Claims (15)
PRINZ, LEISER, BUNKE & PARTNER Patentanwälte ■ Ei-ropean Pa+ent Attorneys U^O / / 0 Manringarweg 7 · 3000 München 60 05. Mai 1992 EP 91401997.1 (0 467 783) CAILLARD Unser Zeichen: C 3632 DE JW/Hc PatentansprüchePRINZ, LEISER, BUNKE & PARTNER Patent Attorneys ■ Ei-ropean Pa+ent Attorneys U^O / / 0 Manringarweg 7 · 3000 Munich 60 05. May 1992 EP 91401997.1 (0 467 783) CAILLARD Our reference: C 3632 DE JW/Hc Patent claims
1. Verfahren zum Steuern der Ortsveränderung einer pendelartigen
Last (20, 41, 31), die an einem horizontal beweglichen
Träger (40, 34) aufgehängt ist und von einem Ausgangspunkt an einem Endpunkt während einer Fahrt von vorbestimmter Dauer
(T) verlagert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Träger (40, 34) einem Verlauf der Träger-Ortsveränderung
x(t) folgt, der so bestimmt ist, daß die Ortsveränderung der pendelartigen Ladung (20, 41, 31) einem Verlauf der Last-Orts
veränderung X(t) folgt, der den nachfolgenden Bedingungen gehorcht:1. Method for controlling the displacement of a pendulum-like load (20, 41, 31) suspended from a horizontally movable support (40, 34) and moving from a starting point to an end point during a travel of predetermined duration
(T), characterized in that the movable carrier (40, 34) follows a course of the carrier's displacement x(t) which is determined such that the displacement of the pendulum-like load (20, 41, 31) follows a course of the load's displacement X(t) which obeys the following conditions:
X"(t) ist kontinuierlich und nach der Variablen Zeit t
ableitbar,X"(t) is continuous and after the variable time t
derivable,
X"(t) = 0 und X'"(t) = 0 für t2>T (Fahrtdauer), wobei
t die Zeit, X" die zweite Ableitung, d.h. die Beschleunigung der Last während ihrer Ortsveränderung, und X''' die
dritte Ableitung kennzeichnet.X"(t) = 0 and X'"(t) = 0 for t2>T (journey time), where
t is the time, X" is the second derivative, ie the acceleration of the load during its change of position, and X''' is the third derivative.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Verlauf der Träger-Ortsveränderung x(t) so gewählt ist, daß die pendelartige Last einem Beschleunigungsverlauf X"(t) unterliegt,
der durch die Beziehung:2. Method according to claim 1, characterized in that the course of the carrier displacement x(t) is selected such that the pendulum-like load is subject to an acceleration course X"(t) which is determined by the relationship:
bestimmt ist, wobei y die maximale Beschleunigung der Last im
Fahrtverlauf ist., where y is the maximum acceleration of the load during the journey.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es3. Method according to claim 2, characterized in that
die nachfolgenden Schritte umfaßt:which includes the following steps:
A) Berechnung des momentanen theoretischen Wertes der Ortsveränderungs-Variablen X(t) der pendelartigen Last
(20, 31, 41) durch eine zweifache Integration des Beschleunigungsverlaufes X"(t) abhängig von der Anfangsgeschwindigkeit
(V0) der pendelartigen Last (20, 31, 41),A) Calculation of the instantaneous theoretical value of the displacement variable X(t) of the pendulum-like load (20, 31, 41) by a double integration of the acceleration curve X"(t) depending on the initial velocity (V 0 ) of the pendulum-like load (20, 31, 41),
B) Berechnung des momentanen theoretischen Wertes der Abweichung y(t) von der Vertikalen aus der momentanen Länge
(1) des der pendelartigen Last (20, 31, 41) zugeordneten Pendels,B) Calculation of the instantaneous theoretical value of the deviation y(t) from the vertical from the instantaneous length
(1) of the pendulum associated with the pendulum-like load (20, 31, 41),
C) Berechnung des theoretischen Sollwertes der Ortsveränderung x(t) des beweglichen Trägers (34, 40) aus x(t) -X(t)
- y(t) auf der Grundlage der Ergebnisse der vorher
genannten Schritte A) und B).C) Calculating the theoretical target value of the displacement x(t) of the movable support (34, 40) from x(t) - X(t) - y(t) on the basis of the results of the previously mentioned steps A) and B).
