JPH06298489A - クレーン用ワーク位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワークの位置に対応して、ハンドリングアー
ムの位置を自動的に正しく移動させて、ワークに対して
損傷、落下を防止する。 【構成】 ハンドリングアーム２ａをコイルＬの上方の
所定位置まで移動させた後に、レーザー光線発生器で発
生させたレーザー光線をコイルＬに向かって走査させ
て、その反射光をコイル位置検出部１０で処理してコイ
ルＬの位置を検出する信号を得て、その信号と、予め与
えられているコイルデータ、搬入データとから、正しい
コイルＬの位置を測定して、その結果に応じてハンドリ
ングアーム２ａの位置を補正してからコイルＬを掴み上
げる。コイルＬの位置で正しくコイルＬを掴み上げるこ
とができるため、コイルＬに損傷を与えることがなく、
また、コイルＬを落下させることがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、倉庫内において、トレ
ーラ等の輸送車両により倉庫内に輸送、搬入されてきた
ワークや、ヤード上のワークを、主にハンドリングクレ
ーンによって自動的に掴み上げ、移動、載置させるため
のクレーン装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】輸送、搬入されてきたワークを倉庫内で
移動あるいは載置させるためのクレーン装置を制御する
自動クレーン装置は、ワークの種類、その載置位置の管
理等を行うために、コンピュータによって制御されてい
て、単に、その移動等を行うのみでなく、その移動後の
載置位置等も同時にコンピュータによって管理されてい
る。そのために、コンピュータには各ワークの大きさ、
形状等のデータが予め与えられており、搬入されたワー
クを移動させる場合には、さらにトレーラ等の輸送車の
停止位置、ワークの積載個数等のワークに関連するデー
タが与えられると、これらのデータに基づいてクレーン
が自動的に移動等の動作を行う。この場合、外部からワ
ークを輸送してくる輸送車両においては、必ずしも同一
条件でワークが積載されているとは限らず、また、輸送
車両の停止位置、向きについても輸送の都度異なる。こ
のため、一定のプログラムによって作動する従来の自動
クレーン装置では、ワーク等の位置にこうした誤差が生
じた場合には、ハンドリングアームがワークの位置に正
しく移動できないため、ハンドリングアームによる掴み
上げに際して、一旦自動動作を解除し、目視によってハ
ンドリングアームを微調整させてワークの位置に移動さ
せた後に、掴み上げるようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、目視によりハ
ンドリングアームの位置補正を行うと、大型コイル等の
大きなワークに対しては、必ずしも適切な位置にハンド
リングアームを微調整できるとは限らず、その結果、掴
み上げる場合にハンドリングアームによってワークに損
傷を与えたり、ワークを正しく保持できないために、移
動中にワークが落下する虞が生じたりする問題がある。

【０００４】この発明の目的は、ワークをハンドリング
アームによって掴み上げるクレーン装置において、ワー
クに損傷を与えることなく正しく自動的に掴み上げると
ともに、また、掴み上げた後にワークが落下する虞をな
くすために、ワークの位置を正しく検出するワーク位置
検出装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、入力手段によ
り入力されたワークに関連する複数の情報に応じてハン
ドリングアームを移動させて前記ワークを保持するクレ
ーン装置に対して、前記ハンドリングアームによる前記
ワークの保持位置を補正するための位置補正情報を送出
するクレーン用ワーク位置検出装置であって、レーザー
光線を発生するレーザー光線発生手段と、該レーザー光
線発生手段により発生されたレーザー光線を前記ワーク
の方向に走査するレーザー光線走査手段と、該レーザー
光線走査手段により走査された前記レーザー光線の反射
光を受光する受光手段と、該受光手段の受光信号に基づ
いて前記ワークの位置を解析するワーク位置解析手段と
を具備することを技術的手段とする。この場合、レーザ
ー光線発生手段、レーザー光線走査手段、受光手段をハ
ンドリングアームに設けるとよい。

