JPH09156878A - クレーン吊り荷振れ角センサー校正方法 - Google Patents
クレーン吊り荷振れ角センサー校正方法Info
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- JPH09156878A JPH09156878A JP32018395A JP32018395A JPH09156878A JP H09156878 A JPH09156878 A JP H09156878A JP 32018395 A JP32018395 A JP 32018395A JP 32018395 A JP32018395 A JP 32018395A JP H09156878 A JPH09156878 A JP H09156878A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 クレーン吊り荷振れ角センサーの校正を正確
に且つ短時間で行う。 【解決手段】 ロープ懸垂式クレーン１に、ロープ４に
懸垂された吊り荷３の振れ角を測定するための、２軸ま
たは３軸計測用光ファイバージャイロからなる振れ角セ
ンサー１６を取り付ける。振れ角センサー１６による吊
り荷の振れ角計測値により吊り荷の振れ止め制御を実施
するに当たり、光ファイバージャイロの内部計測座標系
から、吊り荷３が静止している時を零度とする２つまた
は３つの軸によって構成される２次元または３次元の絶
対座標系への補正量を算出し、前記補正量により前記振
れ角計測値を修正する。且つ、前記補正量の算出を、ク
レーン１の毎走行前のロープ巻き上げ時に行う。
に且つ短時間で行う。 【解決手段】 ロープ懸垂式クレーン１に、ロープ４に
懸垂された吊り荷３の振れ角を測定するための、２軸ま
たは３軸計測用光ファイバージャイロからなる振れ角セ
ンサー１６を取り付ける。振れ角センサー１６による吊
り荷の振れ角計測値により吊り荷の振れ止め制御を実施
するに当たり、光ファイバージャイロの内部計測座標系
から、吊り荷３が静止している時を零度とする２つまた
は３つの軸によって構成される２次元または３次元の絶
対座標系への補正量を算出し、前記補正量により前記振
れ角計測値を修正する。且つ、前記補正量の算出を、ク
レーン１の毎走行前のロープ巻き上げ時に行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ロープ懸垂式ク
レーンにおいて、ロープに懸垂された吊り荷の振れ角を
測定するために取り付けられた振れ角センサーの校正方
法に関するものである。
レーンにおいて、ロープに懸垂された吊り荷の振れ角を
測定するために取り付けられた振れ角センサーの校正方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ロープ懸垂式クレーンのクレー
ンオペレーションにおいては、荷を吊り上げ、走行し、
そして、荷を吊り降ろすまでの、いわゆるサイクルタイ
ムを縮め、荷役効率を極力上げることが望まれる。その
際、走行終了時に荷の振れが残っていると、安全上荷を
降ろすことができないので、この荷振れが許容範囲内に
収まるまで待たねばならない。従って、前記クレーンの
自動化のためには、搬送先に到達したときに、吊り荷の
振れを残さないように何らかの方法で制御する振れ止め
制御機構が必要であり、近年コンピュータ制御による電
気式振れ止め制御機構が注目されている。
ンオペレーションにおいては、荷を吊り上げ、走行し、
そして、荷を吊り降ろすまでの、いわゆるサイクルタイ
ムを縮め、荷役効率を極力上げることが望まれる。その
際、走行終了時に荷の振れが残っていると、安全上荷を
降ろすことができないので、この荷振れが許容範囲内に
収まるまで待たねばならない。従って、前記クレーンの
自動化のためには、搬送先に到達したときに、吊り荷の
振れを残さないように何らかの方法で制御する振れ止め
制御機構が必要であり、近年コンピュータ制御による電
気式振れ止め制御機構が注目されている。
【０００３】電気的振れ止め制御機構の具体的な手法と
しては、下記のものが知られている。 吊り荷の振れ周期から、物理法則上クレーン停止時
に吊り荷の振れが残らないように、移動目標位置までの
クレーンの速度パターンをあらかじめ決定する速度パタ
ーン制御方式（特公昭６１−３１０３２号公報、特開平
６−３０５６８６号公報）。 吊り荷振れ角を振れ角センサーによって計測し、そ
の振れ角計測値と位置センサーからの位置計測値をモー
ターへの速度指令にフィードバックするフィードバック
制御方式。 速度パターン制御とフィードバック制御とを合わせ
た併用方式（ＮＫＫ技報No. １４９：天井クレーン振れ
