JP2006290561A - Crane operating control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、作業機械の作業装置によりクレーン作業をする際にその作業速度を制御するクレーン作業制御装置に関する。 The present invention relates to a crane work control device that controls a work speed when crane work is performed by a work device of a work machine.
油圧ショベルにより吊り荷を吊上げて移送するクレーン作業では、作業の安全を確保するためクレーン作業モードを設けてクレーン作業に応じたエンジン回転数に制限している。さらに、操作性を改善するために、吊り荷の荷重に対応してエンジン回転数を低下させるもので、吊り荷の荷重が大きくなるとエンジン回転数を下げて、安定したクレーン作業を行えることを狙いとしているものがある(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記の従来技術では、吊り荷の荷重に応じてエンジン回転数を下げるため、以下の問題が生じる。 However, in the above-described conventional technology, the engine speed is lowered according to the load of the suspended load.
吊り荷の荷重が大きくなると、クレーン作業中のエンジンの負荷は大きくなるが、アクチュエータの作動速度を小さく抑えることができるようにエンジン回転数を下げるため、負荷によるエンジン回転数の変動が大きくなり、安定した作業を続けることが難しい。 When the load of the suspended load increases, the engine load during crane operation increases, but the engine speed is decreased so that the operating speed of the actuator can be kept small. It is difficult to continue stable work.
吊り荷の荷重が変化する度にエンジン回転数が変化するので、エンジン騒音にも変化が生じて、オペレータや周囲の作業者に違和感を与えるとともに、吊り荷の荷重に応じてエンジン騒音が増大する問題がある。 Since the engine speed changes every time the suspended load changes, the engine noise also changes, giving the operator and surrounding workers a sense of incongruity, and increasing the engine noise according to the suspended load. There's a problem.
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、吊り荷の荷重によるエンジン回転数の変動を防止することで、吊り荷の荷重に応じたエンジン騒音の変化による違和感や騒音の増大を防止できるとともに、安定した作業を続けることができるクレーン作業制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and by preventing fluctuations in the engine speed due to the load of the suspended load, it is possible to prevent a sense of incongruity and an increase in noise due to a change in engine noise corresponding to the load of the suspended load. An object of the present invention is to provide a crane work control device capable of continuing stable work while being able to do so.
請求項1記載の発明は、機体に作業装置を備えた作業機械のエンジンにより駆動されるメインポンプからアクチュエータに供給される作動流体を制御するコントロールバルブと、作業機械のオペレータにより操作されて発生するパイロット圧によりコントロールバルブをパイロット操作するパイロットバルブと、パイロット圧を減圧することが可能な減圧弁と、作業装置をクレーン作業に用いるときに減圧弁によりパイロット圧を減圧制御するコントローラとを具備したクレーン作業制御装置である。
The invention according to
請求項2記載の発明は、請求項1記載のクレーン作業制御装置における減圧弁が、複数のパイロットバルブに共通のパイロット元圧を供給するパイロット元圧通路に設けられたものである。 According to a second aspect of the present invention, the pressure reducing valve in the crane work control apparatus according to the first aspect is provided in a pilot original pressure passage for supplying a common pilot original pressure to a plurality of pilot valves.
請求項3記載の発明は、機体に作業装置を備えた作業機械のエンジンにより駆動される可変容量型ポンプからアクチュエータに供給される作動流体を制御するコントロールバルブと、可変容量型ポンプからコントロールバルブに供給されるポンプ吐出流量を制御するポンプ吐出流量制御手段と、作業装置をクレーン作業に用いるときにポンプ吐出流量制御手段によりポンプ吐出流量を減少制御するコントローラとを具備したクレーン作業制御装置である。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a control valve for controlling a working fluid supplied to an actuator from a variable displacement pump driven by an engine of a work machine having a work device in the airframe, and a variable displacement pump to a control valve. A crane work control apparatus comprising pump discharge flow control means for controlling a pump discharge flow to be supplied, and a controller for reducing pump discharge flow by the pump discharge flow control means when the work apparatus is used for crane work.
請求項4記載の発明は、請求項3記載のクレーン作業制御装置におけるポンプ吐出流量制御手段が、可変容量型ポンプの容量を可変制御する容量可変手段と、コントロールバルブのセンタバイパス通路から引き出されネガティブコントロール圧を容量可変手段に導くネガティブコントロール圧通路と、ネガティブコントロール圧通路中に設けられたシャトル弁と、シャトル弁により容量可変手段に対してネガティブコントロール圧と択一的にポンプ容量制御用の制御圧を供給する電磁弁とを具備したものである。 According to a fourth aspect of the present invention, the pump discharge flow rate control means in the crane work control device according to the third aspect is negatively drawn from the displacement variable means for variably controlling the displacement of the variable displacement pump and the center bypass passage of the control valve. A negative control pressure passage for guiding the control pressure to the displacement variable means, a shuttle valve provided in the negative control pressure passage, and a control for pump displacement control as an alternative to the negative control pressure for the displacement variable means by the shuttle valve And a solenoid valve for supplying pressure.
請求項5記載の発明は、請求項1乃至4のいずれか記載のクレーン作業制御装置におけるコントローラが、作業装置に吊り下げられた吊り荷の荷重を検出する荷重検出手段と、吊り荷の荷重に応じて作業速度を制限するための演算をする作業速度制限手段とを具備したものである。 According to a fifth aspect of the present invention, the controller in the crane work control device according to any one of the first to fourth aspects includes a load detection means for detecting a load of a suspended load suspended from the work device, and a load of the suspended load. And a work speed limiting means for performing a calculation for limiting the work speed accordingly.
請求項6記載の発明は、請求項1乃至4のいずれか記載のクレーン作業制御装置におけるコントローラが、吊り荷の旋回半径を検出する旋回半径検出手段と、吊り荷の旋回半径に応じて作業速度を制限するための演算をする作業速度制限手段とを具備したものである。 According to a sixth aspect of the present invention, the controller in the crane work control device according to any one of the first to fourth aspects includes a turning radius detecting means for detecting a turning radius of the suspended load, and a work speed according to the turning radius of the suspended load. Working speed limiting means for performing a calculation for limiting the above.
請求項7記載の発明は、請求項1乃至4のいずれか記載のクレーン作業制御装置におけるコントローラが、作業装置に吊り下げられた吊り荷の荷重を検出する荷重検出手段と、吊り荷の旋回半径を検出する旋回半径検出手段と、吊り荷の荷重と旋回半径の両方に応じて作業速度を制限するための演算をする作業速度制限手段とを具備したものである。 According to a seventh aspect of the present invention, the controller in the crane work control device according to any one of the first to fourth aspects includes a load detection means for detecting the load of the suspended load suspended from the work device, and a turning radius of the suspended load. And a working speed limiting means for performing a calculation for limiting the working speed in accordance with both the load of the suspended load and the turning radius.
請求項8記載の発明は、請求項5または7記載のクレーン作業制御装置において、オペレータにより操作されて吊り作業モードと空作業モードを切り換える切換操作器を備え、コントローラは、荷重検出手段により検出された吊り荷の荷重の有無を判定する荷重判定器と、吊り荷の荷重が無い条件でオペレータが切換操作器を空作業モードに切り換えたときのみ作業速度制限手段による作業速度の制限を解除する制限解除手段とを具備したものである。 According to an eighth aspect of the present invention, in the crane work control device according to the fifth or seventh aspect of the present invention, the crane work control device includes a switching operation device that is operated by an operator to switch between the suspension work mode and the empty work mode, and the controller is detected by the load detection means. A load determination device that determines whether or not there is a load on the suspended load, and a restriction that releases the restriction on the work speed by the work speed limiting means only when the operator switches the switching operation device to the empty work mode under the condition that there is no load on the suspended load And release means.
