JP2007153566A - クレーンの積み降ろし位置決定方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クレーンで吊り上げた被搬送物を地上運搬車の荷台に精度よく積載するための積み降ろし位置決定方法と積み降ろし位置決定装置を提供する。
【解決手段】クレーンで吊り上げた被搬送物を停車した地上運搬車の荷台に積み降ろすに際し、地上運搬車の停車位置の後方に設置した距離センサーで荷台後部の左右両幅端部の位置を測定し、該両幅端部の位置から荷台の幅方向の中心を求め、この中心と吊り上げた被搬送物の幅方向中心とが一致するようクレーンを移動させ、その後、被搬送物を荷台上に積み降ろすことを特徴とするクレーンの積み降ろし位置決定方法。
【選択図】図２

Description

本発明は、クレーンで吊り上げた鋼スラブ等の被搬送物を、トレーラー等の地上運搬車の荷台に精度よく積載するためのクレーンの積み降ろし位置決定方法と積み降ろし位置決定装置に関するものである。

鉄鋼製品は、製銑、製鋼、熱間圧延および冷間圧延等の種々の工程を複雑に経て製造されている。そのため、各工程で製造された成品（半成品）を、次の工程に安全かつ円滑に輸送することは極めて重要なことである。

そのような成品の一つとして、連続鋳造機で製造された鋼スラブがある。この鋼スラブは、転炉等で溶製した溶鋼を連続鋳造機で凝固して鋳片とし、これを鋳造機の下部に設けたトーチで溶断したものであり、その後、ローラーテーブルで搬出ラインまで送られ、そこから、熱間圧延工程あるいは表面手入工程等の次工程に搬送される。

図１は、スラブの搬出ラインにおける、地上運搬車（トレーラー）へのスラブの積込作業を説明する模式図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ´から見た側面図である。図１（ａ）の左側には、図示していない連続鋳造機があり、そこから表面温度が１０００℃以上の高温状態のスラブが順次、ローラーテーブルにより搬出ラインに送られてくる。搬出ラインまで到達したスラブは、クレーンで、把持爪を有するトング等を用いて吊り上げられ、待機しているトレーラーの荷台に積み降ろされる。

ここで、スラブをトレーラーのような地上運搬車に積載する場合には、貨車のような軌上台車への積載と比べて、積込位置が一定しないという問題、すなわち地上運搬車の停車位置、特に荷台の幅方向の停車位置が常に一定ではないため、クレーンで吊り上げたスラブを積み降ろす位置が毎回異なるという問題がある。そにため、手動によるクレーン操作では、荷台の所定位置にスラブを精度よく積み降ろすためには、かなりの熟練が必要とされる。

一方、連続鋳造直後のスラブは高温状態にあるため、クレーンを手動で操作することは過酷な作業環境となる。そのため、連続鋳造後のスラブの搬出作業は、遠隔操作化あるいは自動化が積極的に進められている。

従来、上記遠隔操作化あるいは自動化技術としては、例えば、クレーンにカメラを設置して、該カメラの映像をモニタに提示し、作業者がその映像を見てクレーンの位置決めをしたり、あるいは、クレーンにレーザー式の計測装置や画像処理装置を設置して、スラブの相対位置を測定して遠隔操作したりすることが行なわれている。また、特許文献１には、クレーンの基準点から点対称となる２箇所に配置する２台のカメラを少なくとも１組は設置して、該２台のカメラからの映像を１台のモニタ上でスラブの端面が一直線上に揃うようにすることでスラブのセンタリングを行う技術が開示されている。
特開平１１−５６８８号公報

しかしながら、従来の技術は、クレーンで吊り上げるスラブ等の被搬送物の位置を精度よく決定する技術に関するものであり、吊り上げた被搬送物を吊り降ろす位置を精度よく決定する技術ではない。また、従来の技術では、カメラ等の計測装置をクレーン上に設置していたため、高温状態にあるスラブからの輻射熱に対する保護対策が必要となる。さらに、計測装置の調整やメンテナンス作業をクレーン上で行う必要があるため、作業負荷の増大を招いていた。

