Procedimiento para activar un accionamiento de una grúa, en especial de un mecanismo de giro y/o de un mecanismo de basculamiento,

en donde un movimiento nominal de la punta de pluma se usa como magnitud de entrada, sobre cuya base se calcula una magnitud de control para activar el accionamiento, caracterizado porque para el cálculo de la magnitud de control se tiene en cuenta la dinámica de oscilación del sistema formado por accionamiento y estructura de la grúa, para reducir oscilaciones naturales.

Procedimiento para activar un accionamiento de una grúa La presente invención se refiere a procedimientos para activar accionamientos de una grúa. En especial la presente invención se refiere con ello a un procedimiento para activar un accionamiento de una grúa, en especial de un mecanismo de giro y/o de un mecanismo de basculamiento, en donde un movimiento nominal de la punta de pluma se usa como magnitud de entrada, sobre cuya base se calcula una magnitud de control para activar el accionamiento. Asimismo la presente invención se refiere a un procedimiento para activar un mecanismo de elevación de una grúa, en el que un movimiento de elevación nominal de la carga se usa como magnitud de entrada, sobre cuya base se calcula una magnitud de control para activar el accionamiento. En el caso del accionamiento de la grúa conforme a la invención puede tratarse en especial de un accionamiento hidráulico. Sin embargo, también es posible el uso de un accionamiento eléctrico. Con ello el mecanismo de basculamiento puede materializarse por ejemplo a través de un cilindro hidráulico o a través de un mecanismo de plegado.

En los procedimientos conocidos para activar accionamientos de una grúa, un operador prefija con ello mediante palancas manuales el movimiento nominal de la punta de pluma y de este modo el movimiento nominal de la carga en dirección horizontal, de lo que a causa de la cinemática del mecanismo de giro y del mecanismo de basculamiento se calcula una magnitud de control para activar estos accionamientos. Asimismo el operador prefija mediante palancas manuales el movimiento de elevación nominal de la carga, a partir del cual se calcula una magnitud de control para activar el mecanismo de elevación.

Asimismo se conocen procedimientos para amortiguar el penduleo de carga, por ejemplo del documento DE 102004052616, en el que en lugar del movimiento de la punta de pluma se usa un movimiento nominal de la carga como magnitud de entrada, para calcular una magnitud de control para activar los accionamientos. Aquí puede usarse por ejemplo un modelo físico del movimiento de la carga suspendida del cable de carga en función del movimiento de los accionamientos, para evitar oscilaciones pendulares esféricas de la carga mediante una activación correspondiente de los accionamientos.

Los procedimientos conocidos para activar grúas, sin embargo, pueden conducir a una carga considerable sobre la estructura de la grúa.

La tarea de la presente invención consiste por lo tanto en poner a disposición un procedimiento para la activación de un accionamiento de una grúa, el cual reduzca estas cargas sobre la estructura de la grúa.

Conforme a la invención esta tarea es resuelta mediante un procedimiento conforme a la reivindicación 1. En el caso del procedimiento conforme a la invención para activar un accionamiento de una grúa, en especial un mecanismo de giro y/o un mecanismo de basculamiento, un movimiento nominal de la punta de pluma se usa como magnitud de entrada, sobre cuya base se calcula una magnitud de control para activar el accionamiento. Conforme a la invención está previsto con ello que, para el cálculo de la magnitud de control, se tenga en cuenta la dinámica interna de oscilación del sistema formada por el accionamiento y la estructura de la grúa, para amortiguar oscilaciones naturales. En el caso del accionamiento puede tratarse con ello de un accionamiento hidráulico. Sin embargo, el uso de un accionamiento eléctrico es también posible.

