JPH0356394A - Oscillation control method in ceiling crane - Google Patents
Oscillation control method in ceiling craneInfo
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- Control And Safety Of Cranes (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、クレーンの自動制御方法に係り、特に自動化
する際に必要とされる吊荷の振れ制御に好適な天井クレ
ーン用の振れ止め制御方法に間するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an automatic crane control method, and in particular to a steady rest control for an overhead crane suitable for controlling the swing of a suspended load required for automation. This is an intermediate method.
上記天井クレーンの運転に際し、吊下げられる吊荷は振
れを生じ易く、一方吊荷は所定場所に振れを抑制して下
降させる必要がある。このため吊荷の振れを防止するた
め一般にはプログラム制御方式が採用され、これにより
クレーンの速度パターンの加速，等速，減速の各区間に
おいて振れを零とする制御手段が採られている。When the above-mentioned overhead crane is operated, the suspended load tends to sway, and on the other hand, the suspended load must be lowered to a predetermined location while suppressing the sway. For this reason, in order to prevent the swing of the suspended load, a program control system is generally adopted, and a control means is employed to reduce the swing to zero in each of the acceleration, constant velocity, and deceleration sections of the speed pattern of the crane.
その１例としては例えば特公昭６ １−３ １ ０２９
号がある。その概略を第１５図に示す。An example of this is 1-3 1 029
There is a number. The outline is shown in FIG.
図は天井クレーンの走行速度一時間の関係図で、所定加
速度αにて増速し、ついで等速度にて移行する。そして
終点近くに達したときは第１段の等減速速度β１にて減
速し、若干時間等一２
速運転を行ない、これにより振れを抑制し、ついて第２
段の等減速速度β２にて減速停止させるようにしたもの
である。The figure is a relationship diagram of the traveling speed of an overhead crane in one hour, in which the speed increases at a predetermined acceleration α, and then shifts to a constant speed. When it reaches near the end point, it decelerates at the first stage's constant deceleration speed β1, and operates at the first and second speed for a while, thereby suppressing the runout, and then the second stage.
The stage is decelerated and stopped at a uniform deceleration speed β2.
この場合、降下目標位置をオーバーランさせないために
は、第１の等減速制御開始位置を相当手前に設定する必
要がある。しかしこのため目標位置までの到達時間即ち
運行時間は大となり非能率的である。かつまた低速運行
から停止までの制御時間では、大きな振れに対し残留振
れの抑止は困難である。In this case, in order to prevent the descending target position from overrunning, it is necessary to set the first uniform deceleration control start position considerably earlier. However, because of this, the time required to reach the target position, that is, the travel time, becomes long, resulting in inefficiency. Furthermore, during the control time from low-speed operation to stopping, it is difficult to suppress residual runout against large runout.
本発明は、従来技術の問題点を解決すべく、初期振れの
ある場合にも自動振れ止めを達成すると共にオーバーラ
ンを防止することを目的とするものであって、クレーン
駆動による振れを零とする基本パターンと、初期振れに
よる残留振れを零とする修正パターンとを合成した速度
パターンでクレーンの振れ止めを自動制御し、かつ所定
目標位置への位置決めを確実に行なう３一
ようにしたものである。In order to solve the problems of the prior art, the present invention aims to achieve automatic steadying even when there is initial shake and prevent overrun, and to eliminate shake caused by crane drive. This system automatically controls the steady rest of the crane using a speed pattern that combines a basic pattern to reduce the residual runout due to the initial runout and a correction pattern to zero the residual runout due to the initial runout, and ensures positioning to a predetermined target position. be.
以下、本願発明の原理を説明する。The principle of the present invention will be explained below.
天井クレーンのモデルを単振子モデルと労え、その時、
振れ角が小さくまたロープ長が一定であるとすれば周知
のように次の運動方程式が成立する。At that time, we tried to convert the overhead crane model into a simple pendulum model.
Assuming that the deflection angle is small and the rope length is constant, the following equation of motion holds true, as is well known.
Ｑθ十ｇθ＝ − ａ （＋）（ｇ：
重力加速度、Ｑ： ロープ長、θ： 鉛直からのロー
プ振れ角、ａ： クレーン加速度）これを通常よく使わ
れるθ−δ／ω平面の位相面軌道で表わし、振れ角及び
振れ角速度の一般式を導くと次の通りとなる。Qθ ten gθ= − a (+) (g:
(gravitational acceleration, Q: rope length, θ: rope swing angle from vertical, a: crane acceleration) This is expressed as a phase plane trajectory of the commonly used θ-δ/ω plane, and the general formula for the swing angle and swing angular velocity is The result is as follows.
