JP2024053368A - Pile driver control device - Google Patents

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Abstract

【課題】オーガの昇降ストロークを大きくとりながら地質構造に応じた施工を進めることが可能な杭打機の制御装置を提供する。【解決手段】ベースマシン14に起伏可能に立設したベースリーダ15の前方に、該ベースリーダに対して昇降可能に装着されるスライドリーダ16と、該スライドリーダに対して昇降可能に装着される掘削用のオーガ25とを設け、スライドリーダを昇降させる動力を油圧シリンダの伸縮駆動で発生させ、オーガを昇降させる動力を油圧モータの回転駆動で発生させる杭打機11の制御装置において、一定の掘削速度で掘削を進めるための速度制御を実行する速度制御部を備え、速度制御は、オーガとスライドリーダとを互いに反対方向に、かつ、速度差を設けて同時に昇降させる。【選択図】図1[Problem] To provide a control device for a pile driver that can proceed with construction in accordance with the geological structure while taking a large auger lifting stroke. [Solution] A slide leader 16 is attached to a base leader 15 that is erected on a base machine 14 so that it can be raised and lowered, and an excavation auger 25 is attached to the slide leader so that it can be raised and lowered, and the power for raising and lowering the slide leader is generated by the extension and contraction drive of a hydraulic cylinder, and the power for raising and lowering the auger is generated by the rotation drive of a hydraulic motor. In the control device for the pile driver 11, a speed control unit is provided that executes speed control to proceed with excavation at a constant excavation speed, and the speed control raises and lowers the auger and slide leader simultaneously in opposite directions with a speed difference. [Selected Figure] Figure 1

Description

本発明は、杭打機の制御装置に関し、詳しくは、掘削用のオーガを備えた杭打機の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a pile driver, and more specifically, to a control device for a pile driver equipped with an auger for excavation.

一般に、リーダに沿って昇降する掘削用のオーガを備えた杭打機は、その構造上、1回あたりの掘削長さ(オーガ昇降における1ストローク長さ)が、リーダの長さを限度として制限される。そのため、比較的小型の杭打機では、輸送性と作業性とが両立する設計範囲で、オーガの昇降ストロークを大きくとれる各種機構を備えたリーダ装置が提案されている(例えば、特許文献1,2参照。)。 In general, pile drivers equipped with an auger for excavation that rises and falls along a leader are structurally limited in the excavation length per run (the length of one stroke of the auger rising and falling) by the length of the leader. For this reason, for relatively small pile drivers, leader devices have been proposed that are equipped with various mechanisms that allow the auger to have a large rising and falling stroke within a design range that balances transportability and workability (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特開平10-121474号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-121474 特開2007-277869号公報JP 2007-277869 A

各特許文献に記載のリーダ装置は、いずれも可動側の部材と固定側の部材とを組み合わせて構成され、可動側の部材を長さ方向にスライドさせる油圧駆動装置を備えている。しかしながら、こうした油圧駆動装置は、オーガの昇降ストロークが得られる反面、機構を成立させるための専用部品が増えてしまうことから、コストアップの要因になりやすい。また、当該装置を油圧モータで動かす場合(特許文献1)と、油圧シリンダで動かす場合(特許文献2)とでは、力や速度に関して異なる特性を有しているものであるから、現場によっては、地質構造の変化に柔軟に対応することができないという不都合がある。 All of the leader devices described in the patent documents are constructed by combining a movable member and a fixed member, and are equipped with a hydraulic drive device that slides the movable member in the length direction. However, while such hydraulic drive devices provide an auger lifting stroke, they tend to increase costs because of the increased number of dedicated parts required to establish the mechanism. In addition, the device is driven by a hydraulic motor (Patent Document 1) and by a hydraulic cylinder (Patent Document 2), which have different characteristics in terms of force and speed, and therefore cannot flexibly respond to changes in the geological structure depending on the site.

そこで本発明は、オーガの昇降ストロークを大きくとりながら地質構造に応じた施工を進めることが可能な杭打機の制御装置を提供することを目的としている。 The present invention aims to provide a control device for a pile driver that can carry out construction according to the geological structure while allowing for a large auger lifting stroke.

上記目的を達成するため、本発明の杭打機の制御装置は、ベースマシンに起伏可能に立設したベースリーダの前方に、該ベースリーダに対して昇降可能に装着されるスライドリーダと、該スライドリーダに対して昇降可能に装着される掘削用のオーガとを設け、前記スライドリーダを昇降させる動力を油圧シリンダの伸縮駆動で発生させ、前記オーガを昇降させる動力を油圧モータの回転駆動で発生させる杭打機の制御装置において、一定の掘削速度で掘削を進めるための速度制御を実行する速度制御部を備え、前記速度制御は、前記オーガと前記スライドリーダとを互いに反対方向に、かつ、速度差を設けて同時に昇降させることを特徴としている。 To achieve the above object, the pile driver control device of the present invention has a slide leader attached to a base leader that is movably mounted on a base machine in front of the base leader, and an excavation auger attached to the slide leader so that it can be raised and lowered. The power for raising and lowering the slide leader is generated by the extension and contraction drive of a hydraulic cylinder, and the power for raising and lowering the auger is generated by the rotation drive of a hydraulic motor. The pile driver control device is equipped with a speed control unit that executes speed control to proceed with excavation at a constant excavation speed, and the speed control is characterized in that the auger and slide leader are raised and lowered simultaneously in opposite directions and with a speed difference.

また、前記速度制御は、前記スライドリーダが前記油圧シリンダの全伸長状態及び全縮小状態で定まる昇降限界に達したときに、前記スライドリーダの昇降動作を逆転し、該逆転前の昇降速度に前記速度差を考慮して加減速された速度で昇降させることを特徴としている。 The speed control is also characterized in that when the slide leader reaches the lift limit determined by the fully extended and fully retracted states of the hydraulic cylinder, the lifting and lowering motion of the slide leader is reversed, and the slide leader is raised and lowered at a speed that is accelerated or decelerated from the lifting speed before the reversal, taking into account the speed difference.

本発明の杭打機の制御装置によれば、ベースリーダに装着されたスライドリーダを該ベースリーダに対して昇降させる油圧シリンダ駆動と、スライドリーダに装着されたオーガを該スライドリーダに対して昇降させる油圧モータ駆動とをそれぞれ制御可能に構成し、一定の掘削速度で掘削を進めるために、オーガとスライドリーダとを互いに反対方向に、かつ、速度差を設けて同時に昇降させる速度制御部を備えているので、油圧モータ駆動だけでは得られないオーガの昇降ストロークを大きくとりながら、オーガの下降する速度をスライドリーダの上昇する速度で減殺して、掘削速度を安定的かつ正確に低下させることができる。とりわけ、油圧モータが安定して回転する作動油量を維持したまま、掘削速度を限りなく0「ゼロ」に近い極低速域で掘削を進めることが可能となり、一般的な油圧部品をそのまま用いた安価な構成で、精度の高い定速制御を行うことができる。これにより、従来方式に比べて昇降速度の調整可能範囲が拡大され、現場の多様な地質構造に応じた施工を進めることができる。 According to the pile driver control device of the present invention, the hydraulic cylinder drive that raises and lowers the slide leader attached to the base leader relative to the base leader and the hydraulic motor drive that raises and lowers the auger attached to the slide leader relative to the slide leader are each configured to be controllable, and a speed control section is provided that raises and lowers the auger and slide leader simultaneously in opposite directions and with a speed difference in order to proceed with excavation at a constant excavation speed. Therefore, while taking a large auger lifting stroke that cannot be obtained by hydraulic motor drive alone, the auger's descending speed is offset by the slide leader's ascending speed, and the excavation speed can be reduced stably and accurately. In particular, it is possible to proceed with excavation at an extremely low speed range close to 0 while maintaining the amount of hydraulic oil that allows the hydraulic motor to rotate stably, and high-precision constant speed control can be performed with an inexpensive configuration that uses general hydraulic parts as is. As a result, the adjustable range of the lifting speed is expanded compared to the conventional method, and construction can be carried out according to the various geological structures at the site.

