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PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Steuerung von Lastumsetzern, die auf festen Bahnen verfahrbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungsablauf des Lastumsetzers dem optimalen Fahrdiagramm zur Erreichung kürzestmöglicher Fahrzeiten rechnerunterstützt angenähert wird, indem aus der eingegebenen Start- und Zieladresse die Zeitdauer der Beschleunigungsphase, die Zeitdauer des Fahrens mit maximaler Geschwindigkeit und die Zeitdauer der Verzögerungsphase bestimmt werden, wonach diese Daten mit fest einprogrammierten, systembedingten Unlinearitäten zu einer Fahrtabelle zusammenge- fasst werden, die bei Beschleunigung vorwärts und bei Verzögerung rückwärts gelesen wird, wobei ein Steuergerät aufgrund der Tabellenwerte den Antrieb des Lastumsetzers beeinflusst.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werte des Fahrdiagramms aus den einprogrammierten Werten für Unlinearitäten, Betrag der optimalen Beschleunigung und Betrag der maximalen Fahrgeschwindigkeit einerseits und den eingegebenen Fahrbefehlen andererseits für jede Fahrt neu formuliert und in tabellarischer Form für Weg und Zeit festgehalten werden.
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrdiagramm aus einigen oder allen der folgenden Abschnitte zusammengesetzt wird: a) einer Phase zunehmender Beschleunigung aus dem Still stand heraus, b) einer Phase konstanter Beschleunigung, c) einer Phase abnehmender Beschleunigung bis zum Er reichen der maximalen Geschwindigkeit, d) einer Phase konstanter Geschwindigkeit, e) einer Phase zunehmender Verzögerung, f) einer Phase konstanter Verzögerung, g) einer Phase abnehmender Verzögerung bis zum Erreichen des Stillstandes.
4. Verfahren nach Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere der Phasen b), d) und f) gleich Null sind.
5. Verfahren nach Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer der Phasen b), d) und f) aus der eingegebenen Startadresse und der eingegebenen Zieladresse errechnet werden.
6. Verfahren nach Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Werte für die Phasen a), c), e) und g), sowie der Betrag der Beschleunigung in der Phase b) bzw. der Verzögerung in der Phase f) und der Betrag der Geschwindigkeit in der Phase d) fest in den Rechner einprogrammiert werden.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-6, gekennzeichnet durch einen programmierbaren Rechner, der die konstanten Werte für systembedingte Unlinearitäten, für Beschleunigung bzw. Verzögerung, sowie für maximale Geschwindigkeit enthält, durch ein Eingabegerät, welches die Start- und Zieladresse aufnimmt und entsprechende Auswertebefehle an den Rechner erteilt, und ein an den Rechner angeschlossenes Steuergerät für den Antrieb des Lastumsetzers, welches diesen gemäss den vom Rechner ermittelten Fahrbefehlen steuert.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung von Lastumsetzern, wie z.B. Krane, Verteilwagen, Lagermaschinen und dergleichen, die auf festen Bahnen, insbesondere auf Schienenfahrbahnen verkehren, sowie auf eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Es ist bekannt, dass bei diesen Maschinen während des Längsfahrens in der Ebene wie auch während des Hebens und Senkens in der Höhe Probleme auftreten können, wie z.B.
mechanisch bedingte Schwingungen beim raschen Anfahren und Abbremsen. Dies bedingt, dass die Fahrkurve innerhalb eines Sicherheitsbereiches gewählt werden muss, was unweigerlich zu Leistungseinbussen und langsameren Bewe gungsabläufenführt. Ausserdem sind kleinere Teilungen in der Zielpositionierung nur schwierig und mit grossem Montage und Justieraufwand zu erreichen, was die Betriebs- und Unterhaltskosten von Kassettensilos und Paketsilos erheblich verteuert.
In der Literatur sind verschiedene Vorschläge bekannt geworden, die Positionierung z.B. eines Regalförderfahrzeuges zu optimieren. Diesbezüglich sei auf die CH-PS 520 049, CH-PS 520 612 und CH-PS 535 688 verwiesen. Alle diese bekannten Lösungen sind jedoch nicht imstande, einen Lastumsetzer so zu steuern, dass er sich möglichst nahe am Optimum des theoretisch möglichen Bewegungsablaufes bewegt.
