DE10028606A1 - Verfahren zur Automatisierung von Arbeitsmaschinenfunktionen - Google Patents
Verfahren zur Automatisierung von ArbeitsmaschinenfunktionenInfo
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Abstract
Ein Steuersystem richtet verschiedene Verfahren zur Automatisierung von Arbeitsfunktionen einer Maschine ein. Die einfache Betätigung eines Bedienerschalters erzeugt einen Befehl zur automatischen Ausführung einer erwünschten Arbeitsfunktion. Eine Steuervorrichtung bestimmt, ob die Zustände zufriedenstellend sind, um die erwünschte Funktion auszuführen. Wenn die Zustände zufriedenstellend sind, wird die Arbeitsfunktion automatisch ausgeführt, ohne zu erfordern, daß der Bediener die Hebel betätigt, die anderenfalls verwendet werden, um das Arbeitswerkzeug der Maschine zu steuern.
Description
Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf ein System und
ein Verfahren zur Steuerung von Arbeitsmaschinenfunktio
nen und insbesondere auf Verfahren zur Automatisierung
von Arbeitsmaschinenfunktionen, die auf wiederholter Ba
sis ausgeführt werden.
Eine Vielzahl von Arbeitsmaschinen wird zur Bau- und Aus
grabarbeit verwendet. Beispiele von solchen Maschinen
sind Bagger, Radlader, Rundschaufellader und Vorder-Rück-
Lader bzw. Baggerlader. Jede dieser Bauarten von Maschi
nen weist ein Arbeitswerkzeug auf, so daß eine Vielzahl
von Aufgaben ausgeführt werden kann. Das Arbeitswerkzeug
wird von einer Vielzahl von Verbindungen getragen.
Der Maschinenbediener verwendet typischerweise eine Viel
zahl von Hebeln, um das Arbeitswerkzeug zu manipulieren
und die Verbindung in einer Vielzahl von Positionen zu
tragen, um die verschiedenen Aufgaben auszuführen, die
bei einer typischen Erdbewegungsaufgabe erforderlich
sind. Ein Hauptnachteil der gegenwärtigen Anordnungen
ist, daß der Bediener typischerweise Ermüdung aus der
wiederholten und kontinuierlichen Bewegung der Hebel er
fährt, um verschiedene Arbeitsfunktionen auf einem Ar
beitsgelände auszuführen. Dies ist insbesondere der Fall,
wenn gewisse Funktionen oftmals während eines typischen
Arbeitstages wiederholt werden.
Ein weiterer Nachteil von herkömmlichen Anordnungen ist,
daß ein Bediener besonders gut ausgebildet sein muß, um
genau und wirkungsvoll die verschiedenen Arbeitsfunktio
nen unter Verwendung der Arbeitsmaschine auszuführen. Die
Größe, Leistung und die Kosten von typischen Arbeitsma
schinen erfordern einen besonders gut ausgebildeten Be
diener, um einen möglichen Schaden an der Maschine oder
an anderen Ausrüstungsgegenständen auf einer Baustelle zu
vermeiden. Ein Bediener muß auch Fertigkeiten bei der Be
tätigung der Vielzahl von Hebeln in spezieller Abfolge
entwickeln, und auch mit spezieller Zeitabfolge, um wir
kungsvoll verschiedene Arbeitsfunktionen auszuführen.
Es gibt eine Notwendigkeit, die Aufgaben bei dem Betrieb
von Schwerlastarbeitsmaschinen zu vereinfachen. Die Mini
mierung der Ermüdung des Bedieners wird nicht nur die Ar
beitsumstände für den Bediener verbessern sondern wird
auch die wirkungsvolle Anwendung der Arbeitsmaschinerie
während eines typischen Tages verbessern.
Diese Erfindung spricht diese Notwendigkeit an durch Vor
sehen eines Systems und von Steuerverfahren zur Automati
sierung von gewissen Arbeitsfunktionen.
In allgemeinen Worten ist diese Erfindung ein System zur
Automatisierung von Arbeitsmaschinenfunktionen. Die Ar
beitsmaschine weist ein Arbeitswerkzeug auf, welches von
einer Vielzahl von Verbindungen getragen wird und in eine
Vielzahl von Positionen bewegbar ist, um notwendige Ar
beitsfunktionen auszuführen. Die Arbeitsmaschine weist
eine Bedienerschnittstelle auf, die mindestens einen Be
dienerschalter hat, der selektiv vom Bediener aktiviert
wird, um einen Befehl zu erzeugen, um eine erwünschte Ar
beitsfunktion zu automatisieren. Eine Systemsteuervor
richtung interpretiert den Befehl von dem Bedienerschal
ter und bestimmt, ob vorgewählte Zustände existieren, die
nötig sind, um die erwünschte Arbeitsfunktion auszufüh
ren. Sobald die Steuervorrichtung bestätigt hat, daß die
notwendigen Zustände erfüllt worden sind, steuert die
Steuervorrichtung die Arbeitsmaschine so, daß die er
wünschte Arbeitsfunktion automatisch ansprechend auf die
Aktivierung des einzelnen Schalters durch den Bediener
ausgeführt wird.
Gemäß eines weiteren Aspektes dieser Erfindung bestimmt
die Systemsteuervorrichtung, ob das Arbeitswerkzeug in
nerhalb eines vorbestimmten Bereiches von Positionen ist,
was eine unerwünschte Maschinenleistung einleiten bzw.
verursachen kann. Die Systemsteuervorrichtung modifiziert
die Bedienerschaltersignale zur Bewegung des Arbeitswerk
zeuges durch den vorbestimmten Bereich, so daß die Ar
beitsmaschine stabilisiert wird, während sie die er
wünschte Arbeitsfunktion ausführt.
Die verschiedenen Merkmale und Vorteile dieser Erfindung
werden dem Fachmann aus der folgenden detaillierten Be
schreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbei
spiele offensichtlich werden. Die Zeichnungen, die die
detaillierte Beschreibung begleiten, können kurz wie
folgt beschrieben werden.
Fig. 1 ist eine diagrammartige Darstellung einer Ar
beitsmaschine, die ein Steuersystem aufweist,
welches gemäß dieser Erfindung ausgelegt ist.
Fig. 2 ist eine diagrammartige Darstellung einer wei
teren Arbeitsmaschine, die unter Verwendung der
Verfahren dieser Erfindung betrieben werden
kann.
Fig. 3 ist eine diagrammartige Veranschaulichung einer
Bedienerschnittstellentafel, die gemäß dieser
Erfindung ausgelegt ist.
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm eines elektrohydrauli
schen Steuersystems einer Arbeitsmaschine.
Die Fig. 5A und 5B sind Flußdiagramme, die ein erstes
Verfahren dieser Erfindung veranschaulichen.
Fig. 6A und 6B sind Flußdiagramme, die ein zweites Ver
fahren dieser Erfindung veranschaulichen.
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm, welches ein drittes Ver
fahren dieser Erfindung veranschaulicht.
Fig. 8 ist ein Flußdiagramm, welches ein weiteres Ver
fahren dieser Erfindung veranschaulicht.
