JP2012066893A

JP2012066893A - 地切り停止機構付き電動巻上機

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Publication number: JP2012066893A
Application number: JP2010211557A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Otsuki; 真弘大槻; Kazumasa Saito; 和正齋藤
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2010-09-22
Filing date: 2010-09-22
Publication date: 2012-04-05
Anticipated expiration: 2030-09-22
Also published as: CN102408064A; CN102408064B; JP5809788B2

Abstract

【課題】特別な装置を用いることなく、精度の良い荷重情報により地切り停止できる巻上機を提供する。
【解決手段】電動機と、電動機を駆動させることによりワイヤロープの巻き上げ、又は巻き下げ動作を行う、電動巻上装置において、巻上動作を検出する巻上動作検出手段と、モータの回転数を検出する回転数検出手段と、前に検出されたモータ回転数と新しく検出されたモータ回転数を比較する回転数比較手段と、電流値を検出する電流値検出手段と、電流検出手段により検出された電流地のうち、既に検出された電流値と既に検出された電流値の後に検出された電流値を比較する電流値比較手段と、を備え、回転数比較手段と電流地比較手段の検出結果を用いて地切りであると判定可能とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、重量物を吊上げる電動巻上機に関し、特に電動巻上機の地切りを直前に判別し停止させる機構を備える電動巻上機に関する。

電動巻上機による巻上時において巻上指令が発せられたときに荷重計により荷重の有無を検出すると共に、荷重検出後から巻上指令が停止するまでの時間もしくは距離をシーケンサ内で測定し、この測定値とあらかじめ設定した値とを比較して前記測定値が大きい場合に地切り時の一旦停止不履行とする判断を行っている（特許文献１参照）。なお、地切りとは巻上により荷が地面から離れた状態を意味する。

特開平５−９７３８７号広報

電動巻上機を用いて、荷を吊上げる場合、地切りの直前で一旦停止させ玉掛けワイヤの張りや荷が安定しているか等の玉掛けの点検・確認を行う必要がある。これは、地切り時に停止させず一気に巻上を行った場合は、玉掛けワイヤに過大な負荷がかかり、切断などの危険性が生じるためである。

荷重情報を得る方法として入力電流による方法があるが、電源電圧によってばらつきが発生するため精度の良い荷重情報がえられず地切り判断が安定しない。また、特許文献１に記載の荷重計で荷重情報を得る場合、特別な装置を用いる必要があり、コストがかかる問題がある。さらに、動作の監視のみであり、安全確認をしないまま巻上が続き、玉掛けワイヤの切断などの危険な状態が発生する場合がある。このため、荷を吊上げる場合は、確実に地切り直前を判断し一旦停止させることが必要となっており、作業効率の低下を招いている。

上記課題を解決するため、例えば、電動機と、前記電動機を駆動させることによりワイヤロープの巻き上げ、又は巻き下げ動作を行う、電動巻上装置において、巻上動作を検出する巻上動作検出手段と、モータの回転数を検出する回転数検出手段と、前に検出されたモータ回転数と新しく検出されたモータ回転数を比較する回転数比較手段と、電流値を検出する電流値検出手段と、前記電流検出手段により検出された電流地のうち、既に検出された電流値と前記既に検出された電流値の後に検出された電流値を比較する電流値比較手段と、を備え、前記回転数比較手段と前記電流地比較手段の検出結果を用いて地切りであると判定可能である、という構成をとる。

