JP4766756B2

JP4766756B2 - Automatic operation method of gate position change by gantry crane

Info

Publication number: JP4766756B2
Application number: JP2001024258A
Authority: JP
Inventors: 求神谷
Original assignee: IHI Transport Machinery Co Ltd
Current assignee: IHI Transport Machinery Co Ltd
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2021-01-31
Also published as: JP2002226170A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダムの水門を開閉するゲート位置換えに係り、特に、位置合わせが正確にできるガントリクレーンによるゲート位置換えの自動運転方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ダムでは複数の水門のそれぞれにゲートが挿入・抽出可能に設けられている。水門にゲートを挿入すると、その水門は閉じられたことになる。水門からゲートを抽出すると、その水門は開かれたことになる。抽出されたゲートは、ゲート置き場に格納される。水門の開閉の作業は、ゲートの場所を移動させる作業であるから、ゲート位置換えと呼ぶ。
【０００３】
ゲートは重量物であるので、ガントリクレーンを用いて挿入・抽出、及び搬送が行われる。ガントリクレーンは、水門の並びに沿って敷設されたレール上を走行するための車輪と、ゲートを掛け止めるフックを設けた吊りビームと、吊りビームを巻き上げるワイヤとを備えている。ガントリクレーンでゲートを挿入するには、ワイヤに偏った荷重がかからないよう、ゲートが正しく水門の真上に位置しなくてはならない。即ち、ゲートの中心線と水門の中心線とが一致することが必要である。
【０００４】
このためには、まず、吊りビームの中心（ガントリクレーンの中心）と水門の中心線とが一致する位置にあることが必要である。しかし、フックでゲートを掛け止めて持ち上げたとき、フックの掛かり具合がいつも一定ではないため、ゲートの位置がガントリクレーンに対して前後にずれてしまう。すると、ガントリクレーンが適正位置にあっても、ゲートが正しく水門の真上に位置しているとは限らない。従って、ガントリクレーンを適正位置から少し動かしてゲートを正しく水門の真上に位置させることが必要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来、ゲート位置換え作業は、オペレータがガントリクレーンを手動運転して行っていた。このため、ガントリクレーンの速度調整、位置合わせ等に時間が掛かり、オペレータの負担が大きかった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、位置合わせが正確にできるガントリクレーンによるゲート位置換えの自動運転方法を提供することにある。
【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は、ダムの水門上を走行するガントリクレーンにより水門に挿入・抽出されるゲートを吊り上げて移動させるゲート位置換えにおいて、ガントリクレーンに２つの近接スイッチを走行方向の前後対称位置に取り付け、走行路には、ガントリクレーンの中心が水門中心線上にあるときに前記２つの近接スイッチにより各々検出される２つの鉄片を水門毎に水門中心線に対して対称に配置しておき、ガントリクレーンを所望の水門まで走行させるときに、２つの近接スイッチがそれぞれ鉄片を検出する位置をガントリクレーンを停止させる目標位置とするものである。
【０００８】
ガントリクレーンに車輪の回転から走行距離を検出する走行距離センサを搭載し、この走行距離を累積して現在位置を認識し、この現在位置が先行する近接スイッチによって１つ目の鉄片が検出されるべき位置から所定距離に近付くまではガントリクレーンを高速走行させ、現在位置が前記所定距離に達したら減速して低速走行させ、先行する近接スイッチによって１つ目の鉄片が検出されたとき、さらに減速して微速走行させ、２つの近接スイッチがそれぞれ鉄片を検出したときガントリクレーンを停止させる。
【０００９】
前記近接スイッチによって鉄片が検出されたとき、前記走行距離の累積による現在位置を補正してもよい。
【００１０】
ガントリクレーンと吊り下げたゲートとの間隔を検出する距離センサをガントリクレーンに取り付け、検出される間隔を基にガントリクレーンが目標位置に停止したときの水門に対するゲートの位置ずれを検出してもよい。
