JP2015140235A - クレーン停止位置制御システムおよびクレーン停止位置制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コイルパレットの設置位置の基準位置からのズレ量およびコイルパレット上のコイルの載置位置の基準位置からのズレ量に応じてクレーンの停止位置を補正して、自動で安全にコイルの吊り上げ、積み込みを行うこと。
【解決手段】制御装置６が、コイルパレット７の設置位置の基準位置からのズレ量であるコイルパレット位置ズレ量と、コイルパレット７上でのコイル８の載置位置の基準位置からのズレ量であるコイル位置ズレ量とを取得し、取得されたコイルパレット位置ズレ量とコイル位置ズレ量とに基づいて、クレーン３の停止位置の補正量を算出し、算出された補正量を用いて、コイルパレット７上へのコイル８の積み込みまたはコイルパレット７上のコイル８の吊り上げを行うクレーン３の停止位置を補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、コイルの吊り上げや積み込みを行なう天井クレーンの停止位置を制御するクレーン停止位置制御システムおよびクレーン停止位置制御方法に関する。

薄物材の製造ラインでは、製造されたコイルの移動を天井クレーンで行っている。この天井クレーン（以下、単にクレーンと称する）による作業のほぼ全てが、作業効率化や人件費削減の観点から自動化されている。生産性の向上のためのライン速度高速化や、プロダクト・ミックス（製品の種類や製造に使用するライン等の組合せ）の変化による前工程および次工程の増加に対応して、物流を滞らせないためには、クレーンの完全自動化や高効率化が必至である。クレーンの自動化に当たって、コイルの吊り上げおよび積み込みのためのクレーン停止位置の制御が重要となる。すなわち、コイルの吊り上げ元および積み込み先が、手動運転で設置されるコイルパレット等の場合には、設置位置のズレを考慮してクレーン停止位置を制御する技術が必要となる。

従来、クレーン停止位置の制御に関連して、画像処理装置を用いてコイル位置自体を検出する技術や、超音波距離計を用いてコイルパレットの位置を検出する技術が知られている。例えば、特許文献１には、クレーン機上に設置されたレーザー光走査装置にて複数本のスリット光をコイルに照射し、同様にクレーン機上に設置されたカメラでコイルを撮像し、画像処理装置を用いてコイルの３次元形状データを求めてコイルの径方向および幅方向の中心を求める技術が開示されている。また、特許文献２には、コイルパレットを定位置に載置するために、コイルパレットの長手方向の位置、横方向の位置ズレおよび傾きを検知する技術が開示されている。

特開平１１−１７３８２４号公報 特開平６−３２９３８７号公報

しかしながら、特許文献１に記載されているように画像処理装置を用いてコイル位置を検出する技術では、画像処理装置が非常に高価であるうえに、環境条件が悪い工場内等ではクレーン上方のカメラからコイル位置を正確に検出することができない。特許文献２に記載の技術では、コイルパレット位置のズレのみを検出しており、コイル幅方向に対するコイル位置のズレは考慮されていない。また、検出されたズレ量がクレーンにフイードバックされずに、コイルパレットの置き直しに利用されている。そのため、クレーンで補正する手法と比較して、コイルパレットの台車運転手の負担が格段に大きくなってしまうという問題もある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コイルパレットの設置位置の基準位置からのズレ量およびコイルパレット上のコイルの載置位置の基準位置からのズレ量に応じてクレーンの停止位置を補正して、自動で安全にコイルの吊り上げ、積み込みを行なえるクレーン停止位置制御システムおよびクレーン停止位置制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るクレーン停止位置制御システムは、 コイルパレット上へのコイルの積み込みまたはコイルパレット上のコイルの吊り上げを行うクレーンの停止位置を制御するクレーン停止位置制御システムであって、前記コイルパレットの設置位置の基準位置からのズレ量であるコイルパレット位置ズレ量を取得するコイルパレット位置ズレ量取得手段と、前記コイルパレット上での前記コイルの載置位置の基準位置からのズレ量であるコイル位置ズレ量を取得するコイル位置ズレ量取得手段と、取得された前記コイルパレット位置ズレ量と前記コイル位置ズレ量とに基づいて、前記クレーンの停止位置の補正量を算出するクレーン停止位置補正量算出手段と、算出された前記補正量を用いて前記クレーンの停止位置を補正するクレーン停止位置補正手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係るクレーン停止位置制御システムは、上記発明において、前記コイルパレット位置ズレ量取得手段は、前記コイルパレットの形状情報を取得する手段と、地上に配置され、前記コイルパレットまでの距離を計測する固定型レーザー距離計と、計測された前記コイルパレットまで距離と前記コイルパレットの形状情報とに基づいて、前記コイルパレット位置ズレ量を算出する手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係るクレーン停止位置制御システムは、上記発明において、前記コイル位置ズレ量取得手段は、前記コイルの載置位置の基準位置を取得する手段と、前記クレーンの機上に配置され、コイルの両端の位置を検知する走査型レーザー距離計と、該走査型レーザー距離計で検知されたコイルの両端の位置を検出する位置検出器と、該位置検出器により検出された前記コイルの両端の位置と前記コイルの載置位置の基準位置とに基づいて、前記コイル位置ズレ量を算出する手段と、を備えることを特徴とする。

