JP7463440B2 - CONSTRUCTION MACHINE CONTROL DEVICE, CONSTRUCTION MACHINE, AND CONSTRUCTION MACHINE CONTROL METHOD - Google Patents
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Description
本開示は、ハンマグラブ作業において建設機械を制御する技術に関する。 This disclosure relates to technology for controlling construction machinery during hammer grabbing operations.
従来、ハンマグラブを備えた建設機械が知られている。ハンマグラブは、オールケーシング工法を用いたハンマグラブ作業に用いられるアタッチメントである。このハンマグラブ作業は、地中に押し込まれたケーシング(筒状の部材)内においてハンマグラブを落下させることでケーシング内の土砂を掘削する掘削作業と、掘削された土砂を保持するハンマグラブを上昇させてケーシングの外に土砂を排出する排出作業と、を含む。掘削作業では、オペレータは、着地時のハンマグラブの破損を抑制するために適宜ブレーキペダルの操作を行う。このようなブレーキ操作は、オペレータがケーシング内のハンマグラブを目視することができない状況で行われるので、オペレータにとって難易度が高い。また、近年は建設機械のオペレータが不足している。従って、非熟練者であってもハンマグラブ作業を容易に行えるように、オペレータによるハンマグラブ作業をアシストする制御装置の開発が望まれる。 Conventionally, construction machines equipped with hammer grabs are known. The hammer grab is an attachment used in hammer grab work using the all-casing construction method. This hammer grab work includes an excavation work in which the hammer grab is dropped inside a casing (a cylindrical member) that is pushed into the ground to excavate the soil inside the casing, and a discharge work in which the hammer grab that holds the excavated soil is raised to discharge the soil outside the casing. In the excavation work, the operator operates the brake pedal as appropriate to prevent damage to the hammer grab when it lands. This type of brake operation is difficult for the operator because it is performed in a situation where the operator cannot visually see the hammer grab inside the casing. In addition, there has been a shortage of operators for construction machines in recent years. Therefore, it is desirable to develop a control device that assists the operator in hammer grab work so that even unskilled people can easily perform the hammer grab work.
特許文献1は、ハンマグラブ作業における一連の操作のうちの掘削操作を自動化して経験の浅いオペレータでも容易に操作できることを目的とした掘削機械の制御装置を開示している。この特許文献1の制御装置は、バケットがケーシング内の上部に配置されると、モータの動力によりバケットを低速で巻き下げ、この低速区間を経た後にモータの動力によりバケットを高速で巻き下げる。そして、この制御装置は、この高速区間を経た後に、バケットを自由落下させて地盤に貫入させる。 Patent Document 1 discloses a control device for an excavating machine that automates the excavation operation, one of the series of operations in hammer grab work, so that even inexperienced operators can easily operate it. When the bucket is placed at the top inside the casing, the control device in Patent Document 1 winds the bucket down at a low speed using the power of the motor, and after passing through this low-speed section, winds the bucket down at high speed using the power of the motor. Then, after passing through this high-speed section, the control device causes the bucket to fall freely and penetrate into the ground.
上記のように特許文献1の制御装置では、バケットは低速区間及びこれに続く高速区間においてモータの動力により巻き下げられるので、ハンマグラブ作業のサイクルタイムが長くなるという問題がある。 As described above, in the control device of Patent Document 1, the bucket is wound down by the power of the motor in the low-speed section and the subsequent high-speed section, which results in a problem of a longer cycle time for hammer grab work.
本開示は、ハンマグラブ作業のサイクルタイムが長くなることを抑制しつつ、ハンマグラブの破損を抑制することができる建設機械の制御装置、建設機械、及び建設機械の制御方法を提供することを目的とする。 The present disclosure aims to provide a construction machine control device, a construction machine, and a construction machine control method that can prevent damage to the hammer grab while preventing the cycle time of hammer grab work from becoming longer.
提供されるのは、ウインチドラムからワイヤロープを繰り出すことによりハンマグラブを落下させてハンマグラブ作業を行う建設機械の制御装置であって、前記ハンマグラブ作業の作業対象における底部からの前記ハンマグラブの高さであるハンマグラブ高さを取得するために用いられる検出器と、前記ハンマグラブ高さが前記底部より上に設定された設定高さよりも高い場合には前記ハンマグラブを自由落下させ、前記ハンマグラブ高さが前記設定高さ以下である場合には前記ハンマグラブの下降速度が所定の目標速度に近づくように前記ウインチドラムに対するブレーキを調節する制御を行うコントローラと、を備える。 The present invention provides a control device for a construction machine that performs hammer grab work by dropping a hammer grab by letting out a wire rope from a winch drum, and includes a detector used to obtain the hammer grab height, which is the height of the hammer grab from the bottom of the work object of the hammer grab work, and a controller that performs control to allow the hammer grab to freely fall if the hammer grab height is higher than a set height set above the bottom, and adjusts the brake on the winch drum so that the descent speed of the hammer grab approaches a predetermined target speed if the hammer grab height is equal to or lower than the set height.
この制御装置では、コントローラはハンマグラブ高さが設定高さに達するまではハンマグラブを自由落下させるので、低速区間及び高速区間においてモータの動力による巻き下げを行う従来の技術に比べて、ハンマグラブ作業のサイクルタイムを短縮することが可能になる。また、この制御装置では、コントローラはハンマグラブ高さが設定高さに達すると、ハンマグラブの下降速度が所定の速度に近づくようにウインチドラムに対するブレーキを調節するので、下降速度が大きくなり過ぎることが抑制される。従って、この制御装置は、ハンマグラブ作業のサイクルタイムが長くなることを抑制しつつ、ハンマグラブの破損を抑制することができる。 In this control device, the controller allows the hammer grab to fall freely until the hammer grab height reaches the set height, making it possible to shorten the cycle time of the hammer grab operation compared to conventional techniques in which the hammer grab is wound down using motor power in low-speed and high-speed sections. Also, in this control device, when the hammer grab height reaches the set height, the controller adjusts the brake on the winch drum so that the hammer grab's descent speed approaches a predetermined speed, preventing the descent speed from becoming too fast. Therefore, this control device can prevent the hammer grab operation cycle time from becoming too long while also preventing damage to the hammer grab.
前記コントローラは、前記ハンマグラブが前記底部に着地した後に前記ワイヤロープが前記ウインチドラムから余分に繰り出されることが抑制されるように前記ウインチドラムに対するブレーキを調節する制御を行うことが好ましい。この構成では、ハンマグラブが底部に着地した後にワイヤロープがウインチドラムから余分に繰り出されることが抑制されるので、ハンマグラブの着地後にウインチドラムが慣性で回り続けることを抑制することができる。これにより、その後に行われるワイヤロープの巻き取り時にウインチドラムに対するワイヤロープの巻き取り状態が乱れること(いわゆる乱巻き)が抑制される。 The controller preferably performs control to adjust the brake on the winch drum so as to prevent the wire rope from being excessively unwound from the winch drum after the hammer grab lands on the bottom. In this configuration, the wire rope is prevented from being excessively unwound from the winch drum after the hammer grab lands on the bottom, so that the winch drum can be prevented from continuing to rotate due to inertia after the hammer grab lands. This prevents the wire rope from being wound around the winch drum in a disturbed state (so-called chaotic winding) when the wire rope is subsequently wound up.
前記制御装置は、オペレータによる前記設定高さの入力を受ける入力器をさらに備え、前記コントローラは、前記入力に基づいて前記設定高さを設定してもよい。この構成では、オペレータは、例えば、作業対象の状態、建設機械の特性、オペレータの技量などを考慮して設定高さを自由に設定することができる。 The control device may further include an input device that receives input of the set height by an operator, and the controller may set the set height based on the input. In this configuration, the operator can freely set the set height, taking into consideration, for example, the condition of the work object, the characteristics of the construction machine, the operator's skill, etc.
前記コントローラは、前記目標速度と、前記ハンマグラブが下降するときの目標の加速度(減速度)と、を用いて前記設定高さを決定してもよい。この構成では、オペレータが非熟練者であっても、適切な設定高さがコントローラにより自動で設定される。また、この構成では、コントローラにより目標速度と目標の加速度(減速度)とを考慮した適切な設定高さが設定されることが可能になる。具体的には、コントローラは、目標速度と目標の加速度(減速度)とを用いてできるだけ小さい設定高さを設定し、これにより、ハンマグラブが自由落下する距離をできるだけ長く設定することが可能になり、サイクルタイムをより効果的に減少させることができる。 The controller may determine the set height using the target speed and the target acceleration (deceleration) when the hammer grab descends. In this configuration, even if the operator is an unskilled person, an appropriate set height is automatically set by the controller. In addition, in this configuration, the controller can set an appropriate set height taking into account the target speed and the target acceleration (deceleration). Specifically, the controller sets the set height as small as possible using the target speed and the target acceleration (deceleration), and this makes it possible to set the distance that the hammer grab free falls as long as possible, thereby more effectively reducing the cycle time.
前記制御装置は、前記ワイヤロープに作用する前記ハンマグラブの荷重であるハンマグラブ荷重を検出する荷重値検出器をさらに備え、前記コントローラは、前記ハンマグラブが前記底部に接地している状態から前記ワイヤロープが前記ウインチドラムによって巻き取られることにより前記ハンマグラブ荷重が増加する荷重変化に基づいて前記ハンマグラブが前記底部から離れるときの高さ位置である地離れ高さを判定し、前記地離れ高さを原点として前記ハンマグラブ高さを演算することが好ましい。この構成では、コントローラは、ハンマグラブが底部から離れるときの高さ位置である地離れ高さを、繰り返し行われるハンマグラブ作業ごとに取得することができる。しかも、ハンマグラブ荷重を検出する荷重値検出器はもともと建設機械に搭載されていることが比較的多く、この場合、荷重値検出器を別途追加する必要がないので、コストアップを抑制できる。 The control device preferably further includes a load value detector that detects the hammer grab load, which is the load of the hammer grab acting on the wire rope, and the controller determines the ground clearance height, which is the height position when the hammer grab leaves the bottom, based on the load change in which the hammer grab load increases as the wire rope is wound by the winch drum from a state in which the hammer grab is in contact with the bottom, and calculates the hammer grab height using the ground clearance height as the origin. In this configuration, the controller can obtain the ground clearance height, which is the height position when the hammer grab leaves the bottom, for each hammer grab operation that is performed repeatedly. Moreover, a load value detector that detects the hammer grab load is relatively often originally installed in the construction machine, and in this case, there is no need to add a separate load value detector, which can suppress cost increases.
前記コントローラは、前記荷重値検出器から入力される前記荷重変化に関する荷重変化情報と、前記ハンマグラブが前記底部から離れる時点から前記荷重変化情報が前記荷重値検出器から前記コントローラに入力されるまでの遅れ時間と、を用いて前記地離れ高さを判定することが好ましい。この構成では、地離れ高さがより正確に判定されるので、ハンマグラブ高さの演算精度がより向上する。 It is preferable that the controller determines the ground clearance height using load change information regarding the load change input from the load value detector and the delay time from when the hammer grab leaves the bottom until the load change information is input from the load value detector to the controller. In this configuration, the ground clearance height is determined more accurately, and the calculation accuracy of the hammer grab height is further improved.
前記コントローラは、前記ハンマグラブが前記底部に着地した後にオペレータによる巻き上げ操作が行われると、ほぐし作業を行うための制御であるほぐし制御を行うことが好ましい。この構成では、ハンマグラブ作業においてハンマグラブが底部に着地した後に、ほぐし作業を円滑に開始することができる。 The controller preferably performs a loosening control, which is a control for performing a loosening operation, when the operator performs a winding operation after the hammer grab lands on the bottom. In this configuration, the loosening operation can be smoothly started after the hammer grab lands on the bottom during the hammer grab operation.
本開示に係る建設機械は、上述した制御装置と、前記ウインチドラムと、を備える。この建設機械は、ハンマグラブ作業のサイクルタイムが長くなることを抑制しつつ、ハンマグラブの破損を抑制することができる。 The construction machine according to the present disclosure includes the above-mentioned control device and the winch drum. This construction machine can prevent the cycle time of the hammer grab from becoming longer while preventing damage to the hammer grab.
本開示に係る建設機械の制御方法は、ウインチドラムからワイヤロープを繰り出すことによりハンマグラブを落下させてハンマグラブ作業を行うための方法である。当該制御方法は、前記ハンマグラブ作業の作業対象における底部からの前記ハンマグラブの高さであるハンマグラブ高さを取得することと、前記ハンマグラブ高さが前記底部より上に設定された設定高さよりも高い場合には前記ハンマグラブを自由落下させ、前記ハンマグラブ高さが前記設定高さ以下である場合には前記ハンマグラブの下降速度が所定の目標速度に近づくように前記ウインチドラムに対するブレーキを調節することと、を備える。この制御方法は、ハンマグラブ作業のサイクルタイムが長くなることを抑制しつつ、ハンマグラブの破損を抑制することができる。 The construction machine control method according to the present disclosure is a method for performing hammer grab work by dropping the hammer grab by letting out a wire rope from a winch drum. The control method includes acquiring a hammer grab height, which is the height of the hammer grab from the bottom of the work object of the hammer grab work, and allowing the hammer grab to freely fall if the hammer grab height is higher than a set height set above the bottom, and adjusting the brake on the winch drum so that the descent speed of the hammer grab approaches a predetermined target speed if the hammer grab height is equal to or lower than the set height. This control method can suppress damage to the hammer grab while suppressing an increase in the cycle time of the hammer grab work.
以上のように、本開示によれば、ハンマグラブ作業のサイクルタイムが長くなることを抑制しつつ、ハンマグラブの破損を抑制することができる建設機械の制御装置、建設機械、及び建設機械の制御方法が提供される。 As described above, the present disclosure provides a construction machine control device, a construction machine, and a construction machine control method that can prevent damage to the hammer grab while preventing the cycle time of hammer grab work from becoming longer.
本開示の好ましい実施形態を、図面を参照しながら説明する。 A preferred embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
図1は、前記実施形態に係る建設機械であるクレーン200を示す。このクレーン200は、オールケーシング工法を用いたハンマグラブ作業を行うことができる。図1に示すように、このハンマグラブ作業は、作業対象である地盤(地中)に押し込まれた筒状の部材であるケーシング11内においてハンマグラブ10を落下させることでケーシング11内の土砂を掘削する掘削作業と、掘削された土砂を保持するハンマグラブ10を上昇させてケーシング11の外に土砂を排出する排出作業と、を含む。 Figure 1 shows a crane 200, which is a construction machine according to the embodiment. This crane 200 can perform hammer grab work using the all-casing construction method. As shown in Figure 1, this hammer grab work includes an excavation work in which the hammer grab 10 is dropped inside the casing 11, which is a cylindrical member that is pushed into the ground (underground) that is the work target, to excavate soil inside the casing 11, and a discharge work in which the hammer grab 10, which holds the excavated soil, is raised to discharge the soil outside the casing 11.
このクレーン200は、下部体201と、この下部体201の上に旋回可能に支持される上部旋回体202と、この上部旋回体202に起伏可能に支持される起伏部材204と、複数のウインチと、ハンマグラブ10と、を備える。 The crane 200 comprises a lower body 201, an upper rotating body 202 supported on the lower body 201 so as to be rotatable, a hoisting member 204 supported on the upper rotating body 202 so as to be capable of being raised and lowered, a number of winches, and a hammer grab 10.
下部体201は、例えばクローラ走行装置などの走行装置を備え、自走可能なように構成される。ただし、下部体は、上部旋回体202を旋回可能に支持するものであればよく、自走可能ではない支持台のような構造体により構成されていてもよい。 The lower body 201 is equipped with a running device such as a crawler running device and is configured to be self-propelled. However, the lower body only needs to support the upper rotating body 202 so that it can rotate, and may be configured as a structure such as a support base that is not self-propelled.
上部旋回体202は、下部体201に旋回可能に取り付けられた旋回フレーム203と、旋回フレーム203の前部に支持されたキャビンと、旋回フレーム203の後部に支持されたカウンタウエイトと、を備える。 The upper rotating body 202 comprises a rotating frame 203 rotatably attached to the lower body 201, a cabin supported at the front of the rotating frame 203, and a counterweight supported at the rear of the rotating frame 203.
起伏部材204は、旋回フレーム203に起伏可能に支持されたブームにより構成される。ただし、起伏部材は、ブームと、このブームの先端部に回動可能に支持されたジブと、を含むものであってもよい。旋回フレーム203の上にはガントリ207が立設されている。ガントリ207の上端部には下部スプレッダ210が配置されている。起伏部材204の先端部にはガイライン208の一端が接続されており、ガイライン208の他端には上部スプレッダ209が接続されている。下部スプレッダ210と上部スプレッダ209とは互いに離間して配置されている。下部スプレッダ210及び上部スプレッダ209には、起伏ワイヤロープ211が掛け回されている。 The hoisting member 204 is composed of a boom supported on the revolving frame 203 so that it can be hoisted. However, the hoisting member may also include a boom and a jib supported rotatably at the tip of the boom. A gantry 207 is erected on the revolving frame 203. A lower spreader 210 is disposed at the upper end of the gantry 207. One end of a guy line 208 is connected to the tip of the hoisting member 204, and an upper spreader 209 is connected to the other end of the guy line 208. The lower spreader 210 and the upper spreader 209 are disposed at a distance from each other. A hoisting wire rope 211 is hung around the lower spreader 210 and the upper spreader 209.
複数のウインチは、主巻ウインチWC1、補巻ウインチWC2及び起伏ウインチWC3を含む。本実施形態では、複数のウインチは上部旋回体202に支持されているが、複数のウインチの少なくとも一つが例えば起伏部材204に支持されていてもよい。 The multiple winches include a main winch WC1, an auxiliary winch WC2, and a hoisting winch WC3. In this embodiment, the multiple winches are supported by the upper rotating body 202, but at least one of the multiple winches may be supported by, for example, the hoisting member 204.
起伏ウインチWC3は、起伏ワイヤロープ211が巻き付けられたウインチドラムDR3を有する。起伏ウインチWC3は、起伏ワイヤロープ211の巻き取り又は繰り出しを行うことにより下部スプレッダ210に対する上部スプレッダ209の離間距離を縮小又は拡大させる。当該離間距離の縮小又は拡大に伴って、起伏部材204が起伏される。 The hoisting winch WC3 has a winch drum DR3 around which the hoisting wire rope 211 is wound. The hoisting winch WC3 winds or unwinds the hoisting wire rope 211 to reduce or increase the distance between the upper spreader 209 and the lower spreader 210. As the distance decreases or increases, the hoisting member 204 is hoisted.
主巻ウインチWC1は、主巻ワイヤロープR1の巻き取り及び繰り出しを行うための装置である。補巻ウインチWC2は、補巻ワイヤロープR2の巻き取り及び繰り出しを行うための装置である。 The main winch WC1 is a device for winding and unwinding the main wire rope R1. The auxiliary winch WC2 is a device for winding and unwinding the auxiliary wire rope R2.
図2は、クレーン200が備える油圧回路を示す図である。図1及び図2に示すように、主巻ウインチWC1は、主巻ワイヤロープR1が巻き付けられたウインチドラムである主巻ドラムDR1と、この主巻ドラムDR1を駆動する主巻モータ34と、主巻クラッチブレーキ48と、減速機47と、を有する。 Figure 2 is a diagram showing the hydraulic circuit of the crane 200. As shown in Figures 1 and 2, the main winch WC1 has a main winch drum DR1, which is a winch drum around which the main winch wire rope R1 is wound, a main winch motor 34 that drives the main winch drum DR1, a main winch clutch brake 48, and a reducer 47.
補巻ウインチWC2の構成は、主巻ウインチWC1の構成と実質的に同じである。従って、図2の油圧回路では、主巻ウインチWC1の構成が代表して描かれており、補巻ウインチWC2の構成の図示は省略されている。補巻ウインチWC2は、補巻ワイヤロープR2が巻き付けられたウインチドラムである補巻ドラムDR2と、この補巻ドラムDR2を駆動する補巻モータ35と、補巻クラッチブレーキ49と、減速機47と、を有する。 The configuration of the auxiliary winch WC2 is substantially the same as that of the main winch WC1. Therefore, in the hydraulic circuit of FIG. 2, the configuration of the main winch WC1 is depicted as a representative, and the configuration of the auxiliary winch WC2 is omitted. The auxiliary winch WC2 has an auxiliary drum DR2, which is a winch drum around which the auxiliary wire rope R2 is wound, an auxiliary motor 35 that drives the auxiliary drum DR2, an auxiliary clutch brake 49, and a reducer 47.
