JP5752350B2 - Construction machine working method and construction machine - Google Patents

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JP5752350B2 JP2009252284A JP2009252284A JP5752350B2 JP 5752350 B2 JP5752350 B2 JP 5752350B2 JP 2009252284 A JP2009252284 A JP 2009252284A JP 2009252284 A JP2009252284 A JP 2009252284A JP 5752350 B2 JP5752350 B2 JP 5752350B2
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  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Description

本発明はオペレータが建設機械を操作しながら行なう作業方法に関する。   The present invention relates to an operation method performed by an operator while operating a construction machine.

一般的に、建設機械はオペレータが操縦することにより各種の作業を行なうように設計されている。建設機械を用いて行なう作業には、同じ動作を繰り返し行なう作業が多い。例えば、建設機械の一例としてショベルが行なう掘削・積込み動作は、バケットにより土を掘削して運搬車に積み込むという一連の動作の繰り返しである。そのようなショベルが行なう掘削・積込み動作は、オペレータがショベル運転室のレバーを操作して、バケット、アーム、ブーム、及びキャビンの旋回を操作することで行なわれる。   Generally, a construction machine is designed to perform various operations by being operated by an operator. Many of the operations performed using construction machines are the same operations repeated. For example, excavation / loading operation performed by an excavator as an example of a construction machine is a repetition of a series of operations of excavating soil with a bucket and loading it onto a transport vehicle. Excavation and loading operations performed by such shovels are performed by the operator operating the levers of the shovel cab and operating the bucket, arm, boom, and cabin swivel.

建設機械は内燃機械の動力や油圧等を用いて大きな力でアーム等を動かす作業が多く、オペレータが操縦を誤って意図しない動きを指令してしまった場合に、移動する部分が作業範囲内の物体と干渉して物体を損傷してしまうおそれがある。そこで、ショベルのバケット先端が干渉防止領域に侵入したときに、アームの移動を制限して干渉防止領域からバケットが退避する動作のみを行なうことができるようにした作業機の干渉防止装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。この干渉防止装置は、ショベルの先端の軌跡を座標系で規定してショベルの先端が干渉防止領域に侵入したことを判断することにより、ショベルの先端の移動を制限する。   Construction machines often use arm power, hydraulic pressure, etc. to move their arms, etc. with great force, and if the operator accidentally commands unintentional movement, the moving part is within the work range. There is a risk of damaging the object by interfering with the object. In view of this, there has been proposed an interference prevention device for a work machine that can perform only the operation of retracting the bucket from the interference prevention region by restricting the movement of the arm when the tip of the shovel bucket enters the interference prevention region. (For example, refer to Patent Document 1). This interference preventing device limits the movement of the tip of the shovel by determining the locus of the tip of the shovel in the coordinate system and determining that the tip of the shovel has entered the interference preventing area.

特開2004−27835号公報JP 2004-27835 A

上述のように干渉防止領域を設定することで、例えば熟練していないオペレータが建設機械を操縦した場合でも、操縦を誤って他の物体に作業部分を干渉させることを防止することができる。しかし、例えば、ショベル等のそれ自体が移動する建設機械では、移動することにより周囲の状況が変化するため、移動するたびに干渉防止領域を設定することが難しい。   By setting the interference prevention area as described above, for example, even when an unskilled operator steers the construction machine, it is possible to prevent the working part from interfering with another object by mistake in maneuvering. However, for example, in a construction machine that itself moves, such as an excavator, the surrounding situation changes due to movement, so it is difficult to set an interference prevention region each time it moves.

また、上述の干渉の問題とは別に、熟練していないオペレータが建設機械を操縦した場合、作業部分を目標の位置まで移動させることができないこともあり得る。例えば、上述のショベルが行なう掘削・積込み動作では、掘削の都度バケットを目標の掘削深さまで移動させる必要があるが、熟練していないオペレータが操縦した場合にはバケットが目標の掘削深さまで移動する前に次の動作に移行してしまうことがあり、作業効率が低下してしまうといった問題が生じることがある。   In addition to the interference problem described above, when an unskilled operator controls the construction machine, it may not be possible to move the work part to the target position. For example, in the excavation / loading operation performed by the excavator described above, it is necessary to move the bucket to the target excavation depth each time excavation is performed, but when an unskilled operator controls the bucket, the bucket moves to the target excavation depth. There may be a problem that the operation may be shifted to the next operation before, resulting in a decrease in work efficiency.

本発明の一実施態様によれば、オペレータによる操作レバーの操作によって、上部旋回体に配置されたブーム及び旋回を含む作業部分を動かす建設機械の作業方法であって、前記オペレータによる前記操作レバーの操作に応じて動作制御される前記作業部分により繰り返し実行される一連の作業を複数の動作区間に分け、動作区間毎に、実行すべき動作に対する動作目標値を設定し、各動作区間において、前記オペレータにより前記操作レバーの操作がされると、各関節に備える角度センサで検出された角度を用いて高さを含む現在の動作状態を表す現在値を算出し、前記動作目標値を達成したら、前記オペレータによる前記操作レバーの操作に応じた次の動作区間への移行を許可し、分けられた動作区間が全て終了すると、前記オペレータによる前記操作レバーの操作に応じた次のサイクルを繰り返すべく、最初の動作区間から再度実行することを特徴とする建設機械の作業方法が提供される。 According to one embodiment of the present invention, there is provided a working method for a construction machine that moves a work part including a boom and a swivel disposed on an upper swing body by an operation of an operation lever by an operator . series of operations is repeatedly performed by the working portion whose operation is controlled according to the operation divided into a plurality of operation sections for each operation period, and sets the operation target value for the operation to be performed in each operation period, the When the operation lever is operated by an operator, a current value representing a current operation state including a height is calculated using an angle detected by an angle sensor provided in each joint, and when the operation target value is achieved , When the operator by allowing the transition to the next operation period in response to operation of the operating lever, divided was operating section is completed, the operator To repeat the next cycle in accordance with the operation of the operation lever by construction machine working method characterized by performing again the first operation section is provided.

記建設機械は油圧ショベルであり、バケットの高さに対して前記動作目標値を設定し、バケットの高さを、ブーム、アーム、及びバケットの角度を検出する角度センサからの検出値に基づいて算出することとしてもよい。また、前記建設機械は作業部分を旋回させる旋回機構を有し、該旋回機構に設けられた角度センサによって旋回位置を検出することとしてもよい。 Before SL construction machine is a hydraulic excavator, and set the operation target value relative to the height of the bucket, based on the height of the bucket, boom, arm, and the detection value from the angle sensor for detecting an angle of the bucket It is good also as calculating. The construction machine may have a turning mechanism for turning the work portion, and the turning position may be detected by an angle sensor provided in the turning mechanism.

本発明の他の実施態様によれば、オペレータによる操作レバーの操作によって、上部旋回体に配置されたブーム及び旋回を含む作業要素を動かす建設機械であって、前記作業要素の動作を制御する制御装置と各関節に備える角度センサを有、前記制御装置は、前記オペレータによる前記操作レバーの操作に応じて動作制御される前記作業要素により繰り返し実行される一連の作業を複数の動作区間に分け、動作区間毎に、実行すべき動作に対する動作目標値を設定し、各動作区間において、前記オペレータにより前記操作レバーの操作がされると、前記角度センサで検出された角度を用いて高さを含む現在の動作状態を表す現在値を算出し、前記動作目標値を達成したら、前記オペレータによる前記操作レバーの操作に応じた次の動作区間への移行を許可し、分けられた動作区間が全て終了すると、前記オペレータによる前記操作レバーの操作に応じた次のサイクルを繰り返すべく、最初の動作区間から再度実行することを特徴とする建設機械が提供される According to another embodiment of the present invention, there is provided a construction machine for moving a work element including a boom and a swivel arranged on an upper swing body by an operation of an operation lever by an operator , wherein the control controls the operation of the work element. possess an angle sensor provided on the apparatus and each joint, the control device divides the series of operations is repeatedly performed by the working element whose operation is controlled in response to operation of the operating lever by the operator to a plurality of operation sections The operation target value for the operation to be executed is set for each operation section, and when the operation lever is operated by the operator in each operation section, the height is detected using the angle detected by the angle sensor. current calculates the current value representing the operating state, upon achieving the operation target value, the next operation period in response to operation of the operating lever by the operator, including Allow the migration, the divided was operating section is completed, in order to repeat the next cycle in accordance with operation of the operating lever by the operator, the construction machine and to execute again the first operation period Provided .

