JP5457087B2 - クレーンのティーチングプレイバック装置 - Google Patents

Description

本発明は、クレーンのティーチングプレイバック装置に関する。

従来のクレーンの一例として車両搭載型クレーンを例に説明する。この種のクレーンは、トラックのキャブと荷台との間、又は荷台の後部に架装され、水平方向に自在に回転する旋回体上にコラムを取付け、このコラムに、起伏および伸縮自在にブームを設けている。コラムには、ウインチが装備されており、このウインチから繰り出しおよび繰り込み可能にワイヤロープを導いてフックに掛け回し、このフックをブーム先端から吊り下げている。

この種のクレーンの動作としては、コラムの左右旋回、ブームの起伏、フックの巻き上げおよび巻き下げ並びにブームの伸縮、の４つの動作が基本になっており、これらの操作を遠隔操作器またはクレーン本体に設置されている手動操作レバーによって、単独または複数の操作を同時に行うことによってクレーンの荷役作業を行うようになっている。その荷役作業の内容としては、トラックの荷台に荷を積み込んで移動し、その積み込んだ荷を目的地に着いたところで目的の場所に降ろす、または目的の場所に設置するといった操作がほとんどである。

ここで、トラックの荷台上の荷物を、目的の場所まで移動させる場合、クレーンのフックをトラックの荷台上まで移動させてその位置で荷を吊上げてから、上記４つの動作を適宜行ってクレーンを操作して荷を移動させ、目的の場所にて荷を地面に降ろす。その後、オペレータは、トラックの荷台に残っている他の荷を目的の場所に降ろすために、先ほど荷を降ろした場所から再度、上記４つの操作を適宜行ってトラックの荷台上にクレーンを戻す、という荷役作業を繰り返すことになる。

そこで、このような荷役作業を繰り返す労力の軽減を目的とした自動運転を実現させるために、従来から、予め自動運転させようとするクレーンの一連の操作をティーチング（教示）させておいて、その教示したクレーンの動作をプレイバック（再生、または逆再生）させることのできるティーチングプレイバック装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。

特許第３６０８９９２号公報

しかしながら、従来のティーチングプレイバック装置は、自動運転の内容をクレーン側に教示するためには、まず、オペレータがティーチングモードに一度切り換えて、一連の動作内容をクレーン側に記憶させ、その後に、プレイバック操作を行う前にティーチングモードを終了してからプレイバックモードで自動運転するようになっている。また、従来のティーチングプレイバック装置は、別途の動作内容で自動運転を行う場合には、再度、オペレータがティーチングモードに切り換え、再び新たな動作内容をクレーン側に記憶させる必要があった。そのため、オペレータにとってはティーチングプレイバック機能に係る操作が面倒であり、その使い勝手に改善の余地が残されている。

そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、オペレータがティーチングモードに切り換える煩わしさをなくして、自動的にティーチングを行うことを可能とし、それにより記憶した一連の操作手順による自動運転をすることができるティーチングプレイバック装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するに際し、本願発明者は、荷を降ろした場所からトラックの荷台までの移動にオペレータが要した操作は、トラックの荷台から荷を降ろした場所までの移動に要した操作手順と丁度逆の操作手順によって戻すことが可能である点に着目した。つまり、トラックの荷台から荷を降ろした場所までの移動に要した操作手順を自動運転可能なように記憶すれば、その記憶した操作手順とは逆の操作手順で自動運転を行わせることによって、トラックの荷台上へクレーンを自動的に戻すことが可能となる。

そして、上述したような荷役作業において、一般に、クレーンで荷を吊上げているときは、荷物の落下や、荷物の障害物との接触、あるいは荷振れを防止するために、オペレータは、クレーンを慎重に操作するため、自動運転を行うことは少ない。これに対し、荷を吊上げていないときは、荷物の落下や、荷物の障害物との接触、あるいは荷振れを防止する必要性がないので、オペレータには、慎重なクレーン操作がそれほど要求されるものではない。したがって、荷を吊上げていないときは、自動運転が行えた方が便利である。

