JPS5849478B2 - バケットクレ−ンの自動運転制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はパケットクレーンの自動運転制御方法に関す
る。

貯留ピット内に積載されている固形廃棄物、または堆積
されている土砂、砂礫などの物体を、パケットクレーン
によって所定箇所に運ぶ荷役作業において、物体を掴み
上げるためにパケットを巻下げる場合、従来は高速で巻
下げ、物体上に到着したことを吊り荷重の減少により検
出し、この検出にもとずきパケットの巻下げ動作を停止
させていた。

このため、パケットに大きな衝撃を与えることになりパ
ケットが損傷するおそれがあるし、また上記の検出から
完全停止までにある程度の時間がかかり、吊索の弛みが
大きくなるという問題があった。

そこで、パケットを低速で巻下げるということが考えら
れるが、それでは巻下げ時間が長くなり非能率となる。

このことは、パケットクレーンの自動運転において特に
重要である。

この発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、
パケット巻下げの初期においては高速運転し、物体に所
要距離近づいたときに巻下げ速度を減速し、もって合理
的にパケットの巻下げが行なえる制御方法を提供するも
のである。

第１図はこの発明の制御原理を示すものである。

この図において、堆積されている物体Ｓに対してある水
平方向Ｘを定め、この方向Ｘにそって間隔Ｌで区切り、
位置Ｘｎ，Ｘｎ＋１，Ｘｎ千２等を決める。

そして、吊索２に吊下げられているパケット１によって
物体Ｓをまず位置Ｘ。

で掴み、これを所定箇所に運んだのち、次に位置ｘｎ＋
１で掴むというように、パケット１による物体Ｓの掴み
順序を定める。

各位置ｘｘ，ｘ は掴み位ｎｊ ｎ＋１ ｎ＋
２ 置を、その添字ｎ ，ｎ＋１ ．ｎ＋２は掴み順序を、
間隔Ｌは掴み位置間の水平方向Ｘにそう間隔を表わして
いる。

いま、掴み位置ｘｎにおける物体Ｓ上面のある基準に対
する高さをｈ。

とすれば、掴み位置Ｘｎ＋１における物体Ｓ上面の上記
基準に対する高さｈｎ＋１６よ）ｈ −Ｌ゜ｔａｎα
〜ｈｎ＋Ｌ−ｔａｎαｎ の範囲内にある。

ここで、αは物体Ｓの最大安息角である。

バケ゜ット１を各掴み位置まで巻下げるにさいし、パケ
ット１の巻下げ速度は、最初は高速とし、物体Ｓに上方
から所要距離まで近づいたときに低速とするようこれを
制御する。

この巻下げ速度の減速開始高さＨは、掴み位置ｘｎ＋１
の場合次式によって求められる。

Ｈ＝ｈｎ＋Ｌ−ｔａｎα＋ｎｂ−（１） ここで−Ｈｂは減速余裕距離であって、巻下げ速度が高
速から低速に移る過渡期間の巻下げ量を表わしており、
パケット１が減速開始高さＨから距離Ｈｂだけ下降した
ときには、パケット１の巻下げ速度はすでに低速になっ
ている。

第（１）式は、前回の掴み位置Ｘｎにおける物体Ｓの高
さｈｎからから予測される掴み位置Ｘｎ＋１における物
体Ｓの最犬の高さｈｎ＋Ｌ−ｔａｎαに、減速余裕距離
Ｈｂを加えた高さＨからパケット１の巻下げ速度を減速
させればよいことを意味している。

これにより、パケット１がｈｎ＋Ｌ−ｔａｎαの高さま
で下降したときには、パケット１の巻下げ速度はすでに
低速になっていることになる。

掴み位置ｘｎ＋２における減速開始高さＨもまた、掴み
位置Ｘｎ＋１における物体Ｓの高さｈｎ＋１にもとすい
て求めることができる。

ここで、各位置Ｘｎ，Ｘｏ＋１における物体Ｓの高さｈ
ｏ，ｈｎ＋１は、パケット１が物体Ｓ上面に現実に到着
した時点における吊索２の巻下げ量から公知の手段を用
いて検出することができる。

上記の方法によれば、必ず前回の掴み位置における物体
Ｓの現実の高さをもとにしているから、上記第（１）式
の演算を順次に行なっていっても、誤差が積算されてい
くことは全くない。

なお、第１図においては、物体Ｓの上面は位置ｘ，から
位置Ｘｎ＋２にいくほど高くなっているが、逆の場合で
あっても、低速巻下げ時間が若干長くなるだけであるか
ら支障はない。

以上のように、パケット１の巻下げ速度を高速から低速
に減速運転するにさいし、減速開始高さＨは、前回の掴
み位置における物体Ｓの高さをもとにして第（１）式か
ら求めることができるから、初回の掴み位置における物
体Ｓの高ささえ予め測定しておけば、順次減速高さ位置
Ｈを算出して、パケット１の巻上電動機に減速指令を送
ることができる。

