TWI572549B - 可微調移動的天車裝置及控制方法 - Google Patents

Description

可微調移動的天車裝置及控制方法

本發明係關於一種天車裝置及其控制方法，特別是關於一種可微調移動的天車裝置及其控制方法。

一般天車結構通常裝設在廠房內上方，並距地面有一預定之高度，利用吊車懸吊工作物的方式，並透過吊車滑移作動進行重物之搬運移動，使工作物件由一處移至另一處，進而提供較大物料進行施工，由於可節省人力，適合在較大面積廠房或物件較龐大的場所作業。

習用懸吊式天車構造主要包含有二呈平行並相距有預定間距之端樑、二利用鞍座跨接於該二端樑下方之橫樑及一利用車輪行走於該二橫樑上之台車，藉由控制該鞍座帶動該橫樑於該端樑上之縱向移動及控制該台車於該橫樑上之橫向移動，來達到全平面式之移動搬運作業。

然而，在現有的天車定位技術中，為使該天車的最終停止位置與目標位置接近，並且避免天車在移動的過程中的擺盪角度過大，該天車需在接近目標位置之前降至一低速，接著再以低速的方式操作該天車接近到達該目標位置，但此操作方式會增加該天車移動至該目標位置的時間，造成該天車的運行效率降低，同時該天車最終停止位置也常超出該目標位置可接受的誤差距離外。

本發明之主要目的在於提供一種可微調移動的天車裝置，其先利用定位單元對車體定位，再利用控制單元控制車體之移動微調，因此能夠較精確地移動車體至目標位置並縮短移動時間。

本發明之次要目的在於提供一種微調移動天車的控制方法，其先利用定位單元對車體定位，再利用控制單元控制車體之移動微調，藉此提高車體的運行效率，同時使天車在裝卸的過程中具有較佳的穩定性。

為達上述之目的，本發明提供一種可微調移動的天車裝置，包含一橫向滑軌、一天車、一定位單元及一控制單元；該天車具有一車體及一吊爪，該車體設置在該橫向滑軌上，該吊爪連接該車體且用以夾取一待測區內之一鋼捲；該定位單元具有一第一定位模組，該第一定位模組設置在該車體上，用以在該車體移動後停止時定位該車體的一第一位置，並產生一第一位置信號；該控制單元用以接收該第一位置信號，並基於該第一位置信號判斷該第一位置與一目標位置之差值，以控制該車體移動至該目標位置。

在本發明之一實施例中，該天車裝置還包含一偵測單元，該偵測單元設置在該待測區上方，用以偵測該鋼捲並產生一位置辨識信號。

在本發明之一實施例中，該天車裝置還包含一縱向滑軌，該橫向滑軌跨設在該縱向滑軌上，且該控制單元控制該橫向滑軌於該縱向滑軌上移動。

在本發明之一實施例中，該定位單元還具有一第二定位模組，設置在該橫向滑軌上，用以在該橫向滑軌移動後停止時定位該橫向滑 軌的一第二位置，並產生一第二位置信號，該控制單元基於該第二位置信號判斷該第二位置與該目標位置之差值，以控制該橫向滑軌移動至該目標位置。

在本發明之一實施例中，該控制單元具有一處理模組及一驅動模組；該處理模組電性連接該第一定位模組及第二定位模組，且用以處理該第一位置信號及第二位置信號；該驅動模組電性連接該處理模組且用以驅動該橫向滑軌及該車體移動。

為達上述之目的，本發明提供一種微調移動天車的控制方法，包含步驟：一移動步驟，一控制單元控制一天車的一車體於一橫向滑軌上移動而接近一目標位置；一暫停步驟，該控制單元控制該車體暫時停止於該橫向滑軌上之一第一位置；一定位步驟，利用一第一定位模組定位該車體的第一位置，並產生一第一位置信號；及一微調步驟，該控制單元基於該第一位置信號判斷該第一位置與該目標位置之差值，以控制該車體朝該目標位置移動。

在本發明之一實施例中，該控制方法還包含於該移動步驟之前的一偵測步驟，該偵測步驟是利用一偵測單元偵測一待測區內的一鋼捲，並產生一位置辨識信號，並傳送至該控制單元作為該目標位置的判斷。

在本發明之一實施例中，在該移動步驟中，該控制單元控制該橫向滑軌於一縱向滑軌上移動而接近該目標位置，同時在該定位步驟中，利用一第二定位模組在該橫向滑軌移動後停止時定位該橫向滑軌的一第二位置，並產生一第二位置信號。