本発明の一形態例における制御装置が適用される杭打機の側面図である。1 is a side view of a pile driver to which a control device in one embodiment of the present invention is applied. 同じく定速制御における2つの駆動方式の対応関係を表すグラフである。10 is a graph showing the correspondence between two drive methods in constant speed control.

図1及び図2は、本発明の一形態例における制御装置を杭打機に適用した図である。杭打機11は、図1に示すように、クローラを備えた下部走行体12と、該下部走行体12上に旋回可能に設けられた上部旋回体13とで構成されたベースマシン14と、上部旋回体13の前部に立設したベースリーダ15と、該ベースリーダ15に対して長さ方向(図1の上下方向)にスライド自在に組み付けられたスライドリーダ16とを備えている。また、上部旋回体13の前部には、ベースリーダ15を起伏可能に支持するリーダサポート17が設けられている。さらに、上部旋回体13の前後左右の4箇所に安定用のジャッキ18が設けられるとともに、上部旋回体13の後端部に杭打機11のバランスをとるためのカウンタウエイト19が搭載されている。 1 and 2 are diagrams showing a control device according to an embodiment of the present invention applied to a pile driver. As shown in FIG. 1, the pile driver 11 is equipped with a base machine 14 consisting of a lower track body 12 equipped with crawlers and an upper rotating body 13 rotatably mounted on the lower track body 12, a base leader 15 erected at the front of the upper rotating body 13, and a slide leader 16 attached to the base leader 15 so as to be slidable in the length direction (the vertical direction in FIG. 1). In addition, a leader support 17 is provided at the front of the upper rotating body 13 to support the base leader 15 so that it can be raised and lowered. Furthermore, stabilizing jacks 18 are provided at four points on the front, rear, left and right of the upper rotating body 13, and a counterweight 19 is mounted at the rear end of the upper rotating body 13 to balance the pile driver 11.

ベースリーダ15は、後方から起伏シリンダ20で回動可能に支持され、前部側には長さ方向にスライドリーダ16を摺動させる係合構造を備え、上部側にはスライドシリンダ21が組み付けられている。各シリンダ20,21は、油圧駆動される一般的な復動型油圧シリンダであって、所定のストローク長さを有している。スライドリーダ16は、輸送性や作業性などを考慮して最大限長く形成され、長さ方向中間部後面にはスライドシリンダ21のピストンロッドが軸支されるブラケット16aが設けられている。スライドリーダ16の上端部には吊りロープが巻き掛けられるトップシーブ22が、下端部には施工部材(例えばロッド)23の振れ止め用として下部ガイド24がそれぞれ装着されており、スライドリーダ16の前面には掘削用のオーガ(回転駆動装置)25が昇降可能に装着されている。 The base leader 15 is supported from the rear by a lifting cylinder 20 so that it can rotate, and the front side is equipped with an engagement structure that slides the slide leader 16 in the length direction, and the upper side is equipped with a slide cylinder 21. Each cylinder 20, 21 is a typical hydraulically driven double-acting hydraulic cylinder with a predetermined stroke length. The slide leader 16 is formed as long as possible in consideration of transportability and workability, and a bracket 16a is provided on the rear surface of the middle part in the length direction to support the piston rod of the slide cylinder 21. A top sheave 22 around which a hanging rope is wound is attached to the upper end of the slide leader 16, and a lower guide 24 is attached to the lower end to prevent the construction member (e.g., rod) 23 from swinging, and an excavation auger (rotary drive device) 25 is attached to the front of the slide leader 16 so that it can be raised and lowered.

オーガ25は、油圧で回転駆動され、出力軸に連結した施工部材23に回転力を付与するものである。オーガ25の上下には、スライドリーダ16の上下端の一方側に設けられた駆動スプロケットと、他方側に設けられた従動スプロケットとの間に架け渡された昇降用チェーン26の両端がそれぞれ取り付けられ、チェーン式の昇降装置を構成する。昇降装置は、図示は省略するが、駆動スプロケットを昇降駆動用油圧モータで回転駆動し、該駆動スプロケットと従動スプロケットとに掛け回された昇降用チェーン26を上下方向に移動させることにより、スライドリーダ16の前面に沿ってオーガ25を昇降させる。昇降駆動用油圧モータは、固定容量型油圧モータ(例えばギヤモータ)である。 The auger 25 is driven to rotate by hydraulic pressure and applies a rotational force to the construction member 23 connected to the output shaft. A lifting chain 26 is stretched between a drive sprocket provided on one side of the upper and lower ends of the slide leader 16 and a driven sprocket provided on the other side, and both ends of the lifting chain 26 are attached to the top and bottom of the auger 25, respectively, to form a chain-type lifting device. Although not shown in the figure, the lifting device rotates the drive sprocket with a lifting drive hydraulic motor, and moves the lifting chain 26, which is wound around the drive sprocket and the driven sprocket, in the vertical direction, thereby lifting and lowering the auger 25 along the front surface of the slide leader 16. The lifting drive hydraulic motor is a fixed displacement hydraulic motor (e.g., a gear motor).

ここで、昇降駆動用油圧モータとスライドシリンダ21とは、異なる油圧源(油圧ポンプ)を有し、単独あるいは両方とも同時に駆動される。油圧源は、エンジンに直結のポンプ駆動軸で複数の油圧ポンプが回転駆動される多連ポンプであって、そのうちの2つを使用することで、昇降駆動用油圧モータ及びスライドシリンダ21の油圧源が別々に確保されている。 Here, the lifting drive hydraulic motor and the slide cylinder 21 have different hydraulic power sources (hydraulic pumps) and are driven either individually or both at the same time. The hydraulic power source is a multiple pump in which multiple hydraulic pumps are driven and rotated by a pump drive shaft directly connected to the engine, and by using two of these, separate hydraulic power sources are secured for the lifting drive hydraulic motor and the slide cylinder 21.

また、オーガ25は、装置本体内の減速機構に接続される回転駆動用油圧モータ25aと、これに付設される電磁比例減圧弁(図示せず)とを備えている。回転駆動用油圧モータ25aは、斜板の傾転角を変更することで容量の変更が可能な斜板式の可変容量型油圧モータである。斜板の傾転角、すなわち、押しのけ容積(モータ1回転当たりの吐出量)は、レギュレータによって調節される。このレギュレータは、電磁比例減圧弁から出力される制御圧力によって制御される。 The auger 25 also includes a rotary drive hydraulic motor 25a connected to a reduction mechanism inside the device body, and an electromagnetic proportional pressure reducing valve (not shown) attached to the rotary drive hydraulic motor 25a. The rotary drive hydraulic motor 25a is a swash plate type variable displacement hydraulic motor whose capacity can be changed by changing the tilt angle of the swash plate. The tilt angle of the swash plate, i.e., the displacement volume (discharge volume per motor rotation), is adjusted by a regulator. This regulator is controlled by the control pressure output from the electromagnetic proportional pressure reducing valve.

電磁比例減圧弁は、杭打機11に実装される施工管理装置の制御指令に基づいて制御圧力を変化させる。具体的には、ソレノイドに入力される制御電流の増減に伴い減圧度を変更するように構成され、制御指令が入力されると、発生する指令パイロット圧(2次圧力)が大きくなっていき、レギュレータの作動によって押しのけ容積を漸次減少させてモータを稼動する。一方、制御指令を最小に固定すると、押しのけ容積を最大に調節してモータを稼動する。すなわち、電磁比例減圧弁の制御電流と制御圧力とは比例関係にあるが、制御圧力と押しのけ容積とは反比例の関係にある。これにより、回転駆動用油圧モータ25aは、流量一定ならば、押しのけ容積が小さいほどモータは高速回転し、押しのけ容積が大きいほど回転数は低くなるものの、多くの作動油を使用して回転することから、大きなトルクを発生させる。 The electromagnetic proportional pressure reducing valve changes the control pressure based on the control command of the construction management device implemented in the pile driver 11. Specifically, it is configured to change the degree of pressure reduction according to the increase or decrease in the control current input to the solenoid. When a control command is input, the generated command pilot pressure (secondary pressure) increases, and the motor is operated by gradually reducing the displacement volume by the operation of the regulator. On the other hand, when the control command is fixed to a minimum, the motor is operated by adjusting the displacement volume to a maximum. In other words, the control current and control pressure of the electromagnetic proportional pressure reducing valve are proportional to each other, but the control pressure and displacement volume are inversely proportional to each other. As a result, if the flow rate is constant, the smaller the displacement volume, the faster the motor will rotate, and the larger the displacement volume, the slower the rotation speed will be, but since it uses a lot of hydraulic oil to rotate, it generates a large torque.

ここで、杭打機11を鋼管杭の埋設を目的として使用する場合には、施工部材23として鋼管杭が使用される。鋼管杭(図示せず)は、オーガ25の出力軸下端にロッドキャップを介して連結され、回転駆動用油圧モータ25aの駆動を受けて、ロッドキャップを回転させながらオーガ25を下降させることにより地中に圧入される。 When the pile driver 11 is used to bury a steel pipe pile, a steel pipe pile is used as the construction member 23. The steel pipe pile (not shown) is connected to the lower end of the output shaft of the auger 25 via a rod cap, and is driven by the rotary drive hydraulic motor 25a to lower the auger 25 while rotating the rod cap, thereby forcing it into the ground.

一方、杭打機11を地盤改良を目的として使用する場合には、図1に示すように、施工部材23としてロッドが使用される。ロッドは、回転駆動用油圧モータ25aの駆動を受けて回転され、上端がオーガ25の上方でスイベルジョイント27と連結されるとともに下端が掘削ヘッド28と連結される。これにより、ロッドを回転させながらオーガ25を下降させることにより、ロッドの内部流路を通じて掘削ヘッド28の先端から噴射したセメントミルクなどの地盤改良剤が地盤内に注入される。 On the other hand, when the pile driver 11 is used for the purpose of ground improvement, as shown in FIG. 1, a rod is used as the construction member 23. The rod is rotated by the drive of a rotary drive hydraulic motor 25a, and its upper end is connected to a swivel joint 27 above the auger 25, while its lower end is connected to an excavation head 28. As a result, by lowering the auger 25 while rotating the rod, a ground improvement agent such as cement milk is sprayed from the tip of the excavation head 28 through the internal flow path of the rod and injected into the ground.

また、近年、杭打機11の多機能化が進むなかで、杭打機11をケーシング掘削を目的として使用する場合には、掘削ヘッド28に代えてケーシング(図示せず)が使用される。ケーシングは、ロッドの下端にカップリングを介して連結される。これにより、ケーシングは、円筒状の本体がロッドの回転軸と同心に設けられて一体回転され、ロッドを回転させながらオーガ25を下降させることによってケーシング先端の掘削ビットで地盤を掘削、あるいは、旧基礎などの障害物を切削する。 In recent years, as pile drivers 11 have become more multifunctional, when the pile driver 11 is used for the purpose of casing excavation, a casing (not shown) is used instead of the excavation head 28. The casing is connected to the lower end of the rod via a coupling. As a result, the cylindrical body of the casing is arranged concentrically with the rotation axis of the rod and rotates as one unit, and by lowering the auger 25 while rotating the rod, the excavation bit at the tip of the casing excavates the ground or cuts away obstacles such as old foundations.

こうした各種施工を行うために、オペレータの搭乗するキャブ29内には、走行や旋回、オーガ25の昇降・回転駆動、ベースリーダ15の起伏、スライドリーダ16の昇降などを行う操作レバーや操作ペダル、押しボタンスイッチ、タッチパネル式のディスプレイなどの機器が操作性を考慮して運転席の近傍に集約的に配置されており、さらに、これらの機器や杭打機11の動作状態を検出する動作センサ(検出部)などと電気的に接続された制御装置として、施工管理装置が設置されている。 To carry out these various construction works, inside the cab 29 in which the operator sits, devices such as operating levers and pedals, push button switches, and a touch panel display for driving, turning, raising and lowering and rotating the auger 25, raising and lowering the base leader 15, and raising and lowering the slide leader 16 are concentrated near the driver's seat for ease of use. In addition, a construction management device is installed as a control device electrically connected to these devices and an operation sensor (detection unit) that detects the operating status of the pile driver 11.

施工管理装置は、施工管理(工法制御)のための制御プログラムを実行して、データ処理や判定などの演算処理を行うCPUを中心に構成されており、制御プログラムを記憶するFLASH ROMや処理中の各種データを一時的に記憶するRAM、さらには、施工現場における施工計画データ及び制御プログラムの実行により作成された実施工時の各種データを記憶する記憶部や、オペレータが制御プログラムの実行結果を表示画面で確認したり、タッチパネル操作でデータ入力を行ったりするディスプレイなどを備えている。 The construction management device is composed of a CPU that executes a control program for construction management (construction method control) and performs calculations such as data processing and judgment. It also includes a flash ROM that stores the control program, a RAM that temporarily stores various data during processing, a storage unit that stores construction plan data at the construction site and various data created by executing the control program during the actual construction, and a display that allows the operator to check the results of the control program on a display screen and enter data using a touch panel.

オーガ25の動作センサを構成する複数のセンサには、昇降位置センサや深度センサ、トルクセンサ、回転センサなどが挙げられる。昇降位置センサは、スライドリーダ16に対するオーガ25の上昇限界位置及び下降限界位置を検出するオーガ昇降位置センサと、ベースリーダ15に対するスライドリーダ16の上昇限界位置及び下降限界位置を検出するリーダ昇降位置センサとからなる。オーガ昇降位置センサは、例えば、スライドリーダ16の上下端に設けられたリミットスイッチである。一方、リーダ昇降位置センサは、例えば、スライドシリンダ21が伸縮ストロークエンドに達したときに、作動圧がリリーフ状態となっていることを検出する油圧スイッチである。 The multiple sensors constituting the operation sensor of the auger 25 include a lifting position sensor, a depth sensor, a torque sensor, and a rotation sensor. The lifting position sensor is composed of an auger lifting position sensor that detects the upper limit position and lower limit position of the auger 25 relative to the slide leader 16, and a leader lifting position sensor that detects the upper limit position and lower limit position of the slide leader 16 relative to the base leader 15. The auger lifting position sensor is, for example, a limit switch provided at the upper and lower ends of the slide leader 16. On the other hand, the leader lifting position sensor is, for example, a hydraulic switch that detects that the operating pressure is in a relief state when the slide cylinder 21 reaches the extension stroke end.

深度センサは、掘削長さ(深度)に対応する杭打機11の可動部の移動量を検出するセンサであって、オーガ25の移動量を検出するオーガ移動センサと、スライドリーダ16の移動量を検出するリーダ移動センサとからなる。オーガ移動センサは、例えば、昇降装置の従動スプロケットの回転角度を検出するロータリーエンコーダである。一方、リーダ移動センサは、スライドシリンダ21の伸縮移動量(伸縮ストローク)を検出するリニアエンコーダである。 The depth sensor is a sensor that detects the amount of movement of the movable part of the pile driver 11 that corresponds to the excavation length (depth), and is composed of an auger movement sensor that detects the amount of movement of the auger 25, and a leader movement sensor that detects the amount of movement of the slide leader 16. The auger movement sensor is, for example, a rotary encoder that detects the rotation angle of the driven sprocket of the lifting device. On the other hand, the leader movement sensor is a linear encoder that detects the amount of extension and retraction movement (extension and retraction stroke) of the slide cylinder 21.

トルクセンサは、オーガ25に作用する回転トルクを測定するセンサであって、回転駆動用油圧モータ25aの駆動圧力(ポンプ負荷圧力)を測定する駆動圧センサと、制御圧力を測定する制御圧センサとからなる。駆動圧センサは、上部旋回体13に設けられ、メイン油圧ポンプの出口の圧力を測定する。一方、制御圧センサは、オーガ25に設けられ、パイロット油圧ポンプからの圧油を電磁比例減圧弁で減圧して得た圧力を測定する。回転センサは、出力機構の歯車の歯を近接センサで検出し、そのパルス信号をカウントしている。 The torque sensor is a sensor that measures the rotational torque acting on the auger 25, and is composed of a drive pressure sensor that measures the drive pressure (pump load pressure) of the rotation drive hydraulic motor 25a, and a control pressure sensor that measures the control pressure. The drive pressure sensor is provided on the upper rotating body 13, and measures the pressure at the outlet of the main hydraulic pump. Meanwhile, the control pressure sensor is provided on the auger 25, and measures the pressure obtained by reducing the pressure oil from the pilot hydraulic pump with an electromagnetic proportional pressure reducing valve. The rotation sensor detects the gear teeth of the output mechanism with a proximity sensor, and counts the pulse signal.

各センサによって検出あるいは測定された信号は施工管理装置に伝達され、例えば、回転駆動用油圧モータ25aの駆動圧力と、制御圧力に対応する押しのけ容積とに基づき、施工負荷として回転トルク(施工トルク)が算出される。深度や昇降速度(昇降動作に係るフィード速度)、積算回転数についても、各部に設けられたエンコーダや近接センサなどで測定した信号に基づいてそれぞれ算出される。 The signals detected or measured by each sensor are transmitted to the construction management device, and the rotational torque (construction torque) is calculated as the construction load, for example, based on the driving pressure of the rotary drive hydraulic motor 25a and the displacement volume corresponding to the control pressure. The depth, lifting speed (feed speed related to the lifting and lowering operation), and cumulative number of rotations are also calculated based on signals measured by encoders and proximity sensors installed in each part.

また、施工管理装置は、通信接続によって制御プログラムや施工計画データなどをダウンロードすることが可能である。施工計画データは、施工現場におけるボーリング調査(地盤調査の一例)の結果などを踏まえて作成した施工計画書に基づき、あらかじめ事務所内のコンピュータに入力されるもので、杭番号の他、該杭番号に関連付けられた施工順序や、目標深度、掘削速度(昇降速度)、回転数、セメントミルク流量などの各種の施工目標値が含まれる。例えば、掘削速度は、地質構造の変化に応じて深度区間毎に詳細に設定される。 The construction management device can also download control programs and construction plan data via a communication connection. The construction plan data is input in advance into a computer in the office based on a construction plan prepared based on the results of a boring survey (an example of a ground survey) at the construction site, and includes pile numbers as well as various construction target values associated with the pile numbers, such as the construction sequence, target depth, excavation speed (ascent and descent speed), rotation speed, and cement milk flow rate. For example, the excavation speed is set in detail for each depth interval in response to changes in the geological structure.

施工計画データの入力作業は、施工図面と対比して杭位置データを入力することによって行われ、具体的には、施工地点(杭の埋設予定位置)を、座標上の原点からの相対的位置(距離)として二次元座標で指定することになる。作成された施工計画データは、施工現場の住所の位置情報や施工する杭打機11の号機情報などが付加されて、ネットワーク上のデータサーバにアップロードされる。また、施工計画データに基づいて実施される工法のための制御プログラムや、該制御プログラムの設定パラメータのデータも作成され、同様にして、データサーバにアップロードされる。 The input of construction plan data is performed by inputting pile position data in comparison with the construction drawings. Specifically, the construction site (the planned location for burying the pile) is specified in two-dimensional coordinates as a relative position (distance) from the origin on the coordinate system. The created construction plan data is uploaded to a data server on the network with the addition of location information such as the address of the construction site and the model number of the pile driver 11 that will perform the work. In addition, a control program for the construction method to be implemented based on the construction plan data and data on the setting parameters of the control program are also created and uploaded to the data server in the same manner.

このように構成された施工管理装置は、一定の掘削速度で掘削を進めるために、追加的に組み込まれる掘削速度制御プログラムを実行させ、速度制御を行う速度制御部として機能するCPUの演算によって、オーガ25とスライドリーダ16とを互いに反対方向に、かつ、掘削に十分な速度差を設けて同時に昇降させる定速制御モードを有している。 The construction management device configured in this manner has a constant speed control mode in which an additionally incorporated excavation speed control program is executed to proceed with excavation at a constant excavation speed, and the auger 25 and slide leader 16 are raised and lowered simultaneously in opposite directions with a sufficient speed difference for excavation through calculations by the CPU, which functions as a speed control unit that controls the speed.

定速制御モードによる速度制御(定速制御)は、スライドリーダ16がスライドシリンダ21の全伸長状態及び全縮小状態で定まる昇降限界に達したときに、スライドリーダ16の昇降動作を逆転し、該逆転前の昇降速度に、オーガ25とスライドリーダ16との速度差を考慮して加減速された速度で昇降させる。一方、このタイミングでオーガ25の昇降動作についても逆転し、スライドリーダ16に対して加減速された速度(速度差)に応じて加減速され、総合して、地面に接近していく方向に昇降動作が継続される。 In the speed control in the constant speed control mode (constant speed control), when the slide leader 16 reaches the lifting limit determined by the fully extended and fully retracted states of the slide cylinder 21, the lifting motion of the slide leader 16 is reversed, and the slide leader 16 is raised and lowered at a speed that is accelerated or decelerated from the lifting speed before the reversal, taking into account the speed difference between the auger 25 and the slide leader 16. Meanwhile, at this timing, the lifting motion of the auger 25 is also reversed, and is accelerated or decelerated according to the speed (speed difference) that is accelerated or decelerated relative to the slide leader 16, and overall, the lifting motion continues in a direction approaching the ground.

