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JP7567114B2 - Method for controlling lifting and lowering of a double rope bucket crane - Google Patents

Method for controlling lifting and lowering of a double rope bucket crane Download PDF

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JP7567114B2 JP2021071687A JP2021071687A JP7567114B2 JP 7567114 B2 JP7567114 B2 JP 7567114B2 JP 2021071687 A JP2021071687 A JP 2021071687A JP 2021071687 A JP2021071687 A JP 2021071687A JP 7567114 B2 JP7567114 B2 JP 7567114B2
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Description

本発明は、クレーンの巻上げ装置が支持モータと開閉モータの2つの独立した等容量のモータにより巻上げ下げ駆動され、各々独立した支持装置と開閉装置から吊り下げられた支持ロープと開閉ロープの2種類のロープにより動かされる複索ロープ式バケット(以下、単に、「バケット」という場合がある。)を装備したクレーンにおいて、当該バケットの巻上げ及び巻下げ動作を行うための支持モータと開閉モータの制御方法に関するものである。 The present invention relates to a method for controlling the support motor and opening/closing motor to perform the hoisting and lowering operations of a crane equipped with a double rope bucket (hereinafter sometimes simply referred to as a "bucket") whose hoisting device is driven to hoist and lower by two independent motors of equal capacity, a support motor and an opening/closing motor, and which is moved by two types of rope, a support rope and an opening/closing rope, suspended from each of the independent support devices and opening/closing devices.

複索ロープ式バケットの動作は、支持ロープと開閉ロープの2種類のロープの動きを操ることにより行うようにする。
この動作は、過去には、差動減速機を用いた方法や、クラッチを用いる方法も使用されていたが、機械系の製作性や保守性の問題で、現在では、支持と開閉の独立した2つの巻取装置を電気制御で制御する方法が一般的になっている。
しかしながら、支持と開閉の負荷バランスがバケットの状態により変化する複索ロープ式バケットにおいて、支持と開閉のロープバランスを取るのが難しく、ロープバランスを取るために支持モータと開閉モータを的確に制御する技術が求められていた。
The operation of the double rope bucket is achieved by manipulating the movement of two types of ropes: the support rope and the opening and closing rope.
In the past, this operation was achieved using a differential reducer or a clutch, but due to issues with the manufacturability and maintainability of the mechanical system, the currently more common method is to electrically control two winding devices that are independent for support and opening and closing.
However, in double rope buckets, where the load balance between support and opening and closing changes depending on the state of the bucket, it is difficult to balance the support and opening and closing ropes, and there was a demand for technology to accurately control the support motor and opening and closing motor to balance the ropes.

この問題に対処するために、従来から、バケットの支持モータと開閉モータの種々の制御方法が提案されている(例えば、特許文献1~4参照。) To address this issue, various methods for controlling the bucket support motor and the opening and closing motor have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 4).

特開2002-128466号公報JP 2002-128466 A 特開平4-358696号公報Japanese Patent Application Publication No. 4-358696 特開平1-203194号公報Japanese Patent Application Publication No. 1-203194 特開平1-172198号公報Japanese Patent Application Publication No. 1-172198

ところで、従来の複索ロープ式バケット付きクレーンにおいて、例えば、バケットが開いている状態においては、バケットの荷重の負荷のほとんどを支持モータが分担し、開閉モータにはほとんどバケットの荷重が掛からない。このため誘導モータを使用すると、モータの滑りが影響し、巻上げ時は支持モータの速度が開閉モータより遅くなり、逆に巻下げ時は支持モータの速度が開閉モータより速くなる。この支持モータと開閉モータの速度差は、巻上げ時及び巻下げ時共にバケットが閉じる方向で、バケットを巻上げ巻下げしているとバケットが勝手に閉じてしまう。このため、バラ物荷役物を掴むためにバケットを全開にして巻下げをすると、着床前にはバケットが閉じかかっているため、バケット着床前に再度バケットの開き操作をしてから着床させて掴みをする必要があった。 In a conventional double rope bucket crane, for example, when the bucket is open, the support motor bears most of the load of the bucket, and the opening and closing motor bears almost no load of the bucket. For this reason, when an induction motor is used, motor slippage has an effect, and the support motor speed is slower than the opening and closing motor when hoisting, and conversely, the support motor speed is faster than the opening and closing motor when lowering. This speed difference between the support motor and the opening and closing motor is in the direction in which the bucket closes both when hoisting and lowering, and the bucket closes on its own when hoisting and lowering the bucket. For this reason, when the bucket is fully opened to grip loose cargo and lowered, the bucket is almost closed before it lands on the floor, so it is necessary to open the bucket again before the bucket lands on the floor and then grip it.

また、バケットを閉じて掴んだ状態においては、巻上げ時に支持モータの速度が開閉モータより速くなると、バケットが開いてしまい掴んでいるバラ物荷役物を落としてしまい、支持モータの速度が開閉モータより遅くなると支持ロープが弛み開閉装置が過負荷状態になり、開閉モータや開閉速度制御装置の発熱破損の原因になっていた。
また、巻下げ時には、逆に支持モータの速度が開閉モータより遅くなると、バケットが開いてしまい掴んでいるバラ物荷役物を落としてしまい、支持モータの速度が開閉モータより速くなると支持ロープが弛み開閉装置が過負荷状態になり、開閉モータや開閉速度制
御装置の発熱破損の原因になっていた。
In addition, when the bucket is closed and gripped, if the support motor speed becomes faster than the opening/closing motor during hoisting, the bucket will open and the gripped bulk cargo will be dropped. Conversely, if the support motor speed becomes slower than the opening/closing motor, the support rope will slacken and the opening/closing device will become overloaded, causing heat generation and damage to the opening/closing motor and opening/closing speed control device.
Conversely, during lowering, if the support motor speed was slower than the opening/closing motor, the bucket would open and drop the bulk cargo it was holding. Conversely, if the support motor speed was faster than the opening/closing motor, the support rope would slacken and the opening/closing device would become overloaded, causing the opening/closing motor and opening/closing speed control device to overheat and break.

本発明は、上記従来の複索ロープ式バケット付きクレーンの有する問題点に鑑み、複索ロープ式バケットの支持モータと開閉モータの制御をバケットの状況に応じて制御を行い、使いやすくて搬送効率の良い複索ロープ式バケット付きクレーンの巻上げ下げの制御を提供することを目的とする。 In consideration of the problems with the conventional cranes with double rope buckets, the present invention aims to provide an easy-to-use and efficient control of the lifting and lowering of a crane with a double rope bucket by controlling the support motor and opening and closing motor of the double rope bucket according to the condition of the bucket.

上記目的を達成するため、本発明の複索ロープ式バケット付きクレーンの巻上げ下げの制御方法は、支持モータと開閉モータの独立した2種類の等容量の巻上げ装置で複索ロープ式バケットの巻上げ下げ制御を行う複索ロープ式バケット付きクレーンの巻上げ下げの制御方法であって、
バケットの開閉状態がバケットの閉減速位置の付近(閉端位置から少し開いた位置)から閉じ側にある場合(バケットが閉じて荷役物を掴んだ状態と判断し、このバケット開閉状態で巻上げ又は巻下げをする時の支持モータと開閉モータの速度制御特性は、速度偏差量に対してトルクを比例変動させる比例特性とする。)においては、支持モータと開閉モータの出力速度を、巻上げ時には、負荷の大きさが大きくなるにつれて負荷の大きさに比例して遅くなるように制御し、巻下げ時には、負荷の大きさが大きくなるにつれて負荷の大きさに比例して速くなるように制御し(この時、負荷に対する速度の比率は、支持モータと開閉モータ共に同じ比率にすることで支持モータと開閉モータの負荷分担が同一になるように制御することで、荷役物を掴んだ状態を維持しながら巻上げ巻下げを行うことができる。)、
バケットの開閉状態がバケットの閉減速位置の付近(閉端位置から少し開いた位置)から開き側(荷役物を掴んでいることができない位置)にある場合においては、巻上げ下げ時には、負荷の大きさに関係なく速度偏差が小さくなるように制御し(巻上げ又は巻下げをする時の支持モータと開閉モータの速度制御特性を、速度偏差量に対するトルク特性を比例積分特性とすることで負荷変動に対する速度偏差量を小さくし、支持モータと開閉モータの負荷に対する速度変動を小さくする。)、かつ、巻下げ時には、開閉モータの速度を定格速度を超える範囲まで速度制御範囲を広げ、支持モータより開閉モータの速度を速くすることで巻下げながら開き動作をし(開閉モータの負荷率が低いことから、その分の開閉モータの余力分だけ定格速度を超えて開閉速度を速くすることが可能で、バケットの開閉位置が開端位置にない時の巻下げ時には支持モータの巻下速度より開閉モータの巻下速度を定格速度を超えて速くすることで巻下げをしながらバケットを開端位置に向かわせるようにする。)、バケットが開端位置にある時には、支持モータと開閉モータの速度を等しくすることにより、開端位置の状態を保持したまま巻下げを行う(開端位置に達した時に、支持モータと開閉モータの速度を等しくしたまま巻き下げることで、開端位置を積極的に維持する。)
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a method for controlling the hoisting and lowering of a crane with a double rope bucket, which controls the hoisting and lowering of a double rope bucket using two independent hoisting devices with equal capacity, a support motor and an opening/closing motor, and includes the following steps:
When the bucket is in a closed state from near the bucket closing deceleration position (a position slightly open from the closed end position) to the closing side (the bucket is judged to be closed and gripping the load, and the speed control characteristics of the support motor and the opening/closing motor when hoisting or lowering in this bucket open/closed state are proportional characteristics that vary the torque proportionally to the amount of speed deviation), the output speeds of the support motor and the opening/closing motor are controlled to slow down in proportion to the load size as the load increases during hoisting, and to speed up in proportion to the load size as the load increases during lowering (at this time, the speed ratio to the load is controlled to be the same for both the support motor and the opening/closing motor, so that the load sharing between the support motor and the opening/closing motor is the same, and hoisting and lowering can be performed while maintaining the load gripped).
When the bucket is in the vicinity of the bucket closing deceleration position (a position slightly open from the closed end position) to the opening side (a position where the load cannot be gripped), control is performed so that the speed deviation is small regardless of the size of the load when hoisting up or lowering (the speed control characteristics of the support motor and opening/closing motor when hoisting up or lowering are set to proportional-integral torque characteristics with respect to the speed deviation amount, thereby reducing the speed deviation amount with respect to the load fluctuation and reducing the speed fluctuation of the support motor and opening/closing motor with respect to the load), and when hoisting down, the speed control range of the opening/closing motor is expanded to a range exceeding the rated speed, and the opening/closing motor is made faster than the support motor. (Because the load factor of the opening/closing motor is low, it is possible to increase the opening/closing speed beyond the rated speed by the amount of spare power of the opening/closing motor, and when the bucket is not in the open end position and the opening/closing position is lowered, the opening/closing motor's lowering speed is made faster than the support motor's lowering speed, exceeding the rated speed, so that the bucket is moved toward the open end position while being lowered.) When the bucket is in the open end position, the speeds of the support motor and the opening/closing motor are made equal, so that the bucket is lowered while maintaining the open end position (when the open end position is reached, the open end position is actively maintained by lowering the bucket while keeping the support motor and the opening/closing motor at the same speed).
It is characterized by:

