JP6872465B2 - Control method of cargo carrier - Google Patents

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憲昌 長沼
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Description

本発明は、荷役物の重量が一定でない場合の荷役物運搬機の昇降の制御において、エンコーダを用いて、スムースに地切りをする荷役物運搬機の制御方法に関するものである。 The present invention relates to a method for controlling a cargo handling machine that smoothly cuts the ground by using an encoder in controlling the raising and lowering of the cargo handling machine when the weight of the cargo handling object is not constant.

特許文献1では、地切り前のアームの撓みの動作を、アーム中間に配設した加速度センサで検出し、地切りの制御をしている。 In Patent Document 1, the bending motion of the arm before ground cutting is detected by an acceleration sensor arranged in the middle of the arm to control ground cutting.

しかし、アームの撓みの動作は、揺れるように動くこともあり、演算された昇降の指令値が滑らかでなく、スムースな地切りの制御ができない時もあった。 However, the bending motion of the arm may move in a swaying manner, and the calculated ascending / descending command value is not smooth, and there are times when smooth ground cutting cannot be controlled.

引用文献2は、速度検出器で力点の速度で地切りの瞬間を検出している。しかし、地切り直後を検出するので、アーム先端が少し跳ね上がってから制御し、引用文献1より跳ね上がり量は大きく、操作しにくかった。 In Cited Document 2, a speed detector detects the moment of ground cutting at the speed of the point of effort. However, since it is detected immediately after the ground cutting, it is controlled after the tip of the arm jumps up a little, and the amount of jumping up is larger than that of Cited Document 1, and it is difficult to operate.

例えば、引用文献2の速度検出器は、エンコーダを用いて距離と時間で速度に変換できる。本発明は、エンコーダを使用しているが、速度を検出するのに使用していない。 For example, the speed detector of Cited Document 2 can be converted into speed by distance and time using an encoder. Although the present invention uses an encoder, it is not used to detect speed.

特開2015−129045号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-129045 特開2000−169100号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-169100

解決しようとする問題点は、地切り前のアームの撓みを利用した制御ではアームの揺れを加速検出器で検出してしまい、スムースな地切り制御ができなかった点である。また、地切りの直後を検出する制御では、跳ね上がり量が多い点である。 The problem to be solved is that the acceleration detector detects the shaking of the arm in the control using the deflection of the arm before the ground cutting, and the ground cutting control cannot be performed smoothly. In addition, in the control that detects immediately after the ground cutting, the amount of bounce is large.

本発明は、エンコーダを用いて、荷役物の把持から地切りする間の力点の予測移動距離を予め設定しておき、力点が地切り予測点に近づくにつれて操作部電気信号の制限値を下げて、地切りコントロール力を地切り直前に減少させることを最も主要な特徴とする。 In the present invention, the predicted movement distance of the force point between the gripping of the cargo handling object and the ground cutting is set in advance by using the encoder, and the limit value of the operation unit electric signal is lowered as the force point approaches the ground cutting prediction point. The most important feature is to reduce the ground cutting control power just before the ground cutting.

本発明の荷役物運搬機の制御方法は、荷役物の重量が判らない場合でも、跳ね上がり量が抑えられたスムースな地切りができるという利点がある。 The control method of the cargo handling machine of the present invention has an advantage that smooth ground cutting with a suppressed amount of jumping can be performed even when the weight of the cargo handling object is unknown.

図1は、荷役物運搬機の総体図である。(実施例1)FIG. 1 is an overall view of a cargo handling machine. (Example 1) 図2は、制御と構成を表す概念図である。(実施例1)FIG. 2 is a conceptual diagram showing control and configuration. (Example 1) 図3は、操作部電気信号とレバーへの力の大きさのグラフである。(実施例1)FIG. 3 is a graph of the electric signal of the operation unit and the magnitude of the force on the lever. (Example 1) 図4は、エンコーダ移動距離と操作部電気信号の制限値のグラフである。(実施例1)FIG. 4 is a graph of the encoder movement distance and the limit value of the operation unit electric signal. (Example 1) 図5は、エンコーダの移動距離と駆動源指令力のグラフである。(実施例1)FIG. 5 is a graph of the movement distance of the encoder and the command force of the drive source. (Example 1) 図6は、経過時間と駆動源指令力のグラフである。(実施例1)FIG. 6 is a graph of elapsed time and drive source command force. (Example 1) 図7は、制御のフロー図である。(実施例1)FIG. 7 is a control flow diagram. (Example 1)

エンコーダを用いて、荷役物の把持から地切りする間の力点の予測移動距離を予め設定しておき、力点が地切り予測点に近づくにつれて操作部電気信号の制限値を下げて、地切りコントロール力を減少させ、跳ね上がり量が抑えられたスムースな地切りを実現した。 Using an encoder, the predicted movement distance of the force point between gripping the cargo and cutting the ground is set in advance, and as the force point approaches the predicted ground cutting point, the limit value of the electric signal of the operation unit is lowered to control the ground cutting. Achieves smooth ground cutting with reduced force and reduced amount of bounce.

