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Die Erfindung betrifft einen Containerkran
mit einer längs
einer Fahrbahn verfahrbaren Katze mit einem Spreader zum Aufnehmen
eines auf ein kranexternes Transportmittel abzustellenden oder dort
aufzunehmenden Containers.
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Ein Containerkran dient beispielsweise
zum Be- und Entladen von Containerschiffen. Hierbei werden entweder
die am Schiff befindlichen Container auf ein kranexternes Transportmittel
verbracht oder im Beladebetrieb von zum Kran gefahrenen Transportmitteln
auf das Schiff geladen. Es sind unterschiedliche Kranausführungen
bekannt, nämlich
solche mit nur einer Katze, die einen Container unmittelbar vom
Schiff zum Transportmittel und umgekehrt verbringt, und Zweikatz-Krananlagen,
bei denen eine erste Katze (Hauptkatze) die Container vom Schiff auf
eine kranseitige Rbstellfläche
(Laschplattform) und umgekehrt verbringt, und eine zweite Katze
(Portalkatze) die Container von der Abstellfläche zum Transportmittel und
umgekehrt transportiert. Bei modernen Krananlagen wird die oder
werden beide Katzen im automatischen oder zumindest halbautomatischen
Betrieb gesteuert. Dabei steht im Ladebetrieb insbesondere die Positionierung
einer Katze bzw. eines Spreaders mit oder ohne Container bezüglich eines
aufzunehmenden Containers oder eines Transportmittels im Vordergrund.
Beispielsweise muss bei einer Zweikatz-Containerbrücke die
Last mit der Portalkatze innerhalb einer Toleranz von ca. ± 50 mm von
einem beweglichen Koordinatensystem, nämlich dem des Krans, auf ein
festes Koordinatensystem, nämlich
dem des Terminals bzw. des innerhalb des Terminal-Koordinatensystems
positionierten Transportmittel positioniert werden. Entsprechend
geringe Positionierungstoleranzen sind auch gegeben, wenn mit der
Portalkatze auf einen Container auf der Abstellfläche zugegriffen
werden soll etc.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen
Containerkran anzugeben, bei dem ein exaktes Positionieren einer
an einer Katze hängenden Last
möglich
ist.
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Zur Lösung dieses Problems ist bei
einem Containerkran der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen,
dass Mittel zum Erfassen von ein direktes oder indirektes Maß für die Position des
leeren Spreaders bezüglich
eines aufzunehmenden Containers oder des Spreaders mit Container bezüglich des
Transportmittels darstellenden Positionsdaten vorgesehen sind, und
dass Mittel zum Bewegen des Spreaders in Abhängigkeit der Positionsdaten
zum automatischen Ausgleich von im Wesentlichen horizontalen Positionierungsdifferenzen
vorgesehen sind.
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Bei dem erfindungsgemäßen Containerkran wird
automatisch die Position des Spreaders bezüglich des jeweils relevanten
Drittgegenstandes, also entweder des aufzunehmenden Containers oder
des Transportmittels in Form geeigneter Positionsdaten erfasst,
wobei diese Positionsdaten Grundlage einer nachfolgenden Steuerung
geeigneter Bewegungsmittel zum Bewegen des Spreaders sind, um durch die
Positionsermittlung festgestellte etwaige horizontale Positionierungsdifferenzen
ausgleichen zu können.
Mit dem Begriff „Spreader"
ist die gesamte Leerlast, die über
die Hubseile an der Katze hängt,
gemeint, bestehend zum einen aus dem eigentlichen den Container
aufnehmenden Container-Spreader als auch dem sogenannten Headblock,
der unmittelbar mit dem Spreader verbunden ist.