Fig. 1 veranschaulicht diagrammartig eine Schwerlastar
beitsmaschine 20. Die veranschaulichte Arbeitsmaschine
wird im allgemeinen als Radlader bezeichnet. Es ist wich
tig zu bemerken, daß diese Erfindung nicht auf die Anwen
dung bei Radladern begrenzt ist. Eine Vielzahl von Ar
beitsmaschinen, die die Bewegung von mehr als einer Kom
ponente erfordern, um eine Arbeitsfunktion zu vollenden,
kann unter Verwendung des Systems und der Verfahren die
ser Erfindung betrieben werden. Andere Arten von Maschi
nen, für die diese Erfindung nützlich ist, sind bei
spielsweise Raupenlader, Grabvorrichtungen bzw. Bagger
und ähnliches.
Die Maschine 20 weist ein Arbeitswerkzeug 22 mit bewegba
ren Gliedern auf, die in eine Vielzahl von Positionen be
wegbar sind, um verschiedene Arbeitsfunktionen auszufüh
ren und auch Drehglieder 123, die als Bewegungsmittel für
die Maschine dienen. Das Arbeitswerkzeug 22 weist einen
Hubarm 24, eine Schaufelverbindung 26, eine Hebelverbin
dung 27 und eine Arbeitsanbringung 28 auf, die hier als
Schaufel gezeigt ist.
Das Arbeitswerkzeug 22 wird durch den Maschinenkörperteil
30 getragen, der den Motor aufnimmt und ein Bedienerab
teil trägt. Eine Steuertafel 32 ist innerhalb des Bedie
nerabteils positioniert, so daß der Bediener eine Viel
zahl von Hebeln 34 betätigen kann, um das Arbeitswerkzeug
22 durch eine Reihe von Positionen zu bewegen, um er
wünschte Arbeitsfunktionen auszuführen. Die Steuertafel
32, die gemäß dieser Erfindung ausgelegt ist, weist auch
mindestens einen Bedienerschalter 36 auf, um automati
sierte Arbeitsfunktionen auszuführen, wie unten beschrie
ben.
Der Hubarm 24 wird relativ zum Maschinenkörperteil 30
durch den Hydraulikzylinder 40 bewegt, der normalerweise
von der Bewegung von einem der zugeordneten Hebel 34 ge
steuert wird. In ähnlicher Weise wird die Hebelverbindung
27 relativ zum Hubarm 24 durch den Hydraulikzylinder 42
bewegt, und die Arbeitsanbringung 28 wird relativ zum Hu
barm 24 durch den Hydraulikzylinder 42, die Schaufelver
bindung 26 und die Hebelverbindung 27 bewegt. Die Be
dienersteuertafel 32 weist eine Vielzahl von Hebeln 34
auf, wobei jeder davon vorzugsweise es dem Bediener er
möglicht, den Betrieb von einem jeweiligen Zylinder der
Hydraulikzylinder 40, 42 zu steuern, um das Arbeitswerk
zeug 22 zu betätigen, wie erforderlich, um eine erwünsch
te Arbeitsfunktion auszuführen. Ähnliche Steuerfunktionen
werden bei Baggern bzw. Grabvorrichtungen ausgeführt, wo
bei ein Beispiel davon in Fig. 2 gezeigt wird. Fig. 2
ist ein veranschaulichendes Beispiel eines Hydraulikbag
gers. Die Arbeitsmaschine 200 besteht aus einem Maschi
nenkörper 216, der drehbar auf einer drehbaren Raupe 124
befestigt ist, und aus einem Arbeitswerkzeug 204. Das Ar
beitswerkzeug 204 weist einen Ausleger 206 auf, eine
Strebe 208 und eine Arbeitsanbringung 202 genauso wie Hy
draulikzylinder 210, 212 und 214, die den Ausleger 206,
die Strebe 208 und die Arbeitsanbringung 202 manipulieren
bzw. betätigen.
Wie am besten in Fig. 3 gezeigt weist die Steuertafel 32
mindestens einen Bedienerschalter 36 auf. Das veranschau
lichte Ausführungsbeispiel weist drei Schalter 36A, 36B
und 36C auf. Zusätzliche Schalter können zu irgendeinem
Zeitpunkt für andere automatisierte Arbeitsfunktionen
hinzugefügt werden. Druckknopfschalter sind als ein Bei
spiel des Bedienerschalters gezeigt, der bei dieser Er
findung nützlich ist. Andere Schalter könnten verwendet
werden, wie beispielsweise Umschaltschalter, Kippschalter
oder Drehknöpfe. Der Bedienerschalter ist vorzugsweise
ein momentan wirkender Schalter, der nur eine kurze Akti
vierung durch den Bediener erfordert, um ein Bediener
schaltsignal zu erzeugen, welches von der Steuervorrich
tung 46 verwendet wird, um eine automatisierte Arbeits
funktion auszuführen.
Mit Bezugnahme auf Fig. 4 wird ein Werkzeugsteuersystem
300 der vorliegenden Erfindung diagrammartig veranschaut,
wie es bei einem Radlader angewandt wird. Das Werkzeug
steuersystem ist geeignet, um eine Vielzahl von Eingangs
größen abzufühlen und darauf ansprechend Ausgangssignale
zu erzeugen, die zu verschiedenen Betätigungsvorrichtun
gen in dem Steuersystem geliefert werden. Vorzugsweise
weist das Werkzeugsteuersystem mikroprozessorbasierte
Steuermittel 46 auf.
Der Bediener positioniert die Hebel 34, um den Betrieb
der Hydraulikzylinder zu steuern, um die Arbeitsanbrin
gung 28 und das Arbeitswerkzeug 22 zu betätigen. Der Be
diener aktiviert zusätzlich die Schalter, um eine automa
tisierte Arbeitsfunktion auszuführen. Die Schalter lie
fern ein Bedienerschaltsignal an die Steuervorrichtung
46, die Berechnungen ausführt und ein Steuersignal er
zeugt, um die Hydraulikzylinder 40, 42 zu steuern.
Positionssensoren 316, 318 fühlen die Position der Hy
draulikzylinder 40, 42 ab und erzeugen darauf ansprechend
jeweilige Zylinderpositionssignale. In einem Ausführungs
beispiel weisen die Positionssensoren 316, 318 Drehpoten
tiometer auf. Die Drehpotentiometer erzeugen analoge Si
gnale, die dann in pulsbreitenmodulierte Signale umgewan
delt werden, und zwar ansprechend auf die Winkelposition
des Hubarms 24 mit Bezug auf die Maschine 20 und die Ar
beitsanbringung 28 mit Bezug auf den Hubarm 24. Die Win
kelposition des Hubarms ist eine Funktion der Hubzylin
derausfahrbewegung 40, während die Winkelposition der Ar
beitsanbringung 28 eine Funktion von beiden Ausfahrbewe
gungen der Hydraulikzylinder 40 und 42 ist. Die Steuer
vorrichtung 46 empfängt die jeweiligen Positionssignale
und berechnet die Linearposition des jeweiligen Zylin
ders. Es sei bemerkt, daß die Funktion der Positionssen
soren 316, 318 leicht von irgendeinem anderen Sensor aus
geführt werden kann, der entweder direkt oder indirekt
die relative Ausfahrbewegung eines Hydraulikzylinders
messen kann. Beispielsweise könnten die Potentiometer mit
Radiofrequenz- bzw. Hochfrequenz-(RF)-Sensoren ersetzt
werden, die innerhalb der Hydraulikzylinder angeordnet
sind. Ein Ventil 302 spricht auf Steuersignale an, die
von der Steuervorrichtung erzeugt werden und liefert ei
nen Hydraulikströmungsmittelfluß zu den Hydraulikzylin
dern 40, 42.
