JPH10212092A - Turning stop control method for turning working machine and device therefor - Google Patents

Turning stop control method for turning working machine and device therefor

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JPH10212092A
JPH10212092A JP1562397A JP1562397A JPH10212092A JP H10212092 A JPH10212092 A JP H10212092A JP 1562397 A JP1562397 A JP 1562397A JP 1562397 A JP1562397 A JP 1562397A JP H10212092 A JPH10212092 A JP H10212092A
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JP
Japan
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turning
target
control
swing
stop
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP1562397A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masato Oshima
真人 大嶋
Etsujiro Imanishi
悦二郎 今西
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH10212092A publication Critical patent/JPH10212092A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To satisfy a plurality of demands on turning stop control with an optimum compromise. SOLUTION: In a control method of this device, a deceleration pattern for attaining a control target serving as a compromise point of a plurality of demands is obtained by an experiment or calculation and stored in a target deceleration setting part 32 of a controller 28. At the time of actual work, suitable one for a working condition at that time is selected out of the stored deceleration pattern to set target deceleration, and control signals are outputted to solenoid proportional pressure reducing valves 26, 27 provided at a pilot line of a turning control valve by the action of a turning body inertial moment computing part 33, a target braking torque computing part 34, a target meter-out pressure computing part 35, a meter-out flow computing part 36, a target meter- out opening area computing part 37 and a control signal computing output part 38 of a controller 28.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は油圧クレーン、油圧
ショベル等の旋回体を備えた旋回式作業機械において、
旋回体を自動停止させるための旋回停止制御方法および
同装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a swing type working machine having a swing body such as a hydraulic crane and a hydraulic shovel.
The present invention relates to a swing stop control method and an apparatus for automatically stopping a swing body.

【0002】[0002]

【従来の技術】たとえば油圧クレーンにおいて、旋回動
作中に、アウトリガ張出し状態、吊り荷重、ブーム起伏
角等との関係から、このまま旋回を続けると転倒してし
まう状況(旋回角度)になった場合に、オペレータの操
作に関係なく、旋回体の旋回動作を自動的に停止させる
必要がある。
2. Description of the Related Art In a hydraulic crane, for example, during a turning operation, if a situation (turning angle) occurs in which the vehicle continues to turn without falling due to the outrigger extension state, hanging load, boom undulation angle, etc. In addition, it is necessary to automatically stop the turning operation of the turning body regardless of the operation of the operator.

【0003】あるいは、予め旋回作業領域を定めてお
き、この間で旋回動作を行わせるために、ある旋回角度
で自動的に旋回停止させたい場合もある。
Alternatively, there is a case where a turning work area is determined in advance, and it is desired to automatically stop turning at a certain turning angle in order to perform a turning operation during this time.

【0004】従来、このような旋回体の自動停止制御方
法として、特開平4−153197号公報に示されてい
るように、所望の旋回停止制御を実現するための旋回角
加速度を算出し、この旋回角加速度に基づいて旋回体の
制動に必要な旋回体制動トルクを算出する一方、旋回制
動中の吊荷の振れ状態に基づいて吊荷の制動に必要な吊
荷制動トルクを算出し、両制動トルクに基づいて制動を
かけるようにした技術が提案されている。
Conventionally, as an automatic stop control method for such a swing body, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-153197, a swing angular acceleration for achieving a desired swing stop control is calculated. Based on the swing angular acceleration, the revolving unit braking torque required for braking the revolving unit is calculated, while the suspension load torque required for braking the suspended load is calculated based on the swing state of the suspended load during the swing braking. A technique has been proposed in which braking is performed based on braking torque.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来技
術では、吊荷の振れを残さないという一つの制御目標の
みを定め、これを達成するためにだけ旋回制御を行うた
め、旋回停止制御に関する他の要求、すなわち、旋回停
止に要する時間(停止時間)が短いこと、旋回停止によ
る旋回体の振動が少ないことという条件は十分満足でき
なかった。
However, in the above-mentioned prior art, since only one control target that does not leave the swing of the suspended load is determined and the turning control is performed only to achieve the control target, other related to the turning stop control. , That is, the condition that the time required for stopping the turning (stop time) is short and the vibration of the revolving body due to the stopping of the turning is small was not sufficiently satisfied.

【0006】たとえば、従来技術によると吊荷の振れを
理想的には0にするという観点のみからの制御により停
止時間が長くなり、それだけ制動のために確保すべき旋
回角度が大きくなるため、作業領域が狭くなるという問
題が生じる。
For example, according to the prior art, the stop time is prolonged by the control only from the viewpoint of ideally setting the swing of the suspended load to zero, and the turning angle to be secured for braking increases accordingly. There is a problem that the area becomes narrow.

