JP3744359B2 - 吊荷の地切据付装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は機器設定用の吊荷の地切据付装置に関し，詳細には，吊り上げ操作時または吊り下げ操作時の衝撃を回避し，安全に吊搬作業を行うための吊荷の地切据付装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来，工場や建設現場等で重量物を搬入，据付するような場合にはクレーンやチェーンブロック等の吊搬装置が用いられている。しかしながら，これらの吊搬装置で地上に置かれた荷を吊り上げたり，既に吊り上げられた状態の荷を目的の位置に据え付けたりする際には，荷に衝撃を与えないよう細心の注意を払いながら装置を操作する必要があった。
さらに，荷を姿勢変化させたり水平を保持する場合，複数の吊り下げ部材の巻き上げまたは巻き出し操作を同時に的確に操作することが困難であるという課題があった。
【０００３】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので，複数のワイヤやチェーンによって多点吊りした荷において，吊り上げ開始時又は，据付時の衝撃が自動操作により回避可能である装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために，本願発明に係る吊荷の地切据付装置は以下に示す構成をなすものである。
すなわち，複数の吊り下げ部材により異なる位置において荷を吊持し，モータの駆動により，それぞれの吊り下げ部材を巻き上げ，或いは，巻き出しする複数の駆動手段と，前記吊り下げ部材に作用する張力をそれぞれ検出する複数の張力検出手段を備えた吊荷の地切据付装置であって，前記荷の吊り上げまたは吊り下げ操作時に，前記張力検出手段によって検出した張力信号の変化の割合に基づいて，張力信号の変化の割合がより大きな吊り下げ部材を支持する駆動手段については前記モータの回転数を減速し，前記張力信号の変化の割合がより小さな吊り下げ部材を支持する駆動手段については前記モータの回転数を増速させる制御を行い，荷に作用する衝撃を減少させる制御手段を備えたことを特徴とする吊荷の地切据付装置である。
【０００５】
また，前記張力検出手段は，前記モータに配設されたトルクセンサであることを特徴とする。
【０００６】
さらに，前記吊り下げ部材はワイヤであって，該ワイヤは前記モータにダイレクトドライブされていることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下，本発明に係る吊荷の地切据付装置の実施の形態について，添付図面に従って詳細に説明する。
【０００８】
図１は本発明に係る吊荷の地切据付装置の全体横成を示す斜視図である。また，図２は本発明に係る吊荷の地切据付装置の全体構成と制御系の構成を示す説明図である。
吊荷の地切据付装置１０は，複数の電動チェーンブロック１１と，各々のチェーンブロック１１に設けられた荷重センサ１４と，各々のチェーンブロック１１に設けられたサーボモータ１２を制御する制御装置１５を主要な構成としている。
【０００９】
各電動チェーンブロック１１は，制御装置１５によりモータドライバ１８を介してサーボモータ１２を作動させることにより，チェーンブロック１３を巻き上げまたは巻き出し制御するよう構成されている。電動チェーンブロック１１の一端は荷重センサ１４及び吊金具３３を介して梁３２に連結され，他端は吊金具３３を介して荷３１に連結されている。本実施の形態では，図１に示すように４台の電動チェーンブロック１１によって荷３１のコーナー部を吊時し，荷３１を多点吊りしている。
【００１０】
各チェーンブロック１３は，ラチェツト機構を内蔵しており，サーボモータ１２に供給する電力が停止した場合でも，荷３１の落下を防止することが可能となっている。尚，本発明に係る吊荷の地切据付装置１０のアクチュエータは，電動チェ一ンブロック１１に限らず，例えば，モータとワイヤで構成されるダイレクトドライブ方式のものも適用可能である。また，吊り下げ部材としては，チェーン，ワイヤ，ロープ等の種々の部材が使用できる。
