JP3104017B2 - Crane steady rest control system - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はクレーンの振れ止め
制御システムに関し、特に横行用のトロリーにロープに
より巻上げ及び巻下げ可能に設けられた吊具を備え、横
行時に吊具の巻上げあるいは巻下げを定速で行う斜め搬
送を行う場合に適したクレーンの振れ止め制御システム
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a steady rest control system for a crane, and more particularly, to a trolley for traversing, which is provided with a hoist provided so that it can be hoisted and lowered by a rope. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a crane steady rest control system suitable for performing oblique transfer at a constant speed.
【0002】[0002]
【従来の技術】クレーンによる荷役作業では、荷物を着
脱する時、荷物の掴み位置と離し位置において吊具の振
れを十分減衰させておく必要がある。このため、クレー
ンには振れ止めシステムが組み合わされる。しかし、コ
ンテナクレーンでは、ロープ長が長いため制御性が良く
ないこと、目標地点に対する吊具の位置決めを同時に実
行する必要があることなどから、単なる振れ止めに比べ
て難しい。2. Description of the Related Art In a cargo handling operation using a crane, it is necessary to sufficiently attenuate the swing of the hanging implement at the position where the load is gripped and the position where the load is detached when loading and unloading the load. For this purpose, the crane is combined with a steady rest system. However, a container crane is more difficult than a simple steady rest because of the poor controllability due to the long rope length and the necessity of simultaneously executing the positioning of the hanging tool with respect to the target point.
【0003】そこで、搬送の目標地点が事前にわかって
いる場合には、目標地点で振れを除去でき、かつ搬送時
間が極力短くなるように、あらかじめ搬送軌道を時間的
パターンとして計画しておくことが一般的に行われる。Therefore, if the target point of the transfer is known in advance, the transfer trajectory should be planned in advance as a temporal pattern so that the deflection can be removed at the target point and the transfer time can be minimized. Is generally performed.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、振れ止めシ
ステムは、機械的な減衰機構による機械式振れ止めと、
トロリーの横行モータで速度制御する電気式振れ止めに
大別される。電気式振れ止めは、荷物を搬送する時の横
行速度パターンをあらかじめ計画するため、機械式振れ
止めと比較して高精度な振れ止めを実現できることが特
長である。横行速度パターンの計画については、いくつ
かの提案例があるが、ロープ長一定を前提としたものが
多い。しかし、実際の荷役作業では、トロリーの横行時
に吊具の巻上げあるいは巻下げを行う、いわゆる斜め搬
送を行う場合が多いので、ロープ長が一定ではなく、現
実的ではない。Meanwhile, the steady rest system includes a mechanical steady rest by a mechanical damping mechanism,
It is roughly classified into an electric steady rest controlled by a trolley traverse motor. The electric steady rest is characterized in that it can realize a highly accurate steady rest compared with the mechanical steady rest because a traversing speed pattern when carrying a load is planned in advance. There are several proposals for planning the traversing speed pattern, but most of them are based on the assumption that the rope length is constant. However, in an actual cargo handling operation, a so-called oblique conveyance is often performed in which the hanging tool is hoisted or lowered when the trolley is traversing, so that the rope length is not constant and is not practical.
【0005】これに対し、ロープ長が変化することを前
提とした方式も提案{日本機械学会論文集(C編)59
巻561号(1993−5)『コンテナクレーンの振れ
止め制御技術の実用化』}されているが、これは、収束
計算を必要とするために計算時間がかかること、アルゴ
リズムが複雑であること、などから実用的でない。On the other hand, a method based on the assumption that the rope length changes is also proposed.
Vol. 561 (1993-5) "Practical application of steadying control technology for container cranes"}, which requires convergence calculation, takes a long time, requires complicated algorithms, It is not practical from such.
