JPH0585698A - クレーンの荷振れ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 吊り荷の振れ止め制御を自動化することによ
り作業効率の向上等を達成する。 【構成】 二段階加速タイミング推論部１はファジー理
論に基づき、始点時と終点時におけるロープ長に最適な
２段階加速タイミングを運転パターン作成部２へ出力す
る。運転パターン作成部２は、ジブクレーンの旋回用、
起伏用のモーションタイミングをモータ指令部３へ出力
する。モータ指令部３は、ジブクレーンの運転速度パタ
ーンを決定する時系列の旋回用モータ制御信号を旋回用
モータ４へ出力し、時系列の起伏用モータ制御信号を起
伏用モータ５へ出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吊り荷の振れ制御を自
動化することにより作業効率の向上等を達成する場合に
好適なクレーンの荷振れ制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、建設現場等において、荷を吊り下
げたクレーンを現在位置から別の目的位置へ移動させる
荷役作業を行う場合、オペレータの手動操作によって、
クレーンを現在位置から目的位置へ向けて移動開始させ
る時は加速運転を行い、クレーンを目的位置へ到達させ
る時は減速運転を行う等の各種運転を行っている。この
場合、クレーンの加速運転時や減速運転時には、クレー
ンの揚程、吊り荷の形状や重量の大小の程度、クレーン
の旋回半径等の旋回動作の影響、クレーンの起伏動作の
影響、風向や風力の程度等の要因により、クレーンの吊
り荷には３次元の複雑な荷振れが発生する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した従
来技術においては下記の如くの問題があった。即ち、荷
を吊ったクレーンを所定距離移動させる場合の加速運転
時や減速運転時には、前述した如くの各種要因により荷
振れが発生するため、従来はオペレータの経験等に基づ
く運転技能により、荷振れが極力発生しないようなクレ
ーンの加速運転や減速運転を行っていた。しかしなが
ら、クレーンの荷振れを抑制するような運転操作にはオ
ペレータの熟練した運転技能が要求されるものであり、
特に揚程が高いクレーンの荷振れを抑制するような運転
操作には長期間に渡る経験と運転技能が必要であるとい
う問題があった。このため、不慣れなオペレータの場合
には、荷振れが発生し作業効率が悪化するという問題が
あった。

【０００４】本発明は前記課題を解決するもので、吊り
荷の振れ制御を自動化することにより作業効率の向上等
を達成することを可能としたクレーンの荷振れ制御装置
の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、旋回用モータ
の駆動により旋回動作を行い起伏用モータの駆動により
起伏動作を行うクレーンによりロープを介して吊り下げ
た荷の振れを制御するようにしたクレーンの荷振れ制御
装置であり、クレーンの運転開始時と運転終了時とにお
けるロープ長の入力に基づき、該ロープ長に適合した旋
回用の２段階加速タイミング、起伏用の２段階加速タイ
ミングをファジー推論により算出して出力する二段階加
速タイミング推論部と、前記二段階加速タイミング推論
部から出力された旋回用の２段階加速タイミングに基づ
き、旋回の移動量と運転速度から、旋回用の運転開始時
間、２段階加速時間、減速開始時間、２段階減速時間を
算出して出力し、前記二段階加速タイミング推論部から
出力された起伏用の２段階加速タイミングに基づき、起
伏の移動量と運転速度から、起伏用の運転開始時間、２
段階加速時間、減速開始時間、２段階減速時間を算出し
て出力する運転パターン作成部と、前記運転パターン作
成部から出力された旋回用の前記各時間に基づき、旋回
の運転速度パターンに相当する制御信号を前記旋回用モ
ータへ出力し、前記運転パターン作成部から出力された
起伏用の前記各時間に基づき、起伏の運転速度パターン
に相当する制御信号を前記起伏用モータへ出力するモー
タ指令部とを具備することを特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明によれば、クレーンの自動運転を行う場
合、運転開始時及び運転終了時におけるクレーンのロー
プ長に基づき、旋回用、起伏用の２段階加速タイミング
をファジー推論により算出し、該タイミングに基づき旋
回用、起伏用の運転パターンを算出することにより、旋
回用モータ、起伏用モータを制御するため、クレーン運
転時における荷振れを的確に防止することができ、クレ
ーンの作業効率を向上させることができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１は本実施例のクレーン荷振れ制御装置のブロッ
ク図であり、ジブクレーンの２段階加速タイミングをフ
ァジー推論に基づき算出する二段階加速タイミング推論
部１と、ジブクレーンの運転パターンを作成する運転パ
ターン作成部２と、ジブクレーンの旋回用モータ及び起
伏用モータへモータ制御信号を出力するモータ指令部
３、ジブクレーンの旋回動作用の旋回用モータ４と、ジ
ブクレーンの起伏動作用の起伏用モータ５とから大略構
成されている。

