WO2018025523A1 - リフティングマグネットの制御装置 - Google Patents

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WO2018025523A1
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magnet
lifting magnet
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applied voltage
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夏輝 柚本
英喜 吉原
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コベルコ建機株式会社
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    • B66C1/06—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith for transmitting lifting forces to articles or groups of articles by magnetic means electromagnetic
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    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
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    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C2700/00—Cranes
    • B66C2700/08—Electrical assemblies or electrical control devices for cranes, winches, capstans or electrical hoists
    • B66C2700/087—Electrical assemblies or electrical control devices for electrically actuated grabs

Definitions

  • the present invention relates to a lifting magnet control device.
  • Patent Document 1 When a magnetic waste is attracted and moved, a magnet called a lifting magnet is used.
  • a lifting magnet As a prior art regarding control of this lifting magnet (hereinafter simply referred to as a magnet), there is the following Patent Document 1.
  • Patent Document 1 discloses performing control to increase the voltage applied to the magnet when the resistance increases and the current decreases due to the temperature rise of the magnet. Thereby, the technique described in Patent Document 1 keeps the magnet's attractive force constant.
  • Patent Document 1 has the following problems.
  • the control described in Patent Document 1 there may be a vicious circle in which the temperature of the magnet rises, such as magnet temperature rise ⁇ current decrease ⁇ applied voltage rise ⁇ magnet temperature rise.
  • the technique described in Patent Document 1 has problems such as deterioration of the magnet and an increase in the load on the power supply.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a lifting magnet control device that can prevent a magnet from being deteriorated or a load on a power source from being increased. It is.
  • One aspect of the present invention is a control device for a lifting magnet, A control circuit for controlling power supply from a power source to the lifting magnet; A current detector for detecting an output current to the lifting magnet; A controller that receives a signal from the current detector and outputs a command to the control circuit; In the controller, at least one of the detected value of the output current and the magnet load defined by the following formula (1) is equal to or greater than a first threshold value and a second threshold value that are determined in advance for each. At a certain time, a command to decrease the voltage applied to the lifting magnet is output to the control circuit from the next adsorption work.
  • the lifting magnet (magnet) in the present invention is used by being attached to a work machine, for example.
  • a work machine provided with a lifting magnet, a handling machine (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2007-45615 ( Also called riff mug).
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an overall configuration of the work machine X on which the lifting magnet is mounted.
  • the work machine X is described in FIG. 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-45615.
  • the work machine X is equipped with a lower traveling body 20 having a crawler 20a, an upper revolving body 30 that is pivotably mounted on the lower traveling body 20, and a front part of the upper revolving body 30 that can be raised and lowered.
  • An attachment 40 and a magnet 10 attached to the tip of the attachment 40 are provided, and magnetic waste can be adsorbed by exciting the magnet 10.
  • a handling machine is employed as the work machine X.
  • the attachment 40 includes a boom 80 and an arm 90 connected to the tip of the boom 80, and the magnet 10 is swingably attached to the tip of the arm 90.
  • the boom 80 is raised and lowered by the expansion and contraction operation of the boom cylinder 101, the arm 90 is swung by the expansion and contraction operation of the arm cylinder 110, and the magnet 10 is armed via the links 140 a and 140 b by the expansion and contraction operation of the magnet cylinder 120. Swings against.
  • a control device 100 for a magnet 10 (lifting magnet) of this embodiment includes a control circuit 2 that controls power supply from a power source 1 to the magnet 10, and a magnet from the power source 1 via the control circuit 2.
  • 10 includes an ammeter 4 as a current detector that detects an output current flowing to 10 and a controller 3 that receives a signal from the ammeter 4 and outputs a command to the control circuit 2.
  • the power source 1 is a generator connected to the engine, for example.
  • the switching circuit 2a constituting the control circuit 2 includes four switching elements connected in a full bridge.
  • the switching circuit 2a increases or decreases the voltage generated by the power source 1 and the applied voltage applied to the magnet 10 by switching of the four switching elements.
  • the voltage applied to the magnet 10 is a DC voltage
  • the voltage generated by the power source 1 is an AC voltage.
  • the AC voltage generated by the power source 1 is converted into a DC voltage by the control circuit 2.
  • the controller 3 outputs a command for determining the ON time of each switching element to the switching circuit 2a so that the applied voltage of the magnet 10 becomes a desired value.
  • the ammeter 4 transmits an applied current to the magnet 10 (hereinafter referred to as “output current”) as a signal to the controller 3, and the controller 3 takes in the signal.
  • the controller 3 is constituted by a computer including a CPU and a memory such as a ROM and a RAM, for example.
  • the control of the applied voltage by the controller 3 includes “correction control based on output current”, “correction control based on magnet load”, and “overexcitation voltage and steady voltage”.
  • the “correction control based on the output current” and the “correction control based on the magnet load” are in a parallel relationship, and the “correction control based on the difference between the overexcitation voltage and the steady voltage” is positioned after the above two correction controls. To do. When the condition in one of the “correction control based on output current” and the “correction control based on magnet load” is satisfied, the correction value under the condition that is satisfied is the subsequent "excitation voltage and steady voltage. Is corrected as appropriate based on the “correction control based on the difference between” and determined as the correction value of the applied voltage.