【0006】そこで、本発明の課題は、目標地点到着時
に吊具の振れ止めと高精度な位置決めとを実現すること
のできるクレーンの振れ止め制御システムを実現するこ
とにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a crane steady rest control system capable of realizing a steady rest of a hanger and a highly accurate positioning upon arrival at a target point.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、横行用のトロ
リーにロープにより巻上げ及び巻下げ可能に設けられた
吊具を備え、横行時に前記吊具の巻上げあるいは巻下げ
を定速で行う斜め搬送を行うようにしたクレーンの振れ
止め制御システムにおいて、あらかじめ知ることのでき
る前記クレーンによる荷物の掴み位置と離し位置との間
の搬送区間から前記トロリーの横行速度を時系列的に変
化させる加速度パターンに基づく振れ止め軌道計画を作
成するフィードフォワード部を備え、該フィードフォワ
ード部は、前記搬送区間を、最大加速度による加速区間
と最大速度による定速区間と最大減速度による減速区間
とに分割すると共に、前記加速区間及び減速区間をそれ
ぞれ、途中に定速横行区間が入るように複数の区間に分
割して成る前記加速度パターンを事前に作成すると共
に、前記斜め搬送における巻き操作の開始及び停止のタ
イミングをあらかじめ決定し、しかも前記斜め搬送を行
う区間毎の時間を、前記斜め搬送の最終地点を基準とし
てこの最終地点におけるあらかじめ知ることのできるロ
ープ長からこれを一定と見なしてそのロープ長での振り
子の固有周波数により最終区間の時間を算出し、最終区
間の1つ前の空間については前記最終区間の時間だけ溯
った時点でのあらかじめ知ることのできるロープ長から
これを一定と見なしてそのロープ長での振り子の固有周
波数により最終区間の1つ前の区間の時間を算出し、以
下、これを前記斜め搬送の最初の区間まで繰り返して決
定するようにしたことを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a trolley for traversing is provided with a hanger provided so as to be able to be wound up and down by a rope. In a steady rest control system for a crane adapted to carry, an acceleration pattern for changing the traversing speed of the trolley in a time series from a conveying section between a gripping position and a releasing position of the load by the crane, which can be known in advance. And a feed-forward section for creating a steady rest trajectory plan based on the feed section. The feed-forward section divides the transport section into an acceleration section with a maximum acceleration, a constant speed section with a maximum speed, and a deceleration section with a maximum deceleration. The acceleration section and the deceleration section are each divided into a plurality of sections such that a constant-speed traversing section is inserted in the middle thereof. The degree pattern is created in advance, and the start and stop timings of the winding operation in the oblique transport are determined in advance, and the time for each section in which the oblique transport is performed is determined based on the final point of the oblique transport. The length of the last section is calculated from the natural length of the pendulum at that rope length assuming that this is constant from the rope length that can be known in advance, and the space immediately before the last section is traced back by the time of the last section. From the rope length that can be known in advance at the time point, it is assumed that this is constant, and the time of the section immediately before the final section is calculated by the natural frequency of the pendulum at that rope length. It is characterized in that it is determined repeatedly until the first section.
【0008】なお、前記加速区間及び減速区間をそれぞ
れ、定速横行を挟んで3回の加速横行及び3回の減速横
行を行う5つの区間に分割し、中間の加速横行区間及び
中間の減速横行区間の時間については前記斜め搬送を最
短時間とするために必要な条件を考慮して決定するよう
にしても良い。Each of the acceleration section and the deceleration section is divided into five sections which perform three acceleration traverses and three deceleration traverses with a constant speed traverse therebetween, and an intermediate acceleration traverse section and an intermediate deceleration traverse. The time of the section may be determined in consideration of a condition necessary for minimizing the oblique conveyance.
【0009】また、本発明によれば、前記吊具の巻上げ
及び巻下げ位置を測定する位置測定手段と、前記トロリ
ーの横行位置を測定する横行位置測定手段と、前記トロ
リーの横行速度を測定する横行速度測定手段と、前記ロ
ープの振れ角を測定する振れ角測定手段と、該振れ角測
定手段からの測定結果に基づいて前記ロープの振れ角度
及び振れ角速度を推定する推定手段とを備え、前記フィ
ードフォワード部は、前記加速度パターンと共に、前記
吊具の巻上げ及び巻下げ位置の目標値、前記トロリーの
横行位置の目標値、前記トロリーの横行速度の目標値、
前記ロープの振れ角の目標値、及び前記ロープの振れ角
速度の目標値を算出し、更に、該フィードフォワード部
からの各目標値と前記各測定手段からの測定値及び前記
推定手段からの推定結果とを受けて巻上げ/巻下げ用の
モータと横行用のモータとを制御する手段を備えたこと
を特徴とするクレーンの振れ止め制御システムが提供さ
れる。Further, according to the present invention, position measuring means for measuring the hoisting and lowering positions of the hoist, traversing position measuring means for measuring the traversing position of the trolley, and measuring the traversing speed of the trolley. A traversing speed measuring means, a deflection angle measuring means for measuring a deflection angle of the rope, and an estimating means for estimating a deflection angle and a deflection angular velocity of the rope based on a measurement result from the deflection angle measuring means, The feed forward section, together with the acceleration pattern, a target value of a hoisting and lowering position of the hoist, a target value of a traversing position of the trolley, a target value of a traversing speed of the trolley,
A target value of the swing angle of the rope and a target value of the swing angular velocity of the rope are calculated, and further, each target value from the feedforward section, a measured value from each of the measuring means, and an estimation result from the estimating means. And a means for controlling the hoisting / lowering motor and the traversing motor in response to the above.