止め制御技術の開発、特開平５−３１９７７９号公報、
特開平７−８１８７６号公報等）。
しては、下記のものが知られている。 吊り荷の振れ周期から、物理法則上クレーン停止時
に吊り荷の振れが残らないように、移動目標位置までの
クレーンの速度パターンをあらかじめ決定する速度パタ
ーン制御方式（特公昭６１−３１０３２号公報、特開平
６−３０５６８６号公報）。 吊り荷振れ角を振れ角センサーによって計測し、そ
の振れ角計測値と位置センサーからの位置計測値をモー
ターへの速度指令にフィードバックするフィードバック
制御方式。 速度パターン制御とフィードバック制御とを合わせ
た併用方式（ＮＫＫ技報No. １４９：天井クレーン振れ
止め制御技術の開発、特開平５−３１９７７９号公報、
特開平７−８１８７６号公報等）。
【０００４】ここで、これらの従来のクレーンの吊り荷
の振れ止め制御方式について説明する。制御方式の説明
に入る前に、前提となる制御モデルの説明を先ず行う。 制御モデル：図４は、クレーン走行の制御モデルを示す
側面図であり、図４において、Ｘtは、クレーンの走行
位置、Ｘc 、Ｙc は、吊り荷の位置、高さを表す。吊り
荷の質量をｍ、振れ角をθとする。吊りワイヤの質量を
無視し、吊り荷を質点として扱うと、運動方程式は
（一）（二）数１、〜（三）、（四）で表される。
の振れ止め制御方式について説明する。制御方式の説明
に入る前に、前提となる制御モデルの説明を先ず行う。 制御モデル：図４は、クレーン走行の制御モデルを示す
側面図であり、図４において、Ｘtは、クレーンの走行
位置、Ｘc 、Ｙc は、吊り荷の位置、高さを表す。吊り
荷の質量をｍ、振れ角をθとする。吊りワイヤの質量を
無視し、吊り荷を質点として扱うと、運動方程式は
（一）（二）数１、〜（三）、（四）で表される。
【０００５】
【数１】
【０００６】Ｘc ＝Ｘt ＋Ｌｓｉｎθ・・・（三） Ｙc ＝Ｌｃｏｓθ・・・（四）
【０００７】ここで、τは吊りワイヤにかかる張力であ
る。吊りワイヤの長さＬは一定であり、振れ角θは小さ
いものとして、 ｓｉｎθ≒θ ｃｏｓθ≒１・・・（五） で近似する。更に、（一）〜（四）から、Ｘc 、Ｙc 、
τを消去すると、吊り荷の振れに関する以下の運動方程
式数２を得る。
る。吊りワイヤの長さＬは一定であり、振れ角θは小さ
いものとして、 ｓｉｎθ≒θ ｃｏｓθ≒１・・・（五） で近似する。更に、（一）〜（四）から、Ｘc 、Ｙc 、
τを消去すると、吊り荷の振れに関する以下の運動方程
式数２を得る。
【０００８】
【数２】
【０００９】ω2 ＝ ｇ／Ｌ・・・（七）
【００１０】吊り荷の振れ周期Ｔは、次式で表される。 Ｔ＝２π／ω・・・（八）
【００１１】振れ止め速度パターン制御：従来、（六）
式をベースにした、様々な振れ止め速度パターンが開発
されている。例として、特開平６−３０５６８６号公報
について説明する。
式をベースにした、様々な振れ止め速度パターンが開発
されている。例として、特開平６−３０５６８６号公報
について説明する。
【００１２】スタート位置から予め定めた一定時間（Ｔ
1 ）で所定の最大加速度（α）まで直線的に立ち上げ、
スタート位置からの運転時間が振れ周期の整数（ｎ）倍
になるまでその加速度を維持した後、加速度立ち上げと
同じ一定時間で直線的に加速度を０まで落として一定速
度（Ｖ）の運転にはいる。これにより、等速運転中は振
れ角が０（ゼロ）となる。更に、目標停止位置まで以下
に示す距離（Ｄ）の位置に到達したら、加速時と同様の
減速操作によって振れ止め停止する。
1 ）で所定の最大加速度（α）まで直線的に立ち上げ、
スタート位置からの運転時間が振れ周期の整数（ｎ）倍
になるまでその加速度を維持した後、加速度立ち上げと
同じ一定時間で直線的に加速度を０まで落として一定速
度（Ｖ）の運転にはいる。これにより、等速運転中は振
れ角が０（ゼロ）となる。更に、目標停止位置まで以下
に示す距離（Ｄ）の位置に到達したら、加速時と同様の
減速操作によって振れ止め停止する。
【００１３】整数ｎは所定の最大加速度αを実現できる
範囲内で、次式によって規定される極力小さい値とす
る。 Ｖ≦ｎαＴ・・・（九） また、Ｔ1 を決めると、加減速時の移動距離Ｄは次式で
表される。 Ｄ＝Ｖ（ｎＴ＋Ｔ1 ）／２・・・（十）
範囲内で、次式によって規定される極力小さい値とす
る。 Ｖ≦ｎαＴ・・・（九） また、Ｔ1 を決めると、加減速時の移動距離Ｄは次式で
表される。 Ｄ＝Ｖ（ｎＴ＋Ｔ1 ）／２・・・（十）
【００１４】特に、調整パラメータＴ1 を振れ周期Ｔに
等しくすると、加減速によって生じる最大振れ角はクレ
ーンの加速度によって定まる静的なつりあい位置を超え
ず、最小限に抑えられる。また、その他の場合も、発生
