JP3237602B2 - クレーン群の同調運転方法および同調運転制御方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、同一の走行レー
ル上を走行する複数のクレーンについて、クレーン間の
干渉制御と吊り荷の振れ止め制御を同時に行うためのク
レーン同調運転方法および同調運転制御方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】工場内や物流ターミナル等において、ク
レーンによる物品の搬送を行う場合、複数のクレーンに
より同時に搬送作業を進めることが多い。その際、複数
のクレーンの間の干渉制御、即ち他のクレーンとの異常
接近さらには衝突を防止するための制御を行う必要があ
る。そこで、この複数のクレーンの間の干渉制御あるい
は衝突防止のため、いくつかの方法が提案されている。

【０００３】例えば、特開平２−２１５６９５号公報に
は、隣接するクレーンの間で相互の距離を測定して、走
行速度を制御する方法が提案されている。この方法で
は、個々のクレーンが、隣接するクレーンとの接近距離
測定手段、および演算装置を備えており、接近距離の測
定値の変化を相対接近速度に換算する。次いで、得られ
た相対接近速度から許容最大速度を演算し、クレーンの
走行速度を自動的に減速するという技術である。

【０００４】特開平７−１６５３８７号公報には、隣接
するクレーンあるいは建屋の壁面からの距離の測定に、
画像処理を用いる方法が提案されている。この方法で
は、個々のクレーンに標識を設置し、隣接するクレーン
あるいは建屋の壁面から、撮像素子でこの標識の画像を
撮像する。次いで、撮像された標識の画像についてその
画素数（寸法）を算出し、隣接するクレーンあるいは建
屋の壁面との距離に換算する。このようにして、換算さ
れた距離が予め定める距離より小さくなると、クレーン
の接近速度を減速するという技術である。

【０００５】特開平８−２８７９号公報には、倉庫の管
理用コンピュータにより、クレーンの走行領域内にバリ
アを設定し、他のクレーンの進入を防止するという方法
が提案されている。この方法では、管理用コンピュータ
は、あるクレーンに移動経路を指示し、そのクレーンが
移動を開始した後では、移動経路から予め定める干渉防
止距離だけ離れた範囲にバリアを設定する。このバリア
内の領域を干渉防止領域とし、そのクレーンが移動を終
了するまで、他のクレーンにはこの領域内に入るような
移動を指示しないという技術である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】自動クレーンにおいて
は、吊り荷の振れ止め制御を行うために、吊り荷の振れ
周期に応じた加減速パターンに基づき、運転パターンを
作成する。この運転パターンに振れの計測値等をフィー
ドバックすることにより、振れを最小限に止める振れ止
め制御を行う。この振れ止め制御方法としては、多数の
技術が開発されており広く知られている。しかしなが
ら、これら従来技術の振れ止め制御は、主として単独の
クレーンに対して適用するものであり、複数のクレーン
の運転に対して、振れ止め制御を適用することは困難で
あった。

【０００７】特開平２−２１５６９５号公報および特開
平７−１６５３８７号公報記載の技術では、振れ止め制
御については全く触れられていない。また、振れ止め制
御においては一般にクレーンの前進と後退を短時間の内
に繰返すので、隣接するクレーンが振れ止め動作に入る
と、双方のクレーンの距離および相対接近速度が短時間
で変化する。その結果これらの従来技術では、隣接クレ
ーンとの相対接近速度あるいは距離が制限を超えると、
クレーンを急停止させることになり、吊り荷が大きく揺
れるという問題がある。

【０００８】特開平８−２８７９号公報記載の技術で
は、振れ止めについては、加速時と減速時に振れ止めの
ための加減速を行っている。しかし、具体的には、実際
に（クレーンが）停止してから残留振れの有無を検出
し、フィードバック制御によりクレーンを少し動かし、
振れ止めの操作と停止位置の微調整を行うと記載されて
いる。このように、振れ止め制御は、クレーンの運行中
は行われず、クレーンの運行とは別に行われている。そ
のため、振れ止めに時間がかかることが問題となると予
想される。

【０００９】またこの技術では、あるクレーンから予め
定めた範囲にバリアを設定して、他のクレーンを排除す
るので、衝突防止の観点からは確実な方法といえる。し
かし、その間、他のクレーンはバリア内に入ることがで
きなくなるため、稼動効率が低下する。特にこの技術の
ように、あるクレーンが移動を開始してから移動を終了
するまで、バリア設定が固定される場合、必要以上に大
きくなる。これは、バリアの範囲としてクレーンの移動
範囲を含むためであり、クレーン群全体としての効率を
低下させるという問題がある。

【００１０】さらにこの技術では、倉庫の管理用コンピ
ュータが複数のクレーンの運行を管理している。そのた
め、以下に述べるクレーン群の運行の集中管理に起因す
る問題が避けられない。

