JP2010143682A - Cable reel controller, method for controlling cable reel, and tire type crane - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、走行車両に設けられて、外部との接続を行うケーブルの巻き取り、及び、巻き出しを行うケーブルリールを制御するケーブルリールの制御装置、ケーブルリールの制御方法、及び、制御装置を備えたタイヤ式クレーンに関する。 The present invention relates to a cable reel control device, a cable reel control method, and a control device that are provided in a traveling vehicle and control a cable reel that performs connection and external connection. The present invention relates to a tire-type crane provided.
従来から、外部電源からの給電により所定のレーン内を走行するタイヤ式クレーンが知られている。より具体的には、タイヤ式クレーンには、外部電源と接続するための走行給電ケーブルと走行給電ケーブルの巻き取り、巻き出しを行うケーブルリールとが設けられている。そして、タイヤ式クレーンの移動に伴ってケーブルリールにより走行給電ケーブルを巻き取り、または、巻き出すことで、タイヤ式クレーンは、その位置に係らず走行給電ケーブルを介して外部給電から給電して、自走することが可能となっている(例えば、特許文献1参照)。ここで、ケーブルリールは、走行給電ケーブルを巻回するドラムと、ドラムを回転するモータとを備えており、モータによってドラムを回転駆動させることで、その回転方向により走行給電ケーブルを巻き取り、または、巻き出すことが可能となっている。 Conventionally, a tire-type crane that travels in a predetermined lane by power feeding from an external power source is known. More specifically, the tire-type crane is provided with a traveling power supply cable for connecting to an external power source and a cable reel for winding and unwinding the traveling power supply cable. And, by winding or unwinding the traveling power supply cable with the cable reel along with the movement of the tire crane, the tire crane is powered from the external power supply via the traveling power supply cable regardless of its position, It is possible to run on its own (see, for example, Patent Document 1). Here, the cable reel includes a drum around which the traveling power supply cable is wound and a motor that rotates the drum, and the drum is rotated by the motor so that the traveling power supply cable is wound in the rotation direction, or It is possible to unwind.
ところで、上記のような走行給電ケーブルは、タイヤ式クレーンに設けられたケーブルリールと、外部電源との間に配設されており、必要以上の張力が作用してしまうと、外部電源に接続されたコネクタが外れてしまい、また、走行給電ケーブルやケーブルリール自体が損傷を受けてしまうおそれもある。一方、作用する張力が小さい、または、全く張力が作用しない状態であると、走行給電ケーブルは弛んでしまい、タイヤ式クレーンとの接触や混線の原因となってしまう。また、走行給電ケーブルに作用する張力は、モータの出力を一定としてもドラムに巻回されている走行給電ケーブルの巻取半径に比例して変化することとなる。このため、従来ケーブルリールでは、モータ制御装置により、走行給電ケーブルの巻取半径に比例して出力が変化するようにモータを駆動させて、ドラムによって巻き取り、及び、巻き出しを行っていた。
しかしながら、タイヤ式クレーンなどの走行車両では、その走行速度は運転操作に応じて変化し、また、吊り荷などの負荷が揺れたり、風が吹いたりすることによっても変化することとなる。このため、走行車両から延出されて外部と接続されるケーブルには、走行車両の走行速度の変動に伴って張力が変動して作用してしまう問題があった。 However, in a traveling vehicle such as a tire-type crane, the traveling speed changes according to the driving operation, and also changes when a load such as a suspended load shakes or a wind blows. For this reason, the cable extended from the traveling vehicle and connected to the outside has a problem in that the tension is varied with the variation of the traveling speed of the traveling vehicle.
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、走行車両の走行速度の変動の影響を受けず、ケーブルリールによって、走行する走行車両と外部との間で作用する張力を安定させつつケーブルの巻き取り及び巻き出しを行わせることが可能なケーブルリールの制御装置、ケーブルリールの制御方法、及び、タイヤ式クレーンを提供するものである。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and is not affected by fluctuations in the traveling speed of the traveling vehicle, and stabilizes the tension acting between the traveling vehicle traveling and the outside by the cable reel. Provided are a cable reel control device, a cable reel control method, and a tire-type crane capable of winding and unwinding a cable.
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明は、走行車両に設けられ、外部との接続を行うケーブルを巻回するドラムと、該ドラムを回転駆動させるモータとを有し、前記走行車両の走行に伴って前記ケーブルの巻き取り及び巻き出しを行うケーブルリールを制御するケーブルリールの制御装置であって、前記走行車両の速度または加速度を表わす走行データを取得し、該走行データに基づいて、予め設定された張力設定値と対応する基準トルク値に対するトルク補正値を演算するトルク補正演算手段と、前記基準トルク値を前記トルク補正値で補正して、前記張力設定値とするのに前記モータで発生すべきトルク指令値を求めるトルク指令値演算手段とを備えることを特徴としている。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
The present invention includes a drum that is provided in a traveling vehicle and winds a cable that is connected to the outside, and a motor that rotationally drives the drum. A cable reel control device that controls a cable reel that performs unwinding, acquires travel data representing the speed or acceleration of the traveling vehicle, and corresponds to a preset tension setting value based on the travel data Torque correction calculating means for calculating a torque correction value with respect to a reference torque value, and a torque for correcting the reference torque value with the torque correction value to obtain a torque command value to be generated by the motor to obtain the tension setting value It comprises a command value calculation means.
