JPH06102953B2 - Positioning correction method for punching machine - Google Patents

Positioning correction method for punching machine

Info

Publication number
JPH06102953B2
JPH06102953B2 JP28941586A JP28941586A JPH06102953B2 JP H06102953 B2 JPH06102953 B2 JP H06102953B2 JP 28941586 A JP28941586 A JP 28941586A JP 28941586 A JP28941586 A JP 28941586A JP H06102953 B2 JPH06102953 B2 JP H06102953B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
boom
positioning
face
value
punching machine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP28941586A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS63142185A (en
Inventor
佐藤  修
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP28941586A priority Critical patent/JPH06102953B2/en
Publication of JPS63142185A publication Critical patent/JPS63142185A/en
Publication of JPH06102953B2 publication Critical patent/JPH06102953B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、さく孔機の自動的な位置決め位置の補正を行
うさく孔機の位置決め補正方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drilling machine positioning correction method for automatically correcting the positioning position of a drilling machine.

(従来技術) 最近のさく岩機は、ブームに乗架したさく孔機の目標点
に対する設定位置(目標値)を直角座標によって表示す
るとともにこの直角座標による設定位置データを制御パ
ターンとしてメモリ部に記憶させておき、中央処理装置
からの制御プログラムに基いて上記メモリ部から上記設
定位置データを随時読みだして自動的にブーム並びにさ
く孔機の位置決めを行うようになっている。(例えば、
特公昭57-51518号公報参照)。
(Prior Art) Recent rock drills display the setting position (target value) for the target point of the drilling machine mounted on the boom in rectangular coordinates, and the setting position data in the rectangular coordinates are stored in the memory section as a control pattern. The setting position data is read out from the memory section at any time based on a control program from the central processing unit, and the boom and the drilling machine are automatically positioned. (For example,
See Japanese Patent Publication No. 57-51518).

(発明が解決しようとする問題点) しかし、このようなさく岩機では、上記ブームが台車部
に対してヒンジ機構を介して取付けられていることや、
また当該ブームに対して上記さく孔機がガイドセルなど
の摺動機構を介して取付けられていることなどから、組
立時の台車に対する取付誤差、又経年変化によって上記
ヒンジ機構、摺動機構等の部分に部品の摩耗や緩みによ
るガタツキを生じたり、さらにブーム自体にたわみを生
じたりして、実際には上記制御パターン通りの正確なブ
ームの位置決めを行うことができない事態を生じる。そ
して、位置決めが正確でないと、さく岩のための理想的
な切羽面を得ることができないことになる。
(Problems to be solved by the invention) However, in such a rock drilling machine, the boom is attached to the bogie portion via a hinge mechanism,
In addition, since the punching machine is attached to the boom via a sliding mechanism such as a guide cell, the hinge mechanism, the sliding mechanism, etc. may not be mounted due to an error in mounting on the carriage at the time of assembly or aging. This causes rattling of parts due to wear and looseness of parts, and further bending of the boom itself, which causes a situation in which the boom cannot be accurately positioned according to the control pattern. And, if the positioning is not accurate, it will not be possible to obtain the ideal face face for the drill rock.

しかも、上記事象に起因する位置決め誤差は、上記直角
座標系に於けるX・Y方向だけでなく、ブーム座標系に
おけるX・Y・Z方向のいずれの方向にも生じ、さらに
その誤差の程度(大きさ)も各方向について一定ではな
いので、一般的な手段では容易には補正することができ
ない。
Moreover, the positioning error caused by the above phenomenon occurs not only in the X and Y directions in the Cartesian coordinate system but also in the X, Y and Z directions in the boom coordinate system, and the degree of the error ( Since (size) is not constant in each direction, it cannot be easily corrected by general means.

(問題点を解決するための手段) 本発明は上記の問題を解決することを目的としてなされ
たもので、さく孔機を乗架したブームと、実際の切羽面
に対する上記さく孔機によるさく孔点の位置および方向
を直角座標系の座標値によって表示した制御データを制
御目標値として入力し、該入力値に応じて上記ブームの
位置決めを行なうブーム制御手段とを備えたさく孔機の
位置決め補正方法であって、上記実際の切羽面に対応す
る仮想切羽面を設定し、該仮想切羽面に対して上記ブー
ム手段により上記制御目標値に応じた上記ブームの位置
決めを行うとともに当該位置決め状態における上記さく
孔機の位置を光波トランシットによって実測し直角座標
系の座標値で表示する一方、該表示値を上記制御目標値
と比較することにより上記制御目標値と実際の位置決め
位置に対応する座標値との誤差量を演算し、該誤差量に
応じて上記制御目標値を補正するようにしたものであ
る。
(Means for Solving Problems) The present invention has been made for the purpose of solving the above-mentioned problems. A boom carrying a punching machine and a punching machine for punching an actual face face by the punching machine. Positioning correction of a drilling machine, which is provided with a control data which displays the position and direction of a point by a coordinate value of a Cartesian coordinate system as a control target value, and boom control means for positioning the boom according to the input value. A method of setting a virtual face face corresponding to the actual face face, positioning the boom according to the control target value by the boom means with respect to the virtual face face, and performing the positioning in the positioning state. The position of the drilling machine is measured by light wave transit and displayed as coordinate values in a rectangular coordinate system, while the displayed value is compared with the control target value to obtain the control target value. The amount of error from the coordinate value corresponding to the actual positioning position is calculated, and the control target value is corrected according to the amount of error.

(作用) 上記の手段によると、当該さく孔機のブーム作動部特有
の誤差量が、仮想切羽面上の各さく孔点に対応した実際
のブーム位置に対応してそれぞれ予め実測され、実際の
切羽面に対するブームの位置決め時には、当該位置決め
に先立って上記誤差量に応じて最終的な制御目標値の補
正がなされるようになる。
(Operation) According to the above means, the error amount peculiar to the boom operating portion of the perforator is measured in advance corresponding to the actual boom position corresponding to each drilling point on the virtual face, and the actual At the time of positioning the boom with respect to the facet, the final control target value is corrected according to the above-mentioned error amount prior to the positioning.