請求項9記載の発明は、請求項8記載のクレーン作業制御装置における荷重判定器が、吊り荷の荷重が一定値以上のときに、荷重有りと判定するものである。
The invention described in
請求項10記載の発明は、請求項7乃至9のいずれか記載のクレーン作業制御装置におけるコントローラの作業速度制限手段が、吊り荷の荷重に応じた速度係数と吊り荷の旋回半径に応じた速度係数とを掛けて作業速度係数を設定する掛算器を備え、この掛算器により設定された作業速度係数に応じてパイロット圧を減圧制御するものである。 According to a tenth aspect of the present invention, the work speed limiting means of the controller in the crane work control device according to any of the seventh to ninth aspects is such that the speed coefficient according to the load of the suspended load and the speed according to the turning radius of the suspended load. A multiplier for setting the work speed coefficient by multiplying the coefficient is provided, and the pilot pressure is controlled to be reduced according to the work speed coefficient set by the multiplier.
請求項11記載の発明は、請求項7乃至9のいずれか記載のクレーン作業制御装置におけるコントローラの作業速度制限手段が、吊り荷の荷重に応じた速度係数と吊り荷の旋回半径に応じた速度係数との最小値を選択して作業速度係数を設定する最小値選択器を備え、この最小値選択器により設定された作業速度係数に応じてパイロット圧を減圧制御するものである。 According to the eleventh aspect of the present invention, the work speed limiting means of the controller in the crane work control device according to any of the seventh to ninth aspects is such that the speed coefficient according to the load of the suspended load and the speed according to the turning radius of the suspended load. A minimum value selector that sets a work speed coefficient by selecting a minimum value of the coefficient is provided, and the pilot pressure is controlled to be reduced according to the work speed coefficient set by the minimum value selector.
請求項1記載の発明によれば、作業装置をクレーン作業に用いるときは、コントロールバルブをパイロット操作するパイロットバルブのパイロット圧を、コントローラが減圧弁により減圧制御することで、エンジン回転数を変動させずに作業速度を制限するので、吊り荷の荷重に応じたエンジン騒音の変化による違和感や騒音の増大を防止することができるとともに、安定したエンジン回転数域により安定した作業を続けることができる。 According to the first aspect of the invention, when the working device is used for crane work, the controller controls the pressure reduction of the pilot valve for piloting the control valve by the pressure reducing valve, thereby changing the engine speed. Therefore, it is possible to prevent a sense of incongruity or an increase in noise due to a change in engine noise according to the load of the suspended load, and it is possible to continue stable work in a stable engine speed range.
請求項2記載の発明によれば、パイロット元圧通路の減圧弁により、複数のパイロットバルブに供給される共通のパイロット元圧を減圧制御することで、複数のパイロットバルブからコントロールバルブに出力される複数系統のパイロット圧を同時に減圧制御することができ、部品点数の削減を図れる。 According to the second aspect of the present invention, the common pilot source pressure supplied to the plurality of pilot valves is controlled by the pressure reducing valve in the pilot source pressure passage so that the pilot pilot pressure is output from the plurality of pilot valves to the control valve. It is possible to control the pilot pressure of multiple systems at the same time, and to reduce the number of parts.
請求項3記載の発明によれば、作業装置をクレーン作業に用いるときは、可変容量型ポンプからコントロールバルブに供給されるポンプ吐出流量を、コントローラがポンプ吐出流量制御手段により減少制御することで、エンジン回転数を変動させずにアクチュエータの作動速度を制限するので、吊り荷の荷重に応じたエンジン騒音の変化による違和感や騒音の増大を防止することができるとともに、安定したエンジン回転数域により安定した作業を続けることができる。
According to the invention of
請求項4記載の発明によれば、コントロールバルブのセンタバイパス通路から引き出されたネガティブコントロール圧通路中にシャトル弁を設け、このシャトル弁を介して、ポンプ吐出流量制御手段の電磁弁から可変容量型ポンプの容量可変手段にポンプ容量制御用の制御圧を供給するので、既存のネガティブコントロール系の設備を有効利用して、ポンプ吐出流量制御手段を容易に構成することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the shuttle valve is provided in the negative control pressure passage drawn from the center bypass passage of the control valve, and the variable displacement type is provided via the shuttle valve from the electromagnetic valve of the pump discharge flow rate control means. Since the control pressure for controlling the pump capacity is supplied to the pump capacity varying means, the pump discharge flow rate controlling means can be easily configured by effectively utilizing the existing negative control system equipment.
請求項5記載の発明によれば、荷重検出手段により検出された吊り荷の荷重が増加するほど、作業速度制限手段によりパイロット圧の減圧制御を強めて作業速度を強く制限することで、吊り荷の振れを抑制して、安定した作業を続行できる。 According to the fifth aspect of the present invention, as the load of the suspended load detected by the load detecting means increases, the working speed is strongly restricted by increasing the pilot pressure reduction control by the working speed limiting means. Stable work can be continued by suppressing the fluctuation of
請求項6記載の発明によれば、旋回半径検出手段により検出された吊り荷の旋回半径が大きくなるほど、作業速度制限手段によりパイロット圧の減圧制御を強めて作業速度を強く制限することで、吊り荷の旋回時の周速が一定になるように抑制して、安定した作業を続行できる。 According to the sixth aspect of the present invention, as the turning radius of the suspended load detected by the turning radius detecting means increases, the working speed is strongly restricted by increasing the pilot pressure reduction control by the working speed limiting means. Stable work can be continued by suppressing the peripheral speed during turning of the load to be constant.
請求項7記載の発明によれば、荷重検出手段により検出された吊り荷の荷重が増加するほど、また旋回半径検出手段により検出された吊り荷の旋回半径が大きくなるほど、作業速度制限手段によりパイロット圧の減圧制御を強めて作業速度を強く制限することで、吊り荷の振れを抑制できるとともに、吊り荷の旋回時の周速が一定になるように抑制でき、安定した作業を続行できる。 According to the seventh aspect of the present invention, as the load of the suspended load detected by the load detecting means increases and the turning radius of the suspended load detected by the turning radius detecting means increases, the work speed limiting means increases the pilot. By strengthening the pressure reduction control and restricting the work speed strongly, it is possible to suppress the swing of the suspended load and to suppress the peripheral speed when the suspended load turns, so that stable work can be continued.
請求項8記載の発明によれば、吊り荷の荷重が無く、かつ、オペレータが切換操作器を操作したときのみ、制限解除手段により作業速度の制限が解除されるので、オペレータの意思に反して作業速度の制限が解除されることを防止することができ、また、オペレータが切換操作器を操作した場合は、吊り荷の荷重が無くなると作業速度の制限が解除されるので、素早く次の作業に移行することができる。 According to the eighth aspect of the invention, the restriction on the working speed is released by the restriction releasing means only when there is no load of the suspended load and the operator operates the switching operation device. It is possible to prevent the restriction of the work speed from being released, and when the operator operates the switch, the work speed restriction is released when the load of the suspended load is eliminated, so that the next work can be quickly performed. Can be migrated to.
請求項9記載の発明によれば、吊り荷の荷重が一定値以上のときに、荷重判定器が荷重有りと判定し、吊り作業とみなすので、吊り荷の荷重と旋回半径からアクチュエータの作動速度を制限して、安定したクレーン作業をすることができる。 According to the ninth aspect of the present invention, when the load of the suspended load is equal to or greater than a certain value, the load determination device determines that there is a load and regards it as a suspension operation. This makes it possible to perform stable crane work.
