JPS6050714B2

JPS6050714B2 - 吊荷の地切り速度制御装置

Info

Publication number: JPS6050714B2
Application number: JP11994277A
Authority: JP
Inventors: 範男山本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1977-10-07
Filing date: 1977-10-07
Publication date: 1985-11-09
Also published as: JPS5455948A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はクレーン等による出荷の拙句り速度制御装置に
関する。

従来のクレーン等による出荷の荷役では、荷の巻上開始
時の拙句りによるショックをやわらげるため、運転者が
巻取機の速度の増減を行うためのコントローラを操作し
、最初はクリープ速度とし、その後、吊コープと荷を見
ながら、荷を拙句りするのを確認して、上記コントロー
ラに指令を送り、速度にするのが一般的である。

他のやり方も提案されている。即ち、自動化をねらうも
のであつて、完全に拙句れするまでの時間、即ちクリー
プ時間を固定に与えておき、このクリープ時間内では低
速運転のクリープ速度でもつて荷を動かさせようとする
ものである。前者は、半自動であるため、運転者への負
担が大きくなる欠点を持ち、後者はクリープ時間が固定
であるため、低速運転時間が必要以上に大きくなつたり
して、荷上げ効率が著しく悪くなる欠点を持つていた。
なお、後者の事例でも荷対象によつてクリープ時間を異
ならしめておき、荷によつてクリープ時間を種々変化さ
せることも考えられるが、どのような基準でどのような
時間を与えるか等の問題が生じ、決して現実的な解決策
にはならない。本発明は、クリープ時間を荷の移動状況
の内容によつて自動的に与えてなる出荷の拙句り速度制
御装置を提供するものである。

本発明の要旨は、出荷の拙句れ時には荷の操作系に出荷
の拙句れに伴う物理的、機械的な状態変Ｊ化があること
に着目して、その状態変化をとらえて速度制御に供せし
めたものである。

以下、図面により本発明を詳細に説明しよう。先ず、本
発明に前提条件を説明しよう。

出荷の拙句りのショックの度合は、拙句りが行われる瞬
丁間の、巻上駆動装置のほぼ２乗と荷の荷重に比例する
。従つて、拙句り時のショックを防止するためには、拙
句の完了まてに、巻上駆動装置の速度をできるだけ低い
速度にしておく必要がある。一方、荷役時間を短縮する
ためには、低い速度でのクリープ時間はできるだけ短縮
しなければならない。これと同時に、地切り後の速度を
高速にしなければならない。一方、吊荷の地切り前と地
切り後の、巻上駆動装置内の駆動モータにかかる比重を
比較してみる。

地切り前ては荷は地面に着地しており、ローブはゆるん
でいるので、駆動モータには、ローブ重量のみがかかり
、この結果、非常に小さいトルクでモータは回転してい
る。しかし、地切り後は、荷が地面から離れるため、ロ
ーブの重量に荷の重量が加算され、大きなモータトルク
となる。従つて、荷が地切りしたかどうかは、モータの
速度を一定とした場合では、その時のモータトルクを測
定することにより地切りが完了したかどうかが判定でき
る。以上の前提条件は駆動系をモータとしたが、油圧系
やエンジンを駆動系とした場合でも同じである。

かかる地切り時の状態変化を検出することにより、地切
り完了まては駆動系の速度をクリープ速とし、地切り完
了後は駆動系の速度を所要速度にせしめれはよい。

第１図は巻上下装置の駆動装置として直流電動機（モー
タ）を採用した場合の実施例を示す。

第２図Ａ，ｂ，ｃはこの実施例の主要部の動作特性と従
来例の動作特性を比較して説明した図てある。第１図の
実施例は、速度指令装置１、クリープ速度回路２、速度
制御装置３、直流変流器４、直流電動機５、制動機６、
速度検出器７、巻上下．用巻取機８、巻上下用ローブ９
、荷１０より構成されている。この構成になる装置は、
荷１０をコーブ９により吊り、巻取機８の正逆回転によ
り荷１０の巻上下を行うようになつている。この際の速
度制御は、速度制御装置３により行い、直流電！動機５
の電機子電圧を制御するようにしている。かかる速度制
御装置３は従来からあるものであるが、第３図を用いて
その動作を説明しよう。第３図Ａ，ｂに速度制御装置を
巻上下装置として使用した場合の巻上時の一般的動作特
性を示・す。速度指令値■Ｐ２を与えると原動機速度Ｎ
Ｍはａ図のようになる。モータ速度ＮＭの上昇する傾斜
は、ｂ図のモータ加速トルクＴＭａとモータ定速トルク
ＴＭＲとの差、即ちＴＭａ−ＴＭＲに比例し、モータ軸
慣性に反比例する。加速トルクＴＭ。，減速トルクＴＭ
ｄはモータの特性あるいは、速度制御装置により、ほぼ
一定である。モータ定速トルクは、モータの負荷にほぼ
比例する。巻上開始時に速度指令値ＶＰ２が入ると、モ
ータ速度ＮＭは、■Ｐ２と一致するまで加速される。

