JPH10167666A - クレーンの荷役経路設定方法及びその装置 - Google Patents
クレーンの荷役経路設定方法及びその装置Info
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- JPH10167666A JPH10167666A JP8329314A JP32931496A JPH10167666A JP H10167666 A JPH10167666 A JP H10167666A JP 8329314 A JP8329314 A JP 8329314A JP 32931496 A JP32931496 A JP 32931496A JP H10167666 A JPH10167666 A JP H10167666A
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- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
- B66C13/00—Other constructional features or details
- B66C13/18—Control systems or devices
- B66C13/48—Automatic control of crane drives for producing a single or repeated working cycle; Programme control
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control And Safety Of Cranes (AREA)
Abstract
同時運転を行って所定の場所まで最短所要時間で運搬す
ることができる最適荷役経路を設定するクレーンの荷役
経路設定方法及びその装置を提供する。 【解決手段】 吊荷の任意の巻上げ及び巻下げ速度とこ
れらの所要時間とを定めて巻上げ及び巻下げ速度パター
ンを設定し、吊荷の任意の横行速度とその所要時間とを
定めて横行速度パターンを設定し、積荷センサにより荷
役経路の周囲に存在する積荷等の障害物の位置及び高さ
を設定し、更に、任意の横行待ち時間及び巻下げ待ち時
間を設定した後、これらの設定条件に基づき机上シミュ
レーションテストを行って荷役経路を算出し、その結
果、この荷役経路を通る吊荷と障害物とが衝突すると判
断した場合には前記設定条件を修正して再度机上シミュ
レーションテストを行うという手順を繰り返すことによ
り、吊荷を障害物に衝突させることなく所定の場所へ最
短所要時間で運搬することのできる最適荷役経路を設定
する。
Description
設定方法及びその装置に関し、吊荷の巻上げ及び巻下げ
と横行とを同時に行う所謂巻・横行同時運転を行って効
率的に荷役を行う場合に適用して有用なものである。
明図である。同図に示すように、ガーダ2が脚1に支持
されて水平に設けられており、このガーダ2にはトロリ
ー3が設けられている。トロリー3は、ガーダ2に沿っ
て図中左右方向に横行すると共に、荷物を吊り下げるた
めのワイヤーロープ4とワイヤードラム(図示せず)と
を有し、このワイヤードラムを回転駆動して吊荷の巻上
げ及び巻下げを行う。
(a)地点に置かれている荷nを、この(a)地点から
途中の積荷nを跨いで(b)地点へと運搬する場合、当
該荷nを(a)地点においてワイヤーロープ4で吊り下
げた後、この吊荷nを、ワイヤードラムによって巻上
げ、トロリーと共に横行させ、更にワイヤードラムによ
り巻下げて、(b)地点に着床させる。
ンの自動運転においては、吊荷nの巻上げ、トロリー3
の横行(即ち吊荷nの横行)及び吊荷nの巻下げの各動
作を順次個別に行う所謂直角運転が簡便な方法として一
般に採用されている。
度パターン、横行速度パターン及び巻下げ速度パターン
を示す。同図に示すように、巻上げ及び巻下げ動作の際
には台形状の巻上げ及び巻下げ速度パターンによる速度
制御を行い、横行動作の際には略台形状の横行速度パタ
ーン(振れ止め/位置決め制御パターン)による振れ止
め/位置決め制御を行うようになっている。
った後に横行動作が開始され、この横行動作が終わった
後に巻下げ動作が開始されるため、図11に示すように
吊荷nの荷役経路l0が直角状を成し、図12に示すよう
に全体の所要時間Ta が巻上げ所要時間T1 と横行所要
時間T2 と巻下げ所要時間T3 とを合計したものとなる
ため、荷役作業に非常に時間がかかるとう欠点がある。
