JPH10297871A - クレーンにおける回転振れ止め制御方法 - Google Patents
クレーンにおける回転振れ止め制御方法Info
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- JPH10297871A JPH10297871A JP10698297A JP10698297A JPH10297871A JP H10297871 A JPH10297871 A JP H10297871A JP 10698297 A JP10698297 A JP 10698297A JP 10698297 A JP10698297 A JP 10698297A JP H10297871 A JPH10297871 A JP H10297871A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 クレーンにおける吊り荷を水平面内で回転さ
せたときに生じる回転振れを防止する。 【解決手段】 ワイヤー２により吊り下げられたスナッ
チブロック部１、回転機構３により回転させられるリフ
ター部５及びコイル６の回転運動モデルについて運動方
程式に基づく回転速度パターンを求める。回転加速度パ
ターンを、一定の正加速度値を任意のｔ1 時間保持する
方形状の正加速度期間と、昇降本体部１０とコイル６を
合計した回転固有振動周期からｔ1 時間を差し引いた時
間だけ零値を保持する零値保持期間と、一定の負加速度
値をｔ1 時間保持する方形状の負加速度期間とから構成
する請求項１の方法と、請求項１の加速度値を直線的に
変化させる請求項２の方法である。
せたときに生じる回転振れを防止する。 【解決手段】 ワイヤー２により吊り下げられたスナッ
チブロック部１、回転機構３により回転させられるリフ
ター部５及びコイル６の回転運動モデルについて運動方
程式に基づく回転速度パターンを求める。回転加速度パ
ターンを、一定の正加速度値を任意のｔ1 時間保持する
方形状の正加速度期間と、昇降本体部１０とコイル６を
合計した回転固有振動周期からｔ1 時間を差し引いた時
間だけ零値を保持する零値保持期間と、一定の負加速度
値をｔ1 時間保持する方形状の負加速度期間とから構成
する請求項１の方法と、請求項１の加速度値を直線的に
変化させる請求項２の方法である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、クレーンのワイヤ
ーロープにより吊り下げられた吊り荷を水平面内で向き
を変えるときに生じる荷振れを防止するための回転振れ
止め制御方法に関する。
ーロープにより吊り下げられた吊り荷を水平面内で向き
を変えるときに生じる荷振れを防止するための回転振れ
止め制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】クレーンにおける荷役作業においては、
水平面内で吊り荷を回転させ、向きを変えて目標位置に
設置する作業が頻繁に行われている。この回転作業は一
般にはオペレータが押ボタンやレバー等を操作して行っ
ている。しかし、ワイヤーを介して荷を扱うため、回転
開始時や回転中、あるいは回転停止時に荷振れが生じ
る。これを抑制するにはオペレータが押ボタンやレバー
等によりオン、オフを繰り返すなどしなければならず、
専門的な運転技能を要するだけでなく、残留振れ時間も
一定になりにくいものである。一方、クレーンの自動化
を図る場合、残留振れ時間は振れ止めをしない場合には
約１分もかかるので、このサイクルタイムロスが大きな
障害となる。したがって、残留振れ時間がより短時間と
なる振れ止め制御技術が要請されるわけであるが、今ま
でのところ有効な回転振れ止め制御技術は案出されてい
ない。
水平面内で吊り荷を回転させ、向きを変えて目標位置に
設置する作業が頻繁に行われている。この回転作業は一
般にはオペレータが押ボタンやレバー等を操作して行っ
ている。しかし、ワイヤーを介して荷を扱うため、回転
開始時や回転中、あるいは回転停止時に荷振れが生じ
る。これを抑制するにはオペレータが押ボタンやレバー
等によりオン、オフを繰り返すなどしなければならず、
専門的な運転技能を要するだけでなく、残留振れ時間も
一定になりにくいものである。一方、クレーンの自動化
を図る場合、残留振れ時間は振れ止めをしない場合には
