JPH089875B2 - Work machine control device - Google Patents

Work machine control device

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JPH089875B2
JPH089875B2 JP2244726A JP24472690A JPH089875B2 JP H089875 B2 JPH089875 B2 JP H089875B2 JP 2244726 A JP2244726 A JP 2244726A JP 24472690 A JP24472690 A JP 24472690A JP H089875 B2 JPH089875 B2 JP H089875B2
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deviation
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順市 成沢
宏治 熊澤
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は作業機の制御装置に関し、例えば回転掘削バ
ケットによる側溝掘削後の床ざらい作業を旋回操作だけ
で行なえるように改良したものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Field of Industrial Application The present invention relates to a control device for a working machine, which is improved so that a floor roughing work after excavation of a side groove by a rotary excavation bucket can be performed only by a turning operation. .

B.従来の技術 第14図は回転掘削バケットを装着した作業機の一例を
示す。この作業機は、ホイール式の下部走行体LT上に上
部旋回体USを旋回可能に設けて成り、上部旋回体US上に
ブーム1、アーム2およびこれらを駆動するブームシリ
ンダ4、アームシリンダ5を有し、アーム2の先端には
油圧シリンダ6でその姿勢角を変える回転掘削バケット
3が装着されている。
B. Conventional Technology FIG. 14 shows an example of a working machine equipped with a rotary excavation bucket. This work machine is configured by rotatably providing an upper revolving structure US on a wheel-type lower traveling structure LT, and a boom 1, an arm 2 and a boom cylinder 4 and an arm cylinder 5 for driving them on the upper revolving structure US. A rotary excavation bucket 3 having a hydraulic cylinder 6 whose posture angle is changed is attached to the tip of the arm 2.

第15図は回転掘削バケット3の詳細を示す。この回転
掘削バケット3は、アーム2と連結される上部ブラケッ
ト51と、この上部ブラケット51に設けられたモータ52
と、モータ52によって回転する掘削部本体53と、掘削部
本体53の下端外壁に設けられた掘削用ビット54と、掘削
部本体53の一部を構成し油圧シリンダ55により図示のよ
うに開いて掘削部本体内の土砂を排土するとともに、掘
削した穴の床面を仕上げる床ざらいプレートとして供さ
れる排土用扉56とを備える。
FIG. 15 shows the details of the rotary excavation bucket 3. The rotary excavation bucket 3 includes an upper bracket 51 connected to the arm 2 and a motor 52 provided on the upper bracket 51.
The excavation part main body 53 rotated by the motor 52, the excavation bit 54 provided on the lower end outer wall of the excavation part main body 53, and a part of the excavation part main body 53, which is opened by the hydraulic cylinder 55 as illustrated. A soil discharging door (56) serving as a floor-rough plate for discharging the soil in the excavation unit main body and finishing the floor surface of the excavated hole.

このような作業機による溝掘削作業を第16図により説
明する。
The groove excavation work by such a working machine will be described with reference to FIG.

作業機の前後進方向を掘削すべき溝の方向と直交させ
る。溝掘削開始位置に回転掘削バケット3を設定するた
め、上部旋回体体USを旋回するとともに、ブーム1とア
ーム2を操作して回転掘削バケット3の回転中心02を溝
中心Xに合わせ、回転掘削バケット3を回転しながらブ
ーム1とアーム2の操作によりその位置でバケット3を
降下させて縦穴を掘る。その後、バケット3を穴から出
して上部旋回体USを所定角度だけ旋回し同様にして回転
掘削バケット3の回転中心02を溝中心Xと一致させて次
の縦穴を掘る。このような作業を複数回繰り返して複数
の縦穴を掘る。このとき、複数の穴と穴をラップして掘
削したり僅かな間隔をあけて掘削する。さらにその後、
バケット3を溝掘削開始位置に戻して穴内に挿入し、回
転掘削バケット3を回転して床ざらい用プレート56を溝
掘削方向に向けて開き、旋回レバー,ブームレバー,ア
ームレバーおよび回転掘削バケット3の回転レバーを複
合操作して回転掘削バケット3を溝掘削中心Xに沿って
移動させ、掘削した穴の床ざらい作業を行う。このよう
な操作により溝30が掘削される。
The forward / backward direction of the work machine is made orthogonal to the direction of the groove to be excavated. In order to set the rotary excavation bucket 3 at the groove excavation start position, the upper revolving structure US is pivoted, and the boom 1 and the arm 2 are operated to align the rotation center 02 of the rotary excavation bucket 3 with the groove center X to perform rotary excavation. By operating the boom 1 and the arm 2 while rotating the bucket 3, the bucket 3 is lowered at that position to dig a vertical hole. After that, the bucket 3 is taken out of the hole, the upper swing body US is swung by a predetermined angle, and the rotation center 02 of the rotary excavation bucket 3 is made to coincide with the groove center X in the same manner to dig a next vertical hole. This operation is repeated a plurality of times to dig a plurality of vertical holes. At this time, a plurality of holes are overlapped with each other for excavation, or excavation is performed at a slight interval. After that,
The bucket 3 is returned to the groove excavation start position and inserted into the hole, the rotary excavation bucket 3 is rotated to open the floor-roughing plate 56 in the groove excavation direction, and the swivel lever, boom lever, arm lever, and rotary excavation bucket 3 are opened. The rotary excavation bucket 3 is moved along the groove excavation center X by performing a combined operation of the rotary levers, and floor excavation work of the excavated hole is performed. The groove 30 is excavated by such an operation.

C.発明が解決しようとする課題 しかしながら、床ざらい作業時に旋回レバー,ブーム
レバー,アームレバーおよび回転掘削バケット3の回転
レバーの4つの操作レバーを複合操作する必要があり、
熟練したオペレータでも操作が非常に難しく、疲労度の
高い作業であった。
C. Problem to be Solved by the Invention However, it is necessary to perform a composite operation of four operation levers of a swing lever, a boom lever, an arm lever and a rotary lever of the rotary excavation bucket 3 during floor roughing work.
Even a skilled operator was very difficult to operate, and was a work with a high degree of fatigue.

本発明の目的は、従来複数の操作レバーを操作する必
要のあった上記床ざらい作業などを旋回操作だけで可能
にする作業機の制御装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a control device for a work machine that enables the above-described floor roughening work or the like, which has conventionally required to operate a plurality of operation levers, only by a turning operation.

D.課題を解決するための手段 一実施例を示す各図に対応づけて本発明を説明する
と、本発明は、下部走行体LTに対して旋回可能な上部旋
回体USに回動可能に第1のアーム1が設けられ、この第
1のアーム1に回動可能に第2のアーム2が連結され、
第2のアーム2先端に作業用アタッチメントが連結され
た作業機の制御装置であって、上部旋回体を旋回させな
がら、作業アタッチメントの軌跡対象部位を予め設定さ
れた所定平面内の所定経路に沿って移動させる制御装置
に適用される。
D. Means for Solving the Problem The present invention will be described with reference to the drawings showing one embodiment. The present invention is rotatably provided on an upper revolving structure US which is revolvable with respect to a lower traveling structure LT. 1 arm 1 is provided, and the second arm 2 is rotatably connected to the first arm 1.
A control device for a working machine, in which a work attachment is connected to a tip of a second arm 2, wherein a locus target portion of the work attachment is moved along a predetermined path within a predetermined plane while rotating the upper swing body. It is applied to a control device that moves by moving.