【００１１】
荷重センサ１４は，電動チェーンブロック１１のチェーン張力を検出することができる任意の位置に取り付けられている。本実施の形態においては，電動チェーンブロック１１と梁３２の間に取り付けている。
チェーン張力は荷重センサ１４により計測され，動歪アンプ１７により電気信号に変換され，該電気信号が制御装置１５に加えられる。尚，チェーンの張力を検出する張力検出手段は，荷重センサ１４に限らず，チェーンの張力情報を検出することができるものであれば，いかなるものでもよい。例えば，トルクセンサでモータの負荷トルクを検出するものでもよい。
【００１２】
また，マニュアルコントロールボックス２３は，メインスイッチ２４，マニュアルスイッチ２５，自動吊り上げ（地切）スイッチ２６，自動吊り下げ（据付）スイッチ２７，及び緊急停止スイッチ２８から構成され，これらのスイッチの出力は制御装置１５に加えられる。
【００１３】
制御装置１５は，前記荷重センサ１４及び動歪アンプ１７から入力された各チェーンの張力値より，それぞれの張力信号の微分値を算出し，当該張力信号の微分値及びマニュアルコントロールボックス２３の各スイッチの操作信号に基づいて各電動チェーンブロック１１のサーボモータ１２をそれぞれ駆動させる駆動信号を，モータドライバ１８を介して出力する。尚，図２において，１９は，各チェーンの張力値，張力信号の微分値，緊急停止情報，その他の各種の情報を表示するモニタである。
【００１４】
次に，上記構成の吊荷の地切据付装置１０の動作について，図３に示すフローチャートを参照しながら説明する。
前記吊荷の地切据付装置１０は．マニュアルコントロールボックス２３のメインスイッチ２４がＯＮされて動作がスタートすると，初期化処理を実行した後（ステップS10），次の３つの状態が選択可能となる。
【００１５】
すなわち，マニュアルコントロールボックス２３を使用して荷３１を移動可能とする第１の移動状態と，自動吊り上げスイッチによって，地上に置かれた荷３１に衝撃を与えることなく吊り上げを開始することを可能とする第２の移動状態，さらに，既に吊り上げられた荷３１に衝撃を与えることなく地上又は対象物に据え付けることを可能とする第３の移動状態である。
【００１６】
ステップS11では，マニュアルコントロールボックス２３のマニュアルスイッチ２５が操作（ＯＮ）されたか否かを判別し，マニュアルスイッチ２５がＯＮされると，第１の移動状態となる。第１の移動状態では．マニュアルスイッチ２５の操作によって各電動チェーンブロック１１のサーボモータ１２をそれぞれ駆動させ（ステップS12），荷３１を移動させる。
前記マニュアルスイッチ２５がＯＦＦされると各サーボモータ１２は停止し待機状態となる。
【００１７】
ステップS13では，自動吊り上げ（地切）スイッチ２６が操作（ＯＮ）されたか否かを判断し，自動吊り上げ（地切）スイッチ２６がＯＮされると，第２の移動状態となる。第２の移動状態では，自動吊り上げ（地切）スイッチ２６の開始信号により，各電動チェーンブロック１１のサーボモータ１２をそれぞれ駆動させ（ステップS14〜ステップS19），荷３１に衝撃を与えること無く自動で吊り上げることができる。
【００１８】
すなわち，自動吊り上げ（地切）スイッチ２６がＯＮされると，荷重センサ１４により検出された張力値から張力信号の微分値が算出される。前記張力信号の微分値が０の時，チェーン張力に変化は起きていない。即ち吊り上げ開始前であることがわかる。そこで各チェーンブロックに与えられる張力信号の微分値を検出し０であるか判別を行い（ステップS14），張力信号の微分値が０である場合，サーボモータ１２が巻上動作を開始する（ステップS15）。こうして，張力信号の微分値の検出および判別によるサーボモータ１２の制御をすべてのチェーンに負荷が与えられるまで繰り返し行う。
【００１９】
