JPS59186887A - アンロ−ダの振れ止め制御方式 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、巻上げ（巻下げ）横行するアンローダの振れ
止め制御に関するものである。

〔従来技術〕

アンローダにおいて、走行中にバケットが振れることは
危険であり、また横行Ｉ・ロリーが目標位置に達したと
きに、ハケソ１−に振れ角が残っていると、バケツ１−
が静止するまで次の動作に進めることができないため作
業効率の低下をまねく。よって、横行トロリーの運転制
御は、走行中及び目標位置到達時に振れがないようにす
る必要がある。

このバケット振れをなくすための運転制御は、ロープ長
一定の横行運転のできる設備では、経路の一義的決定及
び振れ量の解析的な把握が可能なため、種々の方法より
実現されている。

しかしながら、アンローダにおいては、一般的に効率的
な運転をするために、巻上げ（巻下げ）同時横行運転を
手動操作により行っている。また、一部において行われ
ている自動運転では、手動運転の運転パターンを制御装
置に記１．ａシ、自動運転時に、手動運転パターンを再
現する方法が採用されている。ところが、入船する船の
形状の多種性及び潮の干満と船荷重量の変化によるハツ
チ位置の変更があるため、経路が一義的に決定できない
。

第１図はその様子を示すものであり、図中Ｂはバケット
、Ｈはホッパー、（２１ａ）及び（２１ｂ　）はそれぞ
れ満潮時及び干潮時の１０万トンの船のハツチ位置、（
２２ａ　）及び（２２ｂ　）ばそれぞれ満潮時及び干潮
時の５万１−ンの船のハツチ位置、（２３ａ）及び（２
３ｂ　）はそれぞれ２．５万トンの船のハツチ位置、ま
たり、、Ｄ２．Ｉ）ａは’ｃ　レソレ１０万ｈ　７　。

５万トン、２．５万トンの船のハツチ間隔、Ｆは荷上げ
する岸のフロアを示すものである。

このように、船の形状や潮の干満、船荷重量の変化によ
ってパッチの間隔や高さが界なるため、記憶すべき手動
運転パターンの種類が膨大なものになるか、もしくは、
自動運転の範囲を一部に限ることになる。

〔発明の目的〕

本発明は、これらの点を克服して、−組の理想的な振れ
の少ない手動運転パターンを記憶することによって、自
動運転時、横行距離が変化しても理想的な振れの少ない
運転を実現できるアンローダの振れ止め制御方式を提供
することを目的とするものである。

〔発明の構成〕

この発明は、横行トロリーを有し、巻上げ横行又は巻下
げ横行するアンローダにおいて、ロープ長によりバケッ
トの位置を検出する装置と、横行トロリー位置を検出す
る装置と、これらの装置からの入力信号より自動運転時
に横行速度指令を出力する演算装置から構成され、一定
速横行中のバケットの振れがほぼ零で、停止時にハケソ
ト振れがほぼ零になった手動運転のパターンをロープ長
さの時間的変化Ａ　（ｔｌと横行速度の時間的変化１７
　＋１１として記憶し、次に、ロープ長さと横行速度Ｕ
と重力加速度ｇにより、横行運転のシステムダイナミッ
クスを表した次の＋１．１式 ％式％（１１ をもとに、記憶した手動運転パターンをへケソ１−振れ
角の時間的変化θ（ｔｌとバケツト振れ角速度の時間的
変化θ（１１を求め、次に、巻上げ又は巻下げ不変で、
記憶した手動運転パターンの横行圧％ｌＩｔＬｍと異な
る横行距離りの自動運転を行なう場合に、記憶した手動
運転パターンのバケット振れ角θ（ｔｌ＃０及び振れ角
速度ｊ　ｔｔ）＝　ｏなる区間の運転時間ｔｃと横行速
度ｔｉｃをもとに、距離補正のために、自動運転中にバ
ケツト振れ角θ（ｔｌ＃ｏ及び振れ角速度θ（ｔｌ＝０
のまま一定速横行運転する時間ｔｅａを、次の（２）式 ％式％（２１ より求め、次に、演算装置から横行速度指令とし、バケ
ット振れ角θ（ｔｌ＝０及び振れ角速度θｆｔ１＝０な
る区間の前は記憶した手動運転時の横行速度Ｕ（１）を
、前記の区間はυＣを、前記の区間の後の（ｔｌｔｅａ
）時は記憶した手動運転時の横行速度Ｕ（１１を出力し
て、手動運転時と同様にバケットの振れの小さい運転制
御を実現するアンローダの振れ止め制御方式をその要旨
とするものである。