【0010】前記フィードフォワード部における各目標
値の算出は、はじめに横行の加速度の目標値を算出し、
該算出された結果から振り子の運動方程式を用いて残り
の目標値の算出を行うことができる。In the feedforward section, each target value is calculated by first calculating a target value of the traverse acceleration.
From the calculated result, the remaining target value can be calculated using the equation of motion of the pendulum.
【0011】また、前記各目標値の算出は、前記各計測
手段における計測値のサンプリングタイミングに合わせ
て行われることが好ましい。It is preferable that the calculation of each of the target values is performed in synchronization with the sampling timing of the measured value in each of the measuring means.
【0012】[0012]
【作用】本発明では、トロリーの搬送軌道の計画におい
て、トロリーの横行と吊具の巻上げあるいは巻下げとを
同時に行う斜め搬送に対処できるようにしている点に特
徴を有する。この斜め搬送の軌道計画を用いることで、
短時間での荷物の自動搬送を可能とし、その結果とし
て、荷役作業の効率を上げることができる。The present invention is characterized in that, in the planning of the transport trajectory of the trolley, it is possible to cope with the oblique transport in which the trolley is traversed and the hoist is lifted or lowered at the same time. By using this trajectory plan for oblique transport,
It is possible to automatically carry the cargo in a short time, and as a result, it is possible to improve the efficiency of the cargo handling work.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明の
好ましい実施の形態について説明する。図1を参照し
て、コンテナクレーンでは、トロリー10の横行動作
と、トロリー10にロープ11により巻上げあるいは巻
下げ可能に設けられた吊具12とにより、コンテナ13
の搬送を行う。図1では、コンテナ船14に積まれたコ
ンテナ13を陸揚げする場合について示しているが、コ
ンテナ船14上でのコンテナ13の掴み位置と、陸上で
のコンテナ13の離し位置では、運転室15内のオペレ
ータによる手動操作で荷役作業が行われる。コンテナ1
3の離し位置の上方には手動オーバライドエリアと呼ば
れる区間があり、この区間で手動−自動の切り替えが行
われる。そして、コンテナ13の掴み位置と離し位置の
上方との間の搬送区間で自動搬送が行われる。特に、こ
の自動搬送の区間では、トロリー10の横行のみの搬送
と、トロリー10の横行と吊具12の巻上げあるいは巻
下げとが並行する斜め搬送とが行われる。本発明は、こ
の斜め搬送での運転に特徴を有する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Referring to FIG. 1, in a container crane, a container 13 is moved by a traverse operation of a trolley 10 and a suspender 12 provided on the trolley 10 so that the trolley 10 can be wound up or down by a rope 11.
Is carried. FIG. 1 shows a case where the container 13 loaded on the container ship 14 is unloaded. However, at the position where the container 13 is gripped on the container ship 14 and the position where the container 13 is separated on land, The cargo handling work is performed manually by the operator. Container 1
Above the release position 3, there is a section called a manual override area, and manual-automatic switching is performed in this section. Then, automatic conveyance is performed in a conveyance section between the gripping position of the container 13 and above the release position. In particular, in the section of the automatic conveyance, the conveyance of only the trolley 10 in the horizontal direction and the oblique conveyance in which the horizontal movement of the trolley 10 and the lifting or lowering of the hanging tool 12 are performed in parallel are performed. The present invention is characterized by the operation in the oblique conveyance.