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Da die Erfassung der Positionsdaten
kontinuierlich erfolgt und infolgedessen eine sehr schnelle und
auch exakte Steuerung der Spreaderposition möglich ist, kann auf diese Weise
sowohl im halbautomatischen als auch im vollautomatischen Betrieb auf
zuverlässige
Weise ein hohes Maß an
Positionierungsgenauigkeit erreicht werden. Die kontinuierliche Positionserfassung
und damit die kontinuierliche Erfassung etwaiger Positionierungsdifferenzen
erfolgt natürlich
auch während
der Ausgleichsbewegung, so dass hierüber exakt bestimmt werden kann,
wann die korrekte Positionierung innerhalb der zulässigen Toleranzen
von z. B. ± 50
mm bezüglich
der eigentlichen Zielposition erreicht ist. Anschließend erfolgt dann
der eigentliche Zugriff oder das Absetzen des Containers. Dies erfolgt
im vollautomatischen Betrieb über
die Steuerungseinrichtung automatisch gesteuert, im halbautomatischen
Betrieb ist hier der Kranführer
gefordert, den letzten Schritt manuell zu steuern.
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Die Mittel zum Erfassen der Positionsdaten können ein
Bildaufnahmesystem umfassend ein oder mehrere an der Katze fest
angeordnete Bildaufnahmemittel zum Aufnehmen des unterhalb der Katze hängenden
Spreaders und ein Bildanalysemittel zum Ermitteln von die Lage des
Spreaders bezüglich
der Katze beschreibenden Positionsdaten umfassen. Mit diesem Bildaufnahmesystem
werden Positionsdaten ermittelt, die ein indirektes Maß für die Lage
des Spreaders bezüglich
des aufzunehmenden Containers oder des Transportmittels darstellen.
Diese Positionsdaten geben die relative Lage des an den Seilen hängenden
Spreaders bezüglich
der Katze an. Sind die Positionsdaten der Katze exakt bekannt, so ergibt
sich hierüber
auch ein indirektes Maß für die Positionierung
des Spreaders bezüglich
der Positionsdaten des aufzunehmenden Containers (der ebenfalls
im Koordinatensystems des Krans lagemäßig definiert ist, sofern er
auf der Abstellfläche
steht) oder des Transportmittels (das gegebenenfalls in einem zweiten
externen Koordinatensystem positionsmäßig definiert ist, wobei dieses
Koordinatensystem jedoch auf das relevante kranseitige Koordinatensystem
referenziert ist). Man erhält
also hieraus eine Information, inwieweit eine lagemäßige Differenz
zwischen Katze und Spreader gegeben ist, die beispielsweise durch
eine ungleichmäßige Lastverteilung
am Spreader oder dergleichen hervorgerufen sein kann.
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Für
eine Erfassung der Positionsdaten können am Spreader, z. B. an
seinem Headblock mehrere Markierungen, insbesondere Re flektoren
vorgesehen sein, die von den Bildaufnahmemitteln aufgenommen und
anhand deren Lage im Bild die Positionsdaten erfasst werden, wobei
als Bildaufnahmemittel zweckmäßigerweise
einfache Standardvideokameras verwendet werden, deren Bilddaten
mit dem Bildanalysemittel entsprechend verarbeitet und analysiert
werden. Die Bildanalysemittel erfassen unter Verwendung geeigneter
Analysealgorithmen die Lage der Markierungen im Bild und können so
aufgrund ihrer festen Positionierung an der Katze die Markierungslage
relativ zur feststehenden Katze erfassen und Positionierungsdifferenzen
ermitteln.
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Ferner können die Mittel zum Aufnehmen
der Positionsdaten – alternativ
oder zusätzlich – ein optisches
System umfassend mehrere an der Katze fest angeordnete licht- oder
laseroptische Aufnahmemittel mit zugeordnetem Auswertemittel zum
Erfassen von die Lage des Containers bezüglich des Transportmittels
oder des Spreaders bezüglich
des aufzunehmenden Containers beschreibenden Positionsdaten umfassen. Über dieses
licht- oder laseroptische System erfolgt ein relativer Positionsvergleich zwischen
dem Transportmittel und dem Spreader samt Container bzw. zwischen
dem leeren Spreader und dem aufzunehmenden Container. Hier werden also
ein direktes Maß für die relative
Position darstellende Positionsdaten aufgenommen. Wenngleich allein
unter Verwendung dieses licht- oder laseroptischen Systems eine
exakte Positionierung möglich ist,
ist die zusätzlich
Verwendung des Bildaufnahmesystems insbesondere aus Sicherheits-
und Kontrollgründen
zweckmäßig.
