WO2004016543A1 - Verfahren zum betrieb eines containerkrans - Google Patents

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WO2004016543A1
WO2004016543A1 PCT/DE2003/002449 DE0302449W WO2004016543A1 WO 2004016543 A1 WO2004016543 A1 WO 2004016543A1 DE 0302449 W DE0302449 W DE 0302449W WO 2004016543 A1 WO2004016543 A1 WO 2004016543A1
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WO
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container
target position
spreader
obstacle
data
Prior art date
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Ceased
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PCT/DE2003/002449
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English (en)
French (fr)
Inventor
Heiko Spohler
Sven Lüßen
Uwe Meyer
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Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Publication date
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Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/18—Control systems or devices
    • B66C13/48—Automatic control of crane drives for producing a single or repeated working cycle; Program control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C19/00—Cranes comprising trolleys or crabs running on fixed or movable bridges or gantries
    • B66C19/002—Container cranes

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a container crane with a movable trolley with a height-adjustable container spreader, with which crane containers can be loaded onto or from a means of transport, in particular a ship.
  • containers that can be gripped by means of the container spreader arranged on the trolley, which can be moved along a jib, can be quickly loaded onto or from a means of transport such as a ship.
  • the crane driver sits directly in the driver's cab next to the cat, that is to say he travels with the cat and with the container spreader and thus with the container.
  • he must always be careful not to collide with an obstacle on the ship or on the crane with the empty container spreader or the container attached to it. This requires a high level of attention and caution when operating the control of the trolley and spreader hoist.
  • the invention is based on the problem of specifying a method which provides a remedy here.
  • the cat in a method of the type mentioned at the outset, can be moved with or without a picked-up container in at least semi-automatic operation with respect to the means of transport and can be positioned with respect to a selected position of the means of transport, the semi-automatic operation being under Taking into account taken before or during loading operation, a measure of the distance and / or loading position-related height of obstacles on the means of transport nissen and / or target positions on the data representing the means of transport.
  • the method according to the invention proposes at least a semi-automatic driving operation of the trolley, this semi-automatic operation taking into account data or information serving the running gear and lifting gear control, which measure the height of obstacles on the transport side or target positions on the transport. are medium.
  • the control of the semi-automatic transport operation - be it with or without a container - takes into account known height data of obstacles such as containers that are already on the means of transport or detailed height information about target positions to be reached at which a container is to be placed or picked up , ' whereby these data are path or loading position-related, so that an exact correlation of the respective altitude date with the trolley travel path is possible.
  • the crane driver is advantageously relieved to the extent that obstacle and target data management is available, which is the basis for the transport control.
  • the chassis and the lifting gear are controlled in such a way that the spreader or the container that may be attached to it, on the one hand, is moved safely over known obstacles, on the other hand, it becomes safe with regard to the target position, where the container has to be picked up or set down, without collisions occurring.
  • the obstacle data can expediently be recorded in the form of a height profile along the movement path of the spreader and optionally output on a display.
  • the path of movement of the spreader is thus recorded as obstacle data, for which purpose the path-related height positions of the spreader are expediently recorded while the cat is traveling from or to a selected position on the means of transport.
  • the recording of these obstacle data can, for example, se as part of an empty run before the actual loading operation. If a loaded ship is to be unloaded, the crane driver can first carry out an empty run across the entire width of the ship to record the obstacle data, guiding the spreader over the containers stacked on the ship and the container height profile of the containers stacked transversely to the ship's longitudinal direction, i.e. in the direction of travel of the cat follows.
  • the obstacle data can also be recorded during loading operation, the respective spreader height and path position also being recorded here.
  • a manually controlled journey to a selected position on the means of transport is first started, the obstacle data being recorded during the journey to this position and then automatic control being able to take place within this distance.
  • semi-automatic operation can only take place within the known path, after which manual control is required again, or semi-automatic operation can generally not be permitted in such a case.
  • the path-related obstacle data is set to a maximum value for path positions that have not yet been approached, the respective maximum value being overwritten when an actual obstacle date is detected.
  • the obstacle data can generally be set to a maximum value, that is to say the spreader is guided in the most raised position in each case. After access to a specific target position by correspondingly lowering the spreader, the respective maximum or path-related maximum value can then be overwritten accordingly.
  • the obstacle data is expediently recorded in a defined path grid, so that after complete eng recording usually results in a step-like height profile of the obstacle data.
  • the grid can be between 0.01 m and 0.99 m, in particular the picture can be taken every 0.5 m.
  • the target position data primarily serve the exact semi-automatic positioning of the spreader with respect to the selected target position.
  • the target position data which are expediently determined when the container is gripped and set down based on the height of the spreader, are of course also updated accordingly for the obstacle data with respect to this position, since the height of the spreader was moved to set down and grip the container .
  • the target position data or container data expediently describe the loading position-related height of a container or stack of containers and are advantageously assigned to the target positions, taking into account the width of a container, and, if appropriate, loading position-related on one
  • the display shows the width of the container.
  • the display or recording takes place in relation to the load series.
  • a number of loading rows in which containers are or can be stacked, are provided transversely to the ship's longitudinal axis.
  • the rows themselves are defined by the first access to a container or a first deposit, since the width of a container is known and as a result the other row positions can be calculated taking into account the loading distance.
  • the definition is expediently made via the middle of the spreader.
  • the target position data is smoothed intermittently in order to hide such peaks.
  • the narrow peak can actually be an obstacle with regard to the obstacle data already available, that is to say the obstacle data curve. Because if it were a real obstacle, the obstacle data curve should be above the peak there.
  • a plausibility check with regard to neighboring target position data is also conceivable.
  • the obstacle and target position data are expediently recorded in relation to defined positions of the container crane with respect to the means of transport along which the container crane can be moved.
  • the containers are loaded on the ship in defined loading bays or can be loaded into defined loading bays, with respect to which the container crane must be positioned very precisely and with respect to which the corresponding data can then be recorded.
  • a loading bay can be assigned to each crane position, the width of which depends on the maximum length of a loadable container. If containers with a maximum length of 45 '(feet) are to be loaded, the width of a loading bay is slightly more than 45', with the crane being positioned in the middle of the bay.
  • the obstacle data and / or the target position data are continuously acquired and updated with particular advantage during the charging operation.
  • the obstacle curve is updated depending on the trolley travel or the spreader movement, the target position data or the container data is updated depending on the actual loading or access operation. If, for example, the spreader moves one container onto another
  • the container is set down and has to be moved higher or stops in a higher position than was previously recorded, so the driving curve is updated automatically, since the container height of the set down container is known and you can use a new container on the spreader in its height position, in turn, the container must pass over it. So there is a quasi indirect update of the obstacle data via the target position or container height data.
  • the target position data are defined and updated when loading by the respective spreader position; when unloading, the update is carried out by the difference of the spreader position when the is accessed withdrawing container and the known container height of the gripped container. The difference then indicates the height of the top of the container below.
  • a known target position date specifies a certain height z based on previous access to the same container row, and if you access the same container row again and find that the spreader is already gripping the desired container at a height z + ⁇ z, the result is this results in a lifting of the ship caused by deep lifting.
  • all bay-related stored target position data are expediently corrected by the detected ⁇ z in order to prevent the spreader to be lowered colliding with the actually higher container due to the target position data being too low.
