JPS6223714B2 - - Google Patents

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JPS6223714B2
JPS6223714B2 JP18907481A JP18907481A JPS6223714B2 JP S6223714 B2 JPS6223714 B2 JP S6223714B2 JP 18907481 A JP18907481 A JP 18907481A JP 18907481 A JP18907481 A JP 18907481A JP S6223714 B2 JPS6223714 B2 JP S6223714B2
Authority
JP
Japan
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acceleration
speed
deceleration
period
time
Prior art date
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Application number
JP18907481A
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English (en)
Other versions
JPS5895094A (ja
Inventor
Eitaro Konii
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5895094A publication Critical patent/JPS5895094A/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はクレーンを自動化する際に必要なクレ
ーン制御方法に関し、特に、運搬すべき荷を吊し
た状態で走行する天井クレーン用の制御方法に関
する。
一般に、この種の天井クレーンを自動化するた
めには、運搬中及び停止時、吊り荷の振れを出来
るだけ抑える必要がある。これは、運搬中の荷振
れにより安全性が損なわれ、且つ、停止時の荷振
れにより荷の位置決め精度が悪くなるためであ
る。
従来、この種の制御方法には、大別して、プロ
グラム制御方式及びフイードバツク制御方式を採
用したものがある。フイードバツク制御方式の場
合には、吊り荷の振れ角を検出する振れ角検出器
が必要であり、加えて、目標値からの誤差を修正
するために、余分な駆動力を残す必要があること
から、サイクルタイムが長くなる。
一方、従来提案されているプログラム制御方式
では、後述するように、制御用の速度パターンを
求める計算が複雑すぎてパターンを実時間的に修
正することが不可能である。また、他のプログラ
ム制御方式では、吊り荷の振れ周期の倍数に相当
する制御時間が必要となり、サイクルタイムが長
くなるという欠点がある。
本発明の目的は比較的簡単な速度パターンを用
いて吊り荷の振れ角を制御するプログラム制御方
式のクレーン制御方法を提供することである。
本発明の他の目的は速度パターンを実時間的に
も可変できるクレーン制御方法を提供することで
ある。
本発明のより他の目的はサイクルタイムが短
く、したがつて、制御時間を短縮できるクレーン
制御方法を提供することである。
以下、図面を参照して説明する。
第1図を参照すると、従来のプログラム制御方
式で用いられる速度パターンの一例が示されてい
る。この例はクレーン、即ち、天井クレーンのト
ロリーの走行開始から走行停止までの時間を最短
にするための制御方式である。第1図において、
速度パターンは時間軸に沿つて加速区間Ta、等
速区間Te、及び減速区間Tdの3つの区間に分割
することができ、且つ、加速及び減速区間Ta及
びTdは最短時間制御則によつて定められた長さ
を有している。
ここで、加速区間Taを例にとり、第1図の速
度パターンを説明すると、トロリーは走行開始か
ら一定の加速度で加速していく。このとき、トロ
リーに吊された吊り荷は吊り荷の自由振動角周波
数、トロリーの加速度、及び重力加速度gに応じ
た角度に応じた振れ角で振れながら、トロリーに
追随して進行する。トロリーの速度が一定の値に
達すると、減速運動に移行する。この減速運動に
より吊り荷のトロリーに対する振れ角が小さくな
ると、トロリーを再度加速する。次に、トロリー
の速度が所定の値になると、再び、減速した後、
最大速度まで加速する。等速区間では、振れ角を
実質上零にして、最大速度で吊り荷を運搬でき
る。
この方式では、加速及び減速区間を最短にする
ことができるが、加速及び減速区間中における振
れ角は常に変化している。また、速度パターンが
図に示すように複雑であり、トロリーの駆動モー
タがこの速度パターンに十分追随できず、実時間
的にパターンを変更できないという欠点がある。
第2図を参照すると、従来の他のプログラム制
御方式は加速及び減速区間を吊り荷の振れ周期の
整数倍に等しくすることによつて、吊り荷の振れ
角を最小にしている。この方式では、加速及び減
速区間として、それぞれ少なくとも吊り荷の振れ
周期に等しい時間が必要である。一般に、吊り荷