【０００６】

【作用】本発明では、レーザー光線発生手段から発生し
たレーザー光線は、例えば、ハンドリングアームに備え
られたレーザー光線走査手段によってワークの方向に走
査されて発せられる。ワークに当たって反射したレーザ
ー光線の反射光は、受光手段に受光され、その受光信号
に基づいてワークの位置が解析され、解析された位置情
報に基づいてハンドリングアームによるワークに保持位
置が補正されて、補正された位置でワークがハンドリン
グアームに保持される。また、ワーク位置の検出に、レ
ーザー光線を用いるため、一般照明を利用する位置検出
装置に比べて、精度よく位置検出を行うことができる。
また、レーザー光線が単一波長であるため、他の光の影
響をフィルタによって防止することができる。また、レ
ーザー光線を走査させるため、レーザー光線のエネルギ
ーを集中させることができ、運搬車両の荷台、床等との
識別を容易に行うことができる。

【０００７】

【発明の効果】本発明では、ハンドリングアームがワー
クを保持する際に、レーザー光線を用いたワークの位置
解析が行われ、その結果が、入力手段から入力されたワ
ークに関連する情報と異なる場合には、ハンドリングア
ームの保持位置が補正され、実際にワークが存する位置
でワークが保持される。この結果、ワークが正しくハン
ドリングアームに保持され、ワークに損傷を与えないと
ともに、ワークの移動中にワークの保持が不完全になっ
てワークがハンドリングアームから脱落、落下すること
がない。従って、ワークについて、その大きさや載置方
向等に関する複数の情報を与えておけば、運搬されてき
たワークの載置位置や、運搬車両の停止位置に多少の誤
差があっても、それらの誤差のために、ワークの保持が
不完全になることがなく、ワークを自動的に保持して移
動させることができ、効率のよい作業を自動的に行うこ
とができる。この場合、レーザー光線発生手段、レーザ
ー光線走査手段、受光手段をハンドリングアームに設け
ると、ワークの位置解析をより容易に行うことができ
る。

【０００８】

【実施例】次に本発明を実施例に基づいて説明する。図
１は、倉庫内で大型コイルをワークとして取り扱う自動
化天井クレーン１の概略を示す。この自動化天井クレー
ン１は、ハンドリングクレーンからなるクレーン本体２
と、コイル位置検出部１０とからなる。

【０００９】クレーン本体２には、図２に示すとおり、
クレーン本体２を制御するためにコンピュータからなる
主制御部３と、主制御部３に対して動作の指示を与える
ための操作盤４とが備えられ、主制御部３は、クレーン
本体２の横行、走行動作と、クラブから吊り下げられた
トングの巻き上げおよびつかみ動作等の各動作とを、操
作盤４からの指令に応じて制御する。これらの動作は、
その動作の指令に先立って操作盤４より予め入力される
各データに基づいて行われる。ここで、動作の指令に先
行して入力されるデータには、輸送車両により搬入され
てきたコイルＬについて、そのコイルＬの直径、高さ等
のコイルデータと、コイルＬが搬入された輸送車両につ
いてのデータやその停止位置等についての搬入データと
があり、これらのデータによって、輸送車両によって搬
入されてきたコイルＬの位置およびコイルＬの中心穴の
位置が特定されることになるが、特に、実際の輸送車両
の停止位置および積載位置は、輸送車両に対応して与え
られた搬入データとは必ずしも一致せず、搬入の都度、
いくらかの誤差を有する。

【００１０】クレーン本体２のハンドリングアーム２ａ
に備えられたコイル位置検出部１０は、このようにして
生じる誤差によって、ハンドリングアーム２ａが、コイ
ルＬを正しく掴まえることができなくなることを防止す
るために、上記の各データに基づいて制御されたハンド
リングアーム２ａが、コイルＬに対して所定の位置まで
近づいた後に、主制御部３から発せられる計測指令信号
に応じて、輸送車両に積載されている対象となるコイル
Ｌの位置等をレーザー光線によって計測し、その計測結
果からコイルＬの位置およびその方向を検出し、ハンド
リングアーム２ａの位置を補正するものである。なお、
主制御部３からコイル位置検出部１０への計測指令信号
は、ハンドリングアーム２ａが、例えば、該当するコイ
ルＬの上方５メートルの位置まで移動して、停止状態に
なったときに発せられる。

【００１１】以下、コイル位置検出部１０について説明
する。コイル位置検出部１０は、図３に示すとおり、公
知のコリメータ１１ａを備えたレーザー光線発生器１１
からレーザー光線を発して、トンネルミラー１２を経た
後に、走査用ミラー１３によってレーザー光線の方向を
走査させながら、対象となるコイルＬに対して照射し、
コイルＬにおける反射光を走査用ミラー１３およびトン
ネルミラー１２で反射させた後に、レンズ１４によって
フォトダイオード１５に集光し、フォトダイオード１５
に検出される光量と、走査用ミラー１３による走査の方
向との関係からコイルの位置を検出するものである。