また、本発明は、走行車両に設けられ、外部との接続を行うケーブルを巻回するドラムと、該ドラムを回転駆動させるモータとを有し、前記走行車両の走行に伴って前記ケーブルの巻き取り及び巻き出しを行うケーブルリールを制御するケーブルリールの制御方法であって、トルク補正演算手段が、前記走行車両の速度または加速度を表わす走行データを取得し、該走行データに基づいて、予め設定された張力設定値と対応する基準トルク値に対するトルク補正値を演算するトルク補正演算ステップと、トルク指令値演算手段が、前記基準トルク値を前記トルク補正値で補正して、前記張力設定値とするのに前記モータで発生すべきトルク指令値を求めるトルク指令値演算ステップとを備えることを特徴としている。 In addition, the present invention includes a drum that is provided in the traveling vehicle and winds a cable that is connected to the outside, and a motor that rotationally drives the drum, and the cable is wound as the traveling vehicle travels. A cable reel control method for controlling a cable reel that performs unwinding and unwinding, wherein the torque correction calculation means acquires travel data representing the speed or acceleration of the traveling vehicle and sets in advance based on the travel data A torque correction calculation step for calculating a torque correction value for the reference torque value corresponding to the tension setting value, and a torque command value calculation means correcting the reference torque value with the torque correction value, And a torque command value calculation step for obtaining a torque command value to be generated by the motor.
この構成及び方法によれば、トルク補正演算ステップにおいて、トルク補正演算手段によって、走行データを取得し、該走行データに基づいて、走行速度の変動に応じたトルク補正値を求めることができる。そして、トルク指令値演算ステップにおいて、トルク指令値演算手段により、予め設定された張力設定値と対応する基準トルク値をトルク補正値で補正してトルク指令値を求めることで、走行速度の変動の影響を考慮して、ケーブルの張力を張力設定値とするようにケーブルリールのモータを駆動させるトルク指令値を正確に求めることができる。このため、走行速度の変動の影響を控除してケーブルの張力が張力設定値で安定するようにケーブルリールのモータを制御することができる。 According to this configuration and method, in the torque correction calculation step, travel data can be acquired by the torque correction calculation means, and a torque correction value corresponding to a change in travel speed can be obtained based on the travel data. Then, in the torque command value calculation step, the torque command value calculation means calculates the torque command value by correcting the reference torque value corresponding to the preset tension setting value with the torque correction value. In consideration of the influence, the torque command value for driving the motor of the cable reel can be accurately obtained so that the tension of the cable is set to the tension setting value. For this reason, it is possible to control the motor of the cable reel so that the cable tension is stabilized at the tension set value by removing the influence of the fluctuation of the traveling speed.
また、上記のケーブルリールの制御装置において、前記トルク補正演算手段は、前記ドラムに巻回されている前記ケーブルの巻取半径を取得し、該巻取半径及び前記走行データに基づいて前記ドラムの回転加速度を演算する回転加速度演算部と、前記巻取半径を取得し、該巻取半径に基づいて、前記ケーブルリールの前記ドラムを含む回転機構の回転機構慣性モーメント値を演算し、該回転機構慣性モーメント値と、前記回転加速度演算部で演算された前記ドラムの回転加速度とを乗じて前記トルク補正値を演算するトルク補正演算部とを有することがより好ましい。 In the cable reel control device, the torque correction calculation unit obtains a winding radius of the cable wound around the drum, and based on the winding radius and the running data, A rotation acceleration calculating unit for calculating a rotation acceleration; obtaining the winding radius; calculating a rotation mechanism inertia moment value of a rotation mechanism including the drum of the cable reel based on the winding radius; It is more preferable to have a torque correction calculation unit that calculates the torque correction value by multiplying the moment of inertia value by the rotation acceleration of the drum calculated by the rotation acceleration calculation unit.
また、上記のケーブルリールの制御方法において、前記トルク補正演算ステップでは、前記トルク補正演算手段が、前記ドラムに巻回されている前記ケーブルの巻取半径を取得し、該巻取半径及び前記走行データに基づいて前記ドラムの回転加速度を演算するとともに、前記巻取半径に基づいて前記ケーブルリールの前記ドラムを含む回転機構の回転機構慣性モーメント値を演算し、該回転機構慣性モーメント値と前記ドラムの回転加速度とを乗じて前記トルク補正値を演算することがより好ましい。 In the cable reel control method, in the torque correction calculation step, the torque correction calculation means acquires a winding radius of the cable wound around the drum, and the winding radius and the travel The rotation acceleration of the drum is calculated based on the data, the rotation mechanism inertia moment value of the rotation mechanism including the drum of the cable reel is calculated based on the winding radius, and the rotation mechanism inertia moment value and the drum are calculated. More preferably, the torque correction value is calculated by multiplying the rotational acceleration of the torque.