Ein Drehpositionssensor 320 fühlt die Drehung der Dreh
glieder 123 oder der Drehraupe 124 ab und erzeugt darauf
ansprechend ein elektrisches Signal, welches die Größe
der Drehung anzeigt. Ein Drehpositionssensor 326 fühlt
die Drehung des Maschinenkörpers 216 ab und erzeugt dar
auf ansprechend ein elektrisches Signal, welches das Aus
maß der Drehung anzeigt. Solche Drehpositionssensoren
sind in der Technik wohlbekannt und müssen nicht weiter
besprochen werden. Das Ventil 302 kann mehrere Hauptven
tile aufweisen (beispielsweise zwei Hauptventile für je
den der Hydraulikzylinder 40, 42) und mehrere elektrisch
betätigte Pilot- bzw. Vorsteuerventile (beispielsweise
zwei Pilot- oder Sekundärventile für jedes Hauptventil).
Die Hauptventile leiten unter Druck gesetztes Strömungs
mittel zu den Zylindern 40, 42, und die Vorsteuerventile
leiten einen Pilot- bzw. Vorsteuerströmungsmittelfluß zu
den Hauptventilen. Jedes Vorsteuerventil ist elektrisch
mit der Steuervorrichtung 46 verbunden. Zwei Hauptpumpen
312, 314 werden verwendet, um Hydraulikströmungsmittel zu
den Hauptkolben zu liefern, während eine Pilot- bzw. Vor
steuerpumpe 322 verwendet wird, um Hydraulikströmungsmit
tel zu den Vorsteuerventilen zu liefern. Ein An/Aus-
Elektromagnetventil und ein Druckentlastungsventil 324
werden vorgesehen, um den Vorsteuerströmungsmittelfluß zu
den Vorsteuerventilen zu steuern.
Die Steuervorrichtung 46 weist vorzugsweise RAM- bzw. Ar
beitsspeicher- und ROM- bzw. Lesespeichermodule auf, die
Softwareprogramme speichern, um gewisse Merkmale der vor
liegenden Erfindung auszuführen. Jedes Softwareprogramm
entspricht einer Arbeitsfunktion, die verwendet wird, um
dieses Arbeitswerkzeug zu steuern. Die Arbeitsfunktionen
weisen eine automatische Hubfunktion auf, die die Hydrau
likzylinder 40, 42 ausfährt und zurückzieht bzw. ein
fährt, um die Schaufelhöhe zu steuern, eine automatische
Abladefunktion, die die Hydraulikzylinder 40, 42 ausfährt
und einfährt, um die Schaufelausrichtung und die Schau
felhöhe zu steuern, und eine automatische Zurück-zum-
Graben-Funktion, die die Hydraulikzylinder 40, 42 aus
fährt und einfährt, um die Schaufelausrichtung und die
Schaufelhöhe zu steuern.
Die Steuervorrichtung 46 nimmt die Bedienerschaltsignale
von der Steuertafel 32 auf und erzeugt darauf ansprechend
Steuersignale, um die jeweiligen Hydraulikzylinder mit
einer Soll-Geschwindigkeit zu steuern. Das Ventil 302
empfängt die Steuersignale und liefert steuerbar einen
Hydraulikströmungsmittelfluß zu dem jeweiligen Hydrau
likzylinder ansprechend auf die Größe der Steuersignale.
Das Steuersystem dieser Erfindung ermöglicht es einem Be
diener, wiederholt gewisse Funktionen der Arbeitsfunktio
nen auszuführen, und zwar einfach durch Aktivieren von
einem der Schalter 36A, 36B oder 36C abhängig von der er
wünschten Arbeitsfunktion.
Die verfügbaren automatischen Arbeitsfunktionen weisen
eine automatische Hub-, eine automatische Ablade- und ei
ne automatische Zurück-zum-Graben-Arbeitsfunktion auf.
Diese Funktionen werden verwendet, um automatisch die Hy
draulikzylinder an der Verbindung zu manipulieren, um die
erwünschten Ergebnisse zu erzeugen. Die automatische Hub
funktion wird verwendet, um automatisch die Laderverbin
dung anzuheben, um die Schaufel auf eine vorbestimmte ma
ximale Höhe anzuheben. Diese Funktion wird verwendet,
wenn die Schaufel gefüllt worden ist, und sich die Ma
schine zu dem erwünschten Abladepunkt bewegt. Die automa
tische Abladefunktion bewirkt, daß die Verbindung zum An
heben und Absenken simultan bewirkt, daß eine volle
Schaufel das in der Schaufel aufgenommene Material aus
schüttet. Dieses Merkmal wird gleichzeitig manuell vom
Bediener ausgeführt, der zwei Hebel zur gleichen Zeit be
tätigen muß. Die automatische Zurück-zum-Graben-Funktion
bewirkt, daß die Schaufel zurück kippt, während der Be
diener die Maschine weg vom Abladegebiet bewegt. Die
Steuervorrichtung bestimmt, wann die Maschine weit genug
weggefahren bzw. zurückgewichen ist, so daß die Schaufel
den Lastwagen oder irgendeine andere Abladeaufnahmevor
richtung frei macht, dann senkt die Steuervorrichtung au
tomatisch die Schaufel auf die Erde, um eine schnelle
Rückkehr zu einer Grabposition zu erleichtern. Diese Ar
beitsfunktionen werden unten genauer besprochen.
Fig. 7 veranschaulicht ein Flußdiagramm 150, welches das
bevorzugte Verfahren zur Ausführung der automatisierten
Hubfunktion zeigt. Wenn der Bediener den Bedienschalter
36A aktiviert, wird beispielsweise ein automatischer Hub
befehl im Schritt 152 ausgegeben. Die Steuervorrichtung
46 bestimmt zuerst, ob der Befehl ein Wiederholungsbefehl
ist, und zwar im Schritt 154, und falls dies so ist,
setzt sie das Hub-Flag bzw. Hubzeichen auf einen Null-
oder Falsch-Wert im Schritt 156. Wenn dies ein neuer Be
fehl ist, wird das Hub-Flag bzw. Hubzeichen auf einen
Wahr-Wert im Schritt 158 eingestellt. Wie oben beschrie
ben bestimmt die Steuervorrichtung, ob andere Knopfbefeh
le ausgegeben worden sind und noch nicht vollendet worden
sind, und zwar im Schritt 160, und falls dies so ist,
setzt sie das Hub-Flag auf einen Null- oder einen Falsch-
Wert im Schritt 162. Die Steuervorrichtung 46 bestimmt,
ob irgendwelche Hebelbefehle durch den Bediener ausgege
ben wurden, und zwar im Schritt 164. Falls dies so ist,
wird das Hub-Flag auf einen Null- oder Falsch-Wert im
Schritt 166 gesetzt.
