JPH0526896B2 - - Google Patents
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- JPH0526896B2 JPH0526896B2 JP9487983A JP9487983A JPH0526896B2 JP H0526896 B2 JPH0526896 B2 JP H0526896B2 JP 9487983 A JP9487983 A JP 9487983A JP 9487983 A JP9487983 A JP 9487983A JP H0526896 B2 JPH0526896 B2 JP H0526896B2
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Links
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
- E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
- E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
- E02F3/36—Component parts
- E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
- E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
- E02F3/435—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like
- E02F3/438—Memorising movements for repetition, e.g. play-back capability
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はパワシヨベルの自動掘削装置に関す
る。
る。
従来パワシヨベルにおいて掘削作業を自動化す
るため、作業機の各部に位置検出器を設け、これ
ら位置検出器で検出した位置制御をもとに作業機
操作弁を制御するようにしたものが公知である。
しかしこの方法では位置検出器に用いるポテンシ
ヨメータの精度が十分でないため精度の高い位置
検出ができないと共に、制御対象である作業機の
イナーシヤに対して駆動力が十分大きくないこと
による動特性の悪化や、また作業機の角度に対し
油圧シリンダのストロークが非線形であつたりす
ることから、単に作業機の位置検出のみでは精度
の高い制御がなし得ない不具合があつた。
るため、作業機の各部に位置検出器を設け、これ
ら位置検出器で検出した位置制御をもとに作業機
操作弁を制御するようにしたものが公知である。
しかしこの方法では位置検出器に用いるポテンシ
ヨメータの精度が十分でないため精度の高い位置
検出ができないと共に、制御対象である作業機の
イナーシヤに対して駆動力が十分大きくないこと
による動特性の悪化や、また作業機の角度に対し
油圧シリンダのストロークが非線形であつたりす
ることから、単に作業機の位置検出のみでは精度
の高い制御がなし得ない不具合があつた。
この発明はかかる不具合を改善する目的でなさ
れたもので、作業機各部の位置検出と共に、作業
機操作弁のスプール位置を検出し、スプールの位
置と時間から各操作弁を制御することにより、精
度の高い制御を可能にしたパワシヨベルの自動掘
削装置を提供しようとするものである。
れたもので、作業機各部の位置検出と共に、作業
機操作弁のスプール位置を検出し、スプールの位
置と時間から各操作弁を制御することにより、精
度の高い制御を可能にしたパワシヨベルの自動掘
削装置を提供しようとするものである。
以下この発明の一実施例を参照して詳述する。
図中１は足まわり２により自走自在な下部車体
で、この下部車体１上に旋回機構３を介して上部
旋回体４が設けられており、この上部旋回体４の
前部に作業機５が装着されている。作業機５はプ
ームシリンダ６により起伏自在なプーム７と、こ
のプーム７の先端に取付けられ、アームシリンダ
８により回動自在なアーム９及びアーム９の先端
に取付けられ、バケツトシリンダ１０により回動
実在なバケツト１１とよりなり、各シリンダ６，
８，１０と旋回モータ１２には圧力補償弁１３，
１４，１５，１６を介して各作業機操作弁１７，