初期振れ角θ（ｔｏ）、初期振れ角速度δ（ｔｏ）とし
た時のｔｌは、
４−
となる。ここで、
この（２）、（３）式で第１項は加速度ａによる振れす
なわちクレーンを駆動することにより生ずる振れを示し
、第２項は初期の振れ｛θ（ｔｏ）、θ（ｔｏ））によ
り残る振れを示していることに注目すると
クレーンの荷振れ＝クレーン駆動による振れ＋初期振れ
による残留振れ
であり、したがって、
振れ止め制御：クレーン駆動による振れを零とする制御
＋初期振れによる残留振れを零
とする制御
という考え方が成立する。When initial deflection angle θ (to) and initial deflection angular velocity δ (to) are used, tl is 4-. Here, in equations (2) and (3), the first term represents the shake due to acceleration a, that is, the shake caused by driving the crane, and the second term represents the initial shake {θ(to), θ(to) ) indicates the remaining runout, crane load swing = swing due to crane drive + residual runout due to initial runout, therefore, steady rest control: control to zero runout due to crane drive + residual runout due to initial runout The concept of control that reduces runout to zero is established.
発明者等は以上の知見により、クレーンの駆動による振
れを初期振れ及び制御誤差による振れを全く無視し、加
減速を行ない目標位置に到達したときに零とする速度パ
ターン（基本運行パターン）と初期振れを含む定速時（
加速度零５
時）の振れを零とする速度パターン（修正運行パターン
）を合成した速度パターンでクレーンを制御すれば吊荷
の振れ止めが可能であるとの結論に達し、加速度を与え
た時の振れ止め制御と加速度を零にした時の振れ止め制
御を同時に行い、かつクレーンを目標停止位置より所定
量手前の位置に一旦停止させ、その後残留振れの抑止及
び位置決めを行うようにした。Based on the above knowledge, the inventors have developed a speed pattern (basic operation pattern) in which the swing caused by the crane's drive completely ignores the initial swing and the swing due to control error, accelerates and decelerates, and becomes zero when the target position is reached (basic operation pattern). At constant speed including runout (
We came to the conclusion that it is possible to stop the suspended load from swinging by controlling the crane with a speed pattern that is a combination of a speed pattern (corrected operation pattern) that makes the swing zero (acceleration 5 o'clock), and Steady rest control and steady rest control when the acceleration is reduced to zero are performed at the same time, and the crane is temporarily stopped at a position a predetermined amount before the target stop position, and then residual swing is suppressed and positioning is performed.
次に、第１図を参照して本発明の実施例を説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
第１図において、ｌはクレーンの移動距離及び吊荷の振
れ長さが与えられることにより、最短時間でクレーンを
所望の距離移動させ、かつ所定条件下でクレーン移動終
了時の振れが零となるような速度パターンを発生させる
基本パターン発生装置。２は振れ止め制御を行なうルー
プ系で、出荷の振れ角を検出する振れ角検出装置２ａと
、加速度を検出する加速度検出装置２Ｃとによりその振
れ角センサの検出量ＶＯＩとＶ− ６
Ｏ２により、その振れを止める速度パターンを発生する
修正パターン発生装置２ｂとからなっている。ここでＶ
Ｏｌはｔ１時のセンサ出力で、■０２はｔ２時のセンサ
出力を表わし、複数回の計測で計測値の差より加速度を
算出するようになっている。３は基本パターン発生装置
ｌで発生する速度パターンと、修正パターン発生装置２
ｂで発生する速度パターンを合成して速度制御信号を出
すパターン合成装置。４は前記パターン合成装置３より
出力された速度制御信号の指令によりクレーン５の電動
機５ａを制御する制御装置である。５は電動機５ａによ
り駆動されるクレーンで、このクレーン５には一端にフ
ック等の吊具を有するロー１５ｂとそれを介して吊荷５
ｃが吊り下げられている。６はクレーン５の移動距離監
視装置で、距離検出器６ａと、その検出量により修正パ
ターン発生装置２ｂからの速度パターン出力を制御する
スイッチ６ｂとが付属している。In Figure 1, l is the distance that the crane moves and the swing length of the suspended load is given, so that the crane can be moved the desired distance in the shortest time, and the swing at the end of the crane movement is zero under the specified conditions. A basic pattern generator that generates speed patterns like this. 2 is a loop system that performs steady rest control, with a swing angle detection device 2a that detects the deflection angle of shipping, and an acceleration detection device 2C that detects acceleration. The correction pattern generator 2b generates a speed pattern to stop the vibration. Here V
Ol represents the sensor output at time t1, ■02 represents the sensor output at time t2, and the acceleration is calculated from the difference between the measured values from multiple measurements. 3 is a speed pattern generated by the basic pattern generator 1 and a modified pattern generator 2.