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Die Positionsdatenerfassung in diesem
optischen System kann dabei anhand einer Detektion von innerhalb
der von einem Aufnahmemittel gelieferten Aufnahmedaten abgebildeten
Kanten des Spreaders bzw. daran hängenden Containers und des
Transportmittels bzw. des leeren Spreaders und des aufzunehmenden
Containers erfolgen. Auch hierfür
sind geeignete Kantendetektionsalgoritmen im Software-Auswertemittel
vorgesehen.
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Generell sind die Mittel zum Erfassen
der Positionsdaten zweckmäßigerweise
derart ausgebildet, dass anhand der Positionsdaten eine Positionsdifferenz
in und senkrecht zur Fahrrichtung der Katze sowie ein Verdrehwinkel
des leeren oder beladenen Spreaders um eine Vertikalachse bezüglich der
Katze ermittelbar ist. Hiernach wird also eine beispielsweise in
Längsrichtung
des Auslegers, also in Fahrrichtung gegebene Differenz Δx, eine quer
zur Auslegerrichtung mögliche
Differenz Δy
und ein Verdrehwinkel α ermittelt,
wobei über
diese Daten die genaue Position des Spreaders bezüglich des
jeweiligen Referenzgegenstandes (also Katze oder aufzunehmender
Container bzw. Transportmittel) definiert und kann entsprechend
ausgeglichen werden.
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Als Mittel zum Bewegen des Spreaders
sind an diesem, z. B. am Headblock oder dem Container-Spreader selbst,
zweckmäßigerweise
mehrere Stellglieder, insbesondere Stellzylinder vorgesehen, die
in Abhängigkeit
der erfassten Positionsdaten zum Ausgleich etwaiger Positionsdifferenzen
angesteuert werden. Es kann sich hier um beliebige hydraulische, pneumatische
oder elektrische Stellglieder bzw. -zylinder handeln, solange diese
eine einfache Bewegung des Spreaders bezüglich des Headblocks zulassen.
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Nach einer zweckmäßigen Erfindungsausgestaltung
kann vorgesehen sein, dass eine den Betrieb der Bewegungsmittel
steuernde -Steuerungseinrichtung vorgesehen und derart ausgebildet
ist, dass auf Basis der unter Verwendung des Bildaufnahmesystems
erfassten Positionsdaten ein erster Positionierungsdifferenzausgleich
erfolgt, wonach auf Basis der unter Verwendung des optischen Systems
erfassten Positionsdaten ein zweiter Positionierungsdifferenzausgleich
erfolgt. Es wird hier also zweistufig gearbeitet. Zunächst wird
der leere oder beladene Spreader bezüglich der Katze ausgerichtet, sofern
diesbezüglich
Positionierungsdifferenzen ermittelt werden. Anschließend erfolgt
der zweite Ausgleich, sofern das opέische System eine Positionierungsdifferenz
zum Transportmittel bzw. zum aufzunehmenden Container feststellt.
Diese Positionierungsdifferenzen resultieren letztlich daraus, dass
die Katze nicht exakt oberhalb des Transportmittels bzw. des aufzunehmenden
Containers positioniert ist. Im ersten Fall kann dies beispielsweise
daraus resultieren, dass das Transportmittel nicht exakt an der
vorbestimmten Position angekommen ist, oder dass die Katze aufgrund
Schlupfs oder dergleichen nicht die vorgegebene Endposition erreicht
hat oder dergleichen.
