DE112019001746T5

DE112019001746T5 - Steuergerät und steuerverfahren

Info

Publication number: DE112019001746T5
Application number: DE112019001746.2T
Authority: DE
Inventors: Satoru Shintani; Yoshito Kumakura; Daiki Arimatsu
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2018-05-28
Filing date: 2019-03-13
Publication date: 2020-12-17
Also published as: US11939742B2; US20210230828A1; JP7082906B2; JP2019206822A; CN112074641B; CN112074641A; WO2019230121A1

Abstract

Eine Typinformations-Eingabeeinheit empfängt eine Eingabe von Typinformationen zur Identifizierung eines Aufsatzes. Eine Speichereinheit speichert im Voraus die Übereinstimmung zwischen der Typinformation und einem Gewicht oder einer Gewichtsklassifikation des Aufsatzes. Eine Bestimmungseinheit gibt ein entsprechendes Gewichts oder eine Gewichtsklassifikation auf der Grundlage der in die Typinformations-Eingabeeinheit eingegebenen Typinformationen an.

Description

[Technischer Bereich]
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuergerät und ein Steuerverfahren für eine Arbeitsmaschine.
Die Anmeldung beansprucht die Priorität der am 28. Mai 2018 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2018-101836, deren Inhalt hier durch Verweis aufgenommen ist.
[Stand der Technik]
In Patentliteratur 1 wird eine Technik offenbart, die eine Verminderung der Aushubgenauigkeit aufgrund einer Änderung der auf einen Hydraulikzylinder wirkenden Last, der aufgrund eines Gewichtsunterschieds des Löffels ein Arbeitsgerät antreibt, verhindern soll. Gemäß Patentliteratur 1 empfängt eine Steuervorrichtung eine Eingabe über eine Löffelgewichtsklassifizierung (groß, mittel oder klein), und aus der Vielzahl von Korrelationsdaten, die eine Beziehung zwischen einer Zylindergeschwindigkeit und einem Betriebsbefehlswert angeben, wird der Betriebsbefehlswert auf der Grundlage der Korrelationsdaten ausgegeben, die mit der Eingangsklassifizierung verknüpft sind.
[Zitationsliste]
[Patentliteratur]
[Patentliteratur 1]
Internationale PCT-Veröffentlichung Nr. WO 2015/129930
[Zusammenfassung der Erfindung]
[Technisches Problem]
Bei der in Patentliteratur 1 beschriebenen Technik wird die Klassifizierung von groß, mittel oder klein, die die Löffelgewichtsklassifizierung angibt, in die Steuervorrichtung eingegeben, aber diese Klassifizierung unterscheidet sich je nach Löffeltyp. Daher muss der Bediener beim Auswechseln des Löffels das Gewicht des Löffels erfassen, die dem Löffel entsprechende Klassifizierung angeben und dann das Gewicht eingeben. Da es außerdem Löffel mit unterschiedlichen Formen gibt, wie z.B. einen Böschungslöffel und einen schmalen Löffel, ist es selbst für einen geschulten Bediener schwierig, die Gewichtsklassifizierung der verschiedenen vorhandenen Löffel anzugeben.
Darüber hinaus kann es vorkommen, dass eine falsche Einstufung vorgenommen wird, und in diesem Fall besteht die Möglichkeit, dass bei der Eingriffskontrolle der Arbeitsmittel eine Nachfolgung erfolgt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren bereitzustellen, die in der Lage ist, die Einstellung von Arbeitsmitteln in Übereinstimmung mit dem Austausch eines Löffels auf einfache Weise durchzuführen.
[Lösung des Problems]
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Steuervorrichtung zur Steuerung eines Arbeitsmittels mit einem Aufsatz vorgesehen, umfassend eine Eingabeeinheit für Typinformationen, die eine Eingabe von Typinformationen zur Identifizierung des Aufsatzs empfängt, einer Speichereinheit, die im Voraus die Übereinstimmung zwischen den Typinformationen und einem Gewicht oder einer Gewichtsklassifizierung des Aufsatzs speichert, und einer Spezifikationseinheit, die ein entsprechendes Gewicht oder eine Gewichtsklassifizierung auf der Grundlage der in die Eingabeeinheit für Typinformationen eingegebenen Typinformationen angibt.
[Vorteilhafte Wirkungen von Erfindungen]
Gemäß der Steuervorrichtung des oben beschriebenen Aspekts kann der Bediener die Einstellung des Arbeitsmittels in Übereinstimmung mit dem Austausch des Aufsatzes leicht durchführen.
Figurenliste

1 zeigt eine Ansicht, die ein Beispiel für die Stellung eines Arbeitsmittels zeigt.
2 zeigt eine schematische Darstellung einer Konfiguration einer Arbeitsmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform.
3 zeigt ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Arbeitsmittelsteuervorrichtung und eines Ein-/Ausgabegerätes gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
4 zeigt ein Beispiel für Informationen, die zur Steuerung durch eine Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform verwendet werden.
5 zeigt ein Flussdiagramm, das ein erstes Einstellverfahren eines Löffels der Arbeitsmaschine gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
6 zeigt ein Flussdiagramm, das ein zweites Einstellverfahren des Löffels der Arbeitsmaschine gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
7 zeigt ein Beispiel eines Löffelinformations-Eingabebildschirms.
8 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Bedienung der Arbeitsmittelsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
9 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Anzeigeoperation durch das Ein-/Ausgabegerät gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.

[Beschreibung der Ausführungsformen]
Im Folgenden werden die Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
<Koordinatensystem>
1 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für die Stellung eines Arbeitsmittels zeigt. In der folgenden Beschreibung werden ein dreidimensionales Baustellen-Koordinatensystem (Xg, Yg, Zg) und ein dreidimensionales Karosserie-Koordinatensystem (Xm, Ym, Zm) definiert und die Lagebeziehung auf der Grundlage dieser Koordinatensysteme beschrieben.
Das Baustellen-Koordinatensystem ist ein Koordinatensystem, das sich aus einer nach Norden und Süden verlaufenden Xg-Achse, einer nach Osten und Westen verlaufenden Yg-Achse und einer in vertikaler Richtung verlaufenden Zg-Achse zusammensetzt, wobei die Position der auf der Baustelle vorhandenen GNSS-Referenzstation als Bezugspunkt dient. Ein Beispiel für GNSS ist das Global Positioning System (GPS).
Das Karosserie-Koordinatensystem ist ein Koordinatensystem, das sich aus einer Xm-Achse, die sich vorwärts und rückwärts erstreckt, einer Ym-Achse, die sich links und rechts erstreckt, und einer Zm-Achse, die sich aufwärts und abwärts in Bezug auf einen repräsentativen Punkt O erstreckt, der auf einem Oberwagen 120 einer Arbeitsmaschine 100 definiert ist und später beschrieben wird. Die Vorwärtsrichtung wird als +Xm-Richtung, die Rückwärtsrichtung als -Xm-Richtung, die Linksrichtung als +Ym-Richtung, die Rechtsrichtung als -Ym-Richtung, die Aufwärtsrichtung als +Zm-Richtung und die Abwärtsrichtung als -Zm-Richtung in Bezug auf den repräsentativen Punkt O des Oberwagens 120 bezeichnet.
Ein Arbeitsmittelsteuergerät 150 der später beschriebenen Arbeitsmaschine 100 kann durch Berechnung eine Position in einem Koordinatensystem in eine Position in einem anderen Koordinatensystem umrechnen. Beispielsweise kann das Arbeitsmittelsteuergerät 150 die Position im Karosserie-Koordinatensystem in die Position im Baustellen-Koordinatensystem umwandeln, und es kann auch die Position im Gegenkoordinatensystem umrechnen.
<Erste Ausführungsform>
«Arbeitsmaschine»
2 ist eine schematische Darstellung einer Konfiguration einer Arbeitsmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform.
Die Arbeitsmaschine 100 umfasst einen Unterwagen 110, den vom Unterwagen 110 abgestützten Oberwagen 120 und ein durch Hydraulikdruck betriebenes und vom Oberwagen 120 abgestütztes Arbeitsmittel 130. Der Oberwagen 120 wird durch den Unterwagen 110 so abgestützt, dass er um einen Schwenkmittelpunkt schwenkbar ist.
Der Unterwagen 110 umfasst zwei Endlosraupenketten 111, die links und rechts vorgesehen sind, sowie zwei Fahrmotoren 112 für den Antrieb jeder Endlosraupenkette 111.
Das Arbeitsmittel 130 umfasst einen Ausleger 131, einen Arm 132, eine Löffel 133, einen Auslegerzylinder 134, einen Armzylinder 135 und einen Löffelzylinder 136.
Ein Basisendteil des Auslegers 131 ist über einen Auslegerstift P1 am Oberwagen 120 befestigt. Der Arm 132 koppelt den Ausleger 131 und die Löffel 133 aneinander. Ein Basisendteil des Arms 132 ist über einen Armstift P2 an einem Spitzenendteil des Auslegers 131 befestigt. Der Löffel 133 umfasst Zähne für den Erdaushub und eine Unterbringungseinheit zur Aufnahme des Erdaushubs. Ein Basisendteil des Löffels 133 ist über einen Löffelstift P3 an einem Spitzenendteil des Auslegers 132 befestigt. Darüber hinaus kann der Löffel 133 ein Löffel zum Nivellieren sein, z.B. ein Böschungslöffel, oder ein Löffel, der nicht mit der Unterbringungseinheit ausgebildet ist. Darüber hinaus kann das Arbeitsmittel 130 in einer anderen Ausführungform anstelle des Löffels 133 auch andere Aufsätze wie z.B. einen Brecher zum Zerkleinern von Gestein durch Schlagen enthalten.
Der Auslegerzylinder 134 ist ein Hydraulikzylinder zur Betätigung des Auslegers 131. Ein Basisendteil des Auslegerzylinders 134 ist am Oberwagen 120 befestigt. Ein Spitzenendteil des Auslegerzylinders 134 ist am Ausleger 131 befestigt.
Der Armzylinder 135 ist ein Hydraulikzylinder zum Antrieb des Arms 132. Ein Basisendteil des Armzylinders 135 ist am Ausleger 131 befestigt. Ein Spitzenendteil des Armzylinders 135 ist am Ausleger 132 befestigt.
Der Löffelzylinder 136 ist ein Hydraulikzylinder zum Antrieb des Löffels 133. Ein Basisendteil des Löffelzylinders 136 ist am Arm 132 befestigt. Ein Spitzenendteil des Löffelzylinders 136 ist am Löffel 133 befestigt.
Der Oberwagen 120 ist mit einer Kabine 121 ausgestattet, in der ein Fahrer einsteigt. Die Kabine 121 befindet sich vor dem Oberwagen 120 und auf der linken Seite des Arbeitsmittels 130.
