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JPH10291769A - Method for detecting rope length of crane and method for swing prevention control - Google Patents

Method for detecting rope length of crane and method for swing prevention control

Info

Publication number
JPH10291769A
JPH10291769A JP9104658A JP10465897A JPH10291769A JP H10291769 A JPH10291769 A JP H10291769A JP 9104658 A JP9104658 A JP 9104658A JP 10465897 A JP10465897 A JP 10465897A JP H10291769 A JPH10291769 A JP H10291769A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
crane
rope
value
rope length
time
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9104658A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Yamakawa
孝之 山川
Tetsuo Kono
哲雄 河野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yaskawa Electric Corp filed Critical Yaskawa Electric Corp
Priority to JP9104658A priority Critical patent/JPH10291769A/en
Publication of JPH10291769A publication Critical patent/JPH10291769A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Control And Safety Of Cranes (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for detecting the rope length by a simple means without using any special detecting unit such as an encoder or an optical distance meter. SOLUTION: In a crane provided with a trolley driving device for making a load suspended by a rope travel, the fluctuation period T of load torque of the trolley driving device is detected, and the rope length L is found by using the expression L=[T/(2π)]<2> Xg (the letter π indicates the ratio of the circumference of a circle to its diameter, the letter g indicates gravity). The fluctuation period T adopts the mean value of the time (T2-T4) between mutually adjacent two maximum values P2, P4 of the detected data of load torque and the time (T1-T3) between mutually adjacent two minimum values P1, P3.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、クレーンのロープ
に吊り下げられた負荷例えば天井走行クレーンのトロリ
ーに吊り下げられた吊り荷等の走行時の振れを制御する
クレーンの振れ止め制御方法およびそのために必要なク
レーンのロープ長の検出方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a crane anti-sway control method for controlling the run-out of a load suspended on a rope of a crane, for example, a suspended load suspended on a trolley of an overhead traveling crane, and the like. The present invention relates to a method for detecting a crane rope length required for a vehicle.

【0002】[0002]

【従来の技術】ロープに吊り下げられた負荷、例えば天
井走行クレーンのトロリーに吊り下げられた吊り荷、あ
るいはコンテナクレーンのコンテナやアンローダのグラ
ブバケット等の横行または走行時の振れを抑制する方法
としては、機械的振れ止め方法と電気的振れ止め方法の
2つに大別できる。機械的振れ止め方法には、トロリー
自体に例えばガイドマストを設けてロープの振れを制止
する方法や、コンテナクレーンなどの場合コンテナ自体
の構造に着目して、荷振れを抑制できる特殊なロープ掛
けと油圧シリンダによるロープ緊張装置を併用した振れ
止め方法等がある。しかしこのような機械的振れ止め方
法には装置が大型化したり、一般的な負荷に応用するこ
とができなかった。
2. Description of the Related Art As a method for suppressing the swing of a load suspended on a rope, for example, a suspended load suspended on a trolley of an overhead traveling crane, a container of a container crane, a grab bucket of an unloader, or the like during running or traveling. Can be roughly classified into two types: mechanical steady rest methods and electrical steady rest methods. The mechanical anti-sway method includes a method to control the run-out of the rope by providing a guide mast, for example, on the trolley itself, or a special rope hook that can suppress the run-out of the load by focusing on the structure of the container itself in the case of a container crane. There is a steady rest method using a rope tensioning device using a hydraulic cylinder in combination. However, such a mechanical steady rest method could not be applied to a general device or a large-sized device.

【0003】電気的振れ止め方法は、吊り荷の振れ角あ
るいは振れ速度を検出してこれを駆動系にフィードバッ
クして、あるいは、加減速終了時に振れをなくし得るよ
うな速度パターンを演算指令して、振れ止め制御を行な
う方法がある。電気的振れ止め方法では振れ角の検出手
段が必要となる。その振れを検出する方法としては、従
来より、吊り荷の振れ角を、光源とカメラと画像処理装
置との組み合わせによる光学式振れ角検出方法がある。
[0003] The electric steady rest method detects the swing angle or the swing speed of the suspended load and feeds it back to the drive system, or calculates and instructs a speed pattern capable of eliminating the shake at the end of acceleration / deceleration. There is a method of performing steady rest control. In the electrical steadying method, a means for detecting a swing angle is required. As a method for detecting the shake, there has been an optical shake angle detection method based on a combination of a light source, a camera, and an image processing device for the shake angle of a suspended load.

