JPH07107281B2 - 建設機械の作業自動化方法及び装置 - Google Patents

建設機械の作業自動化方法及び装置

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JPH07107281B2
JPH07107281B2 JP26512888A JP26512888A JPH07107281B2 JP H07107281 B2 JPH07107281 B2 JP H07107281B2 JP 26512888 A JP26512888 A JP 26512888A JP 26512888 A JP26512888 A JP 26512888A JP H07107281 B2 JPH07107281 B2 JP H07107281B2
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28Dredgers; 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
    • E02F3/36Component parts
    • E02F3/42Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E02F3/435Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like
    • E02F3/438Memorising movements for repetition, e.g. play-back capability

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Operation Control Of Excavators (AREA)

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り返すことによって、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、特に
プレイバック時に於てティーチング時の土質と大きく異
なる掘削部にて、補正操作を行う間プレイバック作業を
中止するよう制御することを特徴とする建設機械の作業
自動化方法及び装置に関する。
(従来の技術) 近年の電子技術の発達は目覚ましく、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。この電
子油圧式制御は、制御の自由度が高く、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3図の
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可能である。第3図に於て、手動
コントローラ24を操作すると、その操作信号が制御装置
23に出力され、制御装置23は操作信号に応じて電気−油
圧弁22を作動させる。これによって油圧シリンダ21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21が作動する。そして、油圧シリンダ21の
プレイバック動作を実施する場合は、制御装置23に所定
のプレイバック指示信号を与えると、記憶装置25に記憶
されている操作信号が制御装置23に呼出され、制御装置
23は前記操作信号に応じて電気−油圧弁22を作動させる
ようになっている。
(発明が解決しようとする課題) 第3図に示すティーチング・プレイバック制御装置で
は、例えば、ティーチング操作時の土質に比べプレイバ
ック操作時の土質が硬い場合には、油圧ポンプの駆動馬
力をほぼ一定に制御するために油圧ポンプの吐出量を減
少制御するので、作業機速度が低下してしまい、時間的
にプレイバック制御している本ティーチング・プレイバ
ックシステムでは後の操作に誤差が生じ正確な作業がで
きないという欠点があった。また、前記従来の技術に於
いて、ティーチングモードの誤差が大きくなってくると
一旦通常作業モードに切り替えて手動で正確な補正を行
った後、再びプレイバック操作に切り替えて作業しなけ
ればならず操作が繁雑であった。また、本システムの電
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、現在実用化に至ってない
のが現状である。
(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、第(1)の請求項では、オペレータ
の指令操作をメモリに記憶させるティーチングモード
と、該ティーチングモードに於ける記憶値と同一作業を
繰り返し行うプレイバックモードから成る建設機械の作
業自動化方法に於て、プレイバックモード中にオペレー
タが補正操作を行うと、その間前記プレイバックモード
が中断されて、補正操作を優先することができ、補正操
作を中止すると再びプレイバックモードに復帰すること
を特徴とする建設機械の作業自動化方法により、第
(2)の請求項ではオペレータの指令信号を記憶するメ
モリと、該メモリの信号を、補正信号優先回路を介して
入力する電子制御コントローラと、該電子制御コントロ
ーラの信号により制御される作業機アクチュエータと、
該作業機アクチュエータによって作動される作業機から
成り、補正操作信号が前記メモリの記憶信号に優先して
電子制御コントローラに入力されるよう構成したことを
特徴とする建設機械の作業自動化装置により目的を達成
するようにした。
(作用) 前記本発明の構成によるときは、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メモリ
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
トローラのメモリが記憶したオペレータの操作信号がそ
のまま電子式油圧バルブに入力されるため、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。従って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。前記プレイバッ
クモードによる作業の途中で、オペレータが作業機レバ
ーを操作して補正信号を自動化コントローラに送ると、
該補正信号が自動化コントローラ内の補正信号優先回路
にて、前記メモリからの操作信号をカットし、補正信号
のみが電子制御コントローラに入力されるのでプレイバ
ック操作が中断され、補正操作が行われる。該補正操作
が終了すると、補正信号がなくなるので再びプレイバッ
ク操作を前記中断した時点から開始する。
(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・2c(作
業機レバー1aを2aと直角方向に操作したときの値)は、
前記各作業機レバー1a・1b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