在本發明之一實施例中，在該微調步驟中，該控制單元另基 於該第二位置信號判斷該第二位置與該目標位置之差值，以控制該橫向滑軌朝該目標位置移動。

在本發明之一實施例中，在該微調步驟之後，該車體與目標位置之間的距離以及該縱向滑軌與目標位置之間的距離皆控制到小於15公厘。

如上所述，利用該第一定位模組及第二定位模組於該車體及橫向滑軌移動停止時進行定位並偵測與該目標位置之差值，接著再將該車體及橫向滑軌移動至該目標位置，可縮減該吊爪的擺盪角度，同時透過對該車體定位及移動微調，能夠較精確地移動至目標位置並縮短移動時間，藉此提高該車體的運行效率，同時使該天車在裝卸的過程中具有較佳的穩定性。

101‧‧‧鋼捲

102‧‧‧待測區

2‧‧‧橫向滑軌

3‧‧‧縱向滑軌

4‧‧‧天車

41‧‧‧車體

42‧‧‧吊爪

5‧‧‧定位單元

51‧‧‧第一定位模組

52‧‧‧第二定位模組

6‧‧‧控制單元

61‧‧‧處理模組

62‧‧‧驅動模組

7‧‧‧偵測單元

201‧‧‧偵測步驟

202‧‧‧移動步驟

203‧‧‧暫停步驟

204‧‧‧定位步驟

205‧‧‧微調步驟

第1圖是根據本發明一較佳實施例之可微調移動的天車裝置的示意圖；第2圖是根據本發明一較佳實施例之可微調移動的天車裝置的速度、定位誤差及擺盪角度相對於時間的關係圖；及第3圖是根據本發明一較佳實施例之微調移動天車的控制方法的流程圖。

為了讓本發明之上述及其他目的、特徵、優點能更明顯易懂，下文將特舉本發明較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。再者，本發明所提到的方向用語，例如上、下、頂、底、前、後、左、右、 內、外、側面、周圍、中央、水平、橫向、垂直、縱向、軸向、徑向、最上層或最下層等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發明，而非用以限制本發明。

請參照第1圖所示，本發明一較佳實施例之可微調移動的天車裝置，包含一橫向滑軌2、一縱向滑軌3、一天車4、一定位單元5、一控制單元6及一偵測單元7，該天車裝置特別適用於鋼鐵工廠之廠房中用於夾取、吊掛及移動一貨車上之一鋼捲101。本發明將於下文詳細說明各元件的細部構造、組裝關係及其運作原理。

續參照第1圖所示，該縱向滑軌3係以二支撐架縱向設置在一廠房的天花板處，該橫向滑軌2利用二支撐架橫向跨設在該縱向滑軌3上，其中該橫向滑軌2透過滾輪在該縱向滑軌3上滑動而進行縱向位移。

續參照第1圖所示，該天車4包括一車體41及一吊爪42；該車體41設置在該橫向滑軌2上，並可透過滾輪在該橫向滑軌2上滑動而進行橫向位移；該吊爪42利用一纜繩連接該車體41，透過捲收該纜繩而驅動該吊爪42升降移動，而用以夾取一待測區102內之一物件，例如一鋼捲101；另外，該天車4還可包括一荷重感測器(圖未示)，用以感測該吊爪42是否夾取該鋼捲101。

續參照第1圖所示，該定位單元5具有一第一定位模組51及一第二定位模組52；該第一定位模組51設置在該車體41上，當該車體41如第1圖的橫向箭頭所示於該橫向滑軌2移動一段距離後而停止，該第一定位模組51即定位該車體41的一第一位置，並產生一第一位置信號，其中該第一位置接近該車體41預設到達的目標位置(在該橫向滑軌2上的某一位置)但仍具 有一小段差距；該第二定位模組52設置在該橫向滑軌2上，當該橫向滑軌2如第1圖的縱向箭頭所示於該縱向滑軌3移動一段距離後而停止，該第二定位模組52即定位該橫向滑軌2的一第二位置，並產生一第二位置信號，其中該第二位置接近該橫向滑軌2預設到達的目標位置(在該縱向滑軌3上的某一位置)但仍具有一小段差距。

續參照第1圖所示，該控制單元6具有一處理模組61及一驅動模組62；該處理模組61電性連接該第一定位模組51及第二定位模組52，且用以接收及處理該第一位置信號及第二位置信號，並且基於該第一位置信號判斷該第一位置與該車體41的目標位置之差值，以控制該車體41移動至該目標位置，同時基於該第二位置信號判斷該第二位置與該橫向滑軌2的目標位置之差值，以控制該橫向滑軌2移動至該目標位置；該驅動模組62電性連接該處理模組61且用以驅動該橫向滑軌2在該縱向滑軌3上移動及驅動該車體41在該橫向滑軌2上移動。

