JPH0747479B2 - 平衡荷役装置の制御方法 - Google Patents
平衡荷役装置の制御方法Info
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- JPH0747479B2 JPH0747479B2 JP28834387A JP28834387A JPH0747479B2 JP H0747479 B2 JPH0747479 B2 JP H0747479B2 JP 28834387 A JP28834387 A JP 28834387A JP 28834387 A JP28834387 A JP 28834387A JP H0747479 B2 JPH0747479 B2 JP H0747479B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、任意の重量のワークに対してその重量に見あ
った力をアクチエータが発生することによって平衡状態
を実現し、人がワークに直接手を触れ、軽い力で昇降す
ることができるようにした平衡荷役装置の制御方法に関
するものである。
った力をアクチエータが発生することによって平衡状態
を実現し、人がワークに直接手を触れ、軽い力で昇降す
ることができるようにした平衡荷役装置の制御方法に関
するものである。
この種の平衡荷役装置の制御方法としては、本出願人が
昭和62年２月10日付で出願したもの（特願昭62-28792
号）、及び昭和62年６月18日付で出願したもの（特願昭
62-152244号）がある。
昭和62年２月10日付で出願したもの（特願昭62-28792
号）、及び昭和62年６月18日付で出願したもの（特願昭
62-152244号）がある。
上記従来の技術の前者（特願昭62-28792号）のものは、
ワーク重量を記憶するためのレバーモードと、平衡状態
を実現するためのバランスモードの２つのモードであ
り、レバー操作を止めると直ちにバランスモードに移動
するような方法となっていた。
ワーク重量を記憶するためのレバーモードと、平衡状態
を実現するためのバランスモードの２つのモードであ
り、レバー操作を止めると直ちにバランスモードに移動
するような方法となっていた。
また後者（特願昭62-152244号）のものは、平衡状態で
停止させたときのワーク重量を記憶するために、レバー
操作後のある一定時間の荷重検出器の信号を平均するよ
うになっている。
停止させたときのワーク重量を記憶するために、レバー
操作後のある一定時間の荷重検出器の信号を平均するよ
うになっている。
上記従来の技術のうちの前者にあっては、バランスモー
ドにおいては、ワークの重量記憶値W0が正確でないとワ
ークから手を離しても静止しない。また、従来の技術の
後者に示すようにワーク重量を正確に記憶させるために
はレバー操作後ある一定時間の検出器の信号を平均しな
ければならないため、この間はしっかりとワークを静止
する必要があり、操作速度性に問題があった。
ドにおいては、ワークの重量記憶値W0が正確でないとワ
ークから手を離しても静止しない。また、従来の技術の
後者に示すようにワーク重量を正確に記憶させるために
はレバー操作後ある一定時間の検出器の信号を平均しな
ければならないため、この間はしっかりとワークを静止
する必要があり、操作速度性に問題があった。
本発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、レバーモードからバランスモードに移行する間に位
置モードを設け、この位置モードにてワークの重量を記
憶し、次に作業者が操作力を加えるまではこの位置モー
ドを保持してワークを静止させ、ワークの重量記憶値に
多少の誤差があっても手を離したときに速やかにワーク
を静止させることができるようにした平衡荷役装置の制
御方法を提供しようとするものである。
で、レバーモードからバランスモードに移行する間に位
置モードを設け、この位置モードにてワークの重量を記
憶し、次に作業者が操作力を加えるまではこの位置モー
ドを保持してワークを静止させ、ワークの重量記憶値に
多少の誤差があっても手を離したときに速やかにワーク
を静止させることができるようにした平衡荷役装置の制
御方法を提供しようとするものである。
本発明に係る平衡荷役装置の制御方法は、ワークを昇降
するワーク昇降手段と、このワーク昇降手段を駆動する
駆動手段と、ワークに作用する荷重を検出する荷重検出
手段と、ワーク昇降手段の速度を検出する速度検出手段
と、ワーク昇降手段の位置を検出する位置検出手段と、
オペレータが速度指令を入力する速度指令手段と、ワー
クの重量を記憶する重量記憶手段を有する平衡荷役装置
において、速度指令手段からの速度指令信号を目標値と
し、ワーク昇降速度を負帰還するレバーモードと、上記
速度指令信号が微小になった瞬間のワーク昇降手段の位
置を目標値としてこの位置及び速度を負帰還する位置モ
ードと、ワーク荷重を目標値とし、荷重検出手段からの
荷重検出信号を負帰還し、速度検出信号を正帰還するバ
ランスモードの３モードにて制御する。
するワーク昇降手段と、このワーク昇降手段を駆動する
駆動手段と、ワークに作用する荷重を検出する荷重検出
手段と、ワーク昇降手段の速度を検出する速度検出手段
と、ワーク昇降手段の位置を検出する位置検出手段と、
