Analiza wpływu kolejności i zakresu sekwencyjnych przemieszczeń elementów roboczych żurawia na dokładność pozycjonowania ładunku

Kacalak, W.; Budniak, Z.; Majewski, M.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Analiza wpływu kolejności i zakresu sekwencyjnych przemieszczeń elementów roboczych żurawia na dokładność pozycjonowania ładunku

Autorzy

Kacalak W. , Budniak Z. , Majewski M.

Identyfikatory

Warianty tytułu

An analysis of the impact of a crane’s working elements’ sequential movements' order and range on the accuracy of load positioning

Języki publikacji

Abstrakty

W artykule przedstawiono wyniki przeprowadzonej analizy wpływu kolejności i zakresu sekwencyjnych przemieszczeń członów roboczych żurawia na dokładność końcowego pozycjonowania ładunku. Analizę przeprowadzono na podstawie opracowanej metody, w której: zaproponowano wprowadzenie geometrycznego wskaźnika dokładności pozycjonowania ładunku w pozycjach pośrednich (po zakończeniu każdej z sekwencji ruchu) oraz w pozycji docelowej, w zależności od przyjętej strategii sterowania oraz dokładności wymuszeń kinematycznych mechanizmów roboczych (napędowych). Zaprezentowano model matematyczny do analizy dokładności jednokierunkowego pozycjonowania członów roboczych żurawia w trakcie wykonywania ruchów sekwencyjnych sterowanych za pomocą obrotu kolumny żurawia, wysięgnika wewnętrznego i zewnętrznego oraz wysuwanych ogniw sześcioczłonowego wysięgnika teleskopowego. Zaprezentowano przykładowe wyniki symulacji numerycznych ilustrujących wpływ przyjętych wymuszeń kinematycznych członów roboczych żurawia na dokładność jednokierunkowego pozycjonowania kątowego oraz liniowego członów roboczych żurawia, a w konsekwencji na dokładność końcowego pozycjonowania przenoszonego ładunku.

The article presents an analysis of the impact of a crane’s working elements’ sequential movements' order and range on the accuracy of load positioning. The analysis was carried out using the developed method, which proposed using a geometrical load positioning accuracy indicator at intermediate stages (after completing each of the motion sequences) as well as the final position, depending on the chosen control strategy and the accuracy of the working (driving) mechanisms’ kinematic input functions. A mathematical model was presented, which enabled the analysis of unidirectional positioning of crane’s working elements while performing sequential movements by means of its column’s rotation, its inner boom, outer boom, extension pistons of its six-member telescopic boom. Results of numerical simulations were presented, illustrating the impact of the used kinematic input functions of the crane's working pistons on the accuracy of the unidirectional angular and linear positioning of crane’s working elements, and as a result, on the accuracy of the final positioning of the handled load.

Słowa kluczowe

żurawie przeładunkowe ładunek dokładność pozycjonowania CAD/CAE stateczność

loader cranes load positioning accuracy CAD/CAE stability

Wydawca

Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. Oddział Gliwice

Czasopismo

Modelowanie Inżynierskie

Rocznik

2017

Tom

T. 33, nr 64

Strony

25--37

Opis fizyczny

Bibliogr. 30 poz.

Twórcy

autor

Kacalak W.

wojciech.kacalak@tu.koszalin.pl

Wydział Mechaniczny, Politechnika Koszalińska, ul. Racławicka 15-17, 75-620 Koszalin

autor

Budniak Z.

zbigniew.budniak@tu.koszalin.pl

Wydział Mechaniczny, Politechnika Koszalińska, ul. Racławicka 15-17, 75-620 Koszalin

autor

Majewski M.

maciej.majewski@tu.koszalin.pl

Wydział Mechaniczny, Politechnika Koszalińska, ul. Racławicka 15-17, 75-620 Koszalin

