JP2006177104A - Operation instructing device for boring machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、さく孔機の作動部の作動状況を検出し、検出された作動状況の重要度を判断し、作動状況の重要度に応じて段階的な操作案内情報をオペレータに伝え、注意を喚起することにより、オペレータの作業負担を軽減するさく孔機の操作案内装置に関するものである。 The present invention detects the operating status of the operating part of the drilling machine, judges the importance of the detected operating status, conveys step-by-step operation guide information to the operator according to the importance of the operating status, and pays attention. The present invention relates to an operation guide device for a drilling machine that reduces the operator's work load by calling out.
土木、鉱山、採石等の現場でさく孔作業に使用されるクローラドリル、アンカードリル、ジャンボ、ダウンザホール等のさく孔機は、さく岩機からロッド先端に取付けたビットに打撃と回転を伝達し、さく岩機に送りを与えてさく孔する。
さく孔作業においては、さく孔対象の岩質が作業の能率や安全性についての重要な要素であり、オペレータは、さく孔機の各作動部の作動状況をオペレータキャビンに設けられている各種圧力計等の計器の表示とさく孔機の挙動とさく孔音などから総合的に視覚や聴覚で把握してさく孔中にさく孔対象の岩質を判断し、岩質に合わせてさく孔機の各作動部の作動条件を調整しながらさく孔を行う。
Drilling machines such as crawler drills, anchor drills, jumbo, down the hole, etc. used for drilling work in civil engineering, mining, quarrying, etc. transmit striking and rotation from the drilling machine to the bit attached to the tip of the rod, A drill is given to the rock drill.
In drilling work, the rock quality of the drilling target is an important factor for work efficiency and safety, and the operator can check the operating status of each operating part of the drilling machine in various pressures provided in the operator cabin. The drilling machine is judged according to the rock quality by comprehensively grasping the drilling target rock quality by visually and auditorially understanding from the display of the meter and the behavior of the drilling machine and the drilling sound. Drill holes while adjusting the operating conditions of each operating part.
ところが、このようなさく孔作業は、常時さく孔機の作動状況を監視して調整を行う必要があるので、オペレータの疲労が大きくなる。
そこで、さく孔機の各作動部の作動状況を検出する検出手段と、検出手段の検出データを所定の基準値と比較して岩質を判別する判別手段を備えた岩質測定装置(特許文献1参照)や、さく孔機の各作動部の作動状況を検出する検出手段と、所要のさく孔データを記憶し検出手段からの検出データと記憶されたさく孔データに基づいてさく孔機の作動を制御する自動制御装置と、入力画面から自動制御装置へのデータ入力が可能な表示入力装置を備えた自動さく孔機(特許文献2参照)などが開発されている。
However, such drilling work requires constant adjustment by monitoring the operation status of the drilling machine at all times, which increases operator fatigue.
Therefore, a rock quality measuring device provided with a detecting means for detecting the operating status of each operating portion of the drilling machine and a discriminating means for comparing the detection data of the detecting means with a predetermined reference value to discriminate the rock quality (Patent Document) 1), detecting means for detecting the operating state of each operating portion of the drilling machine, and storing the required drilling data, and detecting data from the detecting means and the drilling data based on the stored drilling data. An automatic drilling machine (see Patent Document 2) equipped with an automatic control device that controls the operation and a display input device that can input data from the input screen to the automatic control device has been developed.
しかしながら、さく孔機の自動制御を行うためには、複雑な制御機器を必要とし、製品価格が極めて高価となる。また、複雑な制御機器を多数使用するため製品の信頼性の低下が避けられない。
しかも、多種多様な岩質が対象となるさく孔作業においては、あらゆる状況において常に最適な制御が自動さく孔機によって行われるとは限らない。自動制御装置によるプログラム制御では、プログラムによって規定された動作は正確に且つ迅速に行われるが、データが記憶されていない想定外の岩質に遭遇すると、正常に作動できなくなるので、多種多様な岩質のさく孔においては、結局人間の判断に委ねざるを得ない場合がある。
However, in order to automatically control the drilling machine, a complicated control device is required, and the product price becomes extremely expensive. In addition, since many complicated control devices are used, the reliability of the product is inevitably lowered.
Moreover, in drilling operations that target a wide variety of rocks, optimal control is not always performed by an automatic drilling machine in all situations. In the program control by the automatic control device, the operation specified by the program is performed accurately and quickly. However, when an unexpected rock quality in which data is not stored is encountered, it cannot operate normally. In the case of quality holes, there are cases in which it is ultimately left to human judgment.