Sobald die Steuervorrichtung 46 bestimmt hat, daß diese
Zustände geeignet sind, um die automatisierte Hubfunktion
auszuführen, bestimmt die Steuervorrichtung, ob die Hub
position geringer ist als die obere Ausstoßhubposition,
und zwar im Schritt 168. Wenn die obere Hubausstoßpositi
on erreicht worden ist, dann wird das Hub-Flag auf einen
Null- oder Falsch-Wert im Schritt 170 eingestellt. In dem
Fall, daß die obere Hubausstoßposition noch nicht er
reicht worden ist, wird dann ein Hubbefehl im Schritt 172
ausgegeben. Der Hubbefehl wird vorzugsweise unter Verwen
dung eines entsprechend ausgewählten Tiefpaßfilters im
Schritt 174 gefiltert.
Die Steuervorrichtung 46 fährt weiter fort, die Hubzylin
derposition zu überwachen, und die Schritte 168 bis 174
werden wiederholt ausgeführt, bis das Hub-Flag auf einen
Null- oder Falsch-Wert eingestellt wird. An diesem Punkt
kann der Ausstoßprozeß im Schritt 180 ausgeführt werden.
Der Ausstoßprozeß ist ein weithin bekanntes Merkmal, d. h.
ein Prozeß, um das Arbeitswerkzeug 22 zur voreingestell
ten Position zu bringen, die durch die Anwendung der Ar
beitsfunktion(en) bestimmt wird.
Die automatische Abladefunktion wird nun beschrieben. Die
Maschine 30 wird gesteuert, um automatisch eine Abladear
beitsfunktion auszuführen, wenn der Schalter 36B bei
spielsweise vom Bediener aktiviert wird. Beim Empfang des
Bedienerschaltersignals von der momentan wirkenden Schal
terbetätigung bestimmt die Steuervorrichtung 46 zuerst,
ob die Zustände geeignet sind, um die automatische Abla
defunktion auszuführen. Wenn die Zustände geeignet sind,
wird das Arbeitswerkzeug 22 von einer gegenwärtigen Posi
tion in eine benötigte Position betätigt, um das Abladen
auszuführen, und das Abladen wird ausgeführt, ohne daß
erforderlich ist, daß der Bediener irgendeinen der Hebel
34 betätigt.
Das Verfahren dieser Erfindung gestattet, daß der Bedie
ner einfach den Druckknopfschalter 36B aktiviert, und die
Maschine wird automatisch die erwünschte Abladefunktion
ausführen. Da die meisten Bediener ein Abladen nach dem
Laden der Arbeitsanbringung 28 ausführen werden, ist es
notwendig, das Arbeitswerkzeug von einer gegenwärtigen
Position, wie beispielsweise einer Grabposition, in eine
angehobene Position anzuheben, wo die Inhalte der Ar
beitsanbringung 28 auf einen Haufen oder beispielsweise
in einen Lastwagen abgeladen werden können. Das Anheben
des Arbeitswerkzeugs 22 in eine geeignete Position vor
dem Abladen der Inhalte der Arbeitsanbringung 28 erfor
dern eine koordinierte Bewegung des Hubarms 24, der
Schaufelverbindung 26 und der Hebelverbindung 27, um si
cherzustellen, daß die Schaufel nicht vorzeitig über
läuft. Die Steuervorrichtung 46 steuert automatisch die
Hydraulikzylinder 40, 42, um sicherzustellen, daß die
entsprechende Abfolge und Zeitsteuerung der Bewegung von
jedem Teil des Arbeitswerkzeugs 22 ausgeführt wird, um
genau und wirkungsvoll die erwünschte Arbeitsfunktion zu
vollenden, wie beispielsweise das automatisierte Abladen.
Das Flußdiagramm 50 in Fig. 5A und 5B veranschaulicht
die bevorzugte Strategie zur Vollendung einer automati
sierten Abladearbeitsfunktion. Ein Bedienerschaltsignal
wird im Schritt 52 erzeugt, wenn der Bediener beispiels
weise den Schalter 36B aktiviert. Die Steuervorrichtung
46 bestimmt vorzugsweise zuerst im Schritt 54, ob das Be
dienerschaltsignal eine Wiederholung eines zuvor erzeug
ten Befehls ist, der noch nicht vollständig ausgeführt
worden ist. Falls dies so ist, setzt die Steuervorrich
tung 46 das Ablade-Flag, welches einem Befehl zum Anheben
des Arbeitswerkzeugs 22 entspricht, und zwar auf einen
Null- oder Falsch-Wert in Schritt 58. Wenn das Bediener
schaltsignal ein neuer Befehl ist, setzt die Steuervor
richtung das Automatikablade-Flag auf einen Positiv- oder
Wahr-Wert im Schritt 56. Als nächstes bestimmt die Steu
ervorrichtung, ob die Zustände geeignet sind, um die au
tomatisierte Abladearbeitsfunktion auszuführen.
Im Schritt 60 bestimmt die Steuervorrichtung, ob andere
Befehle erzeugt worden sind, und zwar durch Aktivieren
von beispielsweise einem der Schaltet 36A oder 36C. Falls
dies so ist, wird das Ablade-Flag auf einen Null- oder
Falsch-Wert im Schritt 62 eingestellt. Falls es keine ge
genwärtig nicht ausgeführten Befehle von einem der momen
tan wirkenden Bedienerschalter gibt, bestimmt die Steuer
vorrichtung 46 als nächstes in Schritt 64, ob irgendwel
che Befehle durch die Bewegung von einem der Hebel 34 er
zeugt werden.
Die Steuervorrichtung 46 spricht vorzugsweise immer auf
Hebelbefehle 34 als einen Prioritätsbefehl gegenüber ei
nem der Befehle an, die durch die Aktivierung von einem
der Schalter 36 erzeugt werden. Dies stellt sicher, daß
der Bediener immer die Steuerung über die Bewegung des
Arbeitswerkzeuges 22 aufrecht erhalten kann, um einen si
cheren Betrieb der Maschine sicherzustellen. Falls ir
gendwelche Hebelbefehle ausgegeben worden sind, wird das
Ablade-Flag auf einen Null- oder Falsch-Wert im Schritt
66 gesetzt. Falls es keine gegenwärtigen Hebelbefehle
gibt, fährt die Steuervorrichtung 46 fort, die gegenwär
tigen Positionen der Hydraulikzylinder 40 und 42 zu be
stimmen.
Im Schritt 68 bestimmt die Steuervorrichtung, ob die Ar
beitsanbringung 28 bewegt worden ist, so daß sie einen
mechanischen Anschlag getroffen hat. Falls dies so ist,
wird das Ablade-Flag auf einen Null- oder Falsch-Wert im
Schritt 70 gestellt. Als nächstes bestimmt die Steuervor
richtung, ob der Kippzylinder sein Hubende erreicht hat,
und zwar im Schritt 72, und falls dies so ist, wird das
Ablade-Flag auf einen Null- oder Falsch-Wert im Schritt
74 gesetzt. Sobald die Steuervorrichtung 46 bestimmt hat,
daß alle Zustände geeignet sind, um die Arbeitsfunktion
auszuführen, die von dem Befehl angezeigt wird, der durch
die momentane Aktivierung des Schalters 36A angezeigt
worden ist, wird die Abladearbeitsfunktion automatisch
ausgeführt.