A pattern synthesis device that synthesizes the speed patterns generated in b and outputs a speed control signal. Reference numeral 4 denotes a control device that controls the electric motor 5a of the crane 5 based on the command of the speed control signal output from the pattern synthesis device 3. Reference numeral 5 denotes a crane driven by an electric motor 5a, and this crane 5 includes a row 15b having a hanging device such as a hook at one end, and a hanging load 5 via the row 15b.
c is suspended. Reference numeral 6 denotes a moving distance monitoring device for the crane 5, which is equipped with a distance detector 6a and a switch 6b for controlling the speed pattern output from the correction pattern generator 2b based on the detected amount of the distance detector 6a.
第２図は、加速度検出機構を付加した制御装７−
置を示し、第１図の制御装置に対し、加速度計７、整合
加算回路８、加速度検出装置２ｃが付加されている。ま
た、電動機５ａに刻してはインバータ９が付設され、電
動機５ａの速度をインバータ制御により行なうようにな
っている。FIG. 2 shows a control device 7-equipped with an acceleration detection mechanism, in which an accelerometer 7, a matching addition circuit 8, and an acceleration detection device 2c are added to the control device of FIG. Further, an inverter 9 is attached to the electric motor 5a, so that the speed of the electric motor 5a is controlled by the inverter.
第２図において、 １０は振れ角検出部、 １１はロー
プ巻取リール、ｌ２は吊具側シーブ、１３は検出用ロー
プ、 １４はクラブである。In FIG. 2, 10 is a deflection angle detection unit, 11 is a rope take-up reel, 12 is a hanging sheave, 13 is a detection rope, and 14 is a club.
次に動作につき説明する。Next, the operation will be explained.
クレーンの移動距離及び吊荷の振れ長さが設定されると
、クレーンを最短時間で移動させかつ、始動前に吊荷の
振れが零であれば、移動終了時の吊荷の振れも零とする
ような適正制御値を基本パターン発生装置ｌて速度信号
として発生させ、それをパターン合成装置３に人力する
。Once the travel distance of the crane and the swing length of the suspended load are set, if the crane is moved in the shortest possible time and the swing of the suspended load is zero before starting, the swing of the suspended load will be zero at the end of the movement. The basic pattern generator 1 generates an appropriate control value as a speed signal and inputs it to the pattern synthesizer 3 manually.
一方修正パターン発生装置２ｂでは、クレーン加速度零
時すなわちクレーンが停止を含む等速運行時に振れ角検
出装置２ａにより検出ざれた吊荷の振れ角信号に基づき
、その振れを抑制するような適正制御値を速度信号とし
て発生し−８ー
パターン合威装置３へ適宜付加制御的に出力する。On the other hand, the correction pattern generator 2b generates an appropriate control value to suppress the swing based on the swing angle signal of the suspended load detected by the swing angle detector 2a when the crane acceleration is zero, that is, when the crane is operating at a constant speed including stopping. is generated as a speed signal and outputted to the -8-pattern combination device 3 as appropriate for additional control.
これら２つの速度信号はパターン合成装置３により合成
され速度制御信号として制御装置に送られる。制御装置
４では、その制御信号によりクレーンの電動機５ａを制
御する。マイコンが基本パターン発生装置１、修正パタ
ーン発生装置２、パターン合成装置３等としての機能を
生ザしぬるべく第３図に示すフローチャートでマイコン
プログラム制御する。These two speed signals are combined by the pattern synthesis device 3 and sent to the control device as a speed control signal. The control device 4 controls the electric motor 5a of the crane based on the control signal. The microcomputer performs microcomputer program control according to the flowchart shown in FIG. 3 in order to generate the functions of the basic pattern generating device 1, the modified pattern generating device 2, the pattern synthesizing device 3, etc.
次に各速度パターンを具体的に説明する。Next, each speed pattern will be specifically explained.
（１）基本パターン
このパターンは従来よりプログラム制御方式で採用され
ているもので、クレーンの移動距離と吊荷の振れ長さが
特定されることにより決定ざれる。この時加速及び減速
の行程は、初期の振れが零ならば終了時の振れが零にな
るように設定する。これを第４図の線図で説明する。(1) Basic pattern This pattern has conventionally been adopted in a program control system, and is determined by specifying the travel distance of the crane and the swing length of the suspended load. At this time, the acceleration and deceleration strokes are set so that if the initial runout is zero, the end runout will be zero. This will be explained using the diagram in FIG.
第４ｒｌ！Ｊは速度線図で、代表的な最短時間則による
速度パターンで示した。このパターンでク９
レーンを運行した場合の吊荷の振れ状態を示したのが第
４図（０），（ハ）の振れ角線図である。4th rl! J is a speed diagram, which is shown as a typical shortest time law speed pattern. The swing angle diagrams in Figures 4 (0) and (c) show the swing state of the suspended load when nine lanes are operated in this pattern.
