JP2019099367A - クレーンの運転制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吊り荷の振れを抑えつつ短時間で搬送可能としたクレーンの運転制御装置を提供する。【解決手段】吊り荷２０の移動軌跡を生成する軌跡生成手段５１と、移動軌跡に基づいて各速度パターンを生成するトロリー速度パターン生成手段５２及びホイスト速度パターン生成手段５６と、各速度パターンに従って吊り荷を水平・垂直方向に移動させる各駆動機構６１，６２とを備え、ホイスト速度パターン生成手段５６は、トロリー加減速時の第１制限速度を決定する第１制限速度決定手段５３と、トロリー起動前に絶対値が第１制限速度より大きく、定格速度以下である第２制限速度を決定する第２制限速度決定手段５４と、各制限速度の間の加減速開始時点の吊り荷２０の高さを加減速開始点として決定する加減速開始点決定手段５５とを有し、トロリー及びホイストの同時加減速期間が存在しないような速度パターンを生成する。【選択図】図４

Description

本発明は、トロリー及びホイストを有するクレーンにより、吊り荷の振れを抑えながら短時間で目標位置まで搬送するための運転制御装置に関する。

クレーン運転においては、一般に、トロリーの加減速によって吊り荷の振れが発生する。この振れを抑制する方法としては、トロリーの加減速完了時に振れがおさまるように加減速度を制御する第１の方法と、発生した振れを検出してその振れが低減するようにトロリーを制御する第２の方法とに大別される。これらの二つの方法を用いて吊り荷の振れを抑制するとしても、振れの発生自体を抑えるように制御を行うことが望ましい。

第１の制御方法としては、トロリーの加減速期間が吊り荷の振動周期に一致するように加減速度を与える方法が良く知られているが、この方法の適用は、吊り荷の巻上げ・巻下げを行うホイストが停止している場合に限られる。
また、上記以外の第１の制御方法として、ホイストが等速運動している間に、トロリーの加減速完了時の吊り荷の振れ角及びその微分値がゼロになるようにトロリー加減速パターンを与える方法が特許文献１に記載されている。

ここで、図５は、特許文献１におけるクレーンのトロリー、吊り荷等の模式図である。図５において、１０はＸ方向（水平方向）に走行可能なトロリー、２０はトロリー１０にロープ３０を介して吊り下げられた吊り荷であり、ホイストによってＹ方向（垂直方向）に巻上げ・巻下げが可能である。ｌはロープ長、θは鉛直線を基準とした吊り荷２０の振れ角、Ｄは粘性摩擦係数、Ｖ_ｘはトロリー１０の速度（吊り荷２０のＸ方向速度に等しいものとする）を示している。なお、トロリー１０をＸ方向に走行させるトロリー駆動機構、及び、ホイストにより吊り荷２０をＹ方向に昇降させるホイスト駆動機構については図示を省略する。

図６は、特許文献１に記載された搬送試験において、トロリー１０に与える各種の加減速パターンａ〜ｃを示し、図７は加減速パターンａ〜ｃにそれぞれ対応するロープの振れ角ａ’〜ｃ’を示している。これらの図において、ａ，ａ’はステップ加速パターンによるもの、同ｂ，ｂ’は正弦波加速パターンによるものであり、同ｃ，ｃ’が特許文献１の数式１４に記載された加減速（制振加速）パターンによるものである。
図７のｃ’から判るように、特許文献１に係る発明の加減速パターンによれば、トロリー１０の加減速完了時における吊り荷の振れ角及びその微分値をほぼゼロにすることができる。

特許文献１記載の制御方法では、トロリー１０の加減速期間を必ずしも吊り荷２０の振動周期に一致させる必要はないが、吊り荷２０の振動周期に対して著しく短い時間だけ加減速度を与えようとすると、トロリー１０の速度の方向が瞬間的に逆転し、または、著しく大きな加減速度が必要になることがある。このため、現実的には、トロリー１０の加減速期間を、吊り荷２０の振動周期と同程度かそれ以上に設定して制御を行っている。

