JPH0597386A - Crane controller - Google Patents

Crane controller

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JPH0597386A
JPH0597386A JP26383891A JP26383891A JPH0597386A JP H0597386 A JPH0597386 A JP H0597386A JP 26383891 A JP26383891 A JP 26383891A JP 26383891 A JP26383891 A JP 26383891A JP H0597386 A JPH0597386 A JP H0597386A
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JP
Japan
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trolley
speed
speed pattern
crane
pattern
Prior art date
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Withdrawn
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JP26383891A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Toyohara
尚 豊原
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication of JPH0597386A publication Critical patent/JPH0597386A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain a crane controller which can carry out the shift in a short distance by installing a computer for controlling trolley driving device on the basis of the signals supplied from a detectors and reducing the max. value of the speed in the speed pattern of a trolley when the shift distance of the trolley is short. CONSTITUTION:A crane controller which stops the oscillation of the suspended load of a crane and carries out positioning by shifting a trolley 22 according to the speed pattern which is previously set is equipped with a present position detector 71 of the trolley, aimed position detector 72, rope length detector 73, and a computer 100 which controls a trolley driving device on the basis of the signals supplied from these detectors. With this constitution, the time for the movement of the trolley 22 at a constant speed is reduced to zero, and the trolley is operated at the speed pattern that the max. value of the speed pattern of the trolley becomes smaller than the max. speed of the trolley. Accordingly, the area of the speed pattern can be reduced, and the shift in a short distance can be carried out.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ロープにより吊荷を吊
下げたトロリーをレール上で移動走行させるクレーンに
おけるクレーン制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a crane control device for a crane in which a trolley in which a load is suspended by a rope is moved on a rail.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のクレーン制御方法を図8、図9を
用いて説明する。図8に示したクレーンにおいて、自動
運転を行う場合、図9に示すような速度パターンとなる
ようトロリー22を制御することで、ロープ22の振れ
が残らないようにする。このとき、トロリー22を最大
速度で動かす時間tを変えることによりトロリー22の
移動距離を変化させる。なお、ここにクレーンと呼ぶの
は、図8にモデル的に示す如く、レール21上のトロリ
ー22の移動と、トロリー22から垂らしたロープ23
の上げ下げにより荷役を行うものをいう。
2. Description of the Related Art A conventional crane control method will be described with reference to FIGS. When the crane shown in FIG. 8 is to be automatically operated, the trolley 22 is controlled so as to have a speed pattern as shown in FIG. At this time, the moving distance of the trolley 22 is changed by changing the time t for moving the trolley 22 at the maximum speed. In addition, what is called a crane here means movement of the trolley 22 on the rail 21 and a rope 23 hung from the trolley 22 as shown in a model in FIG.
It means that cargo is handled by raising and lowering.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術には次
のような問題点がある。従来のクレーン制御方法では、
トロリー22を最大速度で動かす時間tがθになった時
の移動距離(これは図9における斜線部の面積Sに相当
する)よりも短い距離の移動を行うことができない。
The above-mentioned prior art has the following problems. In the conventional crane control method,
It is not possible to move a distance shorter than the moving distance when the time t for moving the trolley 22 at the maximum speed becomes θ (this corresponds to the area S of the shaded portion in FIG. 9).

【0004】本発明は、このような実状に鑑みてなされ
たもので、従来のクレーン制御装置では実行することの
できないような短い距離の移動を行うことが可能なクレ
ーン制御装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a crane control device capable of moving a short distance that cannot be performed by a conventional crane control device. To aim.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】トロリー22を一定の速
度で動かす時間をなくし、トロリー22の速度パターン
の最大値がトロリーの最大速度よりも小さくなるような
速度パターンでトロリー22を動作させる。
The time for moving the trolley 22 at a constant speed is eliminated, and the trolley 22 is operated in such a speed pattern that the maximum value of the speed pattern of the trolley 22 is smaller than the maximum speed of the trolley.

【0006】[0006]

【作用】トロリー22の速度パターンの最大値が、クレ
ーンの最大速度よりも小さくなるような速度パターンと
することにより、速度パターンの面積を小さくすること
ができ、従来のクレーン制御方法では実行することがで
きないような短い距離の移動を行うことができる。
When the maximum value of the speed pattern of the trolley 22 is set to be smaller than the maximum speed of the crane, the area of the speed pattern can be reduced, and the conventional crane control method can be used. It is possible to move a short distance that cannot be done.