【0004】このような光学式振れ角検出方法として
は、特開平7−144883号公報に見られるような方
法がある。すなわち、その方法による装置は図6に示す
ように、入射方向に光を反射する反射プリズム6をクレ
ーンフック4に取り付ける一方、トロリー1には反射プ
リズム6に対して光を出射しその反射光を受けて上記反
射プリズム6を常に追尾するよう2軸動作する追尾装置
5と、この追尾時の2軸の回転角度を読みだす振れ角処
理装置8とを取り付け、また上記追尾装置5の上には反
射プリズム6までの距離を計測する光波距離計7を搭載
する構成となっている。追尾装置5は送光部・受光部・
角度制御部から成り、送光部からビーム光を反射プリズ
ム6に向けて発射し、その反射光を受光部で受光するよ
うになっている。受光された光は焦点面に設置された2
次元位置検出フォトダイオードの光電面に結像される。
自動追尾動作はこの時の2次元位置検出フォトダイオー
ドの光電面に結像される反射プリズム6の像位置を検出
して、光軸中心からのズレ量に応じてX・Y2軸の架台
のパルスモータを駆動して常に反射プリズム6の像が2
次元位置検出フォトダイオードの光電面の中心になるよ
うにサーボ動作を行わせる。反射プリズム6の移動また
は追尾装置5の移動および両方の移動によって生じる光
軸の中心からの受光位置の変化をフィードバックして常
に光軸中心で受光するように追尾動作を行なう。振れ角
処理装置8は振れ角計測装置10からの振れ角信号を受
けて、すなわち上記追尾装置5のX軸・Y軸の回転角度
を検出することにより、サーボ機構が動作した分を計算
し、荷振れ角θのデータが得られる。
As such an optical deflection angle detection method, there is a method as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-144883. That is, in the apparatus according to the method, as shown in FIG. 6, a reflecting prism 6 that reflects light in the incident direction is attached to the crane hook 4, while the trolley 1 emits light to the reflecting prism 6 and reflects the reflected light. A tracking device 5 that receives the reflection prism 6 and moves in two axes so as to always track the reflection prism 6 and a deflection angle processing device 8 that reads the rotation angle of the two axes during the tracking are attached. The configuration is such that a lightwave distance meter 7 for measuring the distance to the reflection prism 6 is mounted. The tracking device 5 includes a light transmitting unit, a light receiving unit,
The light transmitting unit emits a beam of light toward the reflecting prism 6, and the reflected light is received by the light receiving unit. The received light is placed on the focal plane 2
An image is formed on the photoelectric surface of the three-dimensional position detecting photodiode.
The automatic tracking operation detects the image position of the reflecting prism 6 formed on the photoelectric surface of the two-dimensional position detecting photodiode at this time, and outputs pulses of the X and Y two-axis pedestal according to the amount of deviation from the optical axis center. By driving the motor, the image of the reflecting prism 6 is always 2
The servo operation is performed so as to be at the center of the photoelectric surface of the three-dimensional position detecting photodiode. The tracking operation is performed by feeding back the change in the light receiving position from the center of the optical axis caused by the movement of the reflection prism 6 or the movement of the tracking device 5 or both, so that the light is always received at the center of the optical axis. The shake angle processing device 8 receives the shake angle signal from the shake angle measuring device 10, that is, detects the rotation angles of the tracking device 5 on the X axis and the Y axis, thereby calculating the amount by which the servo mechanism operates. The data of the deflection angle θ is obtained.

【0005】光波距離計7は上記揺動する追尾装置5の
上に搭載されており、追尾装置5用の反射プリズム6を
兼用して光波距離計7から反射プリズム6までの距離を
測定する。したがって、移動する吊り荷3を自動追尾し
ながら、ジブ11先端とフック4との距離であるロープ
長Lが連続的に計測される。結局、吊り荷3のX・Y・
Z座標値が算出され、したがって、この振れ角計測装置
10によれば全方向の吊り荷振れ角θの計測ができる。
A light wave distance meter 7 is mounted on the oscillating tracking device 5, and measures the distance from the light wave distance meter 7 to the reflection prism 6 while also using the reflection prism 6 for the tracking device 5. Therefore, the rope length L, which is the distance between the tip of the jib 11 and the hook 4, is continuously measured while automatically tracking the moving suspended load 3. After all, XY of the suspended load 3
The Z coordinate value is calculated, and therefore, the swing angle measuring apparatus 10 can measure the suspended load swing angle θ in all directions.

【0006】しかしながら、このような光学式振れ角検
出装置は光学式であるため、塵埃による性能劣化が懸念
されたり、光源とカメラの正確な位置合わせが面倒であ
り、画像から振れ角の演算処理のために振れ角検出装置
としてはあまりにも高価になってしまうという欠点や、
さらにクレーンの構造上からトロリーの巻き上げウイン
チ付近にカメラを設置するのが一般的であるがその設置
スペースを必要とする等の問題があった。
However, since such an optical deflection angle detection device is an optical type, there is a concern that performance may be degraded due to dust, and accurate alignment of a light source and a camera is troublesome. Disadvantage that it becomes too expensive as a deflection angle detection device for
Further, it is common to install a camera near the hoisting winch of the trolley due to the structure of the crane, but there is a problem that the installation space is required.