そこで、本発明の目的は、クレーン上に計測装置を設置することなく、クレーンで吊り上げた被搬送物を地上運搬車の荷台に精度よく積載するための積み降ろし位置決定方法と積み降ろし位置決定装置を提供することにある。

発明者らは、上記課題を達成するために鋭意検討を重ねた。その結果、計測する対象物を従来技術のようにスラブ（被搬送物）とするのではなく地上運搬車とすれば、計測装置を地上に設置することが可能となるとともに、クレーンの積み降ろし場所も精度よく位置決めできることを見出し、本発明を完成させた。

すなわち、本発明は、クレーンで吊り上げた被搬送物を地上運搬車上に積み降ろす際、地上運搬車の後方から後部の左右両幅端部の位置を距離センサーで測定することにより、その幅方向の中心を求め、この中心と吊り上げた被搬送物の幅方向中心とが一致するようクレーンを移動させることを特徴とするクレーンの積み降ろし位置決定方法である。

本発明における上記被搬送物は、鋼のスラブであることを特徴とする。

また、本発明は、クレーンで吊り上げた被搬送物を地上運搬車上に積み降ろす装置において、地上運搬車の後部両幅端部の位置を測定するための、停車した地上運搬車の後方に設置したセンサーと、該センサーから得た後部両幅端部の位置データから地上運搬車の中心を求める演算装置と、クレーンで吊り上げた被搬送物の幅方向中央と上記運搬車の幅方向の中心とが一致するようにクレーンを移動する制御装置とからなることを特徴とするクレーンの積み降ろし位置決定装置である。

本発明における上記被搬送物は、鋼のスラブであることを特徴とする。

本発明によれば、地上運搬車の停車位置の変動に左右されることなく、クレーンから被搬送物を荷台の中央に精度よく積み降ろすことができるので、被搬送物を安全かつ円滑に搬送することができる。また、本発明によれば、計測装置を地上に設置できるので、計測装置の調整や保守点検を安全かつ容易に行うことができる。

先述したように、クレーンで吊り上げたスラブ等の被搬送物を、軌上台車ではなく、地上運搬車の荷台に積み降ろす場合の問題点は、停車位置、特に、幅方向の停車位置が一定ではないということである。進行方向の停止位置は、車止め等を設置することで停止位置をある程度一定化することができるからである。そこで、本発明について、スラブをトレーラーに積み降ろす場合を例にとり、図に基いて具体的に説明する。

図２は、トレーラーの荷台が停車している位置の斜め後方の地上に、間隔Ｗ_０をおいて２つの距離センサー（Ｓ_Ｌ，Ｓ_Ｒ）を設置した本発明の実施例を示したものであり、上記距離センサーは、モーター等の駆動装置で二次元平面上（水平面上）を走査し、測定方向（走査角度θ）を変化させて各走査角度における計測対象物（荷台）までの直線距離Ｌを測定することができる機能を有するものであり、上記距離センサーＳ_Ｌでは、荷台後部左側までの距離を、距離センサーＳ_Ｒでは、荷台後部右側までの距離を測定することができる。

図３は、図２の左側に設置した距離センサーＳ_Ｌで測定した結果を、横軸に走査角度θ、縦軸に荷台後部までの距離Ｌをとって、模式的に図示したものである。この図３から、荷台後部の左側端部の位置Ｐ_Ｌは、下向きの曲線の極小値、すなわち、距離センサーＳ_Ｌから見て、走査角度がθ_Ｌで、距離がＬ_Ｌの位置にあることがわかる。同様にして、荷台後部の右側端部の位置Ｐ_Ｒは、距離センサーＳ_Ｒから見て、走査角度がθ_Ｒで、距離がＬ_Ｒの位置にあることがわかる。

