JP3546280B2

JP3546280B2 - Quantitative excavation control method for continuous unloader

Info

Publication number: JP3546280B2
Application number: JP13646896A
Authority: JP
Inventors: 和夫細見; 傑井田; 裕昭石川; 正通大神
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1996-05-30
Filing date: 1996-05-30
Publication date: 2004-07-21
Anticipated expiration: 2016-05-30
Also published as: JPH09315587A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船倉内の鉄鉱石、石炭などの散積み貨物を外部に連続的に搬出する連続式アンローダの定量掘削制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の連続式アンローダの定量掘削制御方法としては、例えば本出願人が先に提案した特開平７−１０６３７２号公報に記載されているものがある。
【０００３】
この従来例は、掘削した散積み貨物を搬送する地上側の輸送系統の輸送能力を設定する設定荷役量と、バケットエレベータの下部に設けられた掘削部の有効長さと基準の掘削深さとの積で表される掘削断面積と、散積み貨物の見かけ比重とに基づいて、設定荷役量を掘削断面積と散積み貨物の見かけ比重との積で除して基準横送り速度を設定し、この横送り速度に基づいてバケットエレベータを横方向に移動させると共に、バケットエレベータ内を周回移動する複数のバケットを支持したチェーンを駆動する回転駆動機構の駆動トルクを検出し、これをもとに掻き取り部での掘削量を検出し、検出した掘削量が設定荷役量分の散積み貨物量と一致するように、横送り速度を補正するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の連続式アンローダの定量掘削制御方法においては、基準横送り速度を、散積み貨物の公称の見かけ比重に基づいて算出するようにしているが、実際には、原料水分の変化、或いは掘削から搬送過程における充填密度の変化等によって、散積み貨物の実際の見かけ比重は増減している。
【０００５】
そのため、公称の見かけ比重に基づいて横送り速度を算出した場合、実際の見かけ比重が公称の見かけ比重よりも軽い場合には、横送り速度はより高速に設定されることになって、掘削量が増加傾向となり、その結果ホッパーの蓄積量を表すホッパーレベルが上昇し、逆に、実際の見かけ比重が公称の見かけ比重よりも重い場合には、横送り速度はより低速に設定されることになって、掘削量が減少傾向となり、その結果ホッパーレベルが低下するという未解決の課題がある。
【０００６】
そこで、本発明は上記従来の未解決の課題に着目してなされたものであり、散積み貨物の見かけ比重の変動に関わらず、ホッパーレベルを所定量に維持することの可能な連続式アンローダの定量掘削制御方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る連続式アンローダの定量掘削制御方法は、複数のバケットの取り付けられたチェーンがバケットエレベータ内に沿って周回移動し、このバケットエレベータを横方向に移動しながら、その下部に設けられた掻き取り部で各バケット内に船倉内の荷を掻き取ってホッパーに蓄積し、このホッパーの荷を当該ホッパーの切り出し口からベルトフィーダに切り出すにあたり、当該ベルトフィーダ上の荷の総重量が所定の設定荷役重量に一致するように少なくとも当該ベルトフィーダの搬送速度を制御するようにし、前記ベルトフィーダの搬送速度と前記ホッパーの切り出し口の開口面積との積で前記設定荷役重量を除して前記荷の実嵩比重を算出し、該実嵩比重に基づき前記ホッパーの蓄積量を制御することを特徴としている。
【０００８】
この請求項１の発明では、バケットを周回移動し且つバケットエレベータを横方向に移動させることによってバケットエレベータの下部に設けられた掻き取り部で掘削した荷がホッパーに蓄積され、ホッパーの荷をホッパーの切り出し口からベルトフィーダに切り出す際に、少なくともベルトフィーダの搬送速度が制御されてベルトフィーダ上の荷の総重量が所定の設定荷役重量に一致するように調整されることによって、設定荷役重量の荷が切り出されて搬送される。そして、このベルトフィーダの搬送速度とホッパーの切り出し口の開口面積との積で設定荷役重量を除した値が実嵩比重として算出され、この実嵩比重に基づいてホッパーの蓄積量が制御される。よって、例えば原料水分の変化等によって散積み貨物等の荷の嵩比重が増減した場合でも、荷の現状に応じた嵩比重に基づいてホッパーの蓄積量が制御されるから、ホッパーの荷の切り出しに伴うホッパーの蓄積量の減少量と、掻き出し部での掘削量がホッパーへ蓄積されることに伴うホッパーの蓄積量の増加量とが一致するから、ホッパーの蓄積量は一定量に維持される。
【０００９】
本発明の請求項２に係る連続式アンローダの定量掘削制御方法は、前記実嵩比重の移動平均値に基づいて前記ホッパーの蓄積量を制御するようにしたことを特徴としている。
【００１０】
この請求項２の発明では、ホッパーの蓄積量は実嵩比重の移動平均値に基づいて制御されるから、現時点におけるホッパーの荷の嵩比重に応じた誤差の少ない実嵩比重が得らる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明における連続式アンローダの定量掘削制御方法を適用した連続式アンローダの一例を示す概略構成図である。
【００１２】
