(57)【要約】【課題】吊荷の荷揚げ点から荷降ろし点までの運搬時間を短縮する。【解決手段】クレーンの吊荷を吊揚げる吊点Ａが移動する運転領域３を平面と見なし荷揚げ点６と荷降ろし点７とを２つの座標軸Ｘ，Ｙ上で定義し、荷揚げ点６と荷降ろし点７を結ぶ運搬経路９上を移動する吊点Ａの運搬速度Ｖを設定し、且つ吊点Ａが運搬速度Ｖで移動するときの１つの座標軸Ｙの移動距離Δｙから主側速度Ｖｙを演算して設定し、１つの座標軸Ｙに沿い主側速度Ｖｙで吊点Ａを移動させると同時に、他方の座標軸Ｘに沿い主側速度Ｖｙの移動に伴って演算した従側速度Ｖｘで吊点Ａを移動させることにより、吊荷を荷揚げ点６から荷降ろし点７まで最短時間で移動させる。【選択図】        図１
2004284735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クレーンの吊荷を吊揚げる吊点が移動する運転領域を平面と見なし荷揚げ点と荷降ろし点とを２つの座標軸上で定義し、荷揚げ点と荷降ろし点を結ぶ運搬経路上を移動する吊点の運搬速度を設定し、且つ吊点が運搬速度で移動するときの１つの座標軸の移動距離から主側速度を演算して設定し、１つの座標軸に沿い前記主側速度で吊点を移動させると同時に、他方の座標軸に沿い前記主側速度の移動に伴って演算した従側速度で吊点を移動させることにより、吊荷を荷揚げ点から荷降ろし点まで最短時間で移動させることを特徴とするクレーンの運転制御方法。
【請求項２】
前記２つの座標軸が、縦軸と横軸からなる直交した２軸座標であることを特徴とする請求項１に記載のクレーンの運転制御方法。
【請求項３】
前記２つの座標軸が、旋回角と半径からなる極座標であることを特徴とする請求項１に記載のクレーンの運転制御方法。
【請求項４】
前記吊点を主側速度で移動させる１つの座標軸は、吊点が荷揚げ点から荷降ろし点に移動する移動距離が長い側の座標軸であり、前記主側速度の移動に伴って演算した従側速度で吊点を移動させる他方の座標軸は、荷揚げ点から荷降ろし点に移動する吊点の移動距離が短い側の座標軸であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のクレーンの運転制御方法。
【請求項５】
前記荷揚げ点及び荷降ろし点の座標認知は、クレーン自体の測距装置または外部指示装置の少なくとも１つによって行われることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のクレーンの運転制御方法。
【請求項６】
前記外部指示装置は、ＧＰＳ装置であることを特徴とする請求項５に記載のクレーンの運転制御方法。
【請求項７】
前記吊点と吊荷との間の吊下げ長さを測定し、荷揚げ点で吊揚げた吊荷を運搬速度まで加速する始動加速時は、吊下げ長さに基づく吊荷の固有周期の１／４の時間内で運搬速度に達するように１つの座標軸に沿う主側線形加速とそれに伴って演算した他方の座標軸に沿う従側線形加速とを行うことにより吊荷の振れを防止し、また、運搬速度で移動する吊荷を荷降ろし点に停止させる停止減速時は、運搬速度からの減速によって吊荷が固有周期の１／４の時間で移動する振れ幅だけ手前位置から１つの座標軸に沿う主側線形減速とそれに伴って演算した他方の座標軸に沿う従側線形減速とを行うことにより吊荷の振れを防止することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のクレーンの運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クレーンの運転制御方法に関し、特に吊荷の荷揚げ点から荷降ろし点までの運搬時間を短縮し、更に吊荷の振れを防止することによって、クレーンの実質的な作業能率を高め得るようにしたクレーンの運転制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
荷揚げ点で吊荷を吊上げて目的の荷降ろし点まで吊荷を運搬するクレーンでは、吊荷の荷揚げ点と荷降ろし点の間を最短時間で運搬して作業能率を高めることが要求され、また、この運搬時に吊荷が振れると荷降ろしに時間が掛って作業能率が低下することから、吊荷の振れを防止することが同時に要求される。
【０００３】
トロリの停止位置決めと吊荷の振れ止めの両者を同時に短時間で制御する方法としては、目的位置設定器が、操作器から停止指令を受けたときに、速度検出器からの検出移動速度によってトロリを停止させる目的位置を求め、また、振れ止め制御器が、トロリをこの目的停止位置とトロリの検出現在位置から求められた残り移動量と、トロリの検出移動速度と、振れ角検出器で検出した振れ角とから、電動機を停止するのに必要な加速度を判断して、この判断した加速度を表わす停止用速度指令を速度制御器へ供給するようにしたものがある（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