【０００８】前記二段階加速タイミング推論部１には、
ジブクレーンの運転開始時におけるロープ長と、ジブク
レーンの運転終了時におけるロープ長とが入力されるよ
うになっており、前記二段階加速タイミング推論部１は
ファジー理論に基づき、前記入力したロープ長に最適な
２段階加速タイミングｔ１と、２段階加速タイミングｔ
２とを前記運転パターン作成部２へ出力するようになっ
ている。この場合、前記タイミングｔ１はジブクレーン
の旋回用の運転開始時、運転終了時における２段階加速
タイミングであり、前記タイミングｔ２はジブクレーン
の起伏用の運転開始時、運転終了時における２段階加速
タイミングである。また、前記運転パターン作成部２
は、前記二段階加速タイミング推論部１から入力される
２段階加速タイミングｔ１、２段階加速タイミングｔ２
に基づき、ジブクレーンの旋回動作に係る移動量と運転
速度とから、旋回用のモーションタイミングＴ₁₁〜Ｔ₁₄
を前記モータ指令部３へ出力し、ジブクレーンの起伏動
作に係る移動量と運転速度とから、起伏用のモーション
タイミングＴ₂₁〜Ｔ₂₄とを前記モータ指令部３へ出力す
るようになっている。この場合、前記旋回用のモーショ
ンタイミングＴ₁₁は旋回運転開始時間、Ｔ₁₂は２段階加
速時間、Ｔ₁₃は減速開始時間、Ｔ₁₄は２段階減速時間で
あり、同様に、前記起伏用のモーションタイミングＴ₂₁
は起伏運転開始時間、Ｔ₂₂は２段階加速時間、Ｔ₂₃は減
速開始時間、Ｔ₂₄は２段階減速時間である。また、前記
モータ指令部３は、前記運転パターン作成部２から入力
される旋回用モーションタイミングとクロックとに基づ
き、ジブクレーンの運転速度パターンを決定する時系列
の旋回用モータ制御信号Ｖ１（運転速度パターン）を前
記旋回用モータ４へ出力し、前記運転パターン作成部２
から入力される起伏用モーションタイミングとクロック
とに基づき、時系列の起伏用モータ制御信号Ｖ２（運転
速度パターン）を前記起伏用モータ５へ出力するように
なっている。図２は前記モーションタイミングと前記モ
ータ制御信号との関係を示す特性図である。

【０００９】本実施例においてジブクレーンの運転パタ
ーンを作成する場合は、ファジー推論を２回行うことに
より運転パターンを作成するようになっている。即ち、
１回目のファジー推論においては、ジブクレーンのロー
プ長に基づきタイミングを演算して運転パターンを作成
し、２回目のファジー推論においては、前記１回目のフ
ァジー推論で作成した運転パターンの精度及び信頼性の
向上を図るべく、タイミングを出力する位置のロープ長
を再度算出してタイミングを演算し、該演算したタイミ
ングに基づき新規な運転パターンを作成するようになっ
ている。

【００１０】前述したジブクレーンの運転パターンは下
記の手順により作成するようになっている。 ジブクレーンの旋回角度、起伏開始角度、起伏終了角
度を入力し、ジブクレーンの動作開始可能な吊り荷の高
さに相当する危険高さを入力し、目的位置の吊り荷の高
さに相当する最終高さを入力する。 ジブクレーンの運転開始時（危険高さ）におけるロー
プ長を算出すると共に、運転終了時（最終高さ）におけ
るロープ長を算出する。 ジブクレーンのロープ長から、ファジー演算に基づき
旋回用の２段階加速タイミング、２段階減速タイミング
を算出すると共に、ファジー演算に基づき起伏用の２段
階加速タイミング、２段階減速タイミングを算出する。 ジブクレーンの旋回角と２段階加速タイミング、２段
階減速タイミングに基づき、旋回運転における速度パタ
ーンを作成すると共に、起伏角と２段階加速タイミン
グ、２段階減速タイミングに基づき、起伏運転における
速度パターンを作成する。 ジブクレーンの旋回の場合と起伏の場合とにおいて両
者の制御時間の比較を行い、制御時間が長い方をジブク
レーンの先行運転に決定する。 ジブクレーンの先行運転の運転速度が最大速度へ到達
した後、後行運転を開始させるように運転パターンをず
らす。 ジブクレーンの運転パターンをずらした後における、
旋回の運転開始時、２段階加速時、減速開始時、２段階
減速時のロープ長を算出すると共に、起伏の運転開始
時、２段階加速時、減速開始時、２段階減速時のロープ
長を算出する。 ジブクレーンの算出した新規なロープ長に基づき、フ
ァジー演算を行い、新規な２段階タイミングを算出す
る。 ジブクレーンの先行運転、後行運転を含む新規な旋
回、起伏の運転パターンを作成する。