図中、Ａは岸壁１に横付けされた鉄鉱石運搬船等の船舶Ｓの船倉内に積み込まれた石炭，焼結鉱，鉱石等の散積み貨物を掘削し、これを、岸壁１が形成された地上側にその岸壁１と平行に原料ヤードに散積み貨物を輸送する地上側ベルトコンベヤ５に定量排出する連続式アンローダであって、岸壁１と地上側ベルトコンベヤ５との間に敷設された二本のレール４ａ，４ｂによって、岸壁１に沿って移動可能に配設された走行フレーム１０を有している。この走行フレーム１０は、図示しない油圧モータによってレール４ａ，４ｂ上を転動する転動輪９ａ，９ｂが回転駆動されて自走する。
【００１３】
この走行フレーム１０上には、内部に散積み貨物を垂直に搬送して降下させるコンベヤ１１ａを内蔵した旋回塔１１が旋回可能に支持されていると共に、この旋回塔１１の下側にホッパー１２が固定配置され、このホッパー１２の下端側の切り出し口１２ａにはホッパー１２内の散積み貨物を地上側ベルトコンベヤ５に向けて定量排出するベルトフィーダ１３が配設されている。
【００１４】
このベルトフィーダ１３は、例えばベルトフィーダ１３上の散積み貨物の総重量を検出し、この総重量が所定重量となるようにベルトフィーダ１３の移動速度を図示しない駆動モータ等により増速又は減速して調整し、地上側ベルトコンベヤ５に向けて所定重量の散積み貨物を排出するようにしている。そして、このベルトフィーダ１３の落下位置に地上側ベルトコンベヤ５の上方位置まで散積み貨物を搬送する機内コンベヤ１４が配設され、この機内コンベヤ１４から落下する散積み貨物が図示しないクッションフレームを介して地上側ベルトコンベヤ５上に移載される。
【００１５】
この旋回塔１１の上端には、内部に散積み貨物搬送用のベルトコンベヤ１５ａを配設した旋回ブーム１５が垂直面内で回動可能に支持され、この旋回ブーム１５の旋回塔１１とは反対側にバランスウェイト１６が配設されている。旋回ブーム１５の両端には、傾斜支持リンク１７，１８が回転可能に支持され、これらリンク１７，１８の自由端に旋回ブーム１５と平行なリンク１９が回転可能に連結されて平行リンクが構成され、その自由端側の傾斜支持リンク１７に垂直方向に延長するバケットエレベータ２０が固定されている。
【００１６】
なお、旋回ブーム１５の俯仰角度は旋回ブーム１５と旋回塔１１との間に介装された油圧シリンダ１５ｂによって調整される。
前記バケットエレベータ２０は、支持リンク１７に固定された円筒状の固定フレーム２１と、この固定フレーム２１に旋回可能に支持されたエレベータシャフトを構成する円筒状のコラム部材２２とを有する。
【００１７】
このコラム部材２２の上端には前後一対のチェーン駆動用スプロケット２３が配設されていると共に、下端にＬ字状の掘削部２４が配設され、コラム部材２２内を通って前後一対のチェーン２５がスプロケット２３及び掘削部２４を周回移動するように張設され、これら一対のチェーン２５間に多数のバケット２６が所定間隔を保って装着されている。
【００１８】
そして、コラム部材２２が固定フレーム２１に取り付けられた油圧モータ等の回転駆動機構によって旋回駆動され、スプロケット２３が同様に油圧モータ等の回転駆動機構によって図２で反時計方向に回転駆動される。
【００１９】
さらに、固定フレーム２１には、スプロケット２３の下側にスプロケット２３で反転されたバケット２６から落下する散積み貨物を受けるシュート２７が形成され、このシュート２７で案内された散積み貨物がその下端側に配設された回転フィーダ２８によって旋回ブーム１５内のコンベヤ１５ａに移送される。
【００２０】
前記掘削部２４は、コラム部材２２の下端に回動可能に支持された支持フレーム３１とその下端に同様に回動可能に支持された水平支持フレーム３２と、この支持フレーム３２の左右端部にチェーン２５を案内するスプロケット３３，３４が取り付けられ、支持フレーム３１及び３２を油圧モータ等の回転駆動機構によって回動させることにより、水平支持フレーム３２を水平状態に維持したまま前後方向に移動させることができる。
【００２１】
したがって、図１に示すように、バケットエレベータ２０を船倉３７内に挿入して、水平支持フレーム３２の下端側のバケット２６を散積み貨物３５に接触させて掻き取り、これをコラム部材２２内を通って垂直に上方に搬送し、上方のスプロケット２３位置でバケット２６が反転することにより、その内部の散積み貨物がシュート２７，回転フィーダ２８を介して旋回ブーム１５内のコンベヤ１５ａに移送され、次いで、旋回塔１１内のコンベヤ１１ａで垂直方向に下降されてホッパー１２内に一次収納される。
【００２２】
このホッパー１２からは、ベルトフィーダ１３によって地上側ベルトコンベヤ５の搬送能力に応じた定量排出が行われて、機内コンベヤ１４を介して地上側ベルトコンベヤ５に受け渡される。
【００２３】
そして、図２に示すように、前記走行フレーム１０を自走させる回転駆動機構１０ｂ，旋回塔１１を旋回駆動する回転駆動機構１１ｂ，旋回ブーム１５の俯仰角を制御する油圧シリンダ１５ｂ，バケットエレベータ２０のコラム部材２２を旋回駆動する回転駆動機構２２ａ、及びスプロケット２３を回転駆動する回転駆動機構２３ａが制御装置４０によって駆動制御される。
【００２４】
この制御装置４０には、走行フレーム１０の例えば基準位置からの走行距離によって走行位置を検出する走行位置センサ４１、旋回塔１１の回転駆動機構１１ｂの回転数から旋回角度を検出する旋回角度センサ４２、ホッパー１２の重量を検出するロードセルで構成される荷重センサ４３、例えば旋回ブーム１５に取り付けられてその俯仰角を検出する傾斜角センサ４４、コラム部材２２の回転駆動機構２２ａの回転角を検出する回転角センサ４５、スプロケット２３の回転駆動機構２３ａの回転軸に装着されたその駆動トルクを検出する例えば磁歪式のトルクセンサ４６，コラム部材２２の下端に装着されて掘削部２４に沿った散積み貨物の表面位置を走査検出する超音波距離センサ４７，ベルトフィーダ１３を駆動する図示しない駆動モータの回転速度を検出する例えばタコジェネレータ等のフィーダ速度センサ４８、例えばバケットエレベータ２０の最上部に設けられた掘削部２４による掘削時の散積み貨物の掘削深さを検出する掘削深さセンサ４９，の各検出値が入力される。そして、制御装置４０では、これら各検出値に基づいて掘削部２４の位置座標を算出すると共に、前記フィーダ速度センサ４８からの検出値に基づいて散積み貨物の実嵩比重Ｙ_Rを算出し、この実嵩比重Ｙ_Rに基づいて掘削部２４をバケット２６による掻き取り方向と直行する方向、すなわち横方向に所定速度で移動させると共に、スプロケット２３を所定速度で回転駆動し定量掘削制御を行う。