従って、実切羽面に対するブームの位置決め状態は常に
正確なものとなると同時に位置決めサイクルごとの誤差
量検出動作を不要にできるので制御能率もより向上す
る。
Therefore, the positioning of the boom with respect to the actual face surface is always accurate, and at the same time, the error amount detecting operation for each positioning cycle can be eliminated, so that the control efficiency is further improved.

(実施例) 第1図〜第7図は、本発明の実施例に係るさく孔機の位
置決め補正方法を実施するためのさく孔機の位置決め補
正装置を示している。先ず第2図は、上記実施例におけ
るさく孔機の乗架装置部分の構成を示すものであって、
作業台車E上に固定した基台Wに対しブーム1の第1ブ
ーム2の後端2aを回転自在に軸支すると共に、該第1ブ
ーム2の先端2bに第2ブーム3の後端3aを回転自在の軸
支し、さらに該第2ブーム3の先端3bにセルマウンテイ
ング4を介してガイドセル用のシリンダ5を固定してい
る。このシリンダ5にはフイードモータ6を後端に取り
付けたガイドセル7を摺動自在に載架して該ガイドセル
7を前後進させるようにすると共に、さらに当該ガイド
セル7に対してロッド9の先端にビット10を取り付けた
さく孔機8を前後進可能に装着している。そして、該さ
く孔機8のさく孔作業時に当該さく孔機8を上記フイー
ドモータ6で前進作動させるようにしている。上記さく
孔機8を乗架するブーム1は、左右水平方向(図中X方
向)、前後水平方向(図中Z方向)及び上下垂直方向
(図中Y方向)の3方向にそれぞれ任意に変位するよう
になっており、その第1ブーム2と第2ブーム3に対し
て上記各水平方向に作動させるブームスイング用のシリ
ンダ11およびガイドセルスイング用のシリンダ12並びに
上記垂直方向に作動させるブームリフト用のシリンダ13
およびガイドセルリフト用のシリンダ14とを図示の如く
取り付けている。そして、上記のように構成されたブー
ム1は、上記作業台車Eの左右に一対設けられている。
また、符号41,42は、台車Eの両側部に位置して前後一
対に設けられているアウトリガ47,48の一側に設置され
ている第1および第2のターゲット板である。
(Embodiment) FIGS. 1 to 7 show a positioning correction apparatus for a punching machine for carrying out a positioning correction method for the punching machine according to an embodiment of the present invention. First, FIG. 2 shows the construction of the mounting device portion of the punching machine in the above embodiment,
A rear end 2a of the first boom 2 of the boom 1 is rotatably supported by a base W fixed on the work carriage E, and a rear end 3a of the second boom 3 is attached to a front end 2b of the first boom 2. A rotatably supported shaft is supported, and a guide cell cylinder 5 is fixed to the tip 3b of the second boom 3 via a cell mounting 4. A guide cell 7 having a feed motor 6 attached at the rear end is slidably mounted on the cylinder 5 so as to move the guide cell 7 forward and backward, and the tip of a rod 9 is further attached to the guide cell 7. A drilling machine 8 with a bit 10 attached to it is mounted so that it can move forward and backward. Then, when the punching operation of the punching machine 8 is performed, the punching machine 8 is moved forward by the feed motor 6. The boom 1 on which the punching machine 8 is mounted can be arbitrarily displaced in three directions of a horizontal direction in the left / right direction (X direction in the drawing), a front / rear horizontal direction (Z direction in the drawing), and a vertical direction (Y direction in the drawing). The boom swing cylinder 11 and the guide cell swing cylinder 12 that are operated in the horizontal directions with respect to the first boom 2 and the second boom 3 and the boom lift that is operated in the vertical direction. Cylinder for 13
And the cylinder 14 for lifting the guide cell is attached as shown. A pair of booms 1 configured as described above are provided on the left and right of the work carriage E.
Further, reference numerals 41 and 42 are first and second target plates which are installed on one side of the outriggers 47 and 48 which are located on both sides of the carriage E and which are provided in a front and rear pair.

ここで、上記第1ブーム2の長さをl1、第2ブーム3の
長さをl2、第2ブーム3のの先端よりガイドセル7の先
端までの長さ(即ち、ガイドセル7の移動量)をlsとし
て、上記各シリンダ11〜14の作動量と該作動に応じて移
動するブーム先端位置(即ち、ガイドセル7の先端位
置)との関係を、第3図(a),(b)を参照して解析
すると下記のようになる。
Here, the length of the first boom 2 is l 1 , the length of the second boom 3 is l 2 , and the length from the tip of the second boom 3 to the tip of the guide cell 7 (that is, the guide cell 7 the amount of movement) as l s, boom tip position that moves in accordance with the operation amount and the acting movements of the respective cylinders 11 to 14 (i.e., the relationship between the tip position of the guide cell 7), 3 (a), When analyzed with reference to (b), the results are as follows.

すなわち、当初ブーム1がZ軸上にあるとき、その先端
は第3図(a),(b)中Poの位置にある。まず、この
状態からブームスイング用のシリンダ11とガイドセルス
イング用のシリンダ12とを作動し、そのロッドの伸長に
より水平面(図中X-Z面)に第1ブーム2をθ1、第2ブ
ーム3をθ3だけ移動すると、上記Po点はP1点に移る。
その後、ブームリフト用のシリンダ14を作動し垂直面
(図中Y-Z面)にθ2,θ4だけ移動するとP1点は上記Po
点を経てP2点に移る。このP2点の位置及び(セルの)方
向は次式で与えられる。
That is, when the boom 1 is initially on the Z-axis, its tip is at the position Po in FIGS. 3 (a) and 3 (b). First, the cylinder 11 for boom swing and the cylinder 12 for guide cell swing are operated from this state, and the rods are extended so that the first boom 2 is θ 1 and the second boom 3 is on the horizontal plane (XZ plane in the figure). When it moves by θ 3 , the Po point moves to the P 1 point.
After that, when the boom lift cylinder 14 is activated and moved by θ 2 and θ 4 to the vertical plane (YZ plane in the figure), P 1 point becomes the Po
Go through point P 2 point. The position of this P 2 point and the direction (of the cell) are given by

