JPH1135277A - クレーンの振れ止め制御システム - Google Patents
クレーンの振れ止め制御システムInfo
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- JPH1135277A JPH1135277A JP19534397A JP19534397A JPH1135277A JP H1135277 A JPH1135277 A JP H1135277A JP 19534397 A JP19534397 A JP 19534397A JP 19534397 A JP19534397 A JP 19534397A JP H1135277 A JPH1135277 A JP H1135277A
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- JP
- Japan
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- section
- traversing
- acceleration
- control system
- crane
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 目標地点到着時に吊具の振れ止めと高精度な
位置決めとを実現することのできるクレーンの振れ止め
制御システムを実現すること。 【解決手段】 複数種類の計測手段により計測した複数
の状態量を目標とする状態量に追随するように制御する
フィードバック部２３と、搬送の最終目標地点において
振れを最小にするように搬送区間全体の最適な振れ止め
軌道計画を作成するフィードフォワード部２４とを備え
る。フィードフォワード部２４は、斜め搬送を行う区間
を時間的に複数区間に分割して、それぞれの区間で異な
るロープ長を用いて各区間の時間を算出する。
位置決めとを実現することのできるクレーンの振れ止め
制御システムを実現すること。 【解決手段】 複数種類の計測手段により計測した複数
の状態量を目標とする状態量に追随するように制御する
フィードバック部２３と、搬送の最終目標地点において
振れを最小にするように搬送区間全体の最適な振れ止め
軌道計画を作成するフィードフォワード部２４とを備え
る。フィードフォワード部２４は、斜め搬送を行う区間
を時間的に複数区間に分割して、それぞれの区間で異な
るロープ長を用いて各区間の時間を算出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はクレーンの振れ止め
制御システムに関し、特に横行用のトロリーにロープに
より巻上げ及び巻下げ可能に設けられた吊具を備え、横
行時に吊具の巻上げあるいは巻下げを定速で行う斜め搬
送を行う場合に適したクレーンの振れ止め制御システム
に関する。
制御システムに関し、特に横行用のトロリーにロープに
より巻上げ及び巻下げ可能に設けられた吊具を備え、横
行時に吊具の巻上げあるいは巻下げを定速で行う斜め搬
送を行う場合に適したクレーンの振れ止め制御システム
に関する。
【０００２】
【従来の技術】クレーンによる荷役作業では、荷物を着
脱する時、荷物の掴み位置と離し位置において吊具の振
れを十分減衰させておく必要がある。このため、クレー
ンには振れ止めシステムが組み合わされる。しかし、コ
ンテナクレーンでは、ロープ長が長いため制御性が良く
ないこと、目標地点に対する吊具の位置決めを同時に実
行する必要があることなどから、単なる振れ止めに比べ
て難しい。
脱する時、荷物の掴み位置と離し位置において吊具の振
れを十分減衰させておく必要がある。このため、クレー
ンには振れ止めシステムが組み合わされる。しかし、コ
ンテナクレーンでは、ロープ長が長いため制御性が良く
ないこと、目標地点に対する吊具の位置決めを同時に実
行する必要があることなどから、単なる振れ止めに比べ
て難しい。
【０００３】そこで、搬送の目標地点が事前にわかって
いる場合には、目標地点で振れを除去でき、かつ搬送時
間が極力短くなるように、あらかじめ搬送軌道を時間的
パターンとして計画しておくことが一般的に行われる。
いる場合には、目標地点で振れを除去でき、かつ搬送時
間が極力短くなるように、あらかじめ搬送軌道を時間的
パターンとして計画しておくことが一般的に行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、振れ止めシ
ステムは、機械的な減衰機構による機械式振れ止めと、
トロリーの横行モータで速度制御する電気式振れ止めに
大別される。電気式振れ止めは、荷物を搬送する時の横
行速度パターンをあらかじめ計画するため、機械式振れ
止めと比較して高精度な振れ止めを実現できることが特
長である。横行速度パターンの計画については、いくつ
かの提案例があるが、ロープ長一定を前提としたものが