Der Oberwagen 120 umfasst einen Motor 122, eine Hydraulikpumpe 123, ein Steuerventil 124, einen Schwenkmotor 125, ein Bedienungsgerät 126, ein Arbeitsmittelsteuergerät 150 und ein Ein-/Ausgabegerät 160.
Der Motor 122 ist eine Antriebsmaschine, die die Hydraulikpumpe 123 antreibt. Die Hydraulikpumpe 123 wird vom Motor 122 angetrieben und versorgt jedes Stellglied (den Auslegerzylinder 134, den Armzylinder 135, den Löffelzylinder 136, den Fahrmotor 112 und den Schwenkmotor 125) über das Steuerventil 124 mit Hydrauliköl.
Das Steuerventil 124 steuert die Durchflussmenge des Hydrauliköls, das von der Hydraulikpumpe 123 jedem Aktuator zum Betrieb der Arbeitsmittel 130 zugeführt wird.
Der Schwenkmotor 125 wird durch das von der Hydraulikpumpe 123 über das Steuerventil 124 zugeführte Hydrauliköl angetrieben, um den Oberwagen 120 zu schwenken.
Die Bedienungsvorrichtung 126 besteht aus zwei Hebeln, die in der Kabine 121 angebracht sind. Die Bedienungsvorrichtung 126 empfängt vom Bediener einen Hebe- und Senkvorgang des Auslegers 131, einen Schub- und Zugvorgang des Arms 132, einen Aushub- und Kippvorgang des Löffels 133 und einen nach rechts und links schwenkenden Vorgang des Oberwagens 120. Der Öffnungsgrad des mit jedem Stellglied des Steuerventils 124 verbundenen Durchflussweges wird entsprechend der Neigung der Bedienungsvorrichtung 126 gesteuert. Beispielsweise verfügt die Bedienungsvorrichtung 126 über ein Ventil, das die Durchflussmenge des Vorsteuer-Hydrauliköls in Übereinstimmung mit der Neigung ändert und den Steuerkolben des Steuerventils 124 in Übereinstimmung mit der Durchflussmenge des Vorsteuer-Hydrauliköls verschiebt, um den Öffnungsgrad des Steuerventils 124 zu steuern. Ferner kann z.B. die Betätigungsvorrichtung 126 einen Neigungssensor enthalten, der die Neigung erfasst und den Steuerkolben des Steuerventils 124 in Übereinstimmung mit der Größe des Ausgangssignals des Neigungssensors verschiebt, um den Öffnungsgrad des Steuerventils 124 zu steuern. Zusätzlich empfängt der Unterwagen 110 eine Vorwärtsbetätigung und eine Rückwärtsbetätigung durch einen Hebel (nicht dargestellt).
Das Arbeitsmittelsteuergerät 150 legt die Position und die Stellung des Löffels 133 im Baustellen-Koordinatensystem fest, basierend auf den Messwerten einer Vielzahl von Messgeräten (später beschrieben), die in der Arbeitsmaschine 100 vorgesehen sind. Ferner gibt das Arbeitsmittelsteuergerät 150 einen Steuerbefehl für den Auslegerzylinder 134, einen Steuerbefehl für den Armzylinder 135 und einen Steuerbefehl für den Löffelzylinder 136 an das Steuerventil 124 aus.
Das Ein-/Ausgabegerät 160 zeigt auf einem Bildschirm die Beziehung zwischen dem Löffel 133 der Arbeitsmaschine 100 und der Gestaltungsfläche der Baustelle an. Das Ein-/Ausgabegerät 160 erzeugt auch ein Eingangssignal entsprechend einer Bedienung eines Benutzers und gibt das Eingangssignal an das Arbeitsmittelsteuergerät 150 aus. Das Ein-/Ausgabegerät 160 befindet sich in der Kabine der Arbeitsmaschine 100.
Die Arbeitsmaschine 100 umfasst eine Vielzahl von Messgeräten. Jedes Messgerät gibt den Messwert an das Arbeitsmittelsteuergerät 150 aus. Im Einzelnen enthält die Arbeitsmaschine 100 einen Auslegerhubsensor 141, einen Armhubsensor 142, einen Löffelhubsensor 143, einen Positions- und Azimutrichtungsrechner 144 und einen Neigungsdetektor 145.
Der Auslegerhubsensor 141 misst den Hubbetrag des Auslegerzylinders 134. Der Armhubsensor 142 misst den Hubbetrag des Armzylinders 135. Der Löffelhubsensor 143 misst den Hubbetrag des Löffelzylinders 136. Dementsprechend kann das Arbeitsmittelsteuergerät 150 die Position und den Stellungswinkel des Arbeitsmittels 130 einschließlich des Löffels 133 im Karosserie-Koordinatensystem des Fahrzeugs auf der Grundlage der Hublängen des Auslegerzylinders 134, des Armzylinders 135 und des Löffelzylinders 136 erkennen. Darüber hinaus kann in einer anderen Ausführungsform anstelle des Auslegerzylinders 134, des Armzylinders 135 und des Löffelzylinders 136 ein Neigungsmesser, der am Arbeitsmittel 130 angebracht ist, ein Winkelsensor wie ein IMU oder ein anderer Sensor die Position und den Stellungswinkel der Arbeitsmittel 130 im Karosserie-Koordinatensystem des Fahrzeugs erfassen.
Der Positions- und Azimutrichtungsrechner 144 berechnet die Position im Baustellen-Koordinatensystem des Oberwagens 120 und die Azimutrichtung, in die der Oberwagen 120 zeigt. Der Positions- und Azimutrichtungsrechner 144 umfasst einen ersten Empfänger 1441 und einen zweiten Empfänger 1442, die Positionssignale von künstlichen Satelliten empfangen, die das GNSS bilden. Der erste Empfänger 1441 und der zweite Empfänger 1442 sind jeweils an verschiedenen Positionen auf dem Oberwagen 120 befestigt. Der Positions- und Azimutrichtungsrechner 144 ermittelt die Position des repräsentativen Punkts O (Ursprung des Karosserie-Koordinatensystems) des Oberwagens 120 im Baustellen-Koordinatensystem auf der Grundlage des vom ersten Empfänger 1441 empfangenen Positionierungssignals. Der Positions- und Azimutrichtungsrechner 144 berechnet die Azimutrichtung im Baustellen-Koordinatensystem des Oberwagens 120 unter Verwendung des vom ersten Empfänger 1441 empfangenen Positionierungssignals und des vom zweiten Empfänger 1442 empfangenen Positionierungssignals.
Der Neigungsdetektor 145 misst die Beschleunigung und die Winkelgeschwindigkeit des Oberwagens 120 und erkennt auf der Grundlage des Messergebnisses die Stellung (z.B. ein Rollen, das eine Drehung in Bezug auf die Xm-Achse anzeigt, ein Abkippen, das eine Drehung in Bezug auf die Ym-Achse anzeigt, und ein Gieren, das eine Drehung in Bezug auf die Zm-Achse anzeigt) des Oberwagens 120. Der Neigungsdetektor 145 ist z.B. an der Unterseite der Kabine 121 befestigt. Ein Beispiel für den Neigungsdetektor 145 ist eine Trägheitsmesseinheit (Inertial Measurement Unit, IMU).
«Stellung der Arbeitsmittel»
Hier wird die Position und die Stellung des Arbeitsmittels 130 anhand von 1 beschrieben. Das Arbeitsmittelsteuergerät 150 berechnet die Position und die Stellung des Arbeitsmittels 130 und erzeugt aufgrund der Position und der Stellung einen Steuerbefehl für das Arbeitsmittel 130. Das Arbeitsmittelsteuergerät 150 berechnet einen relativen Auslegerwinkel α, der der Stellungswinkel des Auslegers 131 in Bezug auf den Auslegerstift P1 ist, einen relativen Armwinkel β, der der Stellungswinkel des Arms 132 in Bezug auf den Armstift P2 ist, einen relativen Löffelwinkel γ, der der Stellungswinkel des Löffels 133 in Bezug auf den Löffelstift P3 ist, und die Position der Zähne des Löffels 133 im Koordinatensystem der Fahrzeugkarosserie.
Der relative Auslegerwinkel α wird durch einen Winkel dargestellt, der durch eine halbe Linie, die sich vom Auslegerstift P1 in Aufwärtsrichtung (+Zm-Richtung) des Oberwagens 120 erstreckt, und eine halbe Linie, die sich vom Auslegerstift P1 zum Armstift P2 erstreckt, gebildet wird. Darüber hinaus stimmen je nach Stellung (Neigungswinkel) θ des Oberwagens 120 die Aufwärtsrichtung (+Zm-Richtung) und die vertikale Aufwärtsrichtung (+Zg-Richtung) des Oberwagens 120 nicht unbedingt überein.
Der relative Armwinkel β wird durch einen Winkel dargestellt, der durch eine halbe Linie, die sich vom Auslegerstift P1 zum Armstift P2 erstreckt, und eine halbe Linie, die sich vom Armstift P2 zum Löffelstift P3 erstreckt, gebildet wird.
Der relative Löffelwinkel γ wird durch einen Winkel dargestellt, der durch eine halbe Linie, die sich vom Armstift P2 zum Löffelstift P3 erstreckt, und eine halbe Linie, die sich vom Löffelstift P3 zu den Zähnen des Löffels 133 erstreckt, gebildet wird.
Hier ist ein Löffelabsolutwinkel η, der der Stellungswinkel des Löffels 133 in Bezug auf die Zm-Achse des Karosserie-Koordinatensystems ist, gleich der Summe des relativen Auslegerwinkels α, des relativen Armwinkels β und des relativen Löffelwinkels γ. Der Löffelabsolutwinkel η ist gleich dem Winkel, der durch eine halbe Linie, die sich vom Löffelstift P3 in Aufwärtsrichtung (+Zm-Richtung) des Oberwagens 120 erstreckt, und eine halbe Linie, die sich vom Löffelstift P3 zu den Zähnen des Löffels 133 erstreckt, gebildet wird.
Die Position der Zähne des Löffels 133 ergibt sich aus einer Auslegerlänge L1, die der Größe des Auslegers 131 entspricht, einer Armlänge L2, die der Größe des Arms 132 entspricht, eines Löffelslänge L3, die der Größe des Löffels 133 entspricht, dem relativen Auslegerwinkel α, dem relativen Armwinkel β, dem relativen Löffelwinkel γ, der Forminformation des Löffels 133, der Position des repräsentativen Punkts O des Oberwagens 120 im Baustellen-Koordinatensystem und der Positionsbeziehung zwischen dem repräsentativen Punkt O und dem Auslegerstift P1. Die Auslegerlänge L1 ist der Abstand vom Auslegerstift P1 zum Armstift P2. Die Armlänge L2 ist der Abstand vom Armstift P2 zum Löffelstift P3. Die Löffellänge L3 ist der Abstand vom Löffelstielstift P3 zu den Zähnen des Löffels 133. Die Positionsbeziehung zwischen dem repräsentativen Punkt O und dem Auslegerstift P1 wird z.B. durch die Position des Auslegerstifts P1 im Koordinatensystem der Fahrzeugkarosserie dargestellt.