オペレータが速度指令を入力する速度指令手段と、ワー
クの重量を記憶する重量記憶手段を有する平衡荷役装置
において、速度指令手段からの速度指令信号を目標値と
し、ワーク昇降速度を負帰還するレバーモードと、上記
速度指令信号が微小になった瞬間のワーク昇降手段の位
置を目標値としてこの位置及び速度を負帰還する位置モ
ードと、ワーク荷重を目標値とし、荷重検出手段からの
荷重検出信号を負帰還し、速度検出信号を正帰還するバ
ランスモードの３モードにて制御する。
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明の基本的原理を説明するものであり、図
中１はモータ２にて回転駆動されるドラム、３はモータ
２の回転位置を検出する位置検出器、４はモータ２の回
転速度を検出する速度検出器である。一方５はロープ６
を介して上記ドラム１に巻上げらえるワークである。そ
してこのワーク５を吊るロープ６には荷重検出器７と速
度指令器８とが介装してある。９は速度指令器８の操作
レバーである。
中１はモータ２にて回転駆動されるドラム、３はモータ
２の回転位置を検出する位置検出器、４はモータ２の回
転速度を検出する速度検出器である。一方５はロープ６
を介して上記ドラム１に巻上げらえるワークである。そ
してこのワーク５を吊るロープ６には荷重検出器７と速
度指令器８とが介装してある。９は速度指令器８の操作
レバーである。
速度指令器８は操作レバー９の操作量に応じた速度指令
信号Ｒを出力するようになっており、また荷重検出器７
はワーク５に作用する荷重（力）を検出してその信号FL
を出力するようになっている。さらに上記位置検出器３
はモータ２の回転位置信号ｘを、速度検出器４は速度信
号Ｖをそれぞれ出力するようになっている。
信号Ｒを出力するようになっており、また荷重検出器７
はワーク５に作用する荷重（力）を検出してその信号FL
を出力するようになっている。さらに上記位置検出器３
はモータ２の回転位置信号ｘを、速度検出器４は速度信
号Ｖをそれぞれ出力するようになっている。
11はモータ２を駆動するドライブ回路であり、このドラ
イブ回路11は指令値Vfとモータ２の速度信号Ｖとの偏差
をとる加算器12と、駆動回路13とで構成され、上記偏差
Vf−ｖに従ってモータ２を駆動するようになっている。
イブ回路11は指令値Vfとモータ２の速度信号Ｖとの偏差
をとる加算器12と、駆動回路13とで構成され、上記偏差
Vf−ｖに従ってモータ２を駆動するようになっている。
14はモータ加速度フィードバック回路であり、この回路
14はモータ２の速度検出器４から出力される速度信号Ｖ
を微分してモータ２の加速度信号を求める微分器15
と、加算点16を有し、加算点16において上記加速度信号
と後述する演算回路17とからの速度指令値VMをフィー
ドバックして指令値Vfを出力するようになっている。
14はモータ２の速度検出器４から出力される速度信号Ｖ
を微分してモータ２の加速度信号を求める微分器15
と、加算点16を有し、加算点16において上記加速度信号
と後述する演算回路17とからの速度指令値VMをフィー
ドバックして指令値Vfを出力するようになっている。
17は上記速度指令値VMを出力する演算回路であり、この
演算回路17にレバーモード演算部18、位置モード演算部
19、バランスモード演算部20が設けてある。21は上記各
モード演算部18,19,20を適宜選択するモード選択回路で
ある。また22は、重量記憶演算部であり、この演算部22
ではワークの重量Ｗを記憶して重量指令W0を出力するよ
うになっている。
演算回路17にレバーモード演算部18、位置モード演算部
19、バランスモード演算部20が設けてある。21は上記各
モード演算部18,19,20を適宜選択するモード選択回路で
ある。また22は、重量記憶演算部であり、この演算部22
ではワークの重量Ｗを記憶して重量指令W0を出力するよ
うになっている。
上記モード選択回路21は後述する各フローチャートにて
示された選択作動を行なうようになっている。
示された選択作動を行なうようになっている。
次に第２図から第５図を用いて各モードにおける作用及
び各演算部の構成を説明する。
び各演算部の構成を説明する。
（１）レバーモード（第２図） まず速度指令器８の操作レバー９を作動する。速度指令
器８から出力された速度指令信号Ｒは演算回路17のレバ
ーモード演算部18に入力される。一方安定化のために、
速度検出器４から速度信号Ｖもレバーモード演算部18に
入力される。
器８から出力された速度指令信号Ｒは演算回路17のレバ
ーモード演算部18に入力される。一方安定化のために、
速度検出器４から速度信号Ｖもレバーモード演算部18に
入力される。
レバーモード演算部18ではゲインKRが乗じられ、その結
果が加算点16を経てモータ２のドライブ回路11に入力さ
れる。このとき、モータの速度信号ＶにゲインKvnが乗
じられて負帰還（ネガテイブ フィードバック）されて
ドライブ回路11に入力され指令値Vfが安定化される。
果が加算点16を経てモータ２のドライブ回路11に入力さ
れる。このとき、モータの速度信号ＶにゲインKvnが乗
じられて負帰還（ネガテイブ フィードバック）されて
ドライブ回路11に入力され指令値Vfが安定化される。