すなわち、上記課題を解決するために、本発明は、クレーンの操作のためにオペレータによって入力された一連の操作内容の記憶、並びにその一連の操作内容の再生および逆再生が可能なティーチングプレイバック装置であって、荷吊による荷重を検出する荷重検出手段と、前記入力された一連の操作内容を記憶する操作内容記憶手段と、該操作内容記憶手段で記憶された一連の操作内容の再生および逆再生をする操作内容再現手段とを備え、前記操作内容記憶手段は、前記荷重検出手段からの検出信号に基づいて、その検出信号が予め設定しておいた設定時間以上且つ判定値以上になったときに、荷吊が有りと判断し、荷吊が有りとの判断がされたときから荷吊が無しとの判断がされたときまでにオペレータによって入力された一連の操作内容を記憶するようになっていることを特徴としている。

本発明に係るクレーンのティーチングプレイバック装置によれば、操作内容記憶手段を備えており、この操作内容記憶手段は、荷重検出手段からの検出信号に基づいて、その検出信号が予め設定しておいた設定時間以上且つ判定値以上になったときに、荷吊が有りと判断し、荷吊が有りとの判断がされたときから荷吊が無しとの判断がされたときまでにオペレータによって入力された一連の操作内容を記憶するので、荷物を吊上げることで自動的にティーチングモードが起動し、荷を移動している間のオペレータによる一連の操作手順が自動的に記憶されるとともに、荷物を降ろしたときに自動的にティーチングモードが終了する。そのため、荷吊中の一連の動作内容を記憶するときに、オペレータがティーチングモードに切り換える煩わしさがない。

そして、本発明に係るクレーンのティーチングプレイバック装置によれば、操作内容再現手段を備えており、この操作内容再現手段は、上記操作内容記憶手段で記憶された一連の操作内容の再生および逆再生をすることができるので、記憶した一連の操作内容の再生および逆再生が可能である。したがって、記憶した一連の操作内容を逆再生すれば、直ちに自動運転によって元の位置（荷を吊上げた位置）までクレーンを戻すことができる。ここで、この記憶された一連の操作内容は、荷を吊っていたときに、その吊荷が障害物等に当らないようにクレーンを慎重に操作していたオペレータの操作内容が記憶されているのであるから、自動運転による逆再生で元の位置に戻す場合であっても、障害物等に当ることなくトラックの荷台上などの初期の位置にクレーンを戻すことができる。

なお、本発明に係るクレーンのティーチングプレイバック装置は、特に、例えばトラックの荷台に複数の荷物があり、その複数の荷物を、目的の場所に繰り返し移動させる場合に便利である。また、目的の場所が都度異なる場所の場合であっても、荷重検出手段からの検出信号に基づいて、オペレータが通常操作によって荷を吊ってから降ろすまでの一連の操作手順が、その都度ティーチングし直されるため、荷を吊り降ろした後は、直前の荷役作業の操作に対応した一連の操作手順の逆再生によって、再びトラックの荷台等の初期の位置にクレーンを戻すことができる。したがって、荷役作業の効率を向上させることができる。

このように、本発明に係るクレーンのティーチングプレイバック装置によれば、一連の動作内容を記憶するときに、オペレータがティーチングモードに切り換える煩わしさをなくしつつも、吊荷の有無に応じてティーチングを実行し、それにより記憶した一連の操作手順による自動運転を行うことができる。

本発明に係るクレーンの一実施形態としての車両搭載型クレーンを説明する構成図である。 本発明に係るクレーンの制御装置を説明する構成図である。 切換弁の軸線を含む縦断面図である。 アクセルシリンダの軸線を含む縦断面図である。 本発明に係るクレーンの遠隔操作器の説明図であり、同図（ａ）はその平面図、（ｂ）は正面図である。 図２に示すコントローラで実行されるティーチングプレイバック処理のフローチャートであり、同図（ａ）はそのうちのティーチング処理のフローチャート、（ｂ）はプレイバック処理についてのフローチャートである。 本発明に係るクレーンの動作を説明する図であり、同図（ａ）はティーチングモードが自動的に開始されるときのイメージを示す図であり、また、同図（ｂ）はティーチングモードが自動的に終了されるときのイメージを示す図である。 本発明に係るクレーンの動作を説明する図であり、同図（ａ）はプレイバックモードを開始するときのイメージを示す図であり、また、同図（ｂ）はプレイバックモードを終了するときのイメージを示す図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。図１は本発明に係るクレーンの一実施形態としての車両搭載型クレーンを説明する構成図であり、また、図２はその車両搭載型クレーンの制御装置を説明する構成図である。
図１に示すように、この車両搭載型クレーン（以下、単に「クレーン」ともいう）１は、アウトリガ２を備えたベース４上にコラム６が旋回自在に設けられ、このコラム６の上端部に伸縮するブーム７が起伏自在に枢支されている。コラム６にはウインチ１１が設けられており、このウインチ１１からワイヤロープ１２をブーム７の先端部７ｓに導いて、ブーム７の先端部７ｓの滑車（図示略）を介して吊荷用のフック１３に掛回すことにより、フック１３をブーム７の先端部７ｓから吊下している。

