstehend erörtert durchgeführt werden soll oder nicht.
Eine Hauptsteuerachsen-Auswahleinheit 26 in der Auswahl-/ Entscheidungseinheit 25 wählt die Hauptsteuerachsen aus, mit anderen Worten, die Steuerachsen 3a, 4a, 5a und 6a, die zur Bewegung der Baggerlöffel-Blattspitze 6b verwendet werden, und wählt Steuerachsen, die nicht an der Bewegung beteiligt sind, als Hilfsachsen. Die Hauptsteuerachsen und Hilfssteuerachsen machen zumindest eine Umschaltung in dem Gesamtbereich durch, in dem sich die Baggerlöffel-Blattspitze 6b bewegt, wie nachstehend erörtert.
Die Ergebnisse der Auswahl und Entscheidung durch die Auswahl-/ Entscheidungseinheit 25 werden an die Normalsteuerung- Berechnungseinheit 28 und die Übergangssteuerung- Berechnungseinheit 29 ausgegeben.
Die Normalsteuerung-Berechnungseinheit 28 berechnet die Winkelgeschwindigkeiten der verschiedenen Steuerachsen vor und nach der Umschaltung der Steuerachsen, mit anderen Worten, die Winkelgeschwindigkeiten Θ1·, Θ2·, Θ3· und Θ4· des ersten Auslegers 3 und dergleichen. Es sei angemerkt, daß das Zeichen "·" das erste Zeitdifferential bezeichnet.
Die Übergangssteuerung-Berechnungseinheit 29 berechnet die Winkelgeschwindigkeiten Θ1·, Θ2·, Θ3· und Θ4· des ersten Auslegers 3 und dergleichen während des Übergangsbetriebs der Steuerachsenumschaltung, und die Berechnungsergebnisse werden an die Steuereinheit 30 ausgegeben.
Die Steuereinheit 30 ist aufgebaut, wie in Fig. 2 gezeigt: Die Winkelgeschwindigkeiten Θ1·, Θ2·, Θ3· und 84· des ersten Auslegers 3 und dergleichen werden in eine Koordinatenkonvertereinheit 33 eingegeben und jeweils in die Laufgeschwindigkeiten u1·, u2·, u3· und u4· der Stangen der entsprechenden Hydraulikzylinder 7, 8, und 10 umgewandelt. Unterdessen wird die Ausgabe eines Ausgleichsmeßfühlers, beispielsweise eines Druckfühlers 34, an die Ausgleichselemente 35, 36, 37 und 38 angelegt und von diesen Ausgleichselementen 35, 36, 37 und 38 jeweils Ausgleichswerte ausgegeben. Die von den Ausgleichselementen 35, 36, 37 und 38 ausgegebenen Ausgleichswerte werden zur Steuerungsstabilität jeweils an die Laufgeschwindigkeiten u1·, u2·, u3· und u4· angelegt, und ein Signal mit Angabe der Summe dieser Laufgeschwindigkeiten und Ausgleichswerte wird an eine elektrische Stromberechnungseinheit 39 angelegt.
Basierend auf dem eingegebenen Additionssignal entsprechend den verschiedenen Hydraulikzylindern gibt die Stromberechnungseinheit 39 ein Steuersignal an ein Hydrauliksteuerventil 40 entsprechend den verschiedenen Hydraulikzylindern aus. Als Folge davon wird das Hydrauliksteuerventil 40 in eine dem angelegten Steuersignal entsprechende Ventilstellung getrieben und das Drucköl entsprechend der Ventilstellung den Zylinderkammern der verschiedenen Hydraulikzylinder 7, 8, 9 und 10 zugeführt.
Als Folge davon fahren die Stangen der verschiedenen Hydraulikzylinder 7, 8, 9 und 10 derart aus oder ein, daß der erste Ausleger 3, zweite Ausleger 4, Arm 5 und Baggerlöffel 6 jeweils mit den in die Steuereinheit 30 eingegebenen Winkelgeschwindigkeiten Θ1·, Θ2·, Θ3· und Θ4· umlaufen.
Fig. 3 ist ein Flußdiagramm und zeigt das Verarbeitungsverfahren zur Steuerung der Bewegungsbahn der Baggerlöffel-Blattspitze 6b des Hydraulikschaufelbaggers 1, wenn sich die Baggerlöffel-Blattspitze 6b zur Rückzugaushubseite A → B → C bewegt, wie durch den Pfeil in Fig. 7 gezeigt.
Die Erfindung wird nachstehend auch mit Bezug auf dieses Flußdiagramm beschrieben. Es sei angemerkt, daß der Einfachheit halber eine Situation beschrieben wird, wo der Baggerlöffel 6 sich nicht bewegt.
Im einzelnen wird zuerst in der Hauptsteuerachsen- Auswahleinheit 26 eine Entscheidung dahingehend vorgenommen (Schritt 101), ob die momentane Bewegungsrichtung der Baggerlöffel-Blattspitze 6b, basierend auf dem eingegebenen Geschwindigkeitsvektor V, die Vorstoßseite oder die Rückzugseite ist. Wenn entschieden wird, daß sich der Baggerlöffel 6 in Vorstoßrichtung bewegt, dann wird die nachstehend erörterte Vorstoßsteuerung entsprechend der Vorstoßseite ausgeführt.
