JP2005511934A - 削岩装置運転制御方法および運転制御機器 - Google Patents
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Abstract
Description
洗浄流量=a1×貫通率+b1×打撃力
となる。
回転率=a2×インパクト周期+b2×打撃力
となる。
Claims (35)
- 打撃器(4)と、回転器(5)と、供給器(9)と、洗浄器(11)と、ツール(7)と、該ツール(7)に設置されたビット(8)とを含む削岩装置(1)の運転制御方法であって、該削岩装置(1)では、前記打撃器(4)は前記ツール(7)に対してインパクトエネルギーを発生し、前記回転器(5)はドリル孔内で前記ツール(7)を回転させ、前記供給器(9)はドリル孔内で前記ツール(7)をフィードし、前記洗浄器(11)は前記ツール(7)およびビット(8)を通じて洗浄剤を供給して分離された切削屑を孔から洗い流す削岩装置の運転制御方法において、
前記供給器(9)の供給力(FF)および打撃器(4)の打撃力(PP)を決定し、
前記供給器(9)の供給力(FF)および打撃器(4)の打撃力(PP)を該供給器(9)の供給力(FF)および打撃器(4)の打撃力(PP)に基づいて自動的に制御することを特徴とする運転制御方法。 - 請求項1に記載の方法において、前記供給器(9)の供給力(FF)は該供給器(9)の圧力チャンネルの圧力に基づいて決定し、前記打撃器(4)の打撃力(PP)は該打撃器(4)の圧力チャンネルの圧力に基づいて決定することを特徴とする方法。
- 請求項1または2に記載の方法において、前記供給器(9)の最高許容供給力(FFMAX)および該供給器(9)の最低許容供給力(FFMIN)を設定し、
前記打撃器(4)の最高許容打撃力(PPMAX)および該打撃器(4)の最低許容打撃力(PPMIN)を設定し、
前記供給器(9)の供給力(FF)と前記打撃器(4)の打撃力(PP)との関係の上限値および下限値を設定し、該上限値および下限値を、前記供給器(9)の供給力(FF)と前記打撃器(4)の打撃力(PP)との関係の目標運転範囲の境界値とし、
前記供給器(9)の供給力(FF)と前記打撃器(4)の打撃力(PP)との関係を該供給器(9)の供給力(FF)および該打撃器(4)の打撃力(PP)に基づいて決定し、
前記供給器(9)の供給力(FF)および前記打撃器(4)の打撃力(PP)は、該供給器(9)の供給力(FF)と該打撃器(4)の打撃力(PP)との関係が前記上限値および下限値によって制限された目標運転範囲内にあるように調整することを特徴とする方法。 - 請求項3に記載の方法において、前記供給器(9)の供給力(FF)と前記打撃器(4)の打撃力(PP)との関係が目標運転範囲内にある時は、前記打撃器(4)の打撃力(PP)を増大させることを特徴とする方法。
- 請求項4に記載の方法において、前記供給器(9)の供給力(FF)が前記打撃器(4)の打撃力(PP)に比較して過大である時は、該打撃器(4)の打撃力(PP)を増大させることを特徴とする方法。
- 請求項5に記載の方法において、前記打撃器(4)の打撃力(PP)が設定最大値(PPMAX)にある時は、前記供給器(9)の供給力(FF)を低減することを特徴とする方法。
- 請求項3に記載の方法において、前記供給器(9)の供給力(FF)が前記打撃器(4)の打撃力(PP)に比較して過小である時は、該供給器(9)の供給力(FF)を増大させることを特徴とする方法。
- 請求項7に記載の方法において、前記供給器(9)の供給力(FF)が設定最大値(FFMAX)にある時は、前記打撃器(4)の打撃力(PP)を低減することを特徴とする方法。
- 請求項1ないし8のいずれかに記載の方法において、前記供給器(9)の供給力(FF)または前記打撃器(4)の打撃力(PP)は、標準的ステップにより変更し、あるいはP、PIまたはPIDアルゴリズムにより変更することを特徴とする方法。
- 請求項3ないし9のいずれかに記載の方法において、該方法はさらに、
前記回転器(5)の回転トルク(MM)を決定し、
該回転器(5)の回転トルク(MM)の変化(△MM)を決定し、
該回転器(5)の回転トルク(MM)の最高許容値(MMMAX)を設定し、