この構成及び方法によれば、トルク補正演算ステップでは、ドラムに巻回されているケーブルの巻取半径と、走行データとに基づいて、当該走行データと対応する走行車両の走行加速度に応じたドラムの回転加速度を正確に演算することができる。また、回転機構慣性モーメント値を演算するが、この際、取得した巻取半径に基づいて演算することで、ドラムに巻かれたケーブルを考慮して回転機構の回転機構慣性モーメント値を正確に演算することができる。そして、演算により求めた上記のドラムの回転加速度と回転機構慣性モーメント値とを乗じることにより、トルク補正値を正確に演算することができ、これにより、ケーブルリールのモータを駆動させるトルク指令値を正確に求めることができる。 According to this configuration and method, in the torque correction calculation step, the drum according to the traveling acceleration of the traveling vehicle corresponding to the traveling data based on the winding radius of the cable wound around the drum and the traveling data. The rotational acceleration of can be accurately calculated. Also, the rotation mechanism inertia moment value is calculated. At this time, the rotation mechanism inertia moment value of the rotation mechanism is accurately calculated in consideration of the cable wound around the drum by calculating based on the acquired winding radius. can do. Then, the torque correction value can be calculated accurately by multiplying the rotation acceleration of the drum and the rotation mechanism moment of inertia value obtained by the calculation, and the torque command value for driving the motor of the cable reel can thereby be calculated. It can be determined accurately.
また、上記のケーブルリールの制御装置において、前記トルク補正演算手段は、前記走行車両の前記ケーブルリールが設けられた側における前記走行データを取得し前記トルク補正値を演算していることがより好ましい。 In the cable reel control apparatus, it is more preferable that the torque correction calculation means acquires the travel data on the side of the traveling vehicle on which the cable reel is provided and calculates the torque correction value. .
また、上記のケーブルリールの制御方法において、前記トルク補正演算ステップでは、前記トルク補正演算手段は、前記走行車両の前記ケーブルリールが設けられた側における前記走行データを取得していることがより好ましい。 In the cable reel control method, in the torque correction calculation step, it is more preferable that the torque correction calculation means obtains the travel data on the side of the traveling vehicle on which the cable reel is provided. .
この構成及び方法によれば、トルク補正演算手段では、走行車両のケーブルリールが設けられた側の走行データを取得しているので、当該走行データに基づいて、速度の変動に応じて、ケーブルに作用する張力を張力設定値とするためのトルク補正値を、より正確に演算することができる。 According to this configuration and method, since the torque correction calculation means obtains the travel data on the side of the traveling vehicle on which the cable reel is provided, the cable is connected to the cable based on the travel data based on the speed variation. The torque correction value for setting the acting tension as the tension set value can be calculated more accurately.
また、本発明のタイヤ式クレーンは、上記のケーブルリールの制御装置と、該制御装置によって前記モータが制御されるケーブルリールと、前記制御装置及び前記ケーブルリールが設けられ、タイヤによる走行手段によって走行可能なクレーン本体とを備えることを特徴としている。 The tire type crane of the present invention is provided with the above-described cable reel control device, a cable reel whose motor is controlled by the control device, the control device and the cable reel, and is driven by a tire traveling means. It is characterized by comprising a possible crane body.
この構成によれば、制御装置による制御のもと、タイヤによる走行手段によって走行するクレーン本体に対して外部と接続されたケーブルを、走行速度の変動の影響を受けずに、張力が張力設定値となるように安定させた状態で、ケーブルリールにより巻き取り、また、巻き出すことができる。 According to this configuration, the cable connected to the outside with respect to the crane main body traveling by the traveling means using the tire under the control of the control device is not affected by the fluctuation of the traveling speed, and the tension is set to the tension setting value. In a stable state, it can be wound and unwound by a cable reel.
本発明のケーブルリールの制御装置では、トルク補正演算手段とトルク指令値演算手段とを備えることで、走行車両の走行速度の変動の影響を受けず、ケーブルリールによって、走行する走行車両と外部との間で作用する張力を安定させつつケーブルの巻き取り及び巻き出しを行わせることができる。
また、本発明のケーブルリールの制御方法では、トルク補正演算ステップとトルク指令値演算ステップとを行うことで、走行車両の走行速度の変動の影響を受けず、ケーブルリールによって、走行する走行車両と外部との間で作用する張力を安定させつつケーブルの巻き取り及び巻き出しを行うことができる。
本発明のタイヤ式クレーンでは、上記制御装置を備えることで、走行車両の走行速度の変動に伴って、ケーブルが引っ張られて外部との接続が外れたり、弛んでクレーン本体との接触や混線等が発生してしまうことなく、ケーブルにより外部と接続された状態で好適にクレーン本体を走行させることができる。
In the cable reel control device of the present invention, by including the torque correction calculation means and the torque command value calculation means, the cable reel does not affect the travel speed of the travel vehicle, and the traveling vehicle traveling outside and The cable can be wound and unwound while the tension acting between them is stabilized.