で、巻上げ及び巻下げ動作と、横行動作とを同時に行う
所謂巻・横行同時運転がなされる場合もあるが、従来の
巻・横行同時運転は、単に過去の経験を基にした予想運
転の域を脱するものではなく、従って時間短縮の効果が
低い上、場合によっては吊荷が荷役経路の周囲の障害物
と衝突する虞があるという問題があった。
を障害物に衝突させることなく巻・横行同時運転を行っ
て所定の場所まで最短所要時間で運搬することができる
最適荷役経路を設定するクレーンの荷役経路設定方法及
びその装置を提供することを課題とする。
明のクレーンの荷役経路設定方法は、巻上げ・巻下げ手
段による吊荷の巻上げと、横行手段による前記吊荷の横
行と、前記巻上げ・巻下げ手段による前記吊荷の巻下げ
とを行って前記吊荷を所定の場所へ運搬するクレーンに
おいて巻・横行同時運転を行う際の最適荷役経路を設定
するクレーンの荷役経路設定方法であって、前記吊荷の
任意の巻上げ及び巻下げ速度とこれらの所要時間とを定
めて巻上げ及び巻下げ速度パターンを設定し、前記吊荷
の任意の横行速度とその所要時間とを定めて横行速度パ
ターンを設定し、センサにより荷役経路の周囲に存在す
る障害物の位置及び高さを設定し、更に、任意の横行待
ち時間及び巻下げ待ち時間を設定した後、これらの設定
条件に基づき机上シミュレーションテストを行って荷役
経路を算出し、その結果、この荷役経路を通る前記吊荷
と前記障害物とが衝突すると判断した場合には前記設定
条件を修正して再度机上シミュレーションテストを行う
という手順を繰り返すことにより、前記吊荷を前記障害
物に衝突させることなく所定の場所へ最短所要時間で運
搬することのできる最適荷役経路を設定することを特徴
とする。
上げ・巻下げ手段による吊荷の巻上げと、横行手段によ
る前記吊荷の横行と、前記巻上げ・巻下げ手段による前
記吊荷の巻下げとを行って前記吊荷を所定の場所へ運搬
するクレーンにおいて巻・横行同時運転を行う際の最適
荷役経路を設定するクレーンの荷役経路設定装置であっ
て、前記吊荷の任意の巻上げ及び巻下げ速度とこれらの
所要時間とを定めて巻上げ及び巻下げ速度パターンを設
定し、前記吊荷の任意の横行速度とその所要時間とを定
めて横行速度パターンを設定し、センサにより荷役経路
の周囲に存在する障害物の位置及び高さを設定し、更
に、任意の横行待ち時間及び巻下げ待ち時間を設定する
条件設定手段と、これらの設定条件に基づき机上シミュ
レーションテストを行って荷役経路を算出し、その結
果、この荷役経路を通る前記吊荷と前記障害物とが衝突
すると判断した場合には前記設定条件を修正して再度机
上シミュレーションテストを行うという手順を繰り返す
ことにより、前記吊荷を前記障害物に衝突させることな
く所定の場所へ最短所要時間で運搬することのできる最
適荷役経路を設定する演算手段とを備えたことを特徴と
する。
及びその装置によれば、吊荷の任意の巻上げ及び巻下げ
速度とこれらの所要時間とを定めて巻上げ及び巻下げ速
度パターンを設定し、吊荷の任意の横行速度とその所要
時間とを定めて横行速度パターンを設定し、センサによ
り荷役経路の周囲に存在する障害物の位置及び高さを設
定し、更に、任意の横行待ち時間及び巻下げ待ち時間を
設定した後、これらの設定条件に基づき机上シミュレー
ションテストを行って荷役経路を算出し、その結果、こ
の荷役経路を通る前記吊荷と前記障害物とが衝突すると
判断した場合には前記設定条件を修正して再度机上シミ
ュレーションテストを行うという手順を繰り返すことに
より、吊荷を障害物に衝突させることなく所定の場所へ
最短所要時間で運搬することのできる最適荷役経路を設
定することができ、この最適荷役経路を実際の運転に適
用することにより、吊荷を障害物に衝突させることなく
巻・横行同時運転を行って所定の場所まで最短所要時間
で運搬することができるため、安全で効率のよい荷役を
行うことができる。
に基づき詳細に説明する。なお、従来と同様の部分には
同一の符号を付し重複する詳細な説明は省略する。
設定方法(装置)を適用するクレーンの巻・横行同時運
転状況の一例(モード1)を示す説明図、図2は図1に
示すモード1の巻・横行同時運転における各速度パター
ンの説明図である。
11)と同様に、ガーダ2と、脚1と、ワイヤードラム
及びワイヤーロープ4を有するトロリー4とを備えてい
る。更に、ガーダ2の下側には、約2.8mピッチで複
数の積荷センサ100が適宜設置されている。
の(a)地点から積荷nを跨いで(b)地点まで運搬す