の振れ周期はロープ長を10mとした場合6.3秒程
度であるから、この方式は制御時間が長くなつて
しまう。
第3図を参照すると、本発明の一実施例に係る
クレーン制御方法に使用される制御装置は後述す
る速度パターンにしたがつて、速度指令信号SP
を送出する速度パターン発生装置1と、速度指令
信号Pを受け、この信号に応じたモータ駆動信号
DVを生成する速度制御装置2とを備えている。
ここで、速度制御装置2はデイジタル計算機又は
電子回路によつて構成された通常の装置である。
速度制御装置2からのモータ駆動信号DVは天井
クレーンのトロリー3に搭載されたトロリー駆動
用モータ4に与えられる。モータ4には、速度検
出器が取り付けられており、この速度検出器から
速度制御装置2には、速度検出信号DTが送出さ
れている。また、トロリー3に搭載されたドラム
5には、運搬すべき荷6が吊されている。
第4図をも併せ参照して、第3図に示された速
度パターン発生装置1を説明する。速度パターン
発生装置1は吊り荷6の自由振動角周波数ω、ト
ロリー3の最大加減速度αn、及びその最大速度
nそれに走行距離dを入力信号として受け、運
転開始から停止まで第4図AAに示すような速度
パターンを発生する。尚、ここで、自由振動角周
波数ωは公知のように√(但し、lはロー
プ長、gは重力加速度)であらわされるから、ω
の代りにロープ長lを入力信号として与えてもよ
い。第4図AAに示すように、この速度パターン
は第1図及び第2図の場合と同様に、加速区間T
a、等速区間Te、及び減速区間Tdに分割できる
が、加速及び減速区間Ta及びTdにおけるパター
ンが第1図及び第2図とは大きく異なつている。
具体的に述べれば、加速区間Taは最大加速度
αnで、最大速度vnより低い第1の設定速度v1
で加速する第1の加速時間帯Ta1、第1の設定速
度v1を維持する第1の等速時間帯Te1、第1の等
速時間帯Te1に連続し、第1の設定速度v1から、
第1の設定速度v1より高く、最大速度vnより低
い第2の設定速度v2まで加速度αnで加速する第
2の加速時間帯Ta2、第2の加速時間帯Ta2に続
いて第2の設定速度v2を維持する第2の等速時間
帯Te2、及び第2の等速時間帯Te2に連続して、
第2の設定速度から最大速度まで加速する第3の
加速時間帯Ta3の5つの時間帯に細分されてい
る。
第2の加速時間帯Ta2を除く、他の4つの時間
帯Ta1,Te1,Te2、及びTa3の持続時間帯はπ/
3ωに選ばれており、第2の加速時間帯Ta2
(vn/αn)−(2π/3ω)の時間持続する。従
つて、第1の設定速度v1はπαn/3ω、第2の
設定速度v2はvn−παn/3ωとなる。
また、等速区間Teはd/vn−vn/αn−2
π/3ωに等しくなるように選ばれている。
等速区間Teに続く減速区間Tdは加速区間Ta
と対称パターンによつてあらわされる。このこと
から、減速区間Tdは第3、第2、及び第1の加
速時間帯Ta3,Ta2、及びTa1にそれぞれ対応し
て第1、第2、及び第3の減速時間帯Td1,Td
、及びTd3を含むと共に、第2及び第1の等速
時間帯Te2及びTe1にそれぞれ対応して第3及び
第4の等速時間帯Te4を備えている。第4図AA
からも明らかな通り、第3の等速時間帯Te3は第
1及び第2の減速時間帯Td1及びTd2の間に位置
し、第4の等速時間帯Te4は第2及び第3の減速
時間帯Td2及びTd3の間に位置している。上述し
たことから、第2の減速時間帯Td2を除く、他の
時間帯はπ/3ωの時間長になり、且つ、第2の
減速時間帯Td2はvn/αn−2π/3ωの時間長
になることは明らかである。
以上述べたことから、本発明に係る速度パター
ン発生装置1は各時間帯及び等速区間Teを規定
する11個のタイマー、各時間帯及び等速区間の速
度パターンに応じたレベルを有する出力信号を最
大加速度αnを用いて算出すると共に、タイマー
からの信号に応答して発生する速度パターン生成
器とによつて構成されていることは明らかであ
る。
第4図BBを参照すると、第4図AAに示された
速度パターンにしたがつてトロリー3を駆動した
場合における吊り荷6の振れ角が第4図AAと時
間スケールを一致させた形で示されている。ま
ず、第1の加速時間帯及び等速時間帯Ta1及びT
e1を通じて、吊り荷6は最大加速度αnにつり合
う傾き(αn/g)(但し、gは重力加速度)に滑
らかに持つて行かれ、第2の加速時間帯(ここで
は等加速時間帯)の間中、上述した傾きを保持し
た状態で運搬される。次の第2の等速時間帯Te2
及び第3の加速(等加速)時間帯Ta3において滑
らかに傾き0となり、この状態で、等速区間Te
の間中、トロリー3は移動する。続いて、減速区
間Tdでは、加速区間Taの場合と同様に、吊り荷
6は一旦、−αn/gの角度まで振られた後、振れ
0の状態で安定に停止する。
上記したように、加速区間Ta及び減速区間Ta
はそれぞれ2π/3ωの時間長を有する2つの時
間帯と、((vn/αn)−(2π/3ω))の時間長
を有する単一の時間帯とに分割されている。した
がつて、速度パターン全体は7つの時間帯に分け
られている。
このことを考慮して、振れ角θが第4図BBに