ここで、このクレーン１には、コラム６の旋回、ブーム７の起伏と伸縮、及びウインチ１１の巻上巻下の作動を行うための複数のアクチュエータとして、旋回用油圧モータ５、ブーム起伏用油圧シリンダ９、ブーム伸縮用油圧シリンダ８、ウインチ用油圧モータ１０、及びアウトリガ用油圧シリンダ３Ｌ、３Ｒを備えている。

そして、これらの旋回用油圧モータ５、ブーム起伏用油圧シリンダ９、ブーム伸縮用油圧シリンダ８、ウインチ用油圧モータ１０、及びアウトリガ用油圧シリンダ３Ｌ、３Ｒは、図２に示すように、何れも車両のエンジン１５のＰＴＯ１６に連結して駆動される油圧ポンプ１７からコントロールバルブ２０を介して圧油を供給することにより作動するようになっている。なお、ポンプポートとタンクポートとの間には、メインリリーフ弁３８と、アンロードが必要なときメインリリーフ弁３８を開き、ポンプポートとタンクポートとを連通させるアンロード弁３９とが設けられている。

ここで、上記コントロールバルブ２０は、上記各アクチュエータをそれぞれ制御する複数の切換弁を連結して構成した多連結弁装置であり、図２に示すように、旋回用油圧モータ５、ブーム起伏用油圧シリンダ９、ブーム伸縮用油圧シリンダ８、及びウインチ用油圧モータ１０の、各アクチュエータにそれぞれ対応する複数の切換弁３１、３２、３３、３４と、アウトリガ用油圧シリンダ３Ｌ、３Ｒの、各アクチュエータにそれぞれ対応する複数の切換弁２８、２９と、各アクチュエータを所望の速度で作動させるためのアクセルシリンダ５０とを備えて構成されている。

詳しくは、図３に拡大図示するように、コントロールバルブ２０の各切換弁３１、３２、３３、３４には、メインスプール３６が内蔵されている。このメインスプール３６は、左右のスプリング３６ｓで通常は中立位置に保持されている。また、このメインスプール３６の一端はリンク１８ｒを介して操作レバー１８に連結され、さらに、他端にはパイロットピストン３７が連設されており、ピストンロッド２２の先端には鉄芯２３が設けられている。この鉄芯２３は、中空円筒形の差動トランスを備えた位置検出器４０内に挿入されている。そして、この位置検出器４０は、各メインスプール３６の変位を検出してその検出した変位の信号をコントローラ３０にフィードバックするようになっている。

また、各切換弁３１、３２、３３、３４それぞれには、一対のソレノイド４２Ｌ、４２Ｒを有する比例ソレノイド（比例電磁式パイロット弁）４１が設けられている。各比例ソレノイド４１は、油圧ポンプ１７から減圧弁３５を介してパイロット圧油が供給されるポートＥが常時閉、タンク１４へ作動油を戻すポートＦが常時開となっており、コントローラ３０からソレノイド４２Ｌ、４２Ｒに制御電流が入力されるとパイロットスプール４２ｓが摺動し、入力電流値によってポートＥの開口量が制御される。これにより、パイロットピストン３７の左右の油室３７Ｌ、３７Ｒへのパイロット圧油の供給が制御される。

