JPH01318621A

JPH01318621A - 建設機械の作業自動化方法及びその装置

Info

Publication number: JPH01318621A
Application number: JP14964788A
Authority: JP
Inventors: Takumi Onoda; 小野田　匠; Fujitoshi Takamura; 高村　藤寿
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1988-06-17
Filing date: 1988-06-17
Publication date: 1989-12-25
Anticipated expiration: 2013-03-11
Also published as: JP2726997B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業の利用分野）本発明は、建設機械等の油圧駆動機械に装着され、最初
にオペレータが教示したアクチュエータの動作を、第２
回目からは自動的に繰返すことによって、オペレータの
疲労低減と作業性の向上を図ることを目的とした建設機
械の作業自動化方法及びその装置に関するものである。

（従来の技術）近年の電子技術の発達は目ざましく、建設機械等の油圧
駆動機械は、機械式制御に代って、第３図に示すような
電子−油圧制御方式が採用されるようになった。第３図
に於て、オペレータが操作したレバー５１の操作量を電
気信号に変換する装置５２から出力された信号が電子制
御コントローラに入力されると、前記装置５２の信号を
制御しようとする電磁比例弁５４に適した信号に変換し
て出力する。電子制御コントローラから出力された信号
は、電磁比例弁５４のソレノイド５５．５６に入力され
、該ソレノイド５５．５６の信号に応じた油量が油圧ポ
ンプ５７から配管５８及び５９又は６０を介して油圧シ
リンダ６１に供給され、該油圧シリンダ６１からの排出
油は配管６３を介してタンク６４に戻されるように構成
されている。

電子−油圧式制御は、制御の自由度が高（、複雑な制御
も低コストで製作できるという特徴を有しており、第４
図に示されるようなティーチング・プレイバック操作に
より油圧駆動機械を制御することも考えられるが、これ
を実施するための具体的手段が解決されず、現在実施化
までに至ってないのが現状で、ある。第４図に於て、手
動コントローラ４を操作すると、その操作信号が制御装
置３に出力され、制御装置３は操作信号に応して電気−
油圧弁２を作動させる。これによって油圧シリンダ１と
油圧源とが連結され、油圧源から供給される圧油によっ
て油圧シリンダ１が作動する。そして、油圧シリンダ１
のプレイバンク動作を実施する場合は、制御Ｗ装置３に
所定のプレイバック指示信号を与えると、記憶装置５に
記憶されている操作信号が制御装置３に呼出され、制御
装置３は前記操作信号に応じて電気−油圧弁２を作動さ
せる。

（発明が解決しようとする課題）前記第３図に示す従来の技術に於ては、電子制御式のメ
リットはあるものの、手動の場合には、油圧掘削機のす
き取り作業や溝堀り作業等の二輪以上のレバー操作を行
う複雑な繰返し作業を行うと、オペレータの疲労は極め
て大きくなる欠点があった。また、電子式制御のメリッ
トである、自動制御化された直線掘削やバゲット傾角補
正など、精度の必要な複雑な操作も可能であるが、これ
らはポテンショメータなどの位置検出器を取付けてフィ
ードバック制御をする必要があった。従って、前記フィ
ードバンク制御に於ては、特定の作業に限定され汎用性
がなく、また位置検出器を作業機に取付ける必要がある
ために、破損や故障の可能性が高く信転性に欠けるとい
う問題があった。

更に、第４図に示すティーチング・プレイバック制御装
置では、この電気系統に故障が発生した場合には、油圧
シリンダを作動させることができず、作動不能を招いた
り制御装置の誤差等によりティーチング操作とプレイバ
ック操作にズレが生じてくる等の問題があり、前記の通
り、現在実用化に至っていない。

（課題を解決するための手段）本発明は前記従来の技術に於ける課題を解決するために
なされたもので、建設機械の作業機駆動装置に於て、オ
ペレータの操作を記憶装置に記憶させ、該記憶装置の信
号に応じて前記オペレータの操作と同一作業を繰返し行
うようにした作業自動化方法及び建設機械の作業機駆動
に於て、オペレータの操作を記憶する記憶装置と該記憶
装置の信号を入力するコントローラと、該コントローラ
の信号により制御される作業機アクチュエータと、該ア
クチュエータによって作動される作業機より成る作業自
動化装置と、前記第（１）項に於ける繰返し作業中に、
オペレータが補正操作をした時は、該補正操作分だけ、
前記記憶装置の信号に加算された作業を繰返し行うよう
にした作業自動化方法及び前記第（２）項に於て、コン
トローラの前に加算器を設け、記憶装置の出力信号と、
オペレータの補正信号を合算して、コントローラに出力
するようにした作業自動化装置に関する。

