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JP5229611B2 - Automatic traveling crane and its traveling position detection device - Google Patents

Automatic traveling crane and its traveling position detection device Download PDF

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JP5229611B2
JP5229611B2 JP2008008824A JP2008008824A JP5229611B2 JP 5229611 B2 JP5229611 B2 JP 5229611B2 JP 2008008824 A JP2008008824 A JP 2008008824A JP 2008008824 A JP2008008824 A JP 2008008824A JP 5229611 B2 JP5229611 B2 JP 5229611B2
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crane
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篤起 仲
智之 片山
浩文 柴村
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Nippon Steel Corp
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  • Control And Safety Of Cranes (AREA)

Description

本発明は、長距離の走行レール上を自動走行するクレーンの走行位置を正確に把握するための自動走行クレーンの走行位置検出技術に関するものであり、特に天井走行クレーンとその走行位置検出装置に関するものである。   The present invention relates to a traveling position detection technique of an automatic traveling crane for accurately grasping a traveling position of a crane that automatically travels on a long distance traveling rail, and more particularly to an overhead traveling crane and a traveling position detection device thereof. It is.

製鉄工場では、総長が500mを越えるような長尺の中間ヤードを設け、酸洗ラインや圧延ラインから出たコイルをヤード内に一時保管したうえで、次工程に送り込むことがある。このような中間ヤード内におけるコイルの搬送は天井走行クレーンにより行われているが、1台のクレーンではこのような広い範囲をカバーできないため、同一の走行レール上で複数台のクレーンを同時に自動走行させている。これらのクレーンを相互に衝突しないように、かつ最大の作業効率が得られるように自動制御するためには、各クレーンの走行位置を常に精度よく検出しなければならない。   In the steel factory, a long intermediate yard with a total length exceeding 500 m is provided, and the coils from the pickling line and rolling line are temporarily stored in the yard and then sent to the next process. Although the coil is transported in such an intermediate yard by an overhead traveling crane, a single crane cannot cover such a wide range, so multiple cranes automatically travel simultaneously on the same traveling rail. I am letting. In order to automatically control these cranes so as not to collide with each other and to obtain the maximum working efficiency, it is necessary to always detect the traveling position of each crane with high accuracy.

従来、自動走行クレーンの走行位置検出には、特許文献1に示されるようにレーザ距離計が広く用いられてきた。特許文献1では走行レールの端部の壁面などに反射鏡を固定し、クレーンに搭載されたレーザ光線発振器から発射されるレーザ光線を反射させ、クレーンに搭載されたレーザ受光器で受光して反射鏡からの位置を正確に把握できるようになっている。   Conventionally, a laser rangefinder has been widely used to detect the traveling position of an automatic traveling crane, as disclosed in Patent Document 1. In Patent Document 1, a reflecting mirror is fixed to the wall surface of the end of the traveling rail, the laser beam emitted from the laser beam oscillator mounted on the crane is reflected, and the light is received and reflected by the laser receiver mounted on the crane. The position from the mirror can be accurately grasped.

しかしこの特許文献1の方法は、共通の走行レール上に3台のクレーンが設置されているような場合には、中央のクレーンから発射されたレーザ光線が他のクレーンに遮断されてしまうので、中央のクレーンの位置を検出することができないという欠点がある。なお両側のクレーンにレーザ光線を通す開口部を形成することを考えると、通光可能なエリアは横行設備があるためクラブ下は難しく、クレーン上部と天井間の隙間が第一候補となる。しかし、ヤードの全長が500mを越える場合にはレーザ光線の拡散を考慮すると反射板のサイズは2m×2m程度の大型になるため、クレーンの上方に十分な余裕を確保することは困難となり、工場設備としては実用的ではない。   However, in the method of Patent Document 1, when three cranes are installed on a common traveling rail, the laser beam emitted from the central crane is blocked by other cranes. There is a drawback that the position of the central crane cannot be detected. Considering the formation of openings that allow laser beams to pass through the cranes on both sides, the light-transmitting area has traverse facilities, so it is difficult to move under the club, and the gap between the upper part of the crane and the ceiling is the first candidate. However, if the total length of the yard exceeds 500m, the size of the reflector will be as large as 2m x 2m considering the diffusion of the laser beam, so it will be difficult to secure a sufficient margin above the crane. It is not practical as equipment.