自動さく孔機には、運転席近くにさく孔状況表示手段を備え、さく孔状況を表示させることにより、さく孔作業の進捗状況を監視することができるものもあるが、従来の単純なさく孔状況表示では、複雑なさく孔作業の状況を確実にオペレータに伝えることができず、オペレータは適切に対処できない。また、さく孔口元の点検等のためオペレータが運転席から離れた場合には、全く情報伝達ができなくなる。
本発明は、さく孔機における上記問題を解決するものであって、複雑で高価な自動制御機器が不要であり、必要に応じてオペレータが適切な判断とさく孔操作を行えるようにするさく孔機の操作案内装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problem in a drilling machine, and does not require a complicated and expensive automatic control device, and allows the operator to make an appropriate judgment and drilling operation as necessary. An object of the present invention is to provide an operation guidance device for a machine.
本発明のさく孔機の操作案内装置は、さく孔機の各作動部の作動状況を検出する作動検出手段と、検出された作動状況の重要度を判断し、重要度に応じて段階的なオペレータへの操作案内情報を出力する状況判断手段とを備えることにより上記課題を解決している。
この操作案内装置では、作動検出手段でさく孔機の各作動部の作動状況を検出し、状況判断手段が検出された作動状況の重要度を判断し、重要度に応じて段階的なオペレータへの操作案内情報を出力する。
The drilling machine operation guide device according to the present invention comprises an operation detection means for detecting the operating status of each operating part of the drilling machine, and judges the importance of the detected operating status, and stepwise according to the importance. The above-mentioned problem is solved by providing a situation determination means for outputting operation guide information to the operator.
In this operation guide device, the operation detection means detects the operation status of each operating part of the drilling machine, the status determination means determines the importance of the detected operation status, and the operator is stepped according to the importance The operation guidance information is output.
操作案内情報の出力は、モニタ上での文字や画像の表示、スピーカからの音声メッセージ、表示灯による点滅等の表示手段により、視覚や聴覚を介してオペレータへ確実に伝達される。情報の表示手段には、オペレータキャビンに既設の圧力計等の計器や警告灯を利用することができる。
段階的な操作案内情報が提供されるので、オペレータは、表示手段により操作案内情報を確認することでさく孔状況を的確に把握でき、危険回避作業が必要な場合や、すぐに作業を中止しなければならないような場合には、注意を喚起されて所要の操作を行う。それ以外の場合は、特に細かい監視や調整を行う必要はない。
The output of the operation guidance information is reliably transmitted to the operator through visual and auditory senses by display means such as display of characters and images on the monitor, voice message from the speaker, and blinking with an indicator lamp. As the information display means, an instrument such as a pressure gauge already installed in the operator cabin or a warning light can be used.
Since step-by-step operation guidance information is provided, the operator can accurately grasp the drilling situation by checking the operation guidance information on the display means, and when work to avoid danger is necessary or immediately stop the operation. If you have to do this, you will be alerted and perform the required operation. In other cases, there is no need for detailed monitoring and adjustment.
従って、実際のさく孔機の操作は自動制御でなくオペレータ自身で行うが、オペレータの疲労は大幅に軽減される。
なお、想定外の状況に遭遇し、状況判断手段が操作すべき指示について単一の判断をしにくい場合には、複数の操作案内情報を出力して最終的な判断をオペレータに委ねることができ、自動制御による不都合を回避できる。
着座検出手段がオペレータの運転席への着座の有無を検出し、オペレータが運転席から離れたとき、操作案内情報を外部伝達手段で運転席外に伝達できるので、さく孔口元の点検等のためオペレータが運転席から離れた場合でも、容易にさく孔状況を把握できる。
Therefore, although the actual drilling machine is operated by the operator himself, not by automatic control, the operator's fatigue is greatly reduced.
If an unexpected situation is encountered and it is difficult to make a single judgment on the instruction to be operated by the situation judging means, a plurality of operation guidance information can be output and the final judgment can be left to the operator. Inconvenience due to automatic control can be avoided.
The seating detection means detects whether the operator is seated in the driver's seat, and when the operator leaves the driver's seat, the operation guidance information can be transmitted outside the driver's seat by the external transmission means. Even when the operator leaves the driver's seat, the drilling condition can be easily grasped.