Hier, wenn entschieden wird, daß der Baggerlöffel 6 sich momentan in Rückzugrichtung bewegt, berechnet die Hauptsteuerachsen-Auswahleinheit 26 die momentane Position (x, y), welche die Aushubausgangsstellung für die Baggerlöffel- Blattspitze 6b basierend auf den verschiedenen eingegebenen Drehwinkeln Θ1, Θ2, Θ3 und Θ4 ist, und entscheidet, ob die momentane Position zu einer der Zonen A - B oder B - C in der Bewegungsbahn A - C der Baggerlöffel-Blattspitze 6b gehört oder nicht, wobei es sich um die Zonen im Umschaltbereich der Hauptsteuerachse und der Hilfssteuerachse handelt. Es sei darauf hingewiesen, daß A - B und B - C, die Zonen im Umschaltbereich der oben erwähnten Hauptsteuerachse und Hilfssteuerachse sind, im voraus festgelegt werden.
Des weiteren kann die momentane Position (x, y) der Baggerlöffel-Blattspitze 6b durch die folgende Rechenformel bestimmt werden, wie aus Fig. 6 ersichtlich ist.
x = LlsinAl + L2sin(Θ1 + Θ2) + L3sin(Θ1 + Θ2 + Θ3) + L4sin(Θ1 + Θ2 + Θ3 + Θ4)... (1)
y = LlcosΘ1 + L2cos(Θ1 + Θ2) + L3cos(Θ1 + Θ2 + Θ3) + L4cos(Θ1 + Θ2 + Θ3 + Θ4)... (2)
(Schritt 102).
Da dies einen Fall beinhaltet, wo die Bedienperson die Baggerlöffel-Blattspitze 6b mit der Position A als Ausgangspunkt zur Rückzugseite manövriert, wird entschieden, daß der Baggerlöffel 6 zu A - B gehört, und infolgedessen trifft die Hauptsteuerachsen-Auswahleinheit 26 eine Auswahl und Entscheidung, daß der erste Ausleger 3 (3a) und Arm 5 (5a) Hauptsteuerachsen sein sollen und der zweite Ausleger 4 (4a) eine Hilfssteuerachse (fester Winkel). Es sei angemerkt, daß diese Kombination von Hauptsteuerachse und Hilfssteuerachse abhängig von der Zone im voraus festgelegt wird. Daher ist die Zone B - C auf eine andere Kombination festgelegt als die Kombination der Steuerachsen in der Zone A - B, und zwar sind der erste Ausleger 3 (3a) und zweite Ausleger 4 (4a) die Hauptsteuerachsen, und der Arm 5 (5a) ist die Hilfssteuerachse. Des weiteren kann diese Kombination abhängig vom Arbeitsmodus auf eine andere Kombination festgelegt sein. Die oben beschriebene Kombination, bei der der erste Ausleger 3 (3a) und Arm 5 (5a) die Hauptsteuerachsen im Bereich A - B sind und der zweite Ausleger 4 (4a) die Hilfssteuerachse, kann als Kombination für die Auswahl "Normalbetrieb" M1 festgelegt werden.
Des weiteren entscheidet die Ein/Aus-Entscheidungseinheit 27 der Bodenwinkelkonstanz-Steuerung, daß die "Arm/Boden- Winkelkonstanzsteuerung" in der Zone A - B nicht ausgeführt wird. Es sei angemerkt, daß abhängig von der Zone im voraus festgelegt ist, ob die Bodenwinkelkonstanz-Steuerung ausgeführt werden soll oder nicht. Demzufolge ist die Tatsache, daß die "Arm/Boden-Winkelkonstanzsteuerung" in Zone B - C ausgeführt wird, im voraus festgelegt. Des weiteren kann auch gemäß dem Arbeitsmodus festgelegt werden, ob eine Bodenwinkelkonstanz- Steuerung ausgeführt werden soll oder nicht. Die Entscheidung, die Bodenwinkelkonstanz-Steuerung in der Zone A - B nicht auszuführen, kann als Entscheidung für die Auswahl "Normalbetrieb" M1 festgelegt werden. Wenn vom Indizierungsschalter 23 zur Baggerlöffel/Boden- Winkelkonstanzsteuerung jedoch die Baggerlöffel/Boden- Winkelkonstanzsteuerung indiziert wurde, wird die Steuerachse 6a für den Baggerlöffel 6 sogar in der Zone A - B angesteuert, wobei die Steuerung derart ist, daß der Winkel des Baggerlöffels 6 zum Boden in der Zone A - B konstant ist, wie in Fig. 6 gezeigt (siehe Zustände E und F in Fig. 6).
Wenn die Auswahl der Hauptsteuerachse oder Hilfssteuerachse und das Treffen einer Entscheidung über die Bodenwinkelkonstanz- Steuerung auf diese Weise erfolgt, werden die Winkelgeschwindigkeiten Θ1· und Θ3· der verschiedenen Steuerachsen 3a und 5a zur Bewegung des Baggerlöffels 6 in der Zone A - B auf folgende Weise von der Normalsteuerung- Berechnungseinheit 28 berechnet:
