JP6731357B2

JP6731357B2 - 巻上機の共吊制御装置および巻上機の吊上げ装置

Info

Publication number: JP6731357B2
Application number: JP2017009069A
Authority: JP
Inventors: 裕吾及川
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2017-01-23
Filing date: 2017-01-23
Publication date: 2020-07-29
Anticipated expiration: 2037-01-23
Also published as: WO2018135285A1; JP2018118791A; CN110167866A; CN110167866B

Description

本発明は、巻上機の共吊制御装置および巻上機の吊上げ装置に関する。

巻上機で長尺物を搬送する際、通常の玉掛け方法であると、吊荷の傾きによる落下の危険性がある。このため、特別な玉掛け治具を用いる場合がある。しかし、治具の装着に手間がかかるため、巻上機を２台用いて吊荷が傾かないように均等に荷重が掛かるように玉掛けをして長尺ものを搬送する方法がある。

この場合、巻上機を２台用いて吊荷を搬送するので、２台の巻上機間の速度が合わないと、搬送物に傾きが生じてしまい落下の危険性がある。

２台の巻上機間の速度を合わせる手段として、例えば、特許文献１がある。特許文献１では、インバータ駆動ホイストの制御部にクレーンフック位置データ、運転速度データ及び動作データを外部に供給し、または外部からのデータ入力を受け取る通信部を備える。

そして、この通信部を介し連動する各々のホイスト制御部間でデータの授受を行う。このような構成の下、２台の巻上機間の相対的な位置関係を維持して巻上げ及び巻下げ運転を行う。

特開平９−２５０９１号公報

特許文献１では、取得するクレーンフック位置データ等により相対的な位置関係を維持して巻上げ及び巻下げ運転を行っている。しかし、特許文献１では、巻上機のワイヤーロープが巻かれているドラム径やワイヤーロープの伸びによるメカ的（機械的な）な誤差の補正を実施していない。この結果、２台の巻上機間のフックブロック位置データの認識の差により搬送物に傾きが生じてしまう。

本発明の目的は、２台の巻上機を用いて、吊荷である搬送物に傾きが生じるのを防止して搬送物を搬送することにある。

本発明の一態様は、第１の巻上機と第２の巻上機を用いて搬送物を吊り上げる共吊制御装置であって、前記第１の巻上機と前記第２の巻上機の上下方向の機械的な位置の誤差を補正する補正手段と、前記第１の巻上機と前記第２の巻上機の相対的な位置合わせを行う位置合わせ手段と、を有し、前記補正手段は、前記位置合わせ手段による位置合わせを行う前に、前記機械的な位置の誤差を補正することを特徴とする。

本発明の一態様は、第１の巻上機と第２の巻上機を有する吊上げ装置であって、前記第１の巻上機と前記第２の巻上機の位置を特定する手段と、前記第１の巻上機の位置を予め指定された高さに、前記第２の巻上機の位置を予め指定された高さに補正する補正手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、２台の巻上機を用いて、吊荷である搬送物に傾きが生じるのを防止して搬送物を搬送することができる。

本発明の実施の形態に係る巻上機の共吊制御装置の全体構成図である。共吊制御装置の制御部の構成を示すブロック図である。２台の巻上機間にメカ的な誤差が生じることを示した図である。メカ誤差補正処理を示すフローチャートである。共吊制御の水平保持運転と位置保持運転の動作を表した図である。共吊運転選択制御の処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。

図１、図２を参照すると、実施の形態に係る巻上機の共吊制御装置では、２台の巻上機Ａ、Ｂを用いて搬送物Ｃを吊上げる。巻上機Ａは、クレーンフック１ａ、ワイヤーロープ２ａ、巻上誘導電動機（モータ）３ａ、巻上用装置４ａ、横行誘導電動機（モータ）５ａ、横行用装置６ａ、巻上・横行インバータ装置８ａ、操作用の入力装置９及び３相電源１６から構成されている。

一方、巻上機Ｂは、クレーンフック１ｂ、ワイヤーロープ２ｂ、巻上誘導電動機（モータ）３ｂ、巻上用装置４ｂ、横行誘導電動機（モータ）５ｂ、横行用装置６ｂ及び巻上・横行インバータ装置（制御部）８ｂ、から構成されている。