本発明のさく孔機の操作案内装置は、複雑で高価な自動制御機器が不要で製品価格の上昇を抑えることができ、アクセサリー類の耐久性も向上する。センサーと電子機器だけで構成でき既存の圧力計等の機器を利用できるので、既存のさく孔機にも簡単に付加搭載することが可能である。
また、必要に応じてオペレータが適切な判断とさく孔操作を行うことができる。
The drilling machine operation guide device of the present invention does not require a complicated and expensive automatic control device, can suppress an increase in product price, and improves the durability of accessories. Since it can be composed only of sensors and electronic equipment and can use existing equipment such as pressure gauges, it can be easily mounted on existing drilling machines.
Moreover, an operator can make an appropriate judgment and drill operation as necessary.
図1は本発明の実施の一形態であるさく孔機の操作案内装置の構成図、図2は操作案内装置を備えた油圧クローラドリルの斜視図である。
ここで、油圧クローラドリル1は、トラックフレーム2を備えた走行台車5上に旋回起伏可能にブーム8が設けられており、ブーム8の先端部にはさく岩機10を搭載したガイドシェル11がチルト及びスイング可能に支持されている。さく岩機10にはシャンクロッド3が挿着されている。このシャンクロッド3には所定長のロッドがスリーブで接続され、このロッドの先端にはビットが取付けられる。
FIG. 1 is a configuration diagram of an operation guide device for a drilling machine according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of a hydraulic crawler drill provided with the operation guide device.
Here, in the hydraulic crawler drill 1, a boom 8 is provided on a traveling carriage 5 provided with a track frame 2 so as to be able to turn up and down, and a guide shell 11 on which a
さく岩機10は、打撃機構13とダンパ17と回転機構9とフラッシング機構14とを備えており、ガイドシェル11に設けられたフィードモータ12で送りが与えられ前後に移動可能になっていて、シャンクロッド3からロッドを介してビットに打撃と回転とを伝達して岩石にさく孔する。またフラッシング機構14はロッドに圧縮空気を供給して、繰粉を排出させる。ガイドシェル11の先端部には、さく孔口元を覆うダストポット18が設けられており、このダストポット18はダストコレクタ(図示略)に接続されていて、排出された繰粉を捕集する。
The
走行台車5上には、打撃機構13、ダンパ17、回転機構9、及びフィードモータ12に圧油を供給するための油圧ポンプ15と、フラッシング機構14に圧縮空気を供給するためのコンプレッサ16とが設置されている。
油圧ポンプ15から、コントロールバルブ4を介して、打撃機構13に打撃管路21と戻り管路22が接続され、ダンパ17にダンパ管路23が接続され、回転機構9に正転管路24と逆転管路25が接続され、フィードモータ12には前進管路26と後進管路27が接続されている。また、コンプレッサ16とフラッシング機構14との間には、フラッシング管路28が接続されている。
On the traveling carriage 5, there are a
From the
油圧クローラドリル1の作動部である打撃機構13、ダンパ17、回転機構9、フィードモータ12、及びフラッシング機構14の作動状況を検出する作動検出手段として、打撃管路21に打撃圧力センサ31、ダンパ管路23にダンパ圧力センサ33、正転管路24と逆転管路25に回転圧力センサ34、35、前進管路26と後進管路27に送り圧力センサ36、37、フラッシング管路28にはフラッシング圧力センサ38が設けられている。また、打撃管路21に打撃流量センサ41、正転管路24に回転流量センサ44、前進管路26に送り流量センサ46、フラッシング管路28にフラッシング流量センサ48が設けられている。
As an operation detecting means for detecting the operation state of the impact mechanism 13, the damper 17, the rotation mechanism 9, the feed motor 12, and the
なお、オペレータキャビン6内の運転席7には、オペレータの運転席7への着座の有無を検出する着座検出手段として着座センサ49が設けられている。
さらに、オペレータキャビン6には、状況判断手段としてコンピュータ50と、モニタ51、スピーカ52、及び3色(緑、黄、赤)の外部表示灯53が設けられている。
打撃圧力センサ31、ダンパ圧力センサ33、回転圧力センサ34、35、送り圧力センサ36、37、フラッシング圧力センサ38、打撃流量センサ41、回転流量センサ44、送り流量センサ46、フラッシング流量センサ48、及び着座センサ49で検出された各作動部の作動状況と着座の有無の情報は、コンピュータ50に送られる。
The driver's seat 7 in the operator cabin 6 is provided with a seating sensor 49 as seating detection means for detecting whether the operator is seated on the driver's seat 7.