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In solchen Fällen ist es zweckmäßig, wenn Mittel
zum Erfassen von die Position des kranexternen Transportmittels
beschreibenden Positionsdaten vorgesehen oder dem Containerkran
zugeordnet sind, in Abhängigkeit
derer der Fahrbetrieb der Katze gesteuert wird. Beispielsweise kann
es sich bei den kranexternen Transportmitteln um fahrerlose Transportwagen
handeln, die in dem Containerterminal beispielsweise über bodenseitig
eingelassene Transponder fahrerlos bewegt werden. Es ist nun möglich, über eine
externe Leitrechnereinrichtung zum einen diese externen Transportmittel
in die gewünschte
Position zu steuern, aber auch etwaige Positionierungsungenauigkeiten
des Transportmittels, das die eigentliche Halteposition nicht einnimmt,
zu erfassen. Ergibt sich beispielsweise eine Positionierungsdifferenz
in Richtung der Auslegerlängsachse,
so kann diese Wegdifferenz an die kranseitige Steuerungseinrichtung
gegeben werden, die dann die Katze bereits entsprechend steuert
und beispielsweise etwas weiter verfährt, bis sie die neue, aus
der ungenauen Transportmittelpositionierung resultierende Endposition
erreicht hat. Das heißt,
die die Transportmittelposition erfassenden Mittel sind zum Bestimmen
einer Differenz zwischen der Soll-Position und der Ist-Position
des Transportmittels ausgebildet, wobei diese Positionsdifferenzdaten
bei der Steuerung des Katzfahrbetriebs und der Stellglieder für den Positionierungsausgleich
berücksichtigt
werden. Dies gilt sowohl hinsichtlich einer erfassten Positionsdifferenz
in x- wie auch in y-Richtung wie auch des Verdrehwinkels um die
Senkrechte bezüglich
des Auslegers.
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Neben dem Containerkran betrifft
die Erfindung ferner ein Verfahren zum Positionieren eines an einer
längs einer
fahrbaren verfahrbaren Katze hängenden
Spreaders bezüglich
eines aufzunehmenden Containers bzw. eines Spreaders mit Container
bezüglich
eines Transportmittels, mit folgenden Schritten:
- – Anfahren
einer vorgegebenen Position oberhalb des aufzunehmenden Containers
oder des Transportmittels mit der Katze,
- – Erfassen
von ein direktes oder indirektes Maß für die Position des leeren Spreaders
bezüglich des
aufzunehmenden Containers oder des Spreaders mit Container bezüglich des
Transportmittels darstellenden Positionsdaten, aus denen wie beschrieben
die entsprechenden Differenzdaten als Hinweis auf die Positionierungsdifferenzen
ermittelt werden, und
- – automatische
Ansteuerung von am Spreader vorgesehenen Stellgliedern in Abhängigkeit
der Positionsdaten bzw. der erfassten Positionsdifferenzen zum Ausgleich
von Positionierungsdifferenzen zwischen dem Spreader und dem Container
bzw. dem Spreader mit Container und dem Transportmittel.
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Als Positionsdaten können unter
Verwendung eines Bildaufnahmesystems mit einem oder mehreren an
der Katze fest angeordneten Bildaufnahmemitteln, vorzugsweise Videokameras
und einem Bildanalysemittel Positionsdaten ermittelt werden, die
die Lage des Spreaders bezüglich
der Katze beschreiben, wozu zweckmäßigerweise im Bild sichtbare,
spreaderseitig angeordnete Markierungen zur Bestimmung der Positionsdaten
analysiert werden.
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Zusätzlich oder alternativ können als
Positionsdaten unter Verwendung eines optischen Systems umfassend
mehrere an der Katze fest angeordnete licht- oder laseroptische
Aufnahmemittel mit zugeordnetem Auswertemittel Positionsdaten ermittelt werden,
die die Lage des Containers bezüglich
des Transport mittels oder des Spreaders bezüglich des aufzunehmenden Containers
beschreiben. Hier erfolgt die Positionsdatenerfassung unter Verwendung geeigneter
Kantendetektionsalgorithmen, die in den Aufnahmedaten abgebildete
Kanten des Spreaders bzw. Containers und des Transportmittels bzw.
des Spreaders und des Containers detektieren.
