JP2539926B2

JP2539926B2 - 鋼板吊枚数選別制御方法

Info

Publication number: JP2539926B2
Application number: JP1263888A
Authority: JP
Inventors: 信博河野; 清大石; 幸一郎田中; 曠吉武田; 悦治郎是久; 和明植村
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-10-12
Filing date: 1989-10-12
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2011-10-02
Also published as: JPH03128887A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は鋼板吊枚数選別制御方法、特にリフティン
グマグネットを備えた天井クレーンなどにより指定枚数
の鋼板を吊り上げる際の鋼板吊枚数選別制御方法に関す
る。

［従来の技術］鋼板の搬送には、リフティングマグネットを備えた天
井クレーンが広く用いられている。リフティングマグネ
ットは、１個または複数個の電磁石を備えたクレーン用
の吊り具をいう。鋼板搬送用の天井クレーンでは、１個
または複数個のリフティングマグネットが、トロリによ
り巻き上げられる昇降ビームにチェーンを介して吊り下
げられている。

鋼板を搬送する際、積み重ねた鋼板から指定枚数の鋼
板を吊り上げる必要がある場合がある。このような場
合、リフティングマグネットの励磁電流を調整し、吊上
げ材の下面と非吊上り材の上面との間に作用する磁気吸
引力が非吊上げ材の重量よりも小さくなるようにして吊
上げ材と非吊上げ材とを分離している。たとえば、吊上
げ材のみを非吊上げ材から分離するには、先ず吊上げ材
の長さに応じて使用リフティングマグネットを選定す
る。ついで、吊上げ材のサイズ等からリフティングマグ
ネットピッチを算定し、各リフティングマグネットに加
わる吊上げ分担重量を求める。そして、この分担重量と
吊上げ時の鋼板のたわみを考慮して、選定した各リフテ
ィングマグネットの励磁電流を吊上げ材の合計厚み、鋼
種に応じてそれぞれ設定する。

鋼板吊枚数選別の他の方法として、特開昭50−154767
号で開示された方法がある。この方法は、リフティング
マグネット内の磁極をＮ極、Ｓ極交互にまたは千鳥に配
置しておき、吊上げ材の寸法、枚数に応じたＮ極、Ｓ極
の選定を広範囲で可能にしたものである。また、他の方
法として、実開昭53−105279号で開示された方法があ
る。この方法は、リフティングマグネット内の各磁極の
鋼板吸着面に凹陥部を形成した吸着アタッチメントを取
り付け、これによって鋼板に対する磁束の浸透密度と深
さの幅広い制御を可能としたものである。

［発明が解決しようとする課題］しかし、被吊上げ材が置かれている地面の高低差や複
数個配列したリフティングマグネットの高さ位置（レベ
ル）に高低差があると、鋼板を吊り上げる初期の段階
で、吊上げ材と非吊上げ材とが分離した直後に吊上げ材
が脱落することがある。たとえば、複数個配列したリフ
ティングマグネットのうち、中心のリフティングマグネ
ットのレベルが他のリフティングマグネットに比べて高
いとする。吊上げを開始した際、中心のリフティングマ
グネットで、他のリフティングマグネットよりも早く吊
上げ材が非吊上げ材より分離する。鋼板は連続体である
ので、中心のリフティングマグネットが他のリフティン
グマグネットの分担重量分を負担することとなる。この
結果、中心のリフティングマグネットは瞬間的に過大な
荷重を受け、予め設定した励磁電流では吊上げ材を吊り
上げることができず、吊上げ材はリフティングマグネッ
トから離脱、落下する。

また、地面が平坦であり、リブティングマグネットの
レベルがある程度揃っていても吊上げ材の平坦度が悪い
場合は、上記と同様な現象が起こり、指定枚数の鋼板を
吊り上げることができない。

上記問題を解決するために、多数の磁極配列および励
磁電流の流し方を変える方法あるいは吸着面部のアタッ
チメントの改造等が提案され、吊枚選択性はそれなりの
改善がなされた。しかし、上述したようにリフティング
マグネットのレベルあるいは地面の高低差が大きい場合
には、必ずしも万全に対応できるとはいえなかった。ま
た、リフティングマグネットのレベル差は、リフティン
グマグネットチェーンおよびフックの摩耗、機械本体の
機械的がた、あるいは吊り荷重による変形などにより生
じるため、リフティングマグネットのレベル差を定量的
に管理、維持することは困難である。地面においても、
積み重ねた鋼板の自重により凹凸が生じ、倉庫内のレベ
ルを均一にすることは困難である。

