JPS5950595B2 - クレ−ンの制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は鋼板（厚板）のような吊荷を励磁吸引及び消
磁釈放するリフティングマグネット装置（以下リフマグ
装置）を備えたクレーンに於いて吊上げ及び釈放を自動
的に監視、制御して適正でかつ高能率なりレーンの無人
自動制御を可能とする制御装置を提供するものである。

第１図はクレーンの装置概要を示す図で、１Ａはクレー
ンの走行ガーダ、１Ｂはこの走行ガーダ上を、ガーダの
走行方向と直角方向に移動する横行うラブ、１Ｃはこの
横行うラブの横行車輪、１Ｄは上記走行ガーダ１Ａの走
行車輪である。

２はリフマグ装置の電磁石、３は巻上用電動機及び巻上
ドラムを含む巻上送置、４は荷重検出部（ロードセル）
、５は搬送物である。

従来このようなりレーンに於いて、リフマグ装置を用い
て厚板を搬送する場合クレーンの運転手がリフマグ励磁
電流を手動にて調整し必要な数量を吸引したり釈放作業
をしていたが、このような操作には熟練を要し励磁電流
の選定によっては第２図ａ、 ｂのように吊上げがう
まくいかなかったり、励磁電流が大きすぎて必要以上の
数量を吊上げたり、逆に小さすぎて必要数量吊上げられ
ないと云った不具合を生しる。

また、搬送移動して消磁釈放を行なった時、後述リフマ
グ装置の電流制御部８あるいはリフマグ電磁石６の動作
不良に起因する消磁電流の不適正、消磁タイミングの不
良等によって搬送物がリフマグ電磁石に吸着したまま巻
上げられると云った不具合を生じる。

更には前述した形で吊上げられた複数枚数の厚板を、ク
レーンが所定の位置に移動した後、一部分のみ釈放して
残りを別の位置へ釈放荷降しをする場合がある。

この場合の吊荷枚数の選別作業は相当な手間を要してい
る。

またこのようなりレーンを無人自動化するような場合に
於いては厚板のサイズ、吸引枚数から別に定まる励磁電
流をリフマグ装置に与えて通常云われる枚数制御を行な
う事によって適正な吊上げ及び釈放作業を行なっている
。

しかしながら各種の条件により前述したような不具合を
生じることがあり吊直し、釈放し直しを何度もくり返さ
なければならない事にもなり場合によっては無人自動化
すること自体が不可能になる。

このような不具合は作業途中に於ける搬送物の高所から
の落下や他物体との衝突等を招来し、危険であるばかり
でなく製品に損傷を与えたり倉庫に於ける在庫管理の混
乱を生じる。

この発明は上記不具合を除去して適正且つ高能率な吊上
げ及び釈放制御装置を提供しようとするものである。

第３図はリフマグ電磁石の断面図で、６は電磁石のコイ
ル、７はリフマグ吸引面の磁束を検出するホール素子で
ある。

第４図はリフマグ吊上制御装置の構成の一例であり、４
は荷重検出部で搬送物のみの重量値を検出することがで
きる。

８はリフマグ装置の電流制御部である。

９は吊手全制御装置で、ホール素子７から得られる出力
電圧の増巾部と、電流変換部と、コンパレータ部とを備
え、コンパレータ部はリフマグ電流制御部８の動作によ
リフマグ吸引面６に流れる電流を基準値として前述した
ホール素子７の出力との一致チェックを行ない、さらに
電流基準値と検出値との相関々係より偏差がある場合吊
下全信号を発する。

１１は巻上軸駆動制御装置、１２は制御装置で、リフマ
グ吸引指令電流に関する情報を外部装置より受け、巻上
軸駆動制御装置１１に巻上、巻下げ指令を出力し、リフ
マグ電流制御部８に対しては吸引励磁電流と釈放消磁電
流をＤ／Ａ変換して出力するとともに吸引指令、釈放指
令を出力するばか釈放完了信号を入力し、また吊下全検
出装置９に対してはリフマグ装置の電流制御部８経由で
電流基準値を与えるものである。