この場合において、前記バケットの開閉状態がバケットの閉減速位置の付近から閉じ側にある場合における巻上げ下げ時に、支持モータと開閉モータの加速終了後の速度或いはトルクが等しくなった時に、モータトルクに余力がある場合は、その時の負荷の大きさに対して各々のモータが出力できる最大速度まで増速するようにすることができる。
特に、バケットが閉じて荷役物を掴んだ状態にある場合の巻上げで、支持モータと開閉モータの加速終了後の負荷分担が同一になった時、前記比例特性で巻上げ時の速度が低下した分だけ速度指令を速くし、速度が遅くなった分を補充し、負荷の大きさに対し支持モータと開閉モータの余力がある場合には、その余力分だけ更に支持モータと開閉モータの速度を増速をすることで搬送効率の向上を図ることができる。
In this case, when the opening and closing state of the bucket is on the closing side from near the bucket closing deceleration position and the speed or torque of the support motor and the opening and closing motor after acceleration has ended become equal during hoisting and lowering, if there is spare capacity in the motor torque, the speeds can be increased up to the maximum speed that each motor can output for the size of the load at that time.
In particular, when the bucket is closed and gripping the load, and the load sharing after the support motor and the opening/closing motor finish accelerating becomes the same during hoisting, the speed command is increased by the amount that the speed decreased during hoisting due to the proportional characteristic, to make up for the speed decrease, and if the support motor and the opening/closing motor have spare capacity relative to the size of the load, the speeds of the support motor and the opening/closing motor are further increased by the amount of that spare capacity, thereby improving the transport efficiency.

本発明の複索ロープ式バケット付きクレーンの巻上げ下げの制御方法によれば、支持モータと開閉モータをバケットの状態に応じて適切に制御し、支持ロープ或いは開閉ロープの弛みを少なくし、かつ、効果的な高速運転を行い、動作が安定した運転しやすく搬送効率の良い複索ロープ式バケット付きクレーンを提供することができる。 The method for controlling the lifting and lowering of a double rope bucket crane of the present invention appropriately controls the support motor and opening/closing motor according to the state of the bucket, reducing slack in the support rope or opening/closing rope, and enabling effective high-speed operation, providing a double rope bucket crane with stable operation, easy operation, and good transport efficiency.

複索ロープ式バケットを制御するクレーンの巻取装置の平面図である。FIG. 2 is a plan view of a winding device of a crane that controls a double-rope bucket. 複索ロープ式バケットの構造説明図である。FIG. 2 is a structural explanatory diagram of a double rope bucket. 複索ロープ式バケットの開閉ロープの説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of the opening and closing ropes of the double rope bucket. 複索ロープ式バケットの開閉位置検出器の配置説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of the arrangement of open/close position detectors for a double rope type bucket. 複索ロープ式バケットの支持モータと開閉モータの負荷分担の説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of the load sharing between the support motor and the opening/closing motor of the double rope type bucket. 複索ロープ式バケットが掴んでいない時の支持モータと開閉モータのトルク特性図である。FIG. 13 is a torque characteristic diagram of the support motor and the opening/closing motor when the double rope type bucket is not gripped. 複索ロープ式バケットが掴んでいる時の支持モータと開閉モータのトルク特性図である。FIG. 13 is a torque characteristic diagram of the support motor and the opening/closing motor when the double rope type bucket is gripped. 支持モータと開閉モータのトルク特性を発生させる速度制御系の制御ブロック図である。FIG. 4 is a control block diagram of a speed control system that generates torque characteristics of a support motor and an opening/closing motor. 複索ロープ式バケットの巻下げ時の制御による動作説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of the operation under control when lowering a double rope type bucket. ホッパのブリッジ状態の説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of a bridge state of the hopper.

以下、本発明の複索ロープ式バケット付きクレーンの巻上げ下げの制御方法について、図面に基づいて説明する。 The following describes the method for controlling the lifting and lowering of the double rope bucket crane of the present invention with reference to the drawings.

図1に、複索ロープ式バケットを動作させるクレーンの巻取装置の平面図を示す。
速度検出器PG付きの支持モータHMは、ブレーキBR及び減速機GRを介して支持ドラムHDに接続され、支持ドラムHDには支持ロープHWが巻き付けられている。
そして、支持ロープHWに掛かる荷重を捉える部分(例えば支持トラムHDの軸受け部)にはロードセルLCが取り付けられ、支持ドラムの軸には支持位置検出器HPが取り付けられている。
開閉装置も、支持装置と等容量の同一構成で夫々が支持と開閉が独立して配置されており、速度検出器PG付きの開閉モータGMからブレーキBR及び減速機GRを介して開閉ドラムGDに接続され開閉ドラムGDには開閉ロープGWが巻き付けられている。また、ロードセルLCや開閉位置検出器GPが取り付けられている。
FIG. 1 shows a plan view of a winding device of a crane that operates a double rope bucket.
A support motor HM equipped with a speed detector PG is connected to a support drum HD via a brake BR and a reducer GR, and a support rope HW is wound around the support drum HD.
A load cell LC is attached to a portion that detects the load applied to the support rope HW (for example, the bearing portion of the support tram HD), and a support position detector HP is attached to the shaft of the support drum.
The opening and closing devices are also arranged independently for support and opening and closing, with an opening and closing motor GM with a speed detector PG connected to an opening and closing drum GD via a brake BR and a reducer GR, and an opening and closing rope GW is wound around the opening and closing drum GD. A load cell LC and an opening and closing position detector GP are also attached.

図2に複索ロープ式バケットの構造を、図3に複索ロープ式バケットの開閉ロープ部分を示す。
支持ロープHWは、上シーブボックスHBに固定され、バケット全体を支えている。
上シーブボックスHBには、ピンでのリンク構造の取り合いで連結ロッドLLが接続され、シェルCLに接続されている。シェルCL同士は下シーブボックスBBでリンク接続されている。そして、シェルCLの先端には爪TAが取り付けられている。
ここで、開閉ロープGWは、下シーブボックスBB内の下シーブピンBSに取り付けられたシーブSHと上シーブボックスHB内の上シーブピンHSに取り付けられたシーブSHを介して複数回掛けられて(図3に図示した例では4本掛け。)、開閉ロープGWの末端はコッターシーブCSで上シーブピンHSに固定されている。
FIG. 2 shows the structure of the double rope bucket, and FIG. 3 shows the opening and closing ropes of the double rope bucket.
The support ropes HW are fixed to the upper sheave box HB and support the entire bucket.
The upper sheave box HB is connected to a connecting rod LL through a pin link structure, and is then connected to the shell CL. The shells CL are linked together by the lower sheave box BB. The claws TA are attached to the ends of the shells CL.
Here, the opening/closing rope GW is hung multiple times (four-way hanging in the example shown in Figure 3) through a sheave SH attached to a lower sheave pin BS in a lower sheave box BB and a sheave SH attached to an upper sheave pin HS in an upper sheave box HB, and the end of the opening/closing rope GW is fixed to the upper sheave pin HS by a cotter sheave CS.

バケットGBの動作は、支持ロープHWと開閉ロープGWの動きで、開、閉、掴み、巻上げ、巻下げの5つの動作を行う。
開動作は、支持ロープHWを停止した状態で、開閉ロープGWを巻き下げると開動作に
なる。
閉動作は、支持ロープHWを停止した状態で、開閉ロープGWを巻上げると閉動作になる。
掴み動作は、支持ロープHWを弛ませてバケットGBを自重で沈み込ませながら開閉ロープGWを巻上げバケットを閉じ方向に動かし、支持ロープHWの弛み取り制御を行う動きで掴み動作となる。
巻上げ動作は、支持ロープHWと開閉ロープGWの両方を等速で巻上げることで巻上げ動作となり、巻下げ動作は、支持ロープHWと開閉ロープGWの両方を等速で巻き下げることで巻下げ動作となる。
ここで、支持ロープHWと開閉ロープGWの速度が等速でなかった場合、巻上げ、巻下げを行いながら、バケットが閉じたり、開いたり、或いはいずれかのロープが弛む現象が出る。
これを防止するため、以下に述べるような巻上げ或いは巻下げを行う場合の支持ロープHWと開閉ロープGWの制御を行う。
The bucket GB performs five operations, opening, closing, gripping, hoisting, and lowering, by the movement of the support ropes HW and the opening/closing ropes GW.
The opening operation is performed by winding down the opening/closing rope GW while the support rope HW is stopped.
The closing operation is performed by winding up the opening/closing rope GW while the support rope HW is stopped.
The gripping operation is performed by slackening the support ropes HW and allowing the bucket GB to sink under its own weight while the opening/closing ropes GW are lifted up and the bucket is moved in the closing direction, thereby controlling the removal of slack in the support ropes HW.
The winding operation is performed by winding up both the support rope HW and the opening/closing rope GW at a uniform speed, and the winding down operation is performed by winding down both the support rope HW and the opening/closing rope GW at a uniform speed.
If the speeds of the support ropes HW and the opening/closing ropes GW are not uniform, the bucket may close or open during winding up or down, or one of the ropes may slacken.
In order to prevent this, the support ropes HW and the opening/closing ropes GW are controlled when hoisting or lowering as described below.