上述の発明によれば、各動作区間で必ず達成しなければならない動作を確実に実行させることができる。したがって、熟練していないオペレータが建設機械を操縦したとしても、各動作区間における動作を完全に実行しないまま次の動作区間に移行することが防止される。   According to the above-described invention, it is possible to reliably execute an operation that must be achieved in each operation section. Therefore, even if an unskilled operator controls the construction machine, it is possible to prevent the movement to the next operation section without completely executing the operation in each operation section.

油圧ショベルの側面図である。It is a side view of a hydraulic excavator. 油圧ショベルの動作を規定するパラメータを示す図である。It is a figure which shows the parameter which prescribes | regulates operation | movement of a hydraulic shovel. 掘削・積込み動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating excavation and loading operation. 本発明の一実施形態による建設機械で行なう作業方法のフローチャートである。It is a flowchart of the working method performed with the construction machine by one Embodiment of this invention. 初期状態設定処理のフローチャートである。It is a flowchart of an initial state setting process. 掘削動作区間での動作終了判定処理のフローチャートである。It is a flowchart of the operation | movement completion determination process in an excavation operation area. ブーム上げ旋回動作区間での動作終了判定処理のフローチャートである。It is a flowchart of the operation | movement completion determination process in a boom raising turning operation area. ダンプ動作区間での動作終了判定処理のフローチャートである。It is a flowchart of the operation | movement completion determination process in a dump operation area. ブーム下げ旋回動作区間での動作終了判定処理のフローチャートである。It is a flowchart of the operation | movement completion determination process in a boom lowering turning operation area.

本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、本発明による作業方法を行なう建設機械の一例として油圧ショベルについて説明する。なお、本発明による作業方法が適用される建設機械は、油圧ショベルに限定されるものではない。   First, a hydraulic excavator will be described as an example of a construction machine that performs a working method according to the present invention. The construction machine to which the working method according to the present invention is applied is not limited to a hydraulic excavator.

図1は油圧ショベルの側面図である。油圧ショベルの下部走行体1には、旋回機構2を介して上部旋回体3が搭載されている。上部旋回体3からブーム4が延在し、ブーム4の先端にアーム5が接続される。さらに、アーム5の先端にバケット6が接続される。ブーム4、アーム5及びバケット6は、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9によりそれぞれ油圧駆動される。また、上部旋回体3には、運転室としてのキャビン10及び動力源としてのエンジン(図示せず)が搭載される。また、上部旋回体3には油圧ショベルの各部の動作を制御する制御部として制御装置20が搭載される。制御装置20はマイクロコンピュータ及びメモリ等で構成される装置である。   FIG. 1 is a side view of a hydraulic excavator. An upper swing body 3 is mounted on the lower traveling body 1 of the hydraulic excavator via a swing mechanism 2. A boom 4 extends from the upper swing body 3, and an arm 5 is connected to the tip of the boom 4. Further, the bucket 6 is connected to the tip of the arm 5. The boom 4, the arm 5, and the bucket 6 are hydraulically driven by a boom cylinder 7, an arm cylinder 8, and a bucket cylinder 9, respectively. The upper swing body 3 is mounted with a cabin 10 as a cab and an engine (not shown) as a power source. The upper swing body 3 is equipped with a control device 20 as a control unit that controls the operation of each part of the hydraulic excavator. The control device 20 is a device composed of a microcomputer and a memory.

ブーム4は上部旋回体3に対して上下に旋回可能に支持されており、旋回支持部(関節)にブーム角度センサ(図示せず)が取り付けられている。ブーム角度センサは周知の角度検出器であればどのようなものでもかまわないが、安価なロータリエンコーダを用いることが好ましい。ブーム角度センサによりブーム角θ1を検出することができる。ブーム角θ1は水平方向からのブーム4の傾き角度である。なお、ブーム角θ1は、図2における反時計方向(ブームが開く方向)を正とする。   The boom 4 is supported so as to be able to turn up and down with respect to the upper swing body 3, and a boom angle sensor (not shown) is attached to the swing support portion (joint). The boom angle sensor may be any known angle detector, but an inexpensive rotary encoder is preferably used. The boom angle θ1 can be detected by the boom angle sensor. The boom angle θ1 is an inclination angle of the boom 4 from the horizontal direction. Note that the boom angle θ1 is positive in the counterclockwise direction (the direction in which the boom opens) in FIG.

アーム5はブーム4の先端に旋回可能に支持されており、旋回支持部(関節)にアーム角度センサ(図示せず)が取り付けられている。アーム角度センサは周知の角度検出器であればどのようなものでもかまわないが、安価なロータリエンコーダを用いることが好ましい。アーム角度センサにより後述のアーム角θ2を検出することができる。アーム角θ2は水平方向からのアーム5の傾き角度である。なお、なお、アーム角θ2は、図2における反時計方向(アームが開く方向)を正とする。   The arm 5 is supported at the tip of the boom 4 so as to be able to turn, and an arm angle sensor (not shown) is attached to the turning support portion (joint). The arm angle sensor may be any known angle detector, but an inexpensive rotary encoder is preferably used. The arm angle θ2, which will be described later, can be detected by the arm angle sensor. The arm angle θ2 is an inclination angle of the arm 5 from the horizontal direction. Note that the arm angle θ2 is positive in the counterclockwise direction (the direction in which the arm opens) in FIG.

バケット6はアーム5の先端に旋回可能に支持されており、旋回支持部(関節)にバケット角度センサ(図示せず)が取り付けられている。バケット角度センサは周知の角度検出器であればどのようなものでもかまわないが、安価なロータリエンコーダを用いることが好ましい。バケット角度センサにより後述のバケット角θ3を検出することができる。バケット角θ3はアーム5に対するバケット6の傾き角度である。なお、バケット角θ3は、図2における反半時計方向(バケットが開く方向)を正とする。   The bucket 6 is supported at the tip of the arm 5 so as to be able to turn, and a bucket angle sensor (not shown) is attached to the turning support portion (joint). The bucket angle sensor may be any known angle detector, but it is preferable to use an inexpensive rotary encoder. A bucket angle θ3 described later can be detected by the bucket angle sensor. Bucket angle θ <b> 3 is an inclination angle of bucket 6 with respect to arm 5. The bucket angle θ3 is positive in the counterclockwise direction (the direction in which the bucket opens) in FIG.

上部旋回体3を旋回させる旋回機構2には、旋回角度センサ(図示せず)が設けられている。旋回角度センサは周知の角度検出器であればどのようなものでもかまわないが、安価なロータリエンコーダを用いることが好ましい。旋回角度センサにより、後述の旋回角θ4を検出することができる。旋回角θ4は上部旋回体3が正面を向いた位置からの角度である。   The turning mechanism 2 for turning the upper turning body 3 is provided with a turning angle sensor (not shown). The turning angle sensor may be any known angle detector, but it is preferable to use an inexpensive rotary encoder. A turning angle θ4 described later can be detected by the turning angle sensor. The turning angle θ4 is an angle from the position where the upper turning body 3 faces the front.

ブーム4,アーム5,バケット6の位置は、上述のブーム角θ1、アーム角θ2、バケット角θ3及び旋回角θ4をパラメータとして演算により求めることができる。図2はブーム角θ1、アーム角θ2、バケット角θ3及び旋回角θ4を示す図である。図2において、地面からブーム4の旋回支持部までの高さH1は既知の一定の値である。また、ブーム4の旋回支持部からアーム5の旋回支持部までの距離L1も既知の一定の値である。さらに、アーム5の旋回支持部からバケット6の旋回支持部までの距離L2も既知の一定の値である。また、バケット6の厚みT1も既知の一定の値である。したがって、地面からバケット6までの高さHBは以下の式に各パラメータ(θ1〜θ3)の値を入れて演算することで容易に求めることができる。   The positions of the boom 4, the arm 5 and the bucket 6 can be obtained by calculation using the boom angle θ1, the arm angle θ2, the bucket angle θ3, and the turning angle θ4 as parameters. FIG. 2 is a diagram showing the boom angle θ1, the arm angle θ2, the bucket angle θ3, and the turning angle θ4. In FIG. 2, the height H1 from the ground to the turning support portion of the boom 4 is a known constant value. The distance L1 from the turning support portion of the boom 4 to the turning support portion of the arm 5 is also a known constant value. Furthermore, the distance L2 from the turning support portion of the arm 5 to the turning support portion of the bucket 6 is also a known constant value. The thickness T1 of the bucket 6 is also a known constant value. Therefore, the height HB from the ground to the bucket 6 can be easily obtained by calculating the values of the parameters (θ1 to θ3) in the following formula.