また、両側のクレーンは特許文献1の方法で位置を検出する一方、中央のクレーンから発射されたレーザ光線を両側のクレーンの側壁に設けた反射板によって反射させ、中央のクレーンと両側のクレーンとの相対位置を検出し、演算によって中央のクレーンの位置を求める方法も考えられる。しかしこの場合には両側のクレーンの位置を中央のクレーンに伝送しなければならず、その伝送や演算に数十msecを要するケースもあるため、クレーンを高速走行させると走行位置の検出が遅れるという問題がある。特にヤード内に障害物が多い場合のクレーン自動化においては安全面での問題が生じるため、やはり実用的ではない。   The cranes on both sides detect the position by the method of Patent Document 1, while the laser beam emitted from the center crane is reflected by the reflectors provided on the side walls of the cranes on both sides, A method is also conceivable in which the relative position is detected and the position of the center crane is obtained by calculation. However, in this case, the positions of the cranes on both sides must be transmitted to the central crane, and there are cases where transmission and calculation require several tens of msec. There's a problem. Especially in crane automation when there are many obstacles in the yard, there is a safety problem, which is not practical.

このほか、誘導無線方式やICタグ方式も検討したが、これらはいずれも位置分解能が10mmを越えており、また応答性が悪いために使用することはできなかった。   In addition, the inductive radio system and the IC tag system were also examined, but none of these could be used because the position resolution exceeded 10 mm and the responsiveness was poor.

さらに特許文献2には、天井クレーンによってヤード内でコイルの自動搬送を行う際のコイル位置や台車位置を、反射板を使用した光学的手段と、磁気を利用した電磁的手段とを併用して検出する方法が開示されている。しかしこれは天井クレーンの走行位置を検出する方法ではなく、走行距離の長い自動走行クレーンの走行位置を、精度よく検出する方法に用いるには適しないものであった。
特開平11−344335号公報 特公昭61−31036号公報
Furthermore, in Patent Document 2, the coil position and the carriage position when the coil is automatically conveyed in the yard by the overhead crane are used in combination with optical means using a reflector and electromagnetic means using magnetism. A method of detecting is disclosed. However, this is not a method for detecting the traveling position of the overhead crane, but is not suitable for use in a method for accurately detecting the traveling position of an automatic traveling crane having a long traveling distance.
JP-A-11-344335 Japanese Patent Publication No. 61-31036

本発明は上記した従来の問題点を解決し、全長の長い走行レール上に3台以上のクレーンが配置されており、クレーンの上方にレーザ距離計を用いることができる十分な余裕がない場合においても、各クレーンの走行位置を精度よく迅速に検出することができる自動走行クレーンとその走行位置検出装置を提供することを目的とするものである。   In the case where the present invention solves the above-mentioned conventional problems and three or more cranes are arranged on a long running rail and there is not enough room to use a laser rangefinder above the crane. Another object of the present invention is to provide an automatic traveling crane capable of detecting the traveling position of each crane accurately and quickly, and a traveling position detecting device thereof.

また全長が500mに達するような大型のヤードにおいては、走行レールが設置されている建屋自体が昼夜の温度差や季節による温度差によって膨張したり収縮したりする。従って本発明のその他の目的は、建屋の伸縮によって検出トラブルを引き起こすおそれのない自動走行クレーンとその走行位置検出装置を提供することである。   In a large yard with a total length of 500 m, the building itself where the traveling rail is installed expands or contracts due to a temperature difference between day and night or a temperature difference depending on the season. Accordingly, another object of the present invention is to provide an automatic traveling crane and a traveling position detection device thereof that do not cause a detection trouble due to expansion and contraction of the building.

上記の課題を解決するためになされた本発明は、建屋の天井部分に設けられた同一走行レール上に複数台のクレーンを配置して各クレーンを自動走行させる自動走行クレーンの走行位置検出装置において、前記クレーンの走行レールを支持する横梁の側方に、磁気的に位置がエンコードされた多数の磁気ロッドを走行区間の全長にわたり直列に配置するとともに、この走行レール上を走行するクレーン本体に、前記磁気ロッドが発生する磁束を感知して絶対位置を検出する複数本の検出ヘッドを、一方の検出ヘッドが建屋の支柱間にまたがる場合に、他方の検出ヘッドは建屋の支柱間をまたがないように走行方向に位置をずらせて搭載したことを特徴とするものである。 The present invention made in order to solve the above problems is a traveling position detection device for an automatic traveling crane in which a plurality of cranes are arranged on the same traveling rail provided on a ceiling portion of a building to automatically travel each crane. , On the side of the transverse beam that supports the traveling rail of the crane, a large number of magnetic rods encoded magnetically are arranged in series over the entire length of the traveling section, and on the crane body that travels on the traveling rail, When one of the detection heads spans between the columns of the building, the other detection head does not span between the columns of the building. As described above, the vehicle is mounted with its position shifted in the traveling direction.