そこで、この発明は被吊上げ材が置かれている地面の
高低差またはリフティングマグネットのレベルに高低差
があっても、あるいは吊上げ材の平坦度が悪い場合であ
っても確実に指定枚数の鋼板を吊り上げることができる
鋼板吊枚数選別制御方法を提供しようとするものであ
る。

［課題を解決するための手段］第１の発明は、複数個配列したリフティングマグネッ
トの励磁電流を吊上げ枚数に応じてリフティングマグネ
ットごとに予め設定し、積み重ねた鋼板から指定枚数の
鋼板をリフティングマグネットにより吸着して吊り上げ
る方法において、鋼板を吸引し、吊り上げる過程で、リ
フティングマグネットごとに地切りを検出し、分離した
直後にリフティングマグネットごとに励磁電流を増加す
る。以下、吊上げ材と非吊上げ材との分離を地切りとい
う。

励磁電流の初期設定値に対する増加率は、リフティン
グマグネットの使用個数、リフティングマグネット間の
ピッチ、吊上げ材のサイズ、重量、材質、吊上げ枚数そ
の他の吊上げ条件により異なるが、たとえば1.1〜2.0倍
程度である。また、地切りしたときから励磁電流を増加
するまでの時間も吊上げ条件によって異なるが、たとえ
ば0.1〜0.5秒程度である。この遅れ時間は地切りを確認
するための時間である。これら励磁電流の増加率および
遅れ時間は、予め実機について求めておき、制御コンピ
ュータなどに演算テーブルとして記憶させておく。増加
した励磁電流は、鋼板が完全に吊り上げられるまで保持
される。

地切りを検出するには、たとえばリフティングマグネ
ットを吊るすチェーンに作用する荷重の変化を検出す
る。この荷重変化を検出するには、前記昇降ビームとリ
フティングマグネットとの間に配置したばねとスイッチ
との組合せやロードセルなどが用いられる。一般に、リ
フティングマグネットは昇降ビームに沿って一列に配列
されており、地切りしたものから順次励磁電流を増加す
る。なお、すべてのリフティングマグネットにおいて、
吊上げ材と非吊上げ材とが同時に分離した場合には、励
磁電流を同時に増加する。

第２の発明は、３個以上配列したリフティングマグネ
ットの励磁電流を吊上げ枚数に応じてリフティングマグ
ネットごとに予め設定し、積み重ねた鋼板から指定枚数
の鋼板をリフティングマグネットにより吸着して吊り上
げる方法において、鋼板を吸引し、吊り上げる過程で、
リフティングマグネットごとに地切りを検出し、地切り
した直後にリフティングマグネットごとに前記励磁電流
を増加し、両端部に配置したリフティングマグネットの
励磁電流の増加率よりも中央部に配置したリフティング
マグネットの励磁電流の増加率を大きくする。

両端部に配置したリフティングマグネットの励磁電流
に対する中央部に配置したリフティングマグネットの吊
上げ前に予め設定された励磁電流との比率は、吊上げ条
件により異なるが、たとえば1.5倍程度である。中央部
および両端部のリフティングマグネットは、それぞれ１
個である必要はない。つまり、複数のリフティングマグ
ネットを中央部および両端部にそれぞれ振り分け、両端
部に属するリフティングマグネットのグループに対し
て、中央部に属するリフティングマグネットのグループ
の励磁電流の増加率を大きくするようにしてもよい。地
切りの検出ならびに励磁電流の増加率および遅れ時間は
前記発明と同じでる。

第３の発明は、上記第１または第２の発明において、
地切りが早いリフティングマグネットほど励磁電流の増
加率を大きくする。

地切りの早さの順に対応した増加率の比率は、吊上げ
条件により異なるが、たとえば最後の地切りに対する最
初の地切りの増加率の比率は1.3倍程度である。

［作用］鋼板を吸引し、吊り上げる過程で、地切りした直後に
励磁電流を増加するので、吊上げ材はより強く、確実に
リフティングマグネットにより吸着される。励磁電流を
増加するのは地切り直後であるから、非吊上げ材を吊り
上げることはない。

リフティングマグネットが複数個配列され、これらの
レベル間に高低差がある場合、レベルが最も高いリフテ
ィングマグネットで、他のリフティングマグネットより
も早く地切りする。この結果、最高のリフティングマグ
ネットが他のリフティングマグネットの分担重量分を負
担し、過大な荷重を受けることになるが、励磁電流の増
加により吊上げ材の離脱、落下は防止される。