（作　用）前記構成による本発明は、オペレータがティーチングモ
ードを指定した後、作業機レバーを操作すると、該操作
信号に応じて油圧装置により作業機が制御されると同時
に、前記操作信号は自動化コントローラの記憶装置に記
憶される。

次に、プレイバックモードに切換えて、作業を開始する
と前記ティーチングモードで、自動化コントローラが記
憶したオペレータの操作信号が、そのまま油圧装置に入
力されるため、前記ティーチングモードに於ける作業と
同じように作業機が制御される。前記プレイバックモー
ドをそのままにしておけば、何回でも最初にティーチン
グした作業機レバーの操作信号通りに作業機が制御され
る。前記プレイバンクモードによる作業の途中で、オペ
レータが作業機レバーを操作すると、該操作信号が前記
ティーチングモードで教示された操作信号に加算されて
、油圧装置に入力されるので作業機を修正制御すること
が可能である。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて記述する。第１
図（Ａ）は、本発明の建設機械の作業自動化方法及びそ
の装置を油圧掘削機に使用した場合の電気、油圧回路図
を示す。１ａ、１ｂは、左右の各作業機レバー、２ａ、
２ｂは、前記各作業機レバー１ａ、ｌｂの操作量を電気
信号に変換する装置である。３は自動化コントローラで
あり、モードスイッチ４からのモード信号、ティーチン
グスイッチ５及びプレイバンクスイッチ６からの信号が
入力すると、それに応じた信号を電子コントローラ７に
出力するようになっている。電子コントローラ７では、
自動化コントローラ３からの信号に応じて、電子式油圧
バルブ８を制御するためのソレノイド９及び１０に出力
するようになっている。結局、前記左右の作業機レバー
１ａ、ｌｂの操作量に応じて電子式油圧バルブ８が作動
され、油圧ポンプ１１から吐出された圧油は、前記油圧
バルブ８の作動量に応じた油量に制御されシリンダ１２
に供給される。前記電子コントローラ７には左右作業機
レバー１ａ、ｌｂの操作信号が電圧として入力されるが
、該電圧とシリンダ１２への指令流量との関係は、７ａ
のようになっており、また、該指令流量の時間的変化は
７ｂの通り設定されている。

また、シリンダ１２への指令流量と電流の関係は、７ｃ
のように設定されているため、電子コントローラ７に入
力された左右作業機レバー１ａ、ｌｂの操作信号は最終
的に７ｄ、７ｅのような電流信号となって、電子式油圧
バルブ８のソレノイド９．１０に出力される。なお、第
１図には、シリンダ１２及び電子式油圧バルブ８は１つ
しか記載されていないが、勿論、これらは作業機の数だ
け必要である。第１図（Ｂ）は、第１図（Ａ）の電子式
油圧バルブ８の代りに電子式ポペット弁８ａ〜８ｄを用
いた別の実施例で、第１図（Ａ）のソレノイド９と同じ
信号がソレノイド９ａに入力されると、該信号に応じて
メータインのポペット弁８ａ及びメータアウトのポペッ
ト弁８ｂが開口し、シリンダ１２へ供給、排出される油
量を制御する。従って、前記ソレノイド９ａに入力され
る信号に応じた速度で、シリンダ１２のロッドは矢印Ｐ
の方向に動く、また、第１図（Ａ）のソレノイド１０と
同じ信号がソレノイド９ｂに入力されると、該信号に応
じてメータインのポペット弁８ｃ、及びメータアウトの
ポペット弁８ｄが開口し、同様にしてシリンダ１２のロ
ッドは矢印Ｓの方向に動く。

（１）ティーチング操作方法モードスイッチ４をティーチングモードＴにセントし、
ティーチングスイ・ンチ５をＯＮにすると、左、右作業
機レバー１ａ、１ｂの操作に応じてシリンダ１２が作動
され、所定の作業が行われると同時に自動化コントロー
ラ３の記憶装置に左右作業機レバー１ａ、ｌｂの操作量
が記憶される。作業が完了した後、ティーチングスイッ
チをＯＦＦにしてティーチング操作を完了する。

（２）プレイバック操作方法プレイバック開始点に作業機の姿勢をセントし、モード
スイッチ４をプレイバックモードＰにセットし、プレイ
バックスイッチ６をＯＮすると、プレイバック作業が開
始される。

