JPH1059679A - クレーンにおける回転振れ止め制御方法及び装置 - Google Patents
クレーンにおける回転振れ止め制御方法及び装置Info
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- JPH1059679A JPH1059679A JP21979496A JP21979496A JPH1059679A JP H1059679 A JPH1059679 A JP H1059679A JP 21979496 A JP21979496 A JP 21979496A JP 21979496 A JP21979496 A JP 21979496A JP H1059679 A JPH1059679 A JP H1059679A
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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
程式をたて、その解を求め、回転速度パターンを求め
る。回転速度パターンを求めるには、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、及びワイヤ
ーのねじれ剛性を演算装置１９で演算し、この２つの演
算結果より回転周期Ｔを演算し、さらに回転周期の１／
４の整数倍単位ごとに回転初期及び終期の期間を区分
し、所定の回転加減速を行うパターンとする。
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
程式をたて、その解を求め、回転速度パターンを求め
る。回転速度パターンを求めるには、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、及びワイヤ
ーのねじれ剛性を演算装置１９で演算し、この２つの演
算結果より回転周期Ｔを演算し、さらに回転周期の１／
４の整数倍単位ごとに回転初期及び終期の期間を区分
し、所定の回転加減速を行うパターンとする。
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
止め制御方法及び装置に関する。
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
止め制御方法及び装置に関する。
【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１
０（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１１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１
０（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１１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を検出することによって振れ止めパタ
ーンを決定している。
ら、ワイヤー長Ｌを検出することによって振れ止めパタ
ーンを決定している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上に述べたように、従
来技術はクレーンの走行時における振れ止め制御技術で
ある。回転運動は走行運動とは根本的に異なるため、前
述の運動方程式では振れ止めパターンが得られなかっ
た。また、走行時の振れ止め制御技術では、ワイヤー長
から振れ周期を演算していたが、回転運動においてはワ
イヤー長から回転周期を求めることが不可能である。し
たがって、回転時の振れ止めは不可能であっ
来技術はクレーンの走行時における振れ止め制御技術で
ある。回転運動は走行運動とは根本的に異なるため、前
述の運動方程式では振れ止めパターンが得られなかっ
た。また、走行時の振れ止め制御技術では、ワイヤー長
から振れ周期を演算していたが、回転運動においてはワ
イヤー長から回転周期を求めることが不可能である。し
たがって、回転時の振れ止めは不可能であっ
【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回転振れ（ワイヤーのねじれ振
動）を防止するための回転振れ止め制御方法及び装置を
提供することを目的としている。
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回転振れ（ワイヤーのねじれ振
動）を防止するための回転振れ止め制御方法及び装置を
提供することを目的としている。
【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
記回転機構を含む昇降本体部と前記吊り荷の回転慣性モ
ーメントを演算する工程と、前記ワイヤーのねじれ剛性
を演算する工程と、これら２つの演算結果より前記昇降
本体部と前記吊り荷を合計した全体部分の固有振動周期
を演算する工程と、前記回転機構に対し、回転初期及び
終期の期間において、前記固有振動周期の１／４の整数
倍単位ごとに、所定回数の回転加減速を行うように回転
速度パターンを設定する工程と、前記回転速度パターン
に基づいて前記回転機構を回転駆動する工程とを有し、
これによってワイヤーのねじれ振動を防止するものであ
る。