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Steuerung von Lastumsetzern der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei welchen der Bewegungsablauf derselben so optimiert wird, dass das Verschieben des Lastumsetzers von einem Ausgangspunkt zu einem Zielpunkt in der kürzest möglichen Zeit erfolgen kann.
Gemäss der Erfindung wird dies bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 definierten Merkmale erreicht. Die zur Durchführung des Verfahrens geeignete Einrichtung weist die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 7 definierten Merkmale auf.
Im folgenden wird das erfindungsgemässe Verfahren näher erläutert. Es wird dabei auf ein in den Zeichnungen dargestelltes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung Bezug genommen; es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer auf Schienen verfahrbaren Lagermaschine und eine ortsfeste Zentralsteuereinheit von der Seite,
Fig. 2 eine schematische Ansicht in Schienenlängsrichtung auf die Lagermaschine gemäss Fig. 1,
Fig. 3 ein vergrössertes Detail aus Fig. 2,
Fig. 4 ein Diagramm des idealen Bewegungsablaufes,
Fig. 5 ein Detail aus Fig. 4 und
Fig. 6 eine Streckenfahrkurve.
Das Steuerungssystem einer automatisierten Lagermaschine umfasst als Grundeinheiten das Positioniersystem, die Fahrkurvensteuerung, die Logik der Signalvearbeitung und Befehlsübertragung, Einrichtungen für den Hand-, und Revisionsbetrieb, Einrichtungen für die Leistungsübertragung, sowie eine übergeordnete Überwachungs- und Rechnereinheit.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Lagermaschine 10, die auf einer Schiene 16 verfahrbar angeordnet ist und die einen hebund senkbaren Hubtisch aufweist, der eine ausfahrbare Teleskopgabel 11' zur Ein- und Auslagerung von Gütern in Regalfächern trägt. Dieser Hubtisch 11 ist mit einem optischen Detektor 12 zur Abtastung der Regalfächer versehen, z.B.
wie er in der CH-PS 536 790 beschrieben ist. Ausserdem ist die Lagermaschine 10 in Bodennähe mit einer Anzahl weiterer optischer Detektoren 13 versehen, - im vorliegenden Beispiel vier , deren Anordnung aus den Fig. 2 und 3 näher ersichtlich ist.
Die von den Detektoren 12 und 13 ermittelten Signale werden über eine Befehlsweiche und weitere bekannte Mittel an eine Signal- und Befehlslogik übertragen. Dort werden sie entsprechend verarbeitet, wobei diese Logikschaltung zweckmässigerweise so ausgebildet ist, dass sie die einfachen Grundrechenarten der Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division direkt ausführen kann, während höhere matematische Rechnungen, z.B. Integrationen, in einem übergeordnetem Grossrechner ausgeführt werden.
Die Signal- und Befehlslogik kann als Stationäre 14" aus
gebildet sein; somit ist sie unabhängig von der Lagermaschine und damit auch keinen Fahrterschütterungen ausgesetzt. Zweckmässigerweise ist sie direkt neben einer Zentralsteuereinheit 15 zur Steuerung des Antriebs der Lagermaschine 10 angeordnet und direkt mit dieser verbunden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, eine Signal- und Befehlslogik 14' auf der Lagermaschine mitfahrend anzuordnen, was im allgemeinen aber nur bei Handsteuerung für Revisionsarbeiten von Vorteil ist.
Der Detektor 13 dient dazu, einen Positionscodeträger 20 abzutasten um die momentane Lage der Lagermaschine zu erkennen. Dieser Codeträger 20 kann als langgestrecktes Band ausgebildet sein, das unten an den Regalgestellen an einem einfachen Blechprofil 19 angebracht ist; damit kann die Position beim Längsfahren in der Ebene erkannt werden. In ähnlicher Weise kann ein entsprechender Positionscodeträger am Mast 17 der Lagermaschine 10 angebracht sein; dieser wird von einem nicht dargestellten, weiteren, dem Detektor 13 entsprechenden Detektor abgetastet um die momentane Höhe des Hubtisches 77 zu erkennen. Die nähere Ausbildung dieser Positionsabtastung bildet nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Um nun der Lagermaschine einen optimalen Fahrbefehl erteilen zu können, wird von folgender Überlegung ausgegangen:
Der Bewegungsablauf der Lagermaschine entspricht der in Fig. 4, oben, dargestellten Kurve. Dieser setzt sich aus den folgenden Teilbereichen zusammen: - einer Parabel 31, - einer Geraden 32 mit vorbestimmter Steigung, - einer Parabel 33, - einer horizontalen Geraden 34, - einer Parabel 35, - einer Geraden mit konstanter Steigung 36, und - einer Parabel 37.