請求項10記載の発明によれば、掛算器により吊り荷の荷重に応じた速度係数と吊り荷の旋回半径に応じた速度係数とを掛けて設定した作業速度係数は、吊り荷の荷重増加と吊り荷の旋回半径拡大との両方に関連して、パイロット圧を相乗的に減圧制御するので、より安定した作業をすることができる。
According to the invention of
請求項11記載の発明によれば、最小値選択器により吊り荷の荷重に応じた速度係数と吊り荷の旋回半径に応じた速度係数との最小値を選択して設定した作業速度係数は、吊り荷の荷重増加または吊り荷の旋回半径拡大のうち、影響の大きい方に関連してパイロット圧を減圧制御するので、安定した作業を確保することができる。
According to the invention of
以下、本発明を図1乃至図7に示された第1の実施の形態、図8および図9に示された第2の実施の形態、図10に示された第3の実施の形態を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, the first embodiment shown in FIGS. 1 to 7, the second embodiment shown in FIGS. 8 and 9, and the third embodiment shown in FIG. 10 will be described. Details will be described with reference to FIG.
先ず、図1乃至図7に示された第1の実施の形態を説明する。 First, the first embodiment shown in FIGS. 1 to 7 will be described.
図2は、建設機械または作業機械としての油圧ショベルAを示し、下部走行体1aに上部旋回体1bが旋回可能に設けられて機体1が構成され、この機体1の上部旋回体1bに作業装置2が装着されている。
FIG. 2 shows a hydraulic excavator A as a construction machine or a work machine. An
この作業装置2は、ブーム3の基端が結合ピン3Pにより上下方向揺動自在に軸支され、このブーム3の先端にアーム4が結合ピン4Pにより揺動自在に軸支され、このアーム4の先端にバケット5が結合ピン5Pにより回動自在に軸支され、そして、上部旋回体1bとブーム3との間には、ブーム3を起伏動するアクチュエータとしてのブームシリンダ3aが設けられ、ブーム3の背面には、アーム4を回動するアクチュエータとしてのアームシリンダ4aが設けられ、アーム4の背面には、バケット5を回動するアクチュエータとしてのバケットシリンダ5aが設けられている。
In this working
バケット5の背面には、吊り具6が回動自在にピン結合され、この吊り具6の先端にフック6aが取り付けられ、このフック6aにより吊り荷7が吊り下げられている。
A
ブームシリンダ3aのヘッド側およびロッド側には、ヘッド側室の圧力すなわちヘッド圧を検出するヘッド圧検出器8およびロッド側室の圧力すなわちロッド圧を検出するロッド圧検出器9がそれぞれ設けられ、また、ブーム3の基端の結合ピン3Pには、ブーム3の角度すなわちブーム角を検出するブーム角検出器10が設けられ、アーム4の結合ピン4Pにはアームの角度すなわちアーム角を検出するアーム角検出器11が設けられている。
On the head side and the rod side of the
図1は、システム構成図を示し、エンジン12の駆動軸には、メインポンプとしての可変容量型ポンプ13,14およびパイロット圧用ポンプ15が接続されている。可変容量型ポンプ13,14は、制御圧を受けた容量可変手段としてのレギュレータ13r,14rにより斜板の傾転角を可変制御することでポンプ容量を可変制御する容量可変ポンプである。これらの可変容量型ポンプ13,14には、可変容量型ポンプ13,14から加圧供給される作動油を方向制御および流量制御するコントロールバルブ16が接続されている。
FIG. 1 shows a system configuration diagram, and variable displacement pumps 13 and 14 as a main pump and a
このコントロールバルブ16の内部には、一端面および他端面に供給されるパイロット圧によりストローク制御されるスプール17,18が、各アクチュエータに対応して設けられ(図1ではアームシリンダ4aに対応するスプールのみを詳細に示す)、これらの各スプール17,18により方向制御および流量制御された作動油により油圧ショベルの各アクチュエータの動作を制御する。すなわち、前記のブームシリンダ3a、アームシリンダ4a、バケットシリンダ5aの各伸縮動作を制御するとともに、下部走行体1aの左右の履帯を駆動するアクチュエータとしての走行モータ19,20、上部旋回体1bを旋回駆動するアクチュエータとしての旋回モータ21の各正逆転動作を制御する。
Inside the
コントロールバルブ16内の各スプール17,18は、一端および他端にそれぞれパイロット通路22から供給されるパイロット圧を受けて変位するが、これらのパイロット通路22は、作業機械のオペレータにより操作されるパイロット操作器23の出力部に連通されている。
The
このパイロット操作器23は、1つの操作レバーで操作可能な複数のパイロットバルブ(リモコン弁)24,25を備え、これらのパイロットバルブ24,25は、前記パイロット圧用ポンプ15からパイロット元圧すなわちパイロット1次圧の供給を受け、レバー操作でその操作量に応じて発生したパイロット2次圧をパイロット通路22を経てコントロールバルブ16の各スプール17,18の一端または他端に出力し、これらのスプール17,18を変位させる。
The
作業機械に搭載されたコントローラ26の入力側には、ブームシリンダ3aのヘッド圧を検出するヘッド圧検出器8、ロッド圧を検出するロッド圧検出器9、ブーム角を検出するブーム角検出器10、アーム角を検出するアーム角検出器11が接続されているとともに、掘削などの通常作業モードをクレーン作業モードに切換えるクレーンモードスイッチ27、クレーン作業モードにおいてオペレータにより操作されて吊り作業モードと空作業モードとを切り換える切換操作器としてのリセットスイッチ28が接続されている。このリセットスイッチ28は、吊り作業モードのときは「0」を出力するとともに、空作業モードのときは「1」を出力する。
On the input side of the
このコントローラ26の出力側は、エンジン12の回転数を制御するエンジン回転数制御部と、クレーン作業内容および警報を出力するモニタ29と、減圧弁としての電磁比例減圧弁30とに接続されている。この電磁比例減圧弁30は、パイロット圧用ポンプ15から複数のパイロットバルブ24,25に共通のパイロット元圧すなわちパイロット1次圧を供給するパイロット元圧通路15a中に設けられているが、パイロット2次圧を出力するパイロット通路22中に設置することも可能である。
The output side of the
コントローラ26は、作業装置2をクレーン作業に用いるときに、電磁比例減圧弁30のソレノイドに制御電流を供給して、この電磁比例減圧弁30によりパイロット圧としてのパイロット1次圧すなわちパイロット元圧を減圧制御する。
When the
コントロールバルブ16内には、外部のポンプ吐出通路に連通された作動油供給通路31,32から分岐されたセンタバイパス通路33,34が、中立位置にある複数のスプール17,18を順次経て連通するようにして形成され、これらのセンタバイパス通路33,34の最後部に、ポンプ流量制御用のネガティブコントロール圧(以下、単に「ネガコン圧」という)を発生させるオリフィス35,36およびリリーフ弁(以下、「ネガコンリリーフ弁37,38」という)がそれぞれ設けられ、これらのオリフィス35,36およびネガコンリリーフ弁37,38を経てタンクTに連通されている。
In the
センタバイパス通路33,34のオリフィス35,36およびネガコンリリーフ弁37,38の直前位置よりネガコン圧を取出すためのネガティブコントロール圧通路(以下、単に「ネガコン圧通路」という)39,40が分岐され、これらのネガコン圧通路39,40は、可変容量型ポンプ13,14のレギュレータ13r,14rに接続され、レギュレータ13r,14rに斜板傾転角を可変制御するためのネガコン圧を与える。アクチュエータ3a,4a,5a,19,20,21を停止させるために各スプール17,18が中立位置に近いほど、ネガコン圧通路39,40には大きなネガコン圧が発生し、ネガコン圧が大きいほどレギュレータ13r,14rは斜板傾転角を小さく制御し、ポンプ吐出流量を少なくするように制御する。
Negative control pressure passages (hereinafter simply referred to as “negative control pressure passages”) 39 and 40 for taking out the negative control pressure from the positions immediately before the
図3に示されるように、コントローラ26には、作業装置2のブーム3、アーム4およびバケット5などに関する部材情報(結合ピン間長さ、質量および質量中心位置など)を記憶する記憶器41が設けられている。
As shown in FIG. 3, the
