Способ управления процессом черпания фронтального погрузчика

(51 2 Р 9 2 ТОРСНОМУ СВИ пу- елиа на АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ч(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЧЕРПАНИЯ ФРОНТАЛЬНОГО ПОГРУЗЧИКА(57) Изобретение относится к подъемнотранспортным машинам и позволяет повысить точность управления черпанием.Для этого при помощи ультразвуковогодатчика уровня материала измеряют текущее значение расстояния А от излучателя до поверхности зачерпываемогоматериала и сравнивают его с заданным,ЯО 13052 начальным значением Ан . В момент выравнивания значений А и А, соответствующий заданной оптимальной величине Й 0 начального внедрения кОвша в8 нштабель, начинают поворот ковша, Одновременно Формируют текущую базу от" счета уровня материала в ковше А тем умножения текущего значения в чины 4 в) углового положения ковш коэффициент К обратной связи и его алгебраического суммирования с Ас, т.е. А= А- К(с). Затем Асравнивают с А. Если А ( О, то продолжают поворот ковша при поступательном движении погрузчика. Если А ) О, то прекращают поворот ковша и продолжают поступательное движение погрузчика. Одновременно в процессе черпания сравнивают (с) с заданным максимальным значениемвеличины углового положения ковша. Если (с)-у, 0, прекращают поворот ковша и процесс черпания материала заканчивают. 4 ил.Изобретение относится к подъемнотранспортным машинам, а именно к одноковшовым фронтальным погрузчикам.Цель изобретения - повьппение точности управления черпанием.На фиг. 1 показано устройство,реализующее способ управления процессом черпания; на фиг. 2 - ковш, начальное внедрение; на фиг. 3 - то же,промежуточное положение; на Фиг. 4то же положение, в конце процессачерпания материала (А - текущее значение расстояния от излучателя датчика до поверхности зачерпываемогоматериала; ч - величина углового положения ковша Ь - начальное внедре 6 Нние ковша в штабель, соответствующееначалу поворота ковша при черпании;задний угол днища ковша при внедрении),Сущность способа заключается вследующем. Перед началом процесса черпания ковшустанавливают в положение, при котором днище составляет с опорнойоповерхностью угол 3-5 , При поступательном движении погрузчика днище ковша внедряют в штабель, одновременно при помощи ульразвукового датчика уровня материала измеряют текущее зна чение расстояния от излучателя этого датчика до поверхности зачерпываемого материала и сравнивают его с заданным начальным значением расстояния от излучателя до поверхности материала. Если это рассогласование больше нуля, то продолжают внедрение ковша. В момент выравнивания этих значений, соответствующий заданной оптимальной величине начального внедрения ковша в штабель, начинают йоворот ковша и одновременно формируют текущую базу отсчета уровня материала в ковше, т.е, осуществляют умножение текущего значенйя величины углового положения ковша на коэффициент обратной связи и его алгебраическое суммирование с заданным начальным значением расстояния от излучателя датчика до поверхности материала. Полученное значение сравнивают с текущим значением и, если оно не больше нуля, продолжают поворот ковша при поступательном движении погрузчика, если оно больше нуля, то прекращают поворот ковша и продолжают поступательное движение погрузчика до тех пор, пока результат сравнения не ста 35 чика 8 углового положения ковша соединен через АЦП 9 с вторым входом ум 10 15 го 25 30 40 45 50 55 нет меньше или равен нулю, и снова начинают поворот ковша, совмещаемый с поступательным движением погрузчика, одновременно в процессе черпания сравнивают текущее значение угла поворота ковша с максимальным значением величины углового положения ковша и, если результат сравнения равен или больше нуля, прекращают поворот ковша и процесс черпания материала заканчивают.