１３は荷重検出装置で、リフマグ制御装置１２から出力
される秤量指令に応動して荷重検出部４からの荷重信号
を採集し、その入力にもとづいて重量デー、夕を制御装
置１２に出力するものである。

なお、リフマグ吊上げ制御装置１２は、第５図、第７図
及び第１０図に示す機能を持っている。

指令電流■。、及び指令重量Ｗ。は吊上げようとする厚
板のサイズ（巾、長す、厚さ）及び枚数等から既知の値
として別に与えられるものである。

次に、この制御装置１２の機能を、フローチャート（第
５図、第７図及び第１０図）をもとに説明する。

（ａ） 吊上げ吸引時のシーケンス（第５図）（１）
まず吊上げようとする厚板のサイズ、枚数により指
令電流Ｉ。

、及び指令重量Ｗ。が与えられると、実行吸引励磁電流
ＩＩ （＝Ｉｏ）をリフマグ装置８に出力し次いで吸引
指令を出力する。

その後巻上げを開始し一定高さ以上巻上げたら荷重計に
対して秤量指令を出力して重量データを採集する。

この時（重量指令値Ｗ。

）−（重量データＷ）＝Ｘの演算を行ない次の判別をす
る。

（但しに４は許容誤差である） ・ＩＸＩ≦に４の時：正常範囲内であり次の吊不全発生
チェックシーケンスに進む ・ｘ ＞ Ｋ４の時：重量大であり過重量シーケンスに
分岐 ・ｘ＜−に４の時：重量小であり重量不足シーケンスに
分岐 （２）吊不全発生チェックシーケンスでは吊り不全検出
装置９に於いて先に出力した実行吸引励磁電流■１によ
りリフマグ吸引面に生じる磁束をホール素子７で検出し
てこれの出力電圧を増巾器ＡＭＰで増巾しこれを電圧電
流変換器Ｃｖで電流に変換し、前記実行吸引励磁電流１
１をレベル変換したものと比較器ＣＭＰで比較チェック
を行ないこれの偏差が大きい場合に吊不全発生信号を出
力する。

この吊不全発生信号の有無をチェックし吊不全発生信号
がなければ巻上を続行して終了する。

（３）吊不全シーケンスでは巻上げを停止してその場所
あるいは着床する少し手前の一定の高さまで巻下げた後
リフマグ電流の増加を計り強励磁させる。

ここでの吸引励磁電流は１１ｘ （１＋に１）で与える
。

但しに１は定数で（０＜Ｋ１＜’１）である。

上記吸引励磁電流を■１としてリフマグ装置８に出力し
再度秤量指令を出力して、チェックをやり直す。

このシーケンスにより第２図ａ、 ｌ）に示すような
状態の厚板の吸引不良を除去できる。

（４）過重量シーケンスでは巻上げを停止して着床する
少し手前の一定の高さまで巻下げた後実行吸引励磁電流
の低減を計り、吸引しすぎた厚板を落下させる。

。ここでの吸引励磁電流は１１×に２で与え
る。

但しに２は定数（０＜Ｋ２＜１）である。

上記吸引励磁電流を１１としてリフマグ装置８に出力し
再度秤量指令を出力して、チェックをやり直す。

このシーケンスにより前述したような厚板が過剰枚数吸
引されることを防止できる。

（５）重量不足シーケンスでは吊直しの為着床巻下げと
厚板の釈放を行なった後実行吸励磁電流Ｉ□を出力し直
し、吸引指令を出力することからやり直す。

ここでの吸引励磁電流はＩ、ｘ （１＋に３）で与える
。

但しに３は定数で（０〈Ｋ３〈１）である。

これにより吊枚数の不足を除去する事ができる。

（６）ところで吸引励磁電流の増減量について述べると
一般的にリフマグ装置の励磁電流■と吸引力Ｆとの関係
は、第６図に示す如くである。

即ち励磁電流の大なる場合はある程度大きな電流の変化
をさせても吸引力が変わらず逆に小なる場合は電流の変
化がそのまま吸引力の変化に反映されるので励磁電流値
が比較的小さな範囲では小さく、大きい範囲では大きく
電流値の増減量を変化させる制御を行なう事によってリ
フマグ吊上げ制御が能率よく行ないうる事になる。