Der Winkel δ3 des Armes 5 zum Boden wird ausgedrückt durch: δ3 = Θ1 + Θ2 + Θ3... (3), und
der Winkel δ4 des Baggerlöffels 6 zum Boden wird ausgedrückt durch:
δ4 = Θ1 + Θ2 + Θ3 + Θ4... (4).
Wenn sich nun der Baggerlöffel 6 nicht bewegt, bleibt der Winkel δ4 des Baggerlöffels zum Boden konstant, falls der Winkel δ3 des Armes zum Boden konstant ist, wie aus den Formeln (3) und (4) ersichtlich ist.
Da hier Θ4· = 0, wird das folgende Ergebnis erhalten, wenn die obigen Formeln (1) bis (3) differenziert werden:
Da hier die Steuerachse 4a des zweiten Auslegers als Hilfssteuerachse in einem festen Winkel ist, mit anderen Worten, Θ2· = 0, kann zur Aufstellung der Beziehung die Formel (6) verwendet werden:
b21x· + b22y· + b23d3 = 0
δ3· = -(1/b23) (b21x· + b22y·)... (7)
Hier können die Geschwindigkeiten x·, y· der Bewegung der Baggerlöffel-Blattspitze 6b als Geschwindigkeitsvektoren Vx und Vy festgelegt werden, aber wenn die Steuerung der Bahn verbessert werden soll, ist es effizienter, die Differenz zwischen dem Istwert und dem Sollwert einzusetzen, was den Geschwindigkeitsvektor V ergibt. Auf alle Fälle werden, wenn die Geschwindigkeiten x·, y· der Bewegung der Baggerlöffel- Blattspitze 6b angelegt werden, die Winkelgeschwindigkeiten Θ1·, Θ2· ( = 0) und Θ3· der Steuerachsen 3a, 4a und 5a aus den Formeln (6) und (7) berechnet. Die Winkelgeschwindigkeiten Θ1·, ΘV ( = 0) und Θ3·, die auf diese Weise berechnet werden, werden an die Steuereinheit 30 ausgegeben und die verschiedenen Hydraulikzylinder 7 und 9 angesteuert. Als Folge davon geht die Haltung der Arbeitsmaschine von einer Haltung E' zu einer Haltung F über, und die Baggerlöffel-Blattspitze 6b bewegt sich von der Position A zur Position B (Schritt 103).
Dann beurteilen die Hauptsteuerachsen-Auswahleinheit 26 und die Ein/Aus-Entscheidungseinheit 27 der Bodenwinkelkonstanz- Steuerung, ob die Startbedingungen für eine Umschaltung der Hauptsteuerachse (oder Hilfssteuerachse) zutreffen.
Wenn im einzelnen angenommen wird, daß die erste Ausleger- Steuerachse 3a und Armsteuerachse 5a als Hauptsteuerachsen in der Steuerung angenommen werden, die ohne weiteres Zutun durchgeführt wird, wie in Fig. 10 gezeigt, und wenn die Baggerlöffel-Blattspitze 6b die Position B erreicht, dann ist die Ausrückung in Position B des Hydraulikzylinders 9 für den Arm 5 auf einem Höchstwert, mit anderen Worten, er erreicht das Ende seines Hubs, und es wird unmöglich, die Steuerung in dieser Betriebsart fortzuführen. Folglich ist die Hauptsteuerachsen-Umschaltung notwendig, um die Baggerlöffel- Blattspitze 6b über einen breiten Arbeitsbereich zu bewegen. In dieser Ausführungsform ist die Steuerachsen-Umschaltsteuerung (Übergangssteuerung) derart angeordnet, daß sie beginnt, bevor die Baggerlöffel-Blattspitze 6b die Position B erreicht, soll heißen, bevor der Hydraulikzylinder das Ende seines Hubs erreicht, und zu (unmittelbar vor) dem Zeitpunkt endet, wo das Ende des Hubs erreicht ist. Das Abschließen der Steuerachsenumschaltung auf diese Weise, unmittelbar bevor der Hydraulikzylinder das Ende seines Hubs erreicht, hat den Vorteil, daß die während des Umschaltens auftretende Erschütterung gedämpft werden kann.
Gesetzt den Fall, daß die Hauptsteuerachse zu dem Zeitpunkt, wo der Hydraulikzylinder 9 für den Arm 5 das Ende seines Hubs erreicht, im Nu umschalten sollte, würde die Winkelgeschwindigkeit des Armes 5 schnell Null werden, es gäbe einen plötzlichen Geschwindigkeitsumschwung, weil der Arm 5, der sich in Rückzugrichtung bewegt hatte, eine Geschwindigkeitsversetzung in Vorstoßrichtung erlebte, und es würden Erschütterungen auftreten, und die Bahngenauigkeit würde sich ebenfalls verschlechtern.