及びプレイバックスイッチ6からの信号を入力すると、
それに応じた信号を電子制御コントローラ7に出力する
ようになっている。電子制御コントローラ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・1b
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の操
作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・1b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・1b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。前記自動化コントロ
ーラ3は補正信号優先回路3aとメモリ3bより成り、プレ
イバックモード中に作業機レバー1a・1bから補正信号が
入力している間は該補正信号を電子制御コントローラ7
に出力し、メモリ3bからの記憶信号をカットする。尚、
第1図(A)及び(B)には、シリンダ12及び電子式油
圧バルブ8は1つしか記憶されていないが、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の代わりに電子式ポペッ
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と同じ記号がソレノイド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にセットし、
ティーチングスイッチ5をONにすると、左右作業機レバ
ー1a・1bの操作量応じた電気信号2a・2b・2cが補正信号
優先回路3aを経由して電子式油圧バルブ8を制御してシ
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のメモリ3bに左右作業機レバー1a・
1b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ットし、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。
前記プレイバック作業はプレイバックスイッチ6をOFF
するまで何回でも繰り返し行われる。プレイバック作業
中に、前記ティーチングモードでメモリ3bに記憶された
信号により補正信号優先回路3aを経由して電子制御コン
トローラ7の制御信号で電子式油圧バルブ8を制御す
る。このプレイバック作業中にオペレータが作業機レバ
ー1a・1bにより補正信号を自動化コントローラ3に入力
すると、補正信号優先回路3aにて、補正信号が入力され
ている間前記記憶信号をカットし、作業機レバー1a・1b
からの補正信号にて前記同様電子式油圧バルブ8を制御
してシリンダ12を操作する。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、モードスイッチ4にて通常作業モード・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S5ステップでティーチングスイッチ5
をON、プレイバックスイッチ6をOFFすれば、S6ステッ
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・
1bによるティーチング作業が完了すると、S8及びS9ステ
ップ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ステップで作業機レバー1a・1b
からの補正信号が補正信号優先回路3aに入力されなけれ
ばS11ステップで自動化コントローラ3のメモリ3a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。次にS12ステップのメモリデータにより作業機はテ
ィーチング操作による作業を行う。S13ステップでメモ
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ステップに戻って同じプレイバッ
ク作業を繰り返し、プレイバックスイッチ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り
返す。S10ステップで作業機レバー1a・1bからの補正信
号が補正信号優先回路3aに入力されるとその間中メモリ
掃き出しが中止され(S14ステップ)、S15ステップで作
業機レバー1a・1bからの補正信号にて電子制御コントロ
ーラ7を制御して作業機シリンダ12を作動する。
(発明の効果) 以上、詳述したように、本発明にかかる建設機械の作業
自動化方法及び装置は次の効果を奏する。
(1)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り換
えることにより作業することができる。
(2)プレイバック自動作業中、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
ペレータの補正信号により、その間プレイバック自動作
業を中止し、手動で補正作業を行い、補正作業が終了す
ると、自動的にプレイバック自動作業に復帰するので正
確な作業を行うことができる。
【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図は従来の技術を
示す図である。 1a,1b……左右作業機レバー 2a,2b,2c……電気信号変換装置 3……自動化コントローラ 3a……補正信号優先回路 3b……メモリ 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……油圧ポンプ 12……シリンダ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】オペレータの操作信号をメモリに記憶させ
    るティーチングモードと、該ティーチングモードに於け
    る記憶値と同一作業を行うプレイバックモードから成る
    建設機械の作業自動化方法に於て、プレイバックモード
    中にオペレータが補正操作を行うと、その間前記プレイ
    バックモードが中断されて、補正操作を優先することが
    でき、補正操作を中止すると再びプレイバックモードに
    復帰することを特徴とする建設機械の作業自動化方法。
  2. 【請求項2】オペレータの操作信号を記憶するメモリ
    と、該メモリの記憶信号を、補正信号優先回路を介して
    入力する電子制御コントローラと、該電子制御コントロ
    ーラの信号により制御される作業機アクチュエータと、
    該作業機アクチュエータによって作動される作業機から
    なり、補正操作信号が前記メモリの記憶信号に優先して
    電子制御コントローラに入力されるよう構成したことを
    特徴とする建設機械の作業自動化装置。
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