JP2001316077A - 自動クレーンの走行制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 応答性の速いパルス発生器と測定精度の高い
光学距離計を組み合わせて用いることにより、高応答性
で高精度かつ信頼性の高い自動クレーンの走行制御方法
を提供する。 【解決手段】 車輪３の回転速度を検出するパルス発生
器４と、基準位置（反射板６）からの距離を計測する光
学距離計５とを備えたクレーンにおいて、パルス発生器
４により計測する距離ＬPLGに複数段階の誤差の範囲を
設定し、ＬPLGを光学距離計５により計測した距離ＬOPT
と比較し、その比較結果により各誤差範囲の段階に応じ
た走行制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動倉庫等におけ
る自動クレーンの走行位置、特にその停止位置を制御す
る走行制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動クレーンは、加速・定速・減速の期
間を経て加減速パターン調整で振れのイナーシャを相殺
する振れ止め制御を行いながら所定の位置に停止せしめ
られる。そのためには自動クレーンの走行位置（距離）
を検出しながらこれをフィードバック制御することによ
り走行位置を制御する。

【０００３】自動クレーンの走行位置を検知する従来技
術としては、以下に示す４つの方法が代表例として上げ
られる。 （１）光学距離計を用いる方法 これは、特開平５−２７０６１７号公報に示すように、
クレーンに取り付けた光学距離計と基準位置を示すター
ゲットとの間でレーザビームを送受信することにより走
行距離を計測する方法である。しかし、光学距離計は、
クレーンが移動しながら距離を計測する場合、その測定
精度を確保するために、複数回の計測結果を移動平均な
どの統計処理を行ってから出力する必要があるため、応
答速度の遅れが生じるという問題点を有している。した
がって、クレーンが最高速度から減速に移るタイミング
において、距離計測の応答遅れのために、走行距離にバ
ラツキが生じ、このため、停止位置の位置決め直前に低
速でのクリープ期間を設けて停止位置のバラツキの最大
値をクリープ距離で調整するなどの方法を講じて停止精
度を確保しなければならなかった。このため、クレーン
動作のサイクルタイムが長くなるという問題がある。

【０００４】（２）走行輪の回転速度を検出する方法 これは、クレーンの走行輪に例えばパルスジェネレータ
を取り付けて、この回転数から走行距離を計測する方法
である。パルスジェネレータは高応答性を有するため、
光学距離計のような応答遅れの問題はないが、走行輪の
スリップ、走行輪の経年劣化等による輪径変化などで、
計測の信頼性が悪くなるという問題がある。

【０００５】（３）誘導無線方式による位置検出方法 これは、図３に示すように、クレーン２０の走行ガータ
に誘導無線・距離計測型の交差ケーブル２２を複数設置
し、クレーン側のアンテナ２１で磁界を与え、交差毎に
磁界に対するケーブル２２内の電流の方向が反転するこ
とを利用して、位置情報１または０を判定し、さらにケ
ーブル毎に交差階数を替えることでケーブル本数が２進
数の桁数を与えるようにすることにより、クレーンの走
行位置を検出する方法である。図中、２３はデコーダで
ある。しかし、この方法には次のような問題点がある。 位置計測の精度がケーブル交差間の最小距離で規定さ
れるので精度が悪い。 システムが高価となり、誘導無線・距離計測ケーブル
の設置など工事コストがかかる。 位置計測結果は、地上側の誘導交差ケーブル末端で出
力され、クレーン機上側へ伝送されるので、機上での位
置制御に遅れが生じる。

【０００６】（４）距離表示板の読み取りによる位置検
出方法 これは、特開平９−１０１１４７号公報に示すように、
位置情報が２値コード形式で表示された距離表示板をク
レーンの走行路に沿って取り付け、この距離表示板をク
レーン側に取り付けた光学式読み取り器で読み取る方法
である。この方法の問題点は次のようなものである。 位置計測の精度が距離表示板の最小幅で規定されるの
で精度が悪い。 距離表示板と光学式読み取り器の位置同期が必要とな
るなど、読み取りの信頼性と読み取り遅れの問題が生じ
る。 距離表示板の汚れなどの保守が長距離にわたって必要
となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来技術の問題点に鑑み、応答性の速いパルス発生器
と測定精度の高い光学距離計の組み合わせて用いること
により、高応答性でかつ高精度の自動クレーンの走行制
御方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る自動クレー
ンの走行制御方法は、車輪の回転速度を検出するパルス
発生器と、基準位置からの距離を計測する光学距離計と
を備えたクレーンにおいて、前記パルス発生器のパルス
積算値により計測する距離ＬPLGに複数段階の誤差の範
囲を設定し、前記距離ＬPLGを前記光学距離計により計
測した距離ＬOPTと比較し、その比較結果により各誤差
範囲の段階に応じた走行制御を行うことを特徴とするも
のである。