x=l1sinθ1・cosθ+{l2sinθ1+lssin(θ1
θ3)}cos(θ2+θ4) y=l1cosθ1・sinθ2+{l2cosθ1+lscos(θ1
θ3)}sin(θ2+θ4) z=l1cosθ1・cosθ2+{l2cosθ1+lscos(θ1
θ3)}cos(θ2+θ4) ・・(1) θ=θ1+θ3 φ=θ2+θ4 すなわち、点P2とその方向は上記(1)式を通して、直
角座標系P(x,y,z,θ,φ)及び、ブームの座標系Pθ
(θ1,θ2,θ3,θ4,ls)に相互に変換することがで
きる。
x = l 1 sin θ 1 · cos θ + {l 2 sin θ 1 + lssin (θ 1 +
θ 3 )} cos (θ 2 + θ 4 ) y = l 1 cos θ 1 · sin θ 2 + {l 2 cos θ 1 + ls cos (θ 1 +
θ 3 )} sin (θ 2 + θ 4 ) z = l 1 cos θ 1 · cos θ 2 + {l 2 cos θ 1 + lscos (θ 1
θ 3 )} cos (θ 2 + θ 4 ) ・ (1) θ = θ 1 + θ 3 φ = θ 2 + θ 4 That is, the point P 2 and its direction are expressed by the Cartesian coordinate system P (x , y, z, θ, φ) and boom coordinate system Pθ
1 , θ 2 , θ 3 , θ 4 , ls) can be mutually converted.

したがって、直角座標系で与えられた上記P2点の位置と
方向の制御は、座標交換器(P→Pθ)と角度θ1
θ2,θ3,θ4及び長さlsの位置決め用サーボ制御装置
があれば達成できることとなる。
Therefore, the control of the position and direction of the point P 2 given in the Cartesian coordinate system is performed by the coordinate exchanger (P → Pθ) and the angle θ 1 ,
This can be achieved if there is a positioning servo controller with θ 2 , θ 3 , θ 4 and length ls.

この実施例の補正機能を具備したブーム位置決め装置
は、上記座標変換器(P→Pθ)と位置決め用サーボ制
御装置とを設け、直角座標系でブーム先端のビツト10の
位置を表示してブーム1の位置決めを行なうようになす
ともに当該位置決め時の目標値を光波トランシットによ
る実測値を基にして自動的に較正するようにしたもの
で、第1図に示すように構成されている。
The boom positioning device having the correction function of this embodiment is provided with the coordinate converter (P → Pθ) and the positioning servo controller, and displays the position of the bit 10 at the boom tip in a rectangular coordinate system to display the boom 1 In addition, the target value at the time of the positioning is automatically calibrated based on the measured value by the light wave transit, and is configured as shown in FIG.

すなわち、第1図中、先ず符号15は例えば第6図に示す
ように所定のさく孔パターンに応じてブーム1の先端の
ビット10の位置を切羽面直前の仮想直角座標面FR′に対
して直接的に位置決めするための作動量を設定するメモ
リ手段で、このメモリ手段15は上記第1、第2ブーム2,
3の作動量をキーボードまたはダイヤル等によって自由
に設定できるようにしてある。また、16は上記ブーム1
の第1,第2ブーム2,3の変位角θ1〜θ4より各ブームの
駆動用油圧シリンダ11〜14のピストン及びガイドセル用
のシリンダ5の作動量を決定するブームの位置決めサー
ボ制御装置(特許請求の範囲中のブームの制御手段に該
当する)、17は上記メモリ手段15とブーム位置決めサー
ボ制御装置16との間に設置するブーム座標系の(P→P
θ)座標変換器であり、メモリ手段15より与えられる直
角座標系の座標値Pの位置と方向(x,y,z,θ,φ)をブ
ームの座標系の座標値Pθ(各ブーム2,3の変位角θ1
θ2,θ3,θ4とガイドセル7の移動量ls)に変換する
ものである。18は中央処理装置であり、上記メモリ手段
15と座標交換器17とに接続し、操作入力が与えられると
メモリ手段15から所望のさく孔位置Pを取り出し上記座
標交換器17に入力するものである。19は上記座標交換器
17とブーム位置決めサーボ制御装置16との間に接続され
ている第1のレジスタであり、上記座標変換器17より与
えられる目標値Pθを所定時間ホールドして上記位置決
めサーボ制御装置16に入力するものである。また20は上
記座標変換器17に接続した第2のレジスタであり、上記
第1ブーム2、第2ブーム3の各長さl1,l2・・等の定
数を座標変換器17に入力している。第1及び第2ブーム
2,3からなるブーム1及びガイドセル7の各駆動油圧シ
リンダ5,11〜14は、上記位置決めサーボ制御装置16より
指令される各シリンダ5,11〜14のピストン作動量に応じ
て作動せしめられる。22はさく孔機制御手段であり、上
記ブーム1のガイドセル7上に乗架したさく孔機8にさ
く孔作動に必要な制御量を与えており、上記位置決めサ
ーボ制御装置16と接続したブーム1が所望位置に位置決
めされたときの信号で作業を開始するようにすると共
に、中央処理装置18とも接続し、各さく孔作業毎の終了
信号を与えるようにしている。
That is, in FIG. 1, first, reference numeral 15 indicates the position of the bit 10 at the tip of the boom 1 with respect to the virtual rectangular coordinate plane FR ′ immediately before the face of the face according to a predetermined drilling pattern as shown in FIG. 6, for example. The memory means 15 is a memory means for setting an operation amount for direct positioning. The memory means 15 is used for the first and second booms 2,
The operation amount of 3 can be freely set with a keyboard or dial. 16 is the boom 1
Boom positioning servo control device for determining the operating amounts of the pistons of the hydraulic cylinders 11 to 14 for driving each boom and the cylinder 5 for the guide cell from the displacement angles θ 1 to θ 4 of the first and second booms 2 and 3 (Corresponding to boom control means in the claims), 17 is a boom coordinate system (P → P) installed between the memory means 15 and the boom positioning servo control device 16.
θ) coordinate converter for converting the position and direction (x, y, z, θ, φ) of the coordinate value P of the rectangular coordinate system given by the memory means 15 into the coordinate value Pθ of the boom coordinate system (each boom 2, 3 displacement angle θ 1 ,
This is converted into θ 2 , θ 3 , θ 4 and the movement amount ls) of the guide cell 7. Reference numeral 18 denotes a central processing unit, which is the above memory means.
It is connected to 15 and the coordinate exchanger 17, and when an operation input is given, a desired drilling hole position P is taken out from the memory means 15 and inputted to the coordinate exchanger 17. 19 is the above coordinate exchanger
A first register connected between the boom positioning servo controller 16 and the boom positioning servo controller 16, which holds the target value Pθ given by the coordinate converter 17 for a predetermined time and inputs it to the positioning servo controller 16. Is. Reference numeral 20 is a second register connected to the coordinate converter 17, and inputs constants such as the lengths l 1 , l 2 ... Of the first boom 2 and the second boom 3 to the coordinate converter 17. ing. First and second boom
Each of the drive hydraulic cylinders 5, 11 to 14 of the boom 1 and the guide cell 7 composed of 2, 3 is operated according to the piston operation amount of each cylinder 5, 11 to 14 instructed by the positioning servo control device 16. . Reference numeral 22 denotes a punching machine control means, which gives the punching machine 8 mounted on the guide cell 7 of the boom 1 with a control amount necessary for the drilling operation, and is connected to the positioning servo control device 16 to the boom. The work is started by the signal when 1 is positioned at the desired position, and it is also connected to the central processing unit 18 to give the end signal for each drilling work.