【0014】図2に、本発明による振れ止め制御システ
ムを採用したコンテナクレーンの制御系を示す。ここで
は、トロリー10を横行させるための横行用モータ21
を制御して振れ止め制御を行うと共に、吊具12の巻上
げ(巻下げも含むものとし、以下、巻上げと呼ぶ)を行
う巻上げ用モータ22を制御するようにしている。この
制御系は、大きく分けて、計測した各種の状態量と目標
とする状態量に追随するような制御を行うためのフィー
ドバック(状態フィードバック)部23と、振れ止めの
搬送軌道の計画(以下、振れ止め軌道計画と呼ぶ)を行
うフィードフォワード部24から成る。このために、図
示していないが、各種の状態量の計測手段として、吊具
12の巻上げ位置を測定するための巻上げ位置計測器、
吊具12の巻上げ速度を測定するための巻上げ速度計測
器、トロリー10の横行位置を計測するための横行位置
計測器、トロリー10の横行速度を計測するための横行
速度計測器、ロープ11の振れ角度を測定するための振
れ角計測器を備えている。フィードバック部23は、振
れ角計測器19からの測定結果と後述する振り子の長さ
λとに基づいてロープ11の振れ角度及び振れ角速度を
推定して振れ角度推定値及び振れ角速度推定値を出力す
る状態推定器25を含んでいる。なお、振れ角計測器1
9は、実際にロープ11の傾斜角度を測定する場合と、
周知の画像処理によりロープ11の傾斜角度を算出する
場合とがある。FIG. 2 shows a control system of a container crane employing the steady rest control system according to the present invention. Here, a traversing motor 21 for traversing the trolley 10 is used.
To control the steadying, and also controls the hoisting motor 22 for hoisting (including the lowering, hereinafter referred to as hoisting) the hanging tool 12. This control system is roughly divided into a feedback (state feedback) unit 23 for performing control so as to follow various measured state quantities and a target state quantity, and a plan of a transfer trajectory of a steady rest (hereinafter, referred to as a plan). (Referred to as steady rest trajectory planning). For this purpose, although not shown, as a means for measuring various state quantities, a winding position measuring device for measuring the winding position of the hanging tool 12,
A hoisting speed measuring device for measuring the hoisting speed of the hanging tool 12, a traversing position measuring device for measuring the traversing position of the trolley 10, a traversing speed measuring device for measuring the traversing speed of the trolley 10, and a swing of the rope 11. A deflection angle measuring device for measuring the angle is provided. The feedback unit 23 estimates a swing angle and a swing angular velocity of the rope 11 based on the measurement result from the swing angle measuring device 19 and a pendulum length λ described later, and outputs a shake angle estimated value and a shake angular velocity estimated value. A state estimator 25 is included. The deflection angle measuring device 1
9 is a case where the inclination angle of the rope 11 is actually measured,
In some cases, the inclination angle of the rope 11 is calculated by well-known image processing.
【0015】フィードフォワード部24は、搬送作業の
前に、コンテナ13の掴み位置と離し位置との間の搬送
区間をあらかじめ知ることができるので、これに基づい
てトロリー10の横行速度を時系列的に変化させる加速
度パターンを作成し、これに基づいて搬送の最終地点で
振れを最小にするように全体の最適な振れ止め軌道計画
を作成する。この振れ止め軌道計画により、吊具12の
巻上げ及び巻下げ位置の目標値、トロリー10の横行位
置の目標値、トロリー10の横行速度の目標値、ロープ
11の振れ角の目標値、及びロープ11の振れ角速度の
目標値が算出される。The feed forward section 24 can know beforehand the transport section between the gripping position and the release position of the container 13 before the transport operation. Then, based on the acceleration pattern, an optimum steady rest trajectory plan is created so as to minimize the shake at the final point of the conveyance. With this steady rest trajectory plan, the target values of the hoisting and lowering positions of the hoisting device 12, the target value of the traverse position of the trolley 10, the target value of the traverse speed of the trolley 10, the target value of the swing angle of the rope 11, and the rope 11 Is calculated.