図1は、荷役物運搬機の総体図である。荷役物運搬機1は、台座2、旋回台3、アーム4を備えた昇降機構部5、操作部6を備えている。昇降機構部5は、本体部7とパンタグラフ式のアーム4を備えている。操作部6は、アーム4の先端に配設され、作業者8が昇降させたい方向に力を入れ昇降を指令する。操作部6にレバー9が配設されている。レバー9には歪みゲージ(図示せず)が取付けられ、レバー9に加えられた力に応じて駆動源(図示せず)への指令を行う。レバー9への力が弱い力だとゆっくり、強い力だと速く、力の加減に応じて昇降する。操作部6の下にアタッチメント10が取付けられている。アタッチメント10は、荷役物11を把持している。荷役物11は台12の上に置かれている。荷役物11を把持して、作業者8が昇降させ、また、旋回させることで三次元に荷役物11をアーム4の可動範囲内で運搬できる。 FIG. 1 is an overall view of a cargo handling machine. The cargo handling machine 1 includes a pedestal 2, a swivel base 3, an elevating mechanism unit 5 having an arm 4, and an operation unit 6. The elevating mechanism portion 5 includes a main body portion 7 and a pantograph type arm 4. The operation unit 6 is arranged at the tip of the arm 4 and gives a force in the direction in which the operator 8 wants to move up and down to command the up and down. A lever 9 is provided on the operation unit 6. A strain gauge (not shown) is attached to the lever 9, and a command is given to the drive source (not shown) according to the force applied to the lever 9. If the force on the lever 9 is weak, it moves slowly, and if it is strong, it moves up and down according to the amount of force. The attachment 10 is attached under the operation unit 6. The attachment 10 grips the cargo handling object 11. The cargo handling object 11 is placed on the table 12. By grasping the cargo handling object 11 and raising and lowering it by the operator 8 and turning it, the cargo handling object 11 can be three-dimensionally transported within the movable range of the arm 4.

図2は、制御と構成を表す概念図である。荷役物運搬機1は、アーム4を備えた昇降機構部5、操作部6を備えている。昇降機構部5は、本体部7とパンタグラフ式のアーム4を備えている。本体部7には、水平レール13、エンコーダ14、駆動源15、演算部16、出力変換器17が固定されている。駆動源15はエアシリンダ18であり、チューブ19側が本体部7に固定され、ロッド20が上下する。昇降機構部5のアーム4は、支点21、力点22、作用点23がある。水平レール13に支点21が係合されている。水平レール13は固定されているので、支点21は上下には動かない。力点22はロッド20の先端に係合され、駆動源15で力点22を駆動することで荷役物11が昇降する。エンコーダ14は力点22に係合され、エンコーダ14は力点22の上下の移動距離を検出する。演算部16は、エンコーダ14と操作部6と駆動源15と出力変換器17と電源24に接続されている。出力変換器17は、実施例では電空レギュレータであり、エア源25に接続されている。演算部16は、地切りモードと昇降モードを有している。実施例では、駆動源15はエアシリンダ18を使用しているが、電気モータ・油圧シリンダ・電動シリンダでもよく駆動源を限定するものでない。 FIG. 2 is a conceptual diagram showing control and configuration. The cargo handling machine 1 includes an elevating mechanism unit 5 and an operation unit 6 provided with an arm 4. The elevating mechanism portion 5 includes a main body portion 7 and a pantograph type arm 4. A horizontal rail 13, an encoder 14, a drive source 15, a calculation unit 16, and an output converter 17 are fixed to the main body 7. The drive source 15 is an air cylinder 18, the tube 19 side is fixed to the main body 7, and the rod 20 moves up and down. The arm 4 of the elevating mechanism portion 5 has a fulcrum 21, a force point 22, and an action point 23. The fulcrum 21 is engaged with the horizontal rail 13. Since the horizontal rail 13 is fixed, the fulcrum 21 does not move up and down. The force point 22 is engaged with the tip of the rod 20, and the force point 22 is driven by the drive source 15 to raise and lower the cargo handling object 11. The encoder 14 is engaged with the force point 22, and the encoder 14 detects the moving distance above and below the force point 22. The calculation unit 16 is connected to the encoder 14, the operation unit 6, the drive source 15, the output converter 17, and the power supply 24. The output converter 17 is an electropneumatic regulator in the embodiment and is connected to the air source 25. The calculation unit 16 has a ground cutting mode and an elevating mode. In the embodiment, the drive source 15 uses an air cylinder 18, but an electric motor, a hydraulic cylinder, or an electric cylinder may be used, and the drive source is not limited.