【0007】これを解決する方法として、トロリー駆動
装置の負荷トルクの変動から振れ量を検出する方法が特
開平8−295486号公報において提示されている。
この方法では、まず、ロープの振れに基づく負荷トルク
変動を含まない電動機トルクを求め、この値を、実測し
た負荷トルクの変動と比較することにより、ロープの振
れによる振れ負荷信号を求め、次いでこの振れ負荷信号
に比例した振れ量を演算し、その振れ量に、ロープ長で
決まるゲインを乗じたものを、トロリー駆動装置の速度
指令にネガティブフィードバックすることで、振れを抑
制するようにしている。ところで、上記公報の制御を行
う場合もそうであるが、振れ止め制御を行う場合には、
一般的に、吊り荷の振れ周期を決定する因子である吊り
ロープ長Lを測定すること、及び振れ量(振れ角)θを
測定することが必要である。図5にトロリー1からロー
プ2で吊り荷3を懸垂したときの振れ角θとロープ長L
を示す。振れ量については、上記公報の技術において、
負荷トルク変動の測定により、特別な検出機器を使用せ
ずに推定できることが開示されているが、ロープ長につ
いては、未だ簡易で有用な方法が提供されていない。
As a method for solving this problem, a method of detecting a swing amount from a change in load torque of a trolley drive device is proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-295486.
In this method, first, an electric motor torque that does not include a load torque fluctuation based on a rope runout is obtained, and this value is compared with an actually measured load torque fluctuation to obtain a runout load signal due to the rope runout. A shake amount proportional to the shake load signal is calculated, and the shake amount is multiplied by a gain determined by the rope length, and negatively fed back to the speed command of the trolley drive device to suppress the shake. By the way, as in the case of performing the control of the above publication, when performing the anti-sway control,
In general, it is necessary to measure the hanging rope length L, which is a factor that determines the swing cycle of the suspended load, and to measure the swing amount (shake angle) θ. FIG. 5 shows the swing angle θ and the rope length L when the load 3 is suspended from the trolley 1 by the rope 2.
Is shown. Regarding the amount of run-out,
It is disclosed that the load torque fluctuation can be estimated without using a special detection device, but a simple and useful method for the rope length has not been provided yet.

【0008】従って、巻き上げ電動機の軸にエンコーダ
を取り付け、そのパルスをカウントすることによりロー
プ長を検出したり、上記特開平7−144883号公報
の技術のように、クレーンフックに反射プリズムを取り
付け、トロリーに反射プリズムまでの距離を計測する光
波距離計を搭載して、ロープ長を検出したりする従来公
知の方法に頼らざるを得なかった。
Accordingly, an encoder is attached to the shaft of the hoisting motor, and the pulse length is detected by counting the pulses, or a reflecting prism is attached to the crane hook as in the technique of Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-144883. The trolley is equipped with a lightwave distance meter that measures the distance to the reflecting prism, and has to rely on a conventionally known method of detecting the rope length.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかし、エンコーダを
用いたり、光波距離計を設けたりする従来の方法は、い
ずれも特別な検出機器を配備しなくてならないから、構
成が複雑化し、コスト高になるという問題があった。
However, the conventional methods of using an encoder or providing a lightwave distance meter all require the provision of a special detection device, which complicates the configuration and increases the cost. There was a problem of becoming.

【0010】本発明は、このような問題点を解決するた
め、エンコーダや光波距離計のような特別な検出機器を
用いずに、簡易な手段でロープ長を検出する方法を提供
すること、及びその方法で検出したロープ長を用いて振
れ止めを行う制御方法を提供することを目的とする。
The present invention provides a method for detecting a rope length by a simple means without using a special detecting device such as an encoder or an optical distance meter, in order to solve such problems. An object of the present invention is to provide a control method for performing steady rest using a rope length detected by the method.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明によるロープ長の検出方法は、ロープで懸垂
された負荷を走行させるトロリー駆動装置の負荷トルク
の変動周期Tを検出し、この変動周期Tより演算式 L=〔T/(2π)〕2 ×g (但し、π:円周率、
g:重力加速度) を用いてロープ長Lを求めることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a rope length detecting method according to the present invention detects a fluctuation period T of a load torque of a trolley driving device for running a load suspended by a rope, and detects the fluctuation period. Calculation formula L = [T / (2π)] 2 × g (where π: pi,
g: gravity acceleration) to determine the rope length L.

【0012】変動周期Tとしては、トロリー駆動装置の
負荷トルクの検出データのうち隣合う2つの極大値間の
時間、隣合う2つの極小値間の時間、連続する3つ以上
の極大値間の時間の平均値、連続する3つ以上の極小値
間の時間の平均値、隣合う極大値と極小値との間の時間
の2倍の時間、の少なくともいずれかを採用する(請求
項2)。また、極大値、極小値の見つけ方としては、負
荷トルクの所定時間ごとのサンプリング値を採集し、該
サンプリング値が予め決められたN1回連続して増加
し、その後M1回連続して減少した場合の最大点を前記
極大値とし、前記サンプリング値が予め決められたN2
回連続して減少し、その後M2回連続して増加した場合
の最小点を前記極小値とする(請求項3)。但し、N
1、M1、N2、M2は任意の整数である。
The fluctuation period T includes a time between two adjacent maximum values, a time between two adjacent minimum values, and a value between three or more consecutive maximum values in the detected data of the load torque of the trolley drive device. At least one of an average value of time, an average value of time between three or more consecutive minimum values, and a time twice as long as a time between adjacent maximum values and minimum values is adopted (claim 2). . In addition, as a method of finding the maximum value and the minimum value, sampling values of the load torque at predetermined time intervals are collected, and the sampling values continuously increase N1 times beforehand and then decrease M1 times continuously. The maximum point in this case is the maximum value, and the sampling value is a predetermined N2.
The minimum point when the number of times decreases continuously and then increases continuously M2 times is defined as the minimum value. Where N
1, M1, N2, and M2 are arbitrary integers.