【００１１】
目標位置より前記位置ずれ分だけガントリクレーンを走行させてゲートの位置を水門に合わせてもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１３】
図１に示されるように、ダムには、複数の水門１が並べて設けられており、併せてゲート２を格納するゲート置き場３も設けられている。水門上には、ガントリクレーン４が走行する走行路５が設けられている。ガントリクレーン４は、走行路を走行するための車輪６と、ゲートを掛け止めるフックを設けた吊りビーム７と、吊りビーム７を巻き上げるワイヤ８とを備えている。さらに、本発明では、ガントリクレーン４の下部に、走行路５に埋設された鉄片９を検出するための２つの近接スイッチ１０が取り付けられている。ｃは、水門１及びゲート置き場３の中心線であり仮想的なものである。
【００１４】
近接スイッチ１０は、ガントリクレーン４の中心を基準に走行方向の前後対称位置に配置されている。鉄片９は、ガントリクレーン４の中心が水門中心線ｃ上にあるときに２つの近接スイッチ１０により各々検出される場所に配置されるが、近接スイッチ１０の感度範囲を考慮し、ガントリクレーン４の中心が水門中心線ｃ上から外れると、必ず一方の近接スイッチ１０が非検出となるように、近接スイッチ１０の感度範囲の中でガントリクレーン４の中心寄りに配置されている。鉄片９は、水門１毎、ゲート置き場３毎に設けられている。
【００１５】
図１には示されないが、ガントリクレーン４には、車輪６の回転から走行距離を検出する走行距離センサとしてロータリエンコーダが搭載されている。
【００１６】
また、図２に示されるように、ガントリクレーン４には、ガントリクレーン４と吊り下げたゲート２との間隔を検出する距離センサとしてレーザ距離計１１が取り付けられている。レーザ距離計１１は、ガントリクレーン４の脚部とゲート２の辺との間隔を検出しているが、ガントリクレーン４の脚部から中心までの距離やゲート２の幅は既知であるから、レーザ距離計１１の出力からガントリクレーン４が目標位置にあるときの水門１に対するゲート２の位置ずれを求めるのは容易である。
【００１７】
ガントリクレーン４の自動運転装置は、図３に示されるように、プログラム可能なデジタル制御装置（ＰＬＣ）３１で構成されている。ＰＬＣ３１には、オペレータがさまざまの操作指令を入力するための操作机３２、レーザ距離計１１、ロータリエンコーダ（走行距離センサ）３３、近接スイッチ１０が接続されている。また、ガントリクレーン４の走行駆動装置としてのインバータユニット３４がＰＬＣ３１に接続されている。インバータユニット３４は、ＰＬＣ３１からの速度指令に応じて電動機３５、スラスタブレーキ３６を駆動し、電動機３５に取り付けられたパルスジェネレータ３７からの速度信号をＰＬＣ３１に入力するようになっている。
【００１８】
フックの詳細を図４に示す。吊りビーム７は、所定の長さを有する剛体である。この吊りビーム７の両端に、それぞれワイヤ８が掛け回されている。これらワイヤ８の一端は、ガントリクレーン４に搭載された巻き取りドラム（図示せず）に収容されている。ワイヤ８を案内するシーブ４１の一つには、巻き上げ量（フック高さ）を検出するためのエンコーダ４２が取り付けられている。４３は、張力を検出するロードセルである。
【００１９】
フック４４は、２つの湾曲した鉤部４５を相向かいにして吊りビーム７の両端に配置し、鉤部４５が開閉するよう鉤部４５の基端部を回動可能に保持し、鉤部４５を回動させるクランク部材４６を吊りビーム７内に設け、このクランク部材４６の中央部分を引き上げることによりフックを開く開閉ワイヤ４７を設け、この開閉ワイヤ４７をガントリクレーン４内のシリンダで駆動できるように構成されている。
【００２０】
操作机３２の詳細を図５に示す。操作机３２には、手動／自動を切り換える切換スイッチ５１、手動運転用の走行指令ボタン５２、巻上げ指令ボタン５３、フック開閉指令ボタン５４、自動運転用の開始位置入力デジタルスイッチ５５、終了位置入力デジタルスイッチ５６、停止／起動ボタン５７、非常停止ボタン５８が設けられている。自動運転を行う時には、ゲート２を抽出する水門１またはゲート置き場３の番号を開始位置としてデジタルスイッチ５５に入力し、その抽出したゲート２を挿入する水門１またはゲート置き場３の番号を終了位置としてデジタルスイッチ５６に入力し、起動ボタン５７を押すことで、自動運転を開始させる。
【００２１】
ＰＬＣ３１にプログラムされる制御手順を図６〜図８に示す。
【００２２】
図６は、指定されたゲート置き場３に格納されているゲート２を抽出し、このゲート２を指定された水門１まで搬送してその水門１に挿入するまでの制御手順を示したものである。水門１に挿入されているゲート２を抽出してゲート置き場３に格納する制御手順は、図６とほぼ同様に構成されるので、省略してある。