特許第３７４２７０７号公報（段落［００２０］〜［００４０］、図１〜図５等）

特許文献１に記載された発明により吊り荷の振れを抑制するには、トロリーの加減速中にホイストを加減速しないこと、すなわち、トロリー及びホイストの同時加減速期間を生じさせないことが必要である。
例えば、図８に示す軌跡に従って、吊り荷を始点Ｓから終点Ｅに搬送する場合について考える。

図８において、吊り荷の水平方向位置をＸ、垂直方向位置（高さ）をＹとし、移動軌跡内の各点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの定義は、Ｙ＝Ｙ_Ａでトロリー起動、Ｘ_Ｂ＜Ｘ＜Ｘ_Ｃではホイスト停止、Ｙ＝Ｙ_Ｄでトロリー停止とする。また、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを生成する際の条件として、Ｘ_Ａ（＝Ｘ_Ｓ），Ｘ_Ｄ（＝Ｘ_Ｅ），Ｙ_Ｂ（＝Ｙ_Ｃ）は先に与えられており、Ｙ_Ａ＞Ｙ_Ａ０，Ｘ_Ｂ＜Ｘ_Ｂ０，Ｘ_Ｃ＞Ｘ_Ｃ０，Ｙ_Ｄ＞Ｙ_Ｄ０が与えられているとする。更に、等速運動中には、トロリー，ホイスト共にそれぞれの定格速度を与えるものとする。

なお、図８における点Ａ_０，Ｂ_０，Ｃ_０，Ｄ_０は、軌跡内側に存在する障害物への吊り荷の衝突を回避するための条件として与えられ、Ｙ_Ａ＞Ｙ_Ａ０，Ｘ_Ｂ＜Ｘ_Ｂ０，Ｘ_Ｃ＞Ｘ_Ｃ０，Ｙ_Ｄ＞Ｙ_Ｄ０を満たせば、確実に障害物への衝突を回避できるものとする。

図８において、例えばホイストによる吊り荷の上昇中にトロリーが移動する距離（Ｘ_Ｂ−Ｘ_Ａ）は、トロリーの加速期間及びホイストの減速期間にトロリーが移動する距離ΔＸ_１１，ΔＸ_１２、及び、トロリー，ホイストの等速移動期間にトロリーが移動する距離ΔＸ_１３の和である。このように、距離（Ｘ_Ｂ−Ｘ_Ａ）の方が（ΔＸ_１１＋ΔＸ_１２）よりも長い場合、特許文献１に記載された技術によれば、トロリー，ホイストの同時加減速期間が生じないように吊り荷２０の振れを抑制した運転を実現することができる。また、この際、始点Ｓの近くではトロリーの移動をできるだけ早く開始する（Ｙ_ＡをできるだけＹ_Ａ０に近付ける）ことで移動時間の短縮が可能である。

上述したことは、終点Ｅに近い側でも同様である。つまり、ホイストによる吊り荷の下降中にトロリーが移動する距離（Ｘ_Ｄ−Ｘ_Ｃ）は、ホイストの加速期間及びトロリーの減速期間にトロリーが移動する距離とトロリー，ホイストの等速移動期間にトロリーが移動する距離との和よりも長い。従って、特許文献１により、トロリー，ホイストの同時加減速期間を生じさせずに吊り荷２０の振れを抑制した運転を行うことができる。

上記の場合のトロリー速度Ｖ_ｘ及びホイスト速度Ｖ_ｙのパターンは図９のようになり、トロリー，ホイストの同時加減速期間は生じていない。前述したように、トロリー，ホイストの等速移動期間では、それぞれが定格速度にて運転されており、時刻０はホイストの起動時刻、ｔ_Ａ，ｔ_Ｂ，ｔ_Ｃ，ｔ_Ｄ，ｔ_Ｅは吊り荷２０が点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅにそれぞれ到達する時刻を示している。

