DE3687935T2

DE3687935T2 - Baumsteuersystem.

Info

Publication number: DE3687935T2
Application number: DE86902169T
Authority: DE
Inventors: R Fulkerson; R Hawkins; K Heiser; James R Reed
Original assignee: Sauer Inc
Current assignee: Danfoss Power Solutions Inc
Priority date: 1985-03-19
Filing date: 1986-03-18
Publication date: 1993-10-28
Anticipated expiration: 2006-03-19
Also published as: US4722044A; US4910662A; US4791549A; EP0215909A1; DE3687935D1; WO1986005606A1; EP0215909A4; CA1255781A; EP0215909B1

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Steuerungssysteme und insbesondere ein Steuerungssystem für einen Ausleger oder ein anderes Teil, dessen Länge und Winkel bezüglich einer Referenzebene einstellbar sind.

Technischer Hintergrund

Verschiedene Arten von Maschinen verwenden einen beweglichen Ausleger oder Arm, an dessen Ende ein Arbeitskopf oder eine andere funktionsausführende Einrichtung angeordnet ist. Ein Beispiel solch einer Maschine ist ein Materialfördergerät, das einen Ausleger mit einem Arbeitskopf in Form eines Palettengabelsatzes enthält. Die Länge des Auslegers und der Winkel des Auslegers bezüglich einer Referenzebene, etwa einer Horizontalebene, sind unabhängig voneinander auf die Eingabe einer Bedienperson in ein Steuerungssystem hin durch Stellglieder wie Stempel oder Zylinder einstellbar. Ein solches Steuerungssystem ist zu einem Betrieb oder einer Steuerung in Polarkoordinaten fähig, da die unabhängige Steuerung über jedes Stellglied das Ende des Auslegers einfach in den Gliedern eines Polarkoordinatensystems, das durch die Parameter der Auslegerlänge und des Auslegerwinkels gebildet ist, positionierbar macht.
Eine Folge dieser Polarkoordinatensteuerung ist es, daß es sehr schwierig ist, eine geradlinige Bewegung des Auslegerendes entlang einer anderen Achse als einer mit der Längsachse des Auslegers zusammenfallenden Linie zu erreichen. Dies beruht auf dem Umstand, daß die Auslegerlänge und der Auslegerwinkel in einer synchronen Weise kontinuierlich geändert werden müssen, falls so eine geradlinige Bewegung gewünscht wird. Es ist für eine Bedienperson äußerst schwierig, wenn nicht unmöglich, die notwendige Kontrolle über jedes der Stellglieder zu gewinnen, um so eine geradlinige Bewegung durchzuführen, beispielsweise wenn es gewünscht wird, die oben genannten Palettengabeln horizontal zu bewegen, um die Gabeln unter einer Palette einzuführen.
Um das obige Problem zu meistern, haben Hersteller von Maschinen, die solche Ausleger oder Arme verwenden, dazu Zuflucht genommen, die ganze Maschine auf Schienen zwischen dem Maschinenkörper und ihrem Bett oder ihren Rädern anzubringen, so daß eine geradlinige Bewegung des Auslegerendes erzielt werden kann, indem die ganze Maschine bewegt wird. Dies ist offensichtlich kostenaufwendig und erlaubt lediglich eine geradlinige Bewegung in einer Horizontalebene, vorausgesetzt, daß die Maschine eben liegt. Dies ist daher eine unzulängliche Lösung des Problems.
Eine Art einer Steuerung zum Bewegen des Endes eines Roboterarms auf annähernd einer geraden Linie ist in Devol: US-PS 3 543 910 gezeigt. Dieses Steuerungssystem umfaßt ein Steuerprogramm, das Stellglieder zum Variieren des Armwinkels und der Armstreckung betreibt. Das Steuerprogramm betreibt eines der Stellglieder, um eine inkrementale Versetzung des Winkels des Arms bezüglich der Horizontalen zu verursachen. Das System umfaßt eine mechanische Rückkoppelungsvorrichtung zum Wahrnehmen dieser inkrementalen Versetzung des Armwinkels. Das Steuerprogramm spricht auf diese wahrgenommene inkrementale Winkeländerung an und steuert das andere Stellglied, um die Armlänge so zu ändern, daß das Ende des Arms auf einem Weg bewegt wird, der eine schrittweise Näherung einer geraden Linie ist.
Devol zeigt nicht die Fähigkeit, eine manuelle Eingabe zu verwenden, um den Weg des Endes des Arms exakt zu steuern. Diese Fähigkeit, auf eine andere Eingabe als eine vorprogrammierte Eingabe zu reagieren, ist bei den meisten Anwendungen wesentlich. Darüber hinaus übt die Devol-Steuerung lediglich eine intermittierende Kontrolle über Stellglieder aus, die wiederum die Verstellung des Endes des Arms steuern, und daher kann diese Steuerung keine wirklich geradlinige Bewegung erzeugen.
Eine andere Art einer Steuerung zum Bewegen eines Teiles auf annähernd einer geraden Linie ist in Smith: US-PS 4 162 873 gezeigt. Smith zeigt ein Steuerungssystem für ein Fördergefäß, das an einem Ausleger angebracht ist, der mittels eines ersten und eines zweiten Antriebsstempels beweglich ist. Der Ausleger weist ein verlängerbares Ladeende auf und ist schwenkbar an einem positionsveränderlichen Schwenkende befestigt, das für eine Horizontalbewegung gelagert ist aber an einer Vertikalbewegung gehindert wird. Es ist eine Folge dieser Schwenkbefestigung, die eine Fördergefäßbewegung auf annähernd einer geraden Linie erlauben soll (weitgehend orthografische Bewegung), daß die Winkelbewegung des Auslegers und die Linearstreckung des Auslegers untrennbar mechanisch miteinander verknüpft sind, so daß die Wahl einer polaren Fördergefäßbewegung einfach nicht möglich ist.
Andere Steuerungskonzepte bestehen für eine Steuerung wie der in Ingarshi et al: US-PS 4 332 517, gezeigten. Ingarshi et al zeigen eine Baggerlöffelsteuerung, bei der Glieder fester Länge verwendet werden, so daß die Steuerschaltung dazu dient, die Winkel, aber nicht die Längen dieser Glieder zu variieren. Bei der Steuerung von Ingarshi et al ist es möglich, eine wirklich geradlinige oder orthografische Bewegung des Baggerlöffels herzustellen, indem die Winkelsignale mittels einfacher boolescher Logik kombiniert werden.
Keine der obigen Druckschriften vermittelt ein Steuerungssystem, das zwischen zwei Realzeitmodi umschaltbar ist, von denen einer auf die Eingabe einer Bedienperson hin eine polare Bewegung und der andere auf die Eingabe der Bedienperson hin eine orthografische Bewegung liefert.