また、２次抵抗駆動制御系による吊荷運搬用クレーンの振れ止め・位置決め制御方法としては、搬送目標地点までの距離に応じてクレーンの横走行を搬送指令により開始し、最高速度まで急速に上げて最高速度での移動を行う初期加速工程、目標地点までの残距離とその時の移動速度の関係により得たタイミングで、最高速度から強制的に減速させる第１減速工程、第１減速工程で減速したクリープ速度状態を保持するクリープ速度保持工程、目標地点までの残距離とその時の移動速度の関係に基づいて、クリープ速度から更に減速してほぼ停止させる第２減速工程、停止位置での残留振れ及び位置偏差が許容範囲外のとき、最適な制御指令を出力して残留振れを収束し及び位置偏差を減少させるフィードバック制御工程、の各工程を経て制御するようにしたものがある（例えば特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平０５−０００７９６号公報
【特許文献２】
特開平１１−２９２４６４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１及び２に記載のものは、クレーンの吊荷の振れを防止することによって荷降ろしに要する時間を短縮しようとしたものであるが、何れも振れ止めをフィードバック制御で行う方法であるために速度の検出や加減速度の設定及び加減速の動作タイミング等の面で制御が複雑で難しいにも拘らず、良好な振れ止め効果が期待できない問題がある。また、上記特許文献１及び２は、吊荷を１軸方向に直線的に運搬する場合における振れ止めに関するものであり、例えば２つの座標軸に沿って同時に吊点を移動させて平面の領域で吊荷を運搬する場合の振れ止めについては何ら開示していない。従って、特許文献１及び２では、２つの座標軸に沿い同時に吊点を移動させることによって吊荷を荷揚げ点から荷降ろし点まで最短時間で運搬し、同時にこの運搬に伴う吊荷の振れを防止することによってクレーンの実質的な作業能率を高めるというようなことはできない。
【０００７】
本発明は、上記課題に着目してなしたものであり、その目的とするところは、吊荷の荷揚げ点から荷降ろし点までの運搬時間を短縮し、同時にこの運搬によって生じる吊荷の振れを簡略な方法により防止して実質的な作業能率を高めるようにしたクレーンの運転制御方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、クレーンの吊荷を吊揚げる吊点が移動する運転領域を平面と見なし荷揚げ点と荷降ろし点とを２つの座標軸上で定義し、荷揚げ点と荷降ろし点を結ぶ運搬経路上を移動する吊点の運搬速度を設定し、且つ吊点が運搬速度で移動するときの１つの座標軸の移動距離から主側速度を演算して設定し、１つの座標軸に沿い前記主側速度で吊点を移動させると同時に、他方の座標軸に沿い前記主側速度の移動に伴って演算した従側速度で吊点を移動させることにより、吊荷を荷揚げ点から荷降ろし点まで最短時間で移動させることを特徴とするクレーンの運転制御方法、に係るものである。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記２つの座標軸が、縦軸と横軸からなる直交した２軸座標であることを特徴とする請求項１に記載のクレーンの運転制御方法、に係るものである。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記２つの座標軸が、旋回角と半径からなる極座標であることを特徴とする請求項１に記載のクレーンの運転制御方法、に係るものである。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、前記吊点を主側速度で移動させる１つの座標軸は、吊点が荷揚げ点から荷降ろし点に移動する移動距離が長い側の座標軸であり、前記主側速度の移動に伴って演算した従側速度で吊点を移動させる他方の座標軸は、荷揚げ点から荷降ろし点に移動する吊点の移動距離が短い側の座標軸であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のクレーンの運転制御方法、に係るものである。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、前記荷揚げ点及び荷降ろし点の座標認知は、クレーン自体の測距装置または外部指示装置の少なくとも１つによって行われることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のクレーンの運転制御方法、に係るものである。