【００２５】
前記制御装置４０では、図２に示すように、ベルトフィーダ１３を駆動する図示しない駆動モータの回転速度からベルトフィーダ１３の搬送速度を検出するフィーダ速度センサ４８のフィーダ速度Ｖ_Fを実嵩比重算出部５１に供給する。この実嵩比重算出部５１は、入力されるフィーダ速度Ｖ_F〔ｍ／ｈ〕と、予め設定されたホッパー１２の切り出し口１２ａの開口面積ＡＡ〔ｍ²〕と、地上側ベルトコンベヤ５の搬送能力に応じて設定される設定荷役重量Ｑ^*〔Ｔ／ｈ〕とから求められる嵩比重に対してｎ個分の移動平均値を、次式（１）に基づいて算出し、これを実嵩比重Ｙ_R〔Ｔ／ｍ³〕として横送り速度制御回路５４に供給する。
【００２６】
【式１】

この実嵩比重算出部５１で算出される実嵩比重Ｙ_Rは、ベルトフィーダ１３における散積み貨物の嵩量及び重量に基づいて算出される値であるから、散積み貨物の原料水分の変化或いは充填率の変化等を含んだ、実際の散積み貨物の状態に応じた嵩比重となる。
【００２７】
前記横送り速度制御回路５４には、走行位置センサ４１，旋回角度センサ４２，荷重センサ４３，傾斜角センサ４４，回転角センサ４５，トルクセンサ４６，超音波距離センサ４７，掘削深さセンサ４９からの各検出値が入力されると共に、実嵩比重算出部５１からの実嵩比重Ｙ_Rが入力される。
【００２８】
そして、横送り速度制御回路５４では、各センサからの検出値に基づいて、走行フレーム１０の回転駆動機構１０ｂ，旋回塔１１の回転駆動機構１１ｂ，旋回ブーム１５の油圧シリンダ１５ｂ，コラム部材２２の回転駆動機構２２ａ，スプロケット２３の回転駆動機構２３ａを、それぞれ駆動して掘削部２４を船倉３７内の所定位置に移動させる。また、横送り速度制御回路５４では、起動時には船倉３７内の散積み貨物の公称嵩比重Ｙと設定荷役重量Ｑ^*とに基づいて、スプロケット２３の基準回転速度及び掘削部２４の基準横送り速度を設定し、設定したこれら基準速度と各センサからの検出値に基づいて、掘削部２４をバケット２６の掻き取り方向と直行する方向に移動させるように前記各回転駆動機構１０ａ，１１ｂ，２２ａ，２３ａ及び油圧シリンダ１５ｂをそれぞれ駆動制御してスプロケット２３及び掘削部２４の回転速度及び横送り速度を前記基準回転速度及び基準横送り速度に一致させると共に、各センサからの検出値に基づく、スプロケット２３の駆動トルク，掘削部２４による散積み貨物の表面位置状態，掘削深さ等に応じて適宜横送り速度或いは基準回転速度を補正する。
【００２９】
また、横送り速度制御回路５４では、前記実嵩比重算出部５１から実嵩比重Ｙ_Rが入力されると、前記公称嵩比重Ｙに変えて、実嵩比重Ｙ_Rに基づいて各基準速度を設定し、スプロケット２３及び掘削部２４の回転速度及び横送り速度を、実嵩比重Ｙ_Rに基づく基準速度に一致させるように各駆動機構及び油圧シリンダを駆動制御する。また、ホッパー１２の荷重センサ４３の荷重検出値をもとに、この荷重検出値がホッパー満槽状態を表しているときには、掘削部２４の横送り及び掘削部２４による掘削を停止させる。
【００３０】
そして、掘削部２４の掻取り方向が、図１に示すように、走行フレーム１０の走行方向と直交しているときには、走行フレーム１０の移動速度がそのまま掘削部２４の横送り速度となるが、図３に示すように、掘削部２４の掻取り方向が走行フレーム１０の走行方向と平行な状態では、掘削部２４を岸壁１側に横送りさせるときには、走行フレーム１０を右方向に移動させると共に、旋回塔１１を反時計方向に旋回させ、且つ、バケットエレベータ２０のコラム部材２２を時計方向に旋回させることにより横方向送りを行うことができる。逆に、岸壁１とは反対側に横送りさせるときには、走行フレーム１０を左方向に移動させると共に、旋回塔１１を時計方向に旋回させ、且つ、バケットエレベータ２０のコラム部材２２を反時計方向に旋回させることにより横方向送りを行うことができる。
【００３１】
そして、通常、横送り速度制御回路５４による掘削部２４の横送り移動軌跡は、ティーチングデータ又は船倉データから求めた移動軌跡に基づいて設定したプログラムデータに基づいて制御するようにしており、これに基づいて横送り速度が制御される。
【００３２】
次に、上記実施の形態の動作を説明する。
まず、各回転駆動機構或いは油圧シリンダ等を駆動制御して、バケットエレベータ２０の掘削部２４を、散積み貨物を搬出しようとしている船倉３７の上端開口部内に挿入し、掘削部２４を船倉内の所定位置に配置させる。
【００３３】
そして、地上側のベルトコンベヤ５等の輸送系統の輸送能力に応じた設定荷役重量Ｑ^*と散積み貨物の公称嵩比重Ｙとに基づいて、散積み貨物及び地上側輸送能力に応じた定量掘削量となる掘削部２４の基準横送り速度と、スプロケット２３の基準回転速度を設定する。そして、これら基準速度と、各種センサからの検出値とに基づいて掘削部２４を横送りさせながら、定量掘削量となるように、走行フレーム１０，旋回塔１１，旋回ブーム１５，コラム部材２２，スプロケット２３を適宜制御する。
【００３４】
これによって、掘削部２４でバケット２６によって掻取られた散積み貨物がバケット２６に搭載されてバケットエレベータ２０によって搬送されて上昇し、バケット２６がスプロケット２３位置に達して、上下反転する状態となると、バケット２６内に収納されていた散積み貨物がシュート２７を介して回転フィーダ２８上に排出され、コンベヤ１５ａで移送され、旋回塔１１内のコンベヤ１１ａで垂直方向に下降されてホッパー１２内に一次収納される。そして、ベルトフィーダ１３によって設定荷役重量Ｑ^*分だけ切り出されて機内コンベヤ１４を介して地上側ベルトコンベヤ５に受け渡される。