図1に示すように、ハンマグラブ10は、胴体10Aと、グラブ10Bと、クラウン10Cと、を備える。グラブ10Bは、胴体10Aの下部に開閉可能に取り付けられている。クラウン10Cは、グラブ10Bの開状態と閉状態を切り換えるための部材である。図1の具体例では、クラウン10Cは胴体10Aよりも上方に配置されている。 As shown in FIG. 1, the hammer grab 10 comprises a body 10A, a glove 10B, and a crown 10C. The glove 10B is attached to the lower part of the body 10A so that it can be opened and closed. The crown 10C is a member for switching the glove 10B between an open state and a closed state. In the specific example shown in FIG. 1, the crown 10C is positioned above the body 10A.
起伏部材204の先端部には、主巻ポイントシーブ205及び補巻ポイントシーブ206が取り付けられている。主巻ワイヤロープR1は、主巻ポイントシーブ205に巻き掛けられた状態で当該主巻ポイントシーブ205から垂れ下がっている。補巻ワイヤロープR2は、補巻ポイントシーブ206に巻き掛けられた状態で当該補巻ポイントシーブ206から垂れ下がっている。主巻ワイヤロープR1は、ハンマグラブ10の胴体10A及びグラブ10Bを吊り下げるためのワイヤロープであり、補巻ワイヤロープR2は、クラウン10Cを吊り下げるためのワイヤロープである。 A main winding point sheave 205 and an auxiliary winding point sheave 206 are attached to the tip of the hoisting member 204. The main winding wire rope R1 is wound around the main winding point sheave 205 and hangs down from the main winding point sheave 205. The auxiliary winding wire rope R2 is wound around the auxiliary winding point sheave 206 and hangs down from the auxiliary winding point sheave 206. The main winding wire rope R1 is a wire rope for suspending the body 10A and grab 10B of the hammer grab 10, and the auxiliary winding wire rope R2 is a wire rope for suspending the crown 10C.
ハンマグラブ10は、例えば次のように動作する。まず、主巻ドラムDR1から主巻ワイヤロープR1が繰り出されることによってハンマグラブ10がケーシング11内において作業対象(掘削対象)である地盤の底部12に落下する。ハンマグラブ10は、落下に伴うエネルギーを利用して底部12の土砂を掘削する。その後、主巻ウインチWC1により主巻ワイヤロープR1が巻き取られてグラブ10Bが閉じることにより、グラブ10Bに土砂が保持される。そして、主巻ウインチWC1により主巻ワイヤロープR1がさらに巻き取られてハンマグラブ10がケーシング11外に出され、上部旋回体202が旋回することでハンマグラブ10が所定位置の上に移動した後、補巻ウインチWC2の補巻ドラムDR2から補巻ワイヤロープR2が繰り出される。そうすると、クラウン10Cがハンマグラブ10の胴体10Aに嵌合する。これにより、補巻ワイヤロープR2に胴体10A及びクラウン10Cが吊下げられ、かつ、グラブ10Bは開放可能な状態となる。この状態で主巻ウインチWC1の主巻ドラムDR1から主巻ワイヤロープR1が繰り出されることによりグラブ10Bが開いてハンマグラブ10から土砂が前記所定位置に排土される。 The hammer grab 10 operates, for example, as follows. First, the main winding wire rope R1 is unwound from the main winding drum DR1, and the hammer grab 10 falls to the bottom 12 of the ground, which is the work target (excavation target), inside the casing 11. The hammer grab 10 uses the energy accompanying the fall to excavate the soil at the bottom 12. After that, the main winding wire rope R1 is wound up by the main winding winch WC1 and the grab 10B is closed, so that the soil is held in the grab 10B. Then, the main winding wire rope R1 is further wound up by the main winding winch WC1 to move the hammer grab 10 out of the casing 11, and the upper rotating body 202 rotates to move the hammer grab 10 above a predetermined position, after which the auxiliary winding wire rope R2 is unwound from the auxiliary winding drum DR2 of the auxiliary winch WC2. Then, the crown 10C fits into the body 10A of the hammer grab 10. As a result, the body 10A and crown 10C are suspended from the auxiliary hoisting wire rope R2, and the grab 10B is ready to be opened. In this state, the main hoisting wire rope R1 is unwound from the main hoisting drum DR1 of the main hoisting winch WC1, opening the grab 10B and discharging the soil from the hammer grab 10 to the specified position.
主巻モータ34及び補巻モータ35のそれぞれは、油圧モータであり、油圧ポンプ31に接続されている。主巻モータ34は、油圧ポンプ31から吐出される作動油の供給を受けることにより主巻ドラムDR1を繰出方向及び巻取方向の何れかに回転させるように作動する。同様に、補巻モータ35は、油圧ポンプ31から吐出される作動油の供給を受けることにより補巻ドラムDR2を繰出方向及び巻取方向の何れかに回転させるように作動する。油圧ポンプ31は、図示されないエンジンなどの駆動源によって駆動される。 The main winding motor 34 and the auxiliary winding motor 35 are each a hydraulic motor and are connected to the hydraulic pump 31. The main winding motor 34 operates to rotate the main winding drum DR1 in either the payout direction or the winding direction by receiving a supply of hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 31. Similarly, the auxiliary winding motor 35 operates to rotate the auxiliary winding drum DR2 in either the payout direction or the winding direction by receiving a supply of hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 31. The hydraulic pump 31 is driven by a drive source such as an engine (not shown).
主巻ウインチWC1の減速機47は、主巻モータ34の回転を減速し、主巻モータ34から主巻ドラムDR1に動力(回転力)を伝える。補巻ウインチWC2の減速機47は、補巻モータ35の回転を減速し、補巻モータ35から補巻ドラムDR2に動力(回転力)を伝える。これらの減速機47のそれぞれは、例えば遊星歯車機構を有する。 The reducer 47 of the main winch WC1 reduces the rotation of the main motor 34 and transmits power (rotational force) from the main motor 34 to the main drum DR1. The reducer 47 of the auxiliary winch WC2 reduces the rotation of the auxiliary motor 35 and transmits power (rotational force) from the auxiliary motor 35 to the auxiliary drum DR2. Each of these reducers 47 has, for example, a planetary gear mechanism.
主巻クラッチブレーキ48は、接続状態とフリー状態との間で切り換わることが可能である。主巻クラッチブレーキ48は、前記接続状態と前記フリー状態との間で主巻モータ34と主巻ドラムDR1との連結の度合いを調節することが可能である。 The main winding clutch brake 48 can be switched between a connected state and a free state. The main winding clutch brake 48 can adjust the degree of connection between the main winding motor 34 and the main winding drum DR1 between the connected state and the free state.
前記接続状態は、主巻モータ34の動力を主巻ドラムDR1に伝えることが可能な状態である。すなわち、前記接続状態は、主巻モータ34の動力により主巻ワイヤロープR1の繰り出し及び巻き取りが可能な状態である。従って、前記接続状態で主巻モータ34が作動すると、主巻モータ34の動力が減速機47を介して主巻ドラムDR1に伝わり、主巻ドラムDR1が回転する。主巻ドラムDR1が回転すると、主巻ワイヤロープR1の繰り出し又は巻き取りが行われる。 The connected state is a state in which the power of the main winding motor 34 can be transmitted to the main winding drum DR1. In other words, the connected state is a state in which the main winding wire rope R1 can be unwound and wound by the power of the main winding motor 34. Therefore, when the main winding motor 34 operates in the connected state, the power of the main winding motor 34 is transmitted to the main winding drum DR1 via the reducer 47, causing the main winding drum DR1 to rotate. When the main winding drum DR1 rotates, the main winding wire rope R1 is unwound or wound.
前記フリー状態は、主巻ワイヤロープR1を主巻ドラムDR1からハンマグラブ10の重量によって繰り出すことが可能な状態である。すなわち、前記フリー状態は、主巻ワイヤロープR1の張力によって主巻ドラムDR1から主巻ワイヤロープR1を繰り出すことが可能な状態、つまりハンマグラブ10が自由落下することが可能な状態、である。従って、前記フリー状態では、主巻ワイヤロープR1を繰り出す繰出方向に主巻モータ34を作動させなくても、主巻ドラムDR1から主巻ワイヤロープR1を繰り出すことができる。 The free state is a state in which the main hoisting wire rope R1 can be unwound from the main hoisting drum DR1 by the weight of the hammer grab 10. In other words, the free state is a state in which the main hoisting wire rope R1 can be unwound from the main hoisting drum DR1 by the tension of the main hoisting wire rope R1, that is, a state in which the hammer grab 10 can fall freely. Therefore, in the free state, the main hoisting wire rope R1 can be unwound from the main hoisting drum DR1 even if the main hoisting motor 34 is not operated in the unwinding direction in which the main hoisting wire rope R1 is unwound.
同様に、補巻クラッチブレーキ49は、接続状態とフリー状態との間で切り換わることが可能である。補巻クラッチブレーキ49は、前記接続状態と前記フリー状態との間で補巻モータ35と補巻ドラムDR2との連結の度合いを調節することが可能である。 Similarly, the auxiliary winding clutch brake 49 can be switched between a connected state and a free state. The auxiliary winding clutch brake 49 can adjust the degree of coupling between the auxiliary winding motor 35 and the auxiliary winding drum DR2 between the connected state and the free state.
前記接続状態は、補巻モータ35の動力を補巻ドラムDR2に伝えることが可能な状態である。すなわち、前記接続状態は、補巻モータ35の動力により補巻ワイヤロープR2の繰り出し及び巻き取りが可能な状態である。従って、前記接続状態で補巻モータ35が作動すると、補巻モータ35の動力が減速機47を介して補巻ドラムDR2に伝わり、補巻ドラムDR2が回転する。補巻ドラムDR2が回転すると、補巻ワイヤロープR2の繰り出し又は巻き取りが行われる。 The connected state is a state in which the power of the auxiliary winding motor 35 can be transmitted to the auxiliary winding drum DR2. In other words, the connected state is a state in which the auxiliary winding wire rope R2 can be unwound and wound by the power of the auxiliary winding motor 35. Therefore, when the auxiliary winding motor 35 operates in the connected state, the power of the auxiliary winding motor 35 is transmitted to the auxiliary winding drum DR2 via the reducer 47, causing the auxiliary winding drum DR2 to rotate. When the auxiliary winding drum DR2 rotates, the auxiliary winding wire rope R2 is unwound or wound.
前記フリー状態は、補巻ワイヤロープR2を補巻ドラムDR2からハンマグラブ10の重量によって繰り出すことが可能な状態である。すなわち、前記フリー状態は、補巻ワイヤロープR2の張力によって補巻ドラムDR2から補巻ワイヤロープR2を繰り出すことが可能な状態である。従って、前記フリー状態では、補巻ワイヤロープR2を繰り出す繰出方向に補巻モータ35を作動させなくても、補巻ドラムDR2から補巻ワイヤロープR2を繰り出すことができる。 The free state is a state in which the auxiliary winding wire rope R2 can be unwound from the auxiliary winding drum DR2 by the weight of the hammer grab 10. In other words, the free state is a state in which the auxiliary winding wire rope R2 can be unwound from the auxiliary winding drum DR2 by the tension of the auxiliary winding wire rope R2. Therefore, in the free state, the auxiliary winding wire rope R2 can be unwound from the auxiliary winding drum DR2 without operating the auxiliary winding motor 35 in the unwounding direction of the auxiliary winding wire rope R2.
主巻クラッチブレーキ48は、主巻ドラムDR1に対してブレーキ力を与えること、つまり主巻ドラムDR1にブレーキをかけること、が可能である。具体的には、主巻クラッチブレーキ48は、主巻ドラムDR1に対するブレーキ力を調節することが可能である。 The main winding clutch brake 48 is capable of applying a braking force to the main winding drum DR1, i.e., applying the brakes to the main winding drum DR1. Specifically, the main winding clutch brake 48 is capable of adjusting the braking force applied to the main winding drum DR1.
同様に、補巻クラッチブレーキ49は、補巻ドラムDR2に対してブレーキ力を与えること、つまり補巻ドラムDR2にブレーキをかけることが可能である。具体的には、補巻クラッチブレーキ49は、補巻ドラムDR2に対するブレーキ力を調節することが可能である。 Similarly, the auxiliary winding clutch brake 49 can apply a braking force to the auxiliary winding drum DR2, i.e., brake the auxiliary winding drum DR2. Specifically, the auxiliary winding clutch brake 49 can adjust the braking force applied to the auxiliary winding drum DR2.
本実施形態では、主巻クラッチブレーキ48及び補巻クラッチブレーキ49のそれぞれは、いわゆる湿式ブレーキであり、ケース40と、パイロットポンプ36から加えられる油圧によりケース40に対して変位するピストン42と、複数のブレーキディスク41(複数のクラッチプレート)と、を備える。複数のブレーキディスク41のそれぞれは、例えば作動油に浸された摩擦板である。 In this embodiment, each of the main winding clutch brake 48 and the auxiliary winding clutch brake 49 is a so-called wet brake, and includes a case 40, a piston 42 that is displaced relative to the case 40 by hydraulic pressure applied from the pilot pump 36, and a plurality of brake discs 41 (a plurality of clutch plates). Each of the plurality of brake discs 41 is, for example, a friction plate immersed in hydraulic oil.
複数のブレーキディスク41は、ピストン42の作動により、複数のブレーキディスク41が互いに接触した状態と、複数のブレーキディスク41が互いに離れた状態と、の間で切り換わることが可能である。主巻クラッチブレーキ48及び補巻クラッチブレーキ49のそれぞれは、複数のブレーキディスク41が互いに離れた状態であるときには前記フリー状態となり、これにより、ハンマグラブ10は自重により下降(自由落下)することが可能になる。また、主巻クラッチブレーキ48及び補巻クラッチブレーキ49のそれぞれは、複数のブレーキディスク41が互いに接触した状態になることにより、前記接続状態となる。 The brake discs 41 can be switched between a state in which the brake discs 41 are in contact with one another and a state in which the brake discs 41 are separated from one another by the operation of the piston 42. When the brake discs 41 are separated from one another, the main winding clutch brake 48 and the auxiliary winding clutch brake 49 are in the free state, which allows the hammer grab 10 to descend (free fall) under its own weight. In addition, when the brake discs 41 are in contact with one another, the main winding clutch brake 48 and the auxiliary winding clutch brake 49 are in the connected state.
より具体的には、主巻クラッチブレーキ48及び補巻クラッチブレーキ49のそれぞれは、バネ46を備える。主巻クラッチブレーキ48及び補巻クラッチブレーキ49のそれぞれのケース40内には一対の油室43,44が形成されている。ピストン42は、一対の油室43,44を仕切る仕切り45を有する。バネ46は、複数のブレーキディスク41が互いに近づく方向にピストン42を付勢する。 More specifically, each of the main winding clutch brake 48 and the auxiliary winding clutch brake 49 is provided with a spring 46. A pair of oil chambers 43, 44 are formed in each case 40 of the main winding clutch brake 48 and the auxiliary winding clutch brake 49. The piston 42 has a partition 45 that separates the pair of oil chambers 43, 44. The spring 46 biases the piston 42 in a direction in which the multiple brake discs 41 approach each other.
例えばパイロットポンプ36から一対の油室43,44に加えられる油圧が同じである場合には、バネ46の付勢力を受けるピストン42が複数のブレーキディスク41を押すことで複数のブレーキディスク41は、互いに接触した状態となる。パイロットポンプ36から一方の油室44に加えられる油圧が他方の油室43に加えられる油圧よりも所定の大きさ以上に大きくなると、複数のブレーキディスク41は、互いに離れた状態となる。すなわち、主巻クラッチブレーキ48及び補巻クラッチブレーキ49のそれぞれでは、油室44に加えられる油圧と油室43に加えられる油圧との差に応じて複数のブレーキディスク41の接触の度合いが変化する。従って、主巻クラッチブレーキ48は、油室43と油室44の差に応じて主巻ドラムDR1に対するブレーキ力を調節することができ、補巻クラッチブレーキ49は、油室43と油室44との差に応じて補巻ドラムDR2に対するブレーキ力を調節することができる。 For example, when the hydraulic pressure applied from the pilot pump 36 to the pair of oil chambers 43, 44 is the same, the piston 42, which receives the biasing force of the spring 46, pushes the brake discs 41, causing the brake discs 41 to come into contact with each other. When the hydraulic pressure applied from the pilot pump 36 to one oil chamber 44 becomes greater than the hydraulic pressure applied to the other oil chamber 43 by a predetermined amount or more, the brake discs 41 come into contact with each other. That is, in each of the main winding clutch brake 48 and the auxiliary winding clutch brake 49, the degree of contact of the brake discs 41 changes depending on the difference between the hydraulic pressure applied to the oil chamber 44 and the hydraulic pressure applied to the oil chamber 43. Therefore, the main winding clutch brake 48 can adjust the braking force applied to the main winding drum DR1 depending on the difference between the oil chamber 43 and the oil chamber 44, and the auxiliary winding clutch brake 49 can adjust the braking force applied to the auxiliary winding drum DR2 depending on the difference between the oil chamber 43 and the oil chamber 44.
クレーン200は、主巻ドラムDR1及び補巻ドラムDR2の動作を制御することによりハンマグラブ10を動作させるための制御装置を備える。図3は、当該制御装置の機能構成を示すブロック図である。図2及び図3に示すように、この制御装置は、複数の操作器と、複数のバルブと、ドラム回転検出器と、モニタスイッチ105と、荷重値検出器106と、一時キャンセルスイッチ107と、コントローラ101と、を備える。 The crane 200 is equipped with a control device for operating the hammer grab 10 by controlling the operation of the main hoist drum DR1 and the auxiliary hoist drum DR2. Figure 3 is a block diagram showing the functional configuration of the control device. As shown in Figures 2 and 3, this control device includes multiple operating devices, multiple valves, a drum rotation detector, a monitor switch 105, a load value detector 106, a temporary cancel switch 107, and a controller 101.
複数の操作器は、主巻ウインチ操作器51と、補巻ウインチ操作器53と、主巻ブレーキ操作器52と、補巻ブレーキ操作器54と、を含む。 The multiple operating devices include a main winch operating device 51, an auxiliary winch operating device 53, a main winch brake operating device 52, and an auxiliary winch brake operating device 54.
主巻ウインチ操作器51は、オペレータによる主巻ウインチ操作が入力される主巻レバー51Aと、入力された主巻ウインチ操作の方向及び操作量を検出する主巻レバー入力検出器51Bと、を備える。主巻レバー入力検出器51Bは、検出結果をコントローラ101に入力する。主巻ウインチ操作は、主巻ワイヤロープR1を巻き上げる巻き上げ操作と、主巻ワイヤロープR1を繰り出す繰り出し操作と、を含む。 The main winch operator 51 includes a main winch lever 51A to which the operator inputs the main winch operation, and a main winch lever input detector 51B that detects the direction and amount of the input main winch operation. The main winch lever input detector 51B inputs the detection results to the controller 101. The main winch operation includes a winding operation for winding up the main winch wire rope R1, and a reeling operation for reeling out the main winch wire rope R1.
補巻ウインチ操作器53は、オペレータによる補巻ウインチ操作が入力される補巻レバー53Aと、入力された補巻ウインチ操作の方向及び操作量を検出する補巻レバー入力検出器53Bと、を備える。補巻レバー入力検出器53Bは、検出結果をコントローラ101に入力する。 The auxiliary winch operator 53 includes an auxiliary winch lever 53A to which the operator inputs the auxiliary winch operation, and an auxiliary winch input detector 53B that detects the direction and amount of the input auxiliary winch operation. The auxiliary winch input detector 53B inputs the detection result to the controller 101.
主巻ブレーキ操作器52は、オペレータによる主巻ブレーキ操作が入力される主巻ペダル52Aを備える。 The main winding brake operator 52 is equipped with a main winding pedal 52A through which the operator inputs the main winding brake operation.
補巻ブレーキ操作器54は、オペレータによる補巻ブレーキ操作が入力される補巻ペダル54Aを備える。 The auxiliary hoist brake operator 54 is equipped with an auxiliary hoist pedal 54A through which the operator inputs the auxiliary hoist brake operation.