なおレバーモードは他のモードに優先し、レバー入力が
あればモード選択回路21は強制的にレバーモード位置ａ
に切換わる。
あればモード選択回路21は強制的にレバーモード位置ａ
に切換わる。
（２）位置モード（第３図） 位置モードは、操作レバー９が停止してこの操作レバー
９による速度指令信号Ｒがなくなった直後、すなわち|R
|＜閾値R0となったときからモード選択回路21が位置モ
ード位置ｂに切換って開始される。そしてこれと同時に
荷重記憶演算部22も作動を開始する。位置モード開始
後、記憶時間TMが過ぎても作業員が操作しなければ ｜荷重信号FL−記憶値W0｜≦閾値F0となって位置モード
が維持される。
９による速度指令信号Ｒがなくなった直後、すなわち|R
|＜閾値R0となったときからモード選択回路21が位置モ
ード位置ｂに切換って開始される。そしてこれと同時に
荷重記憶演算部22も作動を開始する。位置モード開始
後、記憶時間TMが過ぎても作業員が操作しなければ ｜荷重信号FL−記憶値W0｜≦閾値F0となって位置モード
が維持される。
また重量記憶値W0の精度が閾値F0以内であれば同様にバ
ランスモードに移ることなく位置モードを維持して静止
している。なお閾値R0、閾値F0はあらかじめ設定されて
いるものである。
ランスモードに移ることなく位置モードを維持して静止
している。なお閾値R0、閾値F0はあらかじめ設定されて
いるものである。
上記位置モードではワーク５を静止させるために位置フ
ィードバックがかけられ、実際には位置モードになった
瞬間のモータ位置信号ｘからの偏差ｘ−x0にゲインKXを
乗じて負帰還する。一方安定化のためにモータ速度信号
ＶにゲインKvnを乗じ負帰還する。
ィードバックがかけられ、実際には位置モードになった
瞬間のモータ位置信号ｘからの偏差ｘ−x0にゲインKXを
乗じて負帰還する。一方安定化のためにモータ速度信号
ＶにゲインKvnを乗じ負帰還する。
（３）バランスモード（第４図） 位置モードになってからTM後で、かつワーク５に作用す
る操作力の絶対値｜FL−W0｜が閾値F0より大きくなった
ときに移行する。
る操作力の絶対値｜FL−W0｜が閾値F0より大きくなった
ときに移行する。
荷重検出器７からの検出値FLは加算点23にて重量記憶演
算部22からの重量指令W0とが比較され、この偏差（W0−
FL）に所定のゲインKFを乗じる。また安定化のために、
モータ速度信号ＶにゲインKvpを乗じて正帰還し、その
結果をモード選択回路21より加速度フィードバック回路
14の加算器16に入力する。
算部22からの重量指令W0とが比較され、この偏差（W0−
FL）に所定のゲインKFを乗じる。また安定化のために、
モータ速度信号ＶにゲインKvpを乗じて正帰還し、その
結果をモード選択回路21より加速度フィードバック回路
14の加算器16に入力する。
上記重量記憶演算部22には静止しているときのワーク５
の重量Ｗがあらかじめ記憶されている。
の重量Ｗがあらかじめ記憶されている。
今静止しているワーク５に対して作業者が上向きの操作
力（荷重）Ｆを加えたとすると、このときの荷重検出器
７の検出値FLが加算点23に入力される。加算点23は重量
記憶演算部22からの出力W0と上記検出値FLと比較する。
そしてその偏差にゲインKFが乗じられて増幅される。こ
のときの操作力信号はモータ速度信号ＶにゲインKvpを
乗じた値を正帰還された後、加速度フィードバック回路
14に入力される。この場合、上向きの操作力Ｆにより荷
重検出器７の検出値FLは減少するので、加算器23から出
力される偏差W0−（Ｗ−Ｆ）は静止時の偏差W0−Ｗに比
べて操作力Ｆだけ増大し、これによりモータトルクが増
大しワーク５は上方へ移動する。すなわち、平衡状態か
らワークに力を加え始める際に、荷重検出器７がこの操
作力Ｆを感知さえすれば、加算点23にワーク５を上下さ
せる偏差が生じ、このためゲイン定数KFを十分大きくと
れば、作業員は静止摩擦を殆ど感じることなくワーク５
を昇降させることができる。
力（荷重）Ｆを加えたとすると、このときの荷重検出器
７の検出値FLが加算点23に入力される。加算点23は重量
記憶演算部22からの出力W0と上記検出値FLと比較する。
そしてその偏差にゲインKFが乗じられて増幅される。こ
のときの操作力信号はモータ速度信号ＶにゲインKvpを
乗じた値を正帰還された後、加速度フィードバック回路
14に入力される。この場合、上向きの操作力Ｆにより荷
重検出器７の検出値FLは減少するので、加算器23から出
力される偏差W0−（Ｗ−Ｆ）は静止時の偏差W0−Ｗに比
べて操作力Ｆだけ増大し、これによりモータトルクが増
大しワーク５は上方へ移動する。すなわち、平衡状態か
らワークに力を加え始める際に、荷重検出器７がこの操
作力Ｆを感知さえすれば、加算点23にワーク５を上下さ
せる偏差が生じ、このためゲイン定数KFを十分大きくと
れば、作業員は静止摩擦を殆ど感じることなくワーク５
を昇降させることができる。
第５図はデジタル型の演算回路17′の場合の実施例を示
す。
す。
この場合、モータ速度信号Ｖ、モータ位置信号ｘ、荷重
検出信号FL、速度指令値Ｒの４つの信号は演算回路17′
に入力され、この演算回路17′としては、A/Dコンバー
タでデジタルに変換する。
検出信号FL、速度指令値Ｒの４つの信号は演算回路17′