【００１１】一般に、複数のクレーンの運行を集中管理
する場合、図１に示すようになる。ここでは、クレーン
群全体を統括制御する上位地上制御局が、クレーン毎の
動作パターンの計算を行う。その結果を用いて、クレー
ン同士が互いに衝突しないよう計画した動作指示を、各
々のクレーンの機上制御局に、通常の地上−機上間通信
手段で送信するものである。

【００１２】しかし、このような集中管理システムで
は、互いのクレーンの現在位置、動作タイミングなどを
調整するために、機上制御局から地上制御局への通信、
および地上制御局から機上制御局への通信を必要とす
る。その結果、通信による遅れのために、リアルタイム
な制御は困難となる。従って、クレーンの動作計画はこ
の通信による遅れを前提として作成するほかなく、クレ
ーン群の高能率な同調運転制御は困難であった。

【００１３】また、吊り荷の振れ周期は、クレーンによ
る巻き上げ・巻き降し下げなどの動作により、クレーン
ワイヤ長さが変化するため、振り子要素としての周期が
刻々変化する。その結果、振れ止めのための加減速パタ
ーンも刻々変化させる必要がある。しかし、クレーンの
全てのルートについて予め計画し、これらの動作パター
ンを詳細に予測し、加減速パターンを決めておくこと
は、膨大な計算を要するので困難である。

【００１４】この発明は、以上のような従来技術の問題
点を解決し、振れ止め制御により個々のクレーンの運行
能率を低下させることなく、クレーン群全体としての稼
働率を向上させることが可能な、クレーン群の同調運転
方法および同調運転制御方式を提供することを目的とす
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、同一の走
行レール上を走行する複数のクレーンからなるクレーン
群について、すべてのクレーンは、それぞれの動作パタ
ーンに基づき動作を行うとともに、進行方向の隣接クレ
ーンと通信してその隣接クレーンの動作パターンの情報
を受信し、この隣接クレーンの動作パターンと自己の振
れ止め制御との双方の制約に基づき自己の動作パターン
を修正し、その後この修正された動作パターンに基づき
動作を行うクレーン群の同調運転方法である。

【００１６】この発明では、クレーンの走行・停止、吊
り荷の昇降、および吊り荷の振れ止め制御を、動作パタ
ーンに基づき行う。初期状態、即ちクレーンが動作を開
始する以前の状態では、動作パターンは上位管理システ
ムから与えられる。各クレーンは、動作を開始した後
は、隣接クレーンとの異常接近・衝突等の干渉が予想さ
れない限り、その動作パターンに基づき動作を続ける。

【００１７】この発明では、隣接クレーンとの干渉が予
想されると、自己の動作パターン自体を変更することで
干渉を解消する。干渉の有無の予想または判断には、隣
接クレーンとの距離の変化等よく知られた方法を用いる
ことができる。動作パターンの変更は、その時点でクレ
ーンの進行方向側に位置する隣接クレーンの動作パター
ンに基づき行う。その際、振れ止め制御を前提として動
作パターンの変更を行い、例えば、加減速時は振れ止め
制御を優先したパターン、動定常走行時は効率優先パタ
ーンとする。

【００１８】隣接クレーンの動作パターンの情報は、隣
接クレーンとの通信により、その情報の送信を要求して
受信することで得られる。隣接クレーンから得られる情
報は、あくまでも隣接クレーンがその時点で予定してい
る動作パターンの情報である。従って、隣接クレーンの
動作パターンが予定とは変更された場合は、再度、自己
の動作パターンの変更を行う。この際にも、隣接クレー
ン相互の通信を用いることができる。

【００１９】隣接クレーン相互の通信は、基本的には定
期的に行う。通信量を減らす場合は、動作パターンを変
更した際に、変更された動作パターンの情報自体を送信
するか、あるいは隣接するクレーンにその旨通知して送
信要求のあった場合情報を送信すればよい。

【００２０】第２の発明は、同一の走行レール上を走行
し、地上局との通信手段を有する複数のクレーンからな
るクレーン群について、すべてのクレーンが、隣接クレ
ーンとの間で直接通信を行うための隣接クレーン間直接
通信手段と、この直接通信手段により得られた隣接クレ
ーンの動作パターンと自己の振れ止め制御との双方の制
約に基づき自己の動作パターンを修正する動作パターン
修正手段と、自己の動作パターンに基づき運転を制御す
る運転制御手段とを、それぞれ備えていることにより、
地上局から通信により指示された個々のクレーンに対す
る動作指示に対してクレーン間で同調して運転制御を行
うクレーン群の同調運転制御方式である。