約１分もかかるので、このサイクルタイムロスが大きな
障害となる。したがって、残留振れ時間がより短時間と
なる振れ止め制御技術が要請されるわけであるが、今ま
でのところ有効な回転振れ止め制御技術は案出されてい
ない。
【０００３】また、回転に対するものではないが、走行
作業に伴う荷振れを防止する振れ止め制御技術として、
特公昭６１−３１０３２号や特開平５−８５６９８号に
代表されるものがある。これらの技術はいずれも基本的
には振り子運動の周期を利用したもので、例えば、図９
（ａ）、（ｂ）の走行速度パターン及び位相面軌跡図の
ように、周期をＴとするとＴ／４時間だけ加速率αで加
速し、次のＴ／４時間は定速とし、次のＴ／４時間はα
で加速して、減速時はその逆に同様のパターンで減速し
て走行振れ止めをする制御方法等が周知である。この方
法の理論的な考え方は位相面軌跡を表す式にある。この
式は図１０に示すような走行モデルに対する運動方程式
から導かれるもので、運動方程式は（１）式から（４）
式で表される。これらを振れ角θについて解くと（５）
式が得られるが、これを変形したものが位相面軌跡を表
す（６）式となる。
作業に伴う荷振れを防止する振れ止め制御技術として、
特公昭６１−３１０３２号や特開平５−８５６９８号に
代表されるものがある。これらの技術はいずれも基本的
には振り子運動の周期を利用したもので、例えば、図９
（ａ）、（ｂ）の走行速度パターン及び位相面軌跡図の
ように、周期をＴとするとＴ／４時間だけ加速率αで加
速し、次のＴ／４時間は定速とし、次のＴ／４時間はα
で加速して、減速時はその逆に同様のパターンで減速し
て走行振れ止めをする制御方法等が周知である。この方
法の理論的な考え方は位相面軌跡を表す式にある。この
式は図１０に示すような走行モデルに対する運動方程式
から導かれるもので、運動方程式は（１）式から（４）
式で表される。これらを振れ角θについて解くと（５）
式が得られるが、これを変形したものが位相面軌跡を表
す（６）式となる。
【０００４】
【数１】
【０００５】ここで、ωn ＝（ｇ／Ｌ) 1/2 であるか
ら、ワイヤー長Ｌに応じてωn を定めることによって振
れ止めパターンを決定できる。
ら、ワイヤー長Ｌに応じてωn を定めることによって振
れ止めパターンを決定できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上に述べたように、横
走行に代表される振れ止め制御では、移動距離別に振れ
止め速度パターンを設計・調整する煩雑さを避けるた
め、一般に目的地到着前の減速開始時点における荷振れ
をゼロにすよう停止状態から一定速度に加速するまでの
加速完了時の荷振れをゼロとする速度パターン制御が行
われる。この場合、一度の走行動作中に、加速完了時と
減速停止時の２回振れ止めを実現するため、トータルの
制御時間が長くなるという問題があった。一方、本発明
の対象である回転動作では、９０度単位の回転動作で十
分な場合が多い。
走行に代表される振れ止め制御では、移動距離別に振れ
止め速度パターンを設計・調整する煩雑さを避けるた
め、一般に目的地到着前の減速開始時点における荷振れ
をゼロにすよう停止状態から一定速度に加速するまでの
加速完了時の荷振れをゼロとする速度パターン制御が行
われる。この場合、一度の走行動作中に、加速完了時と
減速停止時の２回振れ止めを実現するため、トータルの
制御時間が長くなるという問題があった。一方、本発明
の対象である回転動作では、９０度単位の回転動作で十
分な場合が多い。
【０００７】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、クレーンにおける吊り荷を水平
面内で回転したときの残留回転振れ（ワイヤーのねじれ
振動）止めを短時間で行うとともに、設計・調整の容易
な回転振れ止め制御方法を提供することを目的とする。
ためになされたもので、クレーンにおける吊り荷を水平
面内で回転したときの残留回転振れ（ワイヤーのねじれ
振動）止めを短時間で行うとともに、設計・調整の容易
な回転振れ止め制御方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係るクレーンに
おける回転振れ止め制御方法の第１の方法は、ワイヤー