«Interventionskontrolle»
Das Arbeitsmittelsteuergerät 150 begrenzt die Geschwindigkeit in der Richtung, in der sich der Löffel 133 dem Konstruktionsziel nähert, so dass der Löffel 133 nicht in die auf der Baustelle eingestellte Gestaltungsfläche einfährt. Im Folgenden wird die Begrenzung der Geschwindigkeit des Löffels 133 durch das Arbeitsmittelsteuergerät 150 auch als Eingriffssteuerung bezeichnet.
Bei der Eingriffssteuerung erzeugt das Arbeitsmittelsteuergerät 150 einen Steuerbefehl für den Auslegerzylinder 134 und gibt den Steuerbefehl so an das Steuerventil 124 aus, dass der Löffel 133 nicht in die Gestaltungsfläche einfährt, wenn der Abstand zwischen dem Löffel 133 und der Gestaltungsfläche kleiner als ein vorgegebener Abstand ist. Dementsprechend wird der Ausleger 131 so angesteuert, dass die Geschwindigkeit des Löffels 133 zu einer Geschwindigkeit entsprechend dem Abstand zwischen dem Löffel 133 und der Gestaltungsfläche wird. Mit anderen Worten: Das Arbeitsmittelsteuergerät 150 begrenzt die Geschwindigkeit des Löffels 133, indem es den Ausleger 131 entsprechend dem Steuerbefehl des Auslegerzylinders 134 anhebt.
Darüber hinaus kann gemäß einer anderen Ausführungsform in der Eingriffssteuerung ein Steuerbefehl für den Armzylinder 135 oder ein Steuerbefehl für den Löffelzylinder 136 ausgegeben werden. Mit anderen Worten, gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Geschwindigkeit des Löffels 133 durch Anheben des Arms 132 in der Eingriffssteuerung begrenzt werden, oder die Geschwindigkeit des Löffels 133 kann direkt begrenzt werden.
«Arbeitsmittelsteuergerät»
3 zeigt ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration des Arbeitsmittelsteuergerätes und des Ein-/Ausgabegerätes gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Das Arbeitsmittel Steuergerät 150 und das Ein-/Ausgabegerät 160 sind ein Beispiel für ein Steuergerät der Arbeitsmaschine 100.
Das Arbeitsmittelsteuergerät 150 umfasst einen Prozessor 151, einen Hauptspeicher 153, einen Speicher 155 und eine Schnittstelle 157.
Im Speicher 155 ist ein Programm zur Steuerung des Arbeitsmittels 130 gespeichert. Beispiele für den Speicher 155 sind Festplattenlaufwerk (HDD), Festkörperlaufwerke (SSD) und nichtflüchtiger Speicher. Bei dem Speicher 155 kann es sich um ein internes Medium handeln, das direkt mit dem Bus des Arbeitsmittelsteuergeräts 150 verbunden ist, oder um ein externes Medium, das über die Schnittstelle 157 oder eine Kommunikationsleitung mit dem Arbeitsmittelsteuergerät 150 verbunden ist.
Der Prozessor 151 liest das Programm aus dem Speicher 155, erweitert das Programm im Hauptspeicher 153 und führt die Verarbeitung entsprechend dem Programm aus. Außerdem sichert der Prozessor 151 einen Speicherbereich im Hauptspeicher 153 entsprechend dem Programm. Die Schnittstelle 157 ist mit dem Steuerventil 124, dem Bedienungsgerät 126, dem Ein-/Ausgabegerät 160, dem Auslegerhubsensor 141, dem Armhubsensor 142, dem Löffelhubsensor 143, dem Positions- und Azimutrichtungsrechner 144, dem Neigungsdetektor 145 und anderen Peripheriegeräten verbunden und gibt Signale ein und aus.
Bei dem Programm kann es sich um ein Programm zur Realisierung eines Teils der Funktion handeln, die durch das Arbeitsmittelsteuergerät 150 ausgeübt werden soll. Zum Beispiel kann das Programm eine Funktion durch eine Kombination mit einem anderen, bereits im Speicher 155 gespeicherten Programm oder durch eine Kombination mit einem anderen, in einem anderen Gerät installierten Programm ausüben. Darüber hinaus kann das Arbeitsmittelsteuergerät 150 gemäß einer anderen Ausführungsform zusätzlich oder anstelle der oben beschriebenen Konfiguration eine benutzerdefinierte großformatige integrierte Schaltung (Large Scale Integrated Circuit, LSI) wie z.B. ein programmierbares Logikgerät (PLD) enthalten. Beispiele für das PLD sind eine PAL (Programmable Array Logic), eine GAL (Generic Array Logic), ein CPLD (Complex Programmable Logic Device) und ein FPGA (Field Programmable Gate Array). In diesem Fall können einige oder alle durch den Prozessor realisierten Funktionen durch die integrierte Schaltung realisiert werden.
Durch Ausführen des Programms führt der Prozessor 151 eine Arbeitsumfangserfassungseinheit 1511, eine Erkennungsinformations-Erfassungseinheit 1512, eine Löffelpositions-Bestimmungseinheit 1513, eine Löffelpositions- Benachrichtigungseinheit 1514, eine Entfernungsbestimmungseinheit 1515, eine Kontrolllinien-Bestimmungseinheit 1516, eine Sollgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 1517, eine Gewichtsklassifizierungs-Erfassungseinheit 1518, eine Parameterbestimmungseinheit 1519, eine Steuerungsbefehls-Erzeugungseinheit 1520 und eine Steuerbefehl-Ausgabeeinheit 1521 aus.
Darüber hinaus ist der Speicherbereich einer Arbeitsmaschinen-Informationsspeichereinheit 1551, einer zielkonstruktionsdaten-Speichereinheit 1552 und einer Parameterspeichereinheit 1553 im Speicher 155 gesichert.
Die Informationsspeichereinheit 1551 der Arbeitsmaschine speichert die Auslegerlänge L1, die Armlänge L2, die Löffellänge L3 und die Positionsbeziehung zwischen der Position des repräsentativen Punkts O des Oberwagens 120 und des Auslegerstifts P1.
Die Sollkonstruktionsdaten-Speichereinheit 1552 speichert Sollkonstruktionsdaten, die die Gestaltungsfläche der Baustelle darstellen. Bei den Sollkonstruktionsdaten handelt es sich um dreidimensionale Daten, die durch das Baustellen-Koordinatensystem dargestellt werden, und um stereoskopische geografische Daten, die aus einer Vielzahl von dreieckigen Polygonen bestehen, welche die Konstruktionsoberfläch darstellen. Die dreieckigen Polygone, die die Sollkonstruktionsdaten bilden, haben eine gemeinsame Seite mit anderen benachbarten dreieckigen Polygonen. Mit anderen Worten, die Sollkonstruktionsdaten stellen eine durchgehende Ebene dar, die sich aus einer Vielzahl von Ebenen zusammensetzt. Die Sollkonstruktionsdaten werden in der Sollkonstruktionsdaten-Speichereinheit 1552 gespeichert, indem sie von einem externen Speichermedium gelesen oder von einem externen Server über ein Netzwerk N empfangen werden.
4 ist ein Beispiel für Informationen, die zur Steuerung durch ein Steuergerät gemäß der ersten Ausführungsform verwendet werden.
Wie in 4 dargestellt, speichert die Parameterspeichereinheit 1553 Korrelationsdaten, die das Verhältnis zwischen dem Öffnungsgrad des Steuerventils 124 und der Geschwindigkeit des Auslegerzylinders 134 für jede Gewichtsklassifizierung des Löffels 133 angeben. Darüber hinaus ist die Anzahl der Gewichtsklassifizierungen beispielhaft und nicht auf drei beschränkt. Darüber hinaus kann die Parameterspeichereinheit 1553 die Korrelationsdaten für jedes Gewicht speichern. Die Gewichtsklassifizierung des Löffels 133 ist eine Klassifizierung von groß, mittel oder klein, die durch das Verhältnis zwischen dem Gewicht des Löffels 133 und den Spezifikationen der Arbeitsmaschine 100 bestimmt wird. Die Korrelationsdaten sind ein Beispiel für einen Parameter, der sich auf den Öffnungsgrad des Steuerventils 124 bezieht. Darüber hinaus kann die Parameterbestimmungseinheit 1519 in einer anderen Ausführungsform anstelle der Korrelationsdaten einen Koeffizienten speichern, mit dem der Bezugsöffnungsgrad multipliziert wird, sowie ein Programm zur Bestimmung des Öffnungsgrads des Steuerventils 124. Darüber hinaus sind die Gewichtsklassifizierung des Löffels 133, die Korrelationsdaten, der Koeffizient, mit dem der Bezugsöffnungsgrad multipliziert wird, und das Programm zur Bestimmung des Öffnungsgrades des Regelventils 124 Beispiele für Parameter, die mit der Regelung zusammenhängen. Der Parameter Speichereinheit 1553 ist ein Beispiel für eine Speichereinheit.
Die Arbeitsumfangserfassungseinheit 1511 erfasst ein Betriebssignal, das das Arbeitsvolumen von der Bedienungsvorrichtung 126 anzeigt. Die Arbeitsumfangserfassungseinheit 1511 erfasst mindestens das Arbeitsvolumen des Auslegers 131, das Arbeitsvolumen des Arms 132 und das Arbeitsvolumen des Löffels 133.
Die Erkennungsinformations-Erfassungseinheit 1512 erfasst Informationen, die jeweils vom Auslegerhubsensor 141, vom Armhubsensor 142, vom Löffelhubsensor 143, vom Positions- und Azimutrichtungsrechner 144 und vom Neigungsdetektor 145 erfasst werden. Mit anderen Worten, die Erkennungsinformations-Erfassungseinheit 1512 erfasst die Positionsinformationen des Oberwagens 120 im Baustellen-Koordinatensystem, die Azimutrichtung, in die der Oberwagen 120 zeigt, die Stellung des Oberwagens 120, die Hublänge des Auslegerzylinders 134, die Hublänge des Armzylinders 135 und die Hublänge des Löffelzylinders 136.