する振れ角は従来法と比較して小さいため、重要な制御
パラメータである振れ周期の推定に多少の誤差があって
も制御精度に大きな影響を受けにくい。
等しくすると、加減速によって生じる最大振れ角はクレ
ーンの加速度によって定まる静的なつりあい位置を超え
ず、最小限に抑えられる。また、その他の場合も、発生
する振れ角は従来法と比較して小さいため、重要な制御
パラメータである振れ周期の推定に多少の誤差があって
も制御精度に大きな影響を受けにくい。
【００１５】しかし、上記の、速度パターン制御には以
下の問題がある。 制御パラメータの調整誤差、吊り荷の地切り時の初
期振れ等の外乱があると、残留振れを生じる。 残留振れを止める方法として、停止目標位置近傍で
振れ角を測定して新たに残留振れ止めのための速度パタ
ーン制御を行うことが考えられるが、サイクルタイムの
増加を招く。
下の問題がある。 制御パラメータの調整誤差、吊り荷の地切り時の初
期振れ等の外乱があると、残留振れを生じる。 残留振れを止める方法として、停止目標位置近傍で
振れ角を測定して新たに残留振れ止めのための速度パタ
ーン制御を行うことが考えられるが、サイクルタイムの
増加を招く。
【００１６】次に、速度パターン制御とフィードバック
制御とを合わせた併用方式（ＮＫＫ技法No. １４９：天
井クレーン・・・の開発）を説明する。：上記の問題点
を解決するため以下に示すような、目標位置への移動
中、加減速時を含む全区間でフィードバック制御を行う
振れ角軌跡追従制御を併用する。速度パターンによって
引き起こされる想定振れ角θref と実際の振れ角測定値
θとの偏差をΔθとすると、Δθは（六）式と同様、次
式数３に従う。
制御とを合わせた併用方式（ＮＫＫ技法No. １４９：天
井クレーン・・・の開発）を説明する。：上記の問題点
を解決するため以下に示すような、目標位置への移動
中、加減速時を含む全区間でフィードバック制御を行う
振れ角軌跡追従制御を併用する。速度パターンによって
引き起こされる想定振れ角θref と実際の振れ角測定値
θとの偏差をΔθとすると、Δθは（六）式と同様、次
式数３に従う。
【００１７】
【数３】
【００１８】但し、Δｖは速度パターン指令に付加する
速度指令補正量である。ここで、補正制御量を、数４
速度指令補正量である。ここで、補正制御量を、数４
【００１９】
【数４】
【００２０】として、（十一）式に代入すると、閉ルー
プ系は以下の数５のようになる。
プ系は以下の数５のようになる。
【００２１】
【数５】
【００２２】即ち、フィードバックゲインＫによって振
れ角偏差Δθの減衰特性（Ｋ／Ｌ）を任意に指定でき、
パターン制御実行中に生じる外乱を望ましい減衰特性で
収束させることができる。実際の横走行モータへの速度
指令補正量は、（十二）式を積分して次式で与える。 Δｖ＝ＫΔθ・・・（十四）
れ角偏差Δθの減衰特性（Ｋ／Ｌ）を任意に指定でき、
パターン制御実行中に生じる外乱を望ましい減衰特性で
収束させることができる。実際の横走行モータへの速度
指令補正量は、（十二）式を積分して次式で与える。 Δｖ＝ＫΔθ・・・（十四）
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなクレーン
の吊り荷の振れ止め制御において、フィードバック制御
を行う場合は、当然振れ角センサーを必要とするが、速
度パターン制御のみの場合も、制御性能を保証するた
め、または、残留振れを検出し、残留振れを止めるため
のパターン制御を行うために、必ず振れ角センサーが取
り付けられている。
の吊り荷の振れ止め制御において、フィードバック制御
を行う場合は、当然振れ角センサーを必要とするが、速
度パターン制御のみの場合も、制御性能を保証するた
め、または、残留振れを検出し、残留振れを止めるため
のパターン制御を行うために、必ず振れ角センサーが取
り付けられている。
【００２４】ところで、振れ角センサーをクレーンに取
り付けて使用する際には、何らかの方法で校正が必要で
ある。校正をしないと下記、に示すような悪影響が
あらわれる。
り付けて使用する際には、何らかの方法で校正が必要で
ある。校正をしないと下記、に示すような悪影響が
あらわれる。
【００２５】 校正をしないと、吊り荷停止時の角度
計測値が把握できず、吊り荷の絶対振れ角度が計測でき
ない。それにより、角度計測値から算出されるフィード
バック制御入力にオフセットが生じてしまい、制御性能
が悪化する。
計測値が把握できず、吊り荷の絶対振れ角度が計測でき
ない。それにより、角度計測値から算出されるフィード
バック制御入力にオフセットが生じてしまい、制御性能
が悪化する。
【００２６】 また、振れ角センサー取り付け時に初