すべてのチェーンにおいて負荷が与えられた後,各サーボモータ１２によりチェーンを微速で巻き上げる（ステップS16）。巻き上げ時において，各チェーンにおける張力信号の微分値を比較し（ステップS17），チェーンにおける張力信号の微分値がより小さい箇所は，サーボモータ１２の駆動を増速し（ステップS18），チェーンにおける張力信号の微分値がより大きい箇所は，サーボモータ１２の駆動を減速させる（ステップS18）。以上の操作（ステップS16〜ステップS18）をすべての張力信号の微分値が０になるまで行う（ステップS19）。すべてのチェーンにおける張力信号の微分値が０になる時，荷３１は地面から吊り上げられた状態になり，自動吊り上げ（地切）スイッチ２６による動作が終了しサーボモータ１２は待機状態となる（ステップS20）。
【００２０】
ステップS21では，自動吊り下げ（据付）スイッチ２７が操作（ＯＮ）されたか否かを判別し，自動吊り下げ（据付）スイッチ２７がＯＮされると，第３の移動状態となる。第３の移動状態では，自動吊り下げ（据付）スイッチ２６の開始信号により，各電動チェーンブロック１１のサーボモータ１２がそれぞれ駆動し（ステップS22〜ステップS27），荷３１に衝撃を与えることなく自動で吊り下げ据付が行われる。
【００２１】
自動吊り下げ（据付）スイッチ２７がＯＮされると，荷重センサ１４により検出された張力値から張力信号の微分値が算出される。前記微分値が０の時，チェーン張力に変化は起きていない。即ち吊り下げ開始前であることがわかる。そこで各チェーンブロックに与えられる張力信号の微分値を検出し０であるか判別を行い（ステップS22），張力信号の微分値が０である場合，サーボモータ１２が巻き下げ動作を開始する（ステップS23）。こうして，張力信号の微分値の検出および判別によるサーボモータ１２の制御をすべてのチェーンにおいて張力の減少がなされるまで繰り返し行う。
【００２２】
すべてのチェーンにおいて張力の減少がなされた後，各サーボモータ１２によりチェーンを微速で巻き下げる（ステップS24）。巻き下げ時において，各チェーンブロックにおける張力信号の微分値を比較し（ステップS25），チェーンにおける張力信号の微分値がより小さいものは，サーボモータ１２の駆動を増速し（ステップS26），チェーンにおける張力信号の微分値がより大きいものは，サーボモータ１２の駆動を減速させる（ステップS26）。以上の操作（ステップS24〜S26）をすべてのチェーンにおける張力信号の微分値が０になるまで行う（ステップS27）。すべての張力信号の微分値が０になる時，荷３１は地面に据付られた状態になり，自動吊り下げ（据付）スイッチ２７による動作が終了しサーボモータ１２は待機状態となる（ステップS28）。
【００２３】
また，すべての状態において，緊急停止スイッチ２８の信号が発信された場合は，サーボモータ１２は直ちに待機状態となる。
以上で説明した操作によって荷３１を移動すれば，作業者が細心の注意を払う必要がある吊り上げ関始時と据付時の荷３１の移動を自動で安全に行うことができる。
本実施形態においては，４台の電動チェーンブロックを使用したが，荷３１を多点吊する巻上装置の数量に制限はなく，同様の制御方法で，荷３１に衝撃を与えることなく吊り上げ開始と据付を行なうことができる。また，許容荷重の小さな巻き上げ，巻き下げ装置を多数使用することで，重量物を繊細に移動させることもできる。
【００２４】
図４は，前記発明において，荷の水平角を計測する傾斜計を取りつけた吊荷の地切据付装置１０を示した説明図である。図４における吊荷の地切据付装置１０は，荷３１上に傾斜計６０が取り付けられており，荷３１の傾斜状態を計測することを可能とするものである。計測した角度情報は制御装置１５に伝達され，該角度情報および張力信号の微分値に基づいて，駆動信号をモータドライバ１８を介して出力することにより各電動チェーンブロック１１のサーボモータ１２をそれぞれ駆動させることにより，荷３１の水平を保ち，かつ，衝撃を与えずに吊搬作業が可能となる。
【００２５】
荷３１の水平状態を設定する方法としては，マニュアルコントロールボックス２３から，水平を設定する信号入力があると，傾斜計の角度情報を検出し，制御装置１５は計測した角度情報に基づいて，各電動チェーンブロック１１を一つずつ予め設定した範囲で，巻き上げおよび巻き下げ動作を行ない，荷３１を水平状態で停止させることができる。
