JPH06191791A - クレーンの自動運転装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 地上から運転することができ、且つ、操縦者
のみでクレーン作業が出来るようにする。 【構成】 クレーンの自動運転装置は、前記走行装置1
、横行装置2 、及び、吊持手段3 の各位置を検出する
位置検出手段20と、前記走行装置1 、横行装置2 、及
び、吊持手段3 の物品吊り上げ位置、並びに、荷降ろし
位置を予め設定する位置指示手段35と、前記位置検出手
段20の検出データ及び位置指示手段35の設定データに基
づき、現在位置から吊り上げ位置への移動と物品吊り上
げ動作、及び、荷降ろし位置への移動と物品降ろし動作
を、前記走行装置1 、横行装置2 、及び、巻上装置4 に
指令する制御装置26とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、製鋼工場内で溶鋼鍋の
荷役に使用されるレードル（取鍋）クレーン等を自動運
転できるようにしたクレーンの自動運転装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９に示すように、従来の製鋼工場内で
溶鋼鍋の荷役に使用されるレードルクレーンは、天井近
くに敷設された左右一対の走行レール50上を走行するガ
ーダ51と、該ガーダ51上を左右方向に移動するクラブ52
とを有し、前記ガーダ51には、走行用の駆動装置53と機
上操作室54とが設けられ、前記クラブ52には、横行用の
駆動装置55とフック56の巻き上げ用駆動装置57とが設け
られている。また、地上には、取鍋搬送台車58が配置さ
れ、該台車58上に取鍋59が載置されている。

【０００３】前記クレーンにより、台車58上の取鍋59を
吊持ち搬送するためには、機上操作室54に乗り込んでク
レーンを操作する運転者と、地上に配置された玉掛け合
図者が必要であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来のクレーンで
は、少なくとも、クレーン操縦者と玉掛け合図者の２人
の作業者が必要であり、人件費の増大を招いていた。ま
た、機上操作室が地上から高い位置にあるため、乗り降
りが大変であり、従って、運転者は作業をしない間で
も、地上に降りること無く操作室に座ったままである。
即ち、クレーン操縦者は、待ち時間の間、他の作業をす
ることなく無駄な時間を操作室内で過ごしている、と言
う問題があった。

【０００５】そこで、クレーン操縦者が、地上から遙か
高い所にある機上操作室に行かないで、地上からクレー
ンを操作することができれば、クレーン作業の待ち時間
の間、該操縦者は他の作業をすることができ、効率的で
ある。また、吊り上げ位置や荷降ろし位置の制御が正確
にできれば、玉掛け合図者なしで操縦者のみでクレーン
作業ができる。

【０００６】そこで、本発明は、地上から運転すること
ができ、且つ、操縦者のみでクレーン作業が出来るよう
にしたクレーンの自動運転装置を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、次の手段を講じた。即ち、本発明のクレ
ーンの自動運転装置は、水平面（以下、この水平面を
「Ｘ−Ｙ平面」と言う）内の一方向（以下、この方向を
「Ｘ方向」と言う）に移動自在な走行装置と、該走行装
置に設けられて該走行装置の移動方向に直交する水平方
向（以下、この方向を「Ｙ方向」と言う）に移動自在な
横行装置と、該横行装置に設けられて吊持手段を上下方
向（以下、この方向を「Ｚ方向」と言う）に移動させる
巻上装置とを備えたクレーンに設けられるものであっ
て、前記走行装置、横行装置、及び、吊持手段の各位置
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を検出する位置検出手段と、前記走行装
置、横行装置、及び、吊持手段の物品吊り上げ位置（Ｘ
s ，Ｙs ，Ｚs ）、並びに、荷降ろし位置（Ｘe ，Ｙe
，Ｚe ）を予め設定する位置指示手段と、前記位置検
出手段の検出データ及び位置指示手段の設定データに基
づき、現在位置から吊り上げ位置への移動、同位置にお
ける物品吊り上げ動作、荷降ろし位置への移動、並び
に、同位置における物品降ろし動作を前記走行装置、横
行装置、及び、巻上装置に指令する制御装置とを備えて
いる。