【００１１】ここで、図３はジブクレーンの旋回時にお
ける加速タイミング、減速タイミング、減速開始時間、
全制御時間の関係を示す旋回速度パターン図、図４はジ
ブクレーンの起伏時における加速タイミング、減速タイ
ミング、減速開始時間、全制御時間の関係を示す起伏速
度パターン図であり、起伏の場合には、起伏角速度と起
伏用ロープ速度のうちロープ速度の方を制御するように
なっている。

【００１２】次に、本実施例のジブクレーンの１回目の
運転パターン、及び２回目の運転パターンを作成する場
合について説明する。 （１）１回目の運転パターン作成。 ジブクレーンの１回目の運転パターンにおいては、２段
階加速タイミングはジブクレーン運転開始時のロープ長
に基づき算出したものと運転終了時に算出したものであ
り、即ち、起伏も旋回も同時に開始し同時に終了するも
のと仮定してファジー演算に基づき２段階加速タイミン
グを算出するようになっており、該タイミングに基づき
１／２運転速度の時間が決定し、立上がりの時定数と全
運転角度とに基づき最大運転速度が可能な時間を算出す
るようになっている。そして、該算出データから、２段
階加速開始時間、減速開始時間、２段階減速開始時間を
算出し、運転パターンを作成するようになっている。図
５は起伏が旋回の制御時間より長い場合の起伏先行時の
１回目の運転パターン図である。次いで、前記作成した
大まかな運転パターンにおいて、制御時間が長い方を先
行運転とし、制御時間が短い方の運転開始時間を遅延さ
せるようになっている。この場合、前記遅延時間は、供
給電力の関係から旋回用モータ４と起伏用モータ５とを
同時に起動することを回避するために設定した時間であ
り、先行の運転速度が最大速度へ到達するまでの時間と
なっている。図６はジブクレーンの運転優先順位決定後
の運転パターンであるが、該運転パターンは大まかな運
転パターンであるため、後述する２回目の運転パターン
作成時のファジー演算時における入力値（ロープ長）の
計算用として使用するようになっている。

【００１３】（２）２回目の運転パターン作成。 ジブクレーンの先行運転と後行運転とを決定し運転パタ
ーンをずらした後においては、運転状況に合致する新規
なタイミングと運転パターンとを、旋回及び起伏の場合
についてファジー演算により作成するようになってい
る。まず、ジブクレーンの旋回の運転パターンを作成す
る場合には、図７の制御パターンとロープ長との関係を
示す図において、旋回開始時間のロープ長をＬ１、２段
階加速開始時間のロープ長をＬ２、減速開始時間のロー
プ長をＬ３、２段階減速開始時間のロープ長をＬ４とす
ると、実際の制御に使用する２段階加速タイミングは、
（Ｔ（Ｌ１）＋Ｔ（Ｌ２））／２なる式で算出し、２段
階減速タイミングは、（Ｔ（Ｌ３）＋Ｔ（Ｌ４））／２
なる式で算出するようになっている。即ち、旋回の２段
階加速タイミングは、旋回開始時のロープ長から求まる
タイミングと、２段階加速開始時のロープ長から求まる
タイミングとの平均値を適用するようになっている。そ
して、前記各タイミングから１／２旋回速度の時間が判
明するため、立上がりの時定数を加算し、最大旋回速度
による運転が可能な時間を算出することにより、運転開
始時点からの２段階加速開始時間、減速開始時間、２段
階減速開始時間を決定し、旋回の運転パターンを作成す
るようになっている。他方、ジブクレーンの起伏の運転
パターンを作成する場合には、図７の制御パターンとロ
ープ長の関係を示す図において、起伏開始時間のロープ
長をＬ５、２段階加速開始時間のロープ長をＬ６、減速
開始時間のロープ長をＬ７、２段階減速開始時間のロー
プ長をＬ８とすると、実際の制御に使用する２段階加速
タイミングは、（Ｔ（Ｌ５）＋Ｔ（Ｌ６））／２なる式
で算出し、２段階減速タイミングは、（Ｔ（Ｌ７）＋Ｔ
（Ｌ８））／２なる式で算出するようになっている。即
ち、起伏の２段階加速タイミングは、起伏開始時のロー
プ長から求まるタイミングと、２段階加速開始時のロー
プ長から求まるタイミングとの平均値を適用するように
なっている。そして、前記各タイミングから１／２起伏
速度の時間が判明するため、立上がりの時定数を加算
し、最大起伏速度が可能な時間を算出することにより、
運転開始時点からの２段階加速開始時間、減速開始時
間、２段階減速開始時間を決定し、起伏の運転パターン
を作成するようになっている。図８は完成後の制御パタ
ーン図である。