次に、第２図および第３図を参照して 計算機を用いて
パケットの巻下げ速度を自動制御する場合について説明
する。

第２図において、３は物体Ｓの貯留ピット、４はホッパ
であって、パケット１によって掴まれた物体Ｓはこのホ
ツパ４に投入される。

５はクレーン、６はクレーンに装備された横行装置で、
パケット１を吊索２により巻上げ、巻下げする奏上電動
機等を備えている。

７はクレーン制御装置、８は計算機で制御装置７を通し
てクレーンの自動運転を行なう。

計算機８から制御装置７にクレーン制御信号Ａが送られ
る。

マタ横行装置６から計算機８へは、巻下げ量信号Ｂおよ
び吊り荷重信号Ｃが送られる。

計算機８には、予め掴み位置および順序、ならびに減速
開始高さの演算式（１）が記憶されている。

掴み位置はＸ１〜Ｘ５であり、Ｘ１からＸ５に向って順
次掴み動作が行なわれる。

また、初回の掴み位置における物体Ｓの高さは、ピット
３の壁に予め目盛を描いておき、これをオペレータが読
みとることなどの方法により知ることができる。

第３図を参照して、計算機８による自動運転は次の手順
で行なわれる。

（１）物体の高さｈの初期値を記憶する。

オペレータによって入力された初回の掴み位置Ｘ１の物
体Ｓの高さを所定のエリアに記憶する。

（２）予め定められた掴み位置と順序とにしたがって掴
み位置を決定する。

これにもとすき、制御装置７を通して、横行装置６の移
動を開始させる。

（３）掴み位置へ停止させる。

横行装置６からは位置信号が計算機８に送られており、
横行装置６が上記（２）で決定された掴み位置に到達し
たとき、横行装置６を停止させる。

（４）初回か否かを判断する。

初回の場合には、物体の高さｈの初期値と減速余裕距離
Ｈｂとを加算する。

Ｈ−ｈ＋Ｈｂ 初回でない場合には、前回の掴み位置でのパケットの高
さｈを用いて第（１）式の演算を行なう。

Ｈ＝ｈ＋Ｌ−ｔａｎα＋Ｈｂ （５）高速巻下げ指令を出す。

これにより、パケット１は高速で下降される。

（６）現在のパケットの高さが、減速開始高さＨに等し
いか否かを判断する。

パケット１の高さは巻下げ量信号Ｂにもとすいて求めら
れる。

（７）低速巻下げ指令を出す。

パケット１の高さが減速開始高さＨに等しくなったとき
には、巻下げ速度を減速させる。

（８）現在の吊り荷重が零となっているか否かを判断す
る。

パケット１が物体Ｓ上に到着するとバケット１の吊り荷
重が零となる。

吊り荷重は吊り荷重信号Ｃから求められる。

（９）パケットの高さを記憶する。

パケット１の吊り荷重が零となった場合のパケットの高
さは、その掴み位置における物体Ｓの高さｈを示してい
るから、次回の減速開始高さＨの算出のために、これを
記憶する。

パケット１の高さは、巻下げ量信号Ｂにより求められる
。

００）巻下げ停止指令を出す。

０１）物体を掴みパケットを目的位置へ移動させる。

パケット１が物体１上に到着すると、制御装置７を通し
てパケット１の巻下げを停止させ、次にパケット１を作
動させて物体Ｓを掴み、こののち、パケット１を巻上げ
るとともに横行装置６を移動させて物体Ｓをホツパ４内
に投入させる。

（１２）終りか否かを判断する。

動作終了でない場合には、上記（２）に戻る。

動作終了か否かの判断は、たとえは予め定められた所要
回数の掴み動作を行なったか否か、最終掴み位置Ｘ，で
掴み動作を行なったか否か、あるいは物体Ｓの高さ位置
が所要レベルまで下ったか否か等により判断される。

なお、掴み位置はＸ方尚のみならず、これに直交するＹ
方向も含めて定めることができるのは言うｔ！もない。

この場合にはクレーン５も移動させるようにすればよい
。

以上のように、この発明によれば、堆積されている物体
をパケットクレーンで掴み上げ所定箇所に運ぶ荷役作業
において、パケットを所要の掴み位置に巻下げるにさい
して、その巻下げ速度を最初は高速で、パケットが物体
に所要距離まで近づいたときには低速にするよう減速さ
せることができるから、従来のように高速のままパケッ
トを物体に衝突させてパケットの損傷を招いたり、ある
いはパケットの吊索の弛み量を大きくしたりすることな
く、さらに低速のみで運転する場合のように非能率とな
ることなく、きわめて合理的な運転制御が行なえる。

そして、減速開始高さは必ず前回の掴み位置の物体の高
さをもとにして算出するようにしているから、掴み動作
が順次行なわれていくにつれて｛の誤差が大きくなるよ
うなことは全くなく、常に正確に定めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の原理を説明するための構成図、第２
図および第３図はこの発明を計算機を用いて実施した場
合を示し、第２図は構戒図、第３図は計算機の手順を示
す概略的なフローチャートである。 １・・・・・・パケット、Ｓ・・・・・・物体、Ｘ１・
・・Ｘ５ｙＸ，・・・Ｘ，−４−２・・・・・・掴み位
置、ｈ ，ｈｏ， ｈｎ＋１・・・・・・物体の高さ、
α・・・・・・最大安息角、Ｈｂ・・・・・・減速余裕
距離、−Ｈ・・・・・・減速開始高さ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 水平方向に移動自在でかつ昇降自在のパケットによ
   って、堆積されている物体を掴み上げ所定箇所に運ぶ荷
   役作業において、上記パケットを所要位置に巻下げるに
   さいしてその巻下げ速度を、上記パケットが上方から物
   体に所要距離まで近づいたときに減速させるよう制御す
   る方法であって、あらかじめパケットの水平方向の掴み
   位置と順序とを定めておき、前回の掴み高さに、物体の
   最大安息角により定まる前回の掴み高さとの最大レベル
   差と減速余裕距離とを加えた高さから、上記パケットを
   減速させることを特徴とするパケットクレーンの自動運
   転制御方法。