JP6440891B1

JP6440891B1 - 検査システム及び検査方法

Info

Publication number: JP6440891B1
Application number: JP2018134039A
Authority: JP
Inventors: 伊藤　豊; 伊藤　　豊; 日比野　稔; 稔日比野
Original assignee: 菱栄工機株式会社
Priority date: 2018-07-17
Filing date: 2018-07-17
Publication date: 2018-12-19
Anticipated expiration: 2038-07-17
Also published as: JP2020011799A

Abstract

【課題】第一のレールと第二のレールに架け渡されたクレーンを走行させた際に、第一のレールと第二のレールの距離を確認できるようにすること。
【解決手段】第一のレール８１と第二のレール８２に架け渡されたクレーン２の点検時に用いられる検査システムであって、クレーンの一端側に配置され、第一のレールを撮影可能な第一撮影部５と、クレーンの他端側に配置され、第二のレールを撮影可能な第二撮影部６と、第一撮影部で得られた情報と第二撮影部で得られた情報を用いて、第一のレールと第二のレールの距離を演算可能な演算部と、を備えた構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、クレーンの点検時に用いられる検査システム及び検査方法に関するものである。

工場内に設置された天井クレーンには、工場建屋の構造物に敷設された２本のレール上を走行する構造の物がある。天井クレーンが敷設されたレール上を走行する時、敷設されたレールが真直で、同じ高さに平行に敷設される事が必要である。しかしながらレールの長さは５０ｍ程度あり、レールの剛性から考えると真直性を保つことが難しい。また、その状態で２本のレールを２０ｍ程度離れた状態で並べた場合、長手方向に対して２本のレール間の幅が均一であることは、保証できない。さらに、レールを敷設する工場建屋の構造物が経年による地盤変形によって、歪んでしまうことも考えられる。よって、天井クレーンが敷設されたレール上を問題なく走行することを保証するために、大きく２つの観点で検査が行われている。１つ目の観点はレールの不具合の有無を点検することがある。点検内容はさまざまであるが、例えば、レールの高さ（レベル）、レール間の距離（スパン）、レールの直線度、レールの亀裂、レール押さえなどについての点検を行う。２つ目の観点としては、クレーンの車輪がレールの上を適正に走行できているかを点検することである。適正に走行できていない時の不具合内容は様々であるが、例えば、２本のレールの間隔が限度以上に拡大または縮小していれば、車輪のフランジとレールが接触し、異音が発生する、２本のレールの高さが異なれば、天井クレーンの走行バランスが崩れ、天井クレーンが蛇行しながら走行するなどである。天井クレーンの点検者は、実際に天井クレーンを走行させて、走行不具合が発生していないかを官能で点検する。どちらの点検も長い走行軌道の部分的な不具合を確認する必要があり、作業者は頻繁に高所作業にて目視確認をおこなう必要があった。しかし、高所作業は望ましいものではない。また、設置された機器や配管などが障害物となるため、足場組や高所作業車を使用してもなお、目視点検が困難となる箇所も発生していた。さらに、天井クレーンの車輪とレールの関係は、吊り荷の状態や巻上機の位置によって異なることがあり、この場合は、作業者が不具合発生状況を直接確認する事が非常に危険な状態である。このような問題を解決するには、レール上を移動可能な検査装置を使用することが考えられる。例えば、特許文献１に記載の文献では、検査専用の台車の車輪に備えた超音波を用いて非破壊検査を行い、レールの点検を行う技術が開示されている。

特開２０１６−０８０３５５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、レールの亀裂の有無を確認するものである。勿論、レールの亀裂の有無を知ることは大切ではあるが、レールに亀裂がなければ、問題が生じなくなるわけではない。例えば、クレーンを長年使用することによりレール間の距離が離れると、走行に支障をきたす。例えば、第一のレールと第二のレールが２０ｍ間隔で配置されていても、第一のレールと第二のレールの距離の誤差は数ｃｍしか許されるものではなく、この確認を地上にいる作業者が行うことは非常に難しい。このような問題は、特許文献１に記載の技術では、解決できるものではなかった。また、特許文献１に記載の技術は、無負荷時のレール状態を確認する事しかできず、クレーン走行で発生する不具合を間接的に推論する因子を部分的に抽出するに過ぎない。

本件の発明者は、この点について鋭意検討することにより、解決を試みた。本発明の課題は、第一のレールと第二のレールに架け渡されたクレーンを走行させた際に、第一のレールと第二のレールの距離を確認できるようにすることである。