によって吊り下げられた昇降体に、吊り荷を水平面内で
回転させる回転機構を具備するクレーンの運転制御方法
において、前記回転機構による回転の加速度を、零値か
ら任意の正の値に任意のｔ1 時間一定に保持した後、零
値に戻し、その後、この零値を前記回転機構を含む昇降
本体部と前記吊り荷を合計した全体の回転固有振動周期
の整数倍から前記ｔ1 時間を差し引いた時間だけ保持
し、さらに前記正の加速度と同値かつ負の値で、前記ｔ
1 時間と同じ時間一定に保持した後、零値に戻すように
制御することを特徴とするものである。すなわち、回転
の加速度パターンを、一定の正加速度値で任意のｔ1 時
間保持する方形状の正加速度期間と、加速度零値を昇降
本体部と吊り荷を合計した全体の回転固有振動周期Ｔの
整数倍からｔ1 時間を差し引いた時間（ｎＴ−ｔ1 ）だ
け保持する零値保持期間と、正加速度期間と同値同時間
の方形状の負加速度期間とからなるパターンとするもの
で、回転の減速開始点のタイミングのみを、吊り荷、昇
降本体部を合わせた回転の固有振動周期と加速時間から
決定することを特徴とする。
おける回転振れ止め制御方法の第１の方法は、ワイヤー
によって吊り下げられた昇降体に、吊り荷を水平面内で
回転させる回転機構を具備するクレーンの運転制御方法
において、前記回転機構による回転の加速度を、零値か
ら任意の正の値に任意のｔ1 時間一定に保持した後、零
値に戻し、その後、この零値を前記回転機構を含む昇降
本体部と前記吊り荷を合計した全体の回転固有振動周期
の整数倍から前記ｔ1 時間を差し引いた時間だけ保持
し、さらに前記正の加速度と同値かつ負の値で、前記ｔ
1 時間と同じ時間一定に保持した後、零値に戻すように
制御することを特徴とするものである。すなわち、回転
の加速度パターンを、一定の正加速度値で任意のｔ1 時
間保持する方形状の正加速度期間と、加速度零値を昇降
本体部と吊り荷を合計した全体の回転固有振動周期Ｔの
整数倍からｔ1 時間を差し引いた時間（ｎＴ−ｔ1 ）だ
け保持する零値保持期間と、正加速度期間と同値同時間
の方形状の負加速度期間とからなるパターンとするもの
で、回転の減速開始点のタイミングのみを、吊り荷、昇
降本体部を合わせた回転の固有振動周期と加速時間から
決定することを特徴とする。
【０００９】本発明の第２の制御方法は、前記回転機構
による回転の加速度を、任意のｔ1時間で零値から直線
的に増大し、引き続き前記ｔ1 時間と同じ時間で零値ま
で減少した後、この零値を前記昇降本体部と前記吊り荷
を合計した全体の回転固有振動周期の整数倍から前記加
速度の増大及び減少に要する時間を差し引いた時間だけ
保持し、さらに前記ｔ1 時間と同じ時間でこの零値から
直線的に前記加速度の減少と同一の減少をさせた後、前
記ｔ1 時間と同じ時間で、零値まで増大するように制御
することを特徴とするものである。すなわち、回転の加
速度パターンを、同一の時間ｔ1 で直線的に増減する山
形状の正加速度期間と、昇降本体部と吊り荷を合計した
全体の回転固有振動周期Ｔの整数倍から２×ｔ1 時間を
差し引いた時間（ｍＴ−２×ｔ1 ）だけ保持する零値保
持期間と、同一の時間ｔ1 で直線的に増減する逆山形状
（Ｖ型）の負加速度期間とからなるパターンとするもの
で、回転の加速度を連続的に変化させることにより、吊
り荷、昇降本体部の回転を急変させることなく滑らかに
変化させるようにしたことを特徴とする。
による回転の加速度を、任意のｔ1時間で零値から直線
的に増大し、引き続き前記ｔ1 時間と同じ時間で零値ま
で減少した後、この零値を前記昇降本体部と前記吊り荷
を合計した全体の回転固有振動周期の整数倍から前記加
速度の増大及び減少に要する時間を差し引いた時間だけ
保持し、さらに前記ｔ1 時間と同じ時間でこの零値から
直線的に前記加速度の減少と同一の減少をさせた後、前
記ｔ1 時間と同じ時間で、零値まで増大するように制御
することを特徴とするものである。すなわち、回転の加
速度パターンを、同一の時間ｔ1 で直線的に増減する山
形状の正加速度期間と、昇降本体部と吊り荷を合計した
全体の回転固有振動周期Ｔの整数倍から２×ｔ1 時間を
差し引いた時間（ｍＴ−２×ｔ1 ）だけ保持する零値保
持期間と、同一の時間ｔ1 で直線的に増減する逆山形状
（Ｖ型）の負加速度期間とからなるパターンとするもの
