JP4840797B2 - Handling equipment - Google Patents
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Description
本発明は、電動式の荷役機構を備えたフォークリフトのような荷役装置に関し、特に荷役機構を駆動するモータの制御技術に関する。 The present invention relates to a cargo handling apparatus such as a forklift provided with an electric cargo handling mechanism, and more particularly to a control technology of a motor that drives the cargo handling mechanism.
フォークリフトには、電動式の荷役機構としてサイドシフト機構やローテイト機構を備えたものがある。サイドシフト機構は、フォークを車体の進行方向に対して横方向に移動させるための機構であり、ローテイト機構は、フォークを車体に対して旋回させるための機構である。サイドシフト／ローテイト機構を備えたフォークリフトは、例えば後掲の特許文献１に記載されている。
Some forklifts include a side shift mechanism and a rotate mechanism as an electric cargo handling mechanism. The side shift mechanism is a mechanism for moving the fork laterally with respect to the traveling direction of the vehicle body, and the rotate mechanism is a mechanism for rotating the fork relative to the vehicle body. A forklift provided with a side shift / rotate mechanism is described in, for example,
上記のようなフォークリフトにおいては、電動式のサイドシフト／ローテイト機構を駆動するモータが搭載されている。このモータとしては一般にＤＣ（直流）モータが用いられ、チョッパ回路によりモータへの印加電圧をチョッピングして調整することにより、モータの回転数を変化させ、サイドシフト／ローテイト機構の動作速度を制御するようにしている。 In the forklift as described above, a motor for driving an electric side shift / rotate mechanism is mounted. As this motor, a DC (direct current) motor is generally used. By adjusting the voltage applied to the motor by chopping it with a chopper circuit, the rotational speed of the motor is changed and the operation speed of the side shift / rotate mechanism is controlled. I am doing so.
図４は、電動式荷役機構を備えた従来のフォークリフトの概略構成を示している。５０は運転席に設けられた傾動自在な操作レバー、５１はＣＰＵやメモリから構成される制御部、５２はチョッピングされた電圧を出力するチョッパ出力部、Ｍはチョッパ出力部５２から出力される電圧により駆動されるモータ、５３はモータＭにより駆動されるサイドシフト／ローテイト機構における減速機構、５４は減速機構５３を介してモータＭにより駆動されるフォークである。チョッパ出力部５２は、操作レバー５０の操作量に応じた電圧を出力するようになっており、操作レバー５０の操作角度によってモータＭの回転数が調整され、フォーク５４のサイドシフト／ローテイト動作の速度が制御される。
FIG. 4 shows a schematic configuration of a conventional forklift provided with an electric cargo handling mechanism. 50 is a tiltable operation lever provided in the driver's seat, 51 is a control unit including a CPU and a memory, 52 is a chopper output unit that outputs a chopped voltage, and M is a voltage output from the
図５は、モータＭの特性を示した特性曲線である。モータＭの印加電圧が一定であれば、負荷が小さい場合は、モータＭの回転数Ｎが増加して電流Ｉは減少し、負荷が大きい場合は、モータＭの回転数Ｎが減少して電流Ｉは増加する。また、負荷が同じであれば、モータＭの印加電圧Ｖを破線のように変化させると、モータＭの回転数Ｎが変化し、印加電圧Ｖが大きくなるほど回転数Ｎは増加する。印加電圧Ｖは、操作レバー５０の操作角度によって調整することができる。
FIG. 5 is a characteristic curve showing the characteristics of the motor M. If the applied voltage of the motor M is constant, when the load is small, the rotational speed N of the motor M is increased and the current I is decreased. When the load is large, the rotational speed N of the motor M is decreased and the current is decreased. I increases. Further, if the load is the same, when the applied voltage V of the motor M is changed as indicated by a broken line, the rotational speed N of the motor M changes, and the rotational speed N increases as the applied voltage V increases. The applied voltage V can be adjusted by the operation angle of the