図4に複索ロープ式バケットの開閉位置検出器の検出位置を図示する。
図4の(1)が開端停止リミットスイッチで開き動作が停止した時のバケットGBの開端位置GOの状態でシェルCLが完全に開ききった状態で開閉ロープGWが僅かに弛みだす手前に設定されている。図4の(2)がバケットGBの開き動作時に開端位置GOの手前で低速度に減速させるために開きの減速距離だけ手前に設けた開減速位置GODの状態である。図4の(4)が閉端停止リミットスイッチで閉じ動作が停止した時のバケットGBの閉端位置GCの状態で空荷の状態でシェルCLがピッタリ合わさった状態で支持ロープが弛まない位置に設定されている。図4の(3)がバケットGBの閉じ動作時に閉端位置GC手前で低速度に減速させるために閉じの減速距離だけ手前に設けた閉減速位置GCDの状態である。
この開閉の位置の検出は、支持ロープ移動量と開閉ロープ移動量の相対差が開閉動作となることから、支持ドラムHDの回転を検出する支持位置検出器HPと開閉ドラムGDの回転を検出する開閉位置検出器GPの2つの検出器の回転差が開閉の度合いの検出となる。検出方式は、電気的に回転差を取る方法や、支持ドラムHDと開閉ドラムGDの両方の回転を差動減速機に入力して機械的に回転差を取ってその差分の回転で開閉度合いを検出する方法等がある。
FIG. 4 illustrates the detection positions of the open/close position detector of the double rope type bucket.
Fig. 4 (1) shows the open end position GO of the bucket GB when the opening operation is stopped by the open end stop limit switch, and the shell CL is completely open, and the opening/closing rope GW is set just before it starts to slacken slightly. Fig. 4 (2) shows the state of the open deceleration position GOD, which is set just before the open end position GO to slow down the speed just before the open end position GO during the opening operation of the bucket GB. Fig. 4 (4) shows the state of the closed end position GC of the bucket GB when the closing operation is stopped by the closed end stop limit switch, and the shell CL is perfectly aligned in an unladen state, and the support rope is set at a position where it does not slacken. Fig. 4 (3) shows the state of the closed deceleration position GCD, which is set just before the closed end position GC to slow down the speed just before the closed end position GC during the closing operation of the bucket GB.
Since the relative difference between the support rope movement amount and the opening/closing rope movement amount determines the opening/closing action, the rotation difference between the two detectors, the support position detector HP that detects the rotation of the support drum HD and the opening/closing position detector GP that detects the rotation of the opening/closing drum GD, determines the degree of opening/closing. There are several detection methods, such as a method of electrically detecting the rotation difference, and a method of inputting the rotations of both the support drum HD and the opening/closing drum GD to a differential reducer to mechanically detect the rotation difference and detect the degree of opening/closing from the rotation difference.

図4の(5)は、大量のバラ物荷役物HOをシェルCLの間で噛み込んで掴み力が出ている状態である。この掴み位置GGの状態は位置検出器で検出した状態ではなく、シェルCLの間にバラ物荷役物HOが噛み込むことで、閉じ方向の開閉ロープGWの動作が拘束されることで開閉ロープGWに荷重を支える踏ん張り力が出た状態で、支持ロープHWと開閉ロープGWの双方が図5の(3)に示すように均等に荷重を支える状態である。この掴み位置GGの状態から少し開閉ロープGWを弛めるとバラ物荷役物HOを落としてしまい、開閉ロープGWを少し閉め込み過ぎると図5の(4)のように支持ロープHWが弛んでしまう。このように掴み位置GGは微妙な位置関係にあり、支持ロープHWと開閉ロープGWの双方が荷重を分担することで保たれる位置に存在し、その支持ロープHWと開閉ロープGWの荷重分担率は50:50で等しく分担することが理想である。
この掴み位置GGは、掴んでいるバラ物荷役物HOの状態で微妙に位置が変わり、閉減速位置GCDと閉端位置GCの間に必ず存在する。
なお、バケットGBの中が空荷の場合は、閉端位置GCの位置が掴み位置GGとなる。
そして、掴み位置GGから開き側に必ず位置する閉減速位置GCDの開閉位置は、バケットGB内にバラ物荷役物HOを保持できない状態でバケットGB単体の空荷の状態である。
(5) in Fig. 4 is a state where a large amount of bulk cargo HO is caught between the shells CL and a gripping force is exerted. This state of gripping position GG is not a state detected by a position detector, but a state where the movement of the opening and closing rope GW in the closing direction is restricted by the bulk cargo HO being caught between the shells CL, and the opening and closing rope GW exerts a tension force to support the load, and both the support rope HW and the opening and closing rope GW support the load evenly as shown in (3) in Fig. 5. If the opening and closing rope GW is loosened a little from this gripping position GG, the bulk cargo HO will drop, and if the opening and closing rope GW is closed a little too much, the support rope HW will slacken as shown in (4) in Fig. 5. In this way, the gripping position GG is in a delicate positional relationship, and exists in a position where both the support rope HW and the opening and closing rope GW share the load, and it is ideal that the load sharing ratio of the support rope HW and the opening and closing rope GW is equally shared at 50:50.
This gripping position GG changes slightly depending on the state of the gripped bulk cargo HO, and is always located between the closing deceleration position GCD and the closing end position GC.
When the bucket GB is empty, the closed end position GC becomes the gripping position GG.
The opening/closing position of the closed deceleration position GCD, which is always located on the opening side from the gripping position GG, is a state in which the bucket GB alone is empty and no loose cargo HO can be held within the bucket GB.

図3に示す開閉ロープGWの構造において、バケットGBが開端位置GOの状態から閉
端位置GCの状態になる間に下シーブボックスBBが動くストロークが1.25mの場合で、シーブSH間の掛け数が4本掛けであった場合には、バケットGBが開端位置GOから閉端位置GCになる間の開閉ロープGWの長さは5m(1.25m×4本)の長さになる。この時の開減速位置GODは、開端位置GOの開閉ロープGWの位置から手前に約1.2mの位置に設定されている。閉減速位置GCDは、閉端位置GCの開閉ロープGWの位置から手前に約0.6mの位置に設定されている。この時、負荷が減速の妨げになる方向の開側と負荷が減速の助けになる方向の閉側で減速距離が異なるので、開減速位置GODと閉減速位置GCDの減速距離の設定が異なる。
In the structure of the opening and closing rope GW shown in FIG. 3, when the stroke of the lower sheave box BB moving while the bucket GB is moving from the open end position GO to the closed end position GC is 1.25 m, and the number of sheaves SH is four, the length of the opening and closing rope GW while the bucket GB is moving from the open end position GO to the closed end position GC is 5 m (1.25 m x 4). The open deceleration position GOD at this time is set to a position about 1.2 m in front of the position of the opening and closing rope GW at the open end position GO. The closed deceleration position GCD is set to a position about 0.6 m in front of the position of the opening and closing rope GW at the closed end position GC. At this time, the deceleration distance is different between the open side in the direction in which the load hinders deceleration and the closed side in the direction in which the load helps deceleration, so the deceleration distances of the open deceleration position GOD and the closed deceleration position GCD are set differently.

図5にバケットGBのそれぞれの状態の支持ロープHWと開閉ロープGWのそれぞれに掛かる荷重の分担を示している。
バケットGBが掴んでいない図5の(2)の状態においては、開閉ロープGWが支えているバケットGBの荷重は、シェルCLと下シーブボックスBBの重量のうち、連結ロッドLLが支えている荷重を除いた荷重で、更にその荷重を開閉ロープGWの掛け数(図3の場合は4本掛けなので4)で割った荷重が開閉ロープGWに掛かる荷重で、バケットGBの荷重の15%未満の小さい荷重しか開閉ロープGWは支えておらず、残りの85%以上の荷重を支持ロープが支えている。更に図5の(1)の状態でバケットGBが開ききった状態で、開閉ロープGWが弛んだ状態では、支持ロープHWがバケットGBのすべての荷重を分担し、開閉ロープGW側は荷重を全く分担していない状態になる。
FIG. 5 shows the distribution of loads applied to the support ropes HW and the opening/closing ropes GW in each state of the bucket GB.
In the state of Fig. 5 (2) where the bucket GB is not gripped, the load of the bucket GB supported by the opening/closing ropes GW is the weight of the shell CL and the lower sheave box BB minus the load supported by the connecting rod LL, and the load applied to the opening/closing ropes GW is the load obtained by dividing the load by the number of loops of the opening/closing ropes GW (4 in the case of Fig. 3 because 4 ropes are looped), and the opening/closing ropes GW only support a small load of less than 15% of the load of the bucket GB, and the remaining load of 85% or more is supported by the support ropes. Furthermore, in the state of Fig. 5 (1) where the bucket GB is fully opened and the opening/closing ropes GW are slack, the support ropes HW share the entire load of the bucket GB, and the opening/closing ropes GW side does not share any load at all.