複数のバルブは、主巻ドラムDR1の動作を制御するための主巻バルブ群と、補巻ドラムDR2の動作を制御するための補巻バルブ群と、を含む。図2に示すように、主巻バルブ群は、主巻制御弁32と、繰出比例弁61Aと、巻取比例弁61Bと、主巻ブレーキ制御比例弁62と、主巻ペダル比例弁67と、ブレーキ系統切換弁65と、モード切換弁66と、緊急ブレーキ切換弁69と、を含む。補巻バルブ群の構成は、主巻バルブ群の構成と実質的に同じである。従って、図2の油圧回路では、主巻バルブ群が代表して描かれており、補巻バルブ群の図示は省略されている。補巻バルブ群は、補巻制御弁33と、繰出比例弁63Aと、巻取比例弁63Bと、補巻ブレーキ制御比例弁64と、補巻ペダル比例弁68と、ブレーキ系統切換弁65と、モード切換弁66と、緊急ブレーキ切換弁69と、を含む。 The multiple valves include a main winding valve group for controlling the operation of the main winding drum DR1 and an auxiliary winding valve group for controlling the operation of the auxiliary winding drum DR2. As shown in FIG. 2, the main winding valve group includes the main winding control valve 32, the payout proportional valve 61A, the take-up proportional valve 61B, the main winding brake control proportional valve 62, the main winding pedal proportional valve 67, the brake system switching valve 65, the mode switching valve 66, and the emergency brake switching valve 69. The configuration of the auxiliary winding valve group is substantially the same as that of the main winding valve group. Therefore, in the hydraulic circuit of FIG. 2, the main winding valve group is depicted as a representative, and the auxiliary winding valve group is omitted. The auxiliary winding valve group includes the auxiliary winding control valve 33, the payout proportional valve 63A, the take-up proportional valve 63B, the auxiliary brake control proportional valve 64, the auxiliary winding pedal proportional valve 68, the brake system switching valve 65, the mode switching valve 66, and the emergency brake switching valve 69.
主巻制御弁32は、油圧ポンプ31と主巻モータ34との間に介在し、補巻制御弁33は、油圧ポンプ31と補巻モータ35との間に介在する。主巻制御弁32及び補巻制御弁33のそれぞれは、繰出パイロットポートと巻取パイロットポートを有する。 The main winding control valve 32 is interposed between the hydraulic pump 31 and the main winding motor 34, and the auxiliary winding control valve 33 is interposed between the hydraulic pump 31 and the auxiliary winding motor 35. Each of the main winding control valve 32 and the auxiliary winding control valve 33 has a payout pilot port and a winding pilot port.
主巻制御弁32は、両パイロットポートにパイロット圧が加えられていないときには、中立位置に保持されて主巻モータ34を油圧ポンプ31から遮断する。主巻制御弁32は、繰出パイロットポートにパイロット圧が加えられたときには、主巻モータ34を繰出方向に回転させるための油路を形成するように開弁する。主巻制御弁32は、巻取パイロットポートにパイロット圧が加えられたときには、主巻モータ34を巻取方向に回転させるための油路を形成するように開弁する。 When pilot pressure is not applied to both pilot ports, the main winding control valve 32 is held in a neutral position to isolate the main winding motor 34 from the hydraulic pump 31. When pilot pressure is applied to the payout pilot port, the main winding control valve 32 opens to form an oil path for rotating the main winding motor 34 in the payout direction. When pilot pressure is applied to the winding pilot port, the main winding control valve 32 opens to form an oil path for rotating the main winding motor 34 in the winding direction.
同様に、補巻制御弁33は、両パイロットポートにパイロット圧が加えられていないときには、中立位置に保持されて補巻モータ35を油圧ポンプ31から遮断する。補巻制御弁33は、繰出パイロットポートにパイロット圧が加えられたときには、補巻モータ35を繰出方向に回転させるための油路を形成するように開弁する。補巻制御弁33は、巻取パイロットポートにパイロット圧が加えられたときには、補巻モータ35を巻取方向に回転させるための油路を形成するように開弁する。 Similarly, when pilot pressure is not applied to both pilot ports, the auxiliary winding control valve 33 is held in a neutral position to isolate the auxiliary winding motor 35 from the hydraulic pump 31. When pilot pressure is applied to the payout pilot port, the auxiliary winding control valve 33 opens to form an oil passage for rotating the auxiliary winding motor 35 in the payout direction. When pilot pressure is applied to the winding pilot port, the auxiliary winding control valve 33 opens to form an oil passage for rotating the auxiliary winding motor 35 in the winding direction.
繰出比例弁61Aは、図示されない油圧源と主巻制御弁32の繰出パイロットポートとの間に介在する。繰出比例弁61Aは、例えば電磁比例弁である。繰出比例弁61Aは、コントローラ101から入力される主巻繰出指令に応じた2次圧であるパイロット圧を生成し、当該パイロット圧を主巻制御弁32の繰出パイロットポートに入力する。これにより、主巻制御弁32の開度は主巻繰出指令に応じた大きさに調節され、主巻モータ34がパイロット圧に応じた速度で繰出方向に回転する。 The payout proportional valve 61A is interposed between a hydraulic source (not shown) and the payout pilot port of the main winding control valve 32. The payout proportional valve 61A is, for example, an electromagnetic proportional valve. The payout proportional valve 61A generates pilot pressure, which is a secondary pressure corresponding to the main winding payout command input from the controller 101, and inputs the pilot pressure to the payout pilot port of the main winding control valve 32. As a result, the opening of the main winding control valve 32 is adjusted to a magnitude corresponding to the main winding payout command, and the main winding motor 34 rotates in the payout direction at a speed corresponding to the pilot pressure.
巻取比例弁61Bは、前記油圧源と主巻制御弁32の巻取パイロットポートとの間に介在する。巻取比例弁61Bは、例えば電磁比例弁である。巻取比例弁61Bは、コントローラ101から入力される主巻巻取指令に応じた2次圧であるパイロット圧を生成し、当該パイロット圧を主巻制御弁32の巻取パイロットポートに入力する。これにより、主巻制御弁32の開度は主巻巻取指令に応じた大きさに調節され、主巻モータ34がパイロット圧に応じた速度で巻取方向に回転する。 The winding proportional valve 61B is interposed between the hydraulic power source and the winding pilot port of the main winding control valve 32. The winding proportional valve 61B is, for example, an electromagnetic proportional valve. The winding proportional valve 61B generates a pilot pressure, which is a secondary pressure according to the main winding command input from the controller 101, and inputs the pilot pressure to the winding pilot port of the main winding control valve 32. As a result, the opening of the main winding control valve 32 is adjusted to a magnitude according to the main winding command, and the main winding motor 34 rotates in the winding direction at a speed according to the pilot pressure.
同様に、繰出比例弁63Aは、前記油圧源と補巻制御弁33の繰出パイロットポートとの間に介在する。繰出比例弁63Aは、例えば電磁比例弁である。繰出比例弁63Aは、コントローラ101から入力される補巻繰出指令に応じた2次圧であるパイロット圧を生成し、当該パイロット圧を補巻制御弁33の繰出パイロットポートに入力する。これにより、補巻制御弁33の開度は補巻繰出指令に応じた大きさに調節され、補巻モータ35がパイロット圧に応じた速度で繰出方向に回転する。 Similarly, the payout proportional valve 63A is interposed between the hydraulic power source and the payout pilot port of the auxiliary winding control valve 33. The payout proportional valve 63A is, for example, an electromagnetic proportional valve. The payout proportional valve 63A generates a pilot pressure, which is a secondary pressure corresponding to the auxiliary winding payout command input from the controller 101, and inputs the pilot pressure to the payout pilot port of the auxiliary winding control valve 33. As a result, the opening of the auxiliary winding control valve 33 is adjusted to a magnitude corresponding to the auxiliary winding payout command, and the auxiliary winding motor 35 rotates in the payout direction at a speed corresponding to the pilot pressure.
巻取比例弁63Bは、前記油圧源と補巻制御弁33の巻取パイロットポートとの間に介在する。巻取比例弁63Bは、例えば電磁比例弁である。巻取比例弁63Bは、コントローラ101から入力される補巻巻取指令に応じた2次圧であるパイロット圧を生成し、当該パイロット圧を補巻制御弁33の巻取パイロットポートに入力する。これにより、補巻制御弁33の開度は補巻巻取指令に応じた大きさに調節され、補巻モータ35がパイロット圧に応じた速度で巻取方向に回転する。なお、前記油圧源は、パイロットポンプ36であってもよく、パイロットポンプ36とは別のポンプであってもよい。 The winding proportional valve 63B is interposed between the hydraulic source and the winding pilot port of the auxiliary winding control valve 33. The winding proportional valve 63B is, for example, an electromagnetic proportional valve. The winding proportional valve 63B generates a pilot pressure, which is a secondary pressure according to the auxiliary winding command input from the controller 101, and inputs the pilot pressure to the winding pilot port of the auxiliary winding control valve 33. As a result, the opening of the auxiliary winding control valve 33 is adjusted to a magnitude according to the auxiliary winding command, and the auxiliary winding motor 35 rotates in the winding direction at a speed according to the pilot pressure. The hydraulic source may be the pilot pump 36 or a pump separate from the pilot pump 36.
主巻ブレーキ制御比例弁62は、パイロットポンプ36と主巻クラッチブレーキ48との間に介在する。主巻ブレーキ制御比例弁62は、例えば電磁比例弁である。主巻ブレーキ制御比例弁62は、コントローラ101から入力される主巻ブレーキ指令に応じた2次圧(主巻パイロット圧)を生成し、この2次圧は、主巻クラッチブレーキ48の油室43に入力される。すなわち、主巻ブレーキ制御比例弁62は、コントローラ101から入力される主巻ブレーキ指令に応じたブレーキ力を、主巻クラッチブレーキ48において発生させることができる。 The main winding brake control proportional valve 62 is interposed between the pilot pump 36 and the main winding clutch brake 48. The main winding brake control proportional valve 62 is, for example, an electromagnetic proportional valve. The main winding brake control proportional valve 62 generates a secondary pressure (main winding pilot pressure) according to the main winding brake command input from the controller 101, and this secondary pressure is input to the oil chamber 43 of the main winding clutch brake 48. In other words, the main winding brake control proportional valve 62 can generate a braking force in the main winding clutch brake 48 according to the main winding brake command input from the controller 101.
同様に、補巻ブレーキ制御比例弁64は、パイロットポンプ36と補巻クラッチブレーキ49との間に介在する。補巻ブレーキ制御比例弁64は、例えば電磁比例弁である。補巻ブレーキ制御比例弁64は、コントローラ101から入力される補巻ブレーキ指令に応じた2次圧(補巻パイロット圧)を生成し、この2次圧は、補巻クラッチブレーキ49の油室43に入力される。すなわち、補巻ブレーキ制御比例弁64は、コントローラ101から入力される補巻ブレーキ指令に応じたブレーキ力を、補巻クラッチブレーキ49において発生させることができる。 Similarly, the auxiliary brake control proportional valve 64 is interposed between the pilot pump 36 and the auxiliary clutch brake 49. The auxiliary brake control proportional valve 64 is, for example, an electromagnetic proportional valve. The auxiliary brake control proportional valve 64 generates a secondary pressure (auxiliary pilot pressure) according to the auxiliary brake command input from the controller 101, and this secondary pressure is input to the oil chamber 43 of the auxiliary clutch brake 49. In other words, the auxiliary brake control proportional valve 64 can generate a braking force in the auxiliary clutch brake 49 according to the auxiliary brake command input from the controller 101.
主巻ペダル比例弁67は、パイロットポンプ36と主巻クラッチブレーキ48との間に介在する。主巻ペダル比例弁67は、オペレータによって主巻ペダル52Aに入力される主巻ブレーキ操作の操作量に応じた2次圧(主巻パイロット圧)を生成し、この2次圧は、主巻クラッチブレーキ48の油室43に入力される。すなわち、主巻ペダル比例弁67は、オペレータによる主巻ブレーキ操作の操作量に応じたブレーキ力を、主巻クラッチブレーキ48において発生させることができる。 The main winding pedal proportional valve 67 is interposed between the pilot pump 36 and the main winding clutch brake 48. The main winding pedal proportional valve 67 generates a secondary pressure (main winding pilot pressure) according to the amount of main winding brake operation input by the operator to the main winding pedal 52A, and this secondary pressure is input to the oil chamber 43 of the main winding clutch brake 48. In other words, the main winding pedal proportional valve 67 can generate a braking force in the main winding clutch brake 48 according to the amount of main winding brake operation input by the operator.
同様に、補巻ペダル比例弁68は、パイロットポンプ36と補巻クラッチブレーキ49との間に介在する。補巻ペダル比例弁68は、オペレータによって補巻ペダル54Aに入力される補巻ブレーキ操作の操作量に応じた2次圧(補巻パイロット圧)を生成し、この2次圧は、補巻クラッチブレーキ49の油室43に入力される。すなわち、補巻ペダル比例弁68は、オペレータによる補巻ブレーキ操作の操作量に応じたブレーキ力を、補巻クラッチブレーキ49において発生させることができる。 Similarly, the auxiliary pedal proportional valve 68 is interposed between the pilot pump 36 and the auxiliary clutch brake 49. The auxiliary pedal proportional valve 68 generates a secondary pressure (auxiliary pilot pressure) according to the amount of auxiliary brake operation input to the auxiliary pedal 54A by the operator, and this secondary pressure is input to the oil chamber 43 of the auxiliary clutch brake 49. In other words, the auxiliary pedal proportional valve 68 can generate a braking force in the auxiliary clutch brake 49 according to the amount of auxiliary brake operation input by the operator.
モード切換弁66は、迂回油路が形成される状態と、比例弁油路が形成される状態と、を切り換えるための切換弁である。モード切換弁66は、ブレーキ系統切換弁65と主巻クラッチブレーキ48との間に介在する。 The mode switching valve 66 is a switching valve for switching between a state in which a bypass oil path is formed and a state in which a proportional valve oil path is formed. The mode switching valve 66 is interposed between the brake system switching valve 65 and the main winding clutch brake 48.
迂回油路は、パイロットポンプ36が主巻ブレーキ制御比例弁62及び主巻ペダル比例弁67を迂回して主巻クラッチブレーキ48の油室43に接続される油路である。すなわち、迂回油路は、パイロットポンプ36がこれらの比例弁62,67を介さずに主巻クラッチブレーキ48の油室43に接続される油路である。 The bypass oil passage is an oil passage through which the pilot pump 36 bypasses the main winding brake control proportional valve 62 and the main winding pedal proportional valve 67 and is connected to the oil chamber 43 of the main winding clutch brake 48. In other words, the bypass oil passage is an oil passage through which the pilot pump 36 is connected to the oil chamber 43 of the main winding clutch brake 48 without passing through these proportional valves 62, 67.
比例弁油路は、パイロットポンプ36が主巻ブレーキ制御比例弁62及び主巻ペダル比例弁67の何れか一方を介して主巻クラッチブレーキ48の油室43に接続される油路である。比例弁油路は、ブレーキ制御比例弁油路と、ペダル比例弁油路と、を含む。ブレーキ制御比例弁油路は、パイロットポンプ36が主巻ブレーキ制御比例弁62を介して主巻クラッチブレーキ48の油室43に接続される油路である。ペダル比例弁油路は、パイロットポンプ36が主巻ペダル比例弁67を介して主巻クラッチブレーキ48の油室43に接続される油路である。 The proportional valve oil passage is an oil passage that connects the pilot pump 36 to the oil chamber 43 of the main winding clutch brake 48 via either the main winding brake control proportional valve 62 or the main winding pedal proportional valve 67. The proportional valve oil passage includes a brake control proportional valve oil passage and a pedal proportional valve oil passage. The brake control proportional valve oil passage is an oil passage that connects the pilot pump 36 to the oil chamber 43 of the main winding clutch brake 48 via the main winding brake control proportional valve 62. The pedal proportional valve oil passage is an oil passage that connects the pilot pump 36 to the oil chamber 43 of the main winding clutch brake 48 via the main winding pedal proportional valve 67.
具体的には、例えば、モード切換弁66は、コントローラ101から入力される指令に応じて、迂回油路を形成する位置である迂回油路形成位置(図2の右側位置)と、比例弁油路を形成する位置である比例弁油路形成位置(図2の左側位置)と、の間で切り換わることが可能なスプールを有する2位置型の電磁切換弁であってもよい。図2に示す具体例では、モード切換弁66のソレノイドが非励磁状態であるときには、モード切換弁66のスプールは迂回油路形成位置に配置され、モード切換弁66のソレノイドが励磁状態であるときには、モード切換弁66のスプールは比例弁油路形成位置に配置される。ただし、モード切換弁66の構造はこの具体例に限られない。モード切換弁66は、ソレノイドが励磁状態であるときにスプールが迂回油路形成位置に配置され、ソレノイドが非励磁状態であるときにスプールが比例弁油路形成位置に配置されるように構成されていてもよい。 Specifically, for example, the mode switching valve 66 may be a two-position solenoid switching valve having a spool that can be switched between a bypass oil passage forming position (right position in FIG. 2) where a bypass oil passage is formed and a proportional valve oil passage forming position (left position in FIG. 2) where a proportional valve oil passage is formed in response to a command input from the controller 101. In the specific example shown in FIG. 2, when the solenoid of the mode switching valve 66 is in a non-excited state, the spool of the mode switching valve 66 is disposed in the bypass oil passage forming position, and when the solenoid of the mode switching valve 66 is in an excited state, the spool of the mode switching valve 66 is disposed in the proportional valve oil passage forming position. However, the structure of the mode switching valve 66 is not limited to this specific example. The mode switching valve 66 may be configured such that the spool is disposed in the bypass oil passage forming position when the solenoid is in an excited state, and the spool is disposed in the proportional valve oil passage forming position when the solenoid is in a non-excited state.
ブレーキ系統切換弁65は、前記ブレーキ制御比例弁油路が形成される状態と、前記ペダル比例弁油路が形成される状態と、を切り換えるための切換弁である。ブレーキ系統切換弁65は、比例弁62,67とモード切換弁66との間に介在する。 The brake system switching valve 65 is a switching valve for switching between a state in which the brake control proportional valve oil passage is formed and a state in which the pedal proportional valve oil passage is formed. The brake system switching valve 65 is interposed between the proportional valves 62, 67 and the mode switching valve 66.
具体的には、例えば、ブレーキ系統切換弁65は、コントローラ101から入力される指令に応じて、ブレーキ制御比例弁油路を形成する位置であるブレーキ制御比例弁油路形成位置(図2の下側位置)と、ペダル比例弁油路を形成する位置であるペダル比例弁油路形成位置(図2の上側位置)と、の間で切り換わることが可能なスプールを有する2位置型の電磁切換弁であってもよい。図2に示す具体例では、ブレーキ系統切換弁65のソレノイドが非励磁状態であるときには、ブレーキ系統切換弁65のスプールはペダル比例弁油路形成位置に配置され、ブレーキ系統切換弁65のソレノイドが励磁状態であるときには、ブレーキ系統切換弁65のスプールはブレーキ制御比例弁油路形成位置に配置される。ただし、ブレーキ系統切換弁65の構造はこの具体例に限られない。ブレーキ系統切換弁65は、ソレノイドが励磁状態であるときにスプールがペダル比例弁油路形成位置に配置され、ソレノイドが非励磁状態であるときにスプールがブレーキ制御比例弁油路形成位置に配置されるように構成されていてもよい。 Specifically, for example, the brake system switching valve 65 may be a two-position solenoid switching valve having a spool that can be switched between a brake control proportional valve oil passage forming position (lower position in FIG. 2) at which the brake control proportional valve oil passage is formed, and a pedal proportional valve oil passage forming position (upper position in FIG. 2) at which the pedal proportional valve oil passage is formed, in response to a command input from the controller 101. In the specific example shown in FIG. 2, when the solenoid of the brake system switching valve 65 is in a non-excited state, the spool of the brake system switching valve 65 is disposed at the pedal proportional valve oil passage forming position, and when the solenoid of the brake system switching valve 65 is in an excited state, the spool of the brake system switching valve 65 is disposed at the brake control proportional valve oil passage forming position. However, the structure of the brake system switching valve 65 is not limited to this specific example. The brake system switching valve 65 may be configured so that the spool is positioned in a pedal proportional valve oil passage forming position when the solenoid is in an excited state, and the spool is positioned in a brake control proportional valve oil passage forming position when the solenoid is in a non-excited state.
