JPS5912084A - クレ−ンの振れ止め制御装置 - 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】 この発明は、プログラム方式のクレーンの振れ止め制御
装置に関するものである。

一般ＶＣ，クレーンの運転においては、吊荷を吊下ける
ロープを保持し、レール等の所定軌跡上を走行するクレ
ーンの走行体を、最短時間で目的位置に位置決めし、そ
の位置で荷振れｔ許容値以下にすることが望まれている
。荷振れを許容値以下にする手段としては振れ角フィー
ドバック方式。

プログラム方式等がある。

第１図は従来のプログラム方式のクレーンの振れ止め制
御を示すブロック図であり１図中（１）はクレーンの走
行体、（２１ｉ１０−プ（３）で吊下げられた吊荷、（
４）はクレーンの走行車輪、（５）は速度パターン発生
装置であり１行先位置指令（Ｘｃ）に応じて表１に示す
ような運転速度パターンのいずれかを演算発生してクレ
ーンの振れ止め運転を実行するものである。＋６１　ｉ
ｉ速度制御装置であり、速度パターン発生装置（５）で
発生した速度パターンによる速度指令（Ｖｃ）ＶＣ従が
って駆動装置２例えば電動機（７）を駆動制御しており
、電動機（７）はクレーンの走行車輪（４）に機械結合
されクレーンの走行体（１）全移動させている。（８１
μ指速発電機であり、速度制御装置（６）へ速度フィー
ドバックし速度制御ループを形成している。（９）はク
レーンの位置Ｘ　（あるいは移動量Ｌ）’（ｚ検出する
位置検出装置である。なお、（Ｖ）はクレーンの移動速
度、（ｕ）ｔｌクレーンの加減速度。

（Ｊ−）はローブ長である。

このような構成において、クレーンの走行体（１）を現
在位置（ＸＯ）がら行先位置（Ｘ３）に行先位置指令（
Ｘｃ）　Ｉｃ　、１：　り移動させるとき、加速９等速
、減速の運転が行なわれることになり、吊荷（２）は運
転途中で振れ角（のを生じるが。走行体（１１が行先位
置（Ｘ３）に移動したとき、振れ角（θＩ＝ＯＶＣなる
ことが必要である。

（以下余白） 表１　　各）ぐ７−二　に↓る　９し−：　の最＾渾市
ン、次に１表１の運転速度パターン１を速度パターン発
生装置（１）が発生した場合のクレーンの振れ止め制御
の動作について説明する。なお、速度パターンｔ１１定
速区間に於いて荷振れをフリーな形で運転する方法で第
２図ａで示す運転パターンで運転される。第２同氏にお
いて、縦軸は速度（Ｖ）、横軸は時刻（１）　１示し、
　（Ｖａ）は加速時の速度、　（Ｖｏｐｔ）け等速運転
速度、　（Ｖｂ））ゴ減速時の速度で、（１１゜ｔ２．
ｔ５）は速度切換タイミングであり、（Ｖｏｐｔ）。

（ｔ＋　、　ｔ２．　ｔｓ）は次式で求められる。

化１．．Ｌ−移動量＝ｌＸ５−ＸＯＩ ＶｍａＸ・・・クレーンの最大速度 ！・・・ローブ長 ｔ　１＝　Ｖｏｐｔ　／　ｎ ｔ２＝Ｈ＊Ｔ　　　　　　　　　　　（１）ｔ３＝　ｔ
＋　＋ｔ２ 従って、第２図ａに示す運転パターンの面積はクレーン
の移Ｆ！２］量（Ｌ）　Ｋ等し、いことになる。

第２図ｂｉｉ第２図ａの運転パターンによりクレーンを
運転した際の振れ角（θ）と振れ角速度（θ／ω）の位
相平面での軌跡図であり９図中（α）Ｖｉ加速時の加速
度、（／ｌは減速時の減速度である。この図では。

（ｔｏ）において振れ角（θ）が零、　（１＋）１で加
速度（α）で運転することにより振れ角（θ）が変動し
、その後（ｔ２）で減速を開始することにより振れ角（
のが（ｔ４）で再び零Ｖｃなることを示している。