【００２６】
図５は，単数の巻き上げ，巻き下げ装置からなる吊荷の地切据付装置１０の実施の形態を示した説明図である。図５における吊荷の地切据付装置１０は，ひとつの電動チェーンブロック１１によって荷３１を吊持した例である。前記吊荷の地切据付装置１０は，電動チェーンブロック１１と，チェーンブロック１１に設けられた荷重センサ１４と，チェーンブロック１１に設けられたサーボモータ１２を制御する制御装置１５を主要な構成としている。
【００２７】
次に，この吊荷の地切据付装置１０の動作について，図６に示すフローチャートを参照しながら説明する。
前記吊荷の地切据付装置１０は，マニュアルコントロールボックス２３のメインスイッチ２４がＯＮされて動作がスタートすると，初期化処理が（ステップS10）行われ，以下に示す２つの状態が選択可能となる。
【００２８】
すなわち，自動吊り上げスイッチによって，地上に置かれた荷３１に衝撃を与えることなく吊り上げを開始することを可能とする第１の移動状態，さらに，既に吊り上げられた荷３１に衝撃を与えることなく地上又は対象物に据え付けることを可能とする第２の移動状態である。
【００２９】
マニュアルコントロールボックス２３により，自動吊り上げ（地切）スイッチ２６が操作（ＯＮ）されたか否かを判断し（ステップS13），自動吊り上げ（地切）スイッチ２６がＯＮされると，第１の移動状態となる。第１の移動状態では，自動吊り上げ（地切）スイッチ２６の開始信号により，電動チェーンブロック１１のサーボモータ１２を駆動させ（ステップS14〜ステップS19），荷３１に衝撃を与えること無く自動で吊り上げる。
【００３０】
自動吊り上げ（地切）スイッチ２６がＯＮされると，荷重センサ１４により検出された張力値から張力信号の微分値が算出される。前記張力信号の微分値が０の時，チェーン張力に変化は起きていない。即ち吊り上げ開始前であることがわかる。そこでチェーンブロックに与えられる張力信号の微分値を検出し０であるか判別を行い（ステップS14），張力信号の微分値が０である場合，サーボモータ１２が巻上動作を開始する（ステップS15）。こうして，張力信号の微分値の検出および判別によるサーボモータ１２の制御をチェーンに負荷が与えられるまで繰り返し行う。
【００３１】
チェーンに負荷が与えられた後,サーボモータ１２によりチェーンを微速で巻き上げる（ステップS16）。巻き上げ後，チェーンにおける張力信号の微分値を算出し（ステップS17），制御装置１５に入力する。制御装置１５は，入力された張力信号の微分値に応じて，モータドライバ１８を介してサーボモータ１２の駆動速度を制御するものである。ここに，制御装置１５には，図７に示すようなチェーンにおける張力信号の微分値とサーボモータの駆動速度の関係式が予め入力されている。以上の操作（ステップS16〜S18）をチェーンにおける張力信号の微分値が０になるまで行う。チェーンにおける張力信号の微分値が０になる時，荷３１は地面から吊り上げられた状態になり，自動吊り上げ（地切）スイッチ２６による動作が終了しサーボモータ１２は待機状態となる（ステップS20）。
【００３２】
さらに，自動吊り下げ（据付）スイッチ２７が操作（ＯＮ）されたか否かを判断し（ステップS21），自動吊り下げ（据付）スイッチ２７がＯＮされると，第２の移動状態となる。第２の移動状態では，自動吊り下げ（据付）スイッチ２６の開始信号により，電動チェーンブロック１１のサーボモータ１２が駆動し（ステップS22〜ステップS27），荷３１に衝撃を与えることなく自動で吊り下げ据付が行われる。
【００３３】
自動吊り下げ（据付）スイッチ２７がＯＮされると，荷重センサ１４により検出された張力値から張力信号の微分値が算出される。前記張力信号の微分値が０の時，チェーン張力に変化は起きていない。即ち吊り下げ開始前であることがわかる。そこでチェーンブロックに与えられる張力信号の微分値を検出し０であるか判別を行い（ステップS22），張力信号の微分値が０である場合，サーボモータ１２が巻き下げ動作を開始する（ステップS23）。こうして，張力信号の微分値の検出および判別によるサーボモータ１２の制御をチェーンにおいて除荷がなされるまで繰り返し行う。