そして、各切換弁３１、３２、３３、３４は、パイロットピストン３７の油室３７Ｒ、３７Ｌのいずれか一方にパイロット圧油が供給されると、メインスプール３６が左又は右に移動して、サービスポートＡ、ＢとポンプポートＰとを連通させる。これにより、各切換弁３１、３２、３３、３４は、上述した、旋回用油圧モータ５、ブーム起伏用油圧シリンダ９、ブーム伸縮用油圧シリンダ８、ウインチ用油圧モータ１０の各アクチュエータを作動させるようになっている。なお、旋回用油圧モータ５、ブーム起伏用油圧シリンダ９、ブーム伸縮用油圧シリンダ８、及びウインチ用油圧モータ１０の各アクチュエータは、クレーン１の作業の内容に応じて互いに連動するようにコントローラ３０で制御される。例えば、ブーム７の先端部７ｓとフック１３との間の距離を常に一定に保ちながらブーム７を伸長させる場合には、ブーム７の伸長作動に伴ってウインチ１１の巻下作動も必要なので、ブーム伸縮用油圧シリンダ８と、ウインチ用油圧モータ１０とが連動するようになっている。

なお、上記のアウトリガ用油圧シリンダ３Ｌ、３Ｒを駆動するための切換弁２８、２９についても位置検出器４０を有し、各スプールの変位を検出してその検出した変位の信号をコントローラ３０にフィードバックするようになっている。
一方、図４に拡大図示するように、アクセルシリンダ５０にも比例ソレノイド（比例電磁式パイロット弁）５１が設けられている。この比例ソレノイド５１についても、パイロット圧油が供給されるポートＥが常時閉、タンク１４へ作動油を戻すポートＦが常時開となっており、コントローラ３０から制御電流が入力されるとパイロットスプール５１ｓが摺動し、入力電流値によってポートＥの開口量が制御される。これにより、メインスプール５２の油室５２ｓへのパイロット圧油の供給が制御される。

さらに、このアクセルシリンダ５０にもそのメインスプール５２の変位を検出して制御装置のコントローラ３０にフィードバックするため位置検出器５３が設けられている。そして、コントローラ３０は、上記操作レバー１８ないし、図２および図５に示す遠隔操作器１９によるアクチュエータの選択と操作量等に基づいてアクセル操作量を求め、必要なアクセル制御信号をアクセルシリンダ５０の比例ソレノイド５１に出力し、アクセルシリンダ５０を作動させるようになっている。また、アクセルシリンダ５０の位置検出器５３は、その検出値をコントローラ３０にフィードバックし、コントローラ３０は過不足が有れば必要な補正を行う。なお、油圧ポンプ１７からの圧油の吐出量は、アクセル操作によってエンジン１５の回転速度を上げるほど多くなる。

さらに、図２に示すように、このクレーン１は、上記ブーム７の長さを検出するブーム長検出器６１、ブーム７の起伏角度を検出するブーム角度検出器６２、コラム６の旋回角度を検出する旋回角度検出器６３、ウインチ１１からのワイヤロープ１２の繰り出し、および繰り込み量を検出するウインチドラム回転検出器６４、並びに、荷吊による荷重を検出する荷重検出器６５を備えている。そして、各検出器からの信号は、クレーンのコントローラ３０に読み込まれ、コントローラ３０は、上記各検出器からの信号により、ブーム７の先端部７ｓの位置とフック１３の位置、および吊荷の重さを認識できるようになっている。なお、ワイヤロープ１２の繰り出し、繰り込み量を検出する方法は種々考えられるが、本実施形態の例では、ウインチドラムの回転を検出して、繰り出しおよび繰り込み量を計算する方法を採用した例である。

つまり、このクレーン１は、ブーム長検出器６１でブーム７の長さを検出することができるので、コントローラ３０側ではブーム長さがわかり、同様に、ブーム角度検出器６２でブーム７の起伏角度を検出することができるので、ブームの起伏角度がわかる。また、ウインチドラム回転検出器６４でウインチ１１からのワイヤロープ１２の繰り出し、繰り込み量を検出することができるので、ブーム７の先端とフック１３間の距離がわかり、旋回角度検出器６３でコラム６の旋回角度を検出することができるので、ブーム７の旋回角度がわかる。さらに、荷重検出器６５で吊荷の重さを検出することができるので、吊下された吊荷の重さがわかる。なお、厳密には、ブーム７の長さが変化すると先端部７ｓとフック１３間の距離が変わってしまうため、ウインチドラム回転検出器６４単独ではブーム７の先端部７ｓとフック１３間の距離を検出することはできないが、ブーム長検出器６１とブーム角度検出器６２によってブーム長さとブーム角度の変化を同時に検出し、距離の変動分を補正することでブーム７の先端部７ｓとフック１３間の距離を検出することが可能となっている。

