JPH01261124A - リクレーマの自動払出し制御方式 - 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、製鉄所等の原料ヤードに積付けられた石炭や
鉄鉱石等の各種原料を払出すリクレーマの自動払出し制
御方式に関する。

〔従来の技術〕

コールセンターや製鉄所等においては、輸送されてきた
石炭や鉄鉱石等を原料ヤードに積付けて貯溜している。

そして、これらの原料を使用する際には、リクレーマと
言われる原料払出し設備が一般に用いられている。

このリクレーマは、走行レール上を走行する車両と、こ
の車両に俯仰及び旋回自在に搭載されたブームと、この
ブームの先端に取り付けられて積山から原料を払出すバ
ケットホイルと、払出した原料をブームに沿って前記車
両まで搬送するブームコンベアとを備えている。そして
、原料の払出しに際しては、バケットホイルを回転させ
ながらブームを水平方向に旋回させ、積山の同一高さの
原料を払出し、次にブーム先端の高さを下げて、すなわ
ち段替えを行って次の高さの原料を払出し、最下段まで
払出し林えると車両を前進させて同じ作業を繰り返す。

従来、この種のりクレーマの自動段替え制御は、リクレ
ーマ自身がブームという長尺材を持つ不安定なバランシ
ングマシンということに加え、原料ヤードに債付けられ
た原料の払出し開始点へのバケットホイルの着床のため
のセンシング技術が確立されていないという困難さを有
している。

従来の技術としては、リクレーマに数多くのセンサを取
り付け、またはセンサを上下、左右に制御するようにし
、コンピュータを適用して各種演算を行いながら自動運
転を行う方法が提案されているが、このようなセンサと
コンピュータによるものでは、複雑な制御で高価なシス
テムとならざるを得ない。また、各種センサからの人力
信号を演算データとして適用しているが、制御遅れ等に
より旋回及び自動段替えが効率良く行えず、現実にはそ
の制御は、手動操作に頼っている。

〔発明が解決しようとする課題〕 リクレーマは、原料ヤードに積付けられた各種原料を連
続して定量払出しを行うという重要な使命を持ち、この
定量払出しは、バケットホイルの積山原料への突っ込み
量とブームの旋回速度を調整することにより実現される
。そして、一般にバケットホイルの形状、能力より決ま
る原料積山への突っ込み量が一定となるように走行体を
寸動走行させ、ブームの旋回をバケットホイル駆動用モ
ータの消費電力が設定値となるように、又はブームの旋
回角度のｌ　／ｃｏｓθをベースとした速度となるよう
に制御される。

原料ヤードに積付けられた原料の断面は、積付けられる
原料の特質によって決まる一定の安息角の勾配をもった
台形をなしている。この台形の積山は、風、雨等の気象
条件により、山崩れ等が発生し、積山の形状は一部変形
するのが通常である。

ブームの旋回動作における定量払出し時において、旋回
動作における両端に払出す原料がな（なったことを予測
し、各両端に達すると同時に現在旋回方向とは逆へ旋回
を行うようにしなければ、定量払出しが行えない。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
のであり、自動段替え制御を精度高く且つ安定して行う
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するため、本発明のりクレーマの自動払
出し制御方式は、原料ヤードに敷設したレールに沿って
走行可能に設置され、俯仰及び旋回可能なブームコンベ
ア及びその先端に配置された電動機駆動式バケットホイ
ルを有するリクレーマにおいて、前記ブームコンベアの
先端部に１山検出器及び役替え用検出器を取り付け、前
記バケットホイル駆動用電動機の負荷電流を検出する手
段を設け、前記ブームコンベアの俯仰角度によって当該
高さにおける積山の幅を演算して設定された旋回角を、
前記積山検出器によって検出された積山の両端旋回位置
信号と前記バケットホイル駆動用電動機の負荷電流とに
基づいて負荷状態か無負荷状態かを判別し、その判別結
果によって前記積山の旋回角を補正して輸送量一定の制
御を行うことを特徴とする。

〔作用〕

本発明は、ブーム先端下部に取り付けられた２台の積山
検出器の積山検出信号とバケットホイルの負荷監視信号
とを組み合わせ、ブーム旋回の旋回範囲を予測、補正制
御し、旋回反転時におけるブームの空回りを防止し、効
率の良い自動払出しを行う。また、払出し積山の段替え
制御に役替え検出器の検出信号を用い、走行の後退停止
制御を加えることにより、自動払出し制御を行う。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて具体的に説
明する。

第１図は本発明の実施例の構成を示すブロック図である
。この実施例の説明に先立って、第２図に基づいてリク
レーマの概要と主要な位置検出器の配置を説明する。第
２図（ａ）は原料ヤードにおけるリクレーマの配置を示
す平面図、（ｂ）は側面図である。原料の積山３３を積
付けた原料ヤード３１には走行レール３２が敷設されて
おり、このレール３２に、リクレーマ３４が走行可能に
設置されている。リクレーマ３４には、俯仰及び旋回可
能なブーム３６が搭載されており、ブーム３６の先端に
はバケットホイル３５が取り付けられ、またブーム３６
の長手方向に沿ってブームコンベア３７が設置されてい
る。リクレーマ３４には、ブームの俯仰角度検出器７．
旋回角検出器８及び走行位置検出器９がそれぞれ設けら
れている。