  • a correction in the event of a recorded lowering of the ship is not necessary, since this case is unproblematic.
  • the target position data stored for the interior of the ship with respect to the current loading bay is corrected in each of the directions recorded in each case , Since during loading operations into the ship's interior, for safety reasons, it is only lowered manually from the deck height or up to can be raised to the deck height, correction is possible in both directions.
  • the vertical movement of the loaded or unloaded spreader is controlled according to the invention in semi-automatic operation during the trolley travel depending on the obstacle and / or target position data.
  • the spreader is therefore raised or lowered depending on the available data while driving to the target position, depending on how the available data allow this.
  • the spreader is positioned in semi-automatic mode with particular advantage at a defined distance, depending on the loading condition of the spreader, above the actual height of the target position; the spreader must be controlled manually to pick up or set down the container.
  • the spreader is thus positioned at a certain safety distance above the target position height in automatic mode, this distance being parameterizable.
  • the default setting is 0.5 m, it can be changed to larger or smaller values as required.
  • the distance is referred to the underside of the spreader when the spreader is unloaded and to the underside of the container when the spreader is loaded.
  • the crane driver must always steer manually to pick up or set down the container.
  • the cat and with it the spreader as part of the semi-automatic operation depend on the obstacles and / or Target position data related to the movement path when moving a defined distance in front of or behind the target position, or directly above the target position.
  • the final position depends on the container profile. If two container stacks of different heights are next to each other and the lower one is to be accessed, for example, the spreader will be a defined distance away from the The actual target position is positioned directly above the lower container stack, otherwise a collision with the higher container stack would be possible.
  • This offset is not to be taken into account if the container stack is of the same height.
  • This lateral distance must also be overcome as part of the manual operation required for the last access.
  • the side distance can also be parameterized. It is also 0.5 m, for example.
  • the spreader when the loading operation takes place in the interior of a ship, the spreader is automatically controlled only to or to a defined height position outside the cargo space located below deck as part of the semi-automatic operation and can then be controlled manually. Automatic operation in the hold is not permitted.
  • the height position up to or from which automatic operation is possible is expediently defined on the basis of the position of a loading hatch cover. This position can be detected, for example, when the cover is gripped with the spreader to open the loading hatch.
  • the height of the hatch cover can be determined based on the known height of the container and the spreader position when it is parked.
  • the invention also relates to a container crane designed to carry out the method described.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a container crane according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic diagram as a section through a loaded ship, showing the movement path of the spreader
  • 3 is a schematic diagram of an obstacle data curve
  • FIGS. 3 and 4 shows a schematic diagram of a target position data display in the form of the container stack display
  • 5 shows an obstacle data target position data diagram from FIGS. 3 and 4
  • FIG. 6 shows the smoothed diagram known from FIG. 5
  • FIG. 1 shows, in the form of a schematic diagram, a container crane 1 according to the invention which can be moved by motor along a quay wall 2 along a ship 3 via a chassis.
  • a boom 5 is provided on the crane frame 4, which completely overlaps the width of the ship 3.
  • a cat 6 (double arrow A), on which a container spreader 8 is arranged via lifting cables 7, can be moved on the boom 5.
  • the spreader 8, which in the example shown has gripped a container 9 shown in dashed lines, can be moved vertically via the hoisting ropes and a hoist that is soapy to cats, as shown by the double arrow B.
  • the entire crane operation is controlled by a crane's own programmable control device 10, as shown by the double arrow C, by which the control of the operating elements of the crane via the control device and the recording of relevant data of operating elements of the crane in the control device 10 is shown.
  • the control device 10 is in turn connected to an external master computing device 11, via which, for example, the driving orders, the information about the loading bay to be processed (i.e. the position with respect to which the crane is positioned with respect to the long side of the ship) and the row position , on which a container is to be gripped and placed, etc.
  • the control device 10 is for performing automatic runs under semi-automatic
  • a charging bay can consist of a 20 ', a
  • a loading bay includes both the part that is on the deck and the part that is in the room, i.e. below the hatch cover height.
  • a prerequisite for a loading position to be regarded as belonging to a loading bay is that the y coordinate which runs into the drawing plane in the coordinate system shown in FIG. 1 lies within the scope of validity of a loading bay in question. Only one common y coordinate is saved for all loading or target positions within a bay. This coordinate is regarded as the y coordinate of the entire charging bay and uniquely identifies the charging bay in the overall system.
  • the validity range of a loading bay is in the range of approx.
  • the crane driver first scans the height profile of the container rows within the loading bay after positioning the crane in front of the desired loading bay. For this purpose, he first moves the cat from position I to position II in the course of an empty run, with the spreader 8 being guided over the container stack relatively close above it, as indicated by the driving curve D.
  • the position of the container while driving is continuously in a certain path, z. B. every 0.5 m, recorded, so that the curve shown in Fig. 3 results from the height position data.
  • 3 shows the curve-like representation of the obstacle data in the form of the obstacle curve H.
  • the path x of the spreader across the ship 3 is plotted along the abscissa, along the ordinate, the height position of the spreader detected in relation to the x coordinate in the form of the z coordinate.
  • the boom is 60 m long and the spreader can move a maximum of 15 m high in relation to the level of the quay wall.
  • the recorded obstacle data shown in the form of the obstacle curve H, are a measure of the height of the obstacles located on the ship 3 and which can be observed in the automatic method, namely the container stack.
  • This scanned obstacle curve H is now the basis for the semi-automatic control of the trolley and the hoist and thus the trolley and spreader movement via the container stack.
  • the actual spreader height in the form of the z coordinate is recorded for the respective access position, that is to say for the respective x coordinate.
  • the z coordinate and thus the target position in the stroke direction is for the underside of the empty one
  • the target position in the trolley and crane travel direction ie the x coordinate, is specified for the spreader center.
  • FIG. 4 shows a typical target position data profile in the form of the representations of the individual container stacks, the upper ends of the columnar stacks each specifying the z coordinate and thus the actual height of the target position.
  • the target position data of this container stack is updated by either the new, lower z coordinate (when unloading) or the new higher z coordinate (during loading) is recorded and saved on the control side.
  • the obstacle data is updated (local increase or decrease) because there is a change in the z-coordinate of the actual obstacle or the target position in relation to the respective x position, which must be taken into account in the course of the automatic drive.
  • This representation can also be referred to as a "C curve" since it represents a quasi-curved profile profile.
  • the data is also automatically corrected if, when accessing an already known target position, that is to say to a container stack known in height, it is ascertained that the ship 3 has lifted up due to the tied stroke. This would mean that the distance of the obstacle curve H, which represents a driving curve, and thus the distance between the path-related obstacle data and the actual obstacle, namely the container stack, is less than recorded.
  • all bay-related obstacle and target position data is corrected by the determined ⁇ z, which can be obtained by simply comparing the saved saved target position date can be determined with the currently recorded target position date.
  • FIG. 5 shows the obstacle-target position data curve (HC curve) resulting from the combination of the representations shown in FIGS. 3 and 4. Also shown is the case where peaks 12 can occur in the data curve due to the rasterization. For this purpose, after calculating the overall curve shown in FIG. 5, smoothing is carried out in order to smooth such peaks which, with regard to the z coordinate, are set to the maximum value of the obstacle curve, but which would actually represent an obstacle to be taken into account during the next trip ,
  • the unloaded or loaded spreader 8 is positioned a certain amount above and possibly laterally offset to the actual target position. A further spreader movement is only possible in manually controlled operation.