【００３４】
チェーンの除荷がなされた後，サーボモータ１２によりチェーンを微速で巻き下げる（ステップS24）。巻き下げ後，チェーンブロックにおける張力信号の微分値を算出し（ステップS25），制御装置１５に入力する。制御装置１５は，入力された張力信号の微分値に応じて，モータドライバ１８を介してサーボモータ１２の駆動速度を制御するものである。ここに，制御装置１５には，図７に示すようなチェーンにおける張力信号の微分値とサーボモータの駆動速度の関係式が予め入力されている。以上の操作（ステップS24〜S26）をチェーンにおける張力信号の微分値が０になるまで行う。チェーンにおける張力信号の微分値が０になる時，荷３１は地面に据付られた状態になり，自動吊り下げ（据付）スイッチ２７による動作が終了しサーボモータ１２は待機状態となる（ステップS28）。
また，すべての状態において，緊急停止スイッチ２８の信号が発信された場合は，サーボモータ１２は直ちに待機状態となる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明によれば，それぞれ独立した巻上装置を複数台用いて荷を多点吊りする場合において,荷の吊り上げ操作時，又は吊り下げ操作時に，張力検出手段によって検出した吊り下げ部材に作用する張力信号の微分値に基づいて，張力信号の微分値がより大きな吊り下げ部材を支持する駆動手段のモータ回転数を減速し，前記張力信号の微分値がより小さな吊り下げ部材を支持する駆動手段のモータ回転数を増速させる制御を行い，荷に作用する衝撃を減少させ，地切および据付作業が安全に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る吊荷の地切据付装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】 本発明に係る吊荷の地切据付装置の全体構成および制御系の構成を示す説明図である。
【図３】 図１に示した吊荷の地切据付装置の作用を説明するフローチャートである。
【図４】 荷に傾斜計を付加した吊荷の地切据付装置の全体構成を示す図である。
【図５】 巻き上げ，巻き下げ装置が単数である場合の吊荷の地切据付装置の全体構成を示す正面図である。
【図６】 図５に示した吊荷の地切据付装置の作用を説明するフローチャートである。
【図７】 チェーンにおける張力信号の微分値とサーボモータの駆動速度の関係式を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ 吊荷の地切据付装置
１１ 電動チェーンブロック
１２ サーボモータ
１４ 荷重センサ
１５ 制御装置
２３ マニュアルコントロールボックス
３１ 荷
６０ 傾斜計

Claims (3)

1. 複数の吊り下げ部材により異なる位置において荷を吊持し，モータの駆動により，それぞれの吊り下げ部材を巻き上げ，或いは，巻き出しする複数の駆動手段と，
   前記吊り下げ部材に作用する張力をそれぞれ検出する複数の張力検出手段を備えた吊荷の地切据付装置であって，
   前記荷の吊り上げまたは吊り下げ操作時に，前記張力検出手段によって検出した張力信号の変化の割合に基づいて，張力信号の変化の割合がより大きな吊り下げ部材を支持する駆動手段については前記モータの回転数を減速し，前記張力信号の変化の割合がより小さな吊り下げ部材を支持する駆動手段については前記モータの回転数を増速させる制御を行い，荷に作用する衝撃を減少させる制御手段を備えたことを特徴とする吊荷の地切据付装置。
2. 前記張力検出手段は，前記モータに配設されたトルクセンサであることを特徴とする請求項１記載の荷の地切・据付装置。
3. 前記吊り下げ部材はワイヤであって，該ワイヤは前記モータにダイレクトドライブされていることを特徴とする請求項１または２記載の荷の地切・据付装置。

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