JP2006138077A - Device for updating offset value of position sensor of construction machinery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、油圧ショベル等の建設機械に備え、作業部材の位置を計測する位置センサのオフセット値を更新する処理を行なう建設機械の位置センサのオフセット値更新装置に関する。 The present invention relates to an offset value updating apparatus for a position sensor of a construction machine, which is provided in a construction machine such as a hydraulic excavator and performs a process of updating an offset value of a position sensor that measures the position of a work member.
油圧ショベルなどの建設機械は、ブーム、アーム、及びバケット等の複数の作業部材から成るフロント作業機を有し、オペレータが当該フロント作業機の各作業部材を操作することにより掘削作業などの所望の作業を行なうようになっている。 A construction machine such as a hydraulic excavator has a front work machine including a plurality of work members such as a boom, an arm, and a bucket, and an operator operates each work member of the front work machine to perform a desired work such as excavation work. Work is to be done.
近年、例えば油圧ショベルによる作業を、より容易に、正確かつ迅速に行なうために、作業部材の連結部を形成する関節に搭載した位置センサによりバケット先端位置や姿勢を計測し、そのバケット先端位置情報や姿勢情報をオペレータに提示したり、計測結果に基づいてバケット姿勢を制御することなどが実施されている。 In recent years, for example, in order to perform work with a hydraulic excavator more easily, accurately and quickly, a bucket tip position and posture are measured by a position sensor mounted on a joint forming a connecting portion of the working member, and the bucket tip position information And posture information are presented to the operator, and the bucket posture is controlled based on the measurement result.
この場合、位置センサの代表例としてはポテンショメータがある。このようなポテンショメータは、油圧ショベルの上部旋回体に対するブームの角度を計測するためにブームの回転部に搭載され、また、ブームに対するアームの角度を計測するためにアームの回転部に搭載され、また、アームに対するバケットの角度を計測するためにバケットの回転部に搭載され、それぞれ各角度に比例する信号を出力するものである。 In this case, there is a potentiometer as a representative example of the position sensor. Such a potentiometer is mounted on the rotating part of the boom for measuring the angle of the boom with respect to the upper swing body of the excavator, is mounted on the rotating part of the arm for measuring the angle of the arm with respect to the boom, and In order to measure the angle of the bucket with respect to the arm, it is mounted on the rotating part of the bucket and outputs a signal proportional to each angle.
ところで、このような位置センサを設ける場合には、位置センサの個体差、及び取り付け誤差による影響を除くために、各位置センサのオフセット値を正確に設定することが必要になる。このような位置センサのオフセット値の更新のための従来技術としては、特許文献1に示されるものがある。 By the way, when such a position sensor is provided, it is necessary to accurately set the offset value of each position sensor in order to eliminate the influence of individual differences between the position sensors and attachment errors. As a conventional technique for updating the offset value of such a position sensor, there is one disclosed in Patent Document 1.
この従来技術は、作業装置を予め定められた基準位置にセットしたときの設計上の標準値をROMに記憶させておき、線さの取り付け時において、作業装置の基準位置にセットし、そのときのセンサの検出値を取り込み、この取り込んだ検出値と上述の標準値との差を補正値、すなわちオフセット値として使用するものである。この従来技術では、作業装置の基準位置が、当該作業装置の2つの動作終端位置のうちのどちらか一方の動作終端位置となっている。
例えば、上述した従来技術を油圧ショベルなどに適用する場合、位置センサのオフセット値更新に際しては、ブームを上げきった状態、アームをフルダンプした状態、バケットをフルダンプした状態等の姿勢をとらなければならなくなる。しかし、オフセット値更新を実施する場所の周辺環境によっては、上述のように予め決めておいた基準姿勢が障害物などによって取れない場合が生じる。 For example, when applying the above-described conventional technology to a hydraulic excavator or the like, when updating the offset value of the position sensor, it is necessary to take a posture such as a state where the boom is fully raised, a state where the arm is fully dumped, a state where the bucket is fully dumped, etc. Disappear. However, depending on the surrounding environment where the offset value is updated, the predetermined reference posture as described above may not be obtained due to an obstacle or the like.
すなわち従来技術では、2つの動作限界のうちの一方の動作限界のみにおいて線さのオフセット値の更新を行なうので、該当する一方の動作限界の近傍に障害物が存在する場合には、オフセット値を更新できなくなる場合がある。このように従来技術は、油圧ショベルが設置される周辺環境によって、センサのオフセット値更新処理が制約を受ける問題がある。 That is, in the prior art, the linear offset value is updated only in one of the two operation limits, so if there is an obstacle near the corresponding one operation limit, the offset value is set. It may not be possible to update. As described above, the conventional technique has a problem that the offset value updating process of the sensor is restricted by the surrounding environment where the hydraulic excavator is installed.
