JP2871250B2 - Excavator control equipment - Google Patents

Excavator control equipment

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JP2871250B2
JP2871250B2 JP33350791A JP33350791A JP2871250B2 JP 2871250 B2 JP2871250 B2 JP 2871250B2 JP 33350791 A JP33350791 A JP 33350791A JP 33350791 A JP33350791 A JP 33350791A JP 2871250 B2 JP2871250 B2 JP 2871250B2
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bucket
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casing tube
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信明 的場
義弘 久下
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ボーリングマシン等の
掘削機械の制御装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for a drilling machine such as a boring machine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のオールケーシング式ボーリングマ
シンは、図10に示すように構成されている。同図にお
いて、1は走行装置、2はこの走行装置1の上部に搭載
された本体である。この本体2には、ブーム3及びウイ
ンチ7が設けられ、同ブーム3の先端に滑車4が取付け
られ、ウインチ7から延びたワイヤロープ5が同滑車を
経てグラブバケット(掘削装置)6に取付けられて、同
グラブバケット6が懸垂状態に支持されている。また、
8はグラブバケット6の下端部に開閉可能に取り付けた
グラブ、9はケーシングチューブ、10は上記本体2の
前部に取り付けたケーシングチューブ9の押込み装置で
ある。
2. Description of the Related Art A conventional all-casing boring machine is configured as shown in FIG. In the figure, 1 is a traveling device, and 2 is a main body mounted on the upper portion of the traveling device 1. The body 2 is provided with a boom 3 and a winch 7, a pulley 4 is attached to a tip of the boom 3, and a wire rope 5 extending from the winch 7 is attached to a grab bucket (excavator) 6 via the pulley. Thus, the grab bucket 6 is supported in a suspended state. Also,
Reference numeral 8 denotes a glove which is attached to the lower end of the grab bucket 6 so as to be openable and closable, 9 denotes a casing tube, and 10 denotes a device for pushing the casing tube 9 attached to the front part of the main body 2.

【0003】図11及び図12は、上記掘削機械による
掘削状況を説明するための図である。掘削機械により地
盤を掘削するときには、図11に示すように押込み装置
10でケーシングチューブ9を旋回させながら押込み、
ケーシングチューブ9の刃先11を地中に貫入させる。
次にワイヤロープ5を弛め、グラブバケット6をケーシ
ングチューブ9内に自由落下させて地盤12に食込ませ
る。その後、図12に示すようにワイヤロープ5を引張
り、グラブ8を閉じて土砂をグラブバケット6内に掴み
込み、グラブバケット6を引上げて排土する。上記の作
業を繰返し行ない、ケーシングチューブ9を地中に所定
の深さに貫入させて掘削孔を形成する。
FIGS. 11 and 12 are diagrams for explaining the excavation situation by the excavating machine. When excavating the ground with an excavating machine, as shown in FIG.
The cutting edge 11 of the casing tube 9 is penetrated into the ground.
Next, the wire rope 5 is loosened, and the grab bucket 6 is freely dropped into the casing tube 9 and cut into the ground 12. Thereafter, as shown in FIG. 12, the wire rope 5 is pulled, the grab 8 is closed, the earth and sand is grasped in the grab bucket 6, and the grab bucket 6 is pulled up to discharge the earth. The above operation is repeated, and the casing tube 9 is penetrated into the ground to a predetermined depth to form a drill hole.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記従来のボーリング
マシンでは、ウインチドラムをワイヤ繰り出し方向に回
転して、同ウインチドラムからブームの上端部に取付け
滑車4を経て吊り下げられたワイヤロープ5を繰り出
し、その下端部に取付けられたグラブバケット6をチュ
ーブ9内に落下させて地盤12に貫入させ、同チューブ
9内の土砂を掘削して、油圧モータによりウインチドラ
ムを巻上げ方向に駆動させてワイヤロープ5を巻上げ、
グラブバケット6を持上げてバケット内の土砂を排土す
る。
In the above-mentioned conventional boring machine, the winch drum is rotated in the wire feeding direction, and the wire rope 5 suspended from the winch drum at the upper end of the boom via the pulley 4 is fed. The grab bucket 6 attached to the lower end is dropped into the tube 9 to penetrate the ground 12, the soil in the tube 9 is excavated, and the winch drum is driven by the hydraulic motor in the hoisting direction to thereby wire rope. Wind up 5,
The grab bucket 6 is lifted to discharge earth and sand in the bucket.

【0005】この一連の操作は、熟練を要し、特にバケ
ット6を落下させた時のウインチのブレーキの操作が難
しい。落下時のブレーキのタイミングが遅い場合は、ウ
インチドラムの慣性によりワイヤロープ5が余分に繰り
出され、巻上げ時にワイヤロープが乱巻になって損傷す
る。また、ブレーキのタイミングが早すぎる場合には、
バケット6が着地する以前にブレーキが掛り、充分な掘
削が出来なくなる。
This series of operations requires skill, and it is particularly difficult to operate the winch brake when the bucket 6 is dropped. If the brake timing at the time of falling is late, the wire rope 5 is unnecessarily fed out due to the inertia of the winch drum, and the wire rope becomes turbulent at the time of winding and is damaged. Also, if the braking timing is too early,
The brake is applied before the bucket 6 lands, and sufficient excavation cannot be performed.