また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るクレーン停止位置制御方法は、コイルパレット上へのコイルの積み込みまたはコイルパレット上のコイルの吊り上げを行うクレーンの停止位置を制御するクレーン停止位置制御方法であって、前記コイルパレットの設置位置の基準位置からのズレ量であるコイルパレット位置ズレ量を取得するコイルパレット位置ズレ量取得ステップと、前記コイルパレット上での前記コイルの載置位置の基準位置からのズレ量であるコイル位置ズレ量を取得するコイル位置ズレ量取得ステップと、取得された前記コイルパレット位置ズレ量と前記コイル位置ズレ量とに基づいて、前記クレーンの停止位置の補正量を算出するクレーン停止位置補正量算出ステップと、算出された前記補正量を用いて前記クレーンの停止位置を補正するクレーン停止位置補正ステップと、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、コイルパレットの設置位置の基準位置からのズレ量およびコイルパレット上のコイルの載置位置の基準位置からのズレ量に応じてクレーンの停止位置を補正して、自動で安全にコイルの吊り上げ、積み込みを行うことができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るクレーン停止位置制御システムの概略構成を示す模式図である。 図２は、本実施の形態のクレーン停止位置制御処理手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態であるクレーン停止位置制御システムおよびクレーン停止位置制御処理を詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。

まず、図１を参照して、本実施の形態によるクレーン停止位置制御システムの概略構成について説明する。図１に示すように、本実施の形態のクレーン停止位置制御システム１は、地上のコイルパレット置き場に設置された固定型レーザー距離計２と、クレーン３の機上に設置された走査型レーザー距離計４と、走査型レーザー距離計４に接続された位置検出器５と、制御装置６とを備える。なお、図１に例示されるコイルパレット７には、走行方向ｙに５列、横行方向ｘに２個のコイル８が載置可能である。

固定型レーザー距離計２は、コイルパレット置き場に設置されたコイルパレット７までの距離を計測する。本実施の形態では、固定型レーザー距離計２として、コイルパレット７の走行方向ｙの両端の位置までの距離を計測する２つの走行方向距離計２１と、コイルパレット７の横行方向ｘの一方の端部の位置までの距離を計測する１つの横行方向距離計２２とが配置されている。

走査型レーザー距離計４は、位置検出器５と協働して、コイルパレット７上に載置されたコイル８の位置を計測する。具体的には、走査型レーザー距離計４が、コイル８の幅方向（横行方向ｘ）に走査されながらコイル８までの距離を計測する。この距離が数千ｍｍ単位で変化する位置（２カ所）がコイル８の幅方向の両端の位置として検知され、このコイルの両端の位置を位置検出器５が検出する。

制御装置６は、ワークステーションやパソコン等の汎用コンピュータで実現される。この制御装置６は、処理プログラム等を記憶したメモリおよび処理プログラムを実行するＣＰＵ等を用いて、上記のクレーン停止位置制御システム１の各構成部を制御して、後述するクレーン停止位置制御処理を実行する。

なお、制御装置６は、ＬＡＮやインターネットなどの電気通信回線を介してプロセスコンピュータ９に接続され、後述するように、このプロセスコンピュータ９からコイルパレット７の形状情報等のプロセス情報を受信する。

次に、図２のフローチャートを参照して、クレーン停止位置制御システム１によるクレーン停止位置制御処理手順について説明する。図２のフローチャートは、例えば、オペレータによりクレーン停止位置制御の指示入力があったタイミングで開始となり、クレーン停止位置制御処理はステップＳ１の処理に進む。