に入力され、この演算回路17′としては、A/Dコンバー
タでデジタルに変換する。
上記デジタル演算回路17′では、まず第６図に示すフロ
ーチャートによりモードが決定される。
ーチャートによりモードが決定される。
図中閾値R0は操作レバー９の不感帯になるため、微小値
が好ましい。一方閾値F0はバランスモード時の静摩擦力
のように作用する。この値を大きく設定すると、作業員
が操作するときに重く、ファインコントロールしにくく
なり、また小さく設定すると記憶値W0が正確でない場合
にすぐバランスモードに移行してしまい、作業員が手を
離しても静止せず、じりじりと動き出してしまう。
が好ましい。一方閾値F0はバランスモード時の静摩擦力
のように作用する。この値を大きく設定すると、作業員
が操作するときに重く、ファインコントロールしにくく
なり、また小さく設定すると記憶値W0が正確でない場合
にすぐバランスモードに移行してしまい、作業員が手を
離しても静止せず、じりじりと動き出してしまう。
モードが決定したら下記の演算式の計算し、D/Aコンバ
ータを通しモータ速度指令値VMをアナログ出力する。
ータを通しモータ速度指令値VMをアナログ出力する。
レバーモード VM1＝KR・Ｒ−Kvp・Ｖ 位置モード VM2＝−Kx（ｘ−x0）−Kvn・Ｖ バランスモード VM3＝−KF（FL−W0）＋Kvp・Ｖ 上記式中、x0は位置モードに入った瞬間のモータ位置で
ある。またW0はワークの重量記憶値であり、位置モード
の演算部に入ってTM秒間の力信号FLの平均値より求め
る。また速度信号Ｖは微分回路15を通して微分され、上
記VM1〜VM3から常時減算され、負帰還されてモータ駆動
回路11に入力される。
ある。またW0はワークの重量記憶値であり、位置モード
の演算部に入ってTM秒間の力信号FLの平均値より求め
る。また速度信号Ｖは微分回路15を通して微分され、上
記VM1〜VM3から常時減算され、負帰還されてモータ駆動
回路11に入力される。
なお第７図は上記各モード間の遷移状態を示すものであ
る。
る。
また上記実施例において、モータ２はADあるいはDCモー
タが用いられる。また速度指令器８としては操作レバー
９の傾角をポテンショメータで検出し、速度検出器４と
してはレゾルバ、タコジェネレータ等が用いられる。さ
らに荷重検出器７としては一般のロードセル等を使用
し、位置検出器３としてはエンコータまたはレゾルバ等
が用いられる。
タが用いられる。また速度指令器８としては操作レバー
９の傾角をポテンショメータで検出し、速度検出器４と
してはレゾルバ、タコジェネレータ等が用いられる。さ
らに荷重検出器７としては一般のロードセル等を使用
し、位置検出器３としてはエンコータまたはレゾルバ等
が用いられる。
またワーク４を昇降する手段としては上記ドラム１とロ
ープ６に代えて第８図に示すような平行四辺形タイプの
昇降機としてもよい。
ープ６に代えて第８図に示すような平行四辺形タイプの
昇降機としてもよい。
上記実施例で示した発明に係る平衡荷役装置の制御方法
では、上記したように、操作レバー９による速度指令に
よるレバーモードと、平衡状態を実現するバランスモー
ドと、静止のための位置モードの３つのモードが実現で
き、ワーク５の重量記憶値に多少の誤差があっても手を
離したときにワーク５が静止するという作用効果を奏す
るができる。
では、上記したように、操作レバー９による速度指令に
よるレバーモードと、平衡状態を実現するバランスモー
ドと、静止のための位置モードの３つのモードが実現で
き、ワーク５の重量記憶値に多少の誤差があっても手を
離したときにワーク５が静止するという作用効果を奏す
るができる。
第９図から第14図は本発明の第２の実施例を示す。この
実施例では、一度バランスモードに移行して作業員が手
を離した場合には、すぐに位置モードに戻るのではな
く、別にバランス静止モードを設け、そこでは位置制御
に荷重フィードバックを加えることによってバランスモ
ード時とモータ指令値に大きな変化が生じるのを防ぐこ
とができるようになる。
実施例では、一度バランスモードに移行して作業員が手
を離した場合には、すぐに位置モードに戻るのではな
く、別にバランス静止モードを設け、そこでは位置制御
に荷重フィードバックを加えることによってバランスモ
ード時とモータ指令値に大きな変化が生じるのを防ぐこ
とができるようになる。
第９図はこの実施例の基本的原理を説明するものであ
り、第１図に示す上記第１の実施例と同一の部材は同一
の符号を示して説明を省略する。
り、第１図に示す上記第１の実施例と同一の部材は同一
の符号を示して説明を省略する。
演算回路25にはレバーモード演算部18と、位置モード演
算部19と、バランスモード演算部19のほかに、バランス
静止モード演算部26を設け、これらのモードはモード選
択回路27にて選択されるようになっている。
算部19と、バランスモード演算部19のほかに、バランス
静止モード演算部26を設け、これらのモードはモード選
択回路27にて選択されるようになっている。
次にバランス静止モードにおける作用及びこれの演算部
の構成を説明する。
の構成を説明する。
（４）バランス静止モード（第10図） ワーク５を静止させるために位置フィードバックをかけ
るのは位置モードと同様である。今仮に位置フィードバ