【0006】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、一連の操作のうちの掘削
操作を自動化して経験の浅いオペレータでも容易に操作
できる掘削機械の制御装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a control apparatus for an excavating machine that automates an excavating operation of a series of operations and can be easily operated even by an inexperienced operator. To provide.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、ウインチからブーム上の滑車を経て、
垂下したワイヤロープの下端部に掘削装置を取付け、同
掘削装置をケーシングチューブ内に落下させ、次いで持
上げることによりケーシングチューブ内の土砂を掘削お
よび排土する掘削機械において、上記ウインチの回転角
を検出する回転検出器と、上記ウインチを駆動する油圧
モータの圧力を検出する圧力検出器と、上記ケーシング
チューブ上端部での掘削装置の通過を検出する掘削装置
通過検出器と、上記掘削装置の落下高さ、ケーシングチ
ューブ長等の掘削条件を設定する設定器と、上記各検出
器からの検出信号及び設定器の設定信号に基づいて演算
し、掘削装置の移動量、掘削装置着地時のワイヤロープ
緩み量、掘削装置の移動距離と時間の関係、掘削装置の
最大落下速度を求める手段と、この手段で求めたワイヤ
ロープの緩み量と掘削装置の最大落下速度及び掘削装置
の落下距離と時間の関係より掘削装置着地時のワイヤロ
ープ緩み量が適切になるようにブレーキ信号出力タイミ
ングを制御演算する手段と、上記掘削装置の移動量より
起動停止と移動速度とを制御演算する手段とを備え、上
記制御演算手段の出力信号により上記ウインチを自動制
御して所定の掘削サイクルを行なうことを特徴とするも
のである。
SUMMARY OF THE INVENTION To achieve the above object, the present invention provides a method comprising:
An excavator is attached to the lower end of the hanging wire rope, the excavator is dropped into the casing tube, and then lifted, and the excavating machine excavates and removes the earth and sand in the casing tube. A rotation detector for detecting, a pressure detector for detecting a pressure of a hydraulic motor driving the winch, a drilling device passage detector for detecting passage of the drilling device at the upper end of the casing tube, and a drop of the drilling device. A setter for setting the excavation conditions such as height and casing tube length, and a calculation based on the detection signals from the above detectors and the set signal of the setter, the amount of movement of the excavator, the wire rope at the time of the excavator landing Means for calculating the amount of loosening, the relationship between the moving distance and time of the rig, and the maximum drop speed of the rig, and the amount of looseness of the wire rope determined by this means. Means for controlling and calculating the brake signal output timing so that the amount of wire rope slack at the time of landing of the excavator becomes appropriate from the relationship between the maximum falling speed of the excavator and the fall distance of the excavator, and the amount of movement of the excavator Means for controlling and calculating start and stop and a moving speed, wherein a predetermined excavation cycle is performed by automatically controlling the winch according to an output signal of the control and calculation means.

【0008】[0008]

【作用】掘削装置であるグラブバケットの巻上げ/巻き
下げ時に、ウインチ駆動の油圧モータの圧力とウインチ
回転検出器の信号を基にバケット着地時のワイヤ緩み量
及びバケット移動量を演算により求める。また、ウイン
チの回転角を基にバケットに落下距離と時間の関係及び
最大落下速度を演算して記憶する。そして、上記の演算
により求めたバケット移動量に基づいてウインチの起動
停止及び速度を制御する。また、バケット着地時のワイ
ヤの緩み量、バケット落下最大速度、及び落下時の落下
距離と時間の関係よりバケット着地時のワイヤの緩み量
が適切になるようにウインチのブレーキ信号出力タイミ
ングを制御する。
When the grab bucket, which is an excavator, is lifted / lowered, the wire slack amount and the bucket movement amount at the time of bucket landing are calculated based on the pressure of the winch drive hydraulic motor and the signal of the winch rotation detector. Further, the relationship between the falling distance and time and the maximum falling speed are calculated and stored in the bucket based on the rotation angle of the winch. Then, the start and stop and the speed of the winch are controlled based on the bucket movement amount obtained by the above calculation. In addition, the brake signal output timing of the winch is controlled so that the wire slack amount at the time of bucket landing is appropriate based on the relationship between the wire slack amount at the time of bucket landing, the maximum bucket falling speed, and the falling distance and time at the time of dropping. .

【0009】以上の処理により、作動油温の変化やブレ
ーキの特性変化によるワイヤ緩み量の変化を自動的に調
整して常にバケット自由落下掘削時のワイヤ緩み量を適
切に維持して掘削サイクルを繰返すことが可能となり、
経験の浅いオペレータでも容易に操作でき、掘削機械の
稼働率を向上することができる。
With the above-described processing, a change in the amount of wire slack due to a change in hydraulic oil temperature or a change in brake characteristics is automatically adjusted to always maintain an appropriate amount of wire slack during free-fall excavation of a bucket and to perform a digging cycle. It is possible to repeat,
Even inexperienced operators can easily operate and improve the operation rate of the excavating machine.