Im Schritt 76 ist der anfängliche Schritt bei der Ausfüh
rung des automatisierten Abladens, den Kippbefehl auszu
geben. Der Kippbefehl wird vorzugsweise unter Verwendung
eines entsprechend ausgewählten Tiefpaßfilters im Schritt
78 gefiltert. Im Schritt 80 bestimmt die Steuervorrich
tung 46, ob die Kippzylinderposition nahe an einer mecha
nischen Stopp- bzw. Anschlagposition über einer vorge
wählten Hubhöhe ist. Falls dies so ist, wird das Ablade-
Flag auf einen Null- oder Falsch-Wert im Schritt 82 ge
setzt. Dies gestattet eine Abdämpfung der Schaufel, um
irgendeinen Sprung bzw. Stoß beim Abladen zu minimieren.
Beim Schritt 84 wird eine Bestimmung vorgenommen, ob der
Kippzylinder das Ende des Hubes unter einer gewissen Hub
höhe erreicht hat. Falls dies so ist, wird das Ablade-
Flag auf einen Null- oder Falsch-Wert im Schritt 86 ge
setzt. Wenn das Automatikablade-Flag immer noch wahr ist
(d. h. alle Zustände sind geeignet, um das automatisierte
Abladen auszuführen) wird ein Hubbefehl von weniger als
100% im Schritt 90 ausgegeben. Der Hubbefehl wird vor
zugsweise bei einem geringeren Wert als 100% ausgegeben
und wird vorzugsweise unter Verwendung eines entsprechend
ausgewählten Tiefpaßfilters im Schritt 92 gefiltert. Das
Einstellen des Hubbefehls unter 100% wird bevorzugt, da
der Hubbefehl nicht ein Hubausstoßen initialisieren soll
te. Die Schritte 68 bis 92 werden wiederholt ausgeführt,
bis das Automatikablade-Flag auf einen Null- oder Falsch-
Wert gesetzt wird, was das Ende der Automatikabladefunk
tion anzeigt. Wie von den Pfeilen im Flußdiagramm 50 an
gezeigt, ist der nächste Schritt, den Ausstoßprozeß im
Schritt 94 zu bewegen.
Noch eine weitere verfügbare automatisierte Arbeitsfunk
tion, die von dem System dieser Erfindung ausgeführt
wird, ist in Flußdiagrammform in den Fig. 6A und 6B
veranschaulicht. Diese Arbeitsfunktion bringt automatisch
die Arbeitsanbringung 28 in eine Grabposition zurück und
wird daher als eine automatische Zurück-zum-Graben-Funk
tion bezeichnet. Der Bediener fordert vorzugsweise eine
automatische Zurück-zum-Graben-Funktion durch Aktivieren
des Schalters 36C an (im veranschaulichten Ausführungs
beispiel). Sobald der Befehl von der Steuervorrichtung 46
empfangen wird, wird das Arbeitswerkzeug 22 von einer an
gehobenen Position zurück in eine Position bewegt, wo die
Arbeitsanbringung 28 in der fertigen Position zum Graben
sein kann. Die Abfolge des Ausführens eines Abladens und
Rückstellens der Arbeitsanbringung 28 in eine Grabpositi
on wird typischerweise oftmals von einem Bediener auf ei
ner Baustelle wiederholt, wo relativ große Ausmaße an
Aushubarbeiten ausgeführt werden. Durch Automatisieren
dieser Arbeitsfunktionen vereinfacht diese Erfindung
stark die Aufgaben, die vom Bediener ausgeführt werden,
und verringert die Erfahrung des Ermüdens des Bedieners
während eines Arbeitstages.
Das Flußdiagramm 100 beginnt damit, daß das Bediener
schaltsignal im Schritt 102 erzeugt wird, wenn der Bedie
ner den Schalter 36C aktiviert. Die Steuervorrichtung 46
bestimmt zuerst im Schritt 104, ob das Bedienerschaltsi
gnal zu einem vorherigen Befehl paßt, der noch nicht
vollendet worden ist. Falls dies so ist, wird das Zurück
zum-Graben-Flag auf einen Null- oder Falsch-Wert im
Schritt 106 eingestellt. Wenn dies ein neuer Befehl ist,
wird das Zurück-zum-Graben-Flag auf einen Wahr-Wert im
Schritt 107 gesetzt.
Als nächstes bestimmt die Steuervorrichtung 46, ob die
Zustände für die Ausführung der automatisierten Zurück
zum-Graben-Operation geeignet sind. Im Schritt 108 be
stimmt die Steuervorrichtung, ob andere Bedienerschalter
signale von anderen Bedienerschaltern noch nicht ausge
führt worden sind. Falls dies so ist, setzt die Steuer
vorrichtung das Zurück-zum-Graben-Flag auf einen Null-
oder Falsch-Wert im Schritt 110. Wenn es keine anderen
Befehle von den Bedienerschaltern gibt, die noch nicht
ausgeführt worden sind, fährt die Steuervorrichtung fort
und bestimmt, ob irgendwelche Hebelbefehle außerhalb des
Todbandes bzw. Leergangs sind, und zwar im Schritt 112.
Falls dies so ist, wird das Zurück-zum-Graben-Flag auf
einen Null- oder Falsch-Wert im Schritt 114 gesetzt. Wie
oben beschrieben haben irgendwelche Hebelbefehle vom Be
diener vorzugsweise Vorzug oder Priorität gegenüber ir
gendwelchen Befehlen, die durch Aktivierung von einem der
Bedienerschalter 36 erzeugt werden. Wenn es keine Hebel
befehle gibt (d. h. der Bediener bewegt keinen der Hebel
34) bestimmt dann die Steuervorrichtung, ob die Hubposi
tion die untere Ausstoßposition erreicht hat, und zwar im
Schritt 116. Falls dies so ist, wird das Zurück-zum-
Graben-Flag auf Falsch im Schritt 118 gesetzt. Dies zeigt
an, daß die Zurück-zum-Graben-Funktion vollendet ist.
Wenn das Zurück-zum-Graben-Flag immer noch wahr ist, be
stimmt die Steuervorrichtung, ob die Maschine 20 sich in
eine Position bewegt hat, wo sie frei zum Absenken der
Arbeitsanbringung 28 von einer angehobenen Abladeposition
zur Grabposition ist. Dies wird im Schritt 120 bestimmt
durch Bestimmung, ob die Maschine 20 sich ausreichend von
einer ersten Position oder Lage (d. h. wo ein Abladen aus
geführt wurde) bewegt hat, um ein Spiel bzw. einen Frei
raum zur Rückkehr zur Grabposition zu haben. Ein Weg der
Bestimmung davon ist es, zu bestimmen, ob die Drehglieder
123 oder die Drehraupe 124 der Maschine sich in Rück
wärtsrichtung um ein vorbestimmtes Ausmaß bewegt hat.
Dies würde beispielsweise anzeigen, daß die Maschine sich
von einem Lastwagen ausreichend zurück bewegt hat, so daß
die Arbeitsanbringung 28 abgesenkt werden kann. Wenn die
Maschine immer noch in der gleichen Position wäre, wo ein
Abladen ausgeführt würde, würde die Schaufel beispiels
weise nach unten auf einen Lastwagen abgesenkt werden.