【００２３】
この制御手順は、起動ボタン５７によってスタートされる。ガントリクレーン４を指定されたゲート置き場３へ向けて走行させ、ゲート置き場３に到着すると走行を停止する（Ｓ６０１−Ｓ６０３）。フックの巻き下げ（吊りビーム７の巻き下げ）を開始し、エンコーダ４２によりフック４４がゲート２に接近したことを検出したら、巻き下げを低速運転に切換え、ロードセル４３によりフック４４がゲート２に着床したことを検出したら、巻き下げを停止する（Ｓ６０４−６０８）。次に、開閉ワイヤ４７を緩めて鉤部４５の自重によりフックを閉じる（Ｓ６０９）。これにより、ゲート２にフックが掛かった状態になる。フックの巻き上げ（吊りビーム７の巻き上げ）を開始し、エンコーダ４２によりフック４４が巻上上限に達したことを検出したら、巻き上げを停止する（Ｓ６１０−Ｓ６１２）。次に、ガントリクレーン４を指定された水門１へ向けて走行させ、水門１に到着すると走行を停止する（Ｓ６１３−Ｓ６１５）。フックの巻き下げを開始し、エンコーダ４２によりゲート２が水門１の底面に接近したことを検出したら、巻き下げを低速運転に切換え、ロードセル４３によりゲート２が水門１の底面に着床したことを検出したら、巻き下げを停止する（Ｓ６１６−Ｓ６２０）。次に、開閉ワイヤ４７を引いてフックを開く（Ｓ６２１）。フックの巻き上げを開始し、エンコーダ４２によりフック４４が巻上上限に達したことを検出したら、巻き上げを停止する（Ｓ６２２−Ｓ６２４）。以上の制御手順により、所望の水門を閉じることができる。
【００２４】
図７は、ガントリクレーン４の走行及び停止の制御手順を図６より詳細に示したものである。走行開始のときガントリクレーン４の最高速度（定格速度）で高速走行させるものとする。走行開始後、走行距離センサとしてのロータリエンコーダ３３の出力に基づいて現在位置を認識し、この現在位置が先行する近接スイッチ１０によって、指定された水門１上の１つ目の鉄片９（図７では鉄片１）が検出されるべき位置から、例えば、１ｍに近付くまでは最高速度を維持する（Ｓ７０１−Ｓ７０２）。現在位置が鉄片１の位置に１ｍまで近付いたら、走行速度を最高速度の、例えば、１／３に低下させて低速走行させる（Ｓ７０３）。その後、現在位置が鉄片１位置に０．３ｍまで近付いてもパルスジェネレータ３７からの速度信号により減速が完了していないことが判明したら、警報表示と共に走行を停止する（Ｓ７０４−Ｓ７０６）。減速が完了し、先行する近接スイッチ１０によって１つ目の鉄片９（図７では鉄片１）が検出されたら（Ｓ７０４−Ｓ７０７）、ロータリエンコーダ３３の出力に基づいた現在位置を予め知られている鉄片１の位置（絶対位置）で補正する（Ｓ７０８）。これにより車輪６のスリップ等による位置検出のずれが解消される。
【００２５】
前記鉄片１が検出されたとき、走行速度を最高速度の、例えば、１／２０に低下させて微速走行させる（Ｓ７０９）。その後、現在位置が鉄片１の位置を０．１ｍ通り過ぎてもパルスジェネレータ３７からの速度信号により減速が完了していないことが判明したら、警報表示と共に走行を停止する（Ｓ７１０−Ｓ７１２）。減速が完了し、２つの近接スイッチ１０によってそれぞれ鉄片９（図７では鉄片１，２）が検出されたら、ガントリクレーン４が目標位置に来ていることが判るので、走行停止させる（Ｓ７１０−Ｓ７１４）。その後、２つの近接スイッチ１０によって、ガントリクレーン４が正しく目標位置にあるかどうかを再確認する（Ｓ７１５）。ガントリクレーン４の中心が水門中心線ｃ上から外れると、必ず一方の近接スイッチ１０が非検出となるので、ガントリクレーン４のオーバーランが精密に検査できる。もし、オーバーランであれば、逆方向へ微速走行させ、鉄片１，２の検出による走行停止を再試行する（Ｓ７１６−Ｓ７１３）。以上の制御手順により、ガントリクレーン４を可及的に高速移動させつつ、円滑な減速を経てガントリクレーン４の中心が水門中心線ｃ上にあるよう位置合わせをすることができる。
【００２６】
図８は、ゲートを挿入する際のガントリクレーン４の走行停止からフック巻き下げ開始までの制御手順を図６より詳細に示したものである。図７の制御手順が完了した状態で、レーザ距離計１１によりゲート２の位置を計測する（Ｓ８０１−Ｓ８０２）。レーザ距離計１１の出力からガントリクレーン４が目標位置にあるときの水門１に対するゲート２の位置ずれを求める（Ｓ８０３）。位置ずれがあれば、その位置ずれ分だけガントリクレーン４をずれ補正方向へ走行させて停止させる（Ｓ８０４−Ｓ８０５）。再度、ゲート２の位置を計測し、ゲート２の位置ずれを求める（Ｓ８０３）。位置ずれがなければ終了する。以上の制御手順により、ゲート２を抽出したときに生じたゲート２の位置ずれを解消してゲート２を正しく水門１の真上に位置させることができる。
【００２７】