ックだけだとする。
るのは位置モードと同様である。今仮に位置フィードバ
ックだけだとする。
バランスモード時に重量記憶値W0に誤差があると、この
ときの速度及び加速度は小さく、無視できるので、バラ
ンスモード時における演算出力値VM3は VM3＝−KF（FL−W0） となり、手を離しても微速で昇降する。しかし、操作力
の絶対値｜FL−W0｜と閾値F0の関係が ｜FL−W0｜≦F0 となってバランス静止モードとなるので、モータ指令値
はVM3から VM4＝−Kx（ｘ−x0） と変化するが、バランス静止モードになった瞬間の位置
ｘを目標値x0とするため、バランス静止モードになった
瞬間は VM4＝０ である。このVM3とVM4の差がモータのショックとなり、
荷重検出器７のロードセルが一瞬変動し、そのため、操
作力は ｜FL＝W0｜＞F0 となってまたバランスモードに入ってしまう。第11図
（Ａ）、（Ｂ）にこの状態を示す。
ときの速度及び加速度は小さく、無視できるので、バラ
ンスモード時における演算出力値VM3は VM3＝−KF（FL−W0） となり、手を離しても微速で昇降する。しかし、操作力
の絶対値｜FL−W0｜と閾値F0の関係が ｜FL−W0｜≦F0 となってバランス静止モードとなるので、モータ指令値
はVM3から VM4＝−Kx（ｘ−x0） と変化するが、バランス静止モードになった瞬間の位置
ｘを目標値x0とするため、バランス静止モードになった
瞬間は VM4＝０ である。このVM3とVM4の差がモータのショックとなり、
荷重検出器７のロードセルが一瞬変動し、そのため、操
作力は ｜FL＝W0｜＞F0 となってまたバランスモードに入ってしまう。第11図
（Ａ）、（Ｂ）にこの状態を示す。
このため、バランス静止モード時にもバランスモード時
と同じ荷重フィードバックを付加し、 VM4＝−Kx（ｘ−x0）−KF（FL− W0） とすることにより、モード切換り時のモータ指令値VMの
変動を抑えることができ、バランス静止モードに落ち着
く。第11図（Ａ）、（Ｂ）にこの状態を示す。
と同じ荷重フィードバックを付加し、 VM4＝−Kx（ｘ−x0）−KF（FL− W0） とすることにより、モード切換り時のモータ指令値VMの
変動を抑えることができ、バランス静止モードに落ち着
く。第11図（Ａ）、（Ｂ）にこの状態を示す。
バランスモードとバランス静止モードの相互の切換え論
理は上記第１実施例におけるバランスモードと位置モー
ドの相互の切換え論理と同様であり、またこの実施例に
おけるモード遷移は第13図に示すようになる。
理は上記第１実施例におけるバランスモードと位置モー
ドの相互の切換え論理と同様であり、またこの実施例に
おけるモード遷移は第13図に示すようになる。
この実施例においては、上記第１の実施例と同様にモー
ドが決定したらレバーモードVM1、位置モードVM2、バラ
ンスモードVM3のそれぞれの計算を行ない、そのほか
に、 バランス静止モード VM4＝−Kx（ｘ−x0）−KF（FL− W0） の演算の計算し、D/Aコンバータを通しアナログ出力す
る。その他の作用は第１の実施例と同様である。そして
第14図はそのフローチャートである。
ドが決定したらレバーモードVM1、位置モードVM2、バラ
ンスモードVM3のそれぞれの計算を行ない、そのほか
に、 バランス静止モード VM4＝−Kx（ｘ−x0）−KF（FL− W0） の演算の計算し、D/Aコンバータを通しアナログ出力す
る。その他の作用は第１の実施例と同様である。そして
第14図はそのフローチャートである。
この実施例では、ワークの重量記憶値に多少の誤差があ
る場合でも手を離したときにワークが静止する。
る場合でも手を離したときにワークが静止する。
なお上記第２の実施例では、常に作業員は閾値F0以上の
力（荷重）をワーク５に与えないとワーク５は動かず、
すなわち、バランスモードに移行することができず、こ
のためF0という不感帯が生じてしまい、たとえばピンの
嵌合作業のようにファインな位置決めを行なう作業が難
かしかったが、この問題は次に示す第３の実施例によっ
て解決できる。
力（荷重）をワーク５に与えないとワーク５は動かず、
すなわち、バランスモードに移行することができず、こ
のためF0という不感帯が生じてしまい、たとえばピンの
嵌合作業のようにファインな位置決めを行なう作業が難
かしかったが、この問題は次に示す第３の実施例によっ
て解決できる。
すなわち、上記第２の実施例では第13図に示すように、
｜FL−W0｜≦F0になった瞬間にバランスモードからバラ
ンス静止モードに移行するようにしたが、この実施例で
は第15図のモード遷移図で示すように、｜FL−W0｜≦F0
がある時間、Td時間連続したときにはじめてバランス静
止モードに移行させる。
｜FL−W0｜≦F0になった瞬間にバランスモードからバラ
ンス静止モードに移行するようにしたが、この実施例で
は第15図のモード遷移図で示すように、｜FL−W0｜≦F0
がある時間、Td時間連続したときにはじめてバランス静
止モードに移行させる。
この実施例の方法によれば、嵌合作業を行なっていると
きにはTd時間閾値以下であることはなく、従って作業を
行なっている間はバランス静止モードに移ることなく、
不感帯がなくなり、かつ上記ファインコントロールがし