Eine weitere im Schritt 120 vorgenommene Bestimmung ist
die Bestimmung, ob die Kipposition die Rückkippausstoß
position erreicht hat, was anzeigen würde, daß die Ar
beitsanbringung 28 derart verkippt ist, daß die Arbeits
anbringung 28 an der äußerst entgegengesetzten Position
von der vollständig abgeladenen Position ist.
Wenn die Arbeitsmaschine ein Bagger ist, ist ein weiterer
Weg zur Bestimmung, ob eine Maschine sich von einer Abla
deposition weg bewegt hat, die Drehung des Körpers 216 um
die Achse 122 zu überwachen, wie in Fig. 2 veranschau
licht. Beispielsweise wird ein Bagger typischerweise ver
wendet, um an einer Position zu graben, dann um den Kör
per 216 in eine zweite Position zu drehen, wo die Inhalte
der Arbeitsanbringung 202 abgeladen werden. Da eine Reihe
von Grab- und Abladevorgängen ausgeführt werden kann, oh
ne die Raupen 124 zu drehen (d. h. die Maschine 200 erneut
anzuordnen) kann die Bewegung um die Achse 122 ausrei
chend sein, um anzuzeigen, daß die Maschine sich von ei
ner Abladeposition in eine andere Position bewegt hat, wo
die Arbeitsanbringung 202 frei zur Rückkehr zur Grabposi
tion ist.
Wenn die Maschine sich aus einer Abladeposition bewegt
hat, wird ein unterer Hubausstoßbefehl im Schritt 126 ge
geben. Dies stellt ein vollständiges Zurückkippen der Ar
beitsanbringung 28 sicher, bevor der Hubarm 24 die Absen
kung beginnt. Im Schritt 128 bestimmt die Steuervorrich
tung 46, ob die Arbeitsanbringung 28 die zurückgekippte
Ausstoßposition (RBKO-Position, RBKO = rackback kickout)
erreicht hat. Falls dies so ist, wird dann der Kippbefehl
auf einen Null- oder Falsch-Wert im Schritt 130 gesetzt.
Dies stellt sicher, daß die Arbeitsanbringung 28 an der
Rückkippausstoßposition stoppt. Anderenfalls wird ein
Verkippungsrückkippausstoßbefehl im Schritt 132 ausgege
ben, um das Zurückkippen der Schaufel und den Ausstoßpro
zeß im Schritt 134 zu vollenden.
Als nächstes fährt die Steuervorrichtung 46 fort, die Ma
schinenposition basierend auf verfügbarer Vorwärtsfahrge
schwindigkeitsinformation zu überwachen, und die Dreh
glieder 123 oder die Drehketten 124 zu überwachen, oder
sie überwacht die Drehung des Maschinenkörpers 200 um die
Achse 122 abhängig davon, welche Art von Maschine verwen
det wird, und sie fährt fort, die Schritte 120 bis 134
auszuführen, bis die Zurück-zum-Graben-Arbeitsfunktion
vollendet ist. Alle Befehle in der automatisierten Zu
rück-zum-Graben-Funktion werden vorzugsweise unter Ver
wendung eines entsprechend ausgewählten Tiefpaßfilters
gefiltert, wie im Schritt 136 angezeigt, um eine Glätte
des Signals zu erreichen.
Sobald das Zurück-zum-Graben-Flag auf einen Null- oder
Falsch-Wert gesetzt wird, werden alle Befehle auf Null im
Schritt 140 zurückgesetzt.
Zusätzlich zur automatischen Bewegung des Arbeitswerk
zeugs 22 während der automatisierten Zurück-zum-Graben-
Funktion kann die Steuervorrichtung 46 programmiert wer
den, um zu bewirken, daß sich die Maschine von einer ge
genwärtigen Stelle zu einer anderen Stelle bewegt, wo die
Arbeitsanbringung 28 frei ist, um in die Grabposition ab
gesenkt zu werden. Wenn dieses Merkmal verwendet wird,
automatisiert es weiter die Zurück-zum-Graben-Arbeits
funktion. Viele Bediener können auswählen, daß die auto
matisierte Zurück-zum-Graben-Funktion nur das Arbeits
werkzeug 22 bewegt und nicht den Maschinenkörper 200
dreht oder bewirkt, daß sich die Maschinenräder drehen
(abhängig von der speziellen Maschine). Die Steuertafel
32 weist vorzugsweise einen Schalter oder eine andere
Vorrichtung auf, die es einem Bediener ermöglicht, auszu
wählen, wieviel der automatisierten Zurück-zum-Graben-
Funktion von der Steuervorrichtung 46 ausgeführt werden
sollte.
Manchmal wird die Maschine 20 betrieben, um gleichzeitige
Bewegungen auszuführen, wie beispielsweise einen simulta
nen Hub- und Abladevorgang. Dies kann durch einen Bedie
ner durchgeführt werden, der die Hebel 34 verwendet, oder
könnte automatisch unter Verwendung eines einzelnen Be
dienerschalters eingerichtet werden, wie beispielsweise
dem oben beschriebenen. Unter gewissen Umständen kann ei
ne simultane Hub- und Abladeoperation unerwünschte
Schwingungen oder ein Schütteln der Maschine 20 zur Folge
haben. Es ist herausgefunden worden, daß dies auftritt,
wenn das Arbeitswerkzeug 22 so bewegt wird, daß die Ar
beitsanbringung 28 über eine Höhe angehoben wird, die
beispielsweise von der Linie 220 angezeigt wird. Sobald
das Arbeitswerkzeug 22 diese Höhe erreicht, beginnt die
Steuervorrichtung 46 vorzugsweise, die Kippbedienerschal
tersignale in einer Weise zu filtern, die irgendwelche
Schwingungen oder ein Schütteln der Maschine 20 elimi
niert oder zumindest minimiert.
Fig. 8 veranschaulicht das bevorzugte Verfahren zur Sta
bilisierung der Maschine 20 während einer simultanen Hub-
und Abladearbeitsfunktion. Das Flußdiagramm 222 veran
schaulicht, daß die Steuervorrichtung 46 Informationen
empfängt, die ein Kipphebelbedienerschaltsignal 224, ein
Hubhebelbedienerschaltsignal 226 und eine Hubzylinderpo
sitionsinformation 228 empfängt. Diese Information wird
verwendet, um zu bestimmen, ob die Hubhebel-, die Kippab
lade- und Hubposition anzeigen, daß das Arbeitswerkzeug
22 sich in eine Position derart bewegt hat, daß die Ar
beitsanbringung 28 über der vorbestimmten Höhe 220 ist.
Sobald dieser Zustand erfüllt wird, werden die Bediener
schaltsignale vorzugsweise unter Verwendung eines ent
sprechend ausgewählten Tiefpaßfilters im Schritt 232 ge
filtert. Das System schreitet dann voran zu einem her
kömmlichen Sprung- bzw. Stoßbegrenzungsalgorhythmus im
Schritt 234.