第４図（ロ）は、初期振れがなく、また制御誤差もない
すなわち予め設定された条件通りのクレーン運行を行な
った場合の荷振れの振れ角変化を示すもので、加速と同
時に荷が振れ始め、加速終了時に荷は零点に復帰し、等
速区間中は荷振れなして移動する６ 減速開始と同時に
再び荷は振れ始め、減速終了（停止）と同時に荷は零点
に復帰し荷振れも停止して、振れ止め制御が実現される
。Figure 4 (b) shows the change in the swing angle of the load when there is no initial swing and there is no control error, that is, when the crane is operated according to preset conditions. At the beginning and end of acceleration, the load returns to the zero point and moves without swinging during the constant velocity section 6 The load begins to swing again at the start of deceleration, and at the end of deceleration (stop) the load returns to the zero point and there is no load swinging. Stop and steady rest control is achieved.
これがこの基本パターンによる振れ止め制御の基本的な
考えであるが、予め設定された条件以外、例えば第４図
（ハ）で示すように、初期に振れのある場合は、等速区
間及び停止後に残留振れが残り、振れ止めを実現てきな
いという欠点がある。This is the basic idea of the steady rest control using this basic pattern. However, if there is a shake in the initial stage other than the preset conditions, for example as shown in Figure 4 (c), it is necessary to The drawback is that residual runout remains and steady rest cannot be achieved.
（２）修正パターン
このパターンはある時点（例えば停止を含む等速時）で
の実際の吊荷の振れく振れ角及び振−１０
れ角速度）を検出し、その振れを抑止するに必要な制御
量を発生させるための速度パターンで、これは振れ検出
量と振れ長さにより、その制御量及び制御タイミングが
特定される。これを第５図の線図で説明すると、図にお
いて、時刻ｔ＝０の時の振れ（θｔ＝ｏ．ｂｔ＝ｏ）を
検出したとするとその振れを抑止する制御パターンは第
５図（イ）の如く周期的に作成することができ、それら
の内いずれか１つを選択的に実施すれば振れを抑止でき
る。第６図（［］）は、第５図（イ）で示した４種のパ
ターンを夫々実施した場合に夫々のパターン終了時に振
れが零に振り止めざれる様子を示している。(2) Correction pattern This pattern detects the actual sway angle and sway angular velocity of the suspended load at a certain point (for example, at constant speed including stopping), and performs the necessary control to suppress the sway. This is a speed pattern for generating an amount, and the control amount and control timing are specified based on the detected amount of shake and the length of shake. To explain this using the diagram in Figure 5, if a runout at time t=0 (θt=o.bt=o) is detected, the control pattern for suppressing that runout is shown in Figure 5 (I). ) can be created periodically, and by selectively implementing any one of them, runout can be suppressed. FIG. 6 ([]) shows how the shake is stopped to zero at the end of each pattern when each of the four types of patterns shown in FIG. 5 (A) is implemented.
（３）合成パターン
前述の基本パターンと修正パターンを合成したものが合
成パターンである。この合成パターンにてクレーンを運
行し、初期に振れのある場合、その加速区間で振れ止め
制御を行なう例を第６図にて説明する。(3) Composite pattern A composite pattern is a composite pattern of the above-mentioned basic pattern and modified pattern. An example in which the crane is operated according to this composite pattern and, if there is initial shake, anti-sway control is performed in the acceleration section will be explained with reference to FIG.
第６図において、（イ）は速度線図、（０）は振れ角線
図を示す。第６図（イ〉で（Ａ）は基本パターン、（Ｂ
）は時刻ｔ１点て振れを検出した場合の修正パターン、
また（Ａ）＋（Ｂ）が実際にクレーンを運行する合成パ
ターンを各々に示している。In FIG. 6, (A) shows a velocity diagram, and (0) shows a deflection angle diagram. In Figure 6 (A), (A) is the basic pattern, (B
) is the correction pattern when shake is detected at time t1,
Moreover, (A)+(B) each shows a composite pattern in which the crane is actually operated.
第６図（口）のようにクレーン始動前に振れがある場合
には、先に説明した通りクレーンが等速区間に入っても
、基本パターン（Ａ）のみでは破線で示す振れが残って
しまう。一方合成パターンで運行した場合には実線の振
れ角線図で示す通り、加速終了と共に振れが零に抑止ざ
れる。If there is a runout before the crane starts, as shown in Figure 6 (exit), even if the crane enters the constant velocity zone as explained earlier, the runout shown by the broken line will remain if the basic pattern (A) is used alone. . On the other hand, when the vehicle is operated in a composite pattern, as shown in the solid line in the deflection angle diagram, the deflection is suppressed to zero upon completion of acceleration.