また最近では、より高精度な位置計測をするために、ポテンショメータでなく、エンコーダを各作業部材の回転部に搭載して該当する作業部材の回動角度を計測したり、ワイヤ式エンコーダから成るストロークセンサを各作業部材の回転部に搭載して、作業部材を駆動する油圧シリンダのストロークを計測することも実施されている。このようなエンコーダ、あるいはストロークセンサは高精度であるが、ポテンショメータ等の角度に応じた絶対位置を計測できるものとは異なり、電源投入後の変化量に比例したパルスを出力することによって得られる相対位置を計測するために、オフセット値の更新は、ポテンショメータのようにセンサ取り付け時の1回のみという具合にはいかず、電源投入時、すなわち油圧ショベル等ののエンジン始動時に毎回実施することが必要となっている。 Also, recently, in order to measure the position with higher accuracy, an encoder is installed on the rotating part of each work member instead of a potentiometer to measure the rotation angle of the corresponding work member, or a stroke composed of a wire encoder. It is also practiced to mount a sensor on the rotating part of each working member and measure the stroke of a hydraulic cylinder that drives the working member. Such an encoder or stroke sensor is highly accurate, but unlike a potentiometer or the like that can measure the absolute position according to the angle, the relative value obtained by outputting a pulse proportional to the amount of change after power-on. In order to measure the position, the offset value must be updated every time when the power is turned on, that is, when the engine such as a hydraulic excavator is started. It has become.
このために、上述の従来技術のように、例えばアームの基準姿勢を、アームをフルダンプした状態に固定してしまうと、アームをフルクラウド付近で駐車していた状態から作業を開始しようとするときに、一度フルダンプまで動作させなければならない。すなわち、無駄な動作を行なわなくてはならず、作業能率が低下する懸念がある。このことは、例えば上述したように周辺環境等によって、常にアームをフルクラウド付近で駐車させなければならない場合ではなおさらである。 For this reason, when the arm's reference posture is fixed in a state where the arm is fully dumped, for example, as in the above-described prior art, when the work is started from a state where the arm is parked near the full cloud. In addition, once full dump must be operated. In other words, useless operations must be performed, and there is a concern that work efficiency may be reduced. This is especially true when the arm must always be parked near the full cloud, for example, as described above, due to the surrounding environment or the like.
本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、建設機械が設置される周辺環境の如何に拘わらず、位置センサのオフセット値更新を容易に実現できる建設機械の位置センサのオフセット値更新装置を提供することにある。 The present invention has been made from the above-described prior art, and its purpose is a position sensor for a construction machine that can easily update the offset value of the position sensor regardless of the surrounding environment in which the construction machine is installed. An offset value updating apparatus is provided.
上記目的を達成するために、本発明は、複数の動作限界を有する作業部材と、この作業部材の位置を計測する位置センサとを備えた作業機械に備えられ、上記位置センサのオフセット値を更新する処理を行なう建設機械の位置センサのオフセット値更新装置において、上記作業部材の上記複数の動作限界をそれぞれ検出可能な複数の検出手段と、これら複数の検出手段のうちのいずれかの検出手段の検出結果に基づいて上記作業部材が上記動作限界にあるかどうかを判定する判定手段とを備え、この判定手段で上記作業部材が上記動作限界にあると判定されたときに、上記位置センサのオフセット値を更新する処理を行なうことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention is provided in a work machine having a work member having a plurality of operation limits and a position sensor for measuring the position of the work member, and updates the offset value of the position sensor. In the offset value updating apparatus for the position sensor of the construction machine that performs the processing, a plurality of detection means capable of respectively detecting the plurality of operation limits of the work member, and a detection means of any one of the plurality of detection means Determination means for determining whether the working member is at the operation limit based on a detection result, and when the determination means determines that the work member is at the operation limit, the position sensor offset It is characterized in that processing for updating a value is performed.
このように構成した本発明は、複数の検出手段及び判定手段を介して、各作業部材の複数の動作限界のうちのどの動作限界においても位置センサのオフセット値を更新することができるので、1つの動作限界の近くに障害物等が存在している場合には、他の動作限界を活用して位置センサのオフセット値の更新を行なうことができる。また、例えば1つの動作限界、あるいは他の動作限界に建設機械が駐車している場合には、その位置において位置センサの更新を行なうことができる。すなわち、建設機械が設置される周辺環境の如何に拘わらず、位置線さのオフセット値の更新を容易に実現させることができる。 In the present invention configured as described above, the offset value of the position sensor can be updated at any operation limit among the plurality of operation limits of each work member via the plurality of detection means and determination means. When an obstacle or the like exists near one operation limit, the offset value of the position sensor can be updated using the other operation limit. For example, when the construction machine is parked at one operation limit or another operation limit, the position sensor can be updated at that position. That is, the offset value of the position line can be easily updated regardless of the surrounding environment where the construction machine is installed.