HB=H1+L1・sinθ1+L2・sinθ2−T1
また、バケット6の先端の高さDBは以下の式で求めることができる。
HB = H1 + L1 · sin θ1 + L2 · sin θ2−T1
Further, the height DB of the tip of the bucket 6 can be obtained by the following equation.

DB=H1+L1・sinθ1+L2・sinθ2+L3・sin(θ2+θ3)
また、バケット6の旋回方向の位置は、旋回機構2に設けられた旋回角度センサで検出した旋回角θ4で表される。
DB = H1 + L1 · sin θ1 + L2 · sin θ2 + L3 · sin (θ2 + θ3)
The position of the bucket 6 in the turning direction is represented by a turning angle θ4 detected by a turning angle sensor provided in the turning mechanism 2.

次に、油圧ショベルを用いて行なう作業の一例について説明する。油圧ショベルを用いて行なう動作の代表的なものとして、掘削・積込み動作がある。掘削・積込み動作は、掘削動作と積込み動作を含む一連の動作であり、バケットで土を掘ってすくい上げ、ダンプカーの荷台等の所定の場所に排土する作業である。掘削・積込み動作については、社団法人日本建設機械化協会規格(JCMAS)において詳細に規定されている。   Next, an example of work performed using a hydraulic excavator will be described. A typical operation performed using a hydraulic excavator is excavation / loading operation. The excavation / loading operation is a series of operations including an excavation operation and a loading operation. The excavation / loading operation is an operation of excavating and scooping up soil with a bucket and discharging the soil to a predetermined place such as a dump truck bed. Excavation and loading operations are stipulated in detail in the Japan Construction Mechanization Association Standard (JCMAS).

掘削・積込み動作について、図3を参照しながらさらに詳しく説明する。まず、図3(a)に示すように、上部旋回体3を旋回してバケット6が掘削位置の上方に位置している状態で、且つ、アーム5が開きバケット6も開いた状態で、オペレータはブーム4を下げ、バケット6の先端が目標の掘削深さDとなるようにバケット6を下降させる。通常、旋回及びブーム下げは、オペレータが操作し、目視でバケット6の位置を確認する。また、上部旋回体3の旋回と、ブーム4の下げは同時に行なうことが一般的である。以上の動作をブーム下げ旋回動作と称し、この動作区間をブーム下げ旋回動作区間と称する。   Excavation / loading operation will be described in more detail with reference to FIG. First, as shown in FIG. 3A, in the state where the upper swing body 3 is turned and the bucket 6 is positioned above the excavation position, and the arm 5 is opened and the bucket 6 is also opened, the operator Lowers the boom 4 and lowers the bucket 6 so that the tip of the bucket 6 reaches the target excavation depth D. Usually, turning and boom lowering are operated by an operator, and the position of the bucket 6 is visually confirmed. Further, the turning of the upper swing body 3 and the lowering of the boom 4 are generally performed simultaneously. The above operation is referred to as a boom lowering / turning operation, and this operation section is referred to as a boom lowering / turning operation section.

オペレータがバケット6の先端が目標の掘削深さDに到達したと判断したら、次に、図3(b)に示すように水平引き動作に移る。水平引き動作では、バケット6の先端がほぼ水平に移動するように、アーム5が地面に対して垂直になるまでアーム5を閉じる。この水平引き動作により、所定の深さの土が掘削されバケット6でかき寄せられる。水平引き動作が完了したら、次に、図3(c)に示すように、アーム5に対して90度になるまでバケット6を閉じる。すなわち、バケット6の上縁が水平となるまでバケット6を閉じ、かき集めた土をバケット6内に収容する。以上の動作を掘削動作と称し、この動作区間を掘削動作区間と称する。   If the operator determines that the tip of the bucket 6 has reached the target excavation depth D, then the process moves to a horizontal pulling operation as shown in FIG. In the horizontal pulling operation, the arm 5 is closed until the arm 5 is perpendicular to the ground so that the tip of the bucket 6 moves substantially horizontally. By this horizontal pulling operation, soil having a predetermined depth is excavated and scraped by the bucket 6. When the horizontal pulling operation is completed, the bucket 6 is then closed until it reaches 90 degrees with respect to the arm 5 as shown in FIG. That is, the bucket 6 is closed until the upper edge of the bucket 6 becomes horizontal, and the collected soil is accommodated in the bucket 6. The above operation is called excavation operation, and this operation section is called excavation operation section.

オペレータは、バケット6が90度になるまで閉じたと判断したら、次に、図3(d)に示すように、バケット6を閉じたままバケット6の底部が所定の高さHとなるまでブーム4を上げる。これに続いて、あるいは同時に、上部旋回体3を旋回して排土する位置までバケット6を旋回移動する。以上の動作をブーム上げ旋回動作と称し、この動作区間をブーム上げ旋回動作区間と称する。   If the operator determines that the bucket 6 is closed until 90 degrees, then the boom 4 is kept until the bottom of the bucket 6 reaches a predetermined height H with the bucket 6 closed as shown in FIG. Raise. Subsequent to or simultaneously with this, the bucket 6 is swung to a position where the upper swivel body 3 is swung to discharge the earth. The above operation is referred to as a boom raising and turning operation, and this operation section is referred to as a boom raising and turning operation section.

なお、バケット6の底部が所定の高さHとなるまでブーム4を上げるのは、例えば、ダンプカーの荷台に排土する際にはバケット6を荷台の高さより高く持ち上げないとバケット6が荷台にぶつかってしまうためである。例えば熟練していないオペレータが操縦していた場合、バケット6を所定の高さHまで持ち上げないまま旋回するおそれがある。そのような場合には、バケット6をダンプカーの荷台にぶつけてしまうおそれがある。   The boom 4 is raised until the bottom of the bucket 6 reaches a predetermined height H. For example, when the earth is dumped to the loading platform of the dump truck, the bucket 6 becomes the loading platform unless the bucket 6 is lifted higher than the loading platform. This is because they collide. For example, when an unskilled operator is maneuvering, there is a risk of turning without lifting the bucket 6 to a predetermined height H. In such a case, there is a risk of hitting the bucket 6 against the loading platform of the dump truck.

オペレータは、ブーム上げ旋回動作が完了したと判断したら、次に、図3(e)に示すようにアーム5及びバケット6を開いて、バケット6内の土を排出する。この動作をダンプ動作と称し、この動作区間をダンプ動作区間と称する。ダンプ動作では、バケット6のみを開いて排土してもよい。   When the operator determines that the boom raising and turning operation is completed, the operator then opens the arm 5 and the bucket 6 as shown in FIG. 3 (e) and discharges the soil in the bucket 6. This operation is called a dump operation, and this operation section is called a dump operation section. In the dumping operation, only the bucket 6 may be opened and discharged.

オペレータは、ダンプ動作が完了したと判断したら、次に、図3(f)に示すように、上部旋回体3を旋回してバケット6を掘削位置の真上に移動させる。このとき、旋回と同時にブーム4を下げてバケット6を掘削開始位置まで下降させる。この動作は図3(a)にて説明したブーム下げ旋回動作の一部である。オペレータは、図3(a)に示すようにバケット6を掘削開始位置から目標の掘削深さDまで下降させ、再び図3(b)に示す掘削動作を行なう。   When the operator determines that the dumping operation is completed, the operator then turns the upper swing body 3 to move the bucket 6 directly above the excavation position as shown in FIG. At this time, the boom 4 is lowered simultaneously with the turning to lower the bucket 6 to the excavation start position. This operation is a part of the boom lowering turning operation described with reference to FIG. As shown in FIG. 3A, the operator lowers the bucket 6 from the excavation start position to the target excavation depth D, and performs the excavation operation shown in FIG. 3B again.