前述した各シーケンスに於ける吸引励磁電流値１１Ｘ
（１＋Ｋｔ）、１１×に２．１１（１＋Ｋａ）等の式は
この１例でまとめると次のようになる。

増加の場合１１Ｘ （１＋Ｋ） ｎ 減少の場合ＩＩＸ （Ｋ） ｎ 但しに：定数 ０ ＜Ｋ＜ １ ｎ：回数 また次式←よって吸引励磁電流を増減させても同様の効
果が得られる。

増加の場合１１（１＋ｎＫ） 減少の場合Ｉ（１−ｎＫ） 但しに：定数 ０ ＜Ｋ＜ １ ｎ：回数 なお、このようにして制御決定されたリフ゛マグの実行
吸引励磁電流は、リフマグ制御装置１２において記憶さ
れる。

（ｂ） 釈放時のシーケンス（第７図）（１）釈放に
あたりリフマグ電磁石２は第８図に示す如く実行吸引電
流Ｉ工を零にしても残留磁束があり、これの消磁の為に
吸引時と逆向きに実行釈放消磁電流Ｉ２を流す必要があ
る。

しかしながら実行吸引電流１１の大きさにより残留磁束
が異なる為実行釈放消磁電流Ｉ２も変化させる必要があ
る。

従って第９図に示すような吸引励磁電流−釈放消磁電流
対応テーブルより実行釈放消磁電流Ｉ２を決定しリフマ
グ装置８に実行釈放消磁電流■２と釈放指令を出力する
。

（２）リフマグ装置８から釈放完了信号を入力したら駆
動制御装置１１に巻上指令を出力し、巻上を開始し、一
定高さ以上巻上げたら荷重計に対して秤量指令を出力し
て重量データを採集する。

この時重量データＷが零かどうかの判定を行なう。

（３）重量データＷが零であれば正常として巻上作業を
続行して完了する。

（４）もし重量データＷが零でなければ釈放不良と判断
し巻上指令を落とし巻上げ作業を停止する。

この停止によるショックで普通は搬送物５は落下を促が
されるので再度荷重計に秤量指令を出力して重量データ
を採集する。

（５）この時重量データＷが零であれば前記（３）項に
進むが零でなければ釈放不良と判定し巻下げ動作指令を
出力する等の異常シーケンスを実行する。

本実施例では重量データＷで正否判定を行なったが単純
に荷重の有無を表わす信号であっても良い。

又実行釈放消磁電流Ｉ２の大きさを第９図に示す対応テ
ーブルにより決定したがあらかじめ知られた値として指
令電流りで外部装置から与えても良い。

（Ｃ） 一部釈放落下時のシーケンス（第１０図）こ
のシーケンスは第５図の吊上げ吸引シーケンスにより吊
上げられた複数枚数の厚板を複数の位置へ分散して降す
場合に用いるもので、以下にクレーンを所定の位置に位
置決めを行なって、吊上げられた厚板の一部を釈放する
例について述べる。

（１）まずクレーンが所定の位置に位置決めされた後、
クレーンは巻下げを開始して、吊荷が着床の少し手前に
なった時停止する。

（２）この状態でリフマグ電磁石に残したい厚板の重量
指令Ｗ。

を外部装置より入力する。（３）ついで吊上げ吸引シー
ケンスで、記憶した実行吸引励磁電流１１をもとに吸引
励磁電流を減少させる。

この場合吸引励磁電流の大きさは１１×に２で与える。

（４）以下吊上げ吸引シーケンスと同一の制御を行ない
所定の重量になった時点で即ち吊荷の一部を完全に釈放
したら巻上げを行なって終了する。

（５）その後クレーンは次の場所へ移動し前述（１）〜
（４）を繰返えす。

以上のように吊下全検出装置と荷重検出装置を組合せて
第５図、第７図、及び第９図に示す機能をクレーン制御
装置に持たせる事によって第２図に示すような吊上げ状
態の不具合及び吊上げ枚数の過不足をなくす外、釈放失
敗時の不具合もなくなり且つ複数枚数の厚板を分散して
降ろすような場合に於いていちいち着床して釈放するこ
ともなくなる。