次に、図１０に示すように、ホイストによる吊り荷の上昇中にトロリーが移動する距離（Ｘ_Ｂ−Ｘ_Ａ）が、図８よりも短い場合について考える。なお、各点の定義・条件は、図８の場合と同様である。

この場合、トロリー，ホイスト共に定格速度で運転しようとすると、図１１に示すごとく、トロリーが定格速度に到達する時刻以前にホイストの減速を開始しなければならず、また、ホイストが定格速度に到達する時刻以前にトロリーの減速を開始しなければならなくなる。つまり、トロリー，ホイストを同時に加減速する時間Δｔが発生するため、前述した特許文献１による振れの抑制は実現不可能になる。
これに対しては、図１２のように、ホイストの速度を定格速度以下に設定すればトロリー，ホイストの同時加減速状態を回避することができるが、この場合、吊り荷を短時間で搬送するという、もう一つの要求を満たせなくなってしまう。

そこで、本発明の解決課題は、吊り荷の振れを抑えつつ、吊り荷を短時間で目標位置まで搬送可能としたクレーンの運転制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、トロリー及びホイストの動作により吊り荷を始点から終点まで搬送するクレーンの運転制御装置において、
前記吊り荷の移動軌跡を予め生成する軌跡生成手段と、前記移動軌跡に基づいてトロリー速度パターンを生成するトロリー速度パターン生成手段と、前記移動軌跡に基づいてホイスト速度パターンを生成するホイスト速度パターン生成手段と、前記トロリー速度パターンに従って前記トロリーを駆動することにより前記吊り荷を水平方向に移動させるトロリー駆動機構と、前記ホイスト速度パターンに従って前記ホイストを駆動することにより前記吊り荷を垂直方向に移動させるホイスト駆動機構と、を備え、
前記ホイスト速度パターン生成手段は、
前記トロリーの加減速期間の前記ホイストの速度を、前記ホイストの定格速度以下の第１制限速度として決定する第１制限速度決定手段と、
前記トロリーの起動前の期間における前記ホイストの速度を、その絶対値が前記第１制限速度より大きく、かつ、前記ホイストの定格速度以下である第２制限速度として決定する第２制限速度決定手段と、
前記第２制限速度と前記第１制限速度との間の加減速開始時点における前記吊り荷の高さを、加減速開始点として決定する加減速開始点決定手段と、
を有し、
前記トロリー速度パターン生成手段及び前記ホイスト速度パターン生成手段は、前記トロリー及び前記ホイストの同時加減速期間を有しない速度パターンをそれぞれ生成することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載したクレーンの運転制御装置において、前記加減速開始点決定手段は、前記トロリーを起動する高さ、前記ホイストの加減速度、前記第１制限速度及び前記第２制限速度に基づいて、前記加減速開始点を決定することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載したクレーンの運転制御装置において、前記第１制限速度及び前記第２制限速度を、前記始点側と前記終点側とで個別に設定することを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載したクレーンの運転制御装置において、前記トロリー速度パターン生成手段は、前記トロリーの加速完了時または減速完了時の前記吊り荷の振れを抑制するように前記トロリー速度パターンを生成することを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１〜４の何れか１項に記載したクレーンの運転制御装置において、第１制限速度決定手段及び前記第２制限速度決定手段は、前記ホイストの加減速期間に前記吊り荷の荷重を推定して前記第１制限速度及び前記第２制限速度をそれぞれ決定することを特徴とする。

本発明によれば、吊り荷の所定の移動軌跡に従い、トロリー速度パターンと、第１制限速度，第２制限速度及び加減速開始点等を考慮したホイスト速度パターンと、を生成すると共に、これらの速度パターンではトロリー及びホイストの同時加減速期間を設けないことにより、トロリー加減速時の振れを抑制しながら吊り荷を目標位置まで短時間で搬送することができる。