Con ello los inventores de la presente invención han determinado que las oscilaciones naturales pueden cargar fuertemente la estructura de la grúa y los accionamientos. Por el contrario, si se tiene en cuenta la dinámica interna de oscilación del accionamiento y de la estructura de la grúa a la hora de calcular la magnitud de control, pueden amortiguarse las oscilaciones naturales y de forma ventajosa evitarse en gran medida. Esto tiene la ventaja, por una parte, de que la punta de pluma sigue con precisión, sin oscilación, el movimiento nominal prefijado. Por otro lado la estructura de la grúa y los accionamientos no se cargan a causa de la oscilación natural. La amortiguación conforme a la invención de las oscilaciones naturales actúa por lo tanto positivamente sobre la vida útil y los costes de mantenimiento.

El procedimiento conforme a la invención se usa con ello ventajosamente en grúas en las que una pluma está articulada a una torre, de forma que puede bascular hacia arriba alrededor de un eje de basculamiento horizontal. La pluma puede bascular con ello hacia arriba y hacia abajo en el plano de basculamiento mediante un cilindro de pluma, dispuesto entre la torre y la pluma. También es posible usar como mecanismo de basculamiento un mecanismo de plegado, el cual mueva la pluma a través de un cableado en el plano de basculamiento. La torre puede girar a su vez a través de un mecanismo de giro, en especial en forma de un motor hidráulico, alrededor de un eje vertical. La torre puede estar dispuesta con ello sobre un carro de rodadura, el cual puede trasladarse sobre un mecanismo de traslación.

El procedimiento conforme a la invención puede usarse con cualquier grúa, por ejemplo con grúas de puerto y en especial con grúas móviles de puerto.

De forma ventajosa, la activación del accionamiento se realiza conforme a la invención sobre la base de un modelo físico, el cual describe el movimiento de la punta de grúa en función de la magnitud de control. La utilización de un modelo físico hace posible con ello una adaptación rápida del procedimiento de control a diferentes grúas. Con ello no es necesario establecer primero el comportamiento oscilante de forma laboriosa mediante mediciones, sino que puede describirse con base en el modelo físico. Además de esto, el modelo físico hace posible una descripción realista de la dinámica de oscilación de la estructura de la grúa, de tal modo que pueden amortiguarse todas las oscilaciones naturales relevantes. El modelo físico describe para esto no sólo la cinética de los accionamientos y de la estructura de la grúa, sino también la dinámica de oscilación del accionamiento y de la estructura de la grúa.

De forma ventajosa el cálculo de la magnitud de control se realiza con base en una inversión del modelo físico, el cual describe el movimiento de la punta de pluma en función de la magnitud de control. Mediante la inversión se obtiene de este modo la magnitud de control en función del movimiento nominal de la punta de pluma.

De forma ventajosa el modelo, que describe el movimiento de la punta de grúa en función de la magnitud de control, no es lineal. Esto tiene como consecuencia una mayor precisión de la activación, ya que los efectos decisivos, que conducen a oscilaciones naturales de la estructura de la grúa, no son lineales.

Si se usa un accionamiento hidráulico, el modelo tiene en cuenta de forma ventajosa la dinámica de oscilación del accionamiento con base en la compresibilidad del fluido hidráulico. Esta compresibilidad conduce con ello a oscilaciones de la estructura de la grúa, que pueden cargar la misma considerablemente. Si se tiene en cuenta la compresibilidad del fluido hidráulico pueden amortiguarse estas oscilaciones.

El procedimiento conforme a la invención sirve de forma ventajosa con ello para activar el cilindro de basculamiento utilizado como mecanismo de basculamiento, en donde la cinemática de la articulación del cilindro así como la masa y la inercia de la pluma de la grúa se incluyen en el cálculo de la magnitud de control. Por medio de esto pueden amortiguarse oscilaciones naturales de la pluma en el plano de basculamiento.

Alternativamente al cilindro hidráulico puede usarse un mecanismo de plegado como mecanismo de basculamiento, en donde de forma ventajosa la cinemática y/o dinámica del cableado de plegado así como la masa y la inercia de la pluma de la grúa se incluyan en el cálculo de la magnitud de control.

