JP5398146B2 - 荷役機械の制御方法 - Google Patents
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Description
図7に示すように、荷役機械101の本体103の内部には空気圧シリンダ120が配設され、空気圧シリンダ120のピストンロッド120aの先端部には昇降機構105のアーム104がリンク機構で連結されている。
さらにアーム104の先端には、操作グリップ109aを備えた操作ボックス109とクランプ機構108が設けられ、これにより荷役物107を保持して移動できるようになっている。なお、操作ボックス109には、負荷バランスボタン111と無負荷バランスボタン112が設けられている。
このバランスされた状態で作業者110が荷役物107に力を加えると、これら両モーメントの僅かなバランスが崩れて荷役物107を自由に動かすことが可能になる。
この状態では作業者110が吊り上げた荷役物107に力を加えると、この加えた力によって空気圧シリンダ120のピストンロッド120aが動きシリンダ内のエアー圧が少し変化する。
この特許出願による制御では、不負荷バランス状態→クランプ処理→負荷バランス状態への移行、負荷バランス状態→下降→無負荷バランス状態→アンクランプ処理の各処理を、荷役機械の制御部が荷役機械の状態を検出しながら半自動で行うようにした。
すなわち、この従来技術による制御では、シリンダ内のエアー圧の検出をエアー圧力センサで行っている。そして、荷役物重量感知処理時は、シリンダにエアー圧を給気していきシリンダ内エアー圧が一定になった状態を検出して地切り状態を判断しているが、この重量自動感知時間を短縮しようとして、短時間でシリンダヘのエアーの給気を行おうとすると、エアー圧カセンサによる地切り状態の検出精度が悪くなり、地切り後に不必要にアームが上昇してしまったり、地切り後のアーム上昇量に大きなバラツキが生じてしまうことがあった。
また、本発明は、上記荷役機械を制御する方法であって、接地された状態の荷役物を前記クランプ機構によって保持し、前記エアー流量制御部を介して前記エアー式駆動部にエアーを給気する際、前記加速度センサによって前記クランプ機構の上昇方向の加速度を検出するステップと、前記加速度センサにおける結果が予め設定した値を超えた場合に、当該予め設定した値を初めて超えたと判断した時点における前記エアー式駆動部のエアーの圧力を前記エアー圧力センサによって検出し、当該検出された圧力を、前記圧力比例制御部の実際の負荷バランス圧を近似する近似負荷バランス圧として記憶するステップと、前記近似負荷バランス圧を記憶した後、前記加速度センサにおける結果が継続して所定時間当該予め設定した値を超えた場合に、前記エアー式駆動部に対するエアーの給気を停止するステップと、前記圧力比例制御部の実際の負荷バランス圧と前記近似負荷バランス圧との差圧を予め予測して設定しておき、当該予測差圧を前記近似負荷バランス圧から引いた圧力が前記負荷バランス圧となるように前記圧力比例制御部を設定して動作させるステップとを有するものである。
また、本発明によれば、操作部に設けるスイッチを減らすことができ、これにより複数のスイッチ操作による誤操作を防止することができるので、作業効率の改善を図ることができる。
図1は、本発明に係る荷役機械の実施の形態の外観構成を示す概略図、図2は、同荷役機械のエアー制御系の構成を示すブロック図である。
図1に示すように、本実施の形態の荷役機械1は、鉛直に立設された支柱2を有し、この支柱2の上部に本体3が設けられている。
図2に示すように、この本体3内には、従来技術と同様の空気圧シリンダ20(エアー式駆動部:以下、シリンダ20という。)が設けられている。
第1のアーム4aの先端部には、第2のアーム4bが、関節部6を介して常に水平状態を保持する状態で連結され、さらに、第2のアーム4bの先端部(下端部)には、鉛直方向に延びる第3のアーム4cが関節部6を中心として水平方向に回転可能な状態で連結されている。
このクランプ機構8には、クランプ機構8の加速度を検出する加速度センサ27が設けられ、この加速度センサ27は、図示しないA/D変換器を介して制御回路24に接続されている。
この負荷バランス状態移行ボタン28は、作業者による押下によってオンするように構成され、上述した制御回路24に接続されている。
<安定バランス移行制御>
以下、図2〜図5を用いて、荷役物の重量が不明の場合の負荷バランス状態移行方法について説明する。
このときのシリンダ20内のエアー圧の変化を図4に示す。
図4に示すように、荷役物7の地切りが始まると、加速度センサ27の出力は、停止時の重力加速度1G(9.8m/S2)が加わっている状態から急激に上昇していく。
そして、検出した加速度が予め設定されている地切り検出加速度を超えた場合(ステップS4)、制御回路24は地切り状態検出モードに入る。
また、本実施の形態によれば、操作ボックス9に設けるスイッチを減らすことができ、これにより複数のスイッチ操作による誤操作を防止することができるので、作業効率の改善を図ることができる。
<高速バランス移行制御>
図6は、本実施の形態における荷役機械における負荷バランス状態移行方法の他の例を示すフローチャートである。
以下、上記例と対応する部分には同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
