JPH11350537A - Controller of hydraulic working machine - Google Patents
Controller of hydraulic working machineInfo
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- JPH11350537A JPH11350537A JP15891998A JP15891998A JPH11350537A JP H11350537 A JPH11350537 A JP H11350537A JP 15891998 A JP15891998 A JP 15891998A JP 15891998 A JP15891998 A JP 15891998A JP H11350537 A JPH11350537 A JP H11350537A
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- Operation Control Of Excavators (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の油圧アクチ
ュエータを複合操作して作業装置の動作を制御する油圧
作業機械の制御装置に係わり、更に詳しくは、多関節型
のフロント作業機、特にアーム、ブーム、バケット等の
フロント部材からなるフロント作業機を備えた油圧ショ
ベル等の油圧作業機械の制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for a hydraulic working machine for controlling the operation of a working device by compoundly operating a plurality of hydraulic actuators, and more particularly to a multi-joint type front working machine, particularly an arm. The present invention relates to a control device for a hydraulic working machine such as a hydraulic shovel provided with a front working machine including front members such as a boom, a bucket, and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】複数の油圧アクチュエータを複合的に操
作して作業装置を駆動する油圧作業機械の一例として、
油圧ショベルなどの建設機械がある。この建設機械は、
下部走行体と、この下部走行体上に設けた上部旋回体
と、ブーム、アーム、バケット等の複数のフロント部材
からなり、上部旋回体に装架されたフロント作業機とで
構成されている。この種の建設機械においては、フロン
ト作業機を構成する各フロント部材はそれぞれが関節部
によって連結され回転運動を行うものであるため、これ
らフロント部材を操作して、法面の直線掘削、配管埋設
のための深さ制限掘削等、所定の領域を直線状に掘削す
ることは、非常に困難な作業である。2. Description of the Related Art As an example of a hydraulic working machine that drives a working device by operating a plurality of hydraulic actuators in a complex manner,
There are construction machines such as hydraulic excavators. This construction machine
The vehicle includes a lower traveling structure, an upper revolving structure provided on the lower traveling structure, and a plurality of front members such as a boom, an arm, and a bucket, and a front working machine mounted on the upper revolving structure. In this type of construction machine, each of the front members constituting the front working machine is connected to each other by a joint and performs a rotational motion. Therefore, these front members are operated to perform straight excavation of a slope and burial of a pipe. Excavating a predetermined area in a straight line, such as depth-limited excavation, is a very difficult task.
【0003】そこでこのような作業を容易にするため領
域制限掘削制御や軌跡制御が提案されている。領域制限
掘削制御は例えば特開平8−333768号公報に示さ
れている。これらの制御では、電気油圧変換弁(例えば
比例電磁弁)によって流量制御弁の駆動パイロット圧を
調整して油圧シリンダや油圧モータに供給される圧油の
流量を制御し、フロント作業機の動作を制御している。
また、制御係数を用いた制御演算により制御量、例えば
流量の目標値を計算し、予め設定した入出力特性、例え
ば指令電流−流量特性に従ってその制御量(流量)の目
標値から指令電流の値を計算し、この指令電流の値を用
いて比例電磁弁によって流量制御弁を切り換え操作して
いる。[0003] In order to facilitate such operations, area-limited excavation control and trajectory control have been proposed. The region-limited excavation control is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-333768. In these controls, the pilot pressure of the flow control valve is adjusted by an electro-hydraulic conversion valve (for example, a proportional solenoid valve) to control the flow rate of the hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder and the hydraulic motor, thereby controlling the operation of the front work machine. Controlling.
Further, a control value, for example, a target value of a flow rate is calculated by a control operation using a control coefficient, and a command current value is calculated from a target value of the control amount (flow rate) according to a preset input / output characteristic, for example, a command current-flow rate characteristic. Is calculated, and the flow control valve is switched by the proportional solenoid valve using the value of the command current.
【0004】また、一般に、電気油圧変換弁や流量制御
弁を用いてフロント作業機を動かす場合、油圧シリンダ
や油圧モータを駆動するための指令値は電気油圧変換弁
や流量制御弁の入出力特性をコントローラに予め設定し
ておき、その入出力特性を用いて算出、生成する。この
ような指令値の算出に際して、入出力特性のバラツキを
補正するための方法が特開平4−119203号公報に
提案されている。この従来技術では、ある基準指令電流
値を与えた時のアクチュエータの実際の動作から実流量
を求めてそれを指令電流−流量特性により指令電流値に
変換し、基準指令電流値と指令電流値との偏差を補正値
として求め、指令電流−流量特性をその補正値分平行移
動させて、バラツキの補正を行うものである。また、補
正点を複数設定することにより補正の精度を上げてい
る。In general, when operating a front working machine using an electro-hydraulic conversion valve or a flow control valve, a command value for driving a hydraulic cylinder or a hydraulic motor is based on input / output characteristics of the electro-hydraulic conversion valve or the flow control valve. Is set in the controller in advance, and is calculated and generated using the input / output characteristics. Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-119203 proposes a method for correcting variations in input / output characteristics when calculating such a command value. In this conventional technique, an actual flow rate is obtained from an actual operation of an actuator when a certain reference command current value is given, and the actual flow rate is converted into a command current value by a command current-flow rate characteristic. Is obtained as a correction value, and the command current-flow rate characteristic is translated in parallel by the correction value to correct the variation. Further, the accuracy of correction is increased by setting a plurality of correction points.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】領域制限掘削制御や軌
跡制御を行う場合、油圧シリンダや油圧モータを駆動す
るための指令値はコントローラに予め設定した電気油圧
変換弁や流量制御弁の入出力特性を用いて算出、生成す
るため、指令値を正確に計算し制御精度を上げるために
は電気油圧変換弁や流量制御弁の入出力特性を正確に把
握しておく必要がある。しかし、電気油圧変換弁や流量
制御弁は、そのスプールや弁本体の加工誤差及びばね力
のバラツキによってある程度のバラツキを伴うのは避け
られない。このバラツキは領域制限掘削制御や軌跡制御
を行う際の制御精度の低下となってあらわれる。When performing region-limited excavation control or trajectory control, a command value for driving a hydraulic cylinder or a hydraulic motor depends on input / output characteristics of an electro-hydraulic conversion valve and a flow rate control valve preset in a controller. Therefore, in order to accurately calculate the command value and increase the control accuracy, it is necessary to accurately grasp the input / output characteristics of the electrohydraulic conversion valve and the flow control valve. However, it is inevitable that the electro-hydraulic conversion valve and the flow rate control valve have a certain degree of variation due to a processing error of the spool and the valve body and a variation in spring force. This variation appears as a decrease in control accuracy when performing the region-limited excavation control and the trajectory control.
【0006】特開平4−119203号公報に記載の補
正方法は、個々の油圧アクチュエータに対する指令電流
−流量特性を実際の特性に一致させるよう補正するもの
であるため、個々のアクチュエータの動作が他のアクチ
ュエータの動作に干渉されないという条件下、即ち圧力
補償付き流量制御弁を備えた油圧システムを備えた機械
では有効であるが、個々のアクチュエータの動作が他の
アクチュエータの動作に干渉されるような油圧システム
では、必ずしも正確な補正がなされているかどうか分か
らないという問題がある。The correction method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-119203 corrects the command current-flow rate characteristics of individual hydraulic actuators so as to match the actual characteristics. Hydraulics that are effective under the condition that they are not interfered with by the operation of the actuator, that is, a machine having a hydraulic system with a flow control valve with pressure compensation, but in which the operation of an individual actuator is interfered with the operation of another actuator. The system has a problem that it is not always possible to know whether or not the correct correction has been made.
【0007】つまり、領域制限掘削制御や軌跡制御では
フロント作業機の構成要素であるブームとアームの複合
操作が必須であり、圧力補償付き流量制御弁を備えない
油圧駆動装置でブームとアームを複合操作する場合、そ
れぞれのアクチュエータ間の油圧が干渉する現象が生じ
る。このようにアクチュエータ間の油圧が干渉すると、
それぞれのアクチュエータの速度は、各アクチュエータ
に作用する負荷の影響により、指令値に対して常に一定
の値となる保証はない。換言すれば、単独動作時と複合
動作時では指令電流−流量特性は異なるのが通常であ
る。その結果、ブームとアームを複合操作した場合、ア
ーム先端のバケットは、意図していた移動軌跡とは異な
る軌跡で移動することになり、設定した掘削面を掘削形
成することができなくなる。[0007] That is, the combined operation of the boom and the arm, which are the components of the front working machine, is essential in the area-limited excavation control and the trajectory control. When operating, a phenomenon occurs in which the hydraulic pressure between the respective actuators interferes. When the oil pressure between the actuators interferes like this,
There is no guarantee that the speed of each actuator will always be constant with respect to the command value due to the effect of the load acting on each actuator. In other words, the command current-flow rate characteristic usually differs between the single operation and the combined operation. As a result, when a combined operation of the boom and the arm is performed, the bucket at the tip of the arm moves on a trajectory different from the intended trajectory, and it becomes impossible to excavate the set excavation surface.
【0008】本発明の目的は、複数の油圧アクチュエー
タを複合操作して作業装置の動作を制御するときに、油
圧機器の製品毎のバラツキや油圧の相互干渉に係わら
ず、指令電流−流量特性を適切に補正して作業装置の動
作を精度よく制御できる油圧作業機械の制御装置を提供
することである。[0008] An object of the present invention is to control the operation of a working device by operating a plurality of hydraulic actuators in a combined manner, regardless of variations in hydraulic products and mutual interference of hydraulic pressure. An object of the present invention is to provide a hydraulic work machine control device that can appropriately correct the operation of a work device by appropriately correcting the operation.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】(1)上記目的を達成す
るために、本発明は、制御係数を用いた制御演算により
制御量の目標値を計算し、予め設定した指令電流−制御
量特性に従ってその制御量の目標値から指令電流の値を
計算し、この指令電流の値を用いて流量制御弁を切り換
え操作し油圧アクチュエータを駆動することにより、そ
の油圧アクチュエータを含む複数の油圧アクチュエータ
を複合操作して作業装置の動作を制御する油圧作業機械
の制御装置において、複合操作補正指示手段と、この複
合操作補正指示手段からの指令により、前記複数の油圧
アクチュエータを複合操作して作業装置の動作を制御す
る時の位置情報から前記作業装置の制御動作の誤差を計
算し、この誤差に基づいて前記指令電流−制御量特性の
補正値を求める補正値演算手段と、前記補正値を用いて
前記指令電流−制御量特性を補正する特性補正手段と、
前記複合操作補正指示手段からの指令があるとき、前記
制御演算で用いる制御係数を変更する制御係数補正手段
とを備えるものとする。(1) In order to achieve the above object, the present invention calculates a target value of a control amount by a control operation using a control coefficient, and sets a preset command current-control amount characteristic. Calculates the value of the command current from the target value of the control amount according to the following formula, switches the flow control valve using the value of the command current to drive the hydraulic actuator, thereby combining a plurality of hydraulic actuators including the hydraulic actuator. In a control device for a hydraulic work machine that controls the operation of a working device by operating, a composite operation correction instructing means, and a command from the composite operation correction instructing device, performs a combined operation of the plurality of hydraulic actuators to operate the working device. Of the control operation of the working device from position information at the time of controlling the control, and based on this error, a correction value for obtaining a correction value of the command current-control amount characteristic is calculated. Value calculating means, the command current using the correction value - and characteristic correction means for correcting the control quantity characteristics,
A control coefficient correcting means for changing a control coefficient used in the control calculation when there is a command from the composite operation correction instructing means.
【0010】このように補正値演算手段で複数の油圧ア
クチュエータの複合操作による作業装置の制御動作の誤
差から補正値を求めることにより、その補正値には複数
の油圧アクチュエータ間の油圧の干渉による負荷の影響
が含まれることとなり、特性補正手段でその負荷の影響
を含んだ補正値を用いて指令電流―制御量特性を補正す
ることにより、油圧機器の製品毎のバラツキや複数の油
圧アクチュエータの複合操作による油圧の相互干渉があ
っても作業装置の動作を精度良く制御することができ
る。As described above, the correction value is obtained from the error of the control operation of the working device by the combined operation of the plurality of hydraulic actuators by the correction value calculating means. The characteristic correction means corrects the command current-control amount characteristic by using a correction value that includes the effect of the load. The operation of the working device can be controlled with high accuracy even if there is mutual interference of hydraulic pressure due to operation.
【0011】また、制御係数補正手段で複合操作補正指
示手段からの指令があるとき、前記制御演算で用いる制
御係数を変更することにより、作業装置の動作を制御し
ながら補正値演算手段で補正値を算出するとき、機器の
特性のバラツキによる作業装置の制御動作の誤差が顕著
になり、補正値の演算精度が向上する。Further, when there is a command from the composite operation correction instructing means in the control coefficient correcting means, the control coefficient used in the control calculation is changed, so that the operation of the working device is controlled and the correction value is calculated by the correction value calculating means. When calculating, the error in the control operation of the working device due to the variation in the characteristics of the device becomes remarkable, and the calculation accuracy of the correction value is improved.
【0012】(2)上記(1)において、好ましくは、
前記制御係数補正手段は、前記制御演算で用いる制御係
数を通常制御時より小さな値に変更する。(2) In the above (1), preferably,
The control coefficient correction unit changes a control coefficient used in the control calculation to a value smaller than that in a normal control.
【0013】これにより、作業装置の動作を制御しなが
ら補正値演算手段で補正値を算出するとき、機器の特性
のバラツキによる作業装置の制御動作の誤差が顕著にな
り、補正値の演算精度が向上する。Accordingly, when the correction value is calculated by the correction value calculating means while controlling the operation of the work device, errors in the control operation of the work device due to variations in the characteristics of the equipment become remarkable, and the calculation accuracy of the correction value is reduced. improves.
【0014】(3)また、上記(1)において、好まし
くは、前記補正値演算手段は、前記複数の油圧アクチュ
エータを複合操作して前記作業装置の動作を制御する時
のその作業装置の現在位置と目標制御範囲とを比較し、
現在位置が目標制御範囲外にあるかどうかと、その目標
制御範囲外のいずれの側にあるかを演算する第1演算手
段と、この第1演算手段の演算結果に基づき前記指令電
流−制御量特性の補正値を演算する第2演算手段とを有
する。(3) In the above (1), preferably, the correction value calculating means is configured to control the operation of the working device by operating the plurality of hydraulic actuators in a combined manner. And the target control range,
First computing means for computing whether the current position is outside the target control range and on which side outside the target control range, the command current-control amount based on the computation result of the first computing means Second calculating means for calculating a correction value of the characteristic.