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es4. Method according to claim 3, characterized in that
außerdem einen Verfahrensschritt (AS) zur Regelung der wirklichen Lage der pendelartigen Last (20, 31, 41) nach ihrer
durch die Ortsveränderungs-Variable X(t) wiedergegebenen theoretischen Lage umfaßt.further comprising a method step (AS) for controlling the actual position of the pendulum-like load (20, 31, 41) according to its
theoretical position represented by the displacement variable X(t).
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es
außerdem die nachfolgenden Datenerfassungsschritte umfaßt:5. Method according to claim 4, characterized in that it further comprises the following data acquisition steps:
ACl/ Erfassung der momentanen Länge (1) des Pendels, AC2/ Erfassung der reellen Ortsveränderungs-Größe (x) desACl/ Recording of the instantaneous length (1) of the pendulum, AC2/ Recording of the real displacement size (x) of the
beweglichen Trägers (34, 40), AC3/ Erfassung des Winkels (&agr;) zwischen dem Pendel und der
Vertikalen,movable support (34, 40), AC3/ detection of the angle (α) between the pendulum and the
vertical,
und einen Verfahrensschritt zur Berechnung der wirklichen Ortsveränderung (X) der pendelartigen Last anhand der Ergebnisse
der vorher genannten Datenerfassungsschritte, gefolgt von einem Verfahrensschritt zur Bestimmung des Fehlers (El),
der gleich der Differenz zwischen der theoretischen Ortsveränderung X(t) und der wirklichen Ortsveränderung X ist.and a step for calculating the actual displacement (X) of the pendulum-like load based on the results of
the aforementioned data acquisition steps, followed by a step for determining the error (El)
which is equal to the difference between the theoretical displacement X(t) and the actual displacement X.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es6. Method according to claim 5, characterized in that
außerdem einen Verfahrensschritt zur Bestimmung eines Korrekturwertes
(CORx) umfaßt, der der theoretischen Ortsveränderungsgröße (x(t)) hinzugefügt wird, um den effektiven Ortsveränderungssollwert
(x) für den beweglichen Träger (40) zu erhalten.further comprising a method step for determining a correction value
(CORx) which is added to the theoretical displacement value (x(t)) in order to obtain the effective displacement target value
(x) for the movable carrier (40).
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß es außerdem eine Geschwindigkeitsbegrenzung
des beweglichen Trägers (40, 34) auf eine maximale Geschwindigkeit (VMAX) enthält und daß, wenn diese Geschwindigkeitsbegrenzung
erreicht ist, eine Phase der Ortsveränderung bei konstanter Geschwindigkeit ausgeführt wird.7. Method according to one of claims 2 to 6, characterized in that it also includes a speed limitation of the mobile support (40, 34) to a maximum speed (VMAX) and that when this speed limit is reached, a phase of displacement at constant speed is carried out.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, daß es außerdem eine Begrenzung der auf den
beweglichen Träger (40, 34) ausgeübten Kraft auf eine maximale Stärke (FMAX) enthält.8. Method according to one of claims 2 to 7, characterized in that it also includes limiting the force exerted on the movable support (40, 34) to a maximum strength (FMAX).
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, daß es außerdem einen Verfahrensschritt zur
Optimierung in bezug auf die Fahrtdauer der pendelartigen Last (20, 41, 31) umfaßt.9. Method according to one of claims 2 to 8, characterized in that it further comprises a method step for optimizing the travel time of the pendulum-like load (20, 41, 31).