In addition, the operator cabin 6 is provided with a
コンピュータ50では、予め記憶された判断基準に従って、作動状況の重要度を判断し、重要度に応じて段階的なオペレータへの操作案内情報をモニタ51、スピーカ52及び外部表示灯53に送る。
作動状況の重要度は、少なくとも4以上の段階に分類し、重要度に応じて操作案内情報の表現を変える。
重要度の段階の分類の一例を表1に示す。
The
The importance level of the operating situation is classified into at least four stages, and the expression of the operation guidance information is changed according to the importance level.
An example of the classification of importance levels is shown in Table 1.
表1の例では、順調に作動している状況を重要度1、特に操作の必要は無いが、注意が必要な状況を重要度2、何等かの危険回避作業が必要な状況を重要度3、すぐに作業を中止すべき状況を重要度4としている。
重要度1では、モニタ51には通常の背景画面(例えば熱帯魚等)を表示し、スピーカ52からはBGM又はラジオ番組を流し、外部表示灯53には緑色を点灯する。
In the example of Table 1, the state of operating smoothly is the importance level 1, the operation is not particularly necessary, the importance level 2 is the situation that requires attention, and the severity level 3 is the situation that requires some danger avoidance work. The situation where the work should be stopped immediately is given an importance level of 4.
At the importance level 1, a normal background screen (for example, tropical fish) is displayed on the monitor 51, BGM or a radio program is played from the speaker 52, and the
重要度2では、モニタ51には背景画面はそのままで圧力計等の既存計器を確認するよう注意を促す静止文字と静止画像の表示、あるいは各種センサの状況の表示を行い、スピーカ52からはチャイムの後に注意が必要である旨の音声案内を行い、外部表示灯53には黄色を点灯する。
重要度3では、モニタ51には背景を単一色にして危険状態を示す静止文字と動画画像の表示、あるいは各種センサの状況を拡大して示す等の強調表示を行い、スピーカ52からはブザーの後に危険状態である旨の音声案内を行い、外部表示灯53には赤色を点灯する。
重要度4では、モニタ51には背景を単一色にして危険状態を示す静止文字と静止画像を点滅表示し、スピーカ52からは断続ブザーで警報し、外部表示灯53は全灯を点滅させる。
重要度の段階を分類する基準の一例を表2に示す。
At importance level 2, the monitor 51 displays a static character and a still image, or displays the status of various sensors to call attention to an existing instrument such as a pressure gauge without changing the background screen. After that, voice guidance indicating that attention is required is performed, and the
At the importance level 3, the monitor 51 displays a stationary character and a moving image showing a dangerous state with a single background color, or an enlarged display of various sensor states, and a buzzer is displayed from the speaker 52. Later, voice guidance indicating that the state is dangerous is performed, and the
At the importance level 4, the monitor 51 displays a stationary character and a still image indicating a dangerous state in a single color with blinking on the monitor 51, alarms with an intermittent buzzer from the speaker 52, and the
Table 2 shows an example of criteria for classifying importance levels.
ここでは、フラッシング圧力については、0.4MPa以上では重要度1、0.25MPa以上0.4MPa未満では重要度2、0.1MPa以上0.25MPa未満では重要度3、0.1MPa未満では重要度4と判断する。
また、回転圧力については、5MPa未満では重要度1、5MPa以上7MPa未満では重要度2、7MPa以上10MPa未満では重要度3、10MPa以上では重要度4と判断する。
Here, with regard to the flushing pressure, importance is 1 at 0.4 MPa or more, importance 2 at 0.25 MPa or more and less than 0.4 MPa, importance 3 at 0.1 MPa or more and less than 0.25 MPa, importance at less than 0.1 MPa. 4 is judged.
Further, the rotational pressure is determined to be an importance level 1 if it is less than 5 MPa, an importance level 2 if it is 5 MPa or more and less than 7 MPa, an importance level 3 if it is 7 MPa or more and less than 10 MPa, and an importance level 4 if it is 10 MPa or more.