【0007】そこで本発明は、旋回停止時の複数の要求
を最良の妥協点で満足させることができる旋回式作業機
械の旋回停止制御方法および同装置を提供するものであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a turning stop control method and apparatus for a turning type working machine capable of satisfying a plurality of requirements at the time of turning stop at the best compromise.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明(旋回停
止制御方法)は、予め、作業条件に応じて、旋回体を旋
回停止させるのに要する停止時間、旋回停止時点での吊
荷の振れ量等の旋回停止制御に関する複数の要求の妥協
点としての制御目標を達成しうる減速度パターンを設定
し、旋回停止指令が出されたときに、上記設定された減
速度パターンのうちからそのときの作業条件に適合する
ものを選択して目標減速度を設定し、この設定された目
標減速度に基づいて旋回制動力を制御するものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a swing stop control method in which a suspension time required for stopping a swing of a revolving body and a suspended load at the time of the stop of the swing are determined in advance according to work conditions. A deceleration pattern that can achieve a control target as a compromise between a plurality of requests for turning stop control such as a runout amount is set, and when a turning stop command is issued, the deceleration pattern is set from the set deceleration patterns. The target deceleration is set by selecting one that matches the working condition at that time, and the turning braking force is controlled based on the set target deceleration.

【0009】請求項2の発明(旋回停止制御装置)は、
旋回モータの作動を制御するコントロールバルブと、旋
回体の旋回角度が予め設定された制動開始角度に達した
ときに旋回停止指令を出す旋回停止指令手段と、この旋
回停止指令手段からの指令を受けて上記コントロールバ
ルブを制動側に制御する制動力制御手段と、エンジン回
転数、旋回速度等の作業条件を検出する作業条件検出手
段とを具備し、上記制動力制御手段は、(i)予め、作
業条件に応じて、旋回体を旋回停止させるのに要する停
止時間、旋回停止時点での吊荷の振れ量等の旋回停止制
御に関する複数の要求の妥協点としての制御目標を達成
しうる減速度パターンを記憶し、上記停止指令手段から
の停止指令に基づき、上記作業条件検出手段によって検
出されるそのときの作業条件に適合する減速度パターン
を選択して目標減速度を設定する目標減速度設定手段、
(ii)上記設定された目標減速度を達成するために必要
な目標制動トルクを演算し、上記コントロールバルブを
この目標制動トルクを得る方向に制御するバルブ制御手
段を具備するものである。
The invention of claim 2 (turning control device)
A control valve for controlling the operation of the slewing motor, slewing stop command means for issuing a slewing stop command when the slewing angle of the slewing body reaches a preset braking start angle, and receiving a command from the slewing stop command means. A braking force control means for controlling the control valve to the braking side, and a working condition detecting means for detecting working conditions such as an engine speed and a turning speed, wherein the braking force control means comprises: (i) A deceleration that can achieve a control target as a compromise between a plurality of requests for turning stop control, such as a stop time required to stop the turning of the revolving structure according to work conditions and a swing amount of a suspended load at the time of stopping the turning. Based on a stop command from the stop command unit, a deceleration pattern that matches the work condition at that time detected by the work condition detection unit is selected, and a target deceleration pattern is selected. Target deceleration setting means for setting a degree,
(Ii) Valve control means for calculating a target braking torque required to achieve the set target deceleration and controlling the control valve in a direction to obtain the target braking torque.

【0010】請求項3の発明は、請求項2の構成におい
て、コントロールバルブとして油圧パイロット式切換弁
が用いられ、旋回体の旋回角速度を検出する旋回角速度
センサと、上記コントロールバルブに供給されるパイロ
ット圧を制御する電磁比例減圧弁とが設けられ、バルブ
制御手段は、目標制動トルクからコントロールバルブの
目標メータアウト圧を演算する目標メータアウト圧演算
部と、上記旋回角速度センサによって検出された旋回角
速度からコントロールバルブのメータアウト流量を演算
するメータアウト流量演算部と、上記目標メータアウト
圧とメータアウト流量とからコントロールバルブの目標
メータアウト開口面積を演算する目標メータアウト開口
面積演算部と、この目標メータアウト開口面積を得るた
めのコントロールバルブの目標スプールストロークを演
算し上記電磁比例減圧弁に対してこの目標スプールスト
ロークを得るための制御信号を出力する制御信号演算出
力部とを具備するものである。
According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the second aspect, a hydraulic pilot type switching valve is used as the control valve, a turning angular velocity sensor for detecting a turning angular velocity of the revolving body, and a pilot supplied to the control valve. An electromagnetic proportional pressure reducing valve for controlling the pressure; a valve control means for calculating a target meter-out pressure of the control valve from a target braking torque; and a turning angular velocity detected by the turning angular velocity sensor. A meter-out flow rate calculating section for calculating a meter-out flow rate of the control valve from the target meter-out pressure area and a target meter-out opening area calculating section for calculating a target meter-out opening area of the control valve from the target meter-out pressure and the meter-out flow rate. Controls for obtaining the meter-out opening area It calculates a target spool stroke of lube in which and a control signal operation output unit for outputting a control signal for generating the target spool stroke relative to the solenoid proportional pressure reducing valves.