上記課題を解決するため、第一のレールと第二のレールに架け渡されたクレーンの点検時に用いられる検査システムであって、クレーンの一端側に配置され、第一のレールを撮影可能な第一撮影部と、クレーンの他端側に配置され、第二のレールを撮影可能な第二撮影部と、第一撮影部で得られた情報と第二撮影部で得られた情報を用いて、第一のレールと第二のレールの距離を演算可能な演算部と、を備えたことを特徴とする検査システムとする。

また、クレーンの走行時における上下方向への加速度を計測可能な加速度計を備えた構成とすることが好ましい。

また、第一撮影部には、撮影した画像から第一のレールの走行面の幅を解析可能な第一の画像解析用カメラと、第一の車輪と第一のレールの当たり具合を撮影可能な第一の当たり面確認カメラを備え、第二撮影部には、撮影した画像から第二のレールの走行面の幅を解析可能な第二の画像解析用カメラと、第二の車輪と第二のレールの当たり具合を撮影可能な第二の当たり面確認カメラを備え、第一の画像解析用カメラを用いて得られた情報と、第一の当たり面確認カメラを用いて得られた情報と、第二の画像解析用カメラを用いて得られた情報と、第二の当たり面確認カメラを用いて得られた情報を記憶可能な記憶部を備えた構成とすることが好ましい。

また、第一撮影部には、第一のレールの側面を撮影可能な第一の側面用カメラを備え、第二撮影部には、第二のレールの側面を撮影可能な第二の側面用カメラを備え、記憶部が、第一の側面用カメラを用いて得られた情報と、第二の側面用カメラを用いて得られた情報を記憶可能である構成とすることが好ましい。

また、第一のレールと第二のレールに架け渡されたクレーンの点検時に用いられる検査方法であって、クレーンの一端側に配置された第一撮影部で得られた第一のレールに関する情報と、クレーンの他端側に配置された第二撮影部で得られた第二のレールに関する情報と、を用い、演算部で第一のレールと第二のレールの距離を演算することを特徴とする検査方法とする。

また、検査方法では、クレーンの走行時における上下方向への加速度を計測することが好ましい。

また、クレーンの走行時における上下方向への加速度を計測することが好ましい。

また、第一のレールの走行面の幅を解析可能な情報と、第一の車輪と第一のレールの当たり具合を撮影した情報と、第二のレールの走行面の幅を解析可能な情報と、第二の車輪と第二のレールの当たり具合を撮影した情報を、記憶することが好ましい。

また、第一のレールの側面を撮影して得られた情報と、第二のレールの側面を撮影して得られた情報を記憶することが好ましい。

本発明では、第一のレールと第二のレールに架け渡されたクレーンを走行させた際に、第一のレールと第二のレールの距離を確認できるようにすることが可能となる。

実施形態におけるクレーンと第一撮影部及び第二撮影部との関係を表した図である。但し、クレーンのガーダーに取り付けられる巻き上げ機は省略している。サドルの一端に固定された第一撮影部周りのイメージ図である。但し、サドル内の構造の関係が分かるように示している。サドルの一端に固定された第二撮影部周りのイメージ図である。但し、サドル内の構造の関係が分かるように示している。第一撮影部で撮影された画像例を示した図である。但し、（ａ）は、第一の画像解析用カメラで撮影した画像のイメージ図であり、（ｂ）は、第一の当たり面確認カメラで撮影した画像のイメージ図であり、（ｃ）は、第一の側面用カメラで第一のレールの一方側の側面を撮影した画像のイメージ図であり、（ｄ）は、第一の側面用カメラで第一のレールの他方側の側面を撮影した画像のイメージ図である。

以下に発明を実施するための形態を示す。図１乃至図３に示されていることから理解されるように、本実施形態の検査システムは、第一のレール８１と第二のレール８２に架け渡されたクレーン２の点検時に用いられるものである。また、この検査システムには、クレーン２の一端側に配置され、第一のレール８１を撮影可能な第一撮影部５を備えている。また、クレーン２の他端側に配置され、第二のレール８２を撮影可能な第二撮影部６を備えている。更には、第一撮影部５で得られた情報と第二撮影部６で得られた情報を用いて、第一のレール８１と第二のレール８２の距離を演算可能な演算部を備えている。このため、第一のレール８１と第二のレール８２に架け渡されたクレーン２を走行させた際に、第一のレール８１と第二のレール８２の距離を確認できる。また、当該検査システムであると、無負荷の時の点検だけではなく、吊り荷をぶら下げて天橋クレーンを実働している状態での点検も可能となる。つまりは本発明の検査システムは、天井クレーン２の実働状態での不具合原因の解析を可能とする。これは、従来技術では得られなかった利点である。