図3は、操作部電気信号とレバーへの力の大きさのグラフである。X軸がレバー9への力の大きさであり、Y軸が操作部6の操作部電気信号である。実線が地切りモードで、点線が昇降モードである。地切りモードでは、操作部電気信号の出力を大きくして、地切り時間を短くする。昇降モードでは、操作部電気信号の出力を地切りモードより小さくしている。作業者8がレバー9への力を大きくすると、その力に応じて操作部電気信号の出力も大きくなる。昇降モードでは、レバー9への力が弱い力だとゆっくり、強い力だと速く、力の加減に応じて昇降する。荷役物11を把持して地切りする間は、地切りモードである。荷役物11を把持して地切りする間以外は、昇降モードである。後述するが、地切りモードでは、操作部電気信号の出力が制限される。 FIG. 3 is a graph of the electric signal of the operation unit and the magnitude of the force on the lever. The X-axis is the magnitude of the force on the lever 9, and the Y-axis is the operation unit electrical signal of the operation unit 6. The solid line is the ground cutting mode, and the dotted line is the elevating mode. In the ground cutting mode, the output of the electric signal of the operation unit is increased to shorten the ground cutting time. In the ascending / descending mode, the output of the electric signal of the operation unit is made smaller than that in the ground cutting mode. When the operator 8 increases the force on the lever 9, the output of the electric signal of the operation unit also increases according to the force. In the ascending / descending mode, if the force on the lever 9 is weak, the force is slow, and if the force is strong, the force is fast. While gripping the cargo handling object 11 and cutting the ground, the ground cutting mode is used. It is in the elevating mode except while gripping the cargo handling object 11 and cutting the ground. As will be described later, in the ground cutting mode, the output of the operation unit electric signal is limited.

図4は、エンコーダ移動距離と操作部電気信号の制限値のグラフである。地切りモードの場合に、操作部6の操作部電気信号を制限している。図4の垂直の点線は、補助線である。X軸は力点のエンコーダ14移動距離であり、Y軸が操作部6の操作部電気信号の制限値である。図3では、操作部電気信号の値が15であっても、地切りモードでは、エンコーダ14の位置により操作部電気信号の値が制限される。たとえば、エンコーダ14移動距離の値が9mmの時には、操作部電気信号の値が15であっても、操作部電気信号は5となる。操作部電気信号の値を制限するのは、値を制限していない場合に作業者8が必要以上にレバー9に力を入れと、後述する駆動源指令力が大ききなり過ぎて荷役物11が跳ね上がるからである。操作部電気信号が、制限値以下の場合はその値が採用される。実施例では、荷役物11を把持してから地切りするまでの力点22の移動は、10mmとしている。この10mmの距離は、荷役物11の最大重量の時において、荷役物11の把持の瞬間の力点と地切りする瞬間の力点の地切り予測距離として予め設定している。把持の瞬間から地切りする瞬間の間で、力点22が移動するのは、アーム4とアーム4のつなぎ目など微小のガタやアーム4の撓み分などがあるためである。荷役物11の最大重量を予め設定することで、荷役物11の重量が最小でも対応可能である。エンコーダ14の移動距離は、0mmの地点が把持した瞬間で、10mmが地切りすると設定した地点である。0mmから9mmまでは、操作部電気信号の制限値は緩やかに下降し、9mmから10mmは急下降する。9mmから10mmは急下降することで、地切りする直前で跳ね上がりを抑制する制御となる。 FIG. 4 is a graph of the encoder movement distance and the limit value of the operation unit electric signal. In the ground cutting mode, the operation unit electric signal of the operation unit 6 is limited. The vertical dotted line in FIG. 4 is an auxiliary line. The X-axis is the moving distance of the encoder 14 of the force point, and the Y-axis is the limit value of the operation unit electric signal of the operation unit 6. In FIG. 3, even if the value of the operation unit electric signal is 15, in the ground cutting mode, the value of the operation unit electric signal is limited by the position of the encoder 14. For example, when the value of the moving distance of the encoder 14 is 9 mm, the electric signal of the operating unit is 5 even if the value of the electric signal of the operating unit is 15. The reason for limiting the value of the electric signal of the operation unit is that if the operator 8 exerts more force on the lever 9 than necessary when the value is not limited, the drive source command force described later becomes too large and the cargo handling object 11 becomes too large. Because it jumps up. If the electrical signal of the operation unit is less than or equal to the limit value, that value is adopted. In the embodiment, the movement of the force point 22 from gripping the cargo handling object 11 to cutting the ground is set to 10 mm. This distance of 10 mm is preset as a ground cutting predicted distance between the force point at the moment of gripping the cargo handling object 11 and the force point at the moment of ground cutting at the time of the maximum weight of the cargo handling object 11. The reason why the force point 22 moves from the moment of gripping to the moment of cutting the ground is that there is a slight backlash such as a joint between the arms 4 and the arm 4 and a bending amount of the arm 4. By setting the maximum weight of the cargo handling object 11 in advance, it is possible to handle even the minimum weight of the cargo handling object 11. The moving distance of the encoder 14 is a point set to cut the ground at 10 mm at the moment when the point at 0 mm is gripped. From 0 mm to 9 mm, the limit value of the operation unit electric signal gradually decreases, and from 9 mm to 10 mm, the limit value suddenly decreases. By suddenly descending from 9 mm to 10 mm, it is controlled to suppress the jumping just before the ground cutting.