該回転器(5)の回転トルク(MM)の変化の最高許容値(△MM)を設定し、
前記供給器(9)の供給力(FF)の最高許容値(FFMAX)を前記回転器(5)の回転トルク(MM)または該回転器(5)の回転トルク(MM)の変化(△MM)に基づいて設定することを特徴とする方法。 - 請求項10に記載の方法において、前記回転器(5)の回転トルク(MM)または該回転トルク(MM)の変化(△MM)を該回転器(5)の圧力チャンネルの圧力に基づいて決定することを特徴とする方法。
- 請求項10または11に記載の方法において、
前記回転器(5)の回転トルク(MM)を該回転トルク(MM)の最高許容値(MMMAX)と比較し、
前記回転器(5)の回転トルク(MM)の変化(△MM)の値を該回転トルク(MM)の変化(△MM)の最高許容値(△MMMAX)と比較し、
前記回転器(5)の回転トルク(MM)が該回転トルク(MM)の最高許容値(MMMAX)を超過する時または前記回転器(5)の回転トルク(MM)の変化(△MM)が該回転トルク(MM)の変化(△MM)の最高許容値(△MMMAX)を超過する時は、前記供給器(9)の供給力(FF)の最高許容値(FFMAX)を低減することを特徴とする方法。 - 請求項10または11に記載の方法において、
前記回転器(5)の回転トルク(MM)を該回転トルク(MM)の最高許容値(MMMAX)と比較し、
前記回転器(5)の回転トルク(MM)の変化(△MM)の値を該回転トルク(MM)の変化(△MM)の最高許容値(△MMMAX)と比較し、
前記回転器(5)の回転トルク(MM)が該回転トルク(MM)の最高許容値(MMMAX)に多くとも等しくなる時および前記回転器(5)の回転トルク(MM)の変化(△MM)が該回転トルク(MM)の変化(△MM)の最高許容値(△MMMAX)に多くとも等しくなる時は、前記供給器(9)の供給力(FF)の最高許容値(FFMAX)をその設定値(FFMAXSET)に設定することを特徴とする方法。 - 請求項3ないし13のいずれかに記載の方法において、該方法はさらに、
前記洗浄器(11)の洗浄圧(FP)を決定し、
該洗浄器(11)の洗浄圧(FP)の変化(△FP)を決定し、
該洗浄器(11)の洗浄圧(FP)の最高許容値(FPMAX)を設定し、
該洗浄器(11)の洗浄圧(FP)の変化(△FP)の最高許容値(△FPMAX)を設定し、
前記供給器(9)の供給力(FF)の最高許容値(FFMAX)を前記洗浄器(11)の洗浄圧(FP)または該洗浄器(11)の洗浄圧(FP)の変化(△FP)に基づいて設定することを特徴とする方法。 - 請求項14に記載の方法において、前記洗浄器(11)の洗浄圧(FP)または該洗浄器(11)の洗浄圧(FP)の変化(△FP)を該洗浄器(11)の圧力チャンネルの圧力に基づいて決定することを特徴とする方法。
- 請求項14または15に記載の方法において、
前記洗浄器(11)の洗浄圧(FP)を該洗浄圧(FP)の最高許容値(FPMAX)と比較し、
該洗浄器(11)の洗浄圧(FP)の変化(△FP)を該洗浄圧(FP)の変化(△FP)の最高許容値(△FPMAX)と比較し、
該洗浄器(11)の洗浄圧(FP)が最高許容洗浄圧値(FPMAX)を超過する時または該洗浄器(11)の洗浄圧(FP)の変化(△FP)が該洗浄圧(FP)の変化(△FP)の最高許容値(△FPMAX)を超過する時は、前記供給器(9)の最高許容供給力値(FFMAX)を低減することを特徴とする方法。 - 請求項14または15に記載の方法において、
前記洗浄器(11)の洗浄圧(FP)を該洗浄圧(FP)の最高許容値(FPMAX)と比較し、
該洗浄器(11)の洗浄圧(FP)の変化(△FP)を該洗浄圧(FP)の変化(△FP)の最高許容値(△FPMAX)と比較し、
該洗浄器(11)の洗浄圧(FP)が該洗浄圧(FP)の最高許容値(FPMAX)に多くとも等しくなる時または該洗浄器(11)の洗浄圧(FP)の変化(△FP)が該洗浄圧(FP)の変化(△FP)の最高許容値(△FPMAX)に多くとも等しくなる時は、前記供給器(9)の供給力(FF)の最高許容値(FFMAX)をその設定値(FFMAXSET)に設定することを特徴とする方法。 - 請求項1ないし17のいずれかに記載の方法において、
穿孔貫通率(PS)を決定し、
最高許容穿孔貫通率(PSMAX)を設定し、