多い。しかし、実際の荷役作業では、トロリーの横行時
に吊具の巻上げあるいは巻下げを行う、いわゆる斜め搬
送を行う場合が多いので、ロープ長が一定ではなく、現
実的ではない。
ステムは、機械的な減衰機構による機械式振れ止めと、
トロリーの横行モータで速度制御する電気式振れ止めに
大別される。電気式振れ止めは、荷物を搬送する時の横
行速度パターンをあらかじめ計画するため、機械式振れ
止めと比較して高精度な振れ止めを実現できることが特
長である。横行速度パターンの計画については、いくつ
かの提案例があるが、ロープ長一定を前提としたものが
多い。しかし、実際の荷役作業では、トロリーの横行時
に吊具の巻上げあるいは巻下げを行う、いわゆる斜め搬
送を行う場合が多いので、ロープ長が一定ではなく、現
実的ではない。
【０００５】これに対し、ロープ長が変化することを前
提とした方式も提案｛日本機械学会論文集（Ｃ編）５９
巻５６１号（１９９３−５）『コンテナクレーンの振れ
止め制御技術の実用化』｝されているが、これは、収束
計算を必要とするために計算時間がかかること、アルゴ
リズムが複雑であること、などから実用的でない。
提とした方式も提案｛日本機械学会論文集（Ｃ編）５９
巻５６１号（１９９３−５）『コンテナクレーンの振れ
止め制御技術の実用化』｝されているが、これは、収束
計算を必要とするために計算時間がかかること、アルゴ
リズムが複雑であること、などから実用的でない。
【０００６】そこで、本発明の課題は、目標地点到着時
に吊具の振れ止めと高精度な位置決めとを実現すること
のできるクレーンの振れ止め制御システムを実現するこ
とにある。
に吊具の振れ止めと高精度な位置決めとを実現すること
のできるクレーンの振れ止め制御システムを実現するこ
とにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、横行用のトロ
リーにロープにより巻上げ及び巻下げ可能に設けられた
吊具を備え、横行時に前記吊具の巻上げあるいは巻下げ
を定速で行う斜め搬送を行うようにしたクレーンの振れ
止め制御システムにおいて、あらかじめ知ることのでき
る前記クレーンによる荷物の掴み位置と離し位置との間
の搬送区間から前記トロリーの横行速度を時系列的に変
化させる加速度パターンに基づく振れ止め軌道計画を作
成するフィードフォワード部を備え、該フィードフォワ
ード部は、前記搬送区間を、最大加速度による加速区間
と最大速度による定速区間と最大減速度による減速区間
とに分割すると共に、前記加速区間及び減速区間をそれ
ぞれ、途中に定速横行区間が入るように複数の区間に分
割して成る前記加速度パターンを事前に作成すると共
に、前記斜め搬送における巻き操作の開始及び停止のタ
イミングをあらかじめ決定し、しかも前記斜め搬送を行
う区間毎の時間を、前記斜め搬送の最終地点を基準とし
てこの最終地点におけるあらかじめ知ることのできるロ
ープ長からこれを一定と見なしてそのロープ長での振り
子の固有周波数により最終区間の時間を算出し、最終区
間の１つ前の空間については前記最終区間の時間だけ溯
った時点でのあらかじめ知ることのできるロープ長から
これを一定と見なしてそのロープ長での振り子の固有周
波数により最終区間の１つ前の区間の時間を算出し、以
下、これを前記斜め搬送の最初の区間まで繰り返して決
定するようにしたことを特徴とする。
リーにロープにより巻上げ及び巻下げ可能に設けられた
吊具を備え、横行時に前記吊具の巻上げあるいは巻下げ
を定速で行う斜め搬送を行うようにしたクレーンの振れ
止め制御システムにおいて、あらかじめ知ることのでき
る前記クレーンによる荷物の掴み位置と離し位置との間
の搬送区間から前記トロリーの横行速度を時系列的に変
化させる加速度パターンに基づく振れ止め軌道計画を作
成するフィードフォワード部を備え、該フィードフォワ
ード部は、前記搬送区間を、最大加速度による加速区間
と最大速度による定速区間と最大減速度による減速区間
とに分割すると共に、前記加速区間及び減速区間をそれ
ぞれ、途中に定速横行区間が入るように複数の区間に分
割して成る前記加速度パターンを事前に作成すると共
に、前記斜め搬送における巻き操作の開始及び停止のタ
イミングをあらかじめ決定し、しかも前記斜め搬送を行
う区間毎の時間を、前記斜め搬送の最終地点を基準とし
てこの最終地点におけるあらかじめ知ることのできるロ
ープ長からこれを一定と見なしてそのロープ長での振り
子の固有周波数により最終区間の時間を算出し、最終区
間の１つ前の空間については前記最終区間の時間だけ溯
った時点でのあらかじめ知ることのできるロープ長から
これを一定と見なしてそのロープ長での振り子の固有周
波数により最終区間の１つ前の区間の時間を算出し、以
下、これを前記斜め搬送の最初の区間まで繰り返して決
定するようにしたことを特徴とする。