で、回転の加速度を連続的に変化させることにより、吊
り荷、昇降本体部の回転を急変させることなく滑らかに
変化させるようにしたことを特徴とする。
【００１０】本発明においてはまず、クレーンにおける
回転運動モデルに基づいて運動方程式をたて、回転振れ
に関して解を求めた。そしてこの解に基づく回転速度パ
ターンを求めることにより回転振れを防止したものであ
る。
回転運動モデルに基づいて運動方程式をたて、回転振れ
に関して解を求めた。そしてこの解に基づく回転速度パ
ターンを求めることにより回転振れを防止したものであ
る。
【００１１】図１にクレーンにおける回転運動モデルを
示す。このモデルは、図２に示す昇降本体部（（ａ）
図）及びコイル部（（ｂ）図）を模式化したものであ
る。図１、図２において、１はワイヤー２によって吊り
下げられたスナッチブロック部（昇降体）、３はスナッ
チブロック部１に設けられた回転機構で、回転モータ４
を有し、その回転軸端部にはリフター部５が連結されて
おり、リフター部５は吊り荷としてのコイル６を把持
し、回転機構３によりリフター部５およびコイル６を水
平面内で目標角度に回転させる機構となっている。本発
明における昇降本体部１０は、上記のスナッチブロック
部１、回転機構３、およびリフター部５を含む全体（ワ
イヤー２と吊り荷６を除く全体）を指すものである。
示す。このモデルは、図２に示す昇降本体部（（ａ）
図）及びコイル部（（ｂ）図）を模式化したものであ
る。図１、図２において、１はワイヤー２によって吊り
下げられたスナッチブロック部（昇降体）、３はスナッ
チブロック部１に設けられた回転機構で、回転モータ４
を有し、その回転軸端部にはリフター部５が連結されて
おり、リフター部５は吊り荷としてのコイル６を把持
し、回転機構３によりリフター部５およびコイル６を水
平面内で目標角度に回転させる機構となっている。本発
明における昇降本体部１０は、上記のスナッチブロック
部１、回転機構３、およびリフター部５を含む全体（ワ
イヤー２と吊り荷６を除く全体）を指すものである。
【００１２】図１のモデルに対する運動方程式は（７）
式から（９）式となる。これらの方程式を回転振れであ
るスナッチブロック部のねじり角θ1 について解くこと
により、上述の回転振れ止めパターンが求められる。
式から（９）式となる。これらの方程式を回転振れであ
るスナッチブロック部のねじり角θ1 について解くこと
により、上述の回転振れ止めパターンが求められる。
【００１３】
【数２】
【００１４】ここで、ωn ＝｛Ｋ／（Ｊ1 ＋Ｊ2 ）｝
1/2 であるから、スナッチブロック部とリフター部およ
びコイルの慣性モーメント、ワイヤーのねじれ剛性が既
知であれば、回転速度を制御することで回転振れを防止
することが可能である。
1/2 であるから、スナッチブロック部とリフター部およ
びコイルの慣性モーメント、ワイヤーのねじれ剛性が既
知であれば、回転速度を制御することで回転振れを防止
することが可能である。
【００１５】回転速度パターンを演算するためには、
ａ．スナッチブロック部とリフター部およびコイルの慣
性モーメント、ｂ．ワイヤーのねじれ剛性の値が必要で
ある。
ａ．スナッチブロック部とリフター部およびコイルの慣
性モーメント、ｂ．ワイヤーのねじれ剛性の値が必要で
ある。
【００１６】ａ．スナッチブロック部、リフター部、コ
イルの慣性モーメント（図２参照） 図２において、ｄ：リフター開量、Ｗc ：コイル重量、
Ｒ：コイル外周半径、ｒ：コイル内周半径、ｂ：コイル
幅とすると、スナッチブロック部の慣性モーメントＪs
、リフター部（回転機構を含む）の慣性モーメントＪL
、コイルの慣性モーメントＪc は（１３）式、（１
４）式より求まるから、求めようとするスナッチブロッ
ク部、リフター部、コイルの慣性モーメントの総和は
（１５）式より求めることができる。 Ｊs ＋ＪL ＝Ａ（ｄ／２）2 ＋Ｂ …（１３） Ｊc ＝（Ｗc ／ｇ）｛（Ｒ2 ＋ｒ2 ＋ｂ2 ／３）／４｝ …（１４） Ｊ1 ＋Ｊ2 ＝Ｊs ＋ＪL ＋Ｊc …（１５） 但し、Ａ，Ｂ：クレーンによって定まる定数で、あらか
じめテストによって調べておく。 ｇ：重力加速度
イルの慣性モーメント（図２参照） 図２において、ｄ：リフター開量、Ｗc ：コイル重量、
Ｒ：コイル外周半径、ｒ：コイル内周半径、ｂ：コイル