そして、上述の目的は、第1および第2のアーム1,2
に関連した角度と上部旋回体USの角度を検出する角度検
出手段150と、検出された角度に基づいて作業アタッチ
メントの軌跡対象部位の位置を算出する位置算出手段10
0,200と、上部旋回体USの旋回速度を指令する旋回速度
指令手段10と、所定平面内の所定経路と旋回速度の指令
値に基づいて第1の制御量を算出する第1の制御量算出
手段301〜306と、軌跡対象部位の位置と所定平面内の所
定経路の3次元方向の偏差とに基づいて第2の制御量を
算出する第2の制御量算出手段300,400と、第1および
第2の制御量に基づいて軌跡対象部位の移動速度を演算
する速度演算手段500と、上部旋回体USを旋回させる時
に、速度演算手段500で演算された演算速度で第1およ
び第2のアーム1,2を回動させる駆動制御手段800とを具
備することによって達成される。
And, the above-mentioned purpose is the first and second arms 1, 2
Angle detecting means 150 for detecting the angle related to the above and the angle of the upper swing body US, and position calculating means 10 for calculating the position of the locus target portion of the work attachment based on the detected angle.
0,200, a swing speed command means 10 for commanding a swing speed of the upper swing body US, and a first control amount calculation means for calculating a first control amount based on a predetermined route in a predetermined plane and a command value of the swing speed. 301 to 306, second control amount calculation means 300, 400 for calculating the second control amount based on the position of the locus target site and the deviation of the predetermined route in the predetermined plane in the three-dimensional direction, and the first and second control amounts. The speed calculation means 500 for calculating the moving speed of the locus target part based on the control amount of the first and second arms 1, at the calculation speed calculated by the speed calculation means 500 when the upper swing body US is turned. It is achieved by including a drive control means 800 for rotating the device 2.

請求項2の発明では、作業アタッチメント3は回転駆
動用アクチュエータ52を有する回転掘削バケットであ
り、第2のアーム2に対するこの回転掘削バケット3の
姿勢角を算出する姿勢角算出手段100と、回転掘削バケ
ットの目標姿勢角と算出されたバケット姿勢角との偏差
を演算する第1の偏差演算手段601と、偏差に基づい
て、第1のバケット目標角速度を演算する第1の演算手
段605と、第1および第2のアームの目標角速度に基づ
いて第2のバケット目標角速度を演算する第2の演算手
段604とを備え、駆動制御手段600,800は、上部旋回体の
旋回時に第1および第2のバケット目標角速度に基づい
て姿勢角制御用アクチュエータ6をさらに制御する。
In the invention of claim 2, the work attachment 3 is a rotary excavation bucket having a rotary drive actuator 52, and the attitude angle calculation means 100 for calculating the attitude angle of the rotary excavation bucket 3 with respect to the second arm 2 and the rotary excavation. First deviation calculating means 601 for calculating a deviation between the target attitude angle of the bucket and the calculated bucket attitude angle, first calculating means 605 for calculating a first bucket target angular velocity based on the deviation, A second calculation means 604 for calculating a second bucket target angular velocity based on the target angular velocities of the first and second arms, and the drive control means 600, 800 includes the first and second buckets when the upper swing body is swung. The posture angle control actuator 6 is further controlled based on the target angular velocity.

請求項3の発明では、回転掘削バケット3の回転角を
検出する回転角検出手段154と、回転掘削バケット3の
目標とする回転角度と検出されたバケット回転角との偏
差を演算する第2の偏差演算手段701と、偏差と旋回速
度指令値とに基づいてバケット目標回転角度を演算する
第3の演算手段702とを備え、 駆動制御手段700,800は、上部旋回体USの旋回時にバ
ケット目標回転角度に基づいて回転駆動用アクチュエー
タ52を駆動制御する。
In the invention of claim 3, the rotation angle detecting means 154 for detecting the rotation angle of the rotary excavation bucket 3 and the second for calculating the deviation between the target rotation angle of the rotary excavation bucket 3 and the detected bucket rotation angle. The deviation calculation means 701 and the third calculation means 702 for calculating the bucket target rotation angle based on the deviation and the swing speed command value are provided, and the drive control means 700 and 800 have the bucket target rotation angle when the upper swing body US swings. Based on the above, the rotation driving actuator 52 is driven and controlled.

請求項2の発明では、作業アタッチメント3は回転駆
動用アクチュエータ52を有する回転掘削バケットであ
り、第2のアーム2に対するこの回転掘削バケット3の
姿勢角を変える姿勢角制御用アクチュエータ6と、この
姿勢角を算出する姿勢角算出手段100と、回転掘削バケ
ット3の目標とする姿勢角と算出されたバケット姿勢角
との偏差を演算する第1の偏差演算手段600とを備え、
駆動制御手段600,800は、上部旋回体USの旋回時にその
偏差がゼロになるように姿勢角制御用アクチュエータ6
をさらに制御する。
In the invention of claim 2, the work attachment 3 is a rotary excavation bucket having a rotary drive actuator 52, and an attitude angle control actuator 6 for changing the attitude angle of the rotary excavation bucket 3 with respect to the second arm 2 and this attitude. An attitude angle calculation means 100 for calculating an angle, and a first deviation calculation means 600 for calculating a deviation between a target attitude angle of the rotary excavation bucket 3 and the calculated bucket attitude angle,
The drive control means 600, 800 controls the attitude angle control actuator 6 so that the deviation thereof becomes zero when the upper swing structure US swings.
To further control.

請求項3の発明では、回転掘削バケット3の回転角を
検出する回転角検出手段154と、回転掘削バケット3の
目標とする回転角度と検出されたバケット回転角との偏
差を演算する第2の偏差演算手段700とを備え、駆動制
御手段700,800は、上部旋回体USの旋回時にその偏差が
ゼロになるように回転駆動用アクチュエータ52を駆動制
御する。
In the invention of claim 3, the rotation angle detecting means 154 for detecting the rotation angle of the rotary excavation bucket 3 and the second for calculating the deviation between the target rotation angle of the rotary excavation bucket 3 and the detected bucket rotation angle. The deviation control means 700 is provided, and the drive control means 700, 800 drive-control the rotation driving actuator 52 so that the deviation becomes zero when the upper-part turning body US turns.

E.作用 操作レバーによって上部旋回体USを旋回すると、駆動
制御手段800は、作業アタッチメント3の軌跡対象部位
が予め定めた平面内の経路をトレースするように第1お
よび第2のアーム1,2を駆動制御する。したがって、操
作者が旋回操作をするだけで作業アタッチメント3の軌
跡対象部位を上記平面内の経路に沿って移動でき、操作
性が著しく向上する。
E. Action When the upper revolving structure US is swung by the operation lever, the drive control means 800 causes the locus target portion of the work attachment 3 to trace a path within a predetermined plane, the first and second arms 1, 2 Drive control. Therefore, the locus target portion of the work attachment 3 can be moved along the route in the plane only by the turning operation of the operator, and the operability is remarkably improved.

請求項2では、さらに旋回時に作業アタッチメントで
ある回転掘削バケット3の姿勢角制御を行う。また、請
求項3ではさらに、回転掘削バケット3の向きを一定方
向に向ける制御も行う。したがって請求項3の発明で
は、例えば、複数の縦穴を掘削した後の床ざらい作業に
おいては、上部旋回体USの旋回に拘らず、排土扉53を常
に一定の方向に向けることができる。その結果、排土用
扉53の向きも意識することなく旋回操作だけで床ざらい
ができ、操作性が向上する。
According to the second aspect, the posture angle control of the rotary excavation bucket 3 which is a work attachment is further performed at the time of turning. Further, in claim 3, control is also performed so that the rotary excavation bucket 3 is oriented in a fixed direction. Therefore, in the invention of claim 3, for example, in the floor roughing work after excavating a plurality of vertical holes, the soil discharge door 53 can always be directed in a fixed direction regardless of the swing of the upper swing body US. As a result, the floor can be roughened only by the turning operation without paying attention to the direction of the soil discharge door 53, and the operability is improved.

なお、本発明の構成を説明する上記D項およびE項で
は、本発明を分かり易くするために実施例の図を用いた
が、これにより本発明が実施例に限定されるものではな
い。
It should be noted that, in the above-mentioned items D and E for explaining the configuration of the present invention, the drawings of the embodiments are used to make the present invention easy to understand, but the present invention is not limited to the embodiments.

F.実施例 第1図〜第11図は本発明を第14図に示す作業機に適用
した場合の一実施例を示す。
F. Embodiment FIG. 1 to FIG. 11 show an embodiment when the present invention is applied to the working machine shown in FIG.