Die Löffelpositions-Bestimmungseinheit 1513 spezifiziert die Position und die Stellung des Löffels 133 auf der Grundlage der von der Erkennungsinformations-Erfassungseinheit 1512 erfassten Informationen. Zu diesem Zeitpunkt spezifiziert die Löffelpositions-Bestimmungseinheit 1513 den absoluten Löffelwinkel η. Die Löffelpositions-Bestimmungseinheit 1513 gibt den absoluten Löffelwinkel η in der folgenden Reihenfolge an. Die Löffelpositions-Bestimmungseinheit 1513 berechnet den relativen Auslegerwinkel α aus der Hublänge des Auslegerzylinders 134. Die Löffelpositions-Bestimmungseinheit 1513 berechnet den relativen Armwinkel β aus der Hublänge des Auslegerzylinders 135. Die Löffelpositions-Bestimmungseinheit 1513 berechnet den relativen Löffelwinkel γ aus der Hublänge des Auslegerzylinders 136. Dann berechnet die Löffelpositions-Bestimmungseinheit 1513 den absoluten Löffelwinkel η durch Addition des relativen Auslegerwinkels α, des relativen Armwinkels β und des relativen Löffelwinkels γ.
Darüber hinaus spezifiziert die Löffelpositions-Bestimmungseinheit 1513 die Position der Zähne des Löffels 133 im Baustellen-Koordinatensystem auf der Grundlage der von der Erkennungsinformations-Erfassungseinheit 1512 erfassten Informationen und der in der Informationsspeichereinheit 1551 der Arbeitsmaschine gespeicherten Informationen. Die Löffelpositions-Bestimmungseinheit 1513 spezifiziert die Position der Zähne des Arbeitsmittels 130 im Baustellen-Koordinatensystem in der folgenden Reihenfolge. Die Löffelpositions-Bestimmungseinheit 1513 spezifiziert die Position des Armstifts P2 im Karosserie-Koordinatensystem auf der Grundlage des von der Erkennungsinformations-Erfassungseinheit 1512 erfassten relativen Auslegerwinkels α und der in der Informationsspeichereinheit 1551 der Arbeitsmaschine gespeicherten Auslegerlänge L1. Die Löffelpositions-Bestimmungseinheit 1513 spezifiziert die Position des Löffelstifts P3 im Karosserie-Koordinatensystem auf der Grundlage der Position des Armstifts P2, des relativen Armwinkels β, der von der Erkennungsinformations-Erfassungseinheit 1512 erfasst wurde, und der Armlänge L2, die in der Informationsspeichereinheit 1551 der Arbeitsmaschine gespeichert ist. Die Löffelpositions-Bestimmungseinheit 1513 spezifiziert die Position und die Stellung der Zähne des Löffels 133 auf der Grundlage der Position des Löffelstifts P3, des relativen Löffelwinkels γ, der von der Erkennungsinformations-Erfassungseinheit 1512 erfasst wurde, und der in der Informationsspeichereinheit 1551 der Arbeitsmaschine gespeicherten Löffellänge L3. Dann wandelt die Löffelpositions-Bestimmungseinheit 1513 die Position der Zähne des Löffels 133 im Karosserie-Koordinatensystem in die Position im Baustellen-Koordinatensystem auf der Grundlage der Positionsinformationen des Oberwagens 120 im Baustellen-Koordinatensystem, die von der Erkennungsinformations-Erfassungseinheit 1512 erfasst wurden, der Azimut-Richtung, in die der Oberwagen 120 weist, und der Stellung des Oberwagens 120, um.
Die Entfernungsbestimmungseinheit 1515 gibt den Abstand zwischen den Zähnen des Löffels 133 und der Gestaltungsfläche an. Beispielsweise gibt die Entfernungsbestimmungseinheit 1515 den Abstand zwischen den Zähnen und der Gestaltungsfläche gemäß dem folgenden Verfahrne an. Die Entfernungsbestimmungseinheit 1515 spezifiziert jeden Linienschnittpunkt zwischen einer Vielzahl von vertikalen Abschnitten, die durch vertikales Schneiden des Löffels 133 und der Gestaltungsfläche erhalten werden. Die Vielzahl der vertikalen Schnitte des Löffels 133 umfasst beide Seitenflächen des Löffels 133 und eine zu den beiden Seitenflächen parallele Fläche, die die beiden Seitenflächen dazwischen teilt. Die Entfernungsbestimmungseinheit 1515 erhält den Abstand zwischen den Zähnen des Löffels 133 und dem spezifizierten Linienschnittpunkt auf dem Vertikalschnitt für jeden Vertikalschnitt.
Die Kontrolllinien-Bestimmungseinheit 1516 bestimmt eine Kontrolllinie, die für die Eingriffssteuerung des Löffels 133 verwendet wird. Die Kontrolllinien-Bestimmungseinheit 1516 bestimmt z.B. einen Linienschnittpunkt zwischen dem Vertikalschnitt des Löffels 133 einschließlich der Zähne bezogen auf die kürzeste durch die Entfernungsbestimmungseinheit 1515 vorgegebene Strecke und der Gestaltungsfläche als Kontrolllinie. Darüber hinaus ist in einer anderen Ausführungsform der Vertikalschnitt zur Bestimmung der Kontrolllinie nicht auf denjenigen beschränkt, der die Zähne bezogen auf den kürzesten Abstand enthält, sondern kann eine vorgegebene Fläche sein, wie z.B. ein Vertikalschnitt, der durch die Mitte des Löffels 133 verläuft, oder eine manuell ausgewählte Fläche.
Die Löffelpositions-Benachrichtigungseinheit 1514 benachrichtigt das Ein-/Ausgabegerät 160 über die Position des Löffels 133, die von der Löffelpositions-Bestimmungseinheit 1513 im Baustellen-Koordinatensystem angegeben wird.
Auf der Grundlage des von der Arbeitsumfangserfassungseinheit 1511 erfassten Arbeitsvolumens der Bedienungsvorrichtung 126 bestimmt die Sollgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 1517 eine relative Sollgeschwindigkeit des Auslegers, die ein Sollwert einer Geschwindigkeit (Ausleger-Relativgeschwindigkeit) des Auslegers 131 in Bezug auf den Auslegerstift P1 ist, eine relative Sollgeschwindigkeit des Arms, die ein Sollwert einer Geschwindigkeit (Arm-Relativgeschwindigkeit) des Arms 132 in Bezug auf den Auslegerstift P2 ist, und eine relative Sollgeschwindigkeit des Löffels, die ein Sollwert einer Geschwindigkeit (Löffel-Relativgeschwindigkeit) des Löffels 133 in Bezug auf den Löffelstift P3 ist. Darüber hinaus wird im Folgenden die Geschwindigkeit, die durch die Summe der senkrechten Komponenten der Ausleger-Relativgeschwindigkeit, der Arm-Relativgeschwindigkeit und der Löffel-Relativgeschwindigkeit dargestellt wird, d.h. die Geschwindigkeit des Löffels 133 in senkrechter Richtung in Bezug auf den Oberwagen 120, als absolute Löffelgeschwindigkeit bezeichnet, und der Sollwert der absoluten Löffelgeschwindigkeit wird als absolute Sollgeschwindigkeit des Löffels bezeichnet. Die absolute Sollgeschwindigkeit des Löffels wird durch die Summe der senkrechten Komponenten der relativen Sollgeschwindigkeit des Auslegers, der relativen Sollgeschwindigkeit des Arms und der relativen Sollgeschwindigkeit des Löffels dargestellt.
Im Folgenden wird die senkrecht nach unten gerichtete Geschwindigkeit durch eine positive Zahl und die senkrecht nach oben gerichtete Geschwindigkeit durch eine negative Zahl dargestellt.
Die Gewichtsklassifizierungs-Erfassungseinheit 1518 erfasst die Klassifizierung von groß, mittel oder klein des Löffels 133 vom Ein-/Ausgabegerät 160.
Die Parameterbestimmungseinheit 1519 spezifiziert die mit der Klassifizierung verbundenen Korrelationsdaten, die von der Gewichtsklassifizierungs-Erfassungseinheit 1518 aus der Parameterspeichereinheit 1553 erfasst wurden.
Die Steuerungsbefehls-Erzeugungseinheit 1520 führt eine Eingriffssteuerung durch, die das Arbeitsmittel 130 so steuert, dass der Löffel 133 nicht unter die Kontrolllinie einfährt, basierend auf dem von der Entfernungsbestimmungseinheit 1515 vorgegebenen Abstand. Die Steuerungsbefehls-Erzeugungseinheit 1520 bestimmt die Geschwindigkeitsgrenze des Auslegers 131 in senkrechter Richtung, um die Geschwindigkeitstabelle zu erfüllen, die das Verhältnis zwischen dem Abstand zwischen den Zähnen des Löffels 133 und der Kontrolllinie und dem zulässigen oberen Grenzwert der absoluten Geschwindigkeit des Löffels, mit der sich der Löffel 133 der Kontrolllinie nähert, angibt. Ein Beispiel für die Geschwindigkeitstabelle ist eine Tabelle, in der der zulässige obere Grenzwert der absoluten Geschwindigkeit des Löffels sich 0 nähert, wenn sich der Abstand zwischen den Zähnen des Löffels 133 und der Kontrolllinie 0 nähert. In der Ausführungsform bestimmt die Steuerbefehls-Erzeugungseinheit 1520 die Geschwindigkeitsgrenze des Auslegers 131 in der senkrechten Richtung, ist aber nicht darauf beschränkt, sondern kann z.B. die Geschwindigkeitsgrenze in der normalen Richtung bestimmen.
Zum Beispiel führt die Steuerbefehls-Erzeugungseinheit 1520 die Eingriffssteuerung in einem Fall durch, in dem die absolute Sollgeschwindigkeit des Löffels höher ist als der zulässige obere Grenzwert der absoluten Löffelgeschwindigkeit in der Geschwindigkeitstabelle. Im Fall der Durchführung der Eingriffssteuerung berechnet die Steuerbefehls-Erzeugungseinheit 1520 die Geschwindigkeitsgrenze des Auslegers 131 in senkrechter Richtung, indem sie die Summe der senkrechten Komponenten der relativen Sollgeschwindigkeit des Arms und der relativen Sollgeschwindigkeit des Löffels vom oberen Grenzwert der absoluten Löffelgeschwindigkeit subtrahiert. Die Steuerbefehl-Erzeugungseinheit 1520 bestimmt die Ausleger-Relativgeschwindigkeit aus der Geschwindigkeitsgrenze des Auslegers 131 in senkrechter Richtung.