やすくなる。また作業員が手を離せば操作力は連続して
閾値F0以下になり、Td後にはバランス静止モードにな
り、静止する。
きにはTd時間閾値以下であることはなく、従って作業を
行なっている間はバランス静止モードに移ることなく、
不感帯がなくなり、かつ上記ファインコントロールがし
やすくなる。また作業員が手を離せば操作力は連続して
閾値F0以下になり、Td後にはバランス静止モードにな
り、静止する。
この実施例において、第５図に示すデイジタル演算器で
は、まずモードが決定される。そしてそのフローチャー
トは第16図に示すようになる。図中閾値のR0はレバーの
不感帯になるためなるべく微小が好ましい。一方F0は静
止状態（位置モード、バランス位置モード）からバラン
スモードへ移る際の静摩擦になる。この値が大きいと、
嵌合作業等を行なっている際中でもバランス静止モード
に移ってしまうこともあり、ファインコントロールがし
にくくなる。逆にこれを小さくしすぎるとバランス静止
モードに写りにくくなり、手を離しても静止しにくくな
る。
は、まずモードが決定される。そしてそのフローチャー
トは第16図に示すようになる。図中閾値のR0はレバーの
不感帯になるためなるべく微小が好ましい。一方F0は静
止状態（位置モード、バランス位置モード）からバラン
スモードへ移る際の静摩擦になる。この値が大きいと、
嵌合作業等を行なっている際中でもバランス静止モード
に移ってしまうこともあり、ファインコントロールがし
にくくなる。逆にこれを小さくしすぎるとバランス静止
モードに写りにくくなり、手を離しても静止しにくくな
る。
バランス静止モードへ移行するための遅れ時間Tdの計測
にはタイマまたはサンプリングタイムを代用しても良
い。第16図に示すフローチャートはタイマを用いた場合
を示している。操作力の絶対値｜FL−W0｜がF0以上のと
きにはタイマをリセットすることにより｜F0−W0｜≦F0
になってからの時間を計測できる。
にはタイマまたはサンプリングタイムを代用しても良
い。第16図に示すフローチャートはタイマを用いた場合
を示している。操作力の絶対値｜FL−W0｜がF0以上のと
きにはタイマをリセットすることにより｜F0−W0｜≦F0
になってからの時間を計測できる。
なお、上記遅れ時間Tdとしては、長すぎると手を離して
もバランス静止モードになるまでの時間に重量記憶値の
誤差によって大きく動いてしまう。逆に短すぎると、す
ぎにバランス静止モードに移ってしまい、嵌合作業を行
なっている際中に急に荷重の不感帯が生じてしまうため
ファインコントールがしにくくなる。
もバランス静止モードになるまでの時間に重量記憶値の
誤差によって大きく動いてしまう。逆に短すぎると、す
ぎにバランス静止モードに移ってしまい、嵌合作業を行
なっている際中に急に荷重の不感帯が生じてしまうため
ファインコントールがしにくくなる。
この実施例によれば、手を離したときの静止性を満足
し、かつバランスモード時の不感帯をなくしたため、フ
ァインコントロールがしやすくなる。
し、かつバランスモード時の不感帯をなくしたため、フ
ァインコントロールがしやすくなる。
第17図に本発明の第４の実施例を示す。この実施例は第
１図に示す第１の実施例に、ワーク５の操作時における
加速度検出器30を設けた例である。
１図に示す第１の実施例に、ワーク５の操作時における
加速度検出器30を設けた例である。
次に第18図、第19図を用いて各モードにおける作用及び
各演算部の構成を説明する。なお、上記第１の実施例と
同様の部分は説明を省略する。
各演算部の構成を説明する。なお、上記第１の実施例と
同様の部分は説明を省略する。
（５）レバーモード（第18図） 第２図に示す第１の実施例に加えて揺れ止めのために加
速度計信号ａにゲインKanを乗じて負帰還する。
速度計信号ａにゲインKanを乗じて負帰還する。
（６）位置モード（第19図） 第３図に示す第１の実施例に加えてレバー操作モードと
同様に揺れ止めのために加速度信号ａにゲインKanを乗
じて負帰還する。
同様に揺れ止めのために加速度信号ａにゲインKanを乗
じて負帰還する。
速度指令器信号が閾値より小さくなると位置モードに切
り換る。位置モードに切り換った瞬間からある一定時間
の荷重信号の平均をとる。
り換る。位置モードに切り換った瞬間からある一定時間
の荷重信号の平均をとる。
機構部が柔らかい場合、第１の実施例の場合には第20図
（Ａ）に示すようにワーク５が揺れ、長い時間の平均値
をとらないと正確な荷重が記憶できない。
（Ａ）に示すようにワーク５が揺れ、長い時間の平均値
をとらないと正確な荷重が記憶できない。
この実施例では加速度フィードバックがある場合には第
20図（Ｂ）に示すように揺れが小さくなり、短い時間の
平均でも正確な重量を記憶できる。
20図（Ｂ）に示すように揺れが小さくなり、短い時間の
平均でも正確な重量を記憶できる。
なお図示しないが、この実施例においても第１の実施例
と同様にバランスモードの作用が行なわれる。
と同様にバランスモードの作用が行なわれる。
第21図はこの実施例において、デジタル演算回路17″を
用いた場合を示す。このデジタル演算回路17″では、ま
ず第６図に示すフローチャートによりモードが決定され
る。
用いた場合を示す。このデジタル演算回路17″では、ま