【００２１】この発明は、第１の発明を実現するための
運転制御方式であり、隣接クレーン間直接通信手段によ
り隣接クレーンの動作パターンの情報を得て、動作パタ
ーン修正手段により自己の動作パターンを修正する。こ
こで、動作パターン修正手段は第１の発明と同様に、隣
接クレーンの動作パターンと自己の振れ止め制御との双
方の制約に基づき、自己の動作パターンを修正する。運
転制御手段は、修正の有無に拘らず常にその時点の自己
の動作パターンに基づき、走行、吊り荷の昇降等、運転
の制御を行う。

【００２２】この発明では、各クレーンが、直接通信手
段と動作パターン修正手段を備え、地上局から通信によ
り指示された個々のクレーンに対する動作指示を修正す
ることにより、隣接クレーンとの干渉を防止するととも
に、吊り荷の振れ止め制御を行う。その結果、地上局は
個々のクレーンに対して移動場所等の基本的な動作指示
のみを行うだけで済み、干渉防止、振れ止め制御等の詳
細な制御は、個々のクレーンが対処している。

【００２３】このようにこの発明は、個々のクレーンが
クレーン間でデータ交換およびそのデータ処理を行い、
その結果に基づき運転制御を行う制御方式を用いてお
り、他のクレーンと同調して行うクレーン群の同調運転
を実現することができる。また、この発明では、隣接ク
レーン相互の通信により、動作パターンを常に変更しつ
つ同調運転を行うので、隣接クレーン相互の距離制御、
相対速度制御、あるいはバリア設定を行うことは不要と
なる。従って、これらに起因する問題点も解決できる。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１は、発明の実施の形態の１例
を示すフロー図である。まず、ステップ１で、自己の動
作パターンと、隣接クレーン相互の通信により得られた
隣接クレーンの動作パターンとを比較する。比較は、隣
接クレーンとの距離等について、所定期間にわたって行
う。

【００２５】この比較結果を用いて次のステップ２で
は、隣接クレーンとの干渉が予想されるかどうか判定す
る。干渉が起こらないと予想される場合は、ステップ5
にジャンプし、動作パターンとしてはそのまま継続また
は効率化を優先させた動作パターンに変更する。干渉が
予想される場合は、次のステップ３に進む。

【００２６】ステップ３では、動作パターンを構成する
振れ止めパターンについて、その変更が可能か否かを判
定する。ここで、振れ止めパターンの変更が可能という
のは、干渉を解消できるような振れ止めパターンへの変
更が可能ということである。なお、動作パターンが振れ
止めパターンを含んでいない場合（定常走行時など）
は、振れ止めパターンの採用が可能か否かの判定とな
る。別の振れ止めパターンへの変更が可能な場合は、次
のステップ４で振れ止めパターンの変更を行う。

【００２７】干渉を解消できるような振れ止めパターン
の変更ができない場合は、ステップ６で、干渉回避を優
先した動作パターンに変更する。基本的には、自己の動
作パターンを、進行方向に位置する隣接クレーンの動作
パターンと同様の動作パターンに変更する。この際、振
れ止め制御は中断されるが、干渉回避を優先し干渉範囲
から離脱するよう走行速度等を設定することが望まし
い。

【００２８】図２に、この発明を実現するための運転制
御方式のブロック図を示す。隣接クレーン間直接通信手
段１により隣接クレーン９の動作パターンの情報を得
て、動作パターン修正手段２により自己の動作パターン
を修正する。ここで、動作パターン修正手段２は第１の
発明と同様に、隣接クレーン９の動作パターンと自己の
振れ止め制御との双方の制約に基づき、自己の動作パタ
ーンを修正する。運転制御手段３は、修正の有無に拘ら
ず常にその時点の自己の動作パターンに基づき、走行、
吊り荷の昇降等、運転の制御を行う。

【００２９】クレーン群の運転の際は、各クレーン９
が、直接通信手段１と動作パターン修正手段２を用い
て、地上局５から通信により指示された個々のクレーン
に対する動作指示を修正することにより、隣接クレーン
９との干渉を防止するとともに、吊り荷の振れ止め制御
を行う。その結果、地上局５は個々のクレーン９に対し
て移動場所等の基本的な動作指示のみを行うだけで済
み、干渉防止、振れ止め制御等の詳細な制御は、隣接ク
レーン間で直接通信することにより対処している。この
ようにこの発明は、個々のクレーン９が他のクレーン９
と（直接的には隣接クレーン９と）同調して運転制御を
行うことにより、クレーン群の同調運転を行う制御方式
を実現する。

【００３０】次に、２台の隣接するクレーンが、同調運
転により相次いで物品の移動作業を行う場合について、
図３を用いて説明する。この図では、荷物の運搬方向に
位置する隣接クレーンを先行クレーン、自己を後行クレ
ーンと呼び区別する。