なお、修正パターンを基本パターンに付加する機会は、
第５図（イ）に示す如く周期的ζこ何度も与えられる。The opportunity to add a modified pattern to the basic pattern is
As shown in FIG. 5(a), the periodic ζ is given many times.
従って、運転状態により都合の良いときに何れかを選択
すればよい。好ましくは、制御の限界があるときはその
限界を越えない範囲で加速時には加速形パターンを、減
速時には減速形パターンで付加すると走行時間短縮をは
かることができる。Therefore, it is only necessary to select one of them at a convenient time depending on the driving condition. Preferably, if there is a control limit, an acceleration pattern is added during acceleration and a deceleration pattern is added during deceleration within a range that does not exceed the limit, so that the running time can be shortened.
また、加速度が零の時に修正を実施すれば、その結果が
補正フィートバックされるので、数回の繰り返しが可能
である。Furthermore, if the correction is performed when the acceleration is zero, the correction result is fed back, so it is possible to repeat the correction several times.
更に、インバータ制御によりクレーンの電動機の速度制
御を行なった場合には、定格速度を越える速度で修正パ
ターンを付加することが可能であり、この場合には、修
正パターンを与える機会の選択幅が増大し、より短時間
で振れ止めができる。Furthermore, when the speed of the crane's electric motor is controlled by inverter control, it is possible to add correction patterns at speeds exceeding the rated speed, and in this case, the range of opportunities for applying correction patterns increases. This allows for steady resting in a shorter time.
第７図は基本パターンを、クレーンの目的地までの移動
距離に応じて判定式により、■短距離モード、■中距離
モート、■長距離モードの３つに分け、夫々のモードに
応じて第８図〜第１０図己こ示す振れ止めパターンを作
成し、その振れ止めパターンに従ってクレーンを運転す
る場合の基本パターン作成の手順を示す実施例である。Figure 7 shows the basic pattern divided into three types: ■ short-range mode, ■ middle-range mode, and ■ long-range mode, based on the judgment formula according to the distance traveled by the crane to its destination. Figures 8 to 10 are examples showing the procedure for creating a basic pattern when a steady rest pattern shown in the figure is created and a crane is operated according to the steady rest pattern.
第７図において、下記によりまず基本計算を行なう。In FIG. 7, basic calculations are first performed as follows.
１３ 一
２７７
■周其ｕ’ｒ＝−
ω
■直線加減速限界時間
・・・（５）
■移動距離限界値
ここで、Ｌｅｆは実効振れ長さを表わし、実際の吊荷の
振れ周期に関係する振り子長さでロープ長、吊鳳 吊荷
の大きさ、重量等から計算する値である。ａ ｓｅｔは
設定加速度を、ｖ ｆａｔは定格速度を表わす。又 Ｓ
ｓｅｔは移動設定距離を表わし、目標位置までの距離
に刻し、振れ修正やクレーン速度制御誤差修正のための
余裕距離を考慮したクレーンの移動目標距離である。13-277 ■ Circumference u'r = - ω ■ Linear acceleration/deceleration limit time...(5) ■ Traveling distance limit value Here, Lef represents the effective swing length and is related to the actual swing period of the suspended load. This value is calculated from the length of the pendulum, the length of the rope, the size of the load to be hung, the weight, etc. a set represents the set acceleration, and v fat represents the rated speed. Also S
set represents a set movement distance, which is a target distance for the crane to move, which is inscribed in the distance to the target position and takes into account margin distance for shake correction and crane speed control error correction.
次に、目的地までの設定された移動設定距離Ｓ ｓｅｔ
と移動距離限界値ＳＢＯＩとの比較を行な１４ー
い、Ｓ ｓｅｔ！ Ｓ ８０１の場合は■長距離モード
と判定ずる。Ｓ ｓｅｔヒＳＢＯＩでない場合は、次に
Ｓ ｓｅｔとＳ ＢＯ２との比較を行ない、Ｓ ｓｅｔ
≦Ｓ ＢＯ２の場合は■短距離モードと判定する。そし
て、Ｓｓｅｔ≦Ｓ ＢＯ２でない場合は■中距離モート
と判定する。Next, set movement distance S set to the destination
14-S set! In the case of S801, it is judged as ■Long distance mode. If S set is not SBOI, then S set is compared with S BO2, and S set is
In the case of ≦S BO2, ■ it is determined that the mode is short distance mode. If Sset≦S BO2 is not satisfied, it is determined that it is medium-range mote.
■短距離モードと判定した場合は第８図（Ａ．）に示す
振れ止めパターンに従ってクレーンを運転する。第８図
（Ｂ）はこの場合のθ一θ／ω平面の位相面軌道で表わ
しｋ図である。■If it is determined that the mode is short distance mode, operate the crane according to the steady rest pattern shown in Figure 8 (A.). FIG. 8(B) is a k diagram representing the phase plane trajectory of the θ-θ/ω plane in this case.