なお請求項2のように、磁気ロッドは、一定寸法のロッドの内部に複数個の磁石を埋め込んだものであることが好ましく、また請求項3のように、検出ヘッドは所定ピッチで配置された多数のホールセンサを備えたものであることが好ましい。   As in claim 2, the magnetic rod is preferably one in which a plurality of magnets are embedded in a rod having a certain size, and as in claim 3, the detection heads are arranged at a predetermined pitch. It is preferable to have a large number of hall sensors.

また請求項4のように、磁気ロッドは横梁に対して高さ調節可能に支持されていることが好ましい。さらに請求項5のように検出ヘッドは、一方の検出ヘッドが磁気ロッド間のギャップによる検出異常を生じたときに他方の検出ヘッドがバックアップできるように、走行方向に位置をずらせて2本以上搭載されていることが好ましい。この請求項6の発明においては、一方の検出ヘッドのデータが検出異常と判断された場合は、他方の検出ヘッドのデータが正常であるかどうかを確認し、両検出ヘッド間の走行方向の前記方向位置ずれに対応する距離だけデータを補正し、現在位置データとして検出ヘッドデータを切り替えることが好ましい。   According to a fourth aspect of the present invention, the magnetic rod is preferably supported so as to be adjustable in height with respect to the cross beam. Furthermore, as described in claim 5, two or more detection heads are mounted with their positions shifted in the traveling direction so that one detection head can back up the other detection head when a detection abnormality occurs due to a gap between the magnetic rods. It is preferable that In the invention of claim 6, when it is determined that the data of one detection head is abnormal in detection, it is confirmed whether the data of the other detection head is normal, and the traveling direction between the two detection heads is It is preferable to correct the data by a distance corresponding to the directional position shift and switch the detection head data as the current position data.

また請求項7に記載の本発明の自動走行クレーンは、各クレーンの走行位置検出装置として、請求項1から6の何れかに記載の自動走行クレーンの走行位置検出装置を用いたことを特徴とするものである。   The automatic traveling crane of the present invention described in claim 7 is characterized in that the traveling position detection device for an automatic traveling crane according to any one of claims 1 to 6 is used as a traveling position detection device for each crane. To do.

請求項1の発明によれば、走行レールを支持する横梁の側方にクレーン走行区間の全長にわたり直列に配置された多数の磁気ロッドからの磁束を、クレーン本体に搭載された検出ヘッドにより感知して絶対位置を検出する。この位置検出は光線を使用しないため、レーザ距離計を用いる従来の場合のように隣接するクレーンの影響を受けることがなく、各クレーンの走行位置を検出することができる。また本発明によればレーザ距離計を用いる場合のような反射板は不要であるため、クレーンの周囲に十分な余裕を必要とせず、各クレーンの走行位置を精度よく検出することができる。   According to the first aspect of the present invention, the magnetic flux from a number of magnetic rods arranged in series over the entire length of the crane traveling section on the side of the transverse beam supporting the traveling rail is sensed by the detection head mounted on the crane body. To detect the absolute position. Since this position detection does not use a light beam, the traveling position of each crane can be detected without being affected by the adjacent crane as in the conventional case using a laser distance meter. In addition, according to the present invention, since a reflector as in the case of using a laser distance meter is not required, a sufficient margin around the crane is not required, and the traveling position of each crane can be detected with high accuracy.

しかも2本以上の検出ヘッドを走行方向に位置をずらせて搭載しているので、建屋の伸縮によって磁気ロッドの間隔が変化し、一方の検出ヘッドに検出トラブルが発生した場合にも、他方の検出ヘッドが直ちにバックアップすることができ、常に安定した検出が可能となる。   Moreover, since two or more detection heads are mounted with their positions shifted in the traveling direction, even if a detection trouble occurs in one of the detection heads due to the expansion and contraction of the building, the detection of the other detection head The head can be backed up immediately, and stable detection is always possible.

請求項2のように一定寸法のロッドに複数個の磁石を埋め込んだ磁気ロッドを使用し、請求項3のようにホールセンサを備えた検出ヘッドを用いれば、クレーンの走行に伴って検出ヘッドと磁石との相対的な位置が変化するとホールセンサに生ずる電圧が変化することを利用して、0.1mmの精度で走行位置の検出が可能である。   If a magnetic rod in which a plurality of magnets are embedded in a rod of a certain size as in claim 2 and a detection head having a hall sensor as in claim 3 is used, The travel position can be detected with an accuracy of 0.1 mm by utilizing the fact that the voltage generated in the Hall sensor changes when the position relative to the magnet changes.