図5は、エンコーダの移動距離と駆動源指令力のグラフである。地切りモードの場合の駆動源指令力の変化である。図5の垂直と水平の点線は、補助線である。X軸は力点のエンコーダ14移動距離であり、Y軸が駆動源15への駆動源指令力である。駆動源指令力は、地切りコントロール力31とワーク重量基本力32の合計である。ワークとは、荷役物11の事である。駆動源指令力のY軸に20kgfと記載してあるが、20kgの荷役物11を持ち上げるのに必要な駆動源指令力を示している。演算部16は一定時間毎に演算し、操作部電気信号と力点22の移動距離に応じて地切りコントロール力31を演算する。演算部16は一定時間毎に演算し、ワーク重量基本力32は、地切りコントロール力31に係数を乗したものとワーク重量基本力32の一定時間の前の値を加えて演算する。ワーク重量基本力32の推移は、原点から右上がりの点線33で示している。ワーク重量基本力32と地切りコントロール力31を加えたものを駆動源指令力とし、駆動源指令力を演算部16が駆動源15に指令する。0の原点が、荷役物11をアタッチメント10が把持した瞬間であり、エンコーダ14移動距離が10mmの地点が地切りの瞬間である。エンコーダ14移動距離が9mmの地点は、地切りの直前であり、駆動源指令力を急激に下げ、地切り後の跳ね上がりを抑制する。地切りコントロール力31の増減の推移は、荷役物11の把持と同時に作業者8が上昇側にレバー9に力を入れ、地切りさせようとするので地切りコントロール力31が急激に増え、そして、図4の操作部電気信号の制限値の設定があるので、エンコーダ14移動距離が9mmの地点から激減する。エンコーダ14移動距離が10mmの地点以降は、地切り後であり昇降モードとなる。駆動源指令力を一旦20kgf以上してから20kgfにするのは、地切りの瞬間にふわっと荷役物11を地切りさせるためである。 FIG. 5 is a graph of the movement distance of the encoder and the command force of the drive source. This is the change in the drive source command force in the ground cutting mode. The vertical and horizontal dotted lines in FIG. 5 are auxiliary lines. The X-axis is the moving distance of the encoder 14 of the force point, and the Y-axis is the drive source command force to the drive source 15. The drive source command force is the sum of the ground cutting control force 31 and the work weight basic force 32. The work is the cargo handling object 11. Although 20 kgf is described on the Y-axis of the drive source command force, it indicates the drive source command force required to lift the 20 kg cargo handling object 11. The calculation unit 16 calculates at regular time intervals, and calculates the ground cutting control force 31 according to the moving distance between the operation unit electric signal and the force point 22. The calculation unit 16 calculates at regular time intervals, and the work weight basic force 32 is calculated by adding the value obtained by multiplying the ground cutting control force 31 by a coefficient and the value of the work weight basic force 32 before the fixed time. The transition of the work weight basic force 32 is shown by a dotted line 33 rising to the right from the origin. The work weight basic force 32 and the ground cutting control force 31 are added together as the drive source command force, and the calculation unit 16 commands the drive source 15 to the drive source command force. The origin of 0 is the moment when the cargo handling object 11 is gripped by the attachment 10, and the point where the movement distance of the encoder 14 is 10 mm is the moment of ground cutting. The point where the encoder 14 has a moving distance of 9 mm is immediately before the ground cutting, and the drive source command force is sharply lowered to suppress the jumping up after the ground cutting. The change in the increase / decrease of the ground cutting control force 31 is that the worker 8 applies force to the lever 9 on the ascending side at the same time as grasping the cargo handling object 11 to try to cut the ground, so that the ground cutting control force 31 increases sharply, and Since the limit value of the operation unit electric signal in FIG. 4 is set, the moving distance of the encoder 14 is drastically reduced from the point of 9 mm. After the point where the movement distance of the encoder 14 is 10 mm or later, the elevator mode is set after the ground is cut. The reason why the drive source command force is once increased to 20 kgf or more and then set to 20 kgf is to softly cut the cargo handling object 11 at the moment of ground cutting.