【0013】また、加速時の負荷トルク変動の影響を避
けるため、トロリー駆動装置の加速完了後の負荷トルク
に基づいて前記変動周期Tを検出するのが望ましい(請
求項4)。
Further, in order to avoid the influence of load torque fluctuation during acceleration, it is desirable to detect the fluctuation period T based on the load torque after completion of acceleration of the trolley drive device.

【0014】また、本発明の振れ止め制御方法は、ロー
プで懸垂された負荷を走行させるトロリー駆動装置を備
えたクレーンの吊り荷の振れ止めを行うに際し、ロープ
の振れ量に、請求項1〜4のいずれかの方法で検出した
ロープ長で決まるゲインを乗じた値を、トロリー駆動装
置の速度指令にネガティブフィードバックすることによ
り、振れを抑制することを特徴とする。
Further, the steady rest control method according to the present invention is characterized in that, when a steady rest of a crane provided with a trolley drive device for traveling a load suspended by a rope is carried out, the amount of swing of the rope is controlled by the swing amount of the rope. The swing is suppressed by negatively feeding back a value obtained by multiplying a gain determined by the rope length detected by any one of the methods 4 to a speed command of the trolley drive device.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1、図2、図3はクレーンを運転
している場合のトロリー駆動装置の電動機のトルク電流
を示している。運転開始後しばらくは振れが残っている
ので、トルク電流は変動している。この変動は、運転状
況により、図1のように減衰が遅い場合や、図3のよう
に減衰が早い場合がある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 1, 2 and 3 show the torque current of the electric motor of the trolley drive device when the crane is operating. Since the run-out remains for a while after the start of operation, the torque current fluctuates. Depending on the driving situation, the fluctuation may be slow in decay as shown in FIG. 1 or may be fast in decay as shown in FIG.

【0016】トルク電流の変動周期はロープ長に依存
し、その関係式は、 T=2π×(L/g)1/2 で表される。 但し、π:円周率 g:重力加速度 T:トルク電流の変動周期 L:ロープ長
The fluctuation period of the torque current depends on the rope length, and the relational expression is expressed by T = 2π × (L / g) 1/2 . Where π: Pi g: Gravity acceleration T: Fluctuation period of torque current L: Rope length

【0017】これからロープ長Lは、 L=〔T/(2π)〕2 ×g ・・・(1) で求めることができる。従って、負荷トルクの変動を電
気的にトルク電流を検出するだけで、特別な検出機器を
全く設けることなく、ロープ長を、単なる演算によって
求めることができる。そして、このロープ長に基づいて
ゲインを求め、このゲインと、同じく負荷トルク変動を
利用して求めた振れ量(特開平8−295486号公報
と同じ方法で求める)の積を、トロリー駆動装置の速度
指令にネガティブフィードバックすることにより、吊り
荷の振れを抑制する。
From this, the rope length L can be obtained from the following equation: L = [T / (2π)] 2 × g (1) Therefore, the rope length can be obtained by simple calculation only by electrically detecting the torque current for the fluctuation of the load torque and without providing any special detecting device. Then, a gain is calculated based on the rope length, and the product of the gain and the amount of deflection (determined in the same manner as in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-295486) is calculated by using the load torque fluctuation. By giving negative feedback to the speed command, the swing of the suspended load is suppressed.

【0018】なお、負荷トルクの変動周期Tの算出に当
たっては、できる限り正しい周期Tを算出するために、
負荷トルクの変動の継続状態によって、例えば以下の方
法で検出する。周期の計算方法としては、各種の例が考
えられるので、ここでは代表的なもののみを示す。
In calculating the variation period T of the load torque, in order to calculate the period T as accurate as possible,
It is detected by the following method, for example, according to the continuous state of the fluctuation of the load torque. Since various examples can be considered as a calculation method of the period, only a representative method is shown here.

【0019】(1)図1のように、2つの極大値P2、
P4と2つ極小値P1、P3が存在する場合は、次の各
式のいずれかにより周期Tを求める。 (a) T=T4−T2 ・・・(隣合う2つの極大値
間の時間) (b) T=T3−T1 ・・・(隣合う2つの極小値
間の時間) (c) T={(T2−T4)+(T3−T1)}/2
・・・(隣合う2つの極大値間の時間と隣合う2つの極
小値間の時間の平均値)
(1) As shown in FIG. 1, two maximum values P2,
When P4 and two minimum values P1 and P3 are present, the period T is obtained by one of the following equations. (A) T = T4-T2 (time between two adjacent local maximums) (b) T = T3-T1 (time between two adjacent local minimums) (c) T = { (T2-T4) + (T3-T1)} / 2
... (average time between two adjacent local maxima and time between two adjacent local minima)