なお、磁気ロッドおよび走行レールを支持している横梁は、長期間のうちには上下方向にわずかなうねり変形を生ずる可能性があり、また走行レール自体も磨耗する可能性があるが、請求項4のように磁気ロッドを横梁対して高さ調節可能としておけば、検出ヘッドと磁気ロッドとの高さ方向のずれを容易に修正することができ、検出精度の低下を招くことがない。さらに請求項5、6に示すように一方の検出ヘッドが磁気ロッド間のギャップによる検出異常を生じたときに他方の検出ヘッドがバックアップできるようにしておけば、建屋の継ぎ目などにおける検出異常を回避することができる。   The transverse beam supporting the magnetic rod and the traveling rail may cause a slight undulation deformation in the vertical direction over a long period of time, and the traveling rail itself may also be worn. If the height of the magnetic rod can be adjusted with respect to the transverse beam as in 4, the deviation in the height direction between the detection head and the magnetic rod can be easily corrected, and the detection accuracy is not lowered. Furthermore, as shown in claims 5 and 6, if one of the detection heads detects a detection abnormality due to a gap between the magnetic rods, the other detection head can be backed up, thereby avoiding a detection abnormality in a joint of the building. can do.

以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図1は総長が500mを越えるヤード1の全体の概念的な平面図であり、建屋の天井部分に設けられた一対の走行レール2、2の上に、3台のクレーン3が搭載されている。これらのクレーン3は自動走行式の天井クレーンである。このヤード1には前工程からのコイル搬入ライン4及び次工程へのコイル搬出ライン5がそれぞれ複数ライン接続されており、3台のクレーン3はコイル搬入ライン4からの荷卸し、ヤード1内におけるコイルの仮置き、コイル搬出ライン5への積み出しなどを個別に行うものである。3台のクレーン3は図示しない制御装置により制御され、自動走行しながらこれらの作業を行っている。以下に説明する本発明の走行位置検出装置は、各クレーン3に共通のものである。
Preferred embodiments of the present invention are shown below.
FIG. 1 is a conceptual plan view of the entire yard 1 having a total length exceeding 500 m. Three cranes 3 are mounted on a pair of traveling rails 2 and 2 provided on the ceiling of the building. . These cranes 3 are automatic traveling overhead cranes. The yard 1 is connected to a plurality of lines from the coil loading line 4 from the previous process and the coil unloading line 5 to the next process, and the three cranes 3 are unloaded from the coil loading line 4, The temporary placement of the coil, the loading to the coil carry-out line 5 and the like are performed individually. The three cranes 3 are controlled by a control device (not shown) and perform these operations while automatically traveling. The traveling position detection device of the present invention described below is common to each crane 3.

図2はクレーン3の正面図であり、10はクレーン本体であるクレーンガーダ、11はクレーンガーダ10上を走行できるクラブ、12はクラブ11に設けられた巻き上げ装置である。クレーンガーダ10の両端のサドル部分には車輪13が設けられており、建屋の横梁14に支持された走行レール2の上を走行することは従来の天井走行クレーンと同様である。   FIG. 2 is a front view of the crane 3, 10 is a crane girder that is a crane body, 11 is a club that can run on the crane girder 10, and 12 is a hoisting device provided in the club 11. Wheels 13 are provided at saddle portions at both ends of the crane girder 10, and traveling on the traveling rail 2 supported by the cross beam 14 of the building is the same as in a conventional overhead traveling crane.

本発明では、横梁14の側方に磁気ロッド20を走行区間の全長にわたり直列に配置し、クレーン本体に搭載した検出ヘッド30が磁気ロッド20の発する磁束を検出して、クレーン3の位置検出を行う方式を採用している。   In the present invention, the magnetic rod 20 is arranged in series over the entire length of the traveling section on the side of the cross beam 14, and the detection head 30 mounted on the crane body detects the magnetic flux generated by the magnetic rod 20 to detect the position of the crane 3. The method to do is adopted.

本発明で用いる磁気ロッド20は、同一長さLのロッドの内部に複数の磁石を埋め込んだものであり、この実施形態では図3に示すように、同一長さLのロッドの内部に、3個の磁石21、22、23を埋め込んだものを使用している。図3は2本の磁気ロッド20を示している。磁石21と磁石22との距離をP1とし、磁石22と磁石23との距離をP2とし、磁石23と次の磁気ロッド20の磁石21との距離をP3としたとき、P1の値はどの磁気ロッド20においても同一である、またP2+P3の距離も、どの磁気ロッド20においても同一である。しかしP2とP3の値自体はわずかに変えてあり、例えば下記の表1のように6種類の磁気ロッド20が製作されている。これらの6種類の磁気ロッド20は特定の順序で直列に配置されている。   A magnetic rod 20 used in the present invention has a plurality of magnets embedded in a rod having the same length L. In this embodiment, as shown in FIG. The one in which the magnets 21, 22, 23 are embedded is used. FIG. 3 shows two magnetic rods 20. The distance between the magnet 21 and the magnet 22 is P1, the distance between the magnet 22 and the magnet 23 is P2, and the distance between the magnet 23 and the magnet 21 of the next magnetic rod 20 is P3. The same is true for the rod 20, and the distance of P2 + P3 is the same for any magnetic rod 20. However, the values of P2 and P3 themselves are slightly changed. For example, six types of magnetic rods 20 are manufactured as shown in Table 1 below. These six types of magnetic rods 20 are arranged in series in a specific order.

