JPH0488203A - 油圧駆動機械の教示再生装置 - Google Patents

油圧駆動機械の教示再生装置

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JPH0488203A
JPH0488203A JP19946290A JP19946290A JPH0488203A JP H0488203 A JPH0488203 A JP H0488203A JP 19946290 A JP19946290 A JP 19946290A JP 19946290 A JP19946290 A JP 19946290A JP H0488203 A JPH0488203 A JP H0488203A
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Yoshiyuki Shimoya
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は油圧駆動機械の教示再生装置に関する。
〔従来の技術〕
従来の油圧駆動機械は第10図(a)に示すような機械
式または油圧式の油圧バルブ操作方式であり、オペレー
タが操作レバーを操作することによってすべての操作を
行わなければならず、機械操作の自動化が進む中にあっ
て建設機械等で障害になってきた。そこで、近年の電子
技術、油圧技術の進歩により同第10図(b)に示すよ
うな電子制御式油圧駆動機械か構成できるようになり、
人間が手動操作する油圧駆動機械でも従来機と比較して
より細かな操作か可能となってきている。
さらに同第10図(c)に示すように作業自動化コント
ローラを操作レバーと電子制御コントローラの間の信号
経路に付加してこの電子制御コントローラに任意の信号
を与え、作業を自動化することも可能となった。この作
業自動化コントローラは以下のような教示(再生)機能
を有している。
すなわち、油圧駆動機械、たとえばパヮーショベルか掘
削作業を行う場合には、オペレータはブーム等複数の作
業機を同時に動作させるように操作レバーを操作する。
そこで作業自動化コントローラでは、教示時に複数の作
業機を同時に動作させるための操作レバーの典型的な操
作を教示データとしてメモリに記憶、格納しておき、再
生時には記憶データに応した指令信号を電子制御コント
ローラに出力して油圧アクチュエータを介して各作業機
を駆動させて掘削作業を行う。これによりオペレータの
作業量および精神的疲労が大幅に軽減される。しかもメ
モリに記憶された教示データは繰り返し利用することが
できるため、汎用性に富むという利点を得ている。
また、従来の建設機械の操作盤には、建設機械で実行さ
れる各種制御(油圧装置の制御、エンジンの制御)を選
択指示するための複数のスイッチが設けられており、オ
ペレータによってこれら複数のスイッチが適宜操作され
ると個々の作業の種類に適合した制御か選択、指示され
、この指示された制御が実行される。こうした教示機能
と制御選択指示機能を有した建設機械ではたとえば第1
1図に示すような手順で作業が行われる。
すなわち同図に示すように、操作盤のスイッチを操作す
ることにより制御か選択指示される(ステップ401)
。つぎに教示モードか選択されて(ステップ402)、
作業自動化コントローラの始動スイッチがオンされる(
ステップ403)。
しかして操作レバーの教示動作が行われる(ステップ4
04)。その後始動スイッチがオフされて(ステップ4
05)、再生モートか選択される(ステップ406)。
始動スイッチかオンされ(ステップ407)、再生動作
が行われて操作レバーの記憶操作に応じて作業機が駆動
する(ステップ408)。作業が終了すると始動スイッ
チをオフする(ステップ409)。
〔発明が解決しようとする課題〕
このように作業自動化コントローラにおいて教示、再生
か行われるのは操作レバーの操作たけてあり、操作盤で
選択される制御についての教示、再生は行われない。こ
のため、第11図のフロチャートのステップ401にお
いてひとたび所望の制御が選択、指示されたとしても、
ステップ405とステップ406の間で他の作業を行う
べく異なる制御か選択、指示されたものとすれば再生時
には、教示時に選択された制御とは異なる制御が行われ
ることになる。これにより教示時において設定した作業