  • the middle container 13 is to be gripped, the two side containers 14 are located at the same height as the container 13. All containers are known in their height, that is to say the target position data describing the container top are known for all containers.
  • the Spreader is positioned here directly above the container 13 to be gripped with a safety distance z.
  • FIG. 7b A similar situation is shown in FIG. 7b, in which case the left container 14 is lower than the other two containers 13 and 14.
  • the spreader is again positioned directly above the container 13 to be gripped with the safety distance z ⁇ .
  • the spreader is not only moved by the height safety distance z ⁇ , but also offset by a lateral safety distance x ⁇ with respect to the actual target position in automatic mode. The spreader is clearly positioned here to the right. From this position it must now be controlled manually.
  • the control device 10 calculates the actual end position in automatic mode on the basis of the obstacle and target position data known to it, depending on the respective driving order given by the control computing device 11.
  • the semi-automatically controlled journey always ends with a safe distance from the target position.
  • the crane driver must manually control the end position.

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Abstract

Verfahren zum Betrieb eines Containerkrans (1) mit einer verfahr-baren Katze (6) mit höhenbewegbarem Container-Spreader (8), mit welchem Kran Container (9) auf ein oder von einem Transportmittel (3), insbesondere einem Schiff geladen werden können, wobei die Katze (6) mit oder ohne aufgenommenem Container (9) in zumindest halbautomatischem Betrieb bezüglich des Transportmittels (3) verfahrbar und bezüglich einer auswählbaren Transportmittel-Position positionierbar ist, wobei der halbautomatische Fahrbetrieb unter Berücksichtigung von vor oder während des Ladebetriebs aufgenommenen, ein Mass für die weg- und/oder ladepositionsbezogene Höhe von auf dem Transportmittel befindlichen Hindernissen und/oder Zielpositionen auf dem Transportmittel darstellenden Daten erfolgt.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Betrieb eines Containerkrans
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Containerkrans mit einer verfahrbaren Katze mit höhenbewegbarem Container-Spreader, mit welchem Kran Container auf ein oder von einem Transportmittel, insbesondere einem Schiff geladen werden können.
Mit einem Containerkran können Container, die mittels des an der längs eines Auslegers verfahrbaren Katze über geeignete Hubseile angeordneten Container-Spreader gegriffen werden können, zügig auf oder von einem Transportmittel wie vornehm- lieh einem Schiff geladen werden. Bei bekannten Containerkränen sitzt der Kranfahrer unmittelbar in einem Führerhaus an der Katze, das heißt er fährt mit der Katze und mit dem Container-Spreader und damit mit dem Container mit. Während der Fahrt muss er stets darauf aufpassen, mit dem leeren Contai- ner-Spreader oder dem daran hängenden Container nicht mit einem Hindernis auf dem Schiff oder am Kran zu kollidieren. Dies erfordert ein Höchstmaß an Aufmerksamkeit und Vorsicht beim Bedienen der Steuerung des Katzfahrwerks sowie des Spreaderhubwerks .
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das hier Abhilfe schafft.
Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Verfahren der ein- gangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Katze mit oder ohne aufgenommenem Container in zumindest halbautomatischem Betrieb bezüglich des Transportmittels verfahrbar und bezüglich einer ausgewählten Transportmittel-Position positionierbar ist, wobei der halbautomatische Fahrbetrieb un- ter Berücksichtigung von vor oder während des Ladebetriebs aufgenommenen, ein Maß für die weg- und/oder ladepositionsbezogene Höhe von auf dem Transportmittel befindlichen Hinder- nissen und/oder Zielpositionen auf dem Transportmittel darstellenden Daten erfolgt.
Das erfindungsgemäße Verfahren schlägt zum einen einen we- nigstens halbautomatischen Fahrbetrieb der Katze vor, wobei dieser halbautomatische Betrieb unter Berücksichtigung von der Fahrwerk- und Hubwerksteuerung dienenden Daten oder Informationen erfolgt, die ein Maß für die Höhe von transport- mittelseitigen Hindernissen oder Zielpositionen am Transport- mittel sind. Das heißt, die Steuerung des halbautomatischen Transportbetriebs - sei es mit oder ohne Container - erfolgt unter Berücksichtigung bekannter Höhendaten von Hindernissen wie primär bereits auf dem Transportmittel befindlichen Containern oder von detaillierten Höheninformationen zu anzufah- renden Zielpositionen, an denen ein Container abgesetzt oder aufgenommen werden soll,' wobei diese Daten weg- oder ladepo- sitionsbezogen sind, so dass eine genaue Korrelation des jeweiligen Höhendatums mit dem Katzfahrweg möglich ist. Der Kranfahrer wird vorteilhaft insoweit entlastet, als ihm eine Hindernis- und Zieldatenverwaltung zur Verfügung steht, die Grundlage für die Transportsteuerung ist. Soweit entsprechende Hindernis- oder Zielpositionsdaten vorhanden sind erfolgt also die Steuerung des Fahrwerks und des Hubwerks derart, dass der Spreader bzw. der daran gegebenenfalls hängende Con- tainer zum einen sicher über bekannte Hindernisse bewegt wird, zum anderen wird er sicher bezüglich der Zielposition, wo der Container aufzunehmen oder abzusetzen ist, positioniert, ohne dass es zu Kollisionen kommt.
Die Hindernisdaten können zweckmäßigerweise in Form eines Höhenprofils längs des Bewegungswegs des Spreaders aufgenommen und gegebenenfalls an einem Display ausgegeben werden. Als Hindernisdaten wird also der Bewegungsweg des Spreaders aufgenommen, wozu zweckmäßigerweise die wegbezogenen Höhenposi- tionen des Spreaders während der Fahrt der Katze von oder zu einer ausgewählten Position am Transportmittel aufgenommen werden. Die Aufnahme dieser Hindernisdaten kann beispielswei- se im Rahmen einer Leerfahrt vor dem eigentlichen Ladebetrieb erfolgen. Soll ein beladenes Schiff entladen werden, so kann der Kranfahrer zur Aufnahme der Hindernisdaten zunächst eine Leerfahrt über die gesamte Schiffsbreite vornehmen, wobei er den Spreader über die am Schiff gestapelten Container hinwegführt und dem Containterhöhenprofil der quer zur Schiffslängsrichtung, also in Fahrtrichtung der Katze gestapelten Container folgt. Das heißt es erfolgt hier zunächst ein manueller Betrieb zur Aufnahme der Hindernisdaten, die jedoch dann anschließend Grundlage für den halbautomatischen Steuerungsbetrieb sind. Alternativ können die Hindernisdaten auch während des Ladebetriebs aufgenommen werden, wobei auch hier die jeweilige Spreaderhöhen- und wegposition aufgenommen wird. Auch hier wird zunächst mit einer manuell gesteuerten Fahrt bis zu einer ausgewählten Position am Transportmittel begonnen, wobei die Hindernisdaten während der Fahrt bis zu dieser Position aufgenommen und innerhalb dieses Wegstücks anschließend die automatische Steuerung erfolgen kann. Bei einem Zugriff auf eine außerhalb des aufgenommenen Bewegungs- wegs liegende Position kann beispielsweise ein halbautomatischer Betrieb nur innerhalb des bekannten Wegs erfolgen, wonach die manuelle Steuerung wieder erforderlich ist, oder der halbautomatische Betrieb kann in einem solchen Fall generell nicht zulässig sein. Die wegbezogenen Hindernisdaten werden für noch nicht angefahrene Wegpositionen beispielsweise auf einen Maximalwert gesetzt, wobei der jeweilige Maximalwert bei Erfassung eines tatsächlichen Hindernisdatums überschrieben wird. Beispielsweise können zu Beginn des Ladebetriebs die Hindernisdaten generell auf einen Maximalwert gesetzt werden, das heißt der Spreader wird jeweils in der weitest angehobenen Position geführt. Nach einem Zugriff auf eine bestimmte Zielposition durch entsprechendes Absenken des Spreaders kann dann der jeweilige weg- oder positionsbezogene Maximalwert entsprechend überschrieben werden.