Figure 0005229611
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このような磁気ロッド20は、図2に示すように横梁14の側方に配置されている。図4に拡大して示すように、磁気ロッド20の支持具24は横梁14の側方に設けられた支持台25に対して、高さ調節ができるようにしておくことが好ましい。   Such a magnetic rod 20 is arrange | positioned at the side of the horizontal beam 14, as shown in FIG. As shown in an enlarged view in FIG. 4, it is preferable that the support 24 of the magnetic rod 20 can be adjusted in height with respect to the support base 25 provided on the side of the cross beam 14.

一方、検出ヘッド30は磁気ロッド20の磁石が発生する磁束をホールセンサにより感知して位置を検出するものである。ホールセンサはホール素子と呼ばれる半導体にバイアス電流を流した状態でこれに直角の磁束が与えられると、ローレンツ力により出力端子間に磁束に比例した起電力が発生することを利用し、磁束密度を検出するセンサである。本発明では、このようなホールセンサを直線上に一定ピッチで配置した検出ヘッド30を用いる。表1の例では磁気ロッド20の全長は1907mmであるから、10mmピッチで192個のホールセンサを配置した検出ヘッド30を用いている。   On the other hand, the detection head 30 detects the position by sensing the magnetic flux generated by the magnet of the magnetic rod 20 with a Hall sensor. The Hall sensor uses the fact that when a perpendicular magnetic flux is applied to a semiconductor called a Hall element when a bias current is applied, an electromotive force proportional to the magnetic flux is generated between the output terminals by the Lorentz force. It is a sensor to detect. In the present invention, a detection head 30 in which such Hall sensors are arranged on a straight line at a constant pitch is used. In the example of Table 1, since the total length of the magnetic rod 20 is 1907 mm, the detection head 30 in which 192 Hall sensors are arranged at a pitch of 10 mm is used.

図4に示すように、検出ヘッド30はクレーン本体から横腕31を突出させ、その上面に取り付けられている。ホールセンサによる磁束の検出精度を維持するためには、検出ヘッド30と磁気ロッド20との間隔は一定範囲内にあることが必要であり、もし走行レール2の磨耗やうねり等のために検出可能範囲を外れてしまったような場合には、前記した磁気ロッド20の支持具24の高さを調節し、検出ヘッド30と磁気ロッド20との間隔を検出可能範囲内に調節する。センサメーカーが保証する間隔は、15〜35mmである。   As shown in FIG. 4, the detection head 30 has a side arm 31 protruding from the crane body and is attached to the upper surface thereof. In order to maintain the detection accuracy of the magnetic flux by the Hall sensor, the distance between the detection head 30 and the magnetic rod 20 needs to be within a certain range, and can be detected if the traveling rail 2 is worn or swelled. When it is out of the range, the height of the support 24 of the magnetic rod 20 is adjusted, and the distance between the detection head 30 and the magnetic rod 20 is adjusted within the detectable range. The interval guaranteed by the sensor manufacturer is 15 to 35 mm.

図5は1本の検出ヘッド30の各ホールセンサの出力電圧を示す模式図であり、磁気ロッド20の磁石21、22、23の直前にあるホールセンサの出力がピーク値を示している。前記したようにP1、P2の値は磁気ロッド20の種類(ナンバー)によって異なるので、検出ヘッド30がどの磁気ロッド20のどの位置にあるかを、確実に検出することができる。なおこの方式における検出精度は0.1mmである。   FIG. 5 is a schematic diagram showing the output voltage of each Hall sensor of one detection head 30, and the output of the Hall sensor immediately before the magnets 21, 22, 23 of the magnetic rod 20 shows a peak value. As described above, since the values of P1 and P2 vary depending on the type (number) of the magnetic rod 20, it is possible to reliably detect which position of which magnetic rod 20 the detection head 30 is in. The detection accuracy in this method is 0.1 mm.