Further, in the cable reel control method of the present invention, by performing the torque correction calculation step and the torque command value calculation step, the traveling vehicle traveling by the cable reel without being affected by the variation of the traveling speed of the traveling vehicle The cable can be wound and unwound while the tension acting with the outside is stabilized.
In the tire type crane of the present invention, by providing the above-described control device, the cable is pulled and disconnected from the outside as the traveling speed of the traveling vehicle fluctuates, or the connection with the crane main body or crossing is loosened. Therefore, the crane main body can be suitably traveled in a state of being connected to the outside by a cable.
以下、本発明に係るタイヤ式クレーンの実施形態を、図1〜図6を参照して説明する。図1は、本発明に係るタイヤ式クレーン(Rubber Tired Gantry Crane)の全体図である。 Hereinafter, an embodiment of a tire type crane according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an overall view of a tire type crane (Rubber Tired Gantry Crane) according to the present invention.
図1に示すように、本実施形態のタイヤ式クレーン1は、コンテナヤードY内の路面R上に設置された走行レーンLに外部電源2が設けられていて、該外部電源2からの給電を受けて、走行車両としてタイヤ6aによる走行手段6によって走行レーンL上を自走しつつ、コンテナCの積み下ろしを行うものである。より具体的には、タイヤ式クレーン1は、タイヤ6aにより路面R上を走行するクレーン本体3と、該クレーン本体3から延び外部電源2に接続されるケーブルである走行給電ケーブル4と、クレーン本体3に設けられて走行給電ケーブル4の巻き取り及び巻き出しを行うケーブルリール5と、ケーブルリール5を制御する制御装置20(図2参照)とを備える。
As shown in FIG. 1, the tire-type crane 1 of the present embodiment is provided with an external power supply 2 in a traveling lane L installed on a road surface R in a container yard Y, and feeds power from the external power supply 2. In response, the container C is loaded and unloaded while traveling on the traveling lane L by the traveling means 6 using the
クレーン本体3は、タイヤ式の上記走行手段6と、互いに略平行に立設されて走行手段6によりそれぞれ走行可能な一対の脚部7と、該脚部7間に上部で架設された梁部8と、該梁部8に吊設された吊下機構9とを備えている。図1及び図2に示すように、走行手段6は、両脚部7のそれぞれに設けられ、垂直軸を中心として回転自在に支持されたタイヤ6aと、タイヤ6aの方向を変更させる方向調整機構(不図示)と、タイヤ6aを駆動させる車輪駆動モータ(不図示)と、これら方向調整機構及び車輪駆動モータを制御する走行手段制御部6bとを備える。そして、走行手段6の走行手段制御部6bでは、各走行レーンLに沿って配設された地上ガイドラインGとのズレ量を検出するRTG蛇行量検出センサ(不図示)からの検出信号に基づき、方向調整機構に対して走行車輪の方向を切り替えさせ、該地上ガイドラインGに沿うように、車輪駆動モータに対してタイヤ6aを、走行レーンLに沿うレーン内走行方向L1に横走行させる制御を行う。
The crane main body 3 includes the tire-type traveling means 6, a pair of
また、車輪駆動モータ(不図示)には、エンコーダなどで構成される速度センサ10が設けられており、走行手段制御部6bは、速度センサ10からの入力により走行手段6によるクレーン本体3の走行速度を取得している。そして、走行手段制御部6bは、クレーン本体3の走行速度を表す走行方向データDdを制御装置20に出力している。なお、速度センサ10としては、ケーブルリール5が設けられた側の脚部7に取り付けられた車輪駆動モータ(不図示)に設けられていることが好ましい。このようにすることで、走行給電ケーブル4の繰り出し速度と対応した走行データDdを得ることができる。また、走行データDdが表わす走行速度は、走行方向L1のいずれの方へ走行するかによって異なり、一方側へ走行する時を正、他方側へ走行する時を負として表わされている。
The wheel drive motor (not shown) is provided with a