これらの結果を、距離センサーＳ_Ｌの位置を原点とし、距離センサーＳ_Ｒの位置をｘ軸上の（Ｗ_０，０）とする２次元の直交座標に変換して、荷台後部の左側端部Ｐ_Ｌおよび右側端部Ｐ_Ｒの位置を示したのが図４である。この図から、トレーラーの荷台後部の左側端部Ｐ_Ｌおよび右側端部Ｐ_Ｒの位置はそれぞれ、
Ｐ_Ｌ（ｘ，ｙ）＝（Ｌ_Ｌ×ｓｉｎθ_Ｌ，Ｌ_Ｌ×ｃｏｓθ_Ｌ） ・・・・・・（１）
Ｐ_Ｒ（ｘ，ｙ）＝（Ｗ_０−Ｌ_Ｒ×ｓｉｎθ_Ｒ，Ｌ_Ｒ×ｃｏｓθ_Ｒ） ・・・・・・（２）
で表されることがわかる。
これから、荷台後部の幅方向中央の座標Ｐ_Ｃ（ｘ，ｙ）は、
Ｐ_Ｃ（ｘ，ｙ）＝（（Ｌ_Ｌ×ｓｉｎθ_Ｌ＋（Ｗ_０−Ｌ_Ｒ×ｓｉｎθ_Ｒ））／２，（Ｌ_Ｌ×ｃｏｓθ_Ｌ＋Ｌ_Ｒ×ｃｏｓθ_Ｒ）／２） ・・・・・・（３）
で表される。
そこで、上記距離センサーの測定データを演算装置に入力して、上記荷台後部の幅方向中央の座標Ｐ_Ｃ（ｘ，ｙ）を上記（３）式を用いて求め、これをクレーンの位置制御装置に入力し、吊り上げたスラブの幅方向中央が、荷台の幅方向中央のｘ座標と一致するようにクレーンの位置を移動し、その後、スラブを降ろせば、荷台の幅方向中央にスラブを載置することができる。なお、吊り上げたスラブの幅方向中央は、クレーンやトングによって異なるが、通常、トングの幅方向中央と一致している。

なお、上記発明例では、荷台の停車位置の後方に２台のセンサーを設置する場合について説明したが、本発明は、この例に限定されるものではない。
例えば、図５は、上記発明例で用いたのと同じ機能を有する距離センサーＳを、トレーラーの荷台が停車している位置の後方の地上に１台設置し、センサーを水平面上で走査させて荷台後部までの距離を測定するようにした発明例を示したものである。

図６は、図５に示した距離センサーＳで測定した結果を、横軸に走査角度θ、縦軸に荷台後部までの距離Ｌをとって、模式的に図示したものであるが、この場合、荷台後部の両側には、計測対象が存在しないので、荷台後部を外れる走査角度では測定データが存在せず、測定データ曲線の左右両端が、荷台後部の左右両端を示している。つまり、荷台後部の左側端部Ｐ_Ｌは、距離センサーＳから見て、測定データ曲線が途切れる左側端部に対応する走査角度θ_Ｌの方向で、距離がＬ_Ｌの位置にあり、一方、荷台後部の右側端部Ｐ_Ｒは、測定データ曲線が途切れる右側端部に対応する走査方向がθ_Ｒで距離がＬ_Ｒの位置にあることがわかる。