本明細書では第10図および第11図のように座標を定義
し、以下の説明はこの座標に従う。第10図は、旋回軸を
Y軸、ブーム1の回動支点を通りY軸と直交する直線を
X軸とした座標系を示し、図中の各記号はつぎの通りで
ある。
In this specification, coordinates are defined as shown in FIGS. 10 and 11, and the following description follows these coordinates. FIG. 10 shows a coordinate system in which the swivel axis is the Y axis, and the straight line passing through the rotation fulcrum of the boom 1 and orthogonal to the Y axis is the X axis. The symbols in the figure are as follows.

P:アーム2先端のバケット連結点(軌跡対象部位) d:旋回軸とブーム回動支点間距離 L1:ブーム長 L2:アーム長 T1:ブーム1のX軸に対する角度 T2:アーム2のブーム1に対する相対角度 T3:回転掘削バケット3のアーム2に対する相対角度 また、 A2=T1−T2 A3=A2−T3 =T1−T2−T3 第11図はY軸に直交し、X軸を含む平面の座標であ
り、図中の記号はつぎの通りである。
P: Bucket connection point at the end of arm 2 (target locus) d: Distance between turning axis and boom rotation fulcrum L1: Boom length L2: Arm length T1: Angle of boom 1 with respect to X axis T2: Arm 2 with respect to boom 1 Relative angle T3: Relative angle of the rotary excavation bucket 3 with respect to the arm 2 Also, A2 = T1-T2 A3 = A2-T3 = T1-T2-T3 FIG. 11 is a coordinate of a plane orthogonal to the Y axis and including the X axis Yes, the symbols in the figure are as follows.

A,B:床ざらいを行なう溝の任意の2点 XA,XB:点A,Bにおけるアーム先端のX座標 θA,θB:点A,Bにおける旋回基準位置からの角度 θo:旋回基準位置に対する線分ABのなす角度 Ro:旋回軸から溝までの距離 なお、本明細書においては、X,Y,θの微分値をXv,Yv,
θvのように添字vを付して表わす。
A, B: Arbitrary two points in the groove for floor roughening XA, XB: X coordinate of the arm tip at points A and B θA, θB: Angle from the turning reference position at points A and B θo: Line to the turning reference position Angle formed by minute AB: Distance from swivel axis to groove Note that in this specification, the differential values of X, Y, and θ are Xv, Yv,
It is expressed by adding a subscript v like θv.

ここで、 Ro=XA・sin(θA−θo) =XB・sin(θB−θo) …(1) (1)式をθoについて求めると、 任意の旋回角θにおいて、アーム先端Pが直線AB上を
運動するための目標水平方向座標Xoは, となり、そのために必要なアーム先端Pの第1の水平方
向速度指令値X1vは、(3)式の両辺を微分して、 となる。また、開いた排土扉53の向きを溝方向に一致さ
せるためのバケット目標回転角φoは、 φo=θ−θo …(5) となる。
Here, Ro = XA.sin (.theta.A-.theta.o) = XB.sin (.theta.B-.theta.o) (1) When the equation (1) is calculated for .theta.o, At an arbitrary turning angle θ, the target horizontal coordinate Xo for the arm tip P to move on the straight line AB is Therefore, the first horizontal velocity command value X1v of the arm tip P required for that is obtained by differentiating both sides of the equation (3), Becomes Further, the bucket target rotation angle φo for matching the direction of the opened soil discharge door 53 with the groove direction is φo = θ−θo (5).

次に制御装置を第1図に基づいて説明する。 Next, the control device will be described with reference to FIG.

第1図において、4〜6は上述したブーム,アーム,
およびバケット用油圧シリンダであり、それぞれ電気油
圧変換弁16〜18からの圧油で駆動される。また、8は上
部旋回体USの旋回用モータ、52は回転掘削バケット3の
回転モータであり、それぞれ電気油圧変換弁19,20から
の圧油で駆動制御される。またこれらの各アクチュエー
タは不図示の手動コントロールバルブからの圧油でも回
転されるように構成されている。電気油圧変換弁16〜20
は、駆動制御値演算回路800で形成される駆動信号Q1〜Q
5で駆動される。
In FIG. 1, 4 to 6 are the boom, arm, and
And a hydraulic cylinder for a bucket, which are driven by pressure oil from the electrohydraulic conversion valves 16 to 18, respectively. Further, 8 is a turning motor of the upper swing body US, and 52 is a rotary motor of the rotary excavation bucket 3, which are drive-controlled by pressure oil from the electrohydraulic conversion valves 19 and 20, respectively. Further, each of these actuators is configured to be rotated even by pressure oil from a manual control valve (not shown). Electro-hydraulic conversion valve 16-20
Are drive signals Q1 to Q generated by the drive control value calculation circuit 800.
Driven by 5.

角度検出部150は5つの角度検出器151〜155から成
る。角度検出器151〜153は、ブーム1,アーム2,バケット
3の回動支点付近に取付けられ、周知のレバー機構とポ
テンショメータにより上部旋回体とブームの相対角T1、
ブーム1とアーム2との相対角T2、アーム2とバケット
3との相対角T3を検出し、これらを座標演算回路100へ
入力する。角度検出器154は回転掘削バケット4の回転
支点に取付けられポテンショメータによりバケット基部
である上部ブラケット51(第15図)と回転部との相対角
φを検出し、第3の目標角速度演算回路700に入力す
る。角度検出器155は上部旋回体の旋回軸上に取り付け
られ、ポテンショメータにより下部走行体と上部旋回体
との相対角を検出してバケット目標回転角演算回路200
へ入力する。制御レバー10は運転席に取付けられ、例え
ばレバー機構とポテンショメータで構成され、レバーの
操作角度に相応した信号を旋回速度指令値として出力す
る。
The angle detector 150 is composed of five angle detectors 151-155. The angle detectors 151 to 153 are attached near the rotation fulcrum of the boom 1, the arm 2 and the bucket 3, and the relative angle T1 between the upper swing body and the boom is determined by a well-known lever mechanism and potentiometer.
The relative angle T2 between the boom 1 and the arm 2 and the relative angle T3 between the arm 2 and the bucket 3 are detected and input to the coordinate calculation circuit 100. The angle detector 154 is attached to the rotation fulcrum of the rotary excavation bucket 4 and detects the relative angle φ between the upper bracket 51 (FIG. 15), which is the bucket base, and the rotating portion by the potentiometer, and the third target angular velocity calculation circuit 700 is provided. input. The angle detector 155 is mounted on the swing axis of the upper swing body, detects the relative angle between the lower traveling body and the upper swing body by the potentiometer, and detects the bucket target rotation angle calculation circuit 200.
To enter. The control lever 10 is attached to the driver's seat and is composed of, for example, a lever mechanism and a potentiometer, and outputs a signal corresponding to the operation angle of the lever as a turning speed command value.

座標演算回路100は、角度T1〜T3からアーム先端Pの
座標X,Yを演算するとともに、X軸とアーム,バケット
のなす角度(姿勢角)A2,A3を演算して出力する。
The coordinate calculation circuit 100 calculates the coordinates X and Y of the arm tip P from the angles T1 to T3, and also calculates and outputs the angles (posture angles) A2 and A3 formed by the X axis and the arm and bucket.

バケット目標回転角演算回路200は、スイッチユニッ
ト9からの指令を受けて、その時の旋回角θと座標Xを
記憶するとともに、これらに基づいてバケット目標回転
角θoおよび溝までの距離Roを演算出力する。
The bucket target rotation angle calculation circuit 200 receives the command from the switch unit 9, stores the turning angle θ and the coordinate X at that time, and outputs the bucket target rotation angle θo and the distance Ro to the groove based on these. To do.

水平方向速度指令値演算回路300は、バケット目標回
転角φo、溝までの距離Ro、座標X、旋回速度指令値θ
vに基づいて、アーム先端Pの水平方向速度指令値Xvを
演算し、第1の目標角速度演算回路500へ入力する。
The horizontal speed command value calculation circuit 300 calculates the bucket target rotation angle φo, the distance to the groove Ro, the coordinate X, and the turning speed command value θ.
Based on v, the horizontal velocity command value Xv of the arm tip P is calculated and input to the first target angular velocity calculation circuit 500.