【0016】フィードバック部23では、横行位置の目
標値と計測値との偏差、横行速度の目標値と計測値との
偏差、振れ角の目標値と推定値との偏差、振れ角速度の
目標値と推定値との偏差をゲインKtの乗算部26を通
し、更にこの乗算結果と横行速度目標値との偏差をリミ
ッタ27を通して横行用モータ21のコントローラ・ド
ライバ28に出力する。乗算部26にはまた、ロープ1
1と吊具12とを振り子と見なして、巻上げ位置測定結
果から振り子の長さλを換算する換算器32を通して長
さλが与えられる。これは、ロープ長の変化に対応させ
るためである。フィードバック部23ではまた、巻上げ
位置の目標値と計測値との偏差、及び巻上げ速度の目標
値と計測値との偏差をゲインKhの乗算部29を通し、
更にこの乗算結果をリミッタ30を通して巻上げ用モー
タ22のコントローラ・ドライバ31に出力する。な
お、巻上げ速度の目標値と計測値との偏差は、省略され
ても良い。In the feedback section 23, a deviation between the target value of the traversing position and the measured value, a deviation between the target value of the traversing speed and the measured value, a deviation between the target value of the deflection angle and the estimated value, and a target value of the deflection angular speed are determined. The deviation from the estimated value is passed through a multiplication unit 26 of the gain Kt, and the deviation between the multiplication result and the traversing speed target value is output to a controller / driver 28 of the traversing motor 21 through a limiter 27. The multiplier 1 also includes a rope 1
1 and the hanging tool 12 are regarded as a pendulum, and the length λ is given through a converter 32 that converts the pendulum length λ from the result of the measurement of the winding position. This is to cope with a change in the rope length. In the feedback unit 23, the deviation between the target value and the measured value of the hoisting position and the deviation between the target value and the measured value of the hoisting speed are passed through a multiplication unit 29 of a gain Kh.
Further, the multiplication result is output to the controller / driver 31 of the hoisting motor 22 through the limiter 30. Note that the deviation between the target value and the measured value of the hoisting speed may be omitted.
【0017】以上の説明で明らかなように、振れ止め制
御に直接関わるのは横行位置と横行速度及び振れ角と振
れ角速度の4つであり、巻上げあるいは巻下げの制御は
振れ止めとは独立して行われる。As is apparent from the above description, the steady-state control is directly related to the traversing position and the traversing speed, and the swing angle and the swing angular velocity. The control of the hoisting or lowering is independent of the steadying. Done.
【0018】振れ止め軌道計画ではまず、図2の目標値
の一つである横行速度目標値を算出する。横行速度が算
出されれば、他の目標値は振り子の運動方程式を用いて
算出される。In the steady rest trajectory planning, first, a traverse speed target value which is one of the target values in FIG. 2 is calculated. Once the traversing speed is calculated, other target values are calculated using the pendulum equation of motion.
【0019】図3にロープ長一定の場合の搬送軌道計画
による横行速度及び加速度パターンを示す。コンテナク
レーンでは許容される最大の加速度が決まっているの
で、それを極力使用した方が短時間での搬送が可能にな
る。しかし、最終地点での振れ止めを考えた場合には、
最大加速度を適当なタイミングで切って、振れの大きさ
を調整する必要がある。図3はその様子を示しており、
横行の最大速度に到達するまでの加速区間と最大速度か
ら停止までの減速区間においては、最大加速度あるいは
最大減速度での横行の間に定速横行をはさむようにして
いる。すなわち、加速区間では、加速横行−定速横行−
加速横行−定速横行−加速横行を経て最大速度での定速
横行に到達し、減速区間では、減速横行−定速横行−減
速横行−定速横行−減速横行を経て最終地点に到達する
ようにしている。FIG. 3 shows a traversing speed and an acceleration pattern based on a conveyance trajectory plan when the rope length is constant. Since the maximum allowable acceleration is determined for a container crane, using it as much as possible makes it possible to convey it in a short time. However, when considering the steady rest at the final point,
It is necessary to cut off the maximum acceleration at an appropriate timing to adjust the magnitude of the shake. FIG. 3 shows the situation.
In the acceleration section until reaching the maximum traversing speed and the deceleration section from the maximum speed to the stop, a constant-speed traversing is inserted between the traversing at the maximum acceleration or the maximum deceleration. That is, in the acceleration section, the acceleration traverse-the constant speed traverse-
Through the acceleration traverse-constant speed traverse-acceleration traverse, the vehicle reaches the constant speed traverse at the maximum speed, and in the deceleration section, reaches the final point through deceleration traverse-constant speed traverse-deceleration traverse-constant speed traverse-deceleration traverse. I have to.
【0020】図3中で、加速区間A、定速区間B、D、
加速区間Eと減速区間G、定速区間H、J、減速区間K
の各区間に割り当てる時間τは、ロープ長で決まる振り
子の固有角周波数ω(ひいては周期T)に依存し、τ=
π/(3ω)で与えられる。ただし、ω:振り子の固有
角周波数でω=2π/T、T:振り子の周期、π:円周
率である。In FIG. 3, an acceleration section A, constant speed sections B, D,
Acceleration section E and deceleration section G, constant speed sections H and J, deceleration section K
Is dependent on the natural angular frequency ω (and thus the period T) of the pendulum determined by the rope length, and τ =
π / (3ω). Here, ω is the natural angular frequency of the pendulum, ω = 2π / T, T is the period of the pendulum, and π is the pi.