【0015】このように、第1演算手段で複数の油圧ア
クチュエータを複合操作して作業装置の動作を制御する
時のその作業装置の現在位置と目標制御範囲とを比較
し、現在位置が目標制御範囲外にあるかどうか、またそ
の目標制御範囲外のいずれの側にあるかを演算すること
により、複数の油圧アクチュエータの複合操作による作
業装置の制御動作の誤差が求まり、第2演算手段でその
演算結果に基づき指令電流−制御量特性の補正値を演算
することにより、その制御動作の誤差に基づいて指令電
流−制御量特性の補正値を求めることができる。As described above, when the operation of the working device is controlled by the composite operation of the plurality of hydraulic actuators by the first calculating means, the current position of the working device is compared with the target control range. By calculating whether it is out of the range or on which side outside the target control range, an error in the control operation of the working device due to the combined operation of the plurality of hydraulic actuators is obtained, and the second calculating means calculates the error. By calculating the correction value of the command current-control amount characteristic based on the calculation result, the correction value of the command current-control amount characteristic can be obtained based on the error of the control operation.
【0016】(4)上記(3)において、好ましくは、
前記作業装置は、建設機械の多関節型のフロント作業機
を構成するブーム及びアームを含み、前記第1演算手段
は、ブーム上げ・アームクラウド又はブーム下げ・アー
ムダンプによる複合操作で前記作業装置の動作を制御す
る時のその作業装置の現在位置と目標制御範囲とを比較
して前記演算を行い、前記第2演算手段は、前記指令電
流−制御量特性として、ブーム用流量制御弁のブーム上
げ方向又はブーム下げ方向の指令電流−流量特性の補正
値を演算するこれにより、ブーム上げ・アームクラウド
又はブーム下げ・アームダンプによる複合操作による作
業装置の制御動作での補正値が求まる。(4) In the above (3), preferably,
The working device includes a boom and an arm that constitute a multi-joint type front working machine of a construction machine, and the first arithmetic unit performs a combined operation using a boom raising / arm cloud or a boom lowering / arm dump to operate the working device. The operation is controlled by comparing the current position of the working device with the target control range when the operation is controlled, and the second calculation means determines the command current-control amount characteristic by raising the boom of the boom flow control valve. The correction value of the command current-flow rate characteristic in the direction or the boom lowering direction is calculated. Thereby, the correction value in the control operation of the working device by the combined operation of the boom raising / arm cloud or the boom lowering / arm dumping is obtained.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。本実施形態は、油圧作業機械として油
圧ショベルを例に取り、かつブームとアームの複合操作
で領域制限掘削制御をする油圧ショベルに本発明を適用
した場合のものである。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, a hydraulic shovel is taken as an example of a hydraulic working machine, and the present invention is applied to a hydraulic shovel that performs region-limited excavation control by a combined operation of a boom and an arm.
【0018】図1において、本発明が適用される油圧シ
ョベルの油圧駆動装置は、油圧ポンプ2と、この油圧ポ
ンプ2からの圧油により駆動されるブームシリンダ3
a、アームシリンダ3b、バケットシリンダ3c、旋回
モータ3d及び左右の走行モータ3e,3fを含む複数
の油圧アクチュエータと、油圧アクチュエータ3a〜3
fのそれぞれに対応して設けられた複数の操作レバー装
置4a〜4fと、油圧ポンプ2と複数の油圧アクチュエ
ータ3a〜3f間に接続され、操作レバー4a〜4fの
操作信号によって制御され、油圧アクチュエータ3a〜
3fに供給される圧油の流量を制御する複数の流量制御
弁5a〜5fと、油圧ポンプ2と流量制御弁5a〜5f
の間の圧力が設定値以上になった場合に開くリリーフ弁
6とを有している。In FIG. 1, a hydraulic drive device of a hydraulic shovel to which the present invention is applied includes a hydraulic pump 2 and a boom cylinder 3 driven by hydraulic oil from the hydraulic pump 2.
a, a plurality of hydraulic actuators including an arm cylinder 3b, a bucket cylinder 3c, a swing motor 3d, and left and right traveling motors 3e and 3f, and hydraulic actuators 3a to 3c.
f, a plurality of operating lever devices 4a to 4f provided corresponding to respective ones of the hydraulic pumps 2 and a plurality of hydraulic actuators 3a to 3f. The hydraulic actuators are controlled by operation signals of the operating levers 4a to 4f. 3a ~
A plurality of flow control valves 5a to 5f for controlling the flow rate of the pressure oil supplied to 3f; a hydraulic pump 2 and flow control valves 5a to 5f
And a relief valve 6 which opens when the pressure between the pressures exceeds a set value.
【0019】本実施形態では、操作レバー4a〜4fは
油圧パイロット方式であり、それぞれパイロットポンプ
43のパイロット圧により操作レバー40の操作量と操
作方向に応じたパイロット圧を生成し、このパイロット
圧をパイロットライン44a,44b;45a,45
b;46a,46b;47a,47b;48a,48
b;49a,49bを介して対応する流量制御弁の油圧
駆動装置の油圧駆動部50a,50b;51a,51
b;52a,52b;53a,53b;54a,54
b;55a,55bに供給し、これら流量制御弁5a〜
5fを切り換え操作する。In the present embodiment, the operating levers 4a to 4f are of a hydraulic pilot type, and each of the operating levers 4a to 4f generates a pilot pressure corresponding to the operation amount and the operating direction of the operating lever 40 by the pilot pressure of the pilot pump 43, and this pilot pressure is generated. Pilot lines 44a, 44b; 45a, 45
b; 46a, 46b; 47a, 47b; 48a, 48
b; hydraulic drive units 50a, 50b; 51a, 51 of the hydraulic drive units of the corresponding flow control valves via 49a, 49b.
b; 52a, 52b; 53a, 53b; 54a, 54
b; 55a, 55b, and these flow control valves 5a to
5f is switched.
【0020】ここで、油圧ショベルは、図2に示すよう
に、垂直方向にそれぞれ回動するブーム1a、アーム1
b及びバケット1cからなる多関節型のフロント作業機
1Aと、上部旋回体1d及び下部走行体1eからなる車
体1Bとで構成され、フロント作業機1Aのブーム1a
の基端は上部旋回体1dの前部に支持されている。ブー
ム1a、アーム1b、バケット1c、上部旋回体1d及
び下部走行体1eはそれぞれブームシリンダ3a、アー
ムシリンダ3b、バケットシリンダ3c、旋回モータ3
d及び左右の走行モータ3e,3fによりそれぞれ駆動
され、それらの動作は上記操作レバー装置4a〜4fに
より指示される。Here, as shown in FIG. 2, the hydraulic excavator has a boom 1a and an arm 1 which rotate vertically.
b and a bucket 1c, a multi-joint type front work machine 1A, and a body 1B composed of an upper swing body 1d and a lower traveling body 1e, and a boom 1a of the front work machine 1A.
Is supported at the front part of the upper swing body 1d. The boom 1a, the arm 1b, the bucket 1c, the upper swing body 1d, and the lower traveling body 1e are respectively a boom cylinder 3a, an arm cylinder 3b, a bucket cylinder 3c, a swing motor 3
d and left and right traveling motors 3e and 3f, respectively, and their operations are instructed by the operation lever devices 4a to 4f.
【0021】以上のような油圧ショベルに領域制限掘削
制御機能と複合操作補正機能を備えた本実施形態の制御
装置が設けられている。この制御装置は、領域制限掘削
制御モードの選択を指示する領域制限スイッチ7aと、
領域制限掘削制御モードで掘削領域(目標掘削面)の設
定を指示する設定スイッチ7bと、領域制限掘削制御モ
ードで複合操作の学習補正モードの選択を指示する複合
操作補正スイッチ7cと、ブーム1a、アーム1b及び
バケット1cのそれぞれの回動支点に設けられ、フロン
ト作業機1Aの位置と姿勢に関する状態量としてそれぞ
れの回動角を検出する角度検出器8a,8b,8cと、
一次ポート側がパイロットポンプ43に接続され電気信
号に応じてパイロットポンプ43からのパイロット圧を
減圧して出力する比例電磁弁10aと、ブーム用の操作
レバー装置4aのパイロットライン44aと比例電磁弁
10aの二次ポート側に接続され、パイロットライン4
4a内のパイロット圧と比例電磁弁10aから出力され
る制御圧の高圧側を選択し、流量制御弁5aの油圧駆動
部50aに導くシャトル弁12aと、ブーム用の操作レ
バー装置4aのパイロットライン44bに設置され、電
気信号に応じてパイロットライン44b内のパイロット
圧を減圧して出力する比例電磁弁10bと、アーム用の
操作レバー装置4bのパイロットライン45a,45b
にそれぞれ設置され、電気信号に応じてパイロットライ
ン45a,45b内のパイロット圧を減圧して出力する
比例電磁弁11a,11bと、パイロットライン45
a,45bに設置され、操作レバー装置4bの操作量と
してそのパイロット圧を検出する圧力検出器61a,6
1bと、領域制限スイッチ7a、設定スイッチ7b、複
合操作補正スイッチ7cからの信号及び角度検出器8
a,8b,8cの検出信号及び圧力検出器61a,61
bの検出信号を入力し、比例電磁弁10a,10b及び
11a,11bに信号を出力する制御ユニット9とを備
えている。The control device according to the present embodiment is provided with the above-described hydraulic shovel having a region-limited excavation control function and a composite operation correction function. The control device includes an area limit switch 7a for instructing selection of an area limit excavation control mode,
A setting switch 7b for instructing the setting of the excavation area (target excavation surface) in the area limited excavation control mode, a composite operation correction switch 7c for instructing selection of the learning correction mode of the composite operation in the area limited excavation control mode, and a boom 1a; Angle detectors 8a, 8b, 8c provided at respective pivot points of the arm 1b and the bucket 1c and detecting respective pivot angles as state quantities relating to the position and posture of the front work machine 1A;
The primary port side is connected to the pilot pump 43, the proportional solenoid valve 10a for reducing and outputting the pilot pressure from the pilot pump 43 according to the electric signal, and the pilot line 44a and the proportional solenoid valve 10a of the operating lever device 4a for the boom. Connected to secondary port side, pilot line 4
A shuttle valve 12a for selecting a high pressure side of the pilot pressure in the valve 4a and the control pressure output from the proportional solenoid valve 10a and leading it to the hydraulic drive unit 50a of the flow control valve 5a, and a pilot line 44b of the operating lever device 4a for the boom. And a proportional solenoid valve 10b for reducing and outputting a pilot pressure in a pilot line 44b in accordance with an electric signal, and pilot lines 45a and 45b of an operating lever device 4b for an arm.
And proportional solenoid valves 11a and 11b for reducing and outputting the pilot pressure in the pilot lines 45a and 45b in accordance with the electric signals.
a, 45b, and pressure detectors 61a, 61b for detecting the pilot pressure of the operation lever device 4b as an operation amount of the operation lever device 4b.
1b, signals from the area limit switch 7a, the setting switch 7b, the composite operation correction switch 7c and the angle detector 8
a, 8b, 8c and pressure detectors 61a, 61
and a control unit 9 for inputting the detection signal of b and outputting signals to the proportional solenoid valves 10a, 10b and 11a, 11b.
【0022】領域制限スイッチ7a、設定スイッチ7
b、複合操作補正スイッチ7cは運転席前方の操作パネ
ルに表示装置等の他の補助手段と共に設けられても良い
し、任意の操作レバー40のグリップ上に設けられても
良い。Area limit switch 7a, setting switch 7
b, The composite operation correction switch 7c may be provided on an operation panel in front of the driver's seat together with other auxiliary means such as a display device, or may be provided on a grip of an arbitrary operation lever 40.
【0023】制御ユニット9の処理機能の概略を図3に
示す。制御ユニット9は、領域設定演算部9a、フロン
ト姿勢演算部9b、アームシリンダ速度演算部9c、ア
ームによる速度ベクトル演算部9d、方向変換制御補正
速度ベクトル演算部9e、補正用目標ブームシリンダ速
度演算部9f、バルブ指令演算部9g、出力部9h、複
合操作補正演算部9j、フィードバックゲイン補正演算
部9lの各機能を有し、かつ複合操作補正演算部9jの
演算値(補正値)を記憶するメモリ、例えばEEPRO
M9kを有している。FIG. 3 shows an outline of the processing functions of the control unit 9. The control unit 9 includes an area setting operation section 9a, a front attitude operation section 9b, an arm cylinder speed operation section 9c, an arm speed vector operation section 9d, a direction conversion control correction speed vector operation section 9e, and a correction target boom cylinder speed operation section. 9f, a memory for storing the calculated values (correction values) of the composite operation correction operation unit 9j, each having the functions of a valve command operation unit 9g, an output unit 9h, a composite operation correction operation unit 9j, and a feedback gain correction operation unit 9l. , For example, EEPRO
M9k.
【0024】領域設定演算部9aでは、設定スイッチ7
bからの指示でフロント姿勢演算部9bと協働し、バケ
ット1cの先端が動き得る掘削領域の設定演算を行う。
その一例を図4を用いて説明する。なお、本実施形態は
垂直面内に掘削領域を設定するものである。In the area setting calculation section 9a, the setting switch 7
In cooperation with the front attitude calculation unit 9b in response to the instruction from b, the setting calculation of the excavation area where the tip of the bucket 1c can move is performed.
One example will be described with reference to FIG. In this embodiment, an excavation area is set in a vertical plane.
【0025】図4において、オペレータの操作でバケッ
ト1cの先端を点P1の位置に動かした後、設定スイッ
チ7bからの指示でその時のバケット1cの先端位置を
計算し、次に設定スイッチ7bを操作してその位置から
の深さh1を入力して、深さにより設定すべき掘削領域
の境界上の点P1*を指定する。次に、バケット1cの
先端をP2の位置に動かした後、設定スイッチ7bから
の指示でその時のバケット1cの先端位置を計算し、同
様に設定スイッチ7bを操作してその位置からの深さh
2を入力して、深さにより設定すべき掘削領域の境界上
の点P2*を指定する。そして、P1*,P2*の2点
を結んだ直線式を計算して掘削領域の境界とする。In FIG. 4, after the tip of the bucket 1c is moved to the position of the point P1 by the operator's operation, the tip position of the bucket 1c at that time is calculated by the instruction from the setting switch 7b, and then the setting switch 7b is operated. Then, a depth h1 from that position is input, and a point P1 * on the boundary of the excavation area to be set according to the depth is designated. Next, after the tip of the bucket 1c is moved to the position P2, the tip position of the bucket 1c at that time is calculated according to the instruction from the setting switch 7b, and the depth h from that position is similarly operated by operating the setting switch 7b.
2 to specify a point P2 * on the boundary of the excavation area to be set according to the depth. Then, a straight line equation connecting the two points P1 * and P2 * is calculated and used as the boundary of the excavation area.
