JPS58130881A - ロ−プ吊りクレ−ン自動運転装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はロープ吊りクレーン自動運転装置に係わるもの
である。

ａ−グ吊りクレーンを自動運転させる場合、（］）定位
置停止、（２）振れ止め、の２つの制御が同時に実行さ
れ、定位置に停止した時には振れも止っている必要があ
る。

定位置停止制御、振れ止め制御の２つの制御は、ある位
置より指定された新しい位置への移動中になされるから
、一般には一方の制御動作が他の制御動作に影響を与え
、相互干渉を生じるため、同時に双方の制御が完結しな
いのが通例であり、結果として、サイクルタイムの増大
を避けることができない。

本発明は従来速度０時間ベースによってきた振れ止め制
御を速度、距離ベースのものに変更して、定位置停止制
御と一体化し、双方の制御を同時に完結させ、もってサ
イクルタイムの短縮を実現化しようとするものであるが
、従来はこの種制御のため、直流電動機やサイリスター
次電圧制徊方式の誘導電動機が使用されているが、クレ
ーン位置移動のための加速には二次抵抗制御方式の誘導
電動機を使用し、最高速度に達した後は惰行により運転
を行い、任意速度の惰行運転をブレーキの調整のみによ
る振れ止め、定位置停止制御方式のもとで実施しようと
するものである。

こ＼に従来の振れ止め制御方式を説明してみるお次のと
おりである。

第１図、第２図にその例を示すが、吊り荷振れ周期に応
じた加減速パターンを使用し、加減速を終ったとき、丁
度振れ止めを実現するような方式％式％ 第１図は振れ周期Ｔｚの時間で一定値αの加減速度で加
減速を終了する方式を示しており、第２図Ｈｔ＋の時間
の加減速の中間にｔ２の時間の定速部分を入れるもので
、ｔｔ　＋　ｔｘ　＝　Ｔｚ／２なる関係を守る方式を
示している。

第１図の方式は比較的輸送距離の大きい場合に、第２図
の方式はそれより距離の短かい場合に適用されるが、い
ずれも加減速か終了した時点で振れが止まるようにでき
る。これらのことはすでに文献にも発表されている。

これらの方式においては振れ止め制御の原理上、速度０
時間パターンを基準とし、実速度と標準速度との偏差に
応じて速度を制御する関係上、速度時間パターンは比較
的精度よく守られるが、この積分値である減速距離りに
は走行抵抗、勾配等の変動要因により、制御偏差が発生
するのを防止し得す、定位置停止と振れ止めの双方を成
立させるために、実際には第３図に示すような制御か式
が使用されている。

第８図において、最高速度から微速ＶＣまでの減速を振
れ周期Ｔｚに等しい時間で行い、目標地点より微少距離
手前にきた時、大きな振れが発生しない軽い減速度で最
終ブレーキを掛けて定位置に停止させるのである。

なおこの場合、前記の減速距離りの制御偏差によって微
速走行距離が零以下とならないように、すなわち、微速
度Ｖｃへの減速中に目標地点を越えないように、Ｌの制
御偏差より大きい、微速度走行標準距離が標準速度１時
間パターンに組みこまれている。従って微速度走行距離
を微速度Ｖｃで走行する時間が、直接的に標準サイクル
タイムを増大させて、たとえ移行距離が全体に比べて少
ない時°であっても、速度が微速であるので、サイクル
タイム増大量は全体サイクルタイムに比べて決シて無視
できない程度に大きくなり、実用上問題である。

電車台車等のように、ロープ吊りがなく、従って振れ止
め制御を同時に行うような必要がない場合には前記のよ
うなサイクルタイムの増大のない第４図に示すような定
位置制御方式が広く実用に供されている。（鉄道におけ
るサイバネスティックス利用国内シンポジクム論文集、
７２年号。