支持モータHMと開閉モータGMに誘導モータを用い速度制御を行わずに動かした場合、図5の(1)や(2)の負荷分担で巻上げを行うと、支持モータHMは負荷に引っ張られモータの滑り分だけ速度が遅くなり、負荷負担が軽くモータの滑りが少ない開閉モータは支持モータより速度が速くなる。この支持モータHMと開閉モータGMの速度差でバケットGBは閉じの方向に動く。そして、巻下げを行うと支持モータHMは負荷に引っ張られ開閉モータGMよりモータの滑り分だけ速度が速くなるので、やはりバケットGBが閉じる方向になる。
そこで、バケットGBの開閉状態が閉減速位置GCDより開き側にある場合は、バラ物荷役物HOを掴んでいない状態であるので、支持モータHMと開閉モータGMの双方のモータ特性を図6に示す特性となるよう速度制御を加えることで、負荷の大きさに関わらず速度を一定にし、巻上げ巻下げをした時に閉じる現象を少なく抑える。
ただし、図6に示す特性としても、実際には僅かな定常偏差が存在していることと、支持モータHMが85%以上の負荷トルクに加速時の加速トルクが加わると僅かにトルクリミッタLM(実施例では150%)に掛かることがあり、加速時に僅かに閉じる現象が発生することがある。
この僅かに閉じる現象を解消するため、バケットGBが閉減速位置GCDより開き側にある時には、開閉モータGMの負荷分担が小さいことを利用し、開閉モータGMの余力分だけ定格速度を超えて増速し、支持モータHMより開閉モータGMの速度を速くすることで図9に示すように巻き下げながら開き動作をし、開端位置GOに向かうように位置制御を行うことで、前記の僅かに閉じる現象を解消する。
If induction motors are used for the support motor HM and the opening/closing motor GM and they are operated without speed control, when hoisting is performed with the load distribution of (1) or (2) in Figure 5, the support motor HM is pulled by the load and its speed slows down by the amount of motor slippage, and the opening/closing motor, which has a light load and less motor slippage, runs faster than the support motor. This speed difference between the support motor HM and the opening/closing motor GM causes the bucket GB to move in the closing direction. Then, when lowering is performed, the support motor HM is pulled by the load and its speed becomes faster than the opening/closing motor GM by the amount of motor slippage, so the bucket GB also moves in the closing direction.
Therefore, when the opening/closing state of the bucket GB is on the opening side of the closing deceleration position GCD, it is not gripping the bulk cargo HO, so by adding speed control so that the motor characteristics of both the support motor HM and the opening/closing motor GM become the characteristics shown in Figure 6, the speed is kept constant regardless of the size of the load, and the closing phenomenon when hoisting or lowering is minimized.
However, even with the characteristics shown in FIG. 6, in reality, there is a slight steady-state deviation, and when an acceleration torque during acceleration is applied to a load torque of 85% or more of the support motor HM, the torque limiter LM (150% in this embodiment) may be slightly applied, and a phenomenon in which it closes slightly during acceleration may occur.
In order to eliminate this slight closing phenomenon, when the bucket GB is on the opening side of the closing deceleration position GCD, the load share of the opening/closing motor GM is small, and the opening/closing motor GM is accelerated beyond the rated speed by the amount of its remaining power, and the speed of the opening/closing motor GM is made faster than the support motor HM, thereby performing an opening operation while winding down as shown in FIG. 9, and by performing position control so as to move toward the open end position GO, the slight closing phenomenon is eliminated.

図6の特性図は、横軸が速度ωで縦軸がトルクTで、トルクTのプラス側が巻上げ側でトルクTのマイナス側が巻下げ側になる。
図6の特性カーブのとおり、トルク変化に対する速度ωが、速度目標値ω上に真っ直ぐに速度変化なく立ち上がるカーブである。
しかし、実際には僅かな定常偏差が存在する。
速度目標値ω上を真っ直ぐに立ち上がったカーブは、出力トルクが能力の限界に達するところでトルクリミッタLM(実施例では150%)に達し、巻上げ時には速度が遅く、巻下げ時には速度が速くなる。
この定常偏差やトルクリミッタLMの発生する方向は、巻上げ時及び巻下げ時共にいず
れもバケットGBが閉じていく方向である。
速度ωが定格速度100%を超えると、モータの特性の問題で、速度ωが速くなるにつれて出力できるトルクTが低下していく。
In the characteristic diagram of FIG. 6, the horizontal axis represents speed ω and the vertical axis represents torque T, with the positive side of torque T being the winding-up side and the negative side of torque T being the winding-down side.
As shown in the characteristic curve of FIG. 6, the speed ω with respect to the torque change is a curve that rises straight above the speed target value ω * without any speed change.
However, in reality, there is a slight steady-state error.
The curve that rises straight above the speed target value ω * reaches the torque limiter LM (150% in this embodiment) where the output torque reaches the limit of its capacity, and the speed becomes slow when winding up and fast when winding down.
The direction in which this steady-state deviation and the torque limiter LM occur is the direction in which the bucket GB closes both during hoisting and lowering.
When the speed ω exceeds 100% of the rated speed, the torque T that can be output decreases as the speed ω increases due to a problem of the motor characteristics.

バケットGBが閉減速位置GCDより閉じ側にある時はバラ物荷役物を掴んでいる状態と判断し、支持モータHMと開閉モータGMの制御特性を図7の特性とすることで、図4の(5)に示す掴み位置GGで図5の(3)の負荷分担50:50の状態を作り出し、保持し続けることができる。この時、支持モータHMと開閉モータGMの双方に図7の同じ傾きで、同じ速度目標値を与えることで支持モータHMと開閉モータGMの負荷分担が50:50の状態になる。図7の特性は、巻上げ側に負荷が掛かると、その負荷の大きさに比例して速度が遅くなり、逆に巻下げ側(マイナストルク側)には負荷が大きくなるにつれて速度が速くなる特性になっており、図7の実施例の特性は100%の負荷トルクの時に実施例では8%の速度偏差が出る特性になっている。
この図7の制御特性の傾きは、誘導モータを速度制御なしで動かした時の滑りの特性に似ているが、誘導モータの滑りが2%程度であるのに対し、それに相応する図7の特性の傾きを8%としているのは、より積極的に支持モータHMと開閉モータGMの負荷分担を50:50の等しく均衡した状態により速く収束させ、より安定的に50:50の等しく均衡した状態を保持させるためである。
つまり、誘導モータ滑りにより、巻上げ、巻下げをしているとバケットGBが勝手に閉じてしまう現象を、閉減速位置GCDより閉側にある時は、速度制御を行うことで、より積極的にその状態を作り出すようにしている。
この時、図7の特性の傾きを支持モータHMの傾きを8%のままとし、開閉モータGMのみ傾きを例えば7%とすると、開閉モータGMの負荷分担を大きくすることができるが、バケットGBの特性上は負荷分担を変える必要はなく、負荷分担は50:50が理想的で、支持モータと開閉モータの特性は等しい特性とすることが理想である。
When the bucket GB is on the closing side of the closing deceleration position GCD, it is determined that the bucket is gripping a bulk cargo, and by setting the control characteristics of the support motor HM and the opening/closing motor GM to the characteristics of Fig. 7, it is possible to create and maintain the load sharing state of Fig. 5 (3) at the gripping position GG shown in Fig. 4 (5). At this time, the load sharing state of the support motor HM and the opening/closing motor GM is 50:50 by giving the same speed target value with the same slope of Fig. 7 to both the support motor HM and the opening/closing motor GM. The characteristics of Fig. 7 are such that when a load is applied to the hoisting side, the speed slows down in proportion to the magnitude of the load, and conversely, the speed of the lowering side (negative torque side) increases as the load increases, and the characteristics of the embodiment of Fig. 7 are such that a speed deviation of 8% occurs at a load torque of 100% in the embodiment.
The slope of the control characteristic in Figure 7 resembles the slip characteristics when an induction motor is operated without speed control, but while the slip of an induction motor is about 2%, the corresponding slope of the characteristic in Figure 7 is 8% in order to more actively converge the load sharing of the support motor HM and the opening/closing motor GM to a 50:50 equal and balanced state more quickly and to maintain that 50:50 equal and balanced state more stably.
In other words, the phenomenon in which the bucket GB closes by itself during winding or lowering due to induction motor slippage is prevented by performing speed control when the bucket GB is on the closed side of the closing deceleration position GCD, thereby more proactively creating this condition.
In this case, if the slope of the characteristics of the support motor HM in FIG. 7 is left at 8%, and the slope of only the opening/closing motor GM is set to, for example, 7%, the load sharing of the opening/closing motor GM can be increased, but in terms of the characteristics of the bucket GB, there is no need to change the load sharing, and the ideal load sharing is 50:50, and it is also ideal for the support motor and the opening/closing motor to have equal characteristics.

図7の制御特性で実際に支持モータHMと開閉モータGMを動かした時の動きは、支持モータHMと開閉モータGMを図7に示す同じ特性にし、同じ速度目標値ωを設定した時、巻上げ時に、例えば、支持の分担率が大きくなろうとした場合、支持の速度が遅くなり、負担率が軽くなる開閉側の速度は速くなり、支持が弛む方向で開閉が突っ張る方向になるので開閉側に荷重分担が戻ろうとするので負荷分担は50:50に収束しようとする。そして、その収束した位置が掴み位置GGである。
巻下げ時に、例えば、支持モータHMの分担率が大きくなろうとした場合、支持の速度が速くなり、負担率が軽くなる開閉側の速度は遅くなり、支持ロープHWが弛む方向で開閉ロープGWが突っ張る方向になるので開閉側に荷重分担が戻ろうとし、負荷分担は50:50に収束しようとする。やはり、その収束した位置が掴み位置GGである。
このように、図7の特性とすることで、図5の(3)の掴み位置GGの状態に積極的に収束しようとするので、図5の(2)のような状態になり掴んでいる物を溢すことがなく、図5の(4)のような状態の開閉モータGMが過負荷になることもなく、掴み端位置を保持する。
When the support motor HM and the opening/closing motor GM are actually operated according to the control characteristics shown in Fig. 7, when the support motor HM and the opening/closing motor GM have the same characteristics as shown in Fig. 7 and the same speed target value ω * is set, for example, when the support share ratio increases during winding, the support speed slows down, and the opening/closing speed, which reduces the burden ratio, increases, and the support becomes loose and the opening/closing becomes tense, so the load share tries to return to the opening/closing side, and the load share tries to converge to 50:50. The converged position is the gripping position GG.
During lowering, for example, if the share of the support motor HM increases, the support speed increases, the speed of the opening/closing side, which has a lighter share of the load, decreases, and the support rope HW slackens and the opening/closing rope GW becomes taut, so the load share tries to return to the opening/closing side, and the load share tries to converge to 50:50. Again, the converged position is the gripping position GG.
In this way, by adopting the characteristics of FIG. 7, the gripping position GG of FIG. 5(3) is actively attempted to converge, so that the gripped object does not spill out as in FIG. 5(2), and the opening/closing motor GM does not become overloaded as in FIG. 5(4), and the gripping end position is maintained.