期校正をしたとしても、吊り具−吊り荷の重心位置が吊
り荷の形状や重量によって変化するため、なるべく頻繁
に、しかも容易な方法で校正を行う必要がある。
期校正をしたとしても、吊り具−吊り荷の重心位置が吊
り荷の形状や重量によって変化するため、なるべく頻繁
に、しかも容易な方法で校正を行う必要がある。
【００２７】この発明は、かかる問題に鑑みてなされた
ものである。この発明の目的は、上述の課題を解決し、
クレーン吊り荷振れ角センサーの校正を、正確に且つ短
時間で行うことができる方法を提供することにある。
ものである。この発明の目的は、上述の課題を解決し、
クレーン吊り荷振れ角センサーの校正を、正確に且つ短
時間で行うことができる方法を提供することにある。
【００２８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
ロープ懸垂式クレーンに、ロープに懸垂された吊り荷の
振れ角を測定するための、２軸または３軸計測用光ファ
イバージャイロからなる振れ角センサーを取り付け、前
記振れ角センサーによる前記吊り荷の振れ角計測値を用
いて吊り荷の振れ止め制御を実施するに当たり、前記光
ファイバージャイロの内部計測座標系から、前記吊り荷
が静止している時を零度とする２つまたは３つの軸によ
って構成される２次元または３次元の絶対座標系への補
正量を算出し、前記補正量により前記振れ角計測値を修
正し、且つ、前記補正量の算出を、前記クレーンの毎走
行前のロープ巻き上げ時に行うことに特徴を有するもの
である。
ロープ懸垂式クレーンに、ロープに懸垂された吊り荷の
振れ角を測定するための、２軸または３軸計測用光ファ
イバージャイロからなる振れ角センサーを取り付け、前
記振れ角センサーによる前記吊り荷の振れ角計測値を用
いて吊り荷の振れ止め制御を実施するに当たり、前記光
ファイバージャイロの内部計測座標系から、前記吊り荷
が静止している時を零度とする２つまたは３つの軸によ
って構成される２次元または３次元の絶対座標系への補
正量を算出し、前記補正量により前記振れ角計測値を修
正し、且つ、前記補正量の算出を、前記クレーンの毎走
行前のロープ巻き上げ時に行うことに特徴を有するもの
である。
【００２９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記補正量の算出は、前記吊り荷の振れ周
期より長い時間において前記光ファイバージャイロによ
って前記各軸の振れ角を計測し、前記振れ角計測値の最
大値と最小値との中間値を求めることにより行うことに
特徴を有するものである。
明において、前記補正量の算出は、前記吊り荷の振れ周
期より長い時間において前記光ファイバージャイロによ
って前記各軸の振れ角を計測し、前記振れ角計測値の最
大値と最小値との中間値を求めることにより行うことに
特徴を有するものである。
【００３０】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の発明において、前記各軸の絶対振れ角は、前記光
ファイバジャイロの刻々の計測値から前記補正量を差し
引いたものであることに特徴を有するものである。
記載の発明において、前記各軸の絶対振れ角は、前記光
ファイバジャイロの刻々の計測値から前記補正量を差し
引いたものであることに特徴を有するものである。
【００３１】〔作用〕本発明によれば、吊り荷の振れ止
め制御において、振れ角センサーの校正を毎走行前に行
うので、吊り荷の種類によって吊り荷−吊り具系の重心
位置が変化しても、絶対振れ角を正確に把握することが
でき、フィードバック制御を行う際の制御入力のオフセ
ットの発生を防ぐことができる。また、毎走行前のロー
プ巻き上げ時間を利用して校正を行うため、搬送時間を
長くするような弊害がない。
め制御において、振れ角センサーの校正を毎走行前に行
うので、吊り荷の種類によって吊り荷−吊り具系の重心
位置が変化しても、絶対振れ角を正確に把握することが
でき、フィードバック制御を行う際の制御入力のオフセ
ットの発生を防ぐことができる。また、毎走行前のロー
プ巻き上げ時間を利用して校正を行うため、搬送時間を
長くするような弊害がない。
【００３２】
【発明の実施の形態】次に、この発明の校正方法を図面
を参照しながら説明する。
を参照しながら説明する。
【００３３】図１は、この発明の振れ角センサー校正方
法を適用したクレーンの自動制御装置を示すブロック図
である。本実施例の振れ止め制御方法は、速度パターン
制御と振れ角フィードバック制御とを併用する方式を採
用する。
法を適用したクレーンの自動制御装置を示すブロック図
である。本実施例の振れ止め制御方法は、速度パターン
制御と振れ角フィードバック制御とを併用する方式を採