【０００８】前記制御装置は、走行、横行方向の移動の
とき、吊り荷が振れないよう、所定の減速パターンで減
速するよう、前記走行、横行装置に指令を与える振れ防
止手段を備えることができる。更に、吊持手段は、物品
を吊り下げる左右一対のフックを有し、各フックに荷重
検出手段が設けられ、物品吊り上げ時、前記両荷重検出
手段の荷重の差が所定値を越えると片吊りと判断する判
別手段を備えることができる。

【０００９】

【作用】本発明において、クレーンを用いて荷役作業を
行うには、まず、走行装置、横行装置、及び、吊持手段
の物品吊り上げ位置（Ｘs ，Ｙs ，Ｚs ）、並びに、荷
降ろし位置（Ｘe ，Ｙe ，Ｚe ）を予め位置指示手段に
設定する。前記位置設定の後、起動スイッチを操作する
と、制御装置は、位置検出手段により検出された走行装
置、横行装置、及び、吊持手段の現在位置（Ｘo ，Ｙo
，Ｚo ）と、前記設定された吊り上げ位置（Ｘs ，Ｙs
，Ｚs ）とを比較し、そして、吊持手段を上昇させた
状態にして、走行装置と横行装置とを吊り上げ位置（Ｘ
s ，Ｙs ）まで移動させる。これら装置の移動位置は位
置検出手段により検出され、フィードバック制御され
る。そして、走行装置と横行装置とが吊り上げ位置（Ｘ
s ，Ｙs ）に達すると、巻上装置により吊持手段は吊り
上げ位置（Ｚs ）まで下降する。これにより吊持手段は
物品を吊持する。

【００１０】そして次に、制御装置は、巻上装置により
吊持手段を上昇させて物品を吊り上げ、そして、走行、
横行装置を荷降ろし位置（Ｘe ，Ｙe ）まで移動させる
よう指令を発する。そして、走行、横行装置が荷降ろし
位置（Ｘe ，Ｙe ）に達すると吊持手段を荷降ろし位置
（Ｚe ）まで下降させ、物品を降ろす。以上のように本
発明によれば、起動スイッチを押すだけでクレーンを自
動運転できる。

【００１１】また、本発明において、振れ防止手段を設
けた場合は、所定の減速パターンによって走行、横行装
置が減速するので、吊持した物品の振れが防止され、正
確に荷降ろし位置に荷を降ろすことができる。また、物
品を吊り下げる左右一対のフックを吊持手段として、各
フックに荷重検出手段を設け、物品吊り上げ時、前記両
荷重検出手段の荷重の差が所定値を越えると片吊りと判
断する判別手段を備えた場合、片吊りが防止される。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図２に示すものはレードルクレーンの概要であり、
該クレーンは、水平面（Ｘ−Ｙ平面）内の一方向（Ｘ方
向）に移動自在な走行装置1 と、該走行装置1 の移動方
向に直交する水平方向（Ｙ方向）に移動自在に前記走行
装置1 に設けられた横行装置2 と、物品を吊り持つため
の吊持手段3 を上下方向（Ｚ方向）に移動させるべく前
記横行装置2 に設けられた巻上装置4 とを備えている。

【００１３】建屋天井近くにはＸ方向に延びる左右一対
のレール5 が敷設されている。このレール5 上に前記走
行装置1 がＸ方向に移動自在に設けられている。即ち、
前記走行装置1 は、前記レール5 間に掛け渡されたガー
ダ6 と、該ガーダ6 に設けられて前記レール5 上を転動
する車輪7 と、該車輪7 を回転駆動する駆動装置8 と、
前記ガーダ6 に設けられた機上操作室9 とを有する。前
記駆動装置8 は、可変速モータから構成されている。