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、前記外部指示装置は、ＧＰＳ装置であることを特徴とする請求項５に記載のクレーンの運転制御方法、に係るものである。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、前記吊点と吊荷との間の吊下げ長さを測定し、荷揚げ点で吊揚げた吊荷を運搬速度まで加速する始動加速時は、吊下げ長さに基づく吊荷の固有周期の１／４の時間内で運搬速度に達するように１つの座標軸に沿う主側線形加速とそれに伴って演算した他方の座標軸に沿う従側線形加速とを行うことにより吊荷の振れを防止し、また、運搬速度で移動する吊荷を荷降ろし点に停止させる停止減速時は、運搬速度からの減速によって吊荷が固有周期の１／４の時間で移動する振れ幅だけ手前位置から１つの座標軸に沿う主側線形減速とそれに伴って演算した他方の座標軸に沿う従側線形減速とを行うことにより吊荷の振れを防止することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のクレーンの運転制御方法、に係るものである。
【００１５】
上記手段では以下のように作用する。
【００１６】
請求項１に記載の発明では、クレーンの吊荷を吊揚げる吊点が移動する運転領域を平面と見なし荷揚げ点と荷降ろし点とを２つの座標軸上で定義し、荷揚げ点と荷降ろし点を結ぶ運搬経路上を移動する吊点の運搬速度を設定し、且つ吊点が運搬速度で移動するときの１つの座標軸の移動距離から主側速度を演算して設定し、１つの座標軸に沿い前記主側速度で吊点を移動させると同時に、他方の座標軸に沿い前記主側速度の移動に伴って演算した従側速度で吊点を移動させることにより、吊荷を荷揚げ点から荷降ろし点まで最短時間で移動させるようにしたので、１つの座標軸に沿う主側速度と他の座標軸に沿う従側速度による合成した運搬速度によって吊荷を荷揚げ点から荷降ろし点まで自動的に最短時間で移動させることができ、クレーンの作業能率を大幅に向上できる。
【００１７】
請求項２に記載の発明では、縦軸と横軸からなる直交した２軸座標での運搬を行う天井クレーン等に適用できる。
【００１８】
請求項３に記載の発明では、旋回角と半径からなる極座標での運搬を行うジブクレーン等に適用できる。
【００１９】
請求項４に記載の発明では、前記吊点を主側速度で移動させる１つの座標軸は、吊点が荷揚げ点から荷降ろし点に移動する移動距離が長い側の座標軸であり、前記主側速度の移動に伴って演算した従側速度で吊点を移動させる他方の座標軸は、荷揚げ点から荷降ろし点に移動する吊点の移動距離が短い側の座標軸としているので、吊荷の運搬を安定して制御することができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明では、前記荷揚げ点及び荷降ろし点の座標認知は、クレーン自体の測距装置または外部指示装置の少なくとも１つで行うようにしているので、従来から用いられている装置を利用して座標を認知することにより本発明の実施を容易に可能にできる。
【００２１】
請求項６に記載の発明では、前記外部指示装置をＧＰＳ装置としたことにより、荷揚げ点及び荷降ろし点の座標を比較的簡単にしかも精度良く認知できる。
【００２２】
請求項７に記載の発明では、前記吊点と吊荷との間の吊下げ長さを測定し、荷揚げ点で吊揚げた吊荷を運搬速度まで加速する始動加速時は、吊下げ長さに基づく吊荷の固有周期の１／４の時間内で運搬速度に達するように１つの座標軸に沿う主側線形加速とそれに伴って演算した他方の座標軸に沿う従側線形加速とを行うことにより吊荷の振れを防止し、また、運搬速度で移動する吊荷を荷降ろし点に停止させる停止減速時は、運搬速度からの減速によって吊荷が固有周期の１／４の時間で移動する振れ幅だけ手前位置から１つの座標軸に沿う主側線形減速とそれに伴って演算した他方の座標軸に沿う従側線形減速とを行うことにより吊荷の振れを防止するようにしたので、フィードフォワードによる簡略な制御手段にて吊荷の振れを効果的に防止できる。
【００２３】