る際に、吊荷nの巻上げ動作の一部とトロリー3の横行
動作(即ち吊荷nの横行動作)の一部とを同時に行い、
且つトロリー3の横行動作の一部と吊荷nの巻下げ動作
の一部とを同時に行う所謂巻・横行同時運転を実施す
る。図1中の軌跡l1が、このときの吊荷nの荷役経路を
示している。
における吊荷nの巻上げ速度パターン及び巻下げ速度パ
ターン(下図)と、トロリー3(吊荷n)の横行速度パ
ターン(振れ止め/位置決め制御パターン)(上図)と
を示している。
行同時運転では、吊荷nの巻上げ動作が開始されまだ巻
上げ動作中のt1 時点(横行待ち時間T1 ' ) におい
て、トロリー3(吊荷n)の横行動作が開始され、その
後T1 " 時間経過したt2 時点で巻上げが動作が終了
し、次いで、まだ横行動作中のt3 時点(巻下げ待ち時
間T2 ' )において、吊荷nの巻下げ動作が開始され、
その後T3 ' 時間経過したt4 時点で横行動作が終了
し、更にその後T3 " 時間経過したt5 時点で巻下げ動
作が終了し、かくして、吊荷nの運搬1サイクル動作が
完了する。
における吊荷nの運搬1サイクル動作の所要時間T
b は、巻上げ所要時間T1 と巻下げ待ち時間T2 ' と巻
下げ所要時間T3 とを合計したものとなり、直角運転の
場合の所要時間Ta (図12参照)と比較すると、巻上
げ動作と横行動作とが同時に行われるT1 " 時間と横行
動作と巻下げ動作とが同時に行われるT3 ' 時間との合
計時間分だけ短縮されている。
設定方法(装置)を適用するクレーンの巻・横行同時運
転状況の他の例(モード2)を示す説明図、図4は図3
に示すモード2の巻・横行同時運転における各速度パタ
ーンの説明図である。
は、吊荷nを図3中の(a)地点から積荷nを跨いで
(b)地点まで運搬する際に、運搬途中の積荷nが図1
に示す積荷nの状態と比較べて(a)地点側に片寄って
高く積まれている場合のものである。
側に片寄って高く積まれている場合には、吊荷nが上記
と同じ荷役経路l1(図1参照)を通ると、巻上げ動作と
横行動作とが同時に行われている間に(このとき横行動
作に伴って吊荷nに振れが加わる)、或いは急停止した
ときに吊荷nが振れて、吊荷nと(a)地点側の積荷n
とが衝突してしまう。
l1の場合の各速度パターンに比べ(図2参照)、トロリ
ー3(吊荷n)の横行開始時点をt1 からt1 ' へと遅
らせて横行待ち時間T1 ' を幾分長くし、同様に吊荷n
の巻下げ開始時点をt3 からt3 ’へと遅らせて巻下げ
待ち時間T2 ' を幾分長くすることにより、吊荷nが図
3に示す軌跡l2の荷役経路をとるようにしている。
吊荷nの運搬1サイクル動作の所要時間Tc は、巻下げ
待ち時間T2 ' が幾分長くなる分だけ上記モード1の巻
・横行同時運転の場合の所要時間Tb よりは長くなる
が、直角運転の場合の所要時間Ta (図12参照)より
は十分に短縮されている。
設定方法(装置)を適用するクレーンの巻・横行同時運
転状況の更に他の例(モード3)を示す説明図、図6は
図5に示すモード3の巻・横行同時運転における各速度
パターンの説明図である。
は、吊荷nを図5中の(a)地点から積荷nを跨いで
(b)地点まで運搬する際に、運搬途中の積荷nが図1
に示す積荷nの状態と比較して(b)地点側に片寄って
高く積まれている場合のものである。
側に片寄って高く積まれている場合には、吊荷nが上記
と同じ荷役経路l1(図1参照)を通ると、横行動作と巻
下げ動作とが同時に行われている間に、或いは急停止し
たときに吊荷nが振れて、吊荷nと(b)地点側の積荷
nとが衝突してしまう。
l1の場合の各速度パターンに比べ(図2参照)、トロリ
ー3(吊荷n)の横行開始時点は同じt1 として横行待
ち時間は同じT1 ' とするが、吊荷nの巻下げ開始時点
は上記荷役経路l2(図3、図4参照)の場合と同じよう
にt3 からt3 ’へと遅らせて巻下げ待ち時間T2 'を
上記荷役経路l1の場合よりも幾分長くし、吊荷nが図5
に示す軌跡l3の荷役経路をとるようにしている。
吊荷nの運搬1サイクル動作の所要時間Td も、巻下げ
待ち時間T2 ' が幾分長くなる分だけ上記モード1の巻
・横行同時運転の場合の所要時間Tb よりは長くなる
が、直角運転の場合の所要時間Ta (図12参照)より
は十分に短縮されている。
運転では、運搬途中に存在する障害物の状態に応じて、
横行待ち時間や巻下げ待ち時間等を適宜設定して(即ち
吊荷の最適荷役経路を設定して)、吊荷nを障害物に衝
突させることなく所定の場所まで短い時間で運搬するこ