用する。
【００３４】図１において、１はクレーンである。クレ
ーン１は、ロープ４の下端に取り付けられた吊り荷３を
吊り下げながら、レール２の上を図１に示すＸ方向に走
行するようになっている。そして、このクレーン１の走
行を制御するのが、クレーン位置検出装置１１、ロープ
長検出装置１２、振れ周期演算装置１３、クレーン移動
目標指令装置１４、速度パターン発生装置１５、振れ角
センサー１６、振れ角センサー校正装置１７、フィード
バック制御指令発生装置１８、加算器１９、走行モータ
制御装置２０および速度制御モータ２１である。振れ角
センサー１６としては、２軸計測用光ファイバージャイ
ロを使用した（または３軸計測用光ファイバージャイロ
を使用する）。また、吊り荷の巻き上げ／巻き下げを制
御するのが、ロープ長目標指令装置２２、巻きモータ制
御装置２３および巻きモータ２４である。
ーン１は、ロープ４の下端に取り付けられた吊り荷３を
吊り下げながら、レール２の上を図１に示すＸ方向に走
行するようになっている。そして、このクレーン１の走
行を制御するのが、クレーン位置検出装置１１、ロープ
長検出装置１２、振れ周期演算装置１３、クレーン移動
目標指令装置１４、速度パターン発生装置１５、振れ角
センサー１６、振れ角センサー校正装置１７、フィード
バック制御指令発生装置１８、加算器１９、走行モータ
制御装置２０および速度制御モータ２１である。振れ角
センサー１６としては、２軸計測用光ファイバージャイ
ロを使用した（または３軸計測用光ファイバージャイロ
を使用する）。また、吊り荷の巻き上げ／巻き下げを制
御するのが、ロープ長目標指令装置２２、巻きモータ制
御装置２３および巻きモータ２４である。
【００３５】クレーン位置検出装置１１は、レール２上
を走行するクレーン１の始点からの位置を検出するため
の装置であり、クレーン１の車輪の回転量等からクレー
ン１の走行位置を検出できるようになっている。ロープ
長検出装置１２は、走行時のロープ４の長さを検出する
ための装置であり、ロープ４の巻きモータ２４の回転量
等からロープ４の長さを検出するようになっている。
を走行するクレーン１の始点からの位置を検出するため
の装置であり、クレーン１の車輪の回転量等からクレー
ン１の走行位置を検出できるようになっている。ロープ
長検出装置１２は、走行時のロープ４の長さを検出する
ための装置であり、ロープ４の巻きモータ２４の回転量
等からロープ４の長さを検出するようになっている。
【００３６】振れ周期演算装置１３は、ロープ長検出装
置１２からの検出信号に基づいて、吊り荷３の振れ周期
を演算する装置である。この振れ周期演算装置１３は、
主にロープ長検出装置１２からの吊りロープ情報に基づ
いて振れ周期を演算するが、場合によってはこれに吊り
荷重量などの補助的情報を勘案して振れ周期を演算す
る。
置１２からの検出信号に基づいて、吊り荷３の振れ周期
を演算する装置である。この振れ周期演算装置１３は、
主にロープ長検出装置１２からの吊りロープ情報に基づ
いて振れ周期を演算するが、場合によってはこれに吊り
荷重量などの補助的情報を勘案して振れ周期を演算す
る。
【００３７】速度パターン発生装置１５は、振れ周期演
算装置１３からの演算信号およびクレーン移動目標指令
装置１４からの信号に基づいて、クレーン１に与える速
度パターンを発生する装置である。振れ角センサー（光
ファイバージャイロ）１６は、ロープ４によって吊り下
げられた吊り荷３の振れ角、および、振れ角速度を計測
する装置である。フィードバック制御指令発生装置１８
は、振れ角センサー１６からの信号に適当な演算を施す
装置である。加算器１９は、速度パターン発生装置１５
およびフィードバック制御指令発生装置１８からの信号
を加え合わせ、振れ止め制御のための速度指令を生成す
る装置である。走行モータ制御装置２０は、外部から速
度制御モータ２１に与えられた運転速度指令を実現する
ためのマイナー制御ループにより構成されている。巻き
の制御は、ロープ長目標指令値まで、一定速度で巻き上
げ／巻き下げするように制御されている。
算装置１３からの演算信号およびクレーン移動目標指令
装置１４からの信号に基づいて、クレーン１に与える速
度パターンを発生する装置である。振れ角センサー（光
ファイバージャイロ）１６は、ロープ４によって吊り下
げられた吊り荷３の振れ角、および、振れ角速度を計測
する装置である。フィードバック制御指令発生装置１８
は、振れ角センサー１６からの信号に適当な演算を施す
装置である。加算器１９は、速度パターン発生装置１５
およびフィードバック制御指令発生装置１８からの信号
を加え合わせ、振れ止め制御のための速度指令を生成す
る装置である。走行モータ制御装置２０は、外部から速