なお、実施形態の演算部では、第一撮影部５で得られた情報（図４参照）を基に、第一のレール８１の幅方向中心を求める演算ができる。また、第二撮影部６で得られた情報を基に、第二のレール８２の幅方向中心を求める演算ができる。また、第一のレール８１の幅方向中心と、第二のレール８２の幅方向中心の距離を演算することもできる。

また、実施形態の検査方法は、第一のレール８１と第二のレール８２に架け渡されたクレーン２の点検時に用いられるものである。また、クレーン２の一端側に配置された第一撮影部５で得られた第一のレール８１に関する情報と、クレーン２の他端側に配置された第二撮影部６で得られた第二のレール８２に関する情報と、を用い、演算部で第一のレール８１と第二のレール８２の距離を演算する。このため、第一のレール８１と第二のレール８２に架け渡されたクレーン２を走行させた際に、第一のレール８１と第二のレール８２の距離を確認できる。

実施形態では、検査システムは、工場用のクレーン２に用いられる。このクレーン２はいわゆる天井クレーン２であり、第一のレール８１と第二のレール８２を架け渡すようにガーダー２１が配置されており、ランウェイガーダーといわれる支持部３１により支持されている。このクレーン２は、支持部３１上に取り付けられた第一のレール８１や第二のレール８２に沿って移動可能となっている。

実施形態のクレーン２はガーダー２１の一端側及び他端側の双方にサドル２２を備えている。サドル２２は、その長手方向が、第一のレール８１や第二のレール８２に平行となるように設けられている。クレーン２の一端側に位置するサドル２２には、第一のレール８１の上を走るために第一の車輪２３が複数備えられている。同様に、クレーン２の他端側に位置するサドル２２には、第二のレール８２の上を走るために第二の車輪２４が複数備えられている。

ところで、第一のレール８１の上を第一の車輪２３が走り、第二のレール８２の上を第二の車輪２４が走るため、通常、クレーン２はスムーズに走行する。しかし、経年劣化などにより第一のレール８１や第二のレール８２に不具合が生じてくることもある。例えば、第一のレール８１と第二のレール８２の距離が部分的に、初期状態から変化してしまう場合がある。

実施形態では、第一のレール８１と第二のレール８２の距離を確認するため、クレーン２の一端側に配置されたサドル２２に第一撮影部５が固定されている。また、クレーン２の他端側に配置されたサドル２２に第二撮影部６が固定されている。第一撮影部５と第二撮影部６はクレーン２と一体的に移動するため、クレーン２の移動に合わせて第一のレール８１や第二のレール８２を撮影することができる。実施形態では、第一撮影部５と第二撮影部６はクレーン２の走行中、カメラの向きなどが固定されている。

第一撮影部５と第二撮影部６はクレーン２の走行中であっても、相対的な関係は維持されるため、クレーン２がやや斜めになれば、第一撮影部５で撮影された画像も第二撮影部６で撮影された画像もやや斜めになる。したがってクレーン２の向きが、ややずれたことが分かる。つまり、本発明では、第一のレール８１と第二のレール８２の距離を、精度よく計測することが可能となる。このようなことは、第一のレール８１と第二のレール８２の何れかだけを撮影した場合は、わからない。画像が通常状態よりやや斜めになっていたとしても、それがレールに起因するのか、クレーン２に起因するのかを判断することができないからである。

ところで、クレーン２を走行させていると、レールなどの不具合により上下に移動する場合がある。このようなクレーン２の上下移動を知るため、本実施形態の検査システムは、クレーン２の走行時における上下方向への加速度を計測可能な加速度計９１を備えた構成としている。加速度計９１による計測は、第一撮影部５や第二撮影部６による撮影を行う際に行えば、加速度計９１が加速を検知した原因について、撮影結果をもとに検証を行いやすくなる。また、加速度計９１が加速を検知したあたりだけ撮影結果を確認するようにして、点検の効率化を図ることもできる。なお、画像と同時に加速度計９１の信号変化を同期させることにより不具合解析の精度を向上させることができる。