垂直方向速度指定値演算回路400は、旋回操作開始時
の信号と座標Yとに基づいてアーム先端Pの垂直方向速
度指令値Yvを演算し、第1の目標角速度演算回路500へ
入力する。
The vertical velocity specification value calculation circuit 400 calculates the vertical velocity command value Yv of the arm tip P based on the signal at the start of the turning operation and the coordinate Y, and inputs it to the first target angular velocity calculation circuit 500.

第1の目標角速度演算回路500は、座標X,Y、速度指令
値Xv,Yvおよび角度T2,A2に基づいてブームおよびアーム
の目標角速度T1v,T2vを演算し、これらを第2の目標角
速度演算回路600および駆動制御値演算回路800へ入力す
る。
The first target angular velocity calculation circuit 500 calculates the target angular velocity T1v, T2v of the boom and arm based on the coordinates X, Y, the speed command values Xv, Yv, and the angles T2, A2, and these are calculated as the second target angular velocity calculation. Input to the circuit 600 and the drive control value calculation circuit 800.

第2の目標角速度演算回路600は、目標角速度T1v,T2
v、角度A3および旋回操作開始時の信号に基づいて、バ
ケットの目標角速度T3vを演算し、これを駆動制御値演
算回路800へ入力する。
The second target angular velocity calculation circuit 600 uses the target angular velocity T1v, T2
The target angular velocity T3v of the bucket is calculated based on v, the angle A3, and the signal at the start of the turning operation, and this is input to the drive control value calculation circuit 800.

第3の目標角速度演算回路700は、バケット目標回転
角φo、バケット回転角φおよび旋回速度指令値θvに
基づいてバケット回転角の目標角速度φvを演算し、こ
れを駆動制御値演算回路800へ入力する。
The third target angular velocity calculation circuit 700 calculates the target angular velocity φv of the bucket rotation angle based on the bucket target rotation angle φo, the bucket rotation angle φ and the turning speed command value θv, and inputs this to the drive control value calculation circuit 800. To do.

駆動制御値演算回路800は、目標角速度T1v,T2v,T3v,
φv,旋回速度指令値θvおよび角度T1,T2,T3に基づい
て、油圧シリンダ4,5,6の流量制御値Q1,Q2,Q3、および
バケット回転モータ52と旋回モータ8の流量制御値Q4,Q
5を演算し、電気油圧変換弁16〜20に入力する。
The drive control value calculation circuit 800 has target angular velocities T1v, T2v, T3v,
Based on φv, the swing speed command value θv and the angles T1, T2, T3, the flow rate control values Q1, Q2, Q3 of the hydraulic cylinders 4, 5, 6 and the flow rate control values Q4 of the bucket rotation motor 52 and the swing motor 8, Q
Calculate 5 and input to electro-hydraulic conversion valves 16-20.

これらの電気油圧変換弁16〜20には不図示の油圧源か
ら圧油が導かれており、電気油圧変換弁16〜20は、入力
される流量制御値Q1〜Q5に応じた流量および方向で圧油
をシリンダ4,5,6およびバケット回転モータ52と旋回モ
ータ8に供給する。
Pressure oil is introduced into these electro-hydraulic conversion valves 16 to 20 from a hydraulic source (not shown), and the electro-hydraulic conversion valves 16 to 20 have flow rates and directions corresponding to the input flow rate control values Q1 to Q5. The pressure oil is supplied to the cylinders 4, 5 and 6, the bucket rotation motor 52 and the swing motor 8.

第2図は座標演算回路100の詳細を示す。 FIG. 2 shows the details of the coordinate calculation circuit 100.

アーム先端Pの座標X,Yは、 X=d+L1・cosT1+L2・cos(T1−T2) …(6) Y=L1・sinT1+L2・sin(T1−T2) …(7) と表すことができ、角度T1,T2,T3から加算点101,103,10
4、関数発生器105〜108、係数器109〜112により演算さ
れる。また、上述した角度A2,A3が加算点101,102で求め
られる。
The coordinates X and Y of the arm tip P can be expressed as X = d + L1 ・ cosT1 + L2 ・ cos (T1-T2) (6) Y = L1 ・ sinT1 + L2 ・ sin (T1-T2) (7), and the angle T1 , T2, T3 to additional points 101,103,10
4, calculated by function generators 105-108 and coefficient units 109-112. Further, the angles A2 and A3 described above are obtained at the addition points 101 and 102.

第3図はバケット目標回転角演算回路200の詳細を示
す。
FIG. 3 shows details of the bucket target rotation angle calculation circuit 200.

スイッチユニット9からの記憶指令SA,SBが入力され
ると、そのときの旋回角θA,θBおよび座標XA,XBが記
憶器201,202にそれぞれ記憶される。そして。(2)式
に基づいて、溝の方向を示す角度θoが関数発生器203
〜207、乗算器209〜212、除算器214、加算点215,216に
より演算される。さらに(5)式に基づいて、加算点21
7によりバケット目標回転角θoが演算される。また、
(1)式に基づいて、溝までの距離Roが加算点218、関
数発生器208、乗算器213により演算される。
When the storage commands SA and SB from the switch unit 9 are input, the turning angles θA and θB and the coordinates XA and XB at that time are stored in the storage devices 201 and 202, respectively. And. Based on the equation (2), the angle θo indicating the direction of the groove is determined by the function generator 203.
˜207, multipliers 209 to 212, divider 214, and addition points 215 and 216. Further, based on the equation (5), the addition point 21
The bucket target rotation angle θo is calculated by 7. Also,
The distance Ro to the groove is calculated by the addition point 218, the function generator 208, and the multiplier 213 based on the equation (1).

第4図は水平方向速度指令値演算回路300を示す。 FIG. 4 shows a horizontal speed command value calculation circuit 300.

第1の水平方向速度指令値X1vは(4),(5)式に
基づいて関数発生器301,302、2乗乗算器303,乗算器30
4,305,除算器306により演算される。また、目標水平方
向座標Xoは(3),(5)式に基づいて関数発生器302,
除算器307により演算され、座標Xとの偏差から第2の
水平方向速度指令値X2vへ次式により変換される。
The first horizontal speed command value X1v is calculated based on the equations (4) and (5). The function generators 301 and 302, the square multiplier 303, and the multiplier 30
It is calculated by 4, 305 and the divider 306. In addition, the target horizontal direction coordinate Xo is based on the equations (3) and (5).
It is calculated by the divider 307 and converted from the deviation from the coordinate X to the second horizontal speed command value X2v by the following equation.

X2v=K1(Xo−X) …(8) 式(8)の水平方向速度指令値X2vは加算点308,係数
器310により演算される。そして加算点309により第1お
よび第2の水平方向速度指令値X1v,X2vが加算され、水
平方向速度指令値Xvが出力される。
X2v = K1 (Xo−X) (8) The horizontal speed command value X2v in the equation (8) is calculated by the addition point 308 and the coefficient unit 310. Then, the addition point 309 adds the first and second horizontal speed command values X1v, X2v, and outputs the horizontal speed command value Xv.

第5図は垂直方向速度指令値演算回路400を示す。 FIG. 5 shows a vertical speed command value calculation circuit 400.

旋回操作開始時の信号が入力されると記憶器401にそ
の時の座標Yが目標垂直座標Yoとして記憶され、以後、
加算点402によって逐次、垂直方向偏差Yo−Yが演算さ
れ、さらに係数器403によって垂直方向速度指令値Yvに
変換される。すなわち、 Yv=K2(Yo−Y) …(9) となる。
When the signal for starting the turning operation is input, the coordinate Y at that time is stored in the storage unit 401 as the target vertical coordinate Yo, and thereafter,
The vertical deviation Yo-Y is successively calculated by the addition point 402, and further converted by the coefficient unit 403 into the vertical speed command value Yv. That is, Yv = K2 (Yo-Y) (9).