リフティングマグネットで吸着された鋼板の中央部は
周囲に拘束されているので、両端部よりもたわみにく
い。したがって、リフティングマグネットのレベル差ま
たは鋼板の凹凸があると、中央部に配置したリフティン
グマグネットは鋼板を十分に吸着しないことがある。し
かし、両端部に配置したリフティングマグネットの励磁
電流の増加率よりも中央部に配置したリフティングマグ
ネットの励磁電流の増加率を大きくすることにより、こ
の吸着不十分は防がれる。

地切りが早いリフティングマグネットは、まだ地切り
していないリフティングマグネット分担荷重の一部を負
担し、過大な荷重が加わりる。しかし、地切りが早いリ
フティングマグネットほど励磁電流の増加率を大きく
し、吸着力を増すので、過大な荷重による落板は防止さ
れる。

［実施例］この実施例に用いられる鋼板搬送用天井クレーンは、
昇降ビームに５個のリフティングマグネットが昇降ビー
ムに沿って配列されている。各リフティングマグネット
は３×６個の電磁石を備えている。また、この実施例で
は、リフティングマグネットの部位（中央部と端部）お
よび地切り順序によって励磁電流を増加する例を説明す
る。

第１図はこの発明の鋼板吊枚数選別制御方法を実施す
る制御装置の一例を示すブロック線図であり、第２図は
鋼板吊上げ時のタイムチャートである。

まず、上位統括計算機１において鋼板のサイズ、吊り
枚数および山積み順に基づいてリフティングマグネット
11の使用個数（第１図では１個しか示していない）およ
びビームピッチ（隣り合うリフティングマグネット間の
間隔）を求め、その結果はリフティングマグネット選択
信号S_Lnとしてリフティングマグネット吊上げ部位判別
回路３および励磁電流演算回路２に出力される。また、
上位統括計算機１は鋼板のサイズ、吊り枚数、使用リフ
ティングマグネットの個数およびビームピッチに基づい
てリフティングマグネット11ごとの基準励磁電流I_On、
たわみ補正電流設定値I_caおよび吊上げ補正電流設定値I
_cbを求める。求めた基準励磁電流I_Onは励磁電流演算回
路２に、たわみ補正電流設定値I_caはたわみ補正電流算
出回路４に、吊上げ補正電流設定値I_cbはリフティング
マグネット部位別補正電流算出回路５および地切り順別
補正電流算出回路６にそれぞれ出力される。励磁電流演
算回路２において、たとえば＃１のリフティングマグネ
ット11について説明すれば、上位統括計算機１からの基
準励磁電流I_olおよびリフティングマグネット選択信号S
_L1から初期設定励磁電流I_o(l)（第２図ではI_o(n)で示し
ている）が求められる。さらに、上位統括計算機１は、
吊り不全判別回路17に吊上げ予定重量W_PLMID、これの最
大値W_PLmaxおよび最小値W_PLmin、ならびに吊上げ予定板
厚T_PLMID、これの最大値T_PLmaxおよび最小値T_PLminを出
力する。

一方、天井クレーンのトロリから昇降ビームが降ろさ
れ、リフティングマグネット11が積み重ねた最上の鋼板
に着床すると、初期設定励磁電流I_o(n)が上記励磁電流
演算回路２から設定電流選択回路８および励磁電流制御
装置９を経てリフティングマグネット11の電磁石のコイ
ルに励磁電流I_LM1として供給される。すべてのリフティ
ングマグネット11が付勢されると、巻上げを開始する。
巻上げ制御装置10は設定電流選択回路８からの信号P_SL
および巻上げ位置センサ22からの信号P_SMにより巻上げ
モータ30を制御する。