１８，１９，２０より油圧が供給されるようにな
つている。また各操作弁１７ないし２０はスプー
ル１７ａないし２０ａにサーボモータ２１，２
２，２３，２４が連動されていて、モータ制御回
路２５よりモータ駆動回路２６を介して入力され
る信号により各サーボモータ２１ないし２４がス
プール１７ａないし２０ａのストローク制御する
ようになつていると共に、各スプール１７ａない
し２０ａには位置検出器２７が設けられていて、
これら位置検出器２７により各スプール１７ａな
いし２０ａの位置検出が行なわれるようになつて
おり、位置検出器２７で検出された位置信号は、
作業機５の各枢支部と、旋回機構３に設けられた
位置検出器２８と共にマルチブレツサ２９及び
Ａ／Ｄ変換器３０を介して制御回路３１へ入力さ
れている。制御回路３１は中央処理装置３２と記
憶装置３３、入力装置３４及び表示装置３５、非
常停止スイツチ３６、警報器３７などよりなり、
作業機操作弁１７ないし２０に設けられた圧力ス
イツチ３８からの信号も圧力スイツチインタフエ
イス３９を介して入力されていて、次のような作
業機５を制御する。
図中１は足まわり２により自走自在な下部車体
で、この下部車体１上に旋回機構３を介して上部
旋回体４が設けられており、この上部旋回体４の
前部に作業機５が装着されている。作業機５はプ
ームシリンダ６により起伏自在なプーム７と、こ
のプーム７の先端に取付けられ、アームシリンダ
８により回動自在なアーム９及びアーム９の先端
に取付けられ、バケツトシリンダ１０により回動
実在なバケツト１１とよりなり、各シリンダ６，
８，１０と旋回モータ１２には圧力補償弁１３，
１４，１５，１６を介して各作業機操作弁１７，
１８，１９，２０より油圧が供給されるようにな
つている。また各操作弁１７ないし２０はスプー
ル１７ａないし２０ａにサーボモータ２１，２
２，２３，２４が連動されていて、モータ制御回
路２５よりモータ駆動回路２６を介して入力され
る信号により各サーボモータ２１ないし２４がス
プール１７ａないし２０ａのストローク制御する
ようになつていると共に、各スプール１７ａない
し２０ａには位置検出器２７が設けられていて、
これら位置検出器２７により各スプール１７ａな
いし２０ａの位置検出が行なわれるようになつて
おり、位置検出器２７で検出された位置信号は、
作業機５の各枢支部と、旋回機構３に設けられた
位置検出器２８と共にマルチブレツサ２９及び
Ａ／Ｄ変換器３０を介して制御回路３１へ入力さ
れている。制御回路３１は中央処理装置３２と記
憶装置３３、入力装置３４及び表示装置３５、非
常停止スイツチ３６、警報器３７などよりなり、
作業機操作弁１７ないし２０に設けられた圧力ス
イツチ３８からの信号も圧力スイツチインタフエ
イス３９を介して入力されていて、次のような作
業機５を制御する。
次に作用を第３図に示すフローチヤートに沿つ
て説明すると、作業機５による自動掘削を行うに
当つては、まず自動的に行う掘削動作を学習過程
により制御回路３１中の記憶装置３３へ記憶させ
る操作が必要となる。学習過程はスタート後ステ
ツプで選択され、表示装置３５に学習
（TEACH）表示がなされる。その後ステツプ
でスタートすると、ステツプで作業前の状態の
作業機５各部の位置が各位置検出器２８により検
出され、記憶装置３３へ記憶される。その後作業
者が操作レバ４０を操作して掘削作業を行うと、
作業機５各部の位置変化とそれに伴う操作弁１７
ないし２０のスプール位置が時間の経過と共に位
置検出器２７，２８で検出され、記憶される（ス
テツプ）。次にステツプへ進んでタイムオー
バを判定し、タイムオーバしていなければステツ
プへ進んで、次の測定までの時間取りをした後
テツプへ戻つて作業終了かを判定する。学習作
業が終了していればステツプへ進んで作業終了
後の作業機５の各部の位置を位置検出器２８で検
出して、その位置を記憶する。
て説明すると、作業機５による自動掘削を行うに
当つては、まず自動的に行う掘削動作を学習過程
により制御回路３１中の記憶装置３３へ記憶させ
る操作が必要となる。学習過程はスタート後ステ
ツプで選択され、表示装置３５に学習
（TEACH）表示がなされる。その後ステツプ
でスタートすると、ステツプで作業前の状態の
作業機５各部の位置が各位置検出器２８により検
出され、記憶装置３３へ記憶される。その後作業
者が操作レバ４０を操作して掘削作業を行うと、
作業機５各部の位置変化とそれに伴う操作弁１７