さらに、コントローラ26には、作業装置2に関する部材情報と、ヘッド圧検出器8で検出されたブームシリンダ3aのヘッド圧、ロッド圧検出器9で検出されたブームシリンダ3aのロッド圧、ブーム角検出器10で検出されたブーム角、アーム角検出器11で検出されたアーム角の各種検出情報とから、吊り荷7の荷重を演算する荷重演算器42が設けられている。
Further, the
さらに、コントローラ26には、作業装置2に関する部材情報と、ブーム角検出器10で検出されたブーム角、アーム角検出器11で検出されたアーム角の各種検出情報とから作業装置2の旋回半径を演算する旋回半径演算器43が設けられている。
Further, the
荷重演算器42には、吊り荷7の荷重の有無を判定して、吊り荷7の荷重が有ると「0」を出力するとともに荷重が無くなると「1」を出力する荷重判定器44が接続されている。この荷重判定器44が荷重有りと判定するのは、吊り荷7の荷重が一定値以上のときである。
Connected to the
荷重演算器42には、荷重の増加に応じて速度係数K1を小さく設定するデータテーブル45が接続されている。また、旋回半径演算器43には、旋回半径の増加に応じて速度係数K2を小さく設定するデータテーブル46が接続されている。
Connected to the
リセットスイッチ28および荷重判定器44の出力部には、リセットスイッチ28の出力と荷重判定器44の出力との論理積演算を行うアンド演算器47が接続され、各データテーブル45,46の出力部には、吊り荷7の荷重すなわち吊り荷重に応じて設定された速度係数K1と、吊り荷7の旋回半径に応じて設定された速度係数K2とを掛けて設定した作業速度係数Kを出力する掛算器48が接続されている。
An AND
パイロット元圧通路15aの電磁比例減圧弁30を全開にする信号を出力する電磁比例減圧弁信号設定器49は、吊り荷重が無くかつリセットスイッチ28がオンである条件の場合(空作業モード)において電磁比例減圧弁30の指令値を最大値に設定するものである。一方、荷重演算器42により演算された吊り荷重が規定値に達したか否かを判定して、吊り荷重が規定値に達した場合はクレーンモード値Dmcを出力する判定器50が設置されている。
The electromagnetic proportional pressure reducing
これらの電磁比例減圧弁信号設定器49および判定器50の各出力部は、信号選択器51の2つの入力部に接続されている。この信号選択器51は、アンド演算器47の出力が「0」のときは、判定器50からのクレーンモード値Dmcを出力し、アンド演算器47の出力が「1」のときは、電磁比例減圧弁信号設定器49からの最大値を出力する。
Each output part of the electromagnetic proportional pressure reducing valve
前記掛算器48の出力部と、信号選択器51の出力部とが掛算器52に接続され、この掛算器52の出力部と、信号選択器51の出力部とが、信号選択器53の2つの入力部に接続されている。この信号選択器53は、アンド演算器47の出力が「0」のときは、掛算器52で信号選択器51からのクレーンモード値Dmcに掛算器48からの作業速度係数Kを掛け合わせた信号を電磁比例減圧弁30へ出力して、電磁比例減圧弁30への出力を制限し、アンド演算器47の出力が「1」のときは、電磁比例減圧弁信号設定器49で設定された最大値をそのまま電磁比例減圧弁30に出力する。
The output unit of the multiplier 48 and the output unit of the
ヘッド圧検出器8、ロッド圧検出器9、ブーム角検出器10、アーム角検出器11、部材情報に関する記憶器41および荷重演算器42は、作業装置2に吊り下げられた吊り荷7の荷重すなわち吊り荷重を検出する荷重検出手段54を構成している。
The
ブーム角検出器10、アーム角検出器11、部材情報に関する記憶器41および旋回半径演算器43は、作業装置2に吊り下げられた吊り荷7の旋回半径を検出する旋回半径検出手段55を構成している。
The
各データテーブル45,46、掛算器48、判定器50、信号選択器51、掛算器52および信号選択器53は、吊り荷7の荷重に応じて、また吊り荷7の旋回半径に応じて、作業速度を制限するための演算をする作業速度制限手段56を構成している。
Each data table 45, 46, multiplier 48,
荷重判定器44、アンド演算器47、電磁比例減圧弁信号設定器49および信号選択器51,53は、吊り荷7の荷重が無い条件でオペレータがリセットスイッチ28を空作業モードに切り換えたときのみ作業速度制限手段56による作業速度の制限を解除する制限解除手段57を構成している。
The
図4に示されるように、一方のデータテーブル45は、吊り荷7の荷重すなわち吊り荷重と速度係数K1との関係を決定するもので、吊り荷重が大きくなると、速度係数K1は、一定の範囲内で低下する特性を有する。 As shown in FIG. 4, one data table 45 determines the relationship between the load of the suspended load 7, that is, the suspended load, and the speed coefficient K1, and when the suspended load increases, the speed coefficient K1 has a certain range. It has the characteristic that it falls within.
図5に示されるように、他方のデータテーブル46は、吊り荷旋回半径と速度係数K2との関係を決定するもので、吊り荷旋回半径が大きくなると、速度係数K2は、速度係数K1と同様に一定の範囲内で低下する特性を有する。 As shown in FIG. 5, the other data table 46 determines the relationship between the suspended load turning radius and the speed coefficient K2, and when the suspended load turn radius increases, the speed coefficient K2 is the same as the speed coefficient K1. It has a characteristic that it falls within a certain range.
次に、図6に示されたフローチャートを参照しながら、制御処理の概要を説明する。なお、このフローチャート中の丸数字は、制御手順のステップ番号を示す。 Next, the outline of the control process will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In addition, the circled number in this flowchart shows the step number of a control procedure.
(ステップ1)
クレーンモードスイッチ27の状態を読み込む。
(Step 1)
Read the state of
(ステップ2)
クレーンモードスイッチ27が、オンか否かを判定する。
(Step 2)
It is determined whether the
(ステップ3)
ステップ2でクレーンモードスイッチ27がオンのときは、エンジン回転数を所定のクレーンモード設定回転数に制限する。
(Step 3)
When the
(ステップ4)
図7に示された後述するクレーン速度制御処理を行う。なお、このクレーン速度制御処理では、エンジン回転数を一定のクレーンモード設定回転数に維持し、可変制御しない。
(Step 4)
The crane speed control process described later shown in FIG. 7 is performed. In this crane speed control process, the engine speed is maintained at a constant crane mode setting speed, and variable control is not performed.
(ステップ5)
ステップ2でクレーンモードスイッチ27がオフのときは、エンジン回転数を通常作業モード回転数に設定する。すなわち、エンジン回転数を負荷に応じて可変制御する一般的な制御方法を採用する。
(Step 5)
When the
なお、ステップ3およびステップ5は、無くても良い。すなわち、ステップ2でクレーンモードスイッチ27がオンのときは、エンジン回転数を制限することなく、直ちにステップ4のクレーン速度制御処理を行うようにしても良いからである。
次に、図7に示されたフローチャートを参照しながら、ステップ4のクレーン速度制御処理の内容を説明する。なお、このフローチャート中の丸数字は、制御手順のステップ番号を示す。 Next, the contents of the crane speed control process in step 4 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In addition, the circled number in this flowchart shows the step number of a control procedure.