Durch Filtern der Bedienerschaltersignale während des
gleichzeitigen Hub- und Abladevorgangs stabilisiert dies
die Arbeitsmaschine egal ob diese Bedienerschaltersignale
automatisch oder durch einen Bediener erzeugt werden, der
Hebel betätigt. Dies ist insbesondere nützlich, wenn der
Bediener Hebel verwendet, da irgendeine Schwingung oder
ein Schütteln der Maschine zur Folge haben wird, daß der
Bediener die Hebel verwackelt, was wiederum das Schüttel-
bzw. Verwacklungsproblem verschärft.
Das System und die Verfahren dieser Erfindung sind insbe
sondere nützlich, um Arbeitsfunktionen zu automatisieren,
die wiederholt von einer Arbeitsmaschine ausgeführt wer
den. Die Aufgabe des Bedieners, die Maschine zu bedienen,
wird durch Automatisieren von einer oder mehreren Ar
beitsfunktionen wie oben beschrieben vereinfacht und wir
kungsvoller gemacht. Die Verwendung eines einzelnen vor
zugsweise momentan wirkenden Bedienerschalters zum Beginn
und zur Vollendung einer automatisierten Arbeitsfunktion
vereinfacht nicht nur die Aufgabe des Bedieners sondern
verbessert auch den Wirkungsgrad der Maschine. Die ver
schiedenen Komponenten des Arbeitswerkzeuges 28, wie bei
spielsweise die Arbeitsanbringung 22 und der Hubarm 24,
die durch eine spezielle Arbeitsfunktion bewegt werden,
werden in einer Abfolge gesteuert, und zwar mit einer Ge
schwindigkeit, die den Wirkungsgrad der Arbeitsmaschine
maximiert und die Abnutzung der verschiedenen Komponenten
verringert.
Wenn ihm die obige Beschreibung gegeben wird, wird der
Fachmann erkennen, daß das Steuersystem und die Verfahren
dieser Erfindung sehr die Fähigkeit des Bedieners verbes
sern, notwendige Arbeitsfunktionen in wirkungsvollerer
weniger ermüdender Weise auszuführen.
Die oben dargelegte Beschreibung sieht Beispielanwendun
gen dieser Erfindung vor. Veränderungen und Modifikatio
nen, die nicht notwendigerweise vom Grundgedanken dieser
Erfindung abweichen, können dem Fachmann offensichtlich
werden. Der Umfang des rechtlichen Schutzes, der dieser
Erfindung gegeben wird, kann nur durch Studium der fol
genden Ansprüche bestimmt werden.
Claims (22)
1. System zur Steuerung einer Arbeitsmaschine mit einem
Arbeitswerkzeug, welches folgendes aufweist:
eine Bedienerschnittstelle mit mindestens einem Be dienerschalter, der selektiv aktiviert wird, um ein Bedienerschaltersignal zu erzeugen, welches eine er wünschte Arbeitsfunktion anzeigt, und eine Vielzahl von Hebeln, die manuell bewegbar ist, um Bedienerhe belsignale zu erzeugen, um die Bewegung des Arbeits werkzeuges zu steuern;
mindestens einen Positionssensor, der ein Positions signal erzeugt, um die Position des Arbeitswerkzeu ges anzuzeigen; und
eine Steuervorrichtung, die den Bedienerschalter, den Bedienerhebel und die Positionssignale empfängt, die Position des Arbeitswerkzeuges bestimmt und ein Steuersignal erzeugt, um die Bewegung des Arbeits werkzeuges zu steuern und automatisch die erwünschte Arbeitsfunktion ansprechend auf eine einzelne Akti vierung des Bedienerschalters auszuführen.
eine Bedienerschnittstelle mit mindestens einem Be dienerschalter, der selektiv aktiviert wird, um ein Bedienerschaltersignal zu erzeugen, welches eine er wünschte Arbeitsfunktion anzeigt, und eine Vielzahl von Hebeln, die manuell bewegbar ist, um Bedienerhe belsignale zu erzeugen, um die Bewegung des Arbeits werkzeuges zu steuern;
mindestens einen Positionssensor, der ein Positions signal erzeugt, um die Position des Arbeitswerkzeu ges anzuzeigen; und
eine Steuervorrichtung, die den Bedienerschalter, den Bedienerhebel und die Positionssignale empfängt, die Position des Arbeitswerkzeuges bestimmt und ein Steuersignal erzeugt, um die Bewegung des Arbeits werkzeuges zu steuern und automatisch die erwünschte Arbeitsfunktion ansprechend auf eine einzelne Akti vierung des Bedienerschalters auszuführen.
2. System nach Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung
das Bedienerschaltersignal ansprechend darauf über
steuert bzw. übergeht, daß ein Bedienerhebelsignal
erzeugt wird.
3. System nach Anspruch 1, welches eine Vielzahl von
Bedienerschaltern aufweist, die jeweils einer ein
zigartigen Arbeitsfunktion entsprechen.
4. System nach Anspruch 1, wobei die erwünschte Ar
beitsfunktion das Rückstellen des Arbeitswerkzeuges
in eine Grabposition aufweist, wobei die Steuervor
richtung bestimmt, daß sich die Arbeitsmaschine um
ein minimales Ausmaß von einer ersten Stelle zumin
dest in einer vorgewählten Richtung bewegt hat und
ein Steuersignal erzeugt, um zu bewirken, daß das
Arbeitswerkzeug automatisch in eine Grabposition zu
rückkehrt.
5. System nach Anspruch 4, wobei die Arbeitsmaschine
Drehglieder oder eine Drehraupe aufweist, die sich
drehen, um die Maschine zwischen Stellen zu bewegen,
wobei die Steuervorrichtung bestimmt, daß die Dreh
glieder oder die Drehraupe sich um ein ausgewähltes
Ausmaß in einer Rückwärtsrichtung gedreht haben.
6. System nach Anspruch 1, wobei die erwünschte Ar
beitsfunktion die Bewegung des Arbeitswerkzeuges zu
einer obersten Lauf- bzw. Bewegungsgrenze aufweist.
7. System nach Anspruch 1, wobei das Arbeitswerkzeug
eine Arbeitsanbringung aufweist, und wobei die er
wünschte Arbeitsfunktion das gleichzeitige Anheben
des Arbeitswerkzeuges und das Kippen der Arbeitsan
bringung aufweist, um die Inhalte der Arbeitsanbrin
gung abzuladen.
8. System nach Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung
bestimmt, wann das Arbeitswerkzeug in einer Orien
tierung ist, die die Arbeitsanbringung in einen vor
bestimmten Bereich von Positionen bringt, und wobei
die Steuervorrichtung ein Bedienerschaltsignal modi
fiziert, um die Bewegung des Arbeitswerkzeuges fort
zusetzen, und zwar immer dann wenn die Arbeitsan
bringung innerhalb des vorbestimmten Bereiches von
Positionen gelegen ist.
9. System nach Anspruch 1, wobei der Bedienerschalter
einen Druckknopf aufweist.