【0007】[0007]

【実施例】本発明の実施例を図1乃至図7について説明
する。図1は本発明によるトロリーの速度パターン図
で、トロリーの速度パターン中の最大値が、トロリーの
最大速度より低い。図2、図3は、本発明による制御ダ
イヤグラムであり、図において、71は現在位置検出器
で、トロリー22の現在位置(P1 )を検出する。72
は目標位置検出器で、トロリー22が移動する目標位置
(P2 )を検出する。81は移動距離演算部で、トロリ
ー22の現在位置(P1 )と目標位置(P2 )を入力と
して、トロリー22の移動距離(D)を計算する。D=
|P2 −P1 |82は関数発生器で、トロリー22の移
動距離(D)を入力として、トロリー22の速度パター
ン中の速度の最大値を出力する。73はロープ長検出器
で、トロリー22から伸ばされたロープ23の長さ
(l)を検出する。83は角速度演算部で、ロープ23
の長さ(l)を入力として、角速度ωを検出する。(ω
=√(g/l),gは重力加速度) 74は加速度記憶部で、トロリー22が移動するときの
加速度(a1 ,a2 )を記憶している。ここでa1 はト
ロリー22が加速するときの加速度、a2 はトロリー2
2が減速するときの加速度である。84は速度パターン
演算部で、トロリー22の速度パターン中の速度の最大
値、吊荷24の振れの周期(T)、トロリー22の加速
度(a1 ,a2 )、を入力として、振れ止めが可能なト
ロリー22の速度パターンを計算し、出力する。ここ
で、速度パターンの計算原理を次頁以降に示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a velocity pattern diagram of a trolley according to the present invention, where the maximum value in the velocity pattern of the trolley is lower than the maximum velocity of the trolley. 2 and 3 are control diagrams according to the present invention. In the drawings, reference numeral 71 denotes a current position detector, which detects the current position (P 1 ) of the trolley 22. 72
Is a target position detector that detects a target position (P 2 ) at which the trolley 22 moves. Reference numeral 81 is a movement distance calculation unit that calculates the movement distance (D) of the trolley 22 by inputting the current position (P 1 ) and the target position (P 2 ) of the trolley 22. D =
│P 2 -P 1 │82 is a function generator which inputs the moving distance (D) of the trolley 22 and outputs the maximum value of the speed in the speed pattern of the trolley 22. A rope length detector 73 detects the length (1) of the rope 23 extended from the trolley 22. Reference numeral 83 is an angular velocity calculation unit, which is the rope 23.
The angular velocity ω is detected by inputting the length (l) of (Ω
= √ (g / l), g is gravitational acceleration) 74 is an acceleration storage unit that stores acceleration (a 1 , a 2 ) when the trolley 22 moves. Where a 1 is the acceleration when the trolley 22 accelerates, and a 2 is the trolley 2
2 is the acceleration when decelerating. Reference numeral 84 is a speed pattern calculation unit, which receives the maximum value of the speed in the speed pattern of the trolley 22, the period (T) of the swing of the suspended load 24, and the acceleration (a 1 , a 2 ) of the trolley 22 as a steady rest. Calculate and output the possible velocity patterns of the trolley 22. Here, the principle of calculation of the velocity pattern is shown on the following pages.

【0008】次に、振れ止めの速度パターン計算の原理
を説明する。加速度、周期等を入力として振れ止め速度
パターンを計算し、制御パラメータ(各加減速を行う時
間)を求める。ここでは、まずクレーンの数式モデルに
ついて説明し、次にパターン振れ止め、微小振れ止めに
ついて計算方法を説明する。 (1)クレーンの数式モデル 図4は、クレーンをモデル的に表したものである。この
図でトロリーは、レール上を移動する。dはレールの原
点からトロリーまでの距離。xはレールの原点から吊荷
までの距離、yはレールから吊荷までの垂直方向の距
離、θはロープの垂直方向からの振れ角、Tはロープに
働く張力、lはロープの長さである。
Next, the principle of steady-state speed pattern calculation will be described. The steady rest speed pattern is calculated by inputting the acceleration, the cycle, etc., and the control parameter (time for each acceleration / deceleration) is obtained. Here, the mathematical model of the crane will be described first, and then the calculation method for the pattern steady rest and the micro steady rest will be described. (1) Mathematical Model of Crane FIG. 4 shows a model of the crane. In this figure, the trolley moves on rails. d is the distance from the rail origin to the trolley. x is the distance from the rail origin to the suspended load, y is the vertical distance from the rail to the suspended load, θ is the deflection angle from the vertical direction of the rope, T is the tension acting on the rope, and l is the length of the rope. is there.