「車上ミニコンピユータによる列車自動運転（ＡＴＯＭ
ＩＣ）Ｊ浜野清士他） 図において、目標地点までの距離りに応じて、標準減速
度βに対応する標準速度Ｖｔを定め、実速度と標準速度
の偏差に応じて減速度に補正を加えることにより定位置
制御が行われる。

この方式においては、標準速度、距離パターンに基づい
た制御が行われるので、減速距離が直接制御され、標準
速度０時間パターンに基づく第１図、第２図により説明
した方式のものと比べて、減速距離、制御偏差がすくな
く、第３図について説明したようなサイクルタイムの増
加という実用上の問題もがいが、当然のことながら、吊
り荷振れ止め制御については何も考慮していないのであ
るから、このままローブ吊りクレーンの制御に使用でき
ないことはいうまでもない。

そこで本発明は冒頭において説明した速度１時間ベース
による振れ止め制御方式を速度、距離ベースによるもの
に変換し、第４図に示した方式、すなわち、速度、距離
ペースの定位置停止制御と一体化させるよう提案するも
のである。

以下本発明の実施について説明する。

（イ）比較的輸送距離の大きい場合 まず、第１図と第４図の制御原理が同時に成立している
ような標準速度、距離パターンを求める。

第５図はこのような標準速度、距離パターンの一例であ
り、第６図は第５図の標準速度、距離パターンを速度１
時間パターンに変換したものであり、計算式が簡単にな
るように時間軸を・逆にして、減速完了時から手前方向
に時同軸を取っている。

減速運動方程式より ■−βｔ・・・・・・＋１１ ■２ （１）・＋２）　、１：リ　Ｌ　＝　−ｙ　−−−−−
１３１振れ止め原理より制御開始時間ｔ。−Ｔｚ・・・
・・・（４）（１）、（４）より制御開始速度 ■０−βＴｚ・・・・（５） ＋３１　、　ｉｌ＋よりβを消去するとＬ　＝　ＴｚＶ
”・・・・・・（６） ２Ｖ。

上記（６）式が求める標準速度、距離パターンであるが
、使用できる減速度βには当然実用上次の制約がある。

βＭＡＸ≧β≧βＭＩＮ・・・・・・（７）但し、βＭ
ＡＸは最大ブレーキ減速度から制御余裕を減じたもの、
βＭＩＮは惰行減速度に制御余裕を加えたものである。

（ＩＩＩ）、（７）式よりＴｚ・βＭＡｘ２ｖＯ〉Ｔｚ
・βＭＩＮ　−（８１この（８）式左辺はブレーキの能
力の限界を示し、右辺は第５図の標準パターンを適用で
きる最小制御開始速度、従って最小輸送距離を示す。

本発明は冒頭述べたように、高価な定速制御装置を使用
しないことを目的としているので、任意の惰行減速度を
受けとめる減速制御開始距離パターンを次のように求め
る。

＋２１　、　＋４１１　＋５１式より Ｌｏ　：２−ｒ、　・Ｔｚ”　＝”””　・・・＝□　
＋９）走行位置　Ｘｏ　＝　ＸＤ−Ｌｏ　　・・（１０
１但しＸＤは目標位置である。

＋９＋　、　＋１０＋式より （Ｕ）式が■０とｘＯの関係を示す式であり、第７図に
示すように、（８）式の示す制約範囲内で、任意速度の
惰行減速度β０を受けとめることができることを示して
いる。但しＱ１式および第７図は説明上のものであり、
実制動は（９）式を変形し、速度、距離パターンに基づ
き、速度フィード・々ンクによりブレーキ力を制御すれ
ばよい。

（ロ）比較的輸送距離の小さい場合（Ｖｏ　＜　Ｔｚβ
ＭＩＮの場合） 第９図は第２図の時間軸の取り方を第６図のように変換
したものであり、４、第８図はこれを速度、距離パター
ンに変換し次ものである。