【0011】請求項4の発明は、請求項2または3の構
成において、旋回体の旋回慣性モーメントを決定する複
数の作業状態を検出する作業状態検出手段が設けられ、
バルブ制御手段は、この作業状態検出手段からの情報に
基づいて旋回体の旋回慣性モーメントを演算し、この旋
回慣性モーメントを用いて目標制動トルクを演算するよ
うに構成されたものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration of the second or third aspect, there is provided a work state detecting means for detecting a plurality of work states for determining a turning inertia moment of the revolving unit,
The valve control means is configured to calculate a turning moment of inertia of the turning body based on the information from the work state detecting means, and to calculate a target braking torque using the turning moment of inertia.

【0012】上記方法および装置によると、旋回停止時
の吊荷の振れが少ない、停止時間が短い、旋回体の振動
が少ない等の複数の要求の妥協点として制御目標を定
め、作業条件に応じてこの制御目標を達成するための減
速度パターンを実験または計算で求め、実作業時にこの
減速度パターンのうちからそのときの作業条件に適合す
るものを選択して目標減速度を設定し、この設定された
目標減速度に基づいて制動をかけるため、複数の要求事
項をいずれも高レベルで満足させることができる。
According to the above method and apparatus, a control target is set as a compromise between a plurality of requirements, such as a small swing of a suspended load at the time of stopping rotation, a short stop time, and a small vibration of a revolving unit. A deceleration pattern for achieving the lever control target is obtained by experiment or calculation, and a target deceleration is set by selecting an appropriate deceleration pattern from actual deceleration patterns during actual work. Since the braking is performed based on the set target deceleration, a plurality of requirements can be satisfied at a high level.

【0013】この場合、請求項4の構成によると、旋回
体の慣性モーメントを決定する複数の作業状態(ブーム
長さ、ブーム角度、吊荷重等)を検出して旋回体の慣性
モーメントを求め、この慣性モーメントを加味して目標
制動トルクを演算するため、慣性モーメントの大小に関
係なく減速度パターンのみに基づいて制動をかける場合
と比較して、制御精度を高くすることができる。
In this case, according to the configuration of claim 4, a plurality of work states (boom length, boom angle, hanging load, etc.) for determining the inertia moment of the revolving unit are detected to obtain the inertia moment of the revolving unit. Since the target braking torque is calculated in consideration of the moment of inertia, control accuracy can be increased as compared with the case where braking is performed based only on the deceleration pattern regardless of the magnitude of the moment of inertia.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図によって説
明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0015】図4に本発明の好適例である油圧式ホイー
ルクレーンの概略構成を示している。
FIG. 4 shows a schematic configuration of a hydraulic wheel crane according to a preferred embodiment of the present invention.

【0016】同図において、1は下部走行体、2はこの
下部走行体1上に縦軸Oまわりに旋回自在に搭載された
上部旋回体(以下、単に旋回体という)で、この旋回体
2に伸縮ブーム3がブームフットピン4を中心として起
伏自在に設けられている。5はこのブーム3を起伏させ
るブーム起伏シリンダである。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a lower traveling body, and 2 denotes an upper revolving body (hereinafter, simply referred to as a revolving body) mounted on the lower traveling body 1 so as to be rotatable around a longitudinal axis O. A telescopic boom 3 is provided so as to be able to undulate around a boom foot pin 4. Reference numeral 5 denotes a boom raising and lowering cylinder for raising and lowering the boom 3.

【0017】また、ウィンチ6から繰り出された巻上ロ
ープ7がブームヘッド3aを通って吊りフック8に掛け
通され、吊荷9がこの吊りフック8に吊持されて上げ下
げされる。
The hoisting rope 7 unreeled from the winch 6 passes through the boom head 3a and is hung on the hanging hook 8, and the suspended load 9 is hung by the hanging hook 8 and raised and lowered.

【0018】旋回体2を旋回させる旋回モータ回路と、
これを制御する制御系の構成を図1,2によって説明す
る。
A swing motor circuit for swinging the swing body 2;
The configuration of a control system for controlling this will be described with reference to FIGS.

【0019】図1において、10は旋回モータで、この
旋回モータ10の回転力が減速機11および図示しない
旋回歯車を介して旋回体2に伝えられる。
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a swing motor, and the rotational force of the swing motor 10 is transmitted to the swing body 2 via a speed reducer 11 and a swing gear (not shown).

【0020】旋回モータ10と、同モータ駆動源として
の油圧ポンプ(以下、メインポンプという)12との間
に油圧パイロット切換式のコントロールバルブ13が設
けられ、このコントロールバルブ13によって旋回モー
タ10の回転方向と速度(旋回体2の旋回方向と旋回速
度)が制御される。
A control valve 13 of a hydraulic pilot switching type is provided between the swing motor 10 and a hydraulic pump (hereinafter referred to as a main pump) 12 as a drive source of the motor, and the control valve 13 rotates the swing motor 10. The direction and the speed (the turning direction and the turning speed of the turning body 2) are controlled.