本発明の実施形態におけるトロリー，ホイストの速度パターンを示す図である。 本発明の実施形態におけるホイストの速度パターンを示す図である。 本発明の実施形態の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る運転制御装置の主要部を示すブロック図である。 従来技術及び本発明の実施形態におけるトロリー、吊り荷等の模式図である。 従来技術において、加速パターンを変えた場合のトロリーの加速度を示すグラフである。 従来技術において、加速パターンを変えた場合のロープの振れ角を示すグラフである。 吊り荷の移動軌跡の一例を示す図である。 図８の移動軌跡において、従来技術によるトロリー速度、ホイスト速度を示すグラフである。 吊り荷の移動軌跡の他の例を示す図である。 図１０の移動軌跡において、従来技術の問題点を説明するためのトロリー速度、ホイスト速度を示すグラフである。 図１０の移動軌跡において、従来技術の問題点を説明するためのトロリー速度、ホイスト速度を示すグラフである。

以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
まず、前述した図１０の移動軌跡に沿って吊り荷２０を始点Ｓから終点Ｅまで搬送する場合を想定し、図１を参照しつつ、トロリー及びホイストに与える速度パターン（速度指令値）について説明する。
図１の上段に示したトロリー１０の速度パターンは図１２と同様であり、時刻ｔ_Ａ〜ｔ_Ｄにおいて、加速期間、定格速度による等速期間、減速期間が存在する。これに対し、図１の下段に示したホイストの速度パターンは、以下に説明するように図１２と異なっている。

ホイストの速度パターンにおいて、トロリーの加速期間に対応する期間Ｔ_ｘは、第１制限速度Ｖ_ｙ１にてホイストが運転される。この第１制限速度Ｖ_ｙ１は、図１２に示したホイストの定格速度より小さい速度である。
図１において、点Ａから点Ｂ（時刻ｔ_Ａからｔ_Ｂ）にかけての、トロリー加速期間Ｔ_ｘのトロリー移動距離ΔＸ_１とホイスト減速期間のトロリー移動距離ΔＸ_２とは、数式１のように表される。
［数式１］
ΔＸ_１＝Ｖ_ｘＴ_ｘ／２，
ΔＸ_２＝Ｖ_ｘＶ_ｙ／ａ_ｙ

数式１において、ａ_ｙはホイストの加減速度、すなわち速度の傾きである。この数式１から明らかなように、ΔＸ_１は図１のトロリー速度Ｖ_ｘにおける斜線の三角形の面積に相当し、ΔＸ_２は斜線の四角形の面積に相当する。

ホイスト速度Ｖ_ｙとして定格速度を与えたときのトロリーの移動距離（ΔＸ_１＋ΔＸ_２）が（Ｘ_Ｂ−Ｘ_Ａ）より小さい時は図８，図９のような場合に相当し、トロリー及びホイストの同時加減速期間が発生しない。このため、ホイストを定格速度のまま運転すれば良い。

しかし、移動経路上の（Ｘ_Ｂ−Ｘ_Ａ）が短く、ホイスト速度Ｖ_ｙとして定格速度を与えたときのトロリーの移動距離（ΔＸ_１＋ΔＸ_２）が（Ｘ_Ｂ−Ｘ_Ａ）より大きくなる場合には、トロリー加速期間Ｔ_ｘにおけるホイスト速度Ｖ_ｙを、数式２を満たすような第１制限速度Ｖ_ｙ１に設定する。
［数式２］
Ｖ_ｘ（Ｔ_ｘ／２＋Ｖ_ｙ１／ａ_ｙ）＝Ｘ_Ｂ−Ｘ_Ａ
すなわち、この数式２は、数式１におけるΔＸ_１とΔＸ_２との和が（Ｘ_Ｂ−Ｘ_Ａ）に等しくなるように第１制限速度Ｖ_ｙ１を求めるための数式である。