Die Parabeln 31, 33, 35 und 37 sind systembedingte Unvollkommenheiten des Bewegungsablaufes und im voraus bekannt. Die Gerade 32 mit konstanter Steigung entspricht der vorbestimmten, optimalen Beschleunigung der Lagermaschine aus dem Stillstand (v = 0) bis zur Maximalgeschwindigkeit (v = a); diese Maximalgeschwindigkeit ist ebenfalls eine systembedingte Konstante. Entsprechendes gilt für die Gerade 36, welche eine konstante negative Steigung aufweist; das entsprechende Gefälle repräsentiert die systembedingte optimale Verzögerung der Lagermaschine. Aus der in Fig. 4 unten ersichtlichen Kurve erkennt man, dass die Beschleunigung zunächst bis zum Punkt A zunimmt, bis zum Punkt B konstant bleibt und bis zum Punkt C wieder auf 0 abnimmt.
Während des Verfahrens der Lagermaschine mit konstanter Geschwindigkeit d.h. einerseits entlang der Geraden 34 in Fig. 4 oben und andererseits entlang der Geraden C - D in Fig. 4 unten ist die Beschleunigung ebenfalls a = 0. Beim Übergang von der konstanten Fahrgeschwindigkeit in die Verzögerungsphase, d.h. entlang der Parabel 35, nimmt die Beschleunigung ab (D - E), um während der Verzögerungsphase entlang der Geraden 36 (E - F) konstant zu bleiben. Die Schlussphase entlang der Parabel 37 schliesslich repräsentiert den Zustand während dem das System zur Ruhe kommt (F - G).
Die folgenden Parameter sind von der Konzeption des Systems her bekannt: - Form und Grösse der Parabel 31, 33, 35, 37; - Steigung der Geraden 32 bzw. 36, d.h. die optimale Be schleunigung bzw. Verzögerung der Lagermaschine; - Die Höhe der horizontalen Geraden 34, bzw. die maxi male konstante Geschwindigkeit der Lagermaschine.
Damit lässt sich nun aber die optimale, den gegebenen Verhältnissen am bestens angepasste Fahrkurve der Lagermaschine berechnen, unter der Voraussetzung, dass einerseits die Startposition derselben und andererseits die Zieladresse be kannt sind. Sowohl für die Parabeln 31, 33, 35 und 37 als auch für die Geraden 32, 34 und 36 lassen sich bekannterweise einfache Formeln aufstellen, die in die Speicher des Rechners fest einprogrammiert werden können. Wenn nun dem Rechner die Anfangsadresse und die Zieladresse der Lagermaschine eingegeben wird, brauchen nur die tabellarisch erfassten Werte der Parabeln 31, 33, 35 und 37, die Steigungen der Geraden 32 und 36 sowie die Höhe der Geraden 34 aus dem Speicher abgerufen und zweckentsprechend zusammengesetzt zu werden, um die Fahrkurve festzulegen.
Praktisch heisst das, dass der Rechner zunächst eine Parabel 31 an den Anfangspunkt legt, die erforderliche Länge der Gerade 32 mit der vorbestimmten Steigung bestimmt, daran die Parabel 33 anfügt, die erforderliche Länge der horizontalen Geraden 34 ansetzt, an das Ende dieser Geraden die Parabel 35 ansetzt, diese Parabel mit einer abfallenden Geraden 36 ergänzt, und schliesslich die zur Zieladresse führende Parabel 37 einsetzt. Mit anderen Worten heisst das, dass die Werte der Fahrkurve einerseits aus den gespeicherten Formeln und andererseits aus den eingegebenen Fahrbefehlen für jede Fahrt neu formuliert und in tabellarischer Form zur Weitergabe an die Motorsteuereinheit der Lagermaschine bereitgehalten werden. Je nach Krümmung der Parabeln, bzw. Steigung der Geraden 32 oder 36 werden die entsprechenden Werte vorwärts für Beschleunigung und rückwärts für Verzögerung gelesen.