また、本発明は、上記発明において、上記建設機械が、上部旋回体と、上記作業部材をそれぞれ形成するブーム、アーム、及びバケットとを備えた油圧ショベルから成り、上記位置センサが、上記上部旋回体に対する上記ブームの相対位置を計測するブーム位置センサと、上記ブームに対する上記アームの相対位置を計測するアーム位置センサと、上記アームに対する上記バケットの相対位置を計測するバケット位置センサとを含み、上記検出手段が、上記ブーム位置センサに対応して設けられ、上記ブームを駆動する油圧シリンダを形成するブームシリンダのボトム圧力を検出するブームシリンダボトム圧力センサ、及び上記ブームシリンダのロッド圧力を検出するブームシリンダロッド圧力センサと、上記アーム位置センサに対応して設けられ、上記アームを駆動する油圧シリンダを形成するアームシリンダのボトム圧力を検出するアームシリンダボトム圧力センサ、及び上記アームシリンダのロッド圧力を検出するアームシリンダロッド圧力センサと、上記バケット位置センサに対応して設けられ、上記バケットを駆動する油圧シリンダを形成するバケットシリンダのボトム圧力を検出するバケットシリンダボトム圧力センサ、及び上記バケットシリンダのロッド圧力を検出するバケットシリンダロッド圧力センサとを含み、上記判定手段が、車載コンピュータに含まれ、上記圧力センサのそれぞれによって検出された対応する油圧シリンダのボトム圧力、またはロッド圧力がリリーフ圧力以上かどうか判定すると共に、上記圧力センサのそれぞれに対応する上記位置センサの出力の変化量が一定値以下かどうか判定する手段から成り、この判定手段で、上記リリーフ圧力以上であって上記出力の変化量が一定値以下であると判定されたときに、該当する上記圧力センサに対応する位置センサのオフセット値を更新する処理を行なうことを特徴としている。 Further, according to the present invention, in the above invention, the construction machine includes a hydraulic excavator including an upper swing body and a boom, an arm, and a bucket that respectively form the work members, and the position sensor is the upper swing A boom position sensor for measuring the relative position of the boom to the body, an arm position sensor for measuring the relative position of the arm with respect to the boom, and a bucket position sensor for measuring the relative position of the bucket with respect to the arm, A boom cylinder bottom pressure sensor for detecting a bottom pressure of a boom cylinder that forms a hydraulic cylinder that drives the boom, and a boom for detecting a rod pressure of the boom cylinder, the detection means being provided corresponding to the boom position sensor Corresponding to the cylinder rod pressure sensor and the above arm position sensor Corresponding to an arm cylinder bottom pressure sensor that detects a bottom pressure of an arm cylinder that forms a hydraulic cylinder that drives the arm, an arm cylinder rod pressure sensor that detects a rod pressure of the arm cylinder, and the bucket position sensor. The determination means includes a bucket cylinder bottom pressure sensor that detects a bottom pressure of a bucket cylinder that forms a hydraulic cylinder that drives the bucket, and a bucket cylinder rod pressure sensor that detects a rod pressure of the bucket cylinder. Is included in the in-vehicle computer, and it is determined whether the bottom pressure or the rod pressure of the corresponding hydraulic cylinder detected by each of the pressure sensors is equal to or higher than the relief pressure, and the position sensor corresponding to each of the pressure sensors It comprises means for determining whether the amount of change in output is less than or equal to a certain value, and when the judgment means determines that the amount of change in output is greater than or equal to the relief pressure and the amount of change in output is less than or equal to a certain value, the corresponding pressure It is characterized in that processing for updating the offset value of the position sensor corresponding to the sensor is performed.
このように構成した本発明は、各作業部材に係る位置センサのオフセット値更新のための姿勢が、各作業部材のそれぞれを駆動する油圧シリンダの片側のストロークエンドに固定されることなく、両側のストロークエンドで可能となる。 In the present invention configured as described above, the posture for updating the offset value of the position sensor related to each work member is not fixed to the stroke end on one side of the hydraulic cylinder that drives each work member, and This is possible at the stroke end.
また、本発明は、上記発明において、上記位置センサは、上記作業部材の相対角度を計測するエンコーダから成ることを特徴としている。 Further, the present invention is characterized in that, in the above invention, the position sensor comprises an encoder for measuring a relative angle of the working member.
さらに、本発明は、上記発明において、上記位置センサは、上記作業部材を駆動する上記油圧シリンダのストロークを検出するストロークセンサから成ることを特徴としている。 Furthermore, the present invention is characterized in that, in the above invention, the position sensor comprises a stroke sensor for detecting a stroke of the hydraulic cylinder that drives the working member.
本発明は、複数の検出手段及び判定手段を介して、作業部材の複数の動作限界のそれぞれにおいて位置センサのオフセット値の更新処理が可能となるので、当該建設機械が設置される周辺環境の如何に拘わらず、位置センサのオフセット値更新を容易に実現でき、従来に比べて周辺環境による位置センサのオフセット値更新に対する制約を緩和させることができる。また、オフセット値更新後の迅速な作業開始が可能となり、従来に比べて作業能率を向上させることができる。 In the present invention, the offset value of the position sensor can be updated at each of the plurality of operation limits of the work member via the plurality of detection means and determination means. Regardless of this, it is possible to easily update the offset value of the position sensor, and it is possible to relax restrictions on the update of the offset value of the position sensor due to the surrounding environment as compared with the related art. In addition, the work can be started quickly after the offset value is updated, and the work efficiency can be improved as compared with the conventional case.
以下,本発明に係る建設機械の位置センサのオフセット値更新装置を実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。 The best mode for carrying out an offset value updating apparatus for a position sensor of a construction machine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[本実施形態が備えられる建設機械]
図1は、本発明に係る位置センサのオフセット値更新装置の一実施形態が備えられる建設機械の一例として挙げた油圧ショベルを示す斜視図である。
[Construction machine provided with this embodiment]
FIG. 1 is a perspective view showing a hydraulic excavator cited as an example of a construction machine provided with an embodiment of an offset value updating apparatus for a position sensor according to the present invention.
