DE19652627A1 - Verfahren und Vorrichtung zur dynamischen Steuerung einer kontinuierlich arbeitenden Maschine zur Abwicklung von liniengerichteten Produktionsprozessen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von selbstfahrenden Arbeitsmaschinen mit Hilfe von Meßdaten, die während des Produktionsprozesses fortlaufend gewonnen werden und die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Stand der Technik

Liniengerichtete Fertigungsprozesse, wie sie im Straßenbau beim Herstellen von Beton- und Asphaltschichten üblich sind, werden über ein Leitseil gesteuert. Die Fertigereinheit übernimmt zur Steuerung per Tasteinrichtung oder kontaktlos mittels Infrarot oder Laser die Höhen- und Lageinformationen. Das setzt gründliche Vorbereitung vieler Einzelmeßpunkte voraus, die mit der Präzision exponentiell steigen.

Dies trifft besonders dann zu, wenn Krümmungen im Raum, sprich Bögen mit Quer- und Längsneigung auszuführen sind.

Vereinzelt sind auch Steuerungen am Leitstrahl - sprich Laser - möglich.

Bei Einrichtungen mit Laserstrahlen, wie sie z. B. im Deponiebau eingesetzt werden, ist jedoch nur eine Quer- und Längsneigung erzielbar. Trassierungselemente im Raum, wie z. B. im Straßen- und Eisenbahnbau, lassen sich nicht mit diesen Systemen umsetzen. Bei Vermessungen, z. B. im Straßenbau wurden deshalb in jüngster Zeit automatische Tachymeter eingeführt, die jedoch bei dynamischen Meßvorgängen, sprich Messung im laufenden Prozeß und entsprechen­ der Steuerung, nur begrenzte Genauigkeiten erreichen. Diese Genauigkeiten reichen im Erdbau aus, sind jedoch für den Straßen- und Eisenbahnbau und bei sonstigen speziellen Oberflächen nicht anwendbar. Die Präzision der Messung leidet unter der Dauer der Meßzeit bei kontinuier­ licher Bewegung.

Aufgabe der Erfindung ist, die Nachteile der bisherigen Verfahren, nämlich den straßenwirt­ schaftlichen Aufwand der Maschinenführungssysteme oder zahlreiche Einzelmeßpunkte bezie­ hungsweise bei den dynamischen Verfahren die Ungenauigkeit der Meßergebnisse zu vermeiden.

Da eine Verkürzung der Meßzeit auf ein tolerierbares Maß nicht möglich ist, wird diese Verkür­ zung durch eine zusätzliche Bestimmung und über den Vortrieb im diskontinuierlichen Meßver­ fahren vorgeschlagen mit nachfolgendem Ablauf und konstruktiver Einrichtung: Hinter der Ferti­ gungs-Einrichtung auf einer Schleppeinrichtung wird die Meßeinrichtung installiert. Die Meßein­ richtung ist mit einer beweglichen Einrichtung, z. B. beweglicher Teleskop-Stange oder Seil mit dem Zugfahrzeug verbunden.

Bei Fortschreiten des Produktionsprozesses erfolgt die Einmessung und Einrichtung wie folgt:

• 1. Die Stellung des Meßschlittens 2 befindet sich unmittelbar hinter der selbstfahrenden Arbeitsmaschine und mißt sich entsprechend in vorgegebenen Punkten ein. Während des Meßvorgangs verharrt der Meß-Schlitten 2 in Ruhe und löst die Seileinrichtung bzw. den Zugzylinder entsprechend der Vorschreitgeschwindigkeit um.
• 2. Parallel dazu wird die Entfernung (d) zwischen selbstf. Arbeitsmaschine und Meßschlitten kontinuierlich gemessen, ebenfalls der Winkel (S) der Richtungsänderung. Dies ist mit einfachen, z. T. mechanischen Prüfmitteln möglich.
  Nach Abschluß des Einmeßvorgangs des Meß-Schlittens 2 erfolgt die Verarbeitung der Daten an eine Recheneinheit, die gleichzeitig auch die Meßdaten der kontinuierlichen Entfernungsmessung zwischen Schlitten und SAM aufnimmt einschl. des Winkels und daraus die reale Entfernung errechnet. Der jetzt sehr einfache Rechenprozeß kann in kurzer Zeit (< 1 sec) abgewickelt werden und ergibt aufgrund der relativ langsamen Vortriebsgeschwindigkeit (< 5 m/min.) eine hinreichend genaue Festlegung des Ist- Zustandes.
• 3. Direkt vom Rechner erfolgt die Beeinflussung des Fertigers 1.
• 4. Parallel zum Ist-Zustand wird der Soll-Zustand verglichen, so daß der Soll-Ist-Vergleich stattfindet und entsprechende Korrekturen hinsichtlich der zu fertigenden Konstruktion erfolgen kann.
• 5. Nach Beendigung der Informationsübermittlung wird der Meß-Schlitten 2 wieder direkt ans Fahrzeug geführt (gezogen oder gedrückt, je nach Konstruktionseinheit) und der Meßvorgang erneut in Gang gesetzt.
• 6. Gleiches System kann vor der Produktionseinheit eingesetzt werden.

Mit dieser Methode ist es möglich, mit diesem diskontinuierlichen Verfahren auf einfache Art und Weise eine quasi kontinuierliche Steuerung durchzuführen. Die kurzen Wegstrecken, in denen der Meßvorgang abgewickelt wird (max. 30 cm), sind vernachlässigbar hinsichtlich der Präzision, aufgrund der üblichen stetigen Trassierung.

Der Vorteil dieser automatischen Meßmethode ist, daß Fehler, die durch Einzelpunktvermes­ sungen entstehen, weitgehend vermieden werden, für lageweisen Einbau nur einmalig eine Einrichtung aufgestellt werden muß, um damit alle Einzelschichten auszuführen und die Ar­ beitsschritte reduziert werden.

Die Steuerung ist sowohl über Display, als auch direkt im Maschinenteil möglich. Die Ankop­ pelung an Satellitenmeß-Systeme (GPS) ist einfach herzustellen.

Kontrollen im Produktionsprozeß sind über Zwischenmessungen zur Referenzeinheit möglich. Für das beschriebene System können verschiedene am Markt vorhandene Komponenten, wie elektronische Tachymeter, elektronische Horizontal-Meßeinrichtungen etc. verwendet wer­ den.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird durch die Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt die Seitenansicht der zu steuernden Arbeitsmaschine 1 mit durch Verbindung 4 verbundenem Meß-Schlitten 2 mit darauf montiertem Sender und Rechner 3, sowie Empfänger und Festpunkt 5.

Fig. 2 zeigt die Draufsicht der Vorrichtung.

Fig. 3 und 4 zeigen Seitenansicht und Draufsicht der Vorrichtung bei der Kurvenfahrt.

Claims (3)

1. Verfahren zur Steuerung selbstfahrender Arbeitsmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Meß-Datenaufnahme während eines dynamischen Produktionsprozesses in stati­ scher Position der Meßeinrichtung erfolgt, dergestalt, daß sich die statischen Momente in kurzer Folge aneinanderreihen.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß hinter der zu steuernden SAM (1) mittels einer ausfahrbaren und einziehbaren Verbindung (4) ein Meß-Schlitten (2) mit Sender und Rechner, die mit Empfänger und Fest­ punkt (5) in Verbindung stehen, gezogen wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 + 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meß-Schlitten (2) mit­ tels einer ausfahrbaren und einziehbaren Verbindung geschoben wird.