ず第６図に示すフローチャートによりモードが決定され
る。
図中閾値のR0は操作レバー９の不感帯になるため、微小
値が好ましい。一方閾値F0はバランスモード時の静摩擦
力のように作用する。この値を大きく設定すると、作業
員が操作するときに重く、ファインコントロールしにく
くなり、また小さく設定すると記憶値W0が正確でない場
合にすぐバランスモードに移行してしまい、作業員が手
を離しても静止せず、じりじりと動き出してしまう。
値が好ましい。一方閾値F0はバランスモード時の静摩擦
力のように作用する。この値を大きく設定すると、作業
員が操作するときに重く、ファインコントロールしにく
くなり、また小さく設定すると記憶値W0が正確でない場
合にすぐバランスモードに移行してしまい、作業員が手
を離しても静止せず、じりじりと動き出してしまう。
モードが決定したら下記の演算式の計算し、D/Aコンバ
ータを通しモータ速度指令値VMをアナログ出力する。
ータを通しモータ速度指令値VMをアナログ出力する。
レバーモード VM1＝KR・Ｒ−Kvp・Ｖ−kan・ａ 位置モード VM2＝−Kx（ｘ−x0）−Kvn・Ｖ −kan・ａ バランスモード VM3＝−KF（FL−W0）＋Kvp・Ｖ （＋kan・ａ） 上記式中、x0は位置モードに入った瞬間のモータ位置で
ある。またW0はワークの重量記憶値であり、位置モード
の演算部に入ってTM秒間の力信号FLの平均値より求め
る。また速度信号Ｖは微分回路15を通して微分され、上
記VM1〜VM3から常時減算され、負フィードバックされ、
モータ駆動回路11に入力される。
ある。またW0はワークの重量記憶値であり、位置モード
の演算部に入ってTM秒間の力信号FLの平均値より求め
る。また速度信号Ｖは微分回路15を通して微分され、上
記VM1〜VM3から常時減算され、負フィードバックされ、
モータ駆動回路11に入力される。
本発明によれば、レバーモードからバランスモードに移
行する間に位置モードを設け、この位置モードにてワー
ク重量を記憶し、次に作業者が操作力を加えるまではこ
の位置モードを保持してワークを静止、ワーク５の重量
記憶値W0に多少の誤差があっても手を離したときに速や
かにワーク５を静止させることができる。
行する間に位置モードを設け、この位置モードにてワー
ク重量を記憶し、次に作業者が操作力を加えるまではこ
の位置モードを保持してワークを静止、ワーク５の重量
記憶値W0に多少の誤差があっても手を離したときに速や
かにワーク５を静止させることができる。
第１図から第８図は本発明の第１の実施例を示すもの
で、第１図はその基本的な構成説明図、第２図はレバー
モードの構成説明図、第３図は位置モードの構成説明
図、第４図はバランスモードの構成説明図、第５図は具
体的な実施例を示す構成説明図、第６図はモードを選択
決定するときのフローチャート、第７図はモード間の遷
移図、第８図は平行四辺形タイプの昇降機を用いた例の
構成説明図、第９図から第14図は本発明の第２の実施例
を示すもので、第９図はその基本的な構成説明図、第10
図はバランス静止モードの構成説明図、第11図（Ａ）、
（Ｂ）は位置フィードバックだけをかけた場合のモータ
切り換え時のモータ指令値と操作力の関係を示す線図、
第12図（Ａ）、（Ｂ）は荷重フィードバックをかけた場
合のモータ切り換え時のモータ指令値と操作力の関係を
示す線図、第13図はモード遷移図、第14図はモードを選
択決定するときのフローチャート、第15図、第16図は第
３の実施例を示すもので、第15図はモード遷移図、第16
図はモードを選択決定するときのフローチャート、第17
図から第21は第４の実施例を示すもので、第17図はその
基本的な構成説明図、第18図はレバーモードの構成説明
図、第19図は位置モードの構成説明図、第20図（Ａ）は
加速度フィードバック無しの場合の荷重検出器信号を示
す線図、第20図（Ｂ）は加速度フィードバック有りの場
合の荷重検出器信号を示す線図、第21図は具体的な実施
例を示す構成説明図である。 １はドラム、２はモータ、３は位置検出器、４は速度検
出器、５はワーク、７は荷重検出器、８は速度指令器、
９は操作レバー、10は１次遅れ回路、17,17′,17″,25
は演算回路、18はレバーモード演算部、19は位置モード
演算部、20はバランスモード演算部、21はモード選択回
路、22は重量記憶演算部。
で、第１図はその基本的な構成説明図、第２図はレバー
モードの構成説明図、第３図は位置モードの構成説明
図、第４図はバランスモードの構成説明図、第５図は具
体的な実施例を示す構成説明図、第６図はモードを選択
決定するときのフローチャート、第７図はモード間の遷
移図、第８図は平行四辺形タイプの昇降機を用いた例の
構成説明図、第９図から第14図は本発明の第２の実施例
を示すもので、第９図はその基本的な構成説明図、第10
図はバランス静止モードの構成説明図、第11図（Ａ）、
（Ｂ）は位置フィードバックだけをかけた場合のモータ
切り換え時のモータ指令値と操作力の関係を示す線図、
第12図（Ａ）、（Ｂ）は荷重フィードバックをかけた場
合のモータ切り換え時のモータ指令値と操作力の関係を
示す線図、第13図はモード遷移図、第14図はモードを選
択決定するときのフローチャート、第15図、第16図は第
３の実施例を示すもので、第15図はモード遷移図、第16