幅とすると、スナッチブロック部の慣性モーメントＪs
、リフター部（回転機構を含む）の慣性モーメントＪL
、コイルの慣性モーメントＪc は（１３）式、（１
４）式より求まるから、求めようとするスナッチブロッ
ク部、リフター部、コイルの慣性モーメントの総和は
（１５）式より求めることができる。 Ｊs ＋ＪL ＝Ａ（ｄ／２）2 ＋Ｂ …（１３） Ｊc ＝（Ｗc ／ｇ）｛（Ｒ2 ＋ｒ2 ＋ｂ2 ／３）／４｝ …（１４） Ｊ1 ＋Ｊ2 ＝Ｊs ＋ＪL ＋Ｊc …（１５） 但し、Ａ，Ｂ：クレーンによって定まる定数で、あらか
じめテストによって調べておく。 ｇ：重力加速度
【００１７】ｂ．ワイヤーのねじれ剛性（図７参照） 図７はワイヤーのねじれ剛性を求めるためにクレーンを
模式化したものであり、図７において、Ｌ：ワイヤー
長、ｐ：ワイヤーの慣性中心からワイヤーまでの距離、
ｍ：スナッチブロッック部、リフター部、およびコイル
の全質量とすると、ワイヤーのねじれ剛性Ｋは（１６）
式より求まる。 Ｋ＝ｍｇｐ2 ／Ｌ＋Ｃ …（１６） 但し、Ｃ：クレーンによって定まる定数で、あらかじめ
テストによって調べておく。なお、ワイヤー長は、例え
ば、ウィンチの回転数から検知することができる。
模式化したものであり、図７において、Ｌ：ワイヤー
長、ｐ：ワイヤーの慣性中心からワイヤーまでの距離、
ｍ：スナッチブロッック部、リフター部、およびコイル
の全質量とすると、ワイヤーのねじれ剛性Ｋは（１６）
式より求まる。 Ｋ＝ｍｇｐ2 ／Ｌ＋Ｃ …（１６） 但し、Ｃ：クレーンによって定まる定数で、あらかじめ
テストによって調べておく。なお、ワイヤー長は、例え
ば、ウィンチの回転数から検知することができる。
【００１８】よって、上記２つの式（１５）、（１６）
より求められた値から、固有振動数ωn を求め、昇降本
体部すなわちスナッチブロック部、回転機構、リフター
部と、コイルを合計した全体部分の回転周期Ｔ＝２π／
ωn を演算し、回転速度パターンを設定する。このパタ
ーンに従って回転を実施すれば、位相面軌跡図に示すよ
うに回転振れを防止することができる。
より求められた値から、固有振動数ωn を求め、昇降本
体部すなわちスナッチブロック部、回転機構、リフター
部と、コイルを合計した全体部分の回転周期Ｔ＝２π／
ωn を演算し、回転速度パターンを設定する。このパタ
ーンに従って回転を実施すれば、位相面軌跡図に示すよ
うに回転振れを防止することができる。
【００１９】図３に本発明の第１の方法による回転加速
度パターンを示す。図３は、前記リフター部５の回転加
速度パターンと、これにより生じるリフター回転速度及
びスナッチブロック振れ角（ワイヤーねじれ角）を示す
タイムチャートである。図３に示すように、リフター部
を回転加速度ａにて任意時間ｔ1 だけ加速し、そのまま
の旋回速度（＝ａｔ1 ）で（ｎＴ−ｔ1 ）時間回転後、
−ａの加速度でｔ1 時間減速し停止する。但し、Ｔは昇
降本体部と吊り荷を合計した全体の回転固有振動周期で
ある。ｎは任意の正整数であるが、制御時間を短縮する
ためモータの能力範囲内で最小の値とすることが望まし
い。ここで、リフター／吊り荷の回転角度＝ａｔ1 ×ｎ
Ｔ 回転加速度＝ａは、回転モータの上限能力以内 定常回転速度＝ａｔ1 は、回転モータの上限能力以内 とする必要がある。図４に、図３のパターンにおける位
相面軌跡図を示す。この図に示すとおり、回転終了時点
Ｐ3 において回転振れは発生しない。
度パターンを示す。図３は、前記リフター部５の回転加
速度パターンと、これにより生じるリフター回転速度及
びスナッチブロック振れ角（ワイヤーねじれ角）を示す
タイムチャートである。図３に示すように、リフター部
を回転加速度ａにて任意時間ｔ1 だけ加速し、そのまま
の旋回速度（＝ａｔ1 ）で（ｎＴ−ｔ1 ）時間回転後、
−ａの加速度でｔ1 時間減速し停止する。但し、Ｔは昇
降本体部と吊り荷を合計した全体の回転固有振動周期で
ある。ｎは任意の正整数であるが、制御時間を短縮する
ためモータの能力範囲内で最小の値とすることが望まし
い。ここで、リフター／吊り荷の回転角度＝ａｔ1 ×ｎ
Ｔ 回転加速度＝ａは、回転モータの上限能力以内 定常回転速度＝ａｔ1 は、回転モータの上限能力以内 とする必要がある。図４に、図３のパターンにおける位
相面軌跡図を示す。この図に示すとおり、回転終了時点
