JPH0633606B2 - 油圧シヨベルの掘削制御方法 - Google Patents
油圧シヨベルの掘削制御方法Info
- Publication number
- JPH0633606B2 JPH0633606B2 JP10493885A JP10493885A JPH0633606B2 JP H0633606 B2 JPH0633606 B2 JP H0633606B2 JP 10493885 A JP10493885 A JP 10493885A JP 10493885 A JP10493885 A JP 10493885A JP H0633606 B2 JPH0633606 B2 JP H0633606B2
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- Japan
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- arm
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- maximum
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
- E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
- E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
- E02F3/36—Component parts
- E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
- E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
- E02F3/435—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like
- E02F3/437—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like providing automatic sequences of movements, e.g. linear excavation, keeping dipper angle constant
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Paleontology (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、バツクホウ油圧シヨベルの直線掘削等におけ
る掘削制御方法に関する。
る掘削制御方法に関する。
一般に、油圧シヨベルによる直線掘削制御ではポンプ、
切換弁等の流量制御手段の最大吐出量によりシリンダの
伸縮速度が制限されるため、必然的にアーム角速度およ
びブーム角速度の最大値も制限を受ける。このため、こ
の制限を越える目標角速度で、ブームあるいはアームを
動かそうとすると、あらかじめ設定される軌跡に対して
バケツトの刃先が大きくはずれることになる。このよう
なことから、特開昭52-97088号に示されるものが提案さ
れているが、この従来技術は、掘削速度指令信号より算
出される目標とする水平方向の掘削速度および垂直方向
の掘削速度と、実際のアーム先端の速度信号より算出さ
れる水平方向の掘削速度および垂直方向の掘削速度との
偏差が大きくなると指令信号を絞るようにしたもので、
これによつて目標軌跡を大きくはずれていくのを防いで
いる。
切換弁等の流量制御手段の最大吐出量によりシリンダの
伸縮速度が制限されるため、必然的にアーム角速度およ
びブーム角速度の最大値も制限を受ける。このため、こ
の制限を越える目標角速度で、ブームあるいはアームを
動かそうとすると、あらかじめ設定される軌跡に対して
バケツトの刃先が大きくはずれることになる。このよう
なことから、特開昭52-97088号に示されるものが提案さ
れているが、この従来技術は、掘削速度指令信号より算
出される目標とする水平方向の掘削速度および垂直方向
の掘削速度と、実際のアーム先端の速度信号より算出さ
れる水平方向の掘削速度および垂直方向の掘削速度との
偏差が大きくなると指令信号を絞るようにしたもので、
これによつて目標軌跡を大きくはずれていくのを防いで
いる。
しかし、この従来の技術にあつては、掘削開始時の水平
方向の掘削速度および垂直方向の掘削速度の偏差が大き
くなりやすく、したがつて掘削精度を上げようとすると
掘削速度を抑えなければならず、掘削作業能率の向上を
図り難い。
方向の掘削速度および垂直方向の掘削速度の偏差が大き
くなりやすく、したがつて掘削精度を上げようとすると
掘削速度を抑えなければならず、掘削作業能率の向上を
図り難い。
本発明の油圧シヨベルの掘削制御方法は、上記した従来
技術における実情に鑑みてなされたもので、その目的
は、掘削開始時の水平方向の掘削速度および垂直方向の
掘削速度の偏差を小さくすることのできる油圧シヨベル
の掘削制御方法を提供することにある。
