(57)【要約】【課題】回転するバケットホイールがブーム先端に設けられ、ブームの旋回動作により原料の積山から原料を払い出すローダーの原料払い出し方法において、ローダーの自動運転を継続できるローダーの原料払い出し方法を提供することにある。【解決手段】反転角度記憶工程にて積山の山端でのブームの反転角度を記憶するようにしたので、対象段でのローダーの原料払い出し自動運転を継続するとともに、各段反転角度算出工程にて先の反転角度記憶工程で記憶された反転角度を用いて対象段以外での各段の反転角度を計算・記憶するようにしたので、対象段以外でもローダーの自動運転を継続する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転するバケットホイールがブーム先端に設けられ、ブームの旋回動作により原料の積山から原料を払い出すローダーの原料払い出し方法において、
前記積山の山端での前記ブームの反転角度を記憶する反転角度記憶工程と、
該記憶された反転角度を用いて対象段以外での各段の反転角度を計算・記憶する各段反転角度算出工程とを有することを特徴とするローダーの原料払い出し方法。
【請求項２】
請求項１に記載のローダーの原料払い出し方法において、
前記反転角度記憶工程にて記憶された反転角度に基づいて、対象段の払出しを継続することを特徴とするローダーの原料払い出し方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれか１項に記載のローダーの原料払い出し方法において、
前記各段反転角度算出工程にて計算・記憶された反転角度に基づいて、対象段替え後の払出しを継続することを特徴とするローダーの原料払い出し方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のローダーの原料払い出し方法において、
前記原料は、製鉄所内の原料ヤードに置かれた原料であることを特徴とするローダーの原料払い出し方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヤードに積み付けされた原料を払い出す移動機械（以下、ローダーと称する）の原料払い出し方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ヤードに積み付けされた原料を払い出す装置または方法に関しては、特開平４−１１６０２４号公報（特許文献１）に記載されるような技術が提案されている。この装置は、払出量の目標値と実績値の偏差をＰＩ制御し、当該ＰＩ制御値で旋回速度指令の補正を行うことにより、気温や運転状態が変化しても定量払出しが可能となるとしている。
【０００３】
また、特開平４−２２３９３３号公報（特許文献２）に記載されるような技術では、負荷電流計測とブーム反転可能範囲角度設定により、ブーム自動旋回ができるとしている。
【特許文献１】特開平４−１１６０２４号公報
【特許文献２】特開平４−２２３９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１および特許文献２で示される方法では、荷切れセンサやバケットホイールの負荷電流値を監視することによってブームの反転を行っていた。しかしながら、センサの誤動作や、山崩れなどによりバケットホイールに機械的負荷の急激な変化が生じるとブームの反転を自動的に行う運転を継続できないという問題が多発していた。さらに、規定の大きさの積山でない、小さな積山が複数集まった集鉱山でも、原料有無の判断が困難となり、自動運転を継続できないという問題があった。
【０００５】
本発明は上記問題を解決し、ローダーの自動運転を継続できるローダーの原料払い出し方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、回転するバケットホイールがブーム先端に設けられ、ブームの旋回動作により原料の積山から原料を払い出すローダーの原料払い出し方法において、前記積山の山端での前記ブームの反転角度を記憶する反転角度記憶工程と、該記憶された反転角度を用いて対象段以外での各段の反転角度を計算・記憶する各段反転角度算出工程とを有することを特徴とするローダーの原料払い出し方法である。
【０００７】
また本発明は、請求項１に記載のローダーの原料払い出し方法において、前記反転角度記憶工程にて記憶された反転角度に基づいて、対象段の払出しを継続することを特徴とするローダーの原料払い出し方法である。
【０００８】