【００１４】前記横行装置2 は、一般的にはクラブと呼
ばれ、前記ガーダ6 にＹ方向に沿って設けられたレール
上を、駆動装置10により往復移動するものである。この
駆動装置10も可変速モータから成る。前記巻上装置4
は、前記クラブに設けられた巻き上げドラムと、該ドラ
ムを回転駆動させる駆動装置11と、前記ドラムに巻き掛
けられたワイヤ12と、該ワイヤ12の下端に設けられた前
記吊持手段3 とからなる。ドラムを駆動装置11により回
動させてワイヤ12を巻き上げ、巻き戻しすることにより
吊持手段3 がＺ方向に移動する。

【００１５】尚、以下の説明において、前記Ｘ，Ｙ，Ｚ
方向を、前後、左右、上下方向と言う場合がある。図３
に示すように、前記ワイヤ12は前後一対設けられ、その
下端にクロスバー13が滑車14を介して吊持されている。
前記吊持手段3 は、前記クロスバー13に前後一対設けら
れたラミネーションフック15により構成されている。

【００１６】フロアー上には、取鍋搬送台車16が配置さ
れ、該台車16上に取鍋17が搭載されている。この取鍋17
の前後一対のトラニオン18に前記ラミネーションフック
15が係脱自在に係合して、吊持されるよう構成されてい
る。前記前後一対のラミネーションフック15により取鍋
17を吊持する際、該一対のフック15に作用する荷重を個
別に検出する荷重検出手段19が設けられている。この荷
重検出手段19は、ロードセル等により構成されている。

【００１７】前記走行装置1 、横行装置2 、及び、吊持
手段3 の位置を検出するための位置検出装置20が設けら
れている( 図１参照) 。この位置検出装置20は、走行装
置1 のＸ方向の位置を検出するＸ位置検出装置21と、横
行装置2 のＹ方向の位置を検出するＹ位置検出装置22
と、吊持手段3 のＺ方向の位置を検出するＺ位置検出装
置23とから成る。

【００１８】前記Ｘ位置検出装置21は、ガーダ移動用車
輪7 、又は、該車輪駆動用のモータ8 等の回転数を検出
して、ガーダ6 の位置を検出するエンコーダやパルスジ
ェネレータ等の回転距離計や、レール5 とガーダ6 の相
対位置を検出する誘導無線等からなるリニヤ距離計等に
より構成される。また、Ｙ位置検出装置22は、ガーダ6
に対するクラブの相対位置を検出する回転距離計やリニ
ヤ距離計等から構成されている。

【００１９】Ｚ位置検出装置23は、巻き上げドラムの回
転数を検出して、吊持手段3 の高さを検出する回転距離
計等により構成されている。フロアー上には、地上操作
室24が設けられ、該地上操作室24と前記機上操作室9 と
の間は、無線又は有線により接続されている。建屋内、
又は、ガーダ6 等に、クレーン作業状況を監視するため
の工業テレビカメラ25が設置されている。このカメラ25
のモニターが、地上操作室24内に配置されている。

【００２０】図１に、前記クレーンを自動運転するため
の制御装置26の詳細が示されている。前記制御装置26
は、地上操作室24に配置された、地上操作盤27、地上制
御盤28等と、機上操作室9 に配置された、機上操作盤2
9、機上制御盤30、インターフェース盤31、モータ駆動
制御盤32等から構成されている。

【００２１】前記地上制御盤28と機上制御盤30とは、光
伝送装置33により接続されているが、その他の有線伝
送、又は、無線伝送装置で接続してもよい。前記機上制
御盤30には、前記位置検出装置20と荷重検出手段19が電
気的に接続されている。機上制御盤30とモータ駆動制御
盤32とは、インターフェース盤31を介して電気的に接続
されている。モータ駆動制御盤32は、走行、横行、巻上
の各装置1,2,4 の駆動装置8,10,11 に接続されている。
各駆動装置8,10,11 のモータにはパルスジェネレータ34
が夫々設けられ、速度が検出され、該検出結果はモータ
駆動制御盤32にフィードバックされる。