従来のフォークリフトにあっては、図５から明らかなごとく、積載する荷が重い場合は、負荷（電流値）が大きくなって回転数が小さくなり、積載する荷が軽い場合は、負荷（電流値）が小さくなって回転数が大きくなるので、モータＭの回転数は荷の重量に応じて増減する。この結果、フォーク５４のサイドシフト／ローテイト動作の速度は、積載する荷に応じて変動することになる。また、モータ特性には個体差があるため、同じモータＭであっても図５と全く同一の特性になることはなく、モータ電流に対する回転数は、個々のモータ間でばらつきがある。このため、同じモータＭを搭載したフォークリフトであっても、サイドシフト／ローテイトの動作速度にはばらつきが生じる。さらに、このようなモータ特性の個体差のほかに、減速機構５３におけるギヤ歯面の抵抗や潤滑状態などの個体差によっても負荷状態が異なり、モータＭの回転数にばらつきが発生する。
In the case of a conventional forklift, as is apparent from FIG. 5, when the load to be loaded is heavy, the load (current value) increases and the rotational speed decreases, and when the load to be loaded is light, the load (current value) ) Decreases and the rotation speed increases, so the rotation speed of the motor M increases and decreases according to the weight of the load. As a result, the speed of the side shift / rotate operation of the
このように、従来のものにあっては、モータ特性上、負荷の変動に対してモータＭの回転数が変化し、また、モータＭや減速機構５３の個体差によってもモータＭの回転数がばらつくため、サイドシフト／ローテイト動作の速度を一定にできないという問題点があった。なお、前述のように、操作レバー５０の角度に応じて、モータＭの印加電圧を変化させて回転数を調整することはできるが、操作レバー５０の角度により決定されるのは電圧値であって回転数ではないので、同じレバー角度に対して常に同じモータ回転数を得ることはできなかった。
As described above, in the conventional apparatus, the rotational speed of the motor M changes with load fluctuations due to motor characteristics, and the rotational speed of the motor M also depends on individual differences of the motor M and the
これに対して、後掲の特許文献２には、負荷・無負荷に対するモータの速度特性を任意に選択するためのモードスイッチを設け、このモードスイッチで荷の重量や大きさに応じた速度特性を選択することにより、選択された速度特性に基づきモータを所定速度に制御するようにしたフォークリフトのリフト制御装置が記載されている。 On the other hand, Patent Document 2 described later is provided with a mode switch for arbitrarily selecting a speed characteristic of the motor with respect to load / no load, and the speed characteristic according to the weight and size of the load with this mode switch. A lift control device for a forklift that controls the motor to a predetermined speed based on the selected speed characteristic is described.
また、後掲の特許文献３には、操作レバー（アクセル）の最大操作量と現実の操作量との比で定まる基本デューティを演算し、この基本デューティに、現在のアマチュア電流とフォークリフトの最高速度走行時のアマチュア電流との差に比例した電流補正デューティを加えたデューティでチョッパを導通することにより、負荷の変動に拘わらず定速で走行するようにした電気車の速度制御装置が記載されている。
In
上記特許文献２の装置では、荷の重量や大きさが変わるたびにモードスイッチを操作して速度特性を設定しなければならず、操作がいたって煩雑になるという欠点がある。また、本特許文献２では、モータや減速機構等の個体差によるモータ回転数のばらつきの問題を解決することができない。一方、特許文献３の装置では、モータ回転速度が操作レバーの操作量に応じて一定に制御されるので、特許文献２のような操作の煩雑さは解消されるが、モータや減速機構等の個体差に基因するモータ回転数のばらつきの問題については、本特許文献３でも解決することはできない。
The apparatus disclosed in Patent Document 2 has a drawback that the speed characteristics must be set by operating the mode switch every time the weight or size of the load changes, and the operation is complicated. Moreover, in this patent document 2, the problem of the dispersion | variation in the motor rotation speed by individual differences, such as a motor and a deceleration mechanism, cannot be solved. On the other hand, in the apparatus of
そこで本発明は、煩雑な操作をしなくても、負荷の大小およびモータ等の個体差にかかわらず、モータ回転数を一定に維持することが可能な荷役装置を提供することを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a cargo handling apparatus that can maintain a constant motor rotation speed regardless of the magnitude of load and individual differences of motors, etc., without performing complicated operations.