Die Hindernisdaten werden zweckmäßigerweise in einem definierten Wegraster aufgenommen, so dass sich nach vollständi- ger Aufnahme in der Regel ein stufenförmiges Höhenprofil der Hindernisdaten ergibt. Das Raster kann zwischen 0,01 m bis 0,99 m liegen, insbesondere kann die Aufnahme alle 0,5 m erfolgen.
Während die Hindernisdaten primär der Fahr- und Höhensteuerung des Spreaders dienen, dienen die Zielpositionsdaten primär der exakten halbautomatischen Positionierung des Spreaders bezüglich der angewählten Zielposition. Des Weiteren er- folgt natürlich anhand der Zielpositionsdaten, die zweckmäßigerweise beim Greifen und Absetzen des Containers anhand der Höhe des Spreaders ermittelt werden, gleichzeitig auch eine entsprechende Aktualisierung der Hindernisdaten bezüglich dieser Position, da der Spreader entsprechend höhenmäßig zum Absetzen und Ergreifen des Containers bewegt wurde. Die Zielpositionsdaten oder auch Containerdaten beschreiben zweckmäßigerweise die ladepositionsbezogene Höhe eines Containers oder Containerstapels und werden vorteilhaft unter Berücksichtigung der Breite eines Containers den Zielpositionen zu- geordnet und gegebenenfalls ladepositionsbezogen an einem
Display unter Darstellung der Containerbreite angezeigt. Die Anzeige bzw. Erfassung erfolgt ladereihenbezogen . Quer zur Schiffslängsachse sind mehrere Ladereihen, in denen Container gestapelt sind oder werden können, vorgesehen. Die Reihen selbst sind durch den ersten Zugriff auf einen Container oder ein erstes Absetzen definiert, da die Breite eines Containers bekannt ist und infolgedessen unter Berücksichtigung des Ladeabstands die weiteren Reihenpositionen berechnet werden können. Die Definition erfolgt zweckmäßigerweise über die Mitte des Spreaders. Aus Sicherheitsgründen ist es auch hier zweckmäßig, die Zielpositionsdaten für noch nicht angefahrene Zielpositionen, insbesondere zu Beginn des halbautomatischen Ladebetriebs, entweder anhand bereits vorhandener Hindernisdaten zu dieser Zielposition zu bestimmen. Dies ist möglich, sofern eine Reihe mit dem Spreader bereits einmal überfahren wurde. Falls dies nicht möglich ist werden auch hier die Reihen zweckmäßigerweise auf einen Maximalwert gesetzt, wobei der jeweilige Wert bei Erfassung eines tatsächlichen Zielpositionsdatums überschrieben wird. Als Maximalwert kann beispielsweise der entsprechende maximale Wert aus der Hindernisdatenkurve genommen werden.
Aufgrund des Ladeabstands zwischen zwei Containerreihen kann es vorkommen, dass zu dieser Zwischenposition keine Zielpositionsdaten vorhanden sind und gegebenenfalls betreffend des Maximalwerts zu dieser Position auf die Hindernisdaten zu- rückgegriffen wird. Es würde sich dann in der Zielpositions- datenkurve ein Peak ergeben. Um zu verhindern, dass dieser Peak bei einer nachfolgenden halbautomatischen Fahrt berücksichtigt wird und der Spreader über ein tatsächlich nicht vorhandenes Hindernis gehoben werden müsste ist es zweckmä- ßig, wenn die Zielpositionsdaten intermittierend geglättet werden, um derartige Peaks auszublenden. Hierbei kann beispielsweise geprüft werden, ob es sich bei dem schmalen Peak tatsächlich im Hinblick auf die bereits vorliegenden Hindernisdaten, also die Hindernisdatenkurve überhaupt um ein Hin- dernis handeln kann. Denn wenn es ein echtes Hindernis wäre müsste die Hindernisdatenkurve dort oberhalb des Peaks liegen. Auch ist eine Plausibilitätsprüfung im Hinblick auf benachbarte Zielpositionsdaten denkbar.
Die Hindernis- und Zielpositionsdaten werden zweckmäßigerweise bezogen auf definierte Positionen des Containerkrans bezüglich des Transportmittels, längs welchem der Containerkran bewegbar ist, aufgenommen. Die Container sind am Schiff in definierten Ladebays geladen oder können in definierte Lade- bays eingeladen werden, bezüglich welcher der Containerkran sehr exakt positioniert werden muss und bezüglich welcher dann die entsprechenden Daten aufgenommen werden können. Jeder Kranposition kann eine Ladebay zugeordnet sein, deren Breite von der maximalen Länge eines verladbaren Containers abhängt. Sollen also maximal 45' (Fuß) lange Container geladen werden so beträgt die Breite einer Ladebay etwas mehr als 45', wobei der Kran in Baymitte positioniert wird. Da es mög- lieh ist, in einer breiten Ladebay auch zwei schmale Container hintereinander zu positionieren, die maximal der halben Länge des eigentlichen die Baybreite bestimmenden Containers entsprechen, ist es bei Verladung derartiger Container zweck- mäßig, wenn innerhalb der Ladebay zu jeder daraus resultierenden schmäleren Ladebay Hindernisdaten sowie zur Ladebay selbst separate Hindernisdaten aufgenommen werden. Es erfolgt also hier quasi eine Bildung von „Unterbays". Es muss in jedem Fall bekannt sein, wie das Hindernis- und Zielpositions- datenprofil innerhalb dieser „Unterbays" ist, da der Spreader auch auf definierte Positionen innerhalb dieser „Unterbays", deren Hindernisprofile unterschiedlich sein können, zugreifen können muss, ohne dass eine Kollision möglich ist. Ferner muss sicher gestellt werden, dass beispielsweise ein 45' lan- ger Container nicht an einer Zielposition abgestellt wird, an der lediglich ein 20' langer Container steht, da der 45' Container ansonsten kippen würde.