〔実施例〕

第２図は、本発明の実施例を示すシステム構成例であり
、図において（１）は横行トロリー用モータ、（２）は
横行トロリー用制御装置、（３）は横行トロリー用速度
検出器であり、これらの要素よりなるドライブシステム
は、運転制御装置（９）の速度指令をもとに速度制御を
行なっている。本システムは、横行トロリー位置検出装
置（４）及びロープ長検出装置（８）として、シンクロ
発振器を使用した例を示している。手動時に、横行手動
操作指令器（１０）より手動速度指令を運転制御装Ｗ（
９）へ取り込んでいるが、これに代えて、横行速度フィ
ー１ハツク信号を使用しても本システムと大差ない。運
転パターンの記憶開始終了と自動運転開始は、タイミン
グ指令器（１１）より指令する。なお、到着位置は、巻
上げ時はポツパー位置、巻下げ時は前回の荷積み位置±
α等で与える。

本システムでは、荷積みレヘルの変化時のためにロープ
長を入力できるようにしているが、もし、巻上げ（巻下
げ）パターンが一義的に決定できる場合は、ローブ長入
力装置に代えて、巻上げ（巻下げ）距離を入力する位置
を追加し、運転制御装置（９）内で、巻上げ（巻下げ）
パターンを関数発生させることにより、ローブ時間変化
とすることも可能である。

また、一定距離巻上げ（巻下げ）システムでは、巻上げ
（巻下げ）パターンを固定し、巻上げ（巻下げ）パター
ンを内部関数発生ずることも可能である。

以下、本発明の制御方式について詳述する。

アンローダのバケットの振れば、横行速度によるバケッ
トの遅れ振れと、横行減速によるハヶソ１−の進み振れ
がある。このため、アンローダ操作員はまず、一定速横
行時に振れなく巻上げ（巻下げ）横行できるように、横
行加速時に遅れ振れ止めを行っている。加速完了時の振
れが、振れ角が完全に零でなくても、零近傍であれば、
巻上げ（巻下げ）一定走行中ばほぼ零のままである。そ
して、減速開始後に減速振れ止めのみを行っている。

第３図その手動運転パターンを示すものであり、図中ａ
は横行加速ゾーン、ｂは横行定速ゾーン、Ｃは横行減速
ゾーン、ｄは加速振れゾーン、ｅは振れ零ゾーン、ｆは
減速振れゾーンを示している。

即ち、加速完了時に振れ角θ（ｔ）＃Ｏ及び振れ角速度
θ′＝−０で一定速横行に移れば、減速開始時まで、振
れ角θｆｔ１＝ｏである。

これを解析的に示すと、以下のようになる。

巻上げ（巻下げ）横行時のシステムダイナミックスを表
す（１）式において、横行一定速運転時は加速度υ＝０
より、（３）式を得る。

βθ＋２７！θ十ｇ　ｓｉｎθ−０−−−−−−−−＝
−−−−−−−−−−（３）ここで、θ＃　ｓｉｎθ及
びロープ長の変化が小さいとして、ｊ２−０とし、（４
）式を得る。

ｌθ＋ｇθ＝　ｏ　　−−一−−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−一〜−−−−−−−−−−−−（４
］（４）式を解いて、（５）式を得る。