度制御モータ２１に与えられた運転速度指令を実現する
ためのマイナー制御ループにより構成されている。巻き
の制御は、ロープ長目標指令値まで、一定速度で巻き上
げ／巻き下げするように制御されている。
【００３８】図２は、図１の自動制御装置を搭載したク
レーンの運転手順を示す側面図である。クレーン１は、
図２中ので示すように、荷掴みのために巻き降ろし、
吊り荷３を掴んだ後、図２中ので示すように、障害物
５を回避できるロープ長まで巻き上げ、振れ止め制御を
行いながら、図２中ので示すように、搬送目標地点ま
で走行する。製鉄所の天井クレーンにおいては、巻き上
げ速度は８ｍ／分、巻き上げる量は２〜３ｍ、荷を掴ん
だ位置でのロープ長は１０ｍ程度が一般的である。この
とき、巻き上げ操作に要する時間は１５〜２３秒程度で
ある。また、吊り荷の振れ周期は概略６秒である。
レーンの運転手順を示す側面図である。クレーン１は、
図２中ので示すように、荷掴みのために巻き降ろし、
吊り荷３を掴んだ後、図２中ので示すように、障害物
５を回避できるロープ長まで巻き上げ、振れ止め制御を
行いながら、図２中ので示すように、搬送目標地点ま
で走行する。製鉄所の天井クレーンにおいては、巻き上
げ速度は８ｍ／分、巻き上げる量は２〜３ｍ、荷を掴ん
だ位置でのロープ長は１０ｍ程度が一般的である。この
とき、巻き上げ操作に要する時間は１５〜２３秒程度で
ある。また、吊り荷の振れ周期は概略６秒である。
【００３９】図３は、巻き上げの際の振れ角センサー１
６の振れ角計測値のタイムチャートを示すグラフであ
る。図３に示すように、吊り荷は、吊り上げ時のクレー
ン位置のズレによって初期振幅を持った振り子運動をし
ており、また、振れ角センサーの初期校正が不十分のた
め、振り子運動の中心を零度と検出していない。即ち、
振れ角計測値にオフセットが存在することがわかる。こ
の振り子運動の中心を算出し、振れ角計測値のオフセッ
トを除去することにより、絶対振れ角を把握することが
できる。この絶対振れ角をフィードバック制御指令発生
装置１８への入力とすることにより、フィードバック制
御量のオフセットをなくすことができる。
６の振れ角計測値のタイムチャートを示すグラフであ
る。図３に示すように、吊り荷は、吊り上げ時のクレー
ン位置のズレによって初期振幅を持った振り子運動をし
ており、また、振れ角センサーの初期校正が不十分のた
め、振り子運動の中心を零度と検出していない。即ち、
振れ角計測値にオフセットが存在することがわかる。こ
の振り子運動の中心を算出し、振れ角計測値のオフセッ
トを除去することにより、絶対振れ角を把握することが
できる。この絶対振れ角をフィードバック制御指令発生
装置１８への入力とすることにより、フィードバック制
御量のオフセットをなくすことができる。
【００４０】本発明による校正の具体的方法は、吊り荷
の振れ周期より長い区間、例えば、７秒間の区間毎に、
振れ角計測値の最大値（θmax ）と最小値（θmin ）と
を取り出し、下記（１）式、 θzero＝（θmax ＋θmin ）／２ ・・・（１） によって補正量（θzero）を算出する。そして、（１）
式の演算を区間更新毎に行ない、θzeroを更新する。θ
max およびθmin は、吊り荷振れ周期より長い時間区間
の中での最大値および最小値であるから、必ず振動の山
および谷の値に一致する。従って、正確なθzeroの算出
ができる。このようにして求めた最新のθzeroを用い
て、クレーン走行時の絶対振れ角（θabs ）を、下記
（２）式、 θabs ＝θraw −θzero ・・・（２） によって常時演算する。そして、絶対振れ角（θabs ）
を、前述の（十一）式の、実際の振れ角測定値θに代入
して用いる。ここで、θraw は、振れ角センサーによっ
て計測された生データ（刻々の計測値）である。更に、
θzeroの算出をクレーンの毎走行前の巻き上げ時に行っ
たので、自動クレーンの運転効率が下がることはなかっ
た。
の振れ周期より長い区間、例えば、７秒間の区間毎に、
振れ角計測値の最大値（θmax ）と最小値（θmin ）と
を取り出し、下記（１）式、 θzero＝（θmax ＋θmin ）／２ ・・・（１） によって補正量（θzero）を算出する。そして、（１）
式の演算を区間更新毎に行ない、θzeroを更新する。θ
max およびθmin は、吊り荷振れ周期より長い時間区間
の中での最大値および最小値であるから、必ず振動の山
および谷の値に一致する。従って、正確なθzeroの算出
ができる。このようにして求めた最新のθzeroを用い
て、クレーン走行時の絶対振れ角（θabs ）を、下記
（２）式、 θabs ＝θraw −θzero ・・・（２） によって常時演算する。そして、絶対振れ角（θabs ）