最低許容穿孔貫通率(PSMIN)を設定し、
穿孔貫通率(PS)を最高許容穿孔貫通率(PSMAX)と比較し、穿孔貫通率(PS)が最高許容穿孔貫通率(PSMAX)を超過する時は、穿孔を中断して再開し、
さらに/あるいは穿孔貫通率(PS)を最低許容穿孔貫通率(PSMIN)と比較し、穿孔貫通率(PS)が最低許容穿孔貫通率(PSMIN)より低くなる時は、穿孔を中断することを特徴とする方法。 - 請求項18に記載の方法において、前記穿孔貫通率(PS)は、該穿孔貫通率(PS)を直接測定して決定することを特徴とする方法。
- 打撃器(4)と、回転器(5)と、供給器(9)と、洗浄器(11)と、ツール(7)と、該ツール(7)に設置されたビット(8)とを含む削岩装置(1)の運転制御機器であって、該削岩装置(1)では、前記打撃器(4)は前記ツール(7)に対してインパクトエネルギーを発生し、前記回転器(5)はドリル孔内で前記ツール(7)を回転させ、前記供給器(9)はドリル孔内で前記ツール(7)をフィードし、前記洗浄器(11)は前記ツール(7)およびビット(8)を通じて洗浄剤を供給して分離された切削屑を孔から洗い流す削岩装置の運転制御機器において、該機器は、前記供給器(9)の供給力(FF)および打撃器(4)の打撃力(PP)を決定する手段と、前記供給器(9)の供給力(FF)および打撃器(4)の打撃力(PP)を該供給器(9)の供給力(FF)および打撃器(4)の打撃力(PP)に基づいて自動的に調整する少なくとも1つの制御ユニット(28)とを含むことを特徴とする運転制御機器。
- 請求項20に記載の機器において、前記削岩装置(1)の運転制御用に、少なくとも、緊急停止状態、穿孔停止状態、穿孔開始状態、正常穿孔状態、穿孔ジャミング状態、および削岩ツール(7)のビット(8)の洗浄孔閉塞状態が制御ユニット(28)で決定されることを特徴とする機器。
- 請求項20に記載の機器において、該機器は、前記供給器(9)の圧力チャンネルの圧力に基づいて該供給器(9)の供給力(FF)を決定する少なくとも1つの第1の圧力センサ(23)と、前記打撃器(4)の圧力チャンネルの圧力に基づいて該打撃器(4)の打撃力(PP)を決定する少なくとも1つの第2の圧力センサ(24)とを含むことを特徴とする機器。
- 請求項20ないし22のいずれかに記載の機器において、該機器は、前記供給器(9)の最高許容供給力(FFMAX)および該供給器(9)の最低許容供給力(FFMIN)を設定する手段と、前記打撃器(4)の最高許容打撃力(PPMAX)および該打撃器(4)の最低許容打撃力(PPMIN)を設定する手段と、前記供給器(9)の供給力(FF)と前記打撃器(4)の打撃力(PP)との関係の上限値および下限値を、該供給器(9)の供給力(FF)と該打撃器(4)の打撃力(PP)との相互関係の目標運転範囲の境界値として設定する手段と、前記供給器(9)の供給力(FF)と前記打撃器(4)の打撃力(PP)との関係を該供給器(9)の供給力(FF)および該打撃器(4)の打撃力(PP)に基づいて決定する手段と、前記供給器(9)の供給力(FF)および前記打撃器(4)の打撃力(PP)を該供給器(9)の供給力(FF)と該打撃器(4)の打撃力(PP)との関係が前記上限値および下限値によって制限された目標運転範囲内にあるように調整する手段とを含むことを特徴とする機器。
- 請求項20ないし23のいずれかに記載の機器において、該機器はさらに、前記回転器(5)の回転トルク(MM)および該回転器(5)の回転トルク(MM)の変化(△MM)を決定する手段と、該回転器(5)の回転トルク(MM)の最高許容値(MMMAX)および該回転器(5)の回転トルク(MM)の変化の最高許容値(△MMMAX)を設定する手段と、前記供給器(9)の供給力(FF)の最高許容値(FFMAX)を前記回転器(5)の回転トルク(MM)または該回転器(5)の回転トルク(MM)の変化(△MM)に基づいて設定する手段とを含むことを特徴とする機器。
- 請求項24に記載の機器において、該機器は、前記回転器(5)の回転トルク(MM)および/または該回転トルク(MM)の変化(△MM)を該回転器(5)の圧力チャンネルの圧力に基づいて決定する少なくとも1つの第3のセンサを含むことを特徴とする機器。