【００１４】また、図９は本実施例のタイミング出力用
ファジー処理（後述の図１４）で使用するメンバーシッ
プ関数の説明図であり、横軸はジブクレーンのロープ長
を表し、縦軸は適合度を表している。例えばロープ長２
０ｍという入力があった場合、入力は横軸の１０ｍと３
０ｍとの中点となり、その中点から垂線を引くとＮＢと
ＮＭに交差するが、該交点までの高さが適合度となる。
即ち、ＮＢでは０．５、ＮＭでは０．５なる適合度を得
る。尚、ロープ長１０ｍ〜５０ｍのメンバーシップ関数
が密になっているのは、該ロープ長範囲における加速タ
イミングの微妙な相違が荷振れに大きく影響することを
見越しているためである。例えば図１０の旋回タイミン
グ出力用メンバーシップ関数において、ＮＢとＮＭの適
合度が０．５、ＮＳ、ＰＳ、ＰＢの適合度が０の場合を
考察すると、ＮＢを適合度０．５で切取り０．５から下
に台形部分を残し、ＮＭも０．５で切取り０．５から下
に台形部分を残す。他のメンバーシップ関数ＮＳ、Ｐ
Ｓ、ＰＢは適合度が０であるため、出力用の図形は何も
残らないことになる。従って、旋回タイミング出力用メ
ンバーシップ関数の台集合上に残った図形の重心を求
め、その点の横軸の値に相当する出力値から旋回の２段
階加速タイミングを得るようになっている。図１１の起
伏タイミング出力用メンバーシップ関数においても上記
と同様に、起伏の２段階加速タイミングを得るようにな
っている。

【００１５】次に、上記構成による本実施例のクレーン
の荷振れ制御動作を説明する。尚、下図中＊印で示すも
のはサブルーチンである。 ジブクレーンの荷振れ制御メイン処理 （図１２、図１
３） ジブクレーンの荷振れ制御メイン処理の開始に際し、ジ
ブクレーンの初期設定（例えば旋回角、起伏開始角、起
伏終了角、危険高さ、最終高さ等の設定）を行うと共に
（ステップＳＡ１）、吊り荷高さ（ロープ長）の設定を
行う（ステップＳＡ２）。これにより、吊り荷の巻上げ
時間の計算処理が行われる（ステップＳＡ３）。次い
で、ジブクレーンを起伏しないか否かを判定し（ステッ
プＳＡ４）、ジブクレーンを起伏しない場合はフラグＦ
ＬＧ１を１（１：起伏）に設定した後（ステップＳＡ
５）、ステップＳＡ６の処理へ移行する一方、ジブクレ
ーンを起伏する場合は直接ステップＳＡ６の処理へ移行
する。次いで、ジブクレーンを伏せるか否かを判定し
（ステップＳＡ６）、ジブクレーンを伏せる場合はフラ
グＦＬＧ１．１を１（１：伏せ）に設定した後（ステッ
プＳＡ７）、ステップＳＡ８の処理へ移行する一方、ジ
ブクレーンを伏せない場合は直接ステップＳＡ８の処理
へ移行する。次いで、ジブクレーンを旋回しないか否か
を判定し（ステップＳＡ８）、ジブクレーンを旋回しな
い場合はフラグＦＬＧ２を１（１：旋回）に設定した後
（ステップＳＡ９）、ステップＳＡ１０の処理へ移行す
る一方、ジブクレーンを旋回する場合は直接ステップＳ
Ａ１０の処理へ移行する。次いで、ジブクレーンの１回
目の運転パターンを作成するためのロープ長をセットし
た後（ステップＳＡ１０）、１回目の運転パターンを作
成すると共に、旋回と起伏のうち制御時間の長い方を先
行運転とし制御時間の短い方を後行運転とする優先順位
を決定する（ステップＳＡ１１）。