更に、上述したように、１つの座標軸に沿う主側速度と他の座標軸に沿う従側速度との合成した運搬速度で吊点を荷揚げ点と荷降ろし点を結ぶ最短の運搬経路で移動させることにより吊荷を最短時間で運搬することと、この運搬における始動時の線形加速と停止時の線形減速とを吊荷の固有周期の１／４の時間内で完了させるという簡略な制御手段により吊荷の振れを効果的に防止して荷降ろしに要する時間を短縮することを同時に実施することによって、クレーンの作業時間を実質的に大幅に短縮して作業能率を著しく高めることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１は本発明の方法を実施する天井クレーンの一例を示した平面図であり、天井クレーンは、天井を１つの座標軸（縦軸）Ｙ方向に走行するガーダ１と、該ガーダ１上に沿って他方の座標軸（横軸）Ｘ方向に横行するトロリ２を備え、ガーダ１の座標軸Ｙ方向の走行範囲とトロリ２の座標軸Ｘ方向の横行範囲とからなる運転領域３において、トロリ２が荷揚げ点６において図３の吊フック４を介して吊揚げた吊荷５を、荷降ろし点７まで運搬するようにしている。
【００２６】
前記天井クレーンによる運転領域３を平面とみなし、この運転領域３において荷揚げ点６と荷降ろし点７とを２つの座標軸Ｘ，Ｙ上で定義し、定義した荷揚げ点６の座標位置ｘ０，ｙ０及び荷降ろし点７の座標位置ｘ１，ｙ１は図３、図４に示す演算制御装置８に入力する。
【００２７】
このときの荷揚げ点６及び荷降ろし点７の座標認知は、クレーン自体に備えられている測距装置または外部指示装置の少なくとも一つによって行う。クレーン自体の測距装置としては、図４のガーダ走行モータ１ａに備えた走行距離検出装置１ｂ（ロータリエンコーダ）と、トロリ横行モータ２ａに備えた横行距離検出装置２ｂ（ロータリエンコーダ）を用いることができる。外部指示装置としては、ＧＰＳ装置を用いることができ、またその他にも、前記運転領域３を番地化して荷揚げ点６と荷降ろし点７とを番地によって認識させることもできる。また、前記座標認知は、クレーン自体の測距装置と外部指示装置とを組合わせることによって実施してもよい。
【００２８】
更に、図１に示すように荷揚げ点６と荷降ろし点７とを直線で結ぶ運搬経路９を想定し、この運搬経路９に沿って運搬する運搬速度Ｖ（運搬可能な最高速度）を設定してこの運搬速度Ｖを前記図３、図４の演算制御装置８に入力する。
【００２９】
演算制御装置８は、前記荷揚げ点６と荷降ろし点７の座標から運搬経路９における２つの座標軸Ｘ，Ｙでの移動距離Δｘ，Δｙを夫々演算する。更に、移動距離が長い側である１つの座標軸Ｙにおける移動距離Δｙと前記運搬速度Ｖから主側速度Ｖｙを演算して設定する。
【００３０】
そして、演算制御装置８は、吊点Ａが１つの座標軸Ｙに沿って前記主側速度Ｖｙで移動するようにガーダ走行モータ１ａの駆動を制御すると同時に、吊点Ａが他方の座標軸Ｘに沿い前記主側速度Ｖｙの移動に伴って演算した従側速度Ｖｘで移動するようトロリ横行モータ２ａの駆動を制御する。これにより、吊点Ａの吊荷５はガーダ走行モータ１ａによる主側速度Ｖｙとトロリ横行モータ２ａによる従側速度Ｖｘとを合成した運搬速度Ｖで運搬されることになる。
【００３１】
尚、上記では図１に示すように、２つの座標軸Ｘ，Ｙの移動距離Δｘ，Δｙを比較して、移動距離が長い側（移動距離Δｙの座標軸Ｙ側）を主側速度Ｖｙとして設定して１つの座標軸Ｙに沿う移動を制御し、この主側速度Ｖｙに追随させて移動距離が短い側（移動距離Δｘの座標軸Ｘ側）の従側速度Ｖｘを演算しながら制御する場合について例示したが、２つの座標軸Ｘ，Ｙの移動距離に関係なく一方を主側速度として設定し、他方を従側速度として追随させるようにしてもよい。
【００３２】
上記形態では、図２に示すフローチャートの如く制御される。
【００３３】
天井クレーンの運転領域３において、荷揚げ点６と荷降ろし点７とを２つの座標軸Ｘ，Ｙ上で定義する（ステップＳ１）。
【００３４】
次に、荷揚げ点６と荷降ろし点７とを直線で結ぶ運搬経路９を想定し、この運搬経路９に沿う運搬速度Ｖ（運搬可能な最高速度）を設定する（ステップＳ２）。
【００３５】
更に、運搬経路９での２つの座標軸Ｘ，Ｙにおける移動距離Δｘ，Δｙを夫々演算して求め、移動距離が長い１つの座標軸Ｙでの移動距離Δｙと運搬速度Ｖから主側速度Ｖｙを演算して設定する（ステップＳ３）。
【００３６】
そして、前記主側速度Ｖｙになるようにガーダ走行モータ１ａを駆動して吊点Ａを１つの座標軸Ｙに沿い移動させると同時に、前記主側速度Ｖｙの移動に伴い演算した従側速度Ｖｘになるようにトロリ横行モータ２ａを駆動して吊点Ａを移動させる（ステップＳ４）。
【００３７】
これにより、吊点Ａは、ガーダ走行モータ１ａによる主側速度Ｖｙとトロリ横行モータ２ａによる従側速度Ｖｘとが合成された運搬速度Ｖで運搬経路９上を移動し、吊荷５は荷揚げ点６から荷降ろし点７まで最短時間で運搬される。これによってクレーンの作業時間が短縮され作業能率を大幅に高めることができる。
【００３８】
一方、上記では吊荷５を荷揚げ点６から荷降ろし点７まで最短時間で移動させることについて説明したが、天井クレーンにおいて図１のように運搬経路９に沿って吊荷５を運搬すると、運搬の始動加速時及び減速停止時に、図５のように運搬方向の前後に吊荷５が振れる問題がある。