  • FIGS. 3 and 4 are diagrams showing temporal changes in the voltage applied to the magnet 10 and the output current (magnet applied current).
  • the magnet 10 is excited with the voltage V1 (overexcitation voltage) (overexcitation voltage range).
  • the excitation time at this voltage V1 is, for example, 3 to 5 seconds.
  • the magnet 10 is excited with the voltage V2 (steady voltage, V2 ⁇ V1), and the magnet 10 is released when the movement of the magnetic waste is completed.
  • the period of excitation with the voltage V2 until the magnet 10 is released that is, the length of the steady voltage range (excitation time) varies depending on the work, but is, for example, 10 to 15 seconds.
  • Excitation of the magnet 10 is triggered by, for example, an input of an operation to turn on the adsorption switch by the operator of the work machine X, and release of the magnet 10 is performed by, for example, turning on the release switch by the operator of the work machine X. Triggered by the input of the operation to be performed.
  • the voltage applied to the magnet 10 is generally configured by combining an overexcitation voltage and a steady voltage.
  • the controller 3 applies an overexcitation voltage, which is higher than the steady voltage, to the magnet 10 in the initial stage of excitation, and controls the control circuit 200 to switch to the steady voltage after a predetermined time (for example, 3 to 5 seconds).
  • An applied voltage (magnet applied voltage) indicated by a solid line in FIGS. 3 and 4 is an applied voltage determined from a desired magnet attracting force in a normal state, that is, an uncorrected normal applied voltage.
  • the temperature of the magnet 10 has dropped due to some reason.
  • the electrical resistance of the magnet 10 decreases, and the magnet applied current (output current to the magnet 10) increases as shown by the dotted line in the lower diagram in FIG.
  • the controller 3 averages the current detection values in the steady voltage range of the output current to the magnet 10 detected by the ammeter 4, and the average value is equal to or greater than a predetermined threshold A (first threshold). Then, as shown by the dotted line in the upper diagram in FIG. 4, the steady voltage applied to the magnet 10 is decreased from the voltage V2 to the voltage V3 (V3 ⁇ V2). Then, as shown by the dotted line in the lower diagram in FIG. 4, the output current to the magnet 10 decreases and returns to the value of the output current shown by the solid line in the lower diagram in FIG. Thereby, the attracting force (magnetic force) of the magnet 10 which has become an excessive attracting force (magnetic force) due to the increase in the applied current is corrected to an appropriate attracting force (magnetic force).
  • a predetermined threshold A first threshold
  • the controller 3 increases the correction amount of the applied voltage (first correction amount) as the excess amount of the average value of the current with respect to the threshold A increases.
  • the correction amount may be determined so that) increases.
  • the controller 3 may output a command for reducing the applied voltage by a correction amount from the currently set applied voltage to the control circuit 200.
  • the controller 3 may store a map in which a relationship between the excess amount of the average value of the current with respect to the threshold A and the correction amount is determined in advance in the memory, and determine the correction amount using this map.
  • Magnet load Excitation ratio ⁇ I ⁇ V (1) Excitation ratio: excitation time / (excitation time + non-excitation time) I: Output current to magnet 10 V: Applied voltage to magnet 10
  • the excitation time is the time during which the magnet 10 is excited as the wording indicates.
  • the excitation time is composed of, for example, an overexcitation voltage range and a steady voltage range.
  • the excitation time may be constituted by a removal region for removing the residual magnetism of the magnet 10 in addition to the overexcitation voltage region and the steady voltage region.
  • the removal region is composed of a period in which the voltage is negative following the steady voltage region and a period in which the voltage is positive following the lapse of the negative period. Yes.
  • the non-excitation time is the time during which the magnet 10 is not excited, as the wording indicates.
  • the non-excitation time corresponds to a period excluding the excitation time, for example.
  • the period excluding the excitation time may be composed of a period in which the voltage V is 0 and a removal region, or may be composed only of a period in which the voltage V is 0, for example.
  • the controller 3 increases the excitation time of the excitation timer that detects the excitation time, and resets the non-excitation timer that detects the non-excitation time (S2).
  • the controller 3 stores the excitation time detected by the excitation timer in the memory (S3).
  • the controller 3 accumulates the output current I to the magnet 10 and stores it in the memory, and also accumulates the applied voltage V to the magnet 10 and stores it in the memory (S4).
  • the controller 3 may reset the integrated value of the output current I and the integrated value of the applied voltage V stored in the memory each time one suction operation is completed.
  • the controller 3 resets the excitation timer and increases the non-excitation time of the non-excitation timer (S5).
  • the controller 3 stores the non-excitation time detected by the non-excitation timer in the memory (S6).
  • the controller 3 uses the output current I and the applied voltage V integrated in S4 to calculate the average value of the output current I and the average value of the applied voltage V. Ask. Here, the controller 3 may determine the average value of the output current I and the average value of the applied voltage V by dividing the integrated output current I and applied voltage V by the excitation time, respectively.