ないし２０のスプール位置が時間の経過と共に位
置検出器２７，２８で検出され、記憶される（ス
テツプ）。次にステツプへ進んでタイムオー
バを判定し、タイムオーバしていなければステツ
プへ進んで、次の測定までの時間取りをした後
テツプへ戻つて作業終了かを判定する。学習作
業が終了していればステツプへ進んで作業終了
後の作業機５の各部の位置を位置検出器２８で検
出して、その位置を記憶する。
以上のようにして学習過程を終了したら、ステ
ツプで再現過程へ進む。
ツプで再現過程へ進む。
再現過程では、まずステツプで作業回数を入
力し、ステツプで作業を開始する。
力し、ステツプで作業を開始する。
作業開始に当つては、まずステツプ作業機５
各部の現在位置が作業機５の各部に設けられた位
置検出器２８により検出されて中央処理装置３２
へと送られ、ステツプで中央処理装置３２によ
り学習時記憶装置３３に記憶された学習開始前の
位置と同じかが判定され、もし同じでない場合は
ステツプへ進んで、作業機５の各部が学習開始
時と同じ位置となるように位置修正が行われる。
各部の現在位置が作業機５の各部に設けられた位
置検出器２８により検出されて中央処理装置３２
へと送られ、ステツプで中央処理装置３２によ
り学習時記憶装置３３に記憶された学習開始前の
位置と同じかが判定され、もし同じでない場合は
ステツプへ進んで、作業機５の各部が学習開始
時と同じ位置となるように位置修正が行われる。
作業機５の位置修正は記憶装置３３に学習時記
憶された学習開始前の各作業機５の位置と、再現
開始時位置検出器２８により検出された作業機５
各部の位置を中央処理装置３２が比較してその偏
差を演算し、その偏差に応じた制御信号をモータ
制御回路２５へ出力することにより行われる。
憶された学習開始前の各作業機５の位置と、再現
開始時位置検出器２８により検出された作業機５
各部の位置を中央処理装置３２が比較してその偏
差を演算し、その偏差に応じた制御信号をモータ
制御回路２５へ出力することにより行われる。
モータ制御回路２５は中央処理装置３２より出
力される制御信号に基ずいてサーボモータ２１な
いし２４により操作弁１７ないし２０のスプール
１７ａないし２０ａを移動し、偏差がなくなる方
向へ作業機５各部のシリンダ６，８，１０及び旋
回モータ１２を制御する。
力される制御信号に基ずいてサーボモータ２１な
いし２４により操作弁１７ないし２０のスプール
１７ａないし２０ａを移動し、偏差がなくなる方
向へ作業機５各部のシリンダ６，８，１０及び旋
回モータ１２を制御する。
また位置修正中はステツプへ戻つて作業機５
各部の位置が引き続き位置検出器２８で検出さ
れ、作業機５各部の位置が学習開始時と同じ位置
になつたときに位置修正動作が終了し、自動掘削
が開始される。
各部の位置が引き続き位置検出器２８で検出さ
れ、作業機５各部の位置が学習開始時と同じ位置
になつたときに位置修正動作が終了し、自動掘削
が開始される。
自動掘削に当つては、まずステツプで、ステ
ツプで入力された作業回数が点減表示され、自
動掘削とともにステツプ作業機５各部の位置が
位置検出器２８により検出される。
ツプで入力された作業回数が点減表示され、自
動掘削とともにステツプ作業機５各部の位置が
位置検出器２８により検出される。
そしてステツプで中央処理装置３２により学
習時記憶装置３３に記憶された作業機５各部の位
置データと、位置検出器２８により送られる位置
データを時間の経過とともに比較演算し、両デー
タにずれが生じた場合は、ずれを補正するための
補正量が算出される。
習時記憶装置３３に記憶された作業機５各部の位
置データと、位置検出器２８により送られる位置
データを時間の経過とともに比較演算し、両デー
タにずれが生じた場合は、ずれを補正するための
補正量が算出される。
また学習時に記憶された作業機５各部の位置デ
ータと再現時の位置データにずれが生じる原因と
しては、油の粘度の変化などに起因する回路低抗
の変化や、掘削する地盤の土質の変化などがあ
る。
ータと再現時の位置データにずれが生じる原因と
しては、油の粘度の変化などに起因する回路低抗
の変化や、掘削する地盤の土質の変化などがあ
る。
一方ステツプで算出された補正量をもとにス
テツプで作業機５各部の位置ずれの補正が行わ
れ、作業機５各部は学習時に記憶された位置に修
正されて自動掘削が続けられる。
テツプで作業機５各部の位置ずれの補正が行わ