第３図は第２図ａの速度−パターンを実現する場合の速
度パターン発生装置（５）の機能プログラムを表わした
ものである。図中、（Ａ）は速度基準及びタイミング（
Ｌ　、　Ｖｏｐｔ　、　ｔｌ、　ｔ２．　ｔｓ）の計算
部。

（ＤＪは時間（１）のカウント部、（Ｋ）ｔｉ切換タイ
ミング（ｔ＋　、　ｔ２．　ｔｓ）　ｆ）判定部、（Ｆ
）Ｐｉ各ｈｔｙ）時点ノ速度（Ｖｃ　＝　Ｖａ　、　Ｖ
ｏｐｔ　、　Ｖｂ）の算出部ｅ（ａ＞ｔｒｓ速度指令（
Ｖｃ）？ｒ：速度制御装置（６）へ出力する部分であり
。

（Ｄｌ−（Ｇ）により速度側舅部を構成してあり、各々
の時「１４（ｔ）［対して速１−（ＶＣ）をリアルタイ
ム処理で演算実行し、出力している。従りて、　Ｖａ≦
ＶＯｐｔ　。

Ｖｂ≦Ｖｏｐｔとなる。

この従来装置における制御のポイントは、速度パターン
発生装置（５）からの速度パターンに速度制御装＠（６
）が￥′ｆｔ度よくいかに追従してくれるかにかかわっ
てくるものであるが、実際には速度制御系のレギュレー
ションや応答遅れあるいは回路的な切換え時間による遅
れ等があり、速度パターン発生棒＠　（５１で力えた指
令部りに追従してくれないという不具合があった。

これらに不具合に対して、従来は速度制御装置（６）の
ループゲインや応答性を上げたり、進み補償回路等を設
けることにより対応していたが、このような対応ではハ
ンチングを起こし几９１回路構成が著しく複雑になる等
の問題があり、充分なる性能を有する撮れ止め制御装置
とするには限度があり友○ この発明は、上記不具合を除去するためになされたもの
であり、速度パターンに対する追従精度のよいクレーン
の振れ市め制御装置を提供することを目的とする。この
目的を達成するために、この発明ではプログラム方式の
振れ止め制御はフィードフォワード制御であることに着
目し、速度制御系のレギュレーションや応答遅れなどは
定数的にわかっている事が多いことに鑑みて、おら力・
しめこれらの制御誤差量を速度パターン発生時に組み込
むようにしたものでおる。

以下この発明装置を図面に基づき詳述する。

第４図は表１に示す速度パターンに制御誤差量を補償し
た一例を示すもので９起動時ＶＣは初期速度（ＶＯ）　
ｋ与え、運転途中のレギュレーション誤差は補正量（△
ｖ）全速度に加え、又切換え時のタイミング遅れに対し
ては補正量（ｔａｌｌ　　”ｄ２）　ｋタイミング（ｔ
ｌ、ｔ２）に加えて補償するように速度パターン発生装
置に組み込んだものである。なお１図中実線Ｐ１は理想
的な速度パターンであり。

破＃！Ｐ２は補償制御全行なった際の実際の速度パター
ンの指令である。

第５図はこの発明の一実施例を説明するためのブロック
図であり、速度パターン発生装置（５）に制御誤差の補
正ｉｔを入力する入力手段を設けるとともに、指速発電
機ｔｅｌの速度フィードバック量（Ｖｆ）を速度パター
ン発生装置（５）に入力するようにしたものである。ま
た、この実施例では１時間ペースまたは距離ペースによ
るモード選択信号（００Ｂ）を速度パターン発生棒ｆｌ
（５）へ入力するようにしている。なお、第１図と同一
または相当部分には同一符号を付してあｐ、その説明を
省略している。

この第５図の実施例の動作を第６図の速度パターン発生
装置（５）の機能プログラムを用いて第３図との相異点
に基づき説明する。なお、ここでの説明以外Ｖｉ第３図
と同一動作を行なっている。