本発明によれば、ホイストが地切り直前を検出し、自動的に停止する為、荷を吊上げる前に確認を促すことができ玉掛けの点検等、安全性を向上させることができる。

また、本発明によれば、本来電動巻上機に必要のない装置を用いる必要がないのでコスト低減を図ることができる。

以下、実施例について図面を用いて説明する。なお、本発明は図示例に限定されるものではない。

始めにインバータ式クレーン装置１の全体構成と動作を図１、図２を用いて説明する。
図１に示すように、インバータ式クレーン装置１は横行用ガーダ８に、巻上誘導電動機４を備えた巻上用装置５と横行誘導電動機６を備えた横行用装置７が一体となって載っている。巻上用装置５に備わっている巻上・横行インバータ装置１２にはインバータ制御部１３、巻上用インバータ１５、横行用インバータ１６が格納されている。巻上用装置５内部のドラムにはフック２を動滑車として備えたワイヤロープ３が巻かれており、入力装置１４はインバータ制御部１３に接続されている。また、巻上誘電動機４、横行誘導電動機６には誘導電動機用ブレーキ１７が備わっている。

横行用ガーダ８は走行誘導電動機９を備えた走行用装置１０に固定され走行用ガーダ１１を走行する。走行用インバータ装置１８には走行インバータ制御部１９、走行用インバータ２０が格納されている。また、走行誘導電動機９には誘導電動機用ブレーキ１７が備わっている。

入力装置１４から動作指令が出されインバータ制御部１３が操作指示を取込む。巻上・巻下指示の場合、巻上用インバータ１５を制御し、巻上用インバータ１５から必要な周波数、電圧を巻上誘導電動機４に加え誘導電動機用ブレーキ１７を解除制御することでワイヤロープ３を介して荷を吊るしたフック２を吊荷が落下することなくZ、-Z方向に移動させる。横行指示の場合横行用インバータ１６を制御し、横行用インバータ１６から必要な周波数、電圧を横行誘導電動機６に加えて巻上用装置５をX、-X方向に移動する。

同様に走行用装置１０に取付けてある走行誘導電動機９は入力装置１４からの指示を、走行用インバータ装置１８に格納された走行インバータ制御部１９で取込み信号を出力することで、走行用インバータ２０を制御し、走行用インバータ２０から必要な周波数、電圧を走行誘導電動機９に加え、誘導電動機用ブレーキ１７を解除制御することで、走行用ガーダ１１に沿って巻上用装置５をY、-Y方向に移動させる。

以下本発明を図１、図３、図４、図５を用いて説明する。図３は本発明の巻上側制御構成を表すブロック図を示す。この巻上側制御構成は巻上・横行インバータ装置１２に各種制御を行う巻上・横行インバータ制御部１３、巻上用インバータ１５が格納されている。巻上・横行インバータ制御部１３に動作指令を送る入力装置１４、巻上用インバータ１５により駆動する巻上誘導電動機４、停止時に吊荷を保持する誘導電動機用ブレーキ１７、巻上誘導電動機４の回転に応じパルス信号を巻上・横行インバータ制御部１３に送るエンコーダ２１からなる。

巻上・横行インバータ制御部１３は動作中にモータ回転数及び電流値の検出を繰返し行い、時系列的に比較し、変化をとらえることで地切りの判断を行う。検出値が条件に合う場合地切りと判断して誘導電動機用ブレーキ１７により地切り停止させる。なお、地切り判断は６Hzに周波数を固定し行う。

図4は地切り停止制御を表すフローチャートである。入力装置１４により巻上指令の有無を判断Aで判断する。巻上指令を受けた場合、処理Aにより巻上用インバータ１５を制御し、必要な周波数、電圧を巻上誘導電動機４に加え、巻上誘導電動機４により巻上を開始する。巻上指令を受けていない場合、判断Aに戻る。
巻上を開始すると判断Bにより処理Aが行われてから０．１秒経過したかを判断する。０．１秒経過した場合、判断Cにより巻上指令が継続的に入力されているかを判断する。０．１秒経過していない場合、判断Aに戻る。巻上指令を受けている場合、処理Cにより、巻上誘導電動機４に繋がっているエンコーダ２１からモータ回転数に応じて発生するパルス信号を受け、回転数を巻上・横行インバータ制御部１３で検出する。巻上指令を受けていない場合、処理Bで巻上停止状態と判断する。