【0010】[0010]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図1は本発明に係る制御装置のシステム構成を
示し、図2はウインチ駆動油圧回路を示している。な
お、図10〜図12に示した掘削機械と同一部分には、
同一符号を付して詳細な説明は省略する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a system configuration of a control device according to the present invention, and FIG. 2 shows a winch drive hydraulic circuit. The same parts as the excavating machine shown in FIGS.
The same reference numerals are given and the detailed description is omitted.

【0011】図1において、16はウインチ7を駆動す
る油圧モータ,18は高圧選択弁である。上記油圧モー
タ16の例えば高圧選択弁18部分にワイヤ巻上げ時の
圧力を検出する圧力検出器19を設けると共に、ウイン
チ7にドラム回転方向及び回転角を検出する回転検出器
17を設ける。更にケーシングチューブ9の上端部に掘
削装置であるグラブバケット6が挿入されたことを検出
するバケット検出器20を設けると共に、ブーム3にグ
ラブバケット6の巻上げ上限位置を検出する巻上げリミ
ットスイッチ41を設ける。そして、上記回転検出器1
7、圧力検出器19、バケット検出器20及び巻上げリ
ミットスイッチ41の各検出信号を演算器22に入力す
る。また、バケット自由落下高さ、ケーシングチューブ
9の長さ等を設定する設定器21を設け、その設定信号
を演算器22に入力する。
In FIG. 1, reference numeral 16 denotes a hydraulic motor for driving the winch 7, and reference numeral 18 denotes a high-pressure selection valve. For example, a pressure detector 19 for detecting the pressure at the time of wire winding is provided at the high pressure selection valve 18 of the hydraulic motor 16 and a rotation detector 17 for detecting the drum rotation direction and rotation angle is provided at the winch 7. Further, a bucket detector 20 for detecting that the grab bucket 6 as an excavator is inserted is provided at an upper end portion of the casing tube 9, and a hoisting limit switch 41 for detecting a hoisting upper limit position of the grab bucket 6 is provided for the boom 3. . Then, the rotation detector 1
7. Each detection signal of the pressure detector 19, the bucket detector 20, and the hoisting limit switch 41 is input to the calculator 22. Further, a setting device 21 for setting a bucket free fall height, a length of the casing tube 9 and the like is provided, and a setting signal thereof is input to a computing device 22.

【0012】演算器22は、上記入力信号に基づいて、
バケット巻下げ制御演算、ワイヤ緩み量とバケット移動
量の演算、バケット巻上げ制御演算、ブレーキ信号出力
高さの設定演算等を行ない、その演算結果に従って図2
のウインチ駆動油圧回路における電磁弁を制御する。ま
た、演算器22は、設定器21に設定されたケーシング
チューブ9の長さと、グラブバケット6の巻上げ開始か
らグラブバケット6の下端部がバケット検出器20を通
過するまでのバケット上昇移動量とを比較し、両者の値
が等しくなると、警報器23を作動させてオペレータに
深掘り状態になることを知らせる。
The computing unit 22 calculates the following based on the input signal:
Bucket lowering control calculation, calculation of wire slack amount and bucket movement amount, bucket lifting control calculation, brake signal output height setting calculation, etc. are performed, and FIG.
The solenoid valve in the winch drive hydraulic circuit is controlled. The computing unit 22 calculates the length of the casing tube 9 set in the setting unit 21 and the amount of bucket lift movement from the start of the winding of the grab bucket 6 to the lower end of the grab bucket 6 passing through the bucket detector 20. If the two values are equal to each other, the alarm 23 is activated to notify the operator of the deep digging.

【0013】図2のウインチ駆動油圧回路において、2
5は動力源であるエンジン,26はエンジン25によっ
て駆動される油圧ポンプ,27はメインリリーフ弁,2
8は方向切換弁、29はオーバーロードリリーフ弁,3
0はカウンタバランス弁,31はウインチ制動用のブレ
ーキ,32はウインチ駆動のクラッチ,24は油圧モー
タ16とウインチ7の間に設けられた減速機である。3
3はパイロット油圧源,34はリモコン弁,35は方向
切換弁用電磁弁,36a,36bは高圧選択弁であり、
リモコン弁34の圧力と方向切換弁用電磁弁35の圧力
の高圧選択を行なう。37はブレーキ用電磁弁,38は
クラッチ用電磁弁,39は減圧弁,40はポンプ斜板用
電磁弁である。次に上記実施例の動作を説明する。
In the winch drive hydraulic circuit shown in FIG.
5 is an engine as a power source, 26 is a hydraulic pump driven by the engine 25, 27 is a main relief valve, 2
8 is a directional control valve, 29 is an overload relief valve, 3
0 is a counterbalance valve, 31 is a winch brake, 32 is a winch drive clutch, and 24 is a speed reducer provided between the hydraulic motor 16 and the winch 7. 3
3 is a pilot hydraulic pressure source, 34 is a remote control valve, 35 is a solenoid valve for a direction switching valve, 36a and 36b are high pressure selection valves,
High pressure selection of the pressure of the remote control valve 34 and the pressure of the direction switching valve solenoid valve 35 is performed. Reference numeral 37 denotes a brake solenoid valve, 38 denotes a clutch solenoid valve, 39 denotes a pressure reducing valve, and 40 denotes a pump swash plate solenoid valve. Next, the operation of the above embodiment will be described.