【００１６】この後、フラグＦＬＧ３．１が１か否か、
即ち、起伏先行か否かを判定し（ステップＳＡ１２）、
起伏先行の場合は起伏の各状態のロープ長（起伏開始時
間のロープ長、２段階加速開始時間のロープ長、減速開
始時間のロープ長、２段階減速開始時間のロープ長）を
算出した後（ステップＳＡ１３）、ステップＳＡ１４の
処理へ移行する一方、起伏先行でない場合は直接ステッ
プＳＡ１４の処理へ移行する。次いで、フラグＦＬＧ
３．１が０か否か、即ち、旋回先行か否かを判定し（ス
テップＳＡ１４）、旋回先行の場合は旋回の各状態（旋
回開始時間のロープ長、２段階加速開始時間のロープ
長、減速開始時間のロープ長、２段階減速開始時間のロ
ープ長）を算出した後（ステップＳＡ１５）、ステップ
ＳＡ１６の処理へ移行する一方、旋回先行でない場合は
直接ステップＳＡ１６の処理へ移行する。この後、ジブ
クレーンの２回目の運転パターンを作成する（ステップ
ＳＡ１６）。

【００１７】次いで、ジブクレーンの諸現パラメータを
セットすると共に、吊り荷や風条件（風速、風向）をセ
ットする（ステップＳＡ１７）。これにより、モニタに
は初期画面が表示される（ステップＳＡ１８）。次い
で、ルンゲ・クッタ・ギル数値の積分が行われ（ステッ
プＳＡ１９）、モニタにはパラメータの画面が表示され
（ステップＳＡ２０）、グラフィックが表示される（ス
テップＳＡ２１）。この後、ジブクレーンのシミュレー
タを操作するための旋回用のタイミングと、起伏用のタ
イミングとを出力する（ステップＳＡ２２）。上記ステ
ップＳＡ１９〜ステップＳＡ２２の処理はジブクレーン
の運転が終了するまで繰返される。この後、ジブクレー
ンの運転が終了したか否かを判定し（ステップＳＡ２
３）、運転未終了の場合は上記ステップＳＡ１９の処理
へ戻る一方、運転終了の場合は、モニタにジブクレーン
の最大残留振れ角と、最大振れ角とを表示する（ステッ
プＳＡ２４）。

【００１８】タイミング出力用ファジー処理 （図１
４） タイミング出力用ファジー処理に際し、ジブクレーンの
旋回及び起伏の各位置におけるロープ長を入力する。即
ち、旋回の場合には、旋回開始時間のロープ長Ｌ１、２
段階加速開始時間のロープ長Ｌ２、減速開始時間のロー
プ長Ｌ３、２段階減速開始時間のロープ長Ｌ４を入力
し、また起伏の場合には、起伏開始時間のロープ長Ｌ
５、２段階加速開始時間のロープ長Ｌ６、減速開始時間
のロープ長Ｌ７、２段階減速開始時間のロープ長Ｌ８を
入力する（ステップＳＢ１）。次いで、メンバーシップ
関数（上記図９参照）をセットすると共に（ステップＳ
Ｂ２）、ロープ長の入力に基づき旋回タイミングまたは
起伏タイミングを出力するファジー演算ルールをセット
する（ステップＳＢ３）。次いで、ジブクレーンの旋回
用のファジー演算を行い（ステップＳＢ４）、旋回開始
時、２段階加速開始時、減速開始時、２段階減速開始時
の各時点における旋回パターン用のタイミングを出力す
る（ステップＳＢ５）。更に、ジブクレーンの起伏用の
ファジー演算を行い（ステップＳＢ６）、起伏開始時、
２段階加速開始時、減速開始時、２段階減速開始時の各
時点における起伏パターン用のタイミングを出力した後
（ステップＳＢ７）、元へ戻る。