上記プレイバック作業は、プレイバックスイッチ６をＯ
ＦＦするまで何回でも繰返し行われる。

プレイバック作業中に、オペレータが新規に左右作業機
レバー１ａ、ｌｂを操作すると、該追加の操作信号が前
記自動化コントローラ３の記憶装置に記憶されているテ
ィーチング信号に加算され、該加算された信号により電
子式油圧バルブ８が制御され、シリンダ１２が操作され
る。

第２図は、第１図の電気、油圧回路に於けるフローチャ
ートを示す図で、先ずスタートの後ステップＳ１で初期
設定が行われる。ステップＳ２及びＳ３は、モートスイ
ンチ４にて通常作業上〜ド、ティーチングモード、プレ
イバックモードを選択するステップである。Ｓ４及びＳ
５ステツプでティーチングスイッチ５をＯＮ、プレイバ
ンクスインチロをＯＦＦすれば、Ｓ６ステノプで自動化
コントローラ３のメモリがクリアされ、Ｓ７ステップで
左右作業機レバー１ａ。

１ｂの信号が自動化コントローラ３のメモリに記憶され
る。左右作業機レバー１ａ、ｌｂによるティーチング作
業が完了すると、Ｓ８及びＳ９ステンブでプレイバック
スイッチ６をＯＮ、ティーチングスイッチ５をＯＦＦす
ると、Ｓ１０ステツプで自動化コントローラ３のメモリ
に記憶された前記ティーチング動作の掃き出しが開始さ
れる。このメモリ掃き出し作業中に、Ｓ１１ステンプに
て左右作業機レバー１ａ、ｌｂを操作すると、その操作
信号が前記メモリ掃き出し信号に追加されて、電子制御
Ｂコントローラ７に入力されるため、作業機はティーチ
ング操作による作業に、新たに追加された左右作業機レ
バー１ａ、ｌｂの加算された作業が行われる。

Ｓ１２ステツプで前記メモリ掃き出しが完了すると、プ
レイバック作業が完了し、そのままにしておけばＳ２ス
テツプに戻って同じプレイバック作業を繰返す、以下同
様にして、プレイバンクスイッチ６をＯＦＦするまで何
回でも前記ティーチングされた通りの作業を繰返す。

（発明の効果）以上、詳述したように、本発明に係る建設機械の作業自
動化方法及びその装置は次の効果を奏する。

（１）　フィードバック制御でないので、位置検出セン
サを取付ける必要がなく、低価格、高信顛性の装置が得
られる。

（２）　覚え込む作業をソフトとして持つことができ、
作業の自動化に汎用性を持たせることができ、全ゆる作
業に応用できる。

（３）　２軸以上のレバー操作を行う複雑な繰返し作業
を、オペレータが１回実施すれば、その作業が繰返し行
われるので、オペレータの疲労低減と作業性の向上に著
しい効果がある。

（４）　プレイバック自動作業中、その制御系に故障が
あっても、ティーチング操作又は手動作業モードに切換
えることにより作業することができる。

（５）　プレイバンク自動作業中、ティーチング操作と
のズレが生じた場合や、自動作業を修正したい場合でも
、オペレータがその分追加制御すれば、所望の作業が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に於ける電気、油圧回路図、第
２図は第１図のフローチャート、第３図及び第４図は従
来の技術を示す図である。１　ａ　、　　Ｉ　ｂ−−−−一左、右作業機レバー２
ａ、２ｂ−・・−電気信号変換装置３−自動コントローラ４−−−−−モードスイッチ５−・−ティーチングスイッチ６−　　プレイバックスイッチ７−・−・電子制御コントローラ８−・電子式油圧バルブ９．１０−・−ソレノイド１１−−−一油圧ポンプ１２−・−・・シリンダ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）建設機械の作業機駆動装置に於て、オペレータの
操作を記憶装置に記憶させ、該記憶装置の信号に応じて
前記オペレータの操作と、同一作業を繰返し行うように
した作業自動化方法。
（２）建設機械の作業機駆動装置に於て、オペレータの
操作を記憶する記憶装置と、該記憶装置の信号を入力す
るコントローラと、該コントローラの信号により制御さ
れる作業機アクチュエータと、該アクチュエータによっ
て作動される作業機より成る作業自動化装置。
（３）前記第（１）項に於ける繰返し作業中に、オペレ
ータが補正操作をした時は、該補正操作分だけ、前記記
憶装置の信号に加算された作業を繰返し行うようにした
作業自動化方法。
（４）前記第（２）項に於て、コントローラの前に加算
器を設け、記憶装置の出力信号と、オペレータの補正信
号を合算して、コントローラに出力するようにした作業
自動化装置。