  • the controller 3 calculates the magnet load by multiplying the excitation ratio calculated in S7 described above, the average value of the output current I, and the average value of the applied voltage V. If the calculated magnet load is equal to or greater than a predetermined threshold B, the controller 3 outputs a command for reducing the voltage applied to the magnet 10 to the control circuit 2 from the next attracting operation. Thereby, the controller 3 can suppress the temperature rise of the magnet 10. For example, the controller 3 may reduce both the overexcitation voltage and the steady voltage following the overexcitation voltage.
  • the controller 3 when the magnet load is equal to or greater than the threshold value B, the controller 3 sets the correction amount so that the correction amount (second correction amount) of the applied voltage increases as the excess amount of the magnet load with respect to the threshold value B increases. Just decide. Then, the controller 3 may output a command for reducing the applied voltage by a correction amount from the currently set applied voltage to the control circuit 200.
  • the controller 3 may store a map in which the relationship between the magnet load excess amount with respect to the threshold B and the correction amount is determined in advance in the memory, and determine the correction amount using this map. In this case, the same value may be adopted as the correction amount for the overexcitation voltage and the correction amount for the steady voltage, or different values may be adopted.
  • the controller 3 may adopt a larger correction amount among the correction amounts obtained by both controls.
  • the controller 3 may adopt the larger correction amount of the correction amounts (steady voltage decrease amount) obtained by both controls relating to the steady voltage.
  • the larger correction amount among the correction amounts is applied.
  • the present invention includes three controls, namely, “correction control based on output current”, “correction control based on magnet load”, and “correction control based on the difference between overexcitation voltage and steady voltage”, that is, the overall configuration of the control.
  • “correction control based on the difference between the overexcitation voltage and the steady voltage” may be omitted.
  • either one of the controls may be omitted.
  • the controller 3 is configured such that at least one of the value of the output current to the magnet 10 and the magnet load defined by the formula (1) is equal to or greater than thresholds A and B determined in advance for each. At some point, control is performed to reduce the voltage applied to the magnet 10.
  • an excessive temperature rise of the magnet 10 can be suppressed, so that the deterioration of the magnet 10 can be prevented.
  • the applied voltage is reduced, it is possible to prevent the load on the power source 1 from increasing.
  • control for decreasing the applied voltage is executed. Therefore, deterioration of the magnet 10 can be prevented more reliably.
  • the controller 3 when the controller 3 performs control to reduce the voltage applied to the magnet 10 when the detected value of the output current of the magnet 10 is equal to or greater than the threshold value A, the controller 3 is in the steady voltage range of the applied voltage. It is preferable that the control circuit 2 is configured to output a command to decrease the applied voltage when the average value of the output current is equal to or greater than the threshold value A.
  • the output current in the steady voltage range is more stable than the output current in the overexcitation voltage range.
  • the overexcitation voltage range is shorter than the steady voltage range, and the responsiveness of the current rise may change depending on the adsorbate, which may not be stable, but the steady voltage range does not . Therefore, the present invention enables stable control by using the output current in the steady voltage range.
  • the controller 3 when the controller 3 performs control to reduce the applied voltage to the magnet 10 when the detected output current value of the magnet 10 is equal to or greater than the threshold A, the controller 3 calculates the steady voltage of the applied voltage. It is preferable that a command to decrease is output to the control circuit 2.
  • the overexcitation voltage in the initial stage of excitation can be maintained without correction, and thereby the magnetic force in the initial stage of excitation can be maintained and sufficient magnetic flux can be secured.
  • the control circuit 200 is configured to output a command to reduce both the steady voltage following the excitation voltage.
  • the temperature increase of the magnet 10 can be suppressed more than when only one of the overexcitation voltage and the steady voltage is decreased.
  • the controller 3 when the difference between the overexcitation voltage in the applied voltage and the steady voltage following the overexcitation voltage in the applied voltage is equal to or greater than a predetermined value, the controller 3 Therefore, it is preferable that a command for reducing the overexcitation voltage is output to the control circuit.
  • the difference between the overexcitation voltage applied in the initial stage of excitation and the subsequent steady voltage is prevented from becoming excessive, and the magnetic force is not reduced when the overexcitation voltage range is shifted to the steady voltage range. Can do.
  • the controller 3 determines the first correction amount of the applied voltage according to the excess amount of the output current with respect to the threshold A, and sets the second correction amount of the applied voltage according to the excess amount of the magnet load with respect to the threshold B. It is preferable to output a command to the control circuit 200 to reduce the applied voltage by the larger correction amount of the first and second correction amounts.
  • the larger one of the first correction amount determined by “correction control based on output current” and the second correction amount determined by “correction control based on magnet load” is used. Since the applied voltage is reduced, deterioration of the magnet 10 can be reliably prevented.