【0014】図3は、掘削機械の作業サイクルの制御状
態を示したものである。スタート時は、グラブバケット
6をケーシングチューブ9内に着地させて設定値を求
め、次に自由落下、高速、低速の初期値を設定器21に
設定し、以下、制御動作に入る。
FIG. 3 shows a control state of a work cycle of the excavating machine. At the start, the set value is obtained by landing the grab bucket 6 in the casing tube 9, and then the initial values of free fall, high speed, and low speed are set in the setter 21, and thereafter, the control operation is started.

【0015】図3において、破線は手動操作を示し、実
線は自動制御を示す。排土の後バケット6をケーシング
チューブ9内に入れるまでの間は、安全性及び操作が複
雑であるため、リモコン弁34の手動操作にて行なう。
バケット6がケーシングチューブ9内に入るとバケット
検出器20で検出され、自動制御が可能となり、オペレ
ータが自動制御を選択すると図3に示すように巻下げの
一定区間は低速で巻下げ、その後高速で巻下げ、バケッ
ト自由高さ位置に達するとクラッチ32を切りバケット
6を自由落下させて地盤に貫入させる。
In FIG. 3, a broken line indicates manual operation, and a solid line indicates automatic control. Since safety and operation are complicated until the bucket 6 is put into the casing tube 9 after discharging, manual operation of the remote control valve 34 is performed.
When the bucket 6 enters the casing tube 9, it is detected by the bucket detector 20, and automatic control is enabled. When the operator selects automatic control, the lowering section is lowered at a low speed as shown in FIG. When the bucket reaches the free height position, the clutch 32 is disengaged and the bucket 6 is allowed to fall freely to penetrate the ground.

【0016】次にウインチ7を低速で巻上げてバケット
6内に土砂を掴みこみ、その後ウインチ7を高速で巻上
げ、バケット6が巻上げ最上端近辺に近付くと低速にし
て所定の位置で停止させる。上記の掘削サイクルを以下
の巻上げ及び巻下げ制御演算にて実現する。
Next, the winch 7 is hoisted at a low speed to seize the earth and sand into the bucket 6, and thereafter the winch 7 is hoisted at a high speed. When the bucket 6 approaches the vicinity of the uppermost end of the hoist, the speed is reduced to a stop at a predetermined position. The above excavation cycle is realized by the following hoisting and lowering control calculations.

【0017】A.バケット巻下げ制御演算 図4に巻下げ工程の制御演算フローチャートを示す。巻
下げ工程の間、常時回転検出器17から送られてくるウ
インチ7の回転角よりバケット位置を求め(ステップA
1 )、その結果を基に以下の制御を行なう。
A. Bucket lowering control calculation FIG. 4 shows a control calculation flowchart of the lowering process. During the lowering process, the bucket position is obtained from the rotation angle of the winch 7 constantly sent from the rotation detector 17 (step A).
1) The following control is performed based on the result.

【0018】(1).巻下げ制御では方向切換弁用電磁
弁35にて方向切換弁28を巻下げ側に切換える。ま
た、クラッチ用電磁弁38をONにしてクラッチ32を
入れ、且つブレーキ用電磁弁37をONにしてブレーキ
31を解除する。
(1). In the lowering control, the direction switching valve 28 is switched to the lowering side by the solenoid valve 35 for the direction switching valve. Further, the clutch electromagnetic valve 38 is turned on to engage the clutch 32, and the brake electromagnetic valve 37 is turned on to release the brake 31.

【0019】(2).グラブバケット6がバケット検出
器20部分を通過したか否を検出し(ステップA2 )、
バケット通過を検出すると、バケット6が自由落下位置
に達したか否かを判断する(ステップA3 )。自由落下
位置に達していなければ、ウインチ7の位置がバケット
低速巻下げ区間か高速巻下げ区間かを判断する(ステッ
プA4 )。グラブバケット6がバケット検出器20部分
を通過した直後のバケット低速巻下げ区間では、電磁弁
40をOFFにしてポンプ斜板を減じ、ウインチ7を低
速巻下げにする(ステップA5 )。
(2). It is detected whether or not the grab bucket 6 has passed the bucket detector 20 (step A2).
When the passage of the bucket is detected, it is determined whether or not the bucket 6 has reached the free fall position (step A3). If the free fall position has not been reached, it is determined whether the position of the winch 7 is a bucket low speed lowering section or a high speed lowering section (step A4). In the bucket low-speed lowering section immediately after the grab bucket 6 has passed the bucket detector 20, the solenoid valve 40 is turned off to reduce the pump swash plate, and the winch 7 is lowered at a low speed (step A5).