内容の正確な再生が困難となり、教示した作業の再現性
が損なわれるという問題が生じることになる。
本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、教
示時において設定した作業内容を正確に再現することが
できる装置を提供することをその目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
そこでこの発明では、油圧駆動機械の各種の制御の中か
ら所望の制御を選択する制御選択スイッチが設けられ、
この制御選択スイッチで選択された制御が行われるよう
に前記油圧駆動機械を駆動する手段と、予め作業操作レ
バー信号を作業に伴って順次時系列的に記憶することに
より作業機の動きを教示し、その後記憶データに従って
作業機アクチュエータを駆動することにより教示内容を
再生する手段を有する油圧駆動機械において、教示時に
前記制御選択スイッチの選択指示内容を教示データとし
て記憶して、再生時に前記教示ブタに基づいて前記選択
された制御が行われるように前記油圧駆動機械を駆動す
るようにしている。
〔作用〕
かかる構成によれば、教示時に制御選択スイッチの選択
指示内容か教示データとして記憶される。
再生時には、教示時と再生時の間で制御選択スイッチが
操作され、選択内容の変更かあったとしても、教示デー
タに基づいて教示時に選択された制御が行われるように
油圧駆動機械が駆動される。
〔実施例〕 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。なお、
実施例では油圧駆動機械としてパワーショベルを想定し
ている。
第1図に実施例装置の構成を概念的に示す。
同図に示す油圧装置制御特性指示操作盤21は電子制御
式油圧装置4の制御特性をスイッチ21aによって選択
、指示するとともに、後述するように選択指示された制
御特性を教示するものであり、再生時において、教示時
に教示された制御特性を示す指示信号を作業自動化コン
トローラ2を介して油圧装置コントローラ22に出力す
る。
電気式操作レバー1はそのレバーストロークJiに応じ
て油圧装置4の操作弁のスプールを駆動するものであり
、操作レバー1の操作ストローク量を示すレバー信号は
作業自動化コントローラ2に出力される。作業自動化コ
ントローラ2は教示時において操作レバー1のレバー信
号を記憶するとともに教示時に教示された前記制御特性
を示す指示信号を記憶して、再生時において記憶された
レバー信号および指示信号の内容を油圧装置コントロー
ラ22に出力する。なお、作業自動化コントローラ2は
再生時以外は操作盤21の選択指示内容を入力して、こ
れをそのまま油圧装置コントローラ22に出力する。
油圧装置コントローラ22は加えられたレバー信号およ
び指示信号に応して制御信号を油圧装置4に出力して、
該油圧装置4を制御する。油圧装置4が制御されるとこ
の制御に応した圧力、流量の圧油が油圧配管5を介して
パワーショベル10の各油圧アクチュエータ、たとえば
アーム、ブーム、パケットを作動する油圧シリンダ〕1
.12.13に供給され、これらアーム、ブーム、パケ
ットを駆動する。
ここで、ポンプ分離オン、オフか操作盤21て選択、指
示される制御特性であるものとして説明する。
第3図は、第1図の構成のうち、操作盤21、油圧装置
コントローラ22、油圧装置4、油圧配管5、油圧シリ
ンダ11.12.13を示したものである。同図に示す
ように油圧ポンプ31.32はそれぞれエンジン40に
よって駆動される。
ポンプ31の吐出圧油はアーム用Lo操作弁34、図示
していない左走行用操作弁、旋回用操作弁およびブーム
用H1操作弁を介して、アームシリンダ11、図示して
いない左走行モータ、旋回モ夕およびブームシリンダ1
2にそれぞれ供給される。
一方、ポンプ32の吐出圧油は、アーム用H1操作弁3
5、図示していない右走行用操作弁、パケット用操作弁
およびブーム用Lo操作弁を介してアームシリンダ11
、図示していない右走行モタ、パケットシリンダ13お
よびブームシリンダ12にそれぞれ供給される。
アーム用PPC弁33は、レバー33aか矢印E方向に
操作された場合に、アーム用LO操作弁34のパイロッ
トポート34aにパイロット圧油を供給し、かつアーム