第6図は第1の目標角速度演算回路500を示す。 FIG. 6 shows a first target angular velocity calculation circuit 500.

アーム先端Pの座標X,Yを示す(6),(7)式の両
辺を時間微分すると、 Xv=−T1v・L1・sinT1 −(T1v−T2v)・L2・sin(T1−T2) …(10) Yv=T1v・L1・cosT1 +(T1v−T2v)・L2・cos(T1−T2) …(11) と表すことができる。
When both sides of the equations (6) and (7) indicating the coordinates X and Y of the arm tip P are differentiated with respect to time, Xv = -T1v.L1.sinT1- (T1v-T2v) .L2.sin (T1-T2) ... ( 10) Yv = T1v · L1 · cosT1 + (T1v−T2v) · L2 · cos (T1−T2) (11).

(10),(11)を式をT1v,T2vについて解けば、 となり、速度指令値Xv,Yvに対するブーム,アームの目
標角速度T1v,T2vが求められる。そこで、(12)式に基
づいてブームの目標角速度T1vが関数発生器501〜503,乗
算器504,505,加算点512,係数器510,除算器508により演
算され、(13)式に基づいてアームの目標角速度T2vが
加算点513,514、乗算器506,507、関数発生器503、係数
器510,511、除算器509により演算される。
Solving equations (10) and (11) for T1v and T2v, Then, the target angular velocities T1v, T2v of the boom and arm with respect to the velocity command values Xv, Yv are obtained. Therefore, the target angular velocity T1v of the boom is calculated by the function generators 501 to 503, the multipliers 504 and 505, the addition point 512, the coefficient unit 510, and the divider 508 based on the equation (12), and the arm angular velocity T1v based on the equation (13) is calculated. The target angular velocity T2v is calculated by the addition points 513, 514, the multipliers 506, 507, the function generator 503, the coefficient units 510, 511, and the divider 509.

第7図は第2の目標角速度演算回路600を示す。旋回
操作開始時の信号が入力されると、記憶器601にその時
の角度A3が目標バケット姿勢角A30として記憶され、以
後、加算点602によって逐次、角度偏差A3−A30が演算さ
れ、さらに、係数器605によって第1のバケット目標角
速度A31vに変換される。すなわち、 T31v=K3(A3−A30) …(14) となる。また、加算点604により第2のバケット目標角
速度T32vが演算される。すなわち、 T32v=T1v−Tv2 …(15) となる。そして、第1および第2のバケット目標角速度
T31v,T32vは加算点603で加算され、バケット目標角速度
T3vが出力される。
FIG. 7 shows a second target angular velocity calculation circuit 600. When the signal at the start of the turning operation is input, the angle A3 at that time is stored in the storage device 601 as the target bucket attitude angle A30, and thereafter, the angle deviation A3-A30 is sequentially calculated by the addition point 602, and the coefficient is further calculated. The converter 605 converts the first bucket target angular velocity A31v. That is, T31v = K3 (A3-A30) (14). Further, the second bucket target angular velocity T32v is calculated by the addition point 604. That is, T32v = T1v−Tv2 (15). Then, the first and second bucket target angular velocities
T31v and T32v are added at the addition point 603, and the bucket target angular velocity
T3v is output.

第8図は第3の目標角速度演算回路700を示す。バケ
ット回転の目標角速度φvは、バケット目標回転角φo
とバケット回転角φとの偏差に基づく角速度と旋回速度
指令値θvを加算して、加算点701,702,係数器703によ
り演算される。すなわち、 φv=K4(φ−φo)+θv …(16) またはスイッチ704が閉じている時は、 φv=K4(φ−φo+π)+θv …(17) となる。ここで、スイッチ704は開いた排土扉53の方向
を溝に対して180度反転させるためのスイッチである。
FIG. 8 shows a third target angular velocity calculation circuit 700. The target angular velocity φv of the bucket rotation is the bucket target rotation angle φo.
The turning speed command value θv and the angular velocity based on the deviation between the bucket rotation angle φ and the bucket rotation angle φ are added, and calculation is performed by the addition points 701 and 702 and the coefficient unit 703. That is, φv = K4 (φ−φo) + θv (16) or φv = K4 (φ−φo + π) + θv (17) when the switch 704 is closed. Here, the switch 704 is a switch for reversing the direction of the open soil discharge door 53 by 180 degrees with respect to the groove.

第9図は駆動制御値演算回路800を示す。ブーム,ア
ーム,バケット用シリンダ4,5,6の流量制御値Qn(n=
1〜3)は目標角速度Tnvと角度Tnに基づいて次式によ
り求められる。
FIG. 9 shows a drive control value calculation circuit 800. Boom, arm, bucket cylinders 4, 5, 6 flow control value Qn (n =
1 to 3) are obtained by the following equations based on the target angular velocity Tnv and the angle Tn.

Qn=Tnv・f(Tn)・SAn …(18) ここで、f(Tn)はリンク補正係数 SAnはシリンダ受圧面積 (18)式のQ1〜Q3は関数発生器801〜803,乗算器804〜
806,係数器807〜809により演算される。また、バケット
回転用モータおよび旋回モータ用流量制御値Q4,Q5は、
バケット回転目標角速度φvおよび旋回速度指令値θv
にそれぞれ係数器810,811により係数をかけて求められ
る。すなわち、 Q4=K5・φv …(19) Q5=K6・φv …(20) 次に本装置の動作について説明する。
Qn = Tnv · f (Tn) · SAn (18) where f (Tn) is the link correction coefficient SAn is the cylinder pressure receiving area Q1 to Q3 in equation (18) are function generators 801 to 803 and multiplier 804 to
806 and coefficient units 807 to 809. Further, the flow rate control values Q4 and Q5 for the bucket rotation motor and the swing motor are
Bucket rotation target angular velocity φv and turning speed command value θv
Are multiplied by coefficients by coefficient units 810 and 811 respectively. That is, Q4 = K5 · φv (19) Q5 = K6 · φv (20) Next, the operation of this device will be described.

図示しない電源スイッチを投入するとこの装置が起動
し、角度検出器151〜153で検出された角度T1,T2,T3に基
づいて、アーム2先端のX,Y座標およびアーム2とバケ
ット3のX軸に対する姿勢角A2,A3が座標演算回路100で
演算される。
This device is activated when a power switch (not shown) is turned on, and based on the angles T1, T2, T3 detected by the angle detectors 151 to 153, the X and Y coordinates of the tip of the arm 2 and the X axis of the arm 2 and the bucket 3 are detected. Attitude angles A2 and A3 with respect to are calculated by the coordinate calculation circuit 100.

まず作業に先立って、バケット3を床ざらいする溝の
一方の端の位置(第11図のA点)に設置し、スイッチユ
ニット9の一方のスイッチを操作すると、そのときのア
ーム先端の座標XAおよび旋回角度θAがバケット目標回
転角演算回路200の記憶器201に記憶される。同様に、バ
ケット3を床ざらいする溝の他方の端の位置(第11図の
B点)に設置し、スイッチユニット9の他方のスイッチ
を操作する。これにより、アーム先端の座標XBおよび旋
回角θBが記憶器202に記憶される。バケット目標回転
角演算回路200は、記憶された座標XA,XBと旋回角θA,θ
Bに基づいて溝の方向を示す角度θoを演算し、さらに
θoと旋回角θとにより開いた排土扉53の向きを溝方向
に合わせるようなバケット目標角φoおよび溝までの距
離Roを演算する。
First of all, prior to the work, the bucket 3 is installed at one end position (point A in FIG. 11) of the groove for roughening the floor, and one switch of the switch unit 9 is operated. And the turning angle θA are stored in the storage unit 201 of the bucket target rotation angle calculation circuit 200. Similarly, the bucket 3 is installed at a position (point B in FIG. 11) at the other end of the groove for roughening the floor, and the other switch of the switch unit 9 is operated. As a result, the coordinate XB of the arm tip and the turning angle θB are stored in the storage device 202. The bucket target rotation angle calculation circuit 200 is configured to store the stored coordinates XA, XB and the turning angles θA, θ.
The angle θo indicating the direction of the groove is calculated based on B, and the bucket target angle φo and the distance Ro to the groove that match the direction of the open soil discharge door 53 with the groove direction by θo and the turning angle θ are calculated. To do.

旋回制御レバー10が操作されると、そのときのアーム
先端の座標が水平軌跡制御の目標軌跡となる目標垂直方
向座標Yoとして垂直方向速度指令値演算回路400の記憶
器401に記憶され、バケット姿勢角A3が目標バケット姿
勢角A30として目標角速度演算回路600の記憶器601に記
憶される。
When the turning control lever 10 is operated, the coordinates of the arm tip at that time are stored in the storage unit 401 of the vertical direction velocity command value calculation circuit 400 as the target vertical direction coordinate Yo that becomes the target trajectory of the horizontal trajectory control. The angle A3 is stored in the storage unit 601 of the target angular velocity calculation circuit 600 as the target bucket attitude angle A30.

水平方向速度指令値演算回路300では、バケット目標
回転角φo、溝までの距離Roおよび旋回速度指令値θv
とに基づいて、旋回時にアーム2の先端が溝に沿って運
動するような第1の水平方向速度指令値X1vと、バケッ
ト目標回転角φoおよび溝までの距離Roに基づいて演算
されたアーム2先端位置を溝上に保持するための目標水
平方向偏差(Xo−X)に基づく第2の水平方向速度指令
値X2vを演算する。そして第1および第2の水平方向速
度指令値X1v、X2vの和をアーム2先端の水平方向速度指
令値Xvとすることにより、アーム2先端座標Xは旋回速
度に応じて溝上を運動するよう制御され、かつ、溝から
のずれに応じて偏差がフィードバックされ軌跡が修正さ
れるように制御される。
In the horizontal speed command value calculation circuit 300, the bucket target rotation angle φo, the distance Ro to the groove, and the turning speed command value θv
Based on the first horizontal speed command value X1v such that the tip of the arm 2 moves along the groove during turning, the arm 2 calculated based on the bucket target rotation angle φo and the distance Ro to the groove. A second horizontal speed command value X2v based on the target horizontal deviation (Xo-X) for holding the tip position on the groove is calculated. Then, the sum of the first and second horizontal speed command values X1v and X2v is set as the horizontal speed command value Xv at the tip of the arm 2 to control the arm 2 tip coordinate X to move on the groove according to the turning speed. Further, the deviation is fed back according to the deviation from the groove, and the trajectory is controlled so as to be corrected.

垂直方向速度指令値演算回路400では、記憶された目
標垂直座標Yoからのアーム2先端のY方向偏差(Yo−
Y)に基づく垂直方向速度指令値Yvを演算する。Yvをア
ーム2先端の垂直方向速度指令値とすることにより、ア
ーム2先端はY座標のずれが偏差フィードバックにより
修正され高さが一定に保たれるように制御される。
In the vertical direction velocity command value calculation circuit 400, the Y direction deviation (Yo−
The vertical speed command value Yv based on Y) is calculated. By making Yv the vertical speed command value for the tip of the arm 2, the tip of the arm 2 is controlled so that the deviation of the Y coordinate is corrected by the deviation feedback and the height is kept constant.

速度指令値Xv,Yv、角度A2,T2、および座標X,Yに基づ
いて第1の目標角速度演算回路500は、アーム2先端が
溝に沿って水平に運動するようなブーム1、アーム2の
目標角速度T1v,T2vを演算する。これらの目標角速度T1
v,T2vは駆動制御値演算回路800にてリンク補正され、ブ
ーム、アーム用シリンダ4,5の流量制御値Q1,Q2に変換さ
れる。これらの流量制御値Q1,Q2は電気油圧変換弁16,17
に供給され、油圧源からの圧油が所定方向、所定流量に
てブーム、アーム用シリンダ4,5に供給される。これに
よりブーム1,アーム2が回動してアーム2先端が溝に沿
って水平方向に軌跡制御される。
Based on the velocity command values Xv, Yv, the angles A2, T2, and the coordinates X, Y, the first target angular velocity calculation circuit 500 uses the boom 1 and the arm 2 such that the tip of the arm 2 horizontally moves along the groove. The target angular velocities T1v and T2v are calculated. These target angular velocities T1
v and T2v are link-corrected by the drive control value calculation circuit 800 and converted into flow rate control values Q1 and Q2 of the boom and arm cylinders 4 and 5. These flow rate control values Q1 and Q2 are electrohydraulic conversion valves 16 and 17
Is supplied to the boom and arm cylinders 4 and 5 in a predetermined direction and at a predetermined flow rate. As a result, the boom 1 and the arm 2 are rotated, and the tip of the arm 2 is horizontally controlled along the groove.

一方、第2の目標角速度演算回路600では、記憶され
たバケット目標姿勢角A30からのバケット姿勢角A3の偏
差(A3−A30)に基づく第1のバケット目標角速度T31v
と、ブームおよびアームの目標角速度T1v,T2vに基づく
第2のバケット目標角速度T32vを演算する。そして第1
および第2のバケット目標角速度T31v,T32vの和をバケ
ット目標角速度T3vとし、これを駆動制御値演算回路800
にてリンク補正し、バケット用シリンダ6の流量制御値
Q3に変換する。この流量制御値Q3は電気油圧変換弁18に
供給され、油圧源からの圧油が所定方向、所定流量にて
バケット用シリンダ6に供給される。これによりバケッ
ト3が回動してバケット姿勢角A3はブームおよびアーム
の目標角速度T1v,T2vによるバケット角速度を打消すよ
うに制御され、かつバケット目標姿勢角A30からのずれ
に応じて偏差がフィードバックされ姿勢角が一定に保た
れるよう制御される。
On the other hand, in the second target angular velocity calculation circuit 600, the first bucket target angular velocity T31v based on the deviation (A3-A30) of the bucket posture angle A3 from the stored bucket target posture angle A30.
And a second bucket target angular velocity T32v based on the boom and arm target angular velocities T1v, T2v. And the first
And a sum of the second bucket target angular velocities T31v and T32v is set as a bucket target angular velocity T3v, which is used as a drive control value calculation circuit 800.
Link correction is performed with the flow control value of the bucket cylinder 6.
Convert to Q3. This flow rate control value Q3 is supplied to the electro-hydraulic conversion valve 18, and the pressure oil from the hydraulic pressure source is supplied to the bucket cylinder 6 in a predetermined direction and at a predetermined flow rate. As a result, the bucket 3 rotates and the bucket attitude angle A3 is controlled so as to cancel the bucket angular speed due to the target angular speeds T1v and T2v of the boom and arm, and the deviation is fed back in accordance with the deviation from the bucket target attitude angle A30. The posture angle is controlled so as to be kept constant.

さらに、第3の目標角速度演算回路700では、バケッ
ト目標回転角(φ−φo)に基づく値に、旋回速度指令
値θvを加えたバケット目標回転角速度φvを演算す
る。バケット目標回転角速度φvは駆動制御値演算回路
800でバケット回転用モータ52の流量制御値Q4に変換さ
れ、電気油圧変換弁19に供給される。そして油圧源から
の圧油が所定方向、所定流量にてバケット回転用モータ
52に供給され、これによりバケット3の回転部が回転
し、バケット回転角φは旋回速度指令値θvによるバケ
ット回転角速度を打消すように制御され、かつバケット
目標回転角φoからのずれに応じて偏差がフィードバッ
クされ、開いた排土扉53の向きが溝方向に一致するよう
制御される。
Further, the third target angular velocity calculation circuit 700 calculates the bucket target rotational angular velocity φv by adding the turning speed command value θv to the value based on the bucket target rotational angle (φ−φo). The bucket target rotation angular velocity φv is a drive control value calculation circuit.
At 800, the flow rate control value Q4 of the bucket rotation motor 52 is converted and supplied to the electrohydraulic conversion valve 19. Then, the pressure oil from the hydraulic source is rotated in a predetermined direction and at a predetermined flow rate by a bucket rotation motor.
52, the rotating part of the bucket 3 is rotated by this, the bucket rotation angle φ is controlled so as to cancel the bucket rotation angular velocity by the turning speed command value θv, and according to the deviation from the bucket target rotation angle φo. The deviation is fed back, and the direction of the open soil discharge door 53 is controlled so as to match the groove direction.