【0021】なお、区間CとIの時間は、それぞれ最大
速度Vxに到達する、もしくはそこから停止するために
必要な残りの加減速時間から決定するように自由度を持
たせている。また、最大速度Vxの区間Fは、移動すべ
き搬送距離から計算する。The intervals C and I have a degree of freedom so that they can be determined from the remaining acceleration / deceleration times required to reach or stop at the maximum speed Vx, respectively. The section F of the maximum speed Vx is calculated from the transport distance to be moved.
【0022】図4は、図3におけるパターンでの吊具1
2の振れ角と振れ角速度を示す。FIG. 4 shows the hanging tool 1 in the pattern shown in FIG.
2 shows the deflection angle and the deflection angular velocity.
【0023】ロープ長が変化する場合、すなわち、斜め
搬送の場合も、図3に示した考え方を基本とする。ただ
し、ロープ長が変化する(巻上げあるいは巻下げを同時
に操作する)区間に割り当てる時間を下記に説明するよ
うに設定する。When the rope length changes, that is, in the case of oblique conveyance, the concept shown in FIG. 3 is basically used. However, the time to be allocated to the section where the rope length changes (winding or lowering is operated simultaneously) is set as described below.
【0024】その計画の際、最短時間搬送を図るため
に、巻上げあるいは巻下げの速度は許容される最大速度
を前提とする。また、その速度は軌道計画において一定
と仮定する。At the time of the planning, the hoisting or lowering speed is premised on the maximum allowable speed in order to achieve the shortest transport time. The speed is assumed to be constant in the trajectory planning.
【0025】以下、図3の区間Fの途中から区間Kまで
巻下げを行う場合を例に、図5を用いて説明する。最終
区間Kの終了地点は、最終目標地点もしくはその少し上
の地点となる。このため、そこでのロープ長y11は振
れ止め軌道計画上であらかじめ知ることができる。Hereinafter, a case where the lowering is performed from the middle of the section F in FIG. 3 to the section K will be described with reference to FIG. The end point of the final section K is the final target point or a point slightly above it. Therefore, the rope length y11 there can be known in advance on the steady rest trajectory plan.
【0026】本発明では、この最終地点から時間を溯る
ようにに計画を進める。まず、y11が決まると、その
ロープ長での振り子の固有角周波数ω11が決まる。そ
のω11で最終区間Kを代表させれば、最終区間の時間
t11が決まる。すると、最終区間から時間t11遡っ
たロープ長y10は、巻き下げの速度が既知なので計算
できる。同様の考え方で、順次区間J、H、Gの時間t
10、t8、t7を計算する。なお、区間Iの時間t9
の長さには自由度があるため、他の条件(例えば巻下げ
を開始する横行位置)を考慮して決めれば良い。加速区
間においては、最大速度Vxへの到達時点を最終地点と
して同様に計画する。そして、区間Cの時間t3に自由
度が与えられる。In the present invention, the plan is advanced so that the time goes back from the last point. First, when y11 is determined, the natural angular frequency ω11 of the pendulum at that rope length is determined. If the last section K is represented by ω11, the time t11 of the last section is determined. Then, the rope length y10 which is traced back from the last section by the time t11 can be calculated because the unwinding speed is known. Using the same concept, the time t of the sections J, H, and G is sequentially determined.
10, t8 and t7 are calculated. In addition, time t9 of section I
Has a degree of freedom, it may be determined in consideration of other conditions (for example, the traversing position at which the lowering starts). In the acceleration section, the time point at which the vehicle reaches the maximum speed Vx is similarly set as the final point. Then, a degree of freedom is given to the time t3 of the section C.
【0027】以上の考え方で横行の加速度パターンと巻
上げあるいは巻下げ操作の開始タイミングを自動搬送の
事前に計画しておく。この横行の加速度パターンから図
2に示した状態量の各目標値を計算するが、目標値の計
算をバッチ的に行うには時間がかかる。そこで、制御装
置における各計測器に対するサンプリングタイミング毎
に、次のサンプリング時点での目標値を逐次的に計算す
る方式を採用する。これにより、制御装置は時間的な制
約を受けることなく自動搬送用の振れ止めを実施でき
る。Based on the above concept, the traverse acceleration pattern and the start timing of the hoisting or lowering operation are planned in advance of the automatic conveyance. Although each target value of the state quantity shown in FIG. 2 is calculated from the traversing acceleration pattern, it takes time to calculate the target value in a batch. Therefore, a method of sequentially calculating a target value at the next sampling time point is adopted at each sampling timing for each measuring device in the control device. Thus, the control device can execute the steadying for automatic conveyance without being restricted by time.