【００１２】これらの動作を行うために、走査用ミラー
１３には、コイルＬに対する径方向の走査を行うための
径方向走査機構１３ａと、コイルＬに対して幅方向の走
査を行うための幅方向走査機構１３ｂとが備えられ、こ
れらの各走査機構は、それぞれステッピングモータを駆
動源とする。また、レンズ１４には、レーザー光線発生
器１１で発生するレーザー光線の波長に対応したフィル
タ１４ａと、フォトダイオード１５に対して正しく焦点
を合わせるための機構として、焦点制御機構１４ｂが備
えられている。これらの各機構の動作は、主制御部３か
らの制御信号に応じて制御を行う演算制御部１６により
行われる。

【００１３】演算制御部１６は、各走査機構の駆動制御
として、主制御部３からの計測指令信号に応じて、幅方
向走査機構１３ｂによって走査用ミラー１３を幅方向の
一方の端部を指向させた状態で、径方向走査機構１３ａ
を駆動して、コイルＬに対してレーザー光線を径方向の
一方の端部を初期位置として、初期位置から他方の端部
までを走査させた後に、再び、初期位置側の端部へ戻
り、このとき、幅方向走査機構１３ｂによって、幅方向
の走査方向を僅かに移動して、再び径方向について上記
と同様の走査を行い、以下、幅方向の走査方向を他方の
端部まで徐々に変化させながら、径方向の走査を繰り返
す。

【００１４】また、コイル位置の検出のために、径方向
走査機構１３ａにおいて、初期位置側の端部またはその
端部から所定ステップ数だけ径方向走査機構１３ａを駆
動した位置を走査基準位置として、径方向走査機構１３
ａが駆動されたとき、その走査基準位置を通過したこと
を検知するために光電スイッチ１７と走査用ミラー１３
と一体に変位するストライカーとを備え、光電スイッチ
１７に対するレーザー光線がストライカーによって遮断
されたときの光電スイッチ１７の信号を、図４に示すよ
うに、基準位置信号ｓとして検出する。

【００１５】また、上記の径方向の走査において、コイ
ル等から反射してくるレーザー光線を受光するフォトダ
イオード１５の光量信号ＬＸにおいて、反射光強度が一
定のしきい値以上か否かを判別して、走査に対応する２
値化信号ｔとする。さらに、光量信号ＬＸがしきい値を
越えるタイミングと、光量信号ＬＸがしきい値より下が
るタイミングとを２値化信号ｔのレベル変化から求め、
そのタイミングを基準位置信号ｓからの時間を示す信号
として検出して、コイルＬの位置を示す２種類のカウン
ト信号ｕ、ｖとし、ハンドリングアーム２ａの位置を補
正するための信号として主制御部３へ送信する。

【００１６】主制御部３は、演算制御部１６から送信さ
れたカウント信号ｕ、ｖを、上記のコイルデータと照ら
し合わせて、その差から実際のコイルＬの位置および方
向を演算処理によって求め、コイルデータ、搬入データ
から得られた補正前のコイル位置と向きとを実際のコイ
ルＬの位置と向きに合わせて補正し、補正後の位置にハ
ンドリングアーム２ａを移動した後に、コイルＬを掴み
上げる動作を行う。なお、自動化天井クレーン１には、
各動作に伴うロープの振れを防止するための振れ防止機
能や、クラブおよびトングの位置を検出するために、例
えば、レール上を回転するセンサ用ローラの回転数を距
離に換算する位置検出機能が備えられており、これらの
検出結果に基づいて各動作が制御される。

【００１７】次に以上の構成からなる本実施例の自動化
天井クレーン１の作動を説明する。コイルＬがトレーラ
ー等の運搬車両によって運搬され、搬入されると、その
コイルＬの関する径、高さ等の各データが、操作盤４か
ら入力され、また、積載されている状態等に関する搬入
データが、同様に入力される。これらのデータの入力が
終り、ハンドリングアーム２ａによるコイルＬの掴み上
げが指示されると、クレーン主制御部１０は、入力され
たデータから対象となるコイルＬの位置を算出し、クレ
ーン本体２を駆動して、ハンドリングアーム２ａをコイ
ルＬの上方に位置させた後に、トングをコイルＬに対し
て５メートル上方の高さまで下降させて、一旦停止させ
る。