Demzufolge wird die Winkelgeschwindigkeit in dieser Ausführungsform derart kontinuierlich gesteuert, daß die Steuerachse nicht abrupt umgeschaltet wird, die Umschaltung beginnt zu einem vorbestimmten Zeitpunkt, wenn noch ein kleiner Zylinderhub übrig ist, und die Winkelgeschwindigkeit der verschiedenen Steuerachsen wird nach und nach von der Winkelgeschwindigkeit vor dem Umschalten zur Winkelgeschwindigkeit nach dem Umschalten kontinuierlich geändert. Die Bewegungsbahn der Baggerlöffel-Blattspitze 6b wird selbst dann kontrolliert, wenn diese Dauersteuerung ausgeführt wird, und falls eine Differenz zwischen der Soll- Winkelgeschwindigkeit und der Ist-Winkelgeschwindigkeit auftauchen sollte, werden der erste Ausleger 3 und Arm 5 in die Richtung bewegt, die die Differenz eliminiert, und das Umschalten geht ruckfrei vor sich, während die Bahngenauigkeit aufrechterhalten wird. Auf diese Weise wird der Umschaltvorgang beendet, wenn der Hydraulikzylinder 9 für den Arm das Ende seines Hubs mehr oder weniger erreicht hat, und die Steuerung der Bewegung der Baggerlöffel-Blattspitze 6b wird dann von einer neu gewählten Hauptsteuerachse übernommen.
Fig. 4 zeigt die Beziehung zwischen dem Drehwinkel 93 des Armes 5 und dem Restwert des Hubs m des Hydraulikzylinders 9 für diesen Arm 5.
Unter Verwendung dieser Beziehung können der Drehwinkel A3 (Start), der die Übergangssteuerung einleitet, und der Drehwinkel 63 (Ende), der die Steuerung beendet, im voraus festgelegt werden, wie beispielsweise nachstehend umrissen.
Θ3 (Ende) = 100º, wenn die verbleibende Hubgröße m gleich 5 (cm) ist;
Θ3 (Start) = 80º, wenn die verbleibende Hubgröße m gleich 15 (cm) ist.
Hierbei wird die Übergangssteuerung eingeleitet, wenn Θ3 = Θ3 (Start), und die Umschaltung endet schließlich, wenn Θ3 größer wird und Θ3 = Θ3 (Ende), so daß das System vom Übergangssteuerungsmodus zum Normalsteuerungsmodus zurückkehrt. Die obigen Θ3 (Start) und Θ3 (Ende) können im voraus eingestellt werden, aber 83 (Start) kann abhängig von der Größe des Geschwindigkeitsvektors V geändert werden, so daß die Winkelgeschwindigkeit sich während des Umschaltens nicht schnell ändert. Θ3 (Start) kann beispielsweise geändert werden, wie folgt:
wenn vx > 0,5 (m/s), Θ3 (Start) = 70º
wenn 0,5 ≥ vx > 0,3, Θ3 (Start) = 80º
wenn 0,1 ≥ vx > 0, Θ3 (Start) = 95º
Wie oben kurz zusammengefaßt, wird eine Entscheidung getroffen, daß die Umschaltstartbedingungen erfüllt worden sind, wenn die Winkelgeschwindigkeit Θ3 Θ3 erreicht (Start), und die Ein/Aus- Entscheidungseinheit 27 der Bodenwinkelkonstanz-Steuerung gibt eine für die Zone B - C festgelegte Bedingung "Bodenwinkelkonstanz-Steuerung ein" an die Übergangssteuerung- Berechnungseinheit 29 aus, während die Hauptsteuerachsen- Auswahleinheit 26 die für die Zone B - C festgelegte Hauptsteuerachse und Hilfssteuerachse an die Übergangssteuerung-Berechnungseinheit 29 ausgibt (Entscheidung JA in Schritt 105), und das Verfahren geht weiter zu Schritt 106.
Basierend auf der eingegebenen Bedingung, daß die "Bodenwinkelkonstanz-Steuerung an" ist, entscheidet die Übergangssteuerung-Berechnungseinheit 29 daraufhin, daß die Winkelgeschwindigkeit δ3' des Armes zum Boden nach der Steuerachsenumschaltung gleich Null ist und entscheidet, daß nach dem Umschalten die zweite Armsteuerachse 4a angesteuert werden sollte. Wie in Fig. 5 gezeigt, wird hier eine Funktion δ3' = f(t) erzeugt, um die Winkelgeschwindigkeit von der Winkelgeschwindigkeit δ3' des Winkels des Armes zum Boden vor der Steuerachsenumschaltung (siehe Zone (a)) kontinuierlich zur Winkelgeschwindigkeit δ3' ( = 0) nach der Umschaltung (Zone (b)) zu verändern. Diese Funktion f(t) kann unter Verwendung einer Primärfunktion einfach so erstellt werden, daß sie nach dem Umschalten mit der Winkelgeschwindigkeit ( = 0) konvergiert, aber es ist vorzuziehen, eine Funktion höherer Ordnung zu verwenden, die die Kontinuität der Beschleunigung berücksichtigt.
Auf diese Weise wird die Funktion f(t) bestimmt, und die dadurch festgelegten Baggerlöffel-Blattspitzengeschwindigkeiten x, y und die Winkelgeschwindigkeit δ3' des Armes zum Boden in der Übergangssteuerungszone (c) (siehe Fig. 5) werden in die Formel (6) eingesetzt, wodurch die Winkelgeschwindigkeiten Θ1, Θ2· und Θ3· der Steuerachsen 3a, 4a und 5a berechnet werden.