処理Cで検出したモータ回転数と前に検出されたモータ回転数を判断Dで比較し、図５-１のd２、d３のように同じ場合、安定状態と判断し処理Dで巻上用インバータ１５から電流値を巻上・横行インバータ制御部１３で検出する。検出されたモータ回転数と前に検出されたモータ回転数が図５-１のd１、d２のように同じ値ではない場合、判断Cに戻る。
処理Dで電流値を検出後、判断Eで処理Dが行われてから０．１秒経過したかを判断する。０．１秒経過した場合、判断Fにより巻上指令が継続的に入力されているかを判断する。０．１秒経過していない場合、処理Dに戻る。巻上指令を受けている場合、処理Fにより、エンコーダ２１からのパルス信号を受けモータ回転数を巻上・横行インバータ制御部１３で検出する。巻上指令を受けていない場合、処理Eで巻上を停止させる。

処理Fで検出したモータ回転数と前に検出されたモータ回転数を判断Gで比較し、図５-１のd３、d４のように検出値が前に検出された値より少なかった場合は印加された回転数が低下したと判断し判断Hに移る。図５-１のd１、d２のように検出値が前に検出された値より大きい場合は加速中、d２、d３のように検出値が前に検出された値と同じ値の場合は負荷がかからない状態と判断し、判断Fに戻る。

判断Hで判断Gが行われてから０．１秒経過したかを判断する。０．１秒経過した場合、判断Iに移る。０．１秒経過してない場合、判断Hに戻る。判断Iで入力装置１４が巻上指令を受けているのか判断する。巻上指令が継続して入力されている場合、処理Hによりエンコーダ２１から入力されるパルス信号からモータ回転数を巻上・横行インバータ制御部１３で検出する。巻上指令を受けていない場合、処理Gで巻上停止状態と判断する。

処理Hで検出されたモータ回転数と前に検出されたモータ回転数を判断Jで比較し、図５-１のd５、d６のように同じ値の場合、安定状態と判断し判断Kで判断Jが行われてから０．３秒経過したかを判断する。図５-１のd４、d５のように違う値の場合、判断Iに戻る。
判断Kで０．３秒経過した場合、判断Lで巻上指令を継続的に入力されているかを確認する。０．３秒経過していない場合、判断Kに戻る。判断Lで巻上指令を受けている場合、処理Jにより巻上誘導電動機４に繋がっているエンコーダ２１から入力されるパルス信号からモータ回転数を検出する。巻上指令を受けていない場合、処理Iで巻上を停止させる。
処理Jで検出したモータ回転数と前に検出したモータ回転数を判断Mで比較し、図５-１のd６、d７のように同じ値の場合、処理Kにより巻上用インバータ１５から電流値を巻上・横行インバータ制御部１３で検出する。違う値の場合、判断Lに戻る。

処理Kで検出された電流値と前に検出した電流値を判断Nで比較し、図５-１のd３、d７のように検出値が前の検出値より大きい場合、地切りと判断し処理Lにより巻上・横行インバータ制御部１３から誘導電動機用ブレーキ１７を制御することにより巻上誘導電動機４の動作を止め地切り停止させる。検出値が前の検出値より小さいまたは同じ場合、処理Kに戻る。

処理Lにより地切り停止してからは図５-２のように判断Oで入力装置１４から巻上指令の有無を巻上・横行インバータ制御部１３が判断し、巻上の切を確認した後、判断Pにより再度巻上指令の有無を確認する。指令が継続している場合は停止を続ける。
以上で地切りの判断は終了である。

以後は、地切りの後、巻下にて荷を着地し、再度地切りの判断に移るための手順を示す。
判断Pでは巻上指令がある場合、地切り停止を解除し、処理Mにより巻上用インバータ１５を制御し、必要な周波数、電圧を巻上誘導電動機４に加え、巻上誘導電動機４により巻上を開始する。