Andererseits führt die Steuerbefehl-Erzeugungseinheit 1520 die Eingriffssteuerung nicht aus, wenn die absolute Sollgeschwindigkeit des Löffels gleich oder niedriger als der zulässige obere Grenzwert der absoluten Löffelgeschwindigkeit in der Geschwindigkeitstabelle ist. Wenn die Eingriffssteuerung nicht durchgeführt wird, erzeugt die Steuerungsbefehls-Erzeugungseinheit 1520 einen Steuerbefehl für den Ausleger 131, den Arm 132 und die Löffel 133 auf der Grundlage der relativen Sollgeschwindigkeit des Auslef‘gers, der relativen Sollgeschwindigkeit des Arms und der relativen Sollgeschwindigkeit des Löffels.
Zu diesem Zeitpunkt erzeugt die Steuerbefehl-Erzeugungseinheit 1520 einen Steuerbefehl zur Steuerung des Öffnungsgrades des Steuerventils 124, der bewirkt, dass das Hydrauliköl zum Auslegerzylinder 134 fließt, basierend auf den Korrelationsdaten, die durch die Parameterbestimmungseinheit 1519 und die relative Sollgeschwindigkeit des Auslegers vorgegeben sind. Die Steuerbefehl-Erzeugungseinheit 1520 ist ein Beispiel für eine Steuereinheit, die den Steuerbetrag des Steuerventils 124 bestimmt.
Die Steuerbefehl-Ausgabeeinheit 1521 gibt den Steuerbefehl für den Ausleger 131, den Steuerbefehl für den Arm 132 und den von der Steuerbefehl-Erzeugungseinheit 1520 erzeugten Steuerbefehl für die Löffel 133 an das Steuerventil 124 aus.
<<Eingabe-/Ausgabegerät>>
Das Ein-/Ausgabegerät 160 umfasst einen Prozessor 161, einen Hauptspeicher 163, einen Speicher 165, eine Schnittstelle 167 und ein Bedienungsfeld 169.
Der Speicher 165 speichert ein Programm zur Anzeige der Beziehung zwischen dem Arbeitsmittel 130 und der Gestaltungsfläche. Beispiele für den Speicher 165 sind HDD, SSD und nichtflüchtiger Speicher. Bei dem Speicher 165 kann es sich um ein internes Medium handeln, das direkt mit dem Bus des Ein-/Ausgabegeräts 160 verbunden ist, oder um ein externes Medium, das über die Schnittstelle 167 oder eine Kommunikationsleitung mit dem Ein-/Ausgabegerät 160 verbunden ist.
Der Prozessor 161 liest das Programm aus dem Speicher 165, erweitert das Programm im Hauptspeicher 163 und führt die Verarbeitung gemäß dem Programm aus. Außerdem sichert der Prozessor 161 einen Speicherbereich im Hauptspeicher 163 gemäß dem Programm. Die Schnittstelle 167 ist mit dem Arbeitsmittelsteuergerät 150, dem Bedienungsfeld 169 und anderen Peripheriegeräten verbunden und gibt Signale ein und aus.
Das Programm kann ein Programm zur Realisierung eines Teils der Funktion sein, die durch das Ein-/Ausgabegerät 160 ausgeübt werden soll. Zum Beispiel kann das Programm eine Funktion durch eine Kombination mit einem anderen, bereits im Speicher 165 gespeicherten Programm oder durch eine Kombination mit einem anderen, in einem anderen Gerät installierten Programm ausüben.
Darüber hinaus kann das Ein-/Ausgabegerät 160 gemäß einer anderen Ausführungsform zusätzlich oder anstelle der oben beschriebenen Konfiguration eine benutzerdefinierte großformatige integrierte Schaltung (Large Scale Integrated Circuit, LSI) wie z.B. ein programmierbares Logikgerät (PLD) enthalten. Beispiele für das PLD sind eine PAL (Programmable Array Logic), eine GAL (Generic Array Logic), ein CPLD (Complex Programmable Logic Device) und ein FPGA (Field Programmable Gate Array).. In diesem Fall können einige oder alle durch den Prozessor realisierten Funktionen durch die integrierte Schaltung realisiert werden.
Durch Ausführen des Programms dient der Prozessor 161 als Löffelinformations-Eingabeeinheit 1611, Löffelauswahleinheit 1612, Klassifikationsbestimmungseinheit 1613, Klassifikationsbenachrichtigungseinheit 1614, Löffelpositions-Erfassungseinheit 1615 und Löffelpositionsanzeigeeinheit 1616. Ferner ist der Speicherbereich einer Löffelinformationsspeichereinheit 1651, einer Klassifikationsinformationsspeichereinheit 1652 und einer Spezifikationsspeichereinheit 1653 im Speicher 165 gesichert.
Die Löffelinformationsspeichereinheit 1651 speichert die Größe und das Gewicht bzw. die Gewichtsklassifizierung des Löffels in Verbindung mit der Typinformation des Löffels 133. Beispiele für die Typinformation des Löffels 133 sind Modellnummer, Name und ID des Löffels 133. Die Löffelinformationsspeichereinheit 1651 ist ein Beispiel für eine Speichereinheit.
Wie in 4 dargestellt, speichert die Klassifizierungsinformationsspeichereinheit 1652 für jede Spezifikation der Arbeitsmaschine 100 einen Satz der Gewichtsklassifizierung des Löffels 133 und den zur Klassifizierung gehörenden Gewichtsbereich des Löffels 133. Beispiele für Spezifikationen der Arbeitsmaschine 100 sind Modellnummer, Name und ID der Arbeitsmaschine 100. Die Klassifizierungsinformationsspeichereinheit 1652 ist ein Beispiel für eine Speichereinheit.
Die Spezifikationsspeichereinheit 1653 speichert die Spezifikationen der Arbeitsmaschine 100, auf der das Ein-/Ausgabegerät 160 montiert ist. Die Spezifikationsspeichereinheit 1653 ist ein Beispiel für eine Speichereinheit.
Die Löffelinformations-Eingabeeinheit 1611 empfängt die Eingabe von Typinformationen, Größe und Gewicht oder Gewichtsklassifizierung des Löffels 133 vom Benutzer. Die Löffelinformations-Eingabeeinheit 1611 speichert die eingegebenen Informationen im Löffelinformationsspeicher. Die Löffelinformations-Eingabeeinheit 1611 ist ein Beispiel für eine Typinformations-Eingabeeinheit und eine Gewichtseingabeeinheit. Die Löffelinformations-Eingabeeinheit 1611 kann gemäß einer anderen Ausführungsform Typinformation, Grösse und Gewicht des Löffels 133 von einem in den Löffel 133 eingebetteten RFID-Tag (Radio Frequency Identifier) lesen.
Die Löffelauswahleinheit 1612 veranlasst das Bedienungsfeld 169, eine Liste der Typinformationen des Löffels 133 anzuzeigen, die in der Löffelinformationsspeichereinheit 1651 gespeichert sind. Die Löffelauswahleinheit 1612 empfängt vom Benutzer die Auswahl der Typinformationen der am Arbeitsmittel 130 angebrachten Gegenstände. Die Löffelauswahleinheit 1612 ist ein Beispiel für eine Typinformations-Eingabeeinheit.
Die Klassifikationsbestimmungseinheit 1613 gibt die Gewichtsklassifizierung des Löffels 133 an, die von der Löffelauswahleinheit 1612 auf der Grundlage der in der Klassifizierungs-Informationsspeichereinheit 1652 und der in der Spezifikationsspeichereinheit 1653 gespeicherten Informationen ausgewählt wurde. Die Klassifikationsbestimmungseinheit 1613 ist ein Beispiel für eine Spezifikationseinheit.
Die Klassifizierungsbenachrichtigungseinheit 1614 teilt dem Arbeitsmittelsteuergerät 150 die Gewichtsklassifizierung mit, die durch die Klassifizierungsbestimmungseinheit 1613 oder die Gewichtsklassifizierung oder das in der Löffelinformationsspeichereinheit 1651 gespeicherte Gewicht angegeben ist. Die Klassifizierungsbenachrichtigungseinheit 1614 ist ein Beispiel für eine Übertragungseinheit.
Die Löffelpositions-Eerfassungseinheit 1615 erfasst den absoluten Löffelwinkel η, die Position des Löffels 133 im Baustellen-Koordinatensystem und die Kontrolllinie vom Arbeitsmittelesteuergerät 150.
Die Löffelpositionsanzeigeeinheit 1616 zeigt die Beziehung zwischen dem Löffel 133 und der Gestaltungsfläche der Baustelle an, basierend auf den Informationen über den Löffel 133, die von der Löffelpositions-Erfassungseinheit 1615 erfasst wurden, und der Größe des Löffels 133, die in der Löffelinformationsspeichereinheit 1651 gespeichert ist.
<<Löffel-Einstellverfahren>>
Im Folgenden wird ein Steuerverfahren der Arbeitsmaschine 100 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben.
Zunächst stellt der Bediener der Arbeitsmaschine 100 die Informationen des in der Arbeitsmaschine 100 enthaltenen Löffels 133 mit Hilfe des Ein-/Ausgabegeräts 160 ein. Hier werden zwei Arten von Verfahren beschrieben, wie die Informationen des Löffels 133 durch das Ein-/Ausgabegerät 160 eingestellt wird.
«Erstes Einstellverfahren»
5 zeigt ein Flussdiagramm, das ein erstes Einstellverfahren des Löffels der Arbeitsmaschine gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Die Gewichtsklassifizierung gemäß des ersten Einstellverfahrens ist eine Klassifizierung, die nur durch das Gewicht des Löffels 133 eindeutig bestimmt wird.
Die Löffelauswahleinheit 1612 des Ein-/Ausgabegeräts 160 liest die Typinformation des Löffels 133, die in der Löffelinformationsspeichereinheit 1651 gespeichert ist (Schritt S01). Die Löffelauswahleinheit 1612 gibt ein Anzeigesignal zur Anzeige eines Auswahlbildschirms mit den gelesenen Typinformationen des Löffels 133 und der Registrierungstaste des neuen Löffels 133 an das Bedienungsfeld 169 aus (Schritt S02). Dementsprechend wird der Auswahlbildschirm des Löffels 133 auf dem Bedienungsfeld angezeigt (Schritt S02).
Der Benutzer sucht den an der Arbeitsmaschine 100 angebrachten Löffel 133 über den Auswahlbildschirm auf dem Bedienungsfeld 169. In einem Fall, in dem sich der angebrachte Löffel 133 auf dem Auswahlbildschirm befindet, wählt der Benutzer auf dem Auswahlbildschirm die Typinformationen aus, die den Löffel 133 repräsentieren. Ist hingegen kein Löffel 133 auf dem Auswahlbildschirm vorhanden, drückt der Benutzer die Registrierungstaste.