（ｂ図のＴＰｌ）。この加速時間ＴＰｌは、■Ｐ２の値
が大きければ長くなり、ＴＭ８が大きくても長くなる。
ノＶＰ２とＮＭが一致すると定速時間内（ＴＰ２）に入
るとモータトルクはＴＭＲとなる。

ＴＭａは負荷（荷）に比例しＮＭの値にはほとんど無関
係である。したがつて、定速時間内（ＴＰ２）では、荷
が．大きければＴＭＲは大きく、荷が小さけれはＴＭＲ
も小さくなる。

巻上停止時にＶＰ２を零にすると、モータ速度ＮＭも■
Ｐ２に一致するよう減速される（′ＩＰ３）。さて、速
度指令装置１は手動コントローラ等のように所要の速度
指令装置電圧ＶＰｌを出力する。

この出力ＶＰｌはクリープ回路２の入力となり、所定の
出力■Ｐ２を発生する。このクリープ速度回路２は、本
発明のための重要な回路て、速度指令装置１より、任意
の巻上指令電圧が与えられても、荷１０が、地切りする
まて、あらかじめ定められたクリープ速度指令を出力し
、地切りが完了して初めて、速度指令装置１の出力と同
一の速度指令電圧を出力するものである。この際の地切
りしたかどうかの検出は、速度検出器７による電機子電
流１．．，をうけることによつて行つている。クリープ
回路２の出力■Ｐ２は速度制御回路３に入力し、該速度
制御回路３ては、出力ＶＰ２と共に速度検出器７の検出
値１ａ，、及び直流変流器４の検出値をうけて、モータ
電圧ＥＭの制御を行つている。尚、この時の電流をＩ。
としている。クリープ回路２の具体的実施例を第４図に
示す。このクリープ速度回路２は、抵抗３２、アナログ
ゲート３３、可変抵抗３牡抵抗３５、アナログゲート３
６、抵抗３７、演算増巾器３８、抵抗３９，４０、演算
増巾器４１．比較器４３，４牡制動機ゆるみ検出器４５
、アナログゲート４６，４９，５０，５１，５２，５３
、インバータ４７、タイマー４８より成る。第４図は、
クリープ速度回路の、実用化された一例であるが、巻上
開始時の地切り検出時点までは、アナログゲート３６を
導通させ、クリープ速度回路出力４２、可変抵抗３牡抵
抗３５によりあらかじめ設定されたクリープ速度を出力
し、地切り検出后は、アナログゲート３３を導通させ、
速度指令装置１の出力３１と同時の値を、クリープ速度
回路出力４２に出力する。

比較器４３は、速度指令装置出力２１の極性を判別し、
巻上指令であれは、論理値“１゛を出力する。比較器４
４は、電動機電流１ａ，が、ローブのみを一定速度て巻
上けた時の電動機電流より、大きい場合に、論理値゛゜
１゛を出力する。制動機ゆるみ検出器４５は、停止保持
のため電動機軸に装備される機械的な制動装置（第１図
６）が、ゆるんでいる時に論理値“゜１゛を出力するも
のてある。タイマー４８は、巻上開始時の巻上加速電流
（後述する第２図ｂ（７）Ｔ１〜Ｔ２間）を、地切り時
電流（第２図Ｂ，Ｔ４）と誤検出しないために必要とす
る（Ｔ２−Ｔ１）より少し長い時限をもつたタイマーて
ある。速度指令３１が与えられす（この時は、制動機が
しまつている）停止している時は、比較器４３、比較器
４牡制動機ゆるみ検出器４５の出力は、論理値“゜０゛
である。したがつて、ナンドゲート５０と５１で構成さ
れるフリップフロップの値は、インバータ４７の出力（
この時“Ｏ゛）によつて決まり、ナンドゲート５０の出
力は゜“０゛ナンドゲート５１の出力ぱ゜１゛が記憶さ
れるが、制動機ゆるみ検出器４５の出力が“゜０゛なの
で、ナンドゲート５２およびナンドゲート５３の入力論
理積が成立せす、共に出力ぱ゜１゛でアナログゲート３
６，３３共導通しない。

（このアナログケートは、ゲートＧ３６又は、Ｇ３３が
゜゛０゛で導通する）速度指令装置１により、速度指令
３１に巻上指令が与えられ、制動機がゆるむと、比較器
４３、制動機ゆるみ検出器４５の出力が共に゜゜１゛と
なる。