技術における実情に鑑みてなされたもので、その目的
は、掘削開始時の水平方向の掘削速度および垂直方向の
掘削速度の偏差を小さくすることのできる油圧シヨベル
の掘削制御方法を提供することにある。
この目的を達成するために本発明は、バケツトがあらか
じめ設定された軌跡に沿つて動くように、少なくともア
ームシリンダおよびブームシリンダを駆動させるフイー
ドバツク制御系を備えた油圧シヨベルの掘削制御方法に
おいて、上記アームシリンダに供給し得る最大流量値と
アーム角度とから最大アーム角速度を演算するととも
に、上記ブームシリンダに供給し得る最大流量値とブー
ム角度とから最大ブーム角速度を演算し、これらの演算
によつて求めた最大アーム角速度と最大ブーム角速度と
から最大角速度比を演算し、現実の掘削角度とバケツト
角度とブーム角度とアーム角度とから、バケツトを目標
とする軌跡に沿つて動かすためのアームとブームの目標
角速度比を演算し、上記目標角速度比が上記最大角速度
比以上のときには、上記最大アーム角速度とあらかじめ
設定される所定の定数とに基づいて目標アーム角速度を
求める演算をおこなうとともに、上記最大アーム角速度
と上記目標角速度比と上記所定の定数とに基づいて目標
ブーム角速度を演算し、これらの目標アーム角速度およ
び目標ブーム角速度に応じた駆動信号によつて、上記ア
ームシリンダおよびブームシリンダのそれぞれの駆動を
制御し、上記目標角速度比が上記最大角速度比よりも小
さいときには、上記最大ブーム角速度と上記目標角速度
比と上記所定の定数とに基づいて、目標アーム角速度を
演算するとともに、上記最大ブーム角速度と上記所定の
定数とに基づいて目標ブーム角速度を演算し、これらの
目標アーム角速度および目標ブーム角速度に応じた駆動
信号によつて、上記アームシリンダおよびブームシリン
ダのそれぞれの駆動を制御する構成にしてある。
じめ設定された軌跡に沿つて動くように、少なくともア
ームシリンダおよびブームシリンダを駆動させるフイー
ドバツク制御系を備えた油圧シヨベルの掘削制御方法に
おいて、上記アームシリンダに供給し得る最大流量値と
アーム角度とから最大アーム角速度を演算するととも
に、上記ブームシリンダに供給し得る最大流量値とブー
ム角度とから最大ブーム角速度を演算し、これらの演算
によつて求めた最大アーム角速度と最大ブーム角速度と
から最大角速度比を演算し、現実の掘削角度とバケツト
角度とブーム角度とアーム角度とから、バケツトを目標
とする軌跡に沿つて動かすためのアームとブームの目標
角速度比を演算し、上記目標角速度比が上記最大角速度
比以上のときには、上記最大アーム角速度とあらかじめ
設定される所定の定数とに基づいて目標アーム角速度を
求める演算をおこなうとともに、上記最大アーム角速度
と上記目標角速度比と上記所定の定数とに基づいて目標
ブーム角速度を演算し、これらの目標アーム角速度およ
び目標ブーム角速度に応じた駆動信号によつて、上記ア
ームシリンダおよびブームシリンダのそれぞれの駆動を
制御し、上記目標角速度比が上記最大角速度比よりも小
さいときには、上記最大ブーム角速度と上記目標角速度
比と上記所定の定数とに基づいて、目標アーム角速度を
演算するとともに、上記最大ブーム角速度と上記所定の
定数とに基づいて目標ブーム角速度を演算し、これらの
目標アーム角速度および目標ブーム角速度に応じた駆動
信号によつて、上記アームシリンダおよびブームシリン
ダのそれぞれの駆動を制御する構成にしてある。
以下、本発明の油圧シヨベルの掘削制御方法を図に基づ
いて説明する。第１図は本発明の掘削制御方法が適用さ
れる油圧シヨベルを示す説明図、第２図は本発明の一実
施例を説明するフローチャートである。
いて説明する。第１図は本発明の掘削制御方法が適用さ
れる油圧シヨベルを示す説明図、第２図は本発明の一実
施例を説明するフローチャートである。
第１図において、１は本体に回動可能に連結されたブー
ム、２はこのブーム１に回動可能に連結されたアーム、
３はアーム２に回動可能に連結されたバケツト、４はブ
ーム１を回動させるブームシリンダ、５はアーム２を回
動されるアームシリンダ、６はバケツト３を回動させる
バケツトシリンダである。７は本体に対するブーム１の
回動角度βを検出するブーム角度検出器、８はブーム１
に対するアーム２の相対回動角度αを検出するアーム角
度検出器、９はアーム２に対するバケツト３の相対回動
角度γを検出するバケツト角度計である。また、１０は
アームシリンダ５に供給可能な最大流量値ＱＡを設定す
る設定器、１１はブームシリンダ４に供給可能な最大流
量値ＱＢを設定する設定器、１５は水平面に対する掘削
角度φを検出する掘削角度検出装置である。また、２０
は上述したブーム角度検出器７、アーム角度検出器８、
バケツト角度計９、流量検出器１０，１１、および掘削
角度検出装置１５が接続される制御部で、例えばマイク
ロコンピュータから成つており、信号を取込む入力装置
１２、入力装置１２からの信号によりバケツト３が掘削
角度φの直線軌跡に沿つて動くための目標アーム角速
度、および目標ブーム角速度を演算する演算装置１３、
この演算装置１３の演算結果に基づき、アームシリンダ