【００３９】
この吊荷５の振れを防止する方法について以下に説明する。
【００４０】
図５のごとく、吊荷５を吊った状態のトロリ２が吊点Ａを運搬速度Ｖまで加速させる始動加速時には、吊荷５は慣性によって−Ｆのように後方に遅れ、これによって吊荷５は吊下げ長さＬに基づいた固有周期Ｔで振れを生じる。一方、吊点Ａが運搬速度Ｖで移動している状態から減速して停止させる減速停止時には、吊荷５は慣性によって＋Ｆのように前方に進み、これによって吊荷５は吊下げ長さＬに基づいた固有周期Ｔで同様の振れを生じる。
【００４１】
上記において、後方−Ｆまたは前方＋Ｆに振れた吊荷５が吊点Ａの直下位置に戻ったときに前記加速または減速が終了するように制御すると、吊荷５の振れをなくすことができる。
【００４２】
即ち、特願２００２−２９５１６８号に示した如く、図６に示すように運搬速度Ｖが予め設定された状態において、始動加速時には、荷揚げ点６の速度０から最高速度である運搬速度Ｖに達する点２２までの時間ｔが、前記吊荷５の固有周期Ｔの１／４の時間になるように吊点Ａを線形加速２３（一定変化率加速）させることにより吊荷５の振れを防止できる。また、運搬速度Ｖで移動している吊荷５を荷降ろし点７に停止させる減速停止時には、吊降ろし点７より吊荷５の固有周期Ｔの１／４の時間だけ前の時間ｔの点２４から吊点Ａを線形減速２５（一定変化率減速）させることにより吊荷５の振れを防止できる。
【００４３】
一方、上記した吊荷５の振れを防止するためには、吊荷５の固有振動の周期Ｔ（固有周期）を求める必要があり、この吊荷５の固有周期Ｔを求めるには、吊下げ長さＬを測定する必要がある。吊下げ長さＬを測定する方法としては従来から用いられている種々の方法を用いることができる。
【００４４】
吊下げ長さＬを測定する方法としては、例えば特願２００３−３５０４１号に示した吊下げ長さ測定方法を用いることができる。特願２００３−３５０４１号では、図３に示すごとく、吊フック４に荷重検出装置１２を設けると共に、ウインチ１０に巻取り長さ検出装置１３を設けており、天井クレーンの吊点Ａと地面等の接地面Ｂとの間の吊点高さ距離Ｈは予め分かっていることから吊下げ長さＬを測定するようにしている。
【００４５】
即ち、吊荷５の底面が接地面Ｂに接した破線の状態から、ウインチ１０を駆動して吊索１１を巻取って実線のように吊荷５を吊り上げると、荷重検出装置１２による荷重検出信号が設定荷重を超えたことによって地切り（吊荷５の底面が接地面Ｂから離れること）が検出され、この地切りの検出以後に巻取り長さ検出装置１３が検出する巻取り長さと同じ距離だけ吊荷５は吊上げられるので、前記吊点高さ距離Ｈから前記荷重検出装置１２の巻取り長さを減算することによって、吊点Ａから吊荷５の底面までの吊下げ長さＬを正確に測定することができる。このように吊下げ長さＬを正確に測定することにより、種々変化する吊下げ長さＬに対応した吊荷５の固有周期Ｔ（図５）を常に正確に求めることができる。
【００４６】
前記した吊下げ長さＬを前記演算制御装置８に入力すると、演算制御装置８はその吊下げ長さＬに基づいて固有周期Ｔを演算し、その固有周期Ｔの１／４の時間内に前記始動加速時の線形加速２３及び停止減速時の線形減速２５が終了するようにガーダ走行モータ１ａとトロリ横行モータ２ａを制御する。
【００４７】
このとき、前記図１の運搬経路９における運搬速度Ｖは、２つの座標軸Ｘ，Ｙの主側速度Ｖｙと従側速度Ｖｘの合成速度であるために、前記線形加速２３及び線形減速２５も座標軸Ｘ，Ｙによる合成速度とする必要がある。
【００４８】
このために、図６の線形加速２３を行うには、先ず固有周期Ｔの１／４の時間で運搬速度Ｖに達するのに必要な１つの座標軸Ｙに沿って吊点Ａを移動させる主側線形加速αｙ・１／４Ｔを設定し、この主側線形加速αｙ・１／４Ｔで１つの座標軸Ｙに沿い吊点Ａを移動させると同時に、前記主側線形加速αｙ・１／４Ｔでの移動に伴い演算した従側線形加速αｘ・１／４Ｔで他の座標軸Ｘに沿って吊点Ａを移動させる。
【００４９】
また、図６の線形減速２５を行うには、上記と同様にして設定した主側線形減速Ｖｙ−αｙ・１／４Ｔで吊点Ａを１つの座標軸Ｙに沿い移動させると同時に、前記主側線形減速Ｖｙ−αｙ・１／４Ｔでの移動に伴い演算した従側線形減速Ｖｘ−αｘ・１／４Ｔで他の座標軸Ｘに沿い吊点Ａを移動させる。
【００５０】
このように、線形加速２３と線形減速２５が、２つの座標軸Ｘ，Ｙでの合成した速度で移動され、且つ夫々が吊荷５の固有周期の１／４の時間内で完了するように制御されることにより、簡単な制御手段にて吊荷５の振れを有効に低減することができる。更に、上記した天井クレーンの吊荷５の制振は、完全なフィードフォワード制御で行われるため、制御が非常にシンプルであり、且つ従来のような精密な振れ角検出装置等が不要であるために装置構成も簡素化できる。