巻上が開始されてから判断Qで入力装置１４から巻下指令の有無を受けたかを判断する。巻下指令を受けた場合、判断Rで判断Qが行われてから０．１秒経過したかを判断する。巻下指令を受けていない場合、判断Qに戻る。判断Rで０．１秒経過した場合、処理Nにより、巻上誘導電動機４に繋がっているエンコーダ２１からモータ回転に応じて発生するパルス信号を受け、回転数を巻上・横行インバータ制御部１３で検出する。０．１秒経過していない場合、判断Rに戻る。

処理Nで検出したモータ回転数と前に検出されたモータ回転数を判断Sで比較し、検出値が前に検出した値より大きい場合、判断Tで判断Sまたは判断Uが行われてから０．１秒経過したかを判断する。検出値が前の検出値と同じもしくは小さい場合、判断Rに戻る。判断Tで０．１秒経過したと判断した場合、処理Oにより、巻上誘導電動機４に繋がっているエンコーダ２１からモータ回転に応じて発生するパルス信号を受け、回転数を巻上・横行インバータ制御部１３で検出する。０．１秒経過していない場合、判断Tに戻る。

処理Oで検出されたモータ回転数と前に検出したモータ回転数を判断Uで比較し、検出値と前に検出された値が同じ場合、処理Pにより巻上用インバータ１５から電流値を巻上・横行インバータ制御部１３で検出する。検出値が前に検出した値と同じでない場合、判断Tに戻る。

処理Pで検出された値と前に検出した電流値を判断Vで比較し、検出値が前の検出値より小さい場合、図５-２の着地と判断し判断Aに戻る。検出値が前の検出値より大きいもしくは同じ場合、処理Pに戻る。

判断Vで着地と判断したら再度地切りの判断に戻る。

説明の中に示した検出の待ち時間は、本発明を実施するために絶対的な数値ではなく、処理の応答や、検出タイミングにより決まるものである。

インバータ式クレーン装置の全体構造を表す斜視図である。インバータ式クレーン制御構成を表すブロック図である. 巻上側制御構成を表すブロック図である。本発明に関わる地切り停止制御を表すフローチャートである。本発明に関わる電流値及び回転数を表すタイムチャートである。

１…インバータ式クレーン装置、２…フック、３…ワイヤロープ、４…巻上誘導電動機、５…巻上用装置、６…横行誘導電動機、７…横行用装置、８…横行用ガーダ、９…走行誘導電動機、１０…走行用装置、１１…走行用ガーダ、１２…巻上・横行インバータ装置、１３…巻上・横行インバータ制御部、１４…入力装置、１５…巻上用インバータ、１６…横行用インバータ、１７…誘導電動機用ブレーキ、１８…走行用インバータ装置、１９…走行インバータ制御部、２０…走行用インバータ、２１…エンコーダ

Claims

電動機と、前記電動機を駆動させることによりワイヤロープの巻き上げ、又は巻き下げ
動作を行う電動巻上装置において、
巻上動作を検出する巻上動作検出手段と、
モータの回転数を検出する回転数検出手段と、
前に検出されたモータ回転数と新しく検出されたモータ回転数を比較する回転数比較手段と、
電流値を検出する電流値検出手段と、
前記電流検出手段により検出された電流値のうち、既に検出された電流値と前記既に検出された電流値の後に検出された電流値を比較する電流値比較手段と、
を備え、
前記回転数比較手段と前記電流値比較手段の検出結果を用いて地切りであると判定可能な電動巻上機。
請求項１に記載の電動巻上機であって、前記電動機はブレーキを備え、地切りであると判定した場合は、前記ブレーキにより巻上げ動作を停止させることを特徴とする電動巻上機。
前記電流値検出手段により検出された電流値のうち、既に検出された電流値より前記既に検出された電流値より後に検出された電流値の方が大きい場合に地切りであると判断することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動巻上機。