JPS62185695A - クレ−ンの自動振れ止め方法 - 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〉 本発明はクレーンの運転時におけるフックブロックシー
ブの振れ止め制御方法に関するものである。

〈従来の技術〉 ダム等の工事現場におけるコンクリートの打設は、一般
に、パケットに投入されたコンクリートを各種クレーン
を使って打設点まで運搬し、この打設点でコンクリート
放出して行う。この様なりレーンの一つとしてケーブル
クレーンを挙げ、その一般例を第９図に示す。この図に
おいて、コンクリ−１へパケット等の吊り荷重３２はフ
ックブロックシーブ３３、巻きロープ３４及び横行トロ
リー３５を介して点Ａ、Ｂ間に張渡された主索３１に伝
達され、この主索３１によって支持される。

フックブロックシーブ３３は、横行トロリー３５に両端
を固定した横行ロープ３６を横行ウィンチ３７で巻取る
ことにより図中左右に移動する。又。

フックブロックシーブ３３の上下方向への移動はＢ点に
一端を固定した巻きロープ３４を横行トロリー３５に固
定された案内車３９を介して巻きウィンチ３８によって
巻き取ることにより行われる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、このような荷役用ケーブルクレーンは、
横行、巻き速度が速く且つ吊り荷重が大きいため加速、
減速に当って大きな揺動を起す。

ところが、これまでのケーブルクレーンでは、前記揺動
を最小限に抑えるためには、主として熟練した運転者の
技術、技能によるところが多かった。

何故なら、前記ケーブルクレーンの揺動を起こさせる要
因としては横行ロープ３６、巻きロープ３４の巻取り量
、及びフックブロックシーブ３３の巻上げ速度のみなら
ず、ケーブルクレーン運転時における風の影響、或いは
運転者の熟練度等も挙げられるからである。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、各種運転条件を考慮した振れ止め制
御情報をテーブルとして保有し、この振れ止め制御情報
に基づき自動位置決め制御機構を作動させ、クレーンの
振れ止めを行なう、ようにした振れ止め制御装置を提供
することである。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明は、上記目的を達成するために、クレーンの手動
運転時の速度指令信号と速度信号により実際にウィンチ
が回転した回転量をサンプリングデータとしてメモリに
格納する工程、前記メモリに格納されたサンプリングデ
ータを、運転時の条件を付加して編集し振れ止め制御情
報を生成する工程、前記振れ止め制御情報を外部記憶媒
体に格納する工程、前記外部記憶媒体から振れ止め制御
情報を読出す一方、この振れ止め制御情報と、別に外部
から入力された情報とを演算処理して自動制御情報を生
成する工程、前記自動制御情報に基づいてクレーンの自
動振れ止め動作を行なう工程より成るクレーンの自動振
れ止め方法を要旨とするものである。

く作用〉 先ずクレーしは手動によって運転され、この手動運転時
における速度指令信号及び速度信号により実際にウィン
チが回転した量が割出され、サンプルデータとしてメモ
リに格納される。次に前記サンプリングデータを運転時
の条件を付加して編集し振れ止め制御情報を生成しこの
振れ止め制御情報を記憶媒体に格納する。クレーンの自
動運転に際しては、外部から移動地点等に関する情報が
入力されると演算処理部で移動量の計算がなされ、これ
に基づいて振れ止めパターンの解析が行なわれる。次い
で外部記憶媒体から振れ止め制御情報が読出されて前記
メモリに書込まれる一方、演算処理装置から自動制御装
置へ移動量データが転送される。これらの振れ止め制御
情報及び移動量データは自動制御装置によって演算処理
され、自動制御情報が生成されてクレーンの自動振れ止
めが行なわれる。

〈実施例〉 第１図は、本発明の方法を実行するためのクレーンの自
動振れ止め装置の一実施例を示すブロック図である。こ
の図において、１はオペレータの手動操作によって作動
し、フックブロックシーブの運転速度を設定する手動運
転速度設定器、２はクレーンの運転に関し、手動・自動
の切換えを行なう切換え部、３はクレーンの自動運転時
の制御を行なう自動制御装置、４はクレーンの運転動作
を行なう駆動機構、５はクレーンの自動制御に必要な振
れ止め制御情報を生成する演算処理装置（以下ＣＰＵと
いう）、７はＣＰＵ５によって生成された振れ止め制御
情報がテーブル形式で格納される外部記憶媒体である。