Bibliografia

1. Abdel-Rahman E.M., Nayfeh A.H.: Pendulation reduction in boom cranes using cable length manipulation. "Nonlinear Dynamics" 2002, No. 27, p. 255-269.
2. Anezirisa O.N. et all.: Towards risk assessment for crane activities. "Safety Science" 2008, Vol. 46, No. 6, p. 872-884.
3. Bartolini G., Pisano A., Usai E.: Second-order sliding-mode control of container cranes. "Automatica" 2002, Vol. 38, No. 10, p. 1783-1790.
4. Brzozowski K., Maczyński A.: Algorytm genetyczny w zadaniu pozycjonowania ładunku w ruchu obrotowym żurawia. "Autobusy: Technika, eksploatacja, systemy transportowe" 2013, r. 14, nr 3, s. 1403-1410.
5. Chang C., Hsu S., Chiang K.: A practical fuzzy controllers scheme of overhead crane. "Journal of Control Theory and Applications" 2005, No. 3, p. 266-270.
6. Cho H. C., Lee K. S.: Adaptive control and stability analysis of nonlinear crane systems with perturbation. "Journal of Mechanical Science and Technology" 2008, No. 22, p. 1091-1098.
7. Janusz J., Kłosiński J.: Wpływ wybranych strategii sterowania ruchami roboczymi żurawia samojezdnego na jego stateczność. "Acta Mechanica et Automatica" 2010, vol. 10, nr 2, s. 74-80.
8. Kacalak W., Budniak Z., Majewski M.: Analiza stateczności żurawia dla różnych stanów obciążeń i różnych przemieszczeń ładunku. "Mechanik" 2016, nr 12. s. 1820-1823.
9. Kacalak W., Budniak Z., Majewski M.: Model symulacyjny żurawia samojezdnego z zapewnieniem jego stateczności. "Modelowanie Inżynierskie" 2016, vol. 29, nr 60, s. 35-43.
10. Kacalak W., Budniak Z., Majewski M.: Optimization of the movement trajectory of mobile crane working elements. "Lecture Notes in Mechanical Engineering - Advances in Manufacturing" 2017, p. 475-484.
11. Kłosiński J., Janusz J.: Control of operational motions of a mobile crane under a threat of loss of stability. "Solid State Phenomena" 2009, Vol. 144. p. 77-82.
12. Lei Z., Taghaddos H., Han S., Bouferguene A., Al-Hussein M., Hermann U.: From AutoCAD to 3ds Max: An automated approach for animating heavy lifting studies. "Canadian Journal of Civil Engineering" 2015, Vol. 42, No. 3. p. 190-198.
13. Maczyński A.: Determination of drive functions of slewing of a mobile crane which minimize load oscilations. "Archive of Mechanical Engineering" 2003, Vol. L, No. 2, p. 167-199.
14. Maczyński A.: Load positioning and minimization of load oscillations for rotary cranes. "Journal of Theoretical and Applied Mechanics" 2003, Vol. 41, No. 4, p. 873-885.
15. Maczyński A., Suwaj S.: Wskaźniki dokładności pozycjonowania ładunku żurawia obrotowego. "Problemy Maszyn Roboczych" 2003, nr 22, s. 59-72.
16. Majewski M., Zurada J. M.: Sentence recognition using artificial neural networks. "Knowledge-Based Systems" 2008, Vol. 21, No. 7, p. 629-635.
17. Majewski M., Kacalak W.: Conceptual design of innovative speech interfaces with augmented reality and interactive systems for controlling loader cranes. "Advances in Intelligent Systems and Computing" 2016, Vol. 464, p. 237-247.
18. Majewski M., Kacalak W.: Intelligent speech interaction of devices and human operators. "Advances in Intelligent Systems and Computing" 2016, Vol. 465, p. 471-482.
19. Majewski M., Kacalak W.: Human-machine speech-based interfaces with augmented reality and interactive systems for controlling mobile cranes. "Lecture Notes in Computer Science" 2016, Vol. 9812, p. 89-98.
20. Majewski M., Kacalak W.: Intelligent speech-based interactive communication between mobile cranes and their human operators. "Lecture Notes in Computer Science" 2016, Vol. 9887, p. 523-530.
21. Majewski M., Kacalak W.: Innovative intelligent interaction systems of loader cranes and their human operators. "Advances in Intelligent Systems and Computing" 2017, Vol. 573, p. 474-485.
22. Majewski M., Kacalak W.: Smart control of lifting devices using patterns and antipatterns. "Advances in Intelligent Systems and Computing" 2017, Vol. 573, p. 486-493.
23. Majewski M., Kacalak W., Budniak Z., Pajor M.: Interactive control systems for mobile cranes. "Advances in Intelligent Systems and Computing" 2017, Vol. 661, p. 10-19.
24. Miadlicki K., Pajor M., Sakow M.: Loader crane working area monitoring system based on LIDAR scanner. "Lecture Notes in Mechanical Engineering - Advances in Manufacturing" 2017, p. 465-474.
25. Miadlicki K., Pajor M., Sakow M.: Real-time ground filtration method for a loader crane environment monitoring system using sparse LIDAR data. "IEEE INnovations in Intelligent SysTems and Applications" 2017, IEEE Xplore Digital Library 2017.
26. Pajor M., Herbin P.: Interactive 7-DOF motion controller of the operator arm (ExoArm 7-DOF). "IEEE INnovations in Intelligent SysTems and Applications" 2017, IEEE Xplore Digital Library 2017.
27. Pajor M., Herbin P.: ExoArm 7-DOF (Interactive 7-DOF motion controller of the operator arm) master device for control of loading crane. "Lecture Notes in Mechanical Engineering - Advances in Manufacturing" 2017, p. 439-449.
28. Posiadała B., Warys P., Cekus D., Tomala M.: The dynamics of the forest crane during the load carrying. "International Journal of Structural Stability and Dynamics" 2013, Vol. 13. No. 7, p. 1340013.
29. Rauch A., Singhose W., Fujioka D., Jones T.: Tip-over stability analysis of mobile boom cranes with swinging payloads. "Journal of Dynamic Systems Measurement and Control" 2013, Vol. 135, No. 3, p. 031008.
30. Wiśniewski M., Żurek J., Ciszak O.: Metodyka badań dokładności i powtarzalności odwzorowania trajektorii robota przemysłowego Fanuc M-16iB. "Technologia i Automatyzacja Montażu" 2014, nr 4, s. 20-24.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-1c3ca0d7-7bac-453b-b8e6-f2e1066c1f7a