- 請求項24または25に記載の機器において、該機器は、前記回転器(5)の回転トルク(MM)を該回転トルク(MM)の最高許容値(MMMAX)と比較し、あるいは、前記回転器(5)の回転トルク(MM)の変化(△MM)の値を該回転トルク(MM)の変化(△MM)の最高許容値(△MMMAX)と比較する手段を含むことを特徴とする機器。
- 請求項26に記載の機器において、該機器は、前記回転器(5)の回転トルク(MM)が該回転トルク(MM)の最高許容回転トルク値(MMMAX)を超過する時または前記回転器(5)の回転トルク(MM)の変化(△MM)が該回転トルク(MM)の変化(△MM)の最高許容値(△MMMAX)を超過する時に前記供給器(9)の供給力(FF)の最高許容値(FFMAX)を低減する手段を含むことを特徴とする機器。
- 請求項26に記載の機器において、該機器は、前記回転器(5)の回転トルク(MM)が該回転トルク(MM)の最高許容値(MMMAX)に多くとも等しくなる時および前記回転器(5)の回転トルク(MM)の変化(△MM)が該回転トルク(MM)の変化(△MM)の最高許容値(△MMMAX)に多くとも等しくなる時に前記供給器(9)の供給力(FF)の最高許容値(FFMAX)をその設定値(FFMAXSET)に設定する手段を含むことを特徴とする機器。
- 請求項20ないし28のいずれかに記載の機器において、該機器はさらに、前記洗浄器(11)の洗浄圧(FP)および該洗浄器(11)の洗浄圧(FP)の変化(△FP)を決定する手段と、該洗浄器(11)の洗浄圧(FP)の最高許容値(FPMAX)および該洗浄器(11)の洗浄圧(FP)の変化(△FP)の最高許容値(△FPMAX)を設定する手段と、前記供給器(9)の供給力(FF)の最高許容値(FFMAX)を前記洗浄器(11)の洗浄圧(FP)または該洗浄器(11)の洗浄圧(FP)の変化(△FP)に基づいて設定する手段とを含むことを特徴とする機器。
- 請求項29に記載の機器において、該機器は、前記洗浄器(11)の洗浄圧(FP)および/または該洗浄器(11)の洗浄圧(FP)の変化(△FP)を該洗浄器(11)の圧力チャンネルの圧力に基づいて決定する少なくとも1つの第4の圧力センサ(26)を含むことを特徴とする機器。
- 請求項29または30に記載の機器において、該機器は、前記洗浄器(11)の洗浄圧(FP)を該洗浄圧(FP)の最高許容値(FPMAX)と比較し、あるいは該洗浄器(11)の洗浄圧(FP)の変化(△FP)を該洗浄圧(FP)の変化(△FP)の最高許容値(△FPMAX)と比較する手段を含むことを特徴とする機器。
- 請求項31に記載の機器において、該機器は、前記洗浄器(11)の洗浄圧(FP)が最高許容洗浄圧値(FPMAX)を超過する時または該洗浄器(11)の洗浄圧(FP)の変化(△FP)が該洗浄圧(FP)の変化(△FP)の最高許容値(△FPMAX)を超過する時に前記供給器(9)の最高許容供給力値(FFMAX)を低減する手段を含むことを特徴とする機器。
- 請求項31に記載の機器において、該機器は、前記洗浄器(11)の洗浄圧(FP)が該洗浄圧(FP)の最高許容値(FPMAX)に多くとも等しくなる時または該洗浄器(11)の洗浄圧(FP)の変化(△FP)が該洗浄圧(FP)の変化(△FP)の最高許容値(△FPMAX)に多くとも等しくなる時に前記供給器(9)の供給力(FF)の最高許容値(FFMAX)をその設定値(FFMAXSET)に設定する手段を含むことを特徴とする機器。
- 請求項20ないし33のいずれかに記載の機器において、該機器は、穿孔貫通率(PS)を決定する手段と、最高許容穿孔貫通率(PSMAX)および最低許容穿孔貫通率(PSMIN)を決定する手段と、穿孔貫通率(PS)を最高許容穿孔貫通率(PSMAX)および最低許容穿孔貫通率(PSMIN)と比較する手段と、穿孔貫通率(PS)が最高許容貫通率(PSMAX)を超過する時に穿孔を中断して再開する手段と、穿孔貫通率(PS)が最低許容貫通率(PSMIN)より低くなる時に穿孔を中断する手段とを含むことを特徴とする機器。
- 請求項34に記載の機器において、該機器は、前記穿孔貫通率(PS)を直接測定して該穿孔貫通率(PS)を決定する少なくとも1つの速度検出器(27)を含むことを特徴とする機器。
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