Abriß der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Steuern einer Bewegung, wie in den Ansprüchen angegeben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung erlaubt es ein Steuerungssystem für einen Ausleger, einen Arm oder ein anderes Teil, dessen Länge und Winkel bezüglich einer Referenzebene mit Hilfe von Stellgliedern einstellbar sind, daß das Ende des Auslegers auf eine einfache und wirksame Weise auf einer gewählten geraden Linie bewegt wird.
Das Steuerungssystem umfaßt eine Steuereinrichtung zum Betreiben der Stellglieder in einem von zwei Betriebsmodi. Der erste Betriebsmodus ist der gängige Polarkoordinaten- Betriebsmodus, bei dem eine unabhängige Kontrolle über jedes Stellglied ausgeübt wird. Der zweite Betriebsmodus, der auch als Betriebsmodus mit orthografischen Koordinaten bezeichnet wird, beinhaltet einen synchronisierten Betrieb der Stellglieder, so daß das Ende des Teils auf einer geraden Linie bewegt werden kann. An die Steuereinrichtung ist eine Einrichtung angeschlossen, mit der einer der beiden Betriebsmodi manuell ausgewählt werden kann.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Steuereinrichtung ein Paar parallel geschalteter Ventile zum Steuern jedes Stellgliedes. Ein erstes Ventil jedes Paares umfaßt ein manuelles Hydraulikventil. Eines oder beide dieser manuellen Ventile können im ersten Betriebsmodus beeinflußt werden, eine unabhängige Kontrolle über jedes Stellglied auszuüben. Ein zweites Ventil jedes Paares umfaßt ein elektrohydraulisches Ventil, das durch einen Prozessor, etwa einen Mikrocomputer, gesteuert wird. Der Prozessor empfängt von Sensoren Eingaben, die die Position des Auslegers oder Arms repräsentieren, und eine Eingabe von einem Modusschalter. Wenn der Modusschalter in eine bestimmte Stellung gestellt wird, werden die Stellglieder im Betriebsmodus mit orthografischen Koordinaten betrieben, bei dem eine Beeinflussung eines der manuellen Ventile, entweder die Streckung oder den Winkel des Auslegers zu ändern, den Prozessor veranlaßt, das mit dem anderen Stellglied verbundene elektrohydraulische Ventil zu betreiben, so daß eine geradlinige Bewegung des Endes mit dem Teil bewirkt wird.
Der Prozessor des Steuerungssystems kann weiterhin eine Einrichtung enthalten, die im Betriebsmodus mit orthografischen Koordinaten wirksam ist, um einen Zustand zu verhindern, in dem eines der elektrohydraulischen Ventile keine zum Erzeugen der gewünschten geradlinigen Bewegung ausreichende Strömung an ein Stellglied liefern kann. In so einem Fall wird das andere elektrohydraulische Ventil mittels des Prozessors so betrieben, daß der Zutritt von unter Druck stehendem Strömungsmittel zum anderen Stellglied reduziert wird, um dadurch die geradlinige Bewegung beizubehalten.
Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird eines der Stellglieder, beispielsweise das Längenstellglied, lediglich mittels eines manuellen Ventils gesteuert. Wenn sich bei dieser Ausführungsform der Modusschalter in der bestimmten Stellung befindet, in der ein Betrieb im orthografischen Modus verursacht wird, verursacht eine Beeinflussung dieses manuellen Ventils eine Änderung der Auslegerlänge, wobei diese Änderung vom Prozessor wahrgenommen wird. In Reaktion auf diese Längenänderung steuert der Prozessor das elektrohydraulische Ventil so, daß der Winkel des Auslegers geändert wird, so daß das Ende des Auslegers auf einer geraden Linie bewegt wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die manuellen Ventile nicht verwendet, und statt dessen ist ein Joystick direkt an den Prozessor angeschlossen. Der Joystick enthält einen Modusschalter, der zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung umschaltbar ist, um einen Betrieb der elektrohydraulischen Ventile im ersten und im zweiten Modus zu verursachen, so daß um wiederum die Auslegerlänge und der Auslegerwinkel gesteuert werden. In diesem Fall übt der Prozessor beim Steuern der Stellglieder im zweiten Betriebsmodus oder Betriebsmodus mit orthografischen Koordinaten eine simultane und kontinuierliche Kontrolle über die Stellglieder aus, so daß das Ende des Auslegers oder Arms auf einer wirklich geraden Linie bewegt wird.
Bei noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der einzelne Joystick durch zwei Joysticks ersetzt, von denen einer die elektrohydraulischen Ventile und die Stellglieder im ersten Betriebsmodus steuert, während der zweite Joystick die Ventile und Stellglieder im zweiten Betriebsmodus steuert.
Vorzugsweise umfaßt das Steuerungssystem eine Einrichtung zum Berechnen der verbleibenden Reichweite oder des Hubes, die bzw. den der Ausleger oder Arm erreichen kann, wenn dem Prozessor befohlen wird, eine Bewegung im zweiten Betriebsmodus durchzuführen. Falls diese Reichweite kleiner als ein vorgewählter Wert ist, kann mittels eines sichtbaren oder hörbaren Alarms eine Warnung an die Bedienperson ausgegeben werden.
Das Steuerungssystem kann mittels einfacher Modifikationen in die Ausrüstung eingebaut werden, die in den meisten Maschinen bereits installiert ist. Das Steuerungssystem ist somit für eine grobe Vielfalt von Einrichtungen geeignet und verbessert deren Fähigkeiten bedeutend.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine zeichnerische Darstellung einer Maschine, die einen Ausleger oder Arm mit einstellbarer Länge aufweist, in Verbindung mit einer herkömmlichen Steuerung;
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steuerungssystems, das dazu verwendet werden kann, die in Fig. 1 gezeigte Maschine zu steuern;
Fig. 3 ist ein Hydraulikschaltplan der in Fig. 2 gezeigten Ventile und Stellglieder;
Fig. 4 enthält ein Flußdiagramm des Steuerprogramms, das in dem in Fig. 2 gezeigten Speicher gespeichert ist;
Fig. 4a enthält ein Flußdiagramm einer Modifikation des in Fig. 4 gezeigten Programms, mit der eine erste alternative Ausführungsform der Erfindung ausgeführt werden kann;
Fig. 5 ist ein Flußdiagramm der Programmierung zum Berechnen und Anzeigen des Werts des bei dem in Fig. 1 gezeigten Auslegers oder Arms verbleibenden Wegs oder Hubs, wenn ein Kommando ausgegeben wird, selbigen auf einer geraden Linie zu bewegen;
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm einer zweiten alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6a ist ein Blockdiagramm einer dritten alternativen Ausführungsform des Steuerungssystems der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm der Programmierung, die in dem in Fig. 6 gezeigten Speicher enthalten ist.