Die auf diese Weise berechneten Winkelgeschwindigkeiten Θ1·, Θ2· und Θ3· werden an die Steuereinheit 30 ausgegeben und die verschiedenen Hydraulikzylinder 7, 8 und 9 angesteuert. Als Folge davon wird die Winkelgeschwindigkeit der Steuerachse 5a des Armes 5 nach und nach verringert, und die Steuerachsen 3a und 4a des ersten Auslegers 3 und des zweiten Auslegers 4, welche die Hauptsteuerachsen in der Zone B - C sind, werden angesteuert und bewegen dadurch die Baggerlöffel-Blattspitze 6b bis zur Position B (Schritt 106).
Als nächstes treffen die Hauptsteuerachsen-Auswahleinheit 26 und die Ein/Aus-Entscheidungseinheit 27 der Bodenwinkelkonstanz-Steuerung eine Entscheidung dahingehend, ob die Umschaltungsende-Bedingung der Hauptsteuerachse (oder Hilfssteuerachse), d. h. Θ3 = Θ3 (Ende), erfüllt ist.
Wenn die Umschaltungsende-Bedingung erfüllt ist, trifft die Hauptsteuerachsen-Auswahleinheit 26 eine Auswahl und Entscheidung, daß der erste Ausleger 3 (3a) und der zweite Ausleger 4 (4a) die Hauptsteuerachsen sein sollen und der Arm 5 (5a) die Hilfssteuerachse sein soll (konstanter Bodenwinkel), die Kombination der Hauptsteuerachsen und Hilfssteuerachse wird an die Normalsteuerung-Berechnungseinheit 28 ausgegeben, und die Ein/Aus-Entscheidungseinheit 27 der Bodenwinkelkonstanz- Steuerung gibt den Zustand, daß die "Bodenwinkelkonstanz- Steuerung an" ist, an die Normalsteuerung-Berechnungseinheit 28 aus (Entscheidung JA in Schritt 107).
In der Zone A - B ist es nun nicht nötig, daß eine der Achsen einen konstanten Bodenwinkel aufweist, um die Bahn der Baggerlöffel-Blattspitze 6b genau einzuhalten, aber in der Zone B - C ist es wünschenswert, daß der Arm 5 einen konstanten Bodenwinkel aufweist, um die Bahn der Baggerlöffel- Blattspitze 6b genau einzuhalten und die Arbeitsfläche auszudehnen.
Der Grund dafür ist, daß wenn die Steuerachse 5a des Armes 5, der die Hilfssteuerachse ist, an einem festen Winkel 8 ist, wie in Fig. 11 (a) gezeigt, die Gefahr besteht, daß die Bahn der Blattspitze 6b vom Rücken des Baggerlöffels 6 geschürft wird.
Überdies ist es in einigen Fällen sogar möglich, eine feststehende Anordnung zu haben, in der es auch in der Zone B - C keine Bodenwinkelkonstanz-Steuerung gibt, mit anderen Worten, ohne daß die die Hilfssteuerachse bildende Armsteuerachse zur Bodenwinkel-Konstanzsteuerung 5a verwendet wird.
Wenn im Gegensatz dazu die Durchführung einer "Walzdruck"- Arbeit unter Verwendung des Baggerlöffels 6 erwünscht ist, ist es wünschenswert, daß der Baggerlöffel/Boden-Winkel auch über die Zone A - B konstant ist, wie in Fig. 6 gezeigt. In diesem Fall wird der Indizierungsschalter 23 für die Baggerlöffel/Boden-Winkelkonstanzsteuerung auf "Bodenwinkelkonstanz-Steuerung ein" manövriert, wie vorher erläutert, so daß der Baggerlöffel 6 angesteuert wird und der Baggerlöffel/Boden-Winkel in der Zone A - B ebenfalls konstant ist, und die Baggerlöffel/Boden-Winkelkonstanzsteuerung wird im gesamten Arbeitsbereich A - C ausgeführt.
Basierend auf der eingegebenen Bedingung, daß die "Bodenwinkelkonstanz-Steuerung an" ist, entscheidet die Normalsteuerung-Berechnungseinheit 28, daß die Winkelgeschwindigkeit d3' des Arm/Boden-Winkels gleich Null ist, und entscheidet, daß die zweite Auslegersteuerachse 4a, die gerade nicht angesteuert war, als Hauptsteuerachse in der Zone A - B angesteuert werden sollte. Demzufolge werden die Winkelgeschwindigkeiten Θ1, Θ2· und Θ3· der verschiedenen Steuerachsen 3a, 4a und 5a durch Einsetzen der Bedingung δ3· = 0 und der momentanen Geschwindigkeiten x' und y der Baggerlöffel-Blattspitze in die Formel (6) berechnet.