また本発明は、請求項１または請求項２のいずれか１項に記載のローダーの原料払い出し方法において、前記各段反転角度算出工程にて計算・記憶された反転角度に基づいて、対象段替え後の払出しを継続することを特徴とするローダーの原料払い出し方法である。
【０００９】
さらに本発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のローダーの原料払い出し方法において、前記原料は、製鉄所内の原料ヤードに置かれた原料であることを特徴とするローダーの原料払い出し方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ブームの反転角度を記憶する反転角度記憶工程と対象段以外での各段の反転角度を計算・記憶する各段反転角度算出工程とを設けるようにしたので、対象段の自動運転継続だけでなく、段切替え後でも自動運転継続が実現できる。これにより、原料搬送能力の向上がもたらされるとともに、ブームおよびバケットホイールの故障低減につながる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面等を用いて説明する。図２（ａ）は、原料ヤードにおけるローダーの配置を示す平面図、図２（ｂ）は、その側面図である。図中、１は原料ヤード、２は積山、３はローダー、４はブーム、５はバケットホイール、６は走行レール、および７は旋回角度検出器をそれぞれ示す。
【００１２】
原料の積山２を積付けた原料ヤード１には走行レール６が付設されており、この走行レール６に原料を払い出すためのローダー３が走行可能に設置されている。このローダー３には上下に俯仰および左右に旋回可能なブーム４が搭載されており、ブーム４の先端には油圧で駆動されるバケットホイール５が取付けられている。このバケットホイール５が回転して、積山２を切り崩すようにして原料を払い出す。
【００１３】
また、ブーム４にはブーム俯仰角度検出器（図示せず）、および旋回角度検出器７が、ローダー３にはレール上でのローダーの位置を検出する走行位置検出器（図示せず）がそれぞれ設けられている。
【００１４】
図３（ａ）は運転デスクのパネルイメージを、図３（ｂ）は積山断面をそれぞれ示す。運転デスク８に予測反転スイッチ９（左・右用１つずつ）および強制反転スイッチ１０を設け、その組合せによって運転員が任意に予測制御機能のON／OFFできるようにしている。予測制御機能は、積山に対して左右個別に設定でき、予測反転スイッチ９ONかつ強制反転スイッチ１０ONの状態で、予測制御機能がONとなる。また、この状態から、予測反転スイッチ９を再度押すことにより、予測制御機能がOFFとなる。
【００１５】
例えば、自動運転中に図３（ｂ）の星印の位置で、左の予測制御機能をＯＮさせることにより、その直後の左山端の反転角度を記憶し、それ以降予測反転スイッチをＯＦＦするまで、山端反転は記憶した反転角度で継続的に行われる。右山端の反転についても同様である。また、認識した反転角度に対してその他の各段（図３（ｂ）の例では、４段以外の１〜６段）の山端反転角度１１を自動計算して、払出段替え後も自動反転を継続できるようにしている。詳細は後述するが、この計算には、安息角１２が関連しており、設定変更可能であるが、通常３９度としている。図３（ａ）に示した強制反転スイッチ１０は、単体の機能を有し、旋回位置に関係なく運転員が強制的に山端を認識させ反転・走行を実施するためのものである。
【００１６】
図１は、ローダーの運転フローの概要を示す図である。積山にローダをセットして、スタート（ステップ１００）で自動運転を開始すると、ブームの旋回を開始（ステップ１０１）する。ここで、予測反転スイッチの変化を受付ける状態になる。
【００１７】
すなわち、次の予測反転SWがONか？（ステップ１０２）にて、予測反転SWが押されない状態（NO）であれば、旋回継続（ステップ１０３）を行い、またステップ１０２に戻るというループをとる。また、運転員がブームの旋回方向によって、予測反転スイッチの右または左のスイッチを押せば、予測反転スイッチが点滅を始め、強制反転SWがONか？（ステップ１０４）に進む。
【００１８】
右山端または左山端にバケットがきた時に、強制反転スイッチを押すと予測反転スイッチが点灯に変化する。この状態が、予測制御機能がONとなった状態であり、反転角度記憶（ステップ１０８）、各段反転角度算出（ステップ１０９）、さらに旋回停止（ステップ１１０）へと進む。図４は、山端での反転角度記憶を模式的に表わした図である。バケット５が、右山端および左山端にきた時に、強制反転スイッチを押してそれぞれの反転角度を記憶して、それ以降の払出し方向（図４の例では、図面の上方向）に向かって継続運転する。