次に、図７による走行及び停止制御の様子を、図９のタイムチャートを用いて説明する。ここでは、水門１上の２つの鉄片９（図９の鉄片１，２）が２００ｍｍの間隔で設置され、ガントリクレーン４の近接スイッチ１０（図９の近接スイッチ１，２）がそれよりやや広い間隔で設置されているものとする。
【００２８】
最初に走行速度が最高速度（定格速度）０．２５５ｍ／ｓｅｃであるとする。現在位置が指定された水門１上の１つ目の鉄片９（図９の鉄片１）の位置に１０００ｍｍまで近付いたとき（＊１）、定格速度の１／３である０．０８５ｍ／ｓｅｃに減速する。現在位置が図９の鉄片１の位置に３００ｍｍまで近付いたとき（＊２）、定格速度の１／３に減速されていることを確認する。定格速度の１／３を維持して走行中に、図９の鉄片１を先行する近接スイッチ１０（図９の近接スイッチ２）で検出したとき（＊３）、定格速度の１／２０である０．０１３ｍ／ｓｅｃに減速する。現在位置の補正もこのとき行う。現在位置が図９の鉄片１の位置を１００ｍｍ通り過ぎたとき（＊４）、定格速度の１／２０に減速されていることを確認する。定格速度の１／２０を維持して走行中に、図９の近接スイッチ１，２が鉄片１，２を検出したとき（＊５）、走行を停止させる。
【００２９】
本発明では、ガントリクレーン４の位置合わせを精密に行うために、位置合わせのときには走行距離センサによる相対位置を用いず、２つの鉄片９を２つの近接スイッチ１０で検出する絶対位置を停止の目標位置としたが、ガントリクレーン４の慣性が大きいため、近接スイッチ１０が配置できる幅の範囲で最高速度による高速走行から目標位置で正確に停止できる速度まで減速することが困難である。そこで、近接スイッチ１０が目標位置の鉄片を検出する以前に低速走行へ移行するようにした。その低速走行へ移行するタイミングは、走行距離センサによる相対位置で求めることにより、多箇所に配置されている鉄片を識別する必要をなくした。さらに、目標位置で正確に停止できるよう、１つ目の鉄片を検出後、低速走行から微速走行するようにした。高速走行、低速走行、微速走行の速度や比率は上記の例に限定されないことは勿論である。
【００３０】
また、本発明では、ガントリクレーン４に２つの近接スイッチ１０を走行方向の前後対称位置に取り付け、２つの鉄片９を水門中心線ｃに対して対称に設置したので、ガントリクレーン４が往復いずれに走行しても同じ制御手順を適用することができる。
【００３１】
また、本発明では、鉄片９、近接スイッチ１０による絶対位置が得られたタイミングで走行距離センサによる現在位置を補正するようにしたので、車輪スリップ等による位置検出ずれの蓄積が解消され、現在位置の信頼性が高まった。
【００３２】
また、本発明では、ガントリクレーン４の位置合わせを精密に行っても、吊り上げたゲート２の位置がガントリクレーン４に対してずれてしまうことを考慮し、ガントリクレーン４を基準にしたゲート２の位置を検出してガントリクレーンの位置補正を行うようにしたので、ゲート２が円滑に水門１に挿入できるようになった。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００３４】
（１）従来は、オペレータが手動運転していたゲートの位置換え作業を自動化することができる。
【００３５】
（２）従来は、オペレータが目視して手動運転していたゲートの位置合わせ作業を自動化し、正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動運転方法でゲート位置換えが行われるダムの側面図である。
【図２】本発明においてゲートを吊り上げているガントリクレーンの側面図である。
【図３】本発明の自動運転方法を実行する装置の構成図である。
【図４】本発明に用いるフックの詳細構造図である。
【図５】本発明に用いる操作机の操作パネル図である。
【図６】本発明の自動運転方法に基づく制御手順図である。
【図７】本発明の自動運転方法に基づく制御手順図である。
【図８】本発明の自動運転方法に基づく制御手順図である。
【図９】本発明の自動運転方法を用いたタイムチャートの一例を示す図である。
【符号の説明】
１水門
２ゲート
３ゲート置き場
４ガントリクレーン
５走行路
６車輪
７吊りビーム
８ワイヤ
９鉄片
１０近接スイッチ
１１レーザ距離計[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to gate position change for opening and closing a sluice gate of a dam, and more particularly to an automatic operation method for gate position change by a gantry crane capable of accurate alignment.