【００２２】前記制御装置26には、前記走行装置1 、横
行装置2 、及び、吊持手段3 の物品吊り上げ位置（Ｘs
，Ｙs ，Ｚs ）、並びに、荷降ろし位置（Ｘe ，Ｙe
，Ｚe）を予め設定する位置指示手段35が設けられてい
る。この位置指示手段35は、物品吊り上げ位置（Ｘs ，
Ｙs ，Ｚs ）、並びに、荷降ろし位置（Ｘe ，Ｙe ，Ｚ
e ）を入力する入力手段と、入力データを記憶するメモ
リ等を有する。前記入力手段は、地上操作盤27に設けら
れたキーボード、または、押しボタンスイッチ等から構
成されている。この入力手段から入力された物品吊り上
げ位置（Ｘs ，Ｙs ，Ｚs ）、および、荷降ろし位置
（Ｘe ，Ｙe ，Ｚe ）は、地上制御盤28を介して機上制
御盤30に伝達され、前記メモリに記憶される。

【００２３】さらに、前記入力手段により、作業パター
ンが入力される。この作業パターンとは、「排滓場へ行
く」、「整備場へ行く」、「搬出台車へ行く」、「単に
位置を変える」等の作業内容であり、これらの作業パタ
ーンは符号化されて入力される。即ち、図４に示すよう
に、建屋内には、取鍋搬入場、排滓場、整備場、搬出場
等が所定位置に配置されている。取鍋搬入場に前記搬送
台車16が配車され、搬出場に搬出台車が配車される。そ
して、搬送台車16によって搬入場に搬入された取鍋17
は、図４に示すような作業パターンを経て、搬出台車に
より搬出される。

【００２４】いま例えば、「排滓場へ行く」と言う作業
パターンが入力されると、この作業は、搬入場の搬送台
車16上の取鍋17を排滓場へ搬送すると言う作業を意味す
る。そして、その作業では、取鍋吊り上げ位置と荷降ろ
し位置は略決まっているので、入力された物品吊り上げ
位置（Ｘs ，Ｙs ，Ｚs ）、及び、荷降ろし位置（Ｘe
，Ｙe ，Ｚe ）と、入力された作業パターンとが矛盾
していないか否かをチェックすることができる。このチ
ェックは、地上制御盤28内のコンピュータにより行われ
る。

【００２５】前記チェックの結果、もし、入力された物
品吊り上げ位置（Ｘs ，Ｙs ，Ｚs）、及び、荷降ろし
位置（Ｘe ，Ｙe ，Ｚe ）と、入力された作業パターン
とが矛盾していると、入力ミスと判断し、再入力のコメ
ントが出されるので入力ミスが防げる。いま、「排滓場
へ行く」と言う作業パターンが入力され、且つ、所定の
位置に停止した搬送台車16上の取鍋17を吊上げるための
物品吊り上げ位置（Ｘs ，Ｙs，Ｚs ）と、排滓場にお
ける荷降ろし位置（Ｘe ，Ｙe ，Ｚe ）とが入力された
とする。

【００２６】このとき、位置検出装置20により走行装置
1 、横行装置2 、及び、吊持手段3の現在の位置（Ｘo
，Ｙo ，Ｚo ）が検出されており、そのデータは機上
制御盤30のコンピュータに伝送されて記憶されている。
作業者が地上操作盤27の起動スイッチをオンすると、そ
の信号が機上制御盤30に伝送され、該機上制御盤30のコ
ンピュータにおいて、現在の位置（Ｘo ，Ｙo，Ｚo ）
と、物品吊り上げ位置（Ｘs ，Ｙs ，Ｚs ）とが比較さ
れる。

【００２７】このとき吊持手段3 のフック15が地上から
低い位置にあると、移動に危険なため、フック15が所定
の高さに巻き上げられていることが自動運転可能条件と
されている。即ち、フック15が巻き下がっている場合
は、自動運転出来ないので、フック15を上昇させた状態
にして、自動運転をスタートさせ、走行装置1 と横行装
置2 とを吊り上げ位置（Ｘs ，Ｙs ）まで移動させる。
これら装置1,2 の移動位置は位置検出手段21,22 により
検出され、フィードバック制御される。そして、走行装
置1 と横行装置2 とが吊り上げ位置（Ｘs ，Ｙs ）に達
すると、巻上装置4 によりフック15は吊り上げ位置（Ｚ
s ）より少し下方に下降する。これによりフック15は取
鍋17のトラニオン18を越えて下降する。次に、フック15
を吊り上げ位置（Ｚs ）まで上昇させると、該フック15
は取鍋17のトラニオン18に係合する。