Beste Ausführungsart der Erfindung

In Fig. 1, auf die nun Bezug genommen wird, ist in zeichnerischer Form eine Maschine 10 dargestellt, die einen schwenkbar daran gelagerten Ausleger oder Arm 12 enthält. Die Maschine 10 kann auf einer Bodentrageinrichtung, etwa Schienen oder zwei oder mehr Radsätzen 14a, 14b angeordnet sein. Die Länge oder Streckung des Auslegers 12 ist mittels eines Stellgliedes in Form eines Stempels oder Zylinders 16 einstellbar. Ein zweites Stellglied, etwa ein Stempel oder Zylinder 18, steuert den Winkel des Auslegers bezüglich einer Referenzebene, etwa der Horizontalebene oder einer durch die Basis der Maschine 10 festgelegten Ebene.
Am Ende des Auslegers 12 ist ein Arbeitskopf 20 befestigt. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel ist die Maschine 10 eine Materialfördereinrichtung, und der Arbeitskopf 20 weist einen Satz paralleler Gabeln auf. Herkömmlicherweise ist eine (nicht gezeigte) Einrichtung vorgesehen, um die Stellung der Gabeln in einem ebenen Zustand zu halten.
Die Stellglieder 16 und 18 werden in Übereinstimmung mit Eingabekommandos betrieben, die eine Bedienperson über manuell betriebene Kommandoeinrichtungen wie ein Paar von Hebeln 24a, 24b gibt. Die Hebel betreiben Steuerventile 26a, 26b, die wiederum die Zufuhr von unter Druck stehendem Strömungsmittel an die Stellglieder 16, 18 steuern.
Die in Fig. 1 dargestellte herkömmliche Steuerung steuert die Ventile 26a, 26b und deshalb die Stellglieder 16, 18 unabhängig voneinander. Das heißt, daß die Auslegerlänge l abhängig von der Bewegung der Hebel 24 unabhängig vom Auslegerwinkel Rm geändert werden kann. Beispielsweise kann eine Beeinflussung des Hebels 24a die Auslegerlänge ändern, während eine Beeinflussung des Hebels 24b den Auslegerwinkel ändert. Eine simultane Beeinflussung beider Hebel verursacht eine simultane Änderung des Auslegerwinkels und der Auslegerstreckung.
Manchmal kann es wünschenswert sein, den Arbeitskopf am Ende des Auslegers auf einem geradlinigen Weg zu bewegen, etwa dann, wenn der Satz von Gabeln 20 zum Aufnehmen einer Palette verwendet wird. In so einem Fall muß eine Bedienperson eine komplizierte, koordinierte Folge von Manövern mit den Hebeln 24 durchführen, um eine horizontale geradlinige Bewegung zu erzielen. In Wirklichkeit kann das erforderliche Manövrieren mit den Hebeln 24 so kompliziert sein, daß der horizontale Weg des Arbeitskopfs nicht in ausreichendem Male kontrolliert werden kann, um ein sicheres Aufnehmen der Palette zu gewährleisten.
Um dieses Problem zu lösen, wird der in Fig. 1 gezeigten Maschine 10 ein Steuerungssystem hinzugefügt, das eine ausreichende Kontrolle über die Auslegerbewegung erlaubt, so daß das Ende des Auslegers auf einer geraden Linie bewegt werden kann. Es ist bemerkenswert, daß das Steuerungssystem der vorliegenden Erfindung nicht auf eine Verwendung lediglich mit Materialfördereinrichtungen des in Fig. 1 gezeigten Typs beschränkt ist, sondern bei jeder Einrichtung verwendet werden kann, die ein Glied aufweist, dessen Länge und Winkel bezüglich einer Referenzebene einstellbar sind.
Das Steuerungssystem enthält einen Prozessor in Form eines Mikrocomputers 27, der ein erstes und ein zweites elektrohydraulisches Ventil oder EH-Ventile 28a, 28b steuert. Die EH- Ventile 28a, 28b sind jeweils zu den manuellen Ventilen 26a, 26b parallelgeschaltet, wie nachstehend eingehender behandelt wird.
Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die Ventile 28a, 28b elektrohydraulische Drucksteuerleit(PCP)-Ventile, wie sie beispielsweise gezeigt sind in Sjolund: US-PS 4 362 182, herausgegeben am 7. Dezember 1982 mit dem Titel "Düsenkraftrückkoppelung für ein Leitstufen-Klappenventil" und auf den Rechtsinhaber der vorliegenden Anmeldung übertragen, deren Inhalt durch Bezugnahme hiermit eingeführt wird. Die PCP- Ventile können mit Verstärkungsstufen verwendet werden, um die erforderliche proportionale Steuerströmung zum Steuern der Stellglieder 16, 18 und folglich der Streckung des Auslegers und seines Winkels zu erzeugen.
Der Mikrocomputer 27 enthält eine Zentralrecheneinheit oder CPU 38, einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff oder RAM 40 und einen Nur-Lese-Speicher, nämlich einen löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher oder EPROM 42. Das Steuerprogramm für dieses System ist im EPROM 42 gespeichert, während die CPU die erforderlichen Berechnungen des Steuerprogramms ausführt. Der RAM 40 speichert verschiedene End- und Zwischenergebnisse der Berechnungen der CPU 38.
Der Mikrocomputer 27 enthält ferner eine erste und eine zweite Ventilansteuerschaltung 44, 46, die entsprechende Signalpegel verstärken, um die Ventile 28a, 28b zu betreiben. Wie es unten genauer angegeben wird, empfängt der Mikrocomputer 27 Eingaben von einem Modusschalter 34 sowie Signale, die die Position des Auslegers 12 repräsentieren.
Die Stellglieder 16, 18 werden in einem von zwei Betriebsmodi gesteuert. Der erste Betriebsmodus wird als Polarkoordinaten-Betriebsmodus bezeichnet, der eine herkömmliche, unabhängige Kontrolle über jedes der Stellglieder 16, 18 mit Hilfe der Hebel 24a, 24b und der Ventile 26a, 26b beinhaltet. Dieser Betriebsmodus stimmt mit der im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen überein.
Der zweite Betriebsmodus wird als Betriebsmodus mit orthografischen Koordinaten bezeichnet und umfaßt eine synchronisierte Kontrolle über eines der oder beide Stellglieder 16, 18, so daß das Ende des Auslegers 12 auf einer geraden Linie bewegt werden kann. Dieser Betrieb wird unten detaillierter beschrieben.
Die Auswahl des Betriebsmodus der Stellglieder wird durch das Einstellen des Modusschalters 34 bewirkt. Wenn sich der Schalter in einer ersten Stellung befindet, werden die Stellglieder im Polarkoordinaten-Betriebsmodus betrieben. Wenn der Schalter in eine zweite Stellung umgestellt wird, werden die Stellglieder im zweiten Betriebsmodus oder Betriebsmodus mit orthografischen Koordinaten betrieben.