この図1に示す建設機械は、油圧ショベル1であり、この油圧ショベル1は、下部走行体2と、下部走行体2上に旋回可能に設けられる上部旋回体3と、上部旋回体3に設けられたフロント作業機4とから成っている。フロント作業機4は、上部旋回体3に上下方向の回動可能に設けられた作業部材すなわちブーム5と、このブーム5の先端に上下方向の回動可能に設けられた作業部材すなわちアーム6と、このアーム6の先端に上下方向の回動可能に設けられた作業部材すなわちバケット7とを含んでいる。これらのブーム5、アーム6、バケット7は、ブームシリンダ8、アームシリンダ9、バケットシリンダ10を伸縮させることにより駆動する。上部旋回体3には運転室11を設けてある。
The construction machine shown in FIG. 1 is a hydraulic excavator 1, and the hydraulic excavator 1 is provided on a
また、この油圧ショベル1は、上部旋回体3とブーム5との間の相対的な回動角であるブーム角度を検出するブーム位置センサ、すなわちブームエンコーダ21と、ブーム5とアーム6との間の相対的な回動角であるアームエンコーダ22と、アーム6とバケット7との間の相対的な回動角であるバケットエンコーダ23とを備えている。
In addition, the hydraulic excavator 1 is a boom position sensor that detects a boom angle that is a relative rotation angle between the
[本実施形態の要部構成]
図2は本実施形態の要部構成を示すブロック図である。この図2に示すように、図1に示した油圧ショベル1は、ブーム位置センサすなわちブームエンコーダ21に対応して設けられ、ブーム5を駆動するブームシリンダ8のボトム圧力を検出するブームシリンダボトム圧力センサ31、及びブームシリンダ8のロッド圧力を検出するブームシリンダロッド圧力センサ32とを備えている。また、アーム位置センサすなわちアームエンコーダ22に対応して設けられ、アーム6をアームシリンダ9のボトム圧力を検出するアームシリンダボトム圧力センサ33、及びアームシリンダ10のロッド圧力を検出するアームシリンダロッド圧力センサ34を備えている。また、バケット位置センサすなわちバケットエンコーダ23に対応して設けられ、バケット7を駆動するバケットシリンダ10のボトム圧力を検出するバケットシリンダボトム圧力センサ35、及びバケットシリンダ10のロッド圧力を検出するバケットシリンダロッド圧力センサ36とを備えている。
[Principal configuration of this embodiment]
FIG. 2 is a block diagram showing the main configuration of the present embodiment. As shown in FIG. 2, the hydraulic excavator 1 shown in FIG. 1 is provided corresponding to a boom position sensor, that is, a
これらの圧力センサ31〜36は、ブーム5、アーム6、バケット7のそれぞれの複数の動作限界、すなわち2つの動作限界をそれぞれ検出可能な複数の検出手段を構成している。
These
さらに、本実施形態は、ブーム5、アーム6、バケット7のそれぞれが、動作限界にあるかどうかを判定する判定手段を含む車載コンピュータ41を備えており、上述した各位置センサすなわちブームエンコーダ21、アームエンコーダ22、及びバケットエンコーダ23と、上述した検出手段すなわち圧力センサ31〜36とは、この車載コンピュータ41に接続されている。なお、この車載コンピュータ41は、エンコーダ21〜23及び圧力センサ31〜36の検出結果に基づいて、バケット7の先端の位置を演算し、バケット7の制御を行なう機能を備えている。
Furthermore, this embodiment is provided with the vehicle-mounted
[車載コンピュータの処理概要]
図3は、本実施形態に備えられる車載コンピュータで実施される処理の概要を示すフローチャートである。
[In-vehicle computer processing overview]
FIG. 3 is a flowchart showing an outline of processing executed by the in-vehicle computer provided in the present embodiment.
この図3に示すように、車載コンピュータ41においては、まず、ステップS1において、ブームオフセットフラグ、アームオフセットフラグ、バケットオフセットフラグ、及び位置演算フラグをOFFにする処理がなされる。次に、ステップS2でオフセット値更新処理を行なう。次に、ステップS3で角度演算処理を行ない、ステップS4で位置演算処理を行なう。以降はステップS3に戻り、このステップS3とステップS4の処理が繰り返し実施される。
As shown in FIG. 3, in the in-
[オフセット値更新処理の概要]
図4は、図3に示した処理のうちのステップS2のオフセット値更新処理を示すフローチャートである。
[Overview of offset value update processing]
FIG. 4 is a flowchart showing the offset value update process of step S2 in the process shown in FIG.
オフセット値更新処理においては、まず、ステップS21にてブームオフセットフラグがOFFかどうかを判定する。判定結果がYESの場合は、ステップS22へと移行し、ブームオフセット値更新処理を実行する。ステップS21の判定結果がNOの場合には、ステップS23へと移行する。 In the offset value update process, first, in step S21, it is determined whether or not the boom offset flag is OFF. If the determination result is YES, the process proceeds to step S22, and boom offset value update processing is executed. If the determination result of step S21 is NO, the process proceeds to step S23.
ステップS23では、アームオフセットフラグがOFFかどうかを判定する。判定結果がYESの場合にはステップS24へと移行し、アームオフセット値変更処理を実行する。ステップS23の判定結果がNOの場合にはステップS25へと移行する。 In step S23, it is determined whether the arm offset flag is OFF. If the determination result is YES, the process proceeds to step S24, and an arm offset value changing process is executed. If the determination result of step S23 is NO, the process proceeds to step S25.
ステップS25では、バケットオフセットフラグがOFFかどうかを判定する。判定結果がYESの場合にはステップS26へと移行し、バケットオフセット値変更処理を実行する。ステップS25の判定結果がNOの場合にはステップS27へと移行する。 In step S25, it is determined whether the bucket offset flag is OFF. If the determination result is YES, the process proceeds to step S26, and bucket offset value change processing is executed. If the determination result of step S25 is NO, the process proceeds to step S27.