Die auf diese Weise berechneten Winkelgeschwindigkeiten Θ1·, Θ2· und Θ3· werden an die Steuereinheit 30 ausgegeben und die verschiedenen Hydraulikzylinder 7, 8 und 9 angesteuert. Als Folge davon wird der Arm/Boden-Winkel δ3 durch die Ansteuerung der Steuerachse 5a des Armes 5, der die Hilfssteuerachse ist, konstant gehalten, die Baggerlöffel-Blattspitze 6b wird durch die Ansteuerung der Steuerachsen 3a und 4a des ersten Auslegers 3 und des zweiten Auslegers 4, welche die Hauptsteuerachsen in der Zone B - C sind, von Position B zu Position C bewegt, und die Haltung der Arbeitsmaschine ändert sich von F zu G (Schritt 108). Es sei angemerkt, daß dann, wenn die Baggerlöffel-Blattspitze 6b beginnt, sich aus einer zur Zone B - C gehörenden Position herauszubewegen (Entscheidung "B - C" in Schritt 102), eine ähnliche Verarbeitung wie in Schritt 108 durchgeführt wird (Schritt 104).
Überdies wird die Steuerachsenumschaltung in dieser Ausführungsform nahe am Ende des Hubs des Hydraulikzylinders ausgeführt, aber sie braucht nicht auf diese Nähe zum Ende des Hubs beschränkt sein, und die Umschaltung kann abhängig von der betroffenen Arbeit woanders als nahe am Ende des Hubs ausgeführt werden. In diesem Fall kann die Umschaltzeit so ausgesucht werden, daß sie jedem von der Arbeitsmodus- Auswahleinheit 24 gewählten Arbeitsmodus entspricht. Ferner gab es in dieser Ausführungsform nur eine einzige Steuerachsenumschaltung, aber es können auch zwei oder mehr Schaltvorgänge ausgeführt werden. Auch in diesem Fall kann die Anzahl durchgeführter Umschaltungen so ausgesucht werden, daß sie jedem von der Arbeitsmodus-Auswahleinheit 24 gewählten Arbeitsmodus entspricht.
Ferner sind die Kombinationen von Hauptsteuerachsen und Hilfssteuerachsen nicht auf die oben diskutierten beschränkt, und es können auch andere Kombinationen übernommen werden. Zum Beispiel können der zweite Ausleger 4 und der Arm 5 als Hauptsteuerachsen eingesetzt werden. Auch in diesem Fall kann die Kombination so ausgesucht werden, daß sie jedem von der Arbeitsmodus-Auswahleinheit 24 gewählten Arbeitsmodus entspricht.
Auch sind die Achsen, die einen konstanten Bodenwinkel haben sollen, nicht auf die oben diskutierten beschränkt, und es können auch andere Achsen übernommen werden. Zum Beispiel kann der Bodenwinkel des zweiten Auslegers 4 konstant gehalten sein. Auch in diesem Fall kann die Achse, die einen konstanten Bodenwinkel aufweisen soll, so ausgesucht werden, daß sie jedem von der Arbeitsmodus-Auswahleinheit 24 gewählten Arbeitsmodus entspricht.
Ferner ist diese Ausführungsform mit Bezug auf die Steuerung auf der Rückzugaushubseite beschrieben worden, aber sie kann auf ähnliche Weise auch dadurch wirksam umgesetzt werden, daß die Bewegung der Baggerlöffel-Blattspitze 6b in Fig. 7 von den Positionen C → B → A zur Vorstoßaushubseite gesteuert wird.
Fig. 8 zeigt ein Beispiel dafür, wie die Haltung der Arbeitsmaschine sich verändert, wenn die Steuerachsen zweimal verstellt werden: Bei Bewegung von der Zone B - C zur Zone C - D, wie in Fig. 8 gezeigt, wird die Umschaltung mit dem ersten Ausleger 3 und Arm 5 als Hauptsteuerachsen und dem zweiten Ausleger 4 als Hilfssteuerachse ausgeführt.
Des weiteren nimmt die Ausführungsform einen Hydraulikschaufelbagger als Arbeitsmaschine an und nimmt an, daß er mit einer ersten Auslegersteuerachse 3a, einer zweiten Auslegersteuerachse 4a und einer Armsteuerachse 5a, also ingesamt drei Achsen, als Steuerachsen zur Bewegung des Baggerlöffels ausgestattet ist, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, und es kann jede beliebige gewünschte Gestaltung übernommen werden, vorausgesetzt, es handelt sich um eine Arbeitsmaschine, die ein Werkzeug entlang einer vorbestimmten Bahn bewegt, und sie kann mit vier oder mehr Achsen versehen sein.
Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung in ähnlicher Weise auf mehrgliedrige Roboter für Schweißarbeiten angewendet werden, die einen Schweißbrenner unter Verwendung multipler Gelenkpunkte entlang einer vorbestimmten Bahn bewegen.

INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT

Wie oben beschrieben, ist es unter Verwendung der vorliegenden Erfindung möglich, die Bewegung eines Werkzeugs kontinuierlich über eine große Fläche zu steuern und es exakt entlang einer gewünschten Bahn zu bewegen. Als Folge davon werden die Arbeitsleistung und Arbeitspräzision dramatisch verbessert.

Claims

1. Steuereinheit für Arbeitsmaschinen mit drei oder mehr Armen, die über Gelenkpunkte mit Rotationsfreiheit miteinander verbunden sind, die in einer Weise angeordnet ist, daß sie den Antrieb jeder der Steuerachsen der drei oder mehr Arme derart steuert, daß ein am Vorderende des vorderen Armes vorgesehenes Werkzeug sich entlang einer vorbestimmten Bahn bewegt, wobei das Werkzeug durch Auswählen einer ersten Kombination von zwei Steuerachsen aus den drei oder mehr Steuerachsen und Steuern des Antriebs der zwei Steuerachsen, die gewählt sind, in einer ersten Zone in der Bewegungsbahn des Werkzeugs bewegt wird, und das Werkzeug durch Auswählen einer zweiten Kombination von zwei anderen Steuerachsen als die erste ausgewählte Kombination von zwei Steuerachsen und Steuern des Antriebs der zwei Steuerachsen, die in der zweiten Kombination gewählt sind, in einer zweiten Zone bewegt wird, die sich von der ersten Zone aus fortsetzt.

2. Steuereinheit für Arbeitsmaschinen mit drei oder mehr Armen, die über Gelenkpunkte mit Rotationsfreiheit miteinander verbunden sind, die in einer Weise angeordnet ist, daß sie den Antrieb jeder der Steuerachsen der drei oder mehr Arme in einer Weise steuert, daß ein am Vorderende des vorderen Armes vorgesehenes Werkzeug sich entlang einer vorbestimmten Bahn bewegt, und ein vorbestimmter Arm unter den drei oder mehr Armen in einer ersten Zone in der Bewegungsbahn eine konstante Haltung beibehält, wobei das Werkzeug durch Auswählen einer ersten Kombination von zwei Steuerachsen aus den Steuerachsen mit Ausnahme der Steuerachse des vorbestimmten Armes und Steuern des Antriebs der zwei Steuerachsen, die gewählt sind, in der ersten Zone bewegt wird, die Haltung des vorbestimmten Armes durch Steuern des Antriebs der vorbestimmten Armsteuerachse konstant gehalten wird, und das Werkzeug durch Auswählen einer zweiten Kombination von zwei anderen Steuerachsen als die erste ausgewählte Kombination von zwei Steuerachsen und Steuern des Antriebs der zwei Steuerachsen, die in der zweiten Kombination gewählt sind, in einer zweiten Zone bewegt wird, die sich von der ersten Zone aus fortsetzt.

3. Steuereinheit für Arbeitsmaschinen gemäß Anspruch 1, wobei die Steuerung des Antriebs der zwei Steuerachsen in der ersten Kombination auf die Steuerung des Antriebs der zwei Steuerachsen in der zweiten Kombination umgeschaltet wird, wenn der Drehwinkel eines Armes entsprechend einer der beiden Steuerachsen in der ersten Kombination einen Anschlußwinkel erreicht.

4. Steuereinheit für Arbeitsmaschinen gemäß Anspruch 1, wobei basierend auf der Geschwindigkeit der Bewegung des Werkzeugs jeweils erste Rotationsgeschwindigkeiten der Arme in der ersten Zone berechnet werden und jeweils zweite Rotationsgeschwindigkeiten der Arme in der zweiten Zone berechnet werden, und die Rotationsgeschwindigkeiten der verschiedenen Arme beim Umschalten von der Steuerung des Antriebs der zwei Steuerachsen in der ersten Kombination auf die Steuerung des Antriebs der zwei Steuerachsen in der zweiten Kombination kontinuierlich von den ersten Rotationsgeschwindigkeiten auf die zweiten Rotationsgeschwindigkeiten umgestellt werden.

5. Steuereinheit für Arbeitsmaschinen gemäß Anspruch 4, wobei die Dauersteuerung beginnt, wenn der Drehwinkel eines Armes entsprechend einer der Steuerachsen in der ersten Kombination vor Erreichen des Anschlußwinkels einen vorbestimmten Anlaufwinkel erreicht, und die Dauersteuerung beendet wird, wenn der Drehwinkel des Armes vor Erreichen des Anschlußwinkels einen vorbestimmten Endwinkel erreicht, um dadurch von der Steuerung des Antriebs der zwei Steuerachsen in der ersten Kombination auf die Steuerung des Antriebs der zwei Steuerachsen in der zweiten Kombination umzuschalten.