本発明は、モータにより駆動される電動式の荷役機構を備えた荷役装置において、２つの異なる荷積載状態でモータに所定電圧を印加して、各荷積載状態におけるモータの回転数および電流を測定する測定手段と、この測定手段により測定された回転数および電流に基づいて、当該モータの特性曲線を求める演算手段と、この演算手段が求めたモータ特性曲線を記憶する記憶手段と、通常運転時に操作レバーの操作量に基づいてモータの希望回転数を決定する決定手段と、通常運転時にモータに流れる電流を検出する電流検出手段と、上記決定手段により決定された希望回転数、電流検出手段により検出された電流、および記憶手段に記憶されているモータ特性曲線に基づいて、操作レバーの操作量に応じた希望回転数を得るためのモータ電圧を算出する電圧算出手段と、この電圧算出手段により算出されたモータ電圧を出力してモータを駆動するモータ駆動手段とを備えたものである。 The present invention relates to a loading / unloading apparatus equipped with an electric loading / unloading mechanism driven by a motor, applying a predetermined voltage to the motor in two different loading states, and measuring the rotational speed and current of the motor in each loading state. Measurement means, calculation means for obtaining a characteristic curve of the motor based on the rotation speed and current measured by the measurement means, storage means for storing the motor characteristic curve obtained by the calculation means, and during normal operation A determining means for determining a desired rotational speed of the motor based on an operation amount of the operating lever; a current detecting means for detecting a current flowing through the motor during normal operation; and a desired rotational speed and current detecting means determined by the determining means. Based on the detected current and the motor characteristic curve stored in the storage means, the motor power for obtaining the desired number of rotations according to the operation amount of the operation lever. A voltage calculation means for calculating, in which a motor driving means for driving the motor by outputting a motor voltage calculated by the voltage calculation means.
本発明では、初期調整時に、２つの異なる荷積載状態でモータの回転数と電流を測定することによりモータの特性曲線を求めてこれを記憶する。そして、通常運転時には、操作レバーの操作量に応じた希望回転数および検出したモータ電流に基づき、上記特性曲線を用いて希望回転数を得るためのモータ電圧を算出し、この電圧でモータを駆動するようにしている。このため、一度モータ特性曲線を算出して記憶しておけば、次回からの通常運転時に、この特性曲線を参照してモータ回転数が操作レバーの操作量に応じた一定値となるように、負荷（モータ電流）に応じてモータ電圧が自動的に調整される。したがって、操作レバーの操作量が同じなら、負荷の大小にかかわらず常に同じモータ回転数が得られるので、オペレータは希望する回転数になるように操作レバーを操作するだけでよく、運転操作が非常に明快で分かり易いものとなる。また、初期調整において個々の荷役装置ごとにモータ特性曲線を求め、これを基準としてモータ電圧が算出されるので、モータや減速機構などの個体差によるモータ回転数にばらつきがあったとしても、このばらつきを吸収することが可能となる。この結果、同型の荷役機構を搭載した他の機種の荷役装置に乗り換えて運転する場合でも、操作レバーの操作量が同じならモータ回転数は常に同じなので、オペレータは機種にかかわらず同様の操作感覚で運転することができる。 In the present invention, during the initial adjustment, the motor characteristic curve is obtained by measuring the motor rotation speed and current in two different loading states and stored. During normal operation, the motor voltage for obtaining the desired rotational speed is calculated using the above characteristic curve based on the desired rotational speed corresponding to the operation amount of the operation lever and the detected motor current, and the motor is driven with this voltage. Like to do. For this reason, once the motor characteristic curve is calculated and stored, the motor rotation speed becomes a constant value according to the operation amount of the operation lever with reference to this characteristic curve at the next normal operation. The motor voltage is automatically adjusted according to the load (motor current). Therefore, if the operating amount of the operating lever is the same, the same motor speed can be obtained regardless of the load, so the operator only has to operate the operating lever to achieve the desired speed, which makes the driving operation extremely difficult. It will be clear and easy to understand. In addition, the motor characteristic curve is obtained for each individual cargo handling device in the initial adjustment, and the motor voltage is calculated based on this, so even if there are variations in the motor rotation speed due to individual differences such as the motor and the speed reduction mechanism, this Variations can be absorbed. As a result, even when switching to another type of cargo handling device equipped with the same type of cargo handling mechanism, the motor speed is always the same if the amount of operation of the control lever is the same. You can drive at.
本発明においては、荷役装置の運転モードを通常運転モードと初期調整モードとに切り替えるための切替手段を設けることができる。この切替手段により初期調整モードに設定されている場合は、測定手段によるモータの回転数および電流の測定、演算手段によるモータ特性曲線の演算、およびモータ特性曲線の記憶手段への記憶が行われる。また、切替手段により通常運転モードに設定されている場合は、決定手段による希望回転数の決定、電流検出手段による電流の検出、電圧算出手段によるモータ電圧の算出、およびモータ駆動手段によるモータの駆動が行われる。切替手段は、例えば手動で切り替えるスイッチにより構成される。 In the present invention, switching means for switching the operation mode of the cargo handling device between the normal operation mode and the initial adjustment mode can be provided. When the initial adjustment mode is set by the switching means, the rotation speed and current of the motor are measured by the measurement means, the motor characteristic curve is calculated by the calculation means, and the motor characteristic curve is stored in the storage means. Further, when the normal operation mode is set by the switching means, determination of the desired rotation speed by the determination means, detection of current by the current detection means, calculation of the motor voltage by the voltage calculation means, and driving of the motor by the motor drive means Is done. The switching means is constituted by a switch that is manually switched, for example.