また、巻上誘導電動機（モータ）３ａには、誘導電動機用ブレーキ１０ａ、エンコーダ１１ａが設けられており、横行誘導電動機（モータ）５ａには、誘導電動機用ブレーキ１０ａが設けられている。

巻上・横行インバータ装置８ａには、巻上・横行インバータ制御部１２ａ、巻上用インバータ１３ａ、横行用インバータ１４ａが設けられている。一方、巻上誘導電動機３ｂには、誘導電動機用ブレーキ１０ｂ、エンコーダ１１ｂが設けられており、横行誘導電動機５ｂには誘導電動機用ブレーキ１０ｂが設けられている。

また、巻上・横行インバータ装置８ｂには、巻上・横行インバータ制御部１２ｂ、巻上用インバータ１３ｂ、横行用インバータ１４ｂが設けられている。

図１に示すように、共吊制御装置の巻上機Ａ、巻上機Ｂでは、クレーンフック１ａ、１ｂに取り付けた搬送物（荷物）Ｃを、巻上誘導電動機３ａ、３ｂを備えた巻上用装置４ａ、４ｂによりワイヤーロープ２ａ、２ｂをそれぞれ巻上及び巻下することにより上下方向に移動させる。

また、巻上機Ａ、巻上機Ｂは、横行用装置６ａ、６ｂにある車輪（図示せず）を横行誘導電動機５ａ、５ｂにより回転させることにより、横行用ガーダー７に沿って横方向に移動する。

ここで、共吊制御装置には、連動モードと単動モードがある。連動モードは、Ａ側の巻上機ＡとＢ側の巻上機Ｂが連動して動作するモードである。一方、単動モードは、Ａ側の巻上機ＡとＢ側の巻上機Ｂのどちらか一方のみが動作するモードである。

また、連動モードと単動モードの切り替え及び単動モードでのＡ側の巻上機Ａの動作又はＢ側の巻上機Ｂの動作の切替えは、図２に示す入力装置９を使用して行う。巻上誘導電動機３ａ、３ｂと横行誘導電動機５ａ、５ｂは、巻上・横行用インバータ装置８ａ、８ｂに設けられた図２の巻上・横行インバータ制御部１２ａ、１２ｂによりそれぞれ制御される。

即ち、オペレータ（操作者）が入力装置９からの所定の指示を入力すると、巻上・横行インバータ制御部１２ａ、１２ｂは、巻上用インバータ１３ａ、１３ｂと横行用インバータ１４ａ、１４ｂをそれぞれ制御する。

そして、巻上用インバータ１３ａ、１３ｂと横行用インバータ１４ａ、１４ｂから、制御に必要な周波数、電圧及び電流を巻上誘導電動機（モータ）３ａ、３ｂと横行誘導電動機（モータ）５ａ、５ｂにそれぞれ加える。

そして、誘導電動機用ブレーキ１０ａ、１０ｂを開放制御することで、巻上用装置４ａ、４ｂの場合、クレーンフック１ａ、１ｂに取り付けられた搬送物（荷物）Ｃが落下することなく上下方向にそれぞれ移動させる。また、横行用装置６ａ、６ｂの場合、横行用ガーダー７に沿って巻上用装置４ａ、４ｂを横方向にそれぞれ移動させる。

また、巻上・横行インバータ制御部１２ａ、１２ｂは、巻上誘導電動機（モータ）３ａ、３ｂの回転数を検出するエンコーダ１１ａ、１１ｂの情報、即ち位置情報を巻上・横行インバータ制御部１２ａ、１２ｂにそれぞれ取り込み、共吊制御制御に使用する。

また、Ａ側の巻上機Ａは、シリアル通信１５を介して、Ｂ側の巻上機Ｂの位置情報や、速度情報、運転状態情報を取得し、Ｂ側の巻上機Ｂに対する動作指示を実施する。シリアル通信に限らず無線や赤外線による通信であっても実施可能である。なお、有線のシリアル通信やパラレル通信を行う場合には、周辺環境の影響を受けにくいので有効である。