ステップＳ１の処理では、制御装置６が、プロセスコンピュータ９から、処理対象のコイルパレット７およびコイル８について、コイルパレット７の形状情報と、コイルパレット７上でのコイル８の載置位置の基準位置とを含むプロセス情報を受信する。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、クレーン停止位置制御処理はステップＳ２の処理に進む。

ステップＳ２の処理では、制御装置６が、処理対象のクレーン３を処理対象のコイル８の基準位置に対応する位置に停止させる。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、クレーン停止位置制御処理は、ステップＳ３の処理に進む。

ステップＳ３の処理では、制御装置６が、地上のコイルパレット置き場に設置された固定型レーザー距離計２を制御して、コイルパレット７までの距離を計測する。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、クレーン停止位置制御処理は、ステップＳ４の処理に進む。

ステップＳ４の処理では、制御装置６が、ステップＳ３の処理で計測された距離と、ステップＳ１の処理でプロセスコンピュータ９から受信したコイルパレット７の形状情報とに基づいて、コイルパレット７の設置位置の基準位置からのズレ量（位置ズレ量）を算出する。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、クレーン停止位置制御処理は、ステップＳ５の処理に進む。

ステップＳ５の処理では、制御装置６が、コイルパレット７の位置ズレ量が所定の閾値以内か否かを確認する。この閾値は、コイルパレット７の形状等に基づいて、後述するクレーン停止位置の補正で対応可能な範囲で予め設定される。コイルパレット７の位置ズレ量が閾値以内の場合には（ステップＳ５，Ｙｅｓ）、クレーン停止位置制御処理はステップＳ６の処理に進む。一方、コイルパレット７の位置ズレ量が閾値より大きい場合には（ステップＳ５，Ｎｏ）、クレーン停止位置制御処理はステップＳ７の処理に進む。

ステップＳ６の処理では、制御装置６が、ステップＳ４の処理で算出されたコイルパレット７の位置ズレ量と、コイルパレット７の形状情報とに基づいて、クレーン３の停止位置の補正量を算出する。そして、制御装置６は、算出された補正量に基づいてクレーン３の停止位置を補正させる。これにより、ステップＳ６の処理は完了し、クレーン停止位置制御処理は、ステップＳ１１の処理に進む。

ステップＳ７の処理では、制御装置６が、固定型レーザー距離計２に、コイルパレット７までの距離を再計測させる。そして、制御装置６は、ステップＳ４の処理と同様に、コイルパレット７の位置ズレ量を算出する。これにより、ステップＳ７の処理は完了し、クレーン停止位置制御処理は、ステップＳ８の処理に進む。

ステップＳ８の処理では、制御装置６が、ステップＳ５の処理と同様に、コイルパレット７の位置ズレ量が閾値以内か否かを確認する。コイルパレット７の位置ズレ量が閾値以内の場合には（ステップＳ８，Ｙｅｓ）、クレーン停止位置制御処理は、ステップＳ６の処理に戻る。一方、コイルパレット７の位置ズレ量が閾値より大きい場合には（ステップＳ８，Ｎｏ）、クレーン停止位置制御処理は、ステップＳ９の処理に進む。

ステップＳ９の処理では、制御装置６が、コイルパレット７までの距離の再計測の回数を確認する。コイルパレット７までの距離の再計測の回数が所定回数より少ない場合（ステップＳ９，Ｎｏ）、クレーン停止位置制御処理はステップＳ７の処理に戻る。一方、コイルパレット７までの距離の再計測の回数が所定回数以上の場合（ステップＳ９，Ｙｅｓ）、クレーン停止位置制御処理はステップＳ１０の処理に進む。

ステップＳ１０の処理では、制御装置６が、例えば付帯する表示装置への表示等で、エラーを出力する。これにより、ステップＳ１０の処理は完了し、一連のクレーン停止位置制御処理は終了する。

ステップＳ１１の処理では、制御装置６が、オペレータにより入力された動作指示が、コイル８の積み込みまたは吊り上げのいずれであるかを確認する。動作指示がコイル８の積み込みであった場合、クレーン停止位置制御処理はステップＳ１２の処理に進む。一方、動作指示がコイル８の吊り上げであった場合、クレーン停止位置制御処理はステップＳ１３の処理に進む。