次に、上記コントローラ３０についてより詳しく説明する。
このコントローラ３０は、以下いずれも図示しない、所定の制御プログラムに基づいて、演算およびこの車両搭載型クレーン１のシステム全体を制御するＣＰＵと、所定領域に予めＣＰＵの制御プログラム等を格納しているＲＯＭと、ＲＯＭ等から読み出したデータやＣＰＵの演算過程で必要な演算結果を格納するためのＲＡＭと、クレーン１の遠隔操作器１９等を含めた外部装置に対してデータの入出力を媒介するＩ／Ｆ（インターフェイス）とを有して構成されている。これらは、データを転送するための信号線であるバスで相互にかつデータ授受可能に接続されている。そして、遠隔操作器１９またはクレーン１本体の手動レバー１８からは、クレーン１の各アクチュエータを作動させる実行指令となる所定の操作信号が、オペレータによるスイッチ操作またはレバー操作により入力されるようになっている。

次に、このコントローラ３０で実行されるティーチングプレイバック処理について図６を参照しつつ説明する。
まず、ティーチングプレイバック処理のうちのティーチング処理について説明する。
このティーチング処理は、クレーン１の主プログラムに対するタイマ割り込み処理であって、コントローラ３０でティーチング処理が実行されると、図６（ａ）に示すように、まず、ステップＳ１１に移行してサンプリング終了フラグの有無が確認される。サンプリング終了フラグは、オペレータにより、前回までに入力された一連の操作内容の記憶に係るサンプリング処理が終了しているか否かを判定するためのフラグであって、サンプリング終了フラグが立っていれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１２に移行し、ステップＳ１２では全データをリセットしてステップＳ１３に移行する。つまり、ステップＳ１２では、前回までに入力された一連の操作内容の記憶を破棄してからステップＳ１３に移行する。一方、サンプリング終了フラグが立っていなければ（ＮＯ）それまでに入力された一連の操作内容の記憶を維持したままステップＳ１３に移行する。

ステップＳ１３では、荷重検出器６５からの信号に基づいて荷重が検出されているか否かを判定する。つまり、荷重が検出されていなければ（ＮＯ）ステップＳ１４に移行し、ステップＳ１４では、サンプリング終了フラグを立ててから処理を戻してティーチング処理を終える。一方、荷重が検出されていれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１５に移行する。
ここで、オペレータによって荷物が吊上げられると荷重検出器６５からの信号が検出されるが、上記ステップＳ１３では、その信号が予め設定しておいた設定時間以上且つ判定値以上になったときに、荷重が検出されたものと判定する。これらの設定時間と判定値は、荷重検出器６５の信号の振幅を考慮したものであり、振幅によってサンプリングの開始に影響が生じないようにしている。つまり、荷重検出器６５からの信号は、吊荷を吊っていない状態であっても０近辺での振れがあるし、また、吊荷を吊っていない状態であってもクレーンを動かしてフックが揺れた場合には、幾分荷重に振れが検出されるからである。

ステップＳ１５では、サンプリング間隔として設定される一定周期ＴのタイマをリセットしてステップＳ１６に移行し、ステップＳ１６では、設定された一定周期Ｔになるまで待機し（ＮＯ）、一定周期Ｔが経過したら（ＹＥＳ）ステップＳ１７に移行する。
ステップＳ１７では、上記ブーム長検出器６１、ブーム角度検出器６２、旋回角度検出器６３、およびウインチドラム回転検出器６４からの信号に基づいて、そのときのブーム７の先端部７ｓの位置とフック１３の位置を記憶して処理をステップＳ１１に戻す。ここで、この記憶内容は、上記サンプリング終了フラグが確認されるまでは、それまでに入力された一連の操作内容の記憶を維持したまま記憶される。