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Zur exakten Positionierung und zum
Ausgleich etwaiger Differenzen bietet sich ein zweistufiger Ausgleichsmodus
an, wobei zunächst
die Erfassung der Positionsdaten unter Verwendung des Bildaufnahmesystems
und ein darauf basierender erster Positionierungsdifferenzausgleich
erfolgt, wonach die Positionsdatenerfassung unter Verwendung des optischen
Systems und anschließend
ein darauf basierender zweiter Positionierungsdifferenzausgleich vorgenommen
wird.
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Schließlich kann vorgesehen sein,
anhand der Positionsdaten eine Positionsdifferenz in und senkrecht
zur Fahrrichtung der Katze sowie einen Verdrehwinkel des Spreaders
oder des Containers um eine Vertikalachse bezüglich der Katze zu ermitteln,
wobei die Mittel zum Bewegen des Spreaders sowie die diese ansteuernde
Steuerungseinrichtung zum Ausgleich jeder der erfassten Positionierungsdifferenzen
entsprechend angesteuert werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der
Erfindung er geben sich aus dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel
sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 eine
Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Containerkrans in Form
einer Zweikatz-Containerbrücke,
und
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2 ein
Diagramm zur Darstellung relevanter Komponenten des Krans und des
eigentlichen Positionierungsablaufs.
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1 zeigt
in Form einer Prinzipskizze einen erfindungsgemäßen Containerkran 1,
der längs
einer Kaimauer 2 entlang eines Schiffs 3 motorisch über ein
Fahrwerk verfahrbar ist. Am Krangestell 4 ist ein Ausleger 5 vorgesehen,
der das Schiff 3 in seiner Breite vollständige übergreift.
Am Ausleger 5 ist eine Katze 6 (Hauptkatze), an
der über
Hubseile 7 ein Container-Spreader 8 angeordnet
ist, verfahrbar (Doppelpfeil A). Der Spreader 8, der im
gezeigten Beispiel einen gestrichelt gezeichneten Container 9 gegriffen
hat, ist über
die Hubseile und ein katzseitiges Hubwerk vertikal bewegbar, wie
durch den Doppelpfeil B dargestellt ist.
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Gezeigt ist ferner eine Abstellfläche 10,
auf der der Container 9 abgestellt werden kann, wenn er von
dem Schiff 3 entladen wird. Diese Abstellfläche 10,
die auch Laschplattform genannt wird, kann mehrere Container 9 aufnehmen,
im gezeigten Beispiel ist bereits ein anderer Container 9 auf
der Laschplattform abgestellt, der von der Katze 6 bereits
vorher dorthin gebracht wurde.
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Ferner ist ein zweiter Ausleger 11 vorgesehen,
an dem eine zweite Katze 12 (Portalkatze), an der ebenfalls über Hubseile 13 ein
Container-Spreader 14 angeordnet ist, verfahrbar ist. Diese
Katze 12 bzw. der Spreader 14 haben ebenfalls
Zugriff auf die Abstellfläche 10,
so dass ein dort befindlicher Container 9 gegriffen und
auf ein seitlich des Krangestells positioniertes zweites Transportmittel 15 abgestellt werden
kann. Auf dem linken Transportmittel 15, bei dem es sich
beispielsweise um einen Bahncontainerwagen oder ein fahrerloses
Transportmittel handeln kann, ist bereits ein gestrichelt gezeichneter
Container 9 abgestellt.
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Der Be- und Entladebetrieb erfolgt
hier also zweistufig. Zum Beladen wird ein Container 9 vom Schiff über die
Katze 6 geholt und auf die Abstellfläche 10 abgestellt,
derselbe Container wird anschließend mit der Katze 12 von
der Abstellflä che
geholt und auf ein zweites Transportmittel 15 abgestellt.
In umgekehrter Weise erfolgt der Beladebetrieb.