次に、ステップS27において、ブーム5、アーム6、バケット7それぞれのオフセットフラグが全てONかどうかを判定する。判定結果がYESの場合は、ステップS28で位置演算フラグをONにする。ステップS27の判定結果がNOの場合は、ステップS29へ移行する。
Next, in step S27, it is determined whether all the offset flags of the
ステップS29では、位置演算フラグがONかどうかを判定し、判定結果がYESの場合はオフセット値更新処理を終了するが、判定結果がNOの場合はステップS21へと戻り、全てのエンコーダ21〜23のオフセット値更新処理が完了するまで繰り返す。
In step S29, it is determined whether or not the position calculation flag is ON. If the determination result is YES, the offset value update process is terminated. If the determination result is NO, the process returns to step S21, and all the
[ブームオフセット値更新処理]
図5は、図4に示したオフセット値更新処理のうちのステップS22のブームオフセット値更新処理を示すフローチャートである。
[Boom offset value update processing]
FIG. 5 is a flowchart showing the boom offset value update process of step S22 in the offset value update process shown in FIG.
まず、ステップS211で、ブームシリンダボトム圧力が閾値以上で、かつブームエンコーダ出力変化(現在値と前回値との差)が閾値以下かどうかを判定する。ここで、ブーム5が上げ操作のストロークエンドに達しているかどうかが判定される。従って、ブームシリンダボトム圧力の閾値としては例えばリリーフ圧力を設定し、ブームエンコーダ21の出力変化の閾値としては例えばゼロ、もしくは分解能に応じた値を設定する。
First, in step S211, it is determined whether or not the boom cylinder bottom pressure is equal to or greater than a threshold value, and whether the boom encoder output change (difference between the current value and the previous value) is equal to or less than the threshold value. Here, it is determined whether or not the
この判定結果がYES、すなわちブーム5が上げ操作のストロークエンドに達している場合は、ステップS222に移行し、ブーム5の原点角度BMANGorgにブーム5の最大上げ角度BMANGupを代入し、ブームエンコーダオフセット値BMCNToffsetにブームエンコーダ出力の現在値を代入し、ブームオフセットフラグをONにする。これにより、ブームエンコーダ21のオフセット値更新処理が完了する。ここで、ブーム5の最大上げ角度BMANGupと、後述するブーム5の最大下げ角度BMANGdownは図9に示す値であり、上部旋回体2、すなわち水平線に対するブーム5の上げ操作、下げ操作それぞれのストロークエンドでの角度である。
If the determination result is YES, that is, if the
ステップS221での判定結果がNOの場合は、ステップS223へ移行し、ブームシリンダ8のロッド圧力が閾値以上で、かつブームエンコーダ出力変化(現在値と前回値との差)が閾値以下かどうかを判定する。ここで、ブーム5が下げ操作のストロークエンドに達しているかどうかが判定される。
If the determination result in step S221 is NO, the process proceeds to step S223, in which whether or not the rod pressure of the
この判定結果がYES、すなわちブーム5の下げ操作のストロークエンドに達している場合には、ステップS224へ移行し、ブーム5の原点角度BMANG0rgにブーム5の最大下げ角度BMANGdownを代入し、ブームエンコーダオフセット値BMCNToffsetにブームエンコーダ出力の現在値を代入し、ブームオフセットフラグをONにする。これにより、ブームエンコーダ21のオフセット値更新処理が完了する。
If the determination result is YES, that is, if the stroke end of the lowering operation of the
[アームオフセット値更新処理]
図6は、図4に示したオフセット値更新処理のうちのステップS24のアームオフセット値更新処理を示すフローチャートである。
[Arm offset value update processing]
FIG. 6 is a flowchart showing the arm offset value update process of step S24 in the offset value update process shown in FIG.
まず、ステップS241で、アームシリンダロッド圧力が閾値以上で、かつアームエンコーダ出力変化(現在値と前回値との差)が閾値以下かどうかを判定する。ここで、アーム6がダンプ操作のストロークエンドに達しているかどうかが判定される。従って、アームシリンダボトム圧力の閾値としては例えばリリーフ圧力を設定し、アームエンコーダ22の出力変化の閾値としては例えばゼロ、もしくは分解能に応じた値を設定する。
First, in step S241, it is determined whether the arm cylinder rod pressure is equal to or greater than a threshold value and the arm encoder output change (difference between the current value and the previous value) is equal to or less than the threshold value. Here, it is determined whether or not the
この判定結果がYES、すなわちアーム6がダンプ操作のストロークエンドに達している場合は、ステップS242に移行し、アーム6の原点角度AMANGorgにアーム5の最大ダンプ角度AMANGupを代入し、アームエンコーダオフセット値AMCNToffsetにアームエンコーダ出力の現在値を代入し、アームオフセットフラグをONにする。これにより、アームエンコーダ22のオフセット値更新処理が完了する。ここで、アーム6の最大ダンプ角度AMANGupと、後述するアーム6の最大クラウド角度AMANGdownは図10に示す値であり、ブーム5の回動部とアーム6の回動部を結ぶ線に対するアーム6のダンプ操作それぞれのストロークエンドでの角度である。
If the determination result is YES, that is, if the
ステップS241での判定結果がNOの場合は、ステップS243へ移行し、アームシリンダ9のボトム圧力が閾値以上で、かつアームエンコーダ出力変化(現在値と前回値との差)が閾値以下かどうかを判定する。ここで、アーム6がクラウド操作のストロークエンドに達しているかどうかが判定される。
If the determination result in step S241 is NO, the process proceeds to step S243, and it is determined whether or not the bottom pressure of the arm cylinder 9 is equal to or greater than the threshold value and the arm encoder output change (difference between the current value and the previous value) is equal to or less than the threshold value. judge. Here, it is determined whether or not the
この判定結果がYES、すなわちアーム6のクラウド操作のストロークエンドに達している場合には、ステップS244へ移行し、アーム6の原点角度AMANG0rgにアーム6の最大クラウド角度AMANGdownを代入し、アームエンコーダオフセット値AMCNToffsetにアームエンコーダ出力の現在値を代入し、アームオフセットフラグをONにする。これにより、アームエンコーダ22のオフセット値更新処理が完了する。
If the determination result is YES, that is, if the stroke end of the cloud operation of the
[バケットオフセット値更新処理]
図7は、図4に示したオフセット値更新処理のうちのステップS26のバケットオフセット値更新処理を示すフローチャートである。
[Bucket offset value update processing]
FIG. 7 is a flowchart showing the bucket offset value update process in step S26 in the offset value update process shown in FIG.