【００５１】
上記によれば、１つの座標軸Ｙに沿う主側速度Ｖｙと他の座標軸Ｘに沿う従側速度Ｖｘとの合成した運搬速度Ｖで吊点Ａを荷揚げ点６と荷降ろし点７を結ぶ最短の運搬経路９を移動させることにより吊荷５を最短時間で運搬することと、この運搬における始動時の線形加速２３と停止時の線形減速２５とを吊荷５の固有周期の１／４の時間内で完了させるという簡略な制御手段により吊荷５の振れを効果的に防止して荷降ろしに要する時間を短縮することを同時に実施することによって、クレーンの作業時間を実質的に大幅に短縮して作業能率を著しく高めることができる。
【００５２】
次に、本発明の運転制御方法の他の形態を説明する。
【００５３】
図７は本発明の方法を実施するジブクレーンの一例を示した平面図、図８はその斜側面図であり、ジブクレーンは、伸縮するジブ２６が旋回台２７に起伏自在に備えられており、ジブ２６は旋回と起伏と伸縮が行えるようになっている。そして、ジブ２６先端の吊点Ａから吊り下げられた吊索１１によって吊荷５を吊上げるようにしている。
【００５４】
ジブクレーンを平面視した図７では、ジブ２６による最大作業半径Ｒ１と最小作業半径Ｒ２との間である運転領域３において、ジブ先端の吊点Ａで吊揚げた吊荷５（図９参照）を、荷揚げ点６から荷降ろし点７に運搬するようにしている。
【００５５】
前記ジブクレーンによる運転領域３を平面とみなし、この運転領域３において荷揚げ点６と荷降ろし点７とを２つの座標軸である旋回角θと半径Ｒからなる極座標上で定義し、定義した荷揚げ点６の座標位置θ０，ｒ０及び荷降ろし点７の座標位置θ１，ｒ１を、図示しないが図３、図４に示したような演算制御装置８に入力する。このときの荷揚げ点６及び荷降ろし点７の座標認知は、前記図１の形態と同様に行うことができる。
【００５６】
図７において、荷揚げ点６と荷降ろし点７とを、旋回角θと半径Ｒを同時に同一の変化率で変化させることによって得られる運搬経路９で結び、この運搬経路９に沿う吊荷５の運搬速度Ｖ（運搬可能な最高速度）を設定して前記演算制御装置８に入力する。これにより、演算制御装置８は、運搬経路９における２つの座標軸θ，Ｒでの旋回移動距離Δθと半径移動距離Δｒを夫々演算し、移動距離が長い側の１つの座標軸θでの旋回移動距離Δθから主側速度Ｖθを設定する。このとき、図８では半径移動距離Δｒより旋回移動距離Δθの方が長くなっている。
【００５７】
そして、１つの座標軸θに沿い、吊点Ａが前記主側速度Ｖθで移動するようにジブ２６の旋回駆動を行うと同時に、他方の座標軸Ｒに沿い前記主側速度Ｖθの移動に伴って演算した従側速度Ｖｒになるようにジブ２６の半径方向の変化を行う。ジブ２６の半径方向の変化は、ジブ２６の伸縮または俯仰、或いはこの両者の組合わせによって行う。上記によれぱ吊荷５は、旋回による主側速度Ｖθと半径方向の従側速度Ｖｒとが合成された運搬速度Ｖによって運搬される。
【００５８】
尚、上記では図７に示すように、２つの座標軸θ，Ｒの移動距離Δθ，Δｒを比較して、移動距離が長い側（移動距離Δθ）を主側速度Ｖθとして設定する場合について例示したが、２つの座標軸θ，Ｒの移動距離に関係なく一方を主側速度とし、他方を従側速度として予め決めておくようにしてもよい。
【００５９】
上記したように、ジブクレーンにおいて座標軸θに沿う主側速度Ｖθの移動と座標軸Ｒによる従側速度Ｖｒとを合成した運搬速度Ｖで吊点Ａを移動させることにより、吊荷５を荷揚げ点６から荷降ろし点７までを最短時間で移動させることができ、これによりジブクレーンの作業時間を短縮して作業能率を大幅に高めることができる。
【００６０】
一方、上記ジブクレーンにおいても、ジブを旋回する旋回加速時及び旋回停止時に、旋回方向前後に吊荷５が振れる問題がある。
【００６１】
この吊荷５の振れを防止する方法について以下に説明する。
【００６２】
上記した吊荷５の振れを防止するためには、吊荷５の固有振動の周期Ｔ（固有周期）を求める必要がある。この吊荷５の固有周期Ｔを求めるには、先ず吊下げ長さＬを測定する必要があり、吊下げ長さＬを測定する方法としては従来から用いられている種々の方法を用いることができる。
【００６３】