Es sei darauf hingewiesen, dass für kurze Wegstrecken, die die Lagermaschine zurückzulegen hat ohne weiteres der Fall eintreten kann, dass die Länge der Gerade 34 Null wird.
Ebenso ist es denkbar, dass die Länge der Geraden 32 und 36 kürzer als im Diagramm gemäss Fig. 4 ist, nämlich dann, wenn die maximale Geschwindigkeit, die durch die Höhe der Gerade 34 repräsentiert wird, nicht erreicht werden kann.
Im Extremfall ist die Fahrkurve nur aus den Parabeln 31, 33 35 und 37 zusammengesetzt; dies entspricht der kürzesten, von der Lagermaschine definiert zurückzulegenden Entfernung.
Es wird bei allen erlaubten Geschwindigkeiten und möglichen Lagerspielen das ideale Fahrverhalten erreicht, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Die bisher am Mastkopf der Lagermaschine benötigte Fangbremse kann eingespart werden.
Fig. 4 zeigt übereinander zwei Fahrkurven: oben gegeneinander aufgetragen v(t) = die Geschwindigkeit als Funktion der Zeit und unten die Beschleunigung als Funktion der Zeit gegenüber der Zeit. Die obere Kurve setzt sich zusammen aus Rundungen 31, 33, die bei veränderlichen Beschleunigungen, beispielsweise beim Anfahren, entstehen, und geraden Teilen 32, 34, bei denen die Beschleunigung stetig ist. Sowohl für die Rundungen als auch für die Geraden lassen sich bekannterweise einfache Formeln aufstellen, die in die Speicher fest einprogrammiert werden können. Grundlegend ist ja, wenn man die Geschwindigkeit v als Funktion von der Zeit t benützt, die Regelabweichungen einen Positionsfehler bedingen, anders aber, wenn man die Geschwindigkeit v als Funktion vom Weg s einsetzt, ergeben sich aus Reglerabweichungen keine Positionsfehler.
Für konstante Beschleunigung gilt: v(t) = a t, und für die Abrundungen nach Fig. 5 gilt: v(t) = - a t + k. Dabei soll der Übergang nahtlos erfolgen, weshalb die Konstante k aus tl und t bei a gebildet wird.
Fig. 6 zeigt das Verhältnis der Geschwindigkeit als Funktion von Weg = v(s) zu Weg = s. Die Formeln für Rundung und Geraden sind gespeichert und die Punkte P sind genau definiert. Der Rechner berechnet daraus die Kurve ein schliesslich der Veränderung. Ein Floating Point wird für die Rechnung nicht benötigt. Die Werte der Fahrkurve werden aus den gespeicherten Formeln und den eingegebenen Fahrbefehlen für jede Fahrt neu formuliert und in tabellarischer Form für Weg und Zeit festgehalten, wobei diese Tabelle bei Beschleunigung vorwärts und bei Verzögerung rückwärts gelesen wird. Daraus wird die optimale Maximalgeschwindigkeit errechnet, die Startabrundung aus dem Speicher herauskopiert, ebenso die konstante Beschleunigung, die Abrundung beim Erreichen von v(max.), die subtrahiert wird, und auch v(max.).
Die Wertanordnung ist so berechnet, dass zu jedem Wegwert ein Geschwindigkeitswert gehört.
Von einem Wegwert zum nächsten braucht man beim Einhalten der vorgeschriebenen Geschwindigkeit immer dieselbe Zeit. Daraus ergibt sich ein weiterer Code, den man für die Geschwindigkeitsüberwachung hinzufügen kann. Dieser ist mit Wegmarken versehen, die in solchen Abständen von sl, s2 , angebracht sind, dass sich für die in einem Intervall zulässige Geschwindigkeit v alles gleiche Zeiten aus t(s,v) ergeben. Mit einer einfachen Schaltung kann man t(s,v) überwachen und beim Unterschreiten von t(s,v) regelnd eingreifen.