以上の「ブーム下げ旋回動作」、「掘削動作」、「ブーム上げ旋回動作」、「ダンプ動作」、「ブーム下げ旋回動作」を一サイクルとしてこのサイクルを繰り返し行いながら、掘削・積込みを進めていく。各動作が完了したか否か、すなわち各動作区間においてなすべき動作が終了したか否かはオペレータの判断によるものであり、オペレータが判断を誤った場合などは、一つの動作区間が完了しないのに、次の動作区間に移行してしまうおそれがある。そのような場合は、完了しなかった動作区間をやり直すことで作業効率が低下するばかりでなく、例えば、バケット6をダンプカーの荷台にぶつけて損傷するといった問題を引き起こす可能性がある。   The above “boom lowering turning operation”, “excavation operation”, “boom raising turning operation”, “dump operation”, “boom lowering turning operation” are repeated as one cycle, and excavation / loading is advanced. . Whether or not each operation is completed, that is, whether or not the operation to be performed in each operation section is completed depends on the judgment of the operator. If the operator makes a mistake, one operation section is not completed. In addition, there is a risk of shifting to the next operation section. In such a case, it is possible not only to reduce the work efficiency by redoing the operation section that has not been completed, but also to cause a problem that, for example, the bucket 6 hits the dump truck's loading platform and is damaged.

そこで、本発明の一実施形態による作業方法では、上述の各動作区間において動作目標値を定め、動作目標値をクリアしなければ次の動作区間に進めないようにしている。例えば、図3(a)に示すブーム下げ旋回動作区間では、掘削深さの目標値を設定し、バケット6の位置が目標値に達しないと次の掘削動作区間に進むことができないように動作を制限する。   Therefore, in the working method according to an embodiment of the present invention, an operation target value is determined in each of the above-described operation sections, and the operation cannot proceed to the next operation section unless the operation target value is cleared. For example, in the boom lowering swivel operation section shown in FIG. 3A, the target value of the excavation depth is set, and the operation is performed so that the next excavation operation section cannot be performed unless the position of the bucket 6 reaches the target value. Limit.

ここで、本発明の一実施形態による作業方法について、図4のフローチャートを参照しながら説明する。図4は本発明の一実施形態による建設機械で行なう作業方法のフローチャートである。図4に示す作業方法は、建設機械として上述の油圧ショベルを用い、上述の掘削・積込み動作を行なうものである。   Here, a working method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 4 is a flowchart of an operation method performed by the construction machine according to the embodiment of the present invention. The working method shown in FIG. 4 uses the above-described hydraulic excavator as a construction machine and performs the above-described excavation / loading operation.

掘削・積込み動作を開始するには、オペレータは、まず、行なうべき作業動作(この場合、掘削・積込み動作)を選択する。本実施形態による作業方法を実行する油圧ショベルには、油圧ショベルで行なう作業動作の基本動作が設定されており、各動作区間での動作目標値が設定できるようになっている。そこで、オペレータは各動作区間での動作目標値を油圧ショベルの制御装置20に入力する。動作目標値は、各動作区間で予め決定される設定値であり、本実施形態において、ブーム下げ旋回動作区間では、動作目標値はこれから掘削しようとする掘削深さDである。また、掘削動作区間での動作目標値はアーム角θ2の値(例えば−90度)及びバケット角θ3の値(例えば−90度)である。ブーム上げ旋回動作区間での動作目標値は地面からバケット6までの高さHBである。ダンプ動作区間での動作目標値は、バケット角θ3の値(例えば0度)である。以上の各動作区間における動作目標値は、その動作区間で達成しなければならない動作が完了したか否かを判断するための設定値であり、上述の設定値に限定されるものではない。   To start the excavation / loading operation, the operator first selects a work operation to be performed (in this case, excavation / loading operation). In the hydraulic excavator that executes the work method according to the present embodiment, the basic operation of the work operation performed by the hydraulic excavator is set, and the operation target value in each operation section can be set. Therefore, the operator inputs the operation target value in each operation section to the control device 20 of the hydraulic excavator. The operation target value is a set value determined in advance in each operation section. In the present embodiment, the operation target value is the excavation depth D to be excavated in the boom lowering / turning operation section. In addition, the operation target value in the excavation operation section is the value of the arm angle θ2 (for example, −90 degrees) and the value of the bucket angle θ3 (for example, −90 degrees). The operation target value in the boom raising and turning operation section is the height HB from the ground to the bucket 6. The operation target value in the dump operation section is a value (for example, 0 degree) of the bucket angle θ3. The operation target value in each operation section described above is a set value for determining whether or not an operation that must be achieved in the operation section is completed, and is not limited to the above-described set value.

動作目標値の設定が終了したら、ステップS1において、オペレータは油圧ショベルを操縦して、掘削・積込み動作を開始するための初期状態に設定し、初期状態設定が終了したか否かを判定する。   When the setting of the operation target value is completed, in step S1, the operator operates the hydraulic excavator to set an initial state for starting the excavation / loading operation, and determines whether or not the initial state setting has been completed.

図5は初期状態設定処理のフローチャートである。初期状態設定処理が開始されると、まず、ステップS15において、油圧ショベルの制御装置20は現在の掘削深さを算出する。そして、ステップS16において、制御装置20はバケット6の先端が掘削開始深さに到達したか否かを判定する。ステップS16において、バケット6の先端が掘削開始深さに到達していないと判定されると、ブーム下げ旋回動作が完了していないと判定され、処理はステップS17に進む。ステップS17では、制御装置20はブーム下げ旋回動作の終了を許可しない処理を行なう。ステップS17の処理の後、処理はステップS15からステップ16に戻り、制御装置20は再びバケット6の先端が掘削開始深さに到達したか否かを判定してブーム下げ旋回動作が完了したか否かを判定する。   FIG. 5 is a flowchart of the initial state setting process. When the initial state setting process is started, first, in step S15, the excavator control device 20 calculates the current excavation depth. In step S16, the control device 20 determines whether or not the tip of the bucket 6 has reached the excavation start depth. If it is determined in step S16 that the tip of the bucket 6 has not reached the excavation start depth, it is determined that the boom lowering turning operation has not been completed, and the process proceeds to step S17. In step S17, the control device 20 performs a process that does not permit the end of the boom lowering turning operation. After the process of step S17, the process returns from step S15 to step 16, and the control device 20 determines again whether or not the tip of the bucket 6 has reached the excavation start depth, and whether or not the boom lowering turning operation has been completed. Determine whether.

一方、ステップS16において、バケット6の先端が掘削開始深さに到達したと判定されると、ブーム下げ旋回動作が完了したと判定され、処理はステップS18に進む。ステップS18では、制御装置20はブーム下げ旋回動作の終了を許可する。これにより、オペレータは、操縦レバーを操作してブーム4を下げ、掘削動作を開始することができる。   On the other hand, if it is determined in step S16 that the tip of the bucket 6 has reached the excavation start depth, it is determined that the boom lowering turning operation has been completed, and the process proceeds to step S18. In step S18, the control device 20 permits the end of the boom lowering turning operation. As a result, the operator can operate the control lever to lower the boom 4 and start the excavation operation.

以上のように、オペレータは、バケット6を掘削開始位置に移動してからバケット6を掘削深さまで下降させる。このときの掘削深さは上述の動作目標値である。そして、オペレータはアーム5及びバケット6を操作して掘削動作を行なう。掘削動作を行なっている間は掘削動作区間である。   As described above, the operator moves the bucket 6 to the excavation start position and then lowers the bucket 6 to the excavation depth. The excavation depth at this time is the above-described operation target value. The operator operates the arm 5 and the bucket 6 to perform excavation. During the excavation operation, it is an excavation operation section.

図4に戻り説明を続ける。掘削動作区間が開始されると、ステップS2において、油圧ショベルの制御装置20は掘削動作区間が終了したか否かを判定する。この判定は上述の動作目標値に基づいて行なわれる。すなわち、掘削動作区間では、油圧ショベルの制御装置20はアーム角θ2及びバケット角θ3と動作目標値とを比較しており、アーム角θ2及びバケット角θ3の両方がそれぞれの動作目標値に到達したか否かを判定する。   Returning to FIG. When the excavation operation section starts, in step S2, the excavator control device 20 determines whether or not the excavation operation section has ended. This determination is made based on the above-described operation target value. That is, in the excavation operation section, the hydraulic excavator control device 20 compares the arm angle θ2 and the bucket angle θ3 with the operation target values, and both the arm angle θ2 and the bucket angle θ3 reach the respective operation target values. It is determined whether or not.