10. Verfahren zur Steuerung einer Arbeitsmaschine mit
einem Arbeitswerkzeug, mit mindestens einem Bedie
nerschalter und einer Vielzahl von Hebeln, welches
folgende Schritte aufweist:
- A) Aktivieren des Bedienerschalters zur Erzeugung eines Signals, welches eine erwünschte Arbeitsfunk tion anzeigt;
- B) Bestimmen der Position des Arbeitswerkzeuges; und
- C) automatische Bewegung des Arbeitswerkzeuges aus der gegenwärtigen Position in eine vorbestimmte Po sition, um die erwünschte Arbeitsfunktion auszufüh ren, und zwar ansprechend auf eine einzelne Aktivie rung des Bedienerschalters.
11. Verfahren nach Anspruch 10, welches die Schritte
aufweist, zu bestimmen, wann das Signal vom Schritt
(A) das gleiche ist wie ein zuvor erzeugtes Signal,
die Bestimmung, ob ein vorheriges Signal vor dem
ausführenden Schritt (A) erzeugt worden ist, und ei
ne Arbeitsfunktion entsprechend dem vorherigen Si
gnal noch nicht vollständig ausgeführt worden ist.
12. Verfahren nach Anspruch 10, welches den Schritt auf
weist, die Ausführung des Schrittes (C) zu unterbre
chen, und zwar immer dann wenn ein Maschinenbediener
einen der Hebel bewegt.
13. Verfahren nach Anspruch 10, welches die Schritte
aufweist, das Arbeitswerkzeug von einer gegenwärti
gen Position zu einer Grabposition ansprechend dar
auf zu bewegen, daß die Maschine an einer ersten
Stelle ist, und daß die Maschine um eine minimale
Distanz von der ersten Stelle weg bewegt wurde.
14. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Arbeitsmaschi
ne Drehglieder aufweist, um die Maschine entlang ei
ner Bodenoberfläche anzutreiben, und wobei es den
Schritt aufweist, das Ausmaß der Drehung der Dreh
glieder zu bestimmen und automatisch das Arbeits
werkzeug in eine Grabposition zurück zu bringen.
15. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die erwünschte Ar
beitsfunktion den Schritt aufweist, das Arbeitswerk
zeug in eine obere Grenzfahrposition zu bewegen.
16. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Arbeitswerk
zeug eine Arbeitsanbringung aufweist, und wobei die
Arbeitsfunktion die Schritte aufweist, simultan das
Arbeitswerkzeug anzuheben und die Arbeitsanbringung
zu kippen, um die Inhalte der Arbeitsanbringung aus
zuladen.
17. Verfahren zur Steuerung einer Arbeitsmaschine mit
mindestens einem Bedienerschalter, mit einer Viel
zahl von Hebeln und einer Arbeitsanbringung, die von
einer Vielzahl von Verbindungen getragen wird, wobei
die Arbeitsanbringung relativ zu den Verbindungen
bewegbar ist, wobei das Verfahren folgende Schritte
aufweist:
- A) Aktivieren des Bedienerschalters zur Erzeugung eines Signals, welches eine erwünschte Arbeitsfunk tion anzeigt;
- B) Bestimmung, wann eine oder mehrere der Verbin dungen und der Arbeitsanbringung sich gleichzeitig bewegen;
- C) Bestimmung, wann die Arbeitsanbringung innerhalb eines vorbestimmten Bereiches von Positionen posi tioniert ist; und
- D) automatische Bewegung der Vielzahl von Verbin dungen zur Ausführung der erwünschten Arbeitsfunk tion ansprechend auf eine einzige Aktivierung des Bedienerschalters und darauf, daß die Arbeitsanbrin gung innerhalb des Bereiches des Schrittes (C) ist.
18. Verfahren nach Anspruch 17, welches die Schritte
aufweist, einen der Vielzahl von Hebeln zu bewegen,
um ein Hebelsignal zu erzeugen, das Bedienerschal
tersignal zu übergehen, die Bewegung der Vielzahl
von Verbindungen ansprechend auf die Bewegung des
Steuerhebels zu steuern, und die Bedienerschaltersi
gnale bei einer vorgewählten Frequenz zu filtern.
19. System zur Steuerung einer Arbeitsmaschine mit einer
Vielzahl von Drehgliedern, die die Maschine antrei
ben, mit einem Arbeitswerkzeug, welches einen Hub
arm, eine Schaufelverbindung, eine Hebelverbindung,
Hydraulikzylinder und eine Arbeitsanbringung und ei
nen Körperteil aufweist, der das Arbeitswerkzeug
trägt, und mit einem Bedienerabteil mit einer Steu
ertafel, die eine Vielzahl von Hebeln und Bediener
schaltern aufweist, wobei das System folgendes auf
weist:
mindestens einen Positionssensor, der ein Positions signal erzeugt, um die Position des Arbeitswerkzeu ges anzuzeigen;
eine Steuervorrichtung, die die Bedienerschalter-, Bedienerhebel- und Positionssignale empfängt, die Position des Arbeitswerkzeuges bestimmt und ein Steuersignal ansprechend auf eine einzige Aktivie rung des Bedienerschalters erzeugt; und
ein Ventil, welches das Steuersignal empfängt und steuerbar einen Hydraulikströmungsmittelfluß zu den entsprechenden Hydraulikzylindern liefert, um auto matisch die Bewegung des Arbeitswerkzeuges zu steu ern, um automatisch die erwünschte Arbeitsfunktion auszuführen.
mindestens einen Positionssensor, der ein Positions signal erzeugt, um die Position des Arbeitswerkzeu ges anzuzeigen;
eine Steuervorrichtung, die die Bedienerschalter-, Bedienerhebel- und Positionssignale empfängt, die Position des Arbeitswerkzeuges bestimmt und ein Steuersignal ansprechend auf eine einzige Aktivie rung des Bedienerschalters erzeugt; und
ein Ventil, welches das Steuersignal empfängt und steuerbar einen Hydraulikströmungsmittelfluß zu den entsprechenden Hydraulikzylindern liefert, um auto matisch die Bewegung des Arbeitswerkzeuges zu steu ern, um automatisch die erwünschte Arbeitsfunktion auszuführen.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die erwünschte
Arbeitsfunktion die Bewegung der Arbeitsanbringung
in eine Position aufweist, wo die Arbeitsanbringung
an einer obersten Grenze des Weges positioniert ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die erwünschte
Arbeitsfunktion das simultane Anheben des Hubarms
und das Schwenken der Arbeitsanbringung aufweist, um
die Inhalte der Arbeitsanbringung abzuladen.
22. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die erwünschte
Arbeitsfunktion das Zurückbringen des Arbeitswerk
zeuges in eine Grabposition aufweist, wobei die
Steuervorrichtung bestimmt, daß sich die Arbeitsma
schine um ein minimales Ausmaß von einer ersten
Stelle in mindestens einer vorgewählten Richtung be
wegt hat, und weiter das Erzeugen eines Steuersi
gnals, um zu bewirken, daß das Arbeitswerkzeug auto
matisch in eine Grabposition zurückkehrt.
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Inventor name: INGRAM, RICHARD G., SAINT CHARLES, ILL., US Inventor name: PINSOPON, UNNAT, PHAYATHAI, BANGKOK, TH Inventor name: ANWAR, SOHEL, CANTON, MICH., US Inventor name: CENTINKUNT, SABRI, OAK PARK, ILL., US Inventor name: CHEN, CHENYAO, GLENVIEW, ILL., US |
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