JPS5822764B2 - 移動物体の定位置停止制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は交流電動機を駆動装置とするクレーン等の移
動装置において、移動物体、たとえばクレーンの場合は
ガータ、トロリー等を、運転者が従来のカムコントロー
ラ等の操作器を操作することなく、自動的に移動させ、
リミットスイッチ等によって決められた定位置へ停止さ
せるようにした定位置停止制御方法に関するものである
。

この発明は、移動物体の慣性、重量、移動抵抗および制
動機の制動トルク等によって決まる惰走時および制動時
の位置と速度の関係が、近似的に速度が位置、すなわち
あらかじめ指定した停止位置を雰とした移動物体までの
距離の平方根の関数となることに着目したものである。

この発明は、停止位置附近において、位置検出器により
停止位置を基準（雰）とする位置信号を取り出し、開平
演算器に入力することによって、その位置における制動
によって停止位置に停止させた場合を想定した速度また
は惰走によって停止位置に停止させた場合を想定した速
度を開平演算器の出力として取出すことができる。

このとき、制動時の想定速度を、実際運転において考え
られる移動物体の重量が最大でかつ最小の制動トルクが
かかった場合の速度に選び、惰走時の想定速度を、移動
体の重量が最小で最大の減速トルクがかかった場合の速
度に選んでおけば、速度検出器により検出した移動物体
の実際の速度信号と制動時の想定速度および惰走時の想
定速度とを交互に比較し、その大小に応じて実際の速度
と位置の関係を停止位置に収れんさせるように、制動、
惰走、正転または逆転の加速の指令信号を電動機の制御
回路に出力することができ、整動物体を停止位置に停止
させることができる。

この発明による定位置停止制御方法は、交流電動機を用
いたあらゆる移動装置に適用できるものであるが、実施
例としてクレーンのガータなどの移動物体の走行方向の
定位置停止制御方法を取りあげて説明する。

第１図は、実施例における制御原理の説明図であり、横
軸は移動物体の走行方向の位置を表わし、縦軸は速度を
表わしている。

Ｌｓはあらかじめ指定した停止位置Ｓを中心とした許容
される停止範囲を表わし、ＬＳＦ′、ＬＳＲ′は停止位
置Ｓの前後それぞれに設けられ右へ走行すべきか、左へ
走行すべきかの判断をさせるための回転方向指令用リミ
ットスイッチＬＳＦ、ＬＳＲの動作範囲を示し、ＬＳＡ
’、ＬＳＢ’は停止制御を行なう範囲を示す停止制御用
リミットスイッチＬＳＡ、ＬＳＢの動作範囲を示し、Ｌ
ＳＳ’は停止範囲Ｌｓを示すリミットスイッチＬＳＳの
動作範囲を示す。

点線ｖｂは、移動物体が通常運転で考えられる最大の荷
重を吊り、かつ最小の制動トルクで制動し、停止位置Ｓ
で停止した場合を想定した速度と位置の関係を、近似的
に放物線におきかえたものである。

点線Ｖｆは、移動物体が通常運転で考えられる最小の荷
重を吊り、かつ最大の減速トルクがかかった状態で惰走
した場合と想定した速度と位置の関係を、近似的に放物
線におきかえたものである。

リミットスイッチＬＳＡの左端の動作点Ａは、定格速度
に若干の余裕をみた速度と曲線ｖｂが交わる点Ｃにおけ
る位置座標に選んだものである。

速度信号は、Ｃ点における速度でＤＣ５Ｖになるものと
し、位置信号は、人魚でＤＣ２０ｍＡ。

停止位置ＳでＯｍＡになるものとする。

実線■〜■および０〜０は、それぞれ■および０の位置
からこの実施例による制御方法によって移動物体を停止
位置を停止位置Ｓに収れんさせた例を示す。

この例では、右へ走行する場合、電動機は正転するもの
とする。

第２図は、この実施例の制御原理を示すブロック図であ
り、ＬＳＳはクレーンが停止範囲にあることを示すリミ
ットスイッチ、ＬＳＦ 、ＬＳＲは電動機を正転さすべ
きか逆転さすべきかを指令する回転方向指令用リミット
スイッチ、ＬＳＡ、ＬＳＢは位置信号を検出する範囲と
位置信号を保持するカウンタ１０の積算方向とを指令す
る停止制御用リミットスイッチ、ＰＧは位置信号を作り
出すために一定距離進む毎にパルスを発信するパルス発
信器で、正方向、逆方向それぞれの走行方向に応じてゝ
進み“または１遅れ”の位相をもった２つのパルスを発
信するものとする。

１はパルス発信器ＰＧからのパルスを受は正転中は正転
パルス、逆転中は逆転パルスを出力する位相弁別器、３
゜４．５，６および７，８は正逆パルスとリミットスイ
ッチＬＳＡ、ＬＳＢの信号からカウンタ１０に加算パル
スを送るべきか減算パルスを送るべきかを判断し、それ
ぞれのパルスを送るＡＮＤゲートおよびＯＲゲート、Ｔ
Ｇは走行電動機の速度を検出するタコジェネレータ、２
はタコジェネレータＴＧの出力信号をＤＣＯ〜５■の信
号に変換する信号変換器、９は初期調整時にカウンタ１
０の内容をクリアし雰にするためのリセット釦である。