５およびブームシリンダ４を駆動する駆動信号を出力す
る出力装置１４を備えている。
ム、２はこのブーム１に回動可能に連結されたアーム、
３はアーム２に回動可能に連結されたバケツト、４はブ
ーム１を回動させるブームシリンダ、５はアーム２を回
動されるアームシリンダ、６はバケツト３を回動させる
バケツトシリンダである。７は本体に対するブーム１の
回動角度βを検出するブーム角度検出器、８はブーム１
に対するアーム２の相対回動角度αを検出するアーム角
度検出器、９はアーム２に対するバケツト３の相対回動
角度γを検出するバケツト角度計である。また、１０は
アームシリンダ５に供給可能な最大流量値ＱＡを設定す
る設定器、１１はブームシリンダ４に供給可能な最大流
量値ＱＢを設定する設定器、１５は水平面に対する掘削
角度φを検出する掘削角度検出装置である。また、２０
は上述したブーム角度検出器７、アーム角度検出器８、
バケツト角度計９、流量検出器１０，１１、および掘削
角度検出装置１５が接続される制御部で、例えばマイク
ロコンピュータから成つており、信号を取込む入力装置
１２、入力装置１２からの信号によりバケツト３が掘削
角度φの直線軌跡に沿つて動くための目標アーム角速
度、および目標ブーム角速度を演算する演算装置１３、
この演算装置１３の演算結果に基づき、アームシリンダ
５およびブームシリンダ４を駆動する駆動信号を出力す
る出力装置１４を備えている。
上述した第１図に示す油圧シヨベルにおいて、本発明は
例えば第２図のフローチャートに示すようにして掘削制
御をおこなう。
例えば第２図のフローチャートに示すようにして掘削制
御をおこなう。
すなわち、まず制御部２０の入力装置１２に、手順２
１，２２，２３，２４，２５，２６に示すように、バケ
ツト角度計９より出力される角度γと、ブーム角度検出
器７より出力される角度βと、アーム角度検出器８より
出力される角度αと、設定器１１より出力される最大流
量値ＱＢと、設定器１０より出力される最大流量値ＱＡ
と、掘削角度検出装置１５より出力される掘削角度φを
読み込む。次いで手順２７，２８に示すように、演算装
置１３で入力装置１２からの信号のうちの最大流量値Ｑ
Ｂとブーム１の回動角度βからブーム１の角速度の最大
値である角速度maxを求める演算をおこない、また最
大流量値ＱＡとアーム２の回動角度αからアーム２の角
速度の最大値である角速度maxを求める演算がおこな
われる。また、手順２９に示すように、入力装置１２か
らの信号のうち、掘削角度φ、バケツト３の角度γ、ブ
ーム１の角度β、アーム２の角度αから、直線軌跡に沿
つて動くためのアーム２とブーム１の目標角速度比０
／０を求める演算がおこなわれる。
１，２２，２３，２４，２５，２６に示すように、バケ
ツト角度計９より出力される角度γと、ブーム角度検出
器７より出力される角度βと、アーム角度検出器８より
出力される角度αと、設定器１１より出力される最大流
量値ＱＢと、設定器１０より出力される最大流量値ＱＡ
と、掘削角度検出装置１５より出力される掘削角度φを
読み込む。次いで手順２７，２８に示すように、演算装
置１３で入力装置１２からの信号のうちの最大流量値Ｑ
Ｂとブーム１の回動角度βからブーム１の角速度の最大
値である角速度maxを求める演算をおこない、また最
大流量値ＱＡとアーム２の回動角度αからアーム２の角
速度の最大値である角速度maxを求める演算がおこな
われる。また、手順２９に示すように、入力装置１２か
らの信号のうち、掘削角度φ、バケツト３の角度γ、ブ
ーム１の角度β、アーム２の角度αから、直線軌跡に沿
つて動くためのアーム２とブーム１の目標角速度比０
／０を求める演算がおこなわれる。
そして、この目標角速度比０／０に応じてアームシ
リンダ５およびブームシリンダ４を駆動するのである
が、アーム角速度およびブーム角速度は既に算出された
角速度max，maxで制限されている。そこで、この制
限された範囲内で０／０の比となる目標アーム角速
度 と目標ブーム角速度 の値を決める操作を同演算装置１３はおこなう。すなわ
ち、手順３０の０／０≧max／maxの判断が満足
された場合には、手順３１，３２に移り、 （ここでＫ１は０≦Ｋ１≦１の定数）の演算がおこなわ
れ、また手順３０の判断が満足されない場合には、手順
３３，３４に移り、 の演算がおこなわれる。次いで手順３５に移り、目標と
するブーム回動角度と実際のブーム回動角度との角度偏
差をΔβ、制御ゲインをＫ２として、 の演算がおこなわれ、次いで手順３６，３７に示すよう
に演算装置１３から上述のようにして得られた に相応する信号が出力装置１４に送られ、出力装置14は
これらの に相応する信号を駆動信号としてアームシリンダ５、ブ
ームシリンダ４に出力する。これによつてアーム２およ
びブーム１が作動し、所望の直線掘削をおこなうことが
できる。
リンダ５およびブームシリンダ４を駆動するのである
が、アーム角速度およびブーム角速度は既に算出された
角速度max，maxで制限されている。そこで、この制
限された範囲内で０／０の比となる目標アーム角速
度 と目標ブーム角速度 の値を決める操作を同演算装置１３はおこなう。すなわ