Die Hindernisdaten und/oder die Zielpositionsdaten werden mit besonderem Vorteil während des Ladebetriebs kontinuierlich erfasst und aktualisiert. Die Hinderniskurve wird hierbei abhängig von der Katzfahrt bzw. der Spreaderbewegung, die Zielpositionsdaten bzw. die Containerdaten abhängig vom tatsächlichen Lade- oder Zugriffsbetrieb aktualisiert. Wenn bei- spielsweise der Spreader einen Container auf einen anderen
Container absetzt und dafür höher anfahren muss bzw. auch in einer höheren Position zum Absetzen hält, als dies bisher erfasst war, so wird die Fahrkurve automatisch aktualisiert, da die Containerhöhe des abgesetzten Containers bekannt ist und man mit einem neuen am Spreader befindlichen Container über diesen in seiner Höhenposition bekannten Container wiederum darüber fahren muss. Es erfolgt also eine quasi indirekte Aktualisierung der Hindernisdaten über die Zielpositions- bzw. Containerhöhendaten. Die Zielpositionsdaten ihrerseits werden beim Einladen durch die jeweilige Spreaderposition definiert und aktualisiert, beim Ausladen erfolgt die Aktualisierung durch die Differenz der Spreaderposition beim Greifen des zu entnehmenden Containers und der bekannten Containerhöhe des gegriffenen Containers. Die Differenz gibt dann die Höhe der Oberseite des darunter befindlichen Containers an.
Beim Be- oder Entladen eines Schiffes kann es aufgrund des Tiedenhubs vorkommen, dass sich die Schiffslage nach oben o- der unten ändert. Damit einher geht auch eine Änderung der Ist-Zielpositionsdaten. Um dem zu begegnen kann vorgesehen sein, bei einer Erfassung einer Differenz zwischen einem be- reits bekannten Zielpositionsdatum und einem momentan erfass- ten, eine gegenüber dem bekannten Zielpositionsdatum höhere Höhenposition beschreibende Zielpositionsdatum eine Korrektur aller bezogen auf die momentane bearbeitete Ladebay gespeicherten Zielpositionsdaten vorzunehmen. Gibt also ein bekann- tes Zielpositionsdatum aufgrund eines früheren Zugriffs auf dieselbe Containerreihe eine bestimmte Höhe z vor, und stellt man bei einem erneuten Zugriff auf dieselbe Containerreihe fest, dass der Spreader bereits bei einer Höhe z + Δz den gewünschten Container greift, so ergibt sich hieraus eine Tie- denhub bedingte Hebung des Schiffes. In einem solchen Fall werden zweckmäßigerweise alle baybezogenen gespeicherten Zielpositionsdaten um das erfasste Δz korrigiert, um zu vermeiden, dass es aufgrund zu niedriger Zielpositionsdaten nachfolgend zu einer Kollision des abzusenkenden Spreader mit den tatsächlich jedoch höher stehenden Container kommt. Eine Korrektur bei einer erfassten Absenkung des Schiffs ist nicht erforderlich, da dieser Fall unproblematisch ist.
Erfolgt der Ladebetrieb in das Innere eines Schiffes und wird eine Differenz zwischen einem bekannten oder momentan aufgenommenen Zielpositionsdatum gleich in welche Richtung er- fasst, so erfolgt eine Korrektur der für das Innere des Schiffs bezogen auf die momentane Ladebay gespeicherten Zielpositionsdaten in jeder der jeweils erfassten Richtungen. Da bei einem Ladebetrieb in das Schiffsinnere aus Sicherheitsgründen ohnehin nur manuell ab Deckhöhe abgesenkt oder bis zur Deckhöhe gehoben werden darf, ist die Korrektur in beide Richtungen möglich.
Die Vertikalbewegung des beladenen oder unbeladenen Spreaders wird erfindungsgemäß im halbautomatischen Betrieb während der Katzfahrt in Abhängigkeit der Hindernis- und/oder Zielpositionsdaten gesteuert. Der Spreader wird also bereits während der Fahrt zur Zielposition abhängig von den vorliegenden Daten gehoben oder gesenkt, je nachdem wie dies die vorhandenen Daten zulassen. Dabei wird der Spreader im halbautomatischen Betrieb mit besonderem Vorteil in einem definierten, vom Beladungszustand des Spreaders abhängigen Abstand oberhalb der tatsächlichen Höhe der Zielposition positioniert, zum Aufnehmen oder Absetzen des Containers muss der Spreader manuell gesteuert werden. Der Spreader wird also in einem bestimmten Sicherheitsabstand oberhalb der Zielpositionshöhe im Automatikbetrieb positioniert, wobei dieser Abstand parametrierbar ist. Die Voreinstellung ist 0,5 m, sie kann zu größeren oder kleineren Werten nach Bedarf geändert werden. Der Abstand wird bei unbeladenem Spreader auf die Spreaderunterseite, bei beladenem Spreader auf die Containerunterseite bezogen. Zum Aufnehmen oder Absetzen des Containers muss der Kranfahrer in jedem Fall manuell steuern.
Um auch hinsichtlich der Positionierung des Spreaders in der Bewegungsrichtung einen Sicherheitsabstand zu bereits vorhandenen Containern einhalten zu können ist in vorteilhafter Weiterbildung des Erfindungsgedankens vorgesehen, dass die Katze und mit ihr der Spreader im Rahmen des halbautomati- sehen Betriebs abhängig von den Hindernis- und/oder Zielpositionsdaten bezogen auf den Bewegungsweg beim Verfahren einen definierten Abstand vor oder hinter der Zielposition, oder direkt über der Zielposition positioniert werden. Die letztendliche Position hängt vom Containerprofil ab. Stehen zwei unterschiedlich hohe Containerstapel nebeneinander und soll beispielsweise auf den niedrigeren zugegriffen werden, so wird der Spreader einen definierten Abstand entfernt von der eigentlichen Zielposition unmittelbar über dem niedrigeren Containerstapel positioniert, da ansonsten eine Kollision mit dem höheren Containerstapel möglich wäre. Bei gleich hohem Containerstapel ist dieser Versatz nicht zu berücksichtigen. Auch dieser seitliche Abstand muss im Rahmen des für den letzten Zugriff erforderlichen manuellen Betriebs überwunden werden. Wie auch der höhenmäßige Abstand ist auch der Seitenabstand parametrierbar . Er beträgt ebenfalls beispielsweise 0,5 m.
In Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann vorgesehen sein, dass bei einem in das Innere eines Schiffs erfolgenden Ladebetrieb der Spreader automatisch gesteuert lediglich zu oder aber einer definierten Höhenposition außerhalb des unter Deck befindlichen Laderaums im Rahmen des halbautomatischen Betriebs bewegt wird und anschließend manuell zu steuern ist. Ein Automatikbetrieb im Laderaum ist hiernach nicht zulässig. Die Höhenposition, bis zu oder ab welcher der Automatikbetrieb möglich ist, wird zweckmäßigerweise anhand der Lage ei- nes Ladelukendeckels definiert. Diese Lage kann beispielsweise beim Greifen des Deckels mit dem Spreader zum Öffnen der Ladeluke erfasst werden. Alternativ kann beim Abstellen eines Containers unmittelbar auf Deck anhand der bekannten Höhe des Containers und der Spreaderposition beim Abstellen die Lade- lukendeckelhöhe ermittelt werden.
In der kraneigenen Steuerungseinrichtung können mehrere Sätze baybezogener Hindernis- und/oder Zielpositionsdaten gleichzeitig gespeichert werden. Dies ist insbesondere im Hinblick auf die Bildung von „Unterbays" zweckmäßig, da bei einem Ladebetrieb innerhalb einer solchen quasi doppelt breiten Bay sowohl die Daten zur doppelt breiten Bay selbst als auch zu den beiden „Unterbays" für ein sicheres Arbeiten vorhanden sein müssen.