Ｐ3 において回転振れは発生しない。
【００２０】図５は本発明の第２の方法による回転加速
度パターンであり、リフター部５の回転加速度パターン
と、これにより生じるリフター回転速度及びスナッチブ
ロック振れ角（ワイヤーねじれ角）を示すタイムチャー
トである。図５に示すように、リフター部を回転加速度
ゼロから増加率ｂで任意時間ｔ1だけ加速し、続いて回
転加速度がゼロに戻るまで増加率−ｂで同一時間ｔ1 だ
け減速した後、そのままの回転速度（＝ｂｔ1 2 ）で
（ｍＴ−２ｔ1 ）時間回転させ、−ｂの回転加速度増加
率でｔ1 時間減速後、ｂの回転加速度増加率でｔ1 時間
だけ減速し停止する。但し、ｍは任意の正整数である。
ここで、回転角度＝ｂｔ1 2 ×ｍＴ 回転加速度＝ｂｔ1 は、回転モータの上限能力以内 定常回転速度＝ｂｔ1 2 は、回転モータの上限能力以内 とする必要がある。図６に、図５のパターンにおける位
相面軌跡図を示すが、より滑らかに回転が行われている
ことがわかる。
度パターンであり、リフター部５の回転加速度パターン
と、これにより生じるリフター回転速度及びスナッチブ
ロック振れ角（ワイヤーねじれ角）を示すタイムチャー
トである。図５に示すように、リフター部を回転加速度
ゼロから増加率ｂで任意時間ｔ1だけ加速し、続いて回
転加速度がゼロに戻るまで増加率−ｂで同一時間ｔ1 だ
け減速した後、そのままの回転速度（＝ｂｔ1 2 ）で
（ｍＴ−２ｔ1 ）時間回転させ、−ｂの回転加速度増加
率でｔ1 時間減速後、ｂの回転加速度増加率でｔ1 時間
だけ減速し停止する。但し、ｍは任意の正整数である。
ここで、回転角度＝ｂｔ1 2 ×ｍＴ 回転加速度＝ｂｔ1 は、回転モータの上限能力以内 定常回転速度＝ｂｔ1 2 は、回転モータの上限能力以内 とする必要がある。図６に、図５のパターンにおける位
相面軌跡図を示すが、より滑らかに回転が行われている
ことがわかる。
【００２１】本発明の第１および第２の方法による回転
振れ止め制御時間は、例えば正整数ｎ，ｍの値を１とす
ると、Ｔ＋ｔ1 ，Ｔ＋２ｔ1 である。一方、回転加速終
了時にも一旦回転振れを止める制御方式の代表例である
振れ周期Ｔで加速した後、同じ振れ周期Ｔで減速する方
式（図１１参照）では、制御時間に２Ｔを要する。これ
に対して、本発明方法によれば、ｔ1 を適当に短く設定
することにより、より短時間で回転振れ止めを行えるこ
とがわかる。
振れ止め制御時間は、例えば正整数ｎ，ｍの値を１とす
ると、Ｔ＋ｔ1 ，Ｔ＋２ｔ1 である。一方、回転加速終
了時にも一旦回転振れを止める制御方式の代表例である
振れ周期Ｔで加速した後、同じ振れ周期Ｔで減速する方
式（図１１参照）では、制御時間に２Ｔを要する。これ
に対して、本発明方法によれば、ｔ1 を適当に短く設定
することにより、より短時間で回転振れ止めを行えるこ
とがわかる。
【００２２】
【発明の実施の形態】図８は本発明の方法を実施するた
めの回転振れ止め制御装置のブロック図である。図８に
おいて、１１は目標角度指令手段、１２はリフター開
量、１３はコイル外周半径、１４はコイル内周半径、１
５はコイル幅、１６はコイル重量、１７はワイヤー長で
あり、１２から１７の諸元は諸元設定手段１８に設定・
記憶されている。１９は回転速度演算装置で、慣性モー
メント演算部２０と、ワイヤーねじれ剛性演算部２１
と、回転周期演算部２２と、回転速度パターン演算部２
３とから構成されている。
めの回転振れ止め制御装置のブロック図である。図８に
おいて、１１は目標角度指令手段、１２はリフター開
量、１３はコイル外周半径、１４はコイル内周半径、１
５はコイル幅、１６はコイル重量、１７はワイヤー長で
あり、１２から１７の諸元は諸元設定手段１８に設定・
記憶されている。１９は回転速度演算装置で、慣性モー
メント演算部２０と、ワイヤーねじれ剛性演算部２１
と、回転周期演算部２２と、回転速度パターン演算部２
３とから構成されている。
【００２３】目標角度指令手段１１からの目標角度指令
によって、諸元設定手段１８におけるリフター開量１
２、コイル外周半径１３、コイル内周半径１４、コイル
幅１５、コイル重量１６の各情報が回転速度演算装置１
９に取り込まれ、慣性モーメント演算部２０にてスナッ
チブロック部１およびリフター部５、コイル６の慣性モ
ーメントが演算される。また、コイル重量１６、ワイヤ