θｆｔ１−θ（ｏｌ　ｓｉｎω１＋（θ（０）／ω）　
　ｃｏｓωｔ〜−−−一−−−−−−−−−−−−−−
・−−−−−−−−−（５＋ここで、振れ角初期値θ（
０）及び振れ角速度θ（０）＃Ｏの場合に、θ（０＋Δ
１）＝０及びθ（０十Δｔ）となる。次に、θ　（０＋
Δｔ）＃０より同様にθ（Δｔ＋Δｔ）＃０となる。よ
って加速完了時の振れ角はぼ零であれば、横行一定速運
転中にロープ長が変化しても、振れ角はほぼ零のままで
ある。言い換えれば、振れ角零で慣性運動すれば、振れ
角は零である。なお、固有振動数ωは（６）式で表され
る。

ω−Ｖ／（ｇ／ｌ　　　〜−−−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−（６１このことは、振れがほとん
ど零である一定速横行運転は、振れを零のまま横行距離
を変えることが可能であることを意味する。よって、振
れ角θ＝０で且つ、振れ角速度θ−〇の区間を検出し、
その時の横行速度ｔ／ｃのまま運転する時間を任意に変
化させても、減速開始時まで振れ角θは零である。

次に、振れ角θ（１）と振れ角速度の演算方法を示す。

空気抵抗、ローブハンチング、バケット荷重変化による
重心変化等を無視した場合、（１）式が、横行トロリー
運転のシステムダイナミックスを示していることは衆知
であるが、参考のため以下に示す。

バケット重量をｍ、重力加速度をｇ、ロープ長をｌ、ロ
ーブの張力をＴ、バケット水平位置をＸ、バケット垂直
位置をｙとして、第４図に示す状態０ を想定すると次式が成立する。

（７）式よりＴ及びｍを消去すると、ロープ長ｌと振れ
角θの関係式（８）を得る。

ρθ＋２βθ＋ｇ　ｓｉｎθ＋ｘ　ｃｏｓθ−０−−−
（８１ここで、ｘ−ｔ＞であるので、（１１式が成り立
つ。

（１）式において、ｌとＵとの初期値を含む時間的変化
がわかれば、ディジタル演算又はアナログシュミレート
により振れ角θの時間的変化を求めることができること
は明白である。

例えば、（１）式を第５図に示すブロック線図の形に展
開し、ディジタル演算により、振れ角変化θ（ｔｌを求
めることができる。これは、ｓｉｎ、　　ｃｏｓ。

微分及び積分演算できる演算装置であれば、簡単に実現
できる。参考に、振れ角演算の結果の一例を第６図に示
す。同図における各値及び初期値は次の通りである。

１ 巻上げ速度　　２６７ｍ／　ｓｅｃ 横行速度　　　　２９ｍ／　ｓｅｃ 横行加速度　　　１ｍ／　５ｅｃ２ 初期ロープ長　　２６ｍ 最終ロープ長　　１３ｍ 記憶した手動運転パターンの横行距離Ｌｍと違う横行距
１ｉｉＩｔＬを自動運転する場合の横行距離の補正は、
振れがほぼ零の区間の横行速度ｕｃをもとに、ｔｃａを
（２）式より求め、振れがほぼ零の区間の一定運転時間
ｔｃを（ｔｃ十ｔｃａ）時間に補正して、横行速度υＣ
一定の横行距離を変えることにより行なうことができる
。第７図は手動運転時の運転パターンをもとに、自動運
転時の運転パターンを求めたものを示すもので、３曲線
は横行距離を短くする横行自動運転パターン、５曲線は
手動記憶パターン、Ｃ曲線は横行距離を伸ばした横行自
動運転パターンを示す。