【０００８】なお、前記加速区間及び減速区間をそれぞ
れ、定速横行を挟んで３回の加速横行及び３回の減速横
行を行う５つの区間に分割し、中間の加速横行区間及び
中間の減速横行区間の時間については前記斜め搬送を最
短時間とするために必要な条件を考慮して決定するよう
にしても良い。
れ、定速横行を挟んで３回の加速横行及び３回の減速横
行を行う５つの区間に分割し、中間の加速横行区間及び
中間の減速横行区間の時間については前記斜め搬送を最
短時間とするために必要な条件を考慮して決定するよう
にしても良い。
【０００９】また、本発明によれば、前記吊具の巻上げ
及び巻下げ位置を測定する位置測定手段と、前記トロリ
ーの横行位置を測定する横行位置測定手段と、前記トロ
リーの横行速度を測定する横行速度測定手段と、前記ロ
ープの振れ角を測定する振れ角測定手段と、該振れ角測
定手段からの測定結果に基づいて前記ロープの振れ角度
及び振れ角速度を推定する推定手段とを備え、前記フィ
ードフォワード部は、前記加速度パターンと共に、前記
吊具の巻上げ及び巻下げ位置の目標値、前記トロリーの
横行位置の目標値、前記トロリーの横行速度の目標値、
前記ロープの振れ角の目標値、及び前記ロープの振れ角
速度の目標値を算出し、更に、該フィードフォワード部
からの各目標値と前記各測定手段からの測定値及び前記
推定手段からの推定結果とを受けて巻上げ／巻下げ用の
モータと横行用のモータとを制御する手段を備えたこと
を特徴とするクレーンの振れ止め制御システムが提供さ
れる。
及び巻下げ位置を測定する位置測定手段と、前記トロリ
ーの横行位置を測定する横行位置測定手段と、前記トロ
リーの横行速度を測定する横行速度測定手段と、前記ロ
ープの振れ角を測定する振れ角測定手段と、該振れ角測
定手段からの測定結果に基づいて前記ロープの振れ角度
及び振れ角速度を推定する推定手段とを備え、前記フィ
ードフォワード部は、前記加速度パターンと共に、前記
吊具の巻上げ及び巻下げ位置の目標値、前記トロリーの
横行位置の目標値、前記トロリーの横行速度の目標値、
前記ロープの振れ角の目標値、及び前記ロープの振れ角
速度の目標値を算出し、更に、該フィードフォワード部
からの各目標値と前記各測定手段からの測定値及び前記
推定手段からの推定結果とを受けて巻上げ／巻下げ用の
モータと横行用のモータとを制御する手段を備えたこと
を特徴とするクレーンの振れ止め制御システムが提供さ
れる。
【００１０】前記フィードフォワード部における各目標
値の算出は、はじめに横行の加速度の目標値を算出し、
該算出された結果から振り子の運動方程式を用いて残り
の目標値の算出を行うことができる。
値の算出は、はじめに横行の加速度の目標値を算出し、
該算出された結果から振り子の運動方程式を用いて残り
の目標値の算出を行うことができる。
【００１１】また、前記各目標値の算出は、前記各計測
手段における計測値のサンプリングタイミングに合わせ
て行われることが好ましい。
手段における計測値のサンプリングタイミングに合わせ
て行われることが好ましい。
【００１２】
【作用】本発明では、トロリーの搬送軌道の計画におい
て、トロリーの横行と吊具の巻上げあるいは巻下げとを
同時に行う斜め搬送に対処できるようにしている点に特
徴を有する。この斜め搬送の軌道計画を用いることで、
短時間での荷物の自動搬送を可能とし、その結果とし
て、荷役作業の効率を上げることができる。
て、トロリーの横行と吊具の巻上げあるいは巻下げとを
同時に行う斜め搬送に対処できるようにしている点に特
徴を有する。この斜め搬送の軌道計画を用いることで、
短時間での荷物の自動搬送を可能とし、その結果とし
て、荷役作業の効率を上げることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明の
好ましい実施の形態について説明する。図１を参照し
て、コンテナクレーンでは、トロリー１０の横行動作
と、トロリー１０にロープ１１により巻上げあるいは巻
下げ可能に設けられた吊具１２とにより、コンテナ１３
の搬送を行う。図１では、コンテナ船１４に積まれたコ
ンテナ１３を陸揚げする場合について示しているが、コ
ンテナ船１４上でのコンテナ１３の掴み位置と、陸上で
のコンテナ１３の離し位置では、運転室１５内のオペレ
ータによる手動操作で荷役作業が行われる。コンテナ１
３の離し位置の上方には手動オーバライドエリアと呼ば
れる区間があり、この区間で手動−自動の切り替えが行
われる。そして、コンテナ１３の掴み位置と離し位置の
上方との間の搬送区間で自動搬送が行われる。特に、こ
の自動搬送の区間では、トロリー１０の横行のみの搬送
と、トロリー１０の横行と吊具１２の巻上げあるいは巻
下げとが並行する斜め搬送とが行われる。本発明は、こ
の斜め搬送での運転に特徴を有する。
好ましい実施の形態について説明する。図１を参照し
て、コンテナクレーンでは、トロリー１０の横行動作