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Abstract

制御装置（１００）を構成するコントローラ（３）は、検出されたマグネット（１０）出力電流の値、および下記の式（１）で定義されるマグネット負荷のうちの少なくとも一方が、それぞれに対して予め決められた閾値以上であるとき、次の吸着作業から、マグネット（１０）への印加電圧を減少させる指令を制御回路（２）へ出力するように構成されている。　マグネット負荷＝励磁比率×Ｉ×Ｖ　・・・（１）　励磁比率：励磁時間／（励磁時間＋非励磁時間）　Ｉ：前記出力電流の値　Ｖ：リフティングマグネットへの印加電圧

Description

リフティングマグネットの制御装置
　本発明は、リフティングマグネットの制御装置に関する。
　磁性廃棄物を吸着して移動させるとき、リフティングマグネットと呼ばれるマグネットが用いられる。このリフティングマグネット（以下、単にマグネットと記載する）の制御に関する従来技術として、下記の特許文献１がある。
　特許文献１は、マグネットの温度上昇により抵抗が増加して電流が減少すると、マグネットへの印加電圧を上昇させる制御を行うことを開示する。これにより、特許文献１に記載の技術は、マグネットの吸着力を一定に保持する。
　しかし、特許文献１に記載の制御は、次のような問題がある。特許文献１に記載の制御では、マグネット温度上昇→電流減少→印加電圧上昇→マグネット温度上昇、というように、マグネットの温度が上昇する悪循環に陥ってしまうことがある。これにより、特許文献１に記載の技術は、マグネットが劣化したり、電源への負荷が大きくなったりといった問題が生じる。
特開平６－１００２８４号公報
　本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、マグネットが劣化したり、電源への負荷が大きくなったりといったことを防止することができるリフティングマグネットの制御装置を提供することである。
　本発明の一態様は、リフティングマグネットの制御装置であって、
　電源から前記リフティングマグネットへの電力供給を制御する制御回路と、
　前記リフティングマグネットへの出力電流を検出する電流検出器と、
　前記電流検出器からの信号が入力され、前記制御回路へ指令を出力するコントローラと、を備え、
　前記コントローラは、前記検出された前記出力電流の値、および下記の式（１）で定義されるマグネット負荷のうちの少なくとも一方が、それぞれに対して予め決められた第１，第２閾値以上であるとき、次の吸着作業から、前記リフティングマグネットへの印加電圧を減少させる指令を前記制御回路へ出力するように構成されている。
　マグネット負荷＝励磁比率×Ｉ×Ｖ　・・・（１）
　励磁比率：励磁時間／（励磁時間＋非励磁時間）
　Ｉ：前記出力電流の値
　Ｖ：前記リフティングマグネットへの印加電圧
　この構成によれば、マグネットの過度な温度上昇を抑えることができるので、マグネットが劣化することを防止することができる。また、印加電圧を減少させる制御により、電源への負荷が大きくなることも防止できる。
本発明の一実施形態に係る制御装置の回路構成を示す回路図である。 制御の全体構成を示すブロック図である。 マグネットへの印加電圧および出力電流の時間変化を示す図である。 マグネットへの印加電圧および出力電流の時間変化を示す図である。 励磁比率の算出フローを示すフローチャートである。 リフティングマグネット（マグネット）が搭載された作業機械の全体構成を示す図である。
　以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本発明におけるリフティングマグネット（マグネット）は、例えば作業機械に取り付けられて使用されるものであり、リフティングマグネットを備える作業機械の例としては、特開２００７－４５６１５号公報に記載のハンドリング機（リフマグ機とも呼ばれる）がある。
　（作業機械の構成）
　図６は、リフティングマグネットが搭載された作業機械Ｘの全体構成を示す図である。当該作業機械Ｘは、特開２００７－４５６１５号公報の図１に記載されたものである。作業機械Ｘは、クローラ２０ａを備えた下部走行体２０と、この下部走行体２０上に旋回自在に搭載される上部旋回体３０と、この上部旋回体３０の前部に起伏自在に装備されたアタッチメント４０と、このアタッチメント４０の先端部に装着されたマグネット１０とを備え、マグネット１０を励磁させることにより磁性廃棄物を吸着することが可能とされている。作業機械Ｘとしては、ハンドリング機が採用される。
　アタッチメント４０は、ブーム８０と、このブーム８０の先端部に連結されるアーム９０とを含み、そのアーム９０の先端部にマグネット１０が揺動自在に取り付けられている。
　ブーム８０は、ブームシリンダ１０１の伸縮動作によって起伏し、アーム９０は、アームシリンダ１１０の伸縮動作によって揺動し、マグネット１０は、マグネット用シリンダ１２０の伸縮動作によってリンク１４０ａ及び１４０ｂを介してアーム９０に対して揺動する。
　（制御装置の構成）
　図１に基づいて、本発明に係るリフティングマグネットの制御装置１００の一実施形態について説明する。なお、リフティングマグネットの制御装置１００の構成は、図１に示すものに限られることはない。
