JP7117852B2 - 巻上げ機 - Google Patents
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Description
本発明の目的は、巻上げ機おいて、地切り時の荷振れを低減することにある。
このことから、例えば、初期振れを事前に抑制することができれば、低い実装コストでフィードフォワード制御のみによる効果的な荷振れ抑制が実現できる。
図1に示すように、巻上げ機10は、トロリ11とロープ13、フック131から構成される。トロリ11は、横行輪1111が回転することでビーム15に沿って図中x方向に移動し、巻上げドラム1122を回転することでロープ13を巻上げて吊荷30を図中z方向に移動させる。
すなわち、この地切り時の振子の水平面内偏差による初期振れは、トロリ11を、トロリ11内の前記支点が吊荷30内の吊荷重心301の真上に配置すれば生じない。
以下、実施例について図面を用いて説明する。
図2に示すように、搬送対象である吊荷30は、玉掛けロープ20によってフック131に吊り下げられる。フック131は、ロープ13によって巻上げドラム1122に吊り下げられる。ここで、吊荷30は玉掛けロープ20を介せず、フック131に直接吊り下げられる構成でもよい。
また、操作端末14の有する通信部142は、有線通信であっても無線通信であってもよい。
図3に示すように、ビーム15は走行装置16を介して走行ビーム18と接続されている。走行装置16は、走行モータ161が回転することで、ビーム15を走行ビーム18に沿って図中y方向に移動させる。これにより、ビーム15に接続されたトロリ11およびフック131に吊り下げられた吊荷30(図2参照)は、図中y方向に搬送される。このy方向の搬送を、走行と称する。
図4において、オペレータによる操作端末14などでの初期振れ低減機能開始操作に基づき、初期振れ低減機能は開始フローS101から開始され、巻上げ操作不許可フローS102に遷移する。ここで、初期振れ低減機能は、制御部12(図2、図3参照)により行われる。
印加トルクは、例えば、フック131の質量などから推定できる。吊荷30を地切りさせることなく、フック131を巻上げ可能なトルクを所定の印加トルクとして印加すればよい。
ここで、初期振れ低減機能が終了して地切り操作が可能となったことを巻上げ機に表示することで、オペレータに通知してもよい。
図5(a)に示すように、振れ角表示器50は、表示版501と錘502とから構成され、フック131に固定される。錘502は、鉛直下向きに懸垂するよう取り付けられている。これにより、図5(b)の通り、初期振れ角θ0が、表示版501と錘502の成す角として表示される。また、エンコーダなどで前記成す角を観測すれば初期振れ角θ0が観測できる。
これにより、トロリ搬送フローS107では、ψ検出フローS104で検出された初期振れ角θ0が小さくなる方向にトロリを自動で搬送する。
図6に示すように、Lは前記振子支点からフック131の下部までの距離であり、巻上げエンコーダ1121で検出可能なロープ長を示す。フック高さRは、フック131の下部から吊荷重心301までの距離であり検出できない。また、重心高さHは前記振子支点と吊荷重心301との図中z方向の投射距離であり検出できない。ここで、前記ロープ長L、フック高さR、重心高さHの関係は(数1)および図7となる。
図7に示すように、フック高さR、重心高さHは検出できないため、初期振れ角θ0が0度の際のロープ長Lの絶対値は分からない。しかし、トロリ11が水平搬送する場合、重心高さHは一定値のため、初期振れ角θ0が0度に近いほどロープ長Lは小さくなる。また、初期振れ角θ0が0度に近づくほどθ0に対するロープ長Lの変化率も小さくなる。
これにより、トロリ搬送フローS107では、ψ検出フローS104で検出されたロープ長Lが小さくなる方向にトロリを自動で搬送する。
図8に示すように、fはフック131に掛る重力であり、Tはフック131を巻上げるためにロープ13に掛る張力である。ロープ張力Tは、ロープ13を緊張するために巻上げモータ112に印加したトルクである。ここで、フック重力f、ロープ張力Tと初期振れ角θ0との関係は(数2)および図9となる。
図9に示すように、フック重力fは一定値のため、初期振れ角θ0が0度に近いほどロープ張力Tは小さくなり、初期振れ角θ0が0度に近づくほどθ0に対するロープ張力Tの変化率も小さくなる。