と、トロリー１０にロープ１１により巻上げあるいは巻
下げ可能に設けられた吊具１２とにより、コンテナ１３
の搬送を行う。図１では、コンテナ船１４に積まれたコ
ンテナ１３を陸揚げする場合について示しているが、コ
ンテナ船１４上でのコンテナ１３の掴み位置と、陸上で
のコンテナ１３の離し位置では、運転室１５内のオペレ
ータによる手動操作で荷役作業が行われる。コンテナ１
３の離し位置の上方には手動オーバライドエリアと呼ば
れる区間があり、この区間で手動−自動の切り替えが行
われる。そして、コンテナ１３の掴み位置と離し位置の
上方との間の搬送区間で自動搬送が行われる。特に、こ
の自動搬送の区間では、トロリー１０の横行のみの搬送
と、トロリー１０の横行と吊具１２の巻上げあるいは巻
下げとが並行する斜め搬送とが行われる。本発明は、こ
の斜め搬送での運転に特徴を有する。
【００１４】図２に、本発明による振れ止め制御システ
ムを採用したコンテナクレーンの制御系を示す。ここで
は、トロリー１０を横行させるための横行用モータ２１
を制御して振れ止め制御を行うと共に、吊具１２の巻上
げ（巻下げも含むものとし、以下、巻上げと呼ぶ）を行
う巻上げ用モータ２２を制御するようにしている。この
制御系は、大きく分けて、計測した各種の状態量と目標
とする状態量に追随するような制御を行うためのフィー
ドバック（状態フィードバック）部２３と、振れ止めの
搬送軌道の計画（以下、振れ止め軌道計画と呼ぶ）を行
うフィードフォワード部２４から成る。このために、図
示していないが、各種の状態量の計測手段として、吊具
１２の巻上げ位置を測定するための巻上げ位置計測器、
吊具１２の巻上げ速度を測定するための巻上げ速度計測
器、トロリー１０の横行位置を計測するための横行位置
計測器、トロリー１０の横行速度を計測するための横行
速度計測器、ロープ１１の振れ角度を測定するための振
れ角計測器を備えている。フィードバック部２３は、振
れ角計測器１９からの測定結果と後述する振り子の長さ
λとに基づいてロープ１１の振れ角度及び振れ角速度を
推定して振れ角度推定値及び振れ角速度推定値を出力す
る状態推定器２５を含んでいる。なお、振れ角計測器１
９は、実際にロープ１１の傾斜角度を測定する場合と、
周知の画像処理によりロープ１１の傾斜角度を算出する
場合とがある。
ムを採用したコンテナクレーンの制御系を示す。ここで
は、トロリー１０を横行させるための横行用モータ２１
を制御して振れ止め制御を行うと共に、吊具１２の巻上
げ（巻下げも含むものとし、以下、巻上げと呼ぶ）を行
う巻上げ用モータ２２を制御するようにしている。この
制御系は、大きく分けて、計測した各種の状態量と目標
とする状態量に追随するような制御を行うためのフィー
ドバック（状態フィードバック）部２３と、振れ止めの
搬送軌道の計画（以下、振れ止め軌道計画と呼ぶ）を行
うフィードフォワード部２４から成る。このために、図
示していないが、各種の状態量の計測手段として、吊具
１２の巻上げ位置を測定するための巻上げ位置計測器、
吊具１２の巻上げ速度を測定するための巻上げ速度計測
器、トロリー１０の横行位置を計測するための横行位置
計測器、トロリー１０の横行速度を計測するための横行
速度計測器、ロープ１１の振れ角度を測定するための振
れ角計測器を備えている。フィードバック部２３は、振
れ角計測器１９からの測定結果と後述する振り子の長さ
λとに基づいてロープ１１の振れ角度及び振れ角速度を
推定して振れ角度推定値及び振れ角速度推定値を出力す
る状態推定器２５を含んでいる。なお、振れ角計測器１
９は、実際にロープ１１の傾斜角度を測定する場合と、
周知の画像処理によりロープ１１の傾斜角度を算出する
場合とがある。
【００１５】フィードフォワード部２４は、搬送作業の
前に、コンテナ１３の掴み位置と離し位置との間の搬送
区間をあらかじめ知ることができるので、これに基づい
てトロリー１０の横行速度を時系列的に変化させる加速
度パターンを作成し、これに基づいて搬送の最終地点で
振れを最小にするように全体の最適な振れ止め軌道計画
を作成する。この振れ止め軌道計画により、吊具１２の
巻上げ及び巻下げ位置の目標値、トロリー１０の横行位
置の目標値、トロリー１０の横行速度の目標値、ロープ
１１の振れ角の目標値、及びロープ１１の振れ角速度の
目標値が算出される。
前に、コンテナ１３の掴み位置と離し位置との間の搬送
区間をあらかじめ知ることができるので、これに基づい
てトロリー１０の横行速度を時系列的に変化させる加速
度パターンを作成し、これに基づいて搬送の最終地点で
振れを最小にするように全体の最適な振れ止め軌道計画
を作成する。この振れ止め軌道計画により、吊具１２の
巻上げ及び巻下げ位置の目標値、トロリー１０の横行位
置の目標値、トロリー１０の横行速度の目標値、ロープ
１１の振れ角の目標値、及びロープ１１の振れ角速度の
目標値が算出される。