【0020】(2)図2のように、2つの極小値P1、
P3とその間の極大値P2がある場合は、次式により周
期Tを求める。 (d) T={T3−T1+(T2−T1)×2}/2
・・・(隣合う2つの極小値間の時間と、隣合う極大・
極小値間の時間の2倍の時間との平均値)
(2) As shown in FIG. 2, two minimum values P1,
When there is P3 and the maximum value P2 between them, the period T is obtained by the following equation. (D) T = {T3-T1 + (T2-T1) × 2} / 2
... (The time between two adjacent minima and the adjacent maxima
Average value with twice the time between local minimums)

【0021】(3)図3のように、極小値P1と極大値
P2がある場合は、次式により周期Tを求める。 (e) T=(T2−T1)×2・・・(隣合う極大・
極小値間の時間の2倍の時間)
(3) As shown in FIG. 3, when there is a minimum value P1 and a maximum value P2, the period T is obtained by the following equation. (E) T = (T2-T1) × 2 (adjacent local maximum
Twice the time between the local minimums)

【0022】(4)それ以外に、極大値や極小値が3つ
以上ある場合は、連続する3つ以上の極大値間の時間の
平均値、あるいは、連続する3つ以上の極小値間の時間
の平均値を周期として採用してもよい。
(4) In addition, when there are three or more maximum values or minimum values, the average value of the time between three or more consecutive maximum values or the value of the time between three or more consecutive minimum values. An average value of time may be adopted as the cycle.

【0023】実際のトルク検出値は、図1〜図3のよう
に滑らかでなく、図4に示すようにノイズ成分を含んで
いるので、ノイズによる突き出しや凹みをピークポイン
トとして誤検出しないように工夫する必要がある。本発
明では、図4のようなノイズ成分を含んでいるトルク変
動のグラフから極大値と極小値を次のようにして正確に
判別している。
Since the actual torque detection value is not smooth as shown in FIGS. 1 to 3 and includes a noise component as shown in FIG. 4, it is necessary to prevent the protrusion or dent due to noise from being erroneously detected as a peak point. It needs to be devised. In the present invention, the maximum value and the minimum value are accurately determined as follows from the graph of the torque fluctuation including the noise component as shown in FIG.

【0024】まず、加速中はロープの振れに関係しない
変動があるので、加速完了後ー定時間を経過してからト
ルクの検出を開始し、トルク検出を所定の短い時間(ス
キャン時間)ごとにサンプリングして、多数のサンプリ
ング値を採集する。そして、サンプリング値がN1回以
上の単調増加後、M1回以上単調減少した場合のその間
の最大値を極大値max1とし、同様の方法で、もう一
つの極大値max2を求める。同様に、サンプリング値
がN2回以上単調減少後、M2回以上単調増加した場合
のその間の最小値を極小値min1とし、同様の方法
で、もうーつの極小値min2を求める。以上のように
極大値と極小値を求めることで、負荷トルクの変動周期
Tを求めることができ、その値に基づいてロープ長を求
めることができる。
First, during acceleration, there is a variation not related to the swing of the rope. Therefore, after the completion of the acceleration, the detection of torque is started after a lapse of a fixed time, and the torque detection is performed every predetermined short time (scan time). Sampling and collecting multiple sampling values. Then, when the sampling value increases monotonically by N1 times or more and then monotonically decreases by M1 times or more, the maximum value during that period is defined as a maximum value max1, and another maximum value max2 is obtained in the same manner. Similarly, after the sampling value monotonically decreases by N2 times or more, and then increases monotonically by M2 times or more, the minimum value during that time is defined as the minimum value min1, and another minimum value min2 is obtained in the same manner. By obtaining the maximum value and the minimum value as described above, the fluctuation period T of the load torque can be obtained, and the rope length can be obtained based on the values.

【0025】ここで、N1、M1、N2、M2は任意の
値であるが、大きすぎると極値が求まらない場合があ
り、小さすぎるとノイズ成分のピーク値を極値として誤
検出する恐れがあるので、それらの状況を勘案して定め
る必要がある。また、スキャン時間が短すぎると、ノイ
ズ成分のピーク値を極値として誤検出する恐れがあるの
で、スキャン時間は状況に応じて変更する。図4の例で
は、N1=M1=N2=M2=4の場合を示している。
この場合、連続4回上昇(黒丸)し、その後連続4回下
降(白丸)した時の最大値を第1の極大値max1と
し、連続4回下降(黒丸)し、その後連続4回上昇(白
丸)した時の最小値を第1の極小値min1としてい
る。同様に、次の時間の範囲でmax2を第2の極大
値、min2を第2の極小値としている。
Here, N1, M1, N2, and M2 are arbitrary values, but if they are too large, the extreme value may not be obtained. If the values are too small, the peak value of the noise component is erroneously detected as an extreme value. It is necessary to determine in consideration of these situations because there is fear. If the scan time is too short, the peak value of the noise component may be erroneously detected as an extreme value, so the scan time is changed according to the situation. The example of FIG. 4 shows a case where N1 = M1 = N2 = M2 = 4.
In this case, the maximum value when continuously rising four times (black circles) and then successively falling four times (white circles) is defined as a first maximum value max1, falling continuously four times (black circles), and subsequently rising four times continuously (white circles). ) Is the first minimum value min1. Similarly, max2 is the second maximum value and min2 is the second minimum value in the next time range.