【0026】制御ユニット9にはフロント作業機1A及
び車体1Bの各部寸法が記憶されており、制御ユニット
9はこれらのデータと、角度検出器8a,8b,8cで
検出した回動角α,β,γの値を用いて2点P1,P2
の位置を計算する。この時2点P1,P2の位置は、例
えばブーム1aの回動支点を原点としたXY座標系の座
標値(X1,Y1)(X2,Y2)として求める。XY
座標系は本体1Bに固定した直行座標系であり、垂直面
内にあるとする。XY座標系の座標値(X1,Y1)
(X2,Y2)は、ブーム1aの回動支点とアーム1b
の回動支点との距離をL1、アーム1bの回動支点とバ
ケット1cの回動支点の距離をL2、バケット1cの回
動支点とバケット1cの先端との距離をL3とすれば、
回動角α,β,γから下記の式より求まる。The control unit 9 stores the dimensions of each part of the front work machine 1A and the vehicle body 1B. The control unit 9 stores these data and the rotation angles α, β detected by the angle detectors 8a, 8b, 8c. , Γ, two points P1, P2
Calculate the position of. At this time, the positions of the two points P1 and P2 are obtained, for example, as coordinate values (X1, Y1) (X2, Y2) in the XY coordinate system with the rotation fulcrum of the boom 1a as the origin. XY
The coordinate system is a rectangular coordinate system fixed to the main body 1B, and is assumed to be in a vertical plane. Coordinate values of XY coordinate system (X1, Y1)
(X2, Y2) is the rotation fulcrum of the boom 1a and the arm 1b.
If the distance between the rotation fulcrum of the arm 1b and the rotation fulcrum of the bucket 1c is L2, and the distance between the rotation fulcrum of the bucket 1c and the tip of the bucket 1c is L3,
From the rotation angles α, β, γ, it is obtained from the following equation.
【0027】 X=L1sinα+L2sin(α+β)+L3sin(α+β+γ)…(1 ) Y=L1cosα+L2cos(α+β)+L3cos(α+β+γ)…(2 ) 制御ユニット9では、掘削領域の境界上の2点P1*,
P2*の座標値を、それぞれ、Y座標の下記の計算、 Y1*=Y1−h1 Y2*=Y2−h2 を行うことにより求める。また、P1*,P2*の2点
を結んだ直線式は下記の式により計算する。X = L1 sin α + L2 sin (α + β) + L3 sin (α + β + γ) (1) Y = L1 cos α + L2 cos (α + β) + L3 cos (α + β + γ) (2) In the control unit 9, two points P1 *,
The coordinate value of P2 * is obtained by performing the following calculation of the Y coordinate, Y1 * = Y1-h1 Y2 * = Y2-h2, respectively. A linear equation connecting two points P1 * and P2 * is calculated by the following equation.
【0028】 Y=(Y2*−Y1*)X/(X2−X1) +(X2Y1*−X1Y2*)/(X2−X1) …(3) 更に、上記直線上に原点を持ち当該直線を一軸とする直
行座標系、例えば点P2*を原点とするXaYa座標系
をたて、XY座標系から当該直行座標への変換データを
求める。Y = (Y2 * −Y1 *) X / (X2−X1) + (X2Y1 * −X1Y2 *) / (X2−X1) (3) Furthermore, the origin is set on the straight line and the straight line is defined as one axis. , For example, an XaYa coordinate system having a point P2 * as an origin, and conversion data from the XY coordinate system to the orthogonal coordinates is obtained.
【0029】フロント姿勢演算部9bでは、上記のよう
に制御ユニット9に記憶したフロント作業機1A及び車
体1Bの各部寸法と、角度検出器8a,8b,8cで検
出した回動角α,β,γに値を用いてバケットの先端位
置等、フロント作業機1Aの所定部位の位置をXY座標
系の値として演算する。In the front attitude calculating section 9b, the dimensions of each part of the front work machine 1A and the vehicle body 1B stored in the control unit 9 as described above and the rotation angles α, β, detected by the angle detectors 8a, 8b, 8c, are used. Using the value of γ, the position of a predetermined portion of the front work machine 1A, such as the tip position of the bucket, is calculated as a value in the XY coordinate system.
【0030】アームシリンダ速度演算部9cでは、圧力
検出器61a,61bで検出したパイロット圧の値を入
力し、流量制御弁5bの吐出流量VAを求め、更にこの
吐出流量からアームシリンダ3bの速度Vaを計算す
る。制御ユニット9には、図5に示すようなパイロット
圧PAC,PADと流量制御弁5bの吐出流量VAとの関係
が記憶されており、アームシリンダ速度演算部9cはこ
の関係を用いて流量制御弁5bの吐出流量VAを求め
る。なお、制御ユニット9に事前に計算したパイロット
圧PAC,PADとアームシリンダ速度Vaとの関係を記憶
しておき、パイロット圧PAC,PADから直接アームシリ
ンダ速度Vaを求めてもよい。The arm cylinder speed calculator 9c inputs the pilot pressure values detected by the pressure detectors 61a and 61b, obtains the discharge flow rate VA of the flow control valve 5b, and further calculates the speed of the arm cylinder 3b from the discharge flow rate. Calculate Va. The control unit 9 stores the relationship between the pilot pressures P AC , P AD and the discharge flow rate VA of the flow control valve 5b as shown in FIG. 5, and the arm cylinder speed calculator 9c uses this relationship. The discharge flow rate VA of the flow control valve 5b is obtained. The relationship between the pilot pressures P AC , P AD calculated in advance and the arm cylinder speed Va may be stored in the control unit 9, and the arm cylinder speed Va may be directly obtained from the pilot pressures P AC , P AD .
【0031】アームによる速度ベクトル演算部9dで
は、フロント姿勢演算部9bで求めたバケットの先端位
置及びアームシリンダ速度演算部9cで求めたアームシ
リンダ速度と、制御ユニット9に記憶してある先のL
1,L2,L3等の各部寸法とからアームによるバケッ
ト1cの先端の速度ベクトルVcを求める。この時、速
度ベクトルVcは、まず図4に示すXY座標系の値とし
て求め、次にこの値を領域設定演算部9aで先に求めた
XaYa座標系への変換データを用いてXaYa座標系
に変換することにより、XaYa座標系の値として求め
る。ここで、XaYa座標系での速度ベクトルVcのX
a座標値Vcxは速度ベクトルVcの設定領域の境界に
平行な方向のベクトルとなり、Ya座標値Vcyは速度
ベクトルVcの設定領域の境界に垂直な方向のベクトル
成分となる。The arm-based speed vector calculator 9d calculates the position of the bucket tip calculated by the front attitude calculator 9b, the arm cylinder speed calculated by the arm cylinder speed calculator 9c, and the L value stored in the control unit 9.
The velocity vector Vc of the tip of the bucket 1c by the arm is obtained from the dimensions of each part such as 1, L2, L3, and the like. At this time, the velocity vector Vc is first obtained as a value of the XY coordinate system shown in FIG. 4, and then this value is converted to the XaYa coordinate system using the conversion data to the XaYa coordinate system previously obtained by the area setting calculation unit 9a. By conversion, it is obtained as a value in the XaYa coordinate system. Here, X of the velocity vector Vc in the XaYa coordinate system
The a-coordinate value Vcx is a vector in a direction parallel to the boundary of the setting region of the speed vector Vc, and the Ya coordinate value Vcy is a vector component in a direction perpendicular to the boundary of the setting region of the speed vector Vc.
【0032】方向変換制御補正速度ベクトル演算部9e
では、バケット1cの先端が設定領域の境界近傍にある
場合、バケット1cの先端が設定領域の境界に近づきな
がら設定領域の境界に沿って動くように、アームによる
バケット先端の速度ベクトルVcの設定領域の境界に接
近する方向の成分を補正する補正速度ベクトルVcy
a′を計算する。また、演算部9eはフィードバックゲ
イン補正演算部9lを含み、学習補正モード選択時に設
定領域外方向変換制御での演算処理に際しフィードバッ
クゲインである制御係数KをK1からK2(<K1)に
変更する(後述)。Direction conversion control correction speed vector calculator 9e
In the case where the tip of the bucket 1c is near the boundary of the setting area, the setting area of the velocity vector Vc of the bucket tip by the arm is set so that the tip of the bucket 1c moves along the boundary of the setting area while approaching the boundary of the setting area. Speed vector Vcy for correcting the component in the direction approaching the boundary of
a 'is calculated. The calculation unit 9e includes a feedback gain correction calculation unit 91, and changes the control coefficient K, which is the feedback gain, from K1 to K2 (<K1) during the calculation process in the out-of-set-region conversion control when the learning correction mode is selected ( See below).
【0033】図6に演算部9eでの処理内容の全体概要
をフローチャートで示す。まず、手順90において、領
域設定演算部9aで先に求めたXY座標系からXaYa
座標系への変換データを用いて、フロント姿勢演算部9
bで求めたバケット1cの先端位置をXaYa座標系に
変換し、そのYa座標値からバケット1cの先端と設定
領域の境界との距離Yaを求める。次いで、手順91で
距離Yaの正負を判定する。ここで、距離Yaが正の場
合、バケット先端が設定領域内にあるので手順92に進
み、設定領域内の方向変換制御の処理をする。距離Ya
が負の場合はバケット先端が設定領域の境界の外に出た
ので、手順93に進み、設定領域外の方向変換制御の処
理をする。FIG. 6 is a flowchart showing an overall outline of the processing contents in the arithmetic section 9e. First, in step 90, XaYa is calculated from the XY coordinate system previously obtained by the area setting calculation section 9a.
Using the data converted into the coordinate system, the front attitude calculation unit 9
The tip position of the bucket 1c obtained in b is converted into the XaYa coordinate system, and the distance Ya between the tip of the bucket 1c and the boundary of the setting area is obtained from the Ya coordinate value. Next, at step 91, the sign of the distance Ya is determined. Here, if the distance Ya is positive, the tip of the bucket is within the set area, so the procedure proceeds to step 92, where the processing of the direction change control within the set area is performed. Distance Ya
If the value is negative, the bucket tip has come out of the boundary of the setting area, so the procedure goes to step 93 to perform the direction change control processing outside the setting area.
【0034】手順92の設定領域内方向変換制御の処理
の詳細を図7に示す。この処理は、アームによるバケッ
ト先端の速度ベクトルVcが設定領域の境界に接近する
方向の成分を持つ場合、そのベクトル成分を設定領域の
境界に近づくにつれて減じるように補正するための補正
速度ベクトルVcya′を演算するものである。FIG. 7 shows the details of the process of the direction conversion control in the set area in step 92. In this processing, when the velocity vector Vc at the tip of the bucket by the arm has a component in the direction approaching the boundary of the setting area, the correction velocity vector Vcya 'for correcting the vector component to decrease as approaching the boundary of the setting area. Is calculated.
【0035】まず、手順100において、バケット1c
の先端と設定領域の境界との距離Yaから図8に示す関
係を用いて係数hを計算する。ここで、係数hは、距離
Yaが設定値Ya1より大きいときは1であり、距離Y
aが設定値Ya1より小さくなると、距離Yaが小さく
なるに従って1より小さくなり、距離Yaが0になる
と、即ちバケット先端が設定領域の境界上に達すると0
となり、更に距離Yaが0より小さくなると、即ちバケ
ット先端が設定領域の外に出て距離Yaが負の値になる
と、距離Yaが小さくなるに従って(距離Yaの絶対値
が大きくなるに従って)0より小さくなる(絶対値が大
きくなる)値であり、制御ユニット9の記憶装置にはこ
のようなhとYaの関係が記憶されている。ここでの計
算では図8のYa≧0の領域が使われる。First, in step 100, the bucket 1c
The coefficient h is calculated from the distance Ya between the tip of the set and the boundary of the set area using the relationship shown in FIG. Here, the coefficient h is 1 when the distance Ya is larger than the set value Ya1, and the coefficient h is
When a becomes smaller than the set value Ya1, the value becomes smaller than 1 as the distance Ya becomes smaller, and becomes 0 when the distance Ya becomes 0, that is, when the tip of the bucket reaches the boundary of the set area.
When the distance Ya becomes smaller than 0, that is, when the tip of the bucket goes out of the set area and the distance Ya becomes a negative value, the distance Ya becomes smaller as the distance Ya decreases (as the absolute value of the distance Ya increases). It is a value that becomes smaller (the absolute value becomes larger), and such a relationship between h and Ya is stored in the storage device of the control unit 9. In this calculation, the region of Ya ≧ 0 in FIG. 8 is used.
【0036】次いで、手順101において、速度ベクト
ルVcの設定領域の境界に対して垂直な成分、即ちXa
Ya座標系でのYa座標値Vcyの正負を判定し、Vc
yが負の場合は、バケット先端が設定領域の境界に接近
する方向の速度ベクトルであるので、手順102に進
み、速度ベクトルVcのYa座標値Vcyに係数hを乗
じ、この値を補正後の垂直方向のベクトル成分Vcya
とする。Next, in step 101, a component perpendicular to the boundary of the set area of the velocity vector Vc, that is, Xa
The sign of the Ya coordinate value Vcy in the Ya coordinate system is determined, and Vc
If y is negative, since the bucket tip is a velocity vector in the direction approaching the boundary of the set area, the procedure proceeds to step 102, where the Ya coordinate value Vcy of the velocity vector Vc is multiplied by a coefficient h, and this value is corrected. Vertical vector component Vcya
And
【0037】Vcyが正の場合はバケット先端が設定領
域の境界から離れる方向の速度ベクトルであるので、手
順104に進み、速度ベクトルVcのYa座標値Vcy
に係数―hを乗じた値を補正後の垂直方向のベクトル成
分Vcyaとする。If Vcy is positive, since the bucket tip is a velocity vector in the direction away from the boundary of the set area, the procedure proceeds to step 104, where the Ya coordinate value Vcy of the velocity vector Vc is obtained.
Is multiplied by a coefficient -h as a corrected vertical vector component Vcya.
【0038】次いで手順106において、Vcya′=
Vcya−Vcyを計算し、Vcyaを得るための補正
速度ベクトルVcva′を求める。ここで、Vcyが負
の場合は補正速度ベクトルVcya′は正の値(バケッ
ト先端が設定領域の境界から離れる方向の速度ベクト
ル)となり、Vcyが正の場合は補正速度ベクトルVc
ya′は負の値(バケット先端が設定領域の境界に接近
する方向の速度ベクトル)となる。Next, in step 106, Vcya '=
Vcya−Vcy is calculated, and a corrected speed vector Vcva ′ for obtaining Vcya is obtained. Here, when Vcy is negative, the corrected speed vector Vcya 'has a positive value (a speed vector in a direction in which the tip of the bucket moves away from the boundary of the set area), and when Vcy is positive, the corrected speed vector Vc
ya 'is a negative value (a velocity vector in the direction in which the bucket tip approaches the boundary of the set area).
【0039】以上の補正速度ベクトルVcya′により
アームによるバケット先端の速度ベクトルVcの垂直方
向のベクトル成分VcyをVcyaに補正することによ
り、バケット1cの先端が設定領域の境界に近づく場合
は、図9(a)に示すように、距離Yaが小さくなるに
従って垂直方向のベクトル成分Vcyの減少量が大きく
なるよう、速度ベクトルVcはVcaに補正される。そ
の結果、Vcaによるバケット先端の移動軌跡は、設定
領域の境界に近づくにつれて平行となる曲線状となり、
設定領域の境界上での補正後の速度ベクトルVcaは平
行な方向のベクトル成分Vcxに一致する。When the vertical vector component Vcy of the speed vector Vc at the tip of the bucket by the arm is corrected to Vcya by the above-described corrected speed vector Vcya ', when the tip of the bucket 1c approaches the boundary of the set area, FIG. As shown in (a), the speed vector Vc is corrected to Vca such that the decrease amount of the vertical vector component Vcy increases as the distance Ya decreases. As a result, the movement trajectory of the tip of the bucket by Vca becomes a curved shape that becomes parallel as approaching the boundary of the set area,
The corrected velocity vector Vca on the boundary of the setting area matches the vector component Vcx in the parallel direction.
【0040】バケット1cの先端が設定領域の境界から
離れる場合は、図9(b)に示すように、距離Yaが小
さくなるに従って垂直方向のベクトル成分Vcyの−方
向の減少量が小さくなるよう、速度ベクトルVcはVc
aに補正され、Vcaによるバケット先端の軌跡はやは
り設定領域の境界に近づくにつれて平行となる曲線状と
なる。When the tip of the bucket 1c moves away from the boundary of the set area, as shown in FIG. 9B, as the distance Ya decreases, the amount of decrease in the negative direction of the vector component Vcy in the vertical direction decreases. The velocity vector Vc is Vc
is corrected to a, and the trajectory of the bucket tip by Vca also becomes a curved shape that becomes parallel as approaching the boundary of the set area.
【0041】手順93の設定領域外方向変換制御の処理
の詳細を図10に示す。この処理は、バケット1cの先
端が設定領域の境界の外に出た時、設定領域の境界から
の距離に関係して、バケット先端が設定領域に戻るよう
にバケット先端の動きを補正するための補正シリンダ速
度Vcya′を演算するものである。FIG. 10 shows the details of the process of the outside conversion of the set area in step 93. This processing is for correcting the movement of the bucket tip so that when the tip of the bucket 1c goes outside the boundary of the setting area, the bucket tip returns to the setting area in relation to the distance from the boundary of the setting area. This is for calculating the corrected cylinder speed Vcya '.
【0042】まず、手順110において、複合操作補正
スイッチ7cからの信号が複合操作の学習補正モードの
選択を指示しているか否かにより、現在、複合操作補正
の指示がなされているかを判断する。複合操作補正の指
示がなされていなければ手順111aに進み、以下に述
べる手順114,115において用いる制御係数(フィ
ードバックゲイン)KをK1とし、複合操作補正の指示
がなされているならば手順111bに進み、制御係数K
をK2とする。ここで、K2はK1より小さくかつK
1,K2共に”1”以上の値である。また、制御係数K
1は制御上の特性から決められる任意の値であり、制御
係数K2は学習補正処理(後述)の精度向上に好適な任
意の値である。First, in step 110, it is determined whether or not a composite operation correction instruction is currently issued based on whether or not a signal from the composite operation correction switch 7c indicates selection of a learning correction mode for composite operation. If the instruction for composite operation correction has not been issued, the process proceeds to step 111a. The control coefficient (feedback gain) K used in steps 114 and 115 described below is set to K1, and if the instruction for composite operation correction has been issued, the process proceeds to step 111b. , Control coefficient K
Is K2. Here, K2 is smaller than K1 and K2
1 and K2 are both "1" or more. Also, the control coefficient K
1 is an arbitrary value determined from control characteristics, and the control coefficient K2 is an arbitrary value suitable for improving the accuracy of learning correction processing (described later).
【0043】以上の手順110,111a,111bの
処理は、演算部9eに含まれるフィードバックゲイン補
正演算部91においてなされる。The processing of steps 110, 111a, and 111b is performed by the feedback gain correction calculator 91 included in the calculator 9e.
【0044】次に手順112において、図7の手順10
0と同様、バケット1cの先端と設定領域の境界との距
離Yaから図8に示す関係を用いて係数hを計算する。
ここでの計算では図8のYa<0の領域が使われる。Next, in step 112, step 10 in FIG.
Similarly to 0, the coefficient h is calculated from the distance Ya between the tip of the bucket 1c and the boundary of the set area using the relationship shown in FIG.
In this calculation, the area of Ya <0 in FIG. 8 is used.
【0045】次に手順113において、アームによるバ
ケット先端の速度ベクトルVcの設定領域の境界に対し
て垂直な成分、即ちXaYa座標系でのYa座標値Vc
yの正負を判定し、Vcyが負の場合は、バケット先端
が設定領域の境界から離れる方向の速度ベクトルである
ので、手順114に進み、速度ベクトルVcのYa座標
値Vcyに上記の係数h及びKを乗じ、この値を補正後
の垂直方向のベクトル成分Vcyaとする。次いで手順
116において、Vcya′=Vcya−Vcyを計算
し、Vcyaを得るための補正速度ベクトルVcya′
を求める。Next, in step 113, the component perpendicular to the boundary of the setting area of the velocity vector Vc at the tip of the bucket by the arm, that is, the Ya coordinate value Vc in the XaYa coordinate system.
It is determined whether y is positive or negative. If Vcy is negative, since the bucket tip is a velocity vector in a direction away from the boundary of the set area, the procedure proceeds to step 114, where the above-described coefficient h and K is multiplied, and this value is set as a corrected vertical vector component Vcya. Next, in step 116, Vcya '= Vcya-Vcy is calculated, and a correction speed vector Vcya' for obtaining Vcya is calculated.
Ask for.
【0046】手順113でVcyが正の場合は、バケッ
ト先端が設定領域の境界に接近する方向の速度ベクトル
であるので、手順115に進み、速度ベクトルVcのY
a座標値Vcyに上記の係数−h及びKを乗じ、この値
を補正後の垂直方向のベクトル成分Vcyaとする。次
いで手順117において、Vcya′=Vcya−Vc
yを計算し、Vcyaを得るための補正速度ベクトルV
cya′を求める。ただし、Vcya′>0ならばVc
ya′=0とする。なぜならば、この動作はブーム下げ
を制御する動作であるので、Vcya′が正の値ではブ
ーム下げの制御にならないからである。If Vcy is positive in step 113, since the tip of the bucket is a velocity vector in the direction approaching the boundary of the set area, the process proceeds to step 115, where Y of the velocity vector Vc is determined.
The a-coordinate value Vcy is multiplied by the above-mentioned coefficients -h and K, and this value is set as a corrected vertical vector component Vcya. Next, in step 117, Vcya '= Vcya-Vc
y to calculate a corrected speed vector V for obtaining Vcya
cya 'is obtained. However, if Vcya '> 0, Vc
It is assumed that ya '= 0. This is because this operation is an operation for controlling the boom lowering, and the control for the boom lowering is not performed when Vcya 'is a positive value.
【0047】ここで、手順114,115で求めるK・
h・Vcy又はK・(−h)・Vcyは距離Yaの絶対
値が小さくなるに従って小さくなる、設定領域の境界に
向かう速度ベクトルとなる。即ち、制御係数Kは一種の
フィードバックゲインであるといえる。Here, the value of K ·
h · Vcy or K · (−h) · Vcy becomes a velocity vector heading toward the boundary of the set area, which decreases as the absolute value of the distance Ya decreases. That is, it can be said that the control coefficient K is a kind of feedback gain.
【0048】以上の補正速度ベクトルVcya′により
アームによるバケット先端の速度ベクトルVcの垂直方
向のベクトル成分VcyはVcyaに補正され、図11
(a)及び(b)に示すように、設定領域の境界に近づ
くにつれてバケット先端の移動軌跡は平行となるよう、
速度ベクトルVcはVcaに補正される。The vertical vector component Vcy of the speed vector Vc at the tip of the bucket by the arm is corrected to Vcya by the above corrected speed vector Vcya ', and FIG.
As shown in (a) and (b), the movement trajectory of the bucket tip becomes parallel as approaching the boundary of the set area,
The speed vector Vc is corrected to Vca.
【0049】即ち、バケット1cの先端が設定領域の境
界から離れる方向の場合は、図11(a)に示すよう
に、アームによるバケット先端の速度ベクトルVcが斜
め下方に一定であるとすると、その平行な方向のベクト
ル成分Vcxは一定となり、垂直方向のベクトル成分V
cyはVcya′(=Vcya−Vcy)によりVcy
a(=K・h・Vcy)に補正され、その結果垂直成分
Vcyはバケット1cの先端が設定領域に近づくに従っ
て(距離Yaが小さくなるに従って)小さくなるので、
それらの合成である補正後の目標速度ベクトルVcaに
よるバケット先端の移動軌跡は、設定領域の境界に近づ
くにつれて平行となる曲線状となり、設定領域の境界上
での補正後の速度ベクトルVcaは平行成分Vcxに一
致する。That is, when the tip of the bucket 1c is away from the boundary of the set area, as shown in FIG. 11 (a), assuming that the velocity vector Vc of the bucket tip by the arm is constant obliquely downward, The vector component Vcx in the parallel direction is constant, and the vector component Vc in the vertical direction is
cy is Vcy by Vcya ′ (= Vcya−Vcy).
a (= K · h · Vcy). As a result, the vertical component Vcy decreases as the tip of the bucket 1c approaches the set area (as the distance Ya decreases).
The movement trajectory of the bucket tip based on the corrected target speed vector Vca, which is a combination of the two, has a curved shape that becomes parallel as approaching the boundary of the setting region, and the corrected speed vector Vca on the boundary of the setting region has a parallel component. Vcx.
【0050】バケット1cの先端が設定領域の境界に接
近する方向の場合も、図11(b)に示すように、垂直
方向のベクトル成分VcyはVcya′(=Vcya−
Vcy)によりVcya(=K・h・Vcy)に補正さ
れ、その結果垂直成分Vcyはバケット1cの先端が設
定領域に近づくに従って(距離Yaが小さくなるに従っ
て)小さくなるので、補正後の目標速度ベクトルVca
によるバケット先端の移動軌跡は、設定領域の境界に近
づくにつれて平行となる曲線状となる。In the case where the tip of the bucket 1c approaches the boundary of the set area, as shown in FIG. 11B, the vector component Vcy in the vertical direction is Vcya '(= Vcya-
Vcy) is corrected to Vcya (= KhVcy). As a result, the vertical component Vcy decreases as the tip of the bucket 1c approaches the set area (as the distance Ya decreases). Vca
The movement locus of the bucket tip due to is a curved shape that becomes parallel as approaching the boundary of the set area.
【0051】また、複合操作補正スイッチ7cがON
で、複合操作補正の指示がなされている場合は、制御係
数Kを通常の係数K1より小さな値K2とするため、補
正後の垂直方向のベクトル成分Vcyaの値が小さくな
り、バケット先端が設定領域の境界に戻りにくくなる。
このため、複合操作補正演算部9jにおける指令電流−
流量特性の学習補正処理において、学習のパラメータと
なる制御動作の誤差が顕著になり、補正値の演算精度を
高めることができる(後述)。The composite operation correction switch 7c is turned on.
When the composite operation correction instruction is given, the control coefficient K is set to a value K2 smaller than the normal coefficient K1, so that the value of the corrected vertical vector component Vcya becomes small, and the bucket tip becomes the set area. It is difficult to return to the boundary of.
For this reason, the command current −
In the flow rate characteristic learning correction process, a control operation error serving as a learning parameter becomes remarkable, and the calculation accuracy of the correction value can be increased (described later).
【0052】補正用目標ブームシリンダ速度演算部9f
では、演算部9eで求めた補正速度ベクトルVcya′
とフロント姿勢演算部9bで求めたバケットの先端位置
とから補正速度ベクトルVcya′を得るためのブーム
シリンダ3aの補正用目標シリンダ速度を演算する。こ
れは、アームがブームに変わっている点を除いてアーム
による速度ベクトル演算部9dの逆演算である。また、
補正速度ベクトルVcya′が正の値のときはバケット
先端が設定領域の境界から離れる方向の速度ベクトルで
あるので、ブームシリンダ3aの補正用目標シリンダ速
度としてブーム上げ方向の目標シリンダ速度(ブームシ
リンダ3aの伸長方向の目標シリンダ速度)が計算さ
れ、補正速度ベクトルVcya′が負の値のときはバケ
ット先端が設定領域の境界に接近する方向の速度ベクト
ルであるので、ブームシリンダ3aの補正用目標シリン
ダ速度としてブーム下げ方向の目標シリンダ速度(ブー
ムシリンダ3aの縮み方向の目標シリンダ速度)が計算
される。Correction target boom cylinder speed calculator 9f
Now, the correction speed vector Vcya 'obtained by the calculation unit 9e
The correction target cylinder speed of the boom cylinder 3a for obtaining the correction speed vector Vcya 'is calculated from the data and the tip position of the bucket obtained by the front attitude calculation unit 9b. This is the inverse operation of the velocity vector calculation unit 9d by the arm except that the arm has changed to a boom. Also,
When the corrected speed vector Vcya 'is a positive value, the bucket vector is a speed vector in a direction in which the bucket tip moves away from the boundary of the set area. Therefore, the target cylinder speed for the boom raising direction (boom cylinder 3a) The target cylinder speed in the extension direction of the boom cylinder 3a is calculated, and when the corrected speed vector Vcya 'is a negative value, it is a speed vector in a direction in which the tip of the bucket approaches the boundary of the set area. The target cylinder speed in the boom lowering direction (the target cylinder speed in the contracting direction of the boom cylinder 3a) is calculated as the speed.
【0053】バルブ指令演算部9gでは、演算部9fで
求めたブームシリンダ3aの補正用目標シリンダ速度が
ブーム上げ方向のものである場合は流量制御弁5aのブ
ーム上げの目標流量を求め、ブーム下げ方向のものであ
る場合はブーム下げの目標流量を求め、更にこれらの目
標流量から比例電磁弁10a,10bの指令値(指令電
流)を計算する。When the correction target cylinder speed of the boom cylinder 3a obtained by the calculation unit 9f is in the boom raising direction, the valve command calculation unit 9g obtains the boom raising target flow rate of the flow control valve 5a, and lowers the boom. In the case of the direction, the target flow rate for boom lowering is obtained, and the command value (command current) for the proportional solenoid valves 10a and 10b is calculated from these target flow rates.