ブーム３６の先端部には、第３図［ａ）の平面図及び（
５）の側面図に示すように、自動払出しを実現するため
の右側積山検出器１０−１及び左側積山検出器１〇−２
、右側段替え検出器１１−１及び左側段替え検出器１１
−２がそれぞれ取り付けられている。第３図において、
各検出器の三角形の頂角の方向はそれぞれの検出方向を
示している。

積山検出器１０−１及び１０−２は、それぞれブーム３
６先端の下部に取り付け、この検出部はバケットホイル
中心部より下方で、しかもバケットホイル３５のパケッ
ト中心から同距離となる積山３３の位置を検出するよう
にする。

ヤード３１に積付けられた積山３３をバケットホイル３
５の回転とブーム３６の旋回によって払出す際、ブーム
３６の旋回動作における積山３３の荷切れ検出は、ブー
ム３６が右側に旋回中には、第３図の右側積山検出器ｌ
０−１で積山の荷切れ状態を予め検知するようにする。

これにより、ブーム３６の動作遅れ時間を考慮して旋回
停止するようにする。同時に、バケットホイル３５の負
荷変化をバケットホイル駆動電動機（図示せず）の負荷
電流を監視することにより検出し、無負荷になった時点
で前記の旋回角度検出器８により検出された旋回角度を
記憶させる。そして、旋回動作において無負荷となった
時点の旋回角度を積山３３の荷切れ旋回角度とする制御
を行う。これにより、積山検出器１０−１．１０−２の
誤動作を防止するとともに、旋回両極限時の無駄時間を
なくし、効率の良い定量払出しを実現する。

第３図の段替え検出器はブーム下部に取り付け、右側段
替え検出器１１−１は斜め右下、左側段替え検出器１１
−２は斜め左側下部の積山３３の高さを検出し、自動段
替え時の走行後退停止制御信号として適用し、積山検出
器と組合せ、自動的に次の積山の段の払出しを開始する
。　　− 次に、第１図に示す本発明の実施例について、説明する
。

同図に示すように、リクレーマには、ブームを旋回動作
させる可変速の駆動機１、リクレーマを高速又は低速走
行させる走行速度制御器４を装備した走行駆動機３、及
び原料の積山から原料を掻き取るバケットホイル駆動機
５等の機械を有する。

ブームの俯仰、旋回位置を検出するため、俯仰角度７．
旋回角度８及び走行体に取り付けられた走行位置検出器
９が設けられている。予め払出し開始位置設定器１３に
より設定された設定値を記憶する払出し開始記憶装管１
６のデータと前記走行位置検出器９で検出した走行位置
との比較を走行制御装置２０で行い、所定の払出し開始
位置までリクレーマを自動的に走行させる。次いで払出
し開始点にバケットホイルを着床させた後、ブームの旋
回動作を開始し、自動払出しを開始する。所定の方向に
ブームが旋回を開始すると、次の原理に基づいて輸送量
一定制御が行われる。

すなわち、第４図に示すように、リクレーマ３４の寸動
量をｄ　Ｃｍ）（＝積山３３に対する突っ込み量ｌ）、
払出し高さをｈ　［ｍ〕、ブーム３６の長さをＬ　（ｍ
］　、ブーム３６の旋回角速度をｓ　［ｒａｄｉａｎ／
ｓｅｃ］、ブーム３６とレール３２とのなす角度をθと
すると、原料の輸送量Ｑ　（ｍ’／ｓｅａ、］は、切り
出す原料の断面積と切出し速度との積で表されるから、
次の式が導かれる。

Ｑ＝（ｋ−ｈ−ｄ−ｃｏｓθ）Ｘｓ 但し、ｋはバケットホイルの断面形状に起因する定数で
ある。

したがって、ブーム３６の旋回角速度Ｓは、ｓ　＝　Ｑ
／（ｋ−ｈ　−ｄｃｏｓθ）となり、輸送量Ｑを一定に
するための旋回角速度Ｓをθの大きさに応じて制御する
ようにすればよい。

この原理に基づいて、バケツ、トホイル３５の負荷が一
定となるような制御を豆う。同時１乙旋回速度演算器２
１により、バケットホイル負荷監視装置６−１の出力信
号に基づいて旋回速度を出力しながら旋回動作を行う。

この制御を連続して行い、旋回動作を継続する。

この旋回動作において、ブームが右側に旋回している場
合は、積山のブームから見て右側限にバケットホイル３
５が達すると、まず、右側の積山検出器１０−１が積山
の荷切れを検知する。しかしながら、このときバケット
ホイル３５は、まだ原料を掻き取り、払出しを行ってい
る。