■中距離モードと判定した場合は第９図（Ａ）に示す振
れ止めパターンに従ってクレーンを運転する。第９図（
Ｂ）はこの場合のθ一θ／ω平面の位相面軌道で表わし
た図である。■If it is determined that the mode is medium distance mode, operate the crane according to the steady rest pattern shown in FIG. 9(A). Figure 9 (
B) is a diagram showing the phase plane trajectory of the θ-θ/ω plane in this case.
■長距離モードと判定した場合は、第１０図（Ａ）に示
す振れ止めパターンに従ってクレーンを運転する。第１
０図（Ｂ）はこの場合のθ一θ／ω平面の位相面軌道で
表わした図である。■If it is determined that the long distance mode is selected, operate the crane according to the steady rest pattern shown in FIG. 10(A). 1st
FIG. 0 (B) is a diagram showing the phase plane trajectory of the θ-θ/ω plane in this case.
第１１図は修正パターンを、クレーンが停止を含む加速
度が零の時に、振れ角を測定し、その測定結果に基づき
振れ角速度及び振幅の振れ計算を行ない、次に測定振れ
角の位相、加減速開始位相及び位相差の計算を行ない、
複数作成し、いずれかのパターンを選択し、基本パター
ンに付加して振れ止め制御を行なう場合の修正パターン
作戊の手順を示す実施例である。Figure 11 shows a correction pattern in which the swing angle is measured when the crane has zero acceleration including when it is stopped, the swing angular velocity and amplitude are calculated based on the measurement results, and then the phase of the measured swing angle, acceleration and deceleration are calculated. Calculate the starting phase and phase difference,
This is an embodiment showing a procedure for creating a modified pattern when a plurality of patterns are created, one of the patterns is selected, and the steady rest control is performed by adding it to the basic pattern.
第７図において、測定した振れ角センサの出力ＶＯＩと
ＶＯ２により、振れ角θｊｏ＋＋ θｔ０２を検出し
、次に振れ計算を次式により行なう。In FIG. 7, the deflection angle θjo++ θt02 is detected from the measured outputs VOI and VO2 of the deflection angle sensor, and then the deflection is calculated using the following equation.
次に（９〉〜（１０）式により修正パターン計算を次式
により行なう。Next, correction pattern calculation is performed using the following equations using equations (9> to (10)).
測定振れ角の位相 ここで、 θ１０≧Ｏの場合は（ｌ４）式での を、 θ１０＜０の場合は とする。Phase of measured deflection angle here, If θ10≧O, in equation (l4) of, If θ10<0, shall be.
加減速開始位相
位相差（待時間） ｔ＋ｉ，ｇ＝ ｊｌ１＋２− ｊ，
ｌ＋，・・・（ｌ４）加減速時間 ｔＲ，＜＝
ｔａ＋２・・（Ｉ５）ω
次に、（１０）〜（１５）の計算結果と表１に示す各条
件に基づき第１２図に示す修正パターンを、本実施例で
は８種類作成する場合を示す。Acceleration/deceleration start phase phase difference (waiting time) t+i, g= jl1+2- j,
l+,...(l4) Acceleration/deceleration time tR, <=
ta+2...(I5)ω Next, a case will be described in which eight types of correction patterns shown in FIG. 12 are created based on the calculation results of (10) to (15) and each condition shown in Table 1 in this embodiment.
＝ １７−
表
１
なお、修正パターンは実施例は８種類としたが、種類は
この数に限定されることがないのは勿論である。= 17-Table 1 In the embodiment, there are eight types of correction patterns, but it goes without saying that the types are not limited to this number.
なお、実際には振れ止め、定位置の停止は吊荷，振れの
大きざ，制御精度及び外乱等の影響で達成が困難で、残
留振れ及び停止位置該差を生ずるおそれがある。In reality, steady rest and stopping at a fixed position are difficult to achieve due to the influence of the suspended load, the size of swing, control accuracy, disturbance, etc., and there is a risk of residual swing and difference in stop position.
本発明はこれらの影響を確実に修正し、オーバーランす
ることなく、かつ振れを防止して定位置に停止させるよ
うにしたもので、その要領１日−
を第１３図及び第１４図に示す。The present invention reliably corrects these effects, prevents overrun and prevents wobbling, and stops at a fixed position.The procedure is shown in Figures 13 and 14. .
第１３図及び第１４図のそれぞれの（イ）はクレーン速
度一時間線図、第１３図（ロ）は初期振れにより残留振
れの生した場合の振れ角一時間線図、第１４図（ロ）は
制御誤差等で残留振れの生した場合の振れ角一時間線図
である。In each of Figures 13 and 14, (A) is a one-hour graph of crane speed, Figure 13 (B) is a one-hour graph of swing angle when residual runout occurs due to initial runout, and Figure 14 (Ro) is a one-hour graph of swing angle. ) is a one-hour diagram of the deflection angle when residual deflection occurs due to control errors, etc.