図はモードを選択決定するときのフローチャート、第17
図から第21は第４の実施例を示すもので、第17図はその
基本的な構成説明図、第18図はレバーモードの構成説明
図、第19図は位置モードの構成説明図、第20図（Ａ）は
加速度フィードバック無しの場合の荷重検出器信号を示
す線図、第20図（Ｂ）は加速度フィードバック有りの場
合の荷重検出器信号を示す線図、第21図は具体的な実施
例を示す構成説明図である。 １はドラム、２はモータ、３は位置検出器、４は速度検
出器、５はワーク、７は荷重検出器、８は速度指令器、
９は操作レバー、10は１次遅れ回路、17,17′,17″,25
は演算回路、18はレバーモード演算部、19は位置モード
演算部、20はバランスモード演算部、21はモード選択回
路、22は重量記憶演算部。
Claims (3)
- 【請求項１】ワークを昇降するワーク昇降手段と、この
ワーク昇降手段を駆動する駆動手段と、ワークに作用す
る荷重を検出する荷重検出手段と、ワーク昇降手段の速
度を検出する速度検出手段と、ワーク昇降手段の位置を
検出する位置検出手段と、オペレータが速度指令を入力
する速度指令手段と、ワークの重量を記憶する重量記憶
手段を有する平衡荷役装置において、速度指令手段から
の速度指令信号を目標値とし、ワーク昇降速度を負帰還
するレバーモードと、上記速度指令信号が微小になった
瞬間のワーク昇降手段の位置を目標値としてこの位置及
び速度を負帰還する位置モードと、ワーク重量を目標値
とし、荷重検出手段からの荷重検出信号を負帰還し、速
度検出信号を正帰還するバランスモードの３モードにて
制御することを特徴とする平衡荷役装置における制御方
法。 - 【請求項２】速度指令信号が入力した場合に、優先的に
レバーモードにし、速度指令信号がゼロになったときに
位置モードにすることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の平衡荷役装置における制御方法。 - 【請求項３】重量記憶手段は位置モードになった瞬間か
ら作動し始め、重量記憶が完了し、かつ荷重検出信号と
記憶値の差の絶対値がある閾値を越えたらバランスモー
ドに切り換り再び同絶対値が閾値以下になったら位置モ
ードに切り換ることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の平衡荷役装置における制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28834387A JPH0747479B2 (ja) | 1987-11-17 | 1987-11-17 | 平衡荷役装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28834387A JPH0747479B2 (ja) | 1987-11-17 | 1987-11-17 | 平衡荷役装置の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01133900A JPH01133900A (ja) | 1989-05-25 |
| JPH0747479B2 true JPH0747479B2 (ja) | 1995-05-24 |
Family
ID=17728973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28834387A Expired - Fee Related JPH0747479B2 (ja) | 1987-11-17 | 1987-11-17 | 平衡荷役装置の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0747479B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0428724A4 (en) * | 1989-05-11 | 1992-03-18 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Balanced cargo handling apparatus and its control method |
| JPH03130294U (ja) * | 1990-04-11 | 1991-12-27 | ||
| KR920703434A (ko) * | 1990-05-22 | 1992-12-17 | 원본미기재 | 평형 하역장치의 제어장치 |
| JPH0780676B2 (ja) * | 1991-01-24 | 1995-08-30 | 郵政大臣 | バランスホイスト |
| JP7334919B2 (ja) * | 2018-10-30 | 2023-08-29 | ユニパルス株式会社 | 電動昇降装置 |
-
1987
- 1987-11-17 JP JP28834387A patent/JPH0747479B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01133900A (ja) | 1989-05-25 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |