JP2023114799A - Work target setting system, work machine, and work target setting program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、作業機械のアタッチメントの作業目標を設定する作業目標設定システム、作業機械、および作業目標設定プログラムに関する。 The present invention relates to a work target setting system, a work machine, and a work target setting program for setting work targets for attachments of a work machine.
例えば特許文献1に、自動運転を行う作業機械が記載されている。同文献に記載の技術では、作業機械の一連動作(同文献では掘削から放土までの一巡する動作)が、コントローラに設定(教示)される。そして、作業機械が、設定された一連動作を自動運転により行う。
For example,
一連動作には、作業対象物を解放する作業(同文献では放土)が含まれている。この作業が行われる位置(作業位置)が、適切に設定されることが望まれる。 The series of actions includes the work of releasing the work object (discharging soil in the same document). It is desired that the position (work position) where this work is performed is appropriately set.
そこで、作業機械の先端アタッチメントの一連動作の作業位置を適切に設定することができる、作業目標設定システム、作業機械、および作業目標設定プログラムを提供することを目的とする。 Accordingly, it is an object of the present invention to provide a work target setting system, a work machine, and a work target setting program capable of appropriately setting the work position of a series of operations of a tip attachment of a work machine.
作業目標設定システムは、作業機械の機械本体と、アタッチメントと、コントローラと、を備える。前記アタッチメントは、前記機械本体に対して作動可能に取り付けられる。前記アタッチメントは、作業を行う先端アタッチメントを有する。前記コントローラは、作業目標設定部と、自動運転部と、作業上限位置設定部と、作業位置変化部と、を備える。前記作業目標設定部は、目標経路を設定する。前記目標経路は、前記先端アタッチメントが作業対象物を解放する作業を行う作業位置と所定の経路端位置との間での、前記先端アタッチメントの特定部位の目標とする経路である。前記自動運転部は、前記先端アタッチメントの前記特定部位を前記目標経路に沿って移動させる一連動作を複数サイクル行うように、前記アタッチメントの作動を自動運転により行わせる。前記作業上限位置設定部は、前記作業位置の上限となる位置である作業上限位置を設定する。前記作業位置変化部は、前記一連動作のサイクルの進行に応じて前記作業位置の上下方向における位置を変化させる。前記作業位置変化部は、前記作業上限位置設定部により前記作業上限位置が設定された後、最初に行われる前記一連動作での前記作業位置を、前記作業上限位置よりも下側の位置に設定する。 A work target setting system includes a machine body of a work machine, an attachment, and a controller. The attachment is operably attached to the machine body. The attachment has a working tip attachment. The controller includes a work target setting section, an automatic operation section, a work upper limit position setting section, and a work position changing section. The work target setting unit sets a target route. The target path is a target path of a specific portion of the tip attachment between a work position where the tip attachment performs the work of releasing the work object and a predetermined path end position. The automatic operation unit automatically operates the attachment so as to perform a series of operations for moving the specific part of the tip attachment along the target path for a plurality of cycles. The work upper limit position setting unit sets a work upper limit position that is the upper limit of the work position. The work position changing unit changes the position of the work position in the vertical direction according to the progress of the cycle of the series of operations. The work position changing unit sets the work position in the first series of operations after the work upper limit position is set by the work upper limit position setting unit to a position lower than the work upper limit position. do.
作業機械は、機械本体と、アタッチメントと、コントローラと、を備える。前記アタッチメントは、前記機械本体に対して作動可能に取り付けられる。前記アタッチメントは、作業を行う先端アタッチメントを有する。前記コントローラは、前記機械本体および前記アタッチメントの少なくともいずれかに搭載される。前記コントローラは、作業目標設定部と、自動運転部と、作業上限位置設定部と、作業位置変化部と、を備える。前記作業目標設定部は、目標経路を設定する。前記目標経路は、前記先端アタッチメントが作業対象物を解放する作業を行う作業位置と所定の経路端位置との間での、前記先端アタッチメントの特定部位の目標とする経路である。前記自動運転部は、前記先端アタッチメントの前記特定部位を前記目標経路に沿って移動させる一連動作を複数サイクル行うように、前記アタッチメントの作動を自動運転により行わせる。前記作業上限位置設定部は、前記作業位置の上限となる位置である作業上限位置を設定する。前記作業位置変化部は、前記一連動作のサイクルの進行に応じて前記作業位置の上下方向における位置を変化させる。前記作業位置変化部は、前記作業上限位置設定部により前記作業上限位置が設定された後、最初に行われる前記一連動作での前記作業位置を、前記作業上限位置よりも下側の位置に設定する。 A working machine includes a machine body, an attachment, and a controller. The attachment is operably attached to the machine body. The attachment has a working tip attachment. The controller is mounted on at least one of the machine body and the attachment. The controller includes a work target setting section, an automatic operation section, a work upper limit position setting section, and a work position changing section. The work target setting unit sets a target route. The target path is a target path of a specific portion of the tip attachment between a work position where the tip attachment performs the work of releasing the work object and a predetermined path end position. The automatic operation unit automatically operates the attachment so as to perform a series of operations for moving the specific part of the tip attachment along the target path for a plurality of cycles. The work upper limit position setting unit sets a work upper limit position that is the upper limit of the work position. The work position changing unit changes the position of the work position in the vertical direction according to the progress of the cycle of the series of operations. The work position changing unit sets the work position in the first series of operations after the work upper limit position is set by the work upper limit position setting unit to a position lower than the work upper limit position. do.
作業目標設定プログラムは、アタッチメントを備える作業機械に用いられる。前記アタッチメントは、機械本体に対して作動可能に取り付けられる。前記アタッチメントは、作業を行う先端アタッチメントを有する。作業目標設定プログラムは、作業目標設定ステップと、自動運転ステップと、作業上限位置設定ステップと、作業位置変化ステップと、をコンピュータに実行させる。前記作業目標設定ステップは、前記先端アタッチメントが作業対象物を解放する作業を行う作業位置と所定の経路端位置との間での、前記先端アタッチメントの特定部位の目標とする経路である目標経路を設定する。前記自動運転ステップは、前記先端アタッチメントの前記特定部位を前記目標経路に沿って移動させる一連動作を複数サイクル行うように、前記アタッチメントの作動を自動運転により行わせる。前記作業上限位置設定ステップは、前記作業位置の上限となる位置である作業上限位置を設定する。前記作業位置変化ステップは、前記一連動作のサイクルの進行に応じて前記作業位置の上下方向における位置を変化させる。前記作業位置変化ステップは、前記作業上限位置設定ステップにより前記作業上限位置が設定された後、最初に行われる前記一連動作での前記作業位置を、前記作業上限位置よりも下側の位置に設定する。 A work goal setting program is used on a work machine with attachments. The attachment is operably attached to the machine body. The attachment has a working tip attachment. The work target setting program causes the computer to execute a work target setting step, an automatic operation step, a work upper limit position setting step, and a work position changing step. The work target setting step sets a target path, which is a target path of a specific portion of the tip attachment, between a work position where the tip attachment performs the work of releasing the work target and a predetermined path end position. set. The automatic operation step automatically operates the attachment so as to perform a series of operations for moving the specific portion of the tip attachment along the target path for a plurality of cycles. The work upper limit position setting step sets a work upper limit position that is the upper limit of the work position. The work position changing step changes the position of the work position in the vertical direction according to the progress of the cycle of the series of operations. In the work position changing step, after the work upper limit position is set in the work upper limit position setting step, the work position in the first series of operations is set to a position lower than the work upper limit position. do.
上記の作業目標設定システム、作業機械、および作業目標設定プログラムのそれぞれにより、作業機械の先端アタッチメントの一連動作の作業位置を適切に設定することができる。 The work target setting system, the work machine, and the work target setting program described above can appropriately set the work position of the end attachment of the work machine for a series of operations.
図1~図4を参照して、作業目標設定システム1について説明する。
A work
作業目標設定システム1は、図1に示すように、作業機械10の先端アタッチメント15dの特定部位15d1の作業目標(具体的には目標経路Pathを含む目標軌道Tr)を設定するシステムである。作業目標設定システム1は、作業機械10と、姿勢センサ31と、位置センサ33と、入力装置35(図2参照)と、コントローラ50(コンピュータ)と、を備える。
The work
作業機械10は、作業を行う機械であり、例えば建設作業を行う建設機械であり、例えばショベルである。以下では、作業機械10がショベルである場合について説明する。作業機械10は、自動運転可能に構成される。作業機械10は、運転室13a(後述)内の作業者(オペレータ)に操作される場合があってもよく、遠隔操作される場合があってもよい。作業機械10は、機械本体10aと、アタッチメント15と、駆動制御部17(図2参照)と、アクチュエータ21と、を備える。
The
機械本体10aは、作業機械10の本体部分である。機械本体10aは、下部本体11と、上部旋回体13と、を備える。下部本体11は、上部旋回体13を支持する。例えば、下部本体11は、作業機械10を走行させることが可能な下部走行体である。この場合、下部本体11は、クローラを備えてもよく、ホイールを備えてもよい。上部旋回体13は、下部本体11に対して旋回可能に取り付けられる(搭載される)。上部旋回体13は、運転室13aを備える。運転室13aは、作業者(オペレータ)が作業機械10を操作することが可能な部分である。
The machine
(方向)
下部本体11に対する上部旋回体13の旋回の回転軸が延びる方向を、上下方向Zとする。上下方向Zにおいて、下部本体11から上部旋回体13に向かう側(向き)を上側Zaとし、その逆側を下側Zbとする。上下方向Zは、鉛直方向でもよい。下部本体11に対する上部旋回体13の旋回の方向を「旋回方向」とする。上下方向Zおよび旋回方向のそれぞれに直交する方向を、前後方向Xとする。上下方向Zから見たとき、前後方向Xは、アタッチメント15の長手方向に延びるアタッチメント15の中心軸(図示なし)が延びる方向である。前後方向Xにおいて、上部旋回体13に対してアタッチメント15が突出する側を奥側Xaとし、その逆側を手前側Xbとする。
(direction)
A vertical direction Z is defined as the direction in which the rotating shaft of the upper rotating
アタッチメント15は、作業を行う部分であり、例えば、ブーム15bと、アーム15cと、先端アタッチメント15dと、を備える。ブーム15bは、上部旋回体13に起伏可能(上下方向Zに回転可能)に取り付けられる。アーム15cは、ブーム15bに回転可能に取り付けられる。先端アタッチメント15dは、アタッチメント15の先端部に設けられ、アーム15cに回転可能に取り付けられる。先端アタッチメント15dは、例えば作業対象物Oをすくう作業や掘削などを行うバケットでもよく、作業対象物Oを挟む装置(グラップル、ニブラなど)でもよく、作業対象物Oの破砕などを行う装置(ブレーカなど)でもよい。先端アタッチメント15dの特定の部位を、特定部位15d1とする。特定部位15d1は、先端アタッチメント15dのアーム15cへの接続部(基端部)でもよく、先端アタッチメント15dの先端部(基端部とは反対側の端部)でもよい。作業対象物Oは、作業機械10の(アタッチメント15の、先端アタッチメント15dの)作業の対象となる物である。例えば、作業対象物Oは、土砂でもよく、石でもよく、木材でもよく、金属でもよく、廃棄物でもよく、構造物(ブロックなど)でもよい。
The
駆動制御部17(図2参照)は、アクチュエータ21を制御する。駆動制御部17は、後述する旋回モータ21a、ブームシリンダ21b、アームシリンダ21c、および先端アタッチメントシリンダ21dを制御する。駆動制御部17は、油圧式のアクチュエータ21を制御する油圧回路を備えてもよい。駆動制御部17は、電動式のアクチュエータ21を制御する電気回路を備えてもよい。
The drive controller 17 (see FIG. 2) controls the
アクチュエータ21は、作業機械10を駆動(作動)させる。アクチュエータ21は、アタッチメント15を駆動させる。アクチュエータ21は、旋回モータ21aと、ブームシリンダ21bと、アームシリンダ21cと、先端アタッチメントシリンダ21dと、を備える。旋回モータ21aは、下部本体11に対して上部旋回体13を旋回させる。旋回モータ21aは、油圧モータでもよく、電動モータでもよい。ブームシリンダ21bは、上部旋回体13に対してブーム15bを起伏させる。ブームシリンダ21bは、例えば油圧式の伸縮シリンダ(油圧シリンダ)である(アームシリンダ21cおよび先端アタッチメントシリンダ21dも同様)。アームシリンダ21cは、ブーム15bに対してアーム15cを回転させる。先端アタッチメントシリンダ21dは、アーム15cに対して先端アタッチメント15dを回転させる。先端アタッチメント15d自体が、例えば物を挟む装置などのように駆動可能である場合、先端アタッチメント15dを駆動させるためのシリンダやモータなどが設けられてもよい。
The
姿勢センサ31は、作業機械10の姿勢を検出する。姿勢センサ31は、アタッチメント15の姿勢を検出する(アタッチメント姿勢情報取得機能を有する)。姿勢センサ31は、作業機械10に搭載されてもよく、作業機械10の外部(例えば作業現場など)に配置されてもよい。姿勢センサ31は、後述する撮像装置でもよい。作業機械10に搭載されても、作業機械10の外部に配置されてもよいことは、位置センサ33、入力装置35(図2参照)、およびコントローラ50についても同様である。姿勢センサ31は、旋回センサ31aと、ブームセンサ31bと、アームセンサ31cと、先端アタッチメントセンサ31dと、基準位置センサ31eと、を備える。
The
旋回センサ31aは、下部本体11(または作業現場)に対する、上部旋回体13の角度(旋回方向の角度)を検出する。ブームセンサ31bは、ブーム15bの姿勢を検出する。例えば、ブームセンサ31bは、水平方向または上部旋回体13に対する、ブーム15bの角度(傾斜または回転角度)を検出する。アームセンサ31cは、アーム15cの姿勢を検出する。アームセンサ31cは、水平方向またはブーム15bに対する、アーム15cの角度を検出する。先端アタッチメントセンサ31dは、先端アタッチメント15dの姿勢を検出する。例えば、先端アタッチメントセンサ31dは、水平方向またはアーム15cに対する、先端アタッチメント15dの角度を検出する。図2では、「先端アタッチメント」を「先端ATT」と記載した(図3も同様)。基準位置センサ31eは、図1に示す作業機械10の基準となる部位の、作業現場に対する位置および向きを検出する。作業機械10の基準となる部位は、例えば上部旋回体13または下部本体11の特定の部位でもよく、例えば上部旋回体13へのブーム15bの取付部(ブームフット)でもよく、例えば下部本体11に対する上部旋回体13の旋回中心でもよい。基準位置センサ31e(図2参照)は、位置測位システム(例えば衛星測位システムなど)により検出を行うものでもよい。位置測位システムは、衛星測位システムでもよく、例えばGNSS(global navigation satellite system)でもよい。位置測位システムは、トータルステーションを用いたものでもよい。基準位置センサ31eは、衛星測位システムを用いるためのアンテナ31e1を備えてもよい。
The turning
位置センサ33は、作業位置PWの周辺に存在する物の位置情報を検出する。例えば、位置センサ33は、地面の位置情報を検出してもよく、解放済み作業対象物Oa(図4参照、後述)の位置情報を検出してもよく、障害物などの位置情報を検出してもよい。位置センサ33は、例えば撮像装置を備えてもよい。撮像装置は、撮像対象物の二次元情報(例えば画像における位置や形状)を検出してもよい。撮像装置は、二次元の情報を検出するカメラ(単眼カメラ)を備えてもよい。撮像装置は、距離画像を取得してもよく、距離画像に基づいて撮像対象物の三次元情報(例えば三次元座標や三次元形状)を検出してもよい。撮像装置は、レーザー光を用いて三次元の情報を検出する装置を備えてもよく、例えばLIDAR(Light Detection and Ranging)を備えてもよく、例えばTOF(Time Of Flight)センサを備えてもよい。撮像装置は、電波を用いて三次元の情報を検出する装置(例えばミリ波レーダなど)を備えてもよい。撮像装置は、ステレオカメラを備えてもよい。撮像装置は、距離画像と二次元画像とに基づいて、撮像対象物の三次元情報を検出してもよい。撮像装置は、1つのみ設けられてもよく、複数設けられてもよい。
The
入力装置35(図2参照)は、作業者が情報を入力するための装置である。入力装置35は、作業者の操作に基づいて、コントローラ50に指示を行う。入力装置35が作業機械10に設けられる場合は、入力装置35は、例えば運転室13a内に設けられる表示器や操作レバーなどでもよい。入力装置35は、携帯端末(タブレット、スマートフォンなど)でもよく、パーソナルコンピュータでもよい。入力装置35は、作業機械10の外部のサーバなどに設けられてもよい。入力装置35は、コントローラ50と通信を行う。この通信は、無線通信でもよく、有線通信でもよい。
The input device 35 (see FIG. 2) is a device for the operator to input information. The
コントローラ50は、信号の入出力、演算(処理)、情報(演算結果など)の記憶などを行うコンピュータである。例えば、コントローラ50の機能は、コントローラ50の記憶部(図示なし)に記憶されたプログラムが演算部(図示なし)で実行されることにより実現される。コントローラ50は、作業機械10に搭載されてもよく、さらに詳しくは、機械本体10aおよびアタッチメント15の少なくともいずれかに搭載されてもよい。コントローラ50は、作業機械10の外部(サーバなど)に設けられてもよい。例えば、図2に示すように、コントローラ50には、姿勢センサ31、および位置センサ33から検出結果が入力される。コントローラ50には、入力装置35で入力された情報が入力される。例えば、コントローラ50は、作業機械10の自動運転を行う(自動運転部53の説明を参照)。例えば、コントローラ50は、作業機械10を作動させるための指令を駆動制御部17に出力する。コントローラ50は、作業目標設定部51と、自動運転部53と、作業終了判定部55と、作業上限位置設定部61と、作業位置変化部63と、作業目標補正部65と、を備える。以下では、作業機械10の各構成要素については主に図1を参照し、コントローラ50の各構成要素については図2を参照して説明する。また、図3に示すフローチャートの各ステップについては、図3を参照して説明する。
The
作業目標設定部51は、図1に示す目標軌道Tr(作業目標)を設定する(作業目標設定ステップ)(図3のステップS10参照)。図4に示すように、目標軌道Trは、先端アタッチメント15dの特定部位15d1の目標とする軌道である。目標軌道Trは、複数の目標点Pを含む。目標点Pは、特定部位15d1の目標位置の情報であり、具体的には三次元の位置座標である。目標点Pの順序集合を目標経路Pathとする。目標経路Pathは、目標点Pの位置の情報と、複数の目標点Pの順序の情報と、を含む情報である。目標軌道Trは、目標経路Pathの情報に、時間の情報が付加された情報である。上記「時間の情報」は、具体的には例えば2点間時間t(図2参照)である。2点間時間tは、隣り合う(順序が連続する)2つの目標点P間での特定部位15d1の移動時間の目標値である。なお、作業目標設定部51は、2点間時間tを含まない作業目標(目標経路Path)を設定してもよい。以下では主に、作業計画として目標軌道Trが設定される場合について説明する。
The work
(目標軌道Trを表す座標など)
目標軌道Trを表すパラメータは、様々に設定可能であり、図1に示す作業機械10の姿勢を導出できるパラメータであればどのように設定されてもよい。目標軌道Trを表すパラメータの座標軸は、どのように設定されてもよい。この座標軸の原点(基準位置)は、作業現場に設定されてもよい。この座標軸の原点は、作業機械10の特定の部位に設定されてもよく、例えば上部旋回体13の特定の部位に設定されてもよい。具体的には例えば、この座標軸の原点は、上部旋回体13へのブーム15bの取付部(ブームフットピン)に設定されてもよく、下部本体11に対する上部旋回体13の旋回中心に設定されてもよい。この座標軸は、前後方向Xと、上下方向Zと、旋回方向における上部旋回体13の旋回角度SwingAngと、を含んでもよい。この座標軸は、例えば、先端アタッチメント角度Xiを含んでもよい。先端アタッチメント角度Xiは、先端アタッチメント15dの、上下方向Zに対する角度でもよく、前後方向Xに対する角度でもよく、水平方向に対する角度でもよく、アーム15cに対する角度でもよい。目標軌道Trを示す情報の具体例を、図2に示す。この例では、目標軌道Trは、複数の目標点Pのそれぞれについて、前後方向Xと、上下方向Zと、先端アタッチメント角度Xiと、旋回角度SwingAngとの情報を含む。また、目標軌道Trは、隣り合う目標点Pについて、2点間時間tの情報を含む。
(Coordinates representing target trajectory Tr, etc.)
A variety of parameters representing the target trajectory Tr can be set, and any parameters that can derive the posture of the
(経路端位置PE、作業位置PW)
図4に示すように、目標軌道Trは、複数の目標点Pを含む。複数の目標点Pは(目標軌道Trは)、経路端位置PEと、作業位置PWと、を含む。経路端位置PEおよび作業位置PWのそれぞれは、目標軌道Trの端の位置の目標点Pである。さらに詳しくは、目標軌道Trの両端の一方は、経路端位置PEであり、他方(目標軌道Trの両端のうち経路端位置PEでない方)は、作業位置PWである。作業位置PWは、先端アタッチメント15dが作業対象物Oを解放(例えば排土)する作業を行う位置である。例えば、作業位置PWは、地面の真上の位置に設定されてもよい。作業位置PWは、例えば、作業対象物Oを収容する容器(図示なし)の真上の位置に設定されてもよく、具体的には例えば、輸送車両の荷台の真上に設定されてもよい。経路端位置PEは、作業対象物Oの捕捉(例えば掘削)の作業を先端アタッチメント15dが行う位置でもよい。この場合、経路端位置PEは、作業対象物Oが集められた場所など(例えば土砂山や土砂ピットなど)に設定される。
(Path end position PE, work position PW)
The target trajectory Tr includes a plurality of target points P, as shown in FIG. A plurality of target points P (target trajectories Tr) include a path end position PE and a work position PW. Each of the path end position PE and the work position PW is the target point P at the end position of the target trajectory Tr. More specifically, one of both ends of the target trajectory Tr is the path end position PE, and the other (of the two ends of the target trajectory Tr which is not the path end position PE) is the work position PW. The work position PW is a position where the
作業位置PWと経路端位置PEとの間で、先端アタッチメント15dは、目標経路Pathに沿って移動する。目標経路Pathに沿って先端アタッチメント15dが移動するとき、上部旋回体13が、下部本体11に対して旋回する。先端アタッチメント15dが作業対象物Oを捕捉する位置(経路端位置PE)から、先端アタッチメント15dが作業対象物Oを解放する位置(作業位置PW)への、先端アタッチメント15dの移動を、持上旋回という。作業位置PWから経路端位置PEへの先端アタッチメント15dの移動を、復帰旋回という。作業対象物Oの捕捉、持上旋回、作業対象物Oの解放、および復帰旋回の一連動作が、繰り返し行われる。
Between the work position PW and the path end position PE, the
なお、目標経路Pathに沿って先端アタッチメント15dが移動するとき、下部本体11に対して上部旋回体13が旋回しなくてもよい。上部旋回体13の旋回は、「一連動作」に含まれなくてもよい。例えば、一連動作において、先端アタッチメント15dが(特定部位15d1が)前後方向Xおよび上下方向Zの少なくとも一方にのみ移動し、旋回方向に移動しない場合があってもよい。
It should be noted that the upper
(基準目標軌道Trbの設定)
作業機械10の自動運転による作業(先端アタッチメント15dによる作業)が行われる前に、基準となる目標軌道Trである基準目標軌道Trbが設定される(図3のステップS10)。例えば、基準目標軌道Trbは、ティーチングにより作業目標設定部51(図2参照)に設定されてもよく、ティーチング以外の方法(例えば入力装置35による数値入力など)により作業目標設定部51に設定されてもよい。
(Setting of reference target trajectory Trb)
Before the work by automatic operation of the work machine 10 (work by the
例えば、ティーチングは、次のように行われる。作業者(オペレータ)が作業機械10に搭乗して作業機械10を操作する、または、作業者が作業機械10を遠隔操作する。例えば、作業者は、作業機械10を操作することで、基準目標軌道Trbとして設定したい経路に沿って、基準目標軌道Trbとして設定したい速度で、特定部位15d1を移動させる。そして、作業目標設定部51(図2参照)は、特定部位15d1が移動した軌道を、基準目標軌道Trbとして設定する。例えば、特定部位15d1が移動しているときに特定部位15d1が配置された位置座標が、所定時間ごと(例えば1秒ごと)に算出される。特定部位15d1の位置座標は、姿勢センサ31に検出された作業機械10の姿勢に基づいて算出される。そして、算出された各位置座標が、複数の目標点Pの位置座標として設定される。
For example, teaching is performed as follows. A worker (operator) rides on the
自動運転部53(図2参照)は、図1に示す作業機械10を自動運転させる(自動運転ステップ)(図3のステップS20、S21、S22、S23、およびS51を参照)(ステップS11については後述する)。さらに詳しくは、自動運転部53は、先端アタッチメント15dの特定部位15d1を目標経路Pathに沿って(目標軌道Trに従って)移動させる一連動作を、複数サイクル行うように(繰り返すように)、作業機械10を自動運転させる。自動運転部53は、アタッチメント15の作動を自動運転により行わせる。自動運転部53は、下部本体11に対する上部旋回体13の旋回を自動運転により行わせてもよい。自動運転部53は、駆動制御部17(図2参照)に指令を出力することで、アクチュエータ21を作動させる。自動運転部53は、姿勢センサ31の検出値に基づいて、作業機械10の作動を制御する。
The automatic operation unit 53 (see FIG. 2) automatically operates the
具体的には例えば、自動運転部53(図2参照)は、上記の作業対象物Oの捕捉、持上旋回、作業対象物Oの解放、および復帰旋回の一連動作を、作業機械10が複数サイクル行うように、作業機械10を自動運転させる。例えば、自動運転部53は、ステップS21(図3参照)では、先端アタッチメント15dに経路端位置PEでの作業(例えば捕捉)を行わせる。また、自動運転部53は、ステップS22(図3参照)では、経路端位置PEから作業位置PWに目標軌道Trに沿って先端アタッチメント15dを移動させる。また、自動運転部53は、ステップS23(図3参照)では、先端アタッチメント15dに、作業位置PWでの作業(解放)を行わせる。また、自動運転部53は、ステップS51(図3参照)では、作業位置PWから経路端位置PEに目標軌道Trに沿って先端アタッチメント15dを移動させる。そして、自動運転部53は、先端アタッチメント15dに、これらの一連動作(ステップS21、S22、S23、およびS51)を繰り返し行わせてもよい。なお、ステップS51は、図3に示す例では作業位置PWが変化(ステップS40~S43)させられた後に行われるが、作業位置PWが変化させられる前(ステップS30の後、ステップS40の前)に行われてもよい。
Specifically, for example, the automatic operation unit 53 (see FIG. 2) causes the
作業終了判定部55(図2参照)は、作業終了条件を満たすか否かを判定する(作業終了判定ステップ)(図3のステップS30参照)。作業終了条件は、一連動作を複数サイクル行う作業を終了させる条件である。具体的には例えば、作業終了条件は、図1に示す作業対象物Oの捕捉、持上旋回、作業対象物Oの解放、および復帰旋回の一連動作を複数サイクル行う(繰り返す)作業を終了させる条件である。作業終了条件は、様々に設定可能である。作業終了条件は、1つのみ設定されてもよく、複数設定されてもよい。作業終了条件が複数設定される場合は、コントローラ50は、複数の作業終了条件の1つでも満たされた場合に、作業機械10に一連動作を終了させてもよい。コントローラ50は、複数の作業終了条件のうち、2以上(例えば全て)の作業終了条件が満たされた場合に、作業機械10に一連動作を終了させてもよい。
The work end determination unit 55 (see FIG. 2) determines whether or not the work end condition is satisfied (work end determination step) (see step S30 in FIG. 3). The work end condition is a condition for ending work in which a series of operations is performed in multiple cycles. Specifically, for example, the work end condition terminates the work of performing (repeating) a series of operations of catching the work object O shown in FIG. It is a condition. Various work end conditions can be set. Only one work end condition may be set, or a plurality of work end conditions may be set. When multiple work end conditions are set,
作業終了条件は、図4に示す作業位置PWが、作業上限位置PWl(後述)に到達したことを含んでもよい。さらに詳しくは、作業位置変化部63(図2参照)が、一連動作のサイクルの進行に応じて作業位置PWを変化させる(後述)ところ、作業終了条件は、変化した作業位置PWが作業上限位置PWlに到達したことを含んでもよい。 The work end condition may include that the work position PW shown in FIG. 4 has reached a work upper limit position PWl (described later). More specifically, the work position changing unit 63 (see FIG. 2) changes the work position PW according to the progress of the cycle of the series of operations (described later). It may include reaching PWl.
なお、作業終了条件は、作業位置PWが作業上限位置PWlに到達したこととは異なる条件を含んでもよい。例えば、作業終了条件は、一連動作が行われた回数(サイクル数)が、「設定回数」に到達したことを含んでもよい。作業終了条件は、作業上限位置PWlとは異なる「設定位置」に作業位置PWが到達したことを含んでもよい。上記「設定回数」および「設定位置」は、作業終了判定部55(図2参照)による作業終了条件の判定前に(予め)コントローラ50に設定される。
The work end condition may include a condition other than that the work position PW has reached the work upper limit position PWl. For example, the work end condition may include that the number of times (the number of cycles) that a series of operations has been performed has reached a "set number of times". The work end condition may include that the work position PW reaches a "set position" different from the work upper limit position PWl. The "set number of times" and "set position" are set (in advance) in the
作業終了条件が満たされたと作業終了判定部55(図2参照)が判定した場合(図3に示すステップS30でYESの場合)、自動運転部53(図2参照)は、一連動作の作業を終了させる。作業終了条件が満たされないと作業終了判定部55が判定した場合(図3に示すステップS30でNOの場合)、一連動作の作業が続行される。この場合、後述するように目標軌道Trが補正される場合がある(図3のステップS40に進む)。
When the work end determination unit 55 (see FIG. 2) determines that the work end condition is satisfied (YES in step S30 shown in FIG. 3), the automatic operation unit 53 (see FIG. 2) starts the work of the series of operations. terminate. When the work
作業上限位置設定部61(図2参照)は、作業上限位置PWlを設定する(作業上限位置設定ステップ)(図3のステップS11参照)。作業上限位置PWlは、作業位置PWの上限となる位置であり、さらに詳しくは、作業位置PWとして設定可能な範囲の上側Zaの限界となる位置である。 The work upper limit position setting unit 61 (see FIG. 2) sets the work upper limit position PWl (work upper limit position setting step) (see step S11 in FIG. 3). The work upper limit position PWl is the upper limit of the work position PW, and more specifically, the upper limit Za of the range that can be set as the work position PW.
(作業上限位置PWlの設定方法)
この作業上限位置設定部61(図2参照)は、作業上限位置PWlを様々に設定してもよい。[例A1]例えば、作業上限位置設定部61は、先端アタッチメント15dが配置された位置(ティーチングされた位置)に基づいて作業上限位置PWlを設定してもよい。具体的には例えば、作業者(オペレータ)が、作業機械10を操作することで、作業上限位置PWlとして設定したい位置に先端アタッチメント15dを配置する。作業上限位置設定部61は、このときに先端アタッチメント15dが配置された位置を、作業上限位置PWlとして設定してもよい。この場合、先端アタッチメント15dが物理的に到達可能な位置の範囲内に、作業上限位置PWlを設定することができる。また、作業者(オペレータ)が容易に(感覚的に)作業上限位置PWlを設定することができる。
(How to set the work upper limit position PWl)
The work upper limit position setting unit 61 (see FIG. 2) may set various work upper limit positions PWl. [Example A1] For example, the work upper limit
[例A1a]この場合、作業上限位置PWlのみを設定するためのティーチングが行われてもよい。[例A1b]また、基準目標軌道Trbを設定するためのティーチングによって、作業上限位置PWlが設定されてもよい。さらに詳しくは、ティーチングによって基準目標軌道Trbが設定されると、基準目標軌道Trbの作業位置PWが設定される。このとき、作業上限位置設定部61は、基準目標軌道Trbの作業位置PWを、作業上限位置PWlとして設定してもよい。
[Example A1a] In this case, teaching may be performed to set only the work upper limit position PWl. [Example A1b] Alternatively, the work upper limit position PWl may be set by teaching for setting the reference target trajectory Trb. More specifically, when the reference target trajectory Trb is set by teaching, the working position PW of the reference target trajectory Trb is set. At this time, the work upper limit
[例A2]この作業上限位置設定部61は、ティーチング以外の方法(例えば数値入力など)により入力された情報に基づいて、作業上限位置PWlを設定してもよい。
[Example A2] The work upper limit
(作業上限位置PWlの具体例)
作業上限位置PWlは、様々な位置に設定されてもよい。[例B1]例えば、一連動作において解放される作業対象物Oの量が適切になるような位置に、作業上限位置PWlが設定されることが好ましい。具体的には例えば、作業位置PWでの作業が、作業対象物Oを容器(荷台など)に積み込む作業である場合、容器に積み込まれる作業対象物Oの過不足を抑制できるような位置に、作業上限位置PWlが設定されてもよい。
(Specific example of work upper limit position PWl)
The work upper limit position PWl may be set at various positions. [Example B1] For example, it is preferable that the work upper limit position PWl is set at a position where the amount of the work object O released in the series of operations is appropriate. Specifically, for example, when the work at the work position PW is the work of loading the work object O into a container (such as a loading platform), the position where the work object O to be loaded into the container can be suppressed. A work upper limit position PWl may be set.
作業位置変化部63(図2参照)は、作業位置PWを変化させる(補正する)(作業位置変化ステップ)(図3のステップS40参照)。作業上限位置設定部61により作業上限位置PWlが設定された後、最初に行われる一連動作(1サイクル目)での作業位置PWを、初期作業位置PW1とする。作業位置変化部63は、初期作業位置PW1を、作業上限位置PWlよりも下側Zbの位置に設定する。作業位置変化部63は、初期作業位置PW1から解放される作業対象物Oが勢いよく落下することを抑制できるような(落下速度および衝撃を抑制できるような)位置に、初期作業位置PW1を設定することが好ましい。例えば、作業位置変化部63は、位置センサ33の検出結果に基づいて初期作業位置PW1を設定してもよい(後述)。作業位置変化部63は、作業者により入力装置35(図2参照)に入力された情報(数値など)に基づいて初期作業位置PW1を設定してもよい。作業上限位置PWlは、コントローラ50(図2参照)に予め設定された値(初期値)でもよい。
The working position changing unit 63 (see FIG. 2) changes (corrects) the working position PW (working position changing step) (see step S40 in FIG. 3). After the work upper limit position PWl is set by the work upper limit
(2回目以降の一連動作での作業位置PW)
この作業位置変化部63(図2参照)は、一連動作のサイクルの進行に応じて、作業位置PWの上下方向Zにおける位置(高さ位置)を変化させる。作業位置変化部63は、1回のサイクルごとに作業位置PWを変化させてもよく、複数回のサイクルごとに作業位置PWを変化させてもよい。作業位置変化部63による作業位置PWの変化のタイミングは、一定回数のサイクルごとでもよく、一定でない回数のサイクルごとでもよい。作業位置変化部63は、上下方向Zに、作業位置PWを変化させる。作業位置変化部63は、少なくとも上下方向Zに作業位置PWを変化させ、さらに、前後方向Xおよび旋回方向の少なくともいずれかの方向に作業位置PWを変化させてもよい(図示なし)。
(Working position PW in a series of operations after the second time)
The working position changing unit 63 (see FIG. 2) changes the position (height position) of the working position PW in the vertical direction Z according to the progress of the cycle of the series of operations. The working
この作業位置変化部63(図2参照)は、一連動作のサイクルの進行に応じて作業位置PWを上側Zaに変化させる。例えば、作業位置変化部63が作業位置PWを上側Zaに変化させることで、次の効果が得られる。この場合、作業位置PWが上側Zaに変化させられることで、先端アタッチメント15dから既に解放された作業対象物O(例えば積みあがった作業対象物O)(解放済み作業対象物Oa)に先端アタッチメント15dが接触することが抑制される。なお、作業位置PWの周辺の状況などによっては、作業位置変化部63は、作業位置PWを下側Zbに変化させる場合があってもよい。具体的には例えば、解放済み作業対象物Oaが減った場合など(例えば土砂が崩れた場合など)には、作業位置変化部63は、作業位置PWを下側Zbに変化させてもよい。
The working position changing section 63 (see FIG. 2) changes the working position PW to the upper side Za according to the progress of the cycle of the series of operations. For example, the following effects can be obtained by changing the working position PW to the upper side Za by the working
(作業位置PWの変化の方法)
この作業位置変化部63(図2参照)は、図1に示す作業位置PWを様々に変化させる(設定する)ことができる。
(Method of changing working position PW)
The working position changing unit 63 (see FIG. 2) can variously change (set) the working position PW shown in FIG.
[例D1]作業位置変化部63(図2参照)は、一連動作の進行に応じて、コントローラ50に設定された一定のオフセット量Cofずつ、作業位置PWを変化させてもよい。この場合は、簡単なパラメータ設定(オフセット量Cofの設定)により、作業位置PWを変化させることができる。
[Example D1] The work position changing unit 63 (see FIG. 2) may change the work position PW by a constant offset amount Cof set in the
[例D2]作業位置変化部63(図2参照)は、位置センサ33が検出した作業位置PW(例えば前回作業が行われた作業位置PW)の周辺に存在する物体の位置情報に基づいて、作業位置PWを設定してもよい。 [Example D2] The work position changing unit 63 (see FIG. 2), based on the position information of an object existing around the work position PW detected by the position sensor 33 (for example, the work position PW where work was performed last time), A work position PW may be set.
[例D2-1]例えば、作業位置変化部63(図2参照)は、障害物と先端アタッチメント15dとが接触しないように、作業位置PWを設定する(変化させる)ことが好ましい。この「障害物」は、例えば、地面、荷台、解放済み作業対象物Oaなどである。
[Example D2-1] For example, the working position changing unit 63 (see FIG. 2) preferably sets (changes) the working position PW so that the obstacle does not come into contact with the
[例D2-1a]具体的には例えば、作業位置変化部63が作業位置PWを上側Zaに変化させる場合であって、特定部位15d1が先端アタッチメント15dの基端部に設定される場合について検討する。この場合、例えば、解放済み作業対象物Oaの頂上部(上側Zaの端部)に対して、下記の長さL15dと、余裕高さαと、の和だけ上側Zaの位置に作業位置PWが設定される。長さL15dは、例えば、アーム15cに対して先端アタッチメント15dを回転させたときに先端アタッチメント15dの上下方向Zの長さが最大となるときの、先端アタッチメント15dの上下方向Zの長さなどである。この場合、先端アタッチメント15dが解放済み作業対象物Oaに接触することを抑制することができる。例えば、余裕高さαは、先端アタッチメント15dから作業対象物Oが解放されたときに、解放済み作業対象物Oaに作業対象物Oが積み上がると予想される高さよりも大きく設定される。
[Example D2-1a] Specifically, for example, the case where the working
[例D3]上記[例D1]と上記[例D2]とが組み合わされてもよい。具体的には例えば、作業位置変化部63は、位置センサ33が検出した位置情報に基づいて初期作業位置PW1を設定し、2回目以降の一連動作のサイクル(2サイクル目、3サイクル目・・・)では、オフセット量Cofずつ作業位置PWを変化させてもよい。
[Example D3] The above [Example D1] and the above [Example D2] may be combined. Specifically, for example, the work
この作業位置変化部63(図2参照)は、作業上限位置設定部61(図2参照)に設定された作業上限位置PWlに基づいて、作業位置PWとして設定可能な範囲内に、作業位置PWを設定する。作業位置変化部63は、作業上限位置PWlよりも上側Za(作業位置PWとして設定可能な範囲外)には、作業位置PWを設定しない(作業位置PWを、作業上限位置PWl内に制限する)。
The work position change unit 63 (see FIG. 2) is configured to change the work position PW within a range that can be set as the work position PW based on the work upper limit position PWl set in the work upper limit position setting unit 61 (see FIG. 2). set. The work
さらに詳しくは、作業位置変化部63が算出した作業位置PWが、作業上限位置PWlよりも上側Zaである場合(作業上限位置PWlに到達した場合)(図3のステップS41でYESの場合)、作業位置変化部63は、作業位置PWを次のように決定する。この場合、作業位置変化部63は、作業上限位置PWlを作業位置PWとして決定する(図3のステップS42)。この場合、例えば、作業上限位置PWlよりも上側Zaに設定されようとしていた作業位置PWを、作業位置変化部63が、作業上限位置PWlに修正する(変化させる)。なお、作業位置PWが作業上限位置PWlに到達した場合に、作業位置PWが作業上限位置PWlに修正され、修正された作業位置PWで先端アタッチメント15dが作業を行った後、一連動作のサイクルが終了(ステップS30でYES)してもよい。また、作業位置PWが作業上限位置PWlに到達した場合に、作業位置PWが作業上限位置PWlに修正されずに、一連動作のサイクルが終了(ステップS30でYES)してもよい。
More specifically, when the work position PW calculated by the work
作業位置変化部63が算出した作業位置PWが、作業上限位置PWl以下の位置である場合(図3のステップS41でNOの場合)、作業位置変化部63は、作業位置PWを次のように決定する。この場合、作業位置変化部63は、作業位置変化部63が算出(図3のステップS40)した作業位置PWを、そのまま作業位置PWとして決定する(図3のステップS43)。
When the work position PW calculated by the work
作業目標補正部65(図2参照)は、目標軌道Tr(作業目標)を補正する(作業目標補正ステップ)(図3のステップS60参照)。作業目標補正部65は、目標軌道Trのうち、経路端位置PEと作業位置PWとの間の部分を補正する。作業目標補正部65は、目標軌道Trの目標経路Pathと、目標軌道Trでの特定部位15d1の目標移動速度(例えば目標とする2点間時間t(図2参照))と、を補正してもよい。作業目標補正部65は、目標軌道Trの目標経路Pathを補正し、目標軌道Trでの特定部位15d1の目標移動速度を補正しなくてもよい。例えば、作業目標補正部65は、基準目標軌道Trbの目標経路Pathと、作業位置変化部63による変化後の作業位置PWと、に基づいて目標軌道Trを補正してもよい。例えば、作業目標補正部65は、経路端位置PEと変化後の作業位置PWとが滑らかにつながるように目標軌道Trを補正してもよい。例えば、作業目標補正部65は、補正後の目標軌道Trの目標経路Pathの形状が、基準目標軌道Trbの目標経路Pathと同じような形状になるように、目標軌道Trを補正してもよい。
The work target correction unit 65 (see FIG. 2) corrects the target trajectory Tr (work target) (work target correction step) (see step S60 in FIG. 3). The work
(第1の発明の効果)
図1に示す作業目標設定システム1による効果は次の通りである。作業目標設定システム1は、作業機械10の機械本体10aと、先端アタッチメント15dと、コントローラ50と、を備える。アタッチメント15は、機械本体10aに対して作動可能に取り付けられる。アタッチメント15は、作業を行う先端アタッチメント15dを有する。図2に示すように、コントローラ50は、作業目標設定部51と、自動運転部53と、作業上限位置設定部61と、作業位置変化部63と、を備える。作業目標設定部51は、図1に示す目標経路Pathを設定する。目標経路Pathは、先端アタッチメント15dが作業対象物Oを解放する作業を行う作業位置PWと、所定の経路端位置PEと、の間での、先端アタッチメント15dの特定部位15d1の目標とする経路である。自動運転部53(図2参照)は、先端アタッチメント15dの特定部位15d1を目標経路Pathに沿って移動させる一連動作を複数サイクル行うように、アタッチメント15の作動を自動運転により行わせる。
(Effect of the first invention)
The effects of the work
[構成1]作業上限位置設定部61(図2参照)は、図4に示すように、作業位置PWの上限となる位置である作業上限位置PWlを設定する。作業位置変化部63(図2参照)は、一連動作のサイクルの進行に応じて作業位置PWの上下方向Zにおける位置を変化させる。作業位置変化部63は、作業上限位置設定部61により作業上限位置PWlが設定された後、最初に行われる一連動作での作業位置PW(初期作業位置PW1)を、作業上限位置PWlよりも下側Zbの位置に設定する。
[Arrangement 1] As shown in FIG. 4, the work upper limit position setting section 61 (see FIG. 2) sets the work upper limit position PWl, which is the upper limit of the work position PW. The working position changing unit 63 (see FIG. 2) changes the position of the working position PW in the vertical direction Z according to the progress of the cycle of the series of operations. After the work upper limit position PWl is set by the work upper limit
上記[構成1]では、初期作業位置PW1が、作業上限位置PWlよりも下側Zbの位置に設定される。よって、初期作業位置PW1が作業上限位置PWlに設定された場合に比べ、先端アタッチメント15dから解放される作業対象物Oが勢いよく落下することを抑制することができる。したがって、作業機械10の先端アタッチメント15dの一連動作の作業位置PWを適切に設定することができる。具体的には例えば、先端アタッチメント15dから解放される作業対象物Oの落下速度や、落下したときの作業対象物Oの衝撃を抑制することができる。
In the above [Configuration 1], the initial work position PW1 is set at a position Zb below the upper work position PWl. Therefore, compared to the case where the initial work position PW1 is set to the work upper limit position PWl, it is possible to prevent the work target O released from the
(第2の発明の効果)
[構成2]作業位置変化部63(図2参照)は、一連動作のサイクルの進行に応じて作業位置PWを上側Zaに変化させる。
(Effect of the second invention)
[Configuration 2] The working position changing section 63 (see FIG. 2) changes the working position PW to the upper side Za according to the progress of the cycle of the series of operations.
上記[構成2]により、一連動作のサイクルの進行に伴って、作業対象物O(さらに詳しくは解放済み作業対象物Oa)が積み上げられる場合に、解放済み作業対象物Oaと先端アタッチメント15dとが干渉することを抑制することができる。
According to the above [configuration 2], when the work object O (more specifically, the released work object Oa) is piled up as the cycle of the series of operations progresses, the released work object Oa and the
(第3の発明の効果)
[構成3]作業上限位置設定部61(図2参照)は、先端アタッチメント15dが配置された位置に基づいて作業上限位置PWlを設定する。
(Effect of the third invention)
[Arrangement 3] The work upper limit position setting unit 61 (see FIG. 2) sets the work upper limit position PWl based on the position where the
上記[構成3]により、作業者(オペレータ)が先端アタッチメント15dを操作し、作業上限位置PWlとして設定したい位置に配置することで、作業上限位置PWlを設定することができる。よって、例えば作業上限位置PWlの高さ位置を表す数値などを作業者が入力する場合などに比べ、作業者が作業上限位置PWlを容易に(例えば感覚的に)設定することができる。
According to the above [Configuration 3], the operator can set the upper working position PWl by operating the
(第4の発明の効果)
[構成4]作業目標設定システム1は、作業位置PWの周辺に存在する物の位置情報を検出する位置センサ33を備える。作業位置変化部63(図2参照)は、位置センサ33が検出した位置情報に基づいて、作業位置PWを変化させる。
(Effect of the fourth invention)
[Arrangement 4] The work
上記[構成4]により、位置センサ33に検出された位置情報に基づいて、適切な作業位置PWを設定することができる。よって、先端アタッチメント15dが、効率良く作業を行うことができる。具体的には例えば、作業位置PWで作業対象物Oが解放される際に、先端アタッチメント15dと、障害物(例えば解放済み作業対象物Oa、地面、荷台など)と、が干渉することを抑制することができる。
According to [Configuration 4] described above, an appropriate work position PW can be set based on the position information detected by the
(第5の発明の効果)
[構成5]作業位置変化部63(図2参照)は、一連動作のサイクルの進行に応じて、コントローラ50(図2参照)に設定された一定のオフセット量Cofずつ作業位置PWを変化させる。
(Effect of the fifth invention)
[Configuration 5] The working position changing unit 63 (see FIG. 2) changes the working position PW by a constant offset amount Cof set in the controller 50 (see FIG. 2) according to the progress of the cycle of the series of operations.
上記[構成5]により、簡単なパラメータ設定により、作業位置PWを変化させることができる。 With the above [Configuration 5], the working position PW can be changed by simple parameter setting.
(第6の発明の効果)
[構成6]図2に示すコントローラ50は、作業終了判定部55を備える。作業終了判定部55は、一連動作を複数サイクル行う作業を終了させる作業終了条件を満たすか否かを判定する。作業終了条件は、図4に示す作業上限位置PWlに作業位置PW(図1参照)が到達したことを含む。
(Effect of the sixth invention)
[Arrangement 6] The
上記[構成6]により、作業上限位置PWlを適切な位置に設定した場合は、「一連動作を複数サイクル行う作業」を終了させるのに適した位置に作業位置PW(図1参照)が到達したタイミングで、この作業を終了させることができる。 When the work upper limit position PWl is set to an appropriate position according to the above [configuration 6], the work position PW (see FIG. 1) reaches a position suitable for completing the "work involving a plurality of cycles of a series of operations". This work can be completed in time.
(第7の発明の効果)
図1に示す作業機械10による効果は、次の通りである。作業機械10は、機械本体10aと、アタッチメント15と、コントローラ50と、を備える。アタッチメント15は、機械本体10aに対して作動可能に取り付けられる。アタッチメント15は、作業を行う先端アタッチメント15dを有する。
(Effect of the seventh invention)
The effects of the working
[構成7-1]コントローラ50は、機械本体10aおよびアタッチメント15の少なくともいずれかに搭載される。
[Arrangement 7-1] The
[構成7-2]図2に示すように、コントローラ50は、作業目標設定部51と、自動運転部53と、作業上限位置設定部61と、作業位置変化部63と、を備える。作業目標設定部51は、図1に示す目標経路Pathを設定する。目標経路Pathは、先端アタッチメント15dが作業対象物Oを解放する作業を行う作業位置PWと、所定の経路端位置PEと、の間での、先端アタッチメント15dの特定部位15d1の目標とする経路である。自動運転部53(図2参照)は、先端アタッチメント15dの特定部位15d1を目標経路Pathに沿って移動させる一連動作を複数サイクル行うように、アタッチメント15の作動を自動運転により行わせる。
[Configuration 7-2] As shown in FIG. 2, the
[構成7-3]作業上限位置設定部61(図2参照)は、図4に示すように、作業位置PWの上限となる位置である作業上限位置PWlを設定する。作業位置変化部63(図2参照)は、一連動作のサイクルの進行に応じて作業位置PWの上下方向Zにおける位置を変化させる。作業位置変化部63は、作業上限位置設定部61により作業上限位置PWlが設定された後、最初に行われる一連動作での作業位置PW(初期作業位置PW1)を、作業上限位置PWlよりも下側Zbの位置に設定する。
[Arrangement 7-3] As shown in FIG. 4, the work upper limit position setting unit 61 (see FIG. 2) sets the work upper limit position PWl, which is the upper limit of the work position PW. The working position changing unit 63 (see FIG. 2) changes the position of the working position PW in the vertical direction Z according to the progress of the cycle of the series of operations. After the work upper limit position PWl is set by the work upper limit
上記[構成7-3]により、上記[構成1]による効果(「(第1の発明の効果)」を参照)と同様の効果が得られる。また、上記[構成7-1]では、コントローラ50が、機械本体10aおよびアタッチメント15の少なくともいずれかに搭載される。よって、作業機械10の外部にコントローラ50を設ける必要がない。
[Configuration 7-3] provides the same effect as [Configuration 1] (see "(Effect of the first invention)"). Further, in the above [configuration 7-1], the
(第8の発明の効果)
作業目標設定プログラムによる効果は、次の通りである。作業目標設定プログラムは、作業機械10に用いられる。作業機械10は、アタッチメント15を備える。アタッチメント15は、機械本体10aに対して作動可能に取り付けられる。アタッチメント15は、作業を行う先端アタッチメント15dを有するものである。作業目標設定プログラムは、作業目標設定ステップと、自動運転ステップと、作業上限位置設定ステップと、作業位置変化ステップと、をコントローラ50(コンピュータ)に実行させる。作業目標設定ステップ(図3のステップS10参照)は、図1に示す目標経路Pathを設定する。目標経路Pathは、先端アタッチメント15dが作業対象物Oを解放する作業を行う作業位置PWと、所定の経路端位置PEと、の間での、先端アタッチメント15dの特定部位15d1の目標とする経路である。自動運転ステップ(図3のステップS20などを参照)は、先端アタッチメント15dの特定部位15d1を目標経路Pathに沿って移動させる一連動作を複数サイクル行うように、アタッチメント15の作動を自動運転により行わせる。
(Effect of the eighth invention)
The effects of the work goal setting program are as follows. A work goal setting program is used for
[構成8]作業上限位置設定ステップ(図3のステップS11参照)は、図4に示すように、作業位置PWの上限となる位置である作業上限位置PWlを設定する。作業位置変化ステップ(図3のステップS40参照)は、一連動作のサイクルの進行に応じて作業位置PWの上下方向Zにおける位置を変化させる。作業位置変化ステップは、作業上限位置設定ステップにより作業上限位置PWlが設定された後、最初に行われる一連動作での作業位置PW(初期作業位置PW1)を、作業上限位置PWlよりも下側Zbの位置に設定する。 [Structure 8] In the work upper limit position setting step (see step S11 in FIG. 3), as shown in FIG. 4, a work upper limit position PWl, which is the upper limit of the work position PW, is set. The work position change step (see step S40 in FIG. 3) changes the position of the work position PW in the vertical direction Z according to the progress of the cycle of the series of operations. In the work position changing step, after the work upper limit position PWl is set in the work upper limit position setting step, the work position PW (initial work position PW1) in the first series of operations is changed below the work upper limit position PWl by Zb. position.
上記[構成8]により、上記[構成1]による効果(「(第1の発明の効果)」を参照)と同様の効果が得られる。 [Configuration 8] provides the same effect as [Configuration 1] (see "(Effect of the first invention)").