従って、吊直しの機会が少なく高能率で安全な制御が可
能となり厚板の搬送りレーンの無人自動化が容易に実現
しうる。

以上のように、この発明は、吊荷の吊下全状態を検出す
る装置と、吊荷の荷重を検出する装置とを用いてリフマ
グによる吊上及び釈放を制御するための信号を得るよう
にしているので、吊荷である鋼板の板面にひずみ、汚れ
等があってもこれ等鋼板を運搬するクレーンの無人自動
制御を正確に行うことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はクレーンの構成を説明するための概要図、第２
図ａ、 ｌ）はリフマグによる厚板の吊上げ不全状態
を示す説明図、第３図はリフマグの電磁石部の構成図、
第４図は本発明の制御装置の構成図、第５図はその制御
装置の機能フロー図、第６図はリフマグ電磁石の励磁電
流−吸引力の特性図、第７図は吊荷釈放時制御シーケン
スのフロー図、第８図は励磁電流−残留磁束の特性図、
第９図は吸引励磁電流−釈放消磁電流対応関係図、第１
０図は吊荷の一部釈放時制御シーケンスのフロー図であ
る。 １・・・・・・クレーン、２・・・・・・リフマグ電磁
石部、３・・・・・・巻上装置、４・・・・・・荷重検
出部、５・・・・・・厚板、６・・・・・・リフマグ電
磁石コイル、７・・・・・・ホール素子、８・・・・・
・リフマグ電流制御部、１０・・・・・・吊下全検出装
置、１１・・・・・・巻上駆動制御装置、１２・・・・
・・リフマグ吊上げ制御装置、１３・・・・・・荷重検
出装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ リフティングマグネットを有したクレーンの制御装
   置において、リフティングマグネットに設けられ、吊荷
   を吸着した状態における磁束を検出する磁束検出素子と
   、この素子の出力にもとづく信号と上記リフティングマ
   グネットに供給される励磁電流にもとづく信号とを比較
   することにより吊荷の吊り状態の良否を判別する吊不全
   検出装置と、吊荷の荷重を検出する荷重検出装置と、下
   記機能（ａ）、（ｂ）を有するリフティングマグネット
   制御装置とを備えたことを特徴とするクレーンの制御装
   置。 （ａ） 吸引吊上げ時においては、上記吊不全検出装
   置からの信号および上記荷重検出装置からの信号が入力
   されるとともに入力された荷重検出信号と予め設定され
   ている基準荷重データとの比較判別および吊下全検出信
   号の有無の判別を行ない、それによりリフティングマグ
   ネットの吸引励磁電流を、その吸引励磁電流が大きいと
   きには大きな増減量で、また小さいときには小さい増減
   量で、増減制御し、この時の吸引励磁電流を記憶すると
   ともに吊荷の吊直し、吊荷の加減に関する指令を出力す
   る機能。 （ｂ） 吊荷の釈放時においては、上記記憶された吸
   引励磁電流に応じて釈放消磁電流を制御して吊荷の正常
   釈放を行なわしめると同時に上記荷重検出装置から得た
   重量信号によりリフティングマグネットの釈放不良、正
   常を判定して作業の停止続行に関する指令を出力する機
   能。 ２、特許請求の範囲第１項記載のクレーンの制御装置に
   おいて、吸引吊上後の吊荷の重量が指令重量になるまで
   吸引励磁電流を減少せしめ、吊荷の一部釈放を行なわせ
   ることを特徴とするクレーンの制御装置。