例えば、速度制御を開始して、オーガ25の下降速度を0.5m/minで、スライドリーダ16の上昇速度を0.3m/minで昇降した場合、オーガ25とスライドリーダ16との速度差の絶対値が0.2m/minとなる。これにより、オーガ25の下降速度の方が大きく支配的になるため、0.2m/minの一定速度で掘削が進められる。ここで、速度制御部は、リーダ昇降位置センサからスライドリーダ16の上昇限界位置を検出した検出信号を受けると、直ちにスライドシリンダ21を縮小してスライドリーダ16の下降動作を実行させる。そして、上昇限界に達した直後のスライドリーダ16の下降速度は、直前の上昇速度(0.3m/min)に、速度差(0.2m/min)の分だけ加速した速度である0.5m/minに設定される。 For example, when speed control is started and the auger 25 descends at a speed of 0.5 m/min and the slide leader 16 ascends at a speed of 0.3 m/min, the absolute value of the speed difference between the auger 25 and the slide leader 16 is 0.2 m/min. As a result, the descending speed of the auger 25 becomes larger and more dominant, so excavation proceeds at a constant speed of 0.2 m/min. Here, when the speed control unit receives a detection signal from the leader ascending/descending position sensor indicating that the slide leader 16 has reached its ascending limit position, it immediately contracts the slide cylinder 21 to cause the slide leader 16 to descend. Then, the descending speed of the slide leader 16 immediately after reaching its ascending limit is set to 0.5 m/min, which is the speed obtained by accelerating the previous ascending speed (0.3 m/min) by the speed difference (0.2 m/min).

一方、このタイミングで動作が下降から上昇に転じたオーガ25の上昇速度は、直前の下降速度(0.5m/min)に、速度差(0.2m/min)の分だけ減速した速度である0.3m/minに設定される。これにより、スライドリーダ16が下降に転じた後、つまり、スライドシリンダ21の運動方向が逆転した後においては、スライドリーダ16の下降速度が支配的になるが、オーガ25とスライドリーダ16とを速度差をもって同時に加減速したことでバランスがとれ、0.2m/minの一定速度を維持した状態で、掘削作業が継続できるようになる。 Meanwhile, the ascent speed of the auger 25, which at this timing has switched from descending to ascending, is set to 0.3 m/min, which is a speed that is slower than the previous descent speed (0.5 m/min) by the speed difference (0.2 m/min). As a result, after the slide leader 16 starts to descend, that is, after the direction of movement of the slide cylinder 21 is reversed, the descent speed of the slide leader 16 becomes dominant, but by simultaneously accelerating and decelerating the auger 25 and slide leader 16 with the speed difference, a balance is achieved, and excavation work can be continued while maintaining a constant speed of 0.2 m/min.

スライドリーダ16が昇降限界に達した後の逆転動作は、油圧モータ駆動と油圧シリンダ駆動との両方の駆動速度を変更するものであるから、変更前後の掘削速度が一定となるように、対象毎に作動油の供給量を調整するための油圧制御がなされる。例えば、流量制御弁(例えばソレノイドバルブ)の開度を調整し、切替後においても目標速度を維持できる流量が確保される。このとき、掘削速度制御プログラムの調整値において、各アクチュエータの運動特性に起因した追従遅れの発生量が加味され、きめ細かく速度制御がなされる。 The reverse operation after the slide leader 16 reaches its lift limit changes the drive speed of both the hydraulic motor drive and the hydraulic cylinder drive, so hydraulic control is performed to adjust the amount of hydraulic oil supplied to each target so that the excavation speed before and after the change is constant. For example, the opening of a flow control valve (e.g., a solenoid valve) is adjusted to ensure a flow rate that can maintain the target speed even after switching. At this time, the amount of tracking delay caused by the motion characteristics of each actuator is taken into account in the adjustment value of the excavation speed control program, allowing for fine speed control.

以下では、一例として、地盤改良工法における杭打機11の自動運転を行う場合について説明する。まず、現場に搬入された状態の杭打機11は、ベースリーダ15を水平に倒した輸送姿勢になっており、当然ながら、この状態のままでは作業が行えない。こうした輸送姿勢は、図示は省略するが、スライドリーダ16及びオーガ25が両方とも下降限界位置に保持され、トレーラなどで輸送する際の輸送制限を満足できるものとなっている。 Below, as an example, the case of automatically operating the pile driver 11 in a ground improvement method will be described. First, when the pile driver 11 is brought to the site, it is in a transport position with the base leader 15 laid horizontally, and naturally, work cannot be performed in this position. Although not shown in the figure, in this transport position, both the slide leader 16 and the auger 25 are held in their lowest limit positions, and this satisfies the transport restrictions when transporting by trailer or the like.

このようなコンパクト性のある輸送姿勢から掘削作業が可能な作業姿勢に変更するためには、運転操作によってベースリーダ15を起立させた後、スライドリーダ16及びオーガ25を上昇させて、それぞれ上昇限界に位置させる(図1)。そして、用意したロッド(施工部材23)を吊り込み、オーガ25の出力軸に連結する。ロッドは、継ぎ足し可能に形成されていることから、例えば、スライドリーダ16の長さの2倍の長尺で用いることができる。また、図示は省略するが、スライドリーダ16を下降限界に位置させた状態で段取り作業を行うこともできる。こうして、ロッドは、下端に掘削ヘッド28が取り付けられて完成状態となり、スライドリーダ16の前面において、回転可能かつ昇降可能に保持される。 To change from such a compact transportation posture to a working posture capable of excavation work, the base leader 15 is raised by operating the machine, and then the slide leader 16 and auger 25 are raised and positioned at their respective upper limits (Fig. 1). The prepared rod (construction member 23) is then hung and connected to the output shaft of the auger 25. The rod is formed so that it can be extended, and therefore can be used with a length twice as long as the slide leader 16, for example. Although not shown in the figures, setup work can also be performed with the slide leader 16 positioned at its lower limit. In this way, the excavation head 28 is attached to the lower end of the rod, completing the work, and it is held in front of the slide leader 16 so that it can rotate and move up and down.

ここで、掘削作業を進める際に、オーガ25を上昇限界位置Hxから下降限界位置Lxに移動させれば、作業1回あたりの昇降ストロークXが最大(Xmax)で得られる。一方、スライドリーダ16を上昇限界位置Hyから下降限界位置Lyに移動させれば、作業1回あたりの昇降ストロークYが最大(Ymax)で得られる。したがって、オーガ25の最大昇降ストロークは、昇降駆動用油圧モータを回転駆動した昇降装置による移動量Xmaxと、スライドシリンダ21を伸縮駆動したスライドリーダ16による移動量Ymaxとの合算で得られる。 Here, when the excavation work is carried out, if the auger 25 is moved from the upper limit position Hx to the lower limit position Lx, the maximum lifting stroke X per operation (Xmax) can be obtained. On the other hand, if the slide leader 16 is moved from the upper limit position Hy to the lower limit position Ly, the maximum lifting stroke Y per operation (Ymax) can be obtained. Therefore, the maximum lifting stroke of the auger 25 is obtained by adding together the amount of movement Xmax by the lifting device that rotates the lifting drive hydraulic motor and the amount of movement Ymax by the slide leader 16 that extends and retracts the slide cylinder 21.

施工管理装置の電源が入って起動すると、基本プログラムが実行され、ディスプレイにログイン画面が表示される。ここで、作業者IDによりシステムにログインするとともに、メニュー画面から目的に応じて条件を設定すると、必要な施工管理プログラムや施工計画データなどがダウンロードされ、図示は省略するが、ディスプレイには施工計画杭配置画面(杭選択画面)が表示される。 When the construction management device is turned on and started up, the basic program is executed and a login screen is displayed on the display. Here, when the worker logs into the system using their worker ID and sets conditions according to their purpose from the menu screen, the necessary construction management programs and construction plan data are downloaded, and the construction plan pile placement screen (pile selection screen) is displayed on the display, although this is not shown in the figure.

施工計画杭配置画面は、施工現場の全体が表示されるように縮尺が調整された表示画面であって、二次元座標で図形的に表示されている。例えば、円形で表された複数の杭表示体は施工地点を示し、円の内側の数字は施工順序、外側の数字は杭番号をそれぞれ示している。所定の杭番号を施工する場合、杭打機11を施工地点(杭芯)に位置合わせした後、タッチパネルの操作で対象の杭表示体を選択する。そして、表示を施工画面に切り替えた状態で、実施工データを作成しながら目標深度に到達するまで計画通りに掘削作業が進められる。画面上には、「杭番号」や「深度」、「施工トルク」などの各種数値データやグラフが表示される。 The construction plan pile placement screen is a display screen whose scale has been adjusted so that the entire construction site is displayed, and is displayed graphically in two-dimensional coordinates. For example, multiple pile display bodies shown as circles indicate the construction site, with the numbers inside the circles indicating the construction order, and the numbers on the outside indicating the pile number. When constructing a specific pile number, the pile driver 11 is aligned with the construction site (pile core), and then the target pile display body is selected by operating the touch panel. Then, with the display switched to the construction screen, excavation work is carried out as planned until the target depth is reached, while construction data is created. Various numerical data and graphs such as "pile number", "depth", and "construction torque" are displayed on the screen.

ここで、掘削速度制御プログラムを実行した自動運転の具体的な動作について、図2に示す2つの駆動方式の対応関係を表すグラフも参照しながら説明する。図2は、定速制御モードの連続動作を例示的に表すグラフである。 Here, the specific operation of the automatic operation when the excavation speed control program is executed will be explained with reference to the graph showing the correspondence between the two drive methods shown in Figure 2. Figure 2 is a graph showing an example of continuous operation in the constant speed control mode.

また、図2(A)(B)は、それぞれ二次元座標グラフの横軸を時間変化(t)としている。一方、縦軸については、図2(A)は、オーガ25及びスライドリーダ16の昇降速度(v)とし、オーガ25の昇降を実線で表し、スライドリーダ16の昇降を破線で表している。さらに、図2(B)は、オーガ25及びスライドリーダ16の昇降ストロークX,Y(l)としている。さらに、時間変化においてM1及びM2は、図1の矢印M1及び矢印M2で表したオーガ25及びスライドリーダ16の昇降動作(方向)に対応するものである。 In addition, in Figures 2(A) and (B), the horizontal axis of the two-dimensional coordinate graph represents time change (t). On the other hand, the vertical axis in Figure 2(A) represents the lifting and lowering speed (v) of the auger 25 and slide leader 16, with the lifting and lowering of the auger 25 represented by a solid line and the lifting and lowering of the slide leader 16 represented by a dashed line. Furthermore, in Figure 2(B), the lifting and lowering strokes X, Y (l) of the auger 25 and slide leader 16 are shown. Furthermore, in the time change, M1 and M2 correspond to the lifting and lowering movements (directions) of the auger 25 and slide leader 16 represented by arrows M1 and M2 in Figure 1.

作業開始は、ディスプレイのタッチパネル操作によって、例えば、定速制御モードを選択した状態で、計測ボタンを操作した後、運転操作レバーの傾動操作を行う。これによりオーガ25で掘削ヘッド28を回転駆動しつつスライドリーダ16に対して静止させ、低速度域でも比較的安定した速度で駆動できる油圧シリンダで駆動されるスライドリーダ16をベースリーダ15に対して下降させ、掘削ヘッド28によって地盤に掘削孔を形成しながら、掘削土を地盤改良剤と混合撹拌していく。 To start work, the operator operates the touch panel on the display, for example, with the constant speed control mode selected, operates the measurement button, and then tilts the operation lever. This causes the auger 25 to rotate the excavation head 28 while keeping it stationary relative to the slide leader 16, and the slide leader 16, which is driven by a hydraulic cylinder that can be driven at a relatively stable speed even in the low speed range, is lowered relative to the base leader 15, and the excavated soil is mixed and stirred with the ground improvement agent while the excavation head 28 forms a borehole in the ground.

このとき、初期状態から時刻t0において、図2(A)の実線グラフのように、オーガ25は静止し(下降速度が0m/min)、図2(A)の点線グラフのように、スライドリーダ16の下降速度が0.2m/minの一定速度で掘削が進められる。このとき、オーガ25は上昇限界位置Hxに留まり、下降限界位置Lyを起点としたスライドリーダ16のストロークYは、図2(B)の点線グラフのように徐々に減少していく。そして時間t0に達したとき、ストロークYが最小になって、リーダ昇降位置センサがスライドリーダ16の下降限界位置Lyを検出する。その後、時間t1(M1)において、図2(A)の実線グラフのように、オーガ25の下降速度が0.5m/minで、図2(A)の点線グラフのように、スライドリーダ16の上昇速度が0.3m/minで、両方を同時に昇降させ、オーガ25とスライドリーダ16との速度差を得て、0.2m/minの一定速度で掘削が進められる。このとき、上昇限界位置Hxを起点としたオーガ25のストロークXが、図2(B)の実線グラフのように徐々に増加していく。一方、下降限界位置Lyを起点としたスライドリーダ16のストロークYについても、図2(B)の点線グラフのように徐々に増加していく。そして、時間t1に達したとき、ストロークYが最大(Ymax)になって、リーダ昇降位置センサがスライドリーダ16の上昇限界位置Hyを検出する。 At this time, from the initial state to time t0, as shown in the solid line graph in Fig. 2(A), the auger 25 stops (the lowering speed is 0 m/min), and as shown in the dotted line graph in Fig. 2(A), the slide leader 16 lowers at a constant speed of 0.2 m/min, and excavation proceeds. At this time, the auger 25 remains at the upper limit position Hx, and the stroke Y of the slide leader 16 starting from the lower limit position Ly gradually decreases as shown in the dotted line graph in Fig. 2(B). Then, when time t0 is reached, the stroke Y becomes minimum, and the leader lift position sensor detects the lower limit position Ly of the slide leader 16. After that, at time t1 (M1), as shown in the solid line graph of FIG. 2(A), the auger 25 descends at a speed of 0.5 m/min, and as shown in the dotted line graph of FIG. 2(A), the slide leader 16 ascends at a speed of 0.3 m/min, and both are raised and lowered simultaneously, obtaining a speed difference between the auger 25 and the slide leader 16, and excavation is carried out at a constant speed of 0.2 m/min. At this time, the stroke X of the auger 25 starting from the ascending limit position Hx gradually increases as shown in the solid line graph of FIG. 2(B). Meanwhile, the stroke Y of the slide leader 16 starting from the descending limit position Ly also gradually increases as shown in the dotted line graph of FIG. 2(B). Then, when time t1 is reached, the stroke Y becomes maximum (Ymax), and the leader ascending/descending position sensor detects the ascending limit position Hy of the slide leader 16.