Wie zuvor behandelt, empfängt der Mikrocomputer 27 Signale, die die Position des Auslegers 12 repräsentieren. Diese Signale repräsentieren die von einem in Fig. 1 gezeigten Längensensor 60 wahrgenommene Auslegerlänge l, den mittels eines Winkelsensors 64 wahrgenommenen Auslegerwinkel Rm bezüglich der Basis 62 der Maschine 10 und die von einem Pendelsensor 66 ausgegebene Richtung der Schwerkraft. Der Pendelsensor macht die Steuerung unempfindlich auf die Neigung der Basis 62 der Maschine 10.
Bei der bevorzugten Ausführungsform weist jeder der Längen- und Winkelsensoren 60, 64 ein Paar Meßaufnehmer auf, deren einer ein analoger Meßaufnehmer und deren anderer ein digitaler Meßaufnehmer ist. Die analogen Meßaufnehmer geben ein Signal ab, das die grobe Position des Auslegers repräsentiert, wenn ein Kommando zur Bewegung ausgegeben wird. Der digitale Meßaufnehmer gibt Signale ab, die die inkrementale Positionsänderung des Auslegers repräsentieren, wenn er sich auf das ausgegebene Kommando hin bewegt.
Es hat sich gezeigt, daß die Kombination von analogen und digitalen Meßaufnehmern als vorbeugende Maßnahme für den Fall eines Stromausfalls oder eines anderen Ereignisses, das eine an den Computerspeicher abzugebende fehlerhafte Information verursacht, wünschenswert ist. Weiterhin kann jede Einrichtung dazu dienen, die angeborenen Mängel der anderen Einrichtung zu beseitigen.
Beispielsweise kann das Ausgangssignal eines einzelnen analogen Meßaufnehmers mit gegenwärtig gebräuchlichen Analog- Digital-Wandlern nicht in genügend feine Schritte aufgelöst werden, um ein ausreichendes Maß an Kontrolle zu gewähren. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt sind die praktischen Auflösungsgrenzen solcher analoger Längen- und Winkelmeßaufnehmer, wenn ein 8-Bit-Analog-Digital-Wandler verwendet wird, 1 Zoll in der Länge und 1,2 Zoll über dem Schwenkbogen des Auslegers für eine Maschine mit 18 Fuß Auslegerstreckung und 75º Winkelbewegung.
Andererseits können digitale Meßaufnehmer die notwendige Auflösung erzeugen; jedoch sind solche Meßaufnehmer nicht so zuverlässig wie analoge Meßaufnehmer, sind kostenaufwendig und begegnen Schwierigkeiten bei der Signalübertragung.
Indem der analoge Meßaufnehmer verwendet wird, um am Anfang einer befohlenen Bewegung eine grobe Positionsinformation zu liefern, und indem der digitale Meßaufnehmer verwendet wird, um inkrementale Positionsänderungen zu erzeugen, werden diese Nachteile vermieden, und es wird eine genaue Kontrolle über die Bewegung des Auslegerendes erzielt.
Was nun Fig. 3 angeht, so ist dort ein Hydraulikschaltplan der Ventile 26, 28 und der Stellglieder 16, 18 dargestellt. Jedes der Ventile 26, 28 umfaßt ein Vierwegventil mit geschlossener Mitte, das das Einleiten von unter Druck stehendem Strömungsmittel aus einer Druckleitung P und den Auslaß dieses Strömungsmittels in einen Tank steuert.
Mit nochmaligem Bezug auf Fig. 2 erzeugt jedes der manuellen Ventile 26a, 26b jeweils ein Ausgangssignal über Leitungen 47a, 47b, das anzeigt, ob der Hebel 24, der dieses Ventil steuert, aus einer Neutralstellung herausbewegt wurde. Die Signale auf den Leitungen 47a, 47b repräsentieren daher einen Betrieb der Stellglieder 16, 18 mittels der Ventile 26a, 26b.
In Fig. 4, auf die weiterhin Bezug genommen wird, ist ein Flußdiagramm des im EPROM 42 des Mikrocomputers 27 gespeicherten Steuerprogramms dargestellt.
Das Steuerprogramm umfaßt einen ersten, durch einen Block 70 dargestellten Teil, der den normalen oder herkömmlichen Polarkoordinaten-Betriebsmodus durchführt, wenn sich der Modusumschalter 34 in einer ersten Stellung befindet. Der Block 70 schaltet den Mikrocomputerausgang ab, so daß die Stellglieder 16, 18 nur mit den Hebeln 24a, 24b der manuellen Ventile 26a, 26b direkt gesteuert werden.
Ein Block 71 prüft die Signale auf den Leitungen 47, um festzustellen, ob sich beide Hebel 24 in der Neutralstellung befinden. Falls dies nicht der Fall ist, kehrt die Steuerung zum Block 70 zurück, um wieder den Polarkoordinaten- Betriebsmodus einzunehmen. An dieser Stelle ist es wünschenswert, ein Eintreten in den zweiten Betriebsmodus zu verhindern, falls sich die Hebel nicht in der Neutralstellung befinden, da ein Gefahrzustand entstehen könnte, falls jemand versucht, eine geradlinige Bewegung zu befehlen, während sich die Hebel außerhalb der Neutralstellung befinden.
Nachfolgend auf den Block 71 stellt ein Block 72 fest, ob sich das Ausgangssignal des Modusschalters 34 im hohen Zustand befindet. Falls dies nicht der Fall ist, kehrt die Steuerung zum Block 70 zurück. Falls andererseits das Ausgangssignal des Modusschalters im hohen Zustand ist, geht die Steuerung zu einem Block 73 über, der feststellt, ob ein Signal in hohem Zustand über die Leitung 47a an den Prozessor 27 gekoppelt ist. Falls dies der Fall ist, hat sich der Hebel 24a aus der Neutralstellung herausbewegt, und folglich ist ein Kommando ausgegeben worden, die Auslegerlänge l zu ändern.
Falls der Hebel 24a aus der Mittelstellung herausbewegt ist und das Ausgangssignal des Modusschalters hoch ist, geht die Steuerung zu einer Folge von Blöcken 74-82 über. In diesem Fall ist der Betrieb des Stellgliedes 18 dem Betrieb des Stellgliedes 16 "sklavisch" unterworfen, so daß das Ende des Auslegers in schrittweiser Näherung einer geraden Linie bewegt wird.
Allgemein ändert das Stellglied 16 die Länge des Auslegers 12, wenn die manuellen Kommandos mittels des manuellen Ventils 26a eingegeben werden. Jede inkrementale Änderung der Auslegerlänge wird durch den im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Längenmeßaufnehmer 60 wahrgenommen. Der Mikroprozessor 27 berechnet in Reaktion auf die wahrgenommene Längenänderung die erforderliche Versetzung des Stellgliedes 18, um die gewünschte Bewegung des Auslegerendes beizubehalten.