一例としては、例えば特願２００３−３５０４１号に示した吊下げ長さ測定方法を用いることができる。特願２００３−３５０４１号では、ジブクレーンは、伸縮するジブ２６の長さとジブ２６の起伏角度βとから、吊点Ａと地面等の接地面Ｂとの間の吊点高さ距離Ｈを予め求めることができるので、ジブ２６の伸縮を検出する検出器２８とジブ２６の起伏角度βを検出する検出器２９を設けて吊点高さ距離Ｈを測定する。更に、前記図３、図４において説明した方法と同様に荷重検出装置１２による荷重検出信号から地切りを検出し、この地切り検出時以後の図示しない巻上げウインチによる巻取り長さを検出し、その巻取り長さを吊点高さ距離Ｈから減算することにより吊下げ長さＬを測定する。このようにして測定した吊下げ長さＬを前記図３、図４と同様の演算制御装置８に入力して、その吊下げ長さＬに基づいて固有周期Ｔを演算する。
【００６４】
そして、上記固有周期Ｔに基づいて次のように振れ止めを行う。
【００６５】
図９のように運搬速度Ｖが予め設定された状態において、始動加速時には、荷揚げ点６の速度０から最高速度である運搬速度Ｖに達する点２２までの時間ｔが、前記吊荷５の固有周期Ｔの１／４の時間になるように線形加速２３（一定変化率加速）させる。また、運搬速度Ｖで移動している吊荷５を荷降ろし点７に停止させる減速停止時には、吊降ろし点７より吊荷５の固有周期Ｔの１／４の時間だけ前の時間ｔの点２４から線形減速２５（一定変化率減速）させる。
【００６６】
このとき、前記図７の運搬経路９における運搬速度Ｖは、２つの座標軸θ，Ｒにおける主側速度Ｖθと従側速度Ｖｒの合成速度であるために、前記線形加速２３及び線形減速２５も座標軸θ，Ｒによる合成速度とする必要がある。
【００６７】
このために、図９の線形加速２３を行うには、先ず固有周期Ｔの１／４の時間で運搬速度Ｖに達するのに必要な１つの座標軸θに沿って吊点Ａを移動させる主側線形加速αθ・１／４Ｔを設定し、この主側線形加速αθ・１／４Ｔで１つの座標軸θに沿い吊点Ａを移動させると同時に、前記主側線形加速αθ・１／４Ｔでの移動に伴い演算した従側線形加速αｒ・１／４Ｔで他の座標軸Ｒに沿って吊点Ａを移動させる。
【００６８】
また、図９の線形減速２５を行うには、上記と同様にして設定した主側線形減速Ｖθ−αθ・１／４Ｔで吊点Ａを１つの座標軸θに沿い移動させると同時に、前記主側線形減速Ｖθ−αθ・１／４Ｔでの移動に伴い演算した従側線形減速Ｖｒ−αｒ・１／４Ｔで他の座標軸Ｒに沿い吊点Ａを移動させる。
【００６９】
このように、線形加速２３と線形減速２５が、２つの座標軸θ，Ｒでの合成した速度で移動され、且つ夫々が吊荷５の固有周期の１／４の時間内で完了するように制御されることにより、簡単な制御手段にて吊荷５の振れを有効に低減することができる。更に、上記したジブクレーンの吊荷５の制振は、完全なフィードフォワード制御で行われるため、制御が非常にシンプルであり、且つ従来のような精密な振れ角検出装置等が不要であるために装置構成も簡素化できる。
【００７０】
上記によれば、１つの座標軸θに沿う主側速度Ｖθと他の座標軸Ｒに沿う従側速度Ｖｒとの合成した運搬速度Ｖで吊点Ａを荷揚げ点６と荷降ろし点７を結ぶ最短の運搬経路９を移動させることにより吊荷５を最短時間で運搬することと、この運搬における始動時の線形加速２３と停止時の線形減速２５とを吊荷５の固有周期の１／４の時間内で完了させるという簡略な制御手段により吊荷５の振れを効果的に防止して荷降ろしに要する時間を短縮することを同時に実施することによって、クレーンの作業時間を実質的に大幅に短縮して作業能率を著しく高めることができる。
【００７１】
尚、本発明は上記形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００７２】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、クレーンの吊荷を吊揚げる吊点が移動する運転領域を平面と見なし荷揚げ点と荷降ろし点とを２つの座標軸上で定義し、荷揚げ点と荷降ろし点を結ぶ運搬経路上を移動する吊点の運搬速度を設定し、且つ吊点が運搬速度で移動するときの１つの座標軸の移動距離から主側速度を演算して設定し、１つの座標軸に沿い前記主側速度で吊点を移動させると同時に、他方の座標軸に沿い前記主側速度の移動に伴って演算した従側速度で吊点を移動させることにより、吊荷を荷揚げ点から荷降ろし点まで最短時間で移動させるようにしたので、１つの座標軸に沿う主側速度と他の座標軸に沿う従側速度による合成した運搬速度によって吊荷を荷揚げ点から荷降ろし点まで自動的に最短時間で移動させることができ、クレーンの作業能率を大幅に向上できる効果がある。
【００７３】
請求項２に記載の発明によれば、縦軸と横軸からなる直交した２軸座標での運搬を行う天井クレーン等に適用できる効果がある。
【００７４】
請求項３に記載の発明によれば、旋回角と半径からなる極座標での運搬を行うジブクレーン等に適用できる効果がある。
【００７５】