(ステップ6)
作業装置2のブームシリンダ3aのヘッド圧検出器8、ロッド圧検出器9、ブーム角検出器10、アーム角検出器11によって、ブームシリンダ3aのヘッド圧、ロッド圧、ブーム角、アーム角の各信号をそれぞれ読み込む。
(Step 6)
The
(ステップ7)
作業装置2の部材情報(ブーム3、アーム4およびバケット5の結合ピン間長さ、質量、質量中心位置など)が分かっているので、検出されたブームシリンダ3aのヘッド圧、ロッド圧、ブーム角、アーム角の各入力信号から、吊り荷7の荷重すなわち吊り荷重を求める。このとき、吊り荷重はバンドパスフィルタ処理などを行い、交流成分を省き、滑らかな直流成分を求める。なお、吊り荷重を求める演算は、ブーム基端の結合ピン3P回りのモーメントの釣合いを考慮して行い、ブームシリンダ3aのヘッド圧およびロッド圧からブームシリンダ3aに作用する力を演算し、記憶器41に記憶されている作業装置2の部材情報と、ブーム角検出器10およびアーム角検出器11により検出されたブーム角およびアーム角から、作業装置2の各部材に作用する自重のモーメントおよびブームシリンダ3aに作用する力のモーメントが分かり、これらのモーメントと未知の吊り荷重のモーメントとが釣合うことから、未知の吊り荷重を演算できる。
(Step 7)
Since the member information (the length between the connecting pins of the
(ステップ8)
作業装置2の部材情報が分かっているので、作業装置2のブーム角検出器10およびアーム角検出器11により検出されたブーム角およびアーム角から、上部旋回体1bの旋回中心を基準とする吊り荷重の旋回半径を求める。
(Step 8)
Since the member information of the working
(ステップ9)
作業モードが吊り作業モードか否かを判定する。
(Step 9)
It is determined whether the work mode is a hanging work mode.
(ステップ10)
ステップ9で吊り作業モードでない場合は、判定器50により吊り荷重が規定値に達したか否かを判定して、吊り荷7の吊上げが完了したか否かを判断する。このステップ10で吊り荷重が規定値に達していないときは、ステップ1に戻る。
(Step 10)
If it is not the suspension work mode at
(ステップ11)
ステップ10で吊り荷重が規定値に達した場合は、吊り荷7の吊上げが完了した場合であるから、作業モードを吊り作業モードに設定する。
(Step 11)
If the suspension load reaches the specified value in
(ステップ12)
信号選択器51により、電磁比例減圧弁30の指令値を吊り作業モード値であるクレーンモード値Dmcに下げるように設定する。
(Step 12)
The
(ステップ13)
ステップ11で作業モードが吊り作業モードに設定された後は、ステップ9に戻ったのちステップ13に進み、ここで、吊り荷重がほぼゼロで、かつオペレータがリセットスイッチ28をオン操作したか否かを判定する。
(Step 13)
After the work mode is set to the suspension work mode in
(ステップ14)
ステップ13の条件が成立していない場合は、図3および図4に示されたデータテーブル45から吊り荷7の荷重すなわち吊り荷重に応じた速度係数K1を設定する。この速度係数K1は、吊り荷重が大きくなると一定の範囲内で低下する特性とする。
(Step 14)
If the condition of
(ステップ15)
図3および図5に示されたデータテーブル46から旋回半径に応じた速度係数K2を設定する。この速度係数K2は、吊り荷7の旋回時の周速が一定になるように、旋回半径が大きくなると一定の範囲内で低下する特性とする。
(Step 15)
A speed coefficient K2 corresponding to the turning radius is set from the data table 46 shown in FIGS. The speed coefficient K2 is a characteristic that decreases within a certain range as the turning radius increases so that the peripheral speed when the suspended load 7 turns is constant.
(ステップ16)
コントローラ26の作業速度制限手段56は、掛算器48により、吊り荷重から設定した速度係数K1と、旋回半径から設定した速度係数K2とを基にして、以下の式で作業速度係数Kを求める。
(Step 16)
The work speed limiting means 56 of the
作業速度係数K=K1×K2
(ステップ17)
掛算器52は、判定器50および信号選択器51からのクレーンモード値Dmcと、掛算器48からの作業速度係数Kとにより、以下の式で電磁比例減圧弁30の指令値を補正する。
Work speed factor K = K1 × K2
(Step 17)
The
電磁比例減圧弁30の指令値=(クレーンモード値Dmc)×(作業速度係数K)
(ステップ18)
ステップ13の条件が成立したときは、すなわち、吊り荷重がほぼゼロのときに、オペレータがリセットスイッチ28をオン操作した場合は、作業モードを空作業モードにする。
Command value of
(Step 18)
When the condition of
(ステップ19)
この空作業モードでは、制限解除手段57が機能して吊り作業モードの速度制限を解除し、電磁比例減圧弁30を最大の指令値により全開状態に制御することで、例えば吊り荷重がかからない状態での空作業をスピードアップさせる。要するに、吊り荷重が無く、かつリセットスイッチ28がオンのときは、速度制限を解除し、高速動作を可能とする。
(Step 19)
In this idle work mode, the restriction release means 57 functions to release the speed restriction of the suspension work mode, and the electromagnetic proportional
このようにして、求めた指令値によって電磁比例減圧弁30を駆動し、パイロット操作器23へ供給されるパイロット1次圧すなわちパイロット元圧を制限することで、パイロット操作器23のパイロットバルブ24,25からパイロット通路22を経てコントロールバルブ16の各スプール17,18に出力されるパイロット2次圧を制限し、パイロット操作器23の同一レバー操作量に対するスプール17,18の変位量を制限して、作業機械のアクチュエータ3a,4a,5a,19,20,21の作動速度を制限する。
In this manner, the electromagnetic proportional
次に、この実施の形態の効果を説明する。 Next, the effect of this embodiment will be described.
作業装置2をクレーン作業に用いるときは、クレーンモードスイッチ27によりエンジン回転数をクレーンモード設定回転数に制限した後は、コントロールバルブ16をパイロット操作するパイロットバルブ24,25のパイロット圧を、コントローラ26が電磁比例減圧弁30により減圧制御することで、エンジン回転数を切り換えずに作業速度を制限するクレーン速度制御処理をするので(ステップ3,4)、吊り荷7の荷重すなわち吊り荷重に応じたエンジン騒音の変化による違和感や騒音の増大を防止することができるとともに、安定したエンジン回転数域により安定した作業を続けることができる。
When the working
パイロット元圧通路15a中の電磁比例減圧弁30により、複数のパイロットバルブ24,25に供給される共通のパイロット元圧を減圧制御することで、複数のパイロットバルブ24,25からコントロールバルブ16に出力される複数系統のパイロット圧を同時に減圧制御することができ、部品点数の削減を図れる。
A common pilot source pressure supplied to the
荷重検出手段54により検出された吊り荷重が増加するほど、作業速度制限手段56のデータテーブル45によりパイロット圧の減圧制御を強めて作業速度を強く制限することで(ステップ14)、吊り荷7の振れを抑制して、安定した作業を続行できる。 As the suspension load detected by the load detection means 54 increases, the work speed is strongly restricted by increasing the pilot pressure reduction control by the data table 45 of the work speed restriction means 56 (step 14). Stable operation can be continued by suppressing run-out.
旋回半径検出手段55により検出された吊り荷7の旋回半径が大きくなるほど、作業速度制限手段56のデータテーブル46によりパイロット圧の減圧制御を強めて作業速度を強く制限することで(ステップ15)、吊り荷7の旋回時の周速が一定になるように抑制して、安定した作業を続行できる。 As the turning radius of the suspended load 7 detected by the turning radius detection means 55 increases, the work speed is strongly restricted by strengthening the pilot pressure reduction control by the data table 46 of the work speed restriction means 56 (step 15). Stable work can be continued by suppressing the peripheral speed of the suspended load 7 during turning to be constant.