また、23a,23bは第1、第2ブーム2,3の各駆動用シリン
ダ11〜14及びガイドセル作動用のシリンダ5の変位検出
信号を受けて実際のブームの変位角を求める2つの演算
器であり、上記位置決めサーボ制御装置16に接続してブ
ームの実際の変位角(θ1,θ2,θ3,θ4)及びガイド
セル7の実際の移動量(ls)を各々フイードバックし、
ブームの目標点への位置決めを行うようにしている。
Further, 23a and 23b are two calculators for receiving the displacement detection signals of the driving cylinders 11 to 14 of the first and second booms 2 and 3 and the cylinder 5 for operating the guide cell to obtain the actual displacement angle of the boom. Is connected to the positioning servo control device 16 to feed back the actual displacement angle (θ 1 , θ 2 , θ 3 , θ 4 ) of the boom and the actual movement amount (ls) of the guide cell 7,
The boom is positioned to the target point.

ところで、上記駆動用シリンダ11〜14の変位から上記ブ
ーム1の変位角θ1〜θ4を上記演算器23a,23bなしに直
接に、又は上記演算器23a,23bを介して間接的に検出す
る原理について第4図を参照して説明すると次のように
なる。
By the way, the displacement angles θ 1 to θ 4 of the boom 1 are detected directly from the displacements of the drive cylinders 11 to 14 without the calculators 23a and 23b, or indirectly via the calculators 23a and 23b. The principle will be described below with reference to FIG.

第4図に示す第1ブーム2を簡略化した図面において、
該第1ブーム2が今、水平状態にあるときΔX1X2X3は直
角三角形である。したがって、今各辺の長さを同第4図
のように示すとピタゴラスの定理より次式が成立する。
In the simplified drawing of the first boom 2 shown in FIG.
When the first boom 2 is now horizontal, ΔX 1 X 2 X 3 is a right triangle. Therefore, if the length of each side is now shown in FIG. 4, the following equation is established from Pythagorean theorem.

a2=b2+c2 ・・・・・・(2) 一方、第1ブーム2が上方へ角度α°移動したとき点X1
が点X1′に移動し、X1-X3間の距離がtだけ増加したと
すると次式が成立する。
a 2 = b 2 + c 2 (2) On the other hand, when the first boom 2 moves upward by an angle α °, point X 1
Is moved to the point X 1 ′ and the distance between X 1 and X 3 is increased by t, the following equation holds.

(a+t)2=(b+csinα)2+(ccosα)2=b2+c2+2bcsi
nα ・・・(3) 上記(2),(3)式より t2+2at=2bcsinα ∴ sinα=(t2+2at)/2bc ・・・(4) したがって、上記角度αは次式より求まる。
(a + t) 2 = (b + csinα) 2 + (ccosα) 2 = b 2 + c 2 + 2bcsi
nα ... (3) From the above equations (2) and (3), t 2 + 2at = 2bc sinα ∴sinα = (t 2 + 2at) / 2bc (4) Therefore, the angle α can be obtained from the following equation.

α=sin-1(t2+2at)/2bc ・・・(5) この(5)式において、変数を無次元化するため(a/b
c)tを改めてTとおく。
α = sin −1 (t 2 + 2at) / 2bc ・ ・ ・ (5) In this equation (5), to make the variables dimensionless (a / b
c) Replace t with T.

(a/bc)t→T ・・・(6) すると、上記(5)式は次のように変形できる。(A / bc) t → T (6) Then, the above equation (5) can be transformed as follows.