を、前述の（十一）式の、実際の振れ角測定値θに代入
して用いる。ここで、θraw は、振れ角センサーによっ
て計測された生データ（刻々の計測値）である。更に、
θzeroの算出をクレーンの毎走行前の巻き上げ時に行っ
たので、自動クレーンの運転効率が下がることはなかっ
た。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のクレー
ン吊り荷振れ角センサー校正方法は、校正を毎走行前に
行うため、吊り荷の種類によって吊り荷−吊り具系の重
心位置が変化しても、絶対角度（絶対振れ角）を正確に
把握することができ、フィードバック制御を行う際の制
御入力のオフセットを生じなくすることができ、およ
び、毎走行前の巻き上げ時間を利用して校正を行うた
め、搬送時間を長くするような弊害が起こることないの
で効率が良く、かくして、工業上有用な効果がもたらさ
れる。
ン吊り荷振れ角センサー校正方法は、校正を毎走行前に
行うため、吊り荷の種類によって吊り荷−吊り具系の重
心位置が変化しても、絶対角度（絶対振れ角）を正確に
把握することができ、フィードバック制御を行う際の制
御入力のオフセットを生じなくすることができ、およ
び、毎走行前の巻き上げ時間を利用して校正を行うた
め、搬送時間を長くするような弊害が起こることないの
で効率が良く、かくして、工業上有用な効果がもたらさ
れる。
【図１】この発明の振れ角センサー校正方法を適用した
クレーンの自動制御装置を示すブロック図である。
クレーンの自動制御装置を示すブロック図である。
【図２】図１の自動制御装置を搭載したクレーンの運転
手順を示す側面図である。
手順を示す側面図である。
【図３】巻き上げの際の振れ角センサーの振れ角計測値
のタイムチャートを示すグラフである。
のタイムチャートを示すグラフである。
【図４】クレーン走行の制御モデルを示す側面図であ
る。
る。
１ クレーン ２ レール ３ 吊り荷 ４ ロープ ５ 障害物 １１ クレーン位置検出装置 １２ ロープ長検出装置 １３ 振れ周期演算装置 １４ クレーン移動目標指令装置 １５ 速度パターン発生装置 １６ 振れ角センサー １７ 振れ角センサー校正装置 １８ フィードバック制御指令発生装置 １９ 加算器 ２０ 走行モータ制御装置 ２１ 速度制御モータ ２２ ロープ長目標指令装置 ２３ 巻きモータ制御装置 ２４ 巻きモータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 康一 神奈川県横浜市鶴見区小野町１番地 鋼管 電設工業株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 ロープ懸垂式クレーンに、ロープに懸垂
された吊り荷の振れ角を測定するための、２軸または３
軸計測用光ファイバージャイロからなる振れ角センサー
を取り付け、前記振れ角センサーによる前記吊り荷の振
れ角計測値を用いて吊り荷の振れ止め制御を実施するに
当たり、前記光ファイバージャイロの内部計測座標系か
ら、前記吊り荷が静止している時を零度とする２つまた
は３つの軸によって構成される２次元または３次元の絶
対座標系への補正量を算出し、前記補正量により前記振
れ角計測値を修正し、且つ、前記補正量の算出を、前記
クレーンの毎走行前のロープ巻き上げ時に行うことを特
徴とするクレーン吊り荷振れ角センサー校正方法。 - 【請求項２】 前記補正量の算出は、前記吊り荷の振れ
周期より長い時間において前記光ファイバージャイロに
よって前記各軸の振れ角を計測し、前記振れ角計測値の
最大値と最小値との中間値を求めることにより行う請求
項１記載のクレーン吊り荷振れ角センサー校正方法。 - 【請求項３】 前記各軸の絶対振れ角は、前記光ファイ
バジャイロの刻々の計測値から前記補正量を差し引いた
ものである請求項１または２記載のクレーン吊り荷振れ
角センサー校正方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07320183A JP3081146B2 (ja) | 1995-12-08 | 1995-12-08 | クレーン吊り荷振れ角センサー校正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07320183A JP3081146B2 (ja) | 1995-12-08 | 1995-12-08 | クレーン吊り荷振れ角センサー校正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09156878A true JPH09156878A (ja) | 1997-06-17 |