荷重検出手段54により検出された吊り荷重が増加するほど、また旋回半径検出手段55により検出された吊り荷7の旋回半径が大きくなるほど、作業速度制限手段56によりパイロット圧の減圧制御を強めて作業速度を強く制限することで(ステップ14、15)、吊り荷7の振れを抑制できるとともに、吊り荷7の旋回時の周速が一定になるように抑制でき、安定した作業を続行できる。
As the suspension load detected by the load detection means 54 increases and as the turning radius of the suspension load 7 detected by the turning radius detection means 55 increases, the work speed limiting means 56 increases the pressure reduction control of the pilot pressure. By restricting the speed strongly (
その際、作業速度制限手段56の掛算器48により、吊り荷重に応じた速度係数K1と、吊り荷7の旋回半径に応じた速度係数K2とを掛けて作業速度係数Kを設定し(ステップ16)、吊り荷重の増加と旋回半径の拡大との両方に関連して、パイロット圧を相乗的に減圧制御するので、より安定した作業をすることができる。 At this time, the multiplier 48 of the work speed limiting means 56 sets the work speed coefficient K by multiplying the speed coefficient K1 corresponding to the suspended load by the speed coefficient K2 corresponding to the turning radius of the suspended load 7 (step 16). ) Since the pilot pressure is synergistically controlled to reduce both the increase in the suspension load and the increase in the turning radius, a more stable operation can be performed.
吊り荷重が規定値以上のときは、荷重判定器44が荷重有りと判定し、作業モードを吊り作業モードとみなして、吊り荷重と旋回半径からアクチュエータ3a,4a,5a,19,20,21の作動速度を制限するので(ステップ10〜17)、安定したクレーン作業をすることができる。
When the suspension load is equal to or greater than the specified value, the
吊り荷重が無く、かつ、オペレータがリセットスイッチ28をオン操作したときのみ、制限解除手段57により作業速度の制限(吊り作業モード)が解除されるので(ステップ13、18、19)、オペレータの意思に反して作業速度の制限(吊り作業モード)が解除されることを防止することができる。
Only when there is no suspension load and the operator turns on the
次に、図8および図9に基づき、前記第1の実施の形態のコントローラ26における変形例である第2の実施の形態を説明する。なお、第1の実施の形態に用いた図1乃至図7を適宜参酌するとともに、第1の実施の形態と共通の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
Next, based on FIG. 8 and FIG. 9, a second embodiment which is a modification of the
リセットスイッチ28および荷重判定器44の出力部には、リセットスイッチ28の出力と荷重判定器44の出力との論理積演算を行うアンド演算器47が接続され、各データテーブル45,46の出力部には、吊り荷7の荷重すなわち吊り荷重に応じて設定された速度係数K1と、吊り荷7の旋回半径に応じて設定された速度係数K2との最小値を選択して設定した作業速度係数Kを出力する最小値選択器60が接続されている。
An AND
最小値選択器60の出力部と、信号選択器51の出力部とが掛算器52に接続され、この掛算器52の出力部と、信号選択器51の出力部とが、信号選択器53の2つの入力部に接続されている。この信号選択器53は、アンド演算器47の出力が「0」のときは、掛算器52で信号選択器51からのクレーンモード値Dmcに最小値選択器60からの作業速度係数Kを掛け合わせた信号を電磁比例減圧弁30へ出力して、電磁比例減圧弁30への出力を制限し、アンド演算器47の出力が「1」のときは、電磁比例減圧弁信号設定器49で設定された最大値をそのまま電磁比例減圧弁30に出力する。
The output unit of the
各データテーブル45,46、最小値選択器60、判定器50、信号選択器51、掛算器52および信号選択器53は、吊り荷7の荷重に応じて、また吊り荷7の旋回半径に応じて、作業速度を制限するための演算をする作業速度制限手段56を構成している。
Each data table 45, 46,
次に、図9に示されたフローチャートを参照しながら、本実施の形態のクレーン速度制御処理を説明する。なお、このフローチャートは、第1の実施の形態の図7に示されたフローチャートの大部分と共通するので、異なる部分のみを説明する。 Next, the crane speed control process of the present embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Since this flowchart is common to most of the flowchart shown in FIG. 7 of the first embodiment, only different parts will be described.
データテーブル45から吊り荷7の荷重すなわち吊り荷重に応じた速度係数K1を設定し(ステップ14)、データテーブル46から旋回半径に応じた速度係数K2を設定する点(ステップ15)は、図7のものと同様であるが、図8に示された作業速度制限手段56の最小値選択器60により、吊り荷7の荷重すなわち吊り荷重に応じた速度係数K1と、吊り荷7の旋回半径に応じた速度係数K2との最小値を選択して、作業速度係数K=MIN(K1,K2)を求める点(ステップ16)が、図7のものと異なる。求めた作業速度係数Kと、クレーンモード値Dmcとから、次の式により、電磁比例減圧弁30の指令値を補正する点(ステップ17)は、図7のものと同様である。
The speed coefficient K1 corresponding to the load of the suspended load 7, that is, the suspension load is set from the data table 45 (step 14), and the speed coefficient K2 corresponding to the turning radius is set from the data table 46 (step 15) is shown in FIG. 8, the
電磁比例減圧弁30の指令値=(クレーンモード値Dmc)×(作業速度係数K)
このようにして、コントローラ26は、作業速度制限手段56の最小値選択器60により、吊り荷7の荷重すなわち吊り荷重に応じた速度係数K1と、吊り荷7の旋回半径に応じた速度係数K2との最小値を選択して設定した作業速度係数Kに応じて、図1に示された電磁比例減圧弁30を駆動し、パイロット圧を減圧制御する。
Command value of
In this way, the
すなわち、図1に示されるように、本実施の形態においても第1の実施の形態と同様に、パイロット操作器23へ供給されるパイロット1次圧すなわちパイロット元圧を制限することで、パイロット操作器23のパイロットバルブ24,25からパイロット通路22を経てコントロールバルブ16の各スプール17,18に出力されるパイロット2次圧を制限し、パイロット操作器23の同一レバー操作量に対するスプール17,18の変位量を制限して、作業機械のアクチュエータ3a,4a,5a,19,20,21の作動速度を制限する。
That is, as shown in FIG. 1, in this embodiment as well, in the same way as in the first embodiment, the pilot primary pressure, that is, the pilot original pressure supplied to the
この図8および図9に示された実施の形態によれば、作業速度制限手段56の最小値選択器60により、吊り荷7の荷重に応じた速度係数K1と、吊り荷7の旋回半径に応じた速度係数K2との最小値を選択して作業速度係数Kを設定し、吊り荷7の荷重増加または吊り荷7の旋回半径拡大のうち、影響の大きい方に関連してパイロット圧を減圧制御するので、安定した作業を確保することができる。
According to the embodiment shown in FIGS. 8 and 9, the
次に、図2および図10に基づき、本発明に係るクレーン作業制御装置の第3の実施の形態を説明する。なお、図2に示されるように、機体1に作業装置2を備えた作業機械の説明は、既に述べたので省略する。
Next, a third embodiment of the crane work control device according to the present invention will be described based on FIGS. As shown in FIG. 2, the description of the work machine provided with the