【0054】ここで、制御ユニット9には、比例電磁弁
10aと流量制御弁5aの指令電流−流量特性及び比例
電磁弁10bと流量制御弁5aの指令電流−流量特性と
して図13に示すようなブーム上げの指令電流IBUと目
標流量QBU及びブーム下げの指令電流IBDと目標流量Q
BDとの関係が記憶されており、バルブ指令演算部9gで
はこの関係を用いて比例電磁弁10a,10bの指令電
流を計算する。Here, the control unit 9 has command current-flow characteristics of the proportional solenoid valve 10a and the flow control valve 5a and command current-flow characteristics of the proportional solenoid valve 10b and the flow control valve 5a as shown in FIG. Boom raising command current I BU and target flow Q BU and boom lowering command current I BD and target flow Q
The relationship with BD is stored, and the valve command calculation unit 9g calculates the command current of the proportional solenoid valves 10a and 10b using this relationship.
【0055】なお、制御ユニット9に、事前に計算した
ブーム上げの指令電流と目標シリンダ速度及びブーム下
げの指令電流と目標シリンダ速度との関係を記憶してお
き、目標シリンダ速度から直接指令電流を求めてもよ
い。また、制御ユニット9にブーム上げの目標パイロッ
ト圧と目標流量IBU及びブーム下げの目標パイロット圧
と目標流量IBDとの関係を記憶しておき、流量制御弁5
aの吐出流量(目標流量)から一旦目標パイロット圧を
計算し、この目標パイロット圧から比例電磁弁10a,
10bの指令電流を計算してもよい。The control unit 9 stores the relationship between the boom raising command current and the target cylinder speed and the boom lowering command current and the target cylinder speed calculated in advance, and directly outputs the command current from the target cylinder speed. You may ask. The control unit 9 stores the relationship between the target pilot pressure for boom raising and the target flow rate I BU and the relationship between the target pilot pressure for boom lowering and the target flow rate I BD, and stores the flow control valve 5.
a, the target pilot pressure is calculated once from the discharge flow rate (target flow rate), and the proportional solenoid valve 10a,
The command current of 10b may be calculated.
【0056】出力部9hでは、領域制限スイッチ7aか
らの信号が領域制限掘削制御モードの選択を指示してい
る場合は、バルブ指令演算部9gで計算した指令値を増
幅器で増幅し、電気信号として比例電磁弁10a,10
bに出力する。また、上記の方向変換制御を精度良く行
うためにはバケット先端が掘削領域の境界に近づくにつ
れてアームクラウド又はアームダンプ自体の移動速度も
減速することが好ましく、そのためにはアーム用の操作
レバー装置4bのパイロット圧を減圧処理(レバー信号
の減速処理)をすればよい(例えば特開平9−5325
9号公報参照)。本実施形態の制御装置がこのような減
速処理機能を備える場合は、出力部9hは更にアームの
パイロットライン45a,45bに設けられた比例電磁
弁11a,11bに減速処理のための電気信号を出力す
る。領域制限スイッチ7aからの信号が領域制限掘削制
御モードの選択を指示していない場合は、比例電磁弁1
0aを全閉にし、比例電磁弁10b,11a,11bを
全開するための電気信号を出力する。In the output section 9h, when the signal from the area limit switch 7a indicates the selection of the area limit excavation control mode, the command value calculated by the valve command calculation section 9g is amplified by an amplifier and converted into an electric signal. Proportional solenoid valves 10a, 10
b. Further, in order to accurately perform the above-described direction change control, it is preferable that the moving speed of the arm cloud or the arm dump itself is reduced as the bucket tip approaches the boundary of the excavation area. (For example, deceleration processing of a lever signal) (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-5325).
No. 9). When the control device of this embodiment has such a deceleration processing function, the output unit 9h further outputs an electric signal for deceleration processing to the proportional solenoid valves 11a and 11b provided on the pilot lines 45a and 45b of the arms. I do. If the signal from the area restriction switch 7a does not indicate selection of the area restriction excavation control mode, the proportional solenoid valve 1
0a is fully closed, and an electric signal for fully opening the proportional solenoid valves 10b, 11a, 11b is output.
【0057】以上により操作レバー装置4bの操作レバ
ー40をアームクラウド方向に操作した場合は、バケッ
ト先端が設定領域の境界に近づくと補正速度ベクトルV
cya′が正の値として演算され(図7の手順102,
106)、対応する電気信号が比例電磁弁10aに出力
されることによりブームが上げ方向に動かされ、図9
(a)で説明したように、バケット先端は設定領域の境
界に近づくにつれて平行となるように移動し、最終的に
設定領域の境界に沿って移動する。万一、バケット先端
が設定領域の境界を越えて設定領域の外に出た場合は、
バケット先端を設定領域に戻すように補正速度ベクトル
Vcya′が正の値として演算され(図10の手順11
4,116)、対応する電気信号が比例電磁弁10aに
出力されることによりブームが上げ方向に動かされ、図
11(a)に示すようにバケット先端が設定領域の境界
に近づくにつれて平行となるように移動しながら戻され
る。これにより、バケット先端を設定領域の境界に沿っ
て動かすことができる。As described above, when the operating lever 40 of the operating lever device 4b is operated in the arm cloud direction, when the tip of the bucket approaches the boundary of the set area, the correction speed vector V
cya ′ is calculated as a positive value (step 102 in FIG. 7,
106), the corresponding electric signal is output to the proportional solenoid valve 10a, and the boom is moved in the upward direction.
As described in (a), the bucket tip moves so as to be parallel as approaching the boundary of the setting area, and finally moves along the boundary of the setting area. If the bucket tip goes out of the setting area beyond the boundary of the setting area,
The correction speed vector Vcya ′ is calculated as a positive value so that the bucket tip returns to the set area (step 11 in FIG. 10).
4, 116), the corresponding electric signal is output to the proportional solenoid valve 10a, and the boom is moved in the upward direction, and as shown in FIG. 11A, the bucket tip becomes parallel as it approaches the boundary of the set area. It is returned while moving. Thereby, the tip of the bucket can be moved along the boundary of the setting area.
【0058】また、バケット先端を設定領域の境界付近
に位置づけた状態で、操作レバー装置40aの操作レバ
ー40をブーム下げ方向にフル操作しかつこれと同時に
操作レバー装置4bの操作レバー40をアームダンプ方
向に操作した場合、バケット先端が設定領域の境界から
離れようとすると補正速度ベクトルVcya′が負の値
として演算され(図7の手順104,106)、対応す
る電気信号が比例電磁弁10bに出力されることによ
り、ブーム下げ方向のフル操作のパイロット圧が減圧し
て出力され、これによりブームが下げ方向に動かされ、
図9(b)で説明したように、バケット先端は設定領域
の境界に近づくにつれて平行となるように移動し、最終
的に設定領域の境界に沿って移動する。万一、バケット
先端が設定領域の境界を越えて設定領域の外に出た場合
は、バケット先端を設定領域に戻すように補正速度ベク
トルVcya′が正の値として演算され(図10の手順
115,117)、対応する電気信号が比例電磁弁10
aに出力されることによりブームが上げ方向に動かさ
れ、図11(b)に示すようにバケット先端が設定領域
の境界に近づくにつれて平行となるように移動しながら
戻される。これにより、バケット先端を設定領域の境界
に沿って動かすことができる。With the tip of the bucket positioned near the boundary of the set area, the operating lever 40 of the operating lever device 40a is fully operated in the boom lowering direction, and at the same time, the operating lever 40 of the operating lever device 4b is arm dumped. When the bucket is operated in the direction, when the tip of the bucket moves away from the boundary of the set area, the corrected speed vector Vcya 'is calculated as a negative value (steps 104 and 106 in FIG. 7), and the corresponding electric signal is sent to the proportional solenoid valve 10b. By being output, the pilot pressure of the full operation in the boom lowering direction is reduced and output, whereby the boom is moved in the lowering direction,
As described in FIG. 9B, the tip of the bucket moves so as to be parallel as approaching the boundary of the setting area, and finally moves along the boundary of the setting area. If the bucket tip goes out of the set area beyond the boundary of the set area, the corrected speed vector Vcya 'is calculated as a positive value so as to return the bucket tip to the set area (step 115 in FIG. 10). , 117), and the corresponding electrical signal is proportional solenoid valve 10
The boom is moved in the raising direction by being output to a, and is returned while moving so that the tip of the bucket becomes parallel as it approaches the boundary of the set area, as shown in FIG. Thereby, the tip of the bucket can be moved along the boundary of the setting area.
【0059】なお、後者のブーム下げによる方向変換制
御に際して、バケット先端を設定領域の境界付近に位置
づける操作はブーム下げの範囲制限制御により行う。こ
のブーム下げの範囲制限制御では、操作レバー装置40
aの操作レバー40がブーム下げ方向に操作されると比
例電磁弁10bを開き、バケット先端が設定領域の境界
付近に達すると比例電磁弁10bを閉じてブーム下げを
停止させる。なお、この制御は本発明とは直接関係がな
いので、詳細は省略する。In the latter direction change control by boom lowering, the operation of positioning the bucket tip near the boundary of the set area is performed by boom lowering range limiting control. In this boom lowering range limit control, the operation lever device 40
When the operating lever 40a is operated in the boom lowering direction, the proportional solenoid valve 10b is opened, and when the bucket tip reaches near the boundary of the set area, the proportional solenoid valve 10b is closed to stop the boom lowering. Note that this control is not directly related to the present invention, and thus details are omitted.
【0060】複合操作補正演算部9jでは、上記のブー
ムとアームの複合操作による領域制限掘削制御でバルブ
指令演算部9gで用いる図12に示したブーム上げとブ
ーム下げの指令電流−流量特性の学習補正処理を行う。The combined operation correction calculating section 9j learns the command current-flow rate characteristics of the boom raising and boom lowering shown in FIG. 12 used in the valve command calculating section 9g in the area limited excavation control by the combined operation of the boom and the arm. Perform correction processing.
【0061】まず、本発明の学習補正処理の考え方を説
明する。First, the concept of the learning correction processing of the present invention will be described.
【0062】本発明の学習補正処理は、領域制限スイッ
チ7aからの信号が領域制限掘削制御モードの選択を指
示している状態で複合操作補正スイッチ7cをONにし
て制御モードを学習補正モードに切り換え、フロント作
業機1Aの動き得る領域を制限する制御(領域制限掘削
制御)を行いながら行う点に特徴がある。また、補正の
対象は図12に示したブーム用流量制御弁5aのブーム
上げ方向の指令電流−流量特性とブーム下げ方向の指令
電流−流量特性であり、アーム用流量制御弁5bの指令
電流−流量特性のバラツキはブームの指令電流−流量特
性の補正で吸収する点にも特徴がある。更に、学習補正
モードでは、設定領域外方向変換制御で用いる制御係数
KをK1からK2の小さな値に変更し、領域制限制御時
の補正速度ベクトルVcyaを小さくして、バケット爪
先が設定領域に戻る速度を遅くし、指令電流−流量特性
のバラツキによる制御動作の誤差を顕著にし、補正精度
を向上させる点にも特徴がある。In the learning correction process of the present invention, the control mode is switched to the learning correction mode by turning on the composite operation correction switch 7c while the signal from the area restriction switch 7a indicates the selection of the area restriction excavation control mode. This is characterized in that the control is performed while performing control (region limited excavation control) for restricting a region in which the front work machine 1A can move. The correction target is the command current-flow rate characteristic of the boom raising direction and the command current-flow rate characteristic of the boom lowering direction of the boom flow control valve 5a shown in FIG. It is also characterized in that the variation in the flow characteristics is absorbed by the correction of the boom command current-flow characteristics. Further, in the learning correction mode, the control coefficient K used in the direction conversion control outside the set area is changed from K1 to a small value of K2, the correction speed vector Vcya during the area limit control is reduced, and the bucket tip returns to the set area. It is also characterized in that the speed is reduced, the error of the control operation due to the variation in the command current-flow rate characteristic becomes remarkable, and the correction accuracy is improved.
【0063】そして、補正の対象であるブーム上げ又は
ブーム下げの指令電流−流量特性は図13(a)及び
(b)に示すように、複数本、例えば4本の直線で近似
して表し、直線の折れ点m1〜m8を補正することによ
り指令電流−流量特性を補正する。As shown in FIGS. 13A and 13B, the boom-up or boom-down command current-flow rate characteristics to be corrected are approximated by a plurality of lines, for example, four straight lines. The command current-flow rate characteristics are corrected by correcting the straight line break points m1 to m8.
【0064】例えば、図13(a)に示すブーム上げの
流量制御弁5aの指令電流−流量特性の直線の折れ点m
1〜m4が次のように(x,y)座標で表されていると
する。For example, a straight line break point m of the command current-flow rate characteristic of the flow control valve 5a for raising the boom shown in FIG.
It is assumed that 1 to m4 are represented by (x, y) coordinates as follows.
【0065】m1→(m1x,m1y) m2→(m2x,m2y) m3→(m3x,m3y) m4→(m4x,m4y) 更に、m1−m2間の直線、m2−m3間の直線、m3
−m4間の直線をそれぞれ次の式で表すものとする。M1 → (m1x, m1y) m2 → (m2x, m2y) m3 → (m3x, m3y) m4 → (m4x, m4y) Further, a straight line between m1 and m2, a straight line between m2 and m3, m3
The straight lines between −m4 are represented by the following equations.
【0066】y=a1x+bl y=a2x+b2 y=a3x+b3 バルブ指令演算部9gでの制御演算中における目標流量
→指令電流への変換においては、上記の直線の式を使っ
て電流値を求める。ブーム下げの場合も同様である。Y = a1x + bly = a2x + b2 y = a3x + b3 In the conversion from the target flow rate to the command current during the control calculation in the valve command calculation section 9g, the current value is obtained by using the above-mentioned linear equation. The same applies to the case of boom lowering.
【0067】上記指令電流−流量特性のバラツキによる
制御動作の誤差を算出するためには、領域制限掘削制御
の設定領域の境界即ち目標掘削面に対し、図14に示す
ように目標掘削面を挟んで目標制御範囲を設定する。こ
の目標制御範囲は制御の誤差の許容範囲に相当する。ま
た、上記指令電流−流量特性の直線の折れ点m1〜m8
に対応して電流範囲1〜8を設定する。In order to calculate the error of the control operation due to the variation in the command current-flow rate characteristic, the target excavation surface is sandwiched as shown in FIG. Use to set the target control range. This target control range corresponds to an allowable range of control error. Further, the break points m1 to m8 of the straight line of the command current-flow rate characteristic
The current ranges 1 to 8 are set in accordance with.
【0068】アームクラウドとブーム上げの動作による
領域制限掘削制御でバケット先端が目標掘削領域の下を
通る場合、その時の電流範囲における指令電流が足りな
いことになる。例えば、図13(a)の電流範囲3なら
ば、m3点を右あるいは下に補正することにより、同じ
目標流量に対して大きな電流値が出力される。本実施形
態では、m1〜m4を左右に補正することとし、m1x
〜m4xに対する補正値をdmlx〜dm4xとする。When the tip of the bucket passes under the target excavation area in the area excavation control by the arm cloud and the boom raising operation, the command current in the current range at that time is insufficient. For example, in the case of the current range 3 in FIG. 13A, a large current value is output for the same target flow rate by correcting the point m3 to the right or downward. In the present embodiment, m1 to m4 are corrected left and right, and m1x
The correction values for .about.m4x are dmlx to dm4x.
