Untersuchungen zur Modellierung und zur Automatisierung von Sprenglochbohrwagen unter Berücksichtigung der Parallelführung der Bohrlafette

Walter, Martin

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Modellierung des Positionierungsverhaltens der Bohrlafette von Sprenglochbohrwagen zur Antriebssteuerung sowie der Untersuchung von Möglichkeiten der Automatisierung des Bohrprozesses. Dabei ist die Parallelführung der Lafette im technologischen Prozeß eine aus sprengtechnischer Sicht zu erfüllende Forderung. Ziel der Untersuchungen ist es, Vorschläge für die Weiterentwicklung der Bohrtechnik zu erarbeiten. Auf Grund der vielfältigen Einflußgrößen auf die Positionierung sowie der Komplexität des Themas wurde als Untersuchungsmethode die Rechnersimulation gewählt. Deshalb stellen die Untersuchungen zur Modellierung einen Hauptteil der Arbeit dar. Sie sollen zeigen, inwieweit die Methode der Simulation auf die vorhandenen Bohrwagen anwendbar ist und welche Genauigkeit die Ergebnisse besitzen. Ausgehend vom technischen Stand der Entwicklung von Bohrwagen werden die erarbeiteten Modelle vorgestellt und bewertet. Kriterium der Bewertung ist ein Vergleich mit Ergebnissen der durchgeführten Messungen. An modifizierten Bohrwagen der laufenden Produktion wurden dazu Messungen zum statischen und dynamischen Verhalten des Bohrwagens durchgeführt. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse dienten vor allem der Modellverbesserung und sind in Form von Tabellen, Diagrammen und verbalen Beschreibungen in der Arbeit dargestellt. Ebenso werden die vorhandenen Konstruktionen von Bohrwagen bewertet und Vorschläge zu ihrer Verbesserung gemacht. Die zur Durchführung der Messung erstellten Hard- und Softwarebausteine werden anhand von Blockschaltbildern und Struktogrammen erläutert. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Formulierung der Parallelitätsbedingung der Lafettenführung als wichtiges Element zur Ermittlung von Ansteuerfunktionen der Antriebe. Es kann nachgewiesen werden, daß die Parallelitätsbedingung nicht durch einfachen Winkelvergleich korrespondierender Antriebe erfülIt werden kann, sondern daß die durch einen Antrieb einzustellende Gelenkkoordinate von allen anderen Gelenkstellungen abhängt und für verschiedene Lafettenpositionen unterschiedlich ist. Ausgehend von den Ergebnissen der Modellierung und Messung werden mögliche Ansteuervarianten für die Antriebe vorgestellt und deren Realisierung beschrieben. Aus dem Vergleich von Modellierung und Messung sowie aus bergbautechnischen Erkenntnissen wird eine ReaIisierungs- Variante und die notwendigen Entwicklungsstufen dargestellt. Die Ergebnisse sind grundsätzlich auf andere Gelenkanordnungen, etwa an Baggern, Robotern u. ä., übertragbar. Zukünftig sind weiterführende Untersuchungen zu noch nicht erfaßten Einflußgrößen auf die Positionierung, zur Gestaltung von Regelkreisen bei der Antriebsansteuerung sowie zu Lageveränderungen der Lafette beim Andrücken an die Ortsbrust durchzuführen.

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Walter, Martin: Untersuchungen zur Modellierung und zur Automatisierung von Sprenglochbohrwagen unter Berücksichtigung der Parallelführung der Bohrlafette. Ilmenau 1988.

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