| JP3081146B2 JP3081146B2 (ja) | 2000-08-28 |
Family
ID=18118632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07320183A Expired - Fee Related JP3081146B2 (ja) | 1995-12-08 | 1995-12-08 | クレーン吊り荷振れ角センサー校正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3081146B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009113889A (ja) * | 2007-11-02 | 2009-05-28 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 振れ角補正装置および振れ角補正方法 |
| WO2009138329A1 (en) * | 2008-05-16 | 2009-11-19 | Felice Vinati | A safety device for cable or chain lifting apparatus |
| CN102849625A (zh) * | 2012-06-28 | 2013-01-02 | 无锡大力起重机械有限公司 | 桥式起重机的吊具防摇控制方法 |
| WO2013041770A1 (en) | 2011-09-20 | 2013-03-28 | Konecranes Plc | Crane control |
| CN104880293A (zh) * | 2015-04-02 | 2015-09-02 | 苏州中州安勃起重有限公司 | 起重机风载模型建立方法 |
| CN109305628A (zh) * | 2017-07-27 | 2019-02-05 | 南通通镭软件有限公司 | 一种集装箱吊运防摇方法 |
| CN109368503A (zh) * | 2018-12-14 | 2019-02-22 | 天津港太平洋国际集装箱码头有限公司 | 场桥装卸作业远程控制操作系统 |
| TWI671256B (zh) * | 2018-08-31 | 2019-09-11 | 祐彬營造股份有限公司 | 起重機負載之減盪系統 |
-
1995
- 1995-12-08 JP JP07320183A patent/JP3081146B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009113889A (ja) * | 2007-11-02 | 2009-05-28 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 振れ角補正装置および振れ角補正方法 |
| WO2009138329A1 (en) * | 2008-05-16 | 2009-11-19 | Felice Vinati | A safety device for cable or chain lifting apparatus |
| WO2013041770A1 (en) | 2011-09-20 | 2013-03-28 | Konecranes Plc | Crane control |
| US9108826B2 (en) | 2011-09-20 | 2015-08-18 | Konecranes Plc | Crane control |
| CN102849625A (zh) * | 2012-06-28 | 2013-01-02 | 无锡大力起重机械有限公司 | 桥式起重机的吊具防摇控制方法 |
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| CN109305628A (zh) * | 2017-07-27 | 2019-02-05 | 南通通镭软件有限公司 | 一种集装箱吊运防摇方法 |
| TWI671256B (zh) * | 2018-08-31 | 2019-09-11 | 祐彬營造股份有限公司 | 起重機負載之減盪系統 |
| CN109368503A (zh) * | 2018-12-14 | 2019-02-22 | 天津港太平洋国际集装箱码头有限公司 | 场桥装卸作业远程控制操作系统 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3081146B2 (ja) | 2000-08-28 |
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