ち、手順３０の０／０≧max／maxの判断が満足
された場合には、手順３１，３２に移り、 （ここでＫ１は０≦Ｋ１≦１の定数）の演算がおこなわ
れ、また手順３０の判断が満足されない場合には、手順
３３，３４に移り、 の演算がおこなわれる。次いで手順３５に移り、目標と
するブーム回動角度と実際のブーム回動角度との角度偏
差をΔβ、制御ゲインをＫ２として、 の演算がおこなわれ、次いで手順３６，３７に示すよう
に演算装置１３から上述のようにして得られた に相応する信号が出力装置１４に送られ、出力装置14は
これらの に相応する信号を駆動信号としてアームシリンダ５、ブ
ームシリンダ４に出力する。これによつてアーム２およ
びブーム１が作動し、所望の直線掘削をおこなうことが
できる。
このように構成した実施例であつては、０≦Ｋ１≦１で
制約されたＫ１をmax，maxに乗ずることにより得ら
れる によつてアーム２およびブーム１を作動させるようにし
てあることから掘削軌跡をはずれる度合を小さくでき、
したがつて掘削開始時の水平方向の掘削速度および垂直
方向の掘削速度の偏差を小さくすることができる。ま
た、Ｋ１を大きく設定すれば掘削速度を十分に大きくす
ることができる。
制約されたＫ１をmax，maxに乗ずることにより得ら
れる によつてアーム２およびブーム１を作動させるようにし
てあることから掘削軌跡をはずれる度合を小さくでき、
したがつて掘削開始時の水平方向の掘削速度および垂直
方向の掘削速度の偏差を小さくすることができる。ま
た、Ｋ１を大きく設定すれば掘削速度を十分に大きくす
ることができる。
なお、上記実施例にあつては、ブーム１の他にアーム２
を１つ設けた一般的な油圧シヨベルに適用した例を挙げ
たが、本発明はこれに限られず、アーム２を複数備えた
いわゆる多関節構造を有する油圧シヨベルに適用しても
よい。
を１つ設けた一般的な油圧シヨベルに適用した例を挙げ
たが、本発明はこれに限られず、アーム２を複数備えた
いわゆる多関節構造を有する油圧シヨベルに適用しても
よい。
また、上記実施例にあつては、第２図に示す手順３５で の演算をおこない、このようにして得られた に相応する信号でブーム１を駆動するようにしてある
が、本発明はこれに限られず、手順３５による演算はお
こなわず、手順３２、あるいは手順３４で得られた に相応する信号によつてブーム１を駆動し、その代りに
目標とするアーム２の回動角度と実際のアーム２の回動
角度との角度偏差をΔα、制御ゲインをＫ３として、 の演算をおこない、このようにして得られた に相応する信号でアーム２を駆動するようにしてもよ
く、また上述した との双方に相応する信号でブーム１、アーム２を駆動す
るようにしてもよい。
が、本発明はこれに限られず、手順３５による演算はお
こなわず、手順３２、あるいは手順３４で得られた に相応する信号によつてブーム１を駆動し、その代りに
目標とするアーム２の回動角度と実際のアーム２の回動
角度との角度偏差をΔα、制御ゲインをＫ３として、 の演算をおこない、このようにして得られた に相応する信号でアーム２を駆動するようにしてもよ
く、また上述した との双方に相応する信号でブーム１、アーム２を駆動す
るようにしてもよい。
本発明の油圧シヨベルの掘削制御方法は以上のように構
成してあることから、掘削開始時の水平方向の掘削速度
および垂直方向の掘削速度の偏差を小さくすることがで
き、それ故、十分な掘削精度を保つたまま、掘削速度を
大きくすることができ、従来に比べて掘削作業能率を向
上させることのできる効果がある。
成してあることから、掘削開始時の水平方向の掘削速度
および垂直方向の掘削速度の偏差を小さくすることがで
き、それ故、十分な掘削精度を保つたまま、掘削速度を
大きくすることができ、従来に比べて掘削作業能率を向
上させることのできる効果がある。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の掘削制御方法が適用される油圧シヨベ
ルの一例を示す説明図、第２図は本発明の油圧シヨベル
の掘削制御方法の一実施例を説明するフローチヤートで
ある。 １……ブーム、２……アーム、３……バケツト、４……
ブームシリンダ、５……アームシリンダ、６……バケツ
トシリンダ、７……ブーム角度検出器、８……アーム角
度検出器、９……バケツト角度計、１０，１１……設定
器、１２……入力装置、１３……演算装置、１４……出
力装置、１５……掘削角度検出装置、２０……制御部。
ルの一例を示す説明図、第２図は本発明の油圧シヨベル
の掘削制御方法の一実施例を説明するフローチヤートで
ある。 １……ブーム、２……アーム、３……バケツト、４……
ブームシリンダ、５……アームシリンダ、６……バケツ
トシリンダ、７……ブーム角度検出器、８……アーム角
度検出器、９……バケツト角度計、１０，１１……設定
器、１２……入力装置、１３……演算装置、１４……出