バケットGBの自量とバラ物荷役物HOの重量比は、比重の大きな鉱石の場合、バケットGBの自量とバラ物荷役物HOを満杯(定格容量)に掴んだ時の重量が同じ重量となるように設計されている場合が多く、バラ物荷役物HOの比重が軽い木片チップや穀物、可燃ごみ等は、バラ物荷役物HOの重量がバケットGBの重量の6割から3割程度の荷重値になるのが一般的である。
そして、比重の重い鉱石等を、軽量バケットで掴む場合においては、バケットGBの重量よりもバラ物荷役物HOの定格容量の重量の方が重い場合もあるが稀な事例である。
In the case of ores with a high specific gravity, the weight ratio between the bucket GB and the bulk cargo HO is often designed so that the bucket GB's own weight is the same as the weight of the bulk cargo HO when it is full (rated capacity); however, in the case of bulk cargo HO with a light specific gravity such as wood chips, grains, and combustible waste, the weight of the bulk cargo HO is generally about 60% to 30% of the bucket GB's weight.
When heavy ore or the like is grabbed with a lightweight bucket, the weight of the rated capacity of the bulk cargo HO may be heavier than the weight of the bucket GB, but this is a rare case.

バケットGBの自重とバラ物荷役物HOが満杯時(定格容量)の重量が同じ重量の場合
、図5の(1)の支持モータHMの負荷と図5の(3)の支持モータHMと開閉モータGMの負荷の値が等しく最大の負荷となる。よって、この負荷の値を、支持モータHMと開閉モータGMの定格出力と設定するのが経済的で一般的にそのように設計される。ただし、この場合においてもバラ物荷役物を満杯に掴むことは稀で、通常は6~8割程度しか掴まないので、図5の(3)の状態において支持モータHMと開閉モータGMの出力に余力が発生している場合が一般的である。
比重が軽いバラ物荷役物を掴むバケットの場合、バケットGBの荷重より満杯に掴んだ時のバラ物荷役物HOの重量が軽いので、図5の(1)の支持モータHMが最大の負荷となり、この状態を支持モータHMの定格出力とし、開閉モータGMもそれに合わせる設計にするのが一般的な設計になる。この場合、図5の(3)の状態では、支持モータHM及び開閉モータGBの出力に余力が発生する。更に通常は満杯に掴めずに6~8割程度しか掴めないので更に図5の(3)の状態でのモータ出力に余力が発生する。
比重が重いものを掴む軽量バケットの場合、図5の(3)の状態でバラ物荷役物HOを満杯に掴んだ時が支持モータHMと開閉モータGMに掛かる荷重が最大負荷になり、この状態を支持モータHMと開閉モータGMの定格出力とするのが経済的で一般的な設計である。
このような軽量バケットを使った場合は、バケットGBの自重で掴み力を出す複索ロープ式バケットの原理上、満杯に掴むことは困難で、掴めるバラ物荷役物HOの重量は5割程度に留まる場合が多く、やはり図5の(3)の状態で、支持モータHMと開閉モータGMの出力に余力が発生する。
When the weight of the bucket GB is the same as the weight of the bulk cargo HO when it is full (rated capacity), the load of the support motor HM in FIG. 5(1) and the load of the support motor HM and the opening/closing motor GM in FIG. 5(3) are equal and are the maximum loads. Therefore, it is economical to set this load value as the rated output of the support motor HM and the opening/closing motor GM, and this is the general design. However, even in this case, it is rare to grab the bulk cargo, and usually only about 60 to 80% of the cargo is grabbed, so there is generally a surplus of power in the output of the support motor HM and the opening/closing motor GM in the state of FIG. 5(3).
In the case of a bucket that grabs loose cargo with a light specific gravity, the weight of the loose cargo HO when fully loaded is lighter than the load of the bucket GB, so the support motor HM in Fig. 5 (1) is at its maximum load, and this state is set as the rated output of the support motor HM, and the opening/closing motor GM is generally designed to match this. In this case, in the state of Fig. 5 (3), there is a surplus in the output of the support motor HM and the opening/closing motor GB. Furthermore, since the bucket cannot normally be fully loaded and only about 60 to 80 percent of the cargo can be grabbed, there is a surplus in the motor output in the state of Fig. 5 (3).
In the case of a lightweight bucket that grabs heavy items, when the bucket is in the state shown in Figure 5 (3) and is fully loaded with bulk cargo HO, the load on the support motor HM and the opening/closing motor GM reaches its maximum, and it is an economical and common design to set this state as the rated output of the support motor HM and the opening/closing motor GM.
When using such a lightweight bucket, due to the principle of a double rope bucket in which the gripping force is generated by the bucket GB's own weight, it is difficult to grip the entire bucket, and in many cases the weight of the bulk cargo HO that can be gripped is limited to about 50%, which results in a surplus of power in the output of the support motor HM and the opening/closing motor GM, in the state shown in Figure 5 (3).

図5の(3)の掴んだ状態で使用する図7の特性は、トルクTに対する速度ωの変動量であるグラフの傾きを傾ければ傾けるほど、支持モータHMと開閉モータGMのトルクTの均衡が取れやすくなる。しかしながら、この図7の特性は巻上げ時の速度が定格の速度より遅くなってしまう。これによりクレーンの巻上げの定格速度が不足してしまい性能表示値に対する性能が守れなくなるので、これを補うため、巻上げ加速終了後に支持モータHMと開閉モータGMの出力トルクが均衡したことを確認した後、実速度ωが速度目標値ωから遅れた量を、支持モータHMと開閉モータGMの速度目標値ωに加算することで、その遅れ分を補償する。 The characteristic of Fig. 7 used in the gripping state of Fig. 5 (3) is such that the more the slope of the graph, which is the amount of variation of the speed ω with respect to the torque T, is inclined, the easier it becomes to balance the torque T of the support motor HM and the opening/closing motor GM. However, the characteristic of Fig. 7 makes the speed during hoisting slower than the rated speed. This causes the rated hoisting speed of the crane to be insufficient and the performance relative to the performance display value cannot be maintained. To compensate for this, after confirming that the output torques of the support motor HM and the opening/closing motor GM are in balance after the end of hoisting acceleration, the amount by which the actual speed ω lags behind the speed target value ω * is added to the speed target value ω * of the support motor HM and the opening/closing motor GM to compensate for the delay.

また、それに加えて、前記の支持モータHMと開閉モータGMのトルクTの均衡が取れた時のトルクTの値が、支持モータHM及び開閉モータGMの定格トルクに対して余力がある場合には、その余力に対して出力できる最大速度まで支持モータHMと開閉モータGMの速度目標値ωを増加させ巻上げ速度を速くし搬送時間の短縮を行う。 In addition, when the value of the torque T when the torque T of the support motor HM and the opening/closing motor GM is balanced has a margin for the rated torque of the support motor HM and the opening/closing motor GM, the speed target value ω * of the support motor HM and the opening/closing motor GM is increased up to the maximum speed that can be output for that margin, thereby increasing the winding speed and shortening the conveying time.

図5の(3)の掴み位置GGの状態で使用する図7の特性で、巻下げ速度側(マイナストルク側)の速度が定格を超えて出力しているが、巻下げ時は減速機の機械損失がモータ出力を助けてくれるので、僅かな速度の増速(実施例では8%)はモータ能力上の問題はない。
また、巻上げ時と同様に巻下げ時も支持モータHMと開閉モータGMのトルクTの均衡が取れた時、モータ余力の分だけ増速させることは可能であるが、バケット付きクレーンの搬送パターン上は、掴んだ状態での巻下げ動作はほとんどなく、その能力を生かされる機会はほとんどない。
In the characteristics shown in FIG. 7 used in the state of gripping position GG in FIG. 5 (3), the speed on the lowering speed side (negative torque side) exceeds the rated output, but since the mechanical loss of the reducer helps the motor output during lowering, a slight increase in speed (8% in this embodiment) does not pose a problem in terms of motor capacity.
Furthermore, just as during hoisting, when the torque T of the support motor HM and the opening/closing motor GM are balanced during lowering, it is possible to increase the speed by the amount of the motor's spare power. However, due to the transport pattern of a bucket crane, there is almost no lowering operation in a gripping state, so there is almost no opportunity to utilize this capability.

バケットGBが掴んでいない状態(閉減速位置GCDより開側の開閉位置の状態)の時に設定する図6の特性と、バケットGBが掴んでいる状態(閉減速位置GCDより閉側の開閉位置の状態)の時の図7の特性を実現するための速度制御系の制御ブロック図を図8に示す。この制御ブロック図において、速度目標値ωは、図6或いは図7の特性図のトルクTがゼロの時のωの値である。そして、速度検出器PGで検出された実際に出力されている速度ωの値を速度目標値ωから減算した速度偏差量を自動速度設定器ASRに入
力する。
そして、図6の特性を実現させる時には、自動速度設定器ASRを比例積分特性PICとし、速度偏差量を積分器に蓄積し、その積分を放出するまでトルクを出そうと制御することで、図6に示すトルクTに対して速度偏差がない特性を実現している。ただし、速度偏差量が生じた後に初めて積分器に蓄積されるので、僅かな定常偏差が生じる。そして自動速度設定器ASRを通過した後にトルクリミッタLMを通過させてトルク目標値Tとしているので、ここでトルクリミッタLMに掛かった分は速度偏差として大きく発生してしまう。
そして、図7の特性を実現する場合は、速度偏差量を入力する自動速度設定器ASRを比例特性PCとし図7のグラフの傾きの比例特性PCの傾きで演算することで、速度偏差量に比例したトルクを出力し、トルクリミッタLMを経た後にトルク目標値Tを生成する。これにより、巻上げ時は負荷の大きさに比例して出力速度を遅くし、巻下げ時は負荷の大きさに比例して速度を速くするための、図7の特性となる。
Fig. 8 shows a control block diagram of a speed control system for realizing the characteristics shown in Fig. 6 when the bucket GB is not gripped (an opening/closing position on the more open side than the closed deceleration position GCD) and the characteristics shown in Fig. 7 when the bucket GB is gripped (an opening/closing position on the more closed side than the closed deceleration position GCD). In this control block diagram, the speed target value ω * is the value of ω when the torque T is zero in the characteristic diagram of Fig. 6 or Fig. 7. A speed deviation amount obtained by subtracting the value of the speed ω actually outputted by the speed detector PG from the speed target value ω * is inputted to the automatic speed setter ASR.
To realize the characteristics shown in Fig. 6, the automatic speed setting device ASR is set to a proportional-integral characteristic PIC, the speed deviation amount is accumulated in an integrator, and torque is controlled to be output until the integral is released, thereby realizing a characteristic in which there is no speed deviation for the torque T shown in Fig. 6. However, since the speed deviation amount is accumulated in the integrator only after it occurs, a slight steady-state deviation occurs. And since the torque target value T * is set by passing through the torque limiter LM after passing through the automatic speed setting device ASR, the amount applied to the torque limiter LM here occurs as a large speed deviation.
To realize the characteristics of Fig. 7, the automatic speed setter ASR to which the speed deviation amount is input is set as a proportional characteristic PC, and a torque proportional to the speed deviation amount is output by performing calculations using the slope of the proportional characteristic PC of the graph in Fig. 7, and a torque target value T * is generated after passing through the torque limiter LM. This results in the characteristics of Fig. 7, which slows down the output speed in proportion to the size of the load when hoisting, and speeds up in proportion to the size of the load when lowering.