【００１９】１回目運転パターン作成処理 （図１５） ジブクレーンの１回目の運転パターンの作成に際し、Ｆ
ＬＣサブルーチン処理と（ステップＳＣ１）、運転開始
時のロープ長に基づき求めたタイミングと運転終了時で
求めたタイミングとに基づき２段階加速タイミングを算
出する平均処理と（ステップＳＣ２）、旋回用タイマに
より旋回の制御時間を計時する計時処理と（ステップＳ
Ｃ３）、起伏用タイマにより起伏の制御時間を計時する
計時処理と（ステップＳＣ４）に基づき、全制御時間を
算出する（ステップＳＣ５）。次いで、算出した全制御
時間に基づき、ジブクレーンの旋回運転が先行するか否
かを判定し（ステップＳＣ６）、ジブクレーンの旋回運
転が先行する場合はフラグＦＬＧ３．１を０（旋回）に
設定した後（ステップＳＣ７）、ステップＳＣ８の処理
へ移行する一方、ジブクレーンの旋回運転が先行しない
場合はステップＳＣ８の処理へ移行する。次いで、ジブ
クレーンの起伏運転が先行するか否かを判定し（ステッ
プＳＣ８）、ジブクレーンの起伏運転が先行する場合は
フラグＦＬＧ３．１を１（起伏）に設定した後（ステッ
プＳＣ９）、ステップＳＣ１０の処理へ移行する一方、
ジブクレーンの起伏運転が先行しない場合は直接ステッ
プＳＣ１０の処理へ移行する。

【００２０】更に、ジブクレーンの旋回範囲が小さすぎ
るか否かを判定し（ステップＳＣ１０）、ジブクレーン
の旋回範囲が小さすぎる場合はフラグＦＬＧＳを１に設
定し、旋回２段階加速法の適用が不可である旨を記憶し
た後（ステップＳＣ１１）、ステップＳＣ１２の処理へ
移行する一方、旋回範囲が適切である場合はステップＳ
Ｃ１２の処理へ移行する。次いで、ジブクレーンの起伏
範囲が小さすぎるか否かを判定し（ステップＳＣ１
２）、ジブクレーンの起伏範囲が小さすぎる場合はフラ
グＦＬＧＫを１に設定し、起伏２段階加速法の適用が不
可である旨を記憶した後（ステップＳＣ１３）、元へ戻
る一方、ジブクレーンの起伏範囲が適切である場合は元
へ戻る。

【００２１】２回目運転パターン作成処理 （図１６） ジブクレーンの２回目の運転パターンの作成処理に際
し、ＦＬＣサブルーチン処理と（ステップＳＤ１）、旋
回（起伏）開始時のロープ長から求めたタイミングと２
段階加速開始時のロープ長から求めたタイミングとの平
均値に相当する旋回（起伏）の２段階加速タイミングを
算出する平均処理と（ステップＳＤ２）、旋回用タイマ
により旋回の制御時間を計時する計時処理と（ステップ
ＳＤ３）、起伏用タイマにより起伏の制御時間を計時す
る計時処理と（ステップＳＤ４）に基づき、全制御時間
を算出する（ステップＳＤ５）。次いで、算出した全制
御時間に基づき、上述したフラグＦＬＧＳが１か否かを
判定し（ステップＳＤ６）、フラグＦＬＧＳが１の場合
は旋回２段階加速法の適用が不可である旨を記憶すると
共に、旋回用各パラメータを０とした後（ステップＳＤ
７）、ステップＳＤ８の処理へ移行する一方、フラグＦ
ＬＧＳが１でない場合は直接ステップＳＤ８の処理へ移
行する。次いで、上述したフラグＦＬＧＫが１か否かを
判定し（ステップＳＤ８）、フラグＦＬＧＫが１の場合
は起伏２段階加速法の適用が不可である旨を記憶すると
共に、起伏用各パラメータを０とした後（ステップＳＤ
９）、元へ戻る一方、フラグＦＬＧＫが１でない場合は
元へ戻る。