このように、このティーチング処理（ティーチングモード）では、オペレータによって荷物が吊上げられている間はサンプリングが所定間隔で継続して行われ、このサンプリング中にクレーンを操作すると、そのときのブームトップの位置とフックの位置の移動軌跡が逐次記憶される。そして、荷を降ろすと、荷重検出器６５からの信号により、荷重が設定値以下になったところでサンプリングを自動的に終了するようになっている。

なお、上述した本実施形態の構成において、「課題を解決するための手段」に記載の「荷重検出手段」には荷重検出器６５が対応し、「操作内容記憶手段」には、コントローラ３０で実行されるティーチング処理（上記ステップＳ１１〜１７）が対応し、「操作内容再現手段」には、コントローラ３０で実行されるプレイバック処理（上記ステップＳ２１〜２５）が対応している。

次に、ティーチングプレイバック処理のうちのプレイバック（再生および逆再生）処理について説明する。なお、クレーン１での荷役作業は、遠隔操作器１９またはクレーン１本体側の手動レバー１８によって行うものであるが、本実施形態の例は、上記遠隔操作器１９によるプレイバック（再生および逆再生）処理の例について説明する。

ここで、遠隔操作器１９は、図５に示すように、クレーン１の各アクチュエータを動作させるための、ブーム起伏選択スイッチ７１、フック巻き上げ巻き下げ選択スイッチ７２、ブーム伸縮選択スイッチ７３、および左右旋回選択スイッチ７４の４つの選択スイッチと、それらの操作量を求めるための速度レバー７５を有し、この速度レバー７５の引き量を変化させて上述した各アクチュエータの動作速度を決定するようになっている。なお、４つの選択スイッチのうち複数を選択すると複数のアクチュエータが連動して作動するようになる。

図６（ｂ）に、この遠隔操作器１９を使用した場合のプレイバック（再生および逆再生）処理の一例を示す。なお、上記ティーチング処理の開始から終了までのクレーン１の動きを順方向（再生）とすると、ティーチング終了から元に戻す場合には逆方向となるので、このときのプレイバックモードは逆再生の操作となる。
この遠隔操作器１９では、プレイバック処理を実行するために、図５に示す「モード切換」スイッチ７６をプレイバックモードスイッチとして割り当てている。また、ブーム伸縮選択スイッチ７３を、プレイバック処理の再生方向の選択スイッチとして割り当てており、さらに、ブーム伸び側をティーチング内容の再生とし、ブーム縮み側をティーチング内容の逆再生としてそれぞれ割り当てている。

そして、コントローラ３０においては、このプレイバック処理は、クレーン１の主プログラムに対するタイマ割り込み処理になっており、プレイバック処理が実行されると、まずステップＳ２１に移行して、遠隔操作器１９において「モード切換」スイッチ７６が押されているか否かを判定し、押されていれば（ＹＥＳ）、ステップＳ２２に移行し、そうでなければ（ＮＯ）、処理を戻すようになっている。

ステップＳ２２では、再生モードの割り当てスイッチ、つまり、ブーム伸縮選択スイッチ７３がブーム伸び側に操作されているか否かを判定し、伸び側に操作されていれば（ＹＥＳ）、ステップＳ２４に移行し、そうでなければ（ＮＯ）ステップＳ２３に移行する。ステップＳ２３では、逆再生モードの割り当てスイッチ、つまり、ブーム伸縮選択スイッチ７３がブーム縮み側に操作されているか否かを判定し、縮み側に操作されていれば（ＹＥＳ）、ステップＳ２５に移行し、そうでなければ（ＮＯ）処理を戻すようになっている。

そして、ステップＳ２４では、上記ティーチング処理において入力されて記憶された一連の操作内容に基づき、速度レバー７５の引き量に応じて、クレーン１本体の各アクチュエータの動作速度を決定しつつプレイバック処理の再生モードが実行される。また、ステップＳ２５では、ティーチング処理において入力されて記憶された一連の操作内容に基づき、速度レバー７５の引き量に応じて各アクチュエータの動作速度を決定しつつ逆再生モードが実行される。なお、プレイバック（自動運転）を開始した後は、モード切換スイッチ７６と選択スイッチ７３から手を離しても速度レバー７５を引いていれば、プレイバックモード（再生モードおよび逆再生モード）を保持するようになっている。そして、オペレータが速度レバー７５から手を離すとこのプレイバック処理（プレイバックモード）を終了する。

