(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バケットホイルの回転数を、払出し量に応じて定められた目標ホイル回転数に制御するホイル回転数制御手段と、
ブームの旋回角度、ブームの前後方向の寸動比に基づいて目標ブーム旋回速度を演算する目標ブーム旋回速度演算手段と、
前記目標ブーム旋回速度演算手段で演算された目標ブーム旋回速度を、前記ホイル回転数制御手段により制御されたバケットホイルの回転数に基づいて補正する目標ブーム旋回速度補正手段と、
ブーム旋回速度を、前記目標ブーム旋回速度補正手段で補正された目標ブーム旋回速度に制御するブーム旋回速度制御手段と、を具備し、
前記目標ブーム旋回速度補正手段が、
ホイル回転数が予め定められた負荷限界回転数以上であるときはホイル回転数が大となるほど小となり、ホイル回転数が前記負荷限界回転数以下であるときはホイル回転数が小となるほど小となる補正係数を演算する補正係数演算手段と、
前記目標ブーム旋回速度演算手段で演算された目標ブーム旋回速度に、前記補正係数演算手段で演算された補正係数を乗算する乗算手段と、から構成されるリクレーマの払出し制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は製鉄所等において原料ヤードから工場へ原料を搬出する際に使用されるリクレーマの制御装置に係わり、特にバケットからの払出しを安定に制御するリクレーマの払出し制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
製鉄所においては原料ヤードから鉄鉱石、石炭等の原料を下流工程に払出すためにリクレーマが使用されている。そして、払い出しを効率よく行なうためにはリクレーマから払い出される原料量を所定値に制御することが要求されるが、従来から各種の払出し制御方法が提案されている。
【０００３】
例えば特公昭６１−１６６９６号公報には、バケットホイルの回転トルクが所定時間を越えて下限値以下となったときは、バケットホイルと積山との距離が所定値以内であればブームを前進させてその段での払出しを続行し、距離が所定値以上であれば段替を行う定量払出し方法が開示されている。
【０００４】
しかし上記払出し方法はバケットホイルの回転トルクが所定の上下限値を逸脱したときにはじめて制御動作が実行されるものであり、回転トルクが所定の上下限値範囲内にあるときの安定な払出しを保証するものではない。
【０００５】
この課題を解決するために、特開平８−１３３４８３号公報には、バケットホイルの負荷を入力とするファジイ制御規則に基づいてブームの旋回速度を制御する方法が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記提案に係る制御方法にあっては、予めリクレーマの運転状況に対応するメンバーシップ関数を定めておく必要があるだけでなく制御装置自体高価なものとならざるを得ない。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであって、簡易な構成によって過負荷を防止するとともに原料を安定に払出すことを可能としたリクレーマの払出し制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係るリクレーマの払出し制御装置は、バケットホイルの回転数を、払い出し量に応じて定められた目標ホイル回転数に制御するホイル回転数制御手段と、ブームの旋回角度、ブームの前後方向の寸動比に基づいて目標ブーム旋回速度を演算する目標ブーム旋回速度演算手段と、目標ブーム旋回速度演算手段で演算された目標ブーム旋回速度をホイル回転数制御手段により制御されたバケットホイルの回転数に基づいて補正する目標ブーム旋回速度補正手段と、ブーム旋回速度を目標ブーム旋回速度補正手段で補正された目標ブーム旋回速度に制御するブーム旋回速度制御手段と、を具備し、目標ブーム旋回速度補正手段がホイル回転数が予め定められた負荷限界回転数以上であるときにはホイル回転数が大となるほど小となりホイル回転数が負荷限界回転数以下であるときにはホイル回転数が小となるほど小となる補正係数を演算する補正係数演算手段と、目標ブーム旋回速度演算手段で演算された目標ブーム旋回速度に補正係数演算手段で演算された補正係数を乗算する乗算手段と、から構成される。
【０００９】
本発明にあっては、ブームの旋回角度、バケットにかかる負荷を表す状態量およびブームの前後方向に移動量に基づいて定められた目標ブーム旋回速度をホイルの回転数で補正することによってリクレーマの払い出し量が安定に維持される。
【００１１】
本発明にあっては、ホイルが負荷限界回転数以上で回転しているときは払出し量はほゞ定量に維持され、ホイルが負荷限界回転数以下で回転しているときはホイルがロックして払出しができなくなることが回避される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１はリクレーマの側面図であって、リクレーマ本体１０に前後・水平および上下方向に移動可能にブーム１１が取り付けられている。
【００１３】
ブーム１１の先端にはその周囲に複数のバケット１２を有するホイル１３が取り付けられており、同じくブーム１１の先端に取り付けられた電気モータ、油圧モータ等の駆動源によって回転駆動される。即ちホイル１３とともに回転するバケット１２によって山積みされた原料が掻き取られる。
【００１４】
バケットによって掻き取られる原料量Ｑは、ホイルの回転数ｎ、ブーム前後方向の寸動比ｒだけでなくブーム１１の旋回角度θR によっても影響される。
【００１５】
Ｑ＝Ｆ（ｎ，ｒ，θR ）                                    （１）
ホイルは相当の質量を有するので毎分５〜６回転とすることが限界であるため、回転数を大幅かつ正確に制御することはできない。