また、本発明においては、２つの異なる荷積載状態でモータの回転数および電流を測定する場合、空荷の状態と荷を積載した状態のそれぞれの状態で測定するようにすれば、荷の積載は１回で済み、初期調整の作業を効率良く行うことができる。 Further, in the present invention, when measuring the rotational speed and current of the motor in two different load loading states, if the measurement is performed in each of the empty load state and the load loaded state, Can be done only once, and the initial adjustment can be performed efficiently.
本発明によれば、操作レバーの操作量が同じなら、負荷の大きさにかかわらず、またモータ等の個体差にかかわらず、常に同じモータ回転数が得られるので、オペレータに煩雑な操作を要求することなく、モータの回転数を一定に維持することが可能となる。 According to the present invention, if the operation amount of the operation lever is the same, the same motor rotation speed is always obtained regardless of the magnitude of the load or the individual difference of the motor, etc. Without this, it becomes possible to keep the rotation speed of the motor constant.
図１は、電動式荷役機構を備えた本発明のフォークリフトの概略構成を示している。１０は運転席に設けられた傾動自在な操作レバー、１１は同じく運転席に設けられた調整スイッチ、１２はＣＰＵやメモリから構成される制御部、１３はチョッピングされた電圧を出力するチョッパ出力部、Ｍはチョッパ出力部１３から出力される電圧により駆動されるモータ、１４はモータＭの電流を検出する電流検出器（カレントセンサ）、１５はモータＭにより駆動されるサイドシフト／ローテイト機構（図示省略）における減速機構、１６は減速機構１５を介してモータＭにより駆動されるフォーク、１７はモータＭの回転数を検出するエンコーダである。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a forklift of the present invention provided with an electric cargo handling mechanism. 10 is a tiltable operation lever provided in the driver's seat, 11 is an adjustment switch also provided in the driver's seat, 12 is a control unit composed of a CPU and a memory, and 13 is a chopper output unit that outputs a chopped voltage. , M is a motor driven by the voltage output from the
操作レバー１０はオペレータにより操作され、後述するようにレバーの操作量（初期位置からの角度）に応じて、モータＭの回転速度が一義的に決まる。調整スイッチ１１は、手動で切り替えるスイッチからなり、スイッチがＯＦＦのときは運転モードが通常運転モードであり、オペレータによりスイッチがＯＮにされると運転モードは初期調整モードとなる。
The
制御部１２のメモリには、後述するモータの特性曲線が記憶される。制御部１２は、後述するように、操作レバー１０の操作量により決まる回転数（希望回転数）、電流検出器１４で検出されたモータ電流、およびメモリに記憶されているモータ特性曲線に基づいて、操作レバー１０の操作量に応じた希望回転数を得るためのモータ電圧を算出する。
The memory of the
チョッパ出力部１３は、公知のＰＷＭ（Pulse Width Modulation）回路を備えており、制御部１２で算出されたモータ電圧に応じたデューティのパルス電圧を出力する。モータＭは、チョッパ出力部１３から出力されるパルス電圧で駆動されるＤＣモータからなり、サイドシフト／ローテイト機構の減速機構１５を介して、フォーク１６を駆動する。
The
電流検出器１４は、例えば抵抗からなり、抵抗の両端に生じる電圧降下に基づいてモータＭに流れる電流を検出する。電流検出器１４の検出出力は、制御部１２に与えられる。エンコーダ１７は、モータＭの回転数に比例したパルスを出力するロータリーエンコーダからなり、エンコーダ１７の検出出力は、制御部１２に与えられる。
The
以上において、調整スイッチ１１は本発明における切替手段の一例であり、制御部１２は本発明における演算手段、記憶手段、決定手段および電圧算出手段の一例であり、チョッパ出力部１３は本発明におけるモータ駆動手段の一例であり、電流検出器１４は本発明における電流検出手段の一例である。また、電流検出器１４およびエンコーダ１７は本発明における測定手段の一例である。
In the above, the
図２は、モータＭの特性を示した特性曲線である。Ａは定格電圧Ｖｍ（例えば４８Ｖ）を印加したときのモータ電流Ｉと回転数Ｎとの関係を表した特性曲線、Ｂは電圧Ｖ１を印加したときのモータ電流Ｉと回転数Ｎとの関係を表した特性曲線、Ｃは電圧Ｖ２を印加したときのモータ電流Ｉと回転数Ｎとの関係を表した特性曲線である。Ｖｍ、Ｖ２、Ｖ１の間には、Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖｍの関係がある。モータＭの印加電圧が一定であれば、負荷が小さい場合は、モータＭの回転数Ｎが増加して電流Ｉは減少し、負荷が大きい場合は、モータＭの回転数Ｎが減少して電流Ｉは増加する。また、負荷が同じであれば、モータＭの印加電圧Ｖを変化させると、モータＭの回転数Ｎは変化し、印加電圧Ｖが大きくなるほど回転数Ｎは増加する。本発明では、負荷が変動しても、操作レバー１０の操作角度が同じであれば常に同じ回転数が得られるように、モータ電流に応じて印加電圧Ｖを自動的にシフトさせるが、その詳細については後述する。