【0020】(3).その後、バケット6が低速巻下げ
区間を通過し、高速巻下げ区間に達したと判断すると
(ステップA5 )、電磁弁40をONにしてポンプ斜板
を増加させてウインチ高速巻下げにする(ステップA6
)。
(3). Thereafter, when it is determined that the bucket 6 has passed the low-speed lowering section and has reached the high-speed lowering section (step A5), the solenoid valve 40 is turned on to increase the pump swash plate to perform winch high-speed lowering (step A5). A6
).

【0021】(4).ウインチ高速巻下げによりバケッ
ト6が自由落下高さ位置に達したと判断した時(ステッ
プA3 )、巻下げ状態からクラッチ32を解除してバケ
ット6を自由落下させる。
(4). When it is determined that the bucket 6 has reached the free-fall height position by the winch high-speed lowering (step A3), the clutch 32 is released from the lowering state and the bucket 6 is allowed to freely fall.

【0022】(5).この自由落下時に、バケット回転
角を基にバケット自由落下最大速度とバケット自由落下
開始時点からのバケット落下距離と時間の関係をデータ
テーブルとして演算器22の内部に記憶する(ステップ
A7 )。
(5). At the time of the free fall, the relationship between the maximum bucket free fall speed, the bucket fall distance from the start of the free fall of the bucket, and the time based on the bucket rotation angle is stored in the arithmetic unit 22 as a data table (step A7).

【0023】(6).バケット自由落下中にバケット6
がブレーキ高さ位置に達したか否かを判断し(ステップ
A8 )、ブレーキ高さ位置に達していなければ、ブレー
キ31及びクラッチ32を解除状態に保持する(ステッ
プA9 )。そして。バケット6がブレーキ位置に達した
時点でブレーキ31の電磁弁37をOFFにしてブレー
キを作動させる(ステップA10)。
(6). Bucket 6 during free fall of bucket
It is determined whether or not has reached the brake height position (step A8). If the brake height position has not been reached, the brake 31 and the clutch 32 are held in the released state (step A9). And. When the bucket 6 reaches the brake position, the electromagnetic valve 37 of the brake 31 is turned off to operate the brake (step A10).

【0024】(7).上記のブレーキ操作の操作後、ウ
インチドラムが停止して所定の時間が経過すると、その
状態をステップA11で検出し、図5に示す巻上げ工程の
制御に移行する(ステップA12)。
(7). After a predetermined time elapses after the winch drum stops after the above-described brake operation, the state is detected in step A11, and the process proceeds to the control of the hoisting process shown in FIG. 5 (step A12).

【0025】B.ワイヤ緩み量とバケット移動量の演算 図5は巻上げ工程の制御演算フローチャートを示す。巻
上げ工程においても巻下げ工程と同様に、常時ワイヤロ
ープ5の巻上げ量を演算ルーチンBにて演算する。この
ワイヤ巻上げ量を演算ルーチンBは、以下の方法により
ワイヤ緩み量とバケットの移動量を区別して演算する。
図6はその演算フローチャートを示し、図7は演算内容
の説明図である。以下に演算方法を説明する。 (1).巻上げ開始以前に油圧モータ16の圧力状態を
示すフラグFGを「0」に設定する。
B. Calculation of Wire Looseness and Bucket Movement Amount FIG. 5 shows a control calculation flowchart of the winding process. In the hoisting step, the amount of hoisting of the wire rope 5 is always calculated by the calculation routine B in the same manner as in the lowering step. The calculation routine B calculates the wire winding amount by distinguishing the wire slack amount and the bucket movement amount by the following method.
FIG. 6 shows a flowchart of the calculation, and FIG. 7 is an explanatory diagram of the contents of the calculation. The calculation method will be described below. (1). Before the start of hoisting, the flag FG indicating the pressure state of the hydraulic motor 16 is set to “0”.

【0026】(2).フラグFGが「0」、「1」、
「2」の何れであるかを判定し(ステップB1 )、フラ
グFGが「0」の時は、油圧モータ16の圧力が上昇し
たかを確認し(ステップB2 )、上昇した場合にはフラ
グFGを「1」に設定する(ステップB3 )。
(2). If the flag FG is “0”, “1”,
It is determined which of the two is "2" (step B1). If the flag FG is "0", it is checked whether the pressure of the hydraulic motor 16 has increased (step B2). Is set to "1" (step B3).

【0027】(3).フラグFGが「1」の時には油圧
モータ16の圧力が降下したかを確認し(ステップB4
)、降下した場合にはフラグFGを「2」に設定する
(ステップB5 )。
(3). When the flag FG is "1", it is checked whether the pressure of the hydraulic motor 16 has dropped (step B4).
), If it falls, the flag FG is set to "2" (step B5).