[0002]
[Prior art]
In the dam, gates can be inserted and extracted from each sluice gate. When the gate is inserted into the sluice, it is closed. When the gate is extracted from the sluice, it is opened. The extracted gate is stored in the gate storage area. Since the operation of opening and closing the sluice is an operation of moving the location of the gate, it is called gate repositioning.
[0003]
Since the gate is heavy, insertion / extraction and conveyance are performed using a gantry crane. The gantry crane includes wheels for running on rails laid along the sluice gate, a suspension beam provided with a hook for hooking the gate, and a wire for winding the suspension beam. In order to insert the gate with a gantry crane, the gate must be correctly positioned directly above the sluice to avoid unbalanced loads on the wires. That is, it is necessary that the center line of the gate and the center line of the sluice coincide.
[0004]
For this purpose, first, it is necessary that the center of the suspension beam (center of the gantry crane) and the center line of the sluice gate coincide with each other. However, when the gate is hooked and lifted, the hook is not always fixed, so the gate position is shifted back and forth with respect to the gantry crane. Then, even if the gantry crane is in an appropriate position, the gate is not always located right above the sluice. Therefore, it is necessary to move the gantry crane slightly from the proper position so that the gate is positioned right above the sluice.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, the gate position changing operation has been performed by an operator manually operating a gantry crane. For this reason, it took time to adjust the speed and position of the gantry crane, and the burden on the operator was great.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an automatic operation method for changing the gate position by a gantry crane that solves the above-described problems and enables accurate alignment.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides two proximity switches for the gantry crane in the traveling direction in the gate repositioning in which the gate inserted / extracted by the gantry crane traveling on the sluice gate of the dam is lifted and moved. Mounted at symmetrical positions in the front-rear direction, the two slabs detected by the two proximity switches when the center of the gantry crane is on the sluice centerline are arranged symmetrically with respect to the sluice centerline for each sluice. In addition, when the gantry crane is traveled to a desired sluice gate, the positions where the two proximity switches respectively detect the iron pieces are set as target positions for stopping the gantry crane.
[0008]
The gantry crane is equipped with a mileage sensor that detects the mileage from the rotation of the wheel, the mileage is accumulated, the current position is recognized, and the first iron piece is detected by the proximity switch preceded by the current position. The gantry crane is driven at a high speed until it approaches a predetermined distance from the power position, and when the current position reaches the predetermined distance, the gantry crane is decelerated and travels at a low speed. When the first iron piece is detected by the preceding proximity switch, the gantry crane is further decelerated. The gantry crane is stopped when the two proximity switches detect iron pieces, respectively.
[0009]
When an iron piece is detected by the proximity switch, the current position by accumulation of the travel distance may be corrected.
[0010]
A distance sensor that detects the distance between the gantry crane and the suspended gate may be attached to the gantry crane, and the displacement of the gate relative to the sluice when the gantry crane stops at the target position may be detected based on the detected distance. .
[0011]
The position of the gate may be adjusted to the sluice by running the gantry crane by the amount of the positional deviation from the target position.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0013]
As shown in FIG. 1, the dam is provided with a plurality of sluices 1 side by side, and a gate storage 3 for storing the gate 2 is also provided. A traveling path 5 on which the gantry crane 4 travels is provided on the sluice gate. The gantry crane 4 includes a wheel 6 for traveling on a traveling path, a suspension beam 7 provided with a hook for hooking a gate, and a wire 8 for winding the suspension beam 7. Further, in the present invention, two proximity switches 10 for detecting the iron piece 9 embedded in the traveling path 5 are attached to the lower part of the gantry crane 4. c is a center line of the sluice gate 1 and the gate storage 3 and is a virtual one.
[0014]
The proximity switch 10 is disposed at a symmetrical position in the traveling direction with respect to the center of the gantry crane 4. The iron piece 9 is disposed at a position detected by each of the two proximity switches 10 when the center of the gantry crane 4 is on the sluice center line c. It is arranged near the center of the gantry crane 4 within the sensitivity range of the proximity switch 10 so that one proximity switch 10 is always undetected when the center deviates from the sluice center line c. The iron piece 9 is provided for each sluice 1 and each gate storage place 3.
[0015]
Although not shown in FIG. 1, the gantry crane 4 is equipped with a rotary encoder as a travel distance sensor that detects a travel distance from the rotation of the wheels 6.