しかし実際には、隣接する磁気ロッド20、20の端面間を正確に定めることは困難であり、図3のP3の値にばらつきを生じることが避けられない。センサメーカーは±2mmまでのばらつきは吸収できるように検出回路を構成しているが、500mを越えるような大型の建屋に適用した場合にはそれ以上のばらつきが発生し、検出異常が発生する可能性があることが判明した。すなわち、磁気ロッド20を支持している横梁14は建屋の柱の上部に固定されているが、建屋自体が昼夜の温度差や季節による温度差によって大きく膨張したり収縮したりする。この建屋自体の伸縮によって横梁14も伸縮したり移動したりするため、磁気ロッド20、20の端面間距離のばらつきが3mm以上になり、検出異常が発生することがある。もしこのような検出異常が発生すると、制御装置はクレーン3の現在位置を把握できなくなり、最悪の場合にはクレーン3どうしの衝突などの事故を招くこととなるため、安全上自動停止させる必要がある。このような事態が多発するとクレーン稼働率をあげることができず実用的ではない。   However, in practice, it is difficult to accurately determine the distance between the end faces of the adjacent magnetic rods 20 and 20, and it is inevitable that the value of P3 in FIG. 3 varies. Sensor manufacturers have configured the detection circuit so that variations up to ± 2mm can be absorbed, but when applied to large buildings exceeding 500m, more variations will occur and detection anomalies may occur. It turns out that there is sex. That is, the cross beam 14 supporting the magnetic rod 20 is fixed to the upper part of the pillar of the building, but the building itself expands and contracts greatly due to a temperature difference between day and night and a temperature difference depending on the season. Due to the expansion and contraction of the building itself, the horizontal beam 14 also expands and contracts, so that the variation in the distance between the end surfaces of the magnetic rods 20 and 20 becomes 3 mm or more, and a detection abnormality may occur. If such a detection abnormality occurs, the control device cannot grasp the current position of the crane 3, and in the worst case, an accident such as a collision between the cranes 3 is caused. is there. If such a situation occurs frequently, the crane operation rate cannot be increased and it is not practical.

そこで本発明では、図6に示すように複数本の検出ヘッド30、30をクレーンの走行方向に位置をずらせて搭載し、一方の検出ヘッド30が建屋の継ぎ目に起因する検出異常を生じたときには、他方の検出ヘッド30がバックアップできるようにした。この実施形態では2本の検出ヘッド30をクレーン本体に設置するとともに、検出ヘッド30の出力を処理してクレーン制御装置に送るコントローラも二重化し、検出異常が発生しても位置検出を正確に行えるようにした。   Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 6, when a plurality of detection heads 30, 30 are mounted with their positions shifted in the traveling direction of the crane and one of the detection heads 30 has a detection abnormality caused by the joint of the building, The other detection head 30 can be backed up. In this embodiment, the two detection heads 30 are installed in the crane body, and the controller that processes the output of the detection head 30 and sends it to the crane control device is also duplicated, so that position detection can be accurately performed even if a detection abnormality occurs. I did it.

2本の検出ヘッド30をどの程度ずらせるのが適当であるかについて、以下に具体的に説明する。先ず、検出異常NGが発生する可能性のある範囲を図7に示す。図7のC,Dに示すように建屋の支柱間にまたがる位置に設置されている磁気ロッド20のみならず、図3に示したP3側の磁気ロッド20が建屋の支柱間にまたがる場合についても、検出異常が発生する可能性がある。このため、2本の検出ヘッド30、30は片方が検出異常NGが発生する可能性のある位置にあるとき、他方は必ず正常範囲にあるようにしなければならない。   How much it is appropriate to shift the two detection heads 30 will be specifically described below. First, a range in which the detection abnormality NG may occur is shown in FIG. As shown in FIGS. 7C and 7D, not only the magnetic rod 20 installed between the building columns but also the case where the P3 side magnetic rod 20 shown in FIG. 3 extends between the building columns. , Detection abnormality may occur. For this reason, when one of the two detection heads 30 and 30 is in a position where the detection abnormality NG may occur, the other must be in the normal range.

また検出ヘッド30が検出異常NGが発生する可能性のある範囲から脱しても、通信ラインをリセットして正常復帰する間に200〜300msを要し、その間にクレーンが走行する距離は数百mmに達する。従って一方の検出ヘッド30が検出異常NGが発生する可能性のある範囲から脱した後にさらに数百mmを走行する間は、他方の検出ヘッド30は必ず正常範囲にあるようにしなければならない。このため、2つの検出ヘッド30、30は、(検出異常NGが発生する可能性のある範囲+通信ラインをリセットして正常復帰する間に走行する距離)だけは離して設置するものとする。   Even if the detection head 30 is out of the range where the detection abnormality NG may occur, it takes 200 to 300 ms to reset the communication line and return to normal, during which the distance traveled by the crane is several hundred mm. To reach. Therefore, the other detection head 30 must be in the normal range while the other detection head 30 travels several hundred mm after moving out of the range where the detection abnormality NG may occur. For this reason, the two detection heads 30 and 30 are separated from each other only (range in which detection abnormality NG may occur + distance traveled while resetting the communication line and returning to normal).