【0028】なお、実施の形態では、コンテナクレーン
に適用して説明したが、本発明はコンテナクレーンに限
らず、一般にロープ長の長いクレーンに最適である。Although the embodiment has been described as applied to a container crane, the present invention is not limited to a container crane, but is generally most suitable for a crane having a long rope length.
【0029】[0029]
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、斜め搬送
を含む自動搬送において、短時間での自動搬送を可能と
し、加えて最終目標地点到達時での性能の高い振れ止め
と位置決めを実現できる。したがって、オペレータは引
き続き荷物の掴みあるいは離しの作業にスムーズに移行
できるため、結果として全体的に荷役作業の効率化を図
れる。According to the present invention described above, in automatic conveyance including oblique conveyance, automatic conveyance can be performed in a short time, and in addition, high-performance anti-sway and positioning can be achieved when reaching the final target point. it can. Therefore, the operator can smoothly shift to the work of grasping or releasing the luggage, and as a result, the efficiency of the cargo handling work can be improved as a whole.
【図1】本発明が適用されるコンテナクレーンを説明す
るための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining a container crane to which the present invention is applied.
【図2】本発明の制御系の構成を示すブロック図であ
る。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a control system of the present invention.
【図3】ロープ長一定の場合のトロリーの横行速度パタ
ーン及び加速度パターンを説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a trolley traverse speed pattern and an acceleration pattern when the rope length is constant.
【図4】図3のパターンの場合の吊具の振れ角と振れ角
速度を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing a swing angle and a swing angular velocity of the hanging tool in the case of the pattern of FIG. 3;
【図5】本発明により減速区間を構成する複数の区間に
おける各区間の時間の設定方法を説明するための図であ
る。FIG. 5 is a diagram for explaining a method of setting the time of each section in a plurality of sections constituting a deceleration section according to the present invention.
10 トロリー 11 ロープ 12 吊具 13 コンテナ 14 コンテナ船 15 運転室 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Trolley 11 Rope 12 Hanging equipment 13 Container 14 Container ship 15 Operator cab
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B66C 13/00 - 13/54 Continuation of front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B66C 13/00-13/54
Claims (5)
及び巻下げ可能に設けられた吊具を備え、横行時に前記
吊具の巻上げあるいは巻下げを定速で行う斜め搬送を行
うようにしたクレーンの振れ止め制御システムにおい
て、 あらかじめ知ることのできる前記クレーンによる荷物の
掴み位置と離し位置との間の搬送区間から前記トロリー
の横行速度を時系列的に変化させる加速度パターンに基
づく振れ止め軌道計画を作成するフィードフォワード部
を備え、 該フィードフォワード部は、前記搬送区間を、最大加速
度による加速区間と最大速度による定速区間と最大減速
度による減速区間とに分割すると共に、前記加速区間及
び減速区間をそれぞれ、途中に定速横行区間が入るよう
に複数の区間に分割して成る前記加速度パターンを事前
に作成すると共に、前記斜め搬送における巻き操作の開
始及び停止のタイミングをあらかじめ決定し、 しかも前記斜め搬送を行う区間毎の時間を、前記斜め搬
送の最終地点を基準としてこの最終地点におけるあらか
じめ知ることのできるロープ長からこれを一定と見なし
てそのロープ長での振り子の固有周波数により最終区間
の時間を算出し、最終区間の1つ前の空間については前
記最終区間の時間だけ溯った時点でのあらかじめ知るこ
とのできるロープ長からこれを一定と見なしてそのロー
プ長での振り子の固有周波数により最終区間の1つ前の
区間の時間を算出し、以下、これを前記斜め搬送の最初
の区間まで繰り返して決定するようにしたことを特徴と
するクレーンの振れ止め制御システム。1. A crane comprising: a trolley for traversing provided with a hanger which can be hoisted and lowered by a rope, and which performs a diagonal conveyance for hoisting or lowering the hanger at a constant speed during traversing. In the steady rest control system, a steady rest trajectory plan is created based on an acceleration pattern that changes the trolley's traversing speed in a time series from a transport section between a gripping position of the crane and a release position which can be known in advance. A feed forward section that divides the transport section into an acceleration section with a maximum acceleration, a constant speed section with a maximum speed, and a deceleration section with a maximum deceleration, and also divides the acceleration section and the deceleration section. Each of the acceleration patterns, which is divided into a plurality of sections so that a constant-speed traversing section is included on the way, is created in advance. In addition, the start and stop timings of the winding operation in the skew conveyance can be determined in advance, and the time for each section in which the skew conveyance is performed can be known in advance at the last point of the skew conveyance with reference to the last point. Assuming this to be constant from the rope length, the time of the last section is calculated from the natural frequency of the pendulum at that rope length, and the space immediately before the last section is known in advance at the time of going back by the time of the last section. Considering this as a constant from the possible rope length, the time of the section immediately before the final section is calculated based on the natural frequency of the pendulum at that rope length, and thereafter, this is repeated until the first section of the oblique conveyance. A crane steady rest control system characterized in that it is determined.