以上のようにしてホイストの第１制限速度Ｖ_ｙ１を決定することにより、トロリー，ホイストの同時加減速期間が生じない範囲で最も大きいホイスト速度、言い換えれば最短時間で吊り荷を巻上げるホイスト速度を与えることができる。
上述した説明は点Ａから点Ｂ（時刻ｔ_Ａからｔ_Ｂ）にかけてのホイスト速度Ｖ_ｙに関するものであるが、点Ｃから点Ｄ（時刻ｔ_Ｃからｔ_Ｄ）の期間についても、同様にして第１制限速度Ｖ_ｙ１’を決定することができる。

次に、ホイストを第１制限速度Ｖ_ｙ１で運転する場合のトロリーの起動点Ａ、言い換えればトロリーを起動する際の吊り荷の高さＹ_Ａを決定する。この起動点Ａを決定するには、点Ａから点Ｂ（時刻ｔ_Ａからｔ_Ｂ）にかけての、トロリー加速期間Ｔ_ｘのホイスト移動距離（吊り荷の移動距離）ΔＹ_１とホイスト減速期間中のホイスト移動距離（吊り荷の移動距離）ΔＹ_２とが必要になり、これらは数式３のように表される。
［数式３］
ΔＹ_１＝Ｖ_ｙ１Ｔ_ｘ，
ΔＹ_２＝Ｖ_ＸＶ_ｙ１／２ａ_ｙ
ここで、ΔＹ_１は図１のホイスト速度Ｖ_ｙにおける斜線の四角形の面積に相当し、ΔＹ_２は斜線の三角形の面積に相当する。

数式３により求めたΔＹ_１，ΔＹ_２と既知のＹ_Ｂとを用いれば、Ｙ_Ａ＝Ｙ_Ｂ−ΔＹ_１−ΔＹ_２によって高さＹ_Ａ、すなわち起動点Ａを確定することができる。
なお、トロリーの停止点Ｄ、言い換えればトロリーを停止する際の吊り荷の高さＹ_Ｄについても同様である。

次いで、トロリーの起動時刻ｔ_Ａ以前のホイスト速度Ｖ_ｙの制限値として、第２制限速度Ｖ_ｙ２を決定する。この第２制限速度Ｖ_ｙ２は、数式４に示すように、（Ｙ_Ａ−Ｙ_Ｓ）と（Ｖ_ｙ０ ^２−Ｖ_ｙ１ ^２／２）／ａ_ｙとの大小関係に応じて、定格速度（Ｖ_ｙ０とする）に設定できる場合と設定できない場合とに分けて与える。ここで、ａ_ｙは、前述したようにホイストの加減速度（速度の傾き）である。
［数式４］
（Ｙ_Ａ−Ｙ_Ｓ）≧（Ｖ_ｙ０ ^２−Ｖ_ｙ１ ^２／２）／ａ_ｙの場合：Ｖ_ｙ２＝Ｖ_ｙ０，
（Ｙ_Ａ−Ｙ_Ｓ）＜（Ｖ_ｙ０ ^２−Ｖ_ｙ１ ^２／２）／ａ_ｙの場合：Ｖ_ｙ２＝√｛ａ_ｙ（Ｙ_Ａ−Ｙ_Ｓ）＋Ｖ_ｙ１ ^２／２｝

ここで、図２は、時刻ｔ_Ａ以前のホイストの速度パターンを示しており、図２（ａ）は第２制限速度Ｖ_ｙ２を定格速度Ｖ_ｙ０に設定できる場合、図２（ｂ）は定格速度Ｖ_ｙ０に設定できない場合である。
図２（ａ），（ｂ）において、斜線部の時間（期間）は（Ｖ_ｙ０−Ｖ_ｙ１）／ａ_ｙ、斜線部の面積は（Ｖ_ｙ２ ^２−Ｖ_ｙ１ ^２）／２ａ_ｙであり、この面積（Ｖ_ｙ２ ^２−Ｖ_ｙ１ ^２）／２ａ_ｙは、ホイストによる吊り荷のＹ方向の移動距離に相当する。