Die Blöcke 74-82 sind beim Bewegen des Auslegerendes in schrittweiser Näherung einer Horizontallinie wirksam; durch geeignete Modifikation des Programms kann jedoch das Auslegerende auf irgendeiner anderen geraden Linie, etwa einer Vertikallinie, bewegt werden, falls gewünscht. Ferner kann selbstverständlich die Größe der Schritte je nach den Auflösungsgrenzen der Positionssensoren so klein wie gewünscht gemacht werden.
Der Block 74 stellt das Ausgangssignal der Sensoren 60, 64 und 66 fest und berechnet einen Wert h&sub1; gemäß der folgenden Gleichung:
(1) h&sub1; = l&sub1;sinRG1 + k,
wobei l&sub1; die festgestellte Länge des Auslegers 12 und RG1 der festgestellte Winkel des Auslegers bezüglich der Horizontalen sind, wie aus den Ausgangssignalen der Winkelsensoren 64 und des Pendelsensors 66 ermittelt. Das Glied k ist ein Wert, der den Abstand zwischen dem Schwenkpunkt des Auslegers 12, an dem er mit der Basis 62 der Maschine verbunden ist, und der Hinterachse 73 repräsentiert. Das Glied k ändert sich mit der Neigung der Basis 62 bezüglich der Horizontalen; allerdings ist diese Änderung für den im normalen Gebrauch auftretenden erwarteten Neigungsbereich klein, weshalb das Glied k als konstant behandelt wird.
Nach dem Block 74 hält die Steuerung an, bis vom Längensensor 60 eine inkrementale Längenänderung Δl festgestellt wird. Wenn dies eintritt, verwendet ein Block 76 die neue Länge l&sub2; des Auslegers, um eine Größe RG2 wie folgt zu berechnen:
(2) RG2 = arc sin (h&sub1; - k)/l&sub2;
Ein Block 78 berechnet dann die Winkeländerung ΔRG des Auslegers, die benötigt wird, um das Ende des Auslegers auf der gewünschten Höhe h&sub1; zu halten. Dies wird erreicht, indem der Wert RG2 von dem Wert RG1 abgezogen wird, der den vom Block 74 festgestellten Auslegerwinkel repräsentiert.
Ein Block 80 erzeugt dann ein Steuersignal ihm wie folgt:
(3) iRm = IRm sin RG2
in Gleichung (3) ist das Glied sinRG2 erforderlich, um die Änderungsgeschwindigkeit dieses Steuersignals innerhalb vernünftiger Werte zu halten.
Ein Block 81 prüft wieder das Ausgangssignal des Modusschalters 74. Falls sich das Ausgangssignal im hohen Zustand befindet, stellt ein Block 82 fest, ob der Hebel 47a in die Neutralstellung zurückgekehrt ist. Falls nicht, kehrt die Steuerung zum Block 74 zurück, worin die geradlinige Bewegung fortgesetzt wird.
Falls jedoch das Ausgangssignal des Modusschalters 34 nicht hoch ist oder der Hebel 24a zu der Neutralstellung zurückgekehrt ist, beendet ein Block 83 die weitere Bewegung des Auslegers, und die Steuerung kehrt zum Block 70 zurück. Die Stellglieder werden danach im ersten Betriebsmodus betrieben.
Die Programmierung umfaßt ferner eine Einrichtung, um den Betrieb des Stellgliedes 16 "sklavisch" an den Betrieb des Stellgliedes 18 anzukoppeln. Wenn der Block 73 ein Signal im niedrigen Zustand auf der Leitung 47a feststellt, geht die Steuerung zu einem Block 85 über, welcher feststellt, ob der Hebel 24b aus der Neutralstellung herausbewegt worden ist. Falls nicht, kehrt die Steuerung zum Block 72 zurück. Falls andererseits ein Signal im hohen Zustand über die Leitung 84 angekoppelt wird, geht die Steuerung zu einer Folge von Blöcken 86-96 über, die das Auslegerende auf einer vertikalen Linie bewegen. Allerdings ist bemerkenswert, daß durch geeignete Modifizierung der Programmierung das Auslegerende auf einer anderen geraden Linie, etwa einer Horizontallinie, bewegt werden kann, falls erwünscht.
Der Block 86 stellt die Parameter RG1 und l&sub1; fest und berechnet daraus eine Größe λ&sub1; wie folgt:
(4) λ&sub1; = l&sub1; cosRG1
Nach dem Block 86 hält die Steuerung an, bis mittels des Winkelsensors 64 und des Pendelsensors 66 eine inkrementale Winkeländerung ΔRG' gemessen wird (die in den Blöcken 86- 92 verwendeten Beistriche dienen dazu, die Glieder von den in den oben beschriebenen Blöcken 74-80 verwendeten Gliedern zu unterscheiden). Wenn diese Winkeländerung festgestellt ist, berechnet ein Block 88 aus dem neuen Winkel RG2' eine Größe l&sub2;' wie folgt:
(5) l&sub2;' = l&sub1; cos RG2'
Ein Block 90 berechnet dann die Längenänderung Δl' des Auslegers, die erforderlich ist, um das Auslegerende in einem gewünschten Horizontalabstand λ&sub1; zu halten. Dies wird erreicht, indem der Wert l&sub1;, der die im Block 76 festgestellte Auslegerlänge repräsentiert, von dem Wert l&sub2;' abgezogen wird.
Ein Block 92 erzeugt dann ein Steuersignal I&sub1; wie folgt:
(6) I&sub1; = Δl' cos RG2'
Nach dem Block 92 geht die Steuerung zu einem Paar von Blöcken 94, 96 über, die mit den oben beschriebenen Blöcken 81, 82 übereinstimmen. Wenn der Block 94 nachweist, daß sich das Ausgangssignal des Modusschalters 34 im niedrigen Zustand befindet, oder wenn der Block 96 nachweist, daß sich das Signal auf der Leitung 47b im niedrigen Zustand befindet, unterbricht der Block 83 die weitere Bewegung des Auslegers, und die Steuerung kehrt danach zum Block 70 zurück, in dem der normale polare Betriebsmodus durchgeführt wird.
Es ist bemerkenswert, daß die in Fig. 4 gezeigte Programmierung wie in Fig. 4a gezeigt modifiziert werden kann, um Fehler in der gewünschten Bahn des Wegs des Endes des Auslegers 12 zu korrigieren. Beispielsweise kann die Programmierung der Fig. 4a dazu verwendet werden, eine Situation zu vermeiden, in der der Betrieb eines der Ventile 26 den Mikrocomputer 27 zu dem Versuch veranlaßt, die elektrohydraulischen Ventile 28b, 28a, die parallel mit dem anderen Ventil 26 gekoppelt sind, über ihre Nennkapazität hinaus zu betreiben. Die in Fig. 4a dargestellte Modifikation kann unmittelbar vor dem in Fig. 4 gezeigten Block 83 hinter den Blöcken 81, 82 und/oder 94, 96 eingefügt werden.
