JP4291906B2 - 荷役物運搬機の制御方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平行四辺形リンク式又はジブ式等の昇降機構部を有し、アクチュエーターとしてエアーシリンダー等を用いて荷役物を移載する荷役物運搬機の制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の技術では、エアー制御方法として、バランス制御方法と流量制御方法と流量・バランス制御方法とバランス・流量制御方法がある。又、電気制御方法として、弊社出願の特開平10−182100がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、前述した従来の制御方法について、その内容と不具合点を述べれば、バランス制御方法すなわち平衡モードについては、荷役物や掴み具及びアーム等を直接手で持って操作することが可能で、荷役物の重量に対応したエアー圧力を、常にエアーシリンダーに供給することにより、荷役物を昇降させる方法であり、予め荷役物の重量に対応したエアー圧力の設定が必要となる為、一定でない重量の荷役物は昇降できないという不具合点があった。
【0004】
又、流量制御方法すなわち指令モードについては、エアー源とエアーシリンダーの間に流量制御バルブを設け、その流量制御バルブの開度を制御することにより、エアーシリンダーへのエアーの給気流量又は排気流量を調整し、荷役物を昇降する制御方法であり、一定でない重量の荷役物の昇降が可能である。しかしながら、荷役物の重量によって昇降速度が著しく違うという不具合点と、停止させようと流量制御バルブを閉じた直後では、昇降機構部に昇降しようとする慣性力が作用し、荷役物の重量とエアーシリンダーのエアー圧力とのバランスが崩れて速やかに停止せず、バウンド現象が発生し、位置決めが難しく、昇降特性を悪化させるという不具合点があった。
【0005】
流量・バランス制御方法とは、まず指令モードで荷役物を吊り上げ、次に停止状態でエアーシリンダーのエアー圧力を、荷役物の重量に対応したエアー圧力として記憶回路に取り込む。そして、平衡モードに移行して、この記憶回路のエアー圧力を基にエアーシリンダーにエアーを給気又は排気するものである。しかしながら、この流量・バランス制御方法においては、すべての制御をエアーで行っている為、システム全体が複雑になるばかりか、指令モード時には流量制御方法と同様に著しく昇降速度が違うという不具合点があった。
【0006】
バランス・流量制御方法とは、指令モードで荷役物が地切りするまで加圧し、その加圧を停止したタイミングでシリンダーのエアー圧力を記憶回路に取り込み、平衡モードに移行して、この記憶回路のエアー圧力を基にエアーシリンダーにエアーを給気又は排気するものである。しかしながら、このバランス・流量制御方法においては、すべての制御をエアーで行っている為、システム全体が複雑になるばかりか、指令モード時には流量制御方法と同様に著しく昇降速度が違うという不具合点と、指令モードから平衡モードに移行する時のタイミング調整が困難で、荷役物の重量とエアーシリンダーのエアー圧力とのバランスが崩れ上昇気味や下降気味になり、昇降特性を悪化させるという不具合点があった。
【0007】
一方、電気制御方法では常に荷役物の重量を荷重センサーで検出し、この荷重センサーからの重量信号に比例させた電気信号に基づき作動する電気・空気圧変換器を介してエアーシリンダーを駆動すると共に、荷重センサーとアクチュエーターとの間に昇降操作力を加え、荷役物を昇降する電気制御方法を用いる事によって、速やかに一定でない重量の荷役物の昇降ができる。しかしながら、この電気制御方法では、荷重センサーが必要な為、荷役物運搬機が安価に製造することができないという点と、荷重センサーに昇降操作力と荷役物の重量以外の外力が加わるとエアーシリンダーのエアー圧力と荷役物の重量とのバランスが崩れるため、嵌合作業ができないという不具合点があった。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述したそれぞれの不具合点を解決したもので、エアーシリンダーを用いた荷役物運搬機において、操作部の指令値と昇降機構部に配設した速度検出器の検出値に基づき演算部で演算し、その演算部で演算した信号が電気・空気圧変換器に入力され、エアーシリンダーにエアーを適宜に給気又は排気することによって、昇降速度を制御する荷役物運搬機の制御方法である。なお、昇降機構部に配設する検出器は、速度検出器に限定されるものではなく、位置検出器であっても良い。
【0009】
