FI89155C

FI89155C - Styrfoerfarande foer kran

Info

Publication number: FI89155C
Application number: FI911757A
Authority: FI
Inventors: Kimmo Hytoenen
Original assignee: Kimmo Hytoenen
Priority date: 1991-04-11
Filing date: 1991-04-11
Publication date: 1993-08-25
Also published as: FI911757A7; JPH06506655A; RU2093451C1; GR3021272T3; DE69212152D1; NO933631L; CA2107997A1; DK0583268T3; AU655981B2; WO1992018416A1; AU1571792A; ATE140206T1; NO307777B1; NO933631D0; KR100193025B1; CA2107997C; BR9205874A; ES2091462T3; EP0583268A1; JP3132757B2

Description

1 89155

Nosturin ohjausmenetelmä

Keksinnön kohteena on nosturin tai vastaavan laitteen ohjausmenetelmä, jota menetelmää hyväksikäytetään 5 esimerkiksi siltanosturin ohjaamisessa, ja jossa menetelmässä nosturin käyttäjän toimesta nosturin ohjausjärjestelmästä annetaan nosturin käyttölaitteille nopeuspyyntöj ä oh-jaussekvensseinä ja käyttäjän antamat nopeuspyynnöt luetaan ohj ausj ärjestelmään.

10 Nosturi on yleisesti käytössä oleva väline kappale tavaroiden käsittelyyn sellaisissa olosuhteissa, joissa käsiteltävää kappaletta ei ole mahdollista kuljettaa lattiapintaa tai maata pitkin. Nostureita käytetään esimerkiksi satamissa, varastoissa ja teollisuudessa kappaleita siir-15 reltäessä. Avoimeen ohjaukseen perustuvat nosturit, toisin sanoen ilman takaisinkytkentää olevat nosturit ja niiden ohjausmenetelmät perustuvat nosturiin ripustetun taakan painopisteen ripustuskorkeuden tuntemiseen ja sen perusteella laskettuun matemaattisen heilurin heilahdusaikaan. 20 Matemaattiseen heiluriin perustuvat ohjausmenetelmät ovat suhteellisen yksinkertaisia ja käyttökelpoisia käytännön ratkaisuissa.

Nosturia ohjattaessa ja taakkaa siirrettäessä esiintyy epätoivottua taakan heiluntaa, joka häiritsee nosturin 25 käyttöä ja toimivuutta. Nosturissa riippuvan taakan siirtämiseksi on jo aikaisemmasta tunnettua käyttää taakan heilunnan minimoivia kiihdytys- ja jarrutussekvenssejä. Taakan heilunnan minimoimiseksi tunnetaan esimerkiksi patentti j ul-kaisusta FI 44036 laite, jonka avulla jokaista ohjaussek-30 venssin kiihtyvyyden muutosta asetetaan seuraamaan vastaavan suuruinen kiihtyvyyden muutos heilahdusajan puolikkaan pituisen ajan kuluttua.

Tunnettujen ratkaisujen ongelmana on se, että niissä ainoastaan suoritetaan peräkkäin tietyllä ajanhetkellä sum-35 mattuja samanlaisia ohjaussekvenssin osia ja toisaalta tun- 2 89155 netut ratkaisut vaativat edellisen ohjaussekvenssin suorittamista loppuun ennen seuraavan ohjaussekvenssin aloittamista. Yleisimmin esiintyvissä nosturin ohjausliikkeissä ohjaussekvenssin loppuun suorittaminen vie noin 4-10 se-5 kuntia, ja tämän vuoksi tunnetut ratkaisut eivät sovellu erityisen hyvin nosturin kuljettajan apuvälineeksi. Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada ohjausmenetelmä, joka poistaa tunnetun tekniikan ja tunnettujen ratkaisujen sisältämät epäkohdat. Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön 10 mukaisella menetelmällä, jolle on tunnusomaista, että no-peuspyyntöä verrataan edelliseen nopeuspyyntöön ja mikäli nopeuspyyntö on muuttunut, tällöin muodostetaan kiihdytys-sekvenssi vastaavalle nopeuden muutokselle, jonka jälkeen näin saatu kiihdytyssekvenssi talletetaan, jonka jälkeen 15 samoin kuin nopeuspyynnön pysyessä muuttumattomana summataan talletettujen kiihdytyssekvenssien kyseisellä ajanhet-kellä määräämät nopeudenmuutokset ja saatu summa lisätään aikaisempaan nopeuspyyntöön, jolloin summana saadaan uusi nopeuspyyntö, joka asetetaan nosturin käyttölaitteille uu-20 deksi ohjaukseksi ja nopeuspyynnöksi.