また、Ｂ側の巻上機Ｂは、Ａ側の巻上機Ａとのシリアル通信１５を介して、入力装置９による操作情報やＡ側の巻上機Ａからの動作指示により運転速度を選択して動作する。

図３は、巻上用装置４ａ、４ｂのドラム径やワイヤーロープ２ａ、２ｂの伸びにより、Ａ側の巻上機ＡとＢ側の巻上機Ｂとの間にメカ的な誤差が生じることを示した図である。

エンコーダ１１ａ、１１ｂによる位置情報はパルス波形で巻上・横行インバータ制御部１２ａ、１２ｂにそれぞれ入力され、巻上・横行インバータ制御部１２ａ、１２ｂは入力されたパルス数に基づき位置を認識する。

一般的に用いられるエンコーダ１１ａ、１１ｂはインクリメント方式のため、ゼロ位置を巻上・横行インバータ制御部１２ａ、１２ｂに知らしめる必要がある。例えば、クレーンフック１ａ、１ｂがそれ以上、上方向に移動できない位置（上限位置）をゼロ、即ちパルス数ゼロと設定する。

この設定によりクレーンフック１ａ、１ｂが下方向へ移動すると、パルス数がカウントされることで位置が判明する。ここで、下限位置となる地面付近にＡ側の巻上機Ａ、Ｂ側の巻上機Ｂのクレーンフック１ａ、１ｂを移動させる。

見た目の水平位置を合わせた場合に、メカ的な誤差が生じる。例えば、Ａ側の巻上機Ａの検出パルス数は１００６、Ｂ側の巻上機の検出パルス数は１０００となり、位置ズレが生じる。

次に、図４を参照して、上記メカ誤差を補正するためのメカ誤差補正処理について説明する。メカ誤差補正処理は、Ａ側の巻上機Ａの巻上・横行インバータ制御部１２ａで実施する。ここで、誤差補正処理は、定期的に、例えば１０ｍｓごとに実行されることが好ましい。

まず、最初にメカ誤差補正割合の取得操作があるか確認する（Ｓ１０１）。ここで、処理開始の操作は、Ａ側の巻上機Ａの巻上・横行インバータ制御部１２ａに設けられた設定用ボタン（図示せず）を操作することにより開始する。

また、前記処理開始の操作は、入力装置９からの信号入力状態により開始しても良い。前記取得操作があるのならば、その時のパルス差（Ｂ側パルス−Ａ側パス）を取り込み（Ｓ１０２）、補正割合を算出する（Ｓ１０３）。

ここで、パルス差の取り込み（Ｓ１０２）は、Ａ側の巻上機Ａの巻上・横行インバータ制御部１２ａに設けられた設定用ボタン（図示せず）を操作することによりパルス差を入力しても良い。

あるいは、入力装置９からのパルス差取り込み信号が入力された時点でのパルス差としても良い。前記取得操作が無い場合には、補正割合によりＡ側の巻上機Ａのパルスを補正する。

ここで、補正割合の初期値を１とすることで、補正割合取得操作を実施しない場合は、検出した通りのパルス数とすることができる。また、算出した補正割合は巻上・横行インバータ制御部１２ａに設けられた記憶部（図示せず）に記憶して保存する。

これにより、電源が遮断されても消去されることなくＡ側の巻上機Ａのパルス数を補正することができる。

前記メカ誤差補正処理により、例えば、クレーンフック１ａ、１ｂを下限位置で水平に合わせたとき、Ａ側の巻上機Ａの検出パルス数が１００６、Ｂ側の巻上機Ｂの検出パルス数は１０００の場合、パルス差が−６（Ａ側の巻上機Ａのクレーンフック１ａはＢ側の巻上機Ｂのクレーンフック１ｂより６パルス分上にある状態）となる。

これにより、補正割合は１＋（−６÷１００６）≒０．９９４０となり、Ａ側の巻上機Ａのパルス数を補正すると、１００６×０．９９４０≒１０００となる。従って、Ｂ側の巻上機Ｂの検出パルス数１０００と一致するため補正が正常に行える。