【０００９】本発明は、基本的に高応答性を有するパル
ス発生器により計測した距離ＬPLGをもとにクレーンの
走行位置を制御する。しかし、パルス発生器はクレーン
の車輪の回転速度を検出するものであるため、これによ
り計測されたＬPLGの計測値は、車輪のスリップ、摩耗
等による輪径の変化などによって誤差が累積し、そのよ
うに累積された誤差を含むことになる。したがって、測
定精度が低下してくるため、これを別に光学距離計で計
測した距離ＬOPTで必要に応じて校正するという方法を
とる。光学距離計による計測値ＬOPTは、車輪のスリッ
プや輪径の変化などに無関係に絶対的な距離としてとら
えることができる。したがって、このＬOPTで必要に応
じてＬPLGを校正することにより測定精度を確保するこ
とができる。ＬPLGは前記のように累積誤差を含むた
め、ＬPLGに複数段階の誤差の範囲を設定することによ
って、ＬPLG計測値の信頼性を確保する。

【００１０】まず、第１段階として、請求項２に記載す
るように、小さい範囲の誤差範囲が設定される。第２段
階は請求項３に記載するように中範囲の誤差範囲が設定
される。さらに、第３段階は請求項４に記載するように
大範囲の誤差範囲が設定される。そして、本発明では、
ＬPLGをＬOPTと比較し、その比較結果により各誤差範囲
の段階に応じた走行制御を行うものである。

【００１１】すなわち、本発明では、まず前記ＬPLGが
第１段階の誤差の範囲内にあるときは、そのＬPLGを用
いて自動サイクルの走行制御を行う。ＬPLGが第１段階
の誤差範囲内にあるときには、車輪のスリップや輪径の
変化などは発生していないと判断できるので、そのＬPL
Gによって走行位置を制御することにより、クレーンの
サイクルタイムを短縮することができる。

【００１２】ＬPLGが第１段階の誤差範囲外であって第
２段階の誤差範囲内にあるときは、ＬPLGの累積誤差が
増大しているが、制御可能と判断し、ＬPLGによる１サ
イクルの走行制御完了後ＬPLGをＬOPTで校正する。ま
た、スリップなどの誤差増大要因のメンテナンスを促す
ために警報を発令する。

【００１３】次に、前記ＬPLGが第２段階の誤差範囲外
であって第３段階の誤差範囲内にあるときは、そのＬPL
G前記ＬOPTを用いて自動１サイクルの走行制御を行い、
クレーンの停止後にそのＬPLGを前記ＬOPTにより校正す
る。この場合は、ＬPLGの累積誤差が大きくなっている
と判断し、したがって、このＬPLGにより走行位置を制
御すると位置精度を確保できなくなるため、ＬPLGの代
わりにＬOPTを用いて自動で１サイクルの走行制御を行
い、クレーンの停止後にそのＬPLGをＬOPTにより校正す
ることによって、ＬPLG計測値の信頼性を回復させる。
また、クレーンのサイクルタイムはこのＬOPTによる走
行制御の１サイクル分が遅くなるだけですむ。

【００１４】前記ＬPLGが第３段階の誤差範囲外にある
ときは、クレーンを緊急停止させる。このようにＬPLG
が第３段階の誤差範囲外にあるときは、パルス発生器に
何らかの故障が発生したものと判断してクレーンそのも
のを緊急停止させる。また同時に警報を発令させる。

【００１５】また、本発明は、前記の誘導無線方式の位
置検出方法に比べて、次のような利点がある。 計測精度が向上するため、より効率の良いクレーンの
位置管理が可能となる。 誘導無線・距離計測ケーブルの敷設工事を省略でき、
コストが安い。 クレーン機上で、ダイレクトに走行位置を計測するの
で、応答速度が速く、リアルタイムな自動クレーンの走
行制御に適応可能である。

【００１６】また、本発明は、前記の距離表示板の読み
取りによる位置検出方法に比べて、次のような利点があ
る。 計測精度が向上するため、より効率の良いクレーンの
位置管理が可能となる。 距離表示板と読み取り器の位置同期などが必要なく、
シンプルであり信頼性が向上する。 保守が簡単である。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。図１は本発明の走行制御方法による
自動クレーンの概要図で、図２はそのフローチャートで
ある。クレーン本体１は、走行レール２上を走行する走
行輪３にエンコーダ等のパルス発生器４を取り付け、ま
たレーザ等による光学距離計５を取り付けてなるもので
ある。基準位置を示すターゲットとなる反射板６はクレ
ーンの走行ガータ７等の適当な個所に設置される。パル
ス発生器４および光学距離計５からの出力信号はクレー
ン本体１に設置された走行制御装置８に入力され、この
走行制御装置８において図２のフローチャートに従って
処理される。なお、図１において、９は走行モータ、１
０は横行クラブ、１１はフック、１２はトング、１３は
コイル等の荷物を示す。