図6は、経過時間と駆動源指令力のグラフである。地切りモードの場合の駆動源指令力の変化である。図6の垂直と水平の点線は、補助線である。X軸は経過時間であり、Y軸が駆動源15への駆動源指令力である。駆動源指令力は、地切りコントロール力41とワーク重量基本力42の合計である。ワークとは、荷役物11の事である。駆動源指令力のY軸に20kgfと記載してあるが、20kgの荷役物11を持ち上げるのに必要な駆動源指令力を示している。演算部16は一定時間毎に演算し、操作部6の操作部電気信号と力点22の移動距離に応じて地切りコントロール力41を演算する。一定時間毎とは、1ms(=1000分の1秒)である。演算部16は一定時間毎に演算し、ワーク重量基本力42は地切りコントロール力41に係数を乗したものとワーク重量基本力42の一定時間の前の値を加えて演算する。ワーク重量基本力42の推移は、原点から右上がりの点線43で示している。ワーク重量基本力42と地切りコントロール力41を加えたものを駆動源指令力とし、駆動源指令力を演算部16が駆動源15に指令する。0の原点が、荷役物11をアタッチメント10が把持した瞬間であり、経過時間が1000ms(=1秒)の時点が地切りの瞬間である。経過時間が900msの時点は、地切りの直前であり、駆動源指令力を急激に下げ、地切り後の跳ね上がりを抑制する。地切りコントロール力41の増減の推移は、荷役物11の把持と同時に作業者8が上昇側にレバー9に力を入れ、地切りさせようとするので地切りコントロール力41が急激に増え、そして、図4の操作部電気信号の制限値の設定があるので、経過時間が900msの時点から激減する。経過時間が1000msの時点以降は、地切り後であり昇降モードとなる。例えば、300msの時点で、地切りコントロール力41が8kgf、ワーク重量基本力42が7kgfとすると、駆動源指令力は15kgfとなる。1ms後の301msの時点は、地切りコントロール力41が7.999kgfとなると、ワーク重量基本力42は前回の300msのワーク重量基本力42が7kgf+地切りコントロール力41が7.999kgf×0.006の計算となり7.047994kgfで、駆動源指令力は15.046994kgfとなる。1ms毎に、「地切りコントロール力41」+「1ms前のワーク重量基本力42」+「地切りコントロール力41×0.006」=「駆動源指令力」として演算される。1ms毎に、操作部6の操作部電気信号と力点22の移動距離に応じて地切りコントロール力42は演算される。0.006は、係数である。
換言すると、
地切りコントロール力41=A
1ms前のワーク重量基本力42=b
ワーク重量基本力42=B=b+A×0.006
駆動源指令力=C=A+B
係数=0.006
A+(b+A×0.006)=C となる。
操作部電気信号と力点22の移動距離に応じて地切りコントロール力41を演算し、ワーク重量基本力42は地切りコントロール力41に係数を乗したものとワーク重量基本力42の一定時間の前の値を加えて演算され、ワーク重量基本力42と地切りコントロール力41を加えたものを駆動源指令力とし、駆動源指令力を演算部16が駆動源15に指令する。1ms毎に演算されるので、図6のようになる。駆動源指令力を一旦20kgf以上してから20kgfにするのは、地切りの瞬間にふわっと荷役物11を地切りさせるためである。
FIG. 6 is a graph of elapsed time and drive source command force. This is the change in the drive source command force in the ground cutting mode. The vertical and horizontal dotted lines in FIG. 6 are auxiliary lines. The X-axis is the elapsed time, and the Y-axis is the drive source command force to the drive source 15. The drive source command force is the sum of the ground cutting control force 41 and the work weight basic force 42. The work is the cargo handling object 11. Although 20 kgf is described on the Y-axis of the drive source command force, it indicates the drive source command force required to lift the 20 kg cargo handling object 11. The calculation unit 16 calculates at regular time intervals, and calculates the ground cutting control force 41 according to the operation unit electric signal of the operation unit 6 and the moving distance of the force point 22. Every fixed time is 1 ms (= 1/1000 second). The calculation unit 16 calculates at regular time intervals, and the work weight basic force 42 is calculated by adding the value obtained by multiplying the ground cutting control force 41 by a coefficient and the value of the work weight basic force 42 before the fixed time. The transition of the work weight basic force 42 is shown by a dotted line 43 rising to the right from the origin. The work weight basic force 42 and the ground cutting control force 41 are added together as the drive source command force, and the calculation unit 16 commands the drive source 15 to the drive source command force. The origin of 0 is the moment when the cargo handling object 11 is gripped by the attachment 10, and the time when the elapsed time is 1000 ms (= 1 second) is the moment of ground cutting. The time point of the elapsed time of 900 ms is immediately before the ground cutting, and the drive source command force is sharply lowered to suppress the jumping up after the ground cutting. The change in the increase / decrease of the ground cutting control force 41 is that the worker 8 applies force to the lever 9 on the ascending side at the same time as grasping the cargo handling object 11 to try to cut the ground, so that the ground cutting control force 41 increases sharply, and Since the limit value of the operation unit electric signal in FIG. 4 is set, the elapsed time is drastically reduced from the time of 900 ms. After the elapsed time of 1000 ms or later, the elevating mode is set after the ground is cut. For example, if the ground cutting control force 41 is 8 kgf and the work weight basic force 42 is 7 kgf at 300 ms, the drive source command force is 15 kgf. At the time of 301 ms after 1 ms, when the ground cutting control force 41 becomes 7.999 kgf, the work weight basic force 42 is 7 kgf for the previous 300 ms work weight basic force 42 + 7.999 kgf × 0.006 for the ground cutting control force 41. The calculation is 7.047994 kgf, and the drive source command force is 15.046994 kgf. Every 1 ms, it is calculated as "ground cutting control force 41" + "work weight basic force 42 1 ms before" + "ground cutting control force 41 x 0.006" = "drive source command force". Every 1 ms, the ground cutting control force 42 is calculated according to the operation unit electric signal of the operation unit 6 and the moving distance of the force point 22. 0.006 is a coefficient.
In other words,
Ground cutting control force 41 = A
Work weight fundamental force 42 = b 1 ms ago
Work weight basic force 42 = B = b + A x 0.006
Drive source command force = C = A + B
Coefficient = 0.006
A + (b + A × 0.006) = C.
The ground cutting control force 41 is calculated according to the electric signal of the operation unit and the moving distance of the force point 22, and the work weight basic force 42 is obtained by multiplying the ground cutting control force 41 by a coefficient and before a certain time of the work weight basic force 42. The value of is added and calculated, and the sum of the work weight basic force 42 and the ground cutting control force 41 is used as the drive source command force, and the calculation unit 16 commands the drive source 15 to the drive source command force. Since it is calculated every 1 ms, it becomes as shown in FIG. The reason why the drive source command force is once increased to 20 kgf or more and then set to 20 kgf is to softly cut the cargo handling object 11 at the moment of ground cutting.