また、前記メカ誤差補正処理は、定期的に実行される処理であるので、位置合わせ制御の前段に処理を実行することで、適正に補正したパルス数で運用できる。

ここで、搬送物Ｃの形状は様々なので、共吊を実施するための玉掛け位置は、Ａ側の巻上機Ａ、Ｂ側の巻上機Ｂで各々異なることが多い。その際に生じる、Ａ側の巻上機ＡとＢ側の巻上機Ｂのクレーンフック１ａ、１ｂの位置の差を保持しながら運転することができる位置保持運転がある。

図５は、共吊制御の水平保持運転と位置保持運転の動作を表した図である。水平保持運転は、Ａ側の巻上機ＡとＢ側の巻上機Ｂのクレーンフック１ａ、１ｂの位置が水平位置を保持、すなわちパルス数の差がゼロになるように速度制御しながら運転するモードである。

一方、位置保持運転は、Ａ側の巻上機ＡとＢ側の巻上機Ｂのクレーンフック１ａ、１ｂの位置の差、即ちパルス数の差を記憶してパルス数の差を保持するように速度制御しながら運転するモードである。

次に、図６を参照して、各運転制御の切替処理及び各運転制御に用いるパルス数の差を決定する処理（共吊運転選択制御処理）について説明する。共吊運転選択制御処理は、Ａ側の巻上機Ａの巻上・横行インバータ制御部１２ａで実施する。そして、前記処理は、定期的に例えば１０ｍｓごとに実行されるのが好ましい。

まず、水平保持運転と位置保持運転の切替えは、共吊運転モードの選択指示があるかを確認することにより行われる（Ｓ２０１）。ここで、前記選択指示は、Ａ側の巻上機Ａの巻上・横行インバータ制御部１２ａに設けられた設定用ボタン（図示せず）を操作することにより開始する。

また、入力装置９からの信号入力状態により開始しても良い。前記選択指示があるのならば、その水平保持運転指示の状態で（Ｓ２０２）、水平保持運転（Ｓ２０３）または位置保持運転（Ｓ２０４）を選択する。

次に、各運転制御に用いるパルス数の差、即ち位置合わせの基準を決定する。まず、共吊運転制御モードを判定する（Ｓ２０５）。

水平保持運転モードならば、位置合わせ基準をゼロとする。位置保持運転モードであれば、入力装置９の「入」信号の状態を確認し（Ｓ２０７）、この信号状態がＯＦＦであれば、現在のＡ側検出パルス数とＢ側検出パルス数の差を、位置合わせ基準とする（Ｓ２０９）。

前記「入」信号状態がＯＮであれば、単動モードから連動モードへ切り替えているか確認し（Ｓ２０８）、切り替えていれば、現在のＡ側検出パルス数とＢ側検出パルス数の差を、位置合わせ基準とする（Ｓ２０９）。

上記実施の形態により、ドラム径やワイヤーロープ２ａ、２ｂの伸びによる２台の巻上機Ａ、Ｂ間のメカ的な誤差の補正割合を算出して、検出パルス数の補正を実施することができる。これにより、巻上機Ａ、Ｂ間のメカ的な誤差を補正することができる。

さらに、搬送物（吊荷）Ｄの形状に合わせて、相対的な位置関係を入力装置９の操作により簡単に設定することができ、さらに、運転したいモードも入力装置９の操作により簡単に設定することができる。

１ａ、１ｂクレーンフック
２ａ、２ｂワイヤーロープ
３ａ、３ｂ巻上誘導電動機
４ａ、４ｂ巻上用装置
５ａ、５ｂ横行誘導電動機
６ａ、６ｂ横行用装置
７横行用ガーダー
８ａ、８ｂ巻上・横行インバータ装置
９入力装置
１０ａ、１０ｂ誘導電動機用ブレーキ
１１ａ、１１ｂエンコーダ
１２ａ、１２ｂ巻上・横行インバータ制御部
１３ａ、１３ｂ巻上用インバータ
１４ａ、１４ｂ横行用インバータ
１５シリアル通信
１６３相電源
ＡＡ側の巻上機
ＢＢ側の巻上機
Ｃ搬送物