ここで、バケットGBが掴んでいない状態の図6の特性と、バケットGBが掴んでいる状態の図7の特性の切り替えは、巻上げ操作或いは巻下げ操作を入れた瞬間のモータが動きだす前に閉減速位置GCDから閉側か閉減速位置GCDから開側かで切り替えを行い、モータ動作中には図6と図7の制御特性の切り替えを行わないようにしている。これは、切り替え時に切り替えショックが発生するのを考慮したものである。
例えば、閉減速位置GCDの切り替わり位置のぎりぎりの位置でいずれかの図6或いは図7の状態になりモータが動きだした後に閉減速位置GCDが切り替わっても、前の制御状態を保持し続ける。
Here, the switching between the characteristics in Fig. 6 when the bucket GB is not gripped and the characteristics in Fig. 7 when the bucket GB is gripped is performed before the motor starts to move at the moment when a hoisting or lowering operation is performed, switching from the closed deceleration position GCD to the closed side or from the closed deceleration position GCD to the open side, and switching between the control characteristics in Fig. 6 and Fig. 7 is not performed while the motor is operating. This is in consideration of the occurrence of switching shock at the time of switching.
For example, even if the closed deceleration position GCD is switched after the state shown in FIG. 6 or FIG. 7 is reached at the very limit of the switching position of the closed deceleration position GCD and the motor starts to move, the previous control state is maintained.

閉減速位置GCDを図6と図7の制御特性の切り替えに使用しているのは、閉減速位置GCDの位置から僅かに閉じ側の位置に掴み位置GGが必ず存在し、かつ、閉減速位置GCDの位置ではバケットの中にバラ物荷役物HOを保持できない位置で、この位置から開きの側ではバケットGB単体の状態で支持と開閉の負荷分担が図5の(2)の状況の位置で、閉減速位置GCDと制御切り替え位置が最適な同じ位置(実施例では閉端位置GCから開閉ロープGWが0.6m開き側の位置)であるから、閉減速位置GCDを制御切り替え位置として使用している。
この時、閉減速位置GCDから図7の特性で巻上げ或いは巻下げをすると、速やかに掴み位置GGに移動し支持モータHMと開閉モータGMの負荷分担が50:50に収束する。
そして、掴み位置GGから少し開いただけで掴んでいるバラ物荷役物HOを掴む掴み力が無くなり、シェルCLの隙間からバラ物荷役物HOが落ちてしまい、閉減速位置GCDの開閉位置では、バケットGB内は空荷状態である。
The reason why the closed deceleration position GCD is used to switch the control characteristics between Figures 6 and 7 is that the gripping position GG is always located slightly to the closing side from the closed deceleration position GCD, and at the closed deceleration position GCD, the bulk cargo HO cannot be held in the bucket. From this position to the opening side, the load sharing for support and opening/closing with the bucket GB alone is in the position of (2) in Figure 5, and the closed deceleration position GCD and the control switching position are the same optimal position (in the embodiment, the opening/closing rope GW is 0.6 m to the opening side from the closed end position GC), so the closed deceleration position GCD is used as the control switching position.
At this time, when winding or lowering is performed from the closing deceleration position GCD according to the characteristics of FIG. 7, it quickly moves to the gripping position GG and the load sharing between the support motor HM and the opening/closing motor GM converges to 50:50.
Furthermore, if the bucket opens slightly from the gripping position GG, the gripping force for gripping the bulk cargo HO is lost, causing the bulk cargo HO to fall through the gap in the shell CL, and when the bucket GB is in the opening and closing position of the closed deceleration position GCD, the inside of the bucket GB is empty.

閉減速位置GCDの開き側で図6の特性とした時、図6の特性は支持モータHMと開閉モータGMの負荷が不均衡でもその状態を維持し、負荷が過負荷状態ならその状態を維持しようとしてしまう。しかし、閉減速位置GCDの位置ではバケットGB単体の荷重だけしか掛かっていないので、支持モータHMが支える荷重は100%以下で、支持モータHMの負荷が100%を超えて過負荷になることはない。
また、閉減速位置GCDから閉じ側の位置では、シェルCL間にバラ物荷役物が噛み込んで開閉が拘束された掴み位置GGの開閉位置から、更に開閉ロープGWを閉端位置GCまで締め上げていくと、図5の(4)のように支持ロープHWが弛み、開閉ロープGWだけにバケットGBの重量とバラ物荷役物HOの重量すべてが掛かってしまい、開閉が過負荷状態になってしまうが、閉減速位置GCDより閉側では、図7の制御特性になっているので、図7の制御特性で巻上げ或いは巻下げを行うと、支持モータHMと開閉モータGMの負荷分担が50:50になる掴み位置GGに速やかに収束し維持するので、図5(4)の状態にはならず、開閉モータGMや開閉の速度制御装置が過負荷破損等に至ることはな
い。
6 on the opening side of the closing deceleration position GCD, the characteristics in Fig. 6 maintain the state even if the loads on the support motor HM and the opening/closing motor GM are unbalanced, and if the loads are in an overload state, the state will be maintained. However, since only the load of the bucket GB alone is applied at the closing deceleration position GCD, the load supported by the support motor HM is less than 100%, and the load on the support motor HM does not exceed 100% and become overloaded.
Furthermore, in the position on the closing side from the closing deceleration position GCD, when the opening/closing rope GW is further tightened to the closed end position GC from the opening/closing position of gripping position GG where the bulk cargo is caught between the shells CL and the opening/closing is restricted, the support rope HW slackens as shown in Figure 5 (4), and the weight of the bucket GB and the weight of the bulk cargo HO are all placed on the opening/closing rope GW alone, resulting in an overloaded opening/closing state. However, since the control characteristics are as shown in Figure 7 on the closing side from the closing deceleration position GCD, when winding up or lowering is performed with the control characteristics of Figure 7, the load sharing between the support motor HM and the opening/closing motor GM is quickly converged to and maintained at the gripping position GG where it is 50:50, so the state of Figure 5 (4) does not occur, and the opening/closing motor GM and the opening/closing speed control device will not be damaged by overload, etc.

バケット付きクレーンCRの搬送パターンは、図9に示すレイアウトのようにピットPT等の下方でバラ物荷役物HOの掴みを行いホッパHOP等の上方で開きを行うのが一般的である。そして、上方で掴んで下方で開く搬送パターンは一般的ではない。
図9以外の運用例でも、例えばアンローダでは、下方の船倉内で掴み上方のホッパHOPで開く。浚渫バケットにおいても、水面下の川底や海底で掴み、水面上の台船や陸地に開く。開く場所が搬出トラックになるような運用例の場合も、搬出トラックの位置は掴み位置より上方に位置する。
このように、バケット付きクレーンの搬送パターンは、巻上げている時はバラ物荷役物HOを掴んでいる状態で、巻下げている時は掴んでいない状態でバケットGBを開端位置GOの状態にして掴みに行く状態となる。
The transport pattern of a bucket crane CR is generally to grab a bulk object HO below a pit PT, etc., and open it above a hopper HOP, etc., as shown in the layout in Figure 9. However, a transport pattern in which the object is grabbed above and opened below is not common.
In operation examples other than those shown in Fig. 9, for example, an unloader grabs the cargo in the lower hold and opens it at the upper hopper HOP. A dredging bucket also grabs the cargo on the riverbed or seabed below the water surface and opens it on a barge or land above the water surface. Even in operation examples where the cargo is opened at the discharge truck, the discharge truck is located above the grab position.
In this way, the transport pattern of the bucket crane is such that when hoisting, the bulk cargo HO is gripped, and when lowering, the bucket GB is not gripped and goes to grab the cargo with the bucket in the open end position GO.

バケット付きクレーンの搬送パターンの中で掴んでいる状態で巻下げを行う工程は、ホッパHOPの上や搬出トラックの上でバラ物荷役物HOが飛散したり、バラ物荷役物HOが落ちるショックを緩和するため、ホッパHOPの上や搬出トラックの上でバケットGBを掴んだ状態で低速で巻き下げる場合があるが、巻下げ距離は僅かで全体の搬送工程に与える影響度は小さい。
バケットを開いている状態の搬送パターンで、バケットGBを全開の開端位置GOの状態でバラ物荷役物HOを掴みに行く作業以外は、バケットを休止するためにバケット置場に搬送する工程があるが、バケットGBを休止待機する時も、バケットが最も安定度があり、爪TAの損傷が最もない開端位置GOの状態を確保できれば良い。
このように、バケット付きクレーンでは、掴み位置GGの状態か、開端位置GOの状態の2点のみが搬送に必要な開閉状態で、それ以外の開閉の中間位置の状態は搬送上の必要性がなく経過状態でしかないので、開閉の中間位置の状態を保持しておく必要性はない。よって、掴んでいない状態では開端位置GOの状態を積極的に作り出すようにする。
During the process of lowering the cargo while gripping it in the transport pattern of a bucket crane, the bucket GB may be gripped and lowered at a slow speed while being lowered above the hopper HOP or the discharge truck in order to reduce the shock of the bulk cargo HO scattering or falling onto the hopper HOP or the discharge truck, but the lowering distance is short and the impact on the overall transport process is small.
In the transport pattern with the bucket open, apart from the operation of grabbing loose cargo HO with the bucket GB in the fully open open end position GO, there is a process of transporting the bucket to a bucket storage area to rest the bucket. Even when the bucket GB is waiting to be rested, it is sufficient to ensure that the bucket is in the open end position GO state where it is most stable and where the claws TA are least damaged.
In this way, in a bucket crane, only the gripping position GG or the open end position GO are the two open/closed states necessary for transport, and the other intermediate positions between the open and closed positions are not necessary for transport and are merely transitory states, so there is no need to maintain the intermediate positions between the open and closed positions. Therefore, when not gripping, the open end position GO is actively created.