【００２２】起伏先行処理 （図１７） ジブクレーンの起伏先行処理に際し、上述したフラグＦ
ＬＧが１か否か、即ち、ジブクレーンを起伏しないか否
かを判定し（ステップＳＥ１）、ジブクレーンを起伏し
ない場合は元へ戻る一方、ジブクレーンを起伏する場合
は上述したフラグＦＬＧ１．１が１か否か、即ち、ジブ
クレーンを伏せるか否かを判定する（ステップＳＥ
２）。ジブクレーンを伏せる場合はＡＲＰを−１に設定
し、ジブクレーンの起伏ロープを繰出した後（ステップ
ＳＥ３）、ステップＳＥ４の処理へ移行する一方、ジブ
クレーンを伏せない場合は直接ステップＳＥ４の処理へ
移行する。この後、ジブクレーンの旋回開始時における
ロープ長（ＬＬ１）を計算し（ステップＳＥ４）、旋回
２段階加速開始時におけるロープ長（ＬＬ２）を計算し
（ステップＳＥ５）、旋回減速開始時におけるロープ長
（ＬＬ３）を計算し（ステップＳＥ６）、旋回２段階減
速時におけるロープ長（ＬＬ４）を計算する（ステップ
ＳＥ７）。更に、ジブクレーンの起伏開始時におけるロ
ープ長（ＬＬ５）を計算し（ステップＳＥ８）、起伏２
段階加速時におけるロープ長（ＬＬ６）を計算し（ステ
ップＳＥ９）、起伏減速時におけるロープ長（ＬＬ７）
を計算し（ステップＳＥ１０）、起伏２段階減速時にお
けるロープ長（ＬＬ８）を計算する（ステップＳＥ１
１）。

【００２３】旋回先行処理 （図１８） ジブクレーンの旋回先行処理に際し、上述したフラグＦ
ＬＧが１か否か、即ち、ジブクレーンを起伏しないか否
かを判定し（ステップＳＦ１）、ジブクレーンを起伏し
ない場合は元へ戻る一方、ジブクレーンを起伏する場合
は直接ステップＳＦ２の処理へ移行する。次いで、上述
したフラグＦＬＧ１．１が１か否か、即ち、ジブクレー
ンを伏せるか否かを判定し（ステップＳＦ２）、ジブク
レーンを伏せる場合はＡＲＰを−１に設定し、ジブクレ
ーンの起伏ロープを繰出した後（ステップＳＦ３）、ス
テップＳＦ４の処理へ移行する一方、ジブクレーンを伏
せない場合は直接ステップＳＦ４の処理へ移行する。次
いで、上述したフラグＦＬＧＫが１か否か、即ち、ジブ
クレーンの起伏が不可能か否かを判定し（ステップＳＦ
５）、ジブクレーンの起伏が不可能な場合はＧＡＮを１
に設定し、ジブクレーンを起伏させないようにした後
（ステップＳＦ５）、ステップＳＦ６の処理へ移行する
一方、ジブクレーンの起伏が可能な場合は直接ステップ
ＳＦ６の処理へ移行する。

【００２４】この後、ジブクレーンの旋回開始時におけ
るロープ長（ＬＬ１）を計算し（ステップＳＦ６）、旋
回２段階加速開始時におけるロープ長（ＬＬ２）を計算
し（ステップＳＦ７）、旋回減速開始時におけるロープ
長（ＬＬ３）を計算し（ステップＳＦ８）、旋回２段階
減速時におけるロープ長（ＬＬ４）を計算する（ステッ
プＳＦ９）。更に、ジブクレーンの起伏開始時における
ロープ長（ＬＬ５）を計算し（ステップＳＦ１０）、起
伏２段階加速時におけるロープ長（ＬＬ６）を計算し
（ステップＳＦ１１）、起伏減速時におけるロープ長
（ＬＬ７）を計算し（ステップＳＦ１２）、起伏２段階
減速時におけるロープ長（ＬＬ８）を計算する（ステッ
プＳＦ１３）。

【００２５】しかして、本実施例によれば、ファジー制
御に基づきジブクレーンの荷振れを制御するため、従来
と比較しジブクレーンの荷振れを大幅に抑制することが
できる。即ち、従来は図２０に示す如くの荷振れ特性
（ファジー制御なし、無風）であったものを、本実施例
では図１９に示す如くの荷振れ特性（ファジー制御あ
り、無風）に改善することができるという顕著な効果を
奏することができる。