初期調整時に移動物体を手動運転によって停止位置Ｓに
停止させ、リセット釦９を押し、カウンタ１０の内容を
０“カウントにする。

その後手動運転によって移動物体を移動すると、第１図
の範囲ＡＡ’内では、カウンタ１０の内容は８点からの
距離に比例した値（カウント数）を常に保持することに
なる。

またＡ点でカウンタ１０の内容が２００カウントになる
ものとすると、第１図の範囲ＡＡ’の外側では常に２０
０カウントを保持することになり、再度移動物体が範囲
ＡＡ’に進入すると、カウンタ１０の内容は８点からの
距離に比例した値を保持する。

１１はカウンタ１０の、内容（Ｏ〜２００カウント）を
ＤＣＯ〜２０ ｍＡに変換するディジクル／アナログ変
換器、１２は入力の直線的信号（ＤＣＯ〜２０ ｍＡ
）に対し平方根の特性を持ったＤＣＯ〜２０ ｍＡの信
号を出力する開平演算器である。

可変抵抗ｒ（２５０Ω）は、開平演算器１２の出力信号
ＤＣＯ〜２０ｍＡを電圧信号ＤＣＯ〜５Ｖに変換するも
ので、摺動子でｒｌ 、ｒ２に分割され、摺動子の位置
は、その電圧が開平演算器１２の出力がＤＣ２０ｍＡの
時に第１図のＢ点の速度を示すように決める。

１３はリレー２５の接点で、比較器１４の一方の入力１
１への入力信号を選択するためのものである。

コンデンサＣは人力１１への入力信号の切換をバンプレ
スに行なわせるためのものである。

そして比較器１４は、ｉｌ、ｉ２の入力信号（各ＤＣＯ
〜５Ｖ）を比較し、θ１．θ２の出力信号（ＯＮ−ＯＦ
Ｆ）を出力し、各入出力信号は次のような動作をするも
のとする。

ｉ １（ｉ ２の時、θ１＝５ＯＮ“、θ２＝’ＯＦＦ
“ｉ １ ＞ ｉ ２の時、θ１＝’ＯＦＦ“、θ２−
’ＯＮ“１５は自動定位置停止制御を開始させるための
スイッチ、１６は停止制御中に再起動されないようにす
るためのＡＮＤゲート、１７は正転または逆転の加速を
指令するフリップフロップで、セット（Ｓ側がＯＮ）さ
れると加速が指令される。

１８は停止制御中であることを保持するフリップフロッ
プで、セット（Ｓ側がＯＮ）されているとき停止制御中
である。

１９は加速のフリップフロップ１７をリセットするため
のＯＲゲートで、比較器１４の出力θ１カ５’ＯＮ“に
なった時、またはクレーンが加速中に停止範囲Ｌｓに入
った時にリセット信号を送る。

２０．２１は停止制御中を示すフリップフロラ。

プ１８がセットされている時にのみ比較器１４の出力θ
１．θ２を制御指令および惰走指令として出力するため
のＡＮＤゲート、２２は比較器１４の出力による制動指
令と停止範囲Ｌｓに入ったことによる制動指令のＯＲゲ
ート、２３．２４は加。

速指令が出ている時にリミットスイッチＬＳＦ 。

ＬＳＲの状態に応じて正転すべきか逆転すべきかを判断
するＡＮＤゲート、２５は比較器１４の出力θ１による
制動指令が出ると励磁されるリレーである。

つぎに第１図の運転例■〜［相］について、第２図の回
路動作を説明するが、回路の初期条件は次の通りとする
。

（［）カウンタ１０は初期調整を完了しているものとす
る。

（１１）フリップフロップ１７，１８はリセットされて
いるものとする。

そして、クレーンは現在停止位置Ｓの手前の位置すなわ
ち■の位置にあり停止しているのでカウンタ１０の内容
は２００カウントであり、ディジタルアナログ変換器１
１、開平演算器１２の出力は２０ ｍＡであり、フリッ
プフロップ１８はリセット状態にあるので、リレー２５
は無励磁であり、その接点１３はｂ側に接続されている
。

したがって比較器１４の入力１１は５Ｖであり、１２は
Ｏ■であるので、出力θ２が’ＯＮ“となっている。

この状態で起動スイッチ１５が押されると、フリップフ
ロップ１７がセットされ、リミットスイッチＬ Ｓ Ｆ
ｆＪ５’ ＯＮ“であるから電動機に正転指令が出され
、クレーンは停止位置Ｓに向って走行を開始する。

クレーンが走行を開始すると、速度信号、すなわち比較
器１４の入力１２が上昇し、クレーンはやがて定格速度
に達し、速度信号は一定になるが、比較器１４の入力１
１は入力１２より大きい。