まず、ステップS261で、バケットシリンダロッド圧力が閾値以上で、かつバケットエンコーダ出力変化(現在値と前回値との差)が閾値以下かどうかを判定する。ここで、バケット7がダンプ操作のストロークエンドに達しているかどうかが判定される。従って、バケットシリンダボトム圧力の閾値としては例えばリリーフ圧力を設定し、バケットエンコーダ23の出力変化の閾値としては例えばゼロ、もしくは分解能に応じた値を設定する。
First, in step S261, it is determined whether or not the bucket cylinder rod pressure is equal to or greater than a threshold value and the bucket encoder output change (difference between the current value and the previous value) is equal to or less than the threshold value. Here, it is determined whether or not the
この判定結果がYES、すなわちバケット75がダンプ操作のストロークエンドに達している場合は、ステップS262に移行し、バケット7の原点角度BKANGorgにバケット7の最大ダンプ角度BKANGupを代入し、バケットエンコーダオフセット値BKCNToffsetにバケットエンコーダ出力の現在値を代入し、バケットオフセットフラグをONする。これにより、バケットエンコーダ23のオフセット値更新処理が完了する。ここで、バケット7の最大ダンプ角度BKANGupと、後述するバケット7の最大クラウド角度BMANGdownは図10に示す値であり、アーム6の回動部とバケット7の回動部を結ぶ線に対するバケット7のダンプ操作、クラウド操作それぞれのストロークエンドでの角度である。
If the determination result is YES, that is, if the bucket 75 has reached the stroke end of the dump operation, the process proceeds to step S262, and the maximum dump angle BKANGup of the
ステップS261での判定結果がNOの場合は、ステップS263へ移行し、バケットシリンダ9のボトム圧力が閾値以上で、かつバケットエンコーダ出力変化(現在値と前回値との差)が閾値以下かどうかを判定する。ここで、バケット7がクラウド操作のストロークエンドに達しているかどうかが判定される。
If the determination result in step S261 is NO, the process proceeds to step S263, and whether or not the bottom pressure of the bucket cylinder 9 is equal to or higher than the threshold value and the bucket encoder output change (difference between the current value and the previous value) is equal to or lower than the threshold value. judge. Here, it is determined whether or not the
この判定結果がYES、すなわちバケット7のクラウド操作のストロークエンドに達している場合には、ステップS264へ移行し、バケット7の原点角度BKANG0rgにバケット7の最大クラウド角度BKANGdownを代入し、バケットエンコーダオフセット値BKCNToffsetにバケットエンコーダ出力の現在値を代入し、バケットオフセットフラグをONにする。これにより、バケットエンコーダ23のオフセット値更新処理が完了する。
If the determination result is YES, that is, if the stroke end of the cloud operation of the
[角度演算処理]
図8は図3に示した処理のうちのステップS3の角度演算処理を示すフローチャートである。
[Angle calculation processing]
FIG. 8 is a flowchart showing the angle calculation process of step S3 in the process shown in FIG.
まず、ステップS231でブーム角度BMANGを、ブームオフセット値更新処理で設定したブーム原点角度BMANGorgとブームエンコーダオフセット値BMCNToffsetとブームエンコーダ出力現在値BMCNTにより、関数Fbmを使用して演算する。ここで、関数Fbmは、エンコーダのカウント値と回動角度の関係を示す式である。 First, in step S231, the boom angle BMANG is calculated using the function Fbm from the boom origin angle BMANGorg, boom encoder offset value BMCNToffset, and boom encoder output current value BMCNT set in the boom offset value update process. Here, the function Fbm is an expression showing the relationship between the count value of the encoder and the rotation angle.
次に、ステップS232でアーム角度AMANGを、アームオフセット値更新処理で設定したアーム原点角度AMANGorgとアームエンコーダオフセット値AMCNToffsetとアームエンコーダ出力現在値AMCNTにより、関数Famを使用して演算する。ここで、関数Famは、エンコーダのカウント値と回動角度の関係を示す式である。 Next, in step S232, the arm angle AMANG is calculated using the function Fam from the arm origin angle AMANGorg, arm encoder offset value AMCNToffset, and arm encoder output current value AMCNT set in the arm offset value update processing. Here, the function Fam is an expression showing the relationship between the count value of the encoder and the rotation angle.