この場合、荷役物7が接地した状態からシリンダ20にエアーを給気していきシリンダ圧が上昇していくと地切りが始まる。
その後、制御回路24は、先に格納した近似負荷バランス圧を読み出し、次の処理を行う。
そこで、実際の負荷バランス圧と検出した近似負荷バランス圧との差圧を予め予測設定しておき、検出した近似負荷バランス圧から設定されている予測差圧を引き算し、以下のように圧力比例制御部に設定する推定バランス圧を算出する。
推定バランス圧=検出した近似負荷バランス圧−予測差圧…式(1)
そして、圧力比例制御部22の入力設定ポートを、式(1)で算出した推定バランス圧に設定する(ステップS18)。
その後、制御回路24からの命令により、方向切換弁25を圧力比例制御部22側に切り換え、負荷バランス状態に移行させる(ステップS19)。
なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
このような速度データに基づいて地切り状態を検出する方法によれば、低加速度でアームが上昇した場合であっても、地切り状態を確実に検出することができるというメリットがある。
Claims (2)
- 上下方向に移動自在に構成され、操作部からの命令に基づき荷役物をクランプ機構によって保持して昇降させるアームを有する昇降機構と、所定のエアー源から供給されるエアーの圧力によって前記昇降機構を駆動するエアー式駆動部と、前記エアー式駆動部に対して給排気するエアーの流量及び圧力を制御するエアー流量制御部及び圧力比例制御部とを有する荷役機械であって、前記エアー式駆動部におけるエアーの圧力を検出するエアー圧力センサと、前記クランプ機構の動作加速度を検出するMEMS技術による加速度センサと、前記エアー流量制御部及び前記圧力比例制御部の動作を制御する電子制御回路とを備え、前記加速度センサにて得られた結果に基づき、前記エアー圧力センサによって前記エアー式駆動部におけるエアーの圧力を検出する一方、前記エアー圧力センサにて得られた結果に基づき、前記電子制御回路から前記圧力比例制御部への命令によって前記圧力比例制御部の前記エアー式駆動部に対するエアーの圧力を負荷バランス圧として設定するように構成されている荷役機械を制御する方法であって、
接地された状態の荷役物を前記クランプ機構によって保持し、前記エアー流量制御部を介して前記エアー式駆動部にエアーを給気する際、前記加速度センサによって前記クランプ機構の上昇方向の加速度を検出するステップと、
前記加速度センサにおける結果が予め設定した値を超えた場合に、前記エアー式駆動部に対するエアーの給気を停止するステップと、
前記エアー式駆動部に対するエアーの給気を停止した後、前記加速度センサによって前記クランプ機構の加速度を検出し、前記加速度センサにおける結果が一定となった場合に、前記エアー圧力センサによって前記エアー式駆動部におけるエアーの圧力を検出するステップと、
前記エアー圧力センサにて得られた圧力が前記負荷バランス圧となるように前記圧力比例制御部を設定して動作させるステップとを有する荷役機械の制御方法。 - 上下方向に移動自在に構成され、操作部からの命令に基づき荷役物をクランプ機構によって保持して昇降させるアームを有する昇降機構と、所定のエアー源から供給されるエアーの圧力によって前記昇降機構を駆動するエアー式駆動部と、前記エアー式駆動部に対して給排気するエアーの流量及び圧力を制御するエアー流量制御部及び圧力比例制御部とを有する荷役機械であって、前記エアー式駆動部におけるエアーの圧力を検出するエアー圧力センサと、前記クランプ機構の動作加速度を検出するMEMS技術による加速度センサと、前記エアー流量制御部及び前記圧力比例制御部の動作を制御する電子制御回路とを備え、前記加速度センサにて得られた結果に基づき、前記エアー圧力センサによって前記エアー式駆動部におけるエアーの圧力を検出する一方、前記エアー圧力センサにて得られた結果に基づき、前記電子制御回路から前記圧力比例制御部への命令によって前記圧力比例制御部の前記エアー式駆動部に対するエアーの圧力を負荷バランス圧として設定するように構成されている荷役機械を制御する方法であって、
接地された状態の荷役物を前記クランプ機構によって保持し、前記エアー流量制御部を介して前記エアー式駆動部にエアーを給気する際、前記加速度センサによって前記クランプ機構の上昇方向の加速度を検出するステップと、
前記加速度センサにおける結果が予め設定した値を超えた場合に、当該予め設定した値を初めて超えたと判断した時点における前記エアー式駆動部のエアーの圧力を前記エアー圧力センサによって検出し、当該検出された圧力を、前記圧力比例制御部の実際の負荷バランス圧を近似する近似負荷バランス圧として記憶するステップと、
前記近似負荷バランス圧を記憶した後、前記加速度センサにおける結果が継続して所定時間当該予め設定した値を超えた場合に、前記エアー式駆動部に対するエアーの給気を停止するステップと、
前記圧力比例制御部の実際の負荷バランス圧と前記近似負荷バランス圧との差圧を予め予測して設定しておき、当該予測差圧を前記近似負荷バランス圧から引いた圧力が前記負荷バランス圧となるように前記圧力比例制御部を設定して動作させるステップとを有する荷役機械の制御方法。
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