即ち、上記短距離モードの場合を除き、長，中距離モー
ドの場合には、補正用距離を設定し、これにより上記基
本パターンの移動距離を若干短くし、所定量手前の位置
に一旦停止し、しかる後残留振れを上記修正パターンに
より抑止しつつ位置決めを行なうものである。この補正
用距離は走行中の修正や制御誤差等を吸収するための移
動距離の余裕分で、クレーン仕様と制御最大振れにより
決定する。その要領は下記の通りである。That is, except for the short-distance mode mentioned above, in the case of long-distance and medium-distance modes, a correction distance is set, which slightly shortens the movement distance of the basic pattern, and temporarily stops at a position a predetermined distance ahead. After that, positioning is performed while suppressing residual shake using the correction pattern. This correction distance is an allowance for travel distance to absorb corrections during travel, control errors, etc., and is determined based on crane specifications and maximum control runout. The details are as follows.
補正用距離Ｓとすると
基本パターンの移動距離は Ｓ ｓｅｔ＝ Ｓ − ｓ
？正用距離の算定例
クレーン仕様・・・揚 程Ｌ ｍ
加速度Ｑ．，．ｍ／Ｓ冫
制御最大振れ・・・・・・θδｉｔｍｒａｄ揚程より最
大振れ長さを設定 Ｔ，■，．■．，＝Ｌ−２この最大
振れ長さで制御最大振れθδを止めるに要するトロリー
移動量すなわち
を補正用距離とする。If the correction distance is S, the movement distance of the basic pattern is S set = S - s
? Example of calculating normal operating distance Crane specifications: Lifting height L m Acceleration Q. 、． m/S control maximum runout... Maximum runout length is set from θδitmrad lift T,■,. ■． ,=L-2 The amount of trolley movement required to stop the control maximum runout θδ at this maximum runout length, that is, is the correction distance.
但し」二記補正用距離の算定例は１例であり、その他例
えは基本パターン（補正パターンを含む）により等速移
行中に振れを測定し、減速停止までの間に抑制できる振
れの大きさをコンピュータ等により演算し、残部の振れ
抑制のための補正用距離を決定するようにしてもよい。However, the calculation example of the correction distance described in 2 is just one example, and other examples are based on the basic pattern (including the correction pattern), which measures the runout during a constant speed transition, and measures the amount of runout that can be suppressed until deceleration and stop. may be calculated by a computer or the like to determine a correction distance for suppressing shake of the remaining portion.
なお第１３図中、振れ測定点は実際の振れの方向、大き
さを測定し、補正パターンを決定するためのものである
。Note that the shake measurement points in FIG. 13 are for measuring the direction and magnitude of actual shake and determining a correction pattern.
又、本実施例ではクレーンの動作は一方向と４
して説明したが、これはクレーンの横行及び走行を同時
に動作するときも同様に夫々の方向に一方向のものを適
用し、組み合わせて横行及び走行動作を同時に適用でき
るのは勿論である。In addition, in this embodiment, the crane's operation was explained as being in one direction, but this also applies when the crane moves traversing and traveling at the same time. Of course, it is possible to apply both the driving motion and the traveling motion at the same time.
本発明は、天井クレーンの振れ止め制御に際し、従来の
プログラム制御において欠点とされていた起動時に振れ
のある場合や制御誤差や外乱により残留振れを生じた場
合にも、クレーンを目標位置より所定量若干手前の位置
に一旦停止させて補正用距離を有せしめ、この補正用距
離内において残留振れを抑止するようにしたから、振れ
止めを確実に行なうことができ、しかもオーバーランす
ることなく定位置に停止させることができ、建屋，設備
に刻しても安全であり、クレーンの振れ止め制御を自動
制御でも確実に行ない得る効果がある。The present invention enables the crane to move a predetermined distance from the target position when controlling the swing rest of an overhead crane, even when there is a swing at startup, which was a drawback in conventional program control, or when residual swing occurs due to control errors or disturbances. By temporarily stopping at a position slightly in front of you to provide a correction distance, residual shake is suppressed within this correction distance, so it is possible to securely stabilize the steady rest and keep it in place without overrunning. It is safe even if it is carved into a building or equipment, and it has the effect of automatically controlling the crane's steady rest.