α=sin-1(bc/2a2・T2+T) ・・・(7) ここで、今上記ΔX1′X2X3に相似な三角形ΔQ1Q2Q3を考
える。そして、ΔX1′X2X3と対応する各辺の長さをそれ
ぞれ(a′,b′,c′,t′)と表示すると、当該各辺につ
いて a/a′=b/b′=c/c′=t/t′=k1(定数)・・・(8) の関係が成立するから、結局 at/bc=a′t′/b′c′ が成立すると共に上記(7)式の定数についても bc/a2=b′c′/a′2=k2 (定数) となり、結局上記相似な三角形の間では上記(7)式の
定数及び変数は当該三角形の大きさには依存せず、しか
も上記角度αは共に同一の(7)式で表されることがわ
かる。さらに定数k2を用いると、上記(7)式は次のよ
うに表示できる。
α = sin −1 (bc / 2a 2 · T 2 + T) (7) Now, consider a triangle ΔQ 1 Q 2 Q 3 similar to ΔX 1 ′ X 2 X 3 above. If the length of each side corresponding to ΔX 1 ′ X 2 X 3 is expressed as (a ′, b ′, c ′, t ′), then a / a ′ = b / b ′ = c / c '= t / t' = k 1 (constant) (8) holds, so at / bc = a't '/ b'c' holds and (7) above As for the constants of the formula, bc / a 2 = b'c '/ a' 2 = k 2 (constant), and in the end, between the similar triangles, the constants and variables of the above formula (7) are set to the size of the triangle. It can be seen that the angle α does not depend on each other, and both the angles α are expressed by the same equation (7). Further, using the constant k 2 , the above equation (7) can be expressed as follows.

α=sin-1(k2/2・T2+T) ・・・(9) このように上記シリンダの変位Tより、この(9)式を
用いると、ブームの撮角αが求められる。具体的には上
述した次の2つの演算器23a,23b(デイジタル演算器を
用いるのが有利である)を用いてこれを実現できる。
α = sin -1 (k 2/ 2 · T 2 + T) ··· (9) than the displacement T of the thus said cylinder, using equation (9), shooting angle of the boom alpha is determined. Specifically, this can be realized by using the following two computing units 23a and 23b (which is advantageous to use a digital computing unit).

そして、上記変位Tの検出装置としては、例えば駆動用
油圧シリンダ11〜14に組込まれたエンコーダが用いられ
る。
An encoder incorporated in the drive hydraulic cylinders 11 to 14 is used as the displacement T detection device.

上記エンコーダは例えば上記各駆動用油圧シリンダ11〜
14の内部基端側に取り付けており、シリンダに固定する
ケース内に回転デイスクと検出器とを設け、油圧の流入
により軸を介して回転デイスクが回転するようにし、デ
イスクに物理的にコード化された1・0パターンを記憶
させ、これを検出器にて検出するようにしている。
The encoder is, for example, each of the driving hydraulic cylinders 11 to
It is attached to the inner base end side of 14, and a rotary disk and a detector are installed in the case that is fixed to the cylinder, and the rotary disk is rotated via the shaft by the inflow of hydraulic pressure, and physically encoded on the disk. The generated 1.0 pattern is stored, and this is detected by the detector.

上記デイスクの回転角βと出力信号Tとは、 T=kβ ・・・(10) 但し、kは定数 で示される。したがって、(10)式の代わりに上記
(9)式を満足する関数発生器としてエンコーダのデイ
スク・パターンを変えれば、このエンコーダから直接上
記移動角度αが得られる。
The rotation angle β of the disk and the output signal T are: T = kβ (10) where k is a constant. Therefore, if the disk pattern of the encoder is changed as a function generator satisfying the above equation (9) instead of the equation (10), the moving angle α can be obtained directly from this encoder.

そして、上記(9)式を満足する関数発生器(エンコー
ダ)のデイスク・パターンを求めるために(10)式を
(9)式に代入して、先ず α=sin-1(k2/2・k2β2+kβ)を得、 これをβについて解くと次式を得る。
Then, by substituting the above (9) (10) Equation (9) in order to determine the disk pattern of the function generator (encoder) satisfying the formula, firstly α = sin -1 (k 2/ 2 · k 2 β 2 + k β) is obtained, and this is solved for β to obtain the following equation.

但し、βは負のみでないから符号は正を採用した。 However, since β is not only negative, the sign is positive.

また、1+2k2sinα>0、である。Also, 1 + 2k 2 sin α> 0.

すなわち、この(11)式にしたがえば、ブームの各アー
ムの撮角αに対するエンコーダのパターン角βが求めら
れることとなる。
That is, according to the equation (11), the pattern angle β of the encoder with respect to the shooting angle α of each arm of the boom can be obtained.

また、上記エンコーダを、特殊な関数発生器として利用
する方法を採れば、第5図の距離Lx,Lyも容易に検出す
ることができる。
Further, if the method of using the encoder as a special function generator is adopted, the distances Lx and Ly in FIG. 5 can be easily detected.

一方、第1図において符号25は、例えば上記ブーム1特
有の各軸の目標点に対する移動量をあらかじめ光波トラ
ンシット40によって実測した上で実測データとしてマッ
ピング状態で入力記憶している測定データ入力装置であ
る。この測定データ入力装置25の上記実測データは、例
えばブーム1の回動部Aやリフト部B、エクステンショ
ン部C、又ガイドセルのリフト部Dやスイング部E、ス
ライド部Fなどの各々作動上の自由度A〜Fを有する部
分の直角座標上におけるX・Y・Z方向の経年変化等に
よる誤差量(ΔX,ΔY,ΔZ)を含んだものとして表示さ
れている。
On the other hand, reference numeral 25 in FIG. 1 denotes a measurement data input device for measuring the movement amount of each axis peculiar to the boom 1 with respect to the target point in advance by the light wave transit 40 and then inputting and storing it as measurement data in a mapping state. is there. The actual measurement data of the measurement data input device 25 is, for example, the operation of each of the rotating portion A, the lift portion B, the extension portion C of the boom 1, the lift portion D, the swing portion E, and the slide portion F of the guide cell. It is displayed as including the error amount (ΔX, ΔY, ΔZ) due to secular change in the X, Y, Z directions on the rectangular coordinates of the portion having the degrees of freedom A to F.