【0021】14,14は旋回圧を規制する旋回リリー
フ弁、15,15および16,16は逆流阻止用のチェ
ック弁、17はアンロード弁、18はメインリリーフ
弁、19はメインポンプ12を駆動するエンジンであ
る。
Reference numerals 14 and 14 denote swirl relief valves for restricting swirling pressure, 15, 15 and 16 and 16 denote check valves for preventing backflow, 17 an unload valve, 18 a main relief valve, and 19 a drive of the main pump 12. Engine.

【0022】コントロールバルブ13の両側パイロット
ライン20a,20bには、コントロールバルブ13に
パイロット圧を供給する電磁式のリモコン弁21,22
が設けられている。23はパイロット圧源としての補助
ポンプである。
On both side pilot lines 20a and 20b of the control valve 13, electromagnetic remote control valves 21 and 22 for supplying pilot pressure to the control valve 13 are provided.
Is provided. Reference numeral 23 denotes an auxiliary pump as a pilot pressure source.

【0023】24は旋回操作用の操作レバーで、この操
作レバー24の操作量がポテンショメータ等のレバー操
作量センサ25により電気信号に変換されてリモコン弁
21,22に送られ、リモコン弁21,22がレバー操
作量に応じた開度に設定される。
Reference numeral 24 denotes an operation lever for turning operation. The operation amount of the operation lever 24 is converted into an electric signal by a lever operation amount sensor 25 such as a potentiometer and sent to the remote control valves 21 and 22. Is set to an opening corresponding to the lever operation amount.

【0024】また、パイロットライン20a,20bに
おけるリモコン弁21,22の下流側に電磁比例減圧弁
(以下、単に減圧弁という)26,27が設けられ、リ
モコン弁21,22からの二次圧がさらにこの減圧弁2
6,27により減圧されてコントロールバルブ13に供
給される。
Electromagnetic proportional pressure reducing valves (hereinafter, simply referred to as pressure reducing valves) 26 and 27 are provided downstream of the remote control valves 21 and 22 in the pilot lines 20a and 20b, and the secondary pressure from the remote control valves 21 and 22 is provided. Furthermore, this pressure reducing valve 2
The pressure is reduced by 6, 27 and supplied to the control valve 13.

【0025】減圧弁26,27はコントローラ28によ
って制御される。
The pressure reducing valves 26 and 27 are controlled by a controller 28.

【0026】このコントローラ28には、レバー操作量
センサ25からのレバー操作量信号と、エンジン17の
回転数を検出する回転数センサ29からのエンジン回転
数信号と、旋回体2の旋回角速度を検出する旋回角速度
センサ30からの角速度信号と、ブーム起伏シリンダ5
の圧力を検出する圧力センサ31からのシリンダ圧信号
が入力される。
The controller 28 detects a lever operation amount signal from a lever operation amount sensor 25, an engine speed signal from a speed sensor 29 for detecting the speed of the engine 17, and a turning angular velocity of the swing body 2. Angular velocity signal from the turning angular velocity sensor 30 and the boom hoist cylinder 5
The cylinder pressure signal from the pressure sensor 31 which detects the pressure of the cylinder is input.

【0027】また、他のセンサとして、作業状態、すな
わち、ブーム長さR、ブーム起伏角θ、吊荷重Wを検出
する各センサ(図示しない)が設けられ、図2に示すよ
うにこの各作業状態情報もコントローラ28に入力され
る。
Further, as other sensors, sensors (not shown) for detecting a working state, that is, a boom length R, a boom undulation angle θ, and a hanging load W are provided. As shown in FIG. Status information is also input to the controller 28.

【0028】コントローラ28は、図2に示すように、
目標減速度設定部32と、旋回体慣性モーメント演算部
33と、目標制動トルク演算部34と、目標メータアウ
ト圧演算部35と、メータアウト流量演算部36と、目
標メータアウト開口面積演算部37と、制御信号演算出
力部38とを具備している。
The controller 28 includes, as shown in FIG.
Target deceleration setting unit 32, revolving unit inertia moment calculation unit 33, target braking torque calculation unit 34, target meter-out pressure calculation unit 35, meter-out flow rate calculation unit 36, and target meter-out opening area calculation unit 37 And a control signal calculation output unit 38.

【0029】これら各部の作用を説明する。The operation of each of these parts will be described.

【0030】目標減速度設定部32同設定部32には、
旋回停止指令手段39からの旋回停止指令が入力され
る。
The target deceleration setting unit 32 includes:
A turning stop command from the turning stop command means 39 is input.

【0031】この旋回停止指令手段39は、たとえばア
ウトリガ張出し状態、吊荷重、ブーム長さ、ブーム起伏
角等の作業状態と定格荷重との関係から、転倒を防止す
るために旋回動作を自動的に停止させる必要のある角度
を制動開始角度として設定し、旋回体2がこの制動開始
角度に達したときに旋回停止指令を出力する。
The turning stop instructing means 39 automatically performs a turning operation to prevent a fall from the relation between the rated load and the working state such as the outrigger extension state, the hanging load, the boom length, the boom up / down angle, and the like. An angle that needs to be stopped is set as a braking start angle, and a turning stop command is output when the swing body 2 reaches the braking start angle.