補巻バルブ群のモード切換弁66は、迂回油路が形成される状態と、比例弁油路が形成される状態と、を切り換えるための切換弁である。補巻バルブ群のブレーキ系統切換弁65は、前記ブレーキ制御比例弁油路が形成される状態と、前記ペダル比例弁油路が形成される状態と、を切り換えるための切換弁である。補巻バルブ群のブレーキ系統切換弁65及びモード切換弁66の構成は、上述した主巻バルブ群のブレーキ系統切換弁65及びモード切換弁66の構成と実質的に同じであるので、これらについての詳細な説明は省略する。 The mode switching valve 66 of the auxiliary valve group is a switching valve for switching between a state in which a bypass oil passage is formed and a state in which a proportional valve oil passage is formed. The brake system switching valve 65 of the auxiliary valve group is a switching valve for switching between a state in which the brake control proportional valve oil passage is formed and a state in which the pedal proportional valve oil passage is formed. The configurations of the brake system switching valve 65 and the mode switching valve 66 of the auxiliary valve group are substantially the same as the configurations of the brake system switching valve 65 and the mode switching valve 66 of the main winding valve group described above, so detailed explanations of these will be omitted.
緊急ブレーキ切換弁69は、主巻クラッチブレーキ48の油室44がパイロットポンプ36に接続されるポンプ接続状態と、油室44がタンクに接続されるタンク接続状態と、を切り換えるための切換弁である。具体的には、例えば、緊急ブレーキ切換弁69は、パイロットポンプ36からの作動油が油室44に供給されることを許容する供給位置(図2の左側位置)と、油室44内の作動油が油室44からタンクに排出されることを許容する排出位置(図2の右側位置)と、の間で切り換わることが可能なスプールを有する2位置型の電磁切換弁であってもよい。 The emergency brake switching valve 69 is a switching valve for switching between a pump connection state in which the oil chamber 44 of the main winding clutch brake 48 is connected to the pilot pump 36, and a tank connection state in which the oil chamber 44 is connected to a tank. Specifically, for example, the emergency brake switching valve 69 may be a two-position solenoid switching valve having a spool that can be switched between a supply position (left position in FIG. 2) that allows hydraulic oil from the pilot pump 36 to be supplied to the oil chamber 44, and a discharge position (right position in FIG. 2) that allows hydraulic oil in the oil chamber 44 to be discharged from the oil chamber 44 to the tank.
通常時には、コントローラ101は、図2に示すように、緊急ブレーキ切換弁69のスプールを供給位置にセットし、緊急ブレーキ切換弁69の状態をポンプ接続状態とする。一方、緊急時には、コントローラ101は、緊急ブレーキ切換弁69のスプールを供給位置から排出位置に切り換える。すなわち、緊急ブレーキ切換弁69の状態は、ポンプ接続状態からタンク接続状態に切り換わり、油室44はタンクに接続される。これにより、主巻ドラムDR1に対するブレーキ力が発生した状態、すなわち主巻ドラムDR1に対するブレーキがかかった状態となるので、主巻ドラムDR1の回転が減速して停止する。補巻バルブ群の緊急ブレーキ切換弁69の構成は、上述した主巻バルブ群の緊急ブレーキ切換弁69の構成と実質的に同じであるので、それについての詳細な説明は省略する。 In normal operation, as shown in FIG. 2, the controller 101 sets the spool of the emergency brake switching valve 69 to the supply position, and the state of the emergency brake switching valve 69 is in the pump connection state. On the other hand, in an emergency, the controller 101 switches the spool of the emergency brake switching valve 69 from the supply position to the discharge position. That is, the state of the emergency brake switching valve 69 switches from the pump connection state to the tank connection state, and the oil chamber 44 is connected to the tank. As a result, a braking force is generated on the main winding drum DR1, that is, the main winding drum DR1 is braked, and the rotation of the main winding drum DR1 slows down and stops. The configuration of the emergency brake switching valve 69 of the auxiliary winding valve group is substantially the same as the configuration of the emergency brake switching valve 69 of the main winding valve group described above, so a detailed description thereof will be omitted.
ドラム回転検出器は、主巻回転センサ81と、補巻回転センサ82と、を含む。主巻回転センサ81は、主巻ドラムDR1の回転量である主巻回転量ωmを検出し、主巻回転量ωmの検出結果をコントローラ101に入力する。補巻回転センサ82は、補巻ドラムDR2の回転量である補巻回転量ωaを検出し、補巻回転量ωaの検出結果をコントローラ101に入力する。なお、主巻回転センサ81は、主巻ドラムDR1の回転量に対応する他の部材の動き(例えば、主巻ポイントシーブ205の回転量)を検出するセンサであってもよい。同様に、補巻回転センサ82は、補巻ドラムDR2の回転量に対応する他の部材の動き(例えば、補巻ポイントシーブ206の回転量)を検出するセンサであってもよい。 The drum rotation detector includes a main winding rotation sensor 81 and an auxiliary winding rotation sensor 82. The main winding rotation sensor 81 detects the main winding rotation amount ωm, which is the rotation amount of the main winding drum DR1, and inputs the detection result of the main winding rotation amount ωm to the controller 101. The auxiliary winding rotation sensor 82 detects the auxiliary winding rotation amount ωa, which is the rotation amount of the auxiliary winding drum DR2, and inputs the detection result of the auxiliary winding rotation amount ωa to the controller 101. The main winding rotation sensor 81 may be a sensor that detects the movement of another member corresponding to the rotation amount of the main winding drum DR1 (for example, the rotation amount of the main winding point sheave 205). Similarly, the auxiliary winding rotation sensor 82 may be a sensor that detects the movement of another member corresponding to the rotation amount of the auxiliary winding drum DR2 (for example, the rotation amount of the auxiliary winding point sheave 206).
モニタスイッチ105は、ハンマグラブ10の重さであるハンマグラブ重さを設定するために用いられる入力器である。オペレータがハンマグラブ重さを設定したいときにオペレータがモニタスイッチ105を押すことでハンマグラブ重さがコントローラ101に記憶される。モニタスイッチ105は、例えば、上部旋回体202のキャビン内に配置された図略のモニタに設けられていてもよく、上部旋回体202の外においてオペレータが操作可能な携帯情報端末に設けられていてもよい。 The monitor switch 105 is an input device used to set the hammer grab weight, which is the weight of the hammer grab 10. When the operator wants to set the hammer grab weight, the operator presses the monitor switch 105, and the hammer grab weight is stored in the controller 101. The monitor switch 105 may be provided, for example, on a monitor (not shown) located in the cabin of the upper rotating body 202, or may be provided on a mobile information terminal that can be operated by the operator outside the upper rotating body 202.
荷重値検出器106は、ハンマグラブ重さに相関する荷重値を検出することができるセンサである。本実施形態では、荷重値検出器106は、主巻ワイヤロープR1に作用する荷重値を検出するセンサである。荷重値検出器106は、荷重値の検出結果をコントローラ101に入力する。主巻ワイヤロープR1に作用する荷重値はハンマグラブ重さに相関する値であるので、コントローラ101は、荷重値検出器106から入力される検出結果に基づいてハンマグラブ重さに関する情報を取得することができる。具体的には、例えば、荷重値検出器106は、主巻ワイヤロープR1に接続されたロードセルを含んでいてもよい。 The load value detector 106 is a sensor capable of detecting a load value that correlates with the weight of the hammer grab. In this embodiment, the load value detector 106 is a sensor that detects the load value acting on the main hoisting wire rope R1. The load value detector 106 inputs the detection result of the load value to the controller 101. Since the load value acting on the main hoisting wire rope R1 is a value that correlates with the weight of the hammer grab, the controller 101 can obtain information regarding the weight of the hammer grab based on the detection result input from the load value detector 106. Specifically, for example, the load value detector 106 may include a load cell connected to the main hoisting wire rope R1.
一般に、クレーンは、モーメントリミッタ(過負荷防止装置)を備えている。このモーメントリミッタは、ブームを含む起伏部材の長さ、起伏部材の角度(姿勢)、ロープの張力などの情報を用いて、クレーンに作用するモーメントを演算し、演算されたモーメントが許容範囲を超えると、クレーンの動作を停止させたり、警報を発する動作を行ったりする。このモーメントリミッタは、ロードセルなどの荷重値検出器により検出されるワイヤロープの張力を用いて前記モーメントを演算する。本実施形態に係るクレーン200の荷重値検出器106は、前記モーメントを演算するための検出器としても用いられる。 Generally, cranes are equipped with a moment limiter (overload prevention device). This moment limiter calculates the moment acting on the crane using information such as the length of the hoisting member including the boom, the angle (posture) of the hoisting member, and the tension of the rope, and if the calculated moment exceeds an allowable range, it stops the operation of the crane or issues an alarm. This moment limiter calculates the moment using the tension of the wire rope detected by a load value detector such as a load cell. The load value detector 106 of the crane 200 in this embodiment is also used as a detector for calculating the moment.
一時キャンセルスイッチ107は、オペレータが制御装置によるブレーキの自動制御を一時的に解除したいときにオペレータが入力する入力器である。 The temporary cancel switch 107 is an input device that the operator uses when he or she wants to temporarily cancel automatic brake control by the control device.
コントローラ101(メカトロコントローラ)は、クレーン200の動作を制御する。コントローラ101は、CPU、MPUなどの演算処理装置と、メモリと、を含む。 The controller 101 (mechatronics controller) controls the operation of the crane 200. The controller 101 includes a processor such as a CPU and an MPU, and a memory.
図3に示すように、コントローラ101は、主巻ドラム巻き層演算部108と、補巻ドラム巻き層演算部109と、初期設定部110と、ハンマグラブ高さ演算部111と、制御状態切換部112と、着地時自動ブレーキ制御演算部113と、衝撃力調整制御演算部114と、ほぐし制御演算部115(制御なし演算部115)と、自動ブレーキ無効制御演算部116(ブレーキ制御無効演算部116)と、主巻ブレーキ制御比例弁指令電流値演算部117と、切換弁指令電流値演算部118と、を備える。 As shown in FIG. 3, the controller 101 includes a main winding drum winding layer calculation unit 108, an auxiliary winding drum winding layer calculation unit 109, an initial setting unit 110, a hammer grab height calculation unit 111, a control state switching unit 112, an automatic brake control calculation unit at landing 113, an impact force adjustment control calculation unit 114, a loosening control calculation unit 115 (no control calculation unit 115), an automatic brake invalid control calculation unit 116 (brake control invalid calculation unit 116), a main winding brake control proportional valve command current value calculation unit 117, and a switching valve command current value calculation unit 118.
主巻ドラム巻き層演算部108は、ドラム回転検出器の主巻回転センサ81が検出する主巻回転量ωmを用いて主巻ドラムDR1に巻かれている主巻ワイヤロープR1の巻き層を演算する。巻き層は、主巻ドラムDR1に巻かれている主巻ワイヤロープR1の層数のことである。主巻ドラムDR1の直径及び軸方向の長さを含む主巻ドラムDR1のサイズ、主巻ワイヤロープR1の直径などの情報は、コントローラ101に予め記憶されている。従って、主巻ドラム巻き層演算部108は、主巻ドラムDR1の基準位置からの回転数を主巻回転量ωmを用いて得ることができ、その時点における主巻ワイヤロープR1の層数(巻き層)を演算することもできる。 The main winding drum winding layer calculation unit 108 calculates the winding layers of the main winding wire rope R1 wound around the main winding drum DR1 using the main winding rotation amount ωm detected by the main winding rotation sensor 81 of the drum rotation detector. The winding layer refers to the number of layers of the main winding wire rope R1 wound around the main winding drum DR1. Information such as the size of the main winding drum DR1, including the diameter and axial length of the main winding drum DR1, and the diameter of the main winding wire rope R1, is pre-stored in the controller 101. Therefore, the main winding drum winding layer calculation unit 108 can obtain the number of rotations of the main winding drum DR1 from the reference position using the main winding rotation amount ωm, and can also calculate the number of layers (winding layers) of the main winding wire rope R1 at that time.
補巻ドラム巻き層演算部109は、ドラム回転検出器の補巻回転センサ82が検出する補巻回転量ωaを用いて補巻ドラムDR2に巻かれている補巻ワイヤロープR2の巻き層を演算する。巻き層は、補巻ドラムDR2に巻かれている補巻ワイヤロープR2の層数のことである。補巻ドラムDR2の直径及び軸方向の長さを含む補巻ドラムDR2のサイズ、補巻ワイヤロープR2の直径などの情報は、コントローラ101に予め記憶されている。従って、補巻ドラム巻き層演算部109は、補巻ドラムDR2の基準位置からの回転数を補巻回転量ωaを用いて得ることができ、その時点における補巻ワイヤロープR2の層数(巻き層)を演算することもできる。 The auxiliary winding drum winding layer calculation unit 109 calculates the winding layers of the auxiliary winding wire rope R2 wound around the auxiliary winding drum DR2 using the auxiliary winding rotation amount ωa detected by the auxiliary winding rotation sensor 82 of the drum rotation detector. The winding layer refers to the number of layers of the auxiliary winding wire rope R2 wound around the auxiliary winding drum DR2. Information such as the size of the auxiliary winding drum DR2, including the diameter and axial length of the auxiliary winding drum DR2, and the diameter of the auxiliary winding wire rope R2, is pre-stored in the controller 101. Therefore, the auxiliary winding drum winding layer calculation unit 109 can obtain the number of rotations of the auxiliary winding drum DR2 from the reference position using the auxiliary winding rotation amount ωa, and can also calculate the number of layers (winding layers) of the auxiliary winding wire rope R2 at that time.
初期設定部110は、ハンマグラブ重さを設定する。初期設定部110は、例えば、荷重値検出器106が検出する荷重値を用いてハンマグラブ重さを演算してもよい。具体的には、初期設定部110は、オペレータによりモニタスイッチ105が押された時点において荷重値検出器106が検出する荷重値をハンマグラブ重さとして設定し、設定されたハンマグラブ重さをメモリに記憶するように構成されていてもよい。また、初期設定部110は、図略の入力器に対してオペレータが入力する入力値(例えば数値)をハンマグラブ重さとして設定してもよい。 The initial setting unit 110 sets the hammer grab weight. The initial setting unit 110 may, for example, calculate the hammer grab weight using the load value detected by the load value detector 106. Specifically, the initial setting unit 110 may be configured to set the load value detected by the load value detector 106 at the time the operator presses the monitor switch 105 as the hammer grab weight, and to store the set hammer grab weight in memory. The initial setting unit 110 may also set an input value (e.g., a numerical value) input by the operator to an input device (not shown) as the hammer grab weight.
ハンマグラブ高さ演算部111は、作業対象(掘削対象)においてその時点における穴の底部12を原点として、その時点におけるハンマグラブ10の高さであるハンマグラブ高さを演算する。ハンマグラブ高さは、ハンマグラブ10が底部12よりも上にあるときに正の値となる。ハンマグラブ高さ演算部111は、ハンマグラブ作業中にハンマグラブ高さを周期的に繰り返し演算することで、ハンマグラブ作業中におけるハンマグラブ高さをリアルタイムで取得する。ハンマグラブ高さ演算部111は、ドラム回転検出器の主巻回転センサ81からコントローラ101に入力される主巻回転量ωmの検出結果を用いてハンマグラブ高さを演算することができる。ハンマグラブ高さ演算部111は、主巻回転センサ81からコントローラ101に入力される主巻回転量ωmの検出結果と、主巻ドラム巻き層演算部108により演算される主巻ワイヤロープR1の層数(巻き層)と、を用いてハンマグラブ高さを演算することで、層数が考慮されたより正確なハンマグラブ高さを取得することができる。 The hammer grab height calculation unit 111 calculates the hammer grab height, which is the height of the hammer grab 10 at that time, using the bottom 12 of the hole at that time in the work target (drilling target) as the origin. The hammer grab height is a positive value when the hammer grab 10 is above the bottom 12. The hammer grab height calculation unit 111 periodically and repeatedly calculates the hammer grab height during hammer grab work to obtain the hammer grab height during hammer grab work in real time. The hammer grab height calculation unit 111 can calculate the hammer grab height using the detection result of the main winding rotation amount ωm input to the controller 101 from the main winding rotation sensor 81 of the drum rotation detector. The hammer grab height calculation unit 111 calculates the hammer grab height using the detection result of the main winding rotation amount ωm input from the main winding rotation sensor 81 to the controller 101 and the number of layers (winding layers) of the main winding wire rope R1 calculated by the main winding drum winding layer calculation unit 108, thereby making it possible to obtain a more accurate hammer grab height that takes the number of layers into consideration.
ハンマグラブ高さ演算部111は、ハンマグラブ高さの基準である前記原点、すなわち穴の底部12の位置を、例えば次のように取得することができる。ハンマグラブ高さ演算部111は、ハンマグラブ10が穴の底部12に接地している状態から主巻ワイヤロープR1が主巻ドラムDR1によって巻き取られる過程において、荷重値検出器106により検出される荷重値が増加する荷重変化に基づいてハンマグラブ10が底部12から離れるときの高さ位置である地離れ高さを判定することができる。ハンマグラブ高さ演算部111は、この地離れ高さをその時点における原点に設定する。 The hammer grab height calculation unit 111 can obtain the origin, which is the reference for the hammer grab height, i.e., the position of the bottom 12 of the hole, for example, as follows. The hammer grab height calculation unit 111 can determine the ground clearance height, which is the height position when the hammer grab 10 leaves the bottom 12, based on the load change in which the load value detected by the load value detector 106 increases during the process in which the main hoisting wire rope R1 is wound by the main hoisting drum DR1 from a state in which the hammer grab 10 is in contact with the bottom 12 of the hole. The hammer grab height calculation unit 111 sets this ground clearance height as the origin at that time.
制御状態切換部112は、クレーン200の制御状態が予め設定されている複数の制御状態のうちの何れであるかを決定する。複数の制御状態は、着地時自動ブレーキ状態と、衝撃力調整状態と、ほぐし制御状態(制御なし状態)と、自動ブレーキ無効制御状態(ブレーキ制御無効状態)と、を含む。 The control state switching unit 112 determines which of a plurality of preset control states the control state of the crane 200 is. The plurality of control states include an automatic braking state at landing, an impact force adjustment state, a loosening control state (no control state), and an automatic braking disabled control state (brake control disabled state).
制御状態切換部112は、例えば、ハンマグラブ高さ、ハンマグラブ重さ、主巻ペダル入力、荷重値、一時キャンセルスイッチ107に対する入力などの情報を用いて、複数の制御状態の何れかを選択することができる。制御状態切換部112の詳細については後述する。 The control state switching unit 112 can select one of a number of control states using information such as the hammer grab height, hammer grab weight, main winding pedal input, load value, and input to the temporary cancel switch 107. The control state switching unit 112 will be described in detail later.
着地時自動ブレーキ制御演算部113は、制御状態切換部112が制御状態を着地時自動ブレーキ状態に決定すると、着地時自動ブレーキ制御を実行する。着地時自動ブレーキ制御の詳細については後述する。 When the control state switching unit 112 determines that the control state is the landing automatic brake state, the landing automatic brake control calculation unit 113 executes the landing automatic brake control. Details of the landing automatic brake control will be described later.
衝撃力調整制御演算部114は、制御状態切換部112が制御状態を衝撃力調整状態に決定すると、衝撃力調整制御を実行する。衝撃力調整制御の詳細については後述する。 When the control state switching unit 112 determines that the control state is the impact force adjustment state, the impact force adjustment control calculation unit 114 executes the impact force adjustment control. Details of the impact force adjustment control will be described later.
ほぐし制御演算部115(制御なし演算部115)は、制御状態切換部112が制御状態をほぐし制御状態(制御なし状態)に決定すると、ほぐし制御を実行する。ほぐし制御の詳細については後述する。 The loosening control calculation unit 115 (no control calculation unit 115) executes loosening control when the control state switching unit 112 determines the control state to be the loosening control state (no control state). Details of the loosening control will be described later.
自動ブレーキ無効制御演算部116(ブレーキ制御無効演算部116)は、制御状態切換部112が制御状態を自動ブレーキ無効制御状態(ブレーキ制御無効状態)に決定すると、自動ブレーキ無効制御を実行する。自動ブレーキ無効制御の詳細については後述する。 When the control state switching unit 112 determines that the control state is the automatic brake disabling control state (brake control disabling state), the automatic brake disabling control calculation unit 116 (brake control disabling calculation unit 116) executes the automatic brake disabling control. Details of the automatic brake disabling control will be described later.