ステップS2においてアーム角θ2及びバケット角θ3がそれぞれの動作目標値に到達していないと判定されると、掘削動作区間は未だ終了していないと判定し、処理はステップS3に進む。ステップS3では、制御装置20はブーム上げ旋回動作区間に移行することを許可しない制御処理を行なう。すなわち、ステップS3において、制御装置20は、ブーム4を上げる動作及び上部旋回体3を旋回する動作の実行を禁止する。したがって、オペレータはブーム4を上げるように操縦レバーを操作してもブーム4は上がらなく、また、上部旋回体3を旋回するように操作レバーを操作しても、上部旋回体3は旋回しない。これにより、オペレータは未だ掘削動作区間が終了していないことを認識し、掘削動作を続けて行なう。ステップS3の処理が終了したら、処理はステップS2に戻り、再び、掘削動作区間が終了したか否かを判定する。   If it is determined in step S2 that the arm angle θ2 and the bucket angle θ3 have not reached the respective operation target values, it is determined that the excavation operation section has not ended yet, and the process proceeds to step S3. In step S3, the control device 20 performs a control process that does not permit the transition to the boom raising and turning operation section. That is, in step S <b> 3, the control device 20 prohibits execution of the operation of raising the boom 4 and the operation of turning the upper swing body 3. Therefore, even if the operator operates the control lever to raise the boom 4, the boom 4 does not rise, and even if the operation lever is operated so as to turn the upper swing body 3, the upper swing body 3 does not swing. Thereby, the operator recognizes that the excavation operation section has not ended yet and continues the excavation operation. When the process of step S3 ends, the process returns to step S2, and again determines whether or not the excavation operation section has ended.

一方、ステップS2においてアーム角θ2及びバケット角θ3がそれぞれの動作目標値に到達したと判定されると、掘削動作区間が終了したと判定し、処理はステップS4に進む。ステップS4では、ブーム上げ旋回動作区間に移行することを許可する。すなわち、ステップS3において、制御装置20は、ブーム4を上げる動作及び上部旋回体3を旋回する動作の実行を許可する。したがって、オペレータがブーム4を上げるように操縦レバーを操作すれば操作のとおりにブーム4は上がり、また、上部旋回体3を旋回するように操作レバーを操作すれば、操作のとおりに上部旋回体3は旋回する。これにより、オペレータは操作レバーを操作してブーム上げ旋回動作を行なうことができる。   On the other hand, if it is determined in step S2 that the arm angle θ2 and the bucket angle θ3 have reached the respective operation target values, it is determined that the excavation operation section has ended, and the process proceeds to step S4. In step S4, it is permitted to shift to the boom raising and turning operation section. That is, in step S <b> 3, the control device 20 permits execution of the operation of raising the boom 4 and the operation of turning the upper swing body 3. Therefore, if the operator operates the control lever to raise the boom 4, the boom 4 is raised as operated, and if the operation lever is operated so as to turn the upper swing body 3, the upper swing body is operated as operated. 3 turns. Thereby, the operator can operate the operation lever to perform the boom raising and turning operation.

以上のステップS2〜S4までの処理が掘削動作区間での動作終了判定処理である。この切削動作区間での動作終了判定処理について、図5を参照しながらさらに詳細に説明する。図6は掘削動作区間での動作終了判定処理のフローチャートである。   The process from the above steps S2 to S4 is the operation end determination process in the excavation operation section. The operation end determination process in this cutting operation section will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart of the operation end determination process in the excavation operation section.

掘削動作区間に入ると、ステップS21において、油圧ショベルの制御装置20は現在のバケット6による掘削深さを演算により求める。そして、ステップS22において、制御装置20はアーム角θ2が−90度なったか否かを判定する。アーム角θ2が−90度になるということは、アーム5が地面に対して垂直になることである。バケット6の水平引き動作はアーム5が垂直になった時点で終了すると規定する。   When the excavation operation section is entered, in step S21, the excavator control device 20 obtains the current excavation depth by the bucket 6 by calculation. In step S22, the control device 20 determines whether or not the arm angle θ2 is −90 degrees. The arm angle θ2 being −90 degrees means that the arm 5 is perpendicular to the ground. The horizontal pulling operation of the bucket 6 is defined to end when the arm 5 becomes vertical.

ステップS22において、アーム角θ2が−90度になっていないと判定されると、水平引き動作が完了していないと判定され、処理はステップS23に進む。ステップS23では、制御装置20はバケット掘削を許可しない処理を行なう。バケット掘削とは、バケット6をアーム5に対して−90度になるように閉じて土をバケット6ですくい上げることである。ステップS23の処理の後、処理はステップS22に戻り、制御装置20は再び水平引き動作が完了したか否かを判定する。   If it is determined in step S22 that the arm angle θ2 is not −90 degrees, it is determined that the leveling operation has not been completed, and the process proceeds to step S23. In step S23, the control device 20 performs processing that does not permit bucket excavation. Bucket excavation means that the bucket 6 is closed to −90 degrees with respect to the arm 5 and the soil is scooped up by the bucket 6. After the process of step S23, the process returns to step S22, and the control device 20 determines again whether or not the leveling operation has been completed.

一方、ステップS22において、アーム角θ2が−90度になったと判定されると、水平引き動作が完了したと判定され、処理はステップS25に進む。ステップS25では、制御装置20はバケット掘削を許可する。これにより、オペレータは、操縦レバーを操作してバケット6を閉じることができる。   On the other hand, if it is determined in step S22 that the arm angle θ2 has reached −90 degrees, it is determined that the horizontal pulling operation has been completed, and the process proceeds to step S25. In step S25, the control device 20 permits bucket excavation. Thereby, the operator can close the bucket 6 by operating the control lever.

バケット6を閉じる動作が行なわれると、ステップS25において、制御装置20はバケット角θ3が−90度になったか否かを判定する。バケット角θ3が−90度になることは、バケット6の上縁が水平になるまでバケット6が閉じられたことであり、バケット6土をすくい上げた状態となったことである。したがって、この時点でバケット掘削が終了したと判定することができる。   When the operation of closing the bucket 6 is performed, in step S25, the control device 20 determines whether or not the bucket angle θ3 has become −90 degrees. The bucket angle θ3 being −90 degrees means that the bucket 6 is closed until the upper edge of the bucket 6 becomes horizontal, and that the bucket 6 soil has been scooped up. Therefore, it can be determined that the bucket excavation is completed at this point.

ステップS25において、バケット角θ3が−90度になっておらずバケット掘削が完了していないと判定されると、処理はステップS26に進む。ステップS26では、制御装置20はブーム上げ旋回動作を許可しない処理を行なう。すなわち、ステップS26では、ブーム4を上げる動作と、上部旋回体3を旋回する動作を行なうことができないように制御処理が行なわれる。この制御処理が行なわれると、オペレータが操作レバーを操作してブーム4を上げようとしても、ブーム4は動作しない。また、オペレータが操作レバーを操作して上部旋回体3を旋回させようとしても、上部旋回体は旋回しない。これにより、オペレータは未だバケット掘削が完了していないことを認識し、引き続きバケット6を閉じるように操作する。ステップS26の処理の後、処理はステップS25に戻り、制御装置20は再びバケット掘削が完了したか否かを判定する。   If it is determined in step S25 that the bucket angle θ3 is not −90 degrees and the bucket excavation is not completed, the process proceeds to step S26. In step S26, the control device 20 performs a process not permitting the boom raising turning operation. That is, in step S26, control processing is performed so that the operation of raising the boom 4 and the operation of turning the upper swing body 3 cannot be performed. When this control process is performed, even if the operator operates the operation lever to raise the boom 4, the boom 4 does not operate. Further, even if the operator operates the operation lever to turn the upper swing body 3, the upper swing body does not swing. As a result, the operator recognizes that the bucket excavation has not yet been completed, and continues the operation to close the bucket 6. After the process of step S26, the process returns to step S25, and the control device 20 determines again whether or not the bucket excavation has been completed.

一方、ステップS25において、バケット角θ3が−90度になってバケット掘削が完了したと判定されると、処理はステップS27に進む。ステップS27では、制御装置20はブーム上げ旋回動作を許可する処理を行なう。これにより、オペレータは操作レバーを操作してブーム4を上げて上部旋回体3を旋回させることができる。すなわち、ブーム上げ旋回動作区間へ移行することができる。   On the other hand, when it is determined in step S25 that the bucket angle θ3 is −90 degrees and the bucket excavation is completed, the process proceeds to step S27. In step S27, the control device 20 performs a process of permitting the boom raising turning operation. Accordingly, the operator can operate the operation lever to raise the boom 4 and turn the upper swing body 3. That is, it is possible to shift to the boom raising and turning operation section.