【００１６】フィードバック部２３では、横行位置の目
標値と計測値との偏差、横行速度の目標値と計測値との
偏差、振れ角の目標値と推定値との偏差、振れ角速度の
目標値と推定値との偏差をゲインＫｔの乗算部２６を通
し、更にこの乗算結果と横行速度目標値との偏差をリミ
ッタ２７を通して横行用モータ２１のコントローラ・ド
ライバ２８に出力する。乗算部２６にはまた、ロープ１
１と吊具１２とを振り子と見なして、巻上げ位置測定結
果から振り子の長さλを換算する換算器３２を通して長
さλが与えられる。これは、ロープ長の変化に対応させ
るためである。フィードバック部２３ではまた、巻上げ
位置の目標値と計測値との偏差、及び巻上げ速度の目標
値と計測値との偏差をゲインＫｈの乗算部２９を通し、
更にこの乗算結果をリミッタ３０を通して巻上げ用モー
タ２２のコントローラ・ドライバ３１に出力する。な
お、巻上げ速度の目標値と計測値との偏差は、省略され
ても良い。
標値と計測値との偏差、横行速度の目標値と計測値との
偏差、振れ角の目標値と推定値との偏差、振れ角速度の
目標値と推定値との偏差をゲインＫｔの乗算部２６を通
し、更にこの乗算結果と横行速度目標値との偏差をリミ
ッタ２７を通して横行用モータ２１のコントローラ・ド
ライバ２８に出力する。乗算部２６にはまた、ロープ１
１と吊具１２とを振り子と見なして、巻上げ位置測定結
果から振り子の長さλを換算する換算器３２を通して長
さλが与えられる。これは、ロープ長の変化に対応させ
るためである。フィードバック部２３ではまた、巻上げ
位置の目標値と計測値との偏差、及び巻上げ速度の目標
値と計測値との偏差をゲインＫｈの乗算部２９を通し、
更にこの乗算結果をリミッタ３０を通して巻上げ用モー
タ２２のコントローラ・ドライバ３１に出力する。な
お、巻上げ速度の目標値と計測値との偏差は、省略され
ても良い。
【００１７】以上の説明で明らかなように、振れ止め制
御に直接関わるのは横行位置と横行速度及び振れ角と振
れ角速度の４つであり、巻上げあるいは巻下げの制御は
振れ止めとは独立して行われる。
御に直接関わるのは横行位置と横行速度及び振れ角と振
れ角速度の４つであり、巻上げあるいは巻下げの制御は
振れ止めとは独立して行われる。
【００１８】振れ止め軌道計画ではまず、図２の目標値
の一つである横行速度目標値を算出する。横行速度が算
出されれば、他の目標値は振り子の運動方程式を用いて
算出される。
の一つである横行速度目標値を算出する。横行速度が算
出されれば、他の目標値は振り子の運動方程式を用いて
算出される。
【００１９】図３にロープ長一定の場合の搬送軌道計画
による横行速度及び加速度パターンを示す。コンテナク
レーンでは許容される最大の加速度が決まっているの
で、それを極力使用した方が短時間での搬送が可能にな
る。しかし、最終地点での振れ止めを考えた場合には、
最大加速度を適当なタイミングで切って、振れの大きさ
を調整する必要がある。図３はその様子を示しており、
横行の最大速度に到達するまでの加速区間と最大速度か
ら停止までの減速区間においては、最大加速度あるいは
最大減速度での横行の間に定速横行をはさむようにして
いる。すなわち、加速区間では、加速横行−定速横行−
加速横行−定速横行−加速横行を経て最大速度での定速
横行に到達し、減速区間では、減速横行−定速横行−減
速横行−定速横行−減速横行を経て最終地点に到達する
ようにしている。
による横行速度及び加速度パターンを示す。コンテナク
レーンでは許容される最大の加速度が決まっているの
で、それを極力使用した方が短時間での搬送が可能にな
る。しかし、最終地点での振れ止めを考えた場合には、
最大加速度を適当なタイミングで切って、振れの大きさ
を調整する必要がある。図３はその様子を示しており、
横行の最大速度に到達するまでの加速区間と最大速度か
ら停止までの減速区間においては、最大加速度あるいは
最大減速度での横行の間に定速横行をはさむようにして
いる。すなわち、加速区間では、加速横行−定速横行−
加速横行−定速横行−加速横行を経て最大速度での定速
横行に到達し、減速区間では、減速横行−定速横行−減
速横行−定速横行−減速横行を経て最終地点に到達する
ようにしている。
【００２０】図３中で、加速区間Ａ、定速区間Ｂ、Ｄ、
加速区間Ｅと減速区間Ｇ、定速区間Ｈ、Ｊ、減速区間Ｋ
の各区間に割り当てる時間τは、ロープ長で決まる振り
子の固有角周波数ω（ひいては周期Ｔ）に依存し、τ＝
π／（３ω）で与えられる。ただし、ω：振り子の固有
角周波数でω＝２π／Ｔ、Ｔ：振り子の周期、π：円周
率である。
加速区間Ｅと減速区間Ｇ、定速区間Ｈ、Ｊ、減速区間Ｋ
の各区間に割り当てる時間τは、ロープ長で決まる振り
子の固有角周波数ω（ひいては周期Ｔ）に依存し、τ＝
π／（３ω）で与えられる。ただし、ω：振り子の固有
角周波数でω＝２π／Ｔ、Ｔ：振り子の周期、π：円周