Hat der Kranfahrer eine Ladebay angefahren so wird in Weiterbildung des Erfindungsgedankens zunächst überprüft, ob baybe- zogene Hindernis- und/oder Zielpositionsdaten bereits in der kraneigenen Steuerungseinrichtung vorhanden sind. Dies wäre der Fall, wenn der Kran bereits in dieser Ladebay gearbeitet hat und dies nicht allzu lange her ist, da insbesondere im Hinblick auf etwaige Tiedenhubänderungen die baybezogenen Daten nur für eine bestimmte Zeit, z. B. 30 Minuten in der Steuerungseinrichtung gespeichert bleiben. Sind die Daten dort nicht vorhanden werden sie von einer kranexternen Leitrecheneinrichtung, von der die Fahrauftragsdaten für den Bay- oder Entladebetrieb gegeben werden, geladen.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Hindernis- und/oder Zielpositionsdaten zur Regelung der Pendelung des Spreaders unter Verwendung eines Pendelregelungssystems verwendet wer- den.
Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren betrifft die Erfindung ferner einen Containerkran, ausgebildet zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Contai- nerkrans,
Fig. 2 eine Prinzipskizze als Schnitt durch ein beladenes Schiff mit Darstellung des Bewegungsweg des Sprea- ders,
Fig. 3 eine Prinzipskizze einer Hindernisdatenkurve,
Fig. 4 eine Prinzipskizze einer Zielpositionsdatendarstel- lung in Form der Containerstapeldarstellung, Fig. 5 ein Hindernisdaten-Zielpositionsdaten-Diagramm aus den Fig. 3 und 4,
Fig. 6 das aus Fig. 5 bekannte jedoch geglättete Diagramm,
Fig. 7a
-Fig. 8b verschiedene Darstellungen betreffend die Zielposition und die tatsächliche Positionierung des Spreaders bei unterschiedlichen Beladesituationen.
Fig. 1 zeigt in Form einer Prinzipskizze einen erfindungsgemäßen Containerkran 1, der längs einer Kaimauer 2 entlang eines Schiffs 3 motorisch über ein Fahrwerk verfahrbar ist. Am Krangestell 4 ist ein Ausleger 5 vorgesehen, der das Schiff 3 in seiner Breite vollständig übergreift. Am Ausleger 5 ist eine Katze 6 (Doppelpfeil A) , an der über Hubseile 7 ein Container-Spreader 8 angeordnet ist, verfahrbar. Der Spreader 8, der im gezeigten Beispiel einen gestrichelt gezeichneten Container 9 gegriffen hat, ist über die Hubseile und ein katz- seifiges Hubwerk vertikal bewegbar, wie durch den Doppelpfeil B dargestellt ist. Der gesamte Kranbetrieb wird über eine kraneigene speicherprogrammierbare Steuerungseinrichtung 10 gesteuert, wie durch den Doppelpfeil C dargestellt ist, durch den die Steuerung der Betriebselemente des Krans über die Steuerungseinrichtung sowie die Aufnahme relevanter Daten von Betriebselementen des Krans in der Steuerungseinrichtung 10 dargestellt wird. Die Steuerungseinrichtung 10 ist ihrerseits im gezeigten Beispiel mit einer externen Leitrecheneinrichtung 11 verbunden, über die beispielsweise die Fahraufträge, die Informationen zu der zu bearbeitenden Ladebay (also zu der Position, bezüglich welcher der Kran bezogen auf die Längsseite des Schiffs positioniert ist) sowie der Reihenposition, an der ein Container gegriffen und abgestellt werden soll, etc. beinhaltet. Die Steuerungseinrichtung 10 ist zur Durchführung von Automatikfahrten unter halbautomatischer
Steuerung der Katze 6 sowie des Spreaderhubwerks ausgebildet. Zur Durchführung dieser Automatikfahrten ist nur die Erfas- sung der Ziele und Hindernisse an Bord des Schiffes erforderlich.
Die Erfassung von Zielen und Hindernissen in Form der Zielpo- sitionsdaten und der Hindernisdaten an Bord des Schiffs 3 erfolgt immer bezogen auf eine Ladebay. Das Schiff ist über seine gesamte Ladelänge in mehrere Ladebays unterteilt, wobei der Containerkran 1 bezüglich einer bestimmten Bay, in der der Ladebetrieb erfolgen soll, durch kaiseitiges Verfahren positioniert wird. Eine Ladebay kann aus einem 20', einem
40', einem 45 ' -Container oder aus zwei nebeneinander stehenden 20 ' -Containern bestehen. Eine Ladebay umfasst sowohl den Teil, der sich auf Deck befindet, als auch den Teil, der sich im Raum, also unterhalb der Lukendeckelhöhe befindet. Voraus- setzung dafür, dass eine Ladeposition als zu einer Ladebay zugehörig angesehen wird, ist, dass die y-Koordinate, die im in Fig. 1 gezeigten Koordinatensystem in die Zeichenebene läuft, innerhalb des Gültigkeitsbereichs einer betreffenden Ladebay liegt. Für alle Lade- oder Zielpositionen innerhalb einer Bay wird jeweils nur eine gemeinsame y-Koordinate gespeichert. Diese Koordinate wird als die y-Koordinate der gesamten Ladebay angesehen und identifiziert die Ladebay eindeutig im Gesamtsystem. Der Gültigkeitsbereich einer Ladebay liegt im Bereich von ca. +/- 50 cm bezogen auf die gemessene Kranposition, die über geeignete Sensoren wie z. B. bodensei- tige Transponder etc. erfasst werden kann. Steht der Kran innerhalb dieses Gültigkeitsbereichs bezogen auf die Bay, so steht er richtig, die Bay wird ihm zugeordnet. Falls nicht muss der Kran repositioniert werden.
Fig. 2 zeigt eine typische Beladesituation einer Ladebay, wobei wie beschrieben mehrere Bays hintereinander in die Zeichenebene, also längs der y-Koordinate folgen. Die Container 9 sind unter Bildung unterschiedlich hoher Containerstapel aufeinander gesetzt, es liegt ein hügelartiges Höhenprofil vor. Für einen halbautomatischen Betrieb ist nun die Aufnahme der Hindernis- und Zieldaten erforderlich. Ausgehend von dem Fall, dass das in Fig. 2 gezeigte Schiff entladen werden soll, tastet der Kranfahrer nach Positionieren des Krans vor der gewünschten Ladebay zunächst das Höhenprofil der Containerreihen innerhalb der Ladebay ab. Hierzu verfährt er mit der Katze im Rahmen einer Leerfahrt zunächst von der Position I zu Position II, wobei er dabei den Spreader 8 relativ nahe oberhalb der Containterstapel über diese hinwegführt, wie durch die Fahrkurve D angedeutet ist. Die Position des Containers während der Fahrt wird kontinuierlich in einem bestimmten Wegraster, z. B. alle 0,5 m, aufgenommen, so dass sich das in Fig. 3 gezeigte Kurvenbild anhand der Höhenpositionsdaten ergibt. Fig. 3 zeigt die kurvenmäßige Darstellung der Hindernisdaten in Form der Hinderniskurve H. Aufgezeichnet ist längs der Abszisse der Weg x des Spreaders quer über das Schiff 3, längs der Ordinate, die dabei erfasste Höhenposition des Spreaders bezogen auf die x-Koordinate in Form der z-Koordinate . Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird angenom- men, dass der Ausleger 60 m lang ist und der Spreader bezogen auf die Ebene der Kaimauer maximal 15 m hoch verfahren kann. Die aufgenommenen Hindernisdaten, dargestellt in Form der Hinderniskurve H, sind ein Maß für die Höhe der auf dem Schiff 3 befindlichen und beim automatischen Verfahren be- achtlichen Hindernisse, nämlich der Containerstapel. Diese abgetastete Hinderniskurve H ist nun Grundlage für die halbautomatische Steuerung des Katzfahrwerks sowie des Hubwerks und damit der Katz- und Spreaderbewegung über die Containerstapel .