ー長１７の情報が回転速度演算装置１９に取り込まれ、
ワイヤーねじれ剛性演算部２１にてワイヤー２のねじれ
剛性が演算される。回転周期演算部２２はこれら２つの
演算結果より、昇降本体部１０とコイル６を合計した全
体部分の回転周期Ｔを演算し、回転速度パターン演算部
２３にて回転速度パターンを演算し、このパターンを回
転機構３の制御部（図示せず）に設定する。そして、回
転指令がスナッチブロック部１に内蔵される回転モータ
４に伝送され、上記のように設定された回転速度パター
ンに従って回転モータ４によりリフター部５およびコイ
ル６を回転させる。
によって、諸元設定手段１８におけるリフター開量１
２、コイル外周半径１３、コイル内周半径１４、コイル
幅１５、コイル重量１６の各情報が回転速度演算装置１
９に取り込まれ、慣性モーメント演算部２０にてスナッ
チブロック部１およびリフター部５、コイル６の慣性モ
ーメントが演算される。また、コイル重量１６、ワイヤ
ー長１７の情報が回転速度演算装置１９に取り込まれ、
ワイヤーねじれ剛性演算部２１にてワイヤー２のねじれ
剛性が演算される。回転周期演算部２２はこれら２つの
演算結果より、昇降本体部１０とコイル６を合計した全
体部分の回転周期Ｔを演算し、回転速度パターン演算部
２３にて回転速度パターンを演算し、このパターンを回
転機構３の制御部（図示せず）に設定する。そして、回
転指令がスナッチブロック部１に内蔵される回転モータ
４に伝送され、上記のように設定された回転速度パター
ンに従って回転モータ４によりリフター部５およびコイ
ル６を回転させる。
【００２４】
【発明の効果】以上のように、請求項１に係る発明の回
転振れ止め制御方法によれば、回転加速時、減速時の加
速度パターンを回転固有振動周期に無関係に設定できる
ため、複雑な回転速度パターンを計算・制御することな
く、短時間で回転を終了させることができる。
転振れ止め制御方法によれば、回転加速時、減速時の加
速度パターンを回転固有振動周期に無関係に設定できる
ため、複雑な回転速度パターンを計算・制御することな
く、短時間で回転を終了させることができる。
【００２５】また、請求項２に係る発明の回転振れ止め
制御方法によれば、回転速度が急変することなく滑らか
に変化し、加速度やトルクに急激な切り替えが生じない
ため、角度の制御性も良くなり、角度停止精度、振れ止
め精度が向上するとともに、保全上も好ましいものとな
る。
制御方法によれば、回転速度が急変することなく滑らか
に変化し、加速度やトルクに急激な切り替えが生じない
ため、角度の制御性も良くなり、角度停止精度、振れ止
め精度が向上するとともに、保全上も好ましいものとな
る。
【図１】本発明の回転振れ止めの制御パターンを求める
ための運動方程式を導く際に用いる回転運動モデルの模
式図である。
ための運動方程式を導く際に用いる回転運動モデルの模
式図である。
【図２】上記回転運動モデルの基になるクレーンの昇降
本体部とコイル（吊り荷）を示す図である。
本体部とコイル（吊り荷）を示す図である。
【図３】本発明の第１の方法による回転加速度パターン
と、これにより生じる回転速度及びワイヤねじれ角を示
すタイムチャートである。
と、これにより生じる回転速度及びワイヤねじれ角を示
すタイムチャートである。
【図４】図３の回転速度パターンにおける位相面軌跡図
である。
である。
【図５】本発明の第２の方法による回転加速度パターン
と、これにより生じる回転速度及びワイヤーねじれ角を
示すタイムチャートである。
と、これにより生じる回転速度及びワイヤーねじれ角を
示すタイムチャートである。
【図６】図５の回転加速度パターンにおける位相面軌跡
図である。
図である。
【図７】本発明における制御パターンを設定する際に必
要となるワイヤーのねじれ剛性を求めるためのクレーン
の模式図である。
要となるワイヤーのねじれ剛性を求めるためのクレーン
の模式図である。
【図８】本発明方法に使用する回転振れ止め制御装置の
ブロック図である。
ブロック図である。
【図９】従来のクレーン走行時の振れ止め制御パターン
とその際の理論的な振れ挙動および位相面軌跡を表す図
である。
とその際の理論的な振れ挙動および位相面軌跡を表す図
である。
【図１０】従来のクレーン走行時の振れ止め制御パター
ンを求めるための運動方程式を導く際に用いる走行運動