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Der gesamte Be- und Entladebetrieb
des Krans, also auch der Fahrbetrieb der Katzen und der Hubbetrieb
der Spreader wird über
eine speicherprogrammierbare Steuerungseinrichtung 16,
die kranseitig vorgesehen ist, gesteuert. Hierzu erfolgte eine bidirektionale
Datenkommunikation, zwischen den Fahrwerken und Hubwerken und sonstigen
relevanten Betriebselementen und der Steuerungseinrichtung 16,
wie durch den Doppelpfeil C dargestellt ist. Zum Be- und Entladen
sind bestimmte containerspezifische Fahraufträge erforderlich, die bestimmte Fahrauftragsdaten
umfassen, die zum einen den jeweiligen Container identifizieren,
und zum anderen angeben, was mit ihm erfolgen soll. Diese Fahrauftragsdaten
werden in der Steuerungseinrichtung 16 abgearbeitet, die
in Abhängigkeit
dieser Daten den Kranbetrieb bzw. den Katzfahr- und -hubbetrieb
entsprechend steuert.
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Die Fahrauftragsdaten werden der
Steuerungseinrichtung 16 über eine kranexterne Leitrechnereinrichtung 17 gegeben.
Diese kommuniziert, wie durch den Doppelpfeil D angedeutet ist,
ebenfalls bidirektional mit der Steuerungseinrichtung 16.
Die Fahrauftragsdaten umfassen Informationen, die beispielsweise
den von der Katze 6 zu holenden Container sowie seine Position
am Schiff 3 identifizieren, ferner umfassen sie Daten hinsichtlich
der Zielposition, wohin also der Container über die zweite Katze 12 bezüglich der
mehreren zur Verfügung
stehenden Abstellpositionen auf verschiedenen Transportmitteln zu
bringen oder von wo er zu holen ist. Im gezeigten Beispiel sind
exemplarisch drei Transportmittel 15 gezeigt.
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An der Katze 12 sind im
gezeigten Beispiel zwei Kameras 18 eines Bildaufnahmesystems
vorgesehen. Diese Kameras, bei denen es sich um einfache Videokameras
handeln kann, nehmen den unterhalb der Katze 12 hängenden
Spreader 14 gegebenenfalls mit aufgenommenen Container 9 auf
und übertragen
ihre Daten an ein Bildanalysemittel, das z. B. softwaremäßig in der
Steuerungseinrichtung 16 hinterlegt sein kann. Am Spreader
oder seinem Headblock sind mehrere Markierungen 19 vorgesehen,
z. B. Reflektoren, die auch ein Erkennen bei Dunkelheit ermöglichen.
Diese Markierungen 19 sind in den aufgenommenen Bildern
der Kameras 18 erkennbar. Das Bildanalysemittel ermittelt
nun die Position der Markierungen 19 im jeweiligen Bild
und kann hierüber
erfassen, wie der Spreader 14 bezüglich der Katze 12,
an der die Kameras lagefest angeordnet sind, positioniert ist. Hierüber kann
erkannt werden, ob und wenn ja in welche Richtung der Spreader 14 versetzt
zur Katze 12 steht und ob er um die Vertikalachse verdreht
positioniert ist.
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Die Steuerungseinrichtung 16 ist
nun in der Lage, anhand der hieraus resultierenden Positionsdaten
bzw. der erfassten Positionierungsdifferenzen entsprechende Stellglieder 20 am
Spreader anzusteuern, bei denen es sich z. B. um hydraulische oder pneumatische
Stellzylinder oder elektrische Stellglieder handelt. Über diese
entsprechend verteilt angeordneten Stellglieder wird nun der Spreader
bezüglich
seines hier nicht näher
gezeigten, an den Hubseilen hängenden
Headblocks verschoben und zum Ausgleich der Positionierungsdifferenzen
ausgerichtet. Das heißt,
nach Durchführung
dieses Positionierungsausgleichs hängt der Spreader 14 exakt
unterhalb der Katze 12.