FIG. 2 is a characteristic curve showing the characteristics of the motor M. A is a characteristic curve showing the relationship between the motor current I and the rotational speed N when a rated voltage V m (for example, 48 V) is applied, and B is the motor current I and the rotational speed N when the voltage V 1 is applied. characteristic curve representing the relationship, C is a characteristic curve showing a relationship between the motor current I and the rotational speed N at the time of applying a voltage V 2. There is a relationship of V 1 <V 2 <V m among V m , V 2 , and V 1 . If the applied voltage of the motor M is constant, when the load is small, the rotational speed N of the motor M is increased and the current I is decreased. When the load is large, the rotational speed N of the motor M is decreased and the current is decreased. I increases. Further, if the load is the same, when the applied voltage V of the motor M is changed, the rotational speed N of the motor M changes, and the rotational speed N increases as the applied voltage V increases. In the present invention, even if the load fluctuates, the applied voltage V is automatically shifted in accordance with the motor current so that the same rotation speed is always obtained if the operation angle of the
次に、図１のフォークリフトの動作を、図３に示したフローチャートに基づいて説明する。ステップＳ１では、調整スイッチ１１がＯＮになったか否かを制御部１２が判定する。調整スイッチ１１がＯＦＦであれば（ステップＳ１：ＮＯ）、ステップＳ１１以下の通常運転モードへ移行する。通常運転モードの詳細については後述する。一方、オペレータが調整スイッチ１１をＯＮにすると（ステップＳ１：ＹＥＳ）、運転モードは初期調整モードとなる。初期調整モードでは、ステップＳ２でフォークリフトを空荷状態、すなわちフォーク１６に荷が積載されていない状態にした後、操作レバー１０の操作を開始すると（ステップＳ３）、モータＭが回転して、フォークリフトのサイドシフト／ローテイト機構は空荷状態で動作を開始する（ステップＳ４）。そして、操作レバー１０の操作量（角度）が最大となったか否かを制御部１２で判定し（ステップＳ５）、操作量が最大になれば（ステップＳ５：ＹＥＳ）、モータＭに定格電圧Ｖｍ（図２）を印加して、フォークリフトのサイドシフト／ローテイト機構を動作させる（ステップＳ６）。そして、このときのモータＭの回転数と電流を測定する（ステップＳ７）。モータＭの回転数はエンコーダ１７の出力に基づいて測定することができ、モータＭに流れる電流は電流検出器１４によって測定することができる。この測定された回転数を図２のＮ１とし、電流を図２のＩ１とする。これらの回転数Ｎ１および電流Ｉ１の値は、制御部１２のメモリに格納される。
Next, the operation of the forklift shown in FIG. 1 will be described based on the flowchart shown in FIG. In step S1, the
次に、モータＭの回転数および電流を２回測定したか否かを判定する（ステップＳ８）。今の場合は、回転数と電流は１回しか測定していないので、ステップＳ８での判定はＮＯとなり、ステップＳ１０へ移行する。ステップＳ１０では、フォークリフトを積載状態、すなわちフォーク１６に荷を積載した状態にする。その後、ステップＳ３へ戻って、ステップＳ３〜Ｓ７を上述した手順に従って反復する。すなわち、操作レバー１０を操作すると（ステップＳ３）、モータＭが回転して、サイドシフト／ローテイト機構が荷の積載状態で動作を開始し（ステップＳ４）、レバー操作量が最大になると（ステップＳ５：ＹＥＳ）、モータＭに定格電圧Ｖｍを印加してサイドシフト／ローテイト機構を動作させ（ステップＳ６）、モータＭの回転数と電流を測定する（ステップＳ７）。この測定された回転数を図２のＮ２とし、電流を図２のＩ２とする。これらの回転数Ｎ２および電流Ｉ２の値は、制御部１２のメモリに格納される。