ここで、速度制御部は、リーダ昇降位置センサからスライドリーダ16の上昇限界に達した検出信号を受けると、直ちにスライドシリンダ21を縮小してスライドリーダ16を下降させる。このとき、上昇限界に達した直後のスライドリーダ16の下降速度は、直前の上昇速度(0.3m/min)に、速度差(0.2m/min)の分だけ加速した速度である0.5m/minに設定される。一方、このタイミングでオーガ25の昇降動作を下降から上昇に逆転させ、該上昇速度は、直前の下降速度(0.5m/min)に、速度差(0.2m/min)の分だけ減速した速度である0.3m/minに設定される。このとき、オーガ25とスライドリーダ16とを速度差をもって同時に加減速してバランスをとり、図2(A)に示すように、時間t1において、切替前後の掘削速度(DSライン)が0.2m/minの一定速度に維持される。 When the speed control unit receives a detection signal from the leader lift position sensor indicating that the slide leader 16 has reached its lift limit, it immediately contracts the slide cylinder 21 to lower the slide leader 16. At this time, the descent speed of the slide leader 16 immediately after reaching its lift limit is set to 0.5 m/min, which is a speed that is accelerated by the speed difference (0.2 m/min) from the previous lift speed (0.3 m/min). Meanwhile, at this timing, the lifting operation of the auger 25 is reversed from lowering to lifting, and the lifting speed is set to 0.3 m/min, which is a speed that is decelerated by the speed difference (0.2 m/min) from the previous lowering speed (0.5 m/min). At this time, the auger 25 and the slide leader 16 are simultaneously accelerated and decelerated with the speed difference to balance, and the excavation speed (DS line) before and after switching is maintained at a constant speed of 0.2 m/min at time t1, as shown in FIG. 2 (A).

その後、時間t1から時間t2(M2)において、図2(A)の実線グラフのように、オーガ25の上昇速度が0.3m/minで、図2(A)の点線グラフのように、スライドリーダ16の下降速度が0.5m/minで、両方を同時に昇降させ、オーガ25とスライドリーダ16との速度差を得て、0.2m/minの一定速度で掘削が進められる。このとき、オーガ25のストロークXが、図2(B)の実線グラフのように徐々に減少していく。一方、上昇限界位置Hyを起点としたスライドリーダ16のストロークYについても、図2(B)の点線グラフのように徐々に減少していく。そして、時間t2に達したとき、ストロークYが最小になって、リーダ昇降位置センサがスライドリーダ16の下降限界位置Lyを検出する。 After that, from time t1 to time t2 (M2), as shown in the solid line graph of FIG. 2(A), the auger 25 ascends at a speed of 0.3 m/min, and as shown in the dotted line graph of FIG. 2(A), the slide leader 16 descends at a speed of 0.5 m/min, and both are raised and lowered simultaneously, obtaining a speed difference between the auger 25 and the slide leader 16, and excavation proceeds at a constant speed of 0.2 m/min. At this time, the stroke X of the auger 25 gradually decreases as shown in the solid line graph of FIG. 2(B). Meanwhile, the stroke Y of the slide leader 16, starting from the ascending limit position Hy, also gradually decreases as shown in the dotted line graph of FIG. 2(B). Then, when time t2 is reached, the stroke Y becomes minimum, and the leader ascending/descending position sensor detects the descending limit position Ly of the slide leader 16.

こうして、速度制御部の油圧制御に従って、以降の動作についても同様に、時間t2から時間t3(M1)において、オーガ25の下降速度が0.5m/minで、スライドリーダ16の上昇速度が0.3m/minで、両方を同時に昇降させ、オーガ25とスライドリーダ16との速度差を得て、0.2m/minの一定速度で掘削が進められる。そして、スライドリーダ16が上昇限界に達したときに、スライドリーダ16及びオーガ25の動作を両方とも逆転し、時間t3から時間t4(M2)において、オーガ25の上昇速度が0.3m/minで、スライドリーダ16の下降速度が0.5m/minで、両方を同時に昇降させ、オーガ25とスライドリーダ16との速度差を得て、0.2m/minの一定速度で掘削が進められる。 In this manner, in accordance with the hydraulic control of the speed control section, the auger 25 descends at a speed of 0.5 m/min and the slide leader 16 ascends at a speed of 0.3 m/min, and both are raised and lowered simultaneously from time t2 to time t3 (M1), obtaining a speed difference between the auger 25 and the slide leader 16, and excavation proceeds at a constant speed of 0.2 m/min. Then, when the slide leader 16 reaches its upper limit, the operations of both the slide leader 16 and the auger 25 are reversed, and from time t3 to time t4 (M2), the auger 25 ascends at a speed of 0.3 m/min and the slide leader 16 descends at a speed of 0.5 m/min, and both are raised and lowered simultaneously, obtaining a speed difference between the auger 25 and the slide leader 16, and excavation proceeds at a constant speed of 0.2 m/min.

ここで、速度制御部は、オーガ昇降位置センサからオーガ25の下降限界に達した検出信号を受けると、オーガ25の下降動作を停止させ、直ちにスライドリーダ16の昇降状態をリセットしたうえで、該スライドリーダ16を下降させる。このとき、スライドリーダ16の下降動作について、オーガ25とスライドリーダ16との速度差(0.2m/min)に整合させる油圧制御(油量制御)を実行し、スライドリーダ16のみを単独駆動した状態で、下降限界位置Lyに達するまでの間、0.2m/minの一定速度で掘削が進められる。 When the speed control unit receives a detection signal from the auger lift position sensor indicating that the auger 25 has reached its lowering limit, it stops the lowering operation of the auger 25, immediately resets the lift state of the slide leader 16, and then lowers the slide leader 16. At this time, hydraulic control (oil volume control) is performed for the lowering operation of the slide leader 16 to match the speed difference (0.2 m/min) between the auger 25 and the slide leader 16, and with only the slide leader 16 driven independently, excavation proceeds at a constant speed of 0.2 m/min until the lowering limit position Ly is reached.

こうした1回目の作業において、オーガ25及びスライドリーダ16のストローク(Xmax+Ymax)が全て尽きると、例えば、ロッドの中間部の把持を解除したオーガ25を上昇させ、上部を把持させる掴み替えを行う(詳細説明略)。これにより、定速制御モードによる2回目の作業が行える状態となる。 When the stroke (Xmax + Ymax) of the auger 25 and slide leader 16 is exhausted in this first operation, for example, the auger 25, which has released its grip on the middle part of the rod, is raised and re-gripped to grip the upper part (details omitted). This makes it possible to perform the second operation in constant speed control mode.