まず、第６図の（Ａａ）は切換タイミングの補償部で、
タイミング（ｔ＋’　＊　ｔ２’）は下式（１１０で求
められる０ １１′立ｔ　Ｉ−ｔｄｌ　　　　ｔ２′＝　ｔ２−　ｔ
ｄ２　　　（Ｉｌｌ）次Ｋ　（Ｂ）は起動時の補償速度
（ＶＯ）の出力部であり。

この時点で速度制御装＠（６）に補償速度が速度指令（
Ｖｃ　＝　Ｖｏ　）として与えられる。また、　（Ｆａ
）は速度算出Ｍ（Ｆ）−ｃ得た速度（Ｖｃ　＝　Ｖａ　
、　Ｖｏｐｔ　、　Ｖｂ　）と速度フィードバック量（
Ｖｆ）とにより下式■の演算 １ｖｃ−ｖｆｌ＜ｘ　　　　　　　　　　　　ＧＶ）但
しに＝許容誤差 を行ない、許容値（狗との大小判別をして演算結果が許
容値（Ｋ）より犬であれば速度補正部（ｔｒｂ）’に実
行する。速度補正部（Ｆｂ）Ｕ速度算出部（Ｆ）で求め
た速度（ＶＣ）に補正量（ΔＶ）を付加して実際の補正
後の速度指令（ＶＣ５を下式（■により求めている。な
お、補正を要しない場合は速度指令部（Ｇ）において速
度（Ｙｅｎ：速度指令（ＶＣ９として出力している。

Ｖｃ／：Ｖｃ±△ｖ　　　　　　　　　　（Ｖ）以上の
如く速度パターン発生装置（５）全構成する事によって
、速度パターンを予め補正することができるので、上述
のような従来装置の不具合を除去できる。

なお、各時間毎の速度（ＶＣ）の求め方は第７図に示し
た方式で行なっている。即ち、下記（至）式により時刻
（ｔｊ、＋＋）と（ｔｌ）との間の（１）の速度（Ｖ）
’に求めている。なお、　（ｖｉ＋＋）け（ｔ１＋＋）
の速度、　（Ｖｉ）は（ｔｌ）の速度を示す０ 但し、　ｔ１≦ｔ≦ｔ１＋１ ところで、上述した実施例の振れ止め制御装置は装置内
に時刻発生器を持ち９時間軸をベースに速度の切換えを
行なっているので、下記のような場合には制御終了時に
所定の位置に位置決めできないという不具合、あるいは
残留振れ角が生じるどいった不具合が生じる。

１）時間カウントの精度の乱れや制御に必要な分解能が
得られない場合 ２）走行体の機械系９例えば走行車輪の摩耗を生じた場
合 このような不具合を生じる場合には、距離をベースとし
た制御をするのが望ましい。

第８図は距離ベースでの速度パターンの一例で距離Ｘｌ
、　Ｘ２．　Ｘ３　　μ上述の速度（ｖｏｐｔ）　、タ
イミング（１＋、１２）　より下式（イ）で容易に求め
られる。

故に９位置検出装置（９）で得た位置データ（Ｘ）　’
ｉもとに速度パターンを発生すれば距離ベースの振れ止
め制御を実現できる。

ところで、上述の時間軸ｔベースとしたクレーンの振れ
市め制御装置にも次のような利点があってすてがたい。

即ち。

１）移動距離（Ｌ）が一定であれば位置検出装置（９）
が故障した場合や１位置検出装置がない場合にも使用で
きる。

２）速度パターン発生装置（５）の構成が簡単になるＯ 従って、いずれかの方法を適当に切換える事ができれば
クレーンの状況に応じた適切な運転を実現できるので有
用性が著り、（向上する。このような切換え可能な構成
を有する制御装置を第９図を用いて説明する。

第９図は時間、距離ベースの切換えを可能とした速度パ
ターン発生装置（５）の機能プログラムであり、第６図
に示す機能プログラムに下記機能を追加したものである
。即ち、　（Ａｂ）は切換距離（Ｘｌ。