Die Löffelauswahleinheit 1612 bestimmt, ob die auf dem Auswahlbildschirm enthaltenen Typinformationen ausgewählt oder die Registrierungstaste gedrückt wurde (Schritt S03). In einem Fall, in dem die im Auswahlbildschirm enthaltene Typinformation ausgewählt wurde (Schritt S03: Typinformation), gibt die Löffelauswahleinheit 1612 die Größe und das Gewicht oder die Gewichtsklassifizierung des Löffels 133 an, der der ausgewählten Typinformation zugeordnet ist (Schritt S04).
Wird dagegen in Schritt S03 (Schritt S03: Taste) die Registrierungstaste gedrückt, zeigt die Löffelinformations-Eingabeeinheit 1611 den Löffelinformations-Eingabebildschirm an, wie in 7 (Schritt S05) dargestellt. 7 ist ein Beispiel für einen Löffelinformations-Eingabebildschirm. Auf dem Löffelinformations-Eingabebildschirm werden Eingabefelder für Typinformationen, Größe und Gewicht oder Gewichtsklassifizierung des Löffels 133 angezeigt. Die Größe des Löffels 133 umfasst die Länge vom Zahnstift P3 bis zu den Zähnen, die Länge und den Winkel vom Zahnstift P3 bis zu den mehreren Konturpunkten des Löffels 133, die Breite des Löffels 133 und die Länge der Zähne des Löffels 133.
Die Löffelinformations-Eingabeeinheit 1611 empfängt die Eingabe von Typinformationen, Größe und Gewicht oder Gewichtsklassifizierung des Löffels 133 vom Benutzer (Schritt S06). Die Löffelinformations-Eingabeeinheit 1611 veranlasst die Löffelinformationsspeichereinheit 1651, die eingegebenen Typinformationen, Größe und Gewichts- oder Gewichtsklassifizierung in Verbindung miteinander zu speichern. Dementsprechend wird die Typinformation des Bereichs 133 ab dem nächsten Mal in den von der Bereichsauswahleinheit 1612 erzeugten Auswahlbildschirm aufgenommen.
Wenn das Gewicht oder die Gewichtsklassifizierung in Schritt S04 oder Schritt S06 angegeben wird, teilt die Klassifizierungsbenachrichtigungseinheit 1614 dem Arbeitsmittelsteuergerät 150 das angegebene Gewicht oder die Gewichtsklassifizierung mit (Schritt S07). Dementsprechend erhält die Gewichtsklassifizierungs-Erfassungseinheit 1518 des Arbeitsmittelsteuergeräts 150 die Gewichtsklassifizierung vom Ein-/Ausgabegerät 160 und speichert die Gewichtsklassifizierung im Hauptspeicher 153. Die Gewichtsklassifizierungs-Erfassungseinheit 1518 kann das Gewicht des Löffels 133 in Verbindung mit der Typeninformation angeben und dem Arbeitsmittelsteuergerät 150 das angegebene Gewicht mitteilen. In diesem Fall gibt das Arbeitsmittelsteuergerät 150 die dem Gewicht entsprechende Gewichtsklassifizierung an.
«Zweites Einstellverfahren»
Die Gewichtsklassifizierung wird nicht alleine durch das Gewicht bestimmt, sondern es gibt einen Fall, in dem die Gewichtsklassifizierung ein Gewicht relativ zu den Spezifikationen der Arbeitsmaschine 100 darstellt. Konkret gibt es einen Fall, in dem diese Klassifizierung durch das Verhältnis des Gewichts des Löffels 133 zum Gewicht der gesamten in der Arbeitsmaschine 100 enthaltenen Arbeitsmittel 130, das Verhältnis zwischen der Kapazität der Hydraulikpumpe der Arbeitsmaschine 100 und dem Gewicht des Löffels 133 und dergleichen bestimmt wird. Auch in diesem Fall kann die Klassifizierung durch das folgende zweite Einstellverfahren festgelegt werden.
6 ist ein Flussdiagramm, das ein zweites Einstellverfahren des Löffels der Arbeitsmaschine gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
Die Löffelauswahleinheit 1612 des Ein-/Ausgabegeräts 160 liest die Typinformation des Löffels 133, die in der Löffelinformationsspeichereinheit 1651 gespeichert ist (Schritt S11). Die Löffelauswahleinheit 1612 gibt ein Anzeigesignal zur Anzeige eines Auswahlbildschirms mit den gelesenen Typinformationen des Löffels 133 und der die Registrierungstaste des neuen Löffels 133 an das Bedienungsfeld 169 aus (Schritt S12). Dementsprechend wird der Auswahlbildschirm des Löffels 133 auf dem Bedienungsfeld angezeigt (Schritt S12).
Der Benutzer sucht den an der Arbeitsmaschine 100 angebrachten Löffel 133 über den Auswahlbildschirm auf dem Bedienungsfeld 169. In einem Fall, in dem sich der angebrachte Löffel 133 auf dem Auswahlbildschirm befindet, wählt der Benutzer auf dem Auswahlbildschirm die Typinformationen aus, die den Löffel 133 repräsentieren. Ist hingegen kein Löffel 133 auf dem Auswahlbildschirm vorhanden, drückt der Benutzer die Registrierungstaste.
Die Löffelauswahleinheit 1612 stellt fest, ob die im Auswahlbildschirm enthaltene Typinformation ausgewählt oder die Registrierungstaste gedrückt wurde (Schritt S13). In einem Fall, in dem die im Auswahlbild enthaltene Typinformation ausgewählt wurde (Schritt S13: Typinformation), gibt die Löffelauswahleinheit 1612 die Größe und das Gewicht des Löffels 133 an, der der ausgewählten Typinformation zugeordnet ist (Schritt S14). Die Klassifizierungsbestimmungseinheit 1613 spezifiziert für jede Spezifikation der Arbeitsmaschine 100 einen Satz, der den in der Spezifikationsspeichereinheit 1653 gespeicherten Spezifikationen der Arbeitsmaschine 100 entspricht, aus dem Satz der Gewichtsklassifizierung des Löffels 133, der in der Klassifizierungs-Informationsspeichereinheit 1652 gespeichert ist, und dem zur Klassifizierung gehörenden Gewichtsbereich des Löffels 133. Dann wird die mit dem Gewichtsbereich verbundene Klassifikation einschließlich des durch die Löffelauswahleinheit 1612 festgelegten Gewichts angegeben (Schritt S15).
Wird dagegen in Schritt S13 (Schritt S13: Taste) die Registrierungstaste gedrückt, zeigt die Löffelinformations-Eingabeeinheit 1611 den Löffelinformations-Eingabebildschirm an, wie in 7 (Schritt S16) dargestellt. 7 ist ein Beispiel für einen Löffelinformations-Eingabebildschirm. Auf dem Löffelinformations-Eingabebildschirm werden Eingabefelder für Typinformationen, Größe und Gewicht des Löffels 133 angezeigt. Die Größe des Löffels 133 umfasst die Länge vom Zahnstift P3 bis zu den Zähnen, die Länge und den Winkel vom Zahnstift P3 bis zu den mehreren Konturpunkten des Löffels 133, die Breite des Löffels 133 und die Länge der Zähne des Löffels 133.
Die Löffelinformations-Eingabeeinheit 1611 empfängt die Eingabe von Typinformationen, Größe und Gewicht des Löffels 133 vom Benutzer (Schritt S17). Die Löffelinformations-Eingabeeinheit 1611 veranlasst die Löffelinformationsspeichereinheit 1651, die eingegebenen Typinformationen, Größe und Gewicht in Verbindung miteinander zu speichern. Dementsprechend wird die Typinformation des Löffels 133 ab dem nächsten Mal in dem von der Löffelauswahleinheit 1612 erzeugten Auswahlbildschirm aufgenommen.
Die Klassifikationsbestimmungseinheit 1613 spezifiziert die in der Klassifikationsinformationsspeichereinheit 1652 gespeicherte Gewichtsklassifikation in Verbindung mit dem Gewichtsbereich einschließlich des Eingabegewichts und der Spezifikationen der Arbeitsmaschine 100, die in der Spezifikationsspeichereinheit 1653 gespeichert sind, gemäß dem gleichen Verfahren wie in Schritt S15 (Schritt S08).
Wenn die Gewichtsklassifizierung in Schritt S5 oder Schritt S8 festgelegt wird, teilt die Klassifizierungsbenachrichtigungseinheit 1614 dem Arbeitsmittelsteuergerät 150 die festgelegte Gewichtsklassifizierung mit (Schritt S09). Dementsprechend erwirbt die Gewichtsklassifizierungs-Erfassungseinheit 1518 des Arbeitsmittelsteuergeräts 150 die Gewichtsklassifizierung vom Ein-/Ausgabegerät 160 und speichert die Gewichtsklassifizierung im Hauptspeicher 153.
« Arbeitsmittelsteuerverfahren»>
8 zeigt ein Flussdiagramm, das die Verarbeitung der Eingriffssteuerung anhand der in der ersten Ausführungsform festgelegten Gewichtsklassifikation zeigt. Wenn der Bediener der Arbeitsmaschine 100 mit der Bedienung der Arbeitsmaschine 100 beginnt, führt das Arbeitsmittelsteuergerät 150 für jeden vorgegebenen Steuerzyklus die folgende Steuerung aus.
Die Arbeitsumfangserfassungseinheit 1511 erfasst das Arbeitsvolumen des Auslegers 131, das Arbeitsvolumen des Arms 132, das Arbeitsvolumen des Löffels 133 und das Arbeitsaufwand beim Schwenken von der Bedienungsvorrichtung 126 (Schritt S31). Die Erkennungsinformations-Erfassungseinheit 1512 erfasst Informationen, die jeweils von dem Positions- und Azimutrichtungsrechner 144, dem Neigungsdetektor 145 und einem Hubdetektor 137 erfasst werden (Schritt S32).
Die Löffelpositions-Bestimmungseinheit 1513 berechnet den relativen Auslegerwinkel α, den relativen Armwinkel β und den relativen Löffelwinkel γ aus der Hublänge jedes Hydraulikzylinders (Schritt S33). Darüber hinaus berechnet die Löffelpositions-Bestimmungseinheit 1513 den absoluten Löffelwinkel η und die Position der Zähne des Löffels 133 im Baustellen-Koordinatensystem auf der Grundlage der berechneten relativen Winkel α, β und γ, der Auslegerlänge L1, der Armlänge L2, der Löffellänge L3 und der Forminformation des Löffels 133, die in der Informationsspeichereinheit 1551 der Arbeitsmaschine gespeichert sind, sowie der Position, Azimutrichtung und Stellung des Oberwagens 120, die von der Erkennungsinformations-Erfassungseinheit 1512 erfasst werden (Schritt S34).