【0026】以上のことを図4を用いて説明する。実線
で示した波形は各スキャン時における検出波形の瞬時値
を示している。横軸は時間で、数字はスキャンの番号を
示している。スキャン番号Sよりも1つ右隣のスキャン
番号S+1の方が振幅が大きいときは黒丸(●)、逆に
小さいときは白丸(○)を付けることとする。そうする
と、スキャン番号1の振幅よりも1つ右隣のスキャン番
号2の振幅の方が大きいので●となり、次のスキャン番
号2の振幅よりもスキャン番号3の振幅の方が大きいの
で同じく●となる。同様にして、スキャン番号4は●、
スキャン番号5も●となる。ところがスキャン番号6の
振幅はスキャン番号5の振幅よりも小さいので今度は白
丸(○)となる。同様にして、スキャン番号7は○、ス
キャン番号8も○となる。次のスキャン番号9は●、ス
キャン番号10も●、スキャン番号11も●、スキャン
番号12も●、スキャン番号13も●となる。次のスキ
ャン番号14は○、スキャン番号15も○となる。スキ
ャン番号16は○、スキャン番号17も○、スキャン番
号18も○となる。以下同様にして、スキャン番号19
からは●○●○○○○○○○○●●○●○●○○○○○
●●●●●そしてスキャン番号46は●となる。
The above will be described with reference to FIG. The waveform shown by the solid line indicates the instantaneous value of the detected waveform at each scan. The horizontal axis indicates time, and the numbers indicate scan numbers. When the amplitude of the scan number S + 1 immediately to the right of the scan number S is larger than that of the scan number S, a black circle (●) is added. When the amplitude is smaller, a white circle (○) is added. Then, since the amplitude of the scan number 2 immediately to the right of the scan number 1 is larger than that of the scan number 1, the mark becomes ●, and since the amplitude of the scan number 3 is larger than the amplitude of the next scan number 2, the mark becomes ●. . Similarly, scan number 4 is represented by ●,
The scan number 5 also becomes ●. However, since the amplitude of the scan number 6 is smaller than the amplitude of the scan number 5, the white circle (○) is displayed this time. Similarly, the scan number 7 becomes ○ and the scan number 8 becomes ○. The next scan number 9 is ●, the scan number 10 is also ●, the scan number 11 is also ス キ ャ ン, the scan number 12 is also ●, and the scan number 13 is also ●. The next scan number 14 is ○, and the scan number 15 is ○. The scan number 16 is ○, the scan number 17 is ○, and the scan number 18 is ○. Similarly, scan number 19
From ● ○○○○○○○○○○ ●● ○ ● ○ ● ○○○○○
●●●●● And the scan number 46 becomes ●.

【0027】N1=M1=N2=M2=4の場合、連続
4回上昇し(すなわち、●が4つ続いて)、その後連続
4回下降した(すなわち、○が4つ続いた)時の最大値
を第1の極大値max1とするから、スキャン番号1→
スキャン番号5まで●が4つ続いているが、その後○は
3つでしかない(すなわち、連続4つでない)からこの
間の最大値はノイズとみなし、次へ進む。スキャン番号
9→スキャン番号13までは●が5つ続いて(すなわ
ち、4つ以上連続して)おり、その後○は5つであるか
ら(すなわち、4つ以上連続して)いるから、その間の
最大値であるスキャン番号13の振幅が極大値max1
となる。
In the case of N1 = M1 = N2 = M2 = 4, the maximum value when rising continuously four times (that is, four consecutive circles) and then descending four times continuously (that is, four consecutive ○). Since the value is the first maximum value max1, the scan number 1 →
Up to the scan number 5, four black circles continue, but after that, there are only three black circles (ie, not four consecutive circles), so the maximum value during this period is regarded as noise, and the process proceeds to the next step. From scan number 9 to scan number 13, there are five consecutive ● s (that is, four or more consecutive), and since there are five ○ s (that is, four or more consecutive), The amplitude of the scan number 13 which is the maximum value is the maximum value max1.
Becomes

【0028】極小値の決定も同様に行なわれる。すなわ
ち、スキャン番号19以下の●○●はノイズであり、ス
キャン番号22以下は○○○○○○○○●●○で○が8
個連続するも次の●の連続が4個存在しないので極小値
ではない。続くスキャン番号33以下も●○●でノイズ
であり、スキャン番号36からは○○○○○●●●●●
●となるからその間の最小値であるスキャン番号40の
振幅が極小値min1となる。
The determination of the minimum value is performed in the same manner. That is, ●●● of the scan number 19 or less is noise, and ○○○○○○○ ●●● of the scan number 22 or less is 8
It is not a local minimum value because there are no four consecutive continuations of ● even though there is a continuation. Subsequent scan numbers 33 and below are also noise in ● ○ ●, and from scan number 36, ○○○○○ ●●●●●
The amplitude of the scan number 40, which is the minimum value in between, becomes the minimum value min1.