10. Vorrichtung zum Steuern der Ortsveränderung einer an einem horizontal beweglichen Träger (40, 34) aufgehängten, pendelartigen
Last (20), welches ein Verfahren gemäß der Erfindung nutzt, wobei sie mit einer Hebemaschine (1, 30) zugeordnet
ist, die Hebeeinrichtungen (5, 6, 8) und Lenkeinrichtungen (14, 15, 16, 17) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß sie
eine Einrichtung zur Steuerung und Verarbeitung (4) aufweist,10. Device for controlling the displacement of a pendulum-like load (20) suspended from a horizontally movable support (40, 34), which uses a method according to the invention, wherein it is associated with a lifting machine (1, 30) which includes lifting devices (5, 6, 8) and steering devices (14, 15, 16, 17), characterized in that it comprises a device for control and processing (4),
die einerseits Informationen empfängt, die die Länge (1) des zugeordneten Pendels, den Auslenkwinkel (&agr;) und die Ortsveränderung
(&khgr;) des beweglichen Trägers (40) darstellen und die jeweils aus einer Einrichtung zur Längenerfassung (7), einer
Einrichtung zur Winkelerfassung (18) bzw. einer Einrichtung zur Erfassung der Ortsveränderung (13) hervorgegangen sind,
und die als Ergebnis daraus Hebebefehle und Lenkbefehle ausgibt, die für die Hebeeinrichtungen (5, 6, 8) bzw. die Lenkeinrichtungen
(14, 15, 16, 17) bestimmt sind, wobei die Lenkbefehle so errechnet sind, daß sie dem Verlauf der Ortsveränderung
X(t) nach Anspruch 1 genügen.which on the one hand receives information which represents the length (1) of the associated pendulum, the deflection angle (α) and the change in location
(χ) of the movable carrier (40) and which each originate from a device for length detection (7), a device for angle detection (18) or a device for detecting the change in location (13),
and which as a result outputs lifting commands and steering commands which are intended for the lifting devices (5, 6, 8) or the steering devices
(14, 15, 16, 17), the steering commands being calculated such that they satisfy the course of the change in location
X(t) according to claim 1.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß11. Device according to claim 10, characterized in that
die Einrichtung zur Steuerung und Verarbeitung (4) eingerichtet ist, um die Ortsveränderung (X) der pendelartigen Last
(41) dem Sollwert der theoretischen Ortsveränderung (X(t)) anhand der Länge (1), der Ortsveränderung (&khgr;) des beweglichen
Trägers (40) und des Auslenkwinkels (&agr;) nachzuregeln.the control and processing device (4) is set up to adjust the displacement (X) of the pendulum-like load (41) to the target value of the theoretical displacement (X(t)) based on the length (1), the displacement (x) of the movable support (40) and the deflection angle (α).
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß12. Device according to claim 11, characterized in that
die Einrichtung zur Steuerung und Verarbeitung (4) außerdem eingerichtet ist, um innerhalb der Regelschleife für die
Ortsveränderung (X) der pendelartigen Ladung (20, 41) die momentane Lage (X) des beweglichen Trägers (40) einem von
der Einrichtung zur Steuerung und Verarbeitung (4) berechneten, korrigierten Wert nachzuregeln.the control and processing device (4) is also designed to adjust the current position (X) of the movable carrier (40) to a corrected value calculated by the control and processing device (4) within the control loop for the
change of location (X) of the pendulum-like load (20, 41).
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Längenerfassung (1)
und die Einrichtung zur Erfassung der Ortsveränderung (x) des beweglichen Trägers jeweils einen den Hebeeinrichtungen (5,
6, 8) zugeordneten Codierer zum Heben (7) bzw. einen den Lenkeinrichtungen (14, 15, 16) zugeordneten Codierer zum Lenken
(13) enthält.13. Device according to one of claims 10 to 12, characterized in that the device for detecting the length (1) and the device for detecting the change in location (x) of the movable carrier each contain an encoder for lifting (7) associated with the lifting devices (5, 6, 8) and an encoder for steering (13) associated with the steering devices (14, 15, 16).
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Winkelerfassung einerseits
eine mit der pendelartigen Last (20) verbundene op-14. Device according to one of claims 10 to 13, characterized in that the device for angle detection comprises, on the one hand, an optical sensor connected to the pendulum-like load (20).
tische Bake (19), deren Strahlenbündel aufwärts gerichtet
ist, und andererseits eine Einrichtung zur optischen Datenauswertung (18) wie eine nach unten gerichtete Kamera aufweist,
welche am beweglichen Träger angebracht ist und sich in vertikaler Richtung zu der Bake (19) in Abwesenheit einer
Schwingung der pendelartigen Last befindet.tical beacon (19) whose beam is directed upwards, and on the other hand a device for optical data evaluation (18) such as a downward-facing camera, which is attached to the movable support and is located in a vertical direction to the beacon (19) in the absence of an oscillation of the pendulum-like load.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Steuerung und Datenverarbeitung
eine programmierbare Rechenmaschine enthält.15. Device according to one of claims 10 to 14, characterized in that the device for control and data processing contains a programmable computer.