　図１に示すように、本実施形態のマグネット１０（リフティングマグネット）の制御装置１００は、電源１からマグネット１０への電力供給を制御する制御回路２と、制御回路２を介して電源１からマグネット１０へ流れる出力電流を検出する電流検出器としての電流計４と、電流計４からの信号が入力され、制御回路２へ指令を出力するコントローラ３とを含む。
　電源１は、例えばエンジンに接続された発電機である。制御回路２を構成するスイッチング回路２ａは、フルブリッジ接続された４つのスイッチング素子を含む。スイッチング回路２ａは、電源１によって発生した電圧を、４つのスイッチング素子のスイッチングによってマグネット１０に印加する印加電圧を増減させる。なお、マグネット１０への印加電圧は直流電圧であり、電源１で発生する電圧は交流電圧である。電源１で発生した交流電圧は、制御回路２にて直流電圧に変換される。コントローラ３は、マグネット１０の印加電圧が所望の値になるように、各スイッチング素子のＯＮ時間を定める指令をスイッチング回路２ａに出力する。電流計４は、マグネット１０への印加電流（以下、「出力電流」と記載する）を信号としてコントローラ３へ送信し、コントローラ３はその信号を取り込む。コントローラ３は、例えば、ＣＰＵと、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等のメモリとを備えるコンピュータで構成される。
　（制御の全体構成）
　コントローラ３によるマグネット１０への印加電圧の制御に関し、まず、その全体構成を説明する。
　図２に示すように、本実施形態に係るコントローラ３による上記印加電圧の制御は、「出力電流に基づく補正制御」、「マグネット負荷に基づく補正制御」、および「過励磁電圧と定常電圧との差に基づく補正制御」という３つの制御を備えている。
　そして「出力電流に基づく補正制御」と「マグネット負荷に基づく補正制御」とは並列関係にあり、「過励磁電圧と定常電圧との差に基づく補正制御」は、上記２つの補正制御の後に位置する。「出力電流に基づく補正制御」および「マグネット負荷に基づく補正制御」のうちの一方の制御における条件が成立すると、成立した方の条件での補正値が、その後の「過励磁電圧と定常電圧との差に基づく補正制御」に基づいて適宜補正された上で、印加電圧の補正値として決定される。「出力電流に基づく補正制御」および「マグネット負荷に基づく補正制御」のうちの両方の制御における条件が同時に成立すると、両者のうちの大きい方の補正値が、その後の「過励磁電圧と定常電圧との差に基づく補正制御」に基づいて適宜補正された上で、印加電圧の補正値として決定される。
　＜出力電流に基づく補正制御＞
　「出力電流に基づく補正制御」について説明する。図３および図４は、いずれも、マグネット１０への印加電圧および出力電流（マグネット印加電流）の時間変化を示す図である。
　まず、マグネット１０の励磁開始から釈放までの間のマグネット１０へ印加する電圧の時間変化の基本について説明する。コントローラ３から制御回路２への出力値指令により、励磁開始直後は、電圧Ｖ１（過励磁電圧）でマグネット１０を励磁する（過励磁電圧域）。この電圧Ｖ１での励磁時間は例えば３～５秒である。その後、電圧Ｖ２（定常電圧、Ｖ２＜Ｖ１）でマグネット１０を励磁し、磁性廃棄物の移動などが終了するとマグネット１０を釈放する。マグネット１０が釈放されるまでの電圧Ｖ２で励磁される期間、すなわち定常電圧域の長さ（励磁時間）は、作業によって異なるが、例えば１０～１５秒である。
　マグネット１０への励磁は、例えば作業機械Ｘの操縦者により吸着スイッチをオンする操作が入力されたことをトリガーに開始され、マグネット１０の釈放は、例えば作業機械Ｘの操縦者により釈放スイッチをオンする操作が入力されたことをトリガーに開始される。
　このように、マグネット１０への印加電圧は、一般的に、過励磁電圧と定常電圧とを組合せて構成されている。コントローラ３は、定常電圧よりも高い電圧である過励磁電圧を励磁初期にマグネット１０に印加し、一定時間（例えば３～５秒）経過後に定常電圧に切り換えるように制御回路２００を制御する。図３および図４において実線で示す印加電圧（マグネット印加電圧）は、通常時における所望のマグネット吸着力から決定された印加電圧、すなわち補正されていない通常時の印加電圧である。
　ここで、何らかの要因でマグネット１０の温度が低下したとする。マグネット１０の温度が低下すると、マグネット１０の電気抵抗が低下し、図３中の下側の図に点線で示すように、マグネット印加電流（マグネット１０への出力電流）は大きくなる。
　コントローラ３は、電流計４で検出されたマグネット１０への出力電流のうちの定常電圧域の電流検出値を平均し、その平均値が、予め決められた閾値Ａ（第１閾値）以上であると、次の吸着作業から、図４中の上側の図に点線で示すように、マグネット１０へ印加する定常電圧を電圧Ｖ２から電圧Ｖ３に減少させる（Ｖ３＜Ｖ２）。すると、図４中の下側の図に点線で示すように、マグネット１０への出力電流は減少し、図３中の下側の図に実線で示す出力電流の値に戻る。これにより、印加電流が大きくなることで過度の吸着力（磁力）となっていたマグネット１０の吸着力（磁力）は、適正な吸着力（磁力）に補正される。