先ず減速制御開始地点を求める。

減速運動方程式から　Ｌ、−−β−１？・・（１埼、Ｖ
１＝βｊ　１−−　（１４１、ｔ、、　＝　Ｖ、　ｔ＝
　＝βｔ１ｔ、　・・・・（１５）、■、＝２βｔ１　
　・・・・・（Ｉ瞬 （１４）　、　ｔ１橢式から　２　Ｖ、　＝　Ｖ。

Ｌ３＝　ｖ、　ｔ、　＋　−’　ｔ、”　＝　−Ｌ１２
．ｔ、”　・・−Ｑ７）一’−Ｌｏ＝　Ｌ、　＋　Ｌ、
　＋　Ｌ、　＝　２βｔ：＋βｔｔ　、　ｔ＊　−・−
・−Ｈ一旦・・・・・・（１鴎 振れ止めの原理から　　１．＋１．−２（４）式と一式
と比較して判るように、この場合には自由度が１つ多い
ので、βとして一定値βＦＶ　　　Ｖ　　　Ｔｚ　　　
Ｖ”　　　Ｖ、、ＴｚＱ゛）、一式よりＬ・＝イ（−十
丁）−清士−７−故に　−ｇ　−Ｔ、ｚ　Ｖ　≧４Ｌ　
”””囚人に前半減速制御速度、距離ノくクーンを求め
る。

第９図に示したように、第１減速制御か終了したところ
を原点として時間軸を逆にとる。

６輪式を変形１．テｖ＝βＦ　（ｔ　＋　ｔ、　）　−
・・−１２３＋−包ｔ・＋β、・ｔｌ・１．＋ θ（へ）式を変形して　Ｌ−２１ βＦｊｘ・を十包ｔ・・・・・・・（２４）（１鋤、体
υ式より　　”””ニーー四鈴−・・・・・・諏（２１
１、□□□式をｉ２勇式に代入 Ｌ＝暴十？−竹４い＋へ止 （８）式が前半減速制御速度、距離パターンである。

次に後半減速制御速度、距離パターンを求める。

第１θ図に示すように減速完了点を原点に時Ｖ＝βＦｉ
・・・−・・・国 Ｈ１ｌ１式が後半減速制御速度、距離パターンである。

■ 尚、前半減速制御は（ハ）式にｙ　＝　ｉ　　とした・
・・・　（３日 となったところで終了し、その後１８時間の定速度区間
に入ることになるが、最初に説明したように高価な定速
制御装置を使用しない場合には、第１１図に点線で示す
ように惰行を行うこととなるが、１１時間経過後の後半
減速制御においては標準速度と実速度の偏差に応じた減
速度制御という原理からしてスムーズな振れ止めを含む
定位置停止制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は吊り荷振れ周期に応じた加減速パター
ンによる停止時振れ止めの説明図である。 第８図は第１図加減速パターンによる場合の実際的な制
御バク・−ンを示す。 第４図は振れｎめ制御を伴なわない一般的な定位置停止
制御の説明図である。 第５図は本発明の定位置停止制御の標準速度。 距離パターンの一例である。 第６図は第５図の標準速度、距離パターンを速度０時間
パターンに変換したものである。 第７図は本発明の説明図である。 第８図は本発明の他の標準速度、距離パターンの一例で
ある。 第９図は第２図において減速制御部分を時間軸の収り方
をかえて示すものである。 第１Ｏ図は本発明において減速度を一定とする場合の説
明図である。 第１１図は本発明における定位置制御の説明図である。 ５ ７７園 ｖ、（ｖ） ７８０　　　　　　７９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＋１１　　振れ周期に等しい時間または周期の関数の時
   間でロープ吊りクレーンを減速させて停止し、かつ停止
   したときロープ先端の吊荷に振れがない標準速度、距離
   パターンを使用し、実速度と実距離を常時監視し、標準
   速度（！：実速度の偏差に応じて減速度に補正を加える
   ことにより振れ止め、定位置制御を行うことを特徴とす
   るロープ吊りクレーン自動運転装置。