次に、符号26は、上記メモリ手段15に入力された当該切
羽面におけるさく孔パターンの記憶座標値(設定目標
値)P(x,y,z,θ,φ)と上記測定データ入力装置25に
入力された実測データP′(x′,y′,z′,θ′,
φ′)とを入力し、それら両入力量間の偏差値(誤差
量)ΔP=P−P′を検出する比較器である。この比較
器26によって検出された偏差値ΔPは、次に目標補正手
段27に入力され、該目標値補正手段27によって上記メモ
リ手段15に入力されている上記設定目標値Pを上記実際
の位置決め値P′との偏差値ΔPに応じて補正(P+Δ
P)する。これにより、上記位置決めサーボ系における
設定目標値となるメモリ手段15の記憶値はブーム1特有
の誤差を考慮して適正に設定されたものとなる。
Next, reference numeral 26 is a stored coordinate value (set target value) P (x, y, z, θ, φ) of the drilling pattern on the face of the face inputted to the memory means 15 and the measurement data input device 25. Measured data P '(x', y ', z', θ ',
φ ') is input to detect a deviation value (error amount) ΔP = PP ′ between these two input amounts. The deviation value ΔP detected by the comparator 26 is then input to the target correction means 27, and the set target value P input to the memory means 15 by the target value correction means 27 is used as the actual positioning value. Correction according to the deviation value ΔP from P ′ (P + Δ
P). As a result, the stored value of the memory means 15 which is the set target value in the positioning servo system is properly set in consideration of the error peculiar to the boom 1.

ところで、上記測定データ入力装置25に入力される仮想
切羽面に対する実際のさく孔機位置決め位置の実測デー
タは次のようにして求められる。
By the way, the actual measurement data of the actual drilling machine positioning position with respect to the virtual face face input to the measurement data input device 25 is obtained as follows.

すなわち、先ず第5図は、トンネル内の実際の切羽面に
対応して設定された第6図に示す仮想切羽面FR′を前提
として上記位置決めサーボ制御装置16により実際にブー
ム1を制御して目標値点に設置する場合の原理図を示し
ており、上述のようにさく孔機8を乗架したさく岩機本
体台車Eのアウトリガ47,48の側部に前後方向同一軸線
上に所定の距離を保って、且つ水平方向(X軸方向)に
所定長さ引き出し可能に設けられた上記第1および第2
の2枚のターゲット板41,42の第1および第2のターゲ
ット孔41a,42aの中心点間を結ぶ延長線Z軸(これは通
常トンネル中心軸OTに一致させられる)上には光波トラ
ンシット40が設けられている。この光波トランシット40
は、コヒーレントなレーザ光線の照射及び受光機能を有
し、照射光線の反射時間から発光点から反射点(ブーム
先端ビット10位置)までの直線距離lEの算出機能を有し
て構成されている。
That is, first, in FIG. 5, the boom 1 is actually controlled by the positioning servo control device 16 on the premise of the virtual face FR 'shown in FIG. 6 which is set corresponding to the actual face in the tunnel. The principle view of the case where it is installed at the target value point is shown, and a predetermined direction is set on the same axis line in the front-rear direction on the side of the outriggers 47, 48 of the rock drill body carriage E on which the drilling machine 8 is mounted as described above. The above-mentioned first and second provided so as to keep a distance and be capable of being pulled out in a horizontal direction (X-axis direction) by a predetermined length.
Two first and second target hole 41a of the target plate 41, the light wave transit on top extension Z-axis connecting the center points of 42a (which is typically matched to the tunnel center axis O T) of 40 are provided. This lightwave transit 40
Has a function of irradiating and receiving a coherent laser beam, and has a function of calculating a linear distance l E from the reflection time of the irradiation beam to the reflection point (boom tip bit 10 position) from the light emission point. .

従って、今上記光波トランシット40を第5図に示すよう
にさく岩機本体の台車E前方に所定の距離を置いて設置
し、該光波トランシット40からの照射レーザ光線が上記
台車E側の2枚のターゲット板41,42の各ターゲット孔4
1a,42aを貫通する時の光軸をZ軸とし、該Z軸上に垂直
に第6図に示すトンネル内仮想切羽面FR′を設定する。
そして、該仮想切羽面FR′上において、上記メモリ手段
15の入力さく孔パターンに基く目標値P(x,y,z,θ,
φ)によって実際に位置決めされたブーム1の先端(ビ
ット位置)が図示Pn点にあるとすると、上記光波トラン
シット40を使用して第7図のフローチャートに示す作業
を行なって該実際の位置決め位置Pn点の誤差量を演算
し、該演算値に応じて上記第1図について説明した目標
値の補正を行う。すなわち、先ずステップS1として上述
のように2枚のターゲット板41,42を使用して光波トラ
ンシット40のさく岩機本体に対するZ軸を特定すること
によって該Z軸を基準として光波トランシット40を第5
図図示のように設定する。
Therefore, the light wave transit 40 is now installed at a predetermined distance in front of the bogie E of the drilling machine main body as shown in FIG. 5, and the irradiation laser beam from the light wave transit 40 is two pieces on the bogie E side. Target plate 41, 42 of each target hole 4
The optical axis when passing through 1a and 42a is the Z axis, and the virtual face in the tunnel FR 'shown in FIG. 6 is set vertically on the Z axis.
Then, on the virtual face FR ', the memory means
Target value P (x, y, z, θ, based on 15 input drilling patterns
Assuming that the tip (bit position) of the boom 1 actually positioned by (φ) is at the point Pn in the figure, the light wave transit 40 is used to perform the work shown in the flowchart of FIG. The error amount of the point is calculated, and the target value described with reference to FIG. 1 is corrected according to the calculated value. That is, first, in step S 1 , the Z axis with respect to the rock drill main body of the light wave transit 40 is specified by using the two target plates 41 and 42 as described above, and then the light wave transit 40 is determined based on the Z axis. 5
Set as shown in the figure.