また、図1に示すように、一対の脚部7は、梁部8及び吊下機構9を支持している。梁部8は、吊下機構9を吊り下げるように支持している。そして、梁部8には、該梁部8の長手方向に沿って吊下機構9が走行可能なように、ガイドレール8aが設けられている。吊下機構9は、図示しない給電部より受電することにより、コンテナCを積み降ろしするように作動する。より具体的に、吊下機構9は、梁部8のガイドレール8aに沿って走行可能トロリ9aと、コンテナCを把持するスプレッダー9bと、トロリ9aからスプレッダー9bを吊り下げている吊下ロープ9cと、該吊下ロープ9cの巻上げ及び巻出しを行う巻上機9dと、トロリ9a、スプレッダー9b及び巻上機9dの作動を制御する吊下機構制御部(図示せず)とを備えている。
Further, as shown in FIG. 1, the pair of
また、走行給電ケーブル4は、先端に受電側コネクタ4aが設けられて、外部電源2の給電側コネクタ2aと接続されており、これにより外部電源2からの給電を行うことが可能となっている。図1及び図2に示すように、走行給電ケーブル4を収容するケーブルリール5は、一方の脚部7の外側面に設けられている。ケーブルリール5は、略水平な軸心を有して回転可能で走行給電ケーブル4が巻回されたドラム5aと、出力軸が減速機(図示せず)を介してドラム5aに接続され、該ドラム5aを回転させるモータ5bとを有している。モータ5bは、インバータ5cを介して制御装置20と接続されており、これにより制御装置20から出力されたトルク指令値Ctをトルク指令電流Itに変換して、モータ5bに出力することが可能となっている。そして、制御装置20による制御のもと、モータ5bを駆動させてドラム5aに所定のトルクを作用させることにより、クレーン本体3の走行に伴って、走行給電ケーブル4をドラム5aに巻き取り、または、巻き出すことが可能となっている。ドラム5aには、巻回されている走行給電ケーブル4の外径である巻取半径Rcを検出する巻取半径検出センサ5fが設けられており、これにより検出された巻取半径Rcは、制御装置20に入力されている。
Further, the traveling power supply cable 4 is provided with a power receiving
次に、制御装置20の詳細について説明する。図3に示すように、制御装置20は、走行手段制御部6bから入力される走行データDdに基づいて、予め設定された張力設定値Ffと対応する基準トルク値Tsに対する補正分となるトルク補正値ΔTを演算するトルク補正演算手段21と、基準トルク値Tsをトルク補正値ΔTで補正して、張力設定値Ffとするのにモータで発生すべきトルク指令値Ctを演算し、インバータ5cを介してモータ5bに出力するトルク指令値演算手段22とを備える。
Next, details of the
トルク補正演算手段21は、走行手段制御部6bから走行データDdに基づいて走行加速度を演算する走行加速度演算部23と、走行加速度演算部23で演算された走行加速度からドラムの回転加速度を演算する回転加速度演算部24と、回転加速度演算部24で演算した回転加速度からトルク補正値ΔTを演算するトルク補正演算部25とを有する。走行加速度演算部23は、具体的には微分器であり、入力された走行データDdである走行速度を微分処理することにより、クレーン本体3の走行加速度を演算する。ここで、走行加速度は、加速及び減速を含む概念であり、加速の際を正、減速の際を負として表わしている。また、回転加速度演算部24は、巻取半径検出センサ5fからドラム5aの巻取半径Rcを取得し、該巻取半径Rcと走行加速度演算部23で演算された走行加速度とを乗算することにより、クレーン本体3の走行に応じて回転して走行給電ケーブル4を繰り出すケーブルリール5のドラム5aの回転加速度を演算している。ここで、回転加速度は、走行加速度同様加速及び減速を含む概念であり、加速の際を正、減速の際を負として表わしている。
The torque correction calculating means 21 calculates a running
また、図示しないメモリには、ドラム5aを含む回転機構について、ドラム5aに走行給電ケーブル4が巻回されていない状態での慣性モーメントである基準慣性モーメント値と、走行給電ケーブル4として使用されているケーブルの単位長さ当りの重量が記憶されている。そして、トルク補正演算部25は、図示しないメモリから基準慣性モーメント値とケーブルの単位長さ当りの重量を参照するとともに、巻取半径検出センサ5fから巻取半径Rcを取得する。そして、トルク補正演算部25は、該巻取半径Rcと走行給電ケーブル4の単位長さ当りの重量とから、ドラム5aに巻回されている走行給電ケーブル4の重量を考慮して、回転機構全体の慣性モーメントを、回転機構慣性モーメント値として求める。そして、トルク補正演算部25は、この回転機構慣性モーメント値と、入力された回転加速度とを乗算することで、トルク補正値ΔTとして、ドラム5aの回転速度が変動、すなわち加減速することによって走行給電ケーブル4に作用するトルクの変化量を求めることができる。なお、トルク補正値ΔTとしては、回転機構慣性モーメント値と回転加速度との乗算結果にゲインを与えてトルク補正値ΔTとしても良い。
Further, in a memory (not shown), a reference inertia moment value, which is an inertia moment when the traveling power supply cable 4 is not wound around the
トルク指令値演算手段22は、張力設定値Ffに対応してモータ5bとして発生させるべきトルクの基準となる基準トルク値Tsを演算する基準トルク演算部26と、基準トルク値Tsを補正してトルク指令値Ctを演算するトルク指令値演算部27とを有する。張力設定値Ffは、図示しないメモリに記憶されており、張力が大きくなって走行給電ケーブル4が損傷し、若しくは、走行給電ケーブル4の外部電源2との接続がはずれてしまうことがなく、また、張力が小さくなって弛みが生じてしまわない大きさに設定されている。そして、基準トルク演算部26では、図示しないメモリから張力設定値Ffを参照するとともに、入力される巻取半径Rcを取得し、両者を乗ずることによって基準トルク値Tsを求めている。また、トルク指令値演算部27では、基準トルク値Tsを、トルク補正演算手段21で求めたトルク補正値ΔTで補正してトルク指令値Ctを求めてモータ5bに出力している。