【００２８】前記フック15の係合に際し、フック15はク
ロスバー13にＸ方向に沿って前後一対設けられてその方
向性は一定であるので、取鍋17のトラニオン18の方向を
前記フック15の方向に一致させておくと、両者15,18 の
係合は容易である。従って、玉掛け作業者は不要であ
る。また、工業テレビカメラ25及びモニターで、前記作
業を監視することにより、フック15とトラニオン18の係
合ミスを監視できる。

【００２９】尚、フック15とトラニオン18の係合方法と
して、横行装置2 を吊り上げ位置（Ｙs)よりも少し手前
に停止させ、フック15を吊り上げ位置( Ｚs)より少し下
方に下降させ、その後、横行装置2 を吊り上げ位置（Ｙ
s)まで移動させることにより、フック15を左右方向（Ｙ
方向）からトラニオン18に接近させ、その後、巻上装置
4 によりフック15を吊り上げ位置( Ｚs)まで上昇させ
て、該フック15とトラニオン18とを係合させてもよい。

【００３０】尚、フック15とトラニオン18の係合を容易
にするため、図５に示すようなトラニオンガイド36を設
けるのがよい。以上のようにして、フック15がトラニオ
ン18に係合すると、フック15を少しだけ上昇させ、吊り
持ち不良を検出する。即ち、取鍋17を少し吊上げて、前
後一対の各フック15に作用する荷重を荷重検出手段19に
より検出する。この検出結果は、機上制御盤30に伝送さ
れ、機上制御盤30内に設けられた判別手段37により吊持
不良か否かが判断される。

【００３１】即ち、図３に示すように片吊状態になれ
ば、一方のフック15に作用する荷重と他方の荷重とに差
が生じるので、この差を検出し、該差が所定値以上にな
ると、吊持ち不良として警報を発する。吊持が正常であ
ると、次に、制御装置26は、巻上装置4 により吊持手段
3 を上昇させて取鍋17を吊り上げ、そして、走行、横行
装置1,2 を荷降ろし位置（Ｘe，Ｙe ）まで移動させる
よう、各駆動装置8,10に指令を発する。そして、走行、
横行装置1,2 が荷降ろし位置（Ｘe ，Ｙe ）に達すると
吊持手段3 を荷降ろし位置（Ｚe ）まで下降させ、取鍋
17を排滓場の所定位置に降ろす。

【００３２】尚、トラニオン18からフック15を外すに
は、吊持手段3 を荷降ろし位置（Ｚe）より少し下方に
下降させ、荷重検出手段19により荷降ろしが完了したこ
とを確認してから、横行装置2 を荷降ろし位置（Ｙe ）
より少し手前へ移動することにより実施し、最後にフッ
ク15を所定の高さまで巻き上げる。前記取鍋17を吊持し
て移動するとき、図６に示すように、走行装置1 又は横
行装置2 を急激に加減速すると、取鍋17が振れる問題が
あるので、本実施例では、振れ防止手段38が設けられて
いる。この振れ防止手段38は、機上制御盤30に組み込ま
れている( 図１参照) 。

【００３３】即ち、振れ防止手段38は、図７に示すよう
に、段階状の減速パターンで各駆動装置8,10を減速させ
るものであり、この減速パターンの変更タイミングと最
終停止命令タイミングは、荷振れが最小となり、且つそ
の振れが、地上側設備の許容振れ量以下になるよう設定
されている。尚、前記振れ防止手段38の加減速パターン
は、前記図７のものに限らず、図８に示す如きものであ
ってもよい。