自動制御装置３は、自動制御情報の作成処理を行なう演
算制御部８と、自動制御装置を動かすのに必要な固有の
情報が格納される制御用メモリ２５と、当該自動制御装
置の動作プログラム等が格納される読出し専用メモリ（
以下ＲＯＭという）１・１と、クレーンの手動運転時の
ウィンチの回転のサンプルデータ及びＣＰＵ５がら転送
された振れ止め制御情報が格納されるメモリ即ちＲＡＭ
（ランダムアクセスメモリ）１５と、クレーンの手動運
転時における速度指令信号と移動量検出信号とを取込ん
でサンプルデータを作成するデータサンプリング部９と
、運転の停止、非常停止、各種リミットスイッチ等の情
報が入力される入力部と、自動制御信号が出力される出
力部と、耐記データサンプリング部９、入力部１０及び
出力部１６を演算制御部へ接続するインプツ１〜・アウ
トプット部（以下Ｉ１０部という）１１と、自動制御装
置３とＣＰＵ５との間のデータ転送を行なう通信部１３
と、演算制御部８と通信部１３との間をデータの授受が
可能な様に接続するインプット・アウトプット部（以下
Ｉ１０部という）１２とを有してなる。

駆動機構４は１手動又は自動の制御情報が入力される速
度制御回路１７と、速度制御回路１７からの制御信号に
応じて電流制御を行なう電流制御回路１８と、ゲーｊ・
制御回路１９と、ウィンチを駆動するモータ２３と、モ
ータ２３に電力を供給する交流型′ｒＡ２ｏと、ゲート
出力に対応してモータ２３に流れる電源電流を調整する
サイリスタ変換装置２１とから成り、モータ２３には速
度検出器２２及び移動量検出（督２４が設置されている
。

このような構成を有するクレーンの振れ止め装置によっ
てクレーンの自動運転を行なうには、先ず運転者の手動
運転によってクレーンを自動運転するために必要なデー
タを収集し振れ止め制御データを作成するデータサンプ
リング操作と、実際の運転条件を入力することによって
自動制御情報を生成し、この自動制御情報に基づいてク
レーンの運転動作を行なう運転操作とを実行する８（Ａ
）データサンプリング操作 この操作では、先ずクレーンは手動によって運転される
。この手動運転時において、スタート位置から目的位置
までの間に、フックブロックシーブ３３の揺動が最も小
さくなるような速度指令信号及び速度信号はそれぞれ第
２図（ａ）、（ｂ）に示すような変化を示す。これらの
速度指令信号■及び速度信号Ｓは加速時及び減速時のデ
ータが所定の時間間隔（加速時は１，２，３．４・・・
１２；減速時は１００，１０１，１０２・−・−１１２
）でもってサンプリングされ、自動制御装置３内のＲＡ
Ｍ１５にＶｎとＳｎとの対応関係をもって格納される。

ここでＳについては Ｓ工＝Ｓよ ５２＝８１＋８２ Ｓ３＝Ｓ工＋Ｓ２＋Ｓ。

なる関係が成立する。

このサンプリングデータｖ、Ｓは手動運転終了後にＲＡ
Ｍ１５から順次読出され、１１０部１２及び通信部１３
を通してＣＰＵ５に転送される。

このＣＰＵ５では、生のサンプリングデータＶ。

Ｓに運転時の条件 （例えば風の状態、運転手の別、振れ址等）を付加して
編集を行ない、これによって振れ止め制御情報が生成さ
れる。この振れ止め制御情報の生成に当っては速度指令
信号のＶＩ〜■、と、これに対応する速度信号Ｓ、〜Ｓ
ｇによって加速時の振れ止め情報が生成される一方、速
度制御信号の■、。〜ｖ１□２と、これに対応する速度
信号Ｓ　ＩＯＪ〜Ｓ□１□によって減速時の振れ止め制
御情報が生成される。