とが前提となるが、本発明では実運転に先立って、この
吊荷の最適荷役経路を机上シミュレーションテストによ
って設定する。
の荷役経路設定方法の手順を示すフローチャートである
(各ステップにはS1,S2等の符号を付した)。
ターンとして、巻・横行同時運転パターンを選択する
(S1,S2,S3参照)。
ば、図1に示す荷役経路l1)を対象として仮の設定値を
決定する。即ち、次の(1)〜(5)の設定を行う(S
4,S5,S6,S7,S8参照)。
時間T1 とを定めて、巻上げ速度パターンを設定する。 (2)吊荷nの巻下げ速度v1 ’とその所要時間T3 と
を定めて、巻下げ速度パターンを設定する。 (3)トロリー3(吊荷n)の横行速度v2 とその所要
時間を定めて、横行速度パターン(振止め/位置決め制
御パターン)を設定する。 (4)積荷センサー100等によって得られたデータを
基に、荷役経路の周囲に存在する積荷nや脚l等の障害
物の位置及び高さを設定する。 (5)横行待ち時間及び巻下げ待ち時間を設定する。
ュレーションテスト(計算)を実行し、吊荷の荷役経路
と振れ量(異常が発生してトロリー3が急停止した場合
を含む)等を算出する。
えば図3に示すように巻上げ動作と横行動作とが同時に
行われている間に或いは急停止したときに吊荷nが振れ
て、(a)地点側の積荷nと衝突することが判ると、横
行開始時点及び巻下げ開始時点を少し遅らせて、或いは
他の設定値を適当に修正して、再び机上シミュレーショ
ンテストを実行する。この手順を繰り返し試行すること
によって、運搬途中に存在する障害物の状態に適応した
最適荷役経路、即ち吊荷を障害物に衝突させることなく
所定の場所へ最短所要時間で運搬することができる最適
荷役経路(例えば図3に示す荷役経路l2)を設定する
(S9,S10参照)。
の運転に適用することにより、吊荷nを障害物に衝突さ
せることなく巻・横行同時運転を行って所定の場所まで
最短の所要時間で運搬することができるため、安全で効
率のよい荷役を行うことができる。
装置の構成を示すブロック図である。同図に示すよう
に、本装置は、積荷nの位置を検出するトロリーカメラ
5と、ワイヤードラムに設置され積荷nの高さを検出す
る巻きエンコーダ7と、積荷センサー100と、この検
出値及び各設定値8に基づいて吊荷の荷役経路及び振れ
量を算出して吊荷nと障害物との衝突の有無を判定・表
示し、最適荷役経路を設定すると共に、実際の運転時に
はその出力信号によってトロリー3の動きを制御する制
御装置6などで構成されている。
内容を図9及び図10に基づいて詳細に説明する。な
お、図9は机上シミュレーションテストに係るクレーン
のモデルを示す説明図、図10は机上シミュレーション
テストの処理内容を示すフローチャートである。机上シ
ミュレーションテストは図10に示すステップ1〜ステ
ップ6の順で行う。
ける初期条件の設定を行う。 (1)演算周期のカウンタのリセット (2)巻高さの初期値の設定。
び巻下げ速度パターンの積分計算と、巻高さの初期値と
から、演算周期毎の巻高さを計算する。
る制御演算を行う。操作量であるトロリー速度ukを計
算する。Kはフィードバックゲインであり、xk は状態
ベクトルであって状態量としてトロリー位置、トロリー
速度、振れ変位、振れ速度を含むベクトルである。
づいて、トロリー、振り子のシミュレーションを実施す
る。ここで、運動モデルは運動方程式から状態空間モデ
ルを導いたものを用いる。
る。なお、A、Bはロープ長変化によるモデルの変動に
対応できるよう、巻高さによりパラメータを変えられる
ようにする。
進める。
過したかどうかを判定し、予定時間を経過していたらシ
ミュレーションを終了する。
デルの導出例を次に示す。図9に示すように、クレーン
をトロリーと単振り子とからなる運動モデルと考える。
このとき、運動方程式は次の2式で表される。
がPI制御であることを示す次の式により、
の積分値を、
れる。
程式を離散化して次の形とする。
この状態空間モデルから導くことが可能な最適レギュレ
ータによる状態フィードバックを利用することができ
る。このときの制御則は次のように表すことができる。
説明したように、本発明のクレーンの荷役経路設定方法
及びその装置によれば、吊荷の任意の巻上げ及び巻下げ
速度とこれらの所要時間とを定めて巻上げ及び巻下げ速
度パターンを設定し、吊荷の任意の横行速度とその所要
時間とを定めて横行速度パターンを設定し、センサによ
り荷役経路の周囲に存在する障害物の位置及び高さを設
定し、更に、任意の横行待ち時間及び巻下げ待ち時間を