【0029】前述したように、N1=M1=N2=M2
の値はロープの剛性等によって定められるが、大きすぎ
ると極値が求まらない場合があり、小さすぎるとノイズ
成分のピーク値を極値として誤検出する恐れがあるの
で、これらの値は現地で調整によって決めるのがよい。
設置場所が決まればノイズの出方はほぼ決まるので、一
旦設定すればよい。
As described above, N1 = M1 = N2 = M2
The value is determined by the rigidity of the rope.If the value is too large, the extreme value may not be obtained.If the value is too small, the peak value of the noise component may be erroneously detected as the extreme value. It is better to decide by adjustment on site.
Once the installation location is determined, the manner in which noise is generated is substantially determined.

【0030】クレーンの振れ止め制御は、このようにし
て得られた負荷トルク変動周期Tから、前記(1)式に
よってロープ長Lが求められるから、ロープの振れ量に
ロープ長で決まるゲインを乗じた値を、トロリー駆動装
置の速度指令にネガティブフィードバックするようにす
ればよい。
In the steadying control of the crane, the rope length L is obtained from the load torque fluctuation period T obtained in this way by the above equation (1). Therefore, the amount of rope swing is multiplied by a gain determined by the rope length. This value may be negatively fed back to the speed command of the trolley drive device.

【0031】表1は、ロープ長と吊り下げ重量を変化さ
せた場合において、本発明により求めたトロリー駆動装
置の負荷トルクの変動周期Tから式(1)を用いて検出
されたロープ長Lと、真のロープ長との実験結果および
その誤差を表したものである。この表からわかるよう
に、7種類のテストにおいて第1のテストでは真のロー
プ長3.2mに対して検出ロープ長3.20m、誤差0
で、重量を増やした同じロープ長の第2のテストでは検
出ロープ長3.34mで、誤差(L0 −L)/L0 は
4.3%、第3のテストでは真のロープ長6.4mに対
して検出ロープ長6.21m、誤差は3.0%、第4〜
第7のテストでは真のロープ長9.6mに対して重量を
少しずつ増やしたもので、その結果の検出ロープ長は
8.94m(誤差6.8%)、9.45m(誤差1.5
%)、9.45m(誤差1.5%)、9.30m(誤差
3.1%)となっている。この結果、ロープ長や吊り下
げ重量にかかわらず、誤差は7%以下となっている。
Table 1 shows that when the rope length and the suspended weight are changed, the rope length L detected by using the equation (1) from the fluctuation cycle T of the load torque of the trolley drive device obtained by the present invention and the equation (1). And the experimental results with the true rope length and their errors. As can be seen from the table, in the seven tests, the first test was 3.2 m, the detected rope length was 3.20 m, and the error was 0 in the first test.
In the second test of the same rope length with increased weight, the detected rope length was 3.34 m, the error (L0 -L) / L0 was 4.3%, and in the third test, the true rope length was 6.4 m. On the other hand, the detection rope length is 6.21 m, the error is 3.0%, and the fourth to
In the seventh test, the weight was gradually increased with respect to the true rope length of 9.6 m, and the resulting detected rope length was 8.94 m (6.8% error) and 9.45 m (1.5 error).
%), 9.45 m (error 1.5%), and 9.30 m (error 3.1%). As a result, the error is 7% or less regardless of the rope length and the suspended weight.

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
エンコーダや光波距離計等の特別な検出機器を使用せず
に、トロリー駆動装置の負荷トルク変動に基づいて、ロ
ープ長を検出することができるので、検出機器が不要で
ある分、構成を簡略化することができ、コストの低減が
図れる。したがって、経済的な振れ止め装置を提供する
ことができる。
As described above, according to the present invention,
The rope length can be detected based on the load torque fluctuation of the trolley drive device without using any special detection device such as an encoder or a lightwave distance meter, so the configuration is simplified as no detection device is required Cost can be reduced. Therefore, an economical steady rest device can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の説明図であり、トロリー駆動装置の負
荷トルクの変動の例を示す図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of the present invention, showing an example of a change in load torque of a trolley drive device.

【図2】本発明の説明図であり、トロリー駆動装置の負
荷トルクの変動の別の例を示す図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the present invention, and is a diagram illustrating another example of a variation in load torque of a trolley drive device.

【図3】本発明の説明図であり、トロリー駆動装置の負
荷トルクの変動の更に別の例を示す図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the present invention, and is a diagram showing still another example of a variation in load torque of the trolley drive device.

【図4】本発明の説明図であり、トロリー駆動装置のノ
イズ成分を含んだ負荷トルクの変動と、極大値及び極小
値を示す図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of the present invention, showing a change in load torque including a noise component of the trolley drive device, and a maximum value and a minimum value.

【図5】ここで問題とするクレーンのトロリーとロープ
と吊り荷、及び振れ角とロープ長を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a trolley, a rope, and a suspended load, and a swing angle and a rope length of the crane in question.