次いで、本発明の実施例を説明すれば、図1は概念図である。支柱1と旋回台2を介して繋がれた本体部3に、Aアーム4の一端部の力点5が支持され、Aアーム4の他端部は支持軸6を介してCアーム7の一端部と接続し、リンクアーム8とBアーム9と前記Aアーム4及びCアーム7により平行リンク機構を形成している。更に、本体部3にエアーシリンダー10を内蔵し、そのエアーシリンダー10のロッドに平行リンクの力点5が係合され、昇降可能となっている。支点11は、水平に可動できるようにベアリングで支承されている。Cアーム7の他端部には操作レバー12が配設された操作部13を備えている。又、操作部13に荷役物14を吊るフック15が係合されている
【0010】
制御の構成について述べれば、操作部13に設けた操作レバー12の指令値は、電線16を介して、演算部17に入力されている。速度検出器18は昇降機構部に配設され、演算部17に検出値を出力している。演算部17で演算された信号は、電気・空気圧変換器19に出力している。そして、その信号を基に電気・空気圧変換器19を介し、エアーシリンダー10にエアーを給気又は排気している。
【0011】
図2は、制御方法のブロック図である。操作レバー12を上昇側にするとその操作量に応じた上昇指令値を出力し、また操作レバー12を下降側にするとその操作量に応じた下降指令値を出力し、更に操作レバー12を中立にすると停止指令値を出力する。速度検出器18は、昇降機構部の上昇時は上昇検出値として、又下降時は下降検出値として、更に停止時は停止検出値として昇降機構部の昇降速度を出力している。演算部17は、荷重回路20と速度回路21と荷重補正回路22とモード判断回路23と指令モード端子24と平衡モード端子25と平衡回路26で構成されている。
【0012】
荷重回路20は、操作レバー12の指令値と速度検出器18の検出値より、基準荷重を演算する回路である。操作レバー12が上昇指令値の場合は、速度検出器18が上昇検出値となるまで操作レバー12の上昇指令値の大きさに応じて基準荷重を急速に増加させる。この状態で速度検出器18が上昇検出値となる前に操作レバー12を停止指令値にすると、その時点を基準荷重として記憶する。操作レバー12が下降指令値の場合には、速度検出器18が下降検出値となるまで、操作レバー12の下降指令値の大きさに応じて基準荷重を急速に減少させる。この状態で速度検出器18が下降検出値となる前に操作レバー12を停止指令値にすると、その時点を基準荷重として記憶する。このように操作レバー12の上昇指令値又は下降指令値の大きさと速度検出器18の検出値に応じて、基準荷重を増減させることでエアーを急速に給気又は排気させ、エアー流量を制御している。
【0013】
速度回路21は、操作レバー12の指令値と速度検出器18の検出値を基に、操作レバー12の指令値に対して速度検出器18の検出値が、操作レバー12の上昇指令値又は下降指令値の大きさに応じた速度になるよう補助荷重を演算し、基準荷重に加減算することで昇降速度を制御している。
【0014】
荷重補正回路22は、操作レバー12の指令値が上昇指令値又は下降指令値から停止指令値に移行した直後に、速度検出器18が上昇検出値又は下降検出値を示している場合には、速やかに速度検出器18が停止検出値になるよう荷重回路20の基準荷重を増減し、新たな基準荷重として記憶する。
【0015】
モード判断回路23は、操作レバー12の指令値と速度検出器18の検出値を基に、指令モード端子24と平衡モード端子25を切替えており、通常は指令モード端子24を選択している。平衡モード端子25を選択する条件は、操作レバー12が停止指令値で速度検出器18の停止検出値が一定時間継続された場合である。また、平衡モード端子25から指令モード端子24へ復帰する条件は、操作レバー12の上昇指令値又は下降指令値が出力された場合である。すなわち、指令モード端子24に選択された場合に指令モードとなり、平衡モード端子25に選択された場合に平衡モードとなる。平衡回路26は、荷重回路20の基準荷重を逐次記憶する。電気・空気圧変換器19は、演算部17からの電気信号を基にエアー圧力に変換し、エアーシリンダー10へエアーを給気又は排気している。
【0016】
【発明の実施の形態】
以上の構成から図1及び図2より作用について、荷役物14を床から空中に吊り上げ・着地・離脱までの実施例を説明する。
【0017】
床にある荷役物14を上方より取りに行く時は、作業者が操作レバー12を握り下降方向に傾けると、操作レバー12の下降指令値と速度検出器18の検出値を基に速度回路21で補助荷重が演算される。その演算された補助荷重は無負荷の基準荷重を減算し、電気・空気圧変換器19を介してエアーシリンダー10のエアーを排気することにより、荷役物14にフック15が掛かる位置まで下降される。その状態で操作レバー12を停止指令値にすると、荷重補正回路22により荷重回路20の基準荷重を補正し下降が速やかに停止する。そして、この状態で荷役物14にフック15を掛ける。
【0018】