Das in Fig. 4a gezeigte Programm beginnt in einem Block 100, der den Fehler he oder λe nachweist, der die Bahnabweichung des Auslegerendes vom gewünschten geradlinigen Weg repräsentiert. Nach dem Block 100 stellt ein Block 102 fest, ob dieser Fehler über eine vorgegebene Grenze hinaus gewachsen ist. Diese Grenze kann beispielsweise einen Zustand anzeigen, in dem eines der elektrohydraulischen Ventile 28a, 28b vom Prozessor 27 übersteuert wird. Falls beispielsweise das manuelle Ventil 26a aus seiner Neutralstellung herausbewegt wird, um eine Längenänderung des Auslegers auf eine Weise durchzuführen, die den Mikrocomputer 27 veranlaßt, ein hochpegeliges Signal zum Betreiben des Ventils 28b auszugeben, könnte eine Situation auftreten, in der das Ventil 28 an sein Leistungsvermögen getrieben wird und keine ausreichende Strömung zum Stellglied 18 liefern kann, um die geradlinige Bewegung beizubehalten. In diesem Fall wird die Position des Auslegerendes zunehmend vom gewünschten geradlinigen Weg abkommen. Falls dieser Positionsfehler über die vorgegebene Grenze hinaus wächst, erzeugt ein Block 104 einen Ventilsteuerstrom Ilc gemäß der Gleichung:
(7) Ilc = ΔRG sin RG2
Dieser Strom betreibt das andere EH-Ventil 28a so, daß es die Druckleitung P in kontrollierter Weise mit dem Tank verbindet, um den dem Stellglied 16 zugeführten Strom an Hydraulik-Strömungsmittel zu verringern. Da das Stellglied 16 danach mit einer reduzierten Geschwindigkeit betrieben wird, ist das EH-Ventil 28b möglicherweise in der Lage, die erforderliche Strömung zum Stellglied 18 zu liefern, um die gewünschte geradlinige Bewegung beizubehalten.
In dem Fall, daß das EH-Ventil 28a vom Prozessor 27 gesteuert wird, auf eine Beeinflussung des Ventils 26b hin eine geradlinige Bewegung durchzuführen, erzeugt der Block 104 einen Ventilsteuerstrom IRc für das Ventil 28b wie folgt
(8) IRc = Δ1' cos RG2'
Dieser Ventilsteuerstrom verringert die Strömung an das Stellglied 18, wenn die Bahnabweichung oder der Bahnfehler größer als die vorgegebene Grenze ist, um wiederum den Bahnfehler zu verringern und die gewünschte geradlinige Bewegung zu ermöglichen.
Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform kann modifiziert werden, indem eines der EH-Ventile 28a, 28b weggelassen wird. In diesem Fall wird der Betrieb nur eines der Stellglieder 16, 18 sklavisch an den Betrieb des anderen gekoppelt. Bei dieser Ausführungsform kann einer der Zweige im Flußdiagramm der Fig. 4, der die Blöcke 74-82 oder 86-96 umfaßt, je nachdem, welches EH-Ventil entfernt worden ist, entfernt werden.
In Fig. 5, auf die nun Bezug genommen wird, ist ein Steuerprogramm dargestellt, das zwischen den in Fig. 4 gezeigten Blöcken 72 und 73 eingefügt werden kann, um den Betrag des Wegs oder Hubs des Auslegers zu berechnen und anzuzeigen, der übrig bleibt, wenn die Steuerung im zweiten Betriebsmodus arbeitet und ein Kommando zur Bewegung auf einem geradlinigen Weg ausgegeben ist. Bei dieser Ausführungsform stellt unmittelbar nach dem Block 72 ein Block 110 den gegenwärtigen Auslegerwinkel RG1 und die gegenwärtige Auslegerlänge l&sub1; fest und berechnet ein Paar von Werten hP und λP wie folgt:
(9) hP = l&sub1; sin RG1 + k
(10) λP = l&sub1; cos RG1
Die Werte λP und λP repräsentieren die Vorkragung des Auslegers in der vertikalen und in der horizontalen Ebene.
Ein Block 112 berechnet dann einen Wert RGMAX wie folgt
(11) RGMAX = arc sin (hP - k)/lMAX
wobei lMAX die maximale Streckung oder Länge des Auslegers ist, die erreicht werden kann. Der Wert RGMAX wird dann in einer Gleichung verwendet, um einen Wert λMAX wie folgt zu berechnen:
(12) λMAX = lMAX cos RGMAX
Der Wert MAX wird verwendet, um den Betrag des Horizontalhubes des Auslegers wie folgt zu berechnen:
(13) Δ λrem = λMAX - λP
Der Wert Δλrem kann mit einer vorgewählten Grenze verglichen werden, um festzustellen, ob ein ausreichender Hub verfügbar ist, um eine befohlene Bewegung auszuführen. Falls der verbleibende Hub kleiner als eine solche Grenze ist, kann ein Alarm ausgelöst werden, und/oder der Wert Δλrem kann unter der Steuerung eines Blocks 118 mittels einer Alarm/Anzeigeeinrichtung 119 angezeigt werden, Fig. 2.
Nach dem Block 118 geht die Steuerung zum Block 73, Fig. 3, über.
Es ist bemerkenswert, daß die vom Steuerprogramm gelösten Gleichungen modifiziert werden können, um den Betrag eines in einer anderen Richtung verbleibenden Hubs zu berechnen, etwa den in der Vertikalebene oder auf einer mit der gewünschten geradlinigen Bewegungsbahn zusammenfallenden Linie verbleibenden Hub, falls gewünscht.
In Fig. 6, auf die nun Bezug genommen wird, ist eine alternative Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der die manuellen Ventile 26a, 26b entbehrlich sind. Statt dessen wird ein Joystick 130 verwendet, um die Stellglieder 16, 18 über den Prozessor 27 und die EH-Ventile 28a, 28b zu steuern. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist der Joystick 130 eine Einrichtung, die vier Potentiometer enthält, deren Schleifkontakte mittels eines Joystick-Stellhandgriffs 132 gesteuert werden, der von einer Neutralstellung aus in mehrere Betriebsstellungen beweglich ist. Jedes Potentiometer erzeugt ein separates Ausgangssignal, das die Stellung des Stellhandgriffs 132 relativ zu der Neutralstellung repräsentiert. Zusätzlich wird mittels eines Modusschalters 134 in Form eines Druckknopfs oder eines anderen Schalters, der an der Spitze des Handgriffs 132 oder an einer anderen Stelle des Joysticks oder seiner Nachbarschaft angeordnet ist, ein fünftes Ausgangssignal erzeugt.
Mit Bezug auf Fig. 6a kann der in Fig. 6 gezeigte Joystick 130 durch ein Paar von Joysticks 150, 152 ersetzt werden, von denen jeder vier Potentiometer enthält, die Ausgangssignale abgeben, die jeweils die Stellung der Stellhandgriffe 154, 156 repräsentieren.