積山検出器１０−１の積荷切れ検出信号に基づいて、バ
ケットホイル３５が空回りを始めると同時に逆方０、　
　　　向に旋回するようにしなければ、払出し効率が低
下するので、現在旋回中とは逆方向に旋回させるための
準備を開始する。すなわち、積荷検出器ｌ〇−１の荷切
れ検出後、何秒するとバケットホイルが空回りをするこ
とになるかの予測を行い、予測時間後に逆方向に旋回を
開始する。それと同時に、バケットホイル３５の負荷監
視装置６−１で無負荷を検出し、このときの旋回角度を
読み取り、旋回範囲演算装置１８−１へ信号を伝送する
。旋回範囲演算装置１８−１では、数回分の旋回データ
を記憶するとともにそれらの、平均値を求め、積荷切れ
となる旋回角を記憶しておく。平均値が求められた後は
、旋回制御器１８−２により前記予測時間を補正し、常
に、バケットホイル３５の空回転を防止する制御を行う
。この制御を左右旋回とも同様に行う。

１回の旋回動作が完了すると、走行体は、寸動量設定器
１４により設定された寸動量のみ原料積山に突っ込み、
前回旋回方向とは逆方向の旋回動作を行い、これを旋回
回数設定器１２により設定された回数だけ旋回動作を行
う。設定回数旋回動作を完了すると、リクレーマは初期
の払出し開始位置＋α（安息角により決定）だけ後退を
行う。このとき、払出し開始位置近くになると、正確な
位置決めを行うため低速走行とし、段替え検出器１１−
１゜１１−２の荷切れ信号を検知し、所定時間後、走行
体を停止し、次の段の払出しに自動的に移り、前記゛の
旋回制御と同様の動作を繰り返し行う。

以上の動作を、第５図Ａ〜第５図りの７０−チャートに
示す。なお、第５図り中のｒ（Ｔ）　Ｊは、ｍ令信号が
発生して所定の時間経過後に動作することを表している
。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明は、ブームコンベアの俯
仰角度によって当該高さにおける積山の幅を演算して設
定された旋回角を、積山検出器によって検出された積山
の両端旋回位置信号及びバケットホイル駆動用電動機の
負荷電流に基づいて負荷状態か無負荷状態かを判別し、
その判別結果によって積山の旋回角を補正して輸送量一
定の制御を行うこととしている。前記積山検出器はブー
ムコンベアの先端部に取り付けているため、従来のよう
に特殊な検出器を用いずまたコンビ二−タ等大掛かりな
制御装置を必要とせずにリクレーマの自動払出しを効率
よく実現でき、原料の安定輸送と省力化に貢献できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御方式を適用した制御装置の構成例
を示すブロック図、第２図は原料ヤードとリクレーマと
の関係を示す説明図、第３図はブーム先端におけるパケ
ットコンベアと各検出器の取付位置を説明する説明図、
第４図は定量輸送のための原理を示す説明図、第５図Ａ
〜第５図りは本発明の制御の手順を示すフローチャート
である。 １：旋回駆動機　　　２：旋回速度制御器３：走行駆動
機　　　４：走行速度制御器５：バケットホイル ６；バケットホイル負荷検出器 ６−１：バケットホイル負荷監視装置 ７：俯仰角検出器　　８：旋回角検出器９：走行位置検
出器 １０−１．１０−２　：積山検出器 １１−１．１１−２　：役替え検出器 １２：旋回回数設定器 １３：払出し開始位置設定器 １４：寸動量設定器　　１５：旋回回数設定記憶器１６
：払出し開始位置記憶器 １７：寸勤量設定記憶器 １８：旋回制御装置 １８−１　：旋回範囲演算装置 １８−２　：旋回制御器　　１９：旋回回数記憶器２０
：走行制御装置　　　２１：旋回速度演算器２２：旋回
指令器　　　２３：走行指令器２４：走行速度制御器 ３１：原料ヤード　　　３２：レール ３３：積山　　　　　　３４：リクレーマ３５：バケッ
トホイル　３６：ブーム ３７：ブームコンベア 特許出願人　　　株式会社　安用電機製作所代　理　人
　　　小　堀　　益（ほか２名）第５図り し張ショ 第２図 （ｂ） 第３図 （ａ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　（ｂ）ｂ 第４図 第５図Ａ 第５図Ｂ　　　　　　　　　第５図Ｃ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、原料ヤードに敷設したレールに沿って走行可能に設
   置され、俯仰及び旋回可能なブームコンベア及びその先
   端に配置された電動機駆動式バケットホイルを有するリ
   クレーマにおいて、前記ブームコンベアの先端部に積山
   検出器及び段替え用検出器を取り付け、前記バケットホ
   イル駆動用電動機の負荷電流を検出する手段を設け、前
   記ブームコンベアの俯仰角度によって当該高さにおける
   積山の幅を演算して設定された旋回角を、前記積山検出
   器によって検出された積山の両端旋回位置信号と前記バ
   ケットホイル駆動用電動機の負荷電流とに基づいて負荷
   状態か無負荷状態かを判別し、その判別結果によって前
   記積山の旋回角を補正して輸送量一定の制御を行うこと
   を特徴とするリクレーマの自動払出し制御方式。