【００３５】
このとき、実嵩比重算出部５１では、フィーダ速度センサ４８からのフィーダ速度Ｖ_Fと、予め設定されたホッパー１２の切り出し口１２ａの開口面積ＡＡと、設定荷役重量Ｑ^*とをもとに嵩比重を算出し、所定数ｎ個の嵩比重を算出したとき、その移動平均値を求めてこれを実嵩比重Ｙ_Rとして横送り速度制御回路５４に出力し、以後、順次移動平均値を算出してこれを実嵩比重Ｙ_Rとして出力する。
【００３６】
横送り速度制御回路５４では、実嵩比重Ｙ_Rが入力されるようになると、この実嵩比重Ｙ_Rと設定荷役重量Ｑ^*とに基づいて前記基準横送り速度及び基準回転速度を算出し、この実嵩比重Ｙ_Rに基づく各基準速度に一致するように、掘削部２４の横送り速度及びスプロケット２３の回転速度の制御を行う。
【００３７】
ここで、前記基準速度は、ベルトフィーダ１３では所定重量分の散積み貨物を切り出しているから、嵩比重が大きいとその切り出し量は少ないことからホッパーレベルの減少率は小さく、嵩比重が小さいとその切り出し量は多いことからホッパーレベルの減少率は大きい。よって、嵩比重が大きくなるほど低速となるように前記基準速度は設定される。
【００３８】
したがって、例えば、掘削から搬送過程において、散積み貨物の充填密度が減少した場合、現状での散積み貨物の嵩比重は、公称嵩比重Ｙよりも小さくなる。よって、公称嵩比重Ｙに基づいて掘削量を制御した場合、ベルトフィーダ１３では、設定荷役重量Ｑ^*分の切り出しを行うから、その切り出し嵩量は、公称嵩比重Ｙに基づく切り出し嵩量よりも大きくなり、ホッパーレベルの減少率はより大きくなるが、掘削部２４での掘削量は実際の嵩比重よりも大きい公称嵩比重Ｙに基づいて設定されるから、ホッパーレベルの減少率に応じた掘削量よりも少なく、ホッパーレベルは減少傾向となる。逆に、散積み貨物の原料水分の変化等によって、公称嵩比重Ｙよりも現状での散積み貨物の嵩比重が増加した場合、公称嵩比重Ｙに基づいて掘削量を制御すると、ホッパーレベルの減少率はより少なくなるが、掘削部２４での掘削量は実際の嵩比重よりも小さい公称嵩比重Ｙに基づいて設定されるから、ホッパーレベルの減少率に応じた掘削量よりも大きく、ホッパーレベルは増加傾向となる。
【００３９】
しかしながら、実嵩比重算出部５１において切り出し口１２ａにおける散積み貨物の状態に応じた実嵩比重Ｙ_Rが算出されると、横送り速度制御回路５４では、公称嵩比重Ｙに変えて実嵩比重Ｙ_Rに基づき基準速度を設定するから、ベルトフィーダ１３上の設定荷役重量Ｑ^*分の嵩量、つまり、ホッパー１２からの切り出し嵩量と、掘削部２４による掘削量とが一致する基準速度を設定することになる。よって、原料水分の変化或いは掘削過程，搬送過程における充填密度の変化等による、散積み貨物の嵩比重の増減に関わらず、ホッパーレベルを所定量に制御することができる。
【００４０】
また、基準回転速度及び基準横送り速度を、散積み貨物の現状に応じて設定できるから、より的確な掘削量の制御を行うことができると共に、処理効率を向上させることができる。
【００４１】
また、嵩比重の移動平均を実嵩比重Ｙ_Rとして設定するようにしたから、散積み貨物の現状により応じた値であり、且つ誤差の少ない適切な実嵩比重Ｙ_Rを得ることができ、この実嵩比重Ｙ_Rに基づき、基準速度を設定することによって、より高精度な制御を行うことができる。
【００４２】
なお、上記実施の形態においては、制御装置４０を複数の制御回路で構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、マイクロコンピュータ等のプロセッサによって演算処理するようにしてもよい。
【００４３】
また、上記実施の形態においては、実嵩比重Ｙ_Rに基づいて基準回転速度及び基準横送り速度を設定する場合について説明したが、これに限るものではなく、散積み貨物の嵩比重に基づいて制御を行う場合、算出した実嵩比重Ｙ_Rに基づいて制御を行うようにすれば、より高精度に制御を行うことが可能である。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１に係る連続式アンローダの定量掘削制御方法によれば、ベルトフィーダ上の荷の状態に応じた実嵩比重を得てこれに基づきホッパーの蓄積量を制御するようにしたから、散積み貨物の水分量の変化等による嵩比重に変化に関わらず、実嵩比重に基づいた適切な制御を行うことができ、より高精度に蓄積量の制御を行うことができる。
【００４５】
また、本発明の請求項２に係る連続式アンローダの定量掘削制御方法によれば、実嵩比重の移動平均値に基づいてホッパーの蓄積量の制御を行うようにしたから、誤差の少ない実嵩比重に基づいて制御することによりより高精度な制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した連続式アンローダの一例を示す概略構成図である。
【図２】図１の連続式アンローダの制御装置の一例を示すブロック図である。
【図３】連続式アンローダの掘削状態を表す平面図である。
【符号の説明】
Ａ連続式アンローダ
Ｓ船舶
５地上側コンベヤ
１２ホッパー
１３ベルトフィーダ
２０バケットエレベータ
２４掘削部
２５チェーン
２６バケット
４０制御装置
４８フィーダ速度センサ
５１嵩比重算出部
５４横送り速度制御回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a quantitative excavation control method for a continuous unloader that continuously unloads cargo such as iron ore and coal in a hold.