Bemerkenswert ist, daß die Potentiometer in den Joysticks 130, 150, 152 durch andere Positionsmeßaufnehmen, etwa LVDT's, digitale Positionscodierer oder dergleichen ersetzt werden können.
Alternativ kann der Joystick 130 oder können die Joysticks 150, 152 durch eine andere Art einer Eingabeeinrichtung ersetzt werden, etwa durch zwei unabhängige Einachsen-Handgriffe, einen Rollball oder sogar einen Computer, falls gewünscht.
Im Falle des in Fig. 6a gezeigten Systems wird einer der Joysticks 150, 152 verwendet, um Kommandos einzugeben, die den ersten Betriebsmodus durchführen, während der andere Joystick einen Betrieb im zweiten Modus kommandiert. In dem in Fig. 6a gezeigten Steuerungssystem kann eine Verriegelung vorgesehen sein, um zu verhindern, daß eine simultane Bewegung der Steuerhandgriffe der beiden Joysticks 150, 152 zu einem undefinierten Betriebsmodus führt. Diese Verriegelung kann in Form eines manuell betätigbaren Schalters vorliegen, oder sie kann durch das im Prozessor 27 gespeicherte Steuerprogramm erzeugt werden.
In Fig. 7, auf die nun Bezug genommen wird, ist das im Speicher 42 des in Fig. 6 gezeigten Mikrocomputers 27 gespeicherte Steuerprogramm dargestellt. Das Steuerprogramm umfaßt den im Zusammenhang mit Fig. 4 beschriebenen Block 70, der den normalen oder herkömmlichen Polarkoordinaten-Betriebsmodus durchführt, wenn sich der Modusschalter 134 in einer ersten Stellung befindet. Wenn jedoch der Schalter 134 in eine zweite Stellung umgestellt wird, befindet sich der Ausgang des Schalters 134 in einem hohen Zustand, und die Steuerung geht zu einem Block 171 über. Der Block 171 prüft die Ausgangssignale des Joysticks 130, um festzustellen, ob sich der Stellhandgriff 132 in der Neutralstellung befindet.
Falls ja, geht die Steuerung zu einem Block 172 über. Falls nein oder falls das Ausgangssignal des Modusschalters in einem niedrigen Zustand ist, kehrt die Steuerung zum Block 70 zurück.
Der Block 172 berechnet die Position des Auslegerendes bezüglich eines Bezugspunkts, etwa der Position der Hinterachse 173 der Maschine, wie in Fig. 1 sichtbar. Diese Position ist in Gliedern mit einem Paar von Variablen ho und λo definiert, die wie folgt berechnet werden:
(14) ho = l&sub1; sin RG1 + k
(15) λo = l&sub1; cos RG1,
wobei l&sub1;, RG1 und k die zuvor definierten Glieder sind.
Die Steuerung geht dann vom Block 172 zu einem Block 174 über, der die Kommandoeingabe vom Joystick 130 feststellt. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Verstellung des Joystick-Handgriffs 132 aus der Neutralstellung proportional zur gewünschten Bewegungsgeschwindigkeit des Auslegerendes. Weiterhin steuert die Bewegungsrichtung des Handgriffs die Richtung der geradlinigen Verstellung des Auslegerendes. Bei der bevorzugten Ausführungsform bewegt eine Verstellung des Handgriffs nach vorne und nach hinten das Ende des Auslegers 12 auf einem geradlinigen Weg in einer Vertikalebene, während eine seitliche Verstellung des Handgriffs das Ende des Auslegers auf einem geradlinigen Weg in einer Horizontalebene bewegt.
Die Signale aus dem Joystick 130 oder 152, die mit dλc/dt und dhc=/dt bezeichnet sind und die befohlene Änderungsgeschwindigkeit des Auslegerendes in den Richtungen λ oder h repräsentieren, werden in einem Block 176 dazu verwendet, die erforderliche Änderungsgeschwindigkeit der Verstellung der Stellglieder 16, 18 zu berechnen, damit die befohlene Bewegung durchgeführt wird. Diese Änderungsgeschwindigkeiten werden nach den folgenden Gleichungen berechnet:
wobei l&sub1; die gegenwärtige Auslegerlänge und 6Q1 der gegenwärtige Winkel des Auslegers sind, wie durch den Block 172 festgestellt. Die Werte dl/dt und dRm/dt werden von einem Block 178 verwendet, um Steuersignale IRm und I&sub1; zu erzeugen, die dazu verwendet werden, die Ventile 26a, 26b zu steuern, welche wiederum die Stellglieder 16, 18 dazu veranlassen, das Auslegerende auf dem befohlenen geradlinigen Weg zu bewegen.
Nach dem Block 178 stellt ein Block 180 fest, ob sich das Ausgangssignal des Schalters 134 noch in hohem Zustand befindet. Falls ja, kehrt die Steuerung zum Block 172 zurück, welcher wiederum die gegenwärtige Position des Auslegers feststellt. Die Steuerung bleibt in der aus den Blöcken 172- 180 bestehenden Schleife, bis der Block 180 feststellt, daß sich das Ausgangssignal des Modusschalters 134 im niedrigen Zustand befindet. Wenn dies geschieht, sperrt ein Block 182 eine weitere Auslegerbewegung, und die Steuerung geht zu einem Block 184 über. Der Block 184 stellt fest, ob der Joystick-Handgriff 132 in die Neutralstellung zurückgekehrt ist. Wenn dies geschieht, kehrt die Steuerung zum Block 70 zurück, der den normalen Polarkoordinaten-Betriebsmodus durchführt.
Im Falle des in Fig. 6a gezeigten Systems wird das in Fig. 7 gezeigte Steuerprogramm so modifiziert, daß die Blöcke 170, 180 und 184 entfallen. Ferner geht die Steuerung nur dann vom Block 70 zum Block 172 über, wenn der Stellhandgriff 156 aus seiner Neutralstellung herausbewegt wird und sich der Stellhandgriff 154 des Joysticks 150 in der Neutralstellung befindet. Weiterhin geht die Steuerung vom Block 178 zum Block 172 zurück, bis beide Stellhandgriffe 154, 156 in ihre Neutralstellungen zurückgestellt werden, wobei an diesem Punkt eine weitere Bewegung des Auslegerendes beendet wird und die Steuerung zum Block 70 zurückkehrt.
Es ist weiterhin zu jeder der Ausführungsformen bemerkenswert, daß es gewünscht sein kann, wiederholte geradlinige Bewegungen auf dem gleichen Weg zu erzeugen. In diesem Fall können die Informationen, die den Weg angeben, auf dem das Ende des Auslegers zu bewegen ist, mittels einer Eingabeeinrichtung, beispielsweise eines Potentiometers, in den Mikroprozessor eingegeben werden, und es würde dann eine zweite Kommandoeinrichtung, etwa ein Einachsen-Steuerhandgriff, verwendet werden, um eine Bewegung auf dem vorgeschriebenen Weg durchzuführen.