續參照第1圖所示，該偵測單元7設置在一待測區102上方，用以偵測該鋼捲101並產生一位置辨識信號，在本較佳實施例中，該偵測單元7電性連接該控制單元6，並且將該位置辨識信號傳送至該控制單元6的處理模組61，該處理模組61會藉由該位置辨識信號運算產生該橫向滑軌2及該車體41將移動的目標位置。

依據上述的結構，該偵測單元7先偵測該待測區102內的鋼捲101，接著將該位置辨識信號傳送至該控制單元6，其中該處理模組61會藉由該位置辨識信號運算產生將移動到達的目標位置，該驅動模組62會驅動該車體41於該橫向滑軌2上移動而接近該目標位置，同時驅動該橫向滑軌2 於該縱向滑軌3上移動而接近該目標位置；接著如第2圖所示，該驅動模組62驅動該車體41在等減速移動下逐漸降速而暫時停止於該橫向滑軌2上的第一位置，同時驅動該橫向滑軌2在等減速移動下逐漸降速而暫時停止於該縱向滑軌3的第二位置，此時該車體41及橫向滑軌2距離目標位置的誤差尚仍分別大於15公厘(mm)，而該擺盪角度已有明顯減少(見第2圖)；在暫停期間，該第一定位模組51會定位該車體41而產生一第一位置信號，該第二定位模組52會定位該橫向滑軌2而產生一第二位置信號；最後，該處理模組61基於該第一位置信號判斷該第一位置與其目標位置之差值，以控制該車體41朝該目標位置緩步升速再降速而沿該橫向滑軌2移動；同時，該處理模組61還基於該第二位置信號判斷該第二位置與其目標位置之差值，以控制該橫向滑軌2朝該目標位置緩步升速再降速而沿該縱向滑軌3移動，此時，如第2圖所示，該車體41及橫向滑軌2利用上述的第二次緩步升速再降速的微調移動靠近該目標位置，使該車體41與其目標位置之間的定位誤差(以及該橫向滑軌2與其目標位置之間的定位誤差)皆控制在15公厘以內，進而使該車體41及橫向滑軌2能夠較精確地移動至該目標位置。

如上所述，利用該第一定位模組51及第二定位模組52於該車體41及橫向滑軌2移動停止時進行定位並偵測與該目標位置之差值，接著再將該車體41及橫向滑軌2微調移動至該目標位置，可縮減該吊爪42的擺盪角度，同時透過對該車體41定位及移動微調，能夠較精確地移動至目標位置並縮短移動時間，進而避免習知在目標位置前緊急降速至一低速時所造成吊爪擺盪過大及移動時間過長及該天車最終停止位置常超出該目標位置可接受的誤差距離外等問題，藉此提高該車體的運行效率，同時使該天車在 裝卸的過程中具有較佳的穩定性。

請參照第3圖並配合第1圖所示，本發明一較佳實施例之微調移動天車的控制方法，係藉由上述較佳實施例的可微調移動的天車裝置進行作業，該方法包含一偵測步驟201、一移動步驟202、一暫停步驟203、一定位步驟204及一微調步驟205。

續參照第3圖並配合第1圖所示，在該偵測步驟201中，該偵測步驟201是利用一偵測單元7偵測一待測區102內的一鋼捲101(例如為鋼鐵工廠之廠房中一貨車上之鋼捲101)，並產生一位置辨識信號，接著將該位置辨識信號傳送至一控制單元6作為該目標位置的判斷。

續參照第3圖並配合第1圖所示，在該移動步驟202中，該控制單元6的一處理模組61會藉由該位置辨識信號運算產生將移動的目標位置，接著該控制單元6的一驅動模組62驅動一天車4的一車體41於一橫向滑軌2上移動而接近該目標位置，同時，該驅動模組62驅動橫向滑軌2於一縱向滑軌3上移動而接近該目標位置。

續參照第3圖並配合第1圖所示，在該暫停步驟203中，該驅動模組62驅動該車體41在等減速移動下逐漸降速而暫時停止於該橫向滑軌2上之一第一位置，同時該驅動模組62也驅動該橫向滑軌2在等減速移動下逐漸降速而暫時停止於該縱向滑軌3上之一第二位置。

續參照第3圖並配合第1圖所示，在該定位步驟204中，利用一第一定位模組51定位該車體41的第一位置，並產生一第一位置信號，同時利用一第二定位模組52定位該橫向滑軌2的第二位置，並產生一第二位置信號。

續參照第3圖並配合第1圖所示，在該微調步驟205中，該處理模組61基於該第一位置信號判斷該第一位置與該車體41的目標位置之差值，以控制該車體41朝該目標位置移動，同時，該處理模組61還基於該第二位置信號判斷該第二位置與該橫向滑軌2的目標位置之差值，以控制該橫向滑軌2朝該目標位置移動；在本較佳實施例中，在該微調步驟之後，該車體41與目標位置之間的距離(以及該縱向滑軌2與目標位置之間的距離)皆控制到小於15公厘。值得注意的是，在該微調步驟205中的第二次緩步升速再降速的微調移動之最高速度值係明顯小於在該移動步驟202中的第一次降速移動之原始最高速度值。