この原理に従って、一定速横行運転中に振れがほぼ零で
、停止時に振れがほぼ零である理想的な手動運転パター
ンを記憶し、次に、記憶した手動２ 運転パターンのロープ長の変化ｎ　（ｔｌと横行速度の
パターンの変化ｔ／　（ｔｌにより、その運転パターン
中の振れ角θ＃０及び振れ角速度θ＃０である振れがほ
ぼ零である区間を、演算により検出し、その振れがほぼ
零の区間の運転時間を、手動横行運転距離Ｌｍと自動運
転距離りに見合う補正とすることにより、自動運転時に
、手動運転と同様の一定速運転中に振れが零になる運転
制御が実現できる。

なお、ハツチ間隔の広い場合には、横行巻上げ時間を短
縮し効率を上げるため、数組の手動運転パターンを記憶
し、各該当するゾーン内で本試験を行なうこともできる
。第８図は、横行時間短縮のために、２組のゾーンに自
動運転を分けた場合の例を示したもので、Ａで示すゾー
ンはａの記憶運転ルートで運転し、Ｂで示すゾーンはｂ
の記憶運転ルートで運転するようにしたものである。

〔発明の効果〕

上述したように本発明によれば、−組の理想的な振れの
少ない手動運転パターンを記憶することにより、自動運
転時横行距離が変化しても、理想３ 的な振れの少ない運転を実現できるという効果を奏する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は入船する船の形状や潮の干満の変化によるハツ
チ位置の変化の状態を示す説明図、第２図は本発明によ
る制御システムの構成例を示すブロック図、第３図は手
動横行運転パターンを示す波形図、第４図は横行トロリ
ー運転状態を示す説明図、第５図は（１１式を展開した
ブロック線図、第６図は第５図のブロック線図をもとに
へケソト振れをディジタル演算より求めた結果を示す説
明図、第７図は手動運転時の運転パターンをもとに求め
た自動運転時の運転パターン図、第８図は横行時間短縮
のために２組のゾーンに自動運転を分けた場合の例を示
す説明図である。 特許出願人　株式会社　安川電機製作所代理人　手掘　
益（ほか２名） ４ 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、横行トロリーを有し、巻」二げ横行又は巻下げ横行
   するアンローダにおいて、ロープ長によりバケットの位
   置を検出する装置と、横行Ｉ−ロリー位置を検出する装
   置と、これらの装置からの入力信号より自動運転時に横
   行速度指令を出力する演算装置から構成され、一定速横
   行中のバケットの振れがほぼ零で、停止時にバケツト振
   れがほぼ零になった手動運転のパターンをロープ長さの
   時間的変化β（ｔｌと横行速度の時間的変化１Ｊ（ｔ）
   として記憶し、次に、ロープ長さと横行速度Ｕと重力加
   速度ｇにより、横行運転のシステムダイナミックスを表
   した次式 ％式％ をもとに、記憶した手動運転パターンをバケット振れ角
   の時間的変化θ（ｔｌとバケツト振れ角速度の時間的変
   化δ（１）を求め、次に、巻上げ又は巻下げ不変で、記
   憶した手動運転パターンの横行距離Ｌｍと異なる横行能
   ％１ｉＬの自動運転を行なう場合に、記憶した手動運転
   パターンのバケツト振れ角θ（１１＃０及び振れ角速度
   θｉｔ）＃Ｏなる区間の運転時間ｔｃと横行速度ｔ／ｃ
   をもとに、距離補正のために、自動運転中にバケット振
   れ角θ（ｔｌ＝ｏ及び振れ角速度θ（ｔｌ＃ｏのまま一
   定速横行運転する時間ｔｅａを、次式 ％式％ より求め、次に、演算装置から横行速度指令とし、バケ
   ット振れ角θｆｔｌ＃ｏ及び振れ角速度θ（ｔｌ＝０な
   る区間の前は記憶した手動運転時の横行速度Ｕ（１１を
   、前記の区間はｔ／ｃを、前記の区間の後の（ｔｌｔｅ
   ａ）時は記憶した手動運転時の横行速度Ｕ［１）を出力
   することを特徴とするアンローダの振れ止め制御方式。