おける回転振れ止め制御方法は、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
記回転機構を含む昇降本体部と前記吊り荷の回転慣性モ
ーメントを演算する工程と、前記ワイヤーのねじれ剛性
を演算する工程と、これら２つの演算結果より前記昇降
本体部と前記吊り荷を合計した全体部分の固有振動周期
を演算する工程と、前記回転機構に対し、回転初期及び
終期の期間において、前記固有振動周期の１／４の整数
倍単位ごとに、所定回数の回転加減速を行うように回転
速度パターンを設定する工程と、前記回転速度パターン
に基づいて前記回転機構を回転駆動する工程とを有し、
これによってワイヤーのねじれ振動を防止するものであ
る。
【０００９】吊り荷を任意の高さで回転振れ止めの制御
をする場合には、回転の固有振動周期を求めるに当たっ
て、昇降本体部と吊り荷の回転慣性モーメントとワイヤ
ーのねじれ剛性を知る必要があるので、回転慣性モーメ
ント及びねじれ剛性をそれぞれ演算することにしてい
る。しかしながら、自動クレーンの場合、吊り荷は常に
決められた高さで回転させる場合が多く、このように所
定の高さで吊り荷の回転振れ止めの制御をする場合に
は、ワイヤー長は一定であるので、ねじれ剛性は既知と
なり、したがって、吊り荷についてあらかじめ固有振動
周期テーブルまたはグラフを作成しておけば、吊り荷を
指定するだけで、その固有振動周期テーブルまたはグラ
フから容易にその吊り荷に対応する回転の固有振動周期
を知ることができる。固有振動周期テーブルまたはグラ
フは、固有振動周期の測定値を基に作成されるが、その
場合、吊り荷の長さ寸法（例えば、吊り荷がコイルの場
合にあってはコイル幅寸法）をパラメータにして、吊り
荷の重量と固有振動周期との関係を整理しておけばよ
い。
をする場合には、回転の固有振動周期を求めるに当たっ
て、昇降本体部と吊り荷の回転慣性モーメントとワイヤ
ーのねじれ剛性を知る必要があるので、回転慣性モーメ
ント及びねじれ剛性をそれぞれ演算することにしてい
る。しかしながら、自動クレーンの場合、吊り荷は常に
決められた高さで回転させる場合が多く、このように所
定の高さで吊り荷の回転振れ止めの制御をする場合に
は、ワイヤー長は一定であるので、ねじれ剛性は既知と
なり、したがって、吊り荷についてあらかじめ固有振動
周期テーブルまたはグラフを作成しておけば、吊り荷を
指定するだけで、その固有振動周期テーブルまたはグラ
フから容易にその吊り荷に対応する回転の固有振動周期
を知ることができる。固有振動周期テーブルまたはグラ
フは、固有振動周期の測定値を基に作成されるが、その
場合、吊り荷の長さ寸法（例えば、吊り荷がコイルの場
合にあってはコイル幅寸法）をパラメータにして、吊り
荷の重量と固有振動周期との関係を整理しておけばよ
い。
【００１０】したがって、本発明の第２の回転振れ止め
制御方法は、前記昇降本体部と吊り荷を合計した全体部
分の固有振動周期を、あらかじめ作成した固有振動周期
テーブルまたはグラフを参照して選択する工程と、前記
回転機構に対し、回転初期及び終期の期間において、前
記固有振動周期の１／４の整数倍単位ごとに、所定回数
の回転加減速を行うように回転速度パターンを設定する
工程と、前記回転速度パターンに基づいて前記回転機構
を回転駆動する工程とを有することを特徴とするもので
ある。
制御方法は、前記昇降本体部と吊り荷を合計した全体部
分の固有振動周期を、あらかじめ作成した固有振動周期
テーブルまたはグラフを参照して選択する工程と、前記
回転機構に対し、回転初期及び終期の期間において、前
記固有振動周期の１／４の整数倍単位ごとに、所定回数
の回転加減速を行うように回転速度パターンを設定する
工程と、前記回転速度パターンに基づいて前記回転機構
を回転駆動する工程とを有することを特徴とするもので
ある。
【００１１】また、本発明の回転振れ止め制御装置は、
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
制御装置において、前記回転機構を含む昇降本体部と前
記吊り荷の回転慣性モーメントを演算する手段と、前記
ワイヤーのねじれ剛性を演算する手段と、これら２つの
演算結果より前記昇降本体部と前記吊り荷を合計した全
体部分の固有振動周期を演算する手段と、この固有振動
周期に基づいて、前記回転機構の回転初期及び終期の期
間において、前記固有振動周期の１／４の整数倍単位ご
とに、所定回数の回転加減速となる回転速度パターンを
演算する手段とを有するものである。そしてまた、第２
の回転振れ止め制御装置は、前記昇降本体部と前記吊り
荷を合計した全体部分の固有振動周期を、あらかじめ作
成した固有振動周期テーブルまたはグラフを参照して選
択する手段と、前記固有振動周期に基づいて、前記回転
機構の回転初期及び終期の期間において、前記固有振動
周期の１／４の整数倍単位ごとに、所定回数の回転加減
速となる回転速度パターンを演算する手段とを有するも
のである。
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
制御装置において、前記回転機構を含む昇降本体部と前
記吊り荷の回転慣性モーメントを演算する手段と、前記
ワイヤーのねじれ剛性を演算する手段と、これら２つの
演算結果より前記昇降本体部と前記吊り荷を合計した全
体部分の固有振動周期を演算する手段と、この固有振動