[0016]
As shown in FIG. 2, a laser rangefinder 11 is attached to the gantry crane 4 as a distance sensor that detects the distance between the gantry crane 4 and the suspended gate 2. The laser distance meter 11 detects the distance between the leg portion of the gantry crane 4 and the side of the gate 2, but the distance from the leg portion to the center of the gantry crane 4 and the width of the gate 2 are known. It is easy to obtain the displacement of the gate 2 with respect to the sluice 1 when the gantry crane 4 is at the target position from the output of the distance meter 11.
[0017]
As shown in FIG. 3, the automatic driving device of the gantry crane 4 includes a programmable digital control device (PLC) 31. Connected to the PLC 31 are an operation desk 32 for an operator to input various operation commands, a laser distance meter 11, a rotary encoder (travel distance sensor) 33, and a proximity switch 10. Further, an inverter unit 34 as a travel drive device for the gantry crane 4 is connected to the PLC 31. The inverter unit 34 drives the electric motor 35 and the thruster brake 36 in accordance with a speed command from the PLC 31, and inputs a speed signal from a pulse generator 37 attached to the electric motor 35 to the PLC 31.
[0018]
Details of the hook are shown in FIG. The suspension beam 7 is a rigid body having a predetermined length. Wires 8 are respectively wound around both ends of the suspension beam 7. One ends of these wires 8 are accommodated in a winding drum (not shown) mounted on the gantry crane 4. One of the sheaves 41 for guiding the wire 8 is attached with an encoder 42 for detecting a winding amount (hook height). 43 is a load cell for detecting the tension.
[0019]
The hook 44 is disposed at both ends of the suspension beam 7 with two curved flanges 45 facing each other, and holds the base end of the flange 45 so that the flange 45 can be opened and closed. Is provided in the suspension beam 7, and an opening / closing wire 47 is provided to open the hook by pulling up the central portion of the crank member 46, so that the opening / closing wire 47 can be driven by a cylinder in the gantry crane 4. It is configured.
[0020]
Details of the operation desk 32 are shown in FIG. The operation desk 32 includes a manual / automatic changeover switch 51, a travel command button 52 for manual operation, a winding command button 53, a hook opening / closing command button 54, a start position input digital switch 55 for automatic operation, and an end position input digital. A switch 56, a stop / start button 57, and an emergency stop button 58 are provided. When performing automatic operation, the number of the sluice 1 or gate storage 3 from which the gate 2 is extracted is input to the digital switch 55 as the start position, and the number of the sluice 1 or gate storage 3 into which the extracted gate 2 is inserted is used as the end position. An automatic operation is started by inputting to the digital switch 56 and pressing the start button 57.
[0021]
Control procedures programmed in the PLC 31 are shown in FIGS.
[0022]
FIG. 6 shows a control procedure for extracting the gate 2 stored in the designated gate storage area 3, transporting the gate 2 to the designated sluice 1 and inserting it into the sluice 1. . The control procedure for extracting the gate 2 inserted in the sluice 1 and storing it in the gate storage 3 is configured in substantially the same manner as in FIG.
[0023]
This control procedure is started by the start button 57. The gantry crane 4 is caused to travel toward the designated gate storage area 3, and when it reaches the gate storage area 3, the traveling is stopped (S601 to S603). When lowering of the hook (lowering of the suspension beam 7) is started and the encoder 42 detects that the hook 44 has approached the gate 2, the lowering is switched to low speed operation, and the hook 44 is attached to the gate 2 by the load cell 43. When it is detected that the floor is placed, the lowering is stopped (S604-608). Next, the opening / closing wire 47 is loosened and the hook is closed by the weight of the flange 45 (S609). As a result, the gate 2 is hooked. When winding of the hook (winding of the suspension beam 7) is started and the encoder 42 detects that the hook 44 has reached the upper limit of winding, the winding is stopped (S610-S612). Next, the gantry crane 4 is caused to travel toward the designated sluice gate 1, and when it reaches the sluice gate 1, the traveling is stopped (S613-S615). When the hook starts to be lowered and the encoder 42 detects that the gate 2 has approached the bottom of the sluice 1, the lowering is switched to low speed operation, and the load cell 43 confirms that the gate 2 has landed on the bottom of the sluice 1. If detected, the lowering is stopped (S616-S620). Next, the open / close wire 47 is pulled to open the hook (S621). When winding of the hook is started and the encoder 42 detects that the hook 44 has reached the upper limit of winding, the winding is stopped (S622-S624). The desired sluice can be closed by the above control procedure.