用Hi操作弁35のパイロットポート35aに常開ファ
インコンソレノイドバルブ36を介してパイロット圧油
を供給する。
パイロットポート34a、35aにパイロット圧油か作
用すると、アーム用LO操作弁34、アム用Hi操作弁
35はポンプ31.32から吐出される圧油をアームシ
リンダ11の伸張側のシリンダ室にそれぞれ供給してア
ーム14を車体後方側に作動させる。なお掘削時にはア
ーム14を車体後方側に移動させる。
操作盤21には作業状態に応してアーム14のレバー3
3aによる操作性を「微操作」、「通常」のいずれかに
選択するスイッチ21aが配設されている。スイッチ2
1aによって「微操作モート」か選択、指示されると、
コントローラ22はソレノイド弁36に駆動信号を出力
し、該ソレノイド弁36を閉路する。該ソレノイド弁3
6か閉路されると、アーム用Hi操作弁35のパイロッ
トポー)35aとppc弁3弁間3間止されるので、該
PPC弁33のレバー33aがE方向に操作された場合
ポンプ31から吐出される圧油のみかアーム用Lo操作
弁34を介してアームシリンダ11に供給される。一方
、操作盤21上のスイッチ21aによって「通常モード
」が選択、指示されると、コントローラ22はソレノイ
ド弁36に対する駆動信号出力をオフする。この結果、
ソレノイド弁3は開路されて、PPC弁33のレバー3
3aがE方向に操作された場合ポンプ31.32の両方
から吐出される圧油がアーム用Lo操作弁34、アーム
用Hi操作弁35を介してアームシリンダ11に供給さ
れる。
第6図に示すラインaおよびbはそれぞれ上記ソレノイ
ド弁36が開路および閉路しているときのPPC弁33
に付設されたレバー33aのストローク量とアームシリ
ンダ11への供給油量Q(1/ m i n )との関
係を示す。同図から明らかなように2つのポンプ31.
32の両方の吐出圧油がアームシリンダ11に供給され
ている場合(ラインa)に較べて、一方のポンプ32か
分離されて、1つのポンプ31のみの吐出圧油かアーム
シリンダ11に供給されている場合(ラインb)には、
同一レバーストローク変化量に対する流量変化が小さい
。これはポンプ32を分離することによってレバー33
aによる微小コントロール機能が向上することを意味し
ている。すなわち、操作盤21のスイッチの指示により
アーム14のレバー33aによる操作性を「通常」、[
微小コントロール重視」のいずれかに切り換えることが
可能となる。
かかる構成によって作業自動化コントローラ2て実行さ
れる処理について第5図および第8図を併せ参照して説
明する。
まず、最初にオペレータは操作盤21のスイッチ21a
を操作して「通常」、「微操作」のいずれかを選択、指
示する。ここで第8図に示すようにスイッチ21Hの操
作によって選択、指示された内容が「微操作jであるか
否かが判断され(ステップ201)、このステップ20
1の判断結果がNOであれば「通常モード」を指示する
指示信号を油圧装置コントローラ22に出力する(ステ
ップ202)。またステップ201の判断結果かYES
であれば「微操作モード」を指示する指示信号を油圧装
置コントローラ22に出力する(ステップ203、ステ
ップ101)。つぎに作業自動化コントローラ2の図示
していない教示・再生モード選択スイッチを操作して教
示モードが選択される(ステップ102)。始動スイッ
チ3がオンされると、まずステップ101て選択、指示
された内容、つまりステップ202.203で指示され
たモートを図示していないメモリに記憶する処理か実行
される(ステップ104)。そして操作レバー1のレバ
ー操作を教示する処理か行われる。つまり操作レバー1
のレバー信号か上記メモリに記憶される(ステップ10
5)。始動スイッチ3がオフされて教示か終了する(ス
テップ106)。
ここでオペレータが上記のごとく教示時に教示された内
容と別の作業を行うべく、操作盤21のスイッチ21a
による指示内容をステップ101で指示されたものと異
なる内容に変更したものとする(ステップ107)。
やがて再生運転を行うべく教示・再生モード選択スイッ
チを操作して再生モードが選択される(ステップ108
)。するとステップ107における制御特性の変更に関
係なく、ステップ104で記憶された制御モードが指示
信号として油圧装置コントローラ22に出力される(ス