システムにおいて、前記加速区間及び減速区間をそれぞ
れ、定速横行を挟んで3回の加速横行及び3回の減速横
行を行う5つの区間に分割し、中間の加速横行区間及び
中間の減速横行区間の時間については前記斜め搬送を最
短時間とするために必要な条件を考慮して決定するよう
にしたことを特徴とするクレーンの振れ止め制御システ
ム。2. The crane steady rest control system according to claim 1, wherein the acceleration section and the deceleration section are respectively divided into five sections that perform three acceleration traverses and three deceleration traverses across a constant speed traverse. The anti-sway control of the crane, wherein the time of the intermediate acceleration traversing section and the intermediate deceleration traversing section is determined in consideration of a condition necessary to minimize the skew conveyance. system.
システムにおいて、 前記吊具の巻上げ及び巻下げ位置を測定する位置測定手
段と、 前記トロリーの横行位置を測定する横行位置測定手段
と、 前記トロリーの横行速度を測定する横行速度測定手段
と、 前記ロープの振れ角を測定する振れ角測定手段と、 該振れ角測定手段からの測定結果に基づいて前記ロープ
の振れ角度及び振れ角速度を推定する推定手段とを備
え、 前記フィードフォワード部は、前記加速度パターンと共
に、前記吊具の巻上げ及び巻下げ位置の目標値、前記ト
ロリーの横行位置の目標値、前記トロリーの横行速度の
目標値、前記ロープの振れ角の目標値、及び前記ロープ
の振れ角速度の目標値を算出し、 更に、該フィードフォワード部からの各目標値と前記各
測定手段からの測定値及び前記推定手段からの推定結果
とを受けて巻上げ/巻下げ用のモータと横行用のモータ
とを制御する手段を備えたことを特徴とするクレーンの
振れ止め制御システム。3. The steady rest control system for a crane according to claim 2, wherein: a position measuring means for measuring a hoisting and lowering position of the hoist; a traversing position measuring means for measuring a traversing position of the trolley; A traversing speed measuring means for measuring a traversing speed of the trolley, a deflection angle measuring means for measuring a deflection angle of the rope, and a deflection angle and a deflection angular velocity of the rope are estimated based on a measurement result from the deflection angle measuring means. An estimating unit, wherein the feedforward unit, together with the acceleration pattern, a target value of a hoisting and lowering position of the hoist, a target value of a traversing position of the trolley, a target value of a traversing speed of the trolley, the rope The target value of the swing angle and the target value of the swing angular velocity of the rope are calculated. Sway Control system of the crane, characterized in that it comprises measurements and means for controlling the motor and the motor for rampant for estimation result and the receiving and winding / unwinding from said estimating means from.
システムにおいて、前記フィードフォワード部における
各目標値の算出は、はじめに横行の加速度の目標値を算
出し、該算出された結果から振り子の運動方程式を用い
て残りの目標値の算出を行うことを特徴とするクレーン
の振れ止め制御システム。4. The crane steady rest control system according to claim 3, wherein each of the target values in the feedforward section is calculated by first calculating a target value of the traversing acceleration, and moving the pendulum from the calculated result. A steady rest control system for a crane, wherein a remaining target value is calculated using an equation.
システムにおいて、前記各目標値の算出は、前記各計測
手段における計測値のサンプリングタイミングに合わせ
て行われることを特徴とするクレーンの振れ止め制御シ
ステム。5. The steady rest control system for a crane according to claim 4, wherein the calculation of each of the target values is performed in synchronization with a sampling timing of the measured value in each of the measuring means. Control system.
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