【0028】(4).フラグFGが「2」の時には油圧
モータの圧力が再度上昇したかを確認し(ステップB6
)、上昇した場合にはフラグFGを「3」に設定する
(ステップB7 )。上記フラグFGの設定状態は、図7
に示すように フラグFG=0 :ウインチ停止状態 フラグFG=1,2:ウインチは巻上げでワイヤロープ
が緩んでいる状態 フラグFG=3 :ウインチが巻上げられバケットが
移動している状態 となっている。
(4). When the flag FG is "2", it is checked whether the pressure of the hydraulic motor has increased again (step B6).
If it has risen, the flag FG is set to "3" (step B7). The setting state of the flag FG is shown in FIG.
Flag FG = 0: Winch is stopped Flag FG = 1, 2: The winch is wound and the wire rope is loosened Flag FG = 3: The winch is wound and the bucket is moving .

【0029】従って、上記フラグFGの内容を図6のス
テップB8 で判定することにより、ウインチドラムの回
転角(回転パルス)からワイヤ緩み量、及びバケット6
の移動量を求めることができる。すなわち、「フラグF
G=1,2」の状態では、ウインチドラムの回転角より
ワイヤ緩み量を求めることができる(ステップB9 )。
また、「フラグFG=3」の状態では、ウインチドラム
の回転角よりバケット6の移動量を求めることができる
(ステップB10)。
Therefore, the content of the flag FG is determined in step B8 in FIG. 6 to determine the wire slack amount and the bucket slack amount from the rotation angle (rotation pulse) of the winch drum.
Can be obtained. That is, "Flag F
In the state of "G = 1,2", the wire slack amount can be obtained from the rotation angle of the winch drum (step B9).
Further, in the state of "flag FG = 3", the movement amount of the bucket 6 can be obtained from the rotation angle of the winch drum (step B10).

【0030】C.バケット巻上げ制御演算 上記演算の結果で求められたバケット移動量を基に、巻
下げ工程と同様に図5のフローチャートに従ってバケッ
ト6の巻上げ制御を行なう。巻上げ制御では、方向切換
弁用電磁弁35にて方向切換弁28を巻上げ側に切換え
るとともに、クラッチ用電磁弁38をONにしてクラッ
チ32を入れ、且つブレーキ用電磁弁37をONにして
ブレーキ31を解除する。そして、バケット移動量より
ウインチ7の低速巻上げ、高速巻上げ区間を判定し(ス
テップC2 )、電磁切換弁40をON/OFF制御し
て、巻上げ速度を制御する(ステップC3 ,C4 )。ま
た、バケット6が所定の巻上げ上限高さに達したか否か
を巻上げリミットスイッチ41により検出し(ステップ
C1 )、バケット6が所定の巻上げ上限高さに達した時
は巻上げを停止させる。その後、以下に示すブレーキ信
号出力高さの設定ルーチン(バケットの自由落下高さ設
定演算)Dを実行する。
C. Bucket hoisting control calculation Based on the bucket movement amount obtained as a result of the above calculation, the hoisting control of the bucket 6 is performed in accordance with the flowchart of FIG. In the winding control, the direction switching valve 28 is switched to the winding side by the direction switching valve solenoid valve 35, the clutch solenoid valve 38 is turned on, the clutch 32 is turned on, and the brake solenoid valve 37 is turned on to set the brake 31. Cancel. Then, a low-speed hoisting and high-speed hoisting section of the winch 7 is determined based on the bucket moving amount (step C2), and the electromagnetic switching valve 40 is ON / OFF controlled to control the hoisting speed (steps C3 and C4). Whether or not the bucket 6 has reached the predetermined upper limit height is detected by the limit switch 41 (step C1), and when the bucket 6 has reached the predetermined upper limit height, the winding is stopped. Thereafter, a brake signal output height setting routine (calculation of free fall height setting of bucket) D shown below is executed.

【0031】D.ブレーキ信号出力高さの設定演算 バケット6停止後、手動操作で排土,巻上げを行なって
いる間に巻下げ工程で記憶した落下距離と時間の関係、
バケット落下最大速度及びワイヤ緩み量より以下の演算
にてブレーキ信号出力高さを求める。図8は、ブレーキ
信号出力高さの演算フローチャート、図9は落下距離と
時間の関係を示す。以下にその演算内容を説明する。
D. Calculation of the setting of the output height of the brake signal After the bucket 6 is stopped, the relationship between the falling distance and the time stored in the lowering process while the soil is being removed and raised by manual operation,
The brake signal output height is obtained from the maximum bucket falling speed and the wire slack amount by the following calculation. FIG. 8 is a flowchart for calculating the brake signal output height, and FIG. 9 shows the relationship between the falling distance and time. The details of the calculation will be described below.