ホッパHOP上でバケットGBを開く際、勢いよくバケットGBを開くと図10に示すように投入したバラ物荷役物HOが、ホッパHOP上面でブリッジBRI状態になり、底だけが抜けて、ホッパHOP内でバラ物荷役物HOが詰まってホッパHOPが機能しなくなるブリッジBRI現象が発生する場合がある。この現象はバラ物荷役物HOの性状とバケットGBの開き方に起因する。このブリッジBRI現象を防止するため、図9の(1)のようにホッパHOPの縁で少しだけバケットGBを開いて掴んでいるバラ物荷役物HOを徐々に落とす方法がある。この方法は、粉塵の飛散を防ぐ効果や、搬出トラックへの積載においては、トラックへの衝撃を和らげる効果もある。
このバケットGBの開き方でバケットGB内のバラ物荷役物HOを落とした後に、横行又は走行動作TSとバケットGBの開きの同時動作をさせながらピットPT上方の巻下げ可能なエリアに入っても、まだ開端位置GOまで達していない。
本発明では、ここで開端位置に達するまで巻下げ動作を待つのではなく、開端位置GOに達していなくても、閉減速位置GCDの開き側のバケット開閉位置の状態で巻下げ操作を行うと、開閉モータGMの速度を定格速度を超えて速度を出力し、支持モータHMより開閉モータGMの速度を速く速度差を付けることで、図9の(1)から(4)の流れで巻下げながら開き動作をさせて、搬送効率を上げることができる。
When opening the bucket GB on the hopper HOP, if the bucket GB is opened forcefully, the loose cargo HO put in may become in a bridge BRI state on the top surface of the hopper HOP as shown in Figure 10, and only the bottom may come out, and the loose cargo HO may become clogged in the hopper HOP, causing the hopper HOP to stop functioning. This phenomenon is caused by the nature of the loose cargo HO and the way the bucket GB is opened. In order to prevent this bridge BRI phenomenon, there is a method of opening the bucket GB a little at the edge of the hopper HOP as shown in (1) of Figure 9 to gradually drop the loose cargo HO that is being held. This method has the effect of preventing dust from scattering and, when loading onto a transport truck, also has the effect of mitigating the impact on the truck.
After the loose cargo HO inside the bucket GB is dropped by opening the bucket GB in this manner, the bucket GB enters an area above the pit PT where it can be unloaded while simultaneously performing the lateral or traveling operation TS and opening the bucket GB, but has not yet reached the open end position GO.
In the present invention, rather than waiting until the open end position is reached to perform the lowering operation, if the lowering operation is performed while the bucket is in the open opening/closing position on the opening side of the closing deceleration position GCD, even if the open end position GO has not been reached, the speed of the opening/closing motor GM is output at a speed exceeding the rated speed, and the speed of the opening/closing motor GM is made faster than the support motor HM to create a speed difference, thereby performing the opening operation while lowering in the flow from (1) to (4) in Figure 9, and improving the conveying efficiency.

閉減速位置GCDより開側のバケット開閉位置にある状態で巻下げを行う搬送パターンの状況は、掴みに行く状況か、バケット保全位置に向かう状況しかなく、いずれも開端位置GO状態にしないといけない状況である。そして、この時の支持モータHMと開閉モータGMの負荷分担は、図5の(2)に示すように開閉モータGMの負荷分担が小さいので、開閉モータGMには、定格速度を超えて速度を出す余力がある。
そして、開閉モータGMの速度目標値ωを支持モータHMより上げて開端位置GOに
向かい、開端位置GOを保持しようと制御するので、図6の特性に存在する僅かな定常偏差やトルクリミッタLMの影響でバケットGBが閉じる現象が完全に解消できる。
The transport pattern for lowering when the bucket is in a bucket opening/closing position on the open side of the closing deceleration position GCD can only be a situation where it goes to grab or goes to the bucket maintenance position, either of which requires the open end position GO. In this case, the load shared by the support motor HM and the opening/closing motor GM is small as shown in (2) of Figure 5, so the opening/closing motor GM has the capacity to exceed the rated speed.
Then, the speed target value ω * of the opening/closing motor GM is increased more than that of the support motor HM to move toward the open end position GO and control is performed to maintain the open end position GO, so that the phenomenon in which the bucket GB closes due to the slight steady-state deviation present in the characteristics of FIG. 6 and the influence of the torque limiter LM can be completely eliminated.

この時の開閉速度は、開閉負荷トルクが15%未満なので開閉モータGMの速度を200%の速度を出すことも可能であるが、開閉モータGMを支持モータHMの2倍の巻下げ速度を出してから巻下動作を停止すると、支持ロープHWの減速距離(実施例では1.2m)に対し開閉ロープGWの減速距離(実施例では4.8m)が4倍となり、支持と開閉の相対減速距離は3倍(実施例では3.6m)となり、この状態で巻下げを停止すると、開閉ロープGWが大きく繰り出してしまう。
これを防止するため、開閉モータGMの速度は、支持モータの21/2倍に抑えて、開閉ロープGWの減速距離を支持ロープHWの減速距離の2倍とし相対減速距離を1倍に抑える。
巻下げと開きを同時動作で支持モータHMより開閉モータGMの速度を上げた状態から支持モータHMと開閉モータGMの両方を同時に減速停止した時は、速度差の自乗で減速距離が延びてしまい、開閉ロープGWが大きく繰り出すので開閉モータGMの速度を上げ過ぎず21/2に抑えておくのが良い。しかし、支持モータHMより開閉モータGMの速度を上げて、巻下げと開きを同時動作をしている状態から、支持モータHMと開閉モータGMの速度を等しくすることで開き動作のみを停止し巻下げを継続した時の開閉の減速距離は通常の減速距離となるので、前記の開閉速度を出しすぎないように抑えた場合は、開閉時間に時間を要してしまう。
Since the opening and closing load torque is less than 15%, it is possible to set the opening and closing motor GM to a speed of 200%, but if the opening and closing motor GM is set to a lowering speed twice that of the support motor HM and then the lowering operation is stopped, the deceleration distance of the opening and closing ropes GW (4.8 m in this embodiment) will be four times the deceleration distance of the support ropes HW (1.2 m in this embodiment), and the relative deceleration distance between support and opening and closing will be three times (3.6 m in this embodiment), and if the lowering is stopped in this state, the opening and closing ropes GW will be unwound by a large amount.
To prevent this, the speed of the opening/closing motor GM is limited to 2 1/2 times that of the support motor, and the deceleration distance of the opening/closing rope GW is set to twice that of the support rope HW, keeping the relative deceleration distance to 1.
When the speed of the opening/closing motor GM is increased more than that of the support motor HM during simultaneous operation of lowering and opening, and then both the support motor HM and the opening/closing motor GM are decelerated and stopped at the same time, the deceleration distance increases with the square of the speed difference, and the opening/closing rope GW is unwound significantly, so it is better not to increase the speed of the opening/closing motor GM too much and keep it at 2 1/2 . However, when the speed of the opening/closing motor GM is increased more than that of the support motor HM and the opening/closing motor GM is made equal from the state in which lowering and opening are simultaneously performed, the deceleration distance for opening and closing when only the opening operation is stopped and lowering is continued is the normal deceleration distance, so if the opening and closing speed is kept so as not to be too high, it will take time to open and close.

巻下げと開きの同時動作の開きのみの減速停止動作は、図9に示すように、開閉モータGMの速度は支持モータHMの速度の21/2倍として巻下げを行い、開減速位置GODに達すると開閉モータGMの速度を減速させ、支持速度に対し若干速い速度とし、その速度を保って開端位置GOに達したところで支持速度と開閉速度を等しくする。
このように、支持速度と開閉速度の速度差は小さめに抑えて、ゆっくりと開きながら巻下げを行うが、開減速位置GODと開端位置GOの2点検出だけでは速度差を抑えて制御するしかないので開き時間に時間を要する。この時、開減速位置GODと開端位置GOの2点だけで制御するのではなく、開端位置GOまでの支持と開閉の相対距離を数値で捉え。その相対距離に対して出力できる最大相対速度を演算しながらリニアに速度差を制御すると、21/2倍以上の速度差を出すことも可能で、巻下げ中の開き時間を速くすることが可能になるとともに、開端位置GOの位置に達した後の開端位置GOの位置を保持しようとする性能も向上することができる。
In the simultaneous operation of lowering and opening, the deceleration and stopping operation for opening only is performed as shown in FIG. 9, the speed of the opening/closing motor GM is set to 2 1/2 times the speed of the support motor HM to perform lowering, and when the opening deceleration position GOD is reached, the speed of the opening/closing motor GM is decelerated to a speed slightly faster than the support speed, and when the speed is maintained and the open end position GO is reached, the support speed and the opening/closing speed are made equal.
In this way, the speed difference between the support speed and the opening and closing speed is kept small, and the winding down is performed while opening slowly, but the opening time takes time because the speed difference has to be controlled by only detecting two points, the open deceleration position GOD and the open end position GO. At this time, instead of controlling only two points, the open deceleration position GOD and the open end position GO, the relative distance between the support and the opening and closing up to the open end position GO is captured numerically. If the speed difference is controlled linearly while calculating the maximum relative speed that can be output for that relative distance, it is possible to achieve a speed difference of 2 1/2 times or more, which makes it possible to speed up the opening time during winding down, and also improves the performance of maintaining the position of the open end position GO after it reaches the position of the open end position GO.