前述した数式４において、（Ｙ_Ａ−Ｙ_Ｓ）（図１０の移動軌跡における始点Ｓから点Ａまでの高さ）を（Ｖ_ｙ０ ^２−Ｖ_ｙ１ ^２／２）／ａ_ｙと比較するのは、以下の理由による。
すなわち、
[数式５]
（Ｙ_Ａ−Ｙ_Ｓ）＝（Ｖ_ｙ０ ^２−Ｖ_ｙ１ ^２／２）／ａ_ｙ＝（Ｖ_ｙ０・Ｖ_ｙ０／ａ_ｙ）−（Ｖ_ｙ１・Ｖ_ｙ１／２ａ_ｙ）
が成り立ち、この数式５の右辺の（Ｖ_ｙ０・Ｖ_ｙ０／ａ_ｙ）−（Ｖ_ｙ１・Ｖ_ｙ１／２ａ_ｙ）はホイストを定格速度Ｖ_ｙ０で運転した時の吊り荷の高さと、ホイストを第１制限速度Ｖ_ｙ１で運転した時の吊り荷の高さとの差である。
従って、（Ｙ_Ａ−Ｙ_Ｓ）≧（Ｖ_ｙ０ ^２−Ｖ_ｙ１ ^２／２）／ａ_ｙの場合には、第２制限速度Ｖ_ｙ２を定格速度Ｖ_ｙ０に等しく設定して第１制限速度Ｖ_ｙ１まで減速しても（Ｙ_Ａ−Ｙ_Ｓ）を超えることはないので、Ｖ_ｙ２＝Ｖ_ｙ０とすれば良い。

また、（Ｙ_Ａ−Ｙ_Ｓ）＜（Ｖ_ｙ０ ^２−Ｖ_ｙ１ ^２／２）／ａ_ｙの場合には、数式６〜８が成り立つ。
[数式６]
ａ_ｙ（Ｙ_Ａ−Ｙ_Ｓ）＜（Ｖ_ｙ０ ^２−Ｖ_ｙ１ ^２／２）
[数式７]
Ｖ_ｙ０ ^２＞{ａ_ｙ（Ｙ_Ａ−Ｙ_Ｓ）＋Ｖ_ｙ１ ^２／２}
[数式８]
Ｖ_ｙ０＞±√{ａ_ｙ（Ｙ_Ａ−Ｙ_Ｓ）＋Ｖ_ｙ１ ^２／２}
つまり、（Ｙ_Ａ−Ｙ_Ｓ）＜（Ｖ_ｙ０ ^２−Ｖ_ｙ１ ^２／２）／ａ_ｙの場合には、第２制限速度Ｖ_ｙ２を、定格速度Ｖ_ｙ０より小さい√{ａ_ｙ（Ｙ_Ａ−Ｙ_Ｓ）＋Ｖ_ｙ１ ^２／２}に設定すれば、この第２制限速度Ｖ_ｙ２から第１制限速度Ｖ_ｙ１まで減速しても（Ｙ_Ａ−Ｙ_Ｓ）を超えることはない。

上記のようにして、図２（ａ），（ｂ）の何れの場合にも、第２制限速度Ｖ_ｙ２を適切に設定することができる。
なお、点Ｄから点Ｅ（時刻ｔ_Ｄからｔ_Ｅ）の期間についても、上述した方法と同様にして第２制限速度Ｖ_ｙ２’を決定することができる。