図10に示されるように、エンジン12の駆動軸には、可変容量型ポンプ13,14およびパイロット圧用ポンプ15が接続されている。可変容量型ポンプ13,14は、制御圧を受けた容量可変手段としてのレギュレータ13r,14rにより斜板の傾転角を可変制御することでポンプ容量を可変制御するメインポンプである。これらの可変容量型ポンプ13,14には、可変容量型ポンプ13,14から加圧供給される作動流体としての作動油を方向制御および流量制御するコントロールバルブ16が接続されている。
As shown in FIG. 10, variable displacement pumps 13 and 14 and a
このコントロールバルブ16の内部には、一端面および他端面に供給されるパイロット圧によりストローク制御されるスプール17,18が、各アクチュエータに対応して設けられ(図10ではアームシリンダ4aに対応するスプールのみを詳細に示す)、これらの各スプール17,18により方向制御および流量制御された作動油により油圧ショベルの各アクチュエータの動作を制御する。すなわち、前記のブームシリンダ3a、アームシリンダ4a、バケットシリンダ5aの各伸縮動作を制御するとともに、下部走行体1aの左右の履帯を駆動するアクチュエータとしての走行モータ19,20、上部旋回体1bを旋回駆動するアクチュエータとしての旋回モータ21の各正逆転動作を制御する。
Inside the
コントロールバルブ16内の各スプール17,18は、一端および他端にそれぞれパイロット通路22から供給されるパイロット圧を受けて変位するが、これらのパイロット通路22は、作業機械のオペレータにより操作されるパイロット操作器23の出力部に連通されている。
The
このパイロット操作器23は、1つの操作レバーで操作可能な複数のパイロットバルブ(リモコン弁)24,25を備え、これらのパイロットバルブ24,25は、前記パイロット圧用ポンプ15からパイロット元圧すなわちパイロット1次圧の供給を受け、レバー操作でその操作量に応じて発生したパイロット2次圧をパイロット通路22を経てコントロールバルブ16の各スプール17,18の一端または他端に出力し、これらのスプール17,18を変位させる。
The
作業機械に搭載されたコントローラ26の入力側には、ブームシリンダ3aのヘッド圧を検出するヘッド圧検出器8、ロッド圧を検出するロッド圧検出器9、ブーム角を検出するブーム角検出器10、アーム角を検出するアーム角検出器11が接続されているとともに、掘削などの通常作業モードをクレーン作業モードに切換えるクレーンモードスイッチ27、クレーン作業モードにおいてオペレータにより操作されて吊り作業モードと空作業モードとを切り換える切換操作器としてのリセットスイッチ28が接続されている。
On the input side of the
この図10に示されたコントローラ26のシステム構成および制御フローは、図3乃至図7に示されたコントローラ26のシステム構成および制御フロー、または図8および図9に示されたコントローラ26のシステム構成および制御フローと同様であるから、それらの説明を省略する。
The system configuration and control flow of the
このコントローラ26の出力側は、エンジン12の回転数を制御するエンジン回転数制御部と、クレーン作業内容および警報を出力するモニタ29と、ポンプ容量制御用の制御圧を供給する電磁弁としての電磁比例減圧弁61とに接続されている。この電磁比例減圧弁61は、パイロット圧用ポンプ15から複数のパイロットバルブ24,25にパイロット元圧すなわちパイロット1次圧を供給するパイロット元圧通路15aとタンクТとの間に配管された分岐通路15b中に設けられている。
The output side of the
コントロールバルブ16内には、外部のポンプ吐出通路に連通された作動油供給通路31,32から分岐されたセンタバイパス通路33,34が、中立位置にある複数のスプール17,18を順次経て連通するようにして形成され、これらのセンタバイパス通路33,34の最後部に、ポンプ流量制御用のネガティブコントロール圧(以下、単に「ネガコン圧」という)を発生させるオリフィス35,36およびリリーフ弁(以下、「ネガコンリリーフ弁37,38」という)がそれぞれ設けられ、これらのオリフィス35,36およびネガコンリリーフ弁37,38を経てタンクTに連通されている。
In the
これらのオリフィス35,36およびネガコンリリーフ弁37,38の直前位置よりネガコン圧を取出すためのネガティブコントロール圧通路(以下、単に「ネガコン圧通路」という)39,40が分岐され、これらのネガコン圧通路39,40は、シャトル弁62,63を経て、可変容量型ポンプ13,14のレギュレータ13r,14rに接続され、レギュレータ13r,14rに斜板傾転角を可変制御するためのネガコン圧を与える。
Negative control pressure passages (hereinafter simply referred to as “negative control pressure passages”) 39 and 40 for taking out the negative control pressure from the positions immediately before the
ネガティブコントロールは、アクチュエータ3a,4a,5a,19,20,21を停止させるために各スプール17,18が中立位置に近いほど、ネガコン圧通路39,40には大きなネガコン圧が発生し、このネガコン圧が大きいほどレギュレータ13r,14rは斜板傾転角を小さく制御し、ポンプ吐出流量を少なくするように制御するものである。
In the negative control, as the
ネガコン圧通路39,40は、各シャトル弁62,63の一方の入口に連通接続され、各シャトル弁62,63の他方の入口には、電磁比例減圧弁61の出力口が連通接続されている。したがって、アクチュエータ作動時のネガコン圧通路39,40にネガコン圧が生じていないときでも、電磁比例減圧弁61からシャトル弁62,63を経てレギュレータ13r,14rに擬似リモコン圧を供給することで、ポンプ吐出流量を抑制することが可能となる。
The negative
このようにして、エンジン12により駆動される可変容量型ポンプ13,14からアクチュエータ3a,4a,5a,19,20,21に供給される作動油をコントロールバルブ16により制御する油圧回路において、可変容量型ポンプ13,14からコントロールバルブ16に供給されるポンプ吐出流量を制御するポンプ吐出流量制御手段64を設ける。
In this way, in the hydraulic circuit that controls the hydraulic fluid supplied from the variable displacement pumps 13 and 14 driven by the
すなわち、このポンプ吐出流量制御手段64は、可変容量型ポンプ13,14の容量を可変制御する容量可変手段としてのレギュレータ13r,14rと、コントロールバルブ16のセンタバイパス通路33,34から引き出されネガコン圧をレギュレータ13r,14rにそれぞれ導くネガコン圧通路39,40と、これらのネガコン圧通路39,40中にそれぞれ設けられたシャトル弁62,63と、これらのシャトル弁62,63によりレギュレータ13r,14rに対してネガコン圧と択一的にポンプ容量制御用の制御圧を供給する電磁比例減圧弁61とを具備したものである。
That is, the pump discharge flow rate control means 64 is connected to
そして、コントローラ26は、作業装置2をクレーン作業に用いるときに、アクチュエータ動作速度を制限するために、パイロット圧を下げるのではなく、このポンプ吐出流量制御手段64の電磁比例減圧弁61を制御して、擬似ネガコン圧によりポンプ吐出流量を減少させるように制御し、ポンプ吐出流量を制限することで、目的を達成する。
The
すなわち、シャトル弁62,63により、電磁比例減圧弁61から出力された圧力とコントロールバルブ16で発生するネガコン圧との高圧選択を行い、コントロールバルブ16で発生するネガコン圧が減少するアクチュエータ作動時に、電磁比例減圧弁61からシャトル弁62,63を経てレギュレータ13r,14rに供給される擬似ネガコン圧により、ポンプ流量を制限する。
That is, the
この図10に示された実施の形態によれば、作業装置をクレーン作業に用いるときは、可変容量型ポンプ13,14からコントロールバルブ16に供給されるポンプ吐出流量を、コントローラ26がポンプ吐出流量制御手段64により減少制御することで、エンジン回転数を変動させずにアクチュエータ3a,4a,5a,19,20,21の作動速度を制限するので、吊り荷7の荷重に応じたエンジン騒音の変化による違和感や騒音の増大を防止することができるとともに、安定したエンジン回転数域により安定した作業を続けることができる。
According to the embodiment shown in FIG. 10, when the working device is used for crane work, the
また、ポンプ吐出流量制御手段64は、コントロールバルブ16のセンタバイパス通路33,34から引き出されたネガコン圧通路39,40中にシャトル弁62,63を設け、このシャトル弁62,63を介して、電磁比例減圧弁61から可変容量型ポンプ13,14のレギュレータ13r,14rにポンプ容量制御用の制御圧を供給するので、既存のネガティブコントロール系の設備を有効利用して、ポンプ吐出流量制御手段64を容易に構成することができる。
Further, the pump discharge flow rate control means 64 is provided with
なお、本発明のクレーン作業制御装置は、図2に示された油圧ショベルAに好適な制御装置であるが、同様の作業腕を有する他の作業機械にも利用可能である。 The crane work control apparatus of the present invention is a control apparatus suitable for the hydraulic excavator A shown in FIG. 2, but can also be used for other work machines having similar work arms.