次に、ステップS2で上記第1図のメモリ手段15に入力さ
れている目標値P(x,y,z)に基いて上述の仮想切羽面F
R′に対してブーム1を実際に位置決めする。
Then, the target value P (x, y, z) virtual working face surface of the above based on the F at step S 2 is input to the memory means 15 of the Figure 1
Actually position the boom 1 with respect to R '.

次に、ステップS3で当該測定時の上記各ターゲット板4
1,42の台車E側方(X軸方向)への引き出し量lTを測定
し、上記Z軸のトンネル座標値を特定する。
Then, the measurement time of the respective target plates at Step S 3 4
The pulled amount l T of 1,42 to the side of the carriage E (X-axis direction) is measured, and the tunnel coordinate value of the Z-axis is specified.

続いてステップS4では、上記光波トランシット40の発光
点PLを中心として上記ブーム1の先端Pn点(反射点)を
検出する。
Then, in step S 4 , the tip Pn point (reflection point) of the boom 1 is detected with the light emitting point P L of the lightwave transit 40 as the center.

そして、次にステップS5では、上記光波トランシット40
によって上記実際のブーム1の位置決め位置Pnと上記光
波トランシット40の発光点PL間の直線距離lEを演算す
る。その後ステップS6,S7で上記光波トランシット40の
上記位置決め点Pnに対する鉛直方向傾斜角θV、水平方
向傾斜角θHをそれぞれ測定する。
Then, in next step S 5, the optical wave transit 40
Then, the linear distance l E between the actual positioning position Pn of the boom 1 and the light emitting point P L of the lightwave transit 40 is calculated. Then, in steps S 6 and S 7 , the vertical tilt angle θ V and the horizontal tilt angle θ H of the lightwave transit 40 with respect to the positioning point Pn are measured.

さらに、ステップS8〜S10に進み、上記測定値を基にし
てブーム先端の上記トランシット系からのX軸座標値
{Pn(X)=lE(cosθV・sinθH)}、Y軸上の座標値
(Pn(Y)=lEsinθV)、Z軸上の座標値(Pn(Z)=
lEcosθV・cosθH)をそれぞれ演算する。
Further, the process proceeds to step S 8 to S 10, X-axis coordinate value from the transit system of the boom tip based on the measured values {Pn (X) = l E (cosθ V · sinθ H)}, on the Y axis Coordinate value (Pn (Y) = l E sin θ V ), coordinate value on Z axis (Pn (Z) =
l E cos θV · cos θ H ) is calculated.

その後、さらにステップS11〜S13に進み、上記目標値P
(x,y,z)との比較を行ないX,Y,Z各座標値ごとの偏差値
(誤差量)ΔP(X),ΔP(Y),ΔP(Z)を演算
し、これに基いてステップS14で上記目標値P(x,y,z)
の補正(P(x,y,z)+ΔP(x,y,z))を行う。
Thereafter, further proceeds to step S 11 to S 13, the target value P
The deviation value (error amount) ΔP (X), ΔP (Y), ΔP (Z) for each X, Y, Z coordinate value is calculated by comparison with (x, y, z), and based on this In step S 14 , the target value P (x, y, z)
Is corrected (P (x, y, z) + ΔP (x, y, z)).

(発明の効果) 本発明方法は、以上に説明したように、さく孔機を乗架
したブームと、実際の切羽面に対する上記さく孔機によ
るさく孔点の位置および方向を直角座標系の座標値によ
って表示した制御データを制御目標値として入力し、該
入力値に応じて上記ブームの位置決めを行なうブーム制
御手段とを備えたさく孔機の位置決め補正方法であっ
て、上記実際の切羽面に対応する仮想切羽面を設定し、
該仮想切羽面に対して上記ブーム制御手段により上記制
御目標値に応じた上記ブームの位置決めを行うとともに
当該位置決め状態における上記さく孔機の位置を光波ト
ランシットによって実測し直角座標系の座標値で表示す
る一方、該表示値を上記制御目標値と比較することによ
り上記制御目標値と実際の位置決め位置に対応する座標
値との誤差量を演算し、該誤差量に応じて上記制御目標
値を補正するようにしたことを特徴とするものである。
(Effect of the Invention) As described above, the method of the present invention is such that the position and the direction of the punching point by the punching machine with respect to the actual face face and the boom on which the punching machine is mounted are the coordinates of the rectangular coordinate system. A method for correcting the positioning of a drilling machine, comprising: a control data displayed by a value as a control target value; and a boom control means for positioning the boom according to the input value. Set the corresponding virtual face,
The boom control means positions the boom according to the control target value with respect to the virtual facet, and the position of the drilling machine in the positioned state is measured by light wave transit and displayed in the coordinate value of the rectangular coordinate system. On the other hand, the error amount between the control target value and the coordinate value corresponding to the actual positioning position is calculated by comparing the displayed value with the control target value, and the control target value is corrected according to the error amount. It is characterized by doing so.

従って、本発明方法によると、当該さく孔機のブーム作
動部特有の誤差量が、仮想切羽面上の各さく孔点に対応
した実際のブーム位置に対応してそれぞれ予め実測さ
れ、実際の切羽面に対するブームの位置決め時には、当
該位置決めに先立って上記誤差量に応じて最終的な制御
目標値の補正がなされるようになる。
Therefore, according to the method of the present invention, the error amount peculiar to the boom operating portion of the perforator is measured in advance in correspondence with the actual boom position corresponding to each drilling point on the virtual face, and the actual face is cut. When the boom is positioned with respect to the surface, the final control target value is corrected according to the above-mentioned error amount prior to the positioning.

従って、実切羽面に対するブームの位置決め状態は常に
正確なものとなると同時に位置決めサイクルごとの誤差
量検出動作を不要にできるので制御能率もより向上す
る。
Therefore, the positioning of the boom with respect to the actual face surface is always accurate, and at the same time, the error amount detecting operation for each positioning cycle can be eliminated, so that the control efficiency is further improved.