周期に基づいて、前記回転機構の回転初期及び終期の期
間において、前記固有振動周期の１／４の整数倍単位ご
とに、所定回数の回転加減速となる回転速度パターンを
演算する手段とを有するものである。そしてまた、第２
の回転振れ止め制御装置は、前記昇降本体部と前記吊り
荷を合計した全体部分の固有振動周期を、あらかじめ作
成した固有振動周期テーブルまたはグラフを参照して選
択する手段と、前記固有振動周期に基づいて、前記回転
機構の回転初期及び終期の期間において、前記固有振動
周期の１／４の整数倍単位ごとに、所定回数の回転加減
速となる回転速度パターンを演算する手段とを有するも
のである。
【００１２】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。
【００１３】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。
【００１４】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θ1 について解く。
式から（９）式となる。これらの方程式を回転振れであ
るθ1 について解く。
【００１５】
【数２】
【００１６】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。（１１）式から求めた代表的な
回転速度パターンとそのときの位相面軌跡図を図３から
図６に示す。また、これらの各図には、回転の変位、速
度、加速度、及び加速度の変化分のチャートを付記して
ある（（ｃ）〜（ｆ）図）。
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。（１１）式から求めた代表的な
回転速度パターンとそのときの位相面軌跡図を図３から
図６に示す。また、これらの各図には、回転の変位、速
度、加速度、及び加速度の変化分のチャートを付記して
ある（（ｃ）〜（ｆ）図）。
【００１７】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。
【００１８】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（１２）式、（１
３）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
（１４）式より求めることができる。 Ｊs ＋ＪL ＝Ａ（ｄ／２）2 ＋Ｂ …（１２） Ｊc ＝（Ｗc ／ｇ）｛（Ｒ2 ＋ｒ2 ＋ｂ2 ／３）／４｝ …（１３） Ｊ1 ＋Ｊ2 ＝Ｊs ＋ＪL ＋Ｊc …（１４） 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（１２）式、（１
３）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
（１４）式より求めることができる。 Ｊs ＋ＪL ＝Ａ（ｄ／２）2 ＋Ｂ …（１２） Ｊc ＝（Ｗc ／ｇ）｛（Ｒ2 ＋ｒ2 ＋ｂ2 ／３）／４｝ …（１３） Ｊ1 ＋Ｊ2 ＝Ｊs ＋ＪL ＋Ｊc …（１４） 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
【００１９】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（１５）
式より求まる。 Ｋ＝ｍｇｐ2 ／Ｌ＋Ｃ …（１５） 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（１５）
式より求まる。 Ｋ＝ｍｇｐ2 ／Ｌ＋Ｃ …（１５） 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。
【００２０】よって、上記２つの式（１４）、（１５）
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、図３から図６の各（ａ）図に示すように
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、これらの各（ｂ）図の位相面軌跡図に
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、図３から図６の各（ａ）図に示すように
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、これらの各（ｂ）図の位相面軌跡図に
示すように回転振れを防止することができる。
【００２１】ここでは、４つの回転速度パターンが示さ
れている。第１のパターンは、図３（ｃ）〜（ｆ）に示
すように、一定増速回転と一定速度回転と一定減速回転
のパターンであり、一定増速回転時間は固有振動周期Ｔ
の整数倍、一定速度回転時間は任意で最終回転角度から
決まり、一定減速回転時間は固有振動周期の整数倍で、
一定増速回転に等しくとも、異なってもよいものであ
る。第２のパターンは、図４（ｃ）〜（ｆ）に示すよう
に、２段増速回転と一定速度回転と２段減速回転のパタ
ーンであり、２段増速回転の先増速時間、中間一定回転
時間、後増速時間は、それぞれ固有振動周期の半分、あ
るいはこれに固有振動周期の整数倍を加えた時間で、相
互に等しくとも、異なってもよいものである。また、２
段増速回転の先増速と後増速の加速度は等しい。第３の
パターンは、図５（ｃ）〜（ｆ）に示すように、図４の