駆動制御値演算回路800は、さらに旋回速度指令値θ
vを旋回モータ用駆動制御値Q5に変換し電気油圧変換弁
20に供給する。そして油圧源からの圧油が所定方向、所
定流量にて旋回モータ8に供給され、上部旋回体USが回
動して旋回が行われる。
The drive control value calculation circuit 800 further determines the turning speed command value θ.
electro-hydraulic conversion valve by converting v into the swing motor drive control value Q5
Supply to 20. Then, the pressure oil from the hydraulic pressure source is supplied to the swing motor 8 in a predetermined direction and at a predetermined flow rate, and the upper swing body US rotates to perform swing.

このように本実施例では、予め床ざらいを行う溝の任
意の2点を記憶させることにより、旋回操作のみで、次
の3つの制御が同時に行われる。
As described above, in the present embodiment, the following three controls are simultaneously performed only by the turning operation by storing the arbitrary two points of the groove for performing the floor roughening in advance.

1)水平、垂直方向の偏差フィードバックを含みアーム
2先端を溝に沿って運動させる水平軌跡制御。
1) Horizontal trajectory control that includes horizontal and vertical deviation feedback to move the tip of the arm 2 along the groove.

2)目標姿勢角への偏差フィードバックを含み、バケッ
ト姿勢角を一定に保つ姿勢角制御。
2) Attitude angle control that keeps the bucket attitude angle constant, including deviation feedback to the target attitude angle.

3)目標回転角への偏差フィードバックを含み、開い排
土扉53の向きを溝方向に一致させる回転角制御。
3) Rotation angle control including deviation feedback to the target rotation angle so that the direction of the open soil discharge door 53 matches the groove direction.

これにより、回転掘削バケットによる床ざらい作業が
熟練者でなくても容易にしかも精度良く行うことがで
き、作業能率が向上するだけでなく、操作を誤って溝の
壁を崩したりする無駄を無くすことができる。また回転
バケット側面のカッタを利用して溝の壁面を平坦に仕上
げる作業にも使用することができる。
As a result, even a non-experienced person can perform floor roughing work with a rotary excavation bucket easily and accurately, not only improving work efficiency, but also eliminating the waste of accidentally breaking the wall of the groove. be able to. It can also be used for the work of finishing the wall surface of the groove flat by using the cutter on the side surface of the rotating bucket.

第12図および第13図は変形実施例を示す図で、それぞ
れ第1図と第3図に相当するものである。
12 and 13 are views showing a modified embodiment, which correspond to FIGS. 1 and 3, respectively.

この変形例は、掘削する溝の幅が回転掘削バケット3
の直径よりも大きい場合、つまり床ざらい作業を複数回
行なう必要の時に好適なものである。バケット目標角演
算回路200に記憶器219を追加し、旋回速度指令θvが生
じた時の旋回角θcと座標Xcを記憶するようにし、溝ま
での距離を Ro=Xc・sin(θc−θo) として演算すれば、溝の方向を示す角度θoは変更せ
ず、溝までの距離Roのみを変更して作業することができ
る。すなわち、バケットの幅よりも広い溝の床ざらいを
Roを随時変更して繰返して行なうことができる。
In this modification, the width of the groove to be excavated is equal to that of the rotary excavation bucket 3
The diameter is larger than the diameter, that is, it is suitable when the floor roughening work needs to be performed plural times. A memory device 219 is added to the bucket target angle calculation circuit 200 to store the turning angle θc and the coordinate Xc when the turning speed command θv occurs, and the distance to the groove is Ro = Xc · sin (θc−θo) If the calculation is performed, it is possible to work by changing only the distance Ro to the groove without changing the angle θo indicating the direction of the groove. In other words, the rough floor of the groove wider than the width of the bucket
You can change Ro as needed and repeat.

なお、本発明を適用するにあたっては以上の実施例の
各構成要素を次のようにしても良い。
In applying the present invention, each component of the above embodiment may be configured as follows.

3本以上のアームを有す多関節作業機に適用して、任
意の2本のアームにより軌跡制御を行っても良い。
It may be applied to a multi-joint work machine having three or more arms and the trajectory may be controlled by any two arms.

回転掘削バケットに使用できる旨述べたが、その他の
各種作業アタッチメントにも使用できる。その場合、ア
タッチメントに応じて姿勢角制御と回転角制御あるいは
そのいずれかを省略しても良い。
Although it has been stated that it can be used for rotary excavation buckets, it can also be used for other various work attachments. In that case, the posture angle control and / or the rotation angle control may be omitted depending on the attachment.

アクチュエータは油圧シリンダおよび油圧モータに限
定されない。
Actuators are not limited to hydraulic cylinders and hydraulic motors.

角度検出器はポテンショメータに限定されない。The angle detector is not limited to a potentiometer.

各実施例中の各回路、数式等もそれらに限定されな
い。
The circuits and mathematical formulas in each embodiment are not limited to those.

旋回速度指令値θvのかわりに、旋回角検出器の出力
θを微分処理しても良い。この場合、旋回は手動操作用
のコントロールバルブで行われる。
The output θ of the turning angle detector may be differentiated instead of the turning speed command value θv. In this case, turning is performed by a control valve for manual operation.

各偏差フィードバックにおける係数K1,K2,K3,K4は定
数でなくても良く、例えば偏差の関数として与えること
ができる。
The coefficients K1, K2, K3, K4 in each deviation feedback do not have to be constants, and can be given as a function of deviation, for example.

各偏差フィードバックは省略しても良い。また逆に各
偏差フィードバックのみで制御しても良い。
Each deviation feedback may be omitted. On the contrary, the control may be performed only by each deviation feedback.

溝の位置を2点で記憶したが、3点以上として旋回角
により順次2点を選択しても良く、この場合、直線でな
い溝についても直線近似で作業を行うことができる。
Although the position of the groove is stored at two points, two or more points may be sequentially selected depending on the turning angle with three or more points. In this case, even a groove that is not a straight line can be worked by linear approximation.

なお、以上の実施例の構成において、角度検出器150
が角度検出手段と回転角検出手段を、座標演算回路100
とバケット目標回転角演算回路200が位置算出手段,姿
勢角演算手段を、水平方向および垂直方向速度指令値演
算回路300,400が第1の偏差演算手段を、目標角速度演
算回路600,700がそれぞれ第2,第3の偏差演算手段を、
目標角速度演算回路500,600,700,800が駆動制御手段を
それぞれ構成する。
In the configuration of the above embodiment, the angle detector 150
Is an angle detection means and a rotation angle detection means,
And bucket target rotation angle calculation circuit 200 are position calculation means and attitude angle calculation means, horizontal and vertical direction velocity command value calculation circuits 300 and 400 are first deviation calculation means, and target angular velocity calculation circuits 600 and 700 are second and second, respectively. 3 deviation calculation means,
The target angular velocity calculation circuits 500, 600, 700, 800 constitute drive control means, respectively.

G.発明の効果 本発明によれば、旋回しながら作業アタッチメントの
軌跡対象部位を所定平面内の所定経路に沿って運動させ
るときに旋回操作を行うだけでよく、作業性が向上す
る。また、とくに請求項3の発明によれば、従来は最大
同時5操作が必要であった回転掘削バケットによる床ざ
らい作業が旋回操作のみで可能となり、熟練を必要とせ
ず、しかも高精度な仕上げを能率良く行うことができ
る。
G. Effect of the Invention According to the present invention, it is sufficient to perform a turning operation when moving a locus target portion of a work attachment along a predetermined path within a predetermined plane while turning, and workability is improved. Further, according to the invention of claim 3, the floor roughing work by the rotary excavation bucket, which conventionally requires a maximum of 5 operations at the same time, can be performed only by the turning operation, so that no skill is required and highly accurate finishing can be performed. You can do it efficiently.