Mit jedem Zugriff auf einen Container einer der Containerreihen wird zu der jeweiligen Zugriffsposition, also der jeweiligen x-Koordinate die tatsächliche Spreaderhöhe in Form der z-Koordinate erfasst. Die z-Koordinate und damit die Zielpo- sition in Hubrichtung wird für die Unterseite des leeren
Spreaders oder für die Unterseite des am Spreader verriegelten Containers angegeben. Ist die Containerhöhe nicht be- kannt, ist eine über einen Parameter einstellbare Höhe anzunehmen, beispielsweise wird eine Containerhöhe von 3 m in diesem Fall vorgegeben. Die Zielposition in Katz- und Kranfahrrichtung, also die x-Koordinate wird für die Spreadermit- te angegeben.
Fig. 4 zeigt ein typisches Zielpositionsdatenprofil in Form der Darstellungen der einzelnen Containerstapel, wobei die oberen Enden der säulenförmigen Stapel jeweils die z- Koordinate und damit die tatsächliche Höhe der Zielposition angeben. Mit jedem Zugriff auf einen Containerstapel - sei es zum Greifen und Entladen eines Containers oder zum Absetzen eines zu beladenen Containers - werden die Zielpositionsdaten dieses Containerstapels aktualisiert, indem entweder die neue, niedrigere z-Koordinate (beim Entladen) oder die neue höhere z-Koordinate (beim Beladen) erfasst und steuerungssei- tig gespeichert wird. Gleichzeitig findet eine Aktualisierung (lokale Erhöhung oder Erniedrigung) der Hindernisdaten statt, da bezogen auf die jeweilige x-Position eine Änderung der z- Koordinate des eigentlichen Hindernisses bzw. der Zielposition vorliegt, die im Rahmen der Automatikfahrt zu berücksichtigen ist. Diese Darstellung kann auch als "C-Kurve" bezeichnet werden, da sie einen quasi-kurvenförmigen Profilverlauf darstellt.
Eine automatische Korrektur der Daten erfolgt auch dann, wenn bei einem Zugriff auf eine bereits bekannte Zielposition, also auf einen in seiner Höhe bekannten Containerstapel festgestellt wird, dass sich das Schiff 3 aufgrund des Tiedenhubs nach oben gehoben hat. Dies würde bedeuten, dass der Abstand der quasi eine Fahrkurve darstellenden Hinderniskurve H und damit der Abstand der wegbezogenen Hindernisdaten zum tatsächlichen Hindernis, nämlich dem Containerstapel geringer ist als erfasst. In diesem Fall erfolgt eine Korrektur sämt- licher baybezogener Hindernis- und Zielpositionsdaten um das festgestellte Δz, das durch einfachen Vergleich des gespei- cherten Zielpositionsdatums mit dem momentan erfassten Zielpositionsdatum ermittelt werden kann.
Fig. 5 zeigt die aus Kombination der in den Fig. 3 und 4 ge- zeigten Darstellungen resultierende Hindernis-Zielpositions- Datenkurve (HC-Kurve) . Gezeigt ist ferner der Fall, dass bedingt durch die Rasterung Spitzen 12 in der Datenkurve auftreten können. Zu diesem Zweck wird nach Berechnung der in Fig. 5 gezeigten Gesamtkurve eine Glättung durchgeführt, um derartige Spitzen, die hinsichtlich der z-Koordinate auf den Maximalwert der Hinderniskurve gesetzt werden, faktisch aber ein bei der nächsten Fahrt zu berücksichtigendes Hindernis darstellen würden, zu glätten.
Fig. 6 zeigt nun eine berechnete, der Fahr- und Hubwerkssteuerung zugrunde liegende Gesamtkurve bzw. Gesamtdarstellung der steuerungsrelevanten Hindernis- und Zielpositionsdaten. Im halbautomatischen Betrieb wird der unbeladene oder belade- ne Spreader 8 ein bestimmtes Maß oberhalb und gegebenenfalls seitlich versetzt zur eigentlichen Zielposition positioniert. Eine weitere Spreaderbewegung ist nur noch im manuell gesteuerten Betrieb möglich.
Die Fig. 7a - 8b zeigen verschiedene Ladesituationen, die zu unterschiedlichen Positionierungen des Spreaders führen. Im gezeigten Beispiel wird davon ausgegangen, dass der gestrichelt gezeichnete Container mit dem Spreader gegriffen werden soll. Das „-(-"-Zeichen gibt die jeweilige Zielposition an, die immer überhalb des zu greifenden Containers liegt. Das „•"- Symbol gibt die jeweilige Endposition des Spreaders am Ende der Automatikfahrt an.
In Fig. 7a soll der mittlere Container 13 gegriffen werden, die beiden seitlichen Container 14 befinden sich auf gleicher Höhe mit dem Container 13. Alle Container sind in ihrer Höhe bekannt, das heißt zu allen Containern sind die die Containeroberseite beschreibenden Zielpositionsdaten bekannt. Der Spreader wird hier direkt oberhalb des zu greifenden Containers 13 mit einem Sicherheitsabstand z positioniert.
Eine ähnliche Situation zeigt Fig. 7b, wobei hier der linke Container 14 niedriger steht als die beiden anderen Container 13 und 14. Auch hier wird der Spreader wieder unmittelbar ü- ber den zu greifenden Container 13 mit dem Sicherheitsabstand zΛ positioniert.
Fig. 8a zeigt eine andere Ausgangssituation. Hier ist der linke Container höher als die beiden daneben stehenden Container 13, 14. Da der linke Container höher ist als der Container 13 und im Hinblick auf den minimalen Abstand zwischen zwei Containern wird hier der Spreader nicht nur um den Hö- hensicherheitsabstand zλ, sondern auch um einen seitlichen Sicherheitsabstand xλ versetzt bezüglich der eigentlichen Zielposition im Automatikbetrieb positioniert. Ersichtlich ist hier der Spreader etwas nach rechts verschoben positioniert. Aus dieser Stellung muss er nun manuell gesteuert wer- den.
Fig. 8b zeigt die Situation, in der die beiden Container 14 höher sind als der zu greifende Container 13. Hier wird der Spreader unmittelbar über dem Container 13 positioniert, je- doch beträgt hier der Abstand zum Container 13 z,Λ, da in diesem Fall der Sicherheitsabstand zλ auf die z- Höhenkoordinate eines der Container 14 addiert wird.