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

第1図は本発明の実施例に係るさく孔機の位置決め補正
方法を実施する装置のブロック図、第2図は、上記実施
例におけるさく孔機のブームおよびブーム乗架装置を示
す側面図、第3図(a),(b)は上記実施例における
ブーム作動時の変位状態を示す説明図、第4図は、上記
実施例におけるブームの変位角とブーム作動シリンダの
移動量との関係を示す説明図、第5図は、上記実施例に
おいて光波トランシットを使用して位置決め補正を行う
場合の原理図、第6図は、仮想切羽面を示すモデル図、
第7図は、上記実施例におけるさく孔機の位置決め補正
方法を示すフローチャートである。 1……ブーム 8……さく孔機 16……位置決めサーボ制御装置 17……座標変換器 18……中央処理装置 25……測定データ入力装置 26……比較器 27……目標値補正手段 40……光波トランシット
FIG. 1 is a block diagram of an apparatus for carrying out a positioning correction method for a punching machine according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view showing a boom and a boom mounting device of the punching machine in the above embodiment, 3 (a) and 3 (b) are explanatory views showing a displacement state during boom operation in the above embodiment, and FIG. 4 shows the relationship between the displacement angle of the boom and the movement amount of the boom operating cylinder in the above embodiment. FIG. 5 is a diagram showing the principle of performing positioning correction using the light wave transit in the above embodiment, and FIG. 6 is a model diagram showing a virtual facet.
FIG. 7 is a flow chart showing a method of correcting the positioning of the punching machine in the above embodiment. 1 …… Boom 8 …… Punching machine 16 …… Positioning servo controller 17 …… Coordinate converter 18 …… Central processing unit 25 …… Measurement data input device 26 …… Comparator 27 …… Target value correction means 40… … Lightwave transit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】さく孔機を乗架したブームと、実際の切羽
面に対する上記さく孔機によるさく孔点の位置および方
向を直角座標系の座標値によって表示した制御データを
制御目標値として入力し、該入力値に応じて上記ブーム
の位置決めを行なうブーム制御手段とを備えたさく孔機
の位置決め補正方法であって、上記実際の切羽面に対応
する仮想切羽面を設定し、該仮想切羽面に対して上記ブ
ーム制御手段により上記制御目標値に応じた上記ブーム
の位置決めを行うとともに当該位置決め状態における上
記さく孔機の位置を光波トランシットによって実測し直
角座標系の座標値で表示する一方、該表示値を上記制御
目標値と比較することにより上記制御目標値と実際の位
置決め位置に対応する座標値との誤差量を演算し、該誤
差量に応じて上記制御目標値を補正するようにしたこと
を特徴とするさく孔機の位置決め補正方法。
1. A boom on which a punching machine is mounted, and control data in which the position and direction of the punching point by the punching machine with respect to the actual face face are displayed by coordinate values in a rectangular coordinate system as control target values. A method for correcting the positioning of a punching machine, which comprises a boom control means for positioning the boom according to the input value, wherein a virtual face face corresponding to the actual face face is set, and the virtual face face is set. While positioning the boom according to the control target value by the boom control means with respect to a surface, while measuring the position of the punching machine in the positioning state by a light wave transit, and displaying the coordinate value of the rectangular coordinate system, An error amount between the control target value and the coordinate value corresponding to the actual positioning position is calculated by comparing the displayed value with the control target value, and the error amount is calculated according to the error amount. Positioning correction method of drilling machine, characterized in that so as to correct the control target value.
JP28941586A 1986-12-03 1986-12-03 Positioning correction method for punching machine Expired - Lifetime JPH06102953B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28941586A JPH06102953B2 (en) 1986-12-03 1986-12-03 Positioning correction method for punching machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28941586A JPH06102953B2 (en) 1986-12-03 1986-12-03 Positioning correction method for punching machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63142185A JPS63142185A (en) 1988-06-14
JPH06102953B2 true JPH06102953B2 (en) 1994-12-14

Family

ID=17742944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP28941586A Expired - Lifetime JPH06102953B2 (en) 1986-12-03 1986-12-03 Positioning correction method for punching machine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06102953B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021195728A (en) * 2020-06-09 2021-12-27 コベルコ建機株式会社 Construction machine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021195728A (en) * 2020-06-09 2021-12-27 コベルコ建機株式会社 Construction machine

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63142185A (en) 1988-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0631527B2 (en) Boom positioning device for drilling machine
US4343367A (en) Drilling machine positioning arrangement
US5361854A (en) Laser positioning system for earth boring apparatus
JPH0138957B2 (en)
US4033626A (en) Method and apparatus for controlling a tunneling machine
JPH06102953B2 (en) Positioning correction method for punching machine
JP4233725B2 (en) Setting device for reference position and direction of drilling machine
US4240511A (en) Drilling machine centering arrangement
JP4151776B2 (en) Drilling machine positioning correction device and correction method
JPH05156885A (en) Method and apparatus for controlling location of boring by rock drill
JPH0410971B2 (en)
JPH0631525B2 (en) Boom positioning device for drilling machine
JP3476613B2 (en) Method of determining reference direction of drilling device
JPH0631526B2 (en) Boom positioning device for drilling machine
JPS62248794A (en) Controller for position of drilling
JPH06100078B2 (en) Automatic survey positioning system for tunnel lining machines
RU2800704C1 (en) Machine for geological engineering operations and method for compensating deviation of the manipulator of the said machine
RU2800704C9 (en) Machine for geological engineering operations and method for compensating deviation of the manipulator of the said machine
JPH07113640A (en) Method and equipment for measuring attitude of excavator by laser distance measurement
JPH0633707B2 (en) Boom positioning device for drilling machine
JPS62146390A (en) Drilling device
JPH0631524B2 (en) Boom positioning device for drilling machine
JPS61117395A (en) Centering apparatus of rock driller
JPS62202196A (en) Insertion-angle display unit for drilling device
JPS6197506A (en) Section measuring apparatus for tunnel