Claims

第１の巻上機と第２の巻上機を用いて搬送物を吊り上げる共吊制御装置であって、
前記第１の巻上機と前記第２の巻上機の上下方向の機械的な位置の誤差を補正する補正手段と、
前記第１の巻上機と前記第２の巻上機の相対的な位置合わせを行う位置合わせ手段と、
共吊運転選択制御処理を行う制御手段と、を有し、
前記補正手段は、前記位置合わせ手段による位置合わせを行う前に、前記機械的な位置の誤差を補正し、
前記位置合わせ手段は、前記搬送物の形状に応じて、前記第１の巻上機と前記第２の巻上機との水平位置を保持して運転する水平保持運転と、前記第１の巻上機と前記第２の巻上機との上下方向の位置の差を保持して運転する位置保持運転とを切り替える処理を伴って位置合わせを行い、
前記制御手段は、
入力装置を用いて、前記第１の巻上機と前記第２の巻上機が連動して動作する連動モードと、前記第１の巻上機と前記第２の巻上機のどちらか一方のみが動作する単動モードの切り替えを行い、
前記制御手段は、
前記共吊運転選択制御処理として、前記水平保持運転と前記位置保持運転とを切り替える処理を行い、
前記水平保持運転の場合、前記位置合わせの基準をゼロに設定し、
前記位置保持運転の場合、前記入力装置の信号入力状態を確認し、前記信号入力状態がＯＦＦであれば、前記位置合わせの基準を、前記第１の巻上機の検出パルス数と前記第２の巻上機の検出パルス数の差に設定し、
前記信号入力状態がＯＮであれば、前記単動モードから前記連動モードへ切り替えているか確認し、
前記単動モードから前記連動モードへ切り替えている場合、前記位置合わせの基準を、前記第１の巻上機の検出パルス数と前記第２の巻上機の検出パルス数の差に設定し、
前記単動モードから前記連動モードへ切り替えていない場合、前記共吊運転選択制御処理を終了させることを特徴とする巻上機の共吊制御装置。
前記第１の巻上機は、第１のクレーンフックを保持するための第１のドラムと、前記第１のドラムに巻かれている第１のワイヤーロープを有し、
前記第２の巻上機は、第２のクレーンフックを保持するための第２のドラムと、前記第２のドラムに巻かれている第２のワイヤーロープを有し、
前記上下方向の機械的な位置の誤差は、前記第１のドラムと前記第１のドラムとの間のドラム径の差又は前記第１のワイヤーロープと前記第２のワイヤーロープとの間の伸びの差により生じ、
前記上下方向の機械的な位置の誤差の補正は、前記第１のクレーンフックと前記第２のクレーンフックの基準位置からのパルス差から算出した補正割合に基づいて行われることを特徴とする請求項１に記載の巻上機の共吊制御装置。
前記算出した補正割合を保存する記憶部を、さらに有することを特徴とする請求項２に記載の巻上機の共吊制御装置。
前記位置合わせ手段では、前記水平保持運転は、前記第１のクレーンフックの位置と前記第２のクレーンフックの位置のパルス数の差がゼロになるように速度制御され、前記位置保持運転は、前記第１のクレーンフックの位置と前記第２のクレーンフックの位置のパルス数の差を保持するように速度制御されることを特徴とする請求項２に記載の巻上機の共吊制御装置。
前記位置合わせ手段は、前記入力装置を用いて、前記水平保持運転と前記位置保持運転との切り替えを行うことを特徴とする請求項１に記載の巻上機の共吊制御装置。
前記位置合わせ手段は、前記位置保持運転においては、前記入力装置の信号入力状態を確認し、前記信号入力状態がＯＦＦの操作タイミングにおける前記第１のクレーンフックの検出パルス数と前記第２のクレーンフックの検出パルス数の差を位置合わせの基準とすることを特徴とする請求項２に記載の巻上機の共吊制御装置。
前記位置合わせ手段は、前記位置保持運転において、前記信号入力状態がＯＦＦの操作タイミングを調整することにより、前記検出パルス数の差を任意に設定可能にすることを特徴とする請求項６に記載の巻上機の共吊制御装置。