図7は、制御のフロー図である。地切りモードの制御のフロー図であり、地切りモード開始のステップ51と、操作部電気信号を受信のステップ52と、力点の移動距離を受信のステップ53と、地切りコントロール力を演算のステップ54と、ワーク重量基本力を演算のステップ55と、駆動源指令力を演算のステップ56と、駆動源指令力を出力変換器に出力のステップ57と、地切り判定のステップ58と、地切りモード終了のステップ59と、昇降モードに移行のステップ60を備えている。フローは、1ms(=1000分の1秒)毎に操作部電気信号を受信のステップ52から地切り判定のステップ58まで行われる。操作部電気信号を受信のステップ52は、操作部6のレバー9への力の度合を電気信号で出力しており、その電気信号を操作部電気信号として演算部16で受信する。力点の移動距離を受信のステップ53は、荷役物11を把持した瞬間の力点22の位置からの力点22の移動距離を演算部16で受信する。地切りコントロール力を演算のステップ54は、操作部電気信号と力点22の移動距離に応じて地切りコントロール力を演算部16で演算する。ワーク重量基本力を演算するステップ55は、地切りコントロール力に係数を乗したものにワーク重量基本力の一定時間の前の値を加えたものをワーク重量基本力として演算部16で演算する。駆動源指令力を演算のステップ56は、地切りコントロール力とワーク重量基本力を加算されたものを駆動源指令力として演算部16で演算する。駆動源指令力を出力変換器に出力のステップ57は、前のステップの駆動源指令力を演算のステップ56で演算された駆動源指令力を出力変換器17に出力する。出力変換器17は、駆動源指令力を駆動源15へ指示する。地切り判定のステップ58は、エンコーダ14で力点22の移動距離を検出し地切りしたかを判定する。地切り判定で、地切りしていないと操作部電気信号を受信のステップ52からやり直す。地切り判定で地切りしていると判定すると、地切りモード終了のステップ59に移行する。地切り判定の基準は、力点22の移動距離が荷役物11の把持の瞬間から10mmを超えたかである。例えば、荷役物11の最大重量が20kgで、地切りモードで力点22の移動距離が10mmと設定したとすると、10kgの荷役物11の場合は、力点22の移動距離が10mm未満で地切りしてしまうが、10mm未満で地切りしても地切りした直後に10mmの地点を通過するので地切りと判定できる。地切りモード終了のステップ59の次は、昇降モードに移行のステップ60である。 FIG. 7 is a control flow diagram. It is a flow chart of the control of the ground cutting mode, the step 51 of starting the ground cutting mode, the step 52 of receiving the operation unit electric signal, the step 53 of receiving the moving distance of the force point, and the step of calculating the ground cutting control force. 54, the work weight basic force is calculated in step 55, the drive source command force is calculated in step 56, the drive source command force is output to the output converter in step 57, and the ground cutting determination step 58 is performed. It includes step 59 for ending the mode and step 60 for shifting to the ascending / descending mode. The flow is performed from step 52 of receiving the operation unit electric signal to step 58 of the ground cutting determination every 1 ms (= 1/1000 second). In step 52 of receiving the operation unit electric signal, the degree of force of the operation unit 6 on the lever 9 is output as an electric signal, and the electric signal is received by the calculation unit 16 as the operation unit electric signal. In step 53 of receiving the moving distance of the force point, the calculation unit 16 receives the moving distance of the force point 22 from the position of the force point 22 at the moment when the cargo handling object 11 is gripped. In step 54 of calculating the ground cutting control force, the ground cutting control force is calculated by the calculation unit 16 according to the moving distance between the operation unit electric signal and the force point 22. In step 55 for calculating the work weight basic force, the calculation unit 16 calculates the work weight basic force obtained by multiplying the ground cutting control force by a coefficient and adding the value before a certain time of the work weight basic force as the work weight basic force. In step 56 of calculating the drive source command force, the calculation unit 16 calculates the sum of the ground cutting control force and the work weight basic force as the drive source command force. The step 57 of outputting the drive source command force to the output converter outputs the drive source command force calculated in step 56 of the calculation of the drive source command force of the previous step to the output converter 17. The output converter 17 directs the drive source command force to the drive source 15. In step 58 of the ground cutting determination, the encoder 14 detects the moving distance of the power point 22 and determines whether or not the ground cutting is performed. In the ground cutting determination, if the ground cutting is not performed, the operation unit electric signal is restarted from the receiving step 52. If it is determined by the ground cutting determination that the ground has been cut, the process proceeds to step 59 at the end of the ground cutting mode. The criterion for determining the ground cutting is whether the moving distance of the force point 22 exceeds 10 mm from the moment when the cargo handling object 11 is gripped. For example, if the maximum weight of the cargo handling object 11 is 20 kg and the moving distance of the force point 22 is set to 10 mm in the ground cutting mode, in the case of the cargo handling object 11 of 10 kg, the moving distance of the force point 22 is less than 10 mm and the ground cutting is performed. However, even if the ground is cut with less than 10 mm, it can be judged as a ground cut because it passes the point of 10 mm immediately after the ground is cut. Following step 59 of ending the ground cutting mode, step 60 of shifting to the ascending / descending mode is performed.