主巻ブレーキ制御比例弁指令電流値演算部117は、演算部113-116のそれぞれが演算する演算結果に基づいて、主巻ブレーキ制御比例弁62に入力するための主巻ブレーキ指令(指令電流値)を演算する。 The main winding brake control proportional valve command current value calculation unit 117 calculates the main winding brake command (command current value) to be input to the main winding brake control proportional valve 62 based on the results of calculations performed by each of the calculation units 113-116.
切換弁指令電流値演算部118は、演算部113-116のそれぞれが演算する演算結果に基づいて、ブレーキ系統切換弁65に入力するための指令(指令電流値)とモード切換弁66に入力するための指令(指令電流値)を演算する。 The switching valve command current value calculation unit 118 calculates a command (command current value) to be input to the brake system switching valve 65 and a command (command current value) to be input to the mode switching valve 66 based on the results of the calculations performed by each of the calculation units 113-116.
以下、本実施形態に係るクレーン200の制御装置が行う衝撃力調整制御、着地時自動ブレーキ制御、ほぐし制御、及び自動ブレーキ無効制御について説明する。 The following describes the impact force adjustment control, automatic braking control at landing, loosening control, and automatic brake disabling control performed by the control device of the crane 200 in this embodiment.
[衝撃力調整制御]
この衝撃力調整制御において、コントローラ101は、ハンマグラブ高さが底部12より上に設定された設定高さHsよりも高い場合にはハンマグラブ10を自由落下させ、ハンマグラブ高さが設定高さHs以下である場合にはハンマグラブ10の下降速度が所定の目標速度Vs(図4参照)に近づくように主巻ドラムDR1に対するブレーキ力を調節する。
[Impact force adjustment control]
In this impact force adjustment control, the controller 101 allows the hammer grab 10 to fall freely when the hammer grab height is higher than a set height Hs that is set above the bottom 12, and adjusts the braking force applied to the main hoist drum DR1 so that the descent speed of the hammer grab 10 approaches a predetermined target speed Vs (see FIG. 4) when the hammer grab height is equal to or lower than the set height Hs.
この衝撃力調整制御では、コントローラ101は、図1に示すように、作業開始位置P1、減速制御開始位置P2及び着地位置P3の順にハンマグラブ10を落下させる。 In this impact force adjustment control, the controller 101 drops the hammer grab 10 in the following order: work start position P1, deceleration control start position P2, and landing position P3, as shown in FIG. 1.
作業開始位置P1は、ハンマグラブ10による掘削作業を開始する位置である。この作業開始位置P1は、ハンマグラブ10の少なくとも一部がケーシング11内に配置され、かつ、ハンマグラブ10がケーシング11の上部に配置されるような位置である。衝撃力調整制御が開示される前に、オペレータは、主巻レバー51Aを手動で操作することによりハンマグラブ10を作業開始位置P1に配置する。作業開始位置P1は、設定高さHsよりも上方の位置である。 The work start position P1 is the position where the excavation work by the hammer grab 10 starts. This work start position P1 is a position where at least a part of the hammer grab 10 is disposed inside the casing 11 and the hammer grab 10 is disposed on the upper part of the casing 11. Before the impact force adjustment control is started, the operator places the hammer grab 10 at the work start position P1 by manually operating the main winding lever 51A. The work start position P1 is a position above the set height Hs.
減速制御開始位置P2は、ハンマグラブ10の下降速度を目標速度に近づける減速制御が開始される位置である。 The deceleration control start position P2 is the position where deceleration control begins to bring the descent speed of the hammer grab 10 closer to the target speed.
着地位置P3は、ハンマグラブ10が穴の底部12に着地する位置である。 The landing position P3 is the position where the hammer grab 10 lands on the bottom 12 of the hole.
目標速度Vsは、この目標速度Vsでハンマグラブ10が着地した場合でもハンマグラブ10の破損を抑制できるように着地時の衝撃力を考慮した速度に設定される。目標速度Vsは、効率的に掘削作業を行えるように許容される範囲でできるだけ大きな値に設定されることが好ましい。目標速度Vsは、例えば、ハンマグラブ10の重さ、ハンマグラブ10の強度などのハンマグラブ10の特性、作業対象の穴の底部12の土質などの作業環境、などを考慮して予め設定された値である。また、目標速度Vsは、作業対象の土質(土の状態、土の硬さなど)を考慮して設定されてもよい。なお、図4に記載されているように、制御装置は、オペレータが目標速度Vsを所望の値に調整することが可能なように構成されていてもよい。この場合、制御装置は、図2に示す設定入力器91をさらに備え、オペレータは、設定入力器91に目標速度Vsを入力し、コントローラ101は、前記入力に基づいて目標速度Vsを設定する。 The target speed Vs is set to a speed that takes into account the impact force at the time of landing so that damage to the hammer grab 10 can be suppressed even if the hammer grab 10 lands at this target speed Vs. It is preferable that the target speed Vs is set to a value as large as possible within an allowable range so that the excavation work can be performed efficiently. The target speed Vs is a value that is set in advance taking into account, for example, the characteristics of the hammer grab 10, such as the weight of the hammer grab 10 and the strength of the hammer grab 10, the working environment, such as the soil quality of the bottom 12 of the hole to be worked on, and the like. The target speed Vs may also be set taking into account the soil quality of the work target (soil condition, soil hardness, etc.). As shown in FIG. 4, the control device may be configured so that the operator can adjust the target speed Vs to a desired value. In this case, the control device further includes a setting input device 91 shown in FIG. 2, and the operator inputs the target speed Vs into the setting input device 91, and the controller 101 sets the target speed Vs based on the input.
設定高さHsは、オペレータが入力する情報に基づいて設定されてもよい。この場合、オペレータは、設定入力器91に設定高さHsを入力し、コントローラ101は、前記入力に基づいて設定高さHsを設定する。 The set height Hs may be set based on information input by an operator. In this case, the operator inputs the set height Hs to the setting input device 91, and the controller 101 sets the set height Hs based on the input.
また、設定高さHsは、コントローラ101によって自動で設定されてもよい。この場合、コントローラ101は、例えば、目標速度と、目標の加速度(減速度)と、を用いて、設定高さHsを決定してもよい。コントローラ101による設定高さHsの決定方法については後述する。 The set height Hs may also be automatically set by the controller 101. In this case, the controller 101 may determine the set height Hs using, for example, a target speed and a target acceleration (deceleration). The method of determining the set height Hs by the controller 101 will be described later.
図4は、本実施形態に係る制御装置が行う衝撃力調整制御におけるハンマグラブ10の落下速度の変化の一例を示すグラフである。 Figure 4 is a graph showing an example of the change in the falling speed of the hammer grab 10 during the impact force adjustment control performed by the control device according to this embodiment.
コントローラ101は、ハンマグラブ10が図1に示す作業開始位置P1に配置された状態で衝撃力調整制御を開始する。衝撃力調整制御は、ハンマグラブ10が作業開始位置P1から減速制御開始位置P2までの範囲にあるときに行われる自由落下制御と、ハンマグラブ10が減速制御開始位置P2から着地位置P3までの範囲にあるときに行われる減速制御と、を含む。 The controller 101 starts the impact force adjustment control when the hammer grab 10 is positioned at the work start position P1 shown in FIG. 1. The impact force adjustment control includes a free fall control that is performed when the hammer grab 10 is in the range from the work start position P1 to the deceleration control start position P2, and a deceleration control that is performed when the hammer grab 10 is in the range from the deceleration control start position P2 to the landing position P3.
コントローラ101の衝撃力調整制御演算部114は、制御状態切換部112が制御状態を衝撃力調整状態に切り換えた場合に衝撃力調整制御を実行する。制御状態切換部112は、例えば、オペレータによる掘削作業開始指示に応じて、制御状態を衝撃力調整状態に切り換えてもよい。この場合、制御装置は、図2に示す開始指示入力器92を備え、オペレータは、開始指示入力器92に掘削作業を開始させるための入力を行い、制御状態切換部112は、制御状態を衝撃力調整状態に切り換える。 The impact force adjustment control calculation unit 114 of the controller 101 executes the impact force adjustment control when the control state switching unit 112 switches the control state to the impact force adjustment state. The control state switching unit 112 may switch the control state to the impact force adjustment state, for example, in response to an instruction from an operator to start excavation work. In this case, the control device includes a start instruction input unit 92 shown in FIG. 2, and the operator inputs to the start instruction input unit 92 to start excavation work, and the control state switching unit 112 switches the control state to the impact force adjustment state.
制御状態が衝撃力調整状態に切り換わると、衝撃力調整制御演算部114は、主巻クラッチブレーキ48を前記フリー状態に切り換える制御を行う(図4の時間t1)。これにより、図4に示すように、ハンマグラブ10は、その自重によって自由落下を開始する。 When the control state switches to the impact force adjustment state, the impact force adjustment control calculation unit 114 controls the main winding clutch brake 48 to switch to the free state (time t1 in Figure 4). As a result, as shown in Figure 4, the hammer grab 10 starts to free fall due to its own weight.
具体的には、制御状態が衝撃力調整状態に切り換わると、衝撃力調整制御演算部114は、モード切換弁66のスプールを比例弁油路形成位置(図2の左側位置)に配置するための指令をモード切換弁66に出力する。これにより、主巻クラッチブレーキ48が前記フリー状態に切り換わり、ハンマグラブ10がその自重によって自由落下することが可能な状態になる。 Specifically, when the control state switches to the impact force adjustment state, the impact force adjustment control calculation unit 114 outputs a command to the mode switching valve 66 to position the spool of the mode switching valve 66 at the proportional valve oil passage formation position (left position in Figure 2). This switches the main winding clutch brake 48 to the free state, allowing the hammer grab 10 to fall freely under its own weight.
また、本実施形態では、制御状態が衝撃力調整状態に切り換わると、衝撃力調整制御演算部114は、ブレーキ系統切換弁65のスプールをブレーキ制御比例弁油路形成位置(図2の下側位置)に配置するための指令をブレーキ系統切換弁65に出力する。これにより、衝撃力調整制御演算部114は、当該衝撃力調整制御演算部114から主巻ブレーキ制御比例弁62に入力する主巻ブレーキ指令(指令電流値)に応じたブレーキ力を主巻クラッチブレーキ48において発生させることができる。 In addition, in this embodiment, when the control state switches to the impact force adjustment state, the impact force adjustment control calculation unit 114 outputs a command to the brake system switching valve 65 to position the spool of the brake control proportional valve oil passage formation position (lower position in Figure 2). This allows the impact force adjustment control calculation unit 114 to generate a brake force in the main winding clutch brake 48 according to the main winding brake command (command current value) input from the impact force adjustment control calculation unit 114 to the main winding brake control proportional valve 62.
ハンマグラブ10が作業開始位置P1から減速制御開始位置P2までの範囲にあるときには、衝撃力調整制御演算部114は、主巻クラッチブレーキ48においてブレーキ力を発生させないようにハンマグラブ10の動作を制御する。従って、図4の時間t1から時間t2までの時間帯では、ハンマグラブ10の下降速度(ハンマグラブ速度)は、図4において実線で示されるように目標速度Vsを超える大きな値となる。衝撃力調整制御では、ハンマグラブ高さ演算部111は周期的にハンマグラブ高さを演算する。 When the hammer grab 10 is in the range from the work start position P1 to the deceleration control start position P2, the impact force adjustment control calculation unit 114 controls the operation of the hammer grab 10 so as not to generate a braking force in the main winding clutch brake 48. Therefore, in the time period from time t1 to time t2 in Figure 4, the descent speed of the hammer grab 10 (hammer grab speed) becomes a large value that exceeds the target speed Vs, as shown by the solid line in Figure 4. In the impact force adjustment control, the hammer grab height calculation unit 111 periodically calculates the hammer grab height.
ハンマグラブ10が減速制御開始位置P2まで自由落下してハンマグラブ高さが設定高さHsに達すると、衝撃力調整制御演算部114は、減速制御を開始する。 When the hammer grab 10 falls freely to the deceleration control start position P2 and the hammer grab height reaches the set height Hs, the impact force adjustment control calculation unit 114 starts deceleration control.
この減速制御では、衝撃力調整制御演算部114は、ハンマグラブ10の下降速度が目標速度Vsに近づくように主巻ドラムDR1に対するブレーキ力を調節する。衝撃力調整制御演算部114は、ハンマグラブ10の下降速度が目標速度Vsに近づくように主巻ブレーキ制御比例弁62に主巻ブレーキ指令(指令電流値)を入力し、ハンマグラブ10の下降速度が目標速度Vsに近づくようなブレーキ力を主巻クラッチブレーキ48において発生させる。これにより、ハンマグラブ10の下降速度が図4に示すように目標速度Vsに調節され、ハンマグラブ10が着地位置P3まで落下して穴の底部12に着地するときの下降速度がほぼ目標速度Vsとなる。 In this deceleration control, the impact force adjustment control calculation unit 114 adjusts the brake force on the main winding drum DR1 so that the descent speed of the hammer grab 10 approaches the target speed Vs. The impact force adjustment control calculation unit 114 inputs a main winding brake command (command current value) to the main winding brake control proportional valve 62 so that the descent speed of the hammer grab 10 approaches the target speed Vs, and generates a brake force in the main winding clutch brake 48 so that the descent speed of the hammer grab 10 approaches the target speed Vs. As a result, the descent speed of the hammer grab 10 is adjusted to the target speed Vs as shown in FIG. 4, and the descent speed when the hammer grab 10 falls to the landing position P3 and lands on the bottom 12 of the hole is approximately the target speed Vs.
本実施形態では、衝撃力調整制御演算部114は、目標速度Vsとハンマグラブ10の下降速度との差である速度差がゼロになるように主巻ブレーキ制御比例弁62の開度を調節するフィードバック制御を行ってもよい。この場合、衝撃力調整制御演算部114は、前記速度差がゼロになるように主巻ブレーキ制御比例弁62に対する主巻ブレーキ指令を演算し、当該主巻ブレーキ指令を主巻ブレーキ制御比例弁62に入力する。フィードバック制御の方式として、例えばPID制御が用いられてもよく、PI制御が用いられてもよく、P制御が用いられてもよい。PID制御の場合、衝撃力調整制御演算部114は、例えば下記の式を用いて主巻ブレーキ指令を演算してもよい。 In this embodiment, the impact force adjustment control calculation unit 114 may perform feedback control to adjust the opening of the main winding brake control proportional valve 62 so that the speed difference, which is the difference between the target speed Vs and the descent speed of the hammer grab 10, becomes zero. In this case, the impact force adjustment control calculation unit 114 calculates a main winding brake command for the main winding brake control proportional valve 62 so that the speed difference becomes zero, and inputs the main winding brake command to the main winding brake control proportional valve 62. As a feedback control method, for example, PID control, PI control, or P control may be used. In the case of PID control, the impact force adjustment control calculation unit 114 may calculate the main winding brake command using, for example, the following formula.
u(t)=Kp×e(t)+Ki∫e(t)dt+Kd(de(t)/dt)
上記の式において、「u」は、主巻ブレーキ指令であり、「Kp」、「Ki」、「Kd」は、PIDゲイン(比例ゲイン、積分ゲイン及び微分ゲイン)であり、「e」は、速度差である。PIDゲインは、予め設定されたものであり、コントローラ101に記憶されている。
u(t) = Kp x e(t) + Ki ∫ e(t) dt + Kd(de(t) / dt)
In the above formula, "u" is the main winding brake command, "Kp", "Ki", and "Kd" are PID gains (proportional gain, integral gain, and differential gain), and "e" is the speed difference. The PID gains are preset and stored in the controller 101.
以上のように、本実施形態に係る制御装置では、コントローラ101はハンマグラブ高さが設定高さHsに達するまではハンマグラブ10を自由落下させるので、低速区間及び高速区間においてモータの動力による巻き下げを行う従来の技術に比べて、ハンマグラブ作業のサイクルタイムを短縮することが可能になる。すなわち、ハンマグラブ高さが設定高さHsに達するまでは自由落下に伴う大きな速度でハンマグラブ10を下降させることができるので、サイクルタイムを減少させることができる。また、この制御装置では、コントローラ101はハンマグラブ高さが設定高さHsに達すると、ハンマグラブ10の下降速度が目標速度Vsに近づくように主巻ドラムDR1に対するブレーキ力を調節するので、下降速度が大きくなり過ぎることが抑制される。従って、この制御装置は、ハンマグラブ作業のサイクルタイムが長くなることを抑制しつつ、ハンマグラブ10の破損を抑制することができる。一方、本実施形態のような減速制御が行われない場合には、図4において破線で示されるように時間t2以降も目標速度Vsを超えた大きな速度でハンマグラブ10が底部12に着地することになる。 As described above, in the control device according to this embodiment, the controller 101 allows the hammer grabs 10 to fall freely until the hammer grabs height reaches the set height Hs, so that the cycle time of the hammer grabs operation can be shortened compared to the conventional technology in which the hammer grabs 10 is wound down by the power of the motor in the low-speed section and the high-speed section. That is, the hammer grabs 10 can be lowered at a high speed associated with free fall until the hammer grabs height reaches the set height Hs, so that the cycle time can be reduced. In addition, in this control device, when the hammer grabs height reaches the set height Hs, the controller 101 adjusts the brake force on the main winding drum DR1 so that the descent speed of the hammer grabs 10 approaches the target speed Vs, so that the descent speed is prevented from becoming too high. Therefore, this control device can prevent the cycle time of the hammer grabs operation from becoming long while preventing damage to the hammer grabs 10. On the other hand, if the deceleration control as in this embodiment is not performed, the hammer grabs 10 will land on the bottom 12 at a high speed exceeding the target speed Vs even after time t2, as shown by the dashed line in FIG. 4.
図5は、本実施形態に係る制御装置が行う衝撃力調整制御におけるハンマグラブ10の落下速度の変化の変形例を示すグラフである。図5に示す変形例は、ハンマグラブ10による掘削作業を開始する位置(作業開始位置)が設定高さHs以下である点で、図4に示すケースと異なる。この変形例では次のような制御が行われる。 Figure 5 is a graph showing a modified example of the change in the falling speed of the hammer grab 10 in the impact force adjustment control performed by the control device according to this embodiment. The modified example shown in Figure 5 differs from the case shown in Figure 4 in that the position at which the excavation work by the hammer grab 10 starts (work start position) is below the set height Hs. In this modified example, the following control is performed.
この変形例における衝撃力調整制御は、上記のような減速制御を含む一方で、上記のような自由落下制御を含まない。すなわち、この変形例では、作業開始時点(図5の時間t1)から減速制御が実行される。 The impact force adjustment control in this modified example includes the deceleration control described above, but does not include the free fall control described above. In other words, in this modified example, deceleration control is executed from the start of the work (time t1 in FIG. 5).
衝撃力調整制御演算部114は、制御状態切換部112が制御状態を衝撃力調整状態に切り換えた場合に減速制御を実行する。この減速制御では、衝撃力調整制御演算部114は、ハンマグラブ10の下降速度が目標速度Vsに近づくように主巻ドラムDR1に対するブレーキ力を調節する。衝撃力調整制御演算部114は、ハンマグラブ10の下降速度が目標速度Vsに近づくように主巻ブレーキ制御比例弁62に主巻ブレーキ指令(指令電流値)を入力し、ハンマグラブ10の下降速度が目標速度Vsに近づくようなブレーキ力を主巻クラッチブレーキ48において発生させる。これにより、ハンマグラブ10の下降速度が図5に示すように目標速度Vsに調節され、ハンマグラブ10が着地位置まで落下して穴の底部12に着地するときの下降速度がほぼ目標速度Vsとなる。従って、ハンマグラブ10の破損を抑制することができる。一方、変形例のような減速制御が行われない場合には、図5において破線で示されるように目標速度Vsを超えた大きな速度でハンマグラブ10が底部12に着地することになる。 The impact force adjustment control calculation unit 114 executes deceleration control when the control state switching unit 112 switches the control state to the impact force adjustment state. In this deceleration control, the impact force adjustment control calculation unit 114 adjusts the brake force on the main winding drum DR1 so that the descent speed of the hammer grab 10 approaches the target speed Vs. The impact force adjustment control calculation unit 114 inputs a main winding brake command (command current value) to the main winding brake control proportional valve 62 so that the descent speed of the hammer grab 10 approaches the target speed Vs, and generates a brake force in the main winding clutch brake 48 so that the descent speed of the hammer grab 10 approaches the target speed Vs. As a result, the descent speed of the hammer grab 10 is adjusted to the target speed Vs as shown in FIG. 5, and the descent speed when the hammer grab 10 falls to the landing position and lands on the bottom 12 of the hole is approximately the target speed Vs. Therefore, damage to the hammer grab 10 can be suppressed. On the other hand, if deceleration control is not performed as in the modified example, the hammer grab 10 will land on the bottom 12 at a speed that exceeds the target speed Vs, as shown by the dashed line in Figure 5.