図6の例では左側の検出ヘッド30が磁気ロッド20、20間の間隔の異常点により検出異常となっても、右側の検出ヘッド30がバックアップを行い、位置検出を継続する。なおこのためにはそれぞれの検出ヘッド30が常に位置検出を行っており、通常は片方の検出ヘッド30の出力に基づいて位置制御を行っているが、検出異常が発生すると同時に他方の検出ヘッド30の出力に基づいて位置制御を行うように切替えを行えばよい。   In the example of FIG. 6, even if the detection head 30 on the left side becomes a detection abnormality due to an abnormal point between the magnetic rods 20, 20, the detection head 30 on the right side performs backup and continues position detection. For this purpose, each detection head 30 always performs position detection, and usually position control is performed based on the output of one of the detection heads 30, but at the same time as the detection abnormality occurs, the other detection head 30 is detected. Switching may be performed so as to perform position control based on the output.

この切替えロジックは、例えば次のステップによる。
(1)現在採用している側の検出ヘッドのデータが正常かどうかを判断する。判断基準としては、データが上限値を越えていないか、マイナス値になっていないか、1スキャン中での前回値との差が所定値を越えていないか、などである。
(2)正常であればそのままであるが、異常と判断されたときには、反対側の検出ヘッドのデータが正常かどうかを判断したうえ、切り替える。
(3)このとき、上記した2つの検出ヘッド間の位置ずれに対応する距離だけデータを補正し、現在位置のデータとする。
This switching logic is based on the following steps, for example.
(1) It is determined whether the data of the detection head currently employed is normal. Judgment criteria include whether the data does not exceed the upper limit value, is not a negative value, or whether the difference from the previous value during one scan exceeds a predetermined value.
(2) If it is normal, it remains as it is, but when it is determined to be abnormal, it is switched after determining whether the data of the detection head on the opposite side is normal.
(3) At this time, the data is corrected by the distance corresponding to the positional deviation between the two detection heads described above to obtain the current position data.

以上に説明した本発明の自動走行クレーンの走行位置検出装置を用いることにより、全長が500mを越える長距離の走行レール上を自動走行する複数のクレーンの走行位置を、0.1mmの精度で常に正確にかつ迅速に把握することが可能となった。本発明の装置は従来のレーザ距離計とは異なりクレーンの周辺にレーザ光線を反射させるための空間を必要とせず、また建屋の膨張収縮や走行レールの摩耗などにも対応することができる実用性に優れた装置である。本発明によって、従来は不可能とされていた500mを越える長距離走行型のクレーンの自動制御が初めて可能となった。なお上記の実施形態では3台のクレーンを示したが、4台以上であっても同様に制御できることはいうまでもない。   By using the above-described traveling position detection device for an automatic traveling crane according to the present invention, the traveling positions of a plurality of cranes that automatically travel on a traveling rail having a total length exceeding 500 m are always detected with an accuracy of 0.1 mm. It became possible to grasp accurately and quickly. Unlike the conventional laser rangefinder, the device of the present invention does not require a space for reflecting the laser beam around the crane, and can be applied to the expansion and contraction of the building and the wear of the running rail. It is an excellent device. The present invention makes it possible for the first time to automatically control a long-distance traveling crane exceeding 500 m, which has been impossible in the past. In the above embodiment, three cranes are shown, but it goes without saying that even if there are four or more cranes, they can be similarly controlled.

クレーンが設置されたヤードの全体の概念的な平面図である。It is a conceptual top view of the whole yard where the crane was installed. クレーンの正面図である。It is a front view of a crane. 磁気ロッドの説明図である。It is explanatory drawing of a magnetic rod. 磁気ロッドと検出ヘッドの取り付け状態の説明図である。It is explanatory drawing of the attachment state of a magnetic rod and a detection head. 1本の検出ヘッドの各ホールセンサの出力電圧を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the output voltage of each Hall sensor of one detection head. 2本の検出ヘッドと磁気ロッドとの関係の説明図である。It is explanatory drawing of the relationship between two detection heads and a magnetic rod. 磁気ロッド位置と検出異常NGが発生する可能性のある範囲との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between a magnetic rod position and the range where detection abnormality NG may generate | occur | produce.