固有振動周期１／２を１／４にしたもので、その他は図
４に準じる。第４のパターンは、図６（ｃ）〜（ｆ）に
示すように、図４の中間一定回転を、中間増速回転と
し、中間増速回転の加速度を先増速の加速度の２倍にし
たものである。
れている。第１のパターンは、図３（ｃ）〜（ｆ）に示
すように、一定増速回転と一定速度回転と一定減速回転
のパターンであり、一定増速回転時間は固有振動周期Ｔ
の整数倍、一定速度回転時間は任意で最終回転角度から
決まり、一定減速回転時間は固有振動周期の整数倍で、
一定増速回転に等しくとも、異なってもよいものであ
る。第２のパターンは、図４（ｃ）〜（ｆ）に示すよう
に、２段増速回転と一定速度回転と２段減速回転のパタ
ーンであり、２段増速回転の先増速時間、中間一定回転
時間、後増速時間は、それぞれ固有振動周期の半分、あ
るいはこれに固有振動周期の整数倍を加えた時間で、相
互に等しくとも、異なってもよいものである。また、２
段増速回転の先増速と後増速の加速度は等しい。第３の
パターンは、図５（ｃ）〜（ｆ）に示すように、図４の
固有振動周期１／２を１／４にしたもので、その他は図
４に準じる。第４のパターンは、図６（ｃ）〜（ｆ）に
示すように、図４の中間一定回転を、中間増速回転と
し、中間増速回転の加速度を先増速の加速度の２倍にし
たものである。
【００２２】以上の各回転速度パターンは、回転の初期
についてであるが、回転の終期についても上記と反対の
関係で同一のパターンとなる。以上のパターンのうち短
時間で回転を終了させることを最優先とする場合は第３
のパターンが理想的である。
についてであるが、回転の終期についても上記と反対の
関係で同一のパターンとなる。以上のパターンのうち短
時間で回転を終了させることを最優先とする場合は第３
のパターンが理想的である。
【００２３】どのパターンを採用するにせよ、本発明
は、回転の初期及び終期の期間を回転周期Ｔの整数倍ま
たは整数分の１単位で区分し、回転の加減速を行うこと
を特徴とするものである。
は、回転の初期及び終期の期間を回転周期Ｔの整数倍ま
たは整数分の１単位で区分し、回転の加減速を行うこと
を特徴とするものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】図８は本発明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、１５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２３とから構成されてい
る。
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、１５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２３とから構成されてい
る。
【００２５】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。
【００２６】上記の本発明装置を用いてコイルを回転さ
せた結果を図９（ａ）に示す。また、比較のために、通
常の回転をオペレータの振れ止め無しで行った結果を図
９（ｂ）に示す。また、本発明の試験では図５の第３の
パターンで実施したものである。本発明の効果として、
回転実施中の振れが従来に比べて非常に小さいこと、ま
た回転終了後の残留回転振れ時間を従来の約７０秒から
ほとんど皆無の状態にすることができたことが挙げられ
る。
せた結果を図９（ａ）に示す。また、比較のために、通
常の回転をオペレータの振れ止め無しで行った結果を図
９（ｂ）に示す。また、本発明の試験では図５の第３の
パターンで実施したものである。本発明の効果として、
回転実施中の振れが従来に比べて非常に小さいこと、ま
た回転終了後の残留回転振れ時間を従来の約７０秒から
ほとんど皆無の状態にすることができたことが挙げられ
る。
【００２７】本発明では、一例としてコイルを水平面内
で回転させる場合について説明したが、言うまでもな
く、吊り荷の種類、形状等によって昇降本体部の機構や
回転速度パターンは変えられるべきものであり、また本
発明におけるクレーンは、有人式、無人式を問わず、さ
らに専用に設計されたタイプのものを含むと理解すべき
ものである。
で回転させる場合について説明したが、言うまでもな
く、吊り荷の種類、形状等によって昇降本体部の機構や
回転速度パターンは変えられるべきものであり、また本
発明におけるクレーンは、有人式、無人式を問わず、さ
らに専用に設計されたタイプのものを含むと理解すべき
ものである。
【００２８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、次のような優れた効果を発揮する。 （１）回転実施中の回転振れをプログラム制御によりほ
とんど皆無にすることができるので、クレーン運転を無
人化できる。 （２）回転終了時の回転振れを短時間の制御によりほと
んど皆無にすることができるので、クレーンのサイクル
タイムの短縮が可能となる。
によれば、次のような優れた効果を発揮する。 （１）回転実施中の回転振れをプログラム制御によりほ
とんど皆無にすることができるので、クレーン運転を無
人化できる。 （２）回転終了時の回転振れを短時間の制御によりほと
んど皆無にすることができるので、クレーンのサイクル
タイムの短縮が可能となる。