【００１８】クレーン本体１は、走行制御装置８により
加速・定速・減速の自動サイクルを繰り返しながら荷物
１３を所定の位置に搬出入する。また、荷物１３を図示
のようにワイヤで吊り下げて運搬する場合には、加速お
よび減速期間において荷物１３の振れ止め制御をも走行
制御装置８が行うようになっている。さらに、この走行
制御装置８は、クレーン本体１の走行のみならず横行ク
ラブ１０の横行をも制御することはいうまでもない。し
たがって、ここでは図示していないが、横行クラブ１０
の横行位置の制御についても上記と同様の構成とするこ
とができる。以下の説明では、簡単のため、クレーン本
体１の走行位置の制御について述べる。

【００１９】まず、クレーン本体１の基準位置からの走
行距離を、パルス発生器４により計測した場合をＬPLG
であらわし、光学距離計５により計測した場合をＬOPT
であらわす。そして、パルス発生器４による距離計測の
際における累積誤差の範囲を、例えば３段階に分けて設
定し、それぞれの誤差範囲の段階で次のように処理す
る。この処理を図２のフローチャートに従って説明す
る。

【００２０】まず、ステップＳ１およびＳ２において、
それぞれパルス発生器４、光学距離計５によりＬPLG、
ＬOPTを計測する。次に、ステップＳ３において、この
ＬPLGが所定の累積誤差の範囲内にあるかどうかを、絶
対走行距離をあらわすＬOPTと比較して判定する。すな
わち、 （１）ＬOPT−ａ≦ＬPLG≦ＬOPT＋ｂ（ただし、ａ、ｂ
はＬPLGに対して定められた誤差）の範囲内にあるとき
には、そのＬPLGを用いて、自動サイクルによる走行制
御を行う（ステップＳ４）。また、ＬPLGの校正不要と
判断する。

【００２１】ＬPLGが上記の誤差ａ、ｂの範囲から外れ
ているときには、これよりも広い誤差ｃ、ｄの範囲を定
めた第２段階の判定を行う。すなわち、そのＬPLGが、 （２）ＬOPT−ｃ≦ＬPLG≦ＬOPT＋ｄ（ただし、ｃ、ｄ
はＬPLGに対して定められた誤差で、かつ、ｃ＞ａ、ｄ
＞ｂである）の範囲内にあるかどうか判定する（ステッ
プＳ６）。そして、ＬPLGがこの累積誤差ｃ、ｄの範囲
内にあるときは、ＬPLGによる走行位置制御は可能だ
が、スリップなどでＬPLGの誤差が増加していると判定
し、自動で１サイクルの走行制御を行い（ステップＳ
７）、その走行制御が完了してクレーンが走行を停止し
たときに（ステップＳ５）、ＬPLGの校正を行う（ステ
ップＳ９、Ｓ１０）。このとき、スリップなどのメンテ
ナンスを促す警報を発令する（ステップＳ８）。

【００２２】ＬPLGが上記（２）の範囲内にないときに
は、さらに広い誤差ｅ、ｆを定めた第３段階の判定を行
う。すなわち、そのＬPLGが、 （３）ＬOPT−ｅ≦ＬPLG≦ＬOPT＋ｆ（ただし、ｅ、ｆ
はＬPLGに対して定められた誤差で、かつ、ｅ＞ｃ、ｆ
＞ｄである）の範囲内にあるかどうか判定する（ステッ
プＳ１１）。そして、ＬPLGがこの誤差ｅ、ｆの範囲内
にあるときは、ＬPLGによる走行位置制御は不可と判定
し、ＬPLGに代えてＬOPTを用いて、自動で１サイクルの
走行制御を行い（ステップＳ１２）、その走行制御が完
了してクレーンが走行を停止したときに（ステップＳ
５）、ＬPLGの校正を行う（ステップＳ９、Ｓ１０）。
そしてもし、ＬPLGが誤差ｅ、ｆの範囲外にあるとき
は、パルス発生器４に何らかの故障が発生したと判定し
て故障警報を発令すると同時にクレーンを緊急停止する
（ステップＳ１３）。また、ステップＳ１０でＬPLGを
ＬOPTで校正した後、そのＬPLGを用いてステップＳ１以
降の処理を繰り返す。