荷役物の把持の瞬間の力点と地切りする瞬間の力点の地切り予測距離を予め設定について説明する。地切り時の力点22の距離は、アーム4など構成部品組付けの微小なガタやアーム4の撓みなどで、必ず発生する。地切り時の力点22の予測距離は、荷役物11の最大重量を基準として決めるが、想定しても実測しても良い。実施例では、20kgの荷役物11の場合、地切りでの力点22の移動距離は10mmとする。例えば、同じ荷役物運搬機1で10kgの地切りの力点22の移動距離を測定すると10mm未満であるが20kgの荷役物の力点22の移動距離との差は微小で、図7の地切り判定の判定のステップ58で問題なく制御でき、荷役物11の重量が一定でなくても、スムースな地切りが可能である。荷役物11の重量が違っても力点22の移動距離の変化が微小なのは、アーム4やアタッチメント10自体に重量があり、荷役物11の重量の変化の影響は少ないからである。力点22の地切り予測距離を予め設定するのは、顧客への出荷前の荷役物運搬機1の組立完了時である。また、顧客に納入した後でも力点22の地切り予測距離を変更することは可能である。 The ground cutting predicted distance of the power point at the moment of gripping the cargo handling object and the power point at the moment of ground cutting will be described in advance. The distance of the force point 22 at the time of ground cutting always occurs due to a slight backlash in assembling components such as the arm 4 or bending of the arm 4. The predicted distance of the force point 22 at the time of ground cutting is determined based on the maximum weight of the cargo handling object 11, but it may be assumed or actually measured. In the embodiment, in the case of the cargo handling object 11 of 20 kg, the moving distance of the force point 22 at the ground cutting is 10 mm. For example, when the moving distance of the force point 22 of the ground cutting of 10 kg is measured by the same cargo handling machine 1, it is less than 10 mm, but the difference from the moving distance of the force point 22 of the 20 kg cargo handling object is small, and the ground cutting determination in FIG. 7 It can be controlled without any problem in step 58 of the determination, and even if the weight of the cargo handling object 11 is not constant, smooth ground cutting is possible. Even if the weight of the cargo handling object 11 is different, the change in the moving distance of the force point 22 is small because the arm 4 and the attachment 10 itself are heavy and the influence of the change in the weight of the cargo handling object 11 is small. The predicted ground cutting distance of the emphasis point 22 is set in advance when the assembly of the cargo handling machine 1 before shipping to the customer is completed. In addition, it is possible to change the predicted ground cutting distance of the emphasis point 22 even after delivery to the customer.

作業と制御の流れを説明する。図1のように作業者8が荷役物11をアタッチメント10で把持する。次に、荷役物11を台12から地切りさせようと操作部6のレバー9の上昇側に力を入れる。作業者8のレバー9への力の入れ具合により、図5・図6のように地切りコントロール力31・41とワーク重量基本力32・42が急増する。エンコーダ14の移動距離が9mmになると、図4の操作部電気信号の制限値により、地切りコントロール力31・41が急減する。そして、エンコーダ14が10mmの地点で地切りが完了する。エンコーダ14の移動距離が9mmで地切りコントロール力31・41を急減させるのは、荷役物11の跳ね上がりを抑制する為である。地切りした後は、昇降モードになり、作業者8のレバー9への力の入れ具合により昇降速度は可変する。荷役物11の重量が一定でなくても、スムースな地切りが可能である。 The work and control flow will be explained. As shown in FIG. 1, the operator 8 grips the cargo handling object 11 with the attachment 10. Next, a force is applied to the ascending side of the lever 9 of the operation unit 6 in order to cut the cargo handling object 11 from the base 12. Depending on how much force is applied to the lever 9 of the worker 8, the ground cutting control force 31.41 and the work weight basic force 32.42 rapidly increase as shown in FIGS. 5 and 6. When the moving distance of the encoder 14 becomes 9 mm, the ground cutting control force 31.41 sharply decreases due to the limit value of the electric signal of the operation unit shown in FIG. Then, the ground cutting is completed at the point where the encoder 14 is 10 mm. The reason why the ground cutting control force 31.41 is sharply reduced when the moving distance of the encoder 14 is 9 mm is to suppress the jumping of the cargo handling object 11. After cutting the ground, the ascending / descending mode is set, and the ascending / descending speed changes depending on how much force is applied to the lever 9 of the operator 8. Even if the weight of the cargo handling object 11 is not constant, smooth ground cutting is possible.

実施例1では、アームの構造がパンタグラフ式だが、スカラ式のアームの荷役物運搬機でもよい。また、駆動源をエアシリンダとしているが、力点を駆動させるなら電気モータや油圧シリンダなど何でもよい。 In the first embodiment, the structure of the arm is a pantograph type, but a cargo handling machine of a scalar type arm may also be used. Further, although the drive source is an air cylinder, any electric motor or hydraulic cylinder may be used as long as the power point is driven.