Устройство (Фиг.1 ) содержит ковш 1 погрузчика, на задней стенке которого установлен ультразвуковой датчик 2 уровня материала в ковше, аналогоцифровой преобразователь (АЦП) З,первый элемент 4 сравнения, логический элемент ИЛИ 5, гидрораспределитель б, исполнительный механизм 7 поворота ковпа, датчик 8 углового положения ковша, аналого-цифровой преобразователь 9, умножитель 10, сумматор 11, задатчик 12 начального значения расстояния от излучателя до поверхности материала, задатчик 13 коэффициента обратной связи, задатчик 14 максимального угла поворота ковша, второй элемент 15 сравнения (компаратор) и насос 1 б гидросистемы. Выход от датчика 2 уровня материала в ковше через АЦП 3 соединен с первым входом первого элемента 4 сравнения (компаратора), а выход от датножителя 10 и с первым входом второгоэлемента 15 сравнения, первый входумножителя 10 соединен с выходом задатчика 13 коэффициента обратной связи, а выход умножителя 10 соединен спервым входом сумматора 11, на второйвход которого подключен выход задатчика 12 начального значения расстояния от излучателя до поверхности материала, а выход сумматора 11 подключен к второму входу первого элемента4 сравнения, при этом выход последнего подключен к первому входу элемента ИЛИ 5, датчик 14 максимального угла поворота ковша соединен с вторымвходом второго элемента 15 сравнения,1выход которого подключен к второмувходу элемента ИЛИ 5, выход последнего соединен с электромагнитом гидрораспределителя б,Алгоритм управления черпанием попредлагаемому способу имеет видесли А - А( о =, то х = х, (1)Ао = Лнач К (2)если Л -Л ) О , то х = х(3)если ср(с)-Ч )О, тох =х, (4) где А - текущая база отсчета расстоя-ния от излучателя датчикадо поверхности материала;А;ц- задаваемое начальное значение расстояния от излучателя датчика до поверхностиматериала;К - коэффициент обратной связи;- максимальный угол поворотамаксковша;х - параметр управления золотником гидрораспределителя,х клх ы - параметры включения и выключения золотника Гидрораспре 2 Оделителя.Управление процессом черпания по предла 1 аемому способу осуществляют следующим образом.Перед началом процесса черпания устанавливают ковш 1 режущей кромкой вперед в положение, при котором днище составляет с опорной поверхностью угол Е = 3-5 . При поступательном движении погрузчика осуществляют внед 30 рение днища ковша 2 в штабель (фиг.2) Одновременно при помощи датчика 2 измеряют расстояние А и осуществляют его сравнение с заданным значением А = А по условию (1) алгоритма.о иач 35 Если условие (1) не удовлетворяется, то продолжают внедрение ковша в штабель беэ его поворота. В момент вы 1равнивания значений А и Ао, который соответствует заданной оптимальной величине начального внедрения ковшав штабель Ь , срабатывает условие (1) алгоритма, в соответствии с которымначинают поворот ковша. Одновременно при повороте ковша 1 по выражению (2) 45 формируют новое значение А уровняо материала в ковше, т.е. осуществляют умножение текущего значения угла (г)на коэффициент обратной связи К, коАнач - Ак торый определяет как "а" к и 50макс его алгебраическое суммирбвание сзаданным начальным значением А . Понач лученное значение Асравнивают с текущим значением А по условию (3) алгоритма. Если условие (3) не удовлетворяется, то продолжают поворот ковша,совмещенный с поступательным перемещением погрузчика. При удачном соотношении скоростей поворота ковшаи поступательного перемещения погрузчика весь процесс черпания может совершиться при одном повороте ковша иусловие (3) не срабатывает.Если соотношение указанных скоростей для данных условий черпания неблаГоприятное, срабатывает условие (3)алгоритма, в соответствии с которымпрекращают поворот ковша. С этого момента продолжают поступательное дви -жение погрузчика на штабель без поворота ковша и осуществляют сравнениерасстояния А с заданным значением Аопо условию (1) алгоритма. В связис тем, что при отсутствии поворотаковша величина Ао в условии (1) является постоянной, а величина А быстро уменьшается, в некоторый моментвыполняется усповие (1) алгоритма,в соответствии с которым снова начинают поворот ковша, совмещенный споступательным перемещением погруз-.