【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】本発明における制御パターン１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。
的な振れ挙動および位相面軌跡を表す図である。
【図４】本発明における制御パターン２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。
的な振れ挙動および位相面軌跡を表す図である。
【図５】本発明における制御パターン３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。
的な振れ挙動および位相面軌跡を表す図である。
【図６】本発明における制御パターン４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。
的な振れ挙動および位相面軌跡を表す図である。
【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】本発明の回転振れ止め制御装置のブロック図で
ある。
ある。
【図９】本発明の回転振れ止め試験結果と従来の回転振
れ止め無しによる試験結果を示すグラフである。
れ止め無しによる試験結果を示すグラフである。
【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。
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。
【図１１】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。
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
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成８年１０月１５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上に述べたように、従
来技術はクレーンの走行時における振れ止め制御技術で
ある。回転運動は走行運動とは根本的に異なるため、前
述の運動方程式では振れ止めパターンが得られなかっ
た。また、走行時の振れ止め制御技術では、ワイヤー長
から振れ周期を演算していたが、回転運動においてはワ
イヤー長から回転周期を求めることが不可能である。し
たがって、回転時の振れ止めは不可能であった。
来技術はクレーンの走行時における振れ止め制御技術で
ある。回転運動は走行運動とは根本的に異なるため、前
述の運動方程式では振れ止めパターンが得られなかっ
た。また、走行時の振れ止め制御技術では、ワイヤー長
から振れ周期を演算していたが、回転運動においてはワ
イヤー長から回転周期を求めることが不可能である。し
たがって、回転時の振れ止めは不可能であった。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】
【数２】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２３】どのパターンを採用するにせよ、本発明
は、回転の初期及び終期の期間を回転周期Ｔの１／４の
整数倍単位で区分し、回転の加減速を行うことを特徴と
するものである。
は、回転の初期及び終期の期間を回転周期Ｔの１／４の
整数倍単位で区分し、回転の加減速を行うことを特徴と
するものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【符号の説明】 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７ リフターと吊り荷（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
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正内容】
【図６】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１０】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤川 安敏 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 木村 幸雄 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内
Claims (4)
- 【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、 前記回転機構を含む昇降本体部と前記吊り荷の回転慣性
モーメントを演算する工程と、 前記ワイヤーのねじれ剛性を演算する工程と、 これら２つの演算結果より前記昇降本体部と前記吊り荷
を合計した全体部分の固有振動周期を演算する工程と、 前記回転機構に対し、回転初期及び終期の期間におい
て、前記固有振動周期の１／４の整数倍単位ごとに、所
定回数の回転加減速を行うように回転速度パターンを設
定する工程と、 前記回転速度パターンに基づいて前記回転機構を回転駆
動する工程とを有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、 前記回転機構を含む昇降本体部と前記吊り荷を合計した