1 荷役物運搬機
2 台座
3 旋回台
4 アーム
5 昇降機構部
6 操作部
7 本体部
8 作業者
9 レバー
10 アタッチメント
11 荷役物
12 台
13 水平レール
14 エンコーダ
15 駆動源
16 演算部
17 出力変換器
18 エアシリンダ
19 チューブ
20 ロッド
21 支点
22 力点
23 作用点
24 電源
25 エア源
31 地切りコントロール力
32 ワーク重量基本力
33 点線
41 地切りコントロール力
42 ワーク重量基本力
43 点線
51 地切りモード開始のステップ
52 操作部電気信号を受信のステップ
53 力点の移動距離を受信のステップ
54 地切りコントロール力を演算のステップ
55 ワーク重力基本力を演算のステップ
56 駆動源指令力を演算のステップ
57 駆動源指令力を出力変換器に出力のステップ
58 地切り判定のステップ
59 地切りモード終了のステップ
60 昇降モードに移行のステップ
1 Cargo carrier 2 Pedestal 3 Swing stand 4 Arm 5 Elevating mechanism 6 Operation unit 7 Main body 8 Worker 9 Lever 10 Attachment 11 Cargo handling 12 13 Horizontal rail 14 Encoder 15 Drive source 16 Calculation unit 17 Output converter 18 Air cylinder 19 Tube 20 Rod 21 fulcrum 22 Force point 23 Action point 24 Power supply 25 Air source 31 Ground cutting control force 32 Work weight basic force 33 Point line 41 Ground cutting control force 42 Work weight basic force 43 Point line 51 Step 52 for starting ground cutting mode Operation unit Step of receiving electric signal 53 Step of receiving movement distance of force point 54 Step of calculating ground cutting control force 55 Step of calculating basic work gravity force 56 Step of calculating drive source command force 57 Step of calculating drive source command force Output to output converter Step 58 Ground cutting judgment step 59 Ground cutting mode end step 60 Elevating mode transition step

Claims (3)

荷役物を昇降するアームを備えた昇降機構部と、前記昇降機構部の力点を駆動する駆動源と、昇降を指令する操作部と、前記力点の昇降の位置を検出するエンコーダと、前記エンコーダと前記操作部と前記駆動源に接続された演算部を有し、前記演算部は地切りモードと昇降モードを有する荷役物運搬機において、前記荷役物の把持の瞬間の前記力点と地切りする瞬間の前記力点の地切り予測距離を予め設定し、前記地切りモードでは前記操作部の昇降指令の操作部電気信号と前記力点の移動距離に応じて前記駆動源の出力を前記演算部で演算し荷役物を地切りさせようとし、前記演算部の演算過程では地切り予測距離に近づくにつれて前記操作部電気信号の制限値を下げ、地切り判定とした場合に前記昇降モードに移行することを特徴とする荷役物運搬機の制御方法。 An elevating mechanism unit provided with an arm for elevating and lowering a cargo handling object, a drive source for driving a force point of the elevating mechanism unit, an operation unit for commanding elevating and lowering, an encoder for detecting the elevating position of the force point, and the encoder. In a cargo handling machine having the operation unit and the calculation unit connected to the drive source, the calculation unit has a ground cutting mode and an elevating mode, and the moment of gripping the cargo handling object and the moment of ground cutting. The predicted ground cutting distance of the power point is set in advance, and in the ground cutting mode, the output of the drive source is calculated by the calculation unit according to the operation unit electric signal of the elevating command of the operation unit and the movement distance of the power point. It is characterized in that the cargo handling object is to be grounded, and in the calculation process of the calculation unit, the limit value of the electric signal of the operation unit is lowered as the predicted distance for ground cutting is approached, and when the ground cutting determination is made, the mode shifts to the elevating mode. Control method of the cargo handling machine. 前記演算部は一定時間毎に演算し、前記操作部電気信号と前記力点の移動距離に応じて地切りコントロール力を演算し、ワーク重量基本力は前記地切りコントロール力に係数を乗したものと前記ワーク重量基本力の一定時間の前の値を加えて演算され、前記ワーク重量基本力と前記地切りコントロール力を加えたものを駆動源指令力とし、前記駆動源指令力を前記演算部が前記駆動源に指令することを特徴とする請求項1記載の荷役物運搬機の制御方法。 The calculation unit calculates at regular time intervals, calculates the ground cutting control force according to the movement distance between the operation unit electric signal and the power point, and the work weight basic force is the ground cutting control force multiplied by a coefficient. It is calculated by adding the value of the work weight basic force before a certain period of time, and the sum of the work weight basic force and the ground cutting control force is used as the drive source command force, and the drive source command force is used by the calculation unit. The method for controlling a cargo handling machine according to claim 1, wherein a command is given to the drive source. 操作部電気信号を受信のステップと、力点の移動距離を受信のステップと、地切りコントロール力を演算のステップと、ワーク重量基本力を演算のステップと、駆動源指令力を演算のステップと、駆動源指令力を出力変換器に出力のステップと、地切り判定のステップを備えたことを特徴とする請求項1記載の荷役物運搬機の制御方法。 Operation unit The step of receiving the electric signal, the step of receiving the moving distance of the force point, the step of calculating the ground cutting control force, the step of calculating the basic work weight force, and the step of calculating the drive source command force. The method for controlling a cargo handling machine according to claim 1, wherein the output converter is provided with a step of outputting a drive source command force and a step of determining ground cutting.
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