ところで、巻上げの動作と開きの同時操作を行うためには、支持モータHMの速度を上げるか開閉モータGMの速度を下げるかの方法になるが、図5の(1)の負荷分担の如く、支持モータには定格速度を超えて速度を増す余力がなく能力上無理なのと、開閉モータGMの速度を下げて開く方法は搬送時間短縮に寄与しない。そして、上方に巻上げてバケットGBを開けないといけない状況が搬送パターンでレアケースであることから、巻上げながら開をする方法は、あまり重要な機能ではない。 In order to perform the hoisting and opening operations simultaneously, the speed of the support motor HM can be increased or the speed of the opening/closing motor GM can be decreased. However, as shown in the load distribution in Figure 5 (1), the support motor does not have the capacity to increase its speed beyond the rated speed, and the method of opening by decreasing the speed of the opening/closing motor GM does not contribute to shortening the transport time. Furthermore, since the situation in which the bucket GB needs to be opened by hoisting it upwards is a rare case in the transport pattern, the method of opening while hoisting is not a very important function.

以上、本発明の複索ロープ式バケット付きクレーンの巻上げ下げの制御方法について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。 The above describes the control method for hoisting and lowering a double rope bucket crane of the present invention based on its embodiment, but the present invention is not limited to the configuration described in the above embodiment, and the configuration can be changed as appropriate within the scope of the spirit of the invention.

本発明の複索ロープ式バケット付きクレーンの巻上げ下げの制御方法は、バケットの状態に応じて支持モータと開閉モータの制御を最適化し、支持と開閉の負荷分担を最適化することでモータ過負荷による故障を減らし、ロープの弛みのない使いやすい制御とし、搬
送工程に合致した動きとし搬送効率を行い、複索ロープ式バケット付きクレーンで好適に用いることができる。
The control method for hoisting and lowering a double rope bucket crane of the present invention optimizes the control of the support motor and the opening and closing motor according to the state of the bucket, and optimizes the load sharing between support and opening and closing to reduce failures due to motor overload, provides easy-to-use control without rope slack, and ensures efficient transportation by matching the movement to the transportation process, making it ideal for use with a double rope bucket crane.

CR クレーン
HD 支持ドラム
GD 開閉ドラム
HM 支持モータ
GM 開閉モータ
BR ブレーキ
GR 減速機
LC ロードセル
HP 支持位置検出器
GP 開閉位置検出器
PG 速度検出器
HW 支持ロープ
GW 開閉ロープ
GB バケット
HB 上シーブボックス
LL 連結ロッド
CL シェル
TA 爪
BB 下シーブボックス
HS 上シーブピン
BS 下シーブピン
SH シーブ
CS コッターシーブ
GO 開端位置
GOD 開減速位置
GCD 閉減速位置
GC 閉端位置
GG 掴み位置
HT 支持トルク
GT 開閉トルク
ω 速度
T トルク
ω 速度目標値
トルク目標値
ASR 自動速度設定器
PC/PIC 比例特性/比例積分特性
LM トルクリミッタ
PT ピット
HO バラ物荷役物
HOP ホッパ
BRI ブリッジ
TS 横行又は走行動作
HR 支持巻下動作
GR 開閉巻下動作
CR Crane HD Support drum GD Open/close drum HM Support motor GM Open/close motor BR Brake GR Reducer LC Load cell HP Support position detector GP Open/close position detector PG Speed detector HW Support rope GW Open/close rope GB Bucket HB Upper sheave box LL Connecting rod CL Shell TA Claw BB Lower sheave box HS Upper sheave pin BS Lower sheave pin SH Sheave CS Cotter sheave GO Open end position GOD Open deceleration position GCD Closed deceleration position GC Closed end position GG Gripping position HT Support torque GT Open/close torque ω Speed T Torque ω * Speed target value T * Torque target value ASR Automatic speed setter PC/PIC Proportional characteristic/Proportional integral characteristic LM Torque limiter PT Pit HO Bulk cargo handling HOP Hopper BRI Bridge TS Traverse or travelling operation HR Support lowering operation GR Open/close lowering operation

Claims (3)

支持モータと開閉モータの独立した2種類の等容量の巻上げ装置で複索ロープ式バケットの巻上げ下げ制御を行う複索ロープ式バケット付きクレーンの巻上げ下げの制御方法であって、
バケットの開閉状態がバケットの閉端位置から少し開いた閉減速位置の付近から閉じ側にある場合においては、バケットが閉じて荷役物を掴んだ状態と判断し、巻上げ又は巻下げをする時の支持モータと開閉モータの自動速度設定器の速度制御特性を、速度偏差量に対してトルクを比例変動させる比例特性とし、支持モータと開閉モータの出力速度を、巻上げ時には、負荷の大きさが大きくなるにつれて負荷の大きさに比例して遅くなるように制御し、巻下げ時には、負荷の大きさが大きくなるにつれて負荷の大きさに比例して速くなるように制御し、負荷に対する速度の比率を、支持モータと開閉モータ共に同じ比率にすることで支持モータと開閉モータの負荷分担が同一になるように制御することで、荷役物を掴んだ状態を維持しながら巻上げ巻下げを行うようにし、
バケットの開閉状態がバケットの閉端位置から少し開いた閉減速位置の付近から開き側にある場合においては、荷役物を掴んでいないと判断し、巻上げ又は巻下げをする時の支持モータと開閉モータの自動速度設定器の速度制御特性を、速度偏差量に対するトルク特性を比例積分特性とすることで負荷変動に対する速度偏差量を小さくし、支持モータと開閉モータの負荷に対する速度変動を小さくし、巻上げ下げ時には、負荷の大きさに関係なく速度偏差が小さくなるように制御し、かつ、巻下げ時には、開閉モータの速度を定格速度を超える範囲まで速度制御範囲を広げ、支持モータより開閉モータの速度を速くすることで巻下げながら開き動作をし、バケットの開閉位置が開端位置にない時の巻下げ時には支持モータの巻下速度より開閉モータの巻下速度を定格速度を超えて速くすることで巻下げをしながらバケットを開端位置に向かわせるようにし、バケットが開端位置にある時には、支持モータと開閉モータの速度を等しくすることにより、開端位置の状態を保持したまま巻下げを行う
ことを特徴とする複索ロープ式バケット付きクレーンの巻上げ下げの制御方法。
A method for controlling the hoisting and lowering of a crane with a double rope bucket, which controls the hoisting and lowering of a double rope bucket using two types of hoisting devices with equal capacity, which are independent of a support motor and an opening/closing motor, comprising:
When the open/closed state of the bucket is on the closing side from near the closing deceleration position slightly open from the closed end position of the bucket, it is determined that the bucket is closed and gripping the load, and the speed control characteristics of the automatic speed setters of the support motor and opening/closing motor when hoisting or lowering are set to proportional characteristics which vary the torque proportionally to the amount of speed deviation, and the output speeds of the support motor and opening/closing motor are controlled to slow down in proportion to the size of the load as the load increases when hoisting, and to speed up in proportion to the size of the load as the load increases when lowering, and the speed ratio to the load is controlled to be the same for both the support motor and the opening/closing motor, so that the load sharing of the support motor and the opening/closing motor is the same, thereby allowing hoisting or lowering to be performed while maintaining the load gripped state,
a speed control device for controlling the speed of the opening and closing motor when the bucket is opened from near a closed deceleration position slightly open from the closed end position of the bucket to the open side, the device determines that the load is not being gripped, and when hoisting or lowering, the speed control characteristics of the automatic speed setters of the support motor and the opening and closing motor are set to proportional and integral torque characteristics with respect to the speed deviation amount to reduce the speed deviation amount with respect to the load variation, and the speed fluctuation of the support motor and the opening and closing motor with respect to the load is reduced, and when hoisting or lowering, the device controls so that the speed deviation is small regardless of the size of the load, and when lowering, the speed control range of the opening and closing motor speed is expanded to a range exceeding the rated speed, and the opening and closing motor speed is made faster than the support motor to perform the opening operation while lowering, and when lowering when the bucket is not in the open end position, the lowering speed of the opening and closing motor is made faster than the support motor speed at a speed exceeding the rated speed so that the bucket is moved toward the open end position while being lowered, and when the bucket is in the open end position, the speed of the support motor and the opening and closing motor are made equal to each other to perform the lowering while maintaining the open end position.
前記支持モータと開閉モータの自動速度設定器の速度制御特性の比例特性と比例積分特性との切り替えを、巻上げ操作或いは巻下げ操作を入れた瞬間のモータが動きだす前に、バケットの開閉状態がバケットの閉端位置から少し開いた閉減速位置の付近から閉じ側かThe automatic speed setting device of the support motor and the opening/closing motor is switched between the proportional characteristic and the proportional integral characteristic of the speed control characteristic when the motor starts to move at the moment when the winding-up or winding-down operation is performed, and the opening/closing state of the bucket is changed from the vicinity of the closing deceleration position slightly opened from the closed end position of the bucket to the closing side.
開き側かで行うようにすることを特徴とする請求項1に記載の複索ロープ式バケット付きクレーンの巻上げ下げの制御方法。2. The method for controlling the hoisting and lowering of a double rope type bucket crane according to claim 1, wherein the hoisting and lowering is performed on the opening side.
前記バケットの開閉状態が閉端位置から少し開いたバケットの閉減速位置の付近から閉じ側にある場合におけるバケットが閉じて荷役物を掴んだ状態において、巻上げ下げ時に、支持モータと開閉モータの加速終了後の速度或いはトルクが等しくなった時に、モータトルクに余力がある場合は、その時の負荷の大きさに対して各々のモータが出力できる最大速度まで増速するようにすることを特徴とする請求項1又は2に記載の複索ロープ式バケット付きクレーンの巻上げ下げの制御方法。 3. A method for controlling the hoisting and lowering of a double rope type bucket crane as claimed in claim 1 or 2, characterized in that when the open/closed state of the bucket is from near a bucket closing deceleration position slightly open from the closed end position to the closing side and the bucket is closed to grip a load, when the speeds or torques of the support motor and the opening/closing motor after acceleration have ended become equal during hoisting and lowering, if there is spare capacity in the motor torque, the speeds are increased to the maximum speed that each motor can output for the size of the load at that time.
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