これらの結果を、距離センサーＳの位置を原点（０，０）として、荷台後部の左側端部Ｐ_Ｌおよび右側端部Ｐ_Ｒの位置を２次元の直交座標に変換して示したのが図７である。この図から、トレーラーの荷台後部の左側端部Ｐ_Ｌおよび右側端部Ｐ_Ｒの位置はそれぞれ、
Ｐ_Ｌ（ｘ，ｙ）＝（−Ｌ_Ｌ×ｓｉｎθ_Ｌ，Ｌ_Ｌ×ｃｏｓθ_Ｌ） ・・・・・・（４）
Ｐ_Ｒ（ｘ，ｙ）＝（−Ｌ_Ｒ×ｓｉｎθ_Ｒ，Ｌ_Ｒ×ｃｏｓθ_Ｒ） ・・・・・・（５）
で表されることがわかる。
これから、荷台後部の幅方向中央の座標Ｐ_Ｃ（ｘ，ｙ）は、
Ｐ_Ｃ（ｘ，ｙ）＝（（−Ｌ_Ｌ×ｓｉｎθ_Ｌ−（Ｗ_０−Ｌ_Ｒ×ｓｉｎθ_Ｒ））／２，（Ｌ_Ｌ×ｃｏｓθ_Ｌ＋Ｌ_Ｒ×ｃｏｓθ_Ｒ）／２） ・・・・・・（６）
で表される。
そこで、上記距離センサーの測定データを演算装置に入力して、上記荷台後部の幅方向中央の座標Ｐ_Ｃ（ｘ，ｙ）を上記（６）式を用いて求め、これをクレーンの位置制御装置に入力し、吊り上げたスラブの幅方向中央のｘ座標が、荷台の幅方向中央のｘ座標と一致するようにクレーンの位置を移動し、その後、スラブを降ろせば、荷台の幅方向中央にスラブを載置することができる。

なお、本発明では、トレーラー荷台の長さ方向（ｙ軸方向）の積み降ろし位置については、特に制御していない。これは、荷台の停車位置は、先述したようにほぼ一定であること、および、積み降ろし位置の変動の許容範囲が、幅方向より進行方向の方が広いことによる。しかし、上記に説明したように、本発明ではトレーラーの荷台後端のｙ座標を得ることができるので、荷台の長さおよび積載位置の適正範囲を予め入力しておき、これと荷台後端のｙ座標とを比較することにより、荷台の進行方向におけるスラブの積み降ろし位置を決定することは容易である。

また、上記説明では、距離センサーとして、モーター等でセンサーを水平方向に走査して、測定対象までの直線距離を測定していたが、走査することなく測定角度と被測定物までの直線距離を測定できるセンサーを用いてもよいことは勿論である。

本発明の技術は、連続鋳造後のスラブの搬出だけでなく、クレーンから停車位置の定まらない地上運搬車等に被搬送物を積み降ろす作業を行う分野であれば、あらゆる分野に適用することができる。

連続鋳造機で鋳造されたスラブを、搬出ラインで地上運搬車（トレーラー）に積み込む作業を模式的に説明する図である。 距離センサーを２台の設置した発明例を模式的に示す図である。 図２の距離センサーＳ_Ｌで測定した、走査角度θと測定対象（荷台）までの距離Ｌとの関係を模式的に示す図である。 図２の距離センサーで得られた測定データを、２次元の直交座標に表した模式図である。 距離センサーを１台の設置した発明例を模式的に示す図である。 図５の距離センサーＳで測定した、走査角度θと測定対象（荷台）までの距離Ｌとの関係を模式的に示す図である。 図５の距離センサーで得られた測定データを、２次元の直交座標に表した模式図である。

Claims (4)

1. クレーンで吊り上げた被搬送物を地上運搬車上に積み降ろす際、地上運搬車の後方から後部の左右両幅端部の位置を距離センサーで測定することにより、その幅方向の中心を求め、この中心と吊り上げた被搬送物の幅方向中心とが一致するようクレーンを移動させることを特徴とするクレーンの積み降ろし位置決定方法。
2. 上記被搬送物は、鋼のスラブであることを特徴とする請求項１に記載の積み降ろし位置決定方法。
3. クレーンで吊り上げた被搬送物を地上運搬車上に積み降ろす装置において、地上運搬車の後部両幅端部の位置を測定するための、停車した地上運搬車の後方に設置したセンサーと、該センサーから得た後部両幅端部の位置データから地上運搬車の中心を求める演算装置と、クレーンで吊り上げた被搬送物の幅方向中央と上記運搬車の幅方向の中心とが一致するようにクレーンを移動する制御装置とからなることを特徴とするクレーンの積み降ろし位置決定装置。
4. 上記被搬送物は、鋼のスラブであることを特徴とする請求項３に記載のクレーンの積み降ろし位置決定装置。

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