Die Entfernungsbestimmungseinheit 1515 gibt den Abstand zwischen den Zähnen des Löffels 133 und der Gestaltungsfläche an, die durch die Sollsonstruktionsdaten dargestellt wird, die in der Sollkonstruktionsdaten-Speichereinheit 1552 gespeichert sind (Schritt S35). Die Kontrolllinien-Bestimmungseinheit 1516 bestimmt die Kontrolllinie auf der Grundlage des durch die Entfernungsbestimmungseinheit 1515 angegebenen Abstands (Schritt S36).
Die Löffelpositions-Benachrichtigungseinheit 1514 benachrichtigt das Eingabe-/Ausgabegerät 160 über den absoluten Löffelwinkel η und die Position der Zähne, die durch die Löffelpositions-Bestimmungseinheit 1513 und die Kontrolllinie, die durch die Kontrolllinien-Bestimmungseinheit 1516 bestimmt wird, angegeben wird (Schritt S37).
Die Sollgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 1517 berechnet die relative Sollgeschwindigkeit des Auslegers, die relative Sollgeschwindigkeit des Arms und die relative Sollgeschwindigkeit des Löffels auf der Grundlage des von der Arbeitsumfangserfassungseinheit 1511 in Schritt S31 (Schritt S38) erfassten Arbeitsvolumens.
Die Steuerbefehl-Erzeugungseinheit 1520 bestimmt, ob der von der Entfernungsbestimmungseinheit 1515 angegebene Abstand kleiner als der vorgegebene Abstand ist oder nicht (Schritt S39). In einem Fall, in dem der Abstand zwischen der Kontrolllinie und den Zähnen des Löffels 133 gleich oder größer als der vorbestimmte Abstand ist (Schritt S39: NEIN), führt die Steuerbefehls-Erzeugungseinheit 1520 die Eingriffssteuerung nicht durch. In einem Fall, in dem die Eingriffssteuerung nicht durchgeführt wird, erzeugt die Steuerbefehls-Erzeugungseinheit 1520 den Steuerbefehl für den Ausleger 131, den Arm 132 und die Löffel 133 auf der Grundlage der relativen Sollgeschwindigkeit des Auslegers, der relativen Sollgeschwindigkeit des Arms und der relativen Sollgeschwindigkeit des Löffels (Schritt S40).
Andererseits führt, in einem Fall, in dem der Abstand zwischen der Kontrolllinie und den Zähnen des Löffels 133 kleiner als der vorgegebene Abstand ist (Schritt S39: JA), die Steuerbefehl-Erzeugungseinheit 1520 die Eingriffssteuerung durch. Im Falle der Durchführung der Eingriffssteuerung gibt die Steuerbefehl-Erzeugungseinheit 1520 den zulässigen oberen Grenzwert der absoluten Löffelgeschwindigkeit auf der Grundlage des durch die Entfernungsbestimmungseinheit 1515 festgelegten Abstands und der oben beschriebenen Geschwindigkeitstabelle, die in der Arbeitsmaschinen-Informationsspeichereinheit 1551 gespeichert ist, vor (Schritt S41). Als nächstes berechnet die Steuerbefehl-Erzeugungseinheit 1520 die absolute Löffelsollgeschwindigkeit auf der Grundlage der senkrechten Komponenten der relativen Sollgeschwindigkeit des Auslegers, der relativen Sollgeschwindigkeit des Arms und der in Schritt S38 (Schritt S42) berechneten relativen Sollgeschwindigkeit des Löffels. Als nächstes bestimmt die Steuerungsbefehls-Erzeugungseinheit 1520, ob die in Schritt S13 berechnete absolute Sollgeschwindigkeit des Löffels niedriger als der in Schritt S41 (Schritt S43) festgelegte zulässige obere Grenzwert der absoluten Löffelgeschwindigkeit ist oder nicht.
In einem Fall, in dem die absolute Sollgeschwindigkeit des Löffels niedriger ist als der zulässige obere Grenzwert der absoluten Löffelgeschwindigkeit (Schritt S43: JA), erzeugt die Steuerungsbefehls-Erzeugungseinheit 1520 einen Steuerbefehl für den Ausleger 131, den Arm 132 und die Löffel 133 auf der Grundlage der relativen Sollgeschwindigkeit des Auslegers, der relativen Sollgeschwindigkeit des Arms und der relativen Sollgeschwindigkeit des Löffels (Schritt S40). In einem Fall, in dem die absolute Sollgeschwindigkeit des Löffels gleich oder höher als der zulässige obere Grenzwert der absoluten Löffelgeschwindigkeit ist (Schritt S43: NEIN), spezifiziert die Parameterbestimmungseinheit 1519 andererseits die Korrelationsdaten im Zusammenhang mit der im Hauptspeicher 153 gespeicherten Gewichtsklassifizierung aus der Parameterspeichereinheit 1553 (Schritt S44). Dann erzeugt die Steuerbefehl-Erzeugungseinheit 1520 den Steuerbefehl für den Ausleger 131, den Arm 132 und die Löffel 133 auf der Grundlage der spezifizierten Korrelationsdaten und der Differenz zwischen der absoluten Sollgeschwindigkeit des Löffels und der absoluten Löffelgeschwindigkeit (Schritt S45).
Wenn die Steuerbefehl-Erzeugungseinheit 1520 den Steuerbefehl für den Ausleger 131, den Arm 132 und den Löffel 133 erzeugt, gibt die Steuerbefehl-Ausgabeeinheit 1521 den Steuerbefehl an das Steuerventil 124 aus (Schritt S46). Dementsprechend steuert das Steuerventil 124 den Auslegerzylinder 134, den Armzylinder 135 und den Löffelzylinder 136 an.
« Löffelanzeigeverfahren»
9 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Anzeigevorgang durch das Ein-/Ausgabegerät unter Verwendung der angegebenen oder in der ersten Ausführungsform eingegebenen Löffelgröße zeigt. Wenn der Bediener der Arbeitsmaschine 100 mit der Bedienung der Arbeitsmaschine 100 beginnt, führt das Ein-/Ausgabegerät 160 für jeden vorgegebenen Steuerungszyklus die folgende Steuerung aus.
Die Löffelpositionserfassungseinheit 1615 des Ein-/Ausgabegeräts 160 erfasst den absoluten Löffelwinkel η, die Position der Zähne des Löffels 133 im Baustellen-Koordinatensystem und die Kontolllinie vom Arbeitsmittelsteuergerät 150 (Schritt S61). Die Löffelpositionsanzeigeeinheit 1616 erzeugt ein Bild des Löffels 133 auf der Grundlage der Größe des Löffels 133, die von der Löffelauswahleinheit 1612 vorgegeben oder von der Löffelinformationseingabeeinheit 1611 eingegeben wird (Schritt S62). Die Löffelpositionsanzeigeeinheit 1616 dreht das erzeugte Bild auf der Grundlage des absoluten Löffelwinkels η
(Schritt S63). Die Löffelpositionsanzeigeeinheit 1616 wandelt die erfasste Position der Zähne und der Kontrolllinie in das Bildkoordinatensystem um und erzeugt Bildschirmdaten, in denen das Liniensegment, das die Kontrolllinie darstellt, und das Bild des Löffels 133 gezeichnet werden (Schritt S64). Die Löffelpositionsanzeigeeinheit 1616 gibt die erzeugten Bildschirmdaten an das Bedienungsfeld 169 aus (Schritt S65). Dementsprechend wird auf dem Bedienungsfeld 169 ein Bildschirm angezeigt, der die Positionsbeziehung zwischen dem Löffel 133 und der Gestaltungsfläche anzeigt (Schritt S65).
<<Betrieb and Auswirkungen>>>
Gemäß dem ersten Einstellverfahren der ersten Ausführungsform erhält das Steuergerät (das Arbeitsmittelsteuergerät 150 und das Ein-/Ausgabegerät 160) die Eingabe der Typinformation des Löffels 133, und die Löffelinformationsspeichereinheit 1651 kann die Gewichtsklassifizierung des Löffels 133 oder das Gewicht des Löffels 133 angeben. Daher braucht der Bediener die Gewichtsklassifizierung des Löffels 133 oder das Gewicht des Löffels 133 nicht anzugeben, wenn der Löffel 133 ausgetauscht wird. Dementsprechend kann der Bediener die mit dem Austausch des Löffels 133 verbundene Einstellung des Arbeitsmittels 130 leicht vornehmen.
Gemäß dem zweiten Einstellverfahren der ersten Ausführungsform erhält das Steuergerät (das Arbeitsmittelsteuergerät 150 und das Ein-/Ausgabegerät 160) die Eingabe der Typinformation des Löffels 133, und das Gewicht des Löffels 133 kann durch die Klassifikationsbestimmungseinheit 1613, die Klassifikationsinformationsspeichereinheit 1652 und die Spezifikationsspeichereinheit 1653 spezifiziert werden. Daher kann der Bediener selbst in einem Fall, in dem die Gewichtsklassifizierung nicht eindeutig durch das von den Spezifikationen der Arbeitsmaschine abhängige Gewicht bestimmt wird, die mit dem Austausch des Löffels 133 verbundene Einstellung des Arbeitsmittels 130 problemlos vornehmen.
Gemäß dem Steuergerät gemäß der ersten Ausführungsform wird die Typeninformation des Löffels 133 aus der Liste ausgewählt, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. So kann z.B. gemäß dem Steuergerät gemäß einer anderen Ausführungsform die Typangabe des Löffels 133 in Textform eingegeben werden.
Darüber hinaus spezifiziert das Steuergerät gemäß der ersten Ausführungsform das Gewicht, das mit der Information über den Eingangstyp in der Löffelinformationsspeichereinheit 1651 verbunden ist, und bestimmt den Steuerbetrag des Steuerventils 124 auf der Grundlage der Korrelationsdaten, die mit dem spezifizierten Gewicht verbunden sind. Mit anderen Worten, das Steuergerät gemäß der ersten Ausführungsform kann die Einstellung des Löffels 133 durchführen, indem es die Beziehung zwischen dem Gewicht und den Korrelationsdaten für jedes Modell der Arbeitsmaschine 100 speichert. Darüber hinaus kann das Steuergerät gemäß einer anderen Ausführungsform eine Tabelle speichern, in der die Typinformationen des Löffels 133 und die direkten Korrelationsdaten direkt miteinander verknüpft sind. In diesem Fall braucht das Steuergerät das Gewicht des Löffels 133 nicht aus der Typeninformation anzugeben. Darüber hinaus kann das Steuergerät gemäß einer anderen Ausführungsform eine Tabelle speichern, in der die Typinformation des Löffels 133 mit der Gewichtsklassifizierung gross, mittel oder klein verknüpft ist. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann das Steuergerät den Löffel 133 ohne Angabe der Gewichtsklassifizierung steuern, indem es eine Funktion mit Variablen für das Gewicht des Löffels 133 und die Steuermenge verwendet.