(変形例)
上記実施形態は様々に変形されてもよい。例えば、上記実施形態の構成要素(変形例を含む)の数が変更されてもよく、構成要素の一部が設けられなくてもよい。例えば、上記実施形態の変形例どうしが様々に組み合わされてもよい。例えば、構成要素どうしの固定や連結などは、直接的でも間接的でもよい。例えば、図2に示す各構成要素の接続は変更されてもよい。例えば、構成要素の包含関係は様々に変更されてもよい。例えば、ある上位の構成要素に含まれる構成要素として説明したものが、この上位の構成要素に含まれなくてもよく、他の構成要素に含まれてもよい。例えば、互いに異なる複数の部材や部分として説明したものが、一つの部材や部分とされてもよい。例えば、一つの部材や部分として説明したものが、互いに異なる複数の部材や部分に分けて設けられてもよい。例えば、各種パラメータ(設定値(例えば上記αなど)、範囲など)は、コントローラ50に予め設定されてもよく、作業者の手動操作により直接的に設定されてもよい。各種パラメータは、作業者の手動操作により設定された情報に基づいてコントローラ50に算出されてもよく、センサ(撮像装置など)に検出された情報に基づいてコントローラ50に算出されてもよい。例えば、各種パラメータは、変えられなくてもよく、手動操作により変えられてもよく、何らかの条件に応じてコントローラ50が自動的に変えてもよい。例えば、図3に示すフローチャートのステップの順序が変更されてもよく、ステップの一部が行われなくてもよい。例えば、各構成要素は、各特徴(作用機能、配置、形状、作動など)の一部のみを有してもよい。
(Modification)
The above embodiments may be modified in various ways. For example, the number of components (including variations) of the above embodiments may be changed, and some of the components may not be provided. For example, variations of the above embodiments may be combined in various ways. For example, fixing, coupling, etc. between components may be direct or indirect. For example, the connection of each component shown in FIG. 2 may be changed. For example, the containment relationship of components may be varied. For example, a component described as being included in a certain higher-level component may not be included in this higher-level component, and may be included in another component. For example, what has been described as a plurality of different members or parts may be treated as a single member or part. For example, what has been described as one member or portion may be divided into a plurality of different members or portions. For example, various parameters (setting values (eg, α above), ranges, etc.) may be preset in the
1 作業目標設定システム
15 アタッチメント
15d 先端アタッチメント
15d1 特定部位
50 コントローラ(コンピュータ)
51 作業目標設定部
53 自動運転部
55 作業終了判定部
61 作業上限位置設定部
63 作業位置変化部
Cof オフセット量
O 作業対象物
Path 目標経路
PE 経路端位置
PW 作業位置
PWl 作業上限位置
Z 上下方向
Za 上側
1 work
51 Work
Claims (8)
前記機械本体に対して作動可能に取り付けられ、作業を行う先端アタッチメントを有するアタッチメントと、
コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記先端アタッチメントが作業対象物を解放する作業を行う作業位置と所定の経路端位置との間での、前記先端アタッチメントの特定部位の目標とする経路である目標経路を設定する作業目標設定部と、
前記先端アタッチメントの前記特定部位を前記目標経路に沿って移動させる一連動作を複数サイクル行うように、前記アタッチメントの作動を自動運転により行わせる自動運転部と、
前記作業位置の上限となる位置である作業上限位置を設定する作業上限位置設定部と、
前記一連動作のサイクルの進行に応じて前記作業位置の上下方向における位置を変化させる作業位置変化部と、
を備え、
前記作業位置変化部は、前記作業上限位置設定部により前記作業上限位置が設定された後、最初に行われる前記一連動作での前記作業位置を、前記作業上限位置よりも下側の位置に設定する、
作業目標設定システム。 a machine body of the working machine;
an attachment operably attached to the machine body and having a working tip attachment;
a controller;
with
The controller is
a work target setting unit for setting a target path, which is a target path of a specific portion of the tip attachment, between a work position where the tip attachment performs the work of releasing the work object and a predetermined path end position; ,
an automatic operation unit that automatically operates the attachment so as to perform a series of operations for moving the specific part of the tip attachment along the target path in a plurality of cycles;
a work upper limit position setting unit that sets a work upper limit position that is a position that is the upper limit of the work position;
a working position changing unit that changes the position of the working position in the vertical direction according to the progress of the cycle of the series of actions;
with
The work position changing unit sets the work position in the first series of operations after the work upper limit position is set by the work upper limit position setting unit to a position lower than the work upper limit position. do,
Work goal setting system.
前記作業位置変化部は、前記一連動作のサイクルの進行に応じて前記作業位置を上側に変化させる、
作業目標設定システム。 A work goal setting system according to claim 1,
The working position changing unit changes the working position upward according to the progress of the cycle of the series of actions.
Work goal setting system.
前記作業上限位置設定部は、前記先端アタッチメントが配置された位置に基づいて前記作業上限位置を設定する、
作業目標設定システム。 The work goal setting system according to claim 1 or 2,
The work upper limit position setting unit sets the work upper limit position based on the position where the tip attachment is arranged.
Work goal setting system.
前記作業位置の周辺に存在する物の位置情報を検出する位置センサを備え、
前記作業位置変化部は、前記位置センサが検出した前記位置情報に基づいて、前記作業位置を変化させる、
作業目標設定システム。 The work goal setting system according to any one of claims 1 to 3,
A position sensor for detecting position information of objects existing around the working position,
The working position changing unit changes the working position based on the position information detected by the position sensor.
Work goal setting system.
前記作業位置変化部は、前記一連動作のサイクルの進行に応じて、前記コントローラに設定された一定のオフセット量ずつ前記作業位置を変化させる、
作業目標設定システム。 The work goal setting system according to any one of claims 1 to 3,
The working position changing unit changes the working position by a constant offset amount set in the controller according to the progress of the cycle of the series of operations.
Work goal setting system.
前記コントローラは、前記一連動作を繰り返し行う作業を終了させる作業終了条件を満たすか否かを判定する作業終了判定部を備え、
前記作業終了条件は、前記作業位置が前記作業上限位置に到達したことを含む、
作業目標設定システム。 The work goal setting system according to any one of claims 1 to 5,
The controller includes a work end determination unit that determines whether or not a work end condition for ending the work of repeating the series of actions is satisfied,
The work end condition includes that the work position has reached the work upper limit position,
Work goal setting system.
前記機械本体に対して作動可能に取り付けられ、作業を行う先端アタッチメントを有するアタッチメントと、
前記機械本体および前記アタッチメントの少なくともいずれかに搭載されたコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記先端アタッチメントが作業対象物を解放する作業を行う作業位置と所定の経路端位置との間での、前記先端アタッチメントの特定部位の目標とする経路である目標経路を設定する作業目標設定部と、
前記先端アタッチメントの前記特定部位を前記目標経路に沿って移動させる一連動作を複数サイクル行うように、前記アタッチメントの作動を自動運転により行わせる自動運転部と、
前記作業位置の上限となる位置である作業上限位置を設定する作業上限位置設定部と、
前記一連動作のサイクルの進行に応じて前記作業位置の上下方向における位置を変化させる作業位置変化部と、
を備え、
前記作業位置変化部は、前記作業上限位置設定部により前記作業上限位置が設定された後、最初に行われる前記一連動作での前記作業位置を、前記作業上限位置よりも下側の位置に設定する、
作業機械。 machine body and
an attachment operably attached to the machine body and having a working tip attachment;
a controller mounted on at least one of the machine body and the attachment;
with
The controller is
a work target setting unit for setting a target path, which is a target path of a specific portion of the tip attachment, between a work position where the tip attachment performs the work of releasing the work object and a predetermined path end position; ,
an automatic operation unit that automatically operates the attachment so as to perform a series of operations for moving the specific part of the tip attachment along the target path in a plurality of cycles;
a work upper limit position setting unit that sets a work upper limit position that is a position that is the upper limit of the work position;
a working position changing unit that changes the position of the working position in the vertical direction according to the progress of the cycle of the series of actions;
with
The work position changing unit sets the work position in the first series of operations after the work upper limit position is set by the work upper limit position setting unit to a position lower than the work upper limit position. do,
working machine.
前記先端アタッチメントが作業対象物を解放する作業を行う作業位置と所定の経路端位置との間での、前記先端アタッチメントの特定部位の目標とする経路である目標経路を設定する作業目標設定ステップと、
前記先端アタッチメントの前記特定部位を前記目標経路に沿って移動させる一連動作を複数サイクル行うように、前記アタッチメントの作動を自動運転により行わせる自動運転ステップと、
前記作業位置の上限となる位置である作業上限位置を設定する作業上限位置設定ステップと、
前記一連動作のサイクルの進行に応じて前記作業位置の上下方向における位置を変化させる作業位置変化ステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記作業位置変化ステップは、前記作業上限位置設定ステップにより前記作業上限位置が設定された後、最初に行われる前記一連動作での前記作業位置を、前記作業上限位置よりも下側の位置に設定する、
作業目標設定プログラム。 A work target setting program for use in a working machine comprising an attachment operably attached to a machine body and having a tip attachment for performing work,
a work target setting step of setting a target path, which is a target path of a specific part of the tip attachment, between a work position where the tip attachment performs the work of releasing the work object and a predetermined path end position; ,
an automatic operation step of automatically operating the attachment so as to perform multiple cycles of a series of operations for moving the specific portion of the tip attachment along the target path;
a work upper limit position setting step of setting a work upper limit position that is the upper limit of the work position;
a working position changing step of changing the position of the working position in the vertical direction according to the progress of the cycle of the series of actions;
on the computer, and
In the work position changing step, after the work upper limit position is set in the work upper limit position setting step, the work position in the first series of operations is set to a position lower than the work upper limit position. do,
Work goal setting program.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022017315A JP2023114799A (en) | 2022-02-07 | 2022-02-07 | Work target setting system, work machine, and work target setting program |
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