なる理由を考察してみる。まず、クレーンの運動
方程式は近似的に、 θ¨+ωθ=μ/Ml (1) であらわされる。但し、μは加速力、Mはトロリ
ー3の質量、lはロープ長である。今、 μ/Ml=(αn/g)ω (2) と置いて、π/3ωの時間長を有する加速及び減
速時間帯Ta1,Ta3,Td1,Td3における解を求
める。また、(2)式のαnを0と置いて、π/3ω
の時間長を有する等速時間帯Te1,Te2,Te3
e4における解を求める。これらの解から得られ
る軌跡をθ〓/ω、θの位相面上に描くことによ
り、2π/3ω時間毎に、(0、αn/g)の点、
θ〓/ω=0、θ=0の点、及び(0、−αn/g)
の点で、振れ角が安定化することがわかる。
以上述べたように、本発明に係るクレーン制御
方法によれば、等速区間Teにおいて振れ角0の
状態で、最大速度vnで吊り荷を運搬できると共
に、各時間帯を吊り荷の振れ周期より短くしてい
るため加速及び減速区間Ta及びTdを短縮でき
る。更に、第2の加速時間帯Ta2及び第2の減速
時間帯Td2のように、最大速度vn及び最大加速
度αnに応じて可変できる領域が設けられている
ため、実時間的にパターンを修正することも可能
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のプログラム制御方式で使用され
ている速度パターンの一例を示す図、第2図は従
来用いられている他の速度パターンの例を示す
図、第3図は本発明の一実施例に係るクレーン制
御方法を示すブロツク図、及び第4図は第3図で
使用される速度パターン及びこの速度パターンで
制御されたときの振れ角を示す図である。 記号の説明 1:速度パターン発生装置、2:
速度制御装置、3:トロリー、4:駆動用モー
タ、5:ドラム、6:吊り荷、Ta:加速区間、
e:等速区間、Td:減速区間、Ta1〜Ta3:加
速時間帯、Te1〜Te4:等速時間帯、Td1〜Td
:減速時間帯。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 自由振動角周波数ωの吊り荷を走行距離dに
    亘つて移動させる際に使用される天井クレーンの
    振れ止め制御方法において、クレーンの加速度α
    n及び最大速度vnを定めると共に、前記クレーン
    の走行開始から停止までの時間を前記走行開始か
    ら最大速度vnに達するまでの加速区間、前記最
    大速度vnで走行する等速区間、及び前記最大速
    度から停止するまでの減速区間に分割し、更に、
    前記加速区間は前記走行開始から前記最大速度よ
    り低い第1の設定速度まで加速度αnで加速する
    第1の加速時間帯と、前記第1の設定速度を維持
    する第1の等速時間帯と、前記第1の等速時間帯
    に連続し、前記第1の設定速度から、該第1の設
    定速度より高く、前記最大速度より低い第2の設
    定速度まで加速度αnで加速する第2の加速時間
    帯と、前記第2の設定速度を維持する第2の等速
    時間帯と、該第2の等速時間帯に連続し、前記第
    2の設定速度から前記最大速度まで加速度αn
    加速して前記等速区間に至る第3の加速時間帯と
    に区分されると共に、前記減速区間は前記第3、
    第2、及び第1の加速時間帯における加速動作と
    はそれぞれ対称的な減速動作を行なう第1、第
    2、及び第3の減速時間帯を備え、且つ、第1及
    び第2の減速時間帯の間、並びに、第2及び第3
    の減速時間帯の間には、それぞれ第2及び第1の
    等速時間帯と同様な第3及び第4の等速時間帯を
    含み、前記第2の加速及び減速時間帯以外の時間
    帯は前記吊り荷の自由振動周期より短い一定時間
    (π/3ω)に選ばれており、且つ、前記第2の
    加速及び減速時間帯は前記最大速度、前記クレー
    ンの加速度に応じて可変できるように、選定され
    ている速度パターンを用いて前記クレーンを制御
    する天井クレーンの振れ止め制御方法。
JP18907481A 1981-11-27 1981-11-27 天井クレ−ンの振れ止め制御方法 Granted JPS5895094A (ja)

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JPS5895094A JPS5895094A (ja) 1983-06-06
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6241189A (ja) * 1985-08-16 1987-02-23 株式会社日立製作所 クレ−ン制御方式
JPS6317793A (ja) * 1986-07-11 1988-01-25 株式会社日立製作所 クレ−ンの制御方式
JP7293795B2 (ja) * 2019-03-27 2023-06-20 株式会社タダノ クレーンの制御方法およびクレーン

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