フィード速度については、1cm/s以上2cm/s未満では重要度1、0.5cm/s以上1cm/s未満、又は2cm/s以上2.5cm/s未満では重要度2、0.3cm/s以上0.5cm/s未満又は2.5cm/s以上3.5cm/s未満では重要度3、0.3cm/s未満、又は3.5cm/s以上では重要度4と判断する。なお、フィード速度は、送り流量センサ46で検出された流量情報に基づいてコンピュータ50で求められる。
As for the feed rate, the importance is 1 if it is 1 cm / s or more and less than 2 cm / s, the importance is 0.5 or more and less than 1 cm / s, or 2 or 0.3 cm / s if it is 2 or more and less than 2.5 cm / s. If the value is less than 0.5 cm / s or less than 2.5 cm / s and less than 3.5 cm / s, the degree of importance is 3, and less than 0.3 cm / s, or more than 3.5 cm / s, the degree of importance is 4. The feed speed is obtained by the
打撃圧については、12MPa以上17MPa未満では重要度1、10MPa以上12MPa未満、又は17MPa以上では重要度3、10MPa未満では重要度4と判断する。
これらの組み合わせによる重要度の加算も行うことができる。
センサの種類や数量、重要度の段階の分類や操作案内情報の表現の方法は上記に限定されるものではなく、機械の特性や作業の内容に応じて種々選択される。
As for the impact pressure, it is determined that the importance is 1 if it is 12 MPa or more and less than 17 MPa, or the importance is 3 if it is 10 MPa or more and less than 12 MPa, or if the impact pressure is less than 10 MPa, it is 4 importance.
It is also possible to add importance by combining these.
The type and quantity of sensors, the classification of the level of importance, and the method of expressing the operation guidance information are not limited to the above, and various methods are selected according to the characteristics of the machine and the content of the work.
操作案内情報の出力は、モニタ51上での文字や画像の表示、スピーカ52からの音声メッセージ、外部表示灯53の点滅等により、オペレータへ確実に伝達される。
段階的な操作案内情報が提供されるので、オペレータは、さく孔状況を的確に把握でき、危険回避作業が必要な場合や、すぐに作業を中止しなければならないような場合には、注意を喚起されて所要の操作を行う。それ以外の場合は、特に細かい監視や調整を行う必要はない。
The output of the operation guidance information is reliably transmitted to the operator by displaying characters and images on the monitor 51, a voice message from the speaker 52, blinking of the
Step-by-step operation guidance information is provided so that the operator can accurately grasp the drilling conditions and take care when danger avoidance work is required or when work must be stopped immediately. Aroused and performs the required operation. In other cases, there is no need for detailed monitoring and adjustment.
従って、実際の油圧クローラドリル1のさく孔操作は自動制御でなくオペレータ自身で行うが、オペレータの疲労は大幅に軽減される。
なお、想定外の状況に遭遇し、情報判断出力手段が操作すべき指示について単一の判断をしにくい場合には、複数の操作案内情報を出力して最終的な判断をオペレータに委ねる。
Therefore, the actual drilling operation of the hydraulic crawler drill 1 is not performed automatically but by the operator himself, but the operator's fatigue is greatly reduced.
If an unexpected situation is encountered and it is difficult to make a single determination on an instruction to be operated by the information determination output means, a plurality of operation guide information is output and the final determination is left to the operator.
さく孔作業では、さく孔口元の点検等のため、オペレータが運転席7から離れオペレータキャビン6外へ出ることがある。オペレータが運転席7から離れたときには、外部伝達手段となるスピーカ52と外部表示灯53によって、操作案内情報をオペレータキャビン6外に伝達するので、オペレータは運転席7から離れてオペレータキャビン6外へ出た場合でも、容易にさく孔状況を把握できる。
In the drilling operation, the operator may leave the driver's seat 7 and go out of the operator cabin 6 for inspection of the drill hole opening. When the operator leaves the driver's seat 7, the operation guidance information is transmitted to the outside of the operator cabin 6 by the speaker 52 and the
1 油圧クローラドリル
2 トラックフレーム
3 シャンクロッド
4 コントロールバルブ
5 走行台車
6 オペレータキャビン
7 運転席
8 ブーム
9 回転機構
10 さく岩機
11 ガイドシェル
12 フィードモータ
13 打撃機構
14 フラッシング機構
15 油圧ポンプ
16 コンプレッサ
17 ダンパ
21 打撃管路
22 戻り管路
23 ダンパ管路
24 正転管路
25 逆転管路
26 前進管路
27 後進管路
50 コンピュータ
51 モニタ
52 スピーカ
53 外部表示灯
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hydraulic crawler drill 2 Track frame 3 Shank rod 4 Control valve 5 Traveling carriage 6 Operator cabin 7 Driver's seat 8 Boom 9
Claims (2)
A seating detecting means for detecting whether the operator is seated in the driver's seat, and an external transmission means capable of transmitting operation guidance information outside the driver's seat when the operator leaves the driver's seat. The operation guide device for a drilling machine according to Item 1.
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