【0009】この図で次に示す運動方程式が成り立つ。The following equation of motion holds in this figure.

【0010】[0010]

【数1】 [Equation 1]

【0011】ここでθ≪1とすると、Here, if θ << 1,

【0012】[0012]

【数2】 [Equation 2]

【0013】(5)、(6)式よりFrom equations (5) and (6)

【0014】[0014]

【数3】 [Equation 3]

【0015】(11)式の微分方程式を解くと(12)
式となる。
When the differential equation (11) is solved, (12)
It becomes an expression.

【0016】[0016]

【数4】 [Equation 4]

【0017】この式から、(d/dt・θ/ω,θ)の
位相面上で、トロリーが加速度αで加速するとき、位相
面上の軸跡は(0,α/g)を中心とする半径が振れの
片振巾(A)の円を描くことがわかる。 (2)パターン振れ止めの計算方法 パターン振れ止めの加速区間の速度パターンを図5のよ
うに行うものとする。ここでトロリーの加速度a1 ,a
2 ,a3 と吊荷の振れの周期Tはわかっているものとす
る。また、トロリーが動き出す前は吊荷は振れていない
ものとする。
From this equation, when the trolley accelerates with the acceleration α on the phase surface of (d / dt · θ / ω, θ), the axis trace on the phase surface is centered at (0, α / g). It can be seen that a circle with a swinging radius (A) is drawn. (2) Calculation method of pattern steady rest The speed pattern in the acceleration section of the pattern steady rest is calculated as shown in FIG. Here, the acceleration of the trolley a 1 , a
It is assumed that 2 , a 3 and the swing period T of the suspended load are known. The suspended load shall not be shaken before the trolley starts to move.

【0018】このとき、(d/dt・θ/ω,θ)位相
面上の軸跡は図6のようになる。トロリーがa1 の加速
を行うとき、軸跡は(0,a1 /g)を中心として、原
点から始まる円弧となる。トロリーが、a2の加速
(減速)を行うとき、軸跡は、(0,−a2 /g)を中
心とする円弧に切り換わる。
At this time, the axis trace on the (d / dt · θ / ω, θ) phase plane is as shown in FIG. When the trolley accelerates a 1 , the axis trace becomes an arc centered at (0, a 1 / g) and starting from the origin. Trolley, when performing acceleration of a 2 a (deceleration), Jikuato switches to arc around the (0, -a 2 / g) .

【0019】トロリーが再びa3 の加速を行うとき、軸
跡は、(0,a3 /g)を中心とする円弧となる。こ
こで、トロリーの速度がa3 の加速から定速Vに切り換
わるとき、円弧が位相面上の原点に戻るようにすれ
ば、定速区間中には振れがないようにすることができ
る。
When the trolley accelerates a 3 again, the axis trace becomes an arc centered at (0, a 3 / g). Here, when the speed of the trolley is switched from the acceleration of a 3 to the constant speed V, if the circular arc is returned to the origin on the phase surface, it is possible to prevent the shake during the constant speed section.

【0020】このとき、図6において次の式が成り立
つ。 x1 =r sinγ21 (14) y1 =r cosγ21−a2 /g (15) x1 =a1 /g sinγ1 (16) y1 =a1 /g−a1 /g cosγ1 (17) x2 =−r sinγ22 (18) y2 = r cosγ22−a2 /g (19) x2 =−a3 /g sinγ3 (20) y2 =a3 /g−a3 /g cosγ3 (21) x1 ,y1 ,x2 ,y2 を消去すると、 r sinγ21=a1 /g sinγ1 (22) r cosγ21=a2 /g+a1 /g−a1 /g cosγ1 (23) r sinγ22=a3 /g sinγ3 (24) r cosγ22=a2 /g+a3 /g−a3 /g cosγ3 (25) (22),(23)式より、
At this time, the following equation is established in FIG. x 1 = r sinγ 21 (14 ) y 1 = r cosγ 21 -a 2 / g (15) x 1 = a 1 / g sinγ 1 (16) y 1 = a 1 / g-a 1 / g cosγ 1 ( 17) x 2 = -r sinγ 22 (18) y 2 = r cosγ 22 -a 2 / g (19) x 2 = -a 3 / g sinγ 3 (20) y 2 = a 3 / g-a 3 / When g cos γ 3 (21) x 1 , y 1 , x 2 , y 2 is deleted, r sin γ 21 = a 1 / g sin γ 1 (22) r cos γ 21 = a 2 / g + a 1 / g-a 1 / g cosγ 1 (23) r sinγ 22 = a 3 / g sinγ 3 (24) r cosγ 22 = a 2 / g + a 3 / g−a 3 / g cosγ 3 (25) From the formulas (22) and (23),