The torque command value calculating means 22 corrects the reference torque value Ts by correcting a reference torque value Ts, which is a reference torque value Ts that is a reference of torque to be generated as the
以上のような構成によって、タイヤ式クレーン1の走行に伴って、ケーブルリール5によって所定の張力を与えつつ走行給電ケーブル4の巻き取り、及び、巻き出しを行う際の制御装置20の制御手順の詳細について図3に基づいて説明する。図3に示すように、タイヤ式クレーン1の走行が走行するのに応じて、ケーブルリール5のモータ5bが駆動すると、モータ5bからは張力設定値Ffと対応した所定のモータ発生トルクTmが出力される。そして、走行給電ケーブル4を巻回するドラム5aには、モータ5bからのモータ発生トルクTmと対応するトルクが作用することとなる。このため、走行給電ケーブル4は、タイヤ式クレーン1が走行方向L1に沿って外部電源2から遠ざかる方向に走行する場合には、対応する張力が作用しつつ巻き出され、また、外部電源2に近づく方向に走行する場合には、対応する張力が作用しつつ巻き取られることとなる。そして、上記のとおりモータ5bを駆動して走行給電ケーブル4の巻き取りまたは巻き出しを行う際に、クレーン本体3において走行手段6の走行手段制御部6bからは、測定された走行速度が走行データDdとして制御装置20に順次入力されていく。
With the configuration as described above, the control procedure of the
そして、制御装置20は、トルク補正演算ステップとして、トルク補正演算手段21によって、取得した走行データDdからトルク補正値ΔTを求める。すなわち、まず、走行加速度演算部23に走行データDdが入力され、該走行データDdを微分処理することにより走行加速度を演算する。そして、回転加速度演算部24は、求められた走行加速度を巻取半径検出センサ5fから取得したドラム5aの巻取半径Rcで除してドラム5aの回転加速度を演算する。次に、トルク補正演算部25では、図示しないメモリから基準慣性モーメント値とケーブルの単位長さ当りの重量を参照するとともに、巻取半径検出センサ5fから巻取半径Rcを取得し、これらから回転機構慣性モーメント値を演算する。そして、トルク補正演算部25で、求めた回転機構慣性モーメント値に回転加速度演算部24で求められた回転加速度を乗ずることにより、トルク補正値ΔTが求められる。
And the
次に、制御装置20は、トルク指令値演算ステップとして、トルク指令値演算手段22によってトルク指令値Ctを演算し、出力する。すなわち、まず基準トルク演算部26が、図示しないメモリに記憶された張力設定値Ffを参照するとともに、巻取半径検出センサ5fから巻取半径Rcを取得し、これらを乗じて基準トルク値Tsを求める。そして、トルク指令値演算部27で、基準トルク値Tsをトルク補正値ΔTで補正してトルク指令値Ctとすることで、走行速度の変動の影響を考慮して、走行給電ケーブル4の張力を張力設定値とするようにケーブルリール5のモータ5bを駆動させるトルク指令値を正確に求めることができる。このため、制御装置20では、クレーン本体3の走行速度の変動の影響を控除して走行給電ケーブル4の張力が張力設定値Ffで安定するようにケーブルリール5のモータ5bを制御することができる。
Next, the
図4は、走行手段6によって、所定の速度まで加速し、定常速度で走行し、目標位置近傍で減速を行うような基本的な走行パターンにおいて、走行速度の経時変化と、対応して出力されるトルク指令値の経時変化を示している。図4に示すように、タイヤ式クレーン1は、操作入力などに応じた加速度及び速度で走行を行うとともに、時間Ta、Tb、Tcで示すように、吊り荷であるコンテナが揺れ、や、風などの影響を受けて変動する。しかしながら、本実施形態のタイヤ式クレーン1の制御装置20のように、走行速度を取得し、これに基づいてケーブルリール5のモータ5bに出力するトルク指令値Ctを変化させることができるので、僅かな走行速度の変動にも同期して、その影響も抑えて、走行給電ケーブル4の張力を張力設定値Ffで安定するようにすることができる。
FIG. 4 shows a basic traveling pattern in which the traveling means 6 accelerates to a predetermined speed, travels at a steady speed, and decelerates in the vicinity of the target position. The change over time of the torque command value is shown. As shown in FIG. 4, the tire-type crane 1 travels at an acceleration and speed according to an operation input, and as shown by times Ta, Tb, and Tc, a container that is a suspended load shakes and winds. It fluctuates under the influence of. However, like the
以上のように、本実施形態のケーブルリール5の制御装置20では、トルク補正演算手段21とトルク指令値演算手段22とを備えることで、クレーン本体3の走行速度の変動の影響を受けず、ケーブルリール5によって、走行するクレーン本体3と外部との間で作用する張力を安定させつつ走行給電ケーブル4の巻き取り及び巻き出しを行わせることができる。特に、本実施形態の制御装置20では、トルク補正値ΔTを演算する際に、トルク補正演算部25で、巻取半径Rcを取得し、該巻取半径Rcに基づいて回転機構慣性モーメント値を正確に求めることができ、これにより回転機構慣性モーメント値と回転加速度とから、走行速度の変動に応じたトルク補正値ΔTをより正確に求めることができる。また、本実施形態では、トルク補正演算手段21が、クレーン本体3において、ケーブルリール5が設けられた側の走行データDdを取得しているので、当該走行データDdに基づいて、速度の変動に応じて、走行給電ケーブル4に作用する張力を張力設定値Ffとするためのトルク補正値ΔTを、より正確に演算することができる。