ステップＳ１２の処理では、制御装置６が、クレーン３によるコイル８の積み込みを制御する。これにより、ステップＳ１２の処理は完了し、一連のクレーン停止位置制御処理は終了する。

ステップＳ１３の処理では、制御装置６が、クレーン３の機上に設置された走査型レーザー距離計４とこれに接続された位置検出器５とを制御して、コイルパレット７上のコイル８の幅方向（横行方向ｘ）の両端の位置を載置位置として計測する。そして、制御装置６が、計測されたコイル８の載置位置と、プロセスコンピュータ９より受信したコイルパレット７上でのコイル８の載置位置の基準位置とに基づいて、コイル８の載置位置の基準位置からのズレ量（位置ズレ量）を算出する。これにより、ステップＳ１３の処理は完了し、クレーン停止位置制御処理は、ステップＳ１４の処理に進む。

ステップＳ１４の処理では、制御装置６が、ステップＳ１３の処理で計測されたコイル８の位置ズレ量が、所定の閾値以内か否かを確認する。この閾値は、製造されるコイル８の形状等に基づいて、後述するクレーン停止位置の補正で対応できる範囲で予め設定される。コイル８の位置ズレ量が閾値以内の場合（ステップＳ１４，Ｙｅｓ）、クレーン停止位置制御処理はステップＳ１５の処理に進む。一方、コイル８の位置ズレ量が閾値より大きい場合（ステップＳ１５，Ｎｏ）、クレーン停止位置制御処理はステップＳ１７の処理に進む。

ステップＳ１５の処理では、制御装置６が、ステップＳ１３の処理で算出されたコイル８の位置ズレ量と、コイル８の載置位置の基準位置とに基づいて、クレーン３の停止位置の補正量を算出する。そして、制御装置６は、算出された補正量に基づいてクレーン３の停止位置を補正する。これにより、ステップＳ１５の処理は完了し、クレーン停止位置制御処理は、ステップＳ１６の処理に進む。

ステップＳ１６の処理では、制御装置６が、クレーン３によるコイル８の吊り上げを制御する。これにより、ステップＳ１６の処理は完了し、一連のクレーン停止位置制御処理は終了する。

ステップＳ１７の処理では、制御装置６が、走査型レーザー距離計４および位置検出器５に、コイル８の載置位置を再計測させる。そして、制御装置６は、ステップＳ１３の処理と同様に、コイル８の位置ズレ量を算出する。これにより、ステップＳ１７の処理は完了し、クレーン停止位置制御処理は、ステップＳ１８の処理に進む。

ステップＳ１８の処理では、制御装置６が、ステップＳ１４の処理と同様に、コイル８の位置ズレ量が閾値以内か否かを確認する。コイル８の位置ズレ量が閾値以内の場合には（ステップＳ１８，Ｙｅｓ）、クレーン停止位置制御処理はステップＳ１５の処理に戻る。一方、コイル８の位置ズレ量が閾値より大きい場合には（ステップＳ１８，Ｎｏ）、クレーン停止位置制御処理はステップＳ１９の処理に進む。

ステップＳ１９の処理では、制御装置６が、コイル８の載置位置の再計測の回数を確認する。コイル８の載置位置の再計測の回数が所定回数より少ない場合（ステップＳ１９，Ｎｏ）、クレーン停止位置制御処理はＳ１７の処理に戻る。一方、コイル８の載置位置の再計測の回数が所定回数以上の場合（ステップＳ１９，Ｙｅｓ）、クレーン停止位置制御処理はステップＳ１０の処理に進み、エラーが出力され、一連のクレーン停止位置制御処理は終了する。なお、ステップＳ９およびステップＳ１９の処理における再計測の所定回数は、各レーザー距離計２，４の信頼性により決定されるが、効率面を考慮すると３回程度が望ましい。

以上、説明したように、本実施の形態では、地上に配置された固定型レーザー距離計２による計測値と、プロセスコンピュータ９から受信したコイルパレット７の形状情報とに基づいて、制御装置６が、コイルパレット７の設置位置の基準位置からのズレ量を算出し、クレーン３の停止位置の補正量を算出する。これにより、コイルパレット７の台車のように、手動運転のため設置位置が毎回僅かに異なり必ず基準位置からのズレが生じる場合にも、クレーン３によるコイル８の積み込みが自動で安全に行える。また、クレーン３機上に設置された走査型レーザー距離計４による計測値と、プロセスコンピュータ９から受信したコイルパレット７上でのコイル８の載置位置の基準位置とに基づいて、制御装置６がコイル８の載置位置の基準位置からのズレ量を算出し、クレーン３の停止位置の補正量を算出する。これにより、コイルパレット７の台車運転手に負担を強いることなく、クレーン３によるコイル８の吊り上げが自動で安全に行える。