【0021】[0021]

【数5】 [Equation 5]

【0022】また、図5より、 a1 1 −a2 2 +a3 3 =V (28) であり、位相面上の角度γと時間tの間に(29)式の
関係が成り立つので、 γ=ωt (29) ∴ a1 γ1 −a2 γ2 +a3 γ3 =ωV (30) r,γ1 ,γ21,γ22,γ3 に関して(22),(2
4),(26),(27),(30)式が導かれたの
で、これらの式から解を求めることができる。
Further, from FIG. 5, a 1 t 1 −a 2 t 2 + a 3 t 3 = V (28), and the relationship of the equation (29) holds between the angle γ on the phase plane and the time t. Therefore, γ = ωt (29) ∴a 1 γ 1 −a 2 γ 2 + a 3 γ 3 = ωV (30) r, γ 1 , γ 21 , γ 22 , γ 3 (22), (2
Since the equations (4), (26), (27), and (30) are derived, the solution can be obtained from these equations.

【0023】計算方法としては、rを変化させて(2
2),(24),(26),(27)式からγ1
γ2 ,γ3 を求め、(30)式に代入して、この式を満
足するまで繰り返すことで、計算することができる。
The calculation method is as follows:
2), (24), (26), and (27), γ 1 ,
Calculation can be performed by obtaining γ 2 and γ 3 , substituting them into the equation (30), and repeating this equation until it is satisfied.

【0024】[0024]

【数6】 [Equation 6]

【0025】また、減速区間も、加速区間と同様に計算
することができる。本制御装置において実行される処理
の一例を図7に示す。 〔ステップ111〕目標位置(P2 )を入力する。 〔ステップ112〕現在位置(P1 )を入力する。 〔ステップ113〕移動距離(D) を計算する。
The deceleration section can be calculated in the same manner as the acceleration section. FIG. 7 shows an example of processing executed in this control device. [Step 111] The target position (P 2 ) is input. [Step 112] The current position (P 1 ) is input. [Step 113] The moving distance (D) is calculated.

【0026】D=|P2 −P1 | 〔ステップ114〕トロリー22の移動距離(D)を入
力としてトロリー22の速度パターン中の速度の最大値
を出力する。 〔ステップ115〕ロープ長(l)を入力する。 〔ステップ116〕角速度(ω)を計算する。
D = | P 2 −P 1 | [Step 114] The maximum value of the speed in the speed pattern of the trolley 22 is output with the moving distance (D) of the trolley 22 as an input. [Step 115] Enter the rope length (l). [Step 116] The angular velocity (ω) is calculated.

【0027】ω=√(g/l) 〔ステップ117〕トロリー22の加速度(a1
2 )を入力する。 〔ステップ118〕r(図6)円弧の半径)を計算す
る。 r=r+dr (dr:rの変化分) 〔ステップ119〕(22)(24)(26)(27)
式より、γ1 ,γ2 ,γ 3 を計算する。
Ω = √ (g / l) [Step 117] Acceleration of trolley 22 (a1
a2) Is entered. [Step 118] Calculate r (FIG. 6) radius of arc
It r = r + dr (change of dr: r) [Step 119] (22) (24) (26) (27)
From the formula, γ1, Γ2, Γ 3To calculate.