[着地時自動ブレーキ制御]
着地時自動ブレーキ制御は、ハンマグラブ10が穴の底部12に着地した後に、主巻ワイヤロープR1が主巻ドラムDR1から余分に繰り出されること(過繰り出し)が抑制されるように主巻ドラムDR1に対するブレーキを調節するための制御である。すなわち、着地時自動ブレーキ制御は、ハンマグラブ10が穴の底部12に着地したと制御状態切換部112が判定したときに、主巻ワイヤロープR1の過繰り出しを防止するための制御である。
[Automatic braking control when landing]
The automatic brake control at the time of landing is a control for adjusting the brake on the main hoisting drum DR1 so as to suppress excessive payout (over-payout) of the main hoisting wire rope R1 from the main hoisting drum DR1 after the hammer grab 10 lands on the bottom 12 of the hole. In other words, the automatic brake control at the time of landing is a control for preventing over-payout of the main hoisting wire rope R1 when the control state switching unit 112 determines that the hammer grab 10 has landed on the bottom 12 of the hole.
制御状態切換部112は、ハンマグラブ10が着地したことを判定可能な予め設定された着地条件が満たされたことをトリガー(着地トリガー)として、ハンマグラブ10の着地を判定する。具体的には、例えば、制御状態切換部112は、初期設定部110により設定された原点とハンマグラブ高さ演算部111により演算されるハンマグラブ高さとを比較することによりハンマグラブ10の着地を判定してもよい。また、制御状態切換部112は、荷重値検出器106からコントローラ101に入力される荷重値の変化(荷重値の急激な減少)に基づいてハンマグラブ10の着地を判定してもよい。 The control state switching unit 112 determines whether the hammer grab 10 has landed, using as a trigger (landing trigger) the satisfaction of a preset landing condition that can determine whether the hammer grab 10 has landed. Specifically, for example, the control state switching unit 112 may determine whether the hammer grab 10 has landed by comparing the origin set by the initial setting unit 110 with the hammer grab height calculated by the hammer grab height calculation unit 111. The control state switching unit 112 may also determine whether the hammer grab 10 has landed based on a change in the load value (a sudden decrease in the load value) input from the load value detector 106 to the controller 101.
制御状態切換部112は、着地条件が満たされたときに制御状態を衝撃力調整状態から着地時自動ブレーキ状態に切り換え、着地時自動ブレーキ制御演算部113は、ハンマグラブ10の着地後に主巻ワイヤロープR1の過繰り出しを防止するために主巻ドラムDR1の回転に対してブレーキをかける着地時自動ブレーキ制御を実行する。本実施形態では、この着地時自動ブレーキ制御において、着地時自動ブレーキ制御演算部113は、主巻ドラムDR1の回転に対してフルブレーキ(最大ブレーキ)をかけるように主巻クラッチブレーキ48の動作を制御してもよい。 When the landing condition is satisfied, the control state switching unit 112 switches the control state from the impact force adjustment state to the landing automatic brake state, and the landing automatic brake control calculation unit 113 executes landing automatic brake control that applies a brake to the rotation of the main winding drum DR1 to prevent over-reeling of the main winding wire rope R1 after the hammer grab 10 lands. In this embodiment, in this landing automatic brake control, the landing automatic brake control calculation unit 113 may control the operation of the main winding clutch brake 48 to apply a full brake (maximum brake) to the rotation of the main winding drum DR1.
具体的には、制御状態が着地時自動ブレーキ状態であるときには、モード切換弁66のスプールが比例弁油路形成位置(図2の左側位置)に配置され、ブレーキ系統切換弁65のスプールがブレーキ制御比例弁油路形成位置(図2の下側位置)に配置される。制御状態が衝撃力調整状態から着地時自動ブレーキ状態に切り換わる場合には、モード切換弁66のスプールの位置及びブレーキ系統切換弁65のスプールの位置は、衝撃力調整状態のときの位置のまま維持される。 Specifically, when the control state is the landing automatic braking state, the spool of the mode switching valve 66 is positioned at the proportional valve oil passage forming position (left position in FIG. 2), and the spool of the brake system switching valve 65 is positioned at the brake control proportional valve oil passage forming position (lower position in FIG. 2). When the control state switches from the impact force adjustment state to the landing automatic braking state, the positions of the spools of the mode switching valve 66 and the brake system switching valve 65 are maintained in the positions they were in when they were in the impact force adjustment state.
ハンマグラブ10が図1における着地位置P3に達することで着地条件が満たされ、制御状態が着地時自動ブレーキ状態に切り換えられると、着地時自動ブレーキ制御演算部113は、主巻ドラムDR1の回転に対してフルブレーキがかかるような主巻ブレーキ指令(指令電流値)を主巻ブレーキ制御比例弁62に入力する。これにより、ハンマグラブ10が底部12に着地した直後に主巻クラッチブレーキ48において大きなブレーキ力が発生し、主巻ワイヤロープR1が主巻ドラムDR1から余分に繰り出されることが抑制される。その結果、ハンマグラブ10の着地後に主巻ドラムDR1が慣性で回り続けることを抑制することができる。よって、その後に行われる主巻ワイヤロープR1の巻き取り時に主巻ドラムDR1に対する主巻ワイヤロープR1の巻き取り状態が乱れること(いわゆる乱巻き)が抑制される。 When the hammer grab 10 reaches the landing position P3 in FIG. 1 and the landing condition is satisfied, the landing automatic brake control calculation unit 113 inputs a main winding brake command (command current value) to the main winding brake control proportional valve 62 so that full braking is applied to the rotation of the main winding drum DR1. As a result, a large braking force is generated in the main winding clutch brake 48 immediately after the hammer grab 10 lands on the bottom 12, and the main winding wire rope R1 is prevented from being unwound excessively from the main winding drum DR1. As a result, the main winding drum DR1 is prevented from continuing to rotate due to inertia after the hammer grab 10 lands. Therefore, the winding state of the main winding wire rope R1 around the main winding drum DR1 is prevented from becoming disturbed (so-called random winding) when the main winding wire rope R1 is subsequently wound.
[ほぐし制御]
ほぐし制御は、例えば、穴の底部12の土をほぐして柔らかくすることで、その後に行う掘削作業の作業効率を高めるために行う作業(ほぐし作業)に用いられる。このほぐし作業では、掘削作業のように作業開始位置P1(高い位置)からハンマグラブ10を落下させるのではなく、底部12に比較的近い位置(低い位置)からハンマグラブ10を繰り返し落下させることで、底部12の土がほぐされる。
[Loosening control]
The loosening control is used, for example, in an operation (loosening operation) performed to loosen and soften the soil at the bottom 12 of a hole in order to improve the efficiency of the excavation operation to be performed thereafter. In this loosening operation, the hammer grab 10 is not dropped from the operation start position P1 (high position) as in the excavation operation, but the soil at the bottom 12 is loosened by repeatedly dropping the hammer grab 10 from a position (low position) relatively close to the bottom 12.
ほぐし制御演算部115(制御なし演算部115)は、制御状態切換部112が制御状態をほぐし制御状態(制御なし状態)に決定すると、ほぐし制御を実行する。具体的には、制御状態がほぐし制御状態(制御なし状態)に切り換わると、ほぐし制御演算部115(制御なし演算部115)は、モード切換弁66のスプールを比例弁油路形成位置(図2の左側位置)に配置するための指令をモード切換弁66に出力し、ブレーキ系統切換弁65のスプールをブレーキ制御比例弁油路形成位置(図2の下側位置)に配置するための指令をブレーキ系統切換弁65に出力する。 The loosening control calculation unit 115 (no control calculation unit 115) executes loosening control when the control state switching unit 112 determines the control state to be the loosening control state (no control state). Specifically, when the control state switches to the loosening control state (no control state), the loosening control calculation unit 115 (no control calculation unit 115) outputs a command to the mode switching valve 66 to position the spool of the mode switching valve 66 at the proportional valve oil passage formation position (left position in FIG. 2), and outputs a command to the brake system switching valve 65 to position the spool of the brake system switching valve 65 at the brake control proportional valve oil passage formation position (lower position in FIG. 2).
なお、制御状態切換部112は、ほぐし制御状態(制御なし状態)を、制御状態の初期設定としてもよい。制御状態切換部112は、予め定められたリセット動作が行われるまで、制御状態をほぐし制御状態(制御なし状態)に維持し、他の制御状態に遷移させない。ほぐし制御状態(制御なし状態)は、衝撃力調整制御のような自動ブレーキ制御が行われない状態である。 The control state switching unit 112 may set the loosening control state (no control state) as the initial setting of the control state. The control state switching unit 112 maintains the control state in the loosening control state (no control state) and does not transition to another control state until a predetermined reset operation is performed. The loosening control state (no control state) is a state in which automatic brake control such as impact force adjustment control is not performed.
前記リセット動作は、ハンマグラブ10の高さの基準となる原点を更新するための動作である。オペレータは主巻レバー51Aを手動で操作することでクレーン200にリセット動作を行わせる。リセット動作の具体例については後述する。制御状態切換部112は、リセット動作が行われた後、例えば、ハンマグラブ10の高さが予め定められた値である遷移高さ以上になったときに、ほぐし制御状態(制御なし状態)から他の制御状態に切り換える。他の制御状態としては、衝撃力調整状態を例示できる。ほぐし作業の後にハンマグラブ作業(掘削作業)が行われる場合が多いためである。 The reset operation is an operation for updating the origin that is the reference for the height of the hammer grab 10. The operator manually operates the main hoist lever 51A to cause the crane 200 to perform the reset operation. A specific example of the reset operation will be described later. After the reset operation is performed, for example, when the height of the hammer grab 10 reaches or exceeds a transition height that is a predetermined value, the control state switching unit 112 switches from the loosening control state (no control state) to another control state. An example of the other control state is the impact force adjustment state. This is because hammer grab work (excavation work) is often performed after loosening work.
制御状態切換部112は、ほぐし作業においてハンマグラブ10が底部12に着地することで、上述したような着地条件が満たされた場合にも、制御状態をほぐし制御状態(制御なし状態)から着地時自動ブレーキ状態に切り換え、着地時自動ブレーキ制御演算部113は、ハンマグラブ10の着地後に主巻ワイヤロープR1の過繰り出しを防止するために主巻ドラムDR1の回転に対してブレーキをかける着地時自動ブレーキ制御を実行してもよい。 When the hammer grab 10 lands on the bottom 12 during the unwinding operation, and the landing conditions as described above are satisfied, the control state switching unit 112 may switch the control state from the unwinding control state (no control state) to the landing automatic brake state, and the landing automatic brake control calculation unit 113 may execute landing automatic brake control that applies a brake to the rotation of the main hoisting drum DR1 to prevent over-reeling of the main hoisting wire rope R1 after the hammer grab 10 lands.
ハンマグラブ10が底部12に着地した後、オペレータは、主巻レバー51Aに対して巻き上げ操作を行う。従って、制御状態切換部112は、制御状態が着地時自動ブレーキ状態であるときに、オペレータによる巻き上げ操作が行われると、制御状態を着地時自動ブレーキ状態からほぐし制御状態(制御なし状態)に切り換えてもよい。これにより、着地後にほぐし作業を円滑に開始することができる。ただし、ハンマグラブ10の落下中にオペレータが主巻レバー51Aに対して巻き上げ操作を行うこともある。従って、制御状態切換部112は、制御状態が衝撃力調整状態又は着地時自動ブレーキ状態であるときに、オペレータによる巻き上げ操作が行われると、制御状態をほぐし制御状態(制御なし状態)に切り換えてもよい。 After the hammer grab 10 lands on the bottom 12, the operator performs a winding operation on the main winding lever 51A. Therefore, when the control state is the landing automatic brake state, the control state switching unit 112 may switch the control state from the landing automatic brake state to the loosening control state (no control state) when the operator performs a winding operation. This allows the loosening work to start smoothly after landing. However, the operator may perform a winding operation on the main winding lever 51A while the hammer grab 10 is falling. Therefore, when the control state is the impact force adjustment state or the landing automatic brake state, the control state switching unit 112 may switch the control state to the loosening control state (no control state) when the operator performs a winding operation.
[自動ブレーキ無効制御]
自動ブレーキ無効制御は、オペレータが主巻ブレーキ操作器52の主巻ペダル52Aに対してブレーキ操作(マニュアル操作)を行ったときに、従来の操作感と同じ操作感を得られるようにするための制御である。
[Automatic brake disable control]
The automatic brake disable control is a control that enables an operator to obtain the same operating feel as a conventional operation when performing a brake operation (manual operation) on the main winding pedal 52A of the main winding brake operator 52.
制御状態切換部112は、予め設定された無効条件が満たされた場合に、制御状態を自動ブレーキ無効制御状態に切り換える。具体的には、例えば、前記無効条件は、一時キャンセルスイッチ107(図3参照)が押されることであってもよい。より具体的には、前記無効条件は、制御状態が衝撃力調整状態、ほぐし制御状態(制御なし状態)又は着地時自動ブレーキ制御状態の何れかで、主巻レバー51A及び補巻レバー53Aの何れにも操作が与えられておらず、かつ、主巻ペダル52Aにブレーキ操作が与えられているときに、一時キャンセルスイッチ107が押されることであってもよい。 The control state switching unit 112 switches the control state to the automatic brake disabling control state when a preset disabling condition is satisfied. Specifically, for example, the disabling condition may be that the temporary cancel switch 107 (see FIG. 3) is pressed. More specifically, the disabling condition may be that the temporary cancel switch 107 is pressed when the control state is the impact force adjustment state, the release control state (no control state), or the landing automatic brake control state, no operation is applied to either the main winding lever 51A or the auxiliary winding lever 53A, and a brake operation is applied to the main winding pedal 52A.
自動ブレーキ無効制御演算部116(ブレーキ制御無効演算部116)は、制御状態切換部112が制御状態を自動ブレーキ無効制御状態(ブレーキ制御無効状態)に決定すると、自動ブレーキ無効制御を実行する。具体的には、制御状態が自動ブレーキ無効制御状態に切り換わると、自動ブレーキ無効制御演算部116は、モード切換弁66のスプールを比例弁油路形成位置(図2の左側位置)に配置するための指令をモード切換弁66に出力し、ブレーキ系統切換弁65のスプールをペダル比例弁油路形成位置(図2の上側位置)に配置する。これにより、主巻ペダル比例弁67は、オペレータによる主巻ブレーキ操作の操作量に応じたブレーキ力を、主巻クラッチブレーキ48において発生させることができる。 When the control state switching unit 112 determines that the control state is the automatic brake disabling control state (brake control disabling state), the automatic brake disabling control calculation unit 116 executes the automatic brake disabling control. Specifically, when the control state is switched to the automatic brake disabling control state, the automatic brake disabling control calculation unit 116 outputs a command to the mode switching valve 66 to place the spool of the mode switching valve 66 in the proportional valve oil passage forming position (left position in FIG. 2), and places the spool of the brake system switching valve 65 in the pedal proportional valve oil passage forming position (upper position in FIG. 2). As a result, the main winding pedal proportional valve 67 can generate a braking force in the main winding clutch brake 48 according to the amount of operation of the main winding brake by the operator.
すなわち、ブレーキ力を自動制御するための主巻ブレーキ制御比例弁62ではなく、主巻ペダル比例弁67が主巻クラッチブレーキ48の油室43に接続される。従って、オペレータが主巻ブレーキ操作器52の主巻ペダル52Aに対してブレーキ操作(マニュアル操作)を行ったときに、主巻ドラムDR1に対して実際に発生するブレーキ力は、主巻ペダル52Aに対する主巻ブレーキ操作の操作量(ペダル操作量)に応じた大きさになるので、オペレータは、従来の操作感と同じ操作感を得られる。 In other words, the main winding pedal proportional valve 67 is connected to the oil chamber 43 of the main winding clutch brake 48, rather than the main winding brake control proportional valve 62 for automatically controlling the braking force. Therefore, when the operator performs a brake operation (manual operation) on the main winding pedal 52A of the main winding brake operator 52, the braking force actually generated on the main winding drum DR1 corresponds to the amount of main winding brake operation (pedal operation amount) on the main winding pedal 52A, so the operator can obtain the same operating feel as in the past.
図8は、本実施形態に係る制御装置のコントローラ101が行う演算制御動作を示すフローチャートである。 Figure 8 is a flowchart showing the calculation and control operations performed by the controller 101 of the control device according to this embodiment.
本実施形態に係る制御装置は、クレーン200の制御状態を、クレーン200が行う作業の段階に応じた制御状態に切り換えることで制御を行う。制御装置は、複数の制御状態のそれぞれの中でさらに細かく制御を管理するための複数の状態を有していてもよく、これによりクレーン200の動作が階層的に管理される。 The control device according to this embodiment controls the crane 200 by switching the control state of the crane 200 to a control state that corresponds to the stage of the work being performed by the crane 200. The control device may have multiple states for managing the control in more detail within each of the multiple control states, thereby managing the operation of the crane 200 hierarchically.
コントローラ101の初期設定部110は、初期設定を行う(ステップS1)。具体的には、初期設定部110は、上述したように、オペレータによりモニタスイッチ105が押された時点において荷重値検出器106が検出する荷重値をハンマグラブ重さとして設定し、設定されたハンマグラブ重さをメモリに記憶する。また、ハンマグラブ高さ演算部111は、作業対象(掘削対象)においてその時点における穴の底部12を原点に設定する。原点は、ハンマグラブ10の高さの基準である(ステップS1)。 The initial setting unit 110 of the controller 101 performs initial setting (step S1). Specifically, as described above, the initial setting unit 110 sets the load value detected by the load value detector 106 at the time the operator presses the monitor switch 105 as the hammer grab weight, and stores the set hammer grab weight in memory. In addition, the hammer grab height calculation unit 111 sets the bottom 12 of the hole at that time in the work target (excavation target) as the origin. The origin is the reference for the height of the hammer grab 10 (step S1).
次に、ハンマグラブ高さ演算部111は、上述したように、作業対象(掘削対象)においてその時点における穴の底部12を原点として、その時点におけるハンマグラブ10の高さであるハンマグラブ高さを演算する(ステップS2)。 Next, as described above, the hammer grab height calculation unit 111 calculates the hammer grab height, which is the height of the hammer grab 10 at that time, using the bottom 12 of the hole in the work object (excavation object) at that time as the origin (step S2).
制御状態切換部112は、ハンマグラブ高さなどの情報を用いて、制御状態を切り換える(ステップS3)。初期状態としては、制御状態が例えばほぐし制御状態(制御なし状態)に設定されていてもよい。 The control state switching unit 112 switches the control state using information such as the hammer grab height (step S3). As the initial state, the control state may be set to, for example, a loosening control state (no control state).
制御状態切換部112は、例えば、ハンマグラブ高さ、ハンマグラブ重さ、主巻ペダル入力、荷重値、一時キャンセルスイッチ107に対する入力などの情報を用いて、複数の制御状態の何れかを選択する(ステップS4)。 The control state switching unit 112 selects one of a number of control states using information such as the hammer grab height, hammer grab weight, main winding pedal input, load value, and input to the temporary cancel switch 107 (step S4).
着地時自動ブレーキ制御演算部113は、制御状態切換部112が制御状態を着地時自動ブレーキ状態に決定すると、上述したような着地時自動ブレーキ制御を実行する(ステップS5)。 When the control state switching unit 112 determines that the control state is the landing automatic brake state, the landing automatic brake control calculation unit 113 executes the landing automatic brake control as described above (step S5).
衝撃力調整制御演算部114は、制御状態切換部112が制御状態を衝撃力調整状態に決定すると、上述したような衝撃力調整制御を実行する(ステップS6)。 When the control state switching unit 112 determines that the control state is the impact force adjustment state, the impact force adjustment control calculation unit 114 executes the impact force adjustment control as described above (step S6).
ほぐし制御演算部115(制御なし演算部115)は、制御状態切換部112が制御状態をほぐし制御状態(制御なし状態)に決定すると、上述したようなほぐし制御を実行する(ステップS7)。 When the control state switching unit 112 determines the control state to be the loosening control state (no control state), the loosening control calculation unit 115 (no control calculation unit 115) executes the loosening control as described above (step S7).