れ、作業機５各部は学習時に記憶された位置に修
正されて自動掘削が続けられる。
自動掘削中もステツプで作業機５各部の位置
を位置検出器２８が検出し学習時記憶された位置
データとの間でずれが生じた場合は、ステツプ
でその都度補正する。
を位置検出器２８が検出し学習時記憶された位置
データとの間でずれが生じた場合は、ステツプ
でその都度補正する。
そしてステツプで１作業毎に作業１サイクル
が終了したかを判定し、終了していない場合はス
テツプへ戻つて上記動作を繰返すと共に、終了
した場合はステツプへ進んで、設定回数より−
１してステツプ〓〓へ進み、設定回数作業が終了し
たかを判定する。終了していなければステツプ〓
へ進んで上記動作を繰返すと共に、終了していれ
ばスタートへ戻つて作業を終了する。
が終了したかを判定し、終了していない場合はス
テツプへ戻つて上記動作を繰返すと共に、終了
した場合はステツプへ進んで、設定回数より−
１してステツプ〓〓へ進み、設定回数作業が終了し
たかを判定する。終了していなければステツプ〓
へ進んで上記動作を繰返すと共に、終了していれ
ばスタートへ戻つて作業を終了する。
その後作業内容が変つた場合は新たに学習過程
を経て自動掘削に進むもので、割込み信号の入力
により、第４図に示すフローチヤートで示すよう
に随時マニユアルによる操作も可能である。
を経て自動掘削に進むもので、割込み信号の入力
により、第４図に示すフローチヤートで示すよう
に随時マニユアルによる操作も可能である。
この発明は以上詳述したように、自動掘削に当
つて予め作業内容を学習により記憶させることに
より、その内容に応じた自動掘削が可能となると
共に、作業機の制御を作業機操作弁のスプールに
設けた位置検出器からの信号をもとに、スプール
の位置と時間の関係から各油圧シリンダや旋回モ
ータへ供給する油圧の流量を制御するようにした
ことから、従来の作業機の各部に設けた位置検出
器からの信号をもとに制御するものに比べて、よ
り精度の高い自動掘削が可能になる。
つて予め作業内容を学習により記憶させることに
より、その内容に応じた自動掘削が可能となると
共に、作業機の制御を作業機操作弁のスプールに
設けた位置検出器からの信号をもとに、スプール
の位置と時間の関係から各油圧シリンダや旋回モ
ータへ供給する油圧の流量を制御するようにした
ことから、従来の作業機の各部に設けた位置検出
器からの信号をもとに制御するものに比べて、よ
り精度の高い自動掘削が可能になる。
図面はこの発明の一実施例を示し、第１図は制
御系を含む全体の構成図、第２図はパワシヨベル
の平面図、第３図は自動掘削動作を示すフローチ
ヤート、第４図はマニユアル操作を示すフローチ
ヤートである。 １は下部車体、２は足まわり、３は旋回機構、
４は上部旋回体、５は作業機、１７ないし２０は
作業機操作弁、１７ａないし２０ａはスプール、
２２ないし２４はサーボモータ、２７，２８は位
置検出器、３１は制御回路、３３は記憶装置。
御系を含む全体の構成図、第２図はパワシヨベル
の平面図、第３図は自動掘削動作を示すフローチ
ヤート、第４図はマニユアル操作を示すフローチ
ヤートである。 １は下部車体、２は足まわり、３は旋回機構、
４は上部旋回体、５は作業機、１７ないし２０は
作業機操作弁、１７ａないし２０ａはスプール、
２２ないし２４はサーボモータ、２７，２８は位
置検出器、３１は制御回路、３３は記憶装置。
Claims (1)
- １ 足まわり２により自走自在な下部車体１上に
旋回機構３を介して旋回自在に設けられた上部旋
回体４と、上記上部旋回体４に装着された作業機
５と、上記上部旋回体４の旋回動作及び作業機５
の動作を制御する複数の作業機操作弁１７ないし
２０を備えたパワシヨベルにおいて、上記旋回機
構３及び作業機５の各部に設けられ、かつ上部旋
回体４の旋回位置及び作業機５各部の動作位置を
検出する位置検出器２８と、上記作業機操作弁１
７ないし２０に設けられ、かつサーボモータ２２
ないし２４により制御されるスプール１７ａない
し２０ａの位置を検出する位置検出器２７と、学
習過程時上部旋回体４の旋回位置及び作業機５各
部の位置を時間の経過とともに記憶する記憶装置
３３と、自動掘削時、上記記憶装置３３に記憶さ
れた学習時の位置データと、上記位置検出器２
７，２８が検出した上部旋回体４及び作業機５各
部の位置を時間の経過とともに比較演算し、学習
時記憶させた内容が同じ動作で上部旋回体４及び
