JPS5895094A - 天井クレ−ンの振れ止め制御方法 - 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】 本発明はクレーンを自動化する際に必要なりレーン制御
装置に関し、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装置に関する。

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３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シ安全性が損
なわれ、且つ、停止時の荷振れによシ荷の位置決め精度
が悪くなるためである。

１来、この種の制御装置には、大別して、プログラム制
御方式及びフィードバック制御方式を採用したものがあ
る。フィードバック制御方式の場合には、吊シ荷の振れ
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
御装置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
きるクレーン制御装置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、シた
がって、制御時間を短縮できるクレーン制御装置を提供
することである。

以下９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って加速
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って定められた長さを有
している。

ここで、加速区間Ｔａ　ｆ例にとシ、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、トロリーラ再度加速する。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、振れ角を実質上塔にして、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、加速及び減淳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ぐ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シ荷の振れ周期の整数倍に等しく
することによって、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１１０ｍ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
なってしまう。

第３図を参照すると１本発明の一実施例に係るクレーン
制御装置は後述する速度パターンにしたがって、速度指
令信号ｓｐ’ｌ送出する速度パターン発生装置１と、速
度指令信号ｓｐｙ受け、この信号に応じたモータ駆動信
号Ｄｖヲ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はディジタル計算機又は電子回路によっ
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５に搭載
されたトロリ〒駆動用モータ４に与えられる。モータ４
には、速度検出器が取シ付けられており、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α。、及びその最大速度ｖｍ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。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
Ｔａ、等速区間Ｔｅ、及び減速区間ＴｄＫ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図とは大きく異なっている。

具体的に述べれば、加速区間Ｔａは最大加速度α□で、
最大速度ｖｍより低い第１の設定速度ｖ１まで加速する
第１の加速時間帯Ｔａ１．第１の、設定速度ｖ１ｉ維持
する第１の等速時間借Ｔｅｌ＋第１の等速時間借Ｔｅ、
に連続し、第１の設定速度Ｖ、から、第１の設定速度ｖ
１よシ高く、最大速度ｖｍよシ低い第２の設定速度ｖ２
’）で加速度α□で加速する第２９加速時間’％Ｆ　’
ｒａ□、第２の加速時間帯Ｔａ２に続いて第２の設定速
度ｖｔｋ維持する第２の等速時間借”２＋及び第２の等
速時間借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　ｔｌ−除く、他の４つの時間
帯Ｔａｇ、　Ｔｅｌ、　Ｔｅ２．及びＴａ３の持続時間
はｒ′１５゜に選ばれており、第２の加速時間帯Ｔａ２
は（’ｒｒ？、、）−（ｙ、。）の時間持続する。従っ
て。

第１　ｃ７）　設定速度ｖｓ　Ｕ　”ｍ／３（、、、第
２　＋７）設定速度ｖ２はｖｍ−′ｒ“鳴ωとなる。

また９等速区間Ｔｅは’！／ｖ　−ｖｒｒＶ／ａｍ−２
”１５　ＧＪ＋ｍ 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
パターンによってあられされる。このことから、減速区
間Ｔｄは第６．第２．及び第１の加速時間帯Ｔａ３　、
　Ｔａ２．及びＴａｌにそれぞれ対応して第１．第２．
及び第６の減速時間帯Ｔｄ、　、　Ｔａ２゜及びＴｄ３
’（ｉｊ含むと共に、第２及び第１の等速時間借Ｔｅ、
２及びＴｅｌにそれぞれ対応して第６及び第４の等速時
間借Ｔｅ３及びＴｅ４’ｌ備えている。

第４図ＡＡからも明らかな通り、第３の等速時間借Ｔｅ
３は第１及び第２の減速時間帯Ｔｄ、及びＴａ２の間に
位置し、第４の等速時間借Ｔｅ４は第２及び第５の減速
時間帯Ｔｄ、及びＴｄ、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Ｔａ２’ｉ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ｖｍ蚤。

−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９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　ｆ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発生する速度パターン生成
器、及びタイマーからの信号に応答して、速度パターン
生成器の出力信号を切換えるスイッチとによって構成さ
れていることは明らかである。

第４図ＢＢヲ参照すると、第４図ＡＡに示された速度パ
ターンに゛したがってトロリー６を駆動した場合におけ
る吊シ荷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借Ｔ　ａ　１及び
Ｔｅ、’に通じて、吊り荷６は最大加速度α□につり合
う傾き（αｒｒｖ／ｇ）（但し１ｇは重力加速度）に滑
らかに持って行かれ、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の等速時間借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９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、吊シ荷６は一旦、−αｒｒＶ／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。

以上述べたように２本発明に係るクレーン制御装置によ
れば９等速区間Ｔｅにおいて振れ角０の状態で、最大速
度ｖｍ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ヲ短縮できる。更に、第２の加速時間帯Ｔａｇ
及び第２の減速時間帯Ｔｄ、のよ□うに、最大速度Ｖｍ
及び最大加速度α。に応じて可変できる領域が設けられ
ているため７．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装置を示すブロック図、及び
第４図は第５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ニトロ
リ−４：駆動用モータ　５ニドラム６：吊シ荷 Ｔａ：加速区間　Ｔｅ：等速区間　Ｔｄ：減速区間Ｔａ
、　〜Ｔａ３　：加速時間帯　Ｔｅ１−Ｔｅ４　：等速
時間借Ｔｄ！〜Ｔｄ、　：減速時間帯

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、運搬すべき荷を吊した状態で走行するクレーンに、
   前記吊９荷の振れ角を制御するために使用されるクレー
   ン制御装置において、前記クレーンの走行速度のパター
   ン発生装置に沿って。 前記クレーンの走行開始から最大速度に達するまでの加
   速区間、前記最大速度で走行する等速区間、及び最大速
   度から停止するまでの減速区間の５つの区間に分割した
   時、前記加速区間は前記走行開始から前記最大速度よシ
   低い第１の設定速度まで加速する第１の加速時間帯と、
   前記第１の設定速度を維持する第１の等速時間借と、前
   記第１の等速時間借に連続し、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
   等速時間借と、該第２の等速時間借に連続し、前記第２
   の設定速度から前記熾火速度まで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算動作を行なう第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の等速時間借と同様な第３及び第
   ４の等速時間借を含むようなパターンを発生するパター
   ン発生装置を有し； 該パターン発生装置は前記各時間帯を規定するタイマー
   回路と、該タイマー回路からの信号に応じて、前記各時
   間帯における速度を指示する速度信号発生回路とを備え
   ； 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シ短い一定時間に選ばれておシ； 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９選定されて
   いることを特徴とするクレーン制御装置。