以上の処理が図4のステップS2〜S4までの処理(掘削動作区間での処理)に相当する。ステップS4において、ブーム上げ旋回動作が許可されると、続いて、ステップS5において、油圧ショベルの制御装置20はブーム上げ旋回動作区間が終了したか否かを判定する。この判定は上述の動作目標値に基づいて行なわれる。すなわち、ブーム上げ旋回動作区間では、油圧ショベルの制御装置20はバケット6の高さHBと動作目標値とを比較しており、バケット6の高さHBが動作目標値に到達したか否かを判定する。   The above processing corresponds to the processing from step S2 to step S4 in FIG. 4 (processing in the excavation operation section). If the boom raising and turning operation is permitted in step S4, then in step S5, the control device 20 of the hydraulic excavator determines whether or not the boom raising and turning operation section has ended. This determination is made based on the above-described operation target value. That is, in the boom raising and turning operation section, the control device 20 of the hydraulic excavator compares the height HB of the bucket 6 with the operation target value, and determines whether the height HB of the bucket 6 has reached the operation target value. judge.

ステップS5においてバケット6の高さHBが動作目標値に到達していないと判定されると、ブーム上げ旋回動作区間は未だ終了していないと判定し、処理はステップS6に進む。ステップS6では、制御装置20はダンプ動作区間に移行することを許可しない制御処理を行なう。すなわち、ステップS6において、制御装置20は、バケット6及びアーム5を開く動作の実行を禁止する。したがって、オペレータがバケット6を開くように操縦レバーを操作してもバケット6は開かなく、また、アーム5を開くように操作レバーを操作しても、アーム5は開かない。これにより、オペレータは未だブーム上げ旋回動作区間が終了していないことを認識し、ブーム上げ旋回動作を続けて行なう。ステップS6の処理が終了したら、処理はステップS5に戻り、再びブーム上げ旋回動作が終了したか否かを判定する。   If it is determined in step S5 that the height HB of the bucket 6 has not reached the operation target value, it is determined that the boom raising and turning operation section has not yet ended, and the process proceeds to step S6. In step S6, the control device 20 performs a control process that does not allow the transition to the dump operation section. That is, in step S <b> 6, the control device 20 prohibits execution of the operation of opening the bucket 6 and the arm 5. Therefore, even if the operator operates the control lever to open the bucket 6, the bucket 6 does not open, and even if the operation lever is operated to open the arm 5, the arm 5 does not open. As a result, the operator recognizes that the boom raising and turning operation section has not yet ended, and continues the boom raising and turning operation. When the process of step S6 is completed, the process returns to step S5, and it is determined again whether or not the boom raising turning operation is completed.

一方、ステップS5においてバケット6の高さHBが動作目標値に到達したと判定されると、ブーム上げ旋回動作区間が終了したと判定し、処理はステップS7に進む。ステップS7では、制御装置20はダンプ動作区間に移行することを許可する制御処理を行なう。したがって、オペレータがバケット6を開くように操縦レバーを操作すればバケット6は開くようになり、また、アーム5を開くように操作レバーを操作すれば、アーム5は開くことになる。これにより、これにより、オペレータは操作レバーを操作してブーム上げ旋回動作を行なうことができる。   On the other hand, if it is determined in step S5 that the height HB of the bucket 6 has reached the operation target value, it is determined that the boom raising and turning operation section has ended, and the process proceeds to step S7. In step S <b> 7, the control device 20 performs a control process that permits the transition to the dump operation section. Therefore, when the operator operates the control lever to open the bucket 6, the bucket 6 opens, and when the operator operates the operation lever to open the arm 5, the arm 5 opens. Thereby, the operator can operate the operation lever to perform the boom raising turning operation.

以上のステップS5〜S7までの処理がブーム上げ旋回動作区間での動作終了判定処理である。このブーム上げ旋回動作区間での動作終了判定処理について、図7を参照しながらさらに詳細に説明する。図7はブーム上げ旋回動作区間での動作終了判定処理のフローチャートである。   The process from the above steps S5 to S7 is the operation end determination process in the boom raising and turning operation section. The operation end determination process in the boom raising and turning operation section will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 7 is a flowchart of the operation end determination process in the boom raising and turning operation section.

ブーム上げ旋回動作区間に入ると、ステップS31において、油圧ショベルの制御装置20は現在のバケット6の高さHBを検出する。そして、ステップS32において、制御装置20はバケット6の高さHBが動作目標値として設定された高さとなったか否かを判定する。すなわち、バケット6が目標の高さまで上げられたか否かが判定される。この判定処理は、例えば、バケット6の最下部がダンプカーの荷台よりも上まで持ち上げられたか否かを判定する処理である。ダンプ動作は、バケット6の高さHBが動作目標値として設定された高さとなった時点で終了すると規定する。   When the boom raising and turning operation section is entered, the control device 20 of the hydraulic excavator detects the current height HB of the bucket 6 in step S31. In step S32, the control device 20 determines whether or not the height HB of the bucket 6 has reached the height set as the operation target value. That is, it is determined whether or not the bucket 6 has been raised to the target height. This determination process is, for example, a process of determining whether or not the lowermost part of the bucket 6 is lifted above the dump truck's loading platform. The dumping operation is defined to end when the height HB of the bucket 6 reaches the height set as the operation target value.

ステップS32において、バケット6の高さHBが動作目標値として設定された高さとなっていないと判定されると、ダンプ動作が完了していないと判定され、処理はステップS33に進む。ステップS33では、制御装置20はダンプ動作を許可しない処理を行なう。このステップS33の処理は図4におけるステップS6の処理に相当する。ステップS33の処理の後、処理はステップS32に戻り、制御装置20は再びバケット6の高さHBが動作目標値として設定された高さとなったか否かを判定する。   If it is determined in step S32 that the height HB of the bucket 6 is not the height set as the operation target value, it is determined that the dumping operation has not been completed, and the process proceeds to step S33. In step S33, the control device 20 performs a process that does not permit the dump operation. The process of step S33 corresponds to the process of step S6 in FIG. After the process of step S33, the process returns to step S32, and the control device 20 determines again whether or not the height HB of the bucket 6 has reached the height set as the operation target value.

一方、ステップS32において、バケット6の高さHBが動作目標値として設定された高さとなったと判定されると、ブーム上げ旋回動作が完了したと判定され、処理はステップS34に進む。ステップS34では、制御装置20はダンプ動作を許可する。このステップS34の処理は図4のステップS7の処理に相当する。これにより、オペレータは、操縦レバーを操作してバケット6を開き、排土を行なうことができる。   On the other hand, if it is determined in step S32 that the height HB of the bucket 6 has reached the height set as the operation target value, it is determined that the boom raising turning operation is completed, and the process proceeds to step S34. In step S34, the control device 20 permits the dump operation. The process in step S34 corresponds to the process in step S7 in FIG. Thereby, the operator can operate the control lever to open the bucket 6 and perform soil removal.

以上の処理が図4のステップS5〜S7までの処理(ブーム上げ旋回動作区間での処理)に相当する。ステップS7において、ダンプ動作が許可されると、続いて、ステップS8において、油圧ショベルの制御装置20はダンプ動作区間が終了したか否かを判定する。この判定は上述の動作目標値に基づいて行なわれる。すなわち、ダンプ動作区間では、油圧ショベルの制御装置20はバケット角θ3と動作目標値とを比較しており、バケット角θ3が動作目標値である0度に到達したか否かを判定する。   The above processing corresponds to the processing from step S5 to S7 in FIG. 4 (processing in the boom raising and turning operation section). When the dumping operation is permitted in step S7, subsequently, in step S8, the excavator control device 20 determines whether or not the dumping operation section has ended. This determination is made based on the above-described operation target value. That is, in the dump operation section, the hydraulic shovel control device 20 compares the bucket angle θ3 with the operation target value, and determines whether or not the bucket angle θ3 has reached the operation target value of 0 degrees.