[0002]
[Prior art]
As a conventional quantitative excavation control method for a continuous unloader, there is, for example, a method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-106372 previously proposed by the present applicant.
[0003]
This conventional example is based on a product of a set cargo handling amount for setting a transport capacity of a ground-side transportation system for transporting excavated scattered cargo, an effective length of a digging section provided below a bucket elevator, and a standard digging depth. Based on the excavated cross-sectional area represented by and the apparent specific gravity of the scattered cargo, set the reference cargo traversing speed by dividing the set cargo volume by the product of the digging cross-sectional area and the apparent specific gravity of the scattered cargo. The bucket elevator is moved in the horizontal direction based on the traverse speed, and the drive torque of the rotary drive mechanism that drives the chain that supports a plurality of buckets circulating in the bucket elevator is detected and scraped based on this. The traversing speed is corrected so that the excavation amount in the section is detected, and the detected excavation amount matches the amount of scattered cargo corresponding to the set cargo handling amount.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional continuous unloader quantitative excavation control method described above, the reference traverse speed is calculated based on the nominal apparent specific gravity of the scattered cargo. Due to changes in the packing density during the transportation process, the actual apparent specific gravity of the scattered cargo has increased or decreased.
[0005]
Therefore, when the traverse speed is calculated based on the nominal apparent specific gravity, if the actual apparent specific gravity is lighter than the nominal apparent specific gravity, the traverse speed will be set to a higher speed, and If the actual apparent specific gravity is heavier than the nominal apparent specific gravity, the traversing speed will be set to a lower value. As a result, there is an unsolved problem that the amount of excavation tends to decrease, and as a result, the hopper level decreases.
[0006]
Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional unsolved problems, and is directed to a continuous unloader capable of maintaining a hopper level at a predetermined amount irrespective of a change in apparent specific gravity of a scattered cargo. It aims to provide a quantitative excavation control method.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a continuous unloader constant excavation control method according to claim 1 of the present invention is characterized in that a chain to which a plurality of buckets are attached moves around the inside of a bucket elevator, and the bucket elevator moves sideways. While moving in the direction, the scraper provided in the lower portion scrapes the load in the hold into each bucket and accumulates it in the hopper, and when the load of the hopper is cut out from the cutout of the hopper to the belt feeder, At least the transport speed of the belt feeder is controlled so that the total weight of the load on the belt feeder matches a predetermined set cargo handling weight, and the transport speed of the belt feeder and the opening area of the cutout of the hopper are controlled. The actual bulk specific gravity of the load is calculated by dividing the set cargo weight by the product, and the accumulated amount of the hopper is calculated based on the actual bulk specific gravity. It is characterized in that Gosuru.
[0008]
According to the first aspect of the present invention, the load excavated by the scraper provided at the lower portion of the bucket elevator is accumulated in the hopper by moving the bucket around and moving the bucket elevator in the lateral direction, and the load of the hopper is transferred to the hopper. When cutting is performed to the belt feeder from the cutout of the above, at least the conveying speed of the belt feeder is controlled and the total weight of the load on the belt feeder is adjusted so as to match the predetermined set loading weight, so that the set loading weight is reduced. The load is cut out and transported. The value obtained by dividing the set cargo weight by the product of the conveying speed of the belt feeder and the opening area of the cutout of the hopper is calculated as the actual bulk specific gravity, and the accumulation amount of the hopper is controlled based on the actual bulk specific gravity. . Therefore, even when the bulk specific gravity of a load such as a scattered cargo increases or decreases due to, for example, a change in the raw material moisture, the accumulation amount of the hopper is controlled based on the bulk specific gravity according to the current status of the load, so that the cutout of the hopper load is performed. The accumulated amount of the hopper is maintained at a constant amount because the amount of decrease in the accumulated amount of the hopper accompanying the increase in the amount of accumulation of the hopper due to accumulation of the excavated amount in the scraping portion is accumulated in the hopper. .
[0009]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for controlling constant digging of a continuous unloader, wherein the amount of accumulation in the hopper is controlled based on a moving average value of the actual bulk specific gravity.
[0010]
According to the second aspect of the present invention, since the accumulated amount of the hopper is controlled based on the moving average value of the actual bulk specific gravity, an actual bulk specific gravity with a small error according to the bulk specific gravity of the load of the hopper at the present time can be obtained.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a continuous unloader to which a continuous unloader quantitative excavation control method according to the present invention is applied.
[0012]
In the figure, A excavates the bulk cargo such as coal, sinter, ore, etc. loaded in the hold of the ship S such as an iron ore carrier ship laid on the quay 1 and forms the quay 1. A continuous unloader that discharges a fixed amount to a ground-side belt conveyor 5 that transports cargo scattered to a raw material yard in parallel with the quay 1 on the ground side, and is provided between the quay 1 and the ground-side belt conveyor 5. It has a traveling frame 10 movably arranged along the quay 1 by the rails 4a, 4b. In the traveling frame 10, rolling wheels 9a and 9b that roll on rails 4a and 4b are driven to rotate by hydraulic motors (not shown), and travel on their own.
[0013]
A swivel tower 11 having a built-in conveyor 11a for vertically transporting and lowering the scattered cargo therein is rotatably supported on the traveling frame 10, and a hopper 12 is provided below the swivel tower 11 on the lower side. A belt feeder 13 that is fixedly arranged and that discharges the scattered cargo in the hopper 12 toward the ground-side belt conveyor 5 is disposed at a cutout 12a on the lower end side of the hopper 12.
[0014]
The belt feeder 13 detects, for example, the total weight of the scattered cargo on the belt feeder 13, and increases or decreases the moving speed of the belt feeder 13 by a drive motor or the like (not shown) so that the total weight becomes a predetermined weight. The load is adjusted to discharge a load of a predetermined weight toward the ground belt conveyor 5. At the falling position of the belt feeder 13, an in-machine conveyor 14 for transporting the scattered cargo to a position above the ground-side belt conveyor 5 is provided, and the scattered cargo falling from the in-machine conveyor 14 is transferred via a cushion frame (not shown). And is transferred onto the belt conveyor 5 on the ground side.