力装置、１５……掘削角度検出装置、２０……制御部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柏木 邦雄 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (56)参考文献 特開 昭57−92226（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−85037（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−200226（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−163332（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】バケツトがあらかじめ設定された軌跡に沿
つて動くように、少なくともアームシリンダおよびブー
ムシリンダを駆動させるフイードバツク制御系を備えた
油圧シヨベルの掘削制御方法において、 上記アームシリンダに供給し得る最大流量値とアーム角
度とから最大アーム角速度を演算するとともに、上記ブ
ームシリンダに供給し得る最大流量値とブーム角度とか
ら最大ブーム角速度を演算し、 これらの演算によつて求めた最大アーム角速度と最大ブ
ーム角速度とから最大角速度比を演算し、 現実の掘削角度とバケツト角度とブーム角度とアーム角
度とから、バケツトを目標とする軌跡に沿つて動かすた
めのアームとブームの目標角速度比を演算し、 上記目標角速度比が上記最大角速度比以上のときには、
上記最大アーム角速度とあらかじめ設定される所定の定
数とに基づいて目標アーム角速度を求める演算をおこな
うとともに、上記最大アーム角速度と上記目標角速度比
と上記所定の定数とに基づいて目標ブーム角速度を演算
し、これらの目標アーム角速度および目標ブーム角速度
に応じた駆動信号によつて、上記アームシリンダおよび
ブームシリンダのそれぞれの駆動を制御し、 上記目標角速度比が上記最大角速度比よりも小さいとき
には、上記最大ブーム角速度と上記目標角速度比と上記
所定の定数とに基づいて、目標アーム角速度を演算する
とともに、上記最大ブーム角速度と上記所定の定数とに
基づいて目標ブーム角速度を演算し、これらの目標アー
ム角速度および目標ブーム角速度に応じた駆動信号によ
つて、上記アームシリンダおよびブームシリンダのそれ
ぞれの駆動を制御することを特徴とする油圧シヨベルの
掘削制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10493885A JPH0633606B2 (ja) | 1985-05-18 | 1985-05-18 | 油圧シヨベルの掘削制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10493885A JPH0633606B2 (ja) | 1985-05-18 | 1985-05-18 | 油圧シヨベルの掘削制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61266740A JPS61266740A (ja) | 1986-11-26 |
| JPH0633606B2 true JPH0633606B2 (ja) | 1994-05-02 |
Family
ID=14394030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10493885A Expired - Lifetime JPH0633606B2 (ja) | 1985-05-18 | 1985-05-18 | 油圧シヨベルの掘削制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0633606B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2574671B2 (ja) * | 1985-10-08 | 1997-01-22 | 株式会社小松製作所 | パワ−シヨベルにおける作業機の制御装置 |
| JPH0649630Y2 (ja) * | 1987-03-05 | 1994-12-14 | 株式会社小松製作所 | 旋回掘削機のバケツト制御装置 |
| JPH0723620B2 (ja) * | 1987-07-06 | 1995-03-15 | 株式会社神戸製鋼所 | 油圧ショベルの掘削制御装置 |
| JP2687169B2 (ja) * | 1989-06-20 | 1997-12-08 | 株式会社小松製作所 | 建設機械の法面作業制御装置 |
| JP3571142B2 (ja) * | 1996-04-26 | 2004-09-29 | 日立建機株式会社 | 建設機械の軌跡制御装置 |
-
1985
- 1985-05-18 JP JP10493885A patent/JPH0633606B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61266740A (ja) | 1986-11-26 |
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