【００３４】尚、本実施例においては、図１に示すよう
に、クレーンと地上装置の相互干渉を防止するためのイ
ンターロック装置39が設けられている。このインターロ
ック装置39は、例えば、取鍋17が排滓場に有るか否かを
検出するフォトセンサーを有し、若し、取鍋17が排滓場
に有れば、次の取鍋17を吊ったクレーンは排滓場に進入
不可とする。また、吊り上げ、荷降ろしをする場合、先
取り優先とし、搬送台車16等の地上側が定位置にないと
巻き上げ巻き下げ出来ないとし、また、巻き上げ巻き下
げ中は、地上側の搬送台車16の移動を防止するものであ
る。

【００３５】尚、本発明は、前記実施例に限定されるも
のではない。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、作業者は、地上操作室
において、起動スイッチを押すだけでクレーンを自動運
転できるので、従来の玉掛け作業者が不要になる。ま
た、作業者は、機上操作室に登らないで地上操作室で操
作できるので、クレーン作業待ち時間に他の作業をする
ことができる。

【００３７】また、本発明において、振れ防止手段を設
けた場合は、所定の減速パターンによって走行、横行装
置が減速するので、吊持した物品の振れが防止され、正
確に荷降ろし位置に荷を降ろすことができる。また、物
品を吊り下げる左右一対のフックを吊持手段として、各
フックに荷重検出手段を設け、物品吊り上げ時、前記両
荷重検出手段の荷重の差が所定値を越えると片吊りと判
断する判別手段を備えた場合、片吊りが防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動運転装置の実施例を示すブロック
図である。

【図２】本発明の実施例を示すクレーンの全体構成図で
ある。

【図３】吊持手段の構成を示す正面図である。

【図４】建屋内の各作業場の配置を示す平面図である。

【図５】取鍋のトラニオンを示す拡大平面図である。

【図６】従来の加減速パターンによる取鍋の振れを示す
説明図である。

【図７】本発明の減速パターンの一実施例をしめすグラ
フである。

【図８】本発明の加減速パターンの他の実施例をしめす
グラフである。

【図９】従来のクレーンの運転状態を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

1 走行装置 2 横行装置 3 吊持手段 4 巻上装置 20 位置検出手段 26 制御装置 35 位置指示手段 37 判別手段 38 振れ防止手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松村 強志 兵庫県加古川市金沢町１番地 株式会社神 戸製鋼所加古川製鉄所内 (72)発明者 宮下 文男 愛知県海部郡弥富町大字五之三字川平341 −１ 株式会社エムエムアイ内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平面内の一方向に移動自在な走行装置
   と、該走行装置の移動方向に直交する水平方向に移動す
   るように前記走行装置に設けられた横行装置と、物品を
   吊り持つための吊持手段を上下方向に移動させるべく前
   記横行装置に設けられた巻上装置とを備えたクレーンの
   自動運転装置であって、 前記走行装置、横行装置、及び、吊持手段の各位置を検
   出する位置検出手段と、 前記走行装置、横行装置、及び、吊持手段の物品吊り上
   げ位置、並びに、荷降ろし位置を予め設定する位置指示
   手段と、 前記位置検出手段の検出データ及び位置指示手段の設定
   データに基づき、現在位置から吊り上げ位置への移動と
   物品吊り上げ動作、及び、荷降ろし位置への移動と物品
   降ろし動作を、前記走行装置、横行装置、及び、巻上装
   置に指令する制御装置とを備えたことを特徴とするクレ
   ーンの自動運転装置。
2. 【請求項２】 制御装置は、走行、横行方向の移動のと
   き、吊り荷が振れないよう、所定の減速パターンで減速
   するよう、前記走行、横行装置に指令を与える振れ防止
   手段を備えていることを特徴とする請求項１記載のクレ
   ーンの自動運転装置。
3. 【請求項３】 吊持手段は、物品を吊り下げる左右一対
   のフックを有し、各フックに荷重検出手段が設けられ、
   物品吊り上げ時、前記両荷重検出手段の荷重の差が所定
   値を越えると片吊りと判断する判別手段を備えているこ
   とを特徴とする請求項１記載のクレーンの自動運転装
   置。