巻上げの過程で、地切りセンサ12で吊上げ材と非吊上
げ材との分離、すなわち地切りをリフティングマグネッ
ト11ごとに検出する。地切りセンサ12からの信号S_l1は
前記励磁電流演算回路２、設定電流演算タイミング回路
７および地切り順判別回路14に入力される。地切り順判
別回路14では地切りの早いリフティングマグネット11を
判別し、判別信号S_lnは地切り順別補正電流算出回路６
に入力される。地切り順別補正電流算出回路６は地切り
順に応じて励磁電流の補正電流を算出する。巻上げ位置
センサ22からの信号とともに、地切り信号S_l1が入力さ
れた設定電流演算タイミング回路７は、第２図に示す遅
れ時間T_LMが経過したのち電流補正開始タイミング信号S
_Gfを励磁電流演算回路２に出力する。励磁電流演算回路
２は、電流補正開始タイミング信号S_Gfが入力される
と、最大励磁電流から初期設定励磁電流I_o(n)を引いた
地切り補正電流Ih_Oを求める。ここで、最大励磁電流
は、吊上げ材に更に非吊上げ材の最上部１枚を加えたも
のを吊り上げるのに要する励磁電流をいう。さらに、リ
フティングマグネット部位別補正電流算出回路５からの
部位別補正電流値I_cb1-1および地切り順別補正電流算出
回路６からの信号I_cb1-2に基づいて地切り補正電流Ih_O
を式（１）により補正し、過渡補正電流Ih₁を求める。

Ih₁＝Ih_O×k₁×k₂×k_h ……（１）ここで、 k₁:リフティングマグネット部位別補正係数 k₂:地切り順別補正係数 k_h:オーバーシュート係数である。リフティングマグネット11では、励磁電流の立
上りは早いが、磁束密度の立上りは遅い。オーバーシュ
ート係数は、電磁石の磁化の遅れを補うためのものであ
る。

過渡補正電流Ih₁をThd時間保持したのち、式（２）で
与えられる定常補正電流Ih₂に切り換える。

Ih₂＝Ih_O×k₁×k₂ ……（２）定常補正電流Ih₂は、第２図に示すように鋼板が完全に
吊り上げられるまで保持される。完全吊上げ後は、搬送
時励磁電流まで増加して鋼板を一層強力に吸着し、所定
の位置まで搬送する。これら過渡補正電流Ih₁および定
常補正電流Ih₂、リフティングマグネット吊り選択電流I
_OR1として励磁電流演算回路２から前記設定電流選択回
路８に供給され、さらに励磁電流制御装置９を経てリフ
ティングマグネット11の電磁石のコイルに供給される。
なお、吊り上げた鋼板のたわみによるリフティングマグ
ネット11の吸着力の低下を補う場合、たわみ補正電流算
出回路４からのたわみ補正電流値I_calにより、上記補正
と同時に励磁電流を補正する。

各リフティングマグネット11ごとに磁束センサ13によ
り電磁石より鋼板を通過する磁束が検出され、検出され
た磁束S₂₁は磁束−板厚換算回路15を経て前記吊り不全
判別回路17に入力される。吊り上げ途中で落板が生じる
と、または吊り枚数が多いと吊上げ荷重センサ16および
吊り不全判別回路17でこれを検出する。この検出結果に
基づいて、落板の場合にはリトライ制御回路19からの信
号により再度吊上げが行われる。また、吊り枚数が多い
場合には、吊り不全判別回路17および落板検出回路20か
らの信号に基づいて、切離し制御回路18からの信号によ
り余分の鋼板が切り離される。

ここで、上記装置により指定枚数の鋼板を吊り上げた
例を説明する。

吊上げ条件は次の通りである。

鋼板寸法:10mm×2m×8m リフティングマグネット部位別補正係数k₁ 端部リフティングマグネット:0.5 中央部リフティングマグネット:1.0 地切り順別補正係数k₂ １番:1.3 ２番:1.1 ３番:1.0 ４番:1.0 ５番:1.0 （ただし、すべてのリフティングマグネットが同時に吊
り上がった場合には地切り係数は1.0に設定する。）オーバーシュート係数k_h:1.5 遅れ時間T_LM:0.1sec 過渡補正電流保持時間Thd:1sec 吊上げ結果を第１表に示す。表中、設定電流は励磁電
流I_LM1（第１図参照）を、また補正電流は式（１）のIh
_Oをそれぞれ表わしている。

中央部リフティングマグネット（＃３）および端部リ
フティングマグネット（＃５）にレベル差＋5mmおよび
＋10mmを与え、この発明の方法と従来法とを比較した。
その結果、この発明の方法により電流を補正した場合、
レベル差が大きくても吊分け可能であることが確認され
た。また、従来法ではレベル差が０であっても鋼板が薄
いと、電流設定範囲が小さいので吊分けは難しいが、こ
の発明の方法ではスムースに吊り分けることができた。

上記実施例では、リフティングマグネットの部位（中
央部と端部）および地切り順序によって励磁電流を増加
する例を説明したが、この発明はこれに限られるもので
はない。たとえば、リフティングマグネットの部位また
は地切り順序による励磁電流の増加のいずれか、もしく
は両者を欠いた鋼板吊枚数選別制御方法であってもよ
い。