請求項４に記載の発明によれば、前記吊点を主側速度で移動させる１つの座標軸は、吊点が荷揚げ点から荷降ろし点に移動する移動距離が長い側の座標軸であり、前記主側速度の移動に伴って演算した従側速度で吊点を移動させる他方の座標軸は、荷揚げ点から荷降ろし点に移動する吊点の移動距離が短い側の座標軸としているので、吊荷の運搬を安定して制御できる効果がある。
【００７６】
請求項５に記載の発明によれば、前記荷揚げ点及び荷降ろし点の座標認知は、クレーン自体の測距装置または外部指示装置の少なくとも１つで行うようにしているので、従来から用いられている装置を利用して座標を認知することにより本発明の実施を容易に可能にできる効果がある。
【００７７】
請求項６に記載の発明によれば、前記外部指示装置をＧＰＳ装置としたことにより、荷揚げ点及び荷降ろし点の座標を比較的簡単にしかも精度良く認知できる効果がある。
【００７８】
請求項７に記載の発明によれば、前記吊点と吊荷との間の吊下げ長さを測定し、荷揚げ点で吊揚げた吊荷を運搬速度まで加速する始動加速時は、吊下げ長さに基づく吊荷の固有周期の１／４の時間内で運搬速度に達するように１つの座標軸に沿う主側線形加速とそれに伴って演算した他方の座標軸に沿う従側線形加速とを行うことにより吊荷の振れを防止し、また、運搬速度で移動する吊荷を荷降ろし点に停止させる停止減速時は、運搬速度からの減速によって吊荷が固有周期の１／４の時間で移動する振れ幅だけ手前位置から１つの座標軸に沿う主側線形減速とそれに伴って演算した他方の座標軸に沿う従側線形減速とを行うことにより吊荷の振れを防止するようにしたので、フィードフォワードによる簡略な制御手段にて吊荷の振れを効果的に防止できる効果がある。
【００７９】
更に、上述したように、１つの座標軸に沿う主側速度と他の座標軸に沿う従側速度との合成した運搬速度で吊点を荷揚げ点と荷降ろし点を結ぶ最短の運搬経路で移動させることにより吊荷を最短時間で運搬することと、この運搬における始動時の線形加速と停止時の線形減速とを吊荷の固有周期の１／４の時間内で完了させるという簡略な制御手段により吊荷の振れを効果的に防止して荷降ろしに要する時間を短縮することを同時に実施することによって、クレーンの作業時間を実質的に大幅に短縮して作業能率を著しく高められる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を実施する天井クレーンの一例を示した平面図である。
【図２】図１の天井クレーンにおける運転制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図３】図１の天井クレーンの概略側面図である。
【図４】天井クレーンの運転制御方法の一例を示すブロック図である。
【図５】天井クレーンにおける吊荷の振れを説明するための側面図である。
【図６】天井クレーンの始動加速時と停止減速時における吊荷の振れ止め制御を説明するための線図である。
【図７】本発明の方法を実施するジブクレーンの一例を示した平面図である。
【図８】図７のジブクレーンの斜側面図である。
【図９】ジブクレーンの始動加速時と停止減速時における吊荷の振れ止め制御を説明するための線図である。
【符号の説明】
３    運転領域
５    吊荷
６    荷揚げ点
７    荷降ろし点
９    運搬経路
Ａ            吊点
Ｌ            吊下げ長さ
Ｔ            固有周期
ｔ            時間
Ｖ            運搬速度
Ｙ            座標軸（１つの座標軸）
Ｘ            座標軸（他の座標軸）
Δｘ        移動距離
Δｙ        移動距離
Ｖｘ        従側速度
Ｖｙ        主側速度
αｘ・１／４Ｔ            従側線形加速
αｙ・１／４Ｔ            主側線形加速
Ｖｘ−αｘ・１／４Ｔ            従側線形減速
Ｖｙ−αｙ・１／４Ｔ            主側線形減速
θ            旋回角（１つの座標軸）
Ｒ            半径（他の座標軸）
Δθ        旋回移動距離
Δｒ        半径移動距離
Ｖｒ        従側速度
Ｖθ        主側速度
αｒ・１／４Ｔ    従側線形加速
αθ・１／４Ｔ    主側線形加速
Ｖｒ−αｒ・１／４Ｔ            従側線形減速
Ｖθ−αθ・１／４Ｔ            主側線形減速
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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