Next, it is determined whether or not the rotation speed and current of the motor M have been measured twice (step S8). In this case, since the rotation speed and current are measured only once, the determination in step S8 is NO, and the process proceeds to step S10. In step S10, the forklift is loaded, that is, the
その後、再び、モータＭの回転数および電流を２回測定したか否かを判定する（ステップＳ８）。今の場合は、回転数と電流が２回測定されたので、ステップＳ８での判定はＹＥＳとなり、ステップＳ９へ進む。ステップＳ９では、ステップＳ７において２回測定された回転数Ｎ１、Ｎ２および電流Ｉ１、Ｉ２の値に基づいて、制御部１２がモータＭの特性曲線（図２の特性曲線Ａ）を算出し記憶する。特性曲線Ａは、次のような一次関数として求められる。
ＮＡ＝Ｎ０−ａ・Ｉ … （１）
ここで、ａは傾きであって、ａ＝（Ｎ２−Ｎ１）／（Ｉ２−Ｉ１）で表される。ＩはモータＭに流れるモータ電流、Ｎ０はＩ＝０のときのモータＭの回転数である。制御部１２は、上記（１）式で表されるモータ特性曲線をメモリに格納する。
Thereafter, it is again determined whether or not the rotation speed and current of the motor M have been measured twice (step S8). In this case, since the rotation speed and current are measured twice, the determination in step S8 is YES, and the process proceeds to step S9. In step S9, based on the values of the rotational speeds N 1 and N 2 and the currents I 1 and I 2 measured twice in step S7, the
N A = N 0 −a · I (1)
Here, a is an inclination and is represented by a = (N 2 −N 1 ) / (I 2 −I 1 ). I is a motor current flowing through the motor M, and N 0 is the number of rotations of the motor M when I = 0. The
このようにして、空荷状態と積載状態のそれぞれにおいて測定したモータＭの回転数および電流に基づいて、モータＭの特性曲線Ａが自動的に算出され、これがメモリに記憶されることで、一連の初期調整作業は完了する。 In this way, the characteristic curve A of the motor M is automatically calculated based on the rotational speed and current of the motor M measured in the empty state and the loaded state, and is stored in the memory. The initial adjustment work is completed.
次に、通常運転の場合の手順について説明する。ステップＳ１で調整スイッチ１１がＯＦＦであれば（ステップＳ１：ＮＯ）、通常運転モードへ移行する。通常運転において、操作レバー１０の操作を開始すると（ステップＳ１１）、モータＭが回転して、フォークリフトのサイドシフト／ローテイト機構が動作を開始する（ステップＳ１２）。そして、操作レバー１０の操作角度からモータＭの希望回転数を決定する（ステップＳ１３）。操作レバー１０の操作角度は、例えばポテンショメータ等により検出することができ、検出された操作角度に対応してモータＭの希望回転数が一義的に決まる。続いて、モータＭの電流を電流検出器１４により検出する（ステップＳ１４）。こうして得られた希望回転数およびモータ電流に基づき、制御部１２では、メモリに記憶されている上述の特性曲線Ａから、希望回転数を得るためのモータ電圧Ｖ、すなわちチョッパ出力部１３から出力される出力電圧を計算する（ステップＳ１５）。この詳細につき以下に説明する。
Next, the procedure in the case of normal operation will be described. If the
図２において、特性曲線Ｂは、モータＭに電圧Ｖ１を印加したときの特性を表したものであり、式（１）と同様にＮＢ＝ｎ０−ａ・Ｉで表される。特性曲線Ｂと特性曲線Ａとの間には、次の関係が成立する。
Ｖ１／Ｖｍ ＝ ＮＢ／ＮＡ … （２）
いま、操作レバー１０の操作角度で決まる希望回転数を図２のｎ１とし、このときのモータ電流がＩ１であるとした場合、希望回転数ｎ１を得るためのモータ電圧Ｖ１は、式（１）と式（２）から、Ｉ＝Ｉ１、ＮＢ＝ｎ１として、次式で算出される。
Ｖ１＝ｎ１／（Ｎ０−ａ・Ｉ１）×Ｖｍ … （３）
ここで、モータＭの負荷が増加してモータ電流がＩ２となった場合、同じ希望回転数ｎ１を得るには、図２より、モータ電圧をＶ１からＶ２へ上げればよいことがわかる。このモータ電圧Ｖ２は次式で表される。
Ｖ２＝ｎ１／（Ｎ０−ａ・Ｉ２）×Ｖｍ … （４）
式（３）および式（４）より、負荷の変化に関係なく同じ希望回転数ｎを得るためのモータ電圧Ｖは、次式で表すことができる。
Ｖ＝ｎ／（Ｎ０−ａ・Ｉ）×Ｖｍ … （５）
In FIG. 2, the characteristic curve B represents the characteristic when the voltage V 1 is applied to the motor M, and is represented by N B = n 0 −a · I as in the equation (1). The following relationship is established between the characteristic curve B and the characteristic curve A.