［発明の効果］（１）リフティングマグネットまたは地面のレベル差が
少々あっても、また平坦度の悪い鋼板でも吊枚数選別が
可能であり、環境の悪い操業条件下でも対応できる。

（２）地切り順により励磁電流を補正する場合、最初に
地切りする負担荷重の大きいリフティングマグネットに
は大きな補正係数を乗じ、最後に近い程係数を緩めるた
め、ｎ＋１枚目の吸着を防止し、スムーズな吊枚制御が
可能となった。

（３）端部リフティングマグネットが位置する部分は、
鋼板の自由端に当るため比較的レベル差の影響を受け難
いが、鋼板が連続体であるため中央部はレベル差の影響
を受け易い。リフティングマグネット部位別により励磁
電流を補正する場合、吊り過ぎあるいは不足を防止し、
スムースな吊枚制御が可能となった。

以上のことから、（４）リフティングマグネットのチェーン、フックの摩
耗、地面のレベル差にも、従来のメンテナンスレベル、
たとえばリフティングマグネット間±5mmレベル差管理
で十分制御可能となった。

（５）たとえば、被吊上げ鋼板の最下部鋼板が比較的単
重の小さい、薄物幅狭鋼板である場合、励磁電流設定領
域が狭いので、吊分けは極めて難しい。しかし、瞬間的
に励磁電流を補正することで吊枚数選別が可能となり、
吊枚選別領域が拡大された。

（６）鋼板吊分けの作業時間が短縮されてクレーンの作
業能率が向上し、また鋼板の吊り枚数選別の自動化が可
能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の鋼板吊枚数選別制御方法を実施する
制御装置の一例を示すブロック線図、および第２図は鋼
板吊上げ時のタイムチャートの一例である。１……上位統括制御装置、２……励磁電流演算回路、３
……リフティングマグネット吊上部位判別回路、４……
たわみ補正電流算出回路、５……リフティングマグネッ
ト部位別補正電流算出回路、６……リフティングマグネ
ット地切り順別補正電流算出回路、７……設定電流演算
タイミング検出回路、８……設定電流選択回路、９……
励磁電流選択回路、10……巻上げ制御装置、11……リフ
ティングマグネット、12……地切りセンサ、13……磁束
センサ、14……リフティングマグネット地切り順判別回
路、15……磁束−板厚換算回路、16……吊上げ荷重セン
サ、17……吊不全判定回路、18……切離し制御回路、19
……リトライ制御回路、20……落板検出回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者武田曠吉大分県大分市大字西ノ州１番地新日本製鐵株式会社大分製鐵所内 (72)発明者是久悦治郎大分県大分市大字西ノ州１番地新日本製鐵株式会社大分製鐵所内 (72)発明者植村和明大分県大分市大字西ノ州１番地新日本製鐵株式会社大分製鐵所内 (56)参考文献特開昭52−25361（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数個配列したリフティングマグネットの
励磁電流を吊上げ枚数に応じてリフティングマグネット
ごとに予め設定し、積み重ねた鋼板から指定枚数の鋼板
をリフティングマグネットにより吸着して吊り上げる方
法において、鋼板を吸引し、吊り上げる過程で、リフテ
ィングマグネットごとに吊上げ材と非吊上げ材との分離
を検出し、分離した直後にリフティングマグネットごと
に励磁電流を増加することを特徴とする鋼板吊枚数選別
制御方法。
【請求項２】３個以上配列したリフティングマグネット
の励磁電流を吊上げ枚数に応じてリフティングマグネッ
トごとに予め設定し、積み重ねた鋼板から指定枚数の鋼
板をリフティングマグネットにより吸着して吊り上げる
方法において、鋼板を吸引し、吊り上げる過程で、リフ
ティングマグネットごとに吊上げ材と非吊上げ材との分
離を検出し、吊上げ材と非吊上げ材が分離した直後にリ
フティングマグネットごとに前記励磁電流を増加し、両
端部に配置したリフティングマグネットの励磁電流の増
加率よりも中央部に配置したリフティングマグネットの
励磁電流の増加率を大きくすることを特徴とする鋼板吊
枚数選別制御方法。
【請求項３】吊上げ材と非吊上げ材との分離が早いリフ
ティングマグネットほど励磁電流の増加率を大きくする
ことを特徴とする請求項１または２記載の鋼板吊枚数選
別制御方法。