次に、操作レバー12を上昇方向に傾け操作レバー12の上昇指令値が出力されると、速度検出器18が上昇検出値となるまで荷重回路20は基準荷重を急速に増加させ速度検出器18が上昇検出値となる瞬間の値を記憶し、荷役物14は地切りすることとなる。更に、操作レバー12を上昇方向に傾け続けると、速度回路21は操作レバー12の上昇指令値と速度検出器18の検出値を基に、補助荷重を演算すると共に荷重回路20の基準荷重に加算することで、操作レバー12の上昇指令値に応じた速度で上昇させることができる。
【0019】
次に操作レバー12を停止指令値にすると荷重補正回路22は、速度検出器18が停止検出値になるまで荷重回路20の基準荷重を補正し続け、荷役物14の重量に見合った基準荷重になるようエアーシリンダー10を給気又は排気し平衡状態にする。この状態が0.3秒継続されると、モード判断回路23により指令モードから平衡モードに切替わり、平衡モードは操作レバー12が上昇指令値又は下降指令値となるまで継続される。前記の0.3秒は特定されるものではない。
【0020】
次に平衡モードにおいて荷役物14又はCアーム7等を手で持って位置を合わせ着地させる。次に操作レバー12を下降方向に傾け下降指令値を出力すると、速度検出器18が下降検出値となるまで、荷重回路20は基準荷重を急速に減少させる。そして、速度検出器18が下降検出値になった瞬間の基準荷重を記憶する。すなわち無負荷状態になっているのでフック15より荷役物14を外すことができる。尚、この基準荷重は、無負荷に見合った値以下にならないよう予め設定することも可能である。
【0021】
【発明の効果】
以上の構成並びに作用からその効果について述べれば、従来の技術すなわちバランス制御方法、流量制御方法、流量・バランス制御方法、バランス・流量制御方法、電気制御方法が各々有していた問題点を解決したもので、本発明では、操作レバー12の指令値と速度検出器18の検出値を基に速度回路21で速度を制御し、また荷重回路20と荷重補正回路22でエアー流量を制御することで、一定でない重量の荷役物に対応ができ、バウンド現象が発生せず、且つ位置合わせが容易で嵌合作業が可能であるばかりか、荷役物の重量の大小にかかわらず操作レバーの傾きに応じた適宜所望な速度で昇降することができる。また、荷重センサーや複雑なエアー回路が必要ないためシステム全体がコンパクト且つ安価に製造することができる。したがって、操作面・コスト面・構成面を総合的に向上することが可能な制御方法であり、これまでの制御方法を廃止し、本発明に集約することができるという多大な効果がある。
【0022】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す概念図。
【図2】本発明の実施例の機能説明図(ブロック図)。
【符号の説明】
1 支柱 25 平衡モード端子
2 旋回台 26 平衡回路
3 本体部
4 Aアーム
5 力点
6 支持軸
7 Cアーム
8 リンクアーム
9 Bアーム
10 エアーシリンダー
11 支点
12 操作レバー
13 操作部
14 荷役物
15 フック
16 電線
17 演算部
18 速度検出器
19 電気・空気圧変換器
20 荷重回路
21 速度回路
22 荷重補正回路
23 モード判断回路
24 指令モード端子

Claims (1)

  1. 荷役物を昇降する機構と、この昇降機構部を駆動するエアーシリンダーと、昇降機構部の速度を制御する演算部と、昇降を指令する操作部と、昇降の速度を検出する速度検出器と、電気信号により給気又は排気を判断しエアーの圧力を決定する電気・空気圧変換器を有する荷役物運搬機において、荷重回路20と速度回路21と荷重補正回路22を備えた演算部を有し、荷重回路20は操作レバー12が上昇指令値の場合は速度検出器18が上昇検出値となるまで操作レバー12の上昇指令値の大きさに応じて基準荷重を急速に増加させ速度検出器18が上昇検出値となる前に操作レバー12を停止指令値にするとその時点を基準荷重として記憶し操作レバー12が下降指令値の場合には速度検出器18が下降検出値となるまで操作レバー12の下降指令値の大きさに応じて基準荷重を急速に減少させ速度検出器18が下降検出値となる前に操作レバー12を停止指令値にするとその時点を基準荷重として記憶し、速度回路21は操作レバー12の指令値と速度検出器18の検出値を基に操作レバー12の指令値に対して速度検出器18の検出値が操作レバー12の上昇指令値又は下降指令値の大きさに応じた速度になるよう補助荷重を演算し基準荷重に加減算し、荷重補正回路22は操作レバー12の指令値が上昇指令値又は下降指令値から停止指令値に移行した直後に速度検出器18が上昇検出値又は下降検出値を示している場合には速やかに速度検出器18が停止検出値になるよう荷重回路20の基準荷重を増減し新たな基準荷重として記憶し、エアー流量を制御して昇降速度を制御することを特徴とする荷役物運搬機の制御方法。
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