自動ブレーキ無効制御演算部116(ブレーキ制御無効演算部116)は、制御状態切換部112が制御状態を自動ブレーキ無効制御状態(ブレーキ制御無効状態)に決定すると、自動ブレーキ無効制御を実行する(ステップS8)。 When the control state switching unit 112 determines that the control state is the automatic brake disabling control state (brake control disabling state), the automatic brake disabling control calculation unit 116 (brake control disabling calculation unit 116) executes the automatic brake disabling control (step S8).
主巻ブレーキ制御比例弁指令電流値演算部117は、演算部113-116のうちその時の制御状態に対応する演算部が演算する演算結果に基づいて、主巻ブレーキ制御比例弁62に入力するための主巻ブレーキ指令(指令電流値)を演算する(ステップS9)。そして、主巻ブレーキ制御比例弁指令電流値演算部117は、演算された主巻ブレーキ指令を主巻ブレーキ制御比例弁62に入力する(ステップS10)。なお、それぞれの制御状態で演算された指令電流値(ブレーキ入力)にフィルタ処理等を行い、急な電流値の変化を防ぐことが好ましい。 The main winding brake control proportional valve command current value calculation unit 117 calculates a main winding brake command (command current value) to be input to the main winding brake control proportional valve 62 based on the calculation results calculated by the calculation unit among the calculation units 113-116 that corresponds to the control state at that time (step S9). The main winding brake control proportional valve command current value calculation unit 117 then inputs the calculated main winding brake command to the main winding brake control proportional valve 62 (step S10). Note that it is preferable to perform filtering or the like on the command current value (brake input) calculated in each control state to prevent sudden changes in the current value.
切換弁指令電流値演算部118は、演算部113-116のうちその時の制御状態に対応する演算部が演算する演算結果に基づいて、ブレーキ系統切換弁65に入力するための指令(指令電流値)とモード切換弁66に入力するための指令(指令電流値)を演算する(ステップS9)。そして、切換弁指令電流値演算部118は、演算された指令をブレーキ系統切換弁65及びモード切換弁66にそれぞれ入力する(ステップS10)。 The switching valve command current value calculation unit 118 calculates a command (command current value) to be input to the brake system switching valve 65 and a command (command current value) to be input to the mode switching valve 66 based on the calculation results calculated by the calculation unit corresponding to the control state at that time among the calculation units 113-116 (step S9).Then, the switching valve command current value calculation unit 118 inputs the calculated commands to the brake system switching valve 65 and the mode switching valve 66, respectively (step S10).
図9は、コントローラ101が行う衝撃力調整制御(図8のステップS6)の具体例を示すフローチャートである。衝撃力調整制御演算部114は、減速制御がON状態のときには上述したような減速制御を行い、減速制御がOFF状態のときには減速制御ではなく上述したような自由落下制御を行う。 Figure 9 is a flow chart showing a specific example of the impact force adjustment control (step S6 in Figure 8) performed by the controller 101. When the deceleration control is ON, the impact force adjustment control calculation unit 114 performs the deceleration control as described above, and when the deceleration control is OFF, it performs the free fall control as described above instead of the deceleration control.
まず、制御状態切換部112が制御状態を衝撃力調整状態に切り換えると(衝撃力調整制御ON:ステップS21)、ハンマグラブ高さ演算部111は、作業対象(掘削対象)においてその時点における穴の底部12を原点として、その時点におけるハンマグラブ高さを演算する(ステップS22)。 First, when the control state switching unit 112 switches the control state to the impact force adjustment state (impact force adjustment control ON: step S21), the hammer grab height calculation unit 111 calculates the hammer grab height at that time, using the bottom 12 of the hole at that time in the work object (excavation object) as the origin (step S22).
次に、衝撃力調整制御演算部114は、演算されたハンマグラブ高さが設定高さHsより高いか否かを判定する(ステップS23)。ハンマグラブ高さが設定高さHsより高い場合(ステップS23においてYES)、衝撃力調整制御演算部114は、ハンマグラブ10を自由落下させる自由落下制御を行う(ステップS25)。一方、ハンマグラブ高さが設定高さHs以下である場合(ステップS23においてNO)、衝撃力調整制御演算部114は、ハンマグラブ10の下降速度が目標速度Vsに近づくように主巻ドラムDR1に対するブレーキ力を調節する減速制御を行う(ステップS24)。 Next, the impact force adjustment control calculation unit 114 determines whether the calculated hammer grab height is higher than the set height Hs (step S23). If the hammer grab height is higher than the set height Hs (YES in step S23), the impact force adjustment control calculation unit 114 performs free fall control to allow the hammer grab 10 to fall freely (step S25). On the other hand, if the hammer grab height is equal to or lower than the set height Hs (NO in step S23), the impact force adjustment control calculation unit 114 performs deceleration control to adjust the braking force on the main hoist drum DR1 so that the descent speed of the hammer grab 10 approaches the target speed Vs (step S24).
制御状態切換部112は、前記着地条件が満たされたか否かを判定する(ステップS26)。着地条件が満たされた場合(ステップS26においてYES)、制御状態切換部112は、制御状態を衝撃力調整状態から着地時自動ブレーキ状態に切り換え、コントローラ101は、衝撃力調整制御を終了して着地時自動ブレーキ制御を行う。 The control state switching unit 112 determines whether the landing condition is satisfied (step S26). If the landing condition is satisfied (YES in step S26), the control state switching unit 112 switches the control state from the impact force adjustment state to the landing automatic braking state, and the controller 101 ends the impact force adjustment control and performs landing automatic braking control.
着地条件が満たされていない場合(ステップS26においてNO)、コントローラ101は、上記のステップS22-S26を繰り返す。 If the landing condition is not met (NO in step S26), the controller 101 repeats the above steps S22-S26.
図6は、作業対象における穴の底部12に対するハンマグラブ10の高さ位置と荷重値との関係を示すグラフである。図6は、ハンマグラブ10の着地時における荷重値の減少と、ハンマグラブ10の上昇時における荷重値の増加(立ち上がり)と、を示している。 Figure 6 is a graph showing the relationship between the height position of the hammer grab 10 relative to the bottom 12 of the hole in the work target and the load value. Figure 6 shows the decrease in load value when the hammer grab 10 lands and the increase (rise) in load value when the hammer grab 10 rises.
ハンマグラブ高さは、上述したように、主巻ドラムDR1の回転量と主巻ドラムDR1の有効径(巻き層)とを用いることで演算される。図6に示すように、荷重値検出器106により検出される荷重値(ハンマグラブ荷重)は、ハンマグラブ10が落下しているときに比べて、ハンマグラブ10が着地するとハンマグラブ10の荷重は地面に預けられるので急激に低下してほぼゼロになる(図6の時間t3)。ハンマグラブ10が着地することで底部12の掘削が行われるので、底部12の高さ位置はハンマグラブ10の着地前に比べて低くなる。従って、掘削作業の度に、底部12の高さ位置を再設定する必要がある。すなわち、掘削作業によって穴が深くなると、その深さに応じた原点の更新が必要になる。このハンマグラブ高さの原点は、図6の時間t4の時点のようにハンマグラブ10が底部12から離れたとき(地離れしたとき)の荷重値の変化に基づいて再設定される。 As described above, the hammer grab height is calculated using the amount of rotation of the main winding drum DR1 and the effective diameter (winding layer) of the main winding drum DR1. As shown in FIG. 6, the load value (hammer grab load) detected by the load value detector 106 drops rapidly to almost zero when the hammer grab 10 lands because the load of the hammer grab 10 is deposited on the ground, compared to when the hammer grab 10 is falling (time t3 in FIG. 6). When the hammer grab 10 lands, the bottom 12 is excavated, so the height position of the bottom 12 becomes lower than before the hammer grab 10 landed. Therefore, the height position of the bottom 12 needs to be reset every time an excavation operation is performed. In other words, when the hole becomes deeper due to an excavation operation, it is necessary to update the origin according to the depth. The origin of the hammer grab height is reset based on the change in the load value when the hammer grab 10 leaves the bottom 12 (when it leaves the ground), as at time t4 in FIG. 6.
ハンマグラブ10の着地後に主巻ドラムDR1の主巻ワイヤロープR1が巻き上げられると、ハンマグラブ10はグラブ10Bを閉じながら上昇する。この巻き上げの過程においてハンマグラブ10が底部12から離れることでハンマグラブ10の荷重が再び主巻ワイヤロープR1にかかることにより時間t4の時点で荷重値が増加する(荷重値が立ち上がる)。コントローラ101は、この荷重値の立ち上がりに基づく地離れの検出によって原点の再設定(高さリセット)を行う。この一連の動作が上述したリセット動作である。 When the main hoisting wire rope R1 of the main hoisting drum DR1 is wound up after the hammer grab 10 lands, the hammer grab 10 rises while closing the grab 10B. During this winding process, the hammer grab 10 leaves the bottom 12, and the load of the hammer grab 10 is applied to the main hoisting wire rope R1 again, causing the load value to increase (the load value rises) at time t4. The controller 101 detects the ground separation based on the rise in the load value and resets the origin (height reset). This series of operations is the reset operation described above.
なお、ハンマグラブ10が最初に着地するまではハンマグラブ高さがリセットできないため、最初の掘削作業時にはオペレータが適宜ブレーキ操作を行いながらハンマグラブ10を着地させ、高さリセットを行うことで作業を開始することができる。 In addition, since the height of the hammer grab cannot be reset until the hammer grab 10 first lands, when performing the first excavation work, the operator must perform appropriate braking operations while landing the hammer grab 10, and then reset the height before work can begin.
ハンマグラブ高さ演算部111は、ドラム回転検出器の主巻回転センサ81から得た回転量と、主巻ドラム巻き層演算部108により演算された主巻ドラムの巻き層と、主巻レバー入力検出器51Bからコントローラ101に入力された主巻レバー入力と、荷重値検出器106からコントローラ101に入力された荷重値と、初期設定部110により設定されたハンマグラブ重さと、を用いて、上記のリセット動作を行ってもよい。 The hammer grab height calculation unit 111 may perform the above reset operation using the amount of rotation obtained from the main winding rotation sensor 81 of the drum rotation detector, the winding layer of the main winding drum calculated by the main winding drum winding layer calculation unit 108, the main winding lever input input to the controller 101 from the main winding lever input detector 51B, the load value input to the controller 101 from the load value detector 106, and the hammer grab weight set by the initial setting unit 110.
図7は、上記のリセット動作において、実際の荷重値の変化に対し、荷重値検出器106により計測される荷重値の変化の遅れを表すグラフである。 Figure 7 is a graph showing the delay in the change in the load value measured by the load value detector 106 relative to the change in the actual load value during the above reset operation.
ハンマグラブ10が実際に地離れした時点とその地離れを示す荷重値がコントローラ101に入力される時点との間には、通信遅れ、センサの特性などに起因して、時間的な遅れが発生することがある。この場合、図6の時間t4における荷重値の立ち上がりは遅れて検出され、荷重値検出器106により荷重値の立ち上がりが検出された時には、ハンマグラブ10はすでに宙に浮いた状態である。このため荷重値の立ち上がりタイミングでハンマグラブ高さを原点としてリセット(初期化)すると、再設定された原点と実際の底部12の高さ位置との間に誤差が発生する。 There may be a time delay between the time when the hammer grab 10 actually leaves the ground and the time when the load value indicating that it has left the ground is input to the controller 101 due to communication delays, sensor characteristics, etc. In this case, the rise in the load value at time t4 in FIG. 6 is detected with a delay, and by the time the load value detector 106 detects the rise in the load value, the hammer grab 10 is already suspended in the air. For this reason, if the hammer grab height is reset (initialized) as the origin at the timing when the load value rises, an error will occur between the reset origin and the actual height position of the bottom 12.
そこで、本実施形態では、コントローラ101は、荷重値検出器106から入力される荷重変化に関する荷重変化情報と、ハンマグラブ10が底部12から離れる時点から荷重変化情報が荷重値検出器106からコントローラ101に入力されるまでの遅れ時間td(図7参照)と、を用いて地離れ高さを判定する。すなわち、コントローラ101は、遅れ時間tdに伴う誤差の大きさを考慮して、遅れ時間前の高さを底部12(地面)として再設定する。 Therefore, in this embodiment, the controller 101 determines the height above the ground using the load change information regarding the load change input from the load value detector 106 and the delay time td (see FIG. 7) from the time the hammer grab 10 leaves the bottom 12 until the load change information is input from the load value detector 106 to the controller 101. That is, the controller 101 resets the height before the delay time as the bottom 12 (ground surface) taking into account the magnitude of the error associated with the delay time td.
具体的には、コントローラ101は、遅れ時間tdとして見込まれる遅れ見込み時間を予め記憶している。オペレータは、リセット動作を行う前に、荷重値の遅れ時間(遅れ見込み時間)を、事前にフィルタ特性、通信による遅延特性などを見積もって決定してもよい。また、遅れ見込み時間は、リセット動作を行う前に、例えばシミュレーションにより設定されてもよく、また、実際に計測された遅れ時間に基づいて設定されてもよい。具体的には、例えば、実際のクレーンにおいて遅れの少ない手法で計測された荷重値と、荷重値検出器106を用いて計測された荷重値とを比較することにより遅れ見込み時間を決定してもよい。 Specifically, the controller 101 prestores an expected delay time that is expected as the delay time td. Before performing the reset operation, the operator may determine the load value delay time (expected delay time) by estimating filter characteristics, communication delay characteristics, and the like in advance. Furthermore, the expected delay time may be set, for example, by simulation before performing the reset operation, or may be set based on an actually measured delay time. Specifically, for example, the expected delay time may be determined by comparing a load value measured in an actual crane using a method that produces less delay with a load value measured using the load value detector 106.
コントローラ101は、前記リセット動作を行う際に、遅れ見込み時間又はこれよりも長い時間だけ前の時点からハンマグラブ高さを時々刻々保存する。そして、コントローラ101は、遅れ見込み時間前のハンマグラブ高さと荷重値の立ち上がり時のハンマグラブ高さとの差を計算して、補正後の荷重値立ち上がり時の高さを演算する。これにより、ハンマグラブ高さの原点の再設定(初期化)を行う。コントローラ101は、この手法を用いるために、常に、「(荷重値の遅れ時間)/(制御周期)」個分のハンマグラブ高さを保存してもよい。 When the controller 101 performs the reset operation, it constantly saves the hammer grab height from a point in time that is the expected delay time or longer before. The controller 101 then calculates the difference between the hammer grab height before the expected delay time and the hammer grab height at the time the load value rises, and calculates the height at the time the corrected load value rises. This resets (initializes) the origin of the hammer grab height. To use this method, the controller 101 may always save "(load value delay time)/(control period)" hammer grab heights.
具体例を挙げて説明すると次の通りである。遅れ見込み時間(荷重値遅れ時間)が例えば100msecに設定されていると仮定する。この場合、荷重値立ち上がりの100msec前においては原点の再設定前(初期化前)でのハンマグラブ高さが-300mmであり、荷重立ち上がり時の初期化前でのハンマグラブ高さが500mmであると仮定する。遅れが100msecであるから荷重値立ち上がりの100msec前の瞬間が真の地離れ発生の瞬間である。荷重値立ち上がりの100msec前(真の地離れの瞬間)に初期化前でのハンマグラブ高さが-300mmということは、このハンマグラブは一回の掘削で-300mm分の地盤を掘削した、ということを意味している。本来はそこを地面(0mm)としてリセットすべきである。しかし、荷重値立ち上がり時の初期化前でのハンマグラブ高さが500mmであるので、荷重値立ち上がりの時点で底から「500mm-(-300mm)=800mm」の高さだけハンマグラブ10が上昇していることになる。したがって、荷重値立ち上がりを検出した時にハンマグラブ高さが800mmであるということを考慮して、ハンマグラブ高さの原点を再設定(初期化)する。これにより、ハンマグラブ10が底部12(地面)に衝突する前にブレーキが駆動することを抑制できる。 A specific example is given below. Suppose the expected delay time (load value delay time) is set to, for example, 100 msec. In this case, assume that 100 msec before the load value rises, the hammer grab height before the origin is reset (before initialization) is -300 mm, and the hammer grab height before initialization at the time of load rise is 500 mm. Because the delay is 100 msec, the moment 100 msec before the load value rises is the true moment when the hammer grab leaves the ground. If the hammer grab height before initialization is -300 mm 100 msec before the load value rises (the true moment when the hammer grab leaves the ground), this means that the hammer grab has excavated -300 mm of ground in one excavation. Ideally, this point should be reset as the ground (0 mm). However, because the hammer grab height before initialization when the load value rises is 500 mm, the hammer grab 10 rises from the bottom by a height of "500 mm - (-300 mm) = 800 mm" at the time the load value rises. Therefore, taking into consideration that the hammer grab height is 800 mm when the load value rise is detected, the origin of the hammer grab height is reset (initialized). This makes it possible to prevent the brakes from being activated before the hammer grab 10 hits the bottom 12 (ground).
次に、コントローラ101が設定高さHsを設定する手法の一例について説明する。設定高さHsは、予め定数として与えられてもよいが、コントローラ101は、目標速度Vsと、目標の加速度(減速度)と、を用いて設定高さHsを決定してもよい。具体的には、コントローラ101は、例えば次の式(1)を用いて設定高さHsを決定することができる。 Next, an example of a method in which the controller 101 sets the set height Hs will be described. The set height Hs may be given in advance as a constant, but the controller 101 may also determine the set height Hs using the target speed Vs and the target acceleration (deceleration). Specifically, the controller 101 can determine the set height Hs using, for example, the following formula (1).
ここで、上記の式(1)において、「hdecSpeed」は、設定高さHsである。「vo」は、現在のハンマグラブ速度である。「vconf」は、予め設定された着地時の設定速度(すなわち前記目標速度Vs)である。「Tconf」は、一定速度「vconf」で落下する時間である。すなわち、「Tconf」は、ハンマグラブ速度が目標速度Vsに達してからハンマグラブが着地するまでの時間である。また、「aconf」は、目標の加速度(減速度)の大きさである。「aconf」は、例えばハンマグラブ重さ「Whammar」と、最大ワイヤ張力「Pconfmax」と、重力加速度「g」と、次の式(2)と、を用いて決定してもよい。 Here, in the above formula (1), "h decSpeed " is the set height Hs. "v o " is the current hammer grab speed. "v conf " is the preset set speed at the time of landing (i.e., the target speed Vs). "T conf " is the time it takes to fall at a constant speed "v conf ". In other words, "T conf " is the time from when the hammer grab speed reaches the target speed Vs until the hammer grab lands. Also, "a conf " is the magnitude of the target acceleration (deceleration). "a conf " may be determined, for example, using the hammer grab weight "W hammer ", the maximum wire tension "P confmax ", the gravitational acceleration "g", and the following formula (2).
上記の式(1)は、例えば以下のように求められる。図4のグラフにおいて時間t2から減速制御が開始される場合に、時間t2におけるハンマグラブ速度から目標速度Vsまで一定の加速度(目標の加速度aconf)で減速すると仮定する。この場合、目標の加速度aconfと、目標速度Vsまで減速するのに要する時間Tとは、次の式(3)の関係を有する。 The above formula (1) can be obtained, for example, as follows. In the graph of Fig. 4, it is assumed that deceleration control is started at time t2, and that deceleration is performed from the hammer grab speed at time t2 to the target speed Vs at a constant acceleration (target acceleration a conf ). In this case, the target acceleration a conf and the time T required to decelerate to the target speed Vs have the relationship shown in the following formula (3).
式(3)を変形することで次の式(4)が得られる。 By transforming equation (3), we obtain the following equation (4).
減速制御が開始された時間t2からハンマグラブが穴の底部12に着地するまでに必要な高さhdecSpeedは、次の式(5)で表すことができる。 The height h_decSpeed required from time t2 when the deceleration control is started until the hammer grab lands on the bottom 12 of the hole can be expressed by the following equation (5).
上記の式(5)に上記の式(4)を代入することで次の式(6)が得られる。 By substituting the above formula (4) into the above formula (5), we obtain the following formula (6).
上記の式(5),(6)のそれぞれにおいて、「margin」は、例えば、一定速度vconfで落下する時間Tconf(例えば1sec)を考慮して設定することができる。具体的には、「margin」は、例えば、「vconf×Tconf」に設定してもよい。この「margin」を上記の式(6)に代入することで上記の式(1)が得られる。 In each of the above formulas (5) and (6), the "margin" can be set, for example, taking into consideration the time T conf (e.g., 1 sec) it takes to fall at a constant velocity v conf . Specifically, the "margin" can be set, for example, to "v conf ×T conf ". The above formula (1) can be obtained by substituting this "margin" into the above formula (6).