　ここで、コントローラ３は、例えば、定常電圧域での電流の平均値が閾値Ａ以上の場合、閾値Ａに対する電流の平均値の超過量が増大するにつれて、印加電圧の補正量（第１補正量）が増大するように補正量を決定すればよい。そして、コントローラ３は、現在設定されている印加電圧から補正量だけ印加電圧を減少させる指令を制御回路２００に出力すればよい。なお、コントローラ３は、閾値Ａに対する電流の平均値の超過量と、補正量との関係が予め定められたマップをメモリに記憶しておき、このマップを用いて補正量を決定すればよい。
　＜マグネット負荷に基づく補正制御＞
　次に、「マグネット負荷に基づく補正制御」について説明する。コントローラ３は、下記の式（１）で定義されるマグネット負荷が予め決められた閾値Ｂ（第２閾値）以上であるとき、次の吸着作業から、マグネット１０への印加電圧を減少させる指令を制御回路２のスイッチング回路２ａへ出力するようにも構成されている。
　マグネット負荷＝励磁比率×Ｉ×Ｖ　・・・（１）
　励磁比率：励磁時間／（励磁時間＋非励磁時間）
　Ｉ：マグネット１０への出力電流
　Ｖ：マグネット１０への印加電圧
　励磁時間とは、その文言通り、マグネット１０を励磁している間の時間のことである。図３を参照し、励磁時間は、例えば、過励磁電圧域と定常電圧域とで構成される。なお、励磁時間は、過励磁電圧域と定常電圧域とに加えてマグネット１０の残留磁気を除去する除去域とで構成されてもよい。図３の例では、除去域は、定常電圧域に続いて電圧が負になっている期間と、負になっている期間の経過後に続いて電圧が正になっている期間とで構成されている。
　非励磁時間とは、その文言通り、マグネット１０を励磁していない間の時間のことである。図３を参照し、非励磁時間は、例えば、励磁時間を除く期間が該当する。励磁時間を除く期間は、例えば、電圧Ｖが０の期間と除去域とで構成されてもよいし、電圧Ｖが０の期間のみで構成されてもよい。
　図５を参照しつつ、励磁比率の算出フローについて説明する。なお、図５の算出フローは、例えば、一定周期で繰り返し実行される。マグネット１０が励磁中であれば（Ｓ１でＹＥＳ）、コントローラ３は、励磁時間を検出する励磁タイマの励磁時間を増大させ、且つ、非励磁時間を検出する非励磁タイマをリセットさせる（Ｓ２）。次に、コントローラ３は、励磁タイマで検出された励磁時間をメモリに記憶する（Ｓ３）。次に、コントローラ３は、マグネット１０への出力電流Ｉを積算してメモリに記憶し、且つ、マグネット１０への印加電圧Ｖを積算してメモリに記憶する（Ｓ４）。ここで、コントローラ３は、１回の吸着作業が終了する毎に、メモリに記憶した出力電流Ｉの積算値及び印加電圧Ｖの積算値をリセットしてもよい。
　一方、マグネット１０が励磁中でない場合は（Ｓ１でＮＯ）、コントローラ３は、励磁タイマをリセットし、且つ、非励磁タイマの非励磁時間を増大させる（Ｓ５）。
　次に、コントローラ３は、非励磁タイマで検出された非励磁時間をメモリに記憶する（Ｓ６）。次に、コントローラ３は、Ｓ３、Ｓ６でメモリに記憶された励磁時間及び非励磁時間をメモリから読み出し、励磁比率＝励磁時間／（励磁時間＋非励磁時間）を算出する（Ｓ７）。なお、Ｓ５では励磁タイマがリセットされているので、マグネット１０が釈放されたときにＳ３で記憶される励磁時間は、１回の吸着作業における励磁時間を示すことになる。また、Ｓ２では非励磁タイマがリセットされているので、マグネット１０の励磁が開始されたときにＳ６で記憶されている非励磁時間は、１回の吸着作業が終了してから次の吸着作業が開始されるまでの時間を示すことになる。よって、次の吸着作業が開始されたときのＳ７の処理によって、１回の吸着作業に対応する励磁比率が算出されることになる。
　なお、マグネット１０の励磁開始後、マグネット１０が釈放されると、コントローラ３は、Ｓ４で積算した出力電流Ｉおよび印加電圧Ｖを用いて、出力電流Ｉの平均値および印加電圧Ｖの平均値を求める。ここで、コントローラ３は、積算した出力電流Ｉおよび印加電圧Ｖを、それぞれ、励磁時間で割ることで、出力電流Ｉの平均値及び印加電圧Ｖの平均値を求めればよい。
　そして、コントローラ３は、上記したＳ７で算出された励磁比率と出力電流Ｉの平均値と印加電圧Ｖの平均値とを乗算してマグネット負荷を求める。算出したマグネット負荷が予め決められた閾値Ｂ以上であれば、コントローラ３は、次の吸着作業から、マグネット１０への印加電圧を減少させる指令を制御回路２に出力する。これにより、コントローラ３は、マグネット１０の温度上昇を抑えることができる。コントローラ３は、例えば、過励磁電圧と当該過励磁電圧に続く定常電圧との両方を減少させればよい。
　ここで、コントローラ３は、例えば、マグネット負荷が閾値Ｂ以上の場合、閾値Ｂに対するマグネット負荷の超過量が増大するにつれて、印加電圧の補正量（第２補正量）が増大するように補正量を決定すればよい。そして、コントローラ３は、現在設定されている印加電圧から補正量だけ印加電圧を減少させる指令を制御回路２００に出力すればよい。なお、コントローラ３は、閾値Ｂに対するマグネット負荷の超過量と、補正量との関係が予め定められたマップをメモリに記憶しておき、このマップを用いて補正量を決定すればよい。この場合、過励磁電圧に対する補正量と定常電圧に対する補正量とは同じ値が採用されてもよいし、異なる値が採用されてもよい。