また、Ｓ、〜Ｓ９はＳｌからのオフセラ１〜値に変換さ
れると共に、Ｓ□。□〜Ｓ□□２はＳ　ｘｕ３からのオ
フセット値に変換される。そしてこれらの振れ止め制御
情報はＣＰ　Ｕ　５から外部記憶媒体７へ転送され、こ
こに第３図に示すようなテーブル形式で格納される。そ
して、次のクレーン運転操作に対してＹ％備完了状態と
なる。

（８）クレーン自動運転操作 この操作において例えば第４図に示されたような作業現
場でクレーンが自動運転されるものとする。この実施例
に係るクレーンの自動振れ止め制御装置による自動位置
決めは横行ウィンチ３７及び巻きウィンチ３８の回転量
をケーブル３６及び３４の移動量に変換することによっ
て行なわれる。

このクレーンを自動運転するための操作手順としては先
ず、ＣＰ　Ｕ　５に第４図に示すような設置条件を入力
する。この入力動作から始まる一連の動作を第６図にフ
ローチャートで示す。

第４図の設置条件では固定点Ａ　（ｘ　ａ　ｙ　Ａ）　
、Ｂ（Ｘ　ｏ　、Ｙ　１３　）座標、ＡＢ間水−ｉ、Ｆ
距離”　＝　Ｊｌ−ｘＡ、高低差Ｈ６”ｙＢ３’Ａ、更
に横行トロリー５の重量、主索２巻きロープ３４、横行
ロープ３６の重量、主索３１の中央点における垂下量ｆ
を予め入力記ｔαさせ、次に現在位置Ｃと目標停止位置
りを入力する（Ｓ”ｌ’ｌ）。これによってＣＰ　Ｕ　
５はＣからｒつまでの横行３７及び巻きウィンチ３８の
回転量、即ちフックブロックシーブ３３の移動量を力学
的、幾何学的演算によって求める（Ｓｒ２）。

ＣからＤまでの横行ロープ３Ｇの移動量りを求めるには
横行ロープの曲線式は、主索の曲線式を平行移動したも
のと仮定すると下記のようになる。

主索の曲線式は、 ここにα、ｋ、ｍ、ｎは前の設定より求められる数値で
ある。

固定点ＡからＣまでの横行ロープ量は、であり、同様に
ＡからＤまでの横行ロープ量は。

である。

従ってフックブロックシーブ３３が６点からＤ点へ移動
するための横行ロープ３６の移！ｖｌｆｆｌは、（■と
■より、 Ｌ＝Ｌ“−Ｌ′ によって求めることができる。

又巻きロープ３４の移動量は荷重３２を吊った時のＣ及
びＤにおける垂下ｉｆ　　及びｆｌ）を垂下量の式　ｆ
　＝４　ｆ　ｋ　（Ｌ−ｋ）（１＋　２　ｎ）／Ｇここ
にに、ｎ、Ｇは前述の設定値とα、及びＱ２によって求
められる数値 即ち　ｋ　　＝Ｑ、／Ｌ、ａ　　　ｋ　ｏ　＝Ｑ　２　
／　Ｌ　。

より求め、横行１−ロリーからの垂直距離Ｈ６′。

Ｈ′から第５図に示す如く幾何学的にＨ６及びＨ２Ｏ が求められる。従って、Ｈ＝ＨＤ−Ｈｃがウィンチの巻
きロープ量となる。

更にＣＰＵ５においては主索下の状況（例えば途中に障
害物が存在する場合等）とか手動運転時の運転状況を加
味し所定の演算処理の下に横行及び巻きウィンチの速度
及び作動順序を決定し、クレーンの運行における振れ止
めパターンの解析を行なう（Ｓｒ１）。次いで外部記憶
媒体から振れ止め制御データを読出す（Ｓｒ１）。この
振れ止め制御データと運行パターンとを演算処理し、こ
の運行パターンに適した振れ止め制御情報が生成される
。次いで、振れ止め制御情報はＣＰＵ５から自動制御装
置３のＲＡＭ１５へ通信部１３を通して転送され且つ書
込まれる（Ｓ　Ｔ　５）。更にＣＰＵ５にて演算の結果
水められた移ｆｌｌ量データも又自動制御装置３へ転送
される（　Ｓ　Ｔ’　６　）。前記振れ止め制御情報及
び移動量データを受信した自動制御装置３は両データを
演算処理して自動制御用の情報を生成する（Ｓｒ７）。