次に、このクレーン１のティーチングプレイバック装置の作用・効果について説明する。
このクレーン１での荷役作業は、遠隔操作器１９またはクレーン１本体の手動レバー１８によって行う。ここで、このクレーン１においては、図７（ａ）に示すように、オペレータがクレーン１を動かして荷物Ｗを吊上げると、上述したように、荷重検出器６５からの信号により荷重が検出されるので、その荷重が予め設定しておいた設定時間および判定値以上になったところでティーチング（教示）モードに自動的に切り換わる。

そして、荷物Ｗを吊上げることでティーチングモードに自動的に切り換わると、一定時間後から（なお、その時点からティーチングが開始されるように構成してもよい）、ブーム７先端とフック１３の位置を一定周期Ｔでサンプリングを行い、ブーム７の先端部７ｓとフック１３の位置を逐次記憶することができる。したがって、ティーチングモード中にクレーン１を操作するとブーム７の先端部７ｓとフック１３の位置の移動軌跡を記憶することになる。そして、図７（ｂ）に示すように、オペレータが荷物Ｗを降ろすと、荷重検出器６５からの信号により、荷重が判定値以下になったところでティーチングモードを自動的に終了する。

次に、プレイバック（再生および逆再生）する場合は、クレーン１の遠隔操作器１９を用いて、「モード切換」スイッチ７６を押しながら、ブーム伸縮選択スイッチ７３の「伸」選択スイッチの操作でプレイバック再生モードとなり、速度レバー７５の引き量を変化させて動作速度を調整することができる。
また、「モード切換」スイッチ７６を押しながらブーム伸縮選択スイッチ７３の「縮」選択スイッチの操作でプレイバック逆再生モードとなり、速度レバー７５の引き量を変化させて動作速度を調整することができる。したがって、このクレーン１のティーチングプレイバック装置によれば、プレイバックモードでの逆再生の操作を行うと、図８（ａ）から（ｂ）に示すように、ティーチングで記憶されたブーム７の先端部７ｓとフック１３の位置の移動軌跡を逆に辿って、例えば再度トラックの荷台上の初めのブーム７の先端部７ｓとフック１３の位置を戻すことが自動運転によって容易にできる。

なお、このクレーン１のティーチングプレイバック装置によれば、プレイバック（自動運転）を開始した後は、モード切換スイッチ７６と選択スイッチ７３から手を離しても、速度レバー７５を引いていればプレイバックモードを保持するので、その操作が容易である。そして、オペレータが速度レバー７５から手を離すとプレイバックモードを終了することができる。なお、オペレータが速度レバー７５から手を離しても自動運転を保持することも可能であるが、安全上そのようにしない方が望ましい。

さらに、このクレーン１のティーチングプレイバック装置によれば、例えば、次の荷物を吊上げたときは、再度ティーチングモードに自動で切換わり、前回の記憶内容はリセットにより破棄され、今回の新たな移動軌跡の記憶を開始することができる。したがって、以降、トラックの荷台から各目的の場所まで荷物を積み降ろした後の復帰動作は全て自動運転によって戻すことができるようになる。

このとき、荷を吊っているとき（ティーチング中）は、吊荷が障害物に当らないようにオペレータがクレーン１を慎重に操作した移動軌跡を記憶するわけであるから、逆再生での自動運転でもその移動軌跡を辿ってクレーンが動作する。したがって、障害物に当ることなくトラックの荷台上に復帰することができる。なお、自動運転でトラックの荷台上に復帰した後に、そのまま荷を吊らない状態でプレイバックの再生の操作を行った場合は、ティーチング内容が消去されずに記憶が維持されるため、前回荷を降ろした場所まで自動運転することができる。