As described above, the
なお、本実施形態では、走行データDdとして、速度センサ10が検出し走行手段制御部6bから出力されたクレーン本体3の走行速度を取得し、これに基づいてトルク補正値ΔTを決定するものとしたが、これに限るものではない。図5は、本実施形態の変形例を示している。図5に示すように、この変形例のタイヤ式クレーンにおいては、加速度センサ11を有しており、走行手段制御部6bは、加速センサ11からの検出結果に基づいて走行データDd´として走行加速度を出力している。また、制御装置30では、トルク補正演算手段31では、回転加速度演算部32とトルク補正演算部25とを有している。そして、回転加速度演算部32は、走行手段制御部6bから直接走行データDd´として走行加速度を取得し、これに基づいて回転加速度を演算し、トルク補正演算部25がトルク補正値ΔTを演算することができる。このため、同様にトルク指令値演算手段22によってトルク指令値Ctを演算し、インバータ5cを介してモータ5bに出力することができる。
In the present embodiment, the traveling speed of the crane body 3 detected by the
また、上記実施形態及びその変形例では、走行速度または走行加速度を検出し、これに基づいてトルク補正値ΔTを演算するものとしたが、これに限るものではなく、走行手段制御部6bがタイヤ6aを駆動させる図示しない車輪駆動モータに出力する速度指令値または加速度指令値を走行データとして取得し、これによりトルク補正値ΔTを演算するものとしても良い。 In the above-described embodiment and its modification, the traveling speed or the traveling acceleration is detected and the torque correction value ΔT is calculated based on the detected traveling speed or the traveling acceleration. A speed command value or an acceleration command value output to a wheel drive motor (not shown) that drives 6a may be acquired as travel data, and thereby the torque correction value ΔT may be calculated.
また、本実施形態では、ケーブルリール5及び制御装置20をタイヤ式クレーン1に搭載した例として説明しているが、これに限るものではなく、様々な走行車両に適用可能であり、当然にレール上を走行する門型クレーンなどにも適用可能である。しかしながら、上記のように走行速度の変動や蛇行による張力変動が大きいタイヤ式クレーンでより有効である。また、ケーブルリール5によって延出されるケーブルとして走行給電ケーブル4を例に挙げたが、これに限るものではなく、通信ケーブルなどに適用しても良い。
In the present embodiment, the
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the concrete structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.
1 タイヤ式クレーン(走行車両)
3 クレーン本体
4 走行給電ケーブル(ケーブル)
5 ケーブルリール
6 走行手段
6a タイヤ
5a ドラム
5b モータ
20、30 制御装置
21、31 トルク補正演算手段
22 トルク指令値演算手段
24、32 回転加速度演算部
25 トルク指令値演算部
1 Tire-type crane (traveling vehicle)
3 Crane body 4 Traveling power supply cable (cable)
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記走行車両の速度または加速度を表わす走行データを取得し、該走行データに基づいて、予め設定された張力設定値と対応する基準トルク値に対するトルク補正値を演算するトルク補正演算手段と、
前記基準トルク値を前記トルク補正値で補正して、前記張力設定値とするのに前記モータで発生すべきトルク指令値を求めるトルク指令値演算手段とを備えることを特徴とするケーブルリールの制御装置。 A drum provided on the traveling vehicle for winding a cable for connection to the outside and a motor for rotationally driving the drum, and winding and unwinding the cable as the traveling vehicle travels A cable reel control device for controlling a cable reel,
Torque correction calculation means for acquiring travel data representing the speed or acceleration of the traveling vehicle and calculating a torque correction value for a reference torque value corresponding to a preset tension setting value based on the travel data;
A cable reel control comprising: a torque command value calculating means for obtaining a torque command value to be generated by the motor to correct the reference torque value with the torque correction value to obtain the tension setting value. apparatus.