テップ109)。始動スイッチ3がオンされると(ステ
ップ110)、ステップ105で教示、記憶されたレバ
ー信号およびステップ109て指示された指示信号に基
づいて油圧装置コントローラ22は制御信号を油圧装置
4に出力する。このためステップ101て「微操作モー
ド」か指示され、これかステップ104て教示、記憶さ
れたものとすれば、たとえステップ107て別作業を行
うために異なる「通常モード」が指示されたとしても、
再生時には教示時に記憶された「微操作モード」によっ
て作業が行われることになる。
やがて始動スイッチ3がオフされて再生運転を終了する
(ステップ111)。
かかる実施例では油圧装置4の制御特性(ポンプ分離、
ポンプ合流)を操作盤21て選択、指示する場合につい
て説明したか、以下、エンジンの制御特性を選択、指示
する実施例について説明する。
第2図はこうしたエンジンの制御特性を選択、指示する
装置の構成を概念的に示すものであり、第1図に示す構
成要素と同一の機能の構成要素については同じ符号にダ
ッシュを付すことによってその説明を省略する。
同第2図に示すようにこの装置は第1図に示す各構成要
素の他、エンジンコントローラ72を具えるとともに、
油圧装置制御特性指示操作盤21の替りにエンジン制御
特性指示操作盤71を具えている。
同図に示すエンジン制御特性指示操作盤71はエンジン
60の制御特性をスイッチ71aによって選択、指示す
るとともに、後述するように選択指示された制御特性を
教示するものであり、再生時において、教示時に教示さ
れた制御特性を示す指示信号を作業自動化コントローラ
2−を介してエンジンコントローラ72に出力する。
電気式操作レバー1−はそのレバーストローク量に応じ
て油圧装置4′の操作弁66のスプールを駆動するもの
であり、操作レバー1の操作ストローク量を示すレバー
信号は作業自動化コントローラ2′に出力される。作業
自動化コントローラ2゛は教示時において操作レバー1
−のレバー信号を記憶するとともに教示時に教示された
前記制御特性を示す指示信号を記憶して、再生時に記憶
されたレバー信号および指示信号の内容を油圧装置コン
トローラ22′およびエンジンコントローラ72にそれ
ぞれ出力する。なお、作業自動化コントローラ2−は再
生時以外は操作盤71の選択指示内容を人力して、これ
をそのままエンジンコントローラ72に出力する。
一油圧装置コントローラ22′およびエンジンコントロ
ーラ72はそれぞれ、加えられたレバ信号および指示信
号に応じて制御信号を油圧装置4−およびエンジン60
にそれぞれ出力して、これら油圧装置4−およびエンジ
ン60を制御する。
油圧装置4′か制御されるとこの制御に応じた圧力、流
量の圧油が油圧配管5′を介してパワーショベル10の
油圧アクチュエータ(油圧シリンダ67を代表して示す
)に供給され、作業機を駆動する。
ここで、エンジン60の出力トルクの大きさが操作盤7
1て選択、指示される制御特性であるものとして説明す
る。
第4図は、第2図の構成のうち、操作盤71、エンジン
コントローラ72、油圧装置4−1油圧配管5′、油圧
シリンダ67およびエンジン60を示したものである。
同図に示すように油圧ポンプ65はエンジン60によっ
て駆動される。油圧ポンプ65の吐出圧油は操作弁66
を介して油圧シリンダ67に供給される。エンジン60
には燃料噴射ポンプ6〕とガバナ62が併設されている
。ガバナ62の燃料コントロールレバー62aはモータ
63て駆動され、該レバー62aの駆動位置はセンサ(
たとえばポテンショメータが使用される)64で検出さ
れる。スロットル量設定器74はエンジン60の目標回
転数を設定するものであり、ダイヤル74aと該ダイヤ
ル74aで回動されるポテンショメータ74bとからな
っている。ダイヤル74aでエンジン60の目標回転数
が設定されると、この設定目標回転数はポテンショメー
タ74bて検出され、検出された設定目標回転数は第1
スロツトル信号としてエンジンコントローラ72に出力
される。操作盤71には「重負荷」、「通常」、「軽負
荷」という項目の中から油圧シリンダ67にかかる負荷
に応じて1つの項目を選択するスイッチ71aか配設さ
れていて、操作盤71は該スイッチ71aの選択項目に
応じた指示信号をエンジンコントローラ72に出力する
エンジンコントローラ72は入力される指示信号を第2