モデルの模式図である。
ンを求めるための運動方程式を導く際に用いる走行運動
モデルの模式図である。
【図１１】従来の回転振れ止め制御制御方法による回転
加速度・回転速度・回転振れ角のパターンを示す図であ
る。
加速度・回転速度・回転振れ角のパターンを示す図であ
る。
１ スナッチブロック部 ２ ワイヤー ３ 回転機構 ４ 回転モータ ５ リフター部 ６ コイル １０ 昇降本体部 １１ 目標角度指令手段 １８ 諸元設定手段 １９ 回転速度演算装置 ２０ 慣性モーメント演算部 ２１ ワイヤーねじれ剛性演算部 ２２ 回転周期演算部 ２３ 回転速度パターン演算部
Claims (2)
- 【請求項１】 ワイヤーによって吊り下げられた昇降体
に、吊り荷を水平面内で回転させる回転機構を具備する
クレーンの運転制御方法において、 前記回転機構による回転の加速度を、零値から任意の正
の値に任意のｔ1 時間一定に保持した後、零値に戻し、
その後、この零値を前記回転機構を含む昇降本体部と前
記吊り荷を合計した全体の回転固有振動周期の整数倍か
ら前記ｔ1 時間を差し引いた時間だけ保持し、さらに前
記正の加速度と同値かつ負の値で、前記ｔ1 時間と同じ
時間一定に保持した後、零値に戻すように制御すること
を特徴とするクレーンにおける回転振れ止め制御方法。 - 【請求項２】 ワイヤーによって吊り下げられた昇降体
に、吊り荷を水平面内で回転させる回転機構を具備する
クレーンの運転制御方法において、 前記回転機構による回転の加速度を、任意のｔ1 時間で
零値から直線的に増大し、引き続き前記ｔ1 時間と同じ
時間で零値まで減少した後、この零値を前記回転機構を
含む昇降本体部と前記吊り荷を合計した全体の回転固有
振動周期の整数倍から前記加速度の増大及び減少に要す
る時間を差し引いた時間だけ保持し、さらに前記ｔ1 時
間と同じ時間でこの零値から直線的に前記加速度の減少
と同一の減少をさせた後、前記ｔ1 時間と同じ時間で零
値まで増大するように制御することを特徴とするクレー
ンにおける回転振れ止め制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10698297A JPH10297871A (ja) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | クレーンにおける回転振れ止め制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10698297A JPH10297871A (ja) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | クレーンにおける回転振れ止め制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10297871A true JPH10297871A (ja) | 1998-11-10 |
Family
ID=14447482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10698297A Withdrawn JPH10297871A (ja) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | クレーンにおける回転振れ止め制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10297871A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018150158A (ja) * | 2017-03-14 | 2018-09-27 | Ｊｆｅスチール株式会社 | コイル吊下ろし方法 |
-
1997
- 1997-04-24 JP JP10698297A patent/JPH10297871A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018150158A (ja) * | 2017-03-14 | 2018-09-27 | Ｊｆｅスチール株式会社 | コイル吊下ろし方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040706 |