【0069】補正値の記憶の仕方としては何通りかあ
る。例えばdm1x〜dm4xをそのまま記憶する方法
や、m1x+dm1x〜m4x+dm4xを新たにm1
x〜m4xとして記憶する方法がある。前者では、記憶
したdm1x〜dm4xを読み出して折れ点のx座標値
をm1x+dm1x〜m4x+dm4xと補正し、補正
後の各折れ点の座標値からa1,b1,a2,b2,a
3,b3を求め各直線の一次式を演算することにより、
指令電流−流量特性を補正する。後者では、記憶したm
1x〜m4xを読み出して直接a1,b1,a2,b
2,a3,b3を求め各直線の一次式を演算することに
より、指令電流−流量特性を補正する。バルブ指令演算
部9gでは制御演算に際してこの補正後の特性を用い
る。There are several ways to store the correction values. For example, a method of storing dm1x to dm4x as it is, or adding m1x + dm1x to m4x + dm4x to m1
There is a method of storing as x to m4x. In the former, the stored dm1x to dm4x are read out, the x-coordinate value of the break point is corrected to m1x + dm1x to m4x + dm4x, and a1, b1, a2, b2, a
By calculating 3 and b3 and calculating the linear expression of each straight line,
Correct the command current-flow rate characteristics. In the latter, the memorized m
1x to m4x are read out and directly a1, b1, a2, b
2, a3, b3 are obtained and a linear expression of each straight line is calculated to correct the command current-flow rate characteristic. The valve command calculation unit 9g uses the corrected characteristics when performing the control calculation.
【0070】図15に複合操作補正演算部9jにおける
学習補正処理の全体をフローチャートで示す。FIG. 15 is a flowchart showing the entire learning correction process in the composite operation correction calculation section 9j.
【0071】まず、手順121で制御ユニット9が電源
を入れた直後の立ち上げ時であるかどうかを判断し、立
ち上げ時でなければ手順122に進み、複合操作補正ス
イッチ7cからの信号が複合操作の学習補正モードの選
択を指示してるか否かを判断する。学習補正モードの選
択を指示している場合は手順123に進み、学習補正処
理による補正値の演算・記憶処理を行い、学習補正モー
ドの選択を指示していない場合はその演算サイクルでの
処理を終了する。手順121で制御ユニット9が立ち上
げ時であると判断されると手順124に進み、手順12
3で演算・記憶した補正値を用いて指令電流−流量特性
の補正処理を行う。First, in step 121, it is determined whether or not the power is turned on immediately after the control unit 9 is turned on. If not, the process proceeds to step 122, where the signal from the composite operation correction switch 7c is used as the composite signal. It is determined whether or not the selection of the learning correction mode of the operation is instructed. If it is instructed to select the learning correction mode, the process proceeds to step 123, where the calculation and storage processing of the correction value by the learning correction process is performed. If the selection of the learning correction mode is not instructed, the process in the calculation cycle is performed. finish. If it is determined in step 121 that the control unit 9 is at the time of startup, the process proceeds to step 124, and
The correction process of the command current-flow rate characteristic is performed using the correction value calculated and stored in step 3.
【0072】図16及び図17に手順123の補正値演
算・記憶処理の詳細をフローチャートで示す。FIGS. 16 and 17 are flowcharts showing details of the correction value calculation / storage process in step 123.
【0073】まず、手順131で圧力検出器61aから
の信号を入力しアームクラウド動作が指示されているか
どうかを判断し、アームクラウド動作が指示されていれ
ば手順132に進み、ブーム上げの学習補正処理をし、
指示されていなければ手順133で圧力検出器61bか
らの信号を入力しアームダンプ動作が指示されているか
どうかを判断し、アームダンプ動作が指示されていれば
手順134に進み、ブーム下げの学習補正処理を行う。First, in step 131, a signal is input from the pressure detector 61a to determine whether or not an arm cloud operation is instructed. If an arm cloud operation is instructed, the flow advances to step 132 to perform learning correction for boom raising. Do the processing,
If not instructed, the signal from the pressure detector 61b is inputted in step 133 to determine whether or not the arm dump operation is instructed. If the arm dump operation is instructed, the process proceeds to step 134 to perform the boom lowering learning correction. Perform processing.
【0074】図17に手順132,134のブーム上
げ、ブーム下げの学習補正処理の詳細をフローチャート
で示す。FIG. 17 is a flowchart showing details of the learning correction processing for raising and lowering the boom in steps 132 and 134.
【0075】まず、手順141でアームクラウド動作又
はアームダンプ動作の指示後所定の時間、例えば3秒経
過したかどうかを判断する。これは、バケット先端が目
標掘削面に沿って動くよう制御されている状態に確実に
するためのものである。バケット先端が目標掘削面から
離れるアームダンプ動作の場合は、前述したように同時
に操作レバー装置4aの操作レバー40をブーム下げ方
向にフル操作してブーム下げを行うことにより、バケッ
ト先端が目標掘削面に沿って動くよう制御される状態に
する。First, it is determined in step 141 whether a predetermined time, for example, 3 seconds, has elapsed after the instruction of the arm cloud operation or the arm dump operation. This is to ensure that the bucket tip is controlled to move along the target excavation surface. In the case of an arm dumping operation in which the bucket tip moves away from the target excavation surface, as described above, the operation lever 40 of the operation lever device 4a is simultaneously fully operated in the boom lowering direction to perform the boom lowering. To be controlled to move along.
【0076】手順141で所定時間経過したと判断され
ると手順142に進み、バケット先端が図14に示した
目標制御範囲の下であるかどうかを判断し、バケット先
端が目標制御範囲の下であったら手順143に進み、そ
うでないなら手順144に進む。手順144ではバケッ
ト先端が目標制御範囲の上であるかどうかを判断し、バ
ケット先端が目標制御範囲の上であったら手順145に
進む。If it is determined in step 141 that the predetermined time has elapsed, the flow advances to step 142 to determine whether or not the tip of the bucket is below the target control range shown in FIG. If so, proceed to step 143; otherwise, proceed to step 144. In step 144, it is determined whether the tip of the bucket is above the target control range. If the tip of the bucket is above the target control range, the procedure proceeds to step 145.
【0077】手順143では現在比例電磁弁10a又は
10bに出力されている指令電流値が図13(a)又は
(b)中のいずれの範囲であるかを判断し、手順146
でその指令電流範囲に対応したカウンタ1〜8のいずれ
かを1つ加算する。In step 143, it is determined whether the command current value currently output to the proportional solenoid valve 10a or 10b falls within the range shown in FIG. 13A or 13B.
Increments one of the counters 1 to 8 corresponding to the command current range.
【0078】手順145では手順143と同様に、現在
比例電磁弁10a又は10bに出力されている指令電流
値が図13(a)又は(b)中のいずれの範囲であるか
を判断し、手順147でその指令電流範囲に対応したカ
ウンタ1〜8のいずれかを1つ減算する。In step 145, as in step 143, it is determined whether the command current value currently output to the proportional solenoid valve 10a or 10b is within the range shown in FIG. 13 (a) or (b). At 147, one of the counters 1 to 8 corresponding to the command current range is decremented by one.
【0079】手順148では1回のアームクラウド動作
又はアームダンプ動作による1つの制御動作が終了した
かどうかを判断し、終了していなければ上記手順142
〜147を繰り返す。In step 148, it is determined whether or not one control operation by one arm cloud operation or one arm dump operation has been completed.
Repeat ~ 147.
【0080】このように学習補正の制御演算を進めてい
くと、ある時点で制御動作が終了する。例えば、アーム
クラウド動作によってブーム上げを自動的に行っていく
場合、アームが目標掘削面に対して鉛直を過ぎればブー
ム上げ動作が終了し、アームダンプ動作によってブーム
下げを自動的に行っていく場合は、最後にアームシリン
ダがストロークエンドになって動作が終了する。手順1
48ではこのような状態になったか否かで1つの制御動
作が終了したかどうかを判断する。1つの制御動作が終
了したならば手順149に進む。As described above, when the control calculation for learning correction is advanced, the control operation ends at a certain point. For example, when raising the boom automatically by the arm cloud operation, the boom raising operation ends when the arm passes perpendicular to the target excavation surface, and when the boom is lowered automatically by the arm dump operation Finally, the operation ends when the arm cylinder reaches the stroke end. Step 1
At 48, it is determined whether one control operation has been completed based on whether or not such a state has been attained. When one control operation is completed, the process proceeds to step 149.
【0081】手順149では最終的なカウンタ1〜8の
値に従い、上記折れ点m1〜m8の指令電流方向の補正
値を演算する。例えば、m1点に対応するカウンタ1が
最終的に+10ならば、この指令電流範囲において、バ
ケット先端が目標制御範囲の下にある頻度が多かったた
め、この指令電流範囲においてもう少しブーム上げを強
くしなければならないことになる。即ち、m1点に対し
+の値を補正値とする。m2〜m8点も同様にカウンタ
2〜8の値が+であるか−であるかに従って、+あるい
は−の補正値を求める。カウンタが0である場合は補正
を行う必要はないので、補正値は0となる。ここで、補
正値はあまり大きな値にすると次の学習で逆方向に補正
しなければならなくなるので、比較的小さな値にしてお
くのが良い。例えば指令電流が最大で600mA程度な
らば1回の補正値は2〜3mA程度と小さな値で少しず
つ補正する。この場合、カウンタの値に係わらず補正値
は一定であっても良いし、カウンタの値の大小に応じて
補正値も変えてやっても良い。In step 149, a correction value in the command current direction at the above-mentioned break points m1 to m8 is calculated according to the final values of the counters 1 to 8. For example, if the counter 1 corresponding to the point m1 is finally +10, the frequency at which the bucket tip is below the target control range is high in this command current range, and the boom must be raised a little more in this command current range. Must be done. That is, a value of + with respect to the point m1 is set as a correction value. Similarly, at points m2 to m8, a correction value of + or-is obtained according to whether the value of the counters 2 to 8 is + or-. When the counter is 0, there is no need to perform correction, so the correction value is 0. Here, if the correction value is set to an excessively large value, it is necessary to perform the correction in the opposite direction in the next learning. Therefore, it is preferable to set the correction value to a relatively small value. For example, if the command current is about 600 mA at the maximum, one correction value is corrected little by little to about 2 to 3 mA. In this case, the correction value may be constant regardless of the value of the counter, or the correction value may be changed according to the value of the counter.
【0082】ここで、以上学習補正モードでの制御動作
では、方向変換制御補正速度ベクトル演算部9eにおい
て、設定領域外方向変換制御で用いる制御係数KがK1
からK2(<K1)に変更されており(図10の手順1
11b)、アームクラウド動作によってブーム上げを自
動的に行っていく場合は、そのブーム上げによる補正後
の垂直方向のベクトル成分Vcya(図10の手順11
4で計算された値)が小さくなり、アームダンプ動作に
よってブーム下げを自動的に行っていく場合は、そのブ
ーム下げによる補正後の垂直方向のベクトル成分Vcy
a(図10の手順115で計算された値)が小さくな
る。即ち、バケット先端が設定領域の境界に戻りにくく
なる。このため、指令電流−流量特性のバラツキによる
制御動作の誤差が顕著となり、バケット先端が図14に
示した目標制御範囲内に位置する頻度が減少し、即ちバ
ケット先端が目標制御範囲の下にある頻度が増加し、そ
の結果手順146でのカウンタ1〜8での加算回数が増
加し、手順149でカウンタ1〜8の値から求める補正
値の演算精度が向上する。Here, in the control operation in the learning correction mode, the control coefficient K used in the direction conversion control outside the set area is K1 in the direction conversion control correction speed vector calculation section 9e.
To K2 (<K1) (step 1 in FIG. 10).
11b) When the boom raising is automatically performed by the arm cloud operation, the vertical vector component Vcya corrected by the boom raising (procedure 11 in FIG. 10).
When the boom lowering is automatically performed by the arm dump operation, the vertical vector component Vcy corrected by the boom lowering is used.
a (the value calculated in the procedure 115 in FIG. 10) becomes smaller. That is, it becomes difficult for the bucket tip to return to the boundary of the set area. Therefore, the error of the control operation due to the variation of the command current-flow rate characteristic becomes remarkable, and the frequency at which the bucket tip is located within the target control range shown in FIG. 14 decreases, that is, the bucket tip is below the target control range. The frequency increases, and as a result, the number of additions in the counters 1 to 8 in step 146 increases, and the accuracy of calculating the correction value obtained from the values of the counters 1 to 8 in step 149 improves.
【0083】このようにして補正値を求めたならば、手
順150に進み、その補正値を用いて上述のような考え
方で指令電流−流量特性の補正を行う。After the correction value has been obtained in this way, the process proceeds to step 150, and the command current-flow rate characteristic is corrected using the correction value in the above-described manner.
【0084】再び同様の制御を行い、一回の制御動作を
行う毎に少しずつ指令電流−流量特性を補正し、最終的
にバケット先端が全ての指令電流範囲において目標制御
範囲内におさまるまで学習補正を行う。The same control is performed again, and the command current-flow rate characteristic is corrected little by little each time a control operation is performed, and learning is performed until the bucket tip finally falls within the target control range in the entire command current range. Make corrections.
【0085】指令電流−流量特性の学習補正が完了する
と、最後は補正値を制御ユニット9のメモリ9kに記憶
し、制御ユニット9の立ち上げ時に図15に示すフロー
チャートの手順124でその補正値をメモリ9kから読
み出し、図13に示すブーム上げ及びブーム下げの指令
電流−流量特性の補正を行う。When the learning correction of the command current-flow rate characteristic is completed, the correction value is finally stored in the memory 9k of the control unit 9, and when the control unit 9 starts up, the correction value is stored in the procedure 124 of the flowchart shown in FIG. It reads from the memory 9k and corrects the command current-flow rate characteristics for boom raising and boom lowering shown in FIG.
【0086】以上のように構成した本実施形態では、実
際に複数の油圧アクチュエータの複合操作により作業装
置の動作を制御して指令電流−制御量特性の補正値を求
めるので、得られた補正値の精度は高く、油圧機器の製
品毎のバラツキや複数の油圧アクチュエータの複合操作
による油圧の相互干渉があっても作業装置の動作を精度
良く制御することができる。また、この補正は、複合操
作補正スイッチ7cをONにすることで通常の制御動作
中に自動的に行われるので、手間がかからず、短い時間
で行うことができる。更に、この補正は圧力補償をして
いるか否かという油圧システムの違いにも係わらず適用
できる。In this embodiment constructed as described above, the operation value of the command current-control amount characteristic is obtained by actually controlling the operation of the working device by the combined operation of a plurality of hydraulic actuators. The operation of the working device can be controlled with high accuracy even if there is a variation in the product of the hydraulic equipment or mutual interference of the hydraulic pressure due to the combined operation of a plurality of hydraulic actuators. Further, since this correction is automatically performed during the normal control operation by turning on the composite operation correction switch 7c, it can be performed in a short time without any trouble. Further, this correction can be applied regardless of the difference in the hydraulic system whether or not pressure compensation is performed.