Die Vorteile der offenbarten Lösung lassen sich wie folgt aufzählen: Beschaffungskosten um ca. 25 % gegenüber herkömmlichen Systemen reduziert; einfacher und transparenter Gesamtaufbau mit wesentlich fiexiblerem Konzept, daher können neue Techniken bzw. Subsysteme leichter eingefhrt werden und das Ganze lässt sich speziellen Anforderungen leicht anpassen. Die Subsysteme wie z.B. die Signalübertragung bleiben autonom und sind leicht ersetzbar. Die Leistungssteigerung beträgt rund 19%, denn es sind optimale Fahrkurven möglich, bei denen auch die Schwingungen beim Anfahren und Abbremsen unterbleiben und die Schaltzeit nochmals verkürzt wird.
Der minimale Haltestellen-Abstand ist auf nur ein Inkrement zusammengeschrumpft, und dadurch sind auch kleinere Fachteilungen der Lagermaschinentechnik zugänglich gemacht. Es ist ein System mit geringer Störanfälligkeit geschaffen, welches zudem den Vorteil leichter Diagnostik und Fehlerbehebung hat Schliesslich sei noch die Minderung des Montage- und Justieraufwandes erwähnt.
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PATENT CLAIMS
1.Procedure for controlling load converters that can be moved on fixed tracks, characterized in that the movement sequence of the load converter is approximated with the aid of a computer, in order to achieve the shortest possible travel times, by using the entered start and destination address for the duration of the acceleration phase, the duration of the Driving at maximum speed and the duration of the deceleration phase are determined, after which these data are combined with permanently programmed, system-related unlinearities to form a driving table which is read when accelerating forwards and backwards when decelerating, with a control unit driving the load converter based on the table values influenced.
2. The method according to claim 1, characterized in that the values of the driving diagram from the programmed values for unlinearities, the amount of the optimal acceleration and the amount of the maximum driving speed on the one hand and the entered driving commands on the other hand for each trip newly formulated and in tabular form for distance and time be held.
3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the driving diagram is composed of some or all of the following sections: a) a phase of increasing acceleration from standstill, b) a phase of constant acceleration, c) a phase of decreasing acceleration to reach the maximum speed, d) a phase of constant speed, e) a phase of increasing deceleration, f) a phase of constant deceleration, g) a phase of decelerating until reaching standstill.
4. The method according to claims 1-3, characterized in that one or more of phases b), d) and f) are zero.
5. The method according to claims 1-3, characterized in that the duration of phases b), d) and f) are calculated from the entered start address and the entered destination address.
6. The method according to claims 1-3, characterized in that the values for the phases a), c), e) and g), and the amount of acceleration in phase b) or deceleration in phase f) and the amount of speed in phase d) can be programmed into the computer.
7. Device for performing the method according to any one of claims 1-6, characterized by a programmable computer which contains the constant values for system-related non-linearities, for acceleration or deceleration, and for maximum speed, by an input device which the start and Receives the destination address and issues corresponding evaluation commands to the computer, and a control unit connected to the computer for driving the load converter, which controls it according to the travel commands determined by the computer.
The present invention relates to a method for controlling load converters, e.g. Cranes, distribution wagons, storage machines and the like, which run on fixed tracks, in particular on railroad tracks, and on a device for carrying out the method.
It is known that with these machines problems can arise during longitudinal travel in the plane as well as during lifting and lowering in height, e.g.
mechanically induced vibrations when starting and braking quickly. This means that the driving curve must be selected within a safety range, which inevitably leads to a loss of performance and slower movement sequences. In addition, smaller divisions in the target positioning are difficult and can be achieved with great assembly and adjustment effort, which considerably increases the operating and maintenance costs of cassette silos and parcel silos.
Various proposals have become known in the literature, the positioning e.g. to optimize a shelf conveyor vehicle. In this regard, reference is made to CH-PS 520 049, CH-PS 520 612 and CH-PS 535 688. However, all these known solutions are unable to control a load converter in such a way that it moves as close as possible to the optimum of the theoretically possible movement sequence.
It is the object of the present invention to propose a method and a device for controlling load converters of the type mentioned at the beginning, in which the movement sequence thereof is optimized in such a way that the load converter can be moved from a starting point to a target point in the shortest possible time .
According to the invention, this is achieved in a method of the type mentioned at the outset by the features defined in the characterizing part of claim 1. The device suitable for carrying out the method has the features defined in the characterizing part of claim 7.