また、実施形態の検査システムは、第一撮影部５に、撮影した画像から第一のレール８１の走行面の幅を解析可能な第一の画像解析用カメラ５１と、第一の車輪２３と第一のレール８１の当たり具合を撮影可能な第一の当たり面確認カメラ５２を備えたものとしている。なお、実施形態の第一の当たり面確認カメラ５２は、ＬＥＤなどの光源のついたチューブ状のカメラであり、第一の車輪２３と第一のレール８１の当たり部分に近い位置で光を照らして撮影できる。

また、第二撮影部６に、撮影した画像から第二のレール８２の走行面の幅を解析可能な第二の画像解析用カメラ６１と、第二の車輪２４と第二のレール８２の当たり具合を撮影可能な第二の当たり面確認カメラ６２を備えたものとしている。なお、実施形態の第二の当たり面確認カメラ６２は、ＬＥＤなどの光源のついたチューブ状のカメラであり、第二の車輪２４と第二のレール８２の当たり部分に近い位置で光を照らして撮影できる。

更には、実施形態の検査システムは、第一の画像解析用カメラ５１を用いて得られた情報と、第一の当たり面確認カメラ５２を用いて得られた情報と、第二の画像解析用カメラ６１を用いて得られた情報と、第二の当たり面確認カメラ６２を用いて得られた情報を記憶可能な記憶部を備えたものとしている。

第一のレール８１の走行面の幅を解析可能な情報と、第一の車輪２３と第一のレール８１の当たり具合を撮影した情報と、第二のレール８２の走行面の幅を解析可能な情報と、第二の車輪２４と第二のレール８２の当たり具合を撮影した情報と、を記憶することで、第一のレール８１及び第二のレール８２の幅方向の摩耗や中心軸の確認などがし易くなるとともに、各レールと各車輪の当たり具合の確認もし易くなる。また、情報を記憶させておくことから、過去の情報と点検時の情報を比較できるようにもなる。したがって、経年変化などが把握しやすくなる。

実施形態では、第一のレール８１などの走行面を車輪が転がることで移動距離を確認可能なロードメーター９３について、その表示部を第一の画像解析用カメラ５１などで撮影するようにしている。このようにすれば、第一のレール８１などにおける、どのあたりを撮影しているのかが分かりやすくなる。

また、実施形態の検査システムは、第一撮影部５に、第一のレール８１の側面を撮影可能な第一の側面用カメラ５３を備えている。また、第二撮影部６には、第二のレール８２の側面を撮影可能な第二の側面用カメラ６３を備えている。更には、記憶部が、第一の側面用カメラ５３を用いて得られた情報と、第二の側面用カメラ６３を用いて得られた情報を記憶可能である。第一のレール８１の側面を撮影して得られた情報と、第二のレール８２の側面を撮影して得られた情報を記憶することで、第一のレール８１及び第二のレール８２の側面の点検をし易くなる。なお、第一のレール８１や第二のレール８２は複数のフックボルト４１を用いて各々を支えるランウェイガーダーに固定されることが多いが、第一のレール８１の側面や第二のレール８２の側面を確認すれば、フックボルト４１が取り付けられている部分の周囲の不具合を確認できる。

実施形態では、第一の側面用カメラ５３は、第一のレール８１の両側に配置されており、図４に示すように、第一のレール８１の両側面を確認できる。また、第二の側面用カメラ６３は、第二のレール８２の両側に配置されており、第二のレール８２の両側面を確認できる。なお、実施形態においては、第一の側面用カメラ５３及び第二の側面用カメラ６３は、ＬＥＤなどの光源のついたチューブ状のカメラであり、レールの側面に近い位置で光を照らして撮影できる。

本発明を用いると、クレーン２の実働状態におけるクレーン２とレールの相対的状況を記録し、アプリケーションにて繰り返し、確認する事が可能となる。したがって、確認内容の記録を長期的に利用することも可能であるし、短期的に複数回利用することも可能である。このため、情報の共有がし易くなる。また、カメラで得られた画像を用いれば、高度の能力を持たない者でも状況の把握が容易となる。

以上、実施形態を例にあげて本発明を説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、各種の態様とすることが可能である。例えば、第一撮影部や第二撮影部に備えられたカメラは、クレーンの走行中に向きを変えられるようにしても構わない。