[0024]
FIG. 7 shows the control procedure for running and stopping the gantry crane 4 in more detail than FIG. It is assumed that the gantry crane 4 is caused to travel at a high speed (rated speed) at the start of traveling. After the start of travel, the current position is recognized based on the output of the rotary encoder 33 as a travel distance sensor, and the first iron piece 9 on the specified sluice 1 (see FIG. 7) by the proximity switch 10 preceded by the current position. Then, the maximum speed is maintained from the position where the iron piece 1) is detected until it approaches 1 m, for example (S701 to S702). When the current position approaches 1 m close to the position of the iron piece 1, the traveling speed is reduced to the maximum speed, for example, 1/3, and the vehicle travels at a low speed (S703). Thereafter, if it is determined that deceleration is not completed by the speed signal from the pulse generator 37 even if the current position approaches to the iron piece 1 position up to 0.3 m, the traveling is stopped together with an alarm display (S704-S706). When the deceleration is completed and the first iron piece 9 (iron piece 1 in FIG. 7) is detected by the preceding proximity switch 10 (S704-S707), the current position based on the output of the rotary encoder 33 is known in advance. Correction is performed at the position (absolute position) of the iron piece 1 (S708). As a result, the position detection error caused by the slip of the wheel 6 is eliminated.
[0025]
When the iron piece 1 is detected, the traveling speed is reduced to a maximum speed, for example, 1/20, and the vehicle is allowed to travel at a low speed (S709). After that, if it is found that deceleration has not been completed by the speed signal from the pulse generator 37 even if the current position passes the position of the iron piece 1 by 0.1 m, the traveling is stopped together with an alarm display (S710-S712). When the deceleration is completed and the iron pieces 9 (iron pieces 1 and 2 in FIG. 7) are detected by the two proximity switches 10 respectively, it is known that the gantry crane 4 has reached the target position, so the traveling is stopped (S710-S714). ). Thereafter, it is reconfirmed whether or not the gantry crane 4 is correctly at the target position by the two proximity switches 10 (S715). When the center of the gantry crane 4 deviates from the sluice center line c, one proximity switch 10 is always undetected, so that the overrun of the gantry crane 4 can be inspected precisely. If it is an overrun, the vehicle travels at a slow speed in the reverse direction, and the travel stop by detecting the iron pieces 1 and 2 is retried (S716-S713). With the above control procedure, the gantry crane 4 can be positioned as fast as possible while the center of the gantry crane 4 is on the sluice center line c through smooth deceleration.
[0026]
FIG. 8 shows the control procedure from the stop of traveling of the gantry crane 4 to the start of hook lowering when the gate is inserted in more detail than FIG. With the control procedure of FIG. 7 completed, the position of the gate 2 is measured by the laser distance meter 11 (S801-S802). The positional deviation of the gate 2 with respect to the sluice 1 when the gantry crane 4 is at the target position is obtained from the output of the laser distance meter 11 (S803). If there is a positional deviation, the gantry crane 4 is caused to travel in the deviation correction direction by the positional deviation and is stopped (S804-S805). Again, the position of the gate 2 is measured, and the displacement of the gate 2 is obtained (S803). If there is no misalignment, the process ends. By the above control procedure, the positional deviation of the gate 2 that occurs when the gate 2 is extracted can be eliminated, and the gate 2 can be positioned right above the sluice 1.
[0027]
Next, the state of the running and stop control according to FIG. 7 will be described using the time chart of FIG. Here, two iron pieces 9 (iron pieces 1 and 2 in FIG. 9) on the sluice 1 are installed at intervals of 200 mm, and the proximity switch 10 (proximity switches 1 and 2 in FIG. 9) of the gantry crane 4 is slightly wider than that. It shall be installed at intervals.
[0028]
First, it is assumed that the traveling speed is a maximum speed (rated speed) of 0.255 m / sec. When approaching the position of the first iron piece 9 (iron piece 1 in FIG. 9) on the sluice 1 where the current position is specified up to 1000 mm (* 1), it becomes 0.085 m / sec which is 1/3 of the rated speed. Slow down. When the current position approaches the position of the iron piece 1 in FIG. 9 up to 300 mm (* 2), it is confirmed that the speed is reduced to 1/3 of the rated speed. When the iron piece 1 in FIG. 9 is detected by the preceding proximity switch 10 (proximity switch 2 in FIG. 9) during traveling while maintaining 1/3 of the rated speed (* 3), it is 1/20 of the rated speed. Decelerate to 0.013 m / sec. The current position is also corrected at this time. When the current position passes 100 mm past the position of the iron piece 1 in FIG. 9 (* 4), it is confirmed that the speed is reduced to 1/20 of the rated speed. When the proximity switches 1 and 2 in FIG. 9 detect the iron pieces 1 and 2 while traveling while maintaining 1/20 of the rated speed (* 5), the traveling is stopped.