V 1 / V m = N B / N A ... (2)
Now, the desired rotational speed determined by the operation angle of the operating
V 1 = n 1 / (N 0 −a · I 1 ) × V m (3)
Here, when the motor current load of the motor M is increased becomes I 2, to obtain the same desired rpm n 1, from 2, that may be increased motor voltage from V 1 to V 2 Recognize. The motor voltage V 2 is expressed by the following equation.
V 2 = n 1 / (N 0 −a · I 2 ) × V m (4)
From the equations (3) and (4), the motor voltage V for obtaining the same desired rotational speed n irrespective of the load change can be expressed by the following equation.
V = n / (N 0 −a · I) × V m (5)
式（５）において、希望回転数ｎは操作レバー１０の操作角度で決まり、モータ電流Ｉは電流検出器１４の検出値で決まり、Ｎ０、ａ、Ｖｍの各値は特性曲線Ａとして予めメモリに記憶されている。したがって、図３のステップＳ１５では、ステップＳ１３で決定した希望回転数ｎと、ステップＳ１４で検出したモータ電流Ｉとを用いて、上式（５）の演算を行うことにより、操作レバー１０の操作角度に対応した希望回転数ｎを得るためのモータ電圧Ｖが自動的に算出される。そして、この電圧がチョッパ出力部１３から出力されてモータＭに印加される（ステップＳ１６）。この結果、モータＭは、負荷の大小にかかわらず、同じレバー操作角度に対して常に同じ回転数で回転する。
In equation (5), the desired rotational speed n is determined by the operating angle of the operating
以上のように、上述した実施形態では、初期調整時に、空荷状態と積載状態のそれぞれにおいて測定したモータＭの回転数および電流からモータ特性曲線を求めてこれを記憶しておき、通常運転時には、操作レバー１０の操作量に応じた希望回転数ｎおよび検出したモータ電流Ｉに基づき、モータ特性曲線を用いて希望回転数ｎを得るためのモータ電圧Ｖを算出し、この電圧でモータＭを駆動するようにしている。このため、一度モータ特性曲線を算出して記憶しておけば、次回からの通常運転時に、この特性曲線を参照してモータ回転数が操作レバー１０の操作量に応じた一定値となるように、負荷（モータ電流）に応じてモータ電圧Ｖが自動的に調整される。したがって、操作レバー１０の操作量が同じなら、負荷の大小にかかわらず常に同じモータ回転数が得られるので、オペレータは希望する回転数になるように操作レバー１０を操作するだけでよく、運転操作が非常に明快で分かり易いものとなる。
As described above, in the above-described embodiment, during the initial adjustment, the motor characteristic curve is obtained from the rotational speed and current of the motor M measured in the empty state and the loaded state, and stored, and this is stored during normal operation. Based on the desired rotational speed n corresponding to the operation amount of the
また、初期調整において個々のフォークリフトごとにモータ特性曲線を求め、これを基準としてモータ電圧Ｖが算出されるので、モータＭや減速機構１５などの個体差によるモータ回転数にばらつきがあったとしても、このばらつきを吸収することが可能となる。この結果、同型の荷役機構を搭載した他の機種のフォークリフトに乗り換えて運転する場合でも、操作レバー１０の操作量が同じならモータ回転数は常に同じなので、オペレータは機種にかかわらず同様の操作感覚で運転することができる。
In addition, a motor characteristic curve is obtained for each individual forklift in the initial adjustment, and the motor voltage V is calculated on the basis of the motor characteristic curve. Therefore, even if the motor rotation speed varies due to individual differences such as the motor M and the
なお、初期調整においてモータ特性曲線を求める場合、上記実施形態では空荷状態と積載状態でモータＭの回転数および電流を２回測定したが、重量の異なる荷を積載して回転数と電流を２回測定してもよい。ただ、上記実施形態のように一方を空荷状態としたほうが荷の積載は１回で済むので、初期調整の作業を効率良く行うことができる。 In addition, when obtaining the motor characteristic curve in the initial adjustment, the rotation speed and current of the motor M are measured twice in the above-described embodiment in the empty load state and the load state. You may measure twice. However, when one side is in an empty state as in the above embodiment, the load can be loaded only once, so that the initial adjustment can be performed efficiently.