ステップS7においてバケット角θ3が動作目標値である0度に到達していないと判定されると、ダンプ動作区間は未だ終了していないと判定し、処理はステップS9に進む。ステップS9では、制御装置20はブーム下げ旋回動作区間に移行することを許可しない制御処理を行なう。すなわち、ステップS9において、制御装置20は、ブーム4を下げて旋回する動作の実行を禁止する。したがって、オペレータがブーム4を下げるように操縦レバーを操作してもブーム4は下がらず、また、上部旋回体3を旋回させるように操作レバーを操作しても、上部旋回体3は旋回しない。これにより、オペレータは未だダンプ動作が終了していないことを認識し、ダンプ動作を続けて行なう。ステップS9の処理が終了したら、処理はステップS8に戻り、再びダンプ動作が終了したか否かを判定する。   If it is determined in step S7 that the bucket angle θ3 has not reached the operation target value of 0 degrees, it is determined that the dump operation section has not ended yet, and the process proceeds to step S9. In step S9, the control device 20 performs a control process that does not permit the transition to the boom lowering turning operation section. That is, in step S9, the control device 20 prohibits execution of an operation of turning the boom 4 downward. Therefore, even if the operator operates the control lever to lower the boom 4, the boom 4 does not lower, and even if the operation lever is operated to rotate the upper swing body 3, the upper swing body 3 does not swing. As a result, the operator recognizes that the dumping operation has not ended yet, and continues the dumping operation. When the process of step S9 is completed, the process returns to step S8, and it is determined again whether the dumping operation has been completed.

一方、ステップS8においてバケット角θ3が動作目標値である0度に到達したと判定されると、ダンプ動作区間が終了したと判定し、処理はステップS10に進む。ステップS10では、制御装置20はブーム下げ旋回動作区間に移行することを許可する制御処理を行なう。したがって、オペレータがブーム4を下げるように操縦レバーを操作すればブーム4は下がるようになり、また、上部旋回体3を旋回するように操作レバーを操作すれば、上部旋回体3は旋回することとなる。これにより、オペレータは操作レバーを操作してブーム下げ旋回動作を行なうことができる。   On the other hand, if it is determined in step S8 that the bucket angle θ3 has reached 0 ° which is the operation target value, it is determined that the dump operation section has ended, and the process proceeds to step S10. In step S10, the control device 20 performs a control process for permitting transition to the boom lowering turning operation section. Therefore, if the operator operates the control lever to lower the boom 4, the boom 4 is lowered, and if the operation lever is operated so as to turn the upper swing body 3, the upper swing body 3 turns. It becomes. As a result, the operator can operate the operation lever to perform the boom lowering turning operation.

以上のステップS8〜S10までの処理がダンプ動作区間での動作終了判定処理である。このダンプ動作区間での動作終了判定処理について、図8を参照しながらさらに詳細に説明する。図8はダンプ動作区間での動作終了判定処理のフローチャートである。   The process from the above steps S8 to S10 is the operation end determination process in the dump operation section. The operation end determination process in the dump operation section will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart of the operation end determination process in the dump operation section.

ダンプ動作区間に入ると、ステップS41において、油圧ショベルの制御装置20は現在のバケット角θ3の値を検出する。そして、ステップS42において、制御装置20はバケット角θ3が動作目標値である0度なったか否かを判定する。   When entering the dumping operation section, in step S41, the excavator control device 20 detects the current value of the bucket angle θ3. In step S42, the control device 20 determines whether or not the bucket angle θ3 has reached 0 ° which is the operation target value.

ステップS42において、バケット角θ3が0度になっていないと判定されると、ダンプ動作が完了していないと判定され、処理はステップS43に進む。ステップS43では、制御装置20はブーム下げ旋回動作を許可しない処理を行なう。このステップS43の処理は図4におけるステップS9の処理に相当する。ステップS43の処理の後、処理はステップS41からステップS42に戻り、制御装置20は再びバケット角θ3が0度に達したか否かを判定してダンプ動作が完了したか否かを判定する。   If it is determined in step S42 that the bucket angle θ3 is not 0 degree, it is determined that the dumping operation has not been completed, and the process proceeds to step S43. In step S43, the control device 20 performs a process not permitting the boom lowering turning operation. The process in step S43 corresponds to the process in step S9 in FIG. After the process of step S43, the process returns from step S41 to step S42, and the control device 20 determines again whether or not the dumping operation is completed by determining whether or not the bucket angle θ3 has reached 0 degrees.

一方、ステップS42において、バケット角θ3が0度になったと判定されると、ダンプ動作が完了したと判定され、処理はステップS44に進む。ステップS44では、制御装置20はブーム下げ旋回動作を許可する。このステップS44の処理は図4のステップS10の処理に相当する。これにより、オペレータは、操縦レバーを操作してブーム4を下げ、且つ上部旋回体3を旋回させることができる。   On the other hand, if it is determined in step S42 that the bucket angle θ3 has become 0 degrees, it is determined that the dumping operation has been completed, and the process proceeds to step S44. In step S44, the control device 20 permits the boom lowering turning operation. The process in step S44 corresponds to the process in step S10 in FIG. As a result, the operator can operate the control lever to lower the boom 4 and turn the upper swing body 3.

以上の処理が図4のステップS8〜S10までの処理(ブーム下げ旋回動作区間での処理)に相当する。ステップS10において、ブーム下げ旋回動作が許可されると、続いて、ステップS11において、油圧ショベルの制御装置20はブーム下げ旋回動作区間が終了したか否かを判定する。この判定は上述の動作目標値に基づいて行なわれる。すなわち、ブーム下げ旋回動作区間では、油圧ショベルの制御装置20はバケット6の先端の高さと動作目標値とを比較しており、バケット6の先端の高さが動作目標値である掘削深さに到達したか否かを判定する。   The above processing corresponds to the processing from Steps S8 to S10 in FIG. 4 (processing in the boom lowering turning operation section). If the boom lowering turning operation is permitted in step S10, then in step S11, the control device 20 of the hydraulic excavator determines whether or not the boom lowering turning operation section has ended. This determination is made based on the above-described operation target value. That is, in the boom lowering swing operation section, the hydraulic excavator control device 20 compares the height of the tip of the bucket 6 with the operation target value, and the excavation depth at which the height of the tip of the bucket 6 is the operation target value. It is determined whether it has been reached.

ステップS11においてバケット6の先端の高さが動作目標値である掘削深さに到達していないと判定されると、ブーム下げ旋回動作区間は未だ終了していないと判定し、処理はステップS12に進む。ステップS12では、制御装置20はブーム下げ旋回動作の終了を許可しない制御処理を行なう。   If it is determined in step S11 that the height of the tip of the bucket 6 has not reached the excavation depth that is the operation target value, it is determined that the boom lowering / turning operation section has not yet ended, and the process proceeds to step S12. move on. In step S12, the control device 20 performs a control process that does not permit the end of the boom lowering turning operation.

以上のステップS11〜S12までの処理がブーム下げ旋回動作区間での動作終了判定処理である。このブーム下げ旋回動作区間での動作終了判定処理について、図9を参照しながらさらに詳細に説明する。図9はブーム下げ旋回動作区間での動作終了判定処理のフローチャートである。   The process from the above steps S11 to S12 is the operation end determination process in the boom lowering turning operation section. The operation end determination process in the boom lowering turning operation section will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 9 is a flowchart of the operation end determination process in the boom lowering turning operation section.

ブーム下げ旋回動作区間に入ると、ステップS51において、油圧ショベルの制御装置20は現在の掘削深さを算出する。そして、ステップS52において、制御部はバケット6の先端が掘削開始深さに到達したか否かを判定する。今回掘削した位置からずれた位置で同じ掘削深さで掘削する場合は、掘削開始深さは初期状態設定において設定した深さとすればよい。あるいは、今回掘削した位置と同じ位置でより深く掘削するのであれば、掘削開始深さをより深い値に設定することとしてもよい。   When entering the boom lowering turning operation section, in step S51, the excavator control device 20 calculates the current excavation depth. In step S52, the control unit determines whether or not the tip of the bucket 6 has reached the excavation start depth. When excavating at the same excavation depth at a position deviated from the excavation position this time, the excavation start depth may be set to the depth set in the initial state setting. Alternatively, if deeper excavation is performed at the same position as the current excavated position, the excavation start depth may be set to a deeper value.

ステップS52において、バケット6の先端が掘削開始深さに到達していないと判定されると、ブーム下げ旋回動作が完了していないと判定され、処理はステップS53に進む。ステップS53では、制御装置20はブーム下げ旋回動作の終了を許可しない処理を行なう。このステップS53の処理は図4におけるステップS12の処理に相当する。ステップS53の処理の後、処理はステップS51からステップ52に戻り、制御装置20は再びバケット6の先端が掘削開始深さに到達したか否かを判定してブーム下げ旋回動作が完了したか否かを判定する。   If it is determined in step S52 that the tip of the bucket 6 has not reached the excavation start depth, it is determined that the boom lowering turning operation has not been completed, and the process proceeds to step S53. In step S53, the control device 20 performs a process that does not permit the end of the boom lowering turning operation. The process in step S53 corresponds to the process in step S12 in FIG. After the process of step S53, the process returns from step S51 to step 52, and the control device 20 determines whether or not the tip of the bucket 6 has reached the excavation start depth again, and whether or not the boom lowering turning operation is completed. Determine whether.