これにより、トロリ搬送フローS107では、ψ検出フローS104で検出されたロープ張力Tが小さくなる方向にトロリを自動で搬送する。
図10に示すように、Fは、フック131を巻上げてロープ13を緊張させること生じるトロリ11に掛る外力である。ここで、前記フック重力fと前記ロープ張力T、トロリ外力Fとの関係は、数3および図11となる。
図11に示すように、フック重力fは一定値のため、初期振れ角θ0が0度に近いほどトロリ外力Fは0に近くなる。
図12において、u0は制御部12で演算されたトロリ11を搬送するための駆動力指令である。トロリ11は、駆動力指令u0とトロリ外力Fとによる駆動力u1により、トロリ動特性に基づいて搬送される。
これにより、トロリ搬送フローS107では、ψ検出フローS104で検出されたトロリ外力Fまたは推定トロリ外力F*が小さくなる方向にトロリを自動で搬送する。
11 トロリ
111 横行モータ
1111 横行輪
1112 横行シャフト
112 巻上げモータ
1121 巻上げエンコーダ
1122 巻上げドラム
1123 巻上げシャフト
12 制御部
13 ロープ
131 フック
14 操作端末
141 搬送操作部
142 通信部
15 ビーム
16 走行装置
161 走行モータ
17 走行制御部
18 走行ビーム
20 玉掛けロープ
30 吊荷
301 吊荷重心
40 床面
50 振れ角表示器
501 表示版
502 錘
Claims (7)
- 自走手段により搬送されるトロリと、
前記トロリに搭載された巻上げモータと、
前記巻上げモータに取り付けられた巻上げドラムと、
前記巻上げドラムに取り付けられたロープと、
前記ロープに取り付けられたフックと、
前記ロープの巻上げと前記トロリの搬送を制御する制御部とを有し、
前記制御部は、
前記フックを介して吊り下げされた吊荷が床面から離れる地切り前に、前記トロリを搬送し、
前記制御部は、
前記吊荷の鉛直上方に前記トロリが配置されるように、前記地切り前に前記ロープを緊張させて前記トロリを搬送する初期振れ低減機能を有し、
前記制御部は、
前記初期振れ低減機能を作動させたときに、
オペレータ操作に基づく、前記巻上げモータによる前記ロープの巻上げ操作を無効化した状態で、前記巻上げモータに前記フックを巻上げ可能な所定のトルクを印加することにより前記吊荷を地切りすることなく前記ロープを緊張させて所定の状態量を検出し、
検出した前記状態量に基づいて、前記巻上げ操作と前記トロリの搬送操作のいずれかの操作を有効にし、
前記状態量に基づいて前記初期振れ低減機能が解除された場合には、オペレータの前記巻上げ操作に基づく前記巻上げモータによる前記ロープの巻上げを可能とし、
前記状態量に基づいて前記巻上げ操作を有効にした場合には、前記初期振れ低減機能の前記巻上げ操作に基づく前記巻上げモータによる前記ロープへの前記トルクの印加を可能とし、
前記状態量に基づいて前記トロリの搬送操作を有効にした場合には、前記オペレータ操作の前記巻上げ操作を無効にして、前記オペレータもしくは前記初期振れ低減機能の前記搬送操作に基づいて前記トロリを所定の方向に搬送することを特徴とする巻上げ機。 - 前記制御部は、
前記地切り時に発生する前記吊荷の初期振れの初期振れ角を前記状態量として検出し、
前記初期振れ角が小さくなる方向に前記トロリを搬送することを特徴とする請求項1に記載の巻上げ機。 - 前記制御部は、
前記ロープの長さを前記状態量として検出し、前記ロープの長さが小さくなる方向に前記トロリを搬送することを特徴とする請求項1に記載の巻上げ機。 - 前記制御部は、
前記ロープに掛る張力を前記状態量として検出し、前記張力が小さくなる方向に前記トロリを搬送することを特徴とする請求項1に記載の巻上げ機。 - 前記制御部は、
前記ロープを緊張させることにより前記トロリに掛る外力を前記状態量として検出し、前記外力が小さくなる方向に前記トロリを搬送することを特徴とする請求項1に記載の巻上げ機。 - 前記制御部は、
搬送指令を自動生成して、前記トロリの搬送を自動で行うことを特徴とする請求項1に記載の巻上げ機。 - オペレータが操作する操作端末を更に有し、
前記制御部は、
前記操作端末からの操作信号に応答して、前記トロリの搬送を行うことを特徴とする請求項1に記載の巻上げ機。
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