【0032】目標減速度設定部32には、予め、作業条
件に応じて設定された複数の減速度パターンが記憶さ
れ、上記旋回停止指令を受けた後、制御周期ごとにその
ときの作業条件に適合する減速度パターンを選択し、目
標減速度を設定する。
In the target deceleration setting section 32, a plurality of deceleration patterns set in advance according to the working conditions are stored. Select a suitable deceleration pattern and set the target deceleration.

【0033】この点をさらに詳述する。This point will be described in more detail.

【0034】旋回停止制御を行う場合、一般的な要求事
項として、 旋回体2を停止させるのに要する停止時間が短いこ
と、 旋回停止時点での吊荷の振れが少ないこと、 旋回停止時点での旋回体2の振動が少ないこと の三点がある。
When performing the turning stop control, general requirements include that the stopping time required to stop the turning body 2 is short, the swing of the suspended load at the time of stopping the turning is small, There are three points that vibration of the revolving superstructure 2 is small.

【0035】ただし、この三つの要求を同時に完璧に満
足することは現実には無理である。
However, it is actually impossible to completely satisfy these three requirements at the same time.

【0036】そこで、作業条件に応じて三つの要求の妥
協点としての制御目標を設定し、この制御目標を達成し
うる減速度を最適化計算または実験で求め、減速度パタ
ーンとして目標減速度演算部32に記憶させる。
Therefore, a control target as a compromise between the three requirements is set in accordance with the working conditions, a deceleration that can achieve this control target is determined by optimization calculation or experiment, and a target deceleration calculation is performed as a deceleration pattern. The information is stored in the unit 32.

【0037】ここで、クレーンの動きを表す数学モデル
を用い、最適化計算によって減速度パターンを求める方
法を説明する。
Here, a method of obtaining a deceleration pattern by optimization calculation using a mathematical model representing the movement of the crane will be described.

【0038】ブーム長さR:30.6m ブーム起伏角θ:60° ロープ長(ブームヘッド下方のロープ長):29.5m の作業姿勢において、下表1に示すケース1〜5の作業
条件で20秒間、一定速度での旋回後、旋回停止指令が
出されたとして、目標旋回角加速度AC(t)rad/s2
定数の減速度AC rad/s2と決め、上記した三つの要
求の妥協点を求める問題を、次のような評価関数Jを最
小にする最適化問題に帰着させ、計算機を用い、最適化
アルゴリズムとして最急降下法で繰り返し計算し、減速
度AC rad/s2を決めた。
Boom length R: 30.6 m Boom hoisting angle θ: 60 ° Rope length (rope length below the boom head): 29.5 m in a working posture and under the working conditions of cases 1 to 5 shown in Table 1 below. After turning at a constant speed for 20 seconds, assuming that a turning stop command is issued, the target turning angular acceleration AC (t) rad / s 2 is determined as a constant deceleration AC rad / s 2, and the above three requirements are satisfied. The problem of finding a compromise is reduced to the following optimization problem that minimizes the evaluation function J. Using a computer, it is repeatedly calculated by the steepest descent method as an optimization algorithm, and the deceleration AC rad / s 2 is determined. Was.

【0039】なお、「最急降下法」とは、minF(X)の局
所解を求める方法であって、繰り返し計算により、F
(X)が最小になるベクトルXを自動的に求めるアルゴリ
ズムで、現在の状態X(i)から、dXだけ離れた全方向
のうち、F(X)が最も小さくなる方向を選択し、その状
態をX(i+1)とする。次の状態X(i+1)においても同様の
操作を行って次の状態X(XI+2)を求める。この手順を繰
り返してF(X)の最小値を求める方法である。
Note that the "steepest descent method" is a method for obtaining a local solution of minF (X).
An algorithm that automatically finds the vector X that minimizes (X). From all directions dX away from the current state X (i), the direction in which F (X) becomes the smallest is selected. Is X (i + 1). In the next state X (i + 1), the same operation is performed to obtain the next state X (XI + 2). In this method, the minimum value of F (X) is obtained by repeating this procedure.

【0040】[0040]

【表1】 [Table 1]

【0041】[0041]

【数1】 J=a1・|H|+a2・|T|+a3|D| ここで、Hは制御開始後の吊荷の最大振れ量(cm)、
Tは停止時間(s)、Dは目標の減速度とは違う実際の
旋回体の減速度(ショック)(rad/s2)で、重み係数a
1,a2,a3は、 a1=0.01(Hが100cm程度) a2=0.15(Tが6s程度) a3=40 (Dが0.025rad/s2程度) と決めた。
J = a1 · | H | + a2 · | T | + a3 | D | where H is the maximum swing amount (cm) of the suspended load after the start of control,
T is the stop time (s), D is the actual deceleration (shock) of the revolving superstructure different from the target deceleration (rad / s 2 ), and the weighting factor a
1, a2 and a3 were determined as follows: a1 = 0.01 (H is about 100 cm) a2 = 0.15 (T is about 6 s) a3 = 40 (D is about 0.025 rad / s 2 ).