更に、図１０の移動軌跡において吊り荷を始点Ｓから上昇させる過程では、吊り荷がＡ点に到達する前に、ホイスト速度Ｖ_ｙを第２制限速度Ｖ_ｙ２から第１制限速度Ｖ_ｙ１に向けて減速を開始する点（加減速開始点Ａ’とする）を決定する必要がある。そのためには、図２（ａ），（ｂ）の斜線部の面積がわかれば良く、既に決定されたＶ_ｙ１，Ｖ_ｙ２、及び既知のＹ_Ａを用いて数式９の演算を行えば、減速開始点Ａ’、すなわち減速開始時の高さＶ_Ａ’を求めることができる。これにより、ホイストを減速開始点Ａ’で第２制限速度Ｖ_ｙ２から減速度ａ_ｙにて減速していけば、Ａ点で第１制限速度Ｖ_ｙ１に達するようになり、図１の下段に示した速度パターンを実現することができる。
［数式９］
Ｖ_Ａ’＝Ｙ_Ａ−（Ｖ_ｙ２ ^２−Ｖ_ｙ１ ^２）／２ａ_ｙ

ここで、図３は、上述したホイストの速度パターンを決定する手順をまとめたものである。
すなわち、図１の期間Ｔ_ｘによるトロリーの移動（加速）中のホイストの第１制限速度Ｖ_ｙ１を決定し（ステップＳ１）、次に、トロリーの起動点Ａを決定する（ステップＳ２）。更に、トロリーの停止中におけるホイストの第２制限速度Ｖ_ｙ２を図２に示したように決定し（ステップＳ３）、その後に、第２制限速度Ｖ_ｙ２から第１制限速度Ｖ_ｙ１に減速するための減速開始点Ａ’を決定する（ステップＳ４）。

次に、図４は、この実施形態に係る運転制御装置の主要部の構成を示すブロック図である。
図４において、５１は軌跡生成手段であり、例えば図１０に示すように、障害物を避けながら吊り荷２０を始点Ｓから終点Ｅまで移動させるための軌跡を生成する。５２は、上記の移動軌跡に基づき、図１に示すようにトロリー速度Ｖ_ｘを変化させた速度パターンを生成するトロリー速度パターン生成手段である。

次に、ホイスト速度パターン生成手段５６は、第１制限速度決定手段５３、第２制限速度決定手段５４及び加減速開始点決定手段５５によって構成されている。
第１制限速度決定手段５３は、軌跡生成手段５１からの移動軌跡と、トロリー速度パターンにおけるＶ_ｘ，Ｔ_ｘ，ΔＸ_１，ΔＸ_２、トロリーの加減速度ａ_ｙ等に基づき、ホイストの第１制限速度Ｖ_ｙ１を決定する。第２制限速度決定手段５４は、トロリーの起動点Ａを決定した後、ホイストの定格速度Ｖ_ｙ０、第１制限速度Ｖ_ｙ１、加減速度ａ_ｙ等に基づき、ホイストの第２制限速度Ｖ_ｙ２を決定する。加減速開始点決定手段５５は、第１制限速度Ｖ_ｙ１、第２制限速度Ｖ_ｙ２、トロリー起動時の吊り荷の高さＹ_Ａ、ホイストの加減速度ａ_ｙ等に基づき、例えば前述した点Ａ’のごとく、ホイストの加減速開始点を決定する。

なお、トロリー駆動機構６１は、トロリー速度パターン生成手段５２から出力される速度パターンに従ってトロリーを駆動するための電力変換器やモータ等により構成され、ホイスト駆動機構６２は、ホイスト速度パターン生成手段５６から出力される速度パターンに従ってホイストを駆動するための電力変換器やモータ等により構成される。
また、図４における各手段５１〜５６は、コンピュータシステムのハードウェア及びソフトウェアを用いた演算処理によって実現されるものである。

以上説明したように、この実施形態によれば、トロリー及びホイストの同時加減速期間を設けることなく、吊り荷２０を短時間で移動させることが可能である。また、トロリーの加速または減速終了時に吊り荷２０の振れがほぼなくなるように、特許文献１に記載された制振速度パターン等に従ってトロリー１０を加減速制御することにより、吊り荷２０の振れを抑制することができる。