【0032】(1).ワイヤ緩み量が許容範囲内にある
か否かを判断し(ステップD1 )、許容範囲内にある時
には、ブレーキ信号出力高さは変更しない。ワイヤ緩み
量が許容範囲内にない時は、更にワイヤ緩み量が過大で
あるか、過小であるかを判断し(ステップD2 )、その
判断結果に従って次の処理を行なう。
(1). It is determined whether or not the wire slackness is within an allowable range (step D1). If it is within the allowable range, the brake signal output height is not changed. If the wire slack is not within the allowable range, it is further determined whether the wire slack is excessively large or small (step D2), and the following processing is performed according to the result of the determination.

【0033】(2).ワイヤ緩み量が過大な時 ワイヤ緩み量をXw、ワイヤ緩み量の許容値をXa、落
下最大速度Vmax とすると、ブレーキ信号出力時間修正
量Δtは、 Δt=(Xw−Xa)/Vmax の式により求めることができる(ステップD3 )。
(2). When the wire slack amount is excessive, assuming that the wire slack amount is Xw, the allowable value of the wire slack amount is Xa, and the maximum drop speed Vmax, the brake signal output time correction amount Δt is represented by the following equation: Δt = (Xw−Xa) / Vmax Can be obtained (step D3).

【0034】図9に落下距離と時間の関係を示すよう
に、現状のブレーキ信号出力高さhboからその時間tbo
を求め、上記の演算で求めたブレーキ信号出力時間修正
量Δtを加えブレーキ信号出力時間tbnを求める。ブレ
ーキ信号出力時間tbnより図9の落下距離と時間の関係
図より新たなブレーキ信号出力高さhbnを設定する(ス
テップD5)。
As shown the relationship between the drop distance and time in FIG. 9, the time t bo from the current of the brake signal output height h bo
Is calculated, and the brake signal output time correction amount Δt obtained by the above calculation is added to obtain the brake signal output time t bn . Based on the brake signal output time t bn, a new brake signal output height h bn is set from the relationship diagram of drop distance and time in FIG. 9 (step D5).

【0035】(3).ワイヤ緩み量が過小な時 設定自由落下高さho、実際の落下高さha、ワイヤ緩
み量をXw、落下最大速度Vmax とすると、ブレーキ信
号出力タイミングの修正量Δtは、 Δt=(ho+Xw−ha)/Vmax の式により求めることができる(ステップD4 )。そし
て、上記(2)項の場合と同様にして、ステップD5 に
おいてブレーキ信号出力時間修正量よりブレーキ信号出
力高さhbnを設定する。
(3). When the wire slack amount is too small If the set free fall height ho, the actual drop height ha, the wire slack amount is Xw, and the maximum drop speed Vmax, the correction amount Δt of the brake signal output timing is Δt = (ho + Xw−ha ) / Vmax (step D4). Then, in the same manner as in the case of the above item (2), in step D5, the brake signal output height h bn is set from the brake signal output time correction amount.

【0036】なお、演算器22は、上記ウインチ7に対
する駆動制御の他、掘削孔の深さのチェックを行なって
いる。すなわち、演算器22は、予め設定器21に設定
されたケーシングチューブ9の長さと、グラブバケット
6の巻上げ開始からグラブバケット6の下端部がバケッ
ト検出器20を通過するまでのバケット上昇移動量とを
比較し、両者の値が等しくなると(グラブバケット6の
上昇移動量がケーシングチューブ長より長くなりそうに
なると)、警報信号を警報器23に送って警報を発し、
オペレータに深掘り状態になることを知らせる。従っ
て、掘削装置を停止させて掘削深さを計測する必要がな
く、オペレータの不注意による深堀を防止することがで
きる。
The arithmetic unit 22 checks the depth of the excavation hole in addition to the drive control for the winch 7. That is, the arithmetic unit 22 calculates the length of the casing tube 9 set in the setting unit 21 in advance, the amount of the bucket rising movement from the start of the hoisting of the grab bucket 6 to the lower end of the grab bucket 6 passing through the bucket detector 20. When the two values are equal (when the amount of upward movement of the grab bucket 6 is likely to be longer than the length of the casing tube), an alarm signal is sent to the alarm 23 to issue an alarm,
Notify the operator that he will be in a deep dig. Therefore, it is not necessary to stop the excavator to measure the excavation depth, and it is possible to prevent a deep excavation due to carelessness of the operator.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、未
熟なオペレータでも掘削機械を容易に操作でき、しか
も、作動油温の変化やブレーキの特性変化によるワイヤ
緩み量の変化を自動的に調整して常にバケット自由落下
掘削時のワイヤ緩み量を適切に維持して掘削サイクルを
繰返すことができるので、掘削機械の稼働率を向上させ
ることができる。
As described above in detail, according to the present invention, even an unskilled operator can easily operate the excavating machine, and furthermore, a change in the amount of wire looseness caused by a change in hydraulic oil temperature or a change in brake characteristics is automatically detected. The excavation cycle can be repeated while always maintaining the wire slack amount during the bucket free fall excavation appropriately, so that the operation rate of the excavation machine can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例に係わる掘削機械の制御装置
の構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram of a control device of an excavating machine according to an embodiment of the present invention.