【0042】そして、停止時間が10sとなるように減
速度AC(rad/s2)の初期値を決め、最適化計算した
結果は次の表2となって、減速度AC(rad/s2)を求
めた。
[0042] Then, determine the initial value of the deceleration AC as downtime becomes 10s (rad / s 2), the optimization calculation result is a following table 2, deceleration AC (rad / s 2 ).

【0043】[0043]

【表2】 [Table 2]

【0044】このときの各作業条件でのコントロールバ
ルブ13のスプールストロークS(t)は図3のように
なった。
At this time, the spool stroke S (t) of the control valve 13 under each working condition is as shown in FIG.

【0045】上記の例では作業条件としてケース1〜5
のみを挙げたが、勿論、実施に際してはもっと多数の作
業条件での減速度パターンを求める。
In the above example, cases 1 to 5 are used as working conditions.
Although only the above description has been given, it is needless to say that a deceleration pattern under a larger number of working conditions is obtained in practice.

【0046】また、目標減速度設定部32に記憶されて
いない作業条件の場合は、それに近い作業条件の減速度
パターンを選択し、補間演算にて減速度を求め、目標減
速度として設定する。
In the case of a work condition not stored in the target deceleration setting section 32, a deceleration pattern of a work condition close to the work condition is selected, a deceleration is obtained by interpolation calculation, and set as a target deceleration.

【0047】旋回体慣性モーメント演算部33 同演算部33は、検出された作業状態情報(R、θ、
W)に基づいて旋回体2の慣性モーメントIを演算し、
このモーメントIを制動トルク演算部34に送る。
Revolving body inertia moment calculating section 33 The calculating section 33 detects the detected work state information (R, θ,
W), the moment of inertia I of the revolving superstructure 2 is calculated,
This moment I is sent to the braking torque calculator 34.

【0048】制動トルク演算部34 同演算部34では、設定された目標減速度AC(rad
/s2)と旋回体慣性モーメントIから、目標制動トル
クTを、
The braking torque calculating section 34 calculates the set target deceleration AC (rad
/ S 2 ) and the revolving body inertia moment I, the target braking torque T

【0049】[0049]

【数2】T=I・AC で算出し、その値を目標メータアウト圧演算部35に送
る。
## EQU2 ## T = I.AC is calculated, and the value is sent to the target meter-out pressure calculating section 35.

【0050】目標メータアウト圧演算部35 同演算部35では、目標制動トルクTと、旋回モータ軸
の回転角1rad当たりの吐出容量Q1とから、目標メー
タアウト圧P0を、
The target meter-out pressure calculating section 35 calculates the target meter-out pressure P0 from the target braking torque T and the discharge capacity Q1 per 1 rad of the rotation angle of the turning motor shaft.

【0051】[0051]

【数3】P0=T/Q1 で算出し、その値を目標メータアウト開口面積演算部3
7に送る。
## EQU3 ## P0 = T / Q1 and the value is calculated as the target meter-out opening area calculation unit 3.
Send to 7.

【0052】メータアウト流量演算部36 同演算部36では、旋回角速度センサ30によって検出
された旋回角速度ωと、前記したモータ吐出容量Q1と
から、メータアウト流量Q0を、
The meter-out flow rate calculator 36 calculates the meter-out flow rate Q0 from the turning angular velocity ω detected by the turning angular velocity sensor 30 and the motor discharge capacity Q1.

【0053】[0053]

【数4】Q0=Q1・ω で求め、この値を目標メータアウト開口面積演算部37
に送る。
## EQU4 ## Q0 = Q1 ・ ω, and this value is calculated as the target meter-out opening area calculating section 37.
Send to

【0054】目標メータアウト開口面積演算部37 メータアウト流量特性は、上記目標メータアウト圧P
0、コントロールバルブ13のメータアウト開口面積
A、流量係数Cから、
The target meter-out opening area calculating section 37 is based on the target meter-out pressure P
0, the meter-out opening area A of the control valve 13 and the flow coefficient C

【0055】[0055]

【数5】Q0=C・A√P0 となる。## EQU5 ## Q0 = C ・ A√P0.

【0056】そこで、メータアウト開口面積演算部37
では、メータアウト開口面積Aを、
Therefore, the meter-out opening area calculating section 37
Then, the meter-out opening area A is

【0057】[0057]

【数6】A=Q0/C√P0 で求め、これを制御信号演算出力部38に送る。A = Q0 / C√P0, which is sent to the control signal calculation output unit 38.

【0058】制御信号演算出力部38 制御信号演算出力部38では、予め既知のコントロール
バルブ13のスプール開口面積特性から、目標スプール
ストロークSを、
Control signal calculation output section 38 The control signal calculation output section 38 calculates the target spool stroke S from the spool opening area characteristic of the control valve 13 known in advance.

【0059】[0059]

【数7】S=f(A) で求め、この目標スプールストロークSを得るための制
御信号を電磁比例減圧弁26または27に出力する。
S = f (A), and a control signal for obtaining the target spool stroke S is output to the electromagnetic proportional pressure reducing valve 26 or 27.