上記のように、コントローラ101は、目標速度Vsと、ハンマグラブ10が下降するときの目標の加速度aconfと、を用いて設定高さHsを決定するので、オペレータが非熟練者であっても、適切な設定高さHsがコントローラ101により自動で設定される。この場合、コントローラ101は、安全が考慮された上記の数式を用いて、できるだけ小さい設定高さHsを設定することができる。これにより、ハンマグラブ10が自由落下する距離をできるだけ長く設定することが可能になり、サイクルタイムをより効果的に減少させることができる。具体的には、加速度(減速度)は、目標速度との差、ブレーキ時の衝撃などに関係するパラメータである。従って、これらに関係する目標の加速度を用いて設定高さHsが決定されることにより、減速制御において過度な急ブレーキをかけることなく、ハンマグラブ速度を目標速度Vsに安全に到達させることができる。 As described above, the controller 101 determines the set height Hs using the target speed Vs and the target acceleration a conf when the hammer grab 10 descends, so that even if the operator is an unskilled person, an appropriate set height Hs is automatically set by the controller 101. In this case, the controller 101 can set the set height Hs as small as possible using the above formula in which safety is taken into consideration. This makes it possible to set the distance over which the hammer grab 10 falls freely as long as possible, and the cycle time can be reduced more effectively. Specifically, the acceleration (deceleration) is a parameter related to the difference from the target speed, the impact at the time of braking, and the like. Therefore, by determining the set height Hs using the target acceleration related to these, the hammer grab speed can be safely reached to the target speed Vs without applying excessively sudden brakes in the deceleration control.
本開示は、以上説明した実施形態に限定されない。本開示は、例えば次のような形態を含む。 The present disclosure is not limited to the embodiments described above. The present disclosure includes, for example, the following forms:
(A)クレーンの仕様について
図1に示す前記実施形態に係るクレーンは、ジブ及びストラットを備えていないが、クレーンの仕様は、図1に示すものに限定されない。本開示に係るクレーンは、ジブ、フロントストラット及びリヤストラットを備えるラッフィングクレーンであってもよく、ジブ及び1つのストラットを備える固定ジブ仕様のクレーンであってもよい。また、本開示に係るクレーンは、ガントリではなくマストを備えるクレーン(例えば大型のクレーン)であってもよい。
(A) Specifications of the crane The crane according to the embodiment shown in Fig. 1 does not include a jib and a strut, but the specifications of the crane are not limited to those shown in Fig. 1. The crane according to the present disclosure may be a luffing crane including a jib, a front strut, and a rear strut, or may be a fixed jib crane including a jib and one strut. In addition, the crane according to the present disclosure may be a crane including a mast instead of a gantry (e.g., a large crane).
(B)操作器について
本開示に係る操作器は、主巻ウインチ及び補巻ウインチの種類及びその駆動装置によって適宜選定すればよい。例えば、図2及び図3に示される主巻ウインチ操作器51の主巻レバー入力検出器51B、及び補巻ウインチ操作器53の補巻レバー入力検出器53Bのそれぞれが、レバー操作に応じたパイロット圧を出力するリモコン弁と、このリモコン弁の2次圧を検出する圧力センサと、により構成されていてもよい。
(B) Regarding the Operating Device The operating device according to the present disclosure may be appropriately selected depending on the type of the main hoisting winch and the auxiliary hoisting winch and their drive devices. For example, the main hoisting lever input detector 51B of the main hoisting winch operating device 51 and the auxiliary hoisting lever input detector 53B of the auxiliary hoisting winch operating device 53 shown in Figures 2 and 3 may each be composed of a remote control valve that outputs a pilot pressure according to the lever operation and a pressure sensor that detects the secondary pressure of this remote control valve.
(C)ウインチについて
本開示に係る主巻ウインチ及び補巻ウインチは、例えば電動ウインチであってもよい。この場合、図1に示す油圧回路は、当該電動ウインチを駆動する電気回路(例えばインバータを含む回路)に置換されることが可能である。
(C) Regarding the winch: The main hoisting winch and the auxiliary hoisting winch according to the present disclosure may be, for example, an electric winch. In this case, the hydraulic circuit shown in Fig. 1 can be replaced with an electric circuit (for example, a circuit including an inverter) that drives the electric winch.
(D)主巻と補巻について
前記実施形態では、ハンマグラブ10の胴体10A及びグラブ10Bは、主巻ドラムDR1から繰り出される主巻ワイヤロープR1に吊り下げされているが、補巻ドラムDR2から繰り出される補巻ワイヤロープR2に吊り下げられてもよい。この場合、ハンマグラブ10のクラウン10Cは、主巻ワイヤロープR1に吊り下げられる。すなわち、本開示に係る制御装置は、前記実施形態において「主巻」に関する構成要素が担う機能を「補巻」に関する構成要素が担うような変形例も含む。
(D) Main Winding and Auxiliary Winding In the above embodiment, the body 10A and the grab 10B of the hammer grabbing 10 are suspended from the main winding wire rope R1 that is reeled out from the main winding drum DR1, but they may be suspended from the auxiliary winding wire rope R2 that is reeled out from the auxiliary winding drum DR2. In this case, the crown 10C of the hammer grabbing 10 is suspended from the main winding wire rope R1. In other words, the control device according to the present disclosure also includes modified examples in which the functions performed by the components related to "main winding" in the above embodiment are performed by components related to "auxiliary winding".
(E)電気ペダルについて
図2に示す前記実施形態に係る制御装置は、主巻ペダル比例弁67と、ブレーキ系統切換弁65と、を含む油圧回路を備え、主巻ペダル比例弁67は、主巻ブレーキ操作器52の主巻ペダル52Aに入力されるペダル操作量に応じた2次圧を生成し、ブレーキ系統切換弁65は、前記ブレーキ制御比例弁油路が形成される状態と、前記ペダル比例弁油路が形成される状態と、を切り換える。ただし、本開示における制御装置は、前記実施形態に限られず、例えば図10に示す変形例に係る油圧回路を備えていてもよい。図10に示す変形例に係るクレーン200の制御装置では、主巻ブレーキ操作器52は、いわゆる電気ペダルにより構成されている。
(E) Regarding the Electric Pedal The control device according to the embodiment shown in Fig. 2 includes a hydraulic circuit including a main winding pedal proportional valve 67 and a brake system changeover valve 65, and the main winding pedal proportional valve 67 generates a secondary pressure according to the pedal operation amount input to the main winding pedal 52A of the main winding brake operator 52, and the brake system changeover valve 65 switches between a state in which the brake control proportional valve oil passage is formed and a state in which the pedal proportional valve oil passage is formed. However, the control device in the present disclosure is not limited to the embodiment, and may include, for example, a hydraulic circuit according to a modified example shown in Fig. 10. In the control device for a crane 200 according to the modified example shown in Fig. 10, the main winding brake operator 52 is constituted by a so-called electric pedal.
具体的には、図10に示すように、主巻ブレーキ操作器52は、オペレータによる主巻ブレーキ操作が入力される主巻ペダル52Aと、入力された主巻ブレーキ操作の操作量(ペダル操作量)に応じたペダル操作信号をコントローラ101に出力する出力器52Bと、を備える。出力器52Bから出力されたペダル操作信号は、コントローラ101に入力される。これにより、コントローラ101は、主巻ペダル52Aに入力されたペダル操作量を取得することができる。 Specifically, as shown in FIG. 10, the main winding brake operation device 52 includes a main winding pedal 52A to which the operator inputs the main winding brake operation, and an output device 52B that outputs a pedal operation signal corresponding to the input operation amount of the main winding brake operation (pedal operation amount) to the controller 101. The pedal operation signal output from the output device 52B is input to the controller 101. This allows the controller 101 to obtain the pedal operation amount input to the main winding pedal 52A.
図10に示す変形例に係る制御装置では、衝撃力調整制御、着地時自動ブレーキ制御、ほぐし制御、及び自動ブレーキ無効制御の何れの制御においても、主巻クラッチブレーキ48におけるブレーキ力は、コントローラ101から主巻ブレーキ制御比例弁62に入力される主巻ブレーキ指令(指令電流値)に基づいて調節される。図10に示す変形例に係る制御装置では、図2に示す制御装置が備える主巻ペダル比例弁67及びブレーキ系統切換弁65は不要であるので省略されている。 In the control device according to the modified example shown in FIG. 10, in any of the impact force adjustment control, landing automatic brake control, release control, and automatic brake disable control, the braking force in the main winding clutch brake 48 is adjusted based on the main winding brake command (command current value) input from the controller 101 to the main winding brake control proportional valve 62. In the control device according to the modified example shown in FIG. 10, the main winding pedal proportional valve 67 and the brake system switching valve 65 provided in the control device shown in FIG. 2 are unnecessary and are therefore omitted.
この変形例では、モード切換弁66は、主巻ブレーキ制御比例弁62と主巻クラッチブレーキ48との間に介在する。具体的には、パイロットポンプ36、主巻ブレーキ制御比例弁62、モード切換弁66、及び主巻クラッチブレーキ48の油室43は、この順に接続されている。 In this modified example, the mode change valve 66 is interposed between the main winding brake control proportional valve 62 and the main winding clutch brake 48. Specifically, the pilot pump 36, the main winding brake control proportional valve 62, the mode change valve 66, and the oil chamber 43 of the main winding clutch brake 48 are connected in this order.
[衝撃力調整制御]
この変形例では、制御状態が衝撃力調整状態に切り換わると、衝撃力調整制御演算部114は、モード切換弁66のスプールを比例弁油路形成位置(図2の左側位置)に配置するための指令をモード切換弁66に出力する。これにより、主巻クラッチブレーキ48が前記フリー状態に切り換わり、ハンマグラブ10がその自重によって自由落下することが可能な状態になる。また、衝撃力調整制御演算部114は、当該衝撃力調整制御演算部114から主巻ブレーキ制御比例弁62に入力する主巻ブレーキ指令(指令電流値)に応じたブレーキ力を主巻クラッチブレーキ48において発生させることができる。
[Impact force adjustment control]
In this modified example, when the control state is switched to the impact force adjustment state, the impact force adjustment control calculation unit 114 outputs a command to the mode switching valve 66 to place the spool of the mode switching valve 66 at the proportional valve oil passage forming position (left side position in FIG. 2). As a result, the main winding clutch brake 48 switches to the free state, and the hammer grab 10 becomes able to fall freely by its own weight. In addition, the impact force adjustment control calculation unit 114 can generate a brake force in the main winding clutch brake 48 according to a main winding brake command (command current value) input from the impact force adjustment control calculation unit 114 to the main winding brake control proportional valve 62.
[着地時自動ブレーキ制御]
また、この変形例では、制御状態が着地時自動ブレーキ状態に切り換わると、着地時自動ブレーキ制御演算部113は、モード切換弁66のスプールを比例弁油路形成位置(図2の左側位置)に配置するための指令をモード切換弁66に出力する。そして、着地時自動ブレーキ制御演算部113は、主巻ドラムDR1の回転に対してフルブレーキがかかるような主巻ブレーキ指令(指令電流値)を主巻ブレーキ制御比例弁62に入力する。これにより、ハンマグラブ10が底部12に着地した直後に主巻クラッチブレーキ48において大きなブレーキ力が発生し、主巻ワイヤロープR1が主巻ドラムDR1から余分に繰り出されることが抑制される。
[Automatic braking control when landing]
In this modified example, when the control state is switched to the landing automatic brake state, the landing automatic brake control calculation unit 113 outputs a command to the mode switching valve 66 to place the spool of the mode switching valve 66 at the proportional valve oil passage formation position (left side position in FIG. 2). Then, the landing automatic brake control calculation unit 113 inputs a main hoisting brake command (command current value) to the main hoisting brake control proportional valve 62 such that full braking is applied to the rotation of the main hoisting drum DR1. As a result, a large braking force is generated in the main hoisting clutch brake 48 immediately after the hammer grab 10 lands on the bottom 12, and excessive unwinding of the main hoisting wire rope R1 from the main hoisting drum DR1 is suppressed.
[ほぐし制御]
また、この変形例では、制御状態がほぐし制御状態に切り換わると、ほぐし制御演算部115は、モード切換弁66のスプールを比例弁油路形成位置(図2の左側位置)に配置するための指令をモード切換弁66に出力する。
[Loosening control]
In addition, in this modified example, when the control state switches to the loosening control state, the loosening control calculation unit 115 outputs a command to the mode switching valve 66 to position the spool of the mode switching valve 66 at the proportional valve oil passage forming position (the left side position in Figure 2).
[自動ブレーキ無効制御]
また、この変形例では、制御状態が自動ブレーキ無効制御状態に切り換わると、自動ブレーキ無効制御演算部116は、モード切換弁66のスプールを比例弁油路形成位置(図2の左側位置)に配置するための指令をモード切換弁66に出力する。そして、自動ブレーキ無効制御演算部116は、オペレータによる主巻ブレーキ操作の操作量(ペダル操作量)に応じたブレーキ力が主巻クラッチブレーキ48において発生するように主巻ブレーキ指令(指令電流値)を主巻ブレーキ制御比例弁62に入力する。
[Automatic brake disable control]
In this modified example, when the control state is switched to the automatic brake disabling control state, the automatic brake disabling control calculation unit 116 outputs a command to the mode switching valve 66 to place the spool of the mode switching valve 66 at the proportional valve oil passage forming position (left side position in FIG. 2 ). Then, the automatic brake disabling control calculation unit 116 inputs a main winding brake command (command current value) to the main winding brake control proportional valve 62 so that a braking force corresponding to the amount of main winding brake operation by the operator (pedal operation amount) is generated in the main winding clutch brake 48.
なお、図10に示す変形例に係る制御装置のその他の構成は、図2に示す前記実施形態に係る制御装置の構成と同様であるので、詳細な説明を省略する。また、補巻ブレーキ操作器54が電気ペダルにより構成される場合には、補巻ブレーキ操作器54は補巻ペダル54Aと出力器54Bとを備え、当該補巻ブレーキ操作器54を含む油圧回路の構成は、電気ペダルに係る主巻ブレーキ操作器52を含む上記のような油圧回路の構成と同様であるので、これらについての詳細な説明は省略する。 The rest of the configuration of the control device according to the modified example shown in FIG. 10 is the same as that of the control device according to the embodiment shown in FIG. 2, so a detailed description thereof will be omitted. Also, when the auxiliary brake actuator 54 is configured by an electric pedal, the auxiliary brake actuator 54 includes an auxiliary pedal 54A and an output device 54B, and the configuration of the hydraulic circuit including the auxiliary brake actuator 54 is the same as that of the hydraulic circuit including the main brake actuator 52 related to the electric pedal, as described above, so a detailed description thereof will be omitted.
10 :ハンマグラブ
11 :ケーシング
12 :底部(作業対象の底部)
48 :主巻クラッチブレーキ
51 :主巻ウインチ操作器
51A :主巻レバー
51B :主巻レバー入力検出器
52 :主巻ブレーキ操作器
52A :主巻ペダル
52B :出力器
62 :主巻ブレーキ制御比例弁
65 :ブレーキ系統切換弁
66 :モード切換弁
67 :主巻ペダル比例弁
81 :主巻回転センサ(ドラム回転検出器)
91 :設定入力器
92 :開始指示入力器
100 :クレーン
101 :コントローラ
105 :モニタスイッチ
106 :荷重値検出器
200 :クレーン
DR1 :主巻ドラム
Hs :設定高さ
P1 :作業開始位置
P2 :減速制御開始位置
P3 :着地位置
R1 :主巻ワイヤロープ
Vs :目標速度
WC1 :主巻ウインチ
10: Hammer grab 11: Casing 12: Bottom (bottom of work object)
48: Main winding clutch brake 51: Main winding winch operator 51A: Main winding lever 51B: Main winding lever input detector 52: Main winding brake operator 52A: Main winding pedal 52B: Output device 62: Main winding brake control proportional valve 65: Brake system changeover valve 66: Mode changeover valve 67: Main winding pedal proportional valve 81: Main winding rotation sensor (drum rotation detector)
91: Setting input device 92: Start command input device 100: Crane 101: Controller 105: Monitor switch 106: Load value detector 200: Crane DR1: Main hoisting drum Hs: Set height P1: Work start position P2: Deceleration control start position P3: Landing position R1: Main hoisting wire rope Vs: Target speed WC1: Main hoisting winch
Claims (9)
前記地盤の前記底部からの前記ハンマグラブの高さであるハンマグラブ高さを取得するために用いられる検出器と、
コントローラと、
前記コントローラから入力されるブレーキ指令に応じたブレーキ力を発生させるためのブレーキ制御比例弁と、を備え、
前記コントローラは、前記ハンマグラブ高さが前記底部より上に設定された設定高さよりも高い場合には前記ブレーキ力を発生させずに前記ハンマグラブを自由落下させ、前記ハンマグラブ高さが前記設定高さ以下である場合には前記ハンマグラブの下降速度が予め設定された値である目標速度に近づくようなブレーキ指令を前記ブレーキ制御比例弁に入力して前記ウインチドラムに対するブレーキを調節する制御を行う、建設機械の制御装置。 A control device for a construction machine that performs hammer grab work by dropping a hammer grab to the bottom of a ground that is a work target within a casing that is pushed into the ground by unwinding a wire rope from a winch drum,
A detector used to obtain a hammergrab height, which is a height of the hammergrab from the bottom of the ground ;
A controller;
a brake control proportional valve for generating a braking force according to a brake command input from the controller,
The controller controls the hammer grab to freely fall without generating the braking force when the hammer grab height is higher than a set height set above the bottom, and inputs a brake command to the brake control proportional valve to adjust the brake on the winch drum so that the descent speed of the hammer grab approaches a target speed , which is a preset value, when the hammer grab height is equal to or lower than the set height.
前記コントローラは、前記入力に基づいて前記設定高さを設定する、請求項1又は2に記載の建設機械の制御装置。 An input device for receiving an input of the set height by an operator is further provided,
The control device for a construction machine according to claim 1 or 2, wherein the controller sets the set height based on the input.
前記コントローラは、前記ハンマグラブが前記底部に接地している状態から前記ワイヤロープが前記ウインチドラムによって巻き取られることにより前記ハンマグラブ荷重が増加する荷重変化に基づいて前記ハンマグラブが前記底部から離れるときの高さ位置である地離れ高さを判定し、前記地離れ高さを原点として前記ハンマグラブ高さを演算する、請求項1に記載の建設機械の制御装置。 A load value detector is further provided for detecting a hammer grab load, which is a load of the hammer grab acting on the wire rope.
2. A control device for a construction machine according to claim 1, wherein the controller determines a ground clearance height, which is a height position when the hammer grab separates from the bottom, based on a load change in which the hammer grab load increases as the wire rope is wound by the winch drum from a state in which the hammer grab is in contact with the bottom, and calculates the hammer grab height using the ground clearance height as an origin.
前記ウインチドラムと、を備える建設機械。 The control device according to claim 1 ;
A construction machine comprising the winch drum.
前記地盤の前記底部からの前記ハンマグラブの高さであるハンマグラブ高さを取得することと、
前記ハンマグラブ高さが前記底部より上に設定された設定高さよりも高い場合にはブレーキ力を発生させずに前記ハンマグラブを自由落下させ、前記ハンマグラブ高さが前記設定高さ以下である場合には前記ハンマグラブの下降速度が予め設定された値である目標速度に近づくようなブレーキ指令をコントローラがブレーキ制御比例弁に入力して前記ウインチドラムに対するブレーキを調節することと、を備える建設機械の制御方法。 A method for controlling a construction machine that performs hammer grab work by dropping a hammer grab to the bottom of a ground that is a work target within a casing that is pushed into the ground by unwinding a wire rope from a winch drum, comprising the steps of:
Obtaining a hammergrab height, which is a height of the hammergrab from the bottom of the ground ;
a controller controls the brake on the winch drum by inputting a brake command to a brake control proportional valve so that the descent speed of the hammer grab approaches a target speed , which is a preset value , when the height of the hammer grab is higher than a set height set above the bottom, and allows the hammer grab to fall freely without generating a braking force , and when the height of the hammer grab is equal to or lower than the set height, the controller controls the brake on the winch drum by inputting a brake command to a brake control proportional valve so that the descent speed of the hammer grab approaches a target speed, which is a preset value.
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