このように、本発明の杭打機11の制御装置によれば、ベースリーダ15に装着されたスライドリーダ16を該ベースリーダ15に対して昇降させる油圧シリンダ駆動と、スライドリーダ16に装着されたオーガ25を該スライドリーダ16に対して昇降させる油圧モータ駆動とをそれぞれ制御可能に構成し、一定の掘削速度で掘削を進めるために、オーガ25とスライドリーダ16とを互いに反対方向に、かつ、速度差を設けて同時に昇降させる速度制御部を備えているので、油圧モータ駆動だけでは得られないオーガ25の昇降ストロークを大きくとりながら、オーガ25の下降する速度をスライドリーダ16の上昇する速度で減殺して、掘削速度を安定的かつ正確に低下させることができる。とりわけ、油圧モータが安定して回転する作動油量を維持したまま、掘削速度を限りなく0「ゼロ」に近い極低速域で掘削を進めることが可能となり、一般的な油圧部品をそのまま用いた安価な構成で、低掘削速度で精度の高い定速制御を行うことができる。これにより、従来方式に比べて昇降速度の調整可能範囲が拡大され、現場の多様な地質構造に応じた施工を進めることができる。 In this way, according to the control device of the pile driver 11 of the present invention, the hydraulic cylinder drive that raises and lowers the slide leader 16 attached to the base leader 15 relative to the base leader 15 and the hydraulic motor drive that raises and lowers the auger 25 attached to the slide leader 16 relative to the slide leader 16 are each configured to be controllable, and a speed control section is provided that raises and lowers the auger 25 and the slide leader 16 simultaneously in opposite directions and with a speed difference in order to proceed with excavation at a constant excavation speed. Therefore, while taking a large lifting stroke of the auger 25 that cannot be obtained by hydraulic motor drive alone, the descent speed of the auger 25 is offset by the rising speed of the slide leader 16, and the excavation speed can be stably and accurately reduced. In particular, it is possible to proceed with excavation at an extremely low speed range close to 0 (zero) while maintaining the amount of hydraulic oil that allows the hydraulic motor to rotate stably, and a constant speed control with high precision can be performed at a low excavation speed with an inexpensive configuration that uses general hydraulic parts as is. This expands the adjustable range of lifting speed compared to conventional methods, allowing construction to be carried out according to the diverse geological structures at the site.

また、速度制御において、スライドリーダ16が油圧シリンダの全伸長状態及び全縮小状態で定まる昇降限界に達したときに、スライドリーダ16の昇降動作を逆転し、該逆転前の昇降速度に速度差を考慮して加減速された速度で昇降させるので、油圧モータによる昇降動作だけでは得られない低速域での掘削長さを飛躍的に増大させることが可能となり、近年、増加傾向にある低速掘削のニーズにも十分に応えることができる。 In addition, in speed control, when the slide leader 16 reaches the lift limit determined by the fully extended and fully retracted states of the hydraulic cylinder, the lifting and lowering motion of the slide leader 16 is reversed and the slide leader 16 is raised and lowered at a speed that is accelerated or decelerated from the lifting and lowering speed before the reversal, taking into account the speed difference. This makes it possible to dramatically increase the excavation length at low speeds that cannot be achieved by lifting and lowering motion using only a hydraulic motor, and fully meets the needs for low-speed excavation, which have been increasing in recent years.

なお、本発明は、前記形態例に限定されるものではなく、制御プログラムは、既存の制御装置にアドオンして機能させる簡易な構成であればよく、杭打機の仕様や掘削具の種類などに応じて適宜変更することができる。また、定速制御は、設定速度に従って実行できればよく、必要に応じて、限定された狭い範囲に適用することができる。さらに、実施例では、一般に定速制御を行う利点の大きい地盤改良を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、鋼管埋設やケーシング掘削などにも適用することができる。この場合、杭打機の仕様について幅広く設定でき、例えば、昇降装置を既知のラックピニオン式として構成することで、多段に配したピニオンギヤをそれぞれ回転駆動する複数の油圧モータを備えることができる。加えて、油圧回路の構成も適宜変更することができる。 The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and the control program may be simply configured to be added to an existing control device and function, and may be modified as appropriate according to the specifications of the pile driver and the type of excavation tool. The constant speed control may be performed according to a set speed, and may be applied to a limited narrow range as necessary. Furthermore, the embodiment has been described using an example of ground improvement, which generally has great advantages when performing constant speed control, but the present invention is not limited to this, and may also be applied to steel pipe burial and casing excavation. In this case, the specifications of the pile driver can be set widely, and for example, by configuring the lifting device as a known rack and pinion type, it is possible to provide multiple hydraulic motors that rotate and drive the pinion gears arranged in multiple stages. In addition, the configuration of the hydraulic circuit may also be modified as appropriate.

11…杭打機、12…下部走行体、13…上部旋回体、14…ベースマシン、15…ベースリーダ、16…スライドリーダ、16a…ブラケット、17…リーダサポート、18…ジャッキ、19…カウンタウエイト、20…起伏シリンダ、21…スライドシリンダ、22…トップシーブ、23…施工部材、24…下部ガイド、25…オーガ、25a…回転駆動用油圧モータ、26…昇降用チェーン、27…スイベルジョイント、28…掘削ヘッド、29…キャブ 11...pile driver, 12...lower running body, 13...upper rotating body, 14...base machine, 15...base leader, 16...slide leader, 16a...bracket, 17...leader support, 18...jack, 19...counterweight, 20...elevation cylinder, 21...slide cylinder, 22...top sheave, 23...construction member, 24...lower guide, 25...auger, 25a...hydraulic motor for rotational drive, 26...lifting chain, 27...swivel joint, 28...digging head, 29...cab

Claims (2)

ベースマシンに起伏可能に立設したベースリーダの前方に、該ベースリーダに対して昇降可能に装着されるスライドリーダと、該スライドリーダに対して昇降可能に装着される掘削用のオーガとを設け、前記スライドリーダを昇降させる動力を油圧シリンダの伸縮駆動で発生させ、前記オーガを昇降させる動力を油圧モータの回転駆動で発生させる杭打機の制御装置において、
一定の掘削速度で掘削を進めるための速度制御を実行する速度制御部を備え、
前記速度制御は、前記オーガと前記スライドリーダとを互いに反対方向に、かつ、速度差を設けて同時に昇降させることを特徴とする制御装置。
A control device for a pile driver, comprising: a slide leader attached to a base leader in a manner capable of being raised and lowered relative to the base leader in front of the base leader which is erected on a base machine in a manner capable of being raised and lowered; and an excavation auger attached to the slide leader in a manner capable of being raised and lowered; a power for raising and lowering the slide leader is generated by the extension and contraction drive of a hydraulic cylinder; and a power for raising and lowering the auger is generated by the rotation drive of a hydraulic motor;
A speed control unit is provided to perform speed control for proceeding with excavation at a constant excavation speed,
The speed control is characterized in that the auger and the slide leader are raised and lowered simultaneously in opposite directions with a speed difference.
前記速度制御は、前記スライドリーダが前記油圧シリンダの全伸長状態及び全縮小状態で定まる昇降限界に達したときに、前記スライドリーダの昇降動作を逆転し、該逆転前の昇降速度に前記速度差を考慮して加減速された速度で昇降させることを特徴とする請求項1記載の制御装置。 The control device according to claim 1, characterized in that the speed control reverses the lifting and lowering motion of the slide leader when the slide leader reaches a lifting and lowering limit determined by the fully extended and fully retracted states of the hydraulic cylinder, and raises and lowers the slide leader at a speed that is accelerated or decelerated from the lifting and lowering speed before the reversal, taking into account the speed difference.
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