また、第一の側面用カメラや第二の側面用カメラを各レールに対して一つだけ設けるものとしても良い。この場合、第一の側面用カメラや第二の側面用カメラを移動可能にしておくのが好ましい。こうしておけば、同時ではないものの、レールの両側を撮影することができる。

第一撮影部や第二撮影部で撮影された画像は、クレーン上の歩廊や点検台又は、床面にいる作業者がモニターで確認できるようにすることが好ましい。このモニターは専用のモニターでもよいし、作業者が所持している通信機器にアプリケ―ションを取り込むことで、この通信機器のモニターで視認できるようにしても良い。

実施形態では第一撮影部は第一の車輪の各々が撮影できるように配置し、第二撮影部は、第二撮影部は第二の車輪の各々が撮影できるように配置しているが、全ての車輪を撮影しなくても良い場合は、各々のサドルについて一カ所だけ撮影部を配置するようにしても良い。

実施形態では、クレーンを走行させている最中に撮影した画像をモニターで見ることができるが、撮影した画像を記憶し終えた後に、記録内容をモニターで確認するような構成としても良い。

１検査システム
２クレーン
５第一撮影部
６第二撮影部
５１第一の画像解析用カメラ
５２第一の当たり面確認カメラ
５３第一の側面用カメラ
６１第二の画像解析用カメラ
６２第二の当たり面確認カメラ
６３第二の側面用カメラ
８１第一のレール
８２第二のレール
９１加速度計

Claims

複数のフックボルトを用いてランウェイガーダーに固定された第一のレールと、複数のフックボルトを用いてランウェイガーダーに固定された第二のレールに架け渡されたクレーンの点検時に用いられる検査システムであって、
クレーンの一端側に固定され、第一のレールを撮影可能な第一撮影部と、
クレーンの他端側に固定され、第二のレールを撮影可能な第二撮影部と、
第一撮影部で得られた情報と第二撮影部で得られた情報を用いて、第一のレールと第二のレールの距離を演算可能な演算部と、
を備え、
第一撮影部には、撮影した画像から第一のレールの走行面の幅を解析可能な第一の画像解析用カメラと、第一の車輪と第一のレールの当たり具合を撮影可能な第一の当たり面確認カメラと、第一のレールの側面にあるフックボルトを撮影可能な第一の側面用カメラを備え、
第二撮影部には、撮影した画像から第二のレールの走行面の幅を解析可能な第二の画像解析用カメラと、第二の車輪と第二のレールの当たり具合を撮影可能な第二の当たり面確認カメラと、第二のレールの側面にあるフックボルトを撮影可能な第二の側面用カメラを備え、
第一の画像解析用カメラを用いて得られた情報と、第一の当たり面確認カメラを用いて得られた情報と、第一の側面用カメラを用いて得られた情報と、第二の画像解析用カメラを用いて得られた情報と、第二の当たり面確認カメラを用いて得られた情報と、第二の側面用カメラを用いて得られた情報を記憶可能な記憶部を備え、
第一撮影部と第二撮影部はクレーンと一体的に移動することができ、吊り荷をクレーンにぶら下げた状態での撮影が可能なことを特徴とする検査システム。
クレーンの走行時における上下方向への加速度を計測可能な加速度計を備えた請求項１に記載の検査システム。
複数のフックボルトを用いてランウェイガーダーに固定された第一のレールと、複数のフックボルトを用いてランウェイガーダーに固定された第二のレールに架け渡されたクレーンの点検時に用いられる検査方法であって、
クレーンと一体的に移動するようにクレーンの一端側に固定された第一撮影部で得られた第一のレールに関する情報と、
クレーンと一体的に移動するようにクレーンの他端側に固定された第二撮影部で得られた第二のレールに関する情報と、を用い、
演算部で、吊り荷がクレーンにぶら下げられた状態における第一のレールと第二のレールの距離を演算することを特徴とする検査方法。
クレーンの走行時における上下方向への加速度を計測する請求項３に記載の検査方法。
第一のレールの走行面の幅を解析可能な情報と、第一の車輪と第一のレールの当たり具合を撮影した情報と、第二のレールの走行面の幅を解析可能な情報と、第二の車輪と第二のレールの当たり具合を撮影した情報を、記憶する請求項３又は４に記載の検査方法。
第一のレールの側面に取り付けられているフックボルトを撮影して得られた情報と、第二のレールの側面に取り付けられているフックボルトを撮影して得られた情報を記憶する請求項３乃至５の何れかに記載の検査方法。