スロツトル信号に変換し、さらにこの信号を設定器74
より出力される第1スロツトル信号と比較し、それらの
うちの設定するエンジン回転数が小さいほうの信号に基
づいてモータ63を駆動する。
ガバナ62は第7図に示すような特性にしたがってエン
ジン60の出力トルクを制御する。ここで設定器74は
最大セット位置に操作され、エンジンコントローラ72
に最大目標エンジン回転数を示す第1スロツトル信号が
加えられているものとする。いま、操・作盤71のスイ
ッチ71aを操作して「重負荷」が選択されているもの
とする。
するとこの「重負荷モード」を示す指示信号が工ンジン
コントローラ72に入力され、同第7図におけるレギュ
レーションライン11が設定される。
同様に操作盤71のスイッチ71aで「通常」、「軽負
荷jを選択した場合、それぞれレギュレションライン1
2.13が設定され、負荷に応じたエンジン60の目標
回転数を容易に設定することが可能となる。エンジン6
0の出力トルクが同一の場合「重負荷」、「通常」、「
軽負荷」に対応するエンジン回転数はそれぞれ第7図の
N。
N2、N、となり、それぞれ対応する油圧ポンプ65の
吐出油量をQ11Q2、Q3とするとQ。
>Q2 >Q3の関係がある。したがって、速度レバー
80を一定ストロークだけ動かしたときの「重負荷」、
「通常J、「軽負荷」における油圧シリンダ67の動作
速度をそれぞれVI、V2、■、とすると、 Vl >v2 >v3 の関係が成立する。
かかる構成によって作業自動化コントローラ2で実行さ
れる処理について第5図および第9図を併せ参照して説
明する。
まず、最初にオペレータは操作盤71のスイッチ71a
を操作して「軽負荷」、「重負荷」、「通常jのいずれ
かを選択、指示する。ここで第9図に示すようにスイッ
チ71aの操作によって選択、指示された内容が「軽負
荷」であるか否かが判断され(ステップ301)、この
ステップ301の判断結果がYESであれば「軽負荷モ
ード」を指示する指示信号をエンジンコントローラ72
に出力する(ステップ303)。またステップ301の
判断結果がNoであればスイッチ71aの操作によって
選択、指示された内容が「重負荷」であるか否かが判断
され(ステップ302 ) 、判断結果がYESであれ
ば「重負荷モード」を指示する指示信号をエンジンコン
トローラ72に出力する(ステップ305)。またステ
ップ302の判断結果がNOであればスイッチ71aの
操作によって選択、指示された内容は「通常モード」で
あるとして、これを指示する指示信号をエンジンコント
ローラ72に出力する(ステップ304、ステップ10
1)。
つぎに作業自動化コントローラ2 の図示していない教
示・再生モード選択スイッチを操作して教示モードが選
択される(ステップ102)。始動スイッチ3′がオン
されると、まずステップ101で選択、指示された内容
、つまりステップ303〜305で指示されたモードを
図示していないメモリに記憶する処理が実行される(ス
テップ104)。そして操作レバー1−のレバー操作を
教示する処理が行われる。つまり操作レバー1のレバー
信号が上記メモリに記憶される(ステップ105)。始
動スイッチ3がオフされて教示が終了する(ステップ1
06)。
ここでオペレータが教示時に上記のごとく教示された内
容と別の作業を行うべく、操作盤71のスイッチ71a
による指示内容をステップ101で指示されたものと異
なる内容に変更したものとする(ステップ107)。や
がて再生運転を行うべく教示・再生モード選択スイッチ
を操作して再生モードが選択される(ステップ108)
。するとステップ107における指示内容の変更に関係
なくステップ104て記憶されたモードが指示信号とし
てエンジンコントローラ72に出力される(ステップ1
09)。始動スイッチ3がオンされるとくステップ11
0)、ステップ104て教示、記憶されたレバー信号か
油圧装置コントローラ22に出力され、該油圧装置コン
トローラ22は人力レバー信号に基づき制御信号を油圧
装置4に出力する。そしてステップ109で指示された
指示信号に基づいてエンジンコントローラ72は制御信
号を油圧装置4に出力する。このためステップ101で
「重掘削モード」が指示され、これがステップ104て
教示、記憶されたものとすれば、たとえステップ107