The method according to the invention is explained in more detail below. Reference is made to an embodiment of the device according to the invention shown in the drawings; show it:
1 is a schematic representation of a storage machine movable on rails and a fixed central control unit from the side,
2 shows a schematic view in the longitudinal direction of the rail on the bearing machine according to FIG. 1,
3 shows an enlarged detail from FIG. 2,
4 shows a diagram of the ideal movement sequence,
Fig. 5 shows a detail from Fig. 4 and
Fig. 6 shows a route curve.
The control system of an automated storage machine includes the positioning system, the driving curve control, the logic of signal processing and command transmission, devices for manual and inspection operation, devices for power transmission, and a higher-level monitoring and computer unit as basic units.
Fig. 1 shows schematically a storage machine 10 which is movably arranged on a rail 16 and which has a lifting and lowering lifting table which carries an extendable telescopic fork 11 'for the storage and retrieval of goods in shelves. This lifting table 11 is provided with an optical detector 12 for scanning the shelves, e.g.
as described in CH-PS 536 790. In addition, the bearing machine 10 is provided near the floor with a number of further optical detectors 13, four in the present example, the arrangement of which can be seen in more detail in FIGS. 2 and 3.
The signals determined by the detectors 12 and 13 are transmitted to a signal and command logic via a command switch and other known means. There they are processed accordingly, whereby this logic circuit is expediently designed such that it can carry out the simple basic arithmetic operations of addition, subtraction, multiplication and division directly, while higher mathematical calculations, e.g. Integrations can be carried out in a superordinate mainframe.
The signal and command logic can be a stationary 14 "
be educated; This means that it is independent of the storage machine and therefore not exposed to vibrations. It is expediently arranged directly next to a central control unit 15 for controlling the drive of the storage machine 10 and connected directly to it. Another possibility is to arrange a signal and command logic 14 'to travel on the storage machine, but this is generally only advantageous for inspection work with manual control.
The detector 13 serves to scan a position code carrier 20 in order to recognize the current position of the storage machine. This code carrier 20 can be designed as an elongated band, which is attached to the bottom of the rack frames on a simple sheet metal profile 19; this enables the position to be recognized when driving longitudinally on the plane. In a similar manner, a corresponding position code carrier can be attached to the mast 17 of the storage machine 10; This is scanned by a further detector (not shown) corresponding to the detector 13 in order to recognize the current height of the lifting table 77. The detailed design of this position sensing is not the subject of the present invention.
In order to be able to issue an optimal driving command to the storage machine, the following consideration is assumed:
The movement sequence of the storage machine corresponds to the curve shown in FIG. 4, above. This consists of the following sub-areas: - a parabola 31, - a straight line 32 with a predetermined slope, - a parabola 33, - a horizontal straight line 34, - a parabola 35, - a straight line with constant slope 36, and - a parabola 37.
The parabolas 31, 33, 35 and 37 are system-related imperfections of the movement sequence and are known in advance. The straight line 32 with a constant slope corresponds to the predetermined, optimal acceleration of the bearing machine from standstill (v = 0) to the maximum speed (v = a); this maximum speed is also a system-related constant. The same applies to straight line 36, which has a constant negative slope; the corresponding gradient represents the system-related optimal deceleration of the storage machine. It can be seen from the curve shown in FIG. 4 below that the acceleration initially increases up to point A, remains constant up to point B and decreases again down to 0 up to point C.
During the movement of the stock machine at constant speed i.e. on the one hand along the straight line 34 in FIG. 4 at the top and on the other hand along the straight line C - D in FIG. 4 below the acceleration is also a = 0. During the transition from the constant driving speed to the deceleration phase, i.e. along parabola 35, the acceleration decreases (D-E) to remain constant during the deceleration phase along line 36 (E-F). The final phase along the parabola 37 finally represents the state during which the system comes to rest (F - G).
The following parameters are known from the conception of the system: shape and size of the parabola 31, 33, 35, 37; - slope of straight line 32 or 36, i.e. the optimal acceleration or deceleration of the storage machine; - The height of the horizontal straight line 34, or the maximum constant speed of the storage machine.