【００１９】
強制反転スイッチが押されない状態では、ステップ１０４から下へ、反転角度記憶か？（ステップ１０５）、記憶した角度か？（ステップ１０６）の判断ステップを経て、旋回継続（ステップ１０７）そしてステップ１０４に戻るというループを辿る。だだし、反転角度記憶がされ、かつブーム角度がその反転角度に達したならば、ステップ１０６から旋回停止（ステップ１１０）へとループを外れる。
【００２０】
ステップ１０９の各段反転角度算出では、以下の計算を行う。例えば、４段の右山端の反転角度を設定した場合を、図５に示す。山端反転角度を、θi,jで表わし、添字ｉは段、添字ｊはｒで右山端、ｌで左山端を表わすとする。さらに、各段の高さをＬ、積山の安息角をψ、ｉ段でのバケットまでのアームの旋回半径の水平面への投影長さをＭiと表わす。そうすると、下段である３段目の右山端の反転角度θ3,rは、４段目の右山端の反転角度θ4,rを用いて、（１）式のように表わせる。
【００２１】
【数１】
2005231819.tif 000003
【００２２】
また、上段である５段目の右山端の反転角度θ5,rは、４段目の右山端の反転角度θ4,rを用いて、（２）式のように表わすことができる。
【００２３】
【数２】
2005231819.tif 000004
【００２４】
以上示したように、右山端の反転角度は、対象段の下段では狭くなり、対象段の上段では広くなる。
同様に、４段目の左山端の反転角度θ4,lを用いて、３段目および５段目の左山端の反転角度θ3,l、θ5,lを求めると、それぞれ（３）式および（５）式のように表わせる。右山端の場合とは、逆に、左山端の反転角度は、対象段の下段では広くなり、対象段の上段では狭くなる。
【００２５】
【数３】
2005231819.tif 000005
【００２６】
【数４】
2005231819.tif 000006
【００２７】
一般化をすれば、右山端および左山端の反転角度は、（５）式および（６）式のように表わすことができ、すべての段での反転角度を求めることができる。
【００２８】
【数５】
2005231819.tif 000007
【００２９】
【数６】
2005231819.tif 000008
【００３０】
以上のように各段の反転角度を計算・記憶しておくことによって、反転角度を設定した段での払出しが終了して、上段または下段への段替えを行う場合にも、払出し作業を自動的に継続することができる。
【００３１】
次に、バケットが積山端に来て、旋回停止（ステップ１１０）から、次の切出し長さ設定値か？（ステップ１１１）にて予め決めておいた積山長手方向の切出しが終わったかどうかを判定する。切出しが終わっていれば、段替えヘ（ステップ１１５）に進む。ここでは、終わった段より下段を行うか、上段を行うことになる。そして、ステップ１０９の各段反転角度算出で求めた反転角度を用いることにより、予測反転スイッチおよび強制反転スイッチの操作をしなくても自動で運転が継続できる。
【００３２】
ステップ１１１で切出し長さ設定値に達していなければ、ローダーを進め反転旋回し、旋回開始に戻り（ステップ１１２、１１３、１１４、１０１）、以後旋回継続・自動反転を切出し長さ設定値に達するまで行う。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明を実施するための最良の形態の一例であるローダーの運転フローの概要を示す図である。
【図２】原料ヤードにおけるローダーの配置を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図３】（ａ）は運転デスクのパネルイメージを、（ｂ）は積山断面をそれぞれ示す図である。
【図４】山端での反転角度記憶を模式的に表わした図である。
【図５】各段反転角度算出を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    原料ヤード
２    積山
３    ローダー
４    ブーム
５    バケットホイール
６    走行レール
７    旋回角度検出器
８    運転デスク
９    予測反転スイッチ
１０  強制反転スイッチ
１１  山端反転角度
１２  安息角
【図１】
2005231819.tif 000009
【図２】
2005231819.tif 000010
【図３】
2005231819.tif 000011
【図４】
2005231819.tif 000012
【図５】
2005231819.tif 000013