【0060】これにより、コントロールバルブ13が目
標スプールストロークSに設定され、旋回モータ10が
目標減速度で制動されて、所期の制御目標通り、旋回体
2が、(イ) 短い停止時間で、(ロ) 吊荷の振れ量
が少なく、(ハ) 旋回体2自身の振動も少ない状態で
自動停止する。
As a result, the control valve 13 is set to the target spool stroke S, and the swing motor 10 is braked at the target deceleration, so that the swing body 2 is (a) short stop time according to the intended control target. (B) The swing amount of the suspended load is small, and (c) the revolving unit 2 automatically stops with little vibration.

【0061】ところで、上記実施形態ではリモコン弁2
1,22として電磁式のものを用いたが、これに代えて
油圧式のリモコン弁を用いてもよい。
In the above embodiment, the remote control valve 2
Although the electromagnetic type is used as 1 and 22, a hydraulic remote control valve may be used instead.

【0062】[0062]

【発明の効果】上記のように本発明によるときは、公知
技術のように一つの制御目標(たとえば吊荷の振れ量を
なくする)のみに基づいて旋回停止制御を行うのではな
く、旋回停止時の吊荷の振れが少ない、停止時間が短
い、旋回体の振動が少ない等の複数の要求の妥協点とし
ての制御目標を達成するための減速度パターンを実験ま
たは計算で求め、実作業時にこの減速度パターンのうち
からそのときの作業条件に適合するものを選択して目標
減速度を設定し、この目標減速度に基づいて制動をかけ
るため、複数の要求事項をいずれも最良のレベルで満足
させることができる。
As described above, according to the present invention, the turning stop control is not performed based on only one control target (for example, eliminating the swing amount of the suspended load) as in the known art, but the turning stop is performed. Determining the deceleration pattern to achieve the control target as a compromise between multiple requirements, such as small swing of the suspended load at the time, short stop time, small vibration of the revolving structure, etc. The target deceleration is set by selecting the deceleration pattern that matches the working conditions at that time, and braking is performed based on the target deceleration. Can be satisfied.

【0063】この場合、請求項4の発明によると、旋回
体の慣性モーメントを決定する複数の作業状態(ブーム
長さ、ブーム角度、吊荷重等)を検出して旋回体の慣性
モーメントを求め、この慣性モーメントを加味して目標
制動トルクを演算するため、慣性モーメントの大小に関
係なく減速度パターンのみに基づいて制動をかける場合
と比較して、制御精度を高くすることができる。
In this case, according to the fourth aspect of the present invention, a plurality of work states (boom length, boom angle, hanging load, etc.) for determining the moment of inertia of the swing body are detected, and the moment of inertia of the swing body is obtained. Since the target braking torque is calculated in consideration of the moment of inertia, control accuracy can be increased as compared with the case where braking is performed based only on the deceleration pattern regardless of the magnitude of the moment of inertia.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態にかかる油圧回路と制御系の
構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a hydraulic circuit and a control system according to an embodiment of the present invention.

【図2】同装置の制御系のブロック構成図である。FIG. 2 is a block diagram of a control system of the apparatus.

【図3】同装置によりケース1〜ケース5について最適
化された時間/スプール変位量の特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram of time / spool displacement amount optimized for cases 1 to 5 by the apparatus.

【図4】油圧式ホイールクレーンの概略構成を示す図で
ある。
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a hydraulic wheel crane.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 旋回体 10 旋回モータ 12 油圧ポンプ 13 コントロールバルブ 26,27 電磁比例減圧弁 32 目標減速度設定部 33 旋回体慣性モーメント演算部 34 目標制動トルク演算部 35 目標メータアウト圧演算部 36 メータアウト流量演算部 37 目標メータアウト開口面積演算部 38 制御信号演算出力部 2 Revolving unit 10 Rotating motor 12 Hydraulic pump 13 Control valve 26, 27 Electromagnetic proportional pressure reducing valve 32 Target deceleration setting unit 33 Revolving unit inertia moment calculating unit 34 Target braking torque calculating unit 35 Target meter-out pressure calculating unit 36 Meter-out flow rate calculating Unit 37 Target meter-out opening area calculation unit 38 Control signal calculation output unit