率である。
【００２１】なお、区間ＣとＩの時間は、それぞれ最大
速度Ｖｘに到達する、もしくはそこから停止するために
必要な残りの加減速時間から決定するように自由度を持
たせている。また、最大速度Ｖｘの区間Ｆは、移動すべ
き搬送距離から計算する。
速度Ｖｘに到達する、もしくはそこから停止するために
必要な残りの加減速時間から決定するように自由度を持
たせている。また、最大速度Ｖｘの区間Ｆは、移動すべ
き搬送距離から計算する。
【００２２】図４は、図３におけるパターンでの吊具１
２の振れ角と振れ角速度を示す。
２の振れ角と振れ角速度を示す。
【００２３】ロープ長が変化する場合、すなわち、斜め
搬送の場合も、図３に示した考え方を基本とする。ただ
し、ロープ長が変化する（巻上げあるいは巻下げを同時
に操作する）区間に割り当てる時間を下記に説明するよ
うに設定する。
搬送の場合も、図３に示した考え方を基本とする。ただ
し、ロープ長が変化する（巻上げあるいは巻下げを同時
に操作する）区間に割り当てる時間を下記に説明するよ
うに設定する。
【００２４】その計画の際、最短時間搬送を図るため
に、巻上げあるいは巻下げの速度は許容される最大速度
を前提とする。また、その速度は軌道計画において一定
と仮定する。
に、巻上げあるいは巻下げの速度は許容される最大速度
を前提とする。また、その速度は軌道計画において一定
と仮定する。
【００２５】以下、図３の区間Ｆの途中から区間Ｋまで
巻下げを行う場合を例に、図５を用いて説明する。最終
区間Ｋの終了地点は、最終目標地点もしくはその少し上
の地点となる。このため、そこでのロープ長ｙ１１は振
れ止め軌道計画上であらかじめ知ることができる。
巻下げを行う場合を例に、図５を用いて説明する。最終
区間Ｋの終了地点は、最終目標地点もしくはその少し上
の地点となる。このため、そこでのロープ長ｙ１１は振
れ止め軌道計画上であらかじめ知ることができる。
【００２６】本発明では、この最終地点から時間を溯る
ようにに計画を進める。まず、ｙ１１が決まると、その
ロープ長での振り子の固有角周波数ω１１が決まる。そ
のω１１で最終区間Ｋを代表させれば、最終区間の時間
ｔ１１が決まる。すると、最終区間から時間ｔ１１遡っ
たロープ長ｙ１０は、巻き下げの速度が既知なので計算
できる。同様の考え方で、順次区間Ｊ、Ｈ、Ｇの時間ｔ
１０、ｔ８、ｔ７を計算する。なお、区間Ｉの時間ｔ９
の長さには自由度があるため、他の条件（例えば巻下げ
を開始する横行位置）を考慮して決めれば良い。加速区
間においては、最大速度Ｖｘへの到達時点を最終地点と
して同様に計画する。そして、区間Ｃの時間ｔ３に自由
度が与えられる。
ようにに計画を進める。まず、ｙ１１が決まると、その
ロープ長での振り子の固有角周波数ω１１が決まる。そ
のω１１で最終区間Ｋを代表させれば、最終区間の時間
ｔ１１が決まる。すると、最終区間から時間ｔ１１遡っ
たロープ長ｙ１０は、巻き下げの速度が既知なので計算
できる。同様の考え方で、順次区間Ｊ、Ｈ、Ｇの時間ｔ
１０、ｔ８、ｔ７を計算する。なお、区間Ｉの時間ｔ９
の長さには自由度があるため、他の条件（例えば巻下げ
を開始する横行位置）を考慮して決めれば良い。加速区
間においては、最大速度Ｖｘへの到達時点を最終地点と
して同様に計画する。そして、区間Ｃの時間ｔ３に自由
度が与えられる。
【００２７】以上の考え方で横行の加速度パターンと巻
上げあるいは巻下げ操作の開始タイミングを自動搬送の
事前に計画しておく。この横行の加速度パターンから図
２に示した状態量の各目標値を計算するが、目標値の計
算をバッチ的に行うには時間がかかる。そこで、制御装
置における各計測器に対するサンプリングタイミング毎
に、次のサンプリング時点での目標値を逐次的に計算す
る方式を採用する。これにより、制御装置は時間的な制
約を受けることなく自動搬送用の振れ止めを実施でき
る。
上げあるいは巻下げ操作の開始タイミングを自動搬送の
事前に計画しておく。この横行の加速度パターンから図
２に示した状態量の各目標値を計算するが、目標値の計
算をバッチ的に行うには時間がかかる。そこで、制御装
置における各計測器に対するサンプリングタイミング毎
に、次のサンプリング時点での目標値を逐次的に計算す
る方式を採用する。これにより、制御装置は時間的な制
約を受けることなく自動搬送用の振れ止めを実施でき
る。
【００２８】なお、実施の形態では、コンテナクレーン
に適用して説明したが、本発明はコンテナクレーンに限
らず、一般にロープ長の長いクレーンに最適である。
に適用して説明したが、本発明はコンテナクレーンに限
らず、一般にロープ長の長いクレーンに最適である。
【００２９】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、斜め搬送
を含む自動搬送において、短時間での自動搬送を可能と