全体部分の固有振動周期を、あらかじめ作成した固有振
動周期テーブルまたはグラフを参照して選択する工程
と、 前記回転機構に対し、回転初期及び終期の期間におい
て、前記固有振動周期の１／４の整数倍単位ごとに、所
定回数の回転加減速を行うように回転速度パターンを設
定する工程と、 前記回転速度パターンに基づいて前記回転機構を回転駆
動する工程とを有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３】 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装置において、 前記回転機構を含む昇降本体部と前記吊り荷の回転慣性
モーメントを演算する手段と、 前記ワイヤーのねじれ剛性を演算する手段と、 これら２つの演算結果より前記昇降本体部と前記吊り荷
を合計した全体部分の固有振動周期を演算する手段と、 前記固有振動周期に基づいて、前記回転機構の回転初期
及び終期の期間において、前記固有振動周期の１／４の
整数倍単位ごとに、所定回数の回転加減速となる回転速
度パターンを演算する手段とを有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装置。 - 【請求項４】 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装置において、 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
全体部分の固有振動周期を、あらかじめ作成した固有振
動周期テーブルまたはグラフを参照して選択する手段
と、 前記固有振動周期に基づいて、前記回転機構の回転初期
及び終期の期間において、前記固有振動周期の１／４の
整数倍単位ごとに、所定回数の回転加減速となる回転速
度パターンを演算する手段とを有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装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21979496A JPH1059679A (ja) | 1996-08-21 | 1996-08-21 | クレーンにおける回転振れ止め制御方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21979496A JPH1059679A (ja) | 1996-08-21 | 1996-08-21 | クレーンにおける回転振れ止め制御方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1059679A true JPH1059679A (ja) | 1998-03-03 |
Family
ID=16741139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21979496A Withdrawn JPH1059679A (ja) | 1996-08-21 | 1996-08-21 | クレーンにおける回転振れ止め制御方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1059679A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008127127A (ja) * | 2006-11-17 | 2008-06-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | クレーンのスキュー振れ止め装置およびクレーン |
| WO2016148241A1 (ja) * | 2015-03-19 | 2016-09-22 | 株式会社タダノ | 旋回装置 |
-
1996
- 1996-08-21 JP JP21979496A patent/JPH1059679A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008127127A (ja) * | 2006-11-17 | 2008-06-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | クレーンのスキュー振れ止め装置およびクレーン |
| WO2016148241A1 (ja) * | 2015-03-19 | 2016-09-22 | 株式会社タダノ | 旋回装置 |
| US20180111803A1 (en) * | 2015-03-19 | 2018-04-26 | Tadano Ltd. | Pivoting device |
| JPWO2016148241A1 (ja) * | 2015-03-19 | 2018-06-07 | 株式会社タダノ | 旋回装置 |
| US10384915B2 (en) * | 2015-03-19 | 2019-08-20 | Tadano Ltd. | Pivoting device |
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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: 20031104 |