Alternativa o adicionalmente, el procedimiento conforme a la invención sirve para activar el mecanismo de giro, en donde el momento de inercia de la pluma de la grúa se incluye en el modelo. Por medio de esto pueden amortiguarse oscilaciones naturales de la estructura de la grúa alrededor del eje de giro vertical.

De forma ventajosa, la amortiguación de oscilaciones se realiza en el curso del control previo. Por medio de esto pueden ahorrarse costosos sensores, los cuales tendrían que usarse en caso contrario. Además de esto, el control previo hace... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para activar un accionamiento de una grúa, en especial de un mecanismo de giro y/o de un mecanismo de basculamiento, en donde un movimiento nominal de la punta de pluma se usa como magnitud de entrada, sobre cuya base se calcula una magnitud de control para activar el accionamiento, caracterizado porque para el cálculo de la magnitud de control se tiene en cuenta la dinámica de oscilación del sistema formado por accionamiento y estructura de la grúa, para reducir oscilaciones naturales.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en donde la activación del accionamiento se realiza con base en un modelo físico, el cual describe el movimiento de la punta de grúa en función de la magnitud de control, y en donde ventajosamente el modelo no es lineal.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, en donde la activación del accionamiento se realiza con base en una inversión del modelo.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en donde en el caso del accionamiento se trata de un accionamiento hidráulico y el modelo tiene en cuenta la dinámica de oscilación del accionamiento, con base en la compresibilidad del fluido hidráulico.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores para activar el cilindro de plegado utilizado como mecanismo de plegado, en donde la cinemática de la articulación del cilindro así como la masa y el momento de inercia de la pluma de la grúa se incluyen en el cálculo de la magnitud de control.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores para activar el mecanismo de giro, en donde el momento de inercia de la pluma de la grúa se incluye en el modelo.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en donde la amortiguación de oscilaciones se realiza en el curso del control previo, en donde de forma ventajosa se usan la posición, la velocidad, la aceleración y/o la sacudida de la punta de pluma como magnitudes nominales del control previo.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en donde se genera, a partir de datos introducidos por un operador y/o un sistema de automatización, una trayectoria nominal de la punta de pluma como magnitud de entrada de la unidad de control.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en donde posibles oscilaciones pendulares esféricas de la carga no se incluyen como magnitud de medición en la activación, y/o en donde no se tienen en cuenta posibles oscilaciones pendulares esféricas de la carga durante la activación del accionamiento.

10. Procedimiento para activar un mecanismo de elevación de una grúa, en donde un movimiento de elevación nominal de la carga se usa como magnitud de entrada, sobre cuya base se calcula una magnitud de control para activar el accionamiento, caracterizado porque para el cálculo de la magnitud de control se tiene en cuenta la dinámica de oscilación del sistema formado por mecanismo de elevación, cable y carga en la dirección del cable, para reducir oscilaciones naturales.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, en donde para el cálculo de la magnitud de control se tiene en cuenta la dinámica de oscilación a causa de la extensibilidad del cable de elevación.

12. Procedimiento según la reivindicación 10 u 11, en donde el mecanismo de elevación se acciona hidráulicamente y, a la hora de calcular la magnitud de control, se tiene en cuenta la dinámica de oscilación a causa de la compresibilidad del fluido hidráulico.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 10 a 12, en donde se incluyen la longitud de cable variable del cable de elevación y/o el peso de la carga suspendida del cable de carga en el cálculo de la magnitud de control.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 10 a 13, en donde la activación del mecanismo de elevación se basa en un modelo físico de la grúa, el cual describe el movimiento de elevación de la carga en función de la magnitud de control del mecanismo de elevación, en donde ventajosamente la activación del mecanismo de elevación se basa en la inversión del modelo físico.

15. Grúa o unidad de control de grúa con una unidad de control, la cual presenta un programa de control a través del cual se implementa un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 14.

Figura 1

Figura 2

Figura 3 Figura 4

Figura 5