【００１８】その後、演算制御部１６に対して、コイル
Ｌの計測指令信号を発して、レーザー光線によるコイル
Ｌの位置測定を開始する。演算制御部１６は、レーザー
光線発生器１１でレーザー光線を発生させて、そのレー
ザー光線を走査用ミラー１３によって、径方向の走査を
行いながら、幅方向の走査方向を順に変更して、コイル
Ｌの全体についてその反射光の光量を、走査の方向に対
応させて検出する。さらに、検出された反射光に基づい
て得られた２値化信号ｔと、光電スイッチ１７による基
準位置信号ｓとから得られる２つのカウント信号ｕ、ｖ
から、予め与えられているコイルデータ、搬入データか
ら求められた位置を補正して、正しいコイルＬの位置、
方向を求める。

【００１９】正しいコイルＬの位置等が求められると、
ハンドリングアーム２ａの位置をそれに合わせて移動さ
せて、コイルＬを掴み上げる。この場合、ハンドリング
アーム２ａと実際のコイルＬの位置等とが一致している
ため、コイルＬを正しく掴み上げることができ、また、
掴み上げられたコイルＬが、ハンドリングアーム２ａか
ら外れることがない。掴み上げられたコイルは、主制御
部３によって管理された倉庫内の所定の場所に載置され
る。また、コイルの搬出時には、倉庫内に載置されてい
るコイルを指定することによって、目的のコイルを自動
的に検索してそのコイルを運搬車両に積載する。

【００２０】以上のとおり本発明では、コイルを積載し
た運搬車両等の停止位置や積載方向のずれが生じても、
その影響を受けることなく、正しくコイルを掴み上げる
ことができるため、コイルに損傷を与えることがなく、
また、落下の虞もないため、載置作業等の効率が向上す
る。また、コイル位置の検出に、レーザー光線を用いる
ため、一般照明を利用する位置検出装置に比べて、精度
よく位置検出を行うことができる。また、レーザー光線
が単一波長であるため、他の光の影響をフィルタによっ
て防止することができる。また、レーザー光線を走査さ
せるため、レーザー光線のエネルギーを集中させること
ができ、運搬車両の荷台、床等との識別を容易に行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す自動化天井クレーンの概
略構成図である。

【図２】本発明の実施例の自動化天井クレーンの制御機
能を示す機能構成図である。

【図３】本発明の実施例の自動化天井クレーンにおける
コイル位置検出部を示す概略構成図である。

【図４】本発明の実施例におけるコイル位置検出部のコ
イルの位置検出動作を説明するためのタイムチャートで
ある。

【符号の説明】

１ 自動化天井クレーン（クレーン装置） ２ａ ハンドリングアーム ４ 操作盤（入力手段） １０ コイル位置検出部（クレーン用ワーク位置検出装
置） １１ レーザー光線発生器（レーザー光線発生手段） １３ 走査用ミラー（レーザー光線走査手段） １５ フォトダイオード（受光手段） １６ 演算制御部（ワーク位置解析手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力手段により入力されたワークに関連
   する複数の情報に応じてハンドリングアームを移動させ
   て前記ワークを保持するクレーン装置に対して、前記ハ
   ンドリングアームによる前記ワークの保持位置を補正す
   るための位置補正情報を送出するクレーン用ワーク位置
   検出装置であって、 レーザー光線を発生するレーザー光線発生手段と、該レ
   ーザー光線発生手段により発生されたレーザー光線を前
   記ワークの方向に走査するレーザー光線走査手段と、該
   レーザー光線走査手段により走査された前記レーザー光
   線の反射光を受光する受光手段と、該受光手段の受光信
   号に基づいて前記ワークの位置を解析するワーク位置解
   析手段とを具備することを特徴とするクレーン用ワーク
   位置検出装置。
2. 【請求項２】 前記レーザー光線発生手段、前記レーザ
   ー光線走査手段、前記受光手段を、前記ハンドリングア
   ームに設けたことを特徴とする請求項１記載のクレーン
   用ワーク位置検出装置。