　ここで、「出力電流に基づく補正制御」および「マグネット負荷に基づく補正制御」のうちの両方の制御における条件（出力電流の平均値が閾値Ａ以上、マグネット負荷が閾値Ｂ以上）が同時に成立することもある。この場合、コントローラ３は、両者の制御により求まる補正量のうちのより大きい方の補正量を採用すればよい。
　上述したように、「出力電流に基づく補正制御」においては定常電圧を減少させる補正が例示され、「マグネット負荷に基づく補正制御」においては過励磁電圧および定常電圧の両方を減少させる補正が例示されている。この場合、両制御で共通するのは定常電圧の補正である。そこで、コントローラ３は、定常電圧に関する両制御により求まる補正量（定常電圧減少量）のうちのより大きい方の補正量を採用すればよい。
　なお、過励磁電圧の補正量（減少量）に関しては、上記した「マグネット負荷に基づく補正制御」における補正量、および以下で説明する「過励磁電圧と定常電圧との差に基づく補正制御」における補正量のうち大きい方の補正量が適用される。
　＜過励磁電圧と定常電圧との差に基づく補正制御＞
　次に、「過励磁電圧と定常電圧との差に基づく補正制御」について説明する。コントローラ３は、マグネット１０への印加電圧のうちの過励磁電圧と定常電圧との差が所定の値以上となったら、次の吸着作業から、過励磁電圧を減少させる指令を制御回路２のスイッチング回路２ａへ出力する。なお、上記所定の値はメモリに予め記憶されている。また、過励磁電圧及び定常電圧は、「出力電流に基づく補正制御」又は「マグネット負荷に基づく補正制御」により補正された場合は、補正後の値が採用される。これにより、過励磁電圧と定常電圧との差に制限がかかり、両者の差が過大になることが防止され、過励磁電圧域から定常電圧域に移行する際の磁力の低下を防ぐことができる。
　（変形例）
　前記した実施形態では、「出力電流に基づく補正制御」に関し、電流計４で検出されたマグネット１０への出力電流のうちの定常電圧域の電流検出値の平均値を閾値Ａと比較する例を示したが、これは一例である。本発明は、過励磁電圧域および定常電圧域（マグネット１０の励磁期間）の全ての電流検出値の平均値を閾値Ａと比較してもよい。
　また、前記した実施形態では、「出力電流に基づく補正制御」に関し、マグネット１０への印加電圧のうちの定常電圧を減少させる例を示したが、これは一例である。本発明は、過励磁電圧および定常電圧の両方を減少させてもよいし、定常電圧に代えて過励磁電圧を減少させてもよい。
　さらには、前記した実施形態では、「マグネット負荷に基づく補正制御」に関し、マグネット１０への印加電圧のうちの過励磁電圧および定常電圧の両方を減少させる例を示したが、これは一例である。本発明は、過励磁電圧および定常電圧のうちの一方のみを減少させてもよい。
　また、本発明は、「出力電流に基づく補正制御」、「マグネット負荷に基づく補正制御」、および「過励磁電圧と定常電圧との差に基づく補正制御」という３つの制御、すなわち制御の全体構成に関し、「過励磁電圧と定常電圧との差に基づく補正制御」を省略してもよい。また、本発明は、「出力電流に基づく補正制御」、および「マグネット負荷に基づく補正制御」に関しては、いずれか一方の制御を省略してもよい。
　その他、本発明は、当業者が想定できる範囲で種々の変更を行えることは勿論である。
　（作用効果）
　本発明において、コントローラ３は、マグネット１０への出力電流の値、および前記式（１）で定義されるマグネット負荷のうちの少なくとも一方が、それぞれに対して予め決められた閾値Ａ，Ｂ以上であるとき、マグネット１０への印加電圧を減少させる制御を行う。
　この構成によれば、マグネット１０の過度な温度上昇を抑えることができるので、マグネット１０の劣化を防止することができる。また、この構成によれば、印加電圧を減少させるので、電源１への負荷が大きくなることも防止できる。更に、この構成によれば、出力電流の値が閾値Ａ以上であるという条件と、マグネット負荷が閾値Ｂ以上であるという条件との少なくとも一方が満たされれば、印加電圧を減少させる制御が実行されるので、マグネット１０の劣化をより確実に防止できる。
　本発明において、コントローラ３は、検出されたマグネット１０の出力電流の値が前記閾値Ａ以上であるときにマグネット１０への印加電圧を減少させる制御を行う場合、印加電圧のうちの定常電圧域の出力電流の値の平均値が、閾値Ａ以上であるときに印加電圧を減少させる指令を制御回路２へ出力するように構成されていることが好ましい。
　これは、定常電圧域の出力電流は、過励磁電圧域の出力電流よりも安定しているからである。一般的に、過励磁電圧域は、定常電圧域よりも時間が短く、吸着物によって電流上昇の応答性が変わることがあり、安定しないことがあるが、定常電圧域はこのようなことはない。そこで、本発明は、定常電圧域の出力電流を用いることで安定した制御が可能となる。
　また、本発明において、コントローラ３は、検出されたマグネット１０の出力電流の値が閾値Ａ以上であるときにマグネット１０への印加電圧を減少させる制御を行う場合、印加電圧のうちの定常電圧を減少させる指令を制御回路２へ出力するように構成されていることが好ましい。