第１図は、本発明を実施するための天井クレーンにおけ
る振れ止め制御装置の機構を示すブ２１ −
ロック図。第２図は加速度検出機構を付加した同様のブ
ロック図である。
第３図は、本発明の振れ止め制御を行なうためのマイコ
ンプログラムの一例を示すフローヂャートである。
第４図乃至第６図は、本発明に振れ止め制御を示す説明
図で、第４図は基本パターンを示し、（イ）は速度線図
、（ ０ ） ． （ Ｉ１ ）は吊荷の振れの振れ角
線図で、（口）は初間振れ角が無い場合、（ハ）は初期
振れ角がある場合である。第５図は修正パターンを示し
、（イ）は速度線図、（０）は振れ角線図である。
第６図は合成パターンを示し、（イ）は速度線図、（ロ
）は振れ角線図である。
第７図は基本パターン作成の手順を示す実施例で、第８
図は短距離パターンを、第９図は中距離パターンを、第
１０図は長距離パターンの実施例を示す。
第１１図は修正パターン作成の手順を示す実施例で、第
１２図は修正パターンの説明図てあ−２２−
第１３図及び第１４図はそれぞれ補正距離を設定し、振
れを抑制する異なった例を示す説明図、また第１５図は
従来例の振れ抑止要領説明図である。
１は基本パターン発生装置、２は振れ止め制御ループ系
、２ａは振れ角検出装置、２ｂは修正パターン発生装置
、３はパターン合成装置、７は加速度計、 １０は振れ
角検出部。
第２図
マイコン
第３団
萬５図
第６図
第１１図
第８図FIG. 1 is a block diagram showing the mechanism of a steady rest control device in an overhead crane for carrying out the present invention. FIG. 2 is a similar block diagram with an added acceleration detection mechanism. FIG. 3 is a flowchart showing an example of a microcomputer program for performing the steady rest control of the present invention. 4 to 6 are explanatory diagrams showing steady rest control according to the present invention. FIG. 4 shows a basic pattern, (a) is a speed diagram, (0) . (I1) is a swing angle diagram of the swing of a suspended load, (opening) shows the case where there is no initial swing angle, and (c) shows the case where there is an initial swing angle. FIG. 5 shows the correction pattern, where (A) is a velocity diagram and (0) is a deflection angle diagram. FIG. 6 shows a composite pattern, in which (a) is a velocity diagram and (b) is a deflection angle diagram. FIG. 7 is an example showing the procedure for creating a basic pattern.
The figure shows a short-range pattern, FIG. 9 shows a medium-range pattern, and FIG. 10 shows a long-range pattern. Figure 11 is an example showing the procedure for creating a correction pattern, and Figure 12 is an explanatory diagram of the correction pattern. An explanatory diagram showing an example, and FIG. 15 is an explanatory diagram of a conventional shake suppression method. 1 is a basic pattern generator, 2 is a steady rest control loop system, 2a is a swing angle detector, 2b is a modified pattern generator, 3 is a pattern synthesizer, 7 is an accelerometer, and 10 is a swing angle detector. Figure 2 Microcomputer Figure 3 Group 5 Figure 6 Figure 11 Figure 8
Claims (1)
止め制御方法において、ロープ長さ、吊荷の重量を検出
し、クレーンが所定距離移動したときに、クレーンの加
減速により生ずる振れをクレーンが停止時に零とする速
度パターンを基本パターンとし、クレーンが停止を含む
加減速度が零であるときの吊荷の振れを検出し、その振
れを零とする速度パターンを修正パターンとし、前記基
本パターンに前記修正パターンを付加して吊荷の振れ止
めを行ない、かつクレーンを目標停止位置より所定量手
前の位置に一旦停止させ、その後残留振れの抑止及び位
置決めを行なうことを特徴とする天井クレーンにおける
振れ止め制御方法。(1) In a method for controlling the sway of an overhead crane that suspends and moves a suspended load using a rope, the length of the rope and the weight of the suspended load are detected, and when the crane moves a predetermined distance, the sway caused by acceleration and deceleration of the crane is controlled. The basic pattern is a speed pattern in which the crane becomes zero when it stops, detects the swing of the suspended load when the crane stops and the acceleration/deceleration is zero, and sets the speed pattern in which the swing is zero as a correction pattern. In an overhead crane, the above-mentioned correction pattern is added to the crane to prevent the suspended load from swinging, the crane is temporarily stopped at a position a predetermined amount before the target stop position, and then residual swing is suppressed and positioning is performed. Steady rest control method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1189258A JP2587294B2 (en) | 1989-07-21 | 1989-07-21 | Sway control method for overhead crane |
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|---|---|
| JPH0356394A true JPH0356394A (en) | 1991-03-11 |
| JP2587294B2 JP2587294B2 (en) | 1997-03-05 |
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| JP (1) | JP2587294B2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1989
- 1989-07-21 JP JP1189258A patent/JP2587294B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| JP2587294B2 (en) | 1997-03-05 |
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