次に、ステップS233でバケット角度BKANGを、バケットオフセット値更新処理で設定したバケット原点角度BKANGorgとバケットエンコーダオフセット値BKCNToffsetとバケットエンコーダ出力現在値BKCNTにより、関数Fkmを使用して演算する。ここで、関数Fkmは、エンコーダのカウント値と回動角度の関係を示す式である。 Next, in step S233, the bucket angle BKANG is calculated using the function Fkm from the bucket origin angle BKANGorg, bucket encoder offset value BKCNToffset, and bucket encoder output current value BKCNT set in the bucket offset value update process. Here, the function Fkm is an expression showing the relationship between the count value of the encoder and the rotation angle.
このように本実施形態は、各作業部材に係る位置センサのオフセット値更新のための姿勢を、対応する油圧シリンダの片側のストロークエンドに固定することなく、両側のストロークエンドで可能となるようにしたため、例えば、図12に示すような駐車姿勢から作業を開始する場合は、ブーム5は上げ、アーム6はクラウド、バケット7はクラウド方向に操作すれば、オフセット値更新処理を完了させることができる。また、図13に示すような駐車姿勢から作業を開始する場合には、ブーム5は上げ、アーム6はダンプ、バケット7はダンプ方向に動作させれば、オフセット値更新処理を完了させることができる。
As described above, in this embodiment, the posture for updating the offset value of the position sensor related to each work member can be made at the stroke end on both sides without being fixed to the stroke end on one side of the corresponding hydraulic cylinder. Therefore, for example, when the work is started from a parking posture as shown in FIG. 12, the offset value update process can be completed by raising the
[本実施形態の効果]
以上のように、本実施形態は、油圧ショベル1が設置される周辺環境の如何に拘わらず、オフセット値更新処理を容易に実現でき、周辺環境によるオフセット値更新処理に対する制約を緩和させることができる。また、いずれかの動作限界に油圧ショベル1を位置させるようにしておけば、オフセット値更新処理後に、直ちに所望の作業を開始させることができ、作業能率を向上させることができる。
[Effect of this embodiment]
As described above, according to the present embodiment, the offset value update process can be easily realized regardless of the surrounding environment where the excavator 1 is installed, and the restriction on the offset value update process due to the surrounding environment can be relaxed. . Further, if the hydraulic excavator 1 is positioned at one of the operation limits, a desired work can be started immediately after the offset value update process, and the work efficiency can be improved.
[本発明の他の実施形態]
なお、上記実施形態では、位置センサとして回動角度を計測するエンコーダ21〜23を備えているが、これらのエンコーダ21〜23に代えて、各シリンダ8〜10のストロークを計測するワイヤ式エンコーダから成るストロークセンサを設けた構成にしてもよい。この場合には、図9〜11に示す各ストロークエンドでの作業部材の回動角度に対応する値として、各シリンダ8〜10のストロークを設定し、図8の角度演算処理の各ステップにおける関数Fbm、Fam、Fbkを、ストロークセンサのカウント値に対するストロークとし、得られた各シリンダ8〜10のストロークから各作業部材の回動角度を求める演算を行なえばよい。
[Other Embodiments of the Present Invention]
In addition, in the said embodiment, although the encoders 21-23 which measure a rotation angle are provided as a position sensor, it replaces with these encoders 21-23, and uses the wire-type encoder which measures the stroke of each cylinder 8-10. You may make it the structure which provided the stroke sensor which consists of. In this case, the strokes of the
1 油圧ショベル
2 下部走行体
3 上部旋回体
4 フロント作業機
5 ブーム(作業部材)
6 アーム(作業部材)
7 バケット(作業部材)
8 ブームシリンダ(油圧シリンダ)
9 アームシリンダ(油圧シリンダ)
10 バケットシリンダ(油圧シリンダ)
11 運転室
21 ブームエンコーダ(ブーム位置センサ)
22 アームエンコーダ(アーム位置センサ)
23 バケットエンコーダ(バケット位置センサ)
31 ブームシリンダボトム圧力センサ(検出手段)
32 ブームシリンダロッド圧力センサ(検出手段)
33 アームシリンダボトム圧力センサ(検出手段)
34 アームシリンダロッド圧力センサ(検出手段)
35 バケットシリンダボトム圧力センサ(検出手段)
36 バケットシリンダロッド圧力センサ(検出手段)
41 車載コンピュータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
6 Arm (working member)
7 Bucket (working material)
8 Boom cylinder (hydraulic cylinder)
9 Arm cylinder (hydraulic cylinder)
10 Bucket cylinder (hydraulic cylinder)
11
22 Arm encoder (arm position sensor)
23 Bucket encoder (bucket position sensor)
31 Boom cylinder bottom pressure sensor (detection means)
32 Boom cylinder rod pressure sensor (detection means)
33 Arm cylinder bottom pressure sensor (detection means)
34 Arm cylinder rod pressure sensor (detection means)
35 Bucket cylinder bottom pressure sensor (detection means)
36 Bucket cylinder rod pressure sensor (detection means)
41 Onboard computer
Claims (4)
上記作業部材の上記複数の動作限界をそれぞれ検出可能な複数の検出手段と、
これら複数の検出手段のうちのいずれかの検出手段の検出結果に基づいて上記作業部材が上記動作限界にあるかどうかを判定する判定手段とを備え、
この判定手段で上記作業部材が上記動作限界にあると判定されたときに、上記位置センサのオフセット値を更新する処理を行なうことを特徴とする建設機械の位置センサのオフセット値更新装置。 An offset value of a position sensor of a construction machine that is provided in a work machine having a work member having a plurality of operation limits and a position sensor that measures the position of the work member, and that performs a process of updating the offset value of the position sensor. In the update device,
A plurality of detecting means capable of respectively detecting the plurality of operation limits of the working member;
Determination means for determining whether the working member is at the operation limit based on a detection result of any one of the plurality of detection means,
An offset value updating apparatus for a position sensor of a construction machine, which performs a process of updating an offset value of the position sensor when the determining means determines that the working member is at the operation limit.