符号の説明Explanation of symbols

1 ヤード
2 走行レール
3 クレーン
4 コイル搬入ライン
5 コイル搬出ライン
10 クレーンガーダ
11 クラブ
12 巻き上げ装置
13 車輪
14 横梁
20 磁気ロッド
21 磁石
22 磁石
23 磁石
24 支持具
25 支持台
30 検出ヘッド
31 横腕
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Yard 2 Traveling rail 3 Crane 4 Coil carrying-in line 5 Coil carrying-out line 10 Crane girder 11 Club 12 Hoisting device 13 Wheel 14 Cross beam 20 Magnetic rod 21 Magnet 22 Magnet 23 Magnet 24 Support tool 25 Support stand 30 Detection head 31 Horizontal arm

Claims (7)

建屋の天井部分に設けられた同一走行レール上に複数台のクレーンを配置して各クレーンを自動走行させる自動走行クレーンの走行位置検出装置において、前記クレーンの走行レールを支持する横梁の側方に、磁気的に位置がエンコードされた多数の磁気ロッドを走行区間の全長にわたり直列に配置するとともに、この走行レール上を走行するクレーン本体に、前記磁気ロッドが発生する磁束を感知して絶対位置を検出する複数本の検出ヘッドを、一方の検出ヘッドが建屋の支柱間にまたがる場合に、他方の検出ヘッドは建屋の支柱間をまたがないように走行方向に位置をずらせて搭載したことを特徴とする自動走行クレーンの走行位置検出装置。 In a traveling position detection device for an automatic traveling crane, in which a plurality of cranes are arranged on the same traveling rail provided on the ceiling portion of the building and each crane is automatically traveled, on the side of the lateral beam that supports the traveling rail of the crane. In addition, a number of magnetic rods whose positions are magnetically encoded are arranged in series over the entire length of the traveling section, and the absolute position is detected by sensing the magnetic flux generated by the magnetic rod on the crane body traveling on the traveling rail. Multiple detection heads to be detected are mounted so that when one detection head spans between the columns of the building, the other detection head is shifted in the running direction so as not to cross between the columns of the building A traveling position detection device for an automatic traveling crane. 前記磁気ロッドは、一定寸法のロッドの内部に複数個の磁石を埋め込んだものであることを特徴とする請求項1記載の自動走行クレーンの走行位置検出装置。   2. The traveling position detecting device for an automatic traveling crane according to claim 1, wherein the magnetic rod has a plurality of magnets embedded in a rod having a certain size. 前記検出ヘッドは、所定ピッチで配置された多数のホールセンサを備えたものであることを特徴とする請求項1記載の自動走行クレーンの走行位置検出装置。   2. The traveling position detection device for an automatic traveling crane according to claim 1, wherein the detection head includes a plurality of hall sensors arranged at a predetermined pitch. 前記磁気ロッドは、横梁に対して高さ調節可能に支持されていることを特徴とする請求項1記載の自動走行クレーンの走行位置検出装置。   2. The traveling position detection device for an automatic traveling crane according to claim 1, wherein the magnetic rod is supported so as to be adjustable in height with respect to the transverse beam. 前記検出ヘッドは、一方の検出ヘッドが磁気ロッド間のギャップによる検出異常を生じたときに他方の検出ヘッドがバックアップできるように、走行方向に位置をずらせて2本搭載されていることを特徴とする請求項1記載の自動走行クレーンの走行位置検出装置。   Two detection heads are mounted with their positions shifted in the traveling direction so that one detection head can back up the other detection head when a detection abnormality occurs due to a gap between the magnetic rods. The traveling position detection device for an automatic traveling crane according to claim 1. 一方の検出ヘッドのデータが検出異常と判断された場合は、他方の検出ヘッドのデータが正常であるかどうかを確認し、両検出ヘッド間の走行方向の前記方向位置ずれに対応する距離だけデータを補正し、現在位置データとして検出ヘッドデータを切り替えることを特徴とする請求項5記載の自動走行クレーンの走行位置検出装置。   If the data of one detection head is determined to be abnormal, check whether the data of the other detection head is normal and check that the distance between the two detection heads corresponds to the direction displacement in the traveling direction. The traveling position detection device for an automatic traveling crane according to claim 5, wherein the detected head data is switched as the current position data. 各クレーンの走行位置検出装置として、請求項1から6の何れかに記載の自動走行クレーンの走行位置検出装置を用いたことを特徴とする自動走行クレーン。   An automatic traveling crane using the traveling position detection device for an automatic traveling crane according to any one of claims 1 to 6 as a traveling position detection device for each crane.
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