この自動制御情報を第７図に示す。これは振れ止め制御
情報と移動量データとが融合されたもので、この情報が
自動制御装置３の出力として駆動機構４へ入力される。

こうして、駆動機構４に自動制御情報が送られると、こ
の駆動機構４は自動制御情報の内容に従って電源電圧を
制御し、またモータ２３の回転速度及び回転数を制御し
ながらクレーンの駆動を行なう。これによってシーブは
第８図に示すように移動開始の初期の段階でやや振れが
生じるものの時刻ｔ□までに加速時における振れ止めを
終了し、中間の定速運動中には振れ角はゼロとなる。そ
して、また、移動の最終段階では減速動作によって時刻
し、で再び振れが生じるものの、目標位置に到達して速
度がゼロとなる時点し、では丁度振れ角がゼロとなる。

このような自動振れ止め制御によってケーブルクレーン
は揺動のない正確な運搬が行なわれる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、オペレータの手
動運転時に人力された速度指令信号や速度信号を基にし
て振れ止め制御データを生成すると共にこれを外部記憶
タリｊ体に記憶させ、クレーン運転時には、その時々の
運転条件を加味して自動制御情報を生成し、クレーンの
作動制御をするようにしたため、運転時の各種条件を盛
り込んだ運転制御が可能となり、シーブの振れを最少限
に抑えることが出来る。特にオペレータの手動運転時の
速度指令信号等をデータサンプリングするから、そのオ
ペレータの熟練度及びクレーンの器械特性などを考慮し
た最適な振れ止め制御情報が生成出来、クレーンの自動
運転制御の質的向上を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクレーンの自動振れ止め方法を実行す
るための制御回路の一実施例を示すブロック回、第２図
はクレーンの手動運転の際の入力信号をグラフで示す図
で（ａ）は速度信号、（ｂ）は速度指令信号をそれぞれ
示す図、第３図は第２図のグラフ図において加速時及び
減速時の信号をデータサンプリングして移動量を求めそ
のデータをＲＡＭ上に格納した状態を示す図、第４図は
本発明によるクレーン運搬作業状況の一例を示す図、第
５図は第４ＰＩの運搬作業状況下でのシーブの巻上げ巻
下げ動作を説明する図、第６図は前記クレーンの自動運
転制御動作手順を表わすフローチャート、第７図はクレ
ーンの自動運転制御を行なうための自動制御情報を示す
もので、（ａ）は速度信号、（ｂ）は速度指令信号をそ
れぞれ示す図１、第８図は自動制御情報に従って運搬さ
れるクレーンの移動位置と速度並びに振れの関係を示す
図、第９図はクレーンの運転形態の一般例を示す図であ
る。 １・・手動運転速度設定器、２・・手動・自動切換部、
３・・自動制御装置、４・・駆動機構、５・・ＣＰＵ　
（演算処理装置）、７・・外部記憶媒体、８・・演算制
御部５９・・データサンプリング部、１０・・入力部、
１３・・通信部、１５・・ＲＡＭ　（記憶部）、１６・
・出力部、１７・・速度制御回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 クレーンの手動運転時の速度指令信号と速度信号により
   実際にウインチが回転した回転量をサンプリングデータ
   としてメモリに格納する工程、前記メモリに格納された
   サンプリングデータを、運転時の条件を付加して編集し
   振れ止め制御情報を生成する工程、 前記振れ止め制御情報を外部記憶媒体に格納する工程、 前記外部記憶媒体から振れ止め制御情報を読出す一方、
   この振れ止め制御情報と、別に外部から入力された情報
   とを演算処理して自動制御情報を生成する工程、 前記自動制御情報に基づいてクレーンの自動振れ止め動
   作を行なう工程、 より成るクレーンの自動振れ止め方法。