Ferner bestimmt im Steuergerät gemäß der ersten Ausführungsform das Ein-/Ausgabegerät 160 die Gewichtsklassifizierung von groß, mittel und klein auf der Grundlage des Gewichts, und das Arbeitsmittelsteuergerät 150 bestimmt den Steuerbetrag des Steuerventils 124 auf der Grundlage der mit der Klassifizierung verbundenen Korrelationsdaten. Mit anderen Worten, das Steuergerät gemäß der ersten Ausführungsform kann die Einstellung auf der Grundlage der Typinformation des Löffels 133 vornehmen, ohne das Arbeitsmittelsteuergerät 150 gemäß dem Stand der Technik zu ändern, bei dem die Klassifizierung von klein, mittel und groß und die Korrelationsdaten miteinander verknüpft sind.
Ferner empfängt das Steuergerät gemäß der ersten Ausführungsform die Eingabe des Löffelgewichtes in Verbindung mit der eingegebenen Typinformation und schreibt die Typinformation und das Gewicht in Verbindung miteinander in den Löffelinformationsspeicher. Dementsprechend kann das Steuergerät die Informationen über den Löffeltyp in die Liste aufnehmen, nachdem es die Eingabe der Typinformationen und das Gewicht des Löffels empfangen hat. Auf diese Weise kann der Bediener die Einstellung des Löffels 133 leicht durchführen, wenn der gleiche Löffel 133 zum zweiten Mal und danach ausgetauscht wird. Darüber hinaus kann das Steuergerät gemäß einer anderen Ausführungsform die Informationen der Vielzahl von Löffeln 133 vorab in der Löffelinformationsspeichereinheit 1651 speichern und die Eingabe der Informationen des neuen Löffels 133 nicht empfangen.
<Weitere Ausführungsform>
Zuvor wurde die Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben, aber die bestimmte Konfiguration ist nicht auf die oben beschriebene Konfiguration beschränkt, und es können verschiedene Konstruktionsänderungen vorgenommen werden.
So wird z.B. das Steuergerät gemäß der zuvor beschriebenen Ausführungsform durch eine Kombination aus dem Arbeitsmittelsteuergerät 150 und dem Ein-/Ausgabegerät 160 realisiert, ist aber in einer anderen Ausführungsform nicht darauf beschränkt. So kann z.B. das Steuergerät gemäß einer weiteren Ausführungsform durch ein Gerät oder durch eine Kombination von drei oder mehr Geräten realisiert sein. Ferner ist die Kombination der Funktion des Arbeitsmittelsteuegeräts 150 und der Funktion des Ein-/Ausgabegeräts 160 nicht auf das Beispiel der ersten Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise enthält das Ein-/Ausgabegerät 160 gemäß dem Steuergerät gemäß der ersten Ausführungsform die Löffelinformationsspeichereinheit 1651, die 1652 Klassifizierungsinformation-Speichereinheit und die Spezifikationsspeichereinheit 1653, aber in dem Steuergerät gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Arbeitsmittelsteuergerät 150 die Löffelinformationsspeichereinheit 1651, die Klassifizierungsinformations-Speichereinheit 1652 und die Spezifikationsspeichereinheit 1653 ganz oder teilweise enthalten. Darüber hinaus umfasst das Arbeitsmittelsteuergerät 150 eine Arbeitsmaschineninformations-Speichereinheit 1551, eine Sollkonstruktionsdaten-Speichereinheit 1552 und eine Parameterspeichereinheit 1553. In dem Steuergerät gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Ein-/Ausgabegerät 160 j edoch ganz oder teilweise die Arbeitsmaschineninformations-Speichereinheit 1551, die Sollkonstruktionsdaten-Speichereinheit 1552 und die Parameterspeichereinheit 1553 enthalten.
Ferner führt das Steuergerät gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform die in 8 gezeigte Eingriffssteuerung und die in 9 gezeigte Löffelanzeigesteuerung durch, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Beispielsweise muss das Steuergerät gemäß einer weiteren Ausführungsform weder die Eingriffssteuerung noch die Löffelanzeigesteuerung durchführen. In einem Fall, in dem das Steuergerät die Eingriffssteuerung nicht ausführt, muss die Arbeitsmaschine 100 nicht den Positions- und Azimutrichtungsrechner 144, den Neigungsdetektor 145 und die Arbeitsmittelsteuervorrichtung 150 enthalten. Wenn das Steuergerät die Löffelanzeigesteuerung nicht durchführt, muss die Arbeitsmaschine 100 das Ein-/Ausgabegerät 160 nicht enthalten.
Darüber hinaus muss das Steuergerät nach einer anderen Ausführungsform möglicherweise nicht die Beziehung zwischen dem Löffel 133 und der Gestaltungsfläche anzeigen.
Ferner wandelt das Steuerventil 124 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform die Position des Arms 132 vom Karosserie-Koordinatensystem in das Baustellen-Koordinatensystem um, um die Bilddaten anzuzeigen, in denen die Kontrolllinie und der Arm 132 eingezeichnet sind, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. In einer anderen Ausführungsform kann z.B. das Steuerventil 124 die durch die Sollkonstruktionsdaten angezeigte Position der Gestaltungsfläche aus dem Baustellen-Koordinatensystem in das Karosserie-Koordinatensystem umrechnen. Ferner kann das Steuerventil 124 in einer anderen Ausführungsform die Positionen der Kontrolllinien und des Arms 132 in ein anderes Koordinatensystem umrechnen.
[Industrielle Anwendbarkeit]
Gemäß dem erfindungsgemäßen Steuergerät kann der Bediener die Einstellung des Arbeitsmittels in Übereinstimmung mit dem Austausch des Aufsatzes leicht durchführen.
Bezugszeichenliste

100: Arbeitsmaschine
110: Unterwagen
120: Oberwagen
130: Arbeitsmittel
131: Ausleger
132: Arm
133: Löffel
134: Auslegerzylinder
135: Armzylinder
136: Löffelzylinder
124: Regelventil
150: Arbeitsmittelsteuergerät
1511: Arbeitsumfangserfassungseinheit
1512: Erkennungsinformations-Erfassungseinheit
1513: Löffelpositions-Bestimmungseinheit
1514: Löffelpositions-Benachrichtigungseinheit
1515: Entfernungsbestimmungseinheit
1516: Kontrolllinien-Bestimmungseinheit
1517: Sollgeschwindigkeits-Berechnungseinheit
1518: Gewichtsklassifizierungs-Erfassungseinheit
1519: Parameterbestimmungseinheit
1520: Steuerungsbefehls-Erzeugungseinheit
1521: Steuerbefehl-Ausgabeeinheit
1551: Informationsspeichereinheit der Arbeitsmaschine
1552: Sollkonstruktionsdaten-Speichereinheit
1553: Parameterspeichereinheit
160: Ein-/Ausgabegerät
1611: Löffelinformations-Eingabeeinheit
1612: Löffelauswahleinheit
1613: Klassifikationsbestimmungseinheit
1614: Klassifizierungsbenachrichtigungseinheit
1615: Löffelpositions-Erfassungseinheit
1616: Löffelpositions-Anzeigeeinheit
1651: Löffelinformationsspeichereinheit
1652: Klassifizierungsinformations-Speichereinheit
1653: Spezifikationsspeichereinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2018101836 [0002]
WO 2015/129930 [0004]

Claims

Steuergerät zur Steuerung von Arbeitsmittelen mit einem Aufsatz, umfassend: eine Typinformations-Eingabeeinheit, die eine Eingabe von Typinformationen zur Identifizierung des Aufsatzes erhält; eine Speichereinheit, die im Voraus eine Übereinstimmung zwischen den Typinformationen und einem Gewicht oder einer Gewichtsklassifikation des Aufsatzes speichert; und eine Spezifikationseinheit, die eine entsprechende Gewichts- oder Gewichtsklassifizierung auf der Grundlage der in die Typinformations-Eingabeeinheit eingegebenen Typinformationen angibt.
Steuergerät nach Anspruch 1, wobei der Aufsatz eine andere Form hat als andere an deasArbeitsmittel angebrachte Aufsätze.
Steuergerät nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend: eine Übertragungseinheit, die das Gewicht oder die von der Spezifikationseinheit vorgegebene Gewichtsklassifizierung an eine Steuereinheit überträgt, die das Arbeitsmittel steuert.
Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Speichereinheit Spezifikationen des Arbeitsmittels speichert und auch die Übereinstimmung zwischen dem Gewicht und der Gewichtsklassifizierung des Aufsatzes für jede Spezifikation des Arbeitsmittels speichert, und wobei die Spezifikationseinheit die Gewichtsklassifizierung auf der Grundlage der Spezifikationen des Arbeitsmittels und des spezifizierten Gewichts angibt.
Steuergerät nach Anspruch 3, wobei die Speichereinheit die Übereinstimmung zwischen dem Gewicht oder der Gewichtsklassifizierung und einem Parameter speichert, der sich auf die Steuerung des Arbeitsmittels bezieht, und wobei die Übertragungseinheit den Parameter, der sich auf die Steuerung des Arbeitsmittels bezieht und dem Gewicht oder der Gewichtsklassifizierung entspricht, die durch die Spezifikationseinheit spezifiziert sind, an die Steuereinheit überträgt, die das Arbeitsmittel steuert.
Steuergerät nach Anspruch 5, wobei der Parameter ein Parameter ist, der sich auf einen Öffnungsgrad eines Ventils bezieht, das eine Menge an Hydrauliköl steuert, die einem Aktuator zum Betrieb des Arbeitsmittels zugeführt wird, und wobei die Steuereinheit einen Steuerbetrag des Ventils auf der Grundlage des mit der Typeninformation verbundenen Parameters bestimmt.
Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner umfassend: eine Gewichtseingabeeinheit, die eine Eingabe des Gewichts oder der Gewichtsklassifikation des Aufsatzes entsprechend den Informationen zum Eingabetyp erhält und das Gewicht oder die Gewichtsklassifikation des Aufsatzes entsprechend den Informationen zum Eingabetyp in die Speichereinheit schreibt.
Steuerverfahren, das die folgenden Schritte umfasst: Empfangen einer Eingabe von Typinformationen eines in einer Arbeitsmaschine bereitgestellten Aufsatzes; und Angabe eines entsprechenden Gewichts oder einer entsprechenden Gewichtsklassifikation auf der Grundlage der Eingabetypinformationen von einer Speichereinheit, die im Voraus die Übereinstimmung zwischen den Typinformationen und dem Gewicht oder der Gewichtsklassifikation des Aufsatzes speichert.