[0015]
At the upper end of the swivel tower 11, a swivel boom 15 in which a belt conveyor 15a for dispersing cargo is disposed is rotatably supported in a vertical plane, and is opposite to the swivel tower 11 of the swivel boom 15. A balance weight 16 is provided on the side. At both ends of the swiveling boom 15, inclined support links 17, 18 are rotatably supported, and at the free ends of these links 17, 18, a link 19 parallel to the swiveling boom 15 is rotatably connected to form a parallel link. A bucket elevator 20 extending in the vertical direction is fixed to the inclined support link 17 on the free end side.
[0016]
The elevation angle of the swivel boom 15 is adjusted by a hydraulic cylinder 15b interposed between the swivel boom 15 and the swirl tower 11.
The bucket elevator 20 has a cylindrical fixed frame 21 fixed to the support link 17, and a cylindrical column member 22 constituting an elevator shaft pivotally supported by the fixed frame 21.
[0017]
A pair of front and rear chain drive sprockets 23 are disposed at the upper end of the column member 22, and an L-shaped excavation portion 24 is disposed at the lower end thereof. Are stretched so as to move around the sprocket 23 and the excavation portion 24, and a number of buckets 26 are mounted between the pair of chains 25 at predetermined intervals.
[0018]
The column member 22 is turned by a rotary drive mechanism such as a hydraulic motor attached to the fixed frame 21, and the sprocket 23 is similarly driven to rotate counterclockwise in FIG. 2 by a rotary drive mechanism such as a hydraulic motor.
[0019]
Further, a chute 27 is formed on the fixed frame 21 below the sprocket 23 to receive the scattered cargo falling from the bucket 26 inverted by the sprocket 23, and the scattered cargo guided by the chute 27 is moved to the lower end thereof. Is transferred to a conveyor 15a in the swivel boom 15 by a rotary feeder 28 disposed in the rotary boom 15.
[0020]
The excavation portion 24 includes a support frame 31 rotatably supported at the lower end of the column member 22, a horizontal support frame 32 similarly rotatably supported at the lower end thereof, and left and right ends of the support frame 32.

Sprockets

33 and 34 for guiding the chain 25 are attached, and the support frames 31 and 32 are rotated by a rotary drive mechanism such as a hydraulic motor to move the horizontal support frame 32 in the front-rear direction while maintaining the horizontal state. Can be.
[0021]
Therefore, as shown in FIG. 1, the bucket elevator 20 is inserted into the hold 37, the bucket 26 on the lower end side of the horizontal support frame 32 is brought into contact with the piled cargo 35 and scraped, and the bucket 26 is moved inside the column member 22. When the bucket 26 is turned upside down at the position of the upper sprocket 23, the scattered cargo therein is transferred to the conveyor 15a in the revolving boom 15 via the chute 27 and the rotary feeder 28, Next, it is lowered vertically by the conveyor 11 a in the swirl tower 11 and is temporarily stored in the hopper 12.
[0022]
From the hopper 12, the belt feeder 13 performs a fixed amount discharge according to the carrying capacity of the ground belt conveyor 5, and is transferred to the ground belt conveyor 5 via the in-machine conveyor 14.
[0023]
As shown in FIG. 2, a rotary drive mechanism 10b for self-running the traveling frame 10, a rotary drive mechanism 11b for driving the swivel tower 11 to rotate, a hydraulic cylinder 15b for controlling the elevation angle of the swivel boom 15, a bucket elevator 20 The control device 40 controls the driving of a rotary drive mechanism 22a for rotating the column member 22 and a rotary drive mechanism 23a for rotating the sprocket 23.
[0024]
The control device 40 includes a traveling position sensor 41 that detects a traveling position of the traveling frame 10 based on, for example, a traveling distance from a reference position, and a turning angle sensor 42 that detects a turning angle from the number of rotations of the rotation drive mechanism 11 b of the turning tower 11. A load sensor 43 composed of a load cell for detecting the weight of the hopper 12, for example, an inclination angle sensor 44 attached to the swivel boom 15 to detect the elevation angle thereof, and a rotation angle of the rotation drive mechanism 22a of the column member 22. A rotation angle sensor 45, a torque sensor 46, for example, of a magnetostrictive type, which is mounted on the rotation shaft of the rotation drive mechanism 23a of the sprocket 23, is mounted on the lower end of the column member 22, and is stacked along the excavation portion 24. An ultrasonic distance sensor 47 for scanning and detecting the surface position of the cargo, and a drive module (not shown) for driving the belt feeder 13 A feeder speed sensor 48 such as a tacho generator for detecting the rotation speed of the loader, for example, an excavation depth sensor 49 for detecting the excavation depth of the bulk cargo during excavation by the excavation unit 24 provided at the top of the bucket elevator 20. , Are detected. Then, the control device 40 calculates the position coordinates of the excavation part 24 based on these detected values, and calculates the actual bulk specific gravity Y _R of the scattered cargo based on the detected values from the feeder speed sensor 48, Based on the actual bulk specific gravity Y _R , the excavating unit 24 is moved at a predetermined speed in a direction perpendicular to the direction of scraping by the bucket 26, that is, in the lateral direction, and the sprocket 23 is rotated at a predetermined speed to perform quantitative excavation control.
[0025]
In the controller 40, as shown in FIG. 2, Jitsukasa gravity calculated feeder speed V _F of the feeder speed sensor 48 from the rotational speed of the drive motor (not shown) for driving the belt feeder 13 for detecting the conveying speed of the belt feeder 13 To the unit 51. The actual bulk specific gravity calculating unit 51 calculates the input feeder speed V _F [m / h], the preset opening area AA [m ² ] of the cutout 12a of the hopper 12, and the conveyance of the ground side belt conveyor 5. A moving average value for n pieces is calculated based on the following equation (1) with respect to the bulk specific gravity obtained from the set cargo weight Q ^* [T / h] set according to the capacity, and this is calculated as the actual bulk. The specific gravity Y _R [T / m ³ ] is supplied to the traverse speed control circuit 54.