前記トルク補正演算手段は、前記ドラムに巻回されている前記ケーブルの巻取半径を取得し、該巻取半径及び前記走行データに基づいて前記ドラムの回転加速度を演算する回転加速度演算部と、
前記巻取半径を取得し、該巻取半径に基づいて、前記ケーブルリールの前記ドラムを含む回転機構の回転機構慣性モーメント値を演算し、該回転機構慣性モーメント値と、前記回転加速度演算部で演算された前記ドラムの回転加速度とを乗じて前記トルク補正値を演算するトルク補正演算部とを有することを特徴とするケーブルリールの制御装置。 The cable reel control device according to claim 1,
The torque correction calculating means acquires a winding radius of the cable wound around the drum, and calculates a rotational acceleration of the drum based on the winding radius and the running data;
The winding radius is acquired, and based on the winding radius, the rotation mechanism inertia moment value of the rotation mechanism including the drum of the cable reel is calculated, and the rotation mechanism inertia moment value and the rotation acceleration calculation unit A control device for a cable reel, comprising: a torque correction calculation unit that calculates the torque correction value by multiplying the calculated rotation acceleration of the drum.
前記トルク補正演算手段は、前記走行車両の前記ケーブルリールが設けられた側における前記走行データを取得し前記トルク補正値を演算していることを特徴とするケーブルリールの制御装置。 In the cable reel control device according to claim 1 or 2,
The control device for a cable reel, wherein the torque correction calculation means acquires the travel data on the side of the traveling vehicle where the cable reel is provided and calculates the torque correction value.
トルク補正演算手段が、前記走行車両の速度または加速度を表わす走行データを取得し、該走行データに基づいて、予め設定された張力設定値と対応する基準トルク値に対するトルク補正値を演算するトルク補正演算ステップと、
トルク指令値演算手段が、前記基準トルク値を前記トルク補正値で補正して、前記張力設定値とするのに前記モータで発生すべきトルク指令値を求めるトルク指令値演算ステップとを備えることを特徴とするケーブルリールの制御方法。 A drum provided on the traveling vehicle for winding a cable for connection to the outside and a motor for rotationally driving the drum, and winding and unwinding the cable as the traveling vehicle travels A cable reel control method for controlling a cable reel,
Torque correction calculating means acquires travel data representing the speed or acceleration of the traveling vehicle and calculates a torque correction value for a reference torque value corresponding to a preset tension setting value based on the travel data. A calculation step;
A torque command value calculating means for correcting the reference torque value with the torque correction value to obtain a torque command value to be generated by the motor to obtain the tension setting value; A control method for a cable reel.
前記トルク補正演算ステップでは、前記トルク補正演算手段が、前記ドラムに巻回されている前記ケーブルの巻取半径を取得し、該巻取半径及び前記走行データに基づいて前記ドラムの回転加速度を演算するとともに、前記巻取半径に基づいて前記ケーブルリールの前記ドラムを含む回転機構の回転機構慣性モーメント値を演算し、該回転機構慣性モーメント値と前記ドラムの回転加速度とを乗じて前記トルク補正値を演算することを特徴とするケーブルリールの制御方法。 The cable reel control method according to claim 4,
In the torque correction calculating step, the torque correction calculating means acquires a winding radius of the cable wound around the drum, and calculates a rotational acceleration of the drum based on the winding radius and the travel data. And calculating a rotation mechanism inertia moment value of a rotation mechanism including the drum of the cable reel based on the winding radius, and multiplying the rotation mechanism inertia moment value by the rotation acceleration of the drum to calculate the torque correction value. A method for controlling a cable reel, wherein
前記トルク補正演算ステップでは、前記トルク補正演算手段は、前記走行車両の前記ケーブルリールが設けられた側における前記走行データを取得していることを特徴とするケーブルリールの制御方法。 In the cable reel control method according to claim 4 or 5,
In the torque correction calculation step, the torque correction calculation means acquires the traveling data on the side of the traveling vehicle on which the cable reel is provided.
該制御装置によって前記モータが制御されるケーブルリールと、
前記制御装置及び前記ケーブルリールが設けられ、タイヤによる走行手段によって走行可能なクレーン本体とを備えることを特徴とするタイヤ式クレーン。 A control device for a cable reel according to any one of claims 1 to 3,
A cable reel whose motor is controlled by the control device;
A tire-type crane provided with the control device and the cable reel, and comprising a crane main body capable of traveling by traveling means using tires.
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