Keksinnön mukainen menetelmä perustuu siihen ajatuk seen, että nosturin ohjausjärjestelmän ominaisuuksia parannetaan summaamalla tietyllä tavalla yhteen erilaisia taakan kiihdytyksen jälkeisen heilunnan poistavia ohjaussekvensse-25 jä.

Keksinnön mukaisella nosturin ohjausmenetelmällä saavutetaan merkittäviä etuja, joista tärkeimpänä etuna on nosturin kuljettajan apuna olevan ohjausjärjestelmän ominaisuuksien parantuminen. Keksinnön mukaista menetelmää 30 käytettäessä voidaan kiihdytyksen tavoitteena olevaa halut tua loppunopeutta muuttaa satunnaisesti milloin tahansa myös varsinaisten kiihdytys- tai jarrutussekvenssien aikana. Tällöin saavutetaan uusi haluttu loppunopeus ilman epätoivottua taakan jälkiheiluntaa. Käytännössä esiintyy myös li 3 89155 tilanteita, joissa ohjausjärjestelmästä annetaankin syystä tai toisesta virheellinen ohjauskomento, jonka johdosta nosturia kiihdytetään kohti uutta loppunopeutta. Keksinnön mukaisen menetelmän ansiosta tällaisten virhekomentojen 5 vaikututukset nosturin käyttöön ja taakan heilahteluihin saadaan eliminoitua tehokkaasti.

Keksintöä selitetään seuraavassa lähemmin viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää kaavamaisesti siltanosturia, 10 kuvio 2 esittää ohjaussekvenssinä toimivaa nopeus- sekvenssiä, kuvio 3 esittää keksinnön mukaisen menetelmän vuo-kaaviota, kuvio 4 esittää keksinnön erään edullisen toteutus-15 muodon mukaista suoritustaulukkoa, kuvio 5 esittää kiihtyvyyssekvenssien summausta ja summan määräämää nopeussekvenssiä, kuvio 6 esittää kahden erisuuntaisen kiihtyvyyssek-venssin summaa ja summan määräämää nopeussekvenssiä.

20 Kuvion 1 mukaisesti nosturikelkka 1 on sovitettu olemaan liikuteltavissa pitkin siltanosturin 2 siltapalkkia 3. Siltapalkki 3 on edelleen sovitettu olemaan liikuteltavissa suhteessa siltapalkin 3 päädyissä oleviin päätypalk-keihin 4 ja 5. Siltanosturin 2 nosturikelkkaan 1 on ripus-25 tettu vaijeri, köysi tai muu sopiva ripustusväline 6, jonka päässä sijaitsee koukku 7 tai vastaava väline. Koukkuun 7 on nostoliinojen 7a avulla sijoitettu taakka 8. Taakan nos-tokorkeus 1 ajatellaan laskettavan koukun 7 sijaintipaikasta lähtien. Jokaista taakan 8 vaihtelevaa nostokorkeutta lt 30 (i=l, 2,..) vastaa kullekin nostokorkeuden 1A arvolle omi nainen heilahdusaika T, jolloin systeemin heilahdusaika T on kaavan (1) mukaisesti T = 2n (Vg)1/2 , (1) 35 missä g = maan vetovoiman kiihtyvyys.

4 89155

Nosturia 2 ohjataan nosturin ohjausjärjestelmästä 13 erilaisilla ohjaussekvensseillä 10, joista eräs on esitetty kuviossa 2. Kuviossa 2 esiintyvä ohjaussekvenssi 10 on nopeussekvenssi v(t), joka on esitetty ajan t funktiona.

5 Ohjaussekvenssi 10 kohdistetaan ohjaamaan nosturikelkan 1 käyttölaitetta 11 tai nosturikelkkaa 1 kannattavan silta-palkin 3 käyttölaitetta 12. Käyttölaitteina 11 ja 12 voivat toimia esimerkiksi sähkömoottorikäytöt.