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Weiterhin sind an der Katze 12 vier
licht- oder laseroptische Aufnahmemittel 21 vorgesehen, denen
ebenfalls ein Auswertemittel zugeordnet ist. In 2 sind nur zwei Aufnahmemittel 21 dargestellt. Über diese
Aufnahmemittel 21, die ebenfalls lagefest angeordnet sind,
wird die relative Position des Spreaders 14 samt Container
bezüglich
eines Transportmittels 15 oder aber des leeren Spreaders 14 bezüglich eines
aufzunehmenden Containers 9 erfasst und über das
softwaremäßige Auswertemittel
bestimmt und entsprechende Positionsdaten oder Positionsdifferenzdaten
errechnet. Zweckmäßigerweise
kommt ein Lasersystem zum Einsatz. Die Erfassung etwaiger Positionsdaten
oder Differenzen erfolgt unter Verwendung geeigneter Kantendetektionsalgorithmen, die
die Position der Kanten des Spreaders oder des daran hängenden
Containers bezüglich
der Kanten des Transportmittels bzw. des leeren Spreaders und des
aufzunehmenden Containers erfassen und daraus die Positionierungsabstände errechnen.
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In Abhängigkeit der hierüber ermittelten
Positionsdaten – auch
hier kann das Auswertemittel in der Steuerungseinrichtung 16 selbst
abgelegt sein und entsprechend mit den Aufnahmemitteln 21 korrespondieren – erfolgt
auch hier eine Ansteuerung der Stellglieder 20, um den
Spreader samt Container exakt bezüglich des darunter stehenden
Transportmittels 15 oder aber den leeren Spreader bezüglich des aufzunehmenden
Containers 9 auszurichten. Die endgültige Positionierungskontrolle
erfolgt zweckmäßigerweise
auch über
dieses optische System, das heißt
es kann kontinuierlich und exakt erfasst werden, ob eine exakte
und innerhalb der Toleranzen zulässige
Positionierung bezüglich
des jeweiligen Gegenstands erfolgt ist.
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Im Betrieb der Anlage wird beispielsweise zum
Transportieren des auf der Aufnahmefläche 10 stehenden Containers 9 die
Katze 12 zunächst
gemäß den Positionsangaben
von der Steuerungseinrichtung 16 am Ausleger 11 nach
rechts über
den Container 9 bis zur vorgegebenen Endposition gefahren.
Anschließend
wird über
die Kameras 18 und das zugeordnete Bildaufnahmesystem die
Position des Spreaders 14 bezüglich der Katze 12 bestimmt und
gegebenenfalls korrigiert, wonach mit dem laseroptischen System
die Position des Spreaders bezüglich
des Containers 9 bestimmt und gegebenenfalls korrigiert
wird. Anschließend
wird der Container 9 automatisch gegriffen und aufgenommen,
wobei natürlich
auch die vorherigen Aufnahmeund Korrekturschritte vollautomatisch
erfolgen.
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Nach Aufnahme des Containers verfährt die Katze 12 über das
angegebene Transportmittel, das heißt ihr werden entsprechen de
Positionsdaten bezogen auf die Auslegerposition gegeben, wohin sie zu
fahren hat. Nun erfolgt die gleiche Prozedur hinsichtlich der Positionierung.
Es wird zunächst
die Positionierung des Spreaders bezüglich der Katze 12 mit
samt dem aufgenommenen Container über das Bildaufnahmesystem
samt Kameras 18 erfasst und gegebenenfalls erstmalig korrigiert.
Anschließend
erfolgt unter Verwendung des laseroptischen Systems die Positionserfassung
des Spreaders samt Container bezüglich
des zugeordneten Transportmittels sowie die mögliche Korrektur. Hierbei ist
zu bemerken, dass die Transportmittel 15 – sofern
es sich beispielsweise um fahrerlose Transportmittel handelt, die selbständig in
einem Containerterminal verfahren und deren Fahrbetrieb über die
Leitrechnereinrichtung 17 gesteuert wird – über die
Leitrechnereinrichtung 17 etwaige Fehlpositionierungen
eines Transportmittels unterhalb des Auslegers 11 erfasst
und an die Steuerungseinrichtung 16 übertragen werden können. Diese
kann nun – nachdem
etwaige Fehlpositionierungen bekannt sind – die Katze 12 bereits entsprechend
richtig positionieren.