[0026]
(Equation 1)

Since the actual bulk specific gravity Y _R calculated by the actual bulk specific gravity calculation unit 51 is a value calculated based on the bulk amount and weight of the bulk cargo in the belt feeder 13, a change in the raw material moisture of the bulk cargo or The bulk specific gravity according to the actual state of the loaded cargo, including the change in the filling rate, etc.
[0027]
The traverse speed control circuit 54 includes a traveling position sensor 41, a turning angle sensor 42, a load sensor 43, an inclination angle sensor 44, a rotation angle sensor 45, a torque sensor 46, an ultrasonic distance sensor 47, and an excavation depth sensor 49. And the actual bulk specific gravity Y _R from the actual bulk specific gravity calculation unit 51 is input.
[0028]
Then, the lateral feed speed control circuit 54 controls the rotation drive mechanism 10b of the traveling frame 10, the rotation drive mechanism 11b of the swivel tower 11, the hydraulic cylinder 15b of the swivel boom 15, and the column member 22 based on the detection values from the sensors. The rotary drive mechanism 22a and the rotary drive mechanism 23a of the sprocket 23 are driven to move the excavation part 24 to a predetermined position in the hold 37. Further, at the time of start-up, the traverse speed control circuit 54 determines the reference rotation speed of the sprocket 23 and the reference traverse speed of the excavation unit 24 based on the nominal bulk specific gravity Y of the cargo to be loaded in the hold 37 and the set cargo weight Q ^*. , And based on the set reference speeds and the detection values from the sensors, the

rotary drive mechanisms

10a, 11b, 22a, and 22a are moved so as to move the excavation unit 24 in a direction orthogonal to the scraping direction of the bucket 26. The drive speed of the sprocket 23 and the hydraulic cylinder 15b are respectively controlled so that the rotation speed and the traverse speed of the sprocket 23 and the excavation unit 24 coincide with the reference rotation speed and the reference traverse speed, respectively. The traversing speed or the reference rotation speed is appropriately compensated for according to the driving torque of the excavator 24, the surface position of the cargo to be scattered by the excavator 24, the excavation depth, and the like. To.
[0029]
When the actual bulk specific gravity Y _R is input from the actual bulk specific gravity calculation unit 51, the lateral feed speed control circuit 54 changes each reference speed based on the actual bulk specific gravity Y _R instead of the nominal bulk specific gravity Y. set, the rotational speed and traversing speed of the sprocket 23 and the drilling unit 24 drives and controls the respective drive mechanisms and hydraulic cylinders so as to coincide with the reference speed based on the actual bulk density Y _R. Further, based on the load detection value of the load sensor 43 of the hopper 12, when the load detection value indicates that the hopper is full, the lateral feed of the excavation unit 24 and the excavation by the excavation unit 24 are stopped.
[0030]
Then, when the scraping direction of the excavation unit 24 is orthogonal to the traveling direction of the traveling frame 10 as shown in FIG. 1, the moving speed of the traveling frame 10 becomes the lateral feed speed of the excavating unit 24 as it is, As shown in FIG. 3, in a state where the scraping direction of the excavation unit 24 is parallel to the traveling direction of the traveling frame 10, when the excavating unit 24 is laterally fed to the quay 1, the traveling frame 10 is moved rightward. By turning the turning tower 11 counterclockwise and turning the column member 22 of the bucket elevator 20 clockwise, the lateral feed can be performed. Conversely, when traversing the quay 1 on the opposite side, the traveling frame 10 is moved to the left, the turning tower 11 is turned clockwise, and the column member 22 of the bucket elevator 20 is turned counterclockwise. By turning, lateral feed can be performed.
[0031]
Usually, the trajectory of the digging section 24 by the traverse speed control circuit 54 is controlled based on program data set based on the trajectory obtained from the teaching data or the hold data. The traverse speed is controlled based on this.
[0032]
Next, the operation of the above embodiment will be described.
First, each rotary drive mechanism or a hydraulic cylinder or the like is drive-controlled to insert the excavating portion 24 of the bucket elevator 20 into the upper end opening of the hold 37 where the cargo to be unloaded is to be carried out. It is arranged at a predetermined position.
[0033]
Then, based on the set cargo weight Q ^* according to the transport capacity of the transport system such as the belt conveyor 5 on the ground side and the nominal bulk specific gravity Y of the bulk cargo, quantitative excavation according to the bulk cargo and the ground-side transport capacity. The reference lateral feed speed of the excavation unit 24 and the reference rotation speed of the sprocket 23 are set. The traveling frame 10, the swivel tower 11, the swivel boom 15, the column member 22, and the like are controlled so that the excavation unit 24 is laterally fed based on these reference speeds and the detection values from the various sensors so that the fixed excavation amount is obtained. The sprocket 23 is appropriately controlled.
[0034]
As a result, the scattered cargo scraped off by the bucket 26 in the excavation section 24 is mounted on the bucket 26 and transported by the bucket elevator 20 and rises, and the bucket 26 reaches the position of the sprocket 23 and is turned upside down. The bulk cargo stored in the bucket 26 is discharged onto the rotary feeder 28 via the chute 27, transported by the conveyor 15a, and lowered vertically by the conveyor 11a in the revolving tower 11 to enter the hopper 12. Primary storage. The belt is fed by the belt feeder 13 and cut out by the set cargo handling weight Q ^* , and transferred to the ground-side belt conveyor 5 via the in-machine conveyor 14.
[0035]
At this time, the actual bulk density calculating section 51, bulk and feeder speed V _F from the feeder speed sensor 48, and the opening area AA of the cutout opening 12a of the hopper 12 which is set in advance, based on the setting cargo weight Q ^* When the specific gravity is calculated and a predetermined number n of the bulk specific gravities are calculated, the moving average value is obtained and output as the actual bulk specific gravity Y _R to the traverse speed control circuit 54, and thereafter, the moving average value is sequentially calculated. This is output as the actual bulk specific gravity Y _R.