【００２６】尚、本実施例ではジブクレーンの場合につ
いて説明したが、ジブクレーンに限定されるものではな
く、他のクレーンにも適用可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、下
記各項の効果を奏することができる。 クレーンの自動運転を行う場合、運転開始時及び運転
終了時におけるクレーンのロープ長に基づき、旋回用、
起伏用の２段階加速タイミングをファジー推論により算
出し、該タイミングに基づき旋回用、起伏用の運転パタ
ーンを算出することにより、旋回用モータ、起伏用モー
タを制御するため、クレーン運転時における荷振れを的
確に防止することができる。この結果、クレーンの作業
効率を向上させることができる。 上記により、例えばビル建設現場において柱の位置や
コンクリートポンプ車等の位置が予め定まっている場
合、クレーンを荷振れ無しで自動運転させる際に好適で
ある。 上記により、例えばダム建設現場において打設用クレ
ーンをパッチャプラント等から荷振れ無しで自動運転さ
せる際に好適である。 上記により、従来の如く、クレーンの加速運転時や減
速運転時に際しオペレータの熟練した運転技能がなけれ
ばクレーンの荷振れを抑制することができないといった
不具合を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のクレーン荷振れ制御装置のブ
ロック図である。

【図２】本実施例のモーションタイミングとモータ制御
信号との関係を示す特性図である。

【図３】本実施例の旋回速度パターン図である。

【図４】本実施例の起伏速度パターン図である。

【図５】本実施例の起伏先行時の１回目の運転パターン
図である。

【図６】本実施例の運転優先順位決定後の運転パターン
図である。

【図７】本実施例の制御パターンとロープ長の関係を示
す図である。

【図８】本実施例の完成した制御パターン図である。

【図９】本実施例のメンバーシップ関数の説明図であ
る。

【図１０】本実施例の旋回タイミング出力用メンバーシ
ップ関数の説明図である。

【図１１】本実施例の起伏タイミング出力用メンバーシ
ップ関数の説明図である。

【図１２】本実施例のジブクレーン荷振れ制御メイン処
理のフローチャートである。

【図１３】本実施例のジブクレーン荷振れ制御メイン処
理のフローチャートである。

【図１４】本実施例のタイミング出力用ファジー処理の
フローチャートである。

【図１５】本実施例の１回目運転パターン作成処理のフ
ローチャートである。

【図１６】本実施例の２回目運転パターン作成処理のフ
ローチャートである。

【図１７】本実施例の起伏先行処理のフローチャートで
ある。

【図１８】本実施例の旋回先行処理のフローチャートで
ある。

【図１９】本実施例の荷振れ特性図である。

【図２０】従来例の荷振れ特性図である。

【符号の説明】

１ 二段階加速タイミング推論部 ２ 運転パターン作成部 ３ モータ指令部 ４ 旋回用モータ ５ 起伏用モータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牟田 吉宏 東京都千代田区神田小川町１丁目１番地 石川島輸送機株式会社内 (72)発明者 村山 茂樹 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内 (72)発明者 斉藤 俊明 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内 (72)発明者 田原 先 東京都千代田区神田小川町１丁目１番地 石川島輸送機株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 旋回用モータの駆動により旋回動作を行
   い起伏用モータの駆動により起伏動作を行うクレーンに
   よりロープを介して吊り下げた荷の振れを制御するよう
   にしたクレーンの荷振れ制御装置であり、 クレーンの運転開始時と運転終了時とにおけるロープ長
   の入力に基づき、該ロープ長に適合した旋回用の２段階
   加速タイミング、起伏用の２段階加速タイミングをファ
   ジー推論により算出して出力する二段階加速タイミング
   推論部と、 前記二段階加速タイミング推論部から出力された旋回用
   の２段階加速タイミングに基づき、旋回の移動量と運転
   速度から、旋回用の運転開始時間、２段階加速時間、減
   速開始時間、２段階減速時間を算出して出力し、前記二
   段階加速タイミング推論部から出力された起伏用の２段
   階加速タイミングに基づき、起伏の移動量と運転速度か
   ら、起伏用の運転開始時間、２段階加速時間、減速開始
   時間、２段階減速時間を算出して出力する運転パターン
   作成部と、 前記運転パターン作成部から出力された旋回用の前記各
   時間に基づき、旋回の運転速度パターンに相当する制御
   信号を前記旋回用モータへ出力し、前記運転パターン作
   成部から出力された起伏用の前記各時間に基づき、起伏
   の運転速度パターンに相当する制御信号を前記起伏用モ
   ータへ出力するモータ指令部と、を具備することを特徴
   とするクレーンの荷振れ制御装置。