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2 zeigt
in Form einer Prinzipskizze die unterschiedlich relevanten Elemente
zur Positionierung, wobei sich hieraus auch der eigentliche Positionierungsablauf
ergibt.
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Exemplarisch ist die Steuerungseinrichtung 16 mit
einem geeigneten Steuerungsalgorithmus gezeigt, der die Zielpositionsdaten
x, y, z und gegebenenfalls ein Verdrehwinkel a gegeben wird. Über den Algorithmus
werden nun die einzelnen positions- oder koordinatenbezogenen Schritte
separat behandelt.
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Bezogen auf die x-Koordinate wird
zunächst die
vorgegebene Zielposition angefahren. Die beiden Umschalterzeichen 22 im
Diagramm sind so gestellt, dass zunächst das Katzfahrwerk 23 angesteuert wird,
wobei die Endposition über
einen Impulswertgeber 24 erfasst wird. Ist die definierte
Endposition erreicht, wird auf den Betrieb des Bildaufnahmesystems
umge stellt, wozu die logischen Umschalter 22 entsprechend
umgestellt werden. Das Bildaufnahmesystem ist hier exemplarisch
mit 25 bezeichnet. Dieses System überprüft nun die Lage des Spreaders bezüglich der
Katze. Wird hier eine Differenz hinsichtlich der x-Koordinate festgestellt,
so erfolgt wie bei 26 angedeutet die Ansteuerung der Stellelemente,
um dies auszugleichen. Sobald über
dieses Bildaufnahmesystem 25 keine Positionierungsdifferenz mehr
erfasst wird, wird unter Verwendung des mit 27 gekennzeichneten
optischen Systems überprüft, wie die
Lage des Spreaders relativ zum Lastaufnahmemittel oder zum Container
ist. Ergibt sich auch hier eine Positionierungsdifferenz werden
ebenfalls die Stellglieder 26 angesteuert, um diese Differenz
auszugleichen. Es erfolgt hier also ein dreistufiger Positionierungsbetrieb,
nämlich
erstens die Anfahrt in die vorgegebene auslegerseitige x-Position, anschließend die
erste Positionserfassung über
das Bildaufnahmesystem samt Korrektur, und schließlich die zweite
Positionserfassung über
das laseroptische System samt Korrektur.
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Ähnlich
erfolgt die vornehmlich zeitgleich erfolgende Überprüfung der y-Koordinate. Zunächst wird
unter Verwendung eines Impulswertgebers 28 generell die
y-Position des Krans bezüglich
des Transportmittels erfasst. Ergibt sich hieraus ein Versatz in
y-Richtung bezüglich
des Transportmittels erfolgt ein erster Ausgleich über die
Stellglieder, wie mit 29 angedeutet ist. Anschließend wird
auch hier über das
Bildaufnahmesystem 25 und nachfolgend über das laseroptische System 27 der
entsprechende zweistufige Positionierungsausgleich hinsichtlich
der y-Koordinate vorgenommen.
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Parallel dazu erfolgt eine Erfassung
einer etwaigen Winkelverdrehung des Spreaders bezüglich der
Katze bzw. des Transportmittels, wozu ebenfalls das Bildaufnahmesystem 25 und
das laseroptische System 27 verwendet und wie bei 30 angedeutet
die entsprechenden Stellglieder angesteuert werden, um auch eine
Verdrehung ausgleichen zu können.
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Schließlich wird noch die z-Position über einen
Impulswertgeber 31 erfasst. Sobald verifiziert ist, dass
der Spreader richtig bezüglich
des Transportmittels oder des aufzunehmenden Containers positioniert
ist, wird das Hubwerk 32 angesteuert und der Spreader samt
Container auf das Transportmittel 15 abgesetzt oder aber
der Spreader auf den Container zum Greifen aufgesetzt.