なお、ホイストの第２制限速度Ｖ_ｙ２は、ホイスト起動後の加速中に決定してもよい。この場合、第２制限速度Ｖ_ｙ２の初期値を、例えば最大荷重時に運転可能な最大速度を上限値として図３の一連の演算を予め行って求めておく。そして、この初期値を用いてホイストを起動した後に、電力変換器のトルクや速度から荷重を推定し、その荷重にて運転可能な最大速度を上限値として図３の演算を再度行うことにより、第２制限速度Ｖ_ｙ２及び加減速開始点を求めれば良い。これにより、荷重が異なる各種の吊り荷に対しても、荷振れを抑えながら最短時間で目標位置まで搬送することができる。

１０：トロリー
２０:吊り荷
３０:ロープ
５１：軌跡生成手段
５２:トロリー速度パターン生成手段
５３:第１制限速度決定手段
５４:第２制限速度決定手段
５５:加減速開始点決定手段
５６：ホイスト速度パターン生成手段
６１:トロリー駆動機構
６２：ホイスト駆動機構

Claims (5)

1. トロリー及びホイストの動作により吊り荷を始点から終点まで搬送するクレーンの運転制御装置において、
   前記吊り荷の移動軌跡を予め生成する軌跡生成手段と、前記移動軌跡に基づいてトロリー速度パターンを生成するトロリー速度パターン生成手段と、前記移動軌跡に基づいてホイスト速度パターンを生成するホイスト速度パターン生成手段と、前記トロリー速度パターンに従って前記トロリーを駆動することにより前記吊り荷を水平方向に移動させるトロリー駆動機構と、前記ホイスト速度パターンに従って前記ホイストを駆動することにより前記吊り荷を垂直方向に移動させるホイスト駆動機構と、を備え、
   前記ホイスト速度パターン生成手段は、
   前記トロリーの加減速期間の前記ホイストの速度を、前記ホイストの定格速度以下の第１制限速度として決定する第１制限速度決定手段と、
   前記トロリーの起動前の期間における前記ホイストの速度を、その絶対値が前記第１制限速度より大きく、かつ、前記ホイストの定格速度以下である第２制限速度として決定する第２制限速度決定手段と、
   前記第２制限速度と前記第１制限速度との間の加減速開始時点における前記吊り荷の高さを、加減速開始点として決定する加減速開始点決定手段と、
   を有し、
   前記トロリー速度パターン生成手段及び前記ホイスト速度パターン生成手段は、前記トロリー及び前記ホイストの同時加減速期間を有しない速度パターンをそれぞれ生成することを特徴とするクレーンの運転制御装置。
2. 請求項１に記載したクレーンの運転制御装置において、
   前記加減速開始点決定手段は、
   前記トロリーを起動する高さ、前記ホイストの加減速度、前記第１制限速度及び前記第２制限速度に基づいて、前記加減速開始点を決定することを特徴としたクレーンの運転制御装置。
3. 請求項１または２に記載したクレーンの運転制御装置において、
   前記第１制限速度及び前記第２制限速度を、前記始点側と前記終点側とで個別に設定することを特徴としたクレーンの運転制御装置。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載したクレーンの運転制御装置において、
   前記トロリー速度パターン生成手段は、前記トロリーの加速完了時または減速完了時の前記吊り荷の振れを抑制するように前記トロリー速度パターンを生成することを特徴としたクレーンの運転制御装置。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載したクレーンの運転制御装置において、
   第１制限速度決定手段及び前記第２制限速度決定手段は、前記ホイストの加減速期間に前記吊り荷の荷重を推定して前記第１制限速度及び前記第２制限速度をそれぞれ決定することを特徴としたクレーンの運転制御装置。

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