【0028】[0028]

【数7】 [Equation 7]

【0029】〔ステップ120〕(30)式の左辺の計
算、(a3 =a1 と仮定して) (左辺)=a1 γ1 −a2 γに−a1 γ3 右辺の計算 (右辺)=ωxVmax 〔ステップ121〕(30)式成立の判定 (30)式の左辺と右辺が等しいかどうか比較する。成
立しなければ〔ステップ118〕にもどる。 〔ステップ122〕〔ステップ114〕で求めたVma
xが、トロリー22の最高速度に等しい場合は、速度パ
ターンの面積がトロリー22の移動距離(D)と一致す
るように速度パターンに定速で移動する時間を加える。 〔ステップ123〕計算した速度パターンに従って、ト
ロリー22に対する速度指令を出力する。
[Step 120] Calculation of the left side of equation (30) (assuming a 3 = a 1 ) (left side) = a 1 γ 1 −a 2 γ to −a 1 γ 3 right side calculation (right side ) = ΩxVmax [Step 121] Judgment of Expression (30) Whether the left side and the right side of Expression (30) are equal is compared. If not established, the process returns to [Step 118]. [Step 122] Vma obtained in [Step 114]
When x is equal to the maximum speed of the trolley 22, the time for moving at a constant speed is added to the speed pattern so that the area of the speed pattern matches the moving distance (D) of the trolley 22. [Step 123] A speed command is output to the trolley 22 in accordance with the calculated speed pattern.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明によるクレーン制御装置は、予め
設定入力された速度パターンに従ってトロリーを移動
し、クレーンの吊荷の振れ止め及び位置決めを行うクレ
ーン制御装置において、トロリーの現在位置検出器と、
目標位置検出器と、ロープ長検出器と、これ等の検出器
からの信号に基づいてトロリー駆動装置を制御するコン
ピュータとを設け、トロリーの移動距離が短い場合には
トロリーの速度パターン中の速度の最大値を低下させる
ように構成したことにより、次の効果を有する。
The crane control device according to the present invention is a crane control device for moving a trolley according to a preset speed pattern and performing steadying and positioning of a suspended load of the crane, and a current position detector of the trolley,
A target position detector, a rope length detector, and a computer that controls the trolley drive device based on signals from these detectors are provided. When the trolley travels a short distance, the speed in the speed pattern of the trolley is provided. By being configured to reduce the maximum value of, the following effects are obtained.

【0031】従来の制御装置では、実現することができ
なかった短距離の移動を行うことができる。
With the conventional control device, it is possible to perform a short distance movement which cannot be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明を実施したトロリーの速度パターン図で
ある。
FIG. 1 is a velocity pattern diagram of a trolley in which the present invention is implemented.

【図2】本発明の実施例における制御ブロック図であ
る。
FIG. 2 is a control block diagram in the embodiment of the present invention.

【図3】図2のコンピュータ部分のブロック図である。3 is a block diagram of the computer portion of FIG.

【図4】クレーンのモデル図である。FIG. 4 is a model diagram of a crane.

【図5】パターン振れ止めの計算方法における速度パタ
ーン図である。
FIG. 5 is a velocity pattern diagram in a pattern steadying calculation method.

【図6】パターン振れ止めの計算方法における位相面図
である。
FIG. 6 is a phase diagram in the calculation method of the pattern steadying.

【図7】本発明による制御のフロー図である。FIG. 7 is a flow chart of control according to the present invention.

【図8】従来のクレーンのモデル図である。FIG. 8 is a model diagram of a conventional crane.

【図9】従来のトロリー速度パターン図である。FIG. 9 is a conventional trolley speed pattern diagram.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

71 現在位置検出器 72 目標位置検出器 73 ロープ長検出器 74 各記憶部 75 トロリー駆動装置 22 トロリー 100 CPU 71 Current Position Detector 72 Target Position Detector 73 Rope Length Detector 74 Each Storage Unit 75 Trolley Drive Device 22 Trolley 100 CPU

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 予め設定入力された速度パターンに従っ
てトロリーを移動し、クレーンの吊荷の振れ止め及び位
置決めを行うクレーン制御装置において、トロリーの現
在位置検出器と、目標位置検出器と、ロープ長検出器
と、これ等の検出器からの信号に基づいてトロリー駆動
装置を制御するコンピュータとを設け、トロリーの移動
距離が短い場合にはトロリーの速度パターン中の速度の
最大値を低下させるように構成したことを特徴とするク
レーン制御装置。
1. A crane controller for moving a trolley in accordance with a preset speed pattern to perform steadying and positioning of a crane's suspended load, a current position detector of the trolley, a target position detector, and a rope length. A detector and a computer for controlling the trolley drive device based on signals from these detectors are provided so as to reduce the maximum value of the speed in the speed pattern of the trolley when the travel distance of the trolley is short. Crane control device characterized by being configured.
JP26383891A 1991-10-11 1991-10-11 Crane controller Withdrawn JPH0597386A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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