以上説明したように、このクレーン１のティーチングプレイバック装置によれば、一連の動作内容をクレーン側が記憶するときに、オペレータがティーチングモードに切り換える煩わしさをなくしつつも、吊荷の有無に応じてティーチングを自動で実行し、それにより記憶した一連の操作手順による自動運転を行うことができる。
なお、本発明に係るクレーンのティーチングプレイバック装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。

例えば、上記実施形態では、車両搭載型クレーンを例に説明したが、これに限らず、本発明に係るクレーンのティーチングプレイバック装置は、種々のクレーンにおけるティーチングプレイバック装置に適用可能である。
また、例えば上記実施形態では、オペレータが通常操作によって荷を吊ってから降ろすまでの一連の操作手順が、その都度自動的にティーチングし直される例で説明したが、これに限定されず、例えば、ティーチングモードの自動／手動切換設定スイッチを備える構成とすることができる。つまり、ティーチングモードを、荷物の負荷検出によって自動で切り換えるか、オペレータが手動で切り換えるようにするかを、ティーチング自動／手動切換スイッチ等を設けることによって設定の切換を可能とすることができる。

このような構成であれば、自動運転でトラックの荷台上の初期位置にブーム７の先端部７ｓとフック１３の位置が復帰した後に、ティーチングモードを手動に切り換えると、次に荷を吊ってもティーチングモードに切り換わらず、ティーチングの内容は記憶が維持される。そのため、荷を吊ったままの状態で前回の荷を降ろした場所まで自動運転をすることも可能である。そのため、例えば、トラックの荷台に複数の荷物があり、その荷物を一カ所の目的とする場所に繰り返し移動する場合には、プレイバック（自動運転）の再生と逆再生の繰り返しによって荷役作業を効率良く実施できる。

１ 車両搭載型クレーン（クレーン）
２ アウトリガ
３Ｌ、３Ｒ アウトリガ用油圧シリンダ
４ ベース
５ 旋回用油圧モータ（アクチュエータ）
６ コラム
７ ブーム
８ ブーム伸縮用油圧シリンダ（アクチュエータ）
９ ブーム起伏用油圧シリンダ（アクチュエータ）
１０ ウインチ用油圧モータ（アクチュエータ）
１１ ウインチ
１２ ワイヤロープ
１３ フック
１４ タンク
１５ エンジン
１６ ＰＴＯ
１７ 油圧ポンプ
１８ 操作レバー
１９ 遠隔操作器
２０ コントロールバルブ
２２ ピストンロッド
２３ 鉄芯
２８、２９ （アウトリガ用）切換弁
３０ コントローラ
３１、３２、３３、３４ 切換弁
３５ 減圧弁
３６ メインスプール
３７ パイロットピストン
３７Ｌ、３７Ｒ 油室
３８ メインリリーフ弁
３９ アンロード弁
４０ 位置検出器
４１ 比例ソレノイド
４２Ｌ、４２Ｒ ソレノイド
５０ アクセルシリンダ
５１ 比例ソレノイド
５２ メインスプール
５３ 位置検出器
６１ ブーム長検出器
６２ ブーム角度検出器
６３ 旋回角度検出器
６４ ウインチドラム回転検出器
６５ 荷重検出器（荷重検出手段）
７０ 電源ランプ
７１ ブーム起伏選択スイッチ
７２ フック巻き上げ巻き下げ選択スイッチ
７３ ブーム伸縮選択スイッチ
７４ 左右旋回選択スイッチ
７５ 速度レバー
７６ モード切換スイッチ

Claims (1)

1. クレーンの操作のためにオペレータによって入力された一連の操作内容の記憶、並びにその一連の操作内容の再生および逆再生が可能なティーチングプレイバック装置であって、
   荷吊による荷重を検出する荷重検出手段と、前記入力された一連の操作内容を記憶する操作内容記憶手段と、該操作内容記憶手段で記憶された一連の操作内容の再生および逆再生をする操作内容再現手段とを備え、
   前記操作内容記憶手段は、前記荷重検出手段からの検出信号に基づいて、その検出信号が予め設定しておいた設定時間以上且つ判定値以上になったときに、荷吊が有りと判断し、荷吊が有りとの判断がされたときから荷吊が無しとの判断がされたときまでにオペレータによって入力された一連の操作内容を記憶するようになっていることを特徴とするクレーンのティーチングプレイバック装置。

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