【図6】公知の光学式振れ角検出装置を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a known optical deflection angle detection device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 トロリー 2 ロープ 3 吊り荷 4 クレーンフック 5 追尾装置 6 反射プリズム 7 光波距離計 8 振れ角処理装置 10 振れ角計測装置 11 ジブ P1,P3 極小値 P2,P4 極大値 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Trolley 2 Rope 3 Hanging load 4 Crane hook 5 Tracking device 6 Reflection prism 7 Lightwave distance meter 8 Deflection angle processing device 10 Deflection angle measuring device 11 Jib P1, P3 Minimum value P2, P4 Maximum value

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ロープで懸垂された負荷を走行させるト
ロリー駆動装置を備えたクレーンにおいて、 前記トロリー駆動装置の負荷トルクの変動周期Tを検出
し、この変動周期Tより下記演算式を用いてロープ長L
を求めることを特徴とするクレーンのロープ長の検出方
法。 L=〔T/(2π)〕2 ×g (但し、π:円周率、
g:重力加速度)
1. A crane provided with a trolley driving device for traveling a load suspended by a rope, wherein a fluctuation period T of a load torque of the trolley driving device is detected, and a rope is calculated from the fluctuation period T using the following arithmetic expression. Length L
The method for detecting the rope length of a crane, characterized in that: L = [T / (2π)] 2 × g (where π: pi,
g: gravity acceleration)
【請求項2】 前記変動周期Tは、前記トロリー駆動装
置の負荷トルクの検出データのうち隣合う2つの極大値
間の時間、隣合う2つの極小値間の時間、連続する3つ
以上の極大値間の時間の平均値、連続する3つ以上の極
小値間の時間の平均値、隣合う極大値と極小値との間の
時間の2倍の時間、の少なくともいずれかを採用するこ
とを特徴とする請求項1記載のクレーンのロープ長検出
方法。
2. The fluctuation period T is defined as a time between two adjacent maximum values, a time between two adjacent minimum values, and three or more consecutive maximum values in the detection data of the load torque of the trolley drive device. Adopting at least one of an average value of time between values, an average value of time between three or more consecutive minimum values, and a time twice as long as a time between adjacent maximum values and minimum values. The method for detecting a rope length of a crane according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記極大値と前記極小値とは、前記負荷
トルクの所定時間ごとのサンプリング値を採集し、該サ
ンプリング値が予め決められた回数連続して増加し、そ
の後予め決められた回数連続して減少した場合の最大点
を前記極大値とし、前記サンプリング値が予め決められ
た回数連続して減少し、その後予め決められた回数連続
して増加した場合の最小点を前記極小値として採用する
ことを特徴とする請求項2記載のクレーンのロープ長の
検出方法。
3. The maximum value and the minimum value are obtained by collecting a sampling value of the load torque at predetermined time intervals, and the sampling value continuously increases for a predetermined number of times, and thereafter, increases by a predetermined number of times. The maximum point when continuously decreasing is the maximum value, the sampling value is continuously decreased by a predetermined number of times, and then the minimum point when the predetermined number is continuously increased by the minimum value is the minimum value. 3. The method according to claim 2, wherein the rope length of the crane is adopted.
【請求項4】 前記トロリー駆動装置の加速完了後の負
荷トルクに基づいて前記変動周期Tを検出することを特
徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載のクレーンの
ロープ長の検出方法。
4. The crane rope length detecting method according to claim 1, wherein the fluctuation period T is detected based on a load torque after the acceleration of the trolley drive device is completed. .
【請求項5】 ロープで懸垂された負荷を走行させるト
ロリー駆動装置を備えたクレーンの吊り荷の振れ止めを
行うに際し、ロープの振れ量にロープ長で決まるゲイン
を乗じた値を、トロリー駆動装置の速度指令にネガティ
ブフィードバックすることにより、振れを抑制するクレ
ーンの振れ止め制御方法において、 請求項1〜4のいずれかの方法で検出したロープ長に基
づいて前記ゲインを求め、このゲインと振れ量の積を、
トロリー駆動装置の速度指令にネガティブフィードバッ
クすることを特徴とするクレーンの振れ止め制御方法。
5. A trolley drive device which, when a swing load of a crane provided with a trolley drive device for running a load suspended by a rope is to be stabilized, is multiplied by a gain determined by a rope length to a swing amount of the rope. A crane steadying control method for suppressing runout by negatively feeding back the speed command of the above, wherein the gain is obtained based on the rope length detected by the method according to any one of claims 1 to 4, and the gain and the shake amount are obtained. The product of
A steady rest control method for a crane, wherein negative feedback is provided to a speed command of a trolley drive device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59112886U (en) * 1983-01-19 1984-07-30 株式会社日立製作所 Unloader steady rest control device
JPH08113441A (en) * 1994-10-14 1996-05-07 Hitachi Building Syst Eng & Service Co Ltd Elevator abnormal vibration detection device
JPH08295486A (en) * 1995-04-26 1996-11-12 Yaskawa Electric Corp Method and device for controlling bracing of rope for crane

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