[0036]
When the actual bulk specific gravity Y _R is input, the lateral feed speed control circuit 54 calculates the reference lateral feed speed and the reference rotation speed based on the actual bulk specific gravity Y _R and the set cargo weight Q ^* , The lateral feed speed of the excavation part 24 and the rotation speed of the sprocket 23 are controlled so as to match each reference speed based on the actual bulk specific gravity Y _R.
[0037]
Here, the reference speed is such that a predetermined weight of the scattered cargo is cut out by the belt feeder 13, so that when the bulk specific gravity is large, the cutout amount is small, so that the reduction rate of the hopper level is small, and when the bulk specific gravity is small, Since the cutout amount is large, the rate of decrease in the hopper level is large. Therefore, the reference speed is set so that the lower the bulk specific gravity, the lower the speed.
[0038]
Therefore, for example, when the packing density of the scattered cargo is reduced in the process from the excavation to the transportation, the bulk specific gravity of the scattered cargo at present is smaller than the nominal bulk specific gravity Y. Therefore, when the excavation amount is controlled based on the nominal bulk specific gravity Y, the belt feeder 13 cuts out the set cargo handling weight Q ^* , so that the cut bulk amount is larger than the cut bulk amount based on the nominal bulk specific gravity Y. Although the rate of reduction of the hopper level increases, the excavation amount in the excavation section 24 is set based on the nominal bulk specific gravity Y that is larger than the actual bulk specific gravity. Less than the quantity, the hopper level tends to decrease. Conversely, when the bulk specific gravity of the current bulk cargo is increased from the nominal bulk specific gravity Y due to a change in the raw material moisture of the bulk cargo, etc., when the excavation amount is controlled based on the nominal bulk specific gravity Y, the hopper level Although the reduction rate is smaller, the excavation amount in the excavation section 24 is set based on the nominal bulk specific gravity Y smaller than the actual bulk specific gravity. Levels are on an increasing trend.
[0039]
However, when the actual bulk specific gravity calculating unit 51 calculates the actual bulk specific gravity Y _R in accordance with the state of the scattered cargo at the cutout 12a, the traverse speed control circuit 54 changes the actual bulk specific gravity Y to the actual bulk specific gravity Y. Since the reference speed is set based on Y _R , the reference speed at which the bulk amount of the set cargo weight Q ^* on the belt feeder 13, that is, the bulk amount cut out from the hopper 12 and the digging amount by the digging unit 24 match. Will be set. Therefore, the hopper level can be controlled to a predetermined amount regardless of a change in bulk specific gravity of the scattered cargo due to a change in raw material moisture or a change in packing density during the excavation process or the transport process.
[0040]
In addition, since the reference rotation speed and the reference traverse speed can be set in accordance with the current state of the scattered cargo, more precise control of the excavation amount can be performed, and the processing efficiency can be improved.
[0041]
Further, it is so arranged to set the moving average of the bulk density as Jitsukasa gravity Y _R, is a value corresponding with the current state of dispersion loading cargo, can be and achieve little error the appropriate actual bulk specific gravity Y _R, By setting the reference speed based on the actual bulk specific gravity Y _R , more accurate control can be performed.
[0042]
In the above embodiment, the case where the control device 40 is configured by a plurality of control circuits has been described. However, the present invention is not limited to this, and the processing may be performed by a processor such as a microcomputer.
[0043]
Further, in the above-described embodiment, the case where the reference rotation speed and the reference traverse speed are set based on the actual bulk specific gravity Y _R has been described. However, the present invention is not limited to this, and based on the bulk specific gravity of the scattered cargo. When performing the control, if the control is performed based on the calculated actual bulk specific gravity Y _R , the control can be performed with higher accuracy.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the continuous excavator quantitative excavation control method according to claim 1 of the present invention, the actual bulk specific gravity according to the state of the load on the belt feeder is obtained, and the accumulation amount of the hopper is calculated based on the actual bulk specific gravity. Since the control is performed, appropriate control based on the actual bulk specific gravity can be performed irrespective of a change in the bulk specific gravity due to a change in the moisture content of the piled cargo, etc., and the accumulation amount can be controlled with higher accuracy. be able to.
[0045]
Further, according to the continuous unloader quantitative excavation control method according to claim 2 of the present invention, since the accumulation amount of the hopper is controlled based on the moving average value of the actual bulk specific gravity, the actual bulk having a small error is obtained. By performing control based on the specific gravity, more accurate control can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a continuous unloader to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a block diagram showing an example of a control device of the continuous unloader of FIG.
FIG. 3 is a plan view illustrating an excavation state of the continuous unloader.
[Explanation of symbols]
A Continuous unloader S Vessel 5 Ground conveyor 12 Hopper 13 Belt feeder 20 Bucket elevator 24 Excavation unit 25 Chain 26 Bucket 40 Control unit 48 Feeder speed sensor 51 Bulk specific gravity calculation unit 54 Lateral feed speed control circuit

Claims

A chain attached with a plurality of buckets circulates along the inside of the bucket elevator, and while moving the bucket elevator in the lateral direction, a scraper provided at the lower portion scrapes the cargo in the hold into each bucket. And then accumulates in the hopper, and when the load of the hopper is cut out from the cutout of the hopper to the belt feeder, at least the transfer of the belt feeder is performed so that the total weight of the load on the belt feeder matches a predetermined set cargo handling weight. Control the speed, calculate the actual bulk specific gravity of the load by dividing the set cargo weight by the product of the conveying speed of the belt feeder and the opening area of the cutout of the hopper, and based on the actual bulk specific gravity. A quantitative excavation control method for a continuous unloader, comprising: controlling an accumulation amount of the hopper.

2. The quantitative excavation control method for a continuous unloader according to claim 1, wherein the accumulation amount of the hopper is controlled based on a moving average value of the actual bulk specific gravity.