如上所述，利用該第一定位模組51及第二定位模組52於該車體41及橫向滑軌2移動停止時進行定位並偵測與該目標位置之差值，接著再將該車體41及橫向滑軌2移動至該目標位置，可縮減該吊爪42的擺盪角度，同時透過對該車體41定位及移動微調，能夠較精確地移動至目標位置並縮短移動時間，進而避免習知在目標位置前緊急降至一低速時所造成吊爪擺盪過大及移動時間過長及該天車最終停止位置常超出該目標位置可接受的誤差距離外等問題，藉此提高該車體的運行效率，同時使該天車在裝卸的過程中具有較佳的穩定性。

雖然本發明已以較佳實施例揭露，然其並非用以限制本發明，任何熟習此項技藝之人士，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種更動與修飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

101‧‧‧鋼捲

102‧‧‧待測區

2‧‧‧橫向滑軌

3‧‧‧縱向滑軌

4‧‧‧天車

41‧‧‧車體

42‧‧‧吊爪

5‧‧‧定位單元

51‧‧‧第一定位模組

52‧‧‧第二定位模組

6‧‧‧控制單元

61‧‧‧處理模組

62‧‧‧驅動模組

7‧‧‧偵測單元

Claims (3)

1. 一種可微調移動的天車裝置，其包含：一橫向滑軌；一縱向滑軌，該橫向滑軌跨設在該縱向滑軌上；一天車，具有：一車體，設置在該橫向滑軌上；及一吊爪，連接該車體且用以夾取一待測區內之一鋼捲；一偵測單元，設置在該待測區上方，用以偵測該鋼捲並產生一位置辨識信號；一定位單元，具有：一第一定位模組，設置在該車體上，用以在該車體移動後停止時定位該車體的一第一位置，並產生一第一位置信號；一第二定位模組，設置在該橫向滑軌上，用以在該橫向滑軌移動後停止時定位該橫向滑軌的一第二位置，並產生一第二位置信號；及一控制單元，用以控制該橫向滑軌於該縱向滑軌上移動及接收該第一位置信號及一第二位置信號，並基於該第一位置信號判斷該第一位置與一目標位置之差值，以控制該車體移動至該目標位置，以及基於該第二位置信號判斷該第二位置與該目標位置之差值，以控制該橫向滑軌移動至該目標位置，其中該控制單元具有：一處理模組，電性連接該第一定位模組及第二定位模組，且用以處理該第一位置信號及第二位置信號；及 一驅動模組，電性連接該處理模組且用以驅動該橫向滑軌及該車體移動；該處理模組基於該第一位置信號判斷該第一位置與其目標位置之差值，以該驅動模組控制該車體朝該目標位置緩步升速再降速而沿該橫向滑軌移動，且該處理模組還基於該第二位置信號判斷該第二位置與其目標位置之差值，以該驅動模組控制該橫向滑軌朝該目標位置緩步升速再降速而沿該縱向滑軌移動。
2. 一種微調移動天車的控制方法，其包含步驟：一偵測步驟，該偵測步驟是利用一偵測單元偵測一待測區內的一鋼捲，並產生一位置辨識信號，並傳送至該控制單元作為該目標位置的判斷；一移動步驟，一控制單元的一處理模組藉由該位置辨識信號運算產生將移動的一目標位置，接著該控制單元的一驅動模組驅動及控制一天車的一車體於一橫向滑軌上移動而接近該目標位置，且控制該橫向滑軌於一縱向滑軌上移動而接近該目標位置；一暫停步驟，該控制單元控制該車體暫時停止於該橫向滑軌上之一第一位置；一定位步驟，利用一第一定位模組定位該車體的第一位置，並產生一第一位置信號，且利用一第二定位模組在該橫向滑 軌移動後停止時定位該橫向滑軌的一第二位置，並產生一第二位置信號；及一微調步驟，利用該控制單元的處理模組處理該第一位置信號及第二位置信號，其中該處理模組基於該第一位置信號判斷該第一位置與該目標位置之差值，以該驅動模組控制該車體朝該目標位置緩步升速再降速而沿該橫向滑軌移動，該處理模組再基於該第二位置信號判斷該第二位置與該目標位置之差值，以該驅動模組控制該橫向滑軌朝該目標位置緩步升速再降速而沿該縱向滑軌移動。
3. 如申請專利範圍第2項所述之微調移動天車的控制方法，其中，在該微調步驟之後，該車體與目標位置之間的距離以及該縱向滑軌與目標位置之間的距離皆控制到小於15公厘。