【0087】また、本実施形態によれば、指令電流−制
御量特性の補正値を求める際、制御係数Kを通常の値K
1より小さな値K2に変更するので、バケット爪先が設
定領域に戻りにくくなり、指令電流−流量特性のバラツ
キによる誤差が顕著になり、補正精度が向上する。According to the present embodiment, when the correction value of the command current-control amount characteristic is obtained, the control coefficient K is set to the normal value K
Since the value is changed to a value K2 smaller than 1, the toe of the bucket hardly returns to the set area, the error due to the variation in the command current-flow rate characteristic becomes remarkable, and the correction accuracy is improved.
【0088】本発明の他の実施形態を図18〜図22に
より説明する。図中、先の実施形態に係わる図1、図3
等に示したものと同等の部材、機能には同じ符号を付し
てある。本実施形態は電気レバー方式の操作レバー装置
を用いた、軌跡制御機能を有する油圧駆動装置に本発明
を適用したものである。Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 3 according to the previous embodiment.
The same reference numerals are given to members and functions equivalent to those shown in FIG. In this embodiment, the present invention is applied to a hydraulic drive device having a trajectory control function using an electric lever type operation lever device.
【0089】図18において、104a〜104fは油
圧アクチュエータ3a〜3fのそれぞれに対応して設け
られた電気レバー方式の操作レバー装置であり、これら
操作レバー装置104a〜104fからの操作信号(電
気信号)は制御ユニット9Aに入力され、所定の処理を
施された後、指令信号として出力される。流量制御弁1
05a〜105fは電気信号をパイロット圧に変換する
電気油圧変換手段、例えば比例電磁弁150a,150
b〜155a,155bを両端に備えた電気・油圧操作
方式の弁であり、制御ユニット9Aから出力された指令
信号はその比例電磁弁に入力される。In FIG. 18, reference numerals 104a to 104f denote electric lever type operation lever devices provided corresponding to the hydraulic actuators 3a to 3f, respectively, and operation signals (electric signals) from these operation lever devices 104a to 104f. Is input to the control unit 9A, subjected to predetermined processing, and then output as a command signal. Flow control valve 1
05a to 105f are electro-hydraulic conversion means for converting an electric signal into a pilot pressure, for example, proportional solenoid valves 150a, 150
This is an electric / hydraulic operation type valve having b to 155a and 155b at both ends, and a command signal output from the control unit 9A is input to the proportional solenoid valve.
【0090】また、7Aaは軌跡制御の開始・終了を指
示する軌跡制御スイッチであり、軌跡制御の開始を指示
した場合は水平引き、水平押しのいずれを選択するかを
指示できるようになっている。7Abは軌跡制御の目標
掘削軌跡の設定を指示する設定スイッチであり、7c
は、先の実施形態同様、複合操作の学習補正モードの選
択を指示する複合操作補正スイッチである。Reference numeral 7Aa denotes a trajectory control switch for instructing start / end of trajectory control. When the start of trajectory control is instructed, it is possible to instruct whether to select horizontal pull or horizontal push. . 7Ab is a setting switch for instructing the setting of the target excavation locus of the locus control, and 7c is a setting switch.
Is a composite operation correction switch for instructing selection of a learning correction mode for composite operation, as in the previous embodiment.
【0091】制御ユニット9Aは図19に示すように通
常演算部90a、設定・制御演算部90b、切換出力部
90c、出力部90dの各機能を有している。As shown in FIG. 19, the control unit 9A has the functions of a normal operation section 90a, a setting / control operation section 90b, a switching output section 90c, and an output section 90d.
【0092】通常演算部90aは操作レバー装置104
a〜104fからの操作信号を比例電磁弁150a,1
50b〜155a,155bの指令値に変換する。設定
・制御演算部80bは目標掘削軌跡の設定、軌跡制御、
複合操作の学習補正の各演算処理を行う(後述)。切換
出力部90cは、先の実施形態の図3に示す出力部9h
に相当するものであり、軌跡制御スイッチ7Aaからの
信号が軌跡制御モードの選択を指示していない場合は、
ブーム用の比例電磁弁150a,150b及びアーム用
の比例電磁弁151a,151bの指令値として通常演
算部90aで計算した指令値を選択し、これを増幅して
出力し、軌跡制御モードの選択を指示している場合は、
ブーム用の比例電磁弁150a,150b及びアーム用
の比例電磁弁151a,151bの指令値として設定・
制御演算部90bで計算した指令値を選択し、これを増
幅して出力する。出力部90dは通常演算部90aで計
算したブーム及びアーム以外の比例電磁弁の指令値を増
幅して出力する。The normal operation section 90a includes the operation lever device 104
a to 104f are supplied to the proportional solenoid valves 150a, 1
The command values are converted into command values of 50b to 155a and 155b. The setting / control calculation unit 80b sets a target excavation trajectory, trajectory control,
Each arithmetic processing for learning correction of the composite operation is performed (described later). The switching output unit 90c is the output unit 9h shown in FIG.
When the signal from the trajectory control switch 7Aa does not indicate selection of the trajectory control mode,
The command value calculated by the normal operation unit 90a is selected as the command value of the proportional solenoid valves 150a and 150b for the boom and the proportional solenoid valves 151a and 151b for the arm, and the command value is amplified and output to select the trajectory control mode. If so,
Set as command values for the boom proportional solenoid valves 150a, 150b and the arm proportional solenoid valves 151a, 151b.
The command value calculated by the control calculation unit 90b is selected, amplified and output. The output unit 90d amplifies and outputs the command value of the proportional solenoid valve other than the boom and the arm calculated by the normal operation unit 90a.
【0093】設定・制御演算部90bの処理機能の概略
を図20に示す。設定・制御演算部90bは目標掘削軌
跡設定部90fと掘削軌跡制御部90gとからなり、設
定部90fは目標掘削軌跡設定演算部9Aaを有し、制
御部90gは、フロント姿勢演算部9b、目標速度ベク
トル演算部9n、目標ブーム角速度演算部9p、目標ア
ーム角速度演算部9q、目標ブームシリンダ速度演算部
9r、目標アームシリンダ速度演算部9s、フィードバ
ック制御量演算部9t、バルブ指令演算部9g、複合操
作補正演算部9Aj、フィードバックゲイン補正演算部
9lの各機能を有し、かつ複合操作補正演算部9jの演
算値(補正値)を記憶するメモリ、例えばEEPROM
9kを有している。FIG. 20 shows an outline of the processing functions of the setting / control calculation section 90b. The setting / control calculation unit 90b includes a target excavation locus setting unit 90f and an excavation locus control unit 90g. The setting unit 90f includes a target excavation locus setting calculation unit 9Aa. The control unit 90g includes a front posture calculation unit 9b and a target Speed vector calculator 9n, target boom angular speed calculator 9p, target arm angular speed calculator 9q, target boom cylinder speed calculator 9r, target arm cylinder speed calculator 9s, feedback control amount calculator 9t, valve command calculator 9g, composite A memory having the functions of the operation correction operation unit 9Aj and the feedback gain correction operation unit 9l and storing the operation value (correction value) of the composite operation correction operation unit 9j, for example, an EEPROM
9k.
【0094】目標掘削軌跡設定演算部9Aaでは、設定
スイッチ7Abからの指示でフロント姿勢演算部9bと
協働し、バケット1cの先端が移動する目標掘削軌跡の
設定演算を行う。この目標掘削軌跡の演算は、例えば図
4を用いて説明した先の実施形態における領域制限掘削
制御での掘削領域の設定演算と同じであり、P1*,P
2*(図4参照)の2点を結んだ直線式を下記の式(前
記の(3)式)により計算し、これを目標掘削軌跡とす
る。The target excavation trajectory setting calculating section 9Aa cooperates with the front attitude calculating section 9b in response to an instruction from the setting switch 7Ab to perform a setting operation of the target excavation trajectory in which the tip of the bucket 1c moves. The calculation of the target excavation trajectory is the same as the calculation of setting the excavation area in the area limited excavation control in the previous embodiment described with reference to FIG.
A linear equation connecting two points of 2 * (see FIG. 4) is calculated by the following equation (Equation (3)), and this is set as a target excavation locus.
【0095】Y=(Y2*一Y1*)X/(X2−X
1)十(X2Y1*一X1Y2*)/(X2−X1) フロント姿勢演算部9bでは、検出した回動角α、β、
γと予め入力してあるフロント作業機1Aの各部寸法と
に基づきフロント作業機1Aの位置と姿勢の計算を行
い、フロント作業機1Aの所定部位の位置、例えばバケ
ット1cの先端位置を計算する。この計算は、先の実施
形態における演算部9bの計算と同じである。Y = (Y2 * 1-Y1 *) X / (X2-X
1) Ten (X2Y1 * 1-X1Y2 *) / (X2-X1) The front attitude calculation unit 9b detects the detected rotation angles α, β,
The position and orientation of the front work machine 1A are calculated based on γ and the dimensions of each part of the front work machine 1A which have been input in advance, and the position of a predetermined portion of the front work machine 1A, for example, the tip position of the bucket 1c is calculated. This calculation is the same as the calculation of the calculation unit 9b in the previous embodiment.
【0096】目標速度ベクトル演算部9nではバケット
1cの先端の目標速度ベクトルVcを計算する。目標速
度ベクトルVcの勾配θは目標掘削軌跡設定演算部9A
aで求めた上記の目標掘削軌跡の直線式の傾きである。
また、目標速度ベクトルVcの絶対値は予め設定してお
いた値Vcaとする。The target speed vector calculator 9n calculates a target speed vector Vc at the tip of the bucket 1c. The gradient θ of the target speed vector Vc is determined by the target excavation trajectory setting calculation unit 9A.
It is a linear slope of the target excavation trajectory obtained in a.
The absolute value of the target speed vector Vc is set to a value Vca set in advance.
【0097】目標ブーム角速度演算部9p及び目標アー
ム角速度演算部9qでは、目標速度ベクトル演算部9A
bで計算したバケット1cの先端の目標速度ベクトルV
cを、その勾配θと絶対値Vcaを用いてXY方向に分
解する。分解する計算式は以下の通りである。The target boom angular velocity calculating section 9p and the target arm angular velocity calculating section 9q include a target speed vector calculating section 9A.
target velocity vector V at the tip of bucket 1c calculated in b
c is decomposed in the X and Y directions using the gradient θ and the absolute value Vca. The calculation formula to be decomposed is as follows.
【0098】Vcx=Vca×cosθ Vcy=Vca×sinθ また、先の実施形態で記述した(1)式及び(2)式を
微分し、Vcx,Vcyから目標ブーム角速度αc′、
目標アーム角速度βc′を求めると、以下のようにな
る。なお、バケットの角速度は0とする。Vcx = Vca × cos θ Vcy = Vca × sin θ Further, the equations (1) and (2) described in the previous embodiment are differentiated, and the target boom angular velocity αc ′,
When the target arm angular velocity βc ′ is obtained, it is as follows. The angular velocity of the bucket is 0.
【0099】 αc′=(M4・Vcx+M2・Vcy)/(M1・M4−M2・M3) βc′=(−M3・Vcx−M1・Vcy)/(M1・M4−M2・M3) ここで、M1=L1・cosα+L2・cos(α+β)+L3・cos(α+β + γ) M2=L2・cos(α+β)+L3・cos(α+β+γ) M3=L1・sinα+L2・sin(α+β)+L3・sin(α+β + γ) M4=L2・sin(α+β)+L3・sin(α+β+γ) とする。Αc ′ = (M4 · Vcx + M2 · Vcy) / (M1 · M4−M2 · M3) βc ′ = (− M3 · Vcx−M1 · Vcy) / (M1 · M4−M2 · M3) where M1 = L 1 · cos α + L 2 · cos (α + β) + L 3 · cos (α + β + γ) M2 = L 2 · cos (α + β) + L 3 · cos (α + β + γ) M3 = L 1 · sin α + L 2 · sin (α + β) + L 3 · sin (α + β + γ ) M4 = L 2 · sin (α + β) + L 3 · sin (α + β + γ) to.
【0100】目標ブームシリンダ速度演算部9r及び目
標アームシリンダ速度演算部9sでは、上記の目標ブー
ム角速度αc′及び目標アーム角速度βc′からリンク
補正を行って目標ブームシリンダ速度Vbc1及び目標ア
ームシリンダ速度Vac1を求める。The target boom cylinder speed calculator 9r and the target arm cylinder speed calculator 9s perform link correction based on the target boom angular speed αc ′ and the target arm angular speed βc ′ to obtain the target boom cylinder speed Vbc1 and the target arm cylinder speed. Find V ac1 .
【0101】フィードバック制御量演算部9tでは、バ
ケット1cの先端の位置と目標掘削軌跡との位置偏差Δ
Dに応じて位置フィードバックによる補正演算を行う。
ここで、位置偏差の生じる原因は全てブームによるもの
であると仮定し、位置フィードバックによる補正はブー
ムシリンダ速度に対してのみ行う。例えばアームクラウ
ド動作による水平引き動作の場合、偏差ΔDが+、即ち
バケット1cの先端が目標掘削軌跡の上である場合はブ
ームシリンダの伸び動作(ブームの上げ動作)が速いた
めであるので、偏差ΔDにフィードバックゲインK(後
述)を乗じた値を目標ブームシリンダ速度Vbc1から引
き、逆に、偏差ΔDが−、即ちバケット1cの先端が目
標掘削軌跡の下である場合はブームシリンダの伸び動作
(ブームの上げ動作)が遅いためであるので、偏差ΔD
にゲインKを乗じた値を目標ブームシリンダ速度Vbc1
に足し込むことにより、目標掘削軌跡との偏差を打ち消
すように目標ブームシリンダ速度Vbc1を補正する。ま
た、演算部9tはフィードバックゲイン補正演算部9l
を含み、学習補正モード選択時にフィードバックゲイン
KをK1からK2(<K1)に変更する。In the feedback control amount calculating section 9t, the position deviation Δ between the position of the tip of the bucket 1c and the target excavation locus is calculated.
Correction calculation by position feedback is performed according to D.