1 機体
2 作業装置
3a,4a,5a,19,20,21 アクチュエータ
7 吊り荷
12 エンジン
13,14 メインポンプとしての可変容量型ポンプ
13r,14r 容量可変手段としてのレギュレータ
15a パイロット元圧通路
16 コントロールバルブ
24,25 パイロットバルブ
26 コントローラ
28 切換操作器としてのリセットスイッチ
30 減圧弁としての電磁比例減圧弁
33,34 センタバイパス通路
39,40 ネガティブコントロール圧通路
44 荷重判定器
48 掛算器
54 荷重検出手段
55 旋回半径検出手段
56 作業速度制限手段
57 制限解除手段
60 最小値選択器
61 電磁弁としての電磁比例減圧弁
62,63 シャトル弁
64 ポンプ吐出流量制御手段
K1,K2 速度係数
K 作業速度係数
1
3a, 4a, 5a, 19, 20, 21 Actuator 7 Suspended load
12 engine
13, 14 Variable displacement pump as main pump
Regulator as 13r, 14r capacity variable means
15a Pilot pressure passage
16 Control valve
24, 25 Pilot valve
26 Controller
28 Reset switch as selector
30 Solenoid proportional pressure reducing valve
33, 34 Center bypass passage
39, 40 Negative control pressure passage
44 Load detector
48 Multiplier
54 Load detection means
55 Turning radius detection means
56 Working speed limit means
57 Restriction release means
60 Minimum value selector
61 Solenoid proportional pressure reducing valve
62, 63 Shuttle valve
64 Pump discharge flow rate control means
K1, K2 Speed factor K Work speed factor
Claims (11)
作業機械のオペレータにより操作されて発生するパイロット圧によりコントロールバルブをパイロット操作するパイロットバルブと、
パイロット圧を減圧することが可能な減圧弁と、
作業装置をクレーン作業に用いるときに減圧弁によりパイロット圧を減圧制御するコントローラと
を具備したことを特徴とするクレーン作業制御装置。 A control valve for controlling a working fluid supplied to an actuator from a main pump driven by an engine of a working machine having a working device in the airframe;
A pilot valve that pilot-operates the control valve with a pilot pressure generated by being operated by an operator of the work machine;
A pressure reducing valve capable of reducing the pilot pressure;
A crane work control device comprising: a controller that controls the pressure reduction of the pilot pressure by a pressure reducing valve when the work device is used for crane work.
ことを特徴とする請求項1記載のクレーン作業制御装置。 The crane work control device according to claim 1, wherein the pressure reducing valve is provided in a pilot original pressure passage that supplies a common pilot original pressure to the plurality of pilot valves.
可変容量型ポンプからコントロールバルブに供給されるポンプ吐出流量を制御するポンプ吐出流量制御手段と、
作業装置をクレーン作業に用いるときにポンプ吐出流量制御手段によりポンプ吐出流量を減少制御するコントローラと
を具備したことを特徴とするクレーン作業制御装置。 A control valve for controlling a working fluid supplied to an actuator from a variable displacement pump driven by an engine of a work machine having a work device in the airframe;
Pump discharge flow rate control means for controlling the pump discharge flow rate supplied from the variable displacement pump to the control valve;
A crane work control device comprising: a controller that controls the pump discharge flow rate to be reduced by pump discharge flow rate control means when the work device is used for crane work.
可変容量型ポンプの容量を可変制御する容量可変手段と、
コントロールバルブのセンタバイパス通路から引き出されネガティブコントロール圧を容量可変手段に導くネガティブコントロール圧通路と、
ネガティブコントロール圧通路中に設けられたシャトル弁と、
シャトル弁により容量可変手段に対してネガティブコントロール圧と択一的にポンプ容量制御用の制御圧を供給する電磁弁と
を具備したことを特徴とする請求項3記載のクレーン作業制御装置。 The pump discharge flow rate control means is
Capacity variable means for variably controlling the capacity of the variable capacity pump;
A negative control pressure passage that is drawn from the center bypass passage of the control valve and guides the negative control pressure to the capacity variable means;
A shuttle valve provided in the negative control pressure passage;
4. The crane work control apparatus according to claim 3, further comprising: a solenoid valve that supplies a control pressure for controlling pump displacement, alternatively to a negative control pressure, to the displacement variable means by means of a shuttle valve.
作業装置に吊り下げられた吊り荷の荷重を検出する荷重検出手段と、
吊り荷の荷重に応じて作業速度を制限するための演算をする作業速度制限手段と
を具備したことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか記載のクレーン作業制御装置。 The controller
Load detecting means for detecting the load of the suspended load suspended from the work device;
The crane work control device according to any one of claims 1 to 4, further comprising work speed limiting means for performing a calculation for limiting the work speed in accordance with a load of a suspended load.
吊り荷の旋回半径を検出する旋回半径検出手段と、
吊り荷の旋回半径に応じて作業速度を制限するための演算をする作業速度制限手段と
を具備したことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか記載のクレーン作業制御装置。 The controller
A turning radius detecting means for detecting a turning radius of the suspended load;
The crane work control device according to any one of claims 1 to 4, further comprising work speed limiting means for performing a calculation for limiting the work speed in accordance with a turning radius of the suspended load.
作業装置に吊り下げられた吊り荷の荷重を検出する荷重検出手段と、
吊り荷の旋回半径を検出する旋回半径検出手段と、
吊り荷の荷重と旋回半径の両方に応じて作業速度を制限するための演算をする作業速度制限手段と
を具備したことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか記載のクレーン作業制御装置。 The controller
Load detecting means for detecting the load of the suspended load suspended from the work device;
A turning radius detecting means for detecting a turning radius of the suspended load;
The crane work control device according to any one of claims 1 to 4, further comprising work speed limiting means for performing a calculation for limiting the work speed in accordance with both the load of the suspended load and the turning radius.
コントローラは、
荷重検出手段により検出された吊り荷の荷重の有無を判定する荷重判定器と、
吊り荷の荷重が無い条件でオペレータが切換操作器を空作業モードに切り換えたときのみ作業速度制限手段による作業速度の制限を解除する制限解除手段と
を具備したことを特徴とする請求項5または7記載のクレーン作業制御装置。 A switching operation device that is operated by an operator to switch between a hanging work mode and an empty work mode,
The controller
A load determination device for determining the presence or absence of the load of the suspended load detected by the load detection means;
6. Restriction release means for releasing the restriction of the work speed by the work speed restriction means only when the operator switches the switching operation device to the idle work mode under the condition that there is no load of the suspended load. 7. The crane work control device according to 7.
ことを特徴とする請求項8記載のクレーン作業制御装置。 The crane work control device according to claim 8, wherein the load determiner determines that there is a load when the load of the suspended load is equal to or greater than a certain value.
吊り荷の荷重に応じた速度係数と吊り荷の旋回半径に応じた速度係数とを掛けて作業速度係数を設定する掛算器を備え、
この掛算器により設定された作業速度係数に応じてパイロット圧を減圧制御する
ことを特徴とする請求項7乃至9のいずれか記載のクレーン作業制御装置。 The controller speed limit means is
A multiplier that sets the work speed coefficient by multiplying the speed coefficient according to the load of the suspended load and the speed coefficient according to the turning radius of the suspended load,
The crane work control device according to any one of claims 7 to 9, wherein the pilot pressure is controlled to be reduced according to the work speed coefficient set by the multiplier.
吊り荷の荷重に応じた速度係数と吊り荷の旋回半径に応じた速度係数との最小値を選択して作業速度係数を設定する最小値選択器を備え、
この最小値選択器により設定された作業速度係数に応じてパイロット圧を減圧制御する
ことを特徴とする請求項7乃至9のいずれか記載のクレーン作業制御装置。 The controller speed limit means is
A minimum value selector that sets the work speed coefficient by selecting the minimum value of the speed coefficient according to the load of the suspended load and the speed coefficient according to the turning radius of the suspended load,
The crane work control device according to any one of claims 7 to 9, wherein the pilot pressure is reduced according to a work speed coefficient set by the minimum value selector.
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