し、加えて最終目標地点到達時での性能の高い振れ止め
と位置決めを実現できる。したがって、オペレータは引
き続き荷物の掴みあるいは離しの作業にスムーズに移行
できるため、結果として全体的に荷役作業の効率化を図
れる。
を含む自動搬送において、短時間での自動搬送を可能と
し、加えて最終目標地点到達時での性能の高い振れ止め
と位置決めを実現できる。したがって、オペレータは引
き続き荷物の掴みあるいは離しの作業にスムーズに移行
できるため、結果として全体的に荷役作業の効率化を図
れる。
【図１】本発明が適用されるコンテナクレーンを説明す
るための図である。
るための図である。
【図２】本発明の制御系の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図３】ロープ長一定の場合のトロリーの横行速度パタ
ーン及び加速度パターンを説明するための図である。
ーン及び加速度パターンを説明するための図である。
【図４】図３のパターンの場合の吊具の振れ角と振れ角
速度を示した図である。
速度を示した図である。
【図５】本発明により減速区間を構成する複数の区間に
おける各区間の時間の設定方法を説明するための図であ
る。
おける各区間の時間の設定方法を説明するための図であ
る。
１０ トロリー １１ ロープ １２ 吊具 １３ コンテナ １４ コンテナ船 １５ 運転室
Claims (5)
- 【請求項１】 横行用のトロリーにロープにより巻上げ
及び巻下げ可能に設けられた吊具を備え、横行時に前記
吊具の巻上げあるいは巻下げを定速で行う斜め搬送を行
うようにしたクレーンの振れ止め制御システムにおい
て、 あらかじめ知ることのできる前記クレーンによる荷物の
掴み位置と離し位置との間の搬送区間から前記トロリー
の横行速度を時系列的に変化させる加速度パターンに基
づく振れ止め軌道計画を作成するフィードフォワード部
を備え、 該フィードフォワード部は、前記搬送区間を、最大加速
度による加速区間と最大速度による定速区間と最大減速
度による減速区間とに分割すると共に、前記加速区間及
び減速区間をそれぞれ、途中に定速横行区間が入るよう
に複数の区間に分割して成る前記加速度パターンを事前
に作成すると共に、前記斜め搬送における巻き操作の開
始及び停止のタイミングをあらかじめ決定し、 しかも前記斜め搬送を行う区間毎の時間を、前記斜め搬
送の最終地点を基準としてこの最終地点におけるあらか
じめ知ることのできるロープ長からこれを一定と見なし
てそのロープ長での振り子の固有周波数により最終区間
の時間を算出し、最終区間の１つ前の空間については前
記最終区間の時間だけ溯った時点でのあらかじめ知るこ
とのできるロープ長からこれを一定と見なしてそのロー
プ長での振り子の固有周波数により最終区間の１つ前の
区間の時間を算出し、以下、これを前記斜め搬送の最初
の区間まで繰り返して決定するようにしたことを特徴と
するクレーンの振れ止め制御システム。 - 【請求項２】 請求項１記載のクレーンの振れ止め制御
システムにおいて、前記加速区間及び減速区間をそれぞ
れ、定速横行を挟んで３回の加速横行及び３回の減速横
行を行う５つの区間に分割し、中間の加速横行区間及び
中間の減速横行区間の時間については前記斜め搬送を最
短時間とするために必要な条件を考慮して決定するよう
にしたことを特徴とするクレーンの振れ止め制御システ
ム。 - 【請求項３】 請求項２記載のクレーンの振れ止め制御
システムにおいて、 前記吊具の巻上げ及び巻下げ位置を測定する位置測定手
段と、 前記トロリーの横行位置を測定する横行位置測定手段
と、 前記トロリーの横行速度を測定する横行速度測定手段
と、 前記ロープの振れ角を測定する振れ角測定手段と、 該振れ角測定手段からの測定結果に基づいて前記ロープ
の振れ角度及び振れ角速度を推定する推定手段とを備
え、 前記フィードフォワード部は、前記加速度パターンと共
に、前記吊具の巻上げ及び巻下げ位置の目標値、前記ト
ロリーの横行位置の目標値、前記トロリーの横行速度の
目標値、前記ロープの振れ角の目標値、及び前記ロープ
の振れ角速度の目標値を算出し、 更に、該フィードフォワード部からの各目標値と前記各
測定手段からの測定値及び前記推定手段からの推定結果
とを受けて巻上げ／巻下げ用のモータと横行用のモータ
とを制御する手段を備えたことを特徴とするクレーンの
振れ止め制御システム。 - 【請求項４】 請求項３記載のクレーンの振れ止め制御
システムにおいて、前記フィードフォワード部における
各目標値の算出は、はじめに横行の加速度の目標値を算
出し、該算出された結果から振り子の運動方程式を用い
て残りの目標値の算出を行うことを特徴とするクレーン
の振れ止め制御システム。 - 【請求項５】 請求項４記載のクレーンの振れ止め制御
システムにおいて、前記各目標値の算出は、前記各計測
手段における計測値のサンプリングタイミングに合わせ