【００３１】（１）まず、後行クレーンが上位地上局
（上位システム）から一連の動作指令を受信すると、後
行クレーンは１サイクル動作として開始する前に、先行
クレーンに次のデータ（動作パターン）を直接通信手段
により要求する。 要求情報： 先行クレーンの走行方向・加減速パターン
・今後の予定走行パターン

【００３２】（２）後行クレーンは、先行クレーンの走
行パターンの変化点に合せて、後行クレーンの走行パタ
ーンに変化点を設けて走行パターンを細分化する。

【００３３】（３）走行方向が同一で先行クレーンとの
干渉が予想される場合：後行クレーンは、先行クレーン
が走行開始したタイミングを直接通信手段により受信
し、 ａ．先行クレーンの走行パターンに、後行クレーンの
振れ止め走行パターンが追いつく（その走行パターンに
より後行クレーンが走行すると追いつく）場合は、走行
パターンに同期した走行パターンで、振れ止めは無
視して後行クレーンの走行を開始するか、または、先行
クレーンには追いつかない低速・低加速度の走行パター
ンに変更して、後行クレーンの走行を開始する。 ｂ．先行クレーンの走行パターンより引き離される場
合は、走行パターンには無関係の振れ止めパターン
で後行クレーンの走行を開始する。

【００３４】（４）先行クレーンの走行パターンが変化
する場合：後行クレーンは、先行クレーンの走行パター
ンが変化するタイミングを直接通信手段により受信し、
（３）と同様に： ａ．先行クレーンの走行パターンに、後行クレーンの
振れ止め走行パターンが追いつく（その走行パターンに
より後行クレーンが走行すると追いつく）場合は、走行
パターンに同期した走行パターンで、振れ止めは無
視して後行クレーンの走行を開始するか、または、先行
クレーンには追いつかない低速・低加速度の走行パター
ンに変更して、後行クレーンの走行を開始する。 ｂ．先行クレーンの走行パターンより引き離される場
合は、走行パターンには無関係の振れ止めパターン
で後行クレーンの走行を開始する。

【００３５】（５）先行クレーンが、干渉が予想される
領域から抜け出る方向に走行を開始した場合：後行クレ
ーンは、先行クレーンの走行パターンが変化するタイミ
ングを直接通信手段により受信し、（３）と同様に： ａ．先行クレーンの走行パターンに、後行クレーンの
振れ止め走行パターンが追いつく（その走行パターンに
より後行クレーンが走行すると追いつく）場合は、走行
パターンに同期した走行パターンで、振れ止めは無
視して後行クレーンの走行を開始するか、または、先行
クレーンには追いつかない低速・低加速度の走行パター
ンに変更して、後行クレーンの走行を開始する。 ｂ．先行クレーンの走行パターンより引き離される場
合は、走行パターンには無関係の振れ止めパターン
で後行クレーンの走行を開始する。

【００３６】

【発明の効果】この発明では、隣接クレーン相互の通信
により、動作パターンを常に変更しつつ同調運転を行う
ので、隣接クレーン相互の距離制御、相対速度制御、あ
るいはバリア設定を行うことは不要となる。従って、こ
れらの制御および振れ止め制御を個別に行うことによる
個々のクレーンの運行能率の低下は起こらず、クレーン
群全体としての稼働率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態の１例を示すフロー図である。

【図２】運転制御方式の１例を示すブロック図である。

【図３】実施の形態の１例を示すタイミングチャートで
ある。

【符号の説明】

１ 隣接クレーン間直接通信手段 ２ 動作パターン修正手段 ３ 運転制御手段 ４ 通信手段 ５ 地上局 ９ クレーン

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B66C 13/22,15/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一の走行レール上を走行する複数のク
   レーンからなるクレーン群について、すべてのクレーン
   は、それぞれの動作パターンに基づき動作を行うととも
   に、進行方向の隣接クレーンと通信してその隣接クレー
   ンの動作パターンの情報を受信し、この隣接クレーンの
   動作パターンと自己の振れ止め制御との双方の制約に基
   づき自己の動作パターンを修正し、その後この修正され
   た動作パターンに基づき動作を行うクレーン群の同調運
   転方法。
2. 【請求項２】 同一の走行レール上を走行し、地上局と
   の通信手段を有する複数のクレーンからなるクレーン群
   について、すべてのクレーンが、隣接クレーンとの間で
   直接通信を行うための隣接クレーン間直接通信手段と、
   この直接通信手段により得られた隣接クレーンの動作パ
   ターンと自己の振れ止め制御との双方の制約に基づき自
   己の動作パターンを修正する動作パターン修正手段と、
   自己の動作パターンに基づき運転を制御する運転制御手
   段とを、それぞれ備えていることにより、地上局から通
   信により指示された個々のクレーンに対する動作指示に
   対してクレーン間で同調して運転制御を行うクレーン群
   の同調運転制御方式。