Here, it is assumed that all causes of the position deviation are caused by the boom, and the correction by the position feedback is performed only for the boom cylinder speed. For example, in the case of the horizontal pulling operation by the arm cloud operation, when the deviation ΔD is +, that is, when the tip of the bucket 1c is on the target excavation trajectory, the extension operation of the boom cylinder (boom raising operation) is fast. A value obtained by multiplying ΔD by a feedback gain K (described later) is subtracted from the target boom cylinder speed V bc1 , and conversely, when the deviation ΔD is −, that is, when the tip of the bucket 1c is below the target excavation locus, the extension operation of the boom cylinder is performed. (Boom raising operation) is slow, the deviation ΔD
Is multiplied by the gain K to obtain the target boom cylinder speed V bc1
, The target boom cylinder speed Vbc1 is corrected so as to cancel the deviation from the target excavation trajectory. The operation unit 9t includes a feedback gain correction operation unit 9l.
When the learning correction mode is selected, the feedback gain K is changed from K1 to K2 (<K1).
【0102】図21に演算部9tでの処理内容の全体概
要を具体的にフローチャートで示す。図21における手
順110,111a,111bは先の実施形態に係わる
図10の手順110,111a,111bと同じであ
る。即ち、手順110において、複合操作補正スイッチ
7cからの信号が複合操作補正の指示をしているかどう
かを判断し、複合操作補正の指示がなされていなければ
手順111aでフィードバックゲインKをK1とし、複
合操作補正の指示がなされているならば手順111bで
フィードバックゲインKをK2とする。K2はK1より
小さい値である。また、フィードバックゲインK1は制
御上の特性から決められる任意の値であり、ゲインK1
は大きすぎると制御が振動的となるが、小さすぎるとフ
ィードバックによる補正が少ないため制御精度が上がら
なくなる。よって、ゲインK1は適切な値を選ぶ必要が
ある。フィードバックゲインK2は学習補正処理の精度
向上に好適なK1より小さい任意の値である。FIG. 21 is a flowchart specifically showing the overall outline of the processing contents in the arithmetic unit 9t. Steps 110, 111a, and 111b in FIG. 21 are the same as steps 110, 111a, and 111b in FIG. 10 according to the previous embodiment. That is, in step 110, it is determined whether or not the signal from the composite operation correction switch 7c indicates a composite operation correction instruction. If the composite operation correction instruction has not been issued, the feedback gain K is set to K1 in step 111a, and If an operation correction instruction has been given, the feedback gain K is set to K2 in step 111b. K2 is a value smaller than K1. Further, the feedback gain K1 is an arbitrary value determined from characteristics in control, and the gain K1
If the value is too large, the control becomes oscillating, but if the value is too small, there is little correction by feedback, and control accuracy cannot be improved. Therefore, it is necessary to select an appropriate value for the gain K1. The feedback gain K2 is an arbitrary value smaller than K1 suitable for improving the accuracy of the learning correction process.
【0103】以上の手順110,111a,111bの
処理は、演算部9eに含まれるフィードバックゲイン補
正演算部91においてなされる。The processing of steps 110, 111a, and 111b is performed in the feedback gain correction calculator 91 included in the calculator 9e.
【0104】次に手順200に進み、バケット1cの先
端位置と目標掘削軌跡との位置偏差ΔDを演算する。バ
ケット1cの先端位置はフロント姿勢演算部9bで演算
したものを用い、目標掘削軌跡は設定演算部Aaの設定
データを用いる。Next, the routine proceeds to step 200, where the position deviation ΔD between the tip position of the bucket 1c and the target excavation locus is calculated. The tip position of the bucket 1c is calculated by the front attitude calculation unit 9b, and the target excavation trajectory is set data of the setting calculation unit Aa.
【0105】次に手順201に進み、軌跡制御スイッチ
7Aaからの信号が水平引きを指示しているかどうかを
判断し、水平引きを指示していれば手順202において
偏差ΔDの正負を判定し、偏差ΔDが正の場合はバケッ
ト1cの先端が目標掘削軌跡の上にあり、ブームシリン
ダの伸び動作(ブーム上げ)が速いためであるので、手
順203において上記したように偏差ΔDに係数Kを乗
じた値KΔDを目標ブームシリンダ速度Vbc1から引
き、偏差ΔDが負の場合はバケット1cの先端が目標掘
削軌跡の下にあり、ブームシリンダの伸び動作(ブーム
上げ)が遅いためであるので、手順204において上記
したように偏差ΔDにフィードバックゲインKを乗じた
値KΔDを目標ブームシリンダ速度Vbc1に加え、目標
掘削軌跡との偏差を打ち消すようにそれぞれ目標ブーム
シリンダ速度Vbc1を補正する。Next, proceeding to step 201, it is determined whether or not the signal from the trajectory control switch 7Aa indicates horizontal pulling. If horizontal pulling is specified, the procedure determines in step 202 whether the difference ΔD is positive or negative. If ΔD is positive, the tip of the bucket 1c is on the target excavation trajectory and the extension operation (boom raising) of the boom cylinder is fast, and thus the deviation ΔD is multiplied by the coefficient K as described above in step 203. The value KΔD is subtracted from the target boom cylinder speed V bc1 , and if the deviation ΔD is negative, the tip of the bucket 1c is below the target excavation locus and the extension operation (boom raising) of the boom cylinder is slow. As described above, the value KΔD obtained by multiplying the deviation ΔD by the feedback gain K as described above is added to the target boom cylinder speed V bc1 to cancel the deviation from the target excavation locus. The target boom cylinder speed Vbc1 is corrected as described above.
【0106】一方、軌跡制御スイッチ7Aaからの信号
が水平引きを指示していない場合は、手順205に進
み、軌跡制御スイッチ7Aaからの信号が水平押しを指
示しているかどうかを判断し、水平押しを指示していれ
ば手順206において偏差ΔDの正負を判定し、偏差Δ
Dが正の場合はバケット1cの先端が目標掘削軌跡の上
にあり、ブームシリンダの縮み動作(ブーム下げ)が遅
いためであるので、手順207において偏差ΔDに係数
Kを乗じた値KΔDを目標ブームシリンダ速度Vbc1に
加え、偏差ΔDが負の場合はバケット1cの先端が目標
掘削軌跡の下にあり、ブームシリンダの縮み動作(ブー
ム下げ)が速いためであるので、手順208において偏
差ΔDにフィードバックゲインKを乗じた値KΔDを目
標ブームシリンダ速度Vbc1から引き、目標掘削軌跡と
の偏差を打ち消すようにそれぞれ目標ブームシリンダ速
度Vbc1を補正する。On the other hand, if the signal from the trajectory control switch 7Aa does not indicate horizontal pulling, the process proceeds to step 205, where it is determined whether the signal from the trajectory control switch 7Aa indicates horizontal pressing, and Is determined, the sign of the deviation ΔD is determined in step 206, and the deviation Δ
If D is positive, since the tip of the bucket 1c is on the target excavation locus and the contraction operation (boom lowering) of the boom cylinder is slow, the value KΔD obtained by multiplying the deviation ΔD by the coefficient K in step 207 is set as the target. If the deviation ΔD is negative in addition to the boom cylinder speed V bc1 , the tip of the bucket 1c is below the target excavation trajectory, and the contraction operation (boom lowering) of the boom cylinder is fast. pull the value KΔD multiplied by the feedback gain K from the target boom cylinder speed V bc1, it corrects the respective so as to cancel the deviation between the target excavation locus target boom cylinder speed V bc1.
【0107】以上のように目標ブームシリンダ速度V
bc1を補正し、この目標ブームシリンダ速度Vbc1と演算
部9sで計算した目標アームシリンダ速度Vac1でブー
ムシリンダ及びアームシリンダを動かすことにより、バ
ケット先端は目標掘削軌跡に沿って動けるようになる。
また、複合操作補正スイッチ7cがONで、複合操作補
正の指示がなされている場合は、制御係数Kを通常の係
数K1より小さな値K2とするため、偏差ΔDにフィー
ドバックゲインKを乗じた値KΔDが小さくなり、バケ
ット1cの先端と目標掘削軌跡との偏差ΔDが生じて
も、偏差を打ち消すようにブームの動作速度に対して働
く補正が弱くなる。このため、複合操作補正演算部9j
における指令電流−流量特性の学習補正処理において、
学習のパラメータとなる制御動作の誤差が顕著になり、
補正値の演算精度を高めることができる(後述)。As described above, the target boom cylinder speed V
bc1 corrected by moving the boom cylinder and the arm cylinder in the target arm cylinder speed V ac1 calculated between the target boom cylinder speed V bc1 calculating unit 9s, bucket tip is as move along the target excavation locus.
When the composite operation correction switch 7c is ON and a composite operation correction instruction is given, the value KΔD obtained by multiplying the deviation ΔD by the feedback gain K is used to set the control coefficient K to a value K2 smaller than the normal coefficient K1. Becomes smaller, and even if there is a deviation ΔD between the tip of the bucket 1c and the target excavation trajectory, the correction acting on the operating speed of the boom to cancel the deviation is weakened. Therefore, the composite operation correction operation unit 9j
In the learning correction process of the command current-flow rate characteristic in
The error of the control operation that becomes a parameter of learning becomes remarkable,
The calculation accuracy of the correction value can be improved (described later).
【0108】バルブ指令演算部9gでは、演算部9tで
求めたブームシリンダ3aの補正用目標シリンダ速度が
ブーム上げ方向のものである場合は流量制御弁105a
のブーム上げの目標流量を求め、ブーム下げ方向のもの
である場合はブーム下げの目標流量を求め、更にこれら
の目標流量から比例電磁弁150a,150bの指令値
(指令電流)を計算する。In the valve command calculation section 9g, if the correction target cylinder speed of the boom cylinder 3a obtained in the calculation section 9t is in the boom raising direction, the flow control valve 105a
The boom raising target flow rate is calculated, and if the boom is in the boom lowering direction, the boom lowering target flow rate is determined, and the command values (command currents) of the proportional solenoid valves 150a and 150b are calculated from these target flow rates.
【0109】ここで、制御ユニット9Aには、比例電磁
弁150aと流量制御弁105aの指令電流−流量特性
及び比例電磁弁150bと流量制御弁105aの指令電
流−流量特性として、先の実施形態と同様、図12に示
したようなブーム上げの指令電流IBUと目標流量QBU及
びブーム下げの指令電流IBDと目標流量QBDとの関係が
記憶されており、バルブ指令演算部9gではこの関係を
用いて比例電磁弁150a,150bの指令電流を計算
する。Here, the control unit 9A includes the command current-flow characteristics of the proportional solenoid valve 150a and the flow control valve 105a, and the command current-flow characteristics of the proportional solenoid valve 150b and the flow control valve 105a. Similarly, the relationship between the boom raising command current I BU and the target flow rate Q BU and the boom lowering command current I BD and the target flow rate Q BD as shown in FIG. 12 are stored. The command current of the proportional solenoid valves 150a and 150b is calculated using the relationship.
【0110】複合操作補正演算9jでは、上記のブーム
とアームによる軌跡制御でバルブ指令演算部9gで用い
る指令電流−流量特性の学習補正処理を行う。この学習
補正処理の考え方は、先の実施形態における領域制限掘
削制御で学習補正処理を行う場合の考え方と同じであ
る。In the composite operation correction calculation 9j, learning correction processing of the command current-flow rate characteristics used in the valve command calculation unit 9g is performed by the trajectory control by the boom and the arm. The concept of the learning correction process is the same as the concept of the case where the learning correction process is performed in the area limited excavation control in the above embodiment.
【0111】即ち、本実施形態の学習補正処理は、軌跡
制御スイッチ7Aaからの信号が軌跡制御の開始を指示
している状態で複合操作補正スイッチ7cをONにして
制御モードを学習補正モードに切り換え、軌跡制御を行
いながら行う点に特徴がある。また、補正の対象はブー
ム用流量制御弁105aのブーム上げ方向の指令電流−
流量特性とブーム下げ方向の指令電流−流量特性であ
り、アーム用流量制御弁105bの指令電流−流量特性
のバラツキはブームの指令電流−流量特性の補正で吸収
する点にも特徴がある。更に、学習補正モードでは、フ
ィードバック制御量演算部9tで用いるフィードバック
ゲインKをK1からK2の小さな値に変更し、軌跡制御
時のフィードバック演算の補正量を少なくし、指令電流
−流量特性のバラツキによる制御動作の誤差を顕著に
し、補正精度を向上させる点にも特徴がある。That is, in the learning correction processing of this embodiment, the control mode is switched to the learning correction mode by turning on the composite operation correction switch 7c while the signal from the trajectory control switch 7Aa indicates the start of trajectory control. It is characterized in that it is performed while performing trajectory control. The correction target is a command current of the boom flow control valve 105a in the boom raising direction.
The flow characteristic and the command current-flow characteristic in the boom lowering direction are also characterized in that the variation in the command current-flow characteristic of the arm flow control valve 105b is absorbed by the correction of the command current-flow characteristic of the boom. Further, in the learning correction mode, the feedback gain K used in the feedback control amount calculation unit 9t is changed from K1 to a small value of K2, the correction amount of the feedback calculation at the time of the trajectory control is reduced, and the command current-flow rate characteristic varies. Another feature is that the error in the control operation is remarkable and the correction accuracy is improved.
【0112】ブームの指令電流−流量特性の補正方法
は、先の実施形態で図13(a)、図13(b)及び図
14を用いて説明したものと同じである。ただし、図1
4における設定領域の境界は目標掘削軌跡となり、指令
電流−流量特性のバラツキによる制御動作の誤差を算出
するために、この目標掘削軌跡を挟んで目標制御範囲が
設定される。The method of correcting the command current-flow rate characteristic of the boom is the same as that described with reference to FIGS. 13 (a), 13 (b) and 14 in the previous embodiment. However, FIG.
The boundary of the set area in 4 is a target excavation trajectory, and a target control range is set with the target excavation trajectory interposed therebetween in order to calculate a control operation error due to a variation in the command current-flow rate characteristic.
【0113】複合操作補正演算部9Ajにおける学習補
正処理の内容は、先の実施形態で図15〜図17を用い
て説明したものと実質的に同じである。ただし、図16
のフローチャートで示した補正値演算の処理手順のう
ち、手順131,133は、図11の手順131A,1
33Aに置き換わる。即ち、手順131Aでは軌跡制御
スイッチ7Aaからの信号を入力し、水平引き動作が指
示されているかどうかを判断し、水平引き動作が指示さ
れていれば手順132に進み、ブーム上げの学習補正処
理をし、指示されていなければ手順133Aに進み、軌
跡制御スイッチ7Aaからの信号が水平押し動作を指示
しているかどうかを判断し、水平押し動作が指示されて
いれば手順134に進み、ブーム下げの学習補正処理を
行う。The contents of the learning correction processing in the composite operation correction calculation section 9Aj are substantially the same as those described in the previous embodiment with reference to FIGS. However, FIG.
Of the correction value calculation shown in the flowchart of FIG.
33A. That is, in step 131A, the signal from the trajectory