[0029]
In the present invention, in order to precisely position the gantry crane 4, the relative position by the travel distance sensor is not used at the time of alignment, and the absolute position at which the two iron pieces 9 are detected by the two proximity switches 10 is set as a target for stopping. Although the position of the gantry crane 4 is large, it is difficult to decelerate from the high speed traveling at the maximum speed to the speed at which it can be accurately stopped at the target position within the range in which the proximity switch 10 can be disposed. Therefore, before the proximity switch 10 detects the iron piece at the target position, the low speed traveling is started. The timing for shifting to the low-speed traveling is obtained from the relative position by the travel distance sensor, thereby eliminating the need to identify the iron pieces arranged at multiple locations. Further, after the first iron piece is detected, the vehicle travels at a low speed from a low speed so that it can be accurately stopped at the target position. Needless to say, the speeds and ratios of the high speed travel, the low speed travel, and the slow speed travel are not limited to the above examples.
[0030]
In the present invention, the two proximity switches 10 are attached to the gantry crane 4 at the symmetrical positions in the traveling direction, and the two iron pieces 9 are installed symmetrically with respect to the sluice center line c. The same control procedure can be applied even when traveling.
[0031]
Further, in the present invention, since the current position by the travel distance sensor is corrected at the timing when the absolute position by the iron piece 9 and the proximity switch 10 is obtained, accumulation of position detection deviation due to wheel slip or the like is eliminated, and the current position Increased reliability.
[0032]
Further, in the present invention, even if the gantry crane 4 is precisely positioned, the position of the gate 2 lifted with respect to the gantry crane 4 is considered in consideration of the fact that the lifted gate 2 is displaced with respect to the gantry crane 4. Since the position is detected and the position of the gantry crane is corrected, the gate 2 can be inserted into the sluice 1 smoothly.
[0033]
【The invention's effect】
The present invention exhibits the following excellent effects.
[0034]
(1) Conventionally, it is possible to automate a gate repositioning operation that has been manually operated by an operator.
[0035]
(2) Conventionally, it is possible to automate and accurately perform the gate alignment operation which is manually operated by visual observation by an operator.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a dam whose gate position is changed by the automatic operation method of the present invention.
FIG. 2 is a side view of a gantry crane lifting a gate in the present invention.
FIG. 3 is a block diagram of an apparatus for executing the automatic driving method of the present invention.
FIG. 4 is a detailed structural view of a hook used in the present invention.
FIG. 5 is an operation panel diagram of an operation desk used in the present invention.
FIG. 6 is a control procedure diagram based on the automatic driving method of the present invention.
FIG. 7 is a control procedure diagram based on the automatic driving method of the present invention.
FIG. 8 is a control procedure diagram based on the automatic driving method of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing an example of a time chart using the automatic driving method of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sluice 2 Gate 3 Gate storage place 4 Gantry crane 5 Runway 6 Wheel 7 Hanging beam 8 Wire 9 Iron piece 10 Proximity switch 11 Laser rangefinder

Claims

When changing the gate position by lifting and moving the gate inserted into and extracted from the sluice gate by the gantry crane running on the sluice gate of the dam, two proximity switches are attached to the gantry crane at the front and rear symmetrical positions in the traveling direction. When the center of the gantry crane is on the sluice centerline, the two iron pieces detected by the two proximity switches are arranged symmetrically with respect to the sluice centerline for each sluice , and the gantry crane is run to the desired sluice And a position at which the two proximity switches detect the iron pieces as a target position for stopping the gantry crane, an automatic operation method for changing the gate position by the gantry crane.

The gantry crane is equipped with a mileage sensor that detects the mileage from the rotation of the wheel, the mileage is accumulated, the current position is recognized, and the first iron piece is detected by the proximity switch preceded by the current position. The gantry crane is run at a high speed until it approaches a predetermined distance from the power position, and when the current position reaches the predetermined distance, the gantry crane is decelerated and travels at a low speed. 2. The method of claim 1, wherein the gantry crane is stopped when the gantry crane is stopped when the two proximity switches detect iron pieces.

3. The automatic operation method of gate position change by a gantry crane according to claim 2, wherein when an iron piece is detected by the proximity switch, a current position is corrected by accumulating the travel distance.

A distance sensor that detects the distance between the gantry crane and the suspended gate is attached to the gantry crane, and the displacement of the gate relative to the sluice when the gantry crane stops at the target position is detected based on the detected distance. The automatic operation method of gate position change by the gantry crane in any one of Claims 1-3.

5. The automatic operation method for gate position change by a gantry crane according to claim 4, wherein the gantry crane is moved from the target position by the amount of the positional deviation to adjust the gate position to the sluice gate.