て別作業を行うために「軽負荷モード」に変更されたと
しても、再生時には教示時に指示、記憶された「重掘削
モード」によって作業が行われることになる。
また通常、操作盤21.71には現在、選択指示されて
いる制御モードを点灯表示するランプが配設されている
。もちろん、ステップ109において記憶した制御モー
ドを再生するときには対応するランプか点灯することに
なる。これによりオペレータは再生時において指示され
ている制御内容を迅速に認識することができるようにな
る。
以上説明したように実施例によれば、教示時に操作レバ
ーの操作を教示データとして記憶するばかりではなく、
油圧装置やエンジンの制御特性を示す操作盤からの指示
信号を教示データとして記憶して、教示後に別作業を行
うため操作盤上のスイッチにより指示内容を変更したと
しても再生時には作業自動化コントローラが油圧装置や
エンジンの制御特性を、記憶した指示内容に自動的に変
更し、かつ記憶した指示内容を操作盤上に表示するよう
にしたので、再生時における各種制御の誤指示がなくな
り、教示した作業内容の再現性が向上する。
〔発明の効巣〕
以上説明したように本発明によれば、教示時において設
定した作業内容の再現性が大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る油圧駆動機械の教示再生装置の実
施例の構成を示すブロック図で、油圧駆動機械の油圧装
置の制御特性を選択する実施例装置を示す図、第2図は
本発明に係る油圧駆動機械の教示再生装置の他の実施例
の構成を示すブロック図で、油圧駆動機械のエンジンの
制御特性を選択する実施例装置を示す図、第3図は第1
図に示す各構成要素のうちの一部を詳細に示す図、第4
図は第2図に示す各構成要素のうちの一部を詳細に示す
図、第5図は第1図および第2図に示す作業自動化コン
トローラで実行される処理手順を例示したフローチャー
ト、第6図はポンプ分離機能を説明するために用いたレ
バーストローク量とポンプ吐出流量の関係を示すグラフ
、第7図はガバナの作用を説明するために用いたエンジ
ン回転数とエンジンの出力トルクの関係を示すグラフ、
第8図は第1図に示す操作盤で行われる制御特性選択、
指示処理を説明するために用いたフローチャート、第9
図は第2図に示す操作盤で行われる制御特性選択、指示
処理を説明するために用いたフローチャート、第1O図
(a)、(b)、(c)は従来の油圧駆動機械の制御装
置の構成をそれぞれ概念的に示すブロック図、第11図
は第10図(C)に示す従来の作業自動化コントローラ
で実行される処理手順を例示したフローチャートである
。 2.2−・・・作業自動化コントローラ、4.4゛・・
・電子制御式油圧装置、5.5′・・・油圧配管、11
.12.13.67・・・油圧シリンダ、21川油圧制
御特性指示操作盤、22・・・油圧装置コントローラ、
40.60・・・エンジン、71・・・エンジン制御特
性指示操作盤、72・・・エンジンコントローラ。 1才雫そモしハ 第1図 第2図 6711五シ:Jシタ 第6図 工〕シンロ酊I次 第7図 第9図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 油圧駆動機械の各種の制御の中から所望の制御を選択す
    る制御選択スイッチが設けられ、この制御選択スイッチ
    で選択された制御が行われるように前記油圧駆動機械を
    駆動する手段と、予め作業操作レバー信号を作業に伴っ
    て順次時系列的に記憶することにより作業機の動きを教
    示し、その後記憶データに従って作業機アクチュエータ
    を駆動することにより教示内容を再生する手段を有する
    油圧駆動機械において、 教示時に前記制御選択スイッチの選択指示内容を教示デ
    ータとして記憶して、再生時に前記教示データに基づい
    て前記選択された制御が行われるように前記油圧駆動機
    械を駆動するようにした油圧駆動機械の教示再生装置。
JP2199462A 1990-07-27 1990-07-27 油圧駆動機械の教示再生装置 Expired - Fee Related JP2784606B2 (ja)

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