て行われることを特徴とするクレーンの振れ止め制御シ
ステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09195343A JP3104017B2 (ja) | 1997-07-22 | 1997-07-22 | クレーンの振れ止め制御システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09195343A JP3104017B2 (ja) | 1997-07-22 | 1997-07-22 | クレーンの振れ止め制御システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1135277A true JPH1135277A (ja) | 1999-02-09 |
| JP3104017B2 JP3104017B2 (ja) | 2000-10-30 |
Family
ID=16339599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09195343A Expired - Fee Related JP3104017B2 (ja) | 1997-07-22 | 1997-07-22 | クレーンの振れ止め制御システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3104017B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009067507A (ja) * | 2007-09-11 | 2009-04-02 | Fuji Electric Systems Co Ltd | クレーン振れ止め制御装置およびクレーンの振れ止め制御方法 |
| JP2012111561A (ja) * | 2010-11-19 | 2012-06-14 | Ube Machinery Corporation Ltd | クレーン振れ角検出方法及び装置、並びにクレーン振れ止め制御方法及び装置 |
| JP2016169091A (ja) * | 2015-03-13 | 2016-09-23 | 国立大学法人三重大学 | 単振り子式搬送装置 |
| JP2017202912A (ja) * | 2016-05-12 | 2017-11-16 | Ｊｆｅ物流株式会社 | クレーンの振れ止め制御方法及びシステム |
| WO2018134963A1 (ja) * | 2017-01-20 | 2018-07-26 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | コンテナの位置合わせ装置 |
| CN112010175A (zh) * | 2020-07-09 | 2020-12-01 | 太原重工股份有限公司 | 起重机多轴联动防摇控制方法和控制系统 |
| WO2022009544A1 (ja) * | 2020-07-09 | 2022-01-13 | 株式会社日立産機システム | クレーン、及びクレーン制御方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5168482B2 (ja) * | 2008-06-25 | 2013-03-21 | 株式会社Ｉｈｉ | 制振位置決め制御方法および装置 |
-
1997
- 1997-07-22 JP JP09195343A patent/JP3104017B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| WO2018134963A1 (ja) * | 2017-01-20 | 2018-07-26 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | コンテナの位置合わせ装置 |
| JPWO2018134963A1 (ja) * | 2017-01-20 | 2019-11-07 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | コンテナの位置合わせ装置 |
| CN112010175A (zh) * | 2020-07-09 | 2020-12-01 | 太原重工股份有限公司 | 起重机多轴联动防摇控制方法和控制系统 |
| WO2022009544A1 (ja) * | 2020-07-09 | 2022-01-13 | 株式会社日立産機システム | クレーン、及びクレーン制御方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3104017B2 (ja) | 2000-10-30 |
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