一方、ステップS52において、バケット6の先端が掘削開始深さに到達したと判定されると、ブーム下げ旋回動作が完了したと判定され、処理はステップS54に進む。ステップS54では、制御装置20はブーム下げ旋回動作の終了を許可する。これにより、オペレータは、操縦レバーを操作してブーム4を下げ、再び掘削動作を開始することができる。   On the other hand, if it is determined in step S52 that the tip of the bucket 6 has reached the excavation start depth, it is determined that the boom lowering turning operation has been completed, and the process proceeds to step S54. In step S54, the control device 20 permits the end of the boom lowering turning operation. Thus, the operator can operate the control lever to lower the boom 4 and start the excavation operation again.

なお、掘削・積込み動作の一サイクルを終えて次のサイクルを実行するときに、それまで実行したサイクルの回数に基づいて、掘削深さを自動的に深くするように設定してもよい。あるいは、それまで実行したサイクルにより掘削した部分の幅に基づいて掘削深さを自動的に深くすることもできる。   Note that when one cycle of excavation / loading operation is completed and the next cycle is executed, the excavation depth may be set to be automatically increased based on the number of cycles executed so far. Alternatively, the excavation depth can be automatically increased based on the width of the excavated part by the cycle executed so far.

図4に戻り、ステップS11においてバケット6の先端の高さが動作目標値である掘削深さに到達したと判定されると、処理はステップS13に進む。ステップS13では、今回の掘削作業が完了したか否かを判定する。ステップS13において今回の掘削作業が完了していないと判断された場合は、処理はステップS2に戻り、掘削作業を続ける。ステップS13において今回の掘削作業が完了したと判断された場合は、掘削・積み込み動作を行なう処理を終了する。   Returning to FIG. 4, if it is determined in step S11 that the height of the tip of the bucket 6 has reached the excavation depth which is the operation target value, the process proceeds to step S13. In step S13, it is determined whether or not the current excavation work is completed. If it is determined in step S13 that the current excavation work has not been completed, the process returns to step S2 to continue the excavation work. If it is determined in step S13 that the current excavation work has been completed, the processing for excavation / loading operation ends.

以上のように、本実施形態による作業方法によれば、建設機械を用いて行なう作業を動作区間に分け、動作区間毎に動作目標値を設定して、動作目標値が達成されたか否かを判定する。そして、動作目標値が達成されないと、次の動作区間に進むことができないようにしておくことで、各動作区間で必ず達成しなければならない動作を確実に実行させることができる。したがって、熟練していないオペレータが建設機械を操縦したとしても、各動作区間における動作を完全に実行しないまま次の動作区間に移行することが防止される。本実施形態による作業方法は、バケットの軌跡を求めて制御するような複雑な演算を必要とせず、簡単な制御で達成することができる。   As described above, according to the work method according to the present embodiment, the work performed using the construction machine is divided into operation sections, the operation target value is set for each operation section, and whether or not the operation target value is achieved. judge. If the operation target value is not achieved, the operation that must be achieved in each operation interval can be surely executed by preventing the operation from proceeding to the next operation interval. Therefore, even if an unskilled operator controls the construction machine, it is possible to prevent the movement to the next operation section without completely executing the operation in each operation section. The working method according to the present embodiment does not require a complicated operation for obtaining and controlling the bucket trajectory, and can be achieved by simple control.

1 下部走行体
2 旋回機構
3 上部旋回体
4 ブーム
5 アーム
6 バケット
7 ブームシリンダ
8 アームシリンダ
9 バケットシリンダ
10 キャビン
20 制御装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lower traveling body 2 Turning mechanism 3 Upper turning body 4 Boom 5 Arm 6 Bucket 7 Boom cylinder 8 Arm cylinder 9 Bucket cylinder 10 Cabin 20 Control device

Claims (4)

オペレータによる操作レバーの操作によって、上部旋回体に配置されたブーム及び旋回を含む作業部分を動かす建設機械の作業方法であって、
前記オペレータによる前記操作レバーの操作に応じて動作制御される前記作業部分により繰り返し実行される一連の作業を複数の動作区間に分け、
動作区間毎に、実行すべき動作に対する動作目標値を設定し、
各動作区間において、前記オペレータにより前記操作レバーの操作がされると、各関節に備える角度センサで検出された角度を用いて高さを含む現在の動作状態を表す現在値を算出し、
前記動作目標値を達成したら、前記オペレータによる前記操作レバーの操作に応じた次の動作区間への移行を許可し、分けられた動作区間が全て終了すると、前記オペレータによる前記操作レバーの操作に応じた次のサイクルを繰り返すべく、最初の動作区間から再度実行する
ことを特徴とする建設機械の作業方法。
A working method of a construction machine that moves a work part including a boom and a swivel arranged on an upper swing body by operation of an operation lever by an operator,
Divided series of operations is repeatedly performed by the working portion whose operation is controlled in response to operation of the operating lever by the operator to a plurality of operation sections,
For each motion section, set the motion target value for the motion to be executed,
When the operation lever is operated by the operator in each operation section, a current value representing a current operation state including a height is calculated using an angle detected by an angle sensor provided in each joint,
When the operation target value is achieved, the shift to the next operation section according to the operation of the operation lever by the operator is permitted, and when all the divided operation sections are completed, the operation lever is operated by the operator. In order to repeat the next cycle, the construction machine working method is characterized in that it is executed again from the first operation section.
請求項記載の建設機械の作業方法であって、
前記建設機械はブーム、アーム、及びバケットを前記作業部分として含む油圧ショベルであり、
バケットの高さに対して前記動作目標値を設定し、
バケットの高さを、ブーム、アーム、及びバケットの角度を検出する角度センサからの検出値に基づいて算出することを特徴とする建設機械の作業方法。
A construction machine working method according to claim 1 ,
The construction machine is a hydraulic excavator including a boom, an arm, and a bucket as the working part,
Setting the operation target value relative to the height of the bucket,
A working method for a construction machine, characterized in that the height of the bucket is calculated based on detection values from an angle sensor for detecting angles of the boom, the arm, and the bucket.
請求項記載の建設機械の作業方法であって、
前記建設機械は前記作業部分を旋回させる旋回機構を有し、
該旋回機構に設けられた角度センサによって旋回位置を検出することを特徴とする建設機械の作業方法。
A construction machine working method according to claim 1 ,
The construction machine has a turning mechanism for turning the working part,
A work method for a construction machine, characterized in that a turning position is detected by an angle sensor provided in the turning mechanism.
オペレータによる操作レバーの操作によって、上部旋回体に配置されたブーム及び旋回を含む作業要素を動かす建設機械であって、
前記作業要素の動作を制御する制御装置と各関節に備える角度センサを有
前記制御装置は、
前記オペレータによる前記操作レバーの操作に応じて動作制御される前記作業要素により繰り返し実行される一連の作業を複数の動作区間に分け、
動作区間毎に、実行すべき動作に対する動作目標値を設定し、
各動作区間において、前記オペレータにより前記操作レバーの操作がされると、前記角度センサで検出された角度を用いて高さを含む現在の動作状態を表す現在値を算出し、
前記動作目標値を達成したら、前記オペレータによる前記操作レバーの操作に応じた次の動作区間への移行を許可し、分けられた動作区間が全て終了すると、前記オペレータによる前記操作レバーの操作に応じた次のサイクルを繰り返すべく、最初の動作区間から再度実行する
ことを特徴とする建設機械。
A construction machine that moves a working element including a boom and a swing disposed on an upper swing body by operating an operation lever by an operator ,
Possess an angle sensor provided to the controller and each joint for controlling the operation of the working element,
The controller is
Divided series of operations is repeatedly performed by the working element whose operation is controlled in response to operation of the operating lever by the operator to a plurality of operation sections,
For each motion section, set the motion target value for the motion to be executed,
In each operation section, when the operation lever is operated by the operator, a current value representing a current operation state including a height is calculated using an angle detected by the angle sensor,
When the operation target value is achieved, the shift to the next operation section according to the operation of the operation lever by the operator is permitted, and when all the divided operation sections are completed, the operation lever is operated by the operator. The construction machine is characterized in that it is executed again from the first operation section in order to repeat the next cycle.
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