【００１６】
従って通常はブームの旋回速度ωを次式に基づいて制御することにより所定の払出し量を得ることが一般的である。
【００１７】
ω＝ｆ（ｒ，θR ）                                        （２）
しかしながら実際には積み山の崩れ等によって掻き出し状況は変化するため、ホイルの実回転は一定にならず変動する。
【００１８】
従って実回転数が変動した場合に過負荷でホイル回転数を低に維持したままブームの旋回速度制御を実施すると、ホイールロックさらにはブームの曲損のおそれがある。
【００１９】
そこで本発明においてはホイルの実回転数に応じてブームの旋回速度を補正する。
【００２０】
図２は本発明に係るリクレーマの定量払出し制御装置の機能線図であって、ブーム１１の前後方向の移動量はブーム移動量センサ２１によって検出される。また、ブーム１１の水平方向の旋回角度θR は旋回センサ２２で検出される。さらに、ホイル１３の回転数ｎR はホイル１３および駆動源１４の回転軸に取り付けられた回転数センサ２３によって検出される。
【００２１】
なお、旋回角度は旋回速度を積分して求めてもよい。また旋回速度は旋回角度を微分して求めることもできる。
【００２２】
ここで、本実施例においてはホイル１３の駆動源は電気モータ１４である。
【００２３】
そして、目標払出し量Ｑだけでなく旋回センサ２２によって検出されるブーム１１の旋回角度θR 、およびブーム移動量センサ２１によって検出されるブーム１１の前後方向の移動量に基づいて算出される寸動比ｒ（ブームの前後方向の移動目標量に対する該検出移動量）から目標旋回速度演算部２５１において目標ブーム旋回速度ωS が算出される。
【００２４】
目標ブーム旋回速度ωS は補正部２５２を経て、ブーム旋回速度偏差演算部２５３に導かれるが、補正部２５２については後述する。
【００２５】
ブーム旋回速度偏差演算部２５３においては目標ブーム旋回速度ωS から旋回センサで計測された実ブーム旋回速度ωR を減算し、ブーム旋回速度偏差Δωが算出される。
【００２６】
ブーム旋回速度偏差Δωは旋回速度制御部２５４において、例えば比例積分演算である制御演算が施された後ブーム旋回駆動部２５５に導かれ、ブーム１１を所定の旋回速度で駆動する。
【００２７】
ここで目標ブーム旋回速度ωS をブームの実旋回角度θR およびブーム前後方向の寸動比ｒによって補正する理由は以下の通りである。
【００２８】
即ち、ブームの実旋回角度θR が大であるときはバケット１４が積み山に真っ直ぐに当たらずバケットの掻き出し量は少くなるので、ブームの実旋回角度θR が大となるに応じて目標ブーム旋回速度ωS が大となるように補正する。
【００２９】
ブーム前後方向の寸動比ｒが "１．０" より大であるときには、ブーム１１が目標よりも深く原料の山に差し込まれていてバケットによる原料の掻き出し量が多くなるので、目標ブーム旋回速度ωS を小さく設定する。逆にブーム前後方向の寸動比ｒが "１．０" より小であるときには、ブーム１１が目標深さまで原料の山に差し込まれていておらずバケットによる原料の掻き出し量が少なくなるので、目標ブーム旋回速度ωS を大きくなるようにする。
【００３０】
さらに本発明においてはホイルの実回転数ｎR の影響を加味するために、補正係数発生部２７において回転数センサ２３で検出されるホイル１３の実回転数ｎR の関数として補正係数ｋを発生し、補正部２５２において目標ブーム旋回速度ωS と乗算される。
【００３１】
図３は補正係数発生部２７に組み込まれる関数のグラフであって、横軸は実ホイル回転数ｎR を縦軸は補正係数ｋを表す。
【００３２】
即ちホイルが負荷限界回転数ｎRWで回転している時には目標旋回速度演算部２５１で算出された目標旋回速度ωS そのままでブームの旋回速度を制御すべく補正係数ｋを“１．０”とする。
【００３３】
ホイルが負荷限界回転数ｎRW以上の回転数で回転しているときは、ホイル１回転当りの払出し量が多くなるため、ホイル回転数が大となるに従って目標旋回速度演算部２５１で算出された目標旋回速度ωS が小さくなるように補正する。
【００３４】
逆にホイルが負荷限界回転数ｎRW以下で回転しているときは、目標旋回速度演算部２５１で算出された目標旋回速度ωS でブームを旋回させた場合のブームの曲損を防止するためのホイルロック制御が動作することを回避する必要がある。そこでホイル回転数が低となるに応じて旋回速度が遅くなるように補正する。
【００３５】
【発明の効果】
本発明に係るリクレーマの定量払出し制御装置によれば、ブームの旋回角度、ブームの前後方向に移動量に基づいて定められた目標ブーム旋回速度がホイルの回転数によっても補正されるので、払い出し量を安定に制御することが可能となる。
【００３６】
さらに、本発明によれば、例えばホイル駆動源の異常によりホイル回転数を制限しなければならない状況において目標ホイル回転数を低く設定した場合においてもブーム旋回速度が補正され負荷限界にかからないようにすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】リクレーマの側面図である。
【図２】リクレーマの定量払出し制御装置の機能線図である。
【図３】補正係数を演算するためのグラフである。
【符号の説明】
１１…ブーム
１２…バケット
１３…ホイル
１４…電気モータ
２１…ブーム移動量センサ
２２…旋回センサ
２３…回転数センサ
２５１…目標旋回速度演算部
２５２…補正部
２５３…ブーム旋回速度偏差演算部
２５４…旋回速度制御部
２５５…ブーム旋回駆動部
２６…電源
２７…補正係数発生部
【図１】
0004005723.tif 000002
【図２】
0004005723.tif 000003
【図３】
0004005723.tif 000004