設定した後、これらの設定条件に基づき机上シミュレー
ションテストを行って荷役経路を算出し、その結果、こ
の荷役経路を通る前記吊荷と前記障害物とが衝突すると
判断した場合には前記設定条件を修正して再度机上シミ
ュレーションテストを行うという手順を繰り返すことに
より、吊荷を前記障害物に衝突させることなく所定の場
所へ最短所要時間で運搬することのできる最適荷役経路
を設定することができ、この最適荷役経路を実際の運転
に適用することにより、吊荷を障害物に衝突させること
なく巻・横行同時運転を行って所定の場所まで最短所要
時間で運搬することができるため、安全で効率のよい荷
役を行うことができる。
(装置)を適用するクレーンの巻・横行同時運転状況の
一例(モード1)を示す説明図である。
る各速度パターンの説明図である。
(装置)を適用するクレーンの巻・横行同時運転状況の
他の例(モード2)を示す説明図である。
る各速度パターンの説明図である。
(装置)を適用するクレーンの巻・横行同時運転状況の
更に他の例(モード3)を示す説明図である。
る各速度パターンの説明図である。
設定方法の手順を示すフローチャートである。
を示すブロック図である。
モデルを示す説明図である。
すフローチャートである。
ける各速度パターンの説明図である
Claims (2)
- 【請求項1】 巻上げ・巻下げ手段による吊荷の巻上げ
と、横行手段による前記吊荷の横行と、前記巻上げ・巻
下げ手段による前記吊荷の巻下げとを行って前記吊荷を
所定の場所へ運搬するクレーンにおいて巻・横行同時運
転を行う際の最適荷役経路を設定するクレーンの荷役経
路設定方法であって、 前記吊荷の任意の巻上げ及び巻下げ速度とこれらの所要
時間とを定めて巻上げ及び巻下げ速度パターンを設定
し、前記吊荷の任意の横行速度とその所要時間とを定め
て横行速度パターンを設定し、センサにより荷役経路の
周囲に存在する障害物の位置及び高さを設定し、更に、
任意の横行待ち時間及び巻下げ待ち時間を設定した後、
これらの設定条件に基づき机上シミュレーションテスト
を行って荷役経路を算出し、その結果、この荷役経路を
通る前記吊荷と前記障害物とが衝突すると判断した場合
には前記設定条件を修正して再度机上シミュレーション
テストを行うという手順を繰り返すことにより、前記吊
荷を前記障害物に衝突させることなく所定の場所へ最短
所要時間で運搬することのできる最適荷役経路を設定す
ることを特徴とするクレーンの荷役経路設定方法。 - 【請求項2】 巻上げ・巻下げ手段による吊荷の巻上げ
と、横行手段による前記吊荷の横行と、前記巻上げ・巻
下げ手段による前記吊荷の巻下げとを行って前記吊荷を
所定の場所へ運搬するクレーンにおいて巻・横行同時運
転を行う際の最適荷役経路を設定するクレーンの荷役経
路設定装置であって、 前記吊荷の任意の巻上げ及び巻下げ速度とこれらの所要
時間とを定めて巻上げ及び巻下げ速度パターンを設定
し、前記吊荷の任意の横行速度とその所要時間とを定め
て横行速度パターンを設定し、センサにより荷役経路の
周囲に存在する障害物の位置及び高さを設定し、更に、
任意の横行待ち時間及び巻下げ待ち時間を設定する条件
設定手段と、 これらの設定条件に基づき机上シミュレーションテスト
を行って荷役経路を算出し、その結果、この荷役経路を
通る前記吊荷と前記障害物とが衝突すると判断した場合
には前記設定条件を修正して再度机上シミュレーション
テストを行うという手順を繰り返すことにより、前記吊
荷を前記障害物に衝突させることなく所定の場所へ最短
所要時間で運搬することのできる最適荷役経路を設定す
る演算手段とを備えたことを特徴とするクレーンの荷役
経路設定装置。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32931496A JP3254152B2 (ja) | 1996-12-10 | 1996-12-10 | クレーンの荷役経路設定方法及びその装置 |
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Country | Link |
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EP (1) | EP0847958B1 (ja) |
JP (1) | JP3254152B2 (ja) |
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