次にクレーンはＡ点に到達し、リミットスイッチＬＳＡ
が動作し、カウンタ１０の内容は減算され始める。

同時に比較器１４の入力１１は、第１図のＣ点（５Ｖ）
から点線ｖｂにそって下がり始め、やがて比較器１４の
入力ｉ２（定格速度）に一致する。

この時点で比較器１４の出力θ１が１ＯＮ“になり、θ
２カ５’ＯＦＦ“になるので、フリップフロップ１７が
リセットされ、正転指令はゝＯＦＦ“になる。

また、フリップフロップ１８がセットされ、制動指令が
出され、リレー２５は励磁される。

これによって接点１３はａ側に接続されるので、比較器
１４の入力１１は、第１図の点線Ｖｆのクレーンの現在
位置に対応する電圧になるが、入力１２の方が大きい。

同時に移動物体の速度は落ちるが、第１図の点線ｖｂの
選び方かられかるように、クレーンの速度と位置の関係
は、点線ｖｂとＶｆの間で減速を続ける。

この間、比較器１４の入力ｉ１．ｉ２は共に減り続ける
が、その減り方は点線Ｖｆの選び方かられかるように、
１２の方が大きいため、やがて入力ｉ１．ｉ２は一致し
、入力１２の方が小さくなる。

この時点で比較器１４の出力θ２カ５’ＯＮ〃となり、
制動指令から惰走指令に切換わる。

また、リレー２５が無励磁になるので、接点１３はｂ側
に接続されるが、比較器１４の入力１２は、入力１１よ
り大きいままである。

惰走指令が出されると、クレーンの速度と位置の関係は
、第１図の点線Ｖｆの選び方かられかるように、点線Ｖ
ｆとｖｂの間で減速を続ける。

そして再び比較器１４の入力１１の方が入力１２より大
きくなる時がくるが、回路の動作は前回と同様である。

このような動作を繰り返しているうちに、移動物体の位
置は停止範囲Ｌｓの左端に到達し、リミットスイッチＬ
ＳＳによって最終の制動が行なわれる。

また同時にフリップフロップ１８はリセットされる。

このようにして移動物体は停止範囲Ｌｓ内に停止する。

第１図の運転側０〜［相］は、０の位置から起動した例
であるが、同様の回路動作で移動物体を停止範囲に停止
せしめることができる。

さらに移動物体の初期の位置が停止位置Ｓの後側にあっ
た場合もＡＡ’の範囲内にあった場合も同様である。

また、この実施例において、惰走指令の代りに加速指令
を出すような回路にしても同様の停止制御が行なえる。

以上のように、この発明の移動物体の定位置停止制御方
法によると、従来のカムコントローラ等の操作器を操作
する必要がなく、移動物体をあらかじめ指定した停止位
置に自動的に停止させることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明の移動物体の定位置停止制御方法の実
施例を示し、第１図は制御原理の説明図、第２図は制御
原理のブロック図である。 ＬＳＳ、ＬＳＦ、ＬＳＲ，ＬＳＡ、ＬＳＢ・・・・・・
リミットスイッチ、ＰＧ・・・・・・パルス発信器、Ｔ
Ｇ・・・・・・タコジェネレータ、１・・・・・・位相
弁別器、２・・・・・・信号変換器、１０・・・・・・
カウンタ、１１・・・・・・ディジタル／アナログ変換
器、１２・・・・・・開平演算器、１４・・・・・・比
較器、１５・・・・・・スイッチ、２５・・・・・・リ
レー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 交流電動機を用いたクレーン等の移動装置に設けら
   れた移動物体の制動時および惰走時の連層が近似的に停
   止位置を雰とした前記移動物体までの距離の平方根の関
   数に従うことを用い、あらかじめ指定した停止位置の前
   、後それぞれに前記移動物体が前記指定した停止位置の
   前、後いずれの位置にあるかを検出する回転方向指令用
   検出器を設けるとともに、前記指定した停止位置の前、
   後の近傍それぞれに停止制ｍ囲の前記移動物体の位置を
   検出し位置信号を出力する停止制御用検出器を設け、か
   つ、前記位置信号を開平演算器に入力し、制動または惰
   走によって前記指定された停止位置に前記移動物体を停
   止させる場合の当該位置の想定速度を、前記開平演算器
   の出力信号として発生させるとともに、速度検出器によ
   り検出した前記移動物体の実際の速度信号と前記出力信
   号とを比較し、前記移動物体が前記停止制御範囲に到達
   するまでは、前記回転方向指令用検出器の検出信号によ
   り、前記交流電動機の制御回路に正転または逆転の指令
   信号を出力し、前記移動物体が前記停止制御範囲に到達
   した後は、前記速度信号と前記出力信号との比較にもと
   づき、前記制御回路に前記制動または前記惰走の指令信
   号を出力し、前記実際の速度を、前記移動物体の停止位
   置が前記指定した停止位置に収れんするように制御する
   ことを特徴とする移動物体の定位置停止制御方法。