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 予め、作業条件に応じて、旋回体を旋回
停止させるのに要する停止時間、旋回停止時点での吊荷
の振れ量等の旋回停止制御に関する複数の要求の妥協点
としての制御目標を達成しうる減速度パターンを設定
し、旋回停止指令が出されたときに、上記設定された減
速度パターンのうちからそのときの作業条件に適合する
ものを選択して目標減速度を設定し、この設定された目
標減速度に基づいて旋回制動力を制御することを特徴と
する旋回式作業機械の旋回停止制御方法。
1. A control as a compromise between a plurality of requests relating to turning stop control such as a stop time required for turning a revolving body to turn and a swing amount of a suspended load at the time of turning stop according to work conditions in advance. Set a deceleration pattern that can achieve the target, and when a turn stop command is issued, select a deceleration pattern that matches the work condition at that time from among the set deceleration patterns and set the target deceleration And a turning stop control method for the turning type working machine, wherein the turning braking force is controlled based on the set target deceleration.
【請求項2】 旋回モータの作動を制御するコントロー
ルバルブと、旋回体の旋回角度が予め設定された制動開
始角度に達したときに旋回停止指令を出す旋回停止指令
手段と、この旋回停止指令手段からの指令を受けて上記
コントロールバルブを制動側に制御する制動力制御手段
と、エンジン回転数、旋回速度等の作業条件を検出する
作業条件検出手段とを具備し、上記制動力制御手段は、 (i)予め、作業条件に応じて、旋回体を旋回停止させ
るのに要する停止時間、旋回停止時点での吊荷の振れ量
等の旋回停止制御に関する複数の要求の妥協点としての
制御目標を達成しうる減速度パターンを記憶し、上記停
止指令手段からの停止指令に基づき、上記作業条件検出
手段によって検出されるそのときの作業条件に適合する
減速度パターンを選択して目標減速度を設定する目標減
速度設定手段、 (ii)上記設定された目標減速度を達成するために必要
な目標制動トルクを演算し、上記コントロールバルブを
この目標制動トルクを得る方向に制御するバルブ制御手
段 を具備することを特徴とする旋回式作業機械の旋回停止
制御装置。
2. A control valve for controlling the operation of a swing motor, a swing stop command means for issuing a swing stop command when the swing angle of the swing body reaches a preset braking start angle, and the swing stop command means. Braking force control means for controlling the control valve to the braking side in response to a command from the engine, and a work condition detection means for detecting work conditions such as an engine speed and a turning speed, wherein the braking force control means comprises: (I) In advance, a control target as a compromise point of a plurality of requests regarding turning stop control such as a swing time of a suspended load at the time of turning stop and a stop time required to stop turning of the revolving structure according to work conditions is set. A deceleration pattern that can be achieved is stored, and a deceleration pattern that matches the work condition at that time detected by the work condition detection means is determined based on a stop command from the stop command means. Target deceleration setting means for setting a target deceleration by selecting a target braking torque required to achieve the set target deceleration, and setting the control valve to obtain the target braking torque. A turning stop control device for a turning type working machine, comprising a valve control means for controlling the turning operation of the turning type working machine.
【請求項3】 請求項2記載の旋回式作業機械の旋回停
止制御装置において、コントロールバルブとして油圧パ
イロット式切換弁が用いられ、旋回体の旋回角速度を検
出する旋回角速度センサと、上記コントロールバルブに
供給されるパイロット圧を制御する電磁比例減圧弁とが
設けられ、バルブ制御手段は、目標制動トルクからコン
トロールバルブの目標メータアウト圧を演算する目標メ
ータアウト圧演算部と、上記旋回角速度センサによって
検出された旋回角速度からコントロールバルブのメータ
アウト流量を演算するメータアウト流量演算部と、上記
目標メータアウト圧とメータアウト流量とからコントロ
ールバルブの目標メータアウト開口面積を演算する目標
メータアウト開口面積演算部と、この目標メータアウト
開口面積を得るためのコントロールバルブの目標スプー
ルストロークを演算し上記電磁比例減圧弁に対してこの
目標スプールストロークを得るための制御信号を出力す
る制御信号演算出力部とを具備することを特徴とする旋
回式作業機械の旋回停止制御装置。
3. The swing stop control device for a swing type working machine according to claim 2, wherein a hydraulic pilot type switching valve is used as a control valve, and a swing angular speed sensor for detecting a swing angular speed of the swing body; An electromagnetic proportional pressure reducing valve for controlling the supplied pilot pressure is provided, and the valve control means detects a target meter-out pressure calculating section for calculating a target meter-out pressure of the control valve from a target braking torque, and the turning angular velocity sensor detects the target meter-out pressure. A meter-out flow rate calculating section for calculating a meter-out flow rate of the control valve from the obtained turning angular velocity; and a target meter-out opening area calculating section for calculating a target meter-out opening area of the control valve from the target meter-out pressure and the meter-out flow rate. And to get this target meter-out opening area And a control signal calculation output section for calculating a target spool stroke of the control valve and outputting a control signal for obtaining the target spool stroke to the electromagnetic proportional pressure reducing valve. Turning stop control device.
【請求項4】 請求項2または3記載の旋回式作業機械
の旋回停止制御装置において、旋回体の旋回慣性モーメ
ントを決定する複数の作業状態を検出する作業状態検出
手段が設けられ、バルブ制御手段は、この作業状態検出
手段からの情報に基づいて旋回体の旋回慣性モーメント
を演算し、この旋回慣性モーメントを用いて目標制動ト
ルクを演算するように構成されたことを特徴とする旋回
式作業機械の旋回停止制御装置。
4. The turning stop control device for a turning type working machine according to claim 2, further comprising a working state detecting means for detecting a plurality of working states for determining a turning moment of inertia of the turning body, and a valve control means. Is configured to calculate a turning moment of inertia of the revolving body based on information from the work state detecting means, and to calculate a target braking torque using the turning moment of inertia. Turn stop control device.
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