この状態では、ナンドゲート５２の論理積が成立し（５
１には、停止時に゜“１゛が記憶されている）、出力が
“゜０゛となり、アナログゲート３６が導通し、クリー
プ速度が４２に出力される。この状態はインバータ４７
の出力が゛１゛になつた後、タイマ４８にて設定された
時間が経過し、さらに、地切りが完了し、電動機電流１
ａ，が増加し、比較器４４の出力が゜゜１゛となる時点
まで続く。地切りが完了するまでは、比較器４４の出力
ぱ゜０゛であり、ナンドゲート４９の論理積は成立せず
、この出力は、“１゛のままである。地切りが完了する
と比較器４４の出力ぱ“１゛となり、ナンドゲート５０
と５１で構成されるフリップ−フロップには、ゲート５
０の出力が′６ｒ５ゲート５１の出力“０゛となる出力
が記憶される。この状態では、ナンドゲート５３の出力
が゜゛０゛で、アナログゲート３３が導通し、速度指令
装置１の出力が、そのまま比較器４４に出力される。（
この時アナログゲート３６は、不導通となり、クリープ
速度指令は、なくなる。）速度指令がきられ、制動機が
しまると、ナンドゲート５０と５１によるフリップ−フ
ロップは、停止状態に復帰する。以上のクリープ回路２
を用いた場合と用いない従来例との比較を第２図により
説明しよう。

ａ図は速度指令装置１の出力ＶＰｌ、クリープ回路２の
出力ＶＰ２を示す。クリープ回路２がなければ、指令装
置１の出力ＶＰ２そのものが速度制御装置３の入力とな
る。ｂ図は、モータ電流Ｌを示し、特に１ａ１はクリー
プ回路２がない場合の電流を、１．２はクリープ回路２
を設けた場合の電流を示している。ｃ図は巻取機速度■
３を荷速度ＶＬとの関係を示す図で、ＶＳｌはクリープ
回路２がない場合の巻取機速度、■２はある場合の巻取
機速度、■Ｌ１はクリープ回路２がない場合の荷速度、
ＶＬ２はある場合の荷速度である。ａ図，ｂ図，ｃ゛図
共に同一時間軸上としている。クリープ回路なしの場合
においては、地切り前には、モータ５の軸に加わる吊上
荷重は、ローブ荷重だけなので、巻取機は、与えられた
速度指令値にみあつた速度まて急速に加速されるが、荷
は停止した状態のままである。Ｔ３時点で、ローブのゆ
るみがとれ、荷が地切りする瞬間になると、巻取機と荷
の初期速度の差が大きいので、ローブ等には、非常に大
きな張力がかかつた后に地切りが行われ、速度指令とこ
れにみあつた巻取機となるまで（Ｔ３″）巻）取機およ
び荷速度は加速される。一方第１図通りの回路ては地切
りが始まり（Ｔ４）地切り検出点まで（Ｔ５）、クリー
プ速度て巻取機は運転されているので、巻取機と荷の速
度差は小さく、ローブ等にかかる張力は、非常に小さく
なる。その后速度指令と巻上速度が一致するまで、巻取
機および荷速度は加速される（Ｔ５）。以上の実施例に
よれば、荷役時間をむやみにのばすことなく、荷と巻取
機間のローブが伸び、巻取機に荷が加わる時点のショッ
クを微小にすることか可能て、駆動装置等の機械装置の
強度の低減が可能となるばかりでなく、寿命も、大巾に
伸ばすことができる。

本発明における説明は、直流電動を例にとつたが、エン
ジンや油圧等の原動機源においても、同様の方式が可能
であり限定されるものではない。

たとえは駆動原動機のトルクを検出する場合において、
油圧モータを採用する場合には、油圧モータの流入側と
吐出側を検出すれば、直流電動機の電機子電流と同等に
扱うことができる。検出要素としてローブ張力であつて
もよい。

ローブの張力を検出するには、ローブエンドにロードセ
ルを取付けることにより可能となる。また間接的にロー
ブ張力を測定するには、巻取機ドラムのシャフトの固定
装置部にロドセルを挿入することによつてもよい。以上
の本発明によれば、荷の状況を正確につかんだ制御を行
つているため、巻取能率の向上をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例図、第２図Ａ，ｂ，ｃは本発明
と従来例との比較動作波形図、第３図Ａ，ｂは速度制御
装置の動作説明図、第４図はクリープ速度回路の実施例
てある。１・・・・・速度指令装置、２・・・・・クリープ速度
回路、３・・・・・・速度制御装置、５・・・・・・直
流電動機、７・・・速度検出器、８・・・・・・巻上下
用巻取機。

Claims

【特許請求の範囲】

１吊荷を上下するための巻取機を駆動させる電動機と
、該電動機の回転速度を制御する速度制御装置と、該制
御装置に指令信号を与える速度指令装置とから成る吊荷
の地切り速度制御装置において、前記電動機の駆動電流
い対応した信号と、前記指令信号とを入力し、該対応し
た信号の変化から前記吊荷の地切りを検出する前は、前
記吊荷の上昇がクリープ速度となるよう前記指令信号を
所定の割合で減じ、該対応した信号の変化から前記吊荷
の地切りを検出した後は、可変抵抗器により前記吊荷の
上昇が定格速度以下で可変できるよう前記指令信号を定
めて、前記速度制御装置へ該指令信号を送出するクリー
プ速度回路を有する吊荷の地切り速度制御装置。