Kuviossa 3 on esitetty vuokaavio, joka kuvaa keksin-10 nön mukaista nosturin 2 tai vastaavan laitteen ohjausmenetelmää, jota hyväksikäytetään esimerkiksi erilaisten nosturien kuten siltanosturin 2, monitoiminosturin tai kääntö-nosturin ohjaamisessa, ja jossa menetelmässä taakkaa 8 kuljettavan nosturin 2 käyttäjän toimesta nosturin 2 ohjaus-15 järjestelmästä 13 annetaan nosturin käyttölaitteille 11 ja 12 nopeuspyyntöjä Vref ohjaussekvensseinä 10. Ohjausjärjestelmään 13 annetut käyttäjän antamat nopeuspyynnöt Vref luetaan ohjausjärjestelmään 13, jonka jälkeen viimeksi annettua nopeuspyyntöä Vref verrataan edelliseen nopeuspyyn-20 töön ja mikäli nopeuspyyntö on muuttunut, tällöin muodostetaan kiihdytys sekvenssi vastaavalle nopeuden muutokselle, jonka jälkeen näin saatu kiihdytyssekvenssi talletetaan esimerkiksi ohjausjärjestelmän 13 käsittämään suoritustaulukkoon tai vastaavaan. Kuviossa 4 on esitetty kiihtyvyys-25 sekvenssien a(t)5_7 talletus ja yhteenlaskettujen kiihdytys-sekvenssien summa Σ a(t). Kuviossa 4 taakan heilahdusaika T on 9 sekunnin pituinen. Kiihdytyssekvenssien summa Σ a(t) määrää nosturin 2 käyttölaitteille 11, 12 kohdistettavan nopeuspyynnön Vref2 suuruuden.

30 Kuvion 3 mukaisesti seuraavassa vaiheessa samoin kuin nopeuspyynnön pysyessä muuttumattomana summataan talletettujen kiihdytyssekvenssien a(t) kyseisellä ajanhet-kellä t määräämät nopeudenmuutokset ja saatu summa dV lisätään aikaisempaan nopeuspyyntöön Vref, jolloin summana saa-35 daan uusi nopeuspyyntö Vref2, joka asetetaan nosturin käyt- li ,·{ 91 r 9 tölaitteina 11, 12 oleville moottorikäytöille tai vastaaville välineille uudeksi ohjaukseksi ja nopeuspyynnöksi Vref2. Nopeuspyyntö Vref2 asetetaan ohjaukseksi joko nostu-rikelkkaa 1 liikuttamaan sovitetulle käyttölaitteelle 11 5 tai nosturikelkkaa 1 kannattavaa siltapalkkia 3 liikuttamaan sovitetulle käyttölaitteelle 12 tai kummallekin mainitulle käyttölaitteelle riippuen siitä, millaisen ohjauskomennon nosturin 2 käyttäjä antaa ohjausjärjestelmälle 13.

Keksinnön mukaisen menetelmän eräässä edullisessa 10 toteutusmuodossa kiihdytyssekvenssien a(t) talletus suoritetaan erityiseen suoritustaulukkoon 14 tai sen tapaiseen kuvion 4 mukaisesti. Suoritustaulukkoon 14 talletetaan havaittuja nopeuden muutoksia vastaavat kiihdytyssekvenssit a(t)5_7. Suoritustaulukkoon 14 talletetaan useita kiihdytys-15 sekvenssejä. Suoritustaulukko 14 käydään läpi ja siitä summataan talletettujen kiihdytyssekvenssien a(t) kyseisellä ajanhetkellä määräämät nopeuden muutokset, jolloin kyseisellä ajanhetkellä t vaikuttava nopeuden muutosten summa on dV.

20 Keksinnön mukaisen menetelmän erään edullisen toteu tusmuodon mukaisesti uusi nopeuspyyntö Vref2 asetetaan uudeksi nopeusohjeeksi nosturin käyttölaitteille 11, 12 likipitäen välittömästi uuden nopeuspyynnön Vref2 muodostamisen jälkeen, jolloin ohjausjärjestelmä 13 antaa uuden nopeus-25 pyynnön Vref2 nosturille 2 ennen aikaisemman nopeuspyynnön Vref mukaisen ohjaussekvenssin loppuunsuorittamista.

Kuviossa 5 on esitetty kahden kiihtyvyyssekvenssin a(t)1 ja a(t)2 summaus, jonka lopputuloksena on summa Σ a(t). Kuviossa 5 esiintyy myös kiihdytyssekvenssien mää-30 räämä nopeussekvenssi v(t). Kuvio 5 esittää tilannetta, jossa taakkaa kiihdytetään kahdella nopeusrampilla vl ja v2. Tapahtuma voidaan tulkita siten, että ajanhetkellä t=0 käyttäjä antaa loppunopeuden, johon nopeusrampin vl mukainen nopeuspyyntö Vref johtaisi. Ajanhetkellä t=3 sekuntia 35 käyttäjä muuttaa nopeuspyynnön kaksinkertaiseksi, jolloin edetään pitkin nopeusramppia v2. Kumpikin nopeuden muutos 6 89155 suoritetaan samanlaisella matemaattisen heilurin heilahdus-jakson T=9 sekuntia pituisella vakiokiihtyvyyspulssilla a(t)1_2. Kiihtyvyyspulssin eli kiihtyvyyssekvenssin a(t)1 loputtua ajanhetkellä t-9 sekuntia eteneminen palaa nopeus-5 rampin vl suuntaiselle rampille ja jatkuu sen suuntaisena, kunnes myös kiihtyvyyspulssi eli kiihtyvyyssekvenssi a(t)2 päättyy. Kuviossa 5 on esitetty myös nopeuspyynnön Vref2 muodostuminen alkuperäisestä nopeuspyynnöstä Vref ja nopeuden muutosten summasta dV. Kiihdytyksen lopputuloksena saa-10 vutetaan tavoitenopeus Vref2 ilman taakan heiluntaa ja ilman, että edellistä ohjaussekvenssiä olisi tarvinnut suorittaa loppuun saakka.