чика, Одновременно в процессе черпания при повороте ковша сравниваюттекущее значение угла поворота ковша у(с) с максимальным заданным значением ума, а Ао = А. При выполнении условия (4) алгоритма прекращаютповорот ковша, выключают муфту сцепления и процесс черпания материалазаканчивают,Устройство управления процессомчерпания работает следующим образом,1При внедрении ковша 1 в штабельпоступательным движением тягача датчиком 2 уровня материала в ковше вырабатывается электрический сигнал А,пропорциональный расстоянию от излучателя до свободной поверхнбсти материала. Этот сигнал преобразуетсяв АЦП 3 и подается на компаратор 4,на второй вход которого поступаетсигнал Аот задатчика 12 черезсумматор 11. В компараторе 4 происходит сравнение указанных величин всоответствии с условием (1) алгоритма.В момент выравнивания сигналов Аи Ав компараторе 4 вырабатывается сигнал, который подается через логический элемент ИЛИ 5 на электромагнит гидрораспределителя 6, золотниккоторого перемещается вверх, рабочаяжидкость от насоса 1 б подается в .поршневые полости гидроцилиндра 7 поворота ковша 1. С этого момента начинается поворот ковша 1, совмещенныйс поступательным движением тягача.Датчиком 8 углового положения вырабатывается электрический сигнал, пропорциональный углу поворота ковша, который преобразуется в АЦП 9 и подается в умножитель 10, где происходит его умножение на коэффициент обратной связи, значение которого поступает от задатчика 13. Далее результат перемножения подается в сумматор 11, где алгебраически суммируется с сиг налом А, поступающим от задатчика 12. Таким образом, при повороте ковша 1 в компараторе сравниваются сиг.налы, поступающие от датчика 2 и сумматора 11 в соответствии с условием (3) алгоритма. В момент выравнивания сигналов А и А компаратором 4 выраба тывается сигнал для выключения электромагнита распределителя 6. С этого момента прекращается поворот ковша и 20 происходит внедрение его в штабель поступательным перемещением тягача.Компаратором 4 снова проводится сравнение сигналов от датчика 2 и сумматора 11 в соответствии с условием (1) 5 алгоритма. При выполнении условия (1) алгоритма компаратором 4 вырабатывается сигнал для включения золотника гидрораспределителя 6.Снова начинается поворот ковша, 30 совмещенный с поступательным перемещением погрузчика.Одновременно при повороте ковша 1в компаратор 15 подаются сигналы от датчика 8 поворота ковша и задатчика 35 14, где проводится их сравнение в соответствии с условием (4) алгоритма. В момент выравнивания указанных сигналов. компаратором 15 вырабатывается сигнал для выключения золотника ф гидрораспределителя 6, С этого момента процесс черпания заканчивается оператор выключает муфту сцепления тячага для прекращения его поступательного движения,Формула изобретенияСпособ управления процессом черпания фронтального погрузчика, включающий измерение уровня материала в ковше, задания начального уровня материала в ковше, сравнения указанныхвеличин, в момент выравнивания которых начинают поворот ковша, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности управления черпанием, измеряют действительное расстояние от ультразвукового излучателя, установленного на задней стенкековша до уровня материала в ковше,измеряют текущий угол поворота ковша,задают максимальный угол поворота.ковша и коэффициент обратной связи,затем определяют текущую базу отсче"та (Ао) как разность начального уров"ня материала в ковше и произведениякоэффициента обратной связи на текущий угол поворота ковша, при этомкоэффициент обратной связи определя"ется как отношение разности начального уровня материала в ковше и действительного расстояния от излучателя до материала в ковше в конце чер-.пания, сравнивают действительное рас.стояние от излучателя до уровня материала в ковше с текущей базой отсчета и по их рассогласованию управляют поворотом ковша, одновременносравнивают текущее значение угла поворота ковша с максимальным и в момент их равенства прекращают процессчерпания, 13052731305273 г. став хред едактор О.Головач 07 Подписноего комитета СССРй и открытийРаушская наб., д. 4/5 Заказ 13 играфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,Произв венно Тираж ИИПИ Государственно по делам изобретен 035, Москва, Ж,ель В.Чуприн .Олейник, КорректоР С.Шекмар