上記建設機械が、上部旋回体と、上記作業部材をそれぞれ形成するブーム、アーム、及びバケットとを備えた油圧ショベルから成り、
上記位置センサが、上記上部旋回体に対する上記ブームの相対位置を計測するブーム位置センサと、上記ブームに対する上記アームの相対位置を計測するアーム位置センサと、上記アームに対する上記バケットの相対位置を計測するバケット位置センサとを含み、
上記検出手段が、
上記ブーム位置センサに対応して設けられ、上記ブームを駆動する油圧シリンダを形成するブームシリンダのボトム圧力を検出するブームシリンダボトム圧力センサ、及び上記ブームシリンダのロッド圧力を検出するブームシリンダロッド圧力センサと、
上記アーム位置センサに対応して設けられ、上記アームを駆動する油圧シリンダを形成するアームシリンダのボトム圧力を検出するアームシリンダボトム圧力センサ、及び上記アームシリンダのロッド圧力を検出するアームシリンダロッド圧力センサと、
上記バケット位置センサに対応して設けられ、上記バケットを駆動する油圧シリンダを形成するバケットシリンダのボトム圧力を検出するバケットシリンダボトム圧力センサ、及び上記バケットシリンダのロッド圧力を検出するバケットシリンダロッド圧力センサとを含み、
上記判定手段が、車載コンピュータに含まれ、上記圧力センサのそれぞれによって検出された対応する油圧シリンダのボトム圧力、またはロッド圧力がリリーフ圧力以上かどうか判定すると共に、上記圧力センサのそれぞれに対応する上記位置センサの出力の変化量が一定値以下かどうか判定する手段から成り、
この判定手段で、上記リリーフ圧力以上であって上記出力の変化量が一定値以下であると判定されたときに、該当する上記圧力センサに対応する位置センサのオフセット値を更新する処理を行なうことを特徴とする建設機械の位置センサのオフセット値更新装置。 In the invention of claim 1,
The construction machine is composed of a hydraulic excavator including an upper swing body and a boom, an arm, and a bucket that form the working member,
The position sensor measures a relative position of the boom relative to the upper swing body, an arm position sensor that measures a relative position of the arm relative to the boom, and a relative position of the bucket relative to the arm. Including a bucket position sensor,
The detection means is
A boom cylinder bottom pressure sensor that detects a bottom pressure of a boom cylinder that is provided corresponding to the boom position sensor and forms a hydraulic cylinder that drives the boom, and a boom cylinder rod pressure sensor that detects a rod pressure of the boom cylinder When,
An arm cylinder bottom pressure sensor that detects a bottom pressure of an arm cylinder that is provided corresponding to the arm position sensor and forms a hydraulic cylinder that drives the arm, and an arm cylinder rod pressure sensor that detects a rod pressure of the arm cylinder When,
A bucket cylinder bottom pressure sensor for detecting a bottom pressure of a bucket cylinder provided corresponding to the bucket position sensor and forming a hydraulic cylinder for driving the bucket, and a bucket cylinder rod pressure sensor for detecting a rod pressure of the bucket cylinder Including
The determination means is included in the in-vehicle computer and determines whether or not the corresponding bottom pressure of the hydraulic cylinder or the rod pressure detected by each of the pressure sensors is equal to or higher than the relief pressure, and corresponds to each of the pressure sensors. Comprising means for determining whether the change in the output of the position sensor is below a certain value,
When it is determined by the determination means that the pressure is equal to or higher than the relief pressure and the change amount of the output is equal to or lower than a certain value, the offset value of the position sensor corresponding to the corresponding pressure sensor is updated. An offset value updating device for a construction machine position sensor.
上記位置センサは、上記作業部材の相対角度を計測するエンコーダから成ることを特徴とする建設機械の位置センサのオフセット値更新装置。 In the invention of claim 1,
The position sensor comprises an encoder that measures a relative angle of the working member, and an offset value update device for a position sensor of a construction machine.
上記位置センサは、上記作業部材を駆動する上記油圧シリンダのストロークを検出するストロークセンサから成ることを特徴とする建設機械の位置センサのオフセット値更新装置。 In the invention of claim 1,
The position sensor comprises a stroke sensor that detects a stroke of the hydraulic cylinder that drives the work member.
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---|---|---|---|
JP2004326727A JP2006138077A (en) | 2004-11-10 | 2004-11-10 | Device for updating offset value of position sensor of construction machinery |
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