With this, however, the optimal driving curve of the storage machine, which is best adapted to the given conditions, can be calculated, provided that on the one hand the starting position of the storage machine and on the other hand the destination address are known. As is known, simple formulas can be set up for the parabolas 31, 33, 35 and 37 as well as for the straight lines 32, 34 and 36, which can be permanently programmed into the memory of the computer. If the starting address and the destination address of the storage machine are now entered into the computer, only the values of the parabolas 31, 33, 35 and 37 recorded in table form, the slopes of the straight lines 32 and 36 and the height of the straight lines 34 need to be called up from the memory and put together appropriately to determine the driving curve.
In practice, this means that the computer first places a parabola 31 at the starting point, determines the required length of the straight line 32 with the predetermined slope, adds the parabola 33 to it, attaches the required length of the horizontal straight line 34, and the parabola at the end of this straight line 35 starts, supplements this parabola with a descending straight line 36, and finally inserts the parabola 37 leading to the destination address. In other words, this means that the values of the driving curve are reformulated on the one hand from the stored formulas and on the other hand from the driving commands entered for each trip and are kept in a tabular form for transmission to the engine control unit of the storage machine. Depending on the curvature of the parabolas, or the slope of the line 32 or 36, the corresponding values are read forwards for acceleration and backwards for deceleration.
It should be pointed out that for short distances that the storage machine has to cover, the length of the straight line 34 can easily become zero.
It is also conceivable that the length of the straight lines 32 and 36 is shorter than in the diagram according to FIG. 4, namely when the maximum speed, which is represented by the height of the straight line 34, cannot be reached.
In extreme cases, the driving curve is composed only of parabolas 31, 33, 35 and 37; this corresponds to the shortest distance to be covered by the storage machine.
The ideal driving behavior is achieved at all permitted speeds and possible bearing play, as shown in FIG. 4. The safety brake previously required on the mast head of the storage machine can be saved.
4 shows two driving curves one above the other: plotted against each other at the top v (t) = the speed as a function of time and below the acceleration as a function of time versus time. The upper curve is composed of curves 31, 33, which arise when the accelerations are variable, for example when starting off, and straight parts 32, 34, in which the acceleration is constant. As is known, simple formulas can be set up for both the curves and the straight lines, which can be permanently programmed into the memories. It is fundamental if the speed v is used as a function of the time t, the control deviations cause a position error, but differently if the speed v is used as a function of the path s, position deviations do not result from controller deviations.
The following applies for constant acceleration: v (t) = a t, and for the roundings according to FIG. 5 applies: v (t) = - a t + k. The transition should be seamless, which is why the constant k is formed from tl and t at a.
6 shows the ratio of the speed as a function of distance = v (s) to distance = s. The formulas for rounding and straight lines are saved and the points P are precisely defined. From this, the computer calculates the curve including the change. A floating point is not required for the calculation. The values of the driving curve are re-formulated from the stored formulas and the driving commands entered for each trip and recorded in tabular form for distance and time, whereby this table is read when accelerating forwards and backwards when decelerating. From this, the optimal maximum speed is calculated, the starting rounding is copied out of the memory, the constant acceleration, the rounding when reaching v (max.), Which is subtracted, and also v (max.).
The value arrangement is calculated in such a way that a speed value belongs to each distance value.
You always need the same time from one distance value to the next when you keep to the prescribed speed. This results in another code that can be added for speed monitoring. This is provided with waymarks which are attached at such intervals of sl, s2 that the times v for an admissible speed v are all the same from t (s, v). With a simple circuit you can monitor t (s, v) and intervene in a regulating manner when t (s, v) is undershot.
The advantages of the disclosed solution can be listed as follows: procurement costs reduced by approx. 25% compared to conventional systems; simple and transparent overall structure with a much more flexible concept, therefore new technologies or subsystems can be introduced more easily and the whole thing can be easily adapted to special requirements. The subsystems such as the signal transmission remains autonomous and is easily replaceable. The performance increase is around 19%, because optimal driving curves are possible, in which the vibrations when starting and braking are also avoided and the switching time is shortened again.
The minimum distance between stops has shrunk to just one increment, which means that even smaller divisions of storage machine technology are made accessible. A system with low susceptibility to faults has been created, which also has the advantage of easier diagnostics and troubleshooting. Finally, the reduction in assembly and adjustment work should be mentioned.