このように、本発明によれば、安価で耐環境性に強いレーザー距離計を用いることで、システムの安価化を図ることができる。また、本発明によれば、コイルパレット７の設置位置とコイルパレット７上のコイル８の載置位置との双方の検出を行うことで、クレーン３の停止位置をより正確に補正することが可能となる。そのため、コイル８積み込み時のコイル転倒やコイル８吊り上げ時の他コイルと吊具との接触等が発生しにくくなり、安全性が高まる。更に、本発明によれば、コイル８の積み込みおよび吊り上げのどちらの動作にも対応しているため、自動運転可能な範囲が広くなり、物流の高速化に対応できる。したがって、本発明によれば、安価で対環境性に強いレーザー距離計を用いて、コイルパレット等の載置位置が毎回異なる場所へのコイルの吊り上げ及び積み込みが自動で安全に行なえるようになる。

なお、固定型レーザー距離計２として、傾きセンサーを配置して、コイルパレット７の傾きを検出して、傾きに対応してクレーン３の停止位置を補正するようにしてもよい。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例および運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

１ クレーン停止位置制御システム
２ 固定型レーザー距離計
３ クレーン
４ 走査型レーザー距離計
５ 位置検出器
６ 制御装置
７ コイルパレット
８ コイル
９ プロセスコンピュータ

Claims (4)

1. コイルパレット上へのコイルの積み込みまたはコイルパレット上のコイルの吊り上げを行うクレーンの停止位置を制御するクレーン停止位置制御システムであって、
   前記コイルパレットの設置位置の基準位置からのズレ量であるコイルパレット位置ズレ量を取得するコイルパレット位置ズレ量取得手段と、
   前記コイルパレット上での前記コイルの載置位置の基準位置からのズレ量であるコイル位置ズレ量を取得するコイル位置ズレ量取得手段と、
   取得された前記コイルパレット位置ズレ量と前記コイル位置ズレ量とに基づいて、前記クレーンの停止位置の補正量を算出するクレーン停止位置補正量算出手段と、
   算出された前記補正量を用いて前記クレーンの停止位置を補正するクレーン停止位置補正手段と、
   を備えることを特徴とするクレーン停止位置制御システム。
2. 前記コイルパレット位置ズレ量取得手段は、
   前記コイルパレットの形状情報を取得する手段と、
   地上に配置され、前記コイルパレットまでの距離を計測する固定型レーザー距離計と、
   計測された前記コイルパレットまで距離と前記コイルパレットの形状情報とに基づいて、前記コイルパレット位置ズレ量を算出する手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載のクレーン停止位置制御システム。
3. 前記コイル位置ズレ量取得手段は、
   前記コイルの載置位置の基準位置を取得する手段と、
   前記クレーンの機上に配置され、コイルの両端の位置を検知する走査型レーザー距離計と、
   該走査型レーザー距離計で検知されたコイルの両端の位置を検出する位置検出器と、
   該位置検出器により検出された前記コイルの両端の位置と前記コイルの載置位置の基準位置とに基づいて、前記コイル位置ズレ量を算出する手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のクレーン停止位置制御システム。
4. コイルパレット上へのコイルの積み込みまたはコイルパレット上のコイルの吊り上げを行うクレーンの停止位置を制御するクレーン停止位置制御方法であって、
   前記コイルパレットの設置位置の基準位置からのズレ量であるコイルパレット位置ズレ量を取得するコイルパレット位置ズレ量取得ステップと、
   前記コイルパレット上での前記コイルの載置位置の基準位置からのズレ量であるコイル位置ズレ量を取得するコイル位置ズレ量取得ステップと、
   取得された前記コイルパレット位置ズレ量と前記コイル位置ズレ量とに基づいて、前記クレーンの停止位置の補正量を算出するクレーン停止位置補正量算出ステップと、
   算出された前記補正量を用いて前記クレーンの停止位置を補正するクレーン停止位置補正ステップと、
   を含むことを特徴とするクレーン停止位置制御方法。

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