Ｘ２　、　Ｘ５　）の算出部、（Ｄ）ｉｉ待時間距離ベ
ースの運転モード判定部である。モードの判定に必要な
信号は第５図に於いてモード選択切換スイッチαｏｌ付
加し、この信号を速度パターン発生回路（５１Ｋ入力す
る事によって判定する。以下のプログラムは時間ベース
の場合と同様であり、距離ベースの場合には（Ｈ）（１
）（Ｊ）の部分が付加される。即ち（Ｈ）は位置検出部
、（１）は切換位置判定部、（Ｊ）は速度指令値の算出
部であり、第１０図に示すように距離（ｘ）ＶＣよりＢ
１要の速度ｃｖ）’を求めている。なお、ここでＸ；Ｘ
　−Ｘｏ　である。第１０図において、距離（ｘ）Ｋお
ける速度は下記１式で求められる。なお、距離（Ｘすの
速度Ｆ′１（ｖｉ）　、　（ｘｉ＋　＋）　１ｉ（Ｖｔ
＋　＋）である。

ｖ＝ｖｔ±５了障讃−ｘｔｌ　　　　Ｑ’１但し、加速
時に＋、減速時に− （ｕ）Ｖ′ｉ加減速度である。

なお、上記実施例では１表１の速度パターン１を用いて
説明を行なったが、この発明袋＠け他の速度パターン２
、−５にも適用でき、誤差制御量の入力を変更すればよ
い。

以上のように、この発明装置では速度制御系の誤差、遅
れ及び機械系の誤差や位置検出装置の故障などを実馳値
等により求め、あらかじめ速度パターン発生装置（５）
に補償する形で入力する手段を設け、又クレーンの状況
に応じて運転モードを切換る信号を入力できるようにし
ているので、速度パターンに対し追従精度がよく振れ止
めを確実に行なうことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の振れ止め制御ブロック図、第２図−ａは
振れ止め制御の速度パターンの一例を示す図、第２図ｂ
Ｈ振れ角と振れ角速度の関係の位相平面軌跡図、第３図
は従来の速度パターン発生装置のプログラムを示す図、
第４図はこの発明の実施例を示す速度パターンを示す図
、第５図けこの発明の実施例を示す制御ブロック図、第
６図はこの発明の実施例を示す速度パターン発生プログ
ラムを示す図、第１図は第６図に於ける速度算出の方法
を示す因、第８図はこの発明の距離ベースによる制御の
速度パターン図、第９図はこの発明の距離ベースによる
制御の速度パターン発生プログラムを示す図、第１０図
は第９図に於ける速度ａ、出の方法を示した図である。 なお１図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 （Ｓ−）　＋＞；！−、、ｐ、−ｎ−ｙ−／　＊＊％：
５ｒ　、　ｔｔ＝刀４り梠ｆ名、ｉ７−、ｂｓ。 代理人葛野　信− 第２図α 第４図 Ａ　　Ｓ −Ａ 第　７　図 第３図 第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋１＞　　プログラム方式のクレーンの振れ止め制御装
   ｆｌｌｉにおいて、クレーンの走行体の行先位置指令に
   応じてクレーンの振れ止め制御が行なえる速度パターン
   を発生する速度パターン発生装置と、駆動制御系のレギ
   ュレーション及び追従遅れによる制御誤差ｉを誤差補正
   量として上記速度パターン発生装置へ入力し上記速度パ
   ターンを修正させる誤差補正量入力手段と、上記速度パ
   ターン発生装置から発生した速度パターンによる速度指
   令に応じて駆動信号を出力する速度制御装置と、上記速
   度制御装置からの駆動信号により駆動制御され上記クレ
   ーンの走行体を移動させる駆動装置とを備えたことを特
   徴とするクレーンの振れ止め制御装置０ （２）速度パターン発生装置は時間ペースと位置ベース
   のいずれか選択された信号が入力され、この信号により
   速度パターン含演算出力することを特徴とする特許請求
   の範囲第（１）項記載のクレーンの振れ止め制御装置