　この構成によると、定常電圧を減少させることで、励磁初期の過励磁電圧を補正せずに維持することができ、これにより、励磁初期の磁力を維持して磁束を十分に確保することができる。
　さらに本発明において、コントローラ３は、前記式（１）で定義されるマグネット負荷が閾値Ｂ以上であるときに印加電圧を減少させる制御を行う場合、印加電圧のうちの過励磁電圧、および当該過励磁電圧に続く定常電圧の両方を減少させる指令を制御回路２００へ出力するように構成されていることが好ましい。
　この構成によると、過励磁電圧および定常電圧のうちの一方のみを減少させる場合よりも、マグネット１０の温度上昇をより抑えることができる。
　さらに本発明において、コントローラ３は、前記印加電圧のうちの過励磁電圧と、前記印加電圧のうちの前記過励磁電圧に続く定常電圧との差が所定の値以上となったら、次の吸着作業から、前記過励磁電圧を減少させる指令を前記制御回路へ出力するように構成されていることが好ましい。
　この構成によると、励磁初期に印加する過励磁電圧と、その後の定常電圧との差が過大になることを防止し、過励磁電圧域から定常電圧域に移行する際の磁力の低下を防ぐことができる。
　さらに本発明において、コントローラ３は、閾値Ａに対する出力電流の超過量に応じて印加電圧の第１補正量を決定し、閾値Ｂに対するマグネット負荷の超過量に応じて印加電圧の第２補正量を決定し、第１，第２補正量のうち大きい方の補正量だけ前記印加電圧を減少させる指令を制御回路２００に出力することが好ましい。
　この構成によれば、「出力電流に基づく補正制御」で決定される第１補正量と「マグネット負荷に基づく補正制御」で決定される第２補正量とのうち大きい方の補正量を用いて印加電圧が減少されるので、マグネット１０の劣化を確実に防止できる。

Claims (6)

  1. 　リフティングマグネットの制御装置であって、
    　電源から前記リフティングマグネットへの電力供給を制御する制御回路と、
    　前記リフティングマグネットへの出力電流を検出する電流検出器と、
    　前記電流検出器からの信号が入力され、前記制御回路へ指令を出力するコントローラと、を備え、
    　前記コントローラは、前記検出された前記出力電流の値、および下記の式（１）で定義されるマグネット負荷のうちの少なくとも一方が、それぞれに対して予め決められた第１，第２閾値以上であるとき、次の吸着作業から、前記リフティングマグネットへの印加電圧を減少させる指令を前記制御回路へ出力するように構成されている、
    　ことを特徴とする、リフティングマグネットの制御装置。
    　マグネット負荷＝励磁比率×Ｉ×Ｖ　・・・（１）
    　励磁比率：励磁時間／（励磁時間＋非励磁時間）
    　Ｉ：前記出力電流の値
    　Ｖ：前記リフティングマグネットへの印加電圧
  2. 　請求項１に記載のリフティングマグネットの制御装置において、
    　前記コントローラは、前記検出された前記出力電流の値が前記第１閾値以上であるときに前記印加電圧を減少させる制御を行う場合、前記印加電圧のうちの定常電圧域における前記検出された出力電流の値の平均値が、前記第１閾値以上であるときに前記印加電圧を減少させる指令を前記制御回路へ出力するように構成されている、
    　ことを特徴とする、リフティングマグネットの制御装置。
  3. 　請求項１または２に記載のリフティングマグネットの制御装置において、
    　前記コントローラは、検出された前記出力電流の値が前記第１閾値以上であるときに前記印加電圧を減少させる制御を行う場合、前記印加電圧のうちの定常電圧を減少させる指令を前記制御回路へ出力するように構成されている、
    　ことを特徴とする、リフティングマグネットの制御装置。
  4. 　請求項１～３のいずれかに記載のリフティングマグネットの制御装置において、
    　前記コントローラは、前記式（１）で定義されるマグネット負荷が前記第２閾値以上であるときに前記印加電圧を減少させる制御を行う場合、前記印加電圧のうちの過励磁電圧、および当該過励磁電圧に続く定常電圧の両方を減少させる指令を前記制御回路へ出力するように構成されている、
    　ことを特徴とする、リフティングマグネットの制御装置。
  5. 　請求項１～４のいずれかに記載のリフティングマグネットの制御装置において、
    　前記コントローラは、前記印加電圧のうちの過励磁電圧と、前記印加電圧のうちの前記過励磁電圧に続く定常電圧との差が所定の値以上であれば、次の吸着作業から、前記過励磁電圧を減少させる指令を前記制御回路へ出力するように構成されている、
    　ことを特徴とする、リフティングマグネットの制御装置。
  6. 　請求項１～５のいずれかに記載のリフティングマグネットの制御装置であって、
    　前記コントローラは、前記第１閾値に対する前記検出された前記出力電流の値の超過量に応じて前記印加電圧の第１補正量を決定し、前記第２閾値に対する前記マグネット負荷の超過量に応じて前記印加電圧の第２補正量を決定し、前記第１，第２補正量のうち大きい方の補正量だけ前記印加電圧を減少させる指令を前記制御回路に出力する、
    　ことを特徴とする、リフティングマグネットの制御装置。
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