【図2】掘削機械のウインチ駆動油圧回路図。FIG. 2 is a winch drive hydraulic circuit diagram of the excavating machine.

【図3】掘削サイクル説明図。FIG. 3 is an explanatory view of an excavation cycle.

【図4】巻下げ制御演算フローチャート。FIG. 4 is a flowchart of a lowering control calculation.

【図5】巻下げ制御演算フローチャート。FIG. 5 is a flowchart of a lowering control calculation.

【図6】ワイヤ巻上げ量演算フローチャート。FIG. 6 is a flowchart for calculating a wire winding amount.

【図7】ワイヤ巻上げ量演算説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram of calculation of a wire winding amount.

【図8】ブレーキ信号出力高さ設定演算フローチャー
ト。
FIG. 8 is a flowchart for calculating a brake signal output height.

【図9】ブレーキ信号出力高さ設定演算説明図。FIG. 9 is an explanatory diagram of a brake signal output height setting calculation.

【図10】従来の掘削機械の全体図。FIG. 10 is an overall view of a conventional excavating machine.

【図11】同掘削機械の掘削状況説明図。FIG. 11 is an explanatory view of the state of excavation of the excavating machine.

【図12】同掘削機械の掘削状況説明図。FIG. 12 is an explanatory diagram of a digging state of the digging machine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5…ワイヤロープ、6…グラブバケット、7…ウイン
チ、9…ケーシングチューブ、16…油圧モータ、17
…回転検出器、19…圧力検出器、20…バケット検出
器、21…設定器、22…演算器、31…ブレーキ、3
2…クラッチ、37…ブレーキ用電磁弁、38…クラッ
チ用電磁弁。
5: wire rope, 6: grab bucket, 7: winch, 9: casing tube, 16: hydraulic motor, 17
... Rotation detector, 19 ... Pressure detector, 20 ... Bucket detector, 21 ... Setting device, 22 ... Calculator, 31 ... Brake, 3
2 ... clutch, 37 ... solenoid valve for brake, 38 ... solenoid valve for clutch.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−198298(JP,A) 特開 平4−106227(JP,A) 実開 平2−125059(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E02F 3/47 E21B 44/00 Continuation of the front page (56) References JP-A-59-198298 (JP, A) JP-A-4-106227 (JP, A) JP-A-2-125059 (JP, U) (58) Fields studied (Int .Cl. 6 , DB name) E02F 3/47 E21B 44/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ウインチからブーム上の滑車を経て、垂
下したワイヤロープの下端部に掘削装置を取付け、同掘
削装置をケーシングチューブ内に落下させ、次いで持上
げることによりケーシングチューブ内の土砂を掘削およ
び排土する掘削機械において、上記ウインチの回転角を
検出する回転検出器と、上記ウインチを駆動する油圧モ
ータの圧力を検出する圧力検出器と、上記ケーシングチ
ューブ上端部での掘削装置の通過を検出する掘削装置通
過検出器と、上記掘削装置の落下高さ、ケーシングチュ
ーブ長等の掘削条件を設定する設定器と、上記各検出器
からの検出信号及び設定器の設定信号に基づいて演算
し、掘削装置の移動量、掘削装置着地時のワイヤロープ
緩み量、掘削装置の移動距離と時間の関係、掘削装置の
最大落下速度を求める手段と、この手段で求めたワイヤ
ロープの緩み量と掘削装置の最大落下速度及び掘削装置
の落下距離と時間の関係より掘削装置着地時のワイヤロ
ープ緩み量が適切になるようにブレーキ信号出力タイミ
ングを制御演算する手段と、上記掘削装置の移動量より
起動停止と移動速度とを制御演算する手段とを具備し、
上記制御演算手段の出力信号により上記ウインチを自動
制御して所定の掘削サイクルを行なうことを特徴とする
掘削機械の制御装置。
1. An excavator is attached to a lower end of a hanging wire rope from a winch via a pulley on a boom, the excavator is dropped into a casing tube, and then lifted to excavate earth and sand in the casing tube. And in the excavating machine for discharging, a rotation detector for detecting a rotation angle of the winch, a pressure detector for detecting a pressure of a hydraulic motor driving the winch, and a passage of a drilling device at an upper end portion of the casing tube. The excavator passing detector to be detected, a setter for setting excavation conditions such as the drop height of the excavator, the casing tube length, and the like, and a calculation based on a detection signal from each of the detectors and a setting signal of the setter. , The amount of excavator movement, the amount of wire rope slack when the excavator lands, the relationship between the excavator's travel distance and time, and the maximum drop speed of the excavator The brake signal output timing so that the wire rope slack amount at the time of the excavator landing becomes appropriate based on the relationship between the wire rope slack amount obtained by this means, the maximum drop speed of the excavator, and the fall distance and time of the excavator. Means for controlling and calculating, and means for controlling and calculating start and stop and moving speed from the moving amount of the excavator,
A control device for an excavating machine, wherein a predetermined excavation cycle is performed by automatically controlling the winch according to an output signal of the control operation means.
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