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

第1図は本発明の一実施例の全体構成図、第2図は第1
図の座標演算回路を示す図、第3図は第1図のバケット
目標回転角演算回路を示す図、第4図は第1図の水平方
向速度指令値演算回路を示す図、第5図は第1図の垂直
方向速度指令値演算回路を示す図、第6図は第1図の第
1の目標角速度演算回路を示す図、第7図は第1図の第
2の目標角速度演算回路を示す図、第8図は第1図の第
3の目標角速度演算回路を示す図、第9図は第1図の駆
動制御値演算回路を示す図、第10図および第11図は座標
定義を示す図、第12図および第13図は変形例を示し第1
図および第3図に相当する図、第14図は回転掘削バケッ
トを装着した作業機の側面図、第15図は回転掘削バケッ
トの一例の詳細図、第16図は回転掘削バケットによる側
溝掘削作業を説明する作業機を平面から見た図である。 1:ブーム、2:アーム 3:回転掘削バケット、4〜6:シリンダ 8,52:モータ、9:スイッチ 10:制御レバー、16〜20:電気油圧変換弁 100:座標演算回路、11〜15:角度検出器 200:バケット目標回転角演算回路 300:水平方向速度指令値演算回路 400:垂直方向速度指令値演算回路 500,600,700:目標角速度演算回路 800:駆動制御値演算回路
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a diagram showing the coordinate arithmetic circuit of FIG. 3, FIG. 3 is a diagram showing the bucket target rotation angle arithmetic circuit of FIG. 1, FIG. 4 is a diagram showing the horizontal speed command value arithmetic circuit of FIG. 1, and FIG. FIG. 1 is a diagram showing a vertical direction velocity command value computing circuit, FIG. 6 is a diagram showing a first target angular velocity computing circuit of FIG. 1, and FIG. 7 is a second target angular velocity computing circuit of FIG. Fig. 8 shows the third target angular velocity calculation circuit of Fig. 1, Fig. 9 shows the drive control value calculation circuit of Fig. 1, and Fig. 10 and Fig. 11 show coordinate definitions. FIG. 12, FIG. 12 and FIG. 13 show a modified example.
Figures corresponding to Figures 3 and 4, Figure 14 is a side view of a working machine equipped with a rotary excavation bucket, Figure 15 is a detailed view of an example of a rotary excavation bucket, and Figure 16 is gutter excavation work with a rotary excavation bucket. It is the figure which looked at the work machine from a plane. 1: Boom, 2: Arm 3: Rotary excavation bucket, 4-6: Cylinder 8,52: Motor, 9: Switch 10: Control lever, 16-20: Electro-hydraulic conversion valve 100: Coordinate calculation circuit, 11-15: Angle detector 200: Bucket target rotation angle calculation circuit 300: Horizontal direction speed command value calculation circuit 400: Vertical direction speed command value calculation circuit 500, 600, 700: Target angular speed calculation circuit 800: Drive control value calculation circuit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】下部走行体に対して旋回可能な上部旋回体
に回動可能に第1のアームが設けられ、この第1のアー
ムに回動可能に第2のアームが連結され、第2のアーム
先端に作業用アタッチメントが連結された作業機の制御
装置であって、上部旋回体を旋回させながら、前記作業
アタッチメントの軌跡対象部位を予め設定された所定平
面内の所定経路に沿って移動させる制御装置において、 前記第1および第2のアーム角度と上部旋回体の角度を
検出する角度検出手段と、 検出された前記角度に基づいて前記作業アタッチメント
の軌跡対象部位の位置を算出する位置算出手段と、 前記上部旋回体の旋回速度を指令する旋回速度指令手段
と、 前記所定平面内の所定経路と前記旋回速度の指令値に基
づいて第1の制御量を算出する第1の制御量算出手段
と、 前記軌跡対象部位の位置と前記所定平面内の所定経路の
3次元方向の偏差とに基づいて第2の制御量を算出する
第2の制御量算出手段と、 前記第1および第2の制御量に基づいて前記軌跡対象部
位の移動速度を演算する速度演算手段と、 上部旋回体を旋回させる時に、前記速度演算手段で演算
された演算速度で前記第1および第2のアームを回動さ
せる駆動制御手段とを具備することを特徴とする作業機
の制御装置。
1. A first arm rotatably provided on an upper revolving structure which is revolvable with respect to a lower traveling structure, and a second arm rotatably connected to the first arm, and a second arm. Is a control device for a work machine in which a work attachment is connected to the arm tip of the work attachment, and the locus target portion of the work attachment is moved along a predetermined path in a predetermined plane while rotating the upper swing body. In the control device, the angle detecting means for detecting the first and second arm angles and the angle of the upper swing body, and the position calculation for calculating the position of the locus target portion of the work attachment based on the detected angle. Means, a swing speed command means for commanding a swing speed of the upper swing body, and a first control amount for calculating a first control amount based on a predetermined path in the predetermined plane and a command value of the swing speed. Calculating means, second control amount calculating means for calculating a second control amount based on a position of the locus target portion and a deviation of a predetermined path in the predetermined plane in a three-dimensional direction; Speed calculation means for calculating the moving speed of the locus target portion based on the control amount of 2, and when the upper swing body is turned, the first and second arms are operated at the calculation speed calculated by the speed calculation means. A control device for a working machine, comprising: a drive control means for rotating the work machine.
【請求項2】請求項1の装置において、 前記作業アタッチメントは回転駆動用アクチュエータを
有する回転掘削バケットであり、前記第2のアームに対
するこの回転掘削バケットの姿勢角を変える姿勢角制御
用アクチュエータと、 この姿勢角を算出する姿勢角算出手段と、 回転掘削バケットの目標とする姿勢角と算出されたバケ
ット姿勢角との偏差を演算する第1の偏差演算手段と、 前記偏差に基づいて、第1のバケット目標角速度を演算
する第1の演算手段と、 第1および第2のアームの目標角速度に基づいて第2の
バケット目標角速度を演算する第2の演算手段と、 前記駆動制御手段は、前記上部旋回体の旋回時に第1お
よび第2のバケット目標角速度に基づいて前記姿勢角制
御用アクチュエータをさらに制御することを特徴とする
作業機の制御装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein the work attachment is a rotary excavation bucket having a rotary drive actuator, and an attitude angle control actuator that changes an attitude angle of the rotary excavation bucket with respect to the second arm, Attitude angle calculation means for calculating this attitude angle, first deviation calculation means for calculating a deviation between the target attitude angle of the rotary excavation bucket and the calculated bucket attitude angle, and a first deviation calculation means based on the deviation. And a second calculation means for calculating a second bucket target angular velocity based on the target angular velocities of the first and second arms, and the drive control means. The attitude angle control actuator is further controlled based on the first and second bucket target angular velocities when the upper revolving structure is revolving. Work machine control device.
【請求項3】請求項2の装置において、 前記回転掘削バケットの回転角を検出する回転角検出手
段と、 回転掘削バケットの目標とする回転角度と検出されたバ
ケット回転角との偏差を演算する第2の偏差演算手段
と、 前記偏差と前記旋回速度指令値とに基づいてバケット目
標回転角度を演算する第3の演算手段とを備え、 前記駆動制御手段は、前記上部旋回体の旋回時に前記バ
ケット目標回転角度に基づいて前記回転駆動用アクチュ
エータを駆動制御することを特徴とする作業機の駆動制
御装置。
3. The apparatus according to claim 2, wherein a rotation angle detecting means for detecting a rotation angle of the rotary excavation bucket and a deviation between a target rotation angle of the rotary excavation bucket and the detected bucket rotation angle are calculated. The drive control means includes a second deviation calculation means and a third calculation means for calculating a bucket target rotation angle based on the deviation and the swing speed command value. A drive control device for a working machine, which drives and controls the rotary drive actuator based on a bucket target rotation angle.
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