Die Berechnung der tatsächlichen Endposition im Automatikbe- trieb erfolgt seitens der Steuerungseinrichtung 10 anhand der ihr bekannten Hindernis- und Zielpositionsdaten in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden, von der Leitrecheneinrichtung 11 gegebenen Fahrauftrags. Die halbautomatisch gesteuerte Fahrt endet immer mit Sicherheitsabstand zur Zielposition. Die Endposition muss der Kranfahrer manuell ansteuern.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betrieb eines Containerkrans mit einer verfahrbaren Katze mit höhenbewegbarem Container-Spreader, mit welchem Kran Container auf ein oder von einem Transportmittel, insbesondere einem Schiff geladen werden können, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Katze mit oder ohne aufgenommenem Container in zumindest halbautomatischem Betrieb bezüglich des Transportmittels ver- fahrbar und bezüglich einer auswählbaren Transportmittel- Position positionierbar ist, wobei der halbautomatische Fahrbetrieb unter Berücksichtigung von vor oder während des Ladebetriebs aufgenommenen, ein Maß für die weg- und/oder ladepositionsbezogene Höhe von auf dem Transportmittel befindlichen Hindernissen und/oder Zielpositionen auf dem Transportmittel darstellenden Daten erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Hindernisdaten in Form eines Höhenprofils längs des Bewegungswegs des Spreaders aufgenommen und gegebenenfalls an einem Display ausgegeben werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Hindernisdaten die wegbezogene Höhenposition des Spreaders während der Fahrt der Katze von oder zu einer ausgewählten Position am Transportmittel beschreiben.
4. Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Hindernisdaten im Rahmen einer Leerfahrt vor dem eigentlichen Ladebetrieb oder während des Ladebetriebs aufgenommen werden.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die wegbezogenen Hindernisdaten für noch nicht angefahrene Wegpo- sitionen auf einen Maximalwert gesetzt werden, wobei der jeweilige Maximalwert bei Erfassung eines tatsächlichen Hindernisdatums überschrieben wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Hindernisdaten in einem definierten Wegraster aufgenommen werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Hindernisdaten in einem Raster zwischen 0,01 m bis 0,99 m, insbesondere alle 0,5 m aufgenommen werden.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Zielpositionsdaten die ladepositionsbezogene Höhe eines Containers oder Containerstapels beschreiben.
9. Verfahren nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Zielpositionsdaten unter Berücksichtigung der Breite eines Containers den Zielpositionen zugeordnet und gegebenenfalls ladepositionsbezogen an einem Display unter Darstellung der Containerbreite ange- zeigt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Zielpositionsdaten beim Greifen oder Absetzen des Containers anhand der Hubhöhe des Spreaders ermittelt werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass Zielpositionsdaten für noch nicht angefahrene Zielpositionen, ins- besondere zu Beginn des halbautomatischen Ladebetriebs, entweder anhand bereits vorhandener Hindernisdaten zu dieser Zielposition bestimmt werden, oder auf einen Maximalwert ge- setzt werden, wobei der jeweilige Wert bei Erfassung eines tatsächlichen Zielpositionsdatums überschrieben wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die
Zielpositionsdaten intermittierend geglättet werden.
13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Hindernis- und Zielpositionsdaten bezogen auf definierte Positionen des Containerkrans bezüglich des Transportmittels, längs welchem des Containerkran bewegbar ist, aufgenommen werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass jeder Kranposition eine Ladebay zugeordnet wird, deren Breite von der maximalen Länge eines verladbaren Containers abhängt.
15. Verfahren nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei einer Verladung von kleineren, lediglich der halben maximalen Länge entsprechenden Containern innerhalb der Ladebay zu jeder daraus resultierenden schmäleren Ladebay Hindernisdaten sowie zur Ladebay selbst separate Hindernisdaten aufgenommen werden.
16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Hindernisdaten und/oder die Zielpositionsdaten während des Ladebetriebs kontinuierlich erfasst und aktualisiert werden.
17. Verfahren nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei einer Erfassung einer Differenz zwischen einem bereits bekannten Zielpositionsdatum und einem momentan erfassten, eine gegenüber dem bekannten
Zielpositionsdatum höhere Höhenposition beschreibenden Ziel- positionsdatum eine Korrektur aller bezogen auf die momentane Ladebay gespeicherten Zielpositionsdaten erfolgt.
18. Verfahren nach Anspruch 17, d a d u r c h g e - k e n n z e i c h n e t , dass bei einem in das Innere eines Schiffs erfolgenden Ladebetrieb bei einer Erfassung einer Differenz zwischen einem bekannten und einem momentan aufgenommenen Zielpositionsdatum eine Korrektur der für das Innere des Schiffs bezogen auf die momentane Ladebay gespeicherten Zielpositionsdaten sowohl bei einer erfassten Erhöhung als auch einem erfassten Absinken erfolgt.
19. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass im halbautomatischen Betrieb die Vertikalbewegung des beladenen oder unbeladenen Spreaders während der Katzfahrt in Abhängigkeit der Hindernis- und/oder Zielpositionsdaten geregelt wird.
20. Verfahren nach Anspruch 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Spreader im halbautomatischen Betrieb in einem definierten, vom Beladungszustand des Spreaders abhängigen Abstand oberhalb der tatsächlichen Höhe der Zielposition positioniert wird, und zum Aufnehmen oder Absetzen eines Containers manuell gesteuert wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Abstand parametrierbar ist .
22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der unbeladene Spreader in einem vorzugsweise parametrierbaren Abstand zwischen 0,3 m und 1 m, insbesondere 0,5 m positioniert wird, und der bela- dene Spreader so positioniert wird, dass die Containerunterseite in einem vorzugsweise parametrierbaren Abstand zwischen 0,3 m und 1 m, insbesondere 0,5 m angeordnet ist.
23. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Katze und der Spreader im Rahmen des halbautomatischen Be- triebs abhängig von den Hindernis- und/oder Zielpositionsdaten bezogen auf den Bewegungsweg beim Verfahren einen definierten Abstand vor oder hinter der Zielposition, oder direkt über der Zielposition positioniert werden.
24. Verfahren nach Anspruch 23, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Abstand parametrierbar ist.
25. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei einem in das Innere eines Schiffs erfolgenden Ladebetrieb der Spreader lediglich bis zu oder ab einer definierten Höhenposition außerhalb des unter Deck befindlichen Laderaums im Rahmen des halbautomatischen Betriebs bewegt wird, und der Spreader ab oder bis zu dieser Höhenposition manuell gesteuert wird.
26. Verfahren nach Anspruch 25, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Höhenposition anhand der Lage eines Ladelukendeckels definiert wird.
27. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in der kraneigenen Steuerungseinrichtung mehrere Sätze baybezo- gener Hindernis- und/oder Zielpositionsdaten gespeichert werden.
28. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zu Beginn des Ladebetriebs innerhalb einer Ladebay überprüft wird, ob baybezogene Hindernis- und/oder Zielpositionsdaten bereits in einer kraneigenen Steuerungseinrichtung vorhanden sind, wobei fehlende Hindernis- und/oder Positionsdaten gegebenenfalls von einer kranexternen Leitrecheneinrichtung geladen werden.
29. Containerkran, ausgebildet zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 28.
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