作業機５の各部が動作するように作業機操作弁１
７ないし２０に設けられたサーボモータ２２ない
し２４を制御する制御回路３１を具備してなるパ
ワシヨベルの自動掘削装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9487983A JPS59220534A (ja) | 1983-05-31 | 1983-05-31 | パワシヨベルの自動掘削装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9487983A JPS59220534A (ja) | 1983-05-31 | 1983-05-31 | パワシヨベルの自動掘削装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59220534A JPS59220534A (ja) | 1984-12-12 |
| JPH0526896B2 true JPH0526896B2 (ja) | 1993-04-19 |
Family
ID=14122334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9487983A Granted JPS59220534A (ja) | 1983-05-31 | 1983-05-31 | パワシヨベルの自動掘削装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59220534A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2726997B2 (ja) * | 1988-06-17 | 1998-03-11 | 株式会社 小松製作所 | 建設機械の作業自動化装置 |
| US5178510A (en) * | 1988-08-02 | 1993-01-12 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Apparatus for controlling the hydraulic cylinder of a power shovel |
| US5116186A (en) * | 1988-08-02 | 1992-05-26 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Apparatus for controlling hydraulic cylinders of a power shovel |
| JPH02171432A (ja) * | 1988-12-26 | 1990-07-03 | Komatsu Ltd | 電子制御式油圧駆動掘削機械の作業自動化方法 |
| JP2525233B2 (ja) * | 1988-12-19 | 1996-08-14 | 株式会社小松製作所 | 作業機のティ―チング・プレイバック方法 |
| WO1991005113A1 (fr) * | 1989-09-26 | 1991-04-18 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Installation automatisant le fonctionnement d'une machine a entrainement hydraulique |
| US5359517A (en) * | 1989-12-12 | 1994-10-25 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Method and device for automating operation of construction machine |
| JP2682891B2 (ja) * | 1990-07-25 | 1997-11-26 | 新キャタピラー三菱株式会社 | パワーショベルの掘削制御装置 |
-
1983
- 1983-05-31 JP JP9487983A patent/JPS59220534A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59220534A (ja) | 1984-12-12 |
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