Claims

1. Steuerungssystem für ein Teil (20), das durch erste und zweite Stellglieder (16, 18) bewegbar ist, die die Länge (l) des Teiles (20) bzw. den Winkel (R) des Teiles (20) relativ zu einer Referenzebene steuern, mit einer Steuereinrichtung (26a, 26b) zum unabhängigen Steuern der jeweiligen Stellglieder (16, 18) auf eine manuelle Kommandoeingabe hin; wobei das Steuerungssystem weiterhin aufweist:

eine Steuereinrichtung (27, 28a, 28b) mit linearer Antwort, die auch auf eine manuelle Kommandoeingabe reagiert, zum simultanen und kontinuierlichen Steuern der Stellglieder (16, 18) zum Zeitpunkt, wenn ein manuelles Kommando eingegeben wird, um das Ende des Teiles (20) auf einem geradlinigen Weg zu bewegen.

2. Steuerungssystem nach Anspruch 1, worin der geradlinige Weg, der von den Steuereinrichtungen (27, 28a, 28b) mit linearer Antwort gesteuert wird, ein horizontaler Weg ist.

3. Steuerungssystem nach Anspruch 1, worin der geradlinige Weg, der durch die Steuereinrichtung (27, 28a, 28b) mit linearer Antwort gesteuert wird, ein vertikaler Weg ist.

4. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem ersten Betriebsmodus, bei dem eine manuelle Kommandoeingabe die Steuereinrichtungen (26a, 26b) aktiviert, einen Polarkoordinaten-Betrieb des Teiles (20) zu bewirken, und mit einem zweiten Betriebsmodus, bei dem die manuelle Kommandoeingabe die Steuereinrichtung (27, 28a, 28b) mit linearer Antwort aktiviert, einen Betrieb mit orthografischen Koordinaten zu bewirken; und worin eine Selektionseinrichtung (34) vorgesehen ist, um zwischen dem ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus zu schalten.

5. Steuerungssystem nach Anspruch 4, das einen Joystick (130) zum Eingeben der manuellen Kommandoeingabe aufweist, und worin die Selektionseinrichtung (34) einen Zweipositionsschalter (134) aufweist.

6. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das einen ersten Joystick (150) zum Eingeben der manuellen Kommandoeingabe hat, um eine unabhängige Steuerung der jeweiligen Stellglieder (16, 18) zu bewirken, damit eine Polarkoordinatensteuerung des Teiles (20) erreicht wird, und einen zweiten Joystick (152) zum Eingeben der manuellen Kommandoeingabe hat, um eine simultane und kontinuierliche Steuerung der Stellglieder (16, 18) zu bewirken, damit eine Steuerung des Teiles (20) in orthographischen Koordinaten erreicht wird.

7. Steuerungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das weiterhin eine Einrichtung (Fig. 5) zum Anzeigen enthält, wann der Betrag der übrigen Horizontalbewegung des Teils (20) kleiner als ein vorgegebener Betrag ist.

8. Steuerungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Steuerungseinrichtung (26a, 26b) ein Paar aus manuell betreibbaren Hydraulikventilen aufweist.

9. Steuerungssystem nach Anspruch 8, worin die Steuereinrichtung (27, 28a, 28b) mit linearer Antwort ein elektrohydraulisches (EH) Ventil (28a oder 28b) unter der Steuerung eines Mikroprozessors (27) zum Steuern eines der Stellglieder (16 oder 18) hat.

10. Steuerungssystem nach Anspruch 9, worin der Mikroprozessor (27) wirksam ist, eine manuelle Kommandoeingabe festzustellen, die das manuell betreibbare Hydraulikventil (26a oder 26b) steuert, das mit einem der Stellglieder (16 oder 18) verbunden ist, und eine simultane Kommandoeingabe, die das EH-Ventil (28a oder 28b) steuert, zu erzeugen, das mit dem anderen der Stellglieder (18 oder 16) verbunden ist, um das Ende des Teils (20) auf einem geradlinigen Weg zu bewegen.

11. Steuerungssystem nach Anspruch 8, worin die Steuereinrichtung (27, 28a, 28b) mit linearer Antwort ein Paar von EH-Ventilen (28a, 28b) aufweist, eines für jedes der Stellglieder (16, 18), die beide unter der Steuerung des Mikroprozessors sind; und worin der Mikroprozessor (27) wirksam ist, eine manuelle Kommandoeingabe festzustellen, die das manuell betreibbare Hydraulikventil (26a oder 26b), das mit einem der Stellglieder (16, 18) verbunden ist, steuert, und um eine simultane Kommandoeingabe zu erzeugen, die das EH-Ventil (28b oder 28a), das mit dem anderen der Stellglieder (18 oder 16) verbunden ist, steuert, um das Teil (20) auf einem geradlinigen Weg zu bewegen.

12. Steuerungssystem gemäß einem vorhergehenden Anspruch, worin das Teil (20) auf einem Ausleger (12) getragen ist, und worin das Steuerungssystem wirksam ist, die Steuerung der Länge (1) des Auslegers (12) und des Winkels (R) des Auslegers (12) relativ zu einer Referenzebene zu steuern.

13. Verfahren zum Steuern der Bewegung des Endes eines Auslegers (12) auf eine manuelle Kommandoeingabe hin, wobei dessen Länge (l) und dessen Winkel (R) durch ein Längenstellglied bzw. ein Winkelstellglied (16, 18) zu dem Zeitpunkt einstellbar ist, wenn das manuelle Kommando eingegeben wird, das die Schritte aufweist:

(a) Erzeugen eines Kommandoausgangssignals von einer Kommandoeinrichtung (26a oder 26b) für eines der Stellglieder (16 oder 18), um den Betrieb dieses Stellglieds auf die manuelle Eingabe hin zu steuern; (b) Betreiben des einen Stellglieds (16 oder 18) auf das so erzeugte Kommandoausgangssignal hin, um zu verursachen, daß die Länge (l) oder der Winkel (R) des Auslegers (12) geändert wird, so daß der Ausleger bewegt wird;

(c) Detektieren der resultierenden Bewegung des Auslegers (12); und (d) automatisches und kontinuierliches Betreiben des anderen der Stellglieder (18 oder 16) auf die detektierte Bewegung hin, so daß die Auslegerlänge und der Auslegerwinkel sich synchron ändern, um zu verursachen, daß das Ende des Auslegers (12) im wesentlichen auf einem geradlinigen Weg bewegt wird;

wobei das Verfahren zu ersten und zweiten Betriebsmodi fähig ist, wobei im ersten Betriebsmodus die Länge (1) und der Winkel (R) unabhängig voneinander einstellbar sind und im zweiten Betriebsmodus die Schritte (a) bis (d) wirksam sind, um die Bewegung des Endes des Auslegers im wesentlichen auf eine Bewegung auf einem geradlinigen Weg zu beschränken.