【００２３】このように、本発明は、基本的に、応答速
度の速いパルス発生器４を用いて、そのパルス発生器４
により計測した走行距離ＬPLGでもってクレーンの走行
位置を制御する。したがって、クレーンのサイクルタイ
ムを短縮することができる。また、ＬPLGの計測値の精
度を確保するために、その誤差の範囲を複数段階に分け
て設定し、ＬPLGが小さい第１段階の誤差範囲内にある
限りＬPLGの計測値の精度が確保される。そして、ＬPLG
がこの第１段階の誤差範囲外となったときには、第２段
階および第３段階の誤差範囲内にあるかどうかを判定
し、その結果第２段階の誤差範囲内にあれば、ＬPLGを
用いて制御しつつ、メンテナンス要請の警報を出し、第
３段階の誤差範囲内にあれば、測定精度の高い光学距離
計５により計測した走行距離ＬOPTにより自動で１サイ
クルだけ走行制御し、クレーンの走行停止後にそのＬOP
TでもってＬPLGを校正するので、ＬPLGの計測値の信頼
性を回復することができる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
パルス発生器により計測した距離ＬPLGの誤差が所定の
第１段階の範囲内にある限り、そのＬPLGを用いてクレ
ーンの位置を制御するので、高応答性でかつ高精度の走
行制御を行うことができる。また、上記ＬPLGの計測値
の誤差が第１段階の範囲外になったときには、光学距離
計によって計測した絶対距離ＬOPTでもって、クレーン
の走行停止後に上記ＬPLGの計測値を校正するので、ＬP
LGの計測値の信頼性を常に一定の状態に保持することが
できる。したがって、クレーンの位置管理を高応答性か
つ高精度に実施できるとともに、サイクルタイムを短縮
することができ、また保守が簡単でコストが安いなど多
大な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の走行制御方法による自動クレーンの概
要図である。

【図２】本発明の走行制御方法のフローチャートであ
る。

【図３】従来の誘導無線方式によるクレーンの走行位置
制御方法を示す説明図である。

【符号の説明】

１ クレーン本体 ２ 走行レール ３ 走行輪 ４ パルス発生器 ５ 光学距離計 ６ 反射板 ７ 走行ガータ ８ 走行制御装置 ９ 走行モータ １０ 横行クラブ １１ フック １２ トング １３ 荷物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤川 安敏 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 加藤 義昭 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 八重本 豊宏 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 小野 浩志 広島県福山市鋼管町一番地 福山共同機工 株式会社内 (72)発明者 隅内 幸雄 広島県福山市鋼管町一番地 福山共同機工 株式会社内 (72)発明者 ▲桑▼田 旭雄 広島県福山市鋼管町一番地 福山共同機工 株式会社内 Ｆターム(参考） 3F022 JJ01 MM62 MM70 NN02 QQ03 QQ13 3F204 AA02 BA02 CA01 DA07 DC03 5H301 AA02 AA09 BB06 CC03 EE02 FF06 GG12 JJ02 JJ08 MM04 MM10

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輪の回転速度を検出するパルス発生器
   と、基準位置からの距離を計測する光学距離計とを備え
   たクレーンにおいて、 前記パルス発生器のパルス積算値により計測する距離Ｌ
   PLGに複数段階の誤差の範囲を設定し、 前記距離ＬPLGを前記光学距離計により計測した距離ＬO
   PTと比較し、その比較結果により各誤差範囲の段階に応
   じた走行制御を行うことを特徴とする自動クレーンの走
   行制御方法。
2. 【請求項２】 前記ＬPLGが第１段階の誤差の範囲内に
   あるときは、そのＬPLGを用いて自動サイクルの走行制
   御を行うことを特徴とする請求項１記載の自動クレーン
   の走行制御方法。
3. 【請求項３】 前記ＬPLGが第２段階の誤差の範囲内に
   あるときは、そのＬPLGを用いて自動１サイクルの走行
   制御を行い、クレーンの停止後にそのＬPLGを前記ＬOPT
   により校正することを特徴とする請求項１記載の自動ク
   レーンの走行制御方法。
4. 【請求項４】 前記ＬPLGが第３段階の誤差の範囲内に
   あるときは、前記ＬOPTを用いて自動サイクルの走行制
   御を行い、クレーンの停止後にそのＬPLGを前記ＬOPTに
   より校正してＬPLG制御に戻し、前記ＬPLGが第３段階の
   誤差の範囲外にあるときは、クレーンを緊急停止させる
   ことを特徴とする請求項１記載の自動クレーンの走行制
   御方法。