6. Steuereinheit für Arbeitsmaschinen gemäß Anspruch 5, ferner umfassend Werkzeuggeschwindigkeit-Erfassungsmittel zum Erfassen der Geschwindigkeit der Bewegung des Werkzeugs, und wobei die Zeitpunkteinstellung zur Durchführung der Dauersteuerung um so weiter vorverlegt wird, je höher die von der Werkzeuggeschwindigkeit- Erfassungseinrichtung erfaßte Geschwindigkeit ist.

7. Steuereinheit für Arbeitsmaschinen gemäß Anspruch 2, ferner umfassend Indizierungsmittel zum Indizieren der Haltungskonstanzsteuerung, um die Haltung des Werkzeugs konstant zu halten, wobei die Haltungskonstanzsteuerung zwangsweise ausgeführt wird, wenn die Indizierungseinrichtung die Haltungskonstanzsteuerung indiziert, selbst wenn das Werkzeug sich in einer anderen Zone als der ersten Zone bewegt.

8. Steuereinheit für Arbeitsmaschinen gemäß Anspruch 1, ferner umfassend Arbeitsmodus-Auswahlmittel zum Auswählen eines Arbeitsmodus aus einer Vielzahl von Arbeitsbetriebsarten, wobei die erste Kombination oder die zweite Kombination abhängig von dem durch die Arbeitsmodus-Auswahleinrichtung ausgewählten Arbeitsmodus gewählt wird.

9. Steuereinheit für Arbeitsmaschinen gemäß Anspruch 2, ferner umfassend Arbeitsmodus-Auswahlmittel zum Auswählen eines Arbeitsmodus aus einer Vielzahl von Arbeitsbetriebsarten, wobei der vorbestimmte Arm, der in einer konstanten Haltung gehalten werden soll, abhängig von dem durch die Arbeitsmodus-Auswahleinrichtung ausgewählten Arbeitsmodus gewählt wird.

10. Steuereinheit für Arbeitsmaschinen mit einem ersten Ausleger, einem zweiten Ausleger und einem Arm, die über Gelenkpunkte mit Rotationsfreiheit miteinander verbunden sind, die in einer Weise angeordnet ist, daß sie die Antriebe der drei Steuerachsen entsprechend dem ersten Ausleger, zweiten Ausleger und Arm derart steuert, daß die Blattspitze eines am Vorderende des Armes vorgesehenen Baggerlöffels sich entlang einer vorbestimmten Bahn bewegt, wobei die Baggerlöffel-Blattspitze durch Auswählen einer ersten Kombination von zwei Steuerachsen aus den drei Steuerachsen und Steuern des Antriebs der zwei Steuerachsen, die gewählt sind, in einer ersten Zone in der Bewegungsbahn der Baggerlöffel-Blattspitze bewegt wird, und die Baggerlöffel-Blattspitze durch Auswählen einer zweiten Kombination von zwei anderen Steuerachsen als die erste ausgewählte Kombination von zwei Steuerachsen und Steuern des Antriebs der zwei Steuerachsen, die in der zweiten Kombination gewählt sind, in einer zweiten Zone bewegt wird, die sich von der ersten Zone aus fortsetzt.

11. Steuereinheit für Arbeitsmaschinen mit einem ersten Ausleger, einem zweiten Ausleger und einem Arm, die über Gelenkpunkte mit Rotationsfreiheit miteinander verbunden sind, die in einer Weise angeordnet ist, daß sie die Antriebe der drei Steuerachsen jeweils entsprechend dem ersten Ausleger, zweiten Ausleger und Arm derart steuert, daß die Blattspitze eines am Vorderende des Armes vorgesehenen Baggerlöffels sich entlang einer vorbestimmten Bahn bewegt, und der Winkel des Armes zum Boden in einer ersten Zone in der Bewegungsbahn ein konstanter Winkel ist, wobei die Baggerlöffel-Blattspitze durch Steuern des Antriebs der Steuerachsen des ersten Auslegers und zweiten Auslegers in der ersten Zone in der Bewegungsbahn der Baggerlöffel-Blattspitze bewegt wird, während der Winkel des Armes zum Boden durch Steuern des Antriebs der Steuerachse des Armes weiter in einem konstanten Winkel gehalten wird, und die Baggerlöffel- Blattspitze durch Steuern des Antriebs der Armsteuerachse und der ersten Auslegersteuerachse in einer zweiten Zone bewegt wird, die sich von der ersten Zone aus fortsetzt.

12. Steuereinheit für Arbeitsmaschinen gemäß Anspruch 11, wobei in der ersten Zone, wo der Winkel des Armes zum Boden konstant gehalten ist, der Winkel des Baggerlöffels zum Boden durch Abschalten des Antriebs einer Steuerachse des Baggerlöffels konstant gehalten wird, und in der zweiten Zone, wo die Baggerlöffel-Blattspitze durch die Armsteuerachse bewegt wird, der Winkel des Baggerlöffels zum Boden durch Steuern des Antriebs der Steuerachse des Baggerlöffels konstant gehalten wird.