Kuviossa 6 on esitetty kahden erisuuntaisen kiihtyvyyssekvenssin a(t)3 ja a(t)4 summaus, jonka lopputuloksena 15 on summa Σ a(t). Kuviossa 6 esiintyy myös kiihdytyssekvens-sien a(t) määräämä nopeussekvenssi v(t). Tapahtuma voidaan tulkita siten, että ajanhetkellä t=0 käyttäjä antaa loppunopeuden, johon nopeusrampin v3 mukainen nopeuspyyntö johtaisi. Ajanhetkellä t=4 sekuntia käyttäjä muuttaakin tavoi-20 tenopeudeksi nopeuden v(t)=0, eli toisin sanoen käyttäjä haluaa pysäyttää nosturin. Kuten edellä, niin myös tässäkin tapauksessa kumpikin nopeuden muutos suoritetaan samanlaisella matemaattisen heilurin heilahdusjakson T=9 sekuntia pituisella vakiokiihtyvyyspulssilla a(t)3_4. Kiihdytyksen 25 lopputuloksena saavutetaan tavoitenopeus 0 ilman taakan heiluntaa ja ilman, että edellistä ohjaussekvenssiä olisi tarvinnut suorittaa loppuun saakka.

Edellä puhuttaessa kiihtyvyydestä tulee kiihtyvyys ymmärtää sekä positiivisen että negatiivisen etumerkin si-30 sältävänä, toisin sanoen sekä perinteisenä kiihtyvyytenä ja toisaalta sille vastakkaissuuntaisena jarrutusvaikutuksena.

Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisten piirustusten mukaisiin esimerkkeihin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut niihin, vaan sitä voidaan 35 monin tavoin muunnella oheisten patenttivaatimusten esittämän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

I.

Claims

7 J-' I uO

1. Nosturin tai vastaavan laitteen ohjausmenetelmä, jota menetelmää hyväksikäytetään esimerkiksi siltanosturin 5 (2) ohjaamisessa, ja jossa menetelmässä nosturin (2) käyt täjän toimesta nosturin (2) ohjausjärjestelmästä (13) annetaan nosturin käyttölaitteille (11, 12) nopeuspyyntöjä (Vref) ohjaussekvensseinä (10) ja käyttäjän antamat nopeus-pyynnöt (Vref) luetaan ohjausjärjestelmään (13), t u n - 10. e t t u siitä, että - nopeuspyyntöä (Vref) verrataan edelliseen nopeus-pyyntöön ja mikäli nopeuspyyntö on muuttunut, tällöin muodostetaan kiihdytyssekvenssi a(t) vastaavalle nopeuden muutokselle, jonka jälkeen näin saatu kiihdytyssekvenssi a(t) 15 talletetaan, jonka jälkeen samoin kuin nopeuspyynnön pysyessä muuttumattomana - summataan talletettujen kiihdytyssekvenssien a(t) kyseisellä ajanhetkellä määräämät nopeudenmuutokset ja saatu summa (dV) lisätään aikaisempaan nopeuspyyntöön (Vref), 20 jolloin summana saadaan uusi nopeuspyyntö (Vref2), joka asetetaan nosturin käyttölaitteille (11, 12) uudeksi ohjaukseksi ja nopeuspyynnöksi (Vref2).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kiihdytyssekvenssien a(t) talletus 25 suoritetaan erityiseen suoritustaulukkoon (14) tai sentapaiseen, josta suoritustaulukosta (14) kiihdytyssekvenssien määräämät nopeuden muutokset myös summataan.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että uusi nopeuspyyntö (Vref2) asetetaan 30 uudeksi nopeusohjeeksi nosturin käyttölaitteille (11, 12) likipitäen välittömästi uuden nopeuspyynnön (Vref2) muodostamisen jälkeen, jolloin ohjausjärjestelmä (13) antaa uuden nopeuspyynnön (Vref2) nosturin (2) käyttölaitteille (11, 12) ennen aikaisemman nopeuspyynnön (Vref) mukaisen 35 ohjaussekvenssin loppuunsuorittamista. O o 1 r r 8 o > I o b