上記実施形態においては、電動式の荷役機構としてサイドシフト機構やローテイト機構を備えたフォークリフトを例に挙げたが、本発明はこれのみに限定されるものではない。例えば、電気モータで駆動されるリーチ機構やリフト機構を備えたフォークリフトにも本発明は適用が可能である。さらに、本発明は、フォークリフトだけでなくクレーンなどの荷役装置にも適用することができる。 In the above embodiment, a forklift provided with a side shift mechanism and a rotation mechanism is taken as an example of an electric cargo handling mechanism, but the present invention is not limited to this. For example, the present invention can also be applied to a forklift provided with a reach mechanism or a lift mechanism driven by an electric motor. Furthermore, the present invention can be applied not only to forklifts but also to cargo handling devices such as cranes.
１０ 操作レバー
１１ 調整スイッチ
１２ 制御部
１３ チョッパ出力部
１４ 電流検出器
１５ 減速機構
１６ フォーク
１７ エンコーダ
Ｍ モータ
Ａ，Ｂ，Ｃ モータ特性曲線
DESCRIPTION OF
Claims (3)
２つの異なる荷積載状態で前記モータに所定電圧を印加して、各荷積載状態におけるモータの回転数および電流を測定する測定手段と、
前記測定手段により測定された回転数および電流に基づいて、当該モータの特性曲線を求める演算手段と、
前記演算手段が求めたモータ特性曲線を記憶する記憶手段と、
通常運転時に、操作レバーの操作量に基づいて前記モータの希望回転数を決定する決定手段と、
通常運転時に、前記モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記決定手段により決定された希望回転数、前記電流検出手段により検出された電流、および前記記憶手段に記憶されているモータ特性曲線に基づいて、前記操作レバーの操作量に応じた希望回転数を得るためのモータ電圧を算出する電圧算出手段と、
前記電圧算出手段により算出されたモータ電圧を出力して前記モータを駆動するモータ駆動手段と、
を備えたことを特徴とする荷役装置。 In a cargo handling apparatus equipped with an electric cargo handling mechanism driven by a motor,
Measuring means for applying a predetermined voltage to the motor in two different loading states and measuring the rotational speed and current of the motor in each loading state;
Calculation means for obtaining a characteristic curve of the motor based on the rotation speed and current measured by the measurement means;
Storage means for storing the motor characteristic curve obtained by the calculation means;
A determining means for determining a desired rotational speed of the motor based on an operation amount of an operation lever during normal operation;
Current detection means for detecting current flowing in the motor during normal operation;
Based on the desired rotation speed determined by the determination means, the current detected by the current detection means, and the motor characteristic curve stored in the storage means, a desired rotation speed corresponding to the operation amount of the operation lever is obtained. Voltage calculating means for calculating a motor voltage to obtain;
Motor driving means for driving the motor by outputting the motor voltage calculated by the voltage calculating means;
A cargo handling apparatus characterized by comprising:
荷役装置の運転モードを通常運転モードと初期調整モードとに切り替えるための切替手段を設け、
前記切替手段により初期調整モードに設定されている場合に、前記測定手段によるモータの回転数および電流の測定、演算手段によるモータ特性曲線の演算、およびモータ特性曲線の記憶手段への記憶が行われ、
前記切替手段により通常運転モードに設定されている場合に、前記決定手段による希望回転数の決定、電流検出手段による電流の検出、電圧算出手段によるモータ電圧の算出、およびモータ駆動手段によるモータの駆動が行われるようにしたことを特徴とする荷役装置。 The cargo handling device according to claim 1,
Provide a switching means for switching the operation mode of the cargo handling device between the normal operation mode and the initial adjustment mode,
When the initial adjustment mode is set by the switching means, the rotational speed and current of the motor are measured by the measurement means, the motor characteristic curve is calculated by the calculation means, and the motor characteristic curve is stored in the storage means. ,
When the normal operation mode is set by the switching means, the determination means determines the desired rotation speed, the current detection means detects the current, the voltage calculation means calculates the motor voltage, and the motor drive means drives the motor. A cargo handling device characterized in that
前記測定手段は、空荷の状態と荷を積載した状態のそれぞれの状態で、モータの回転数および電流を測定することを特徴とする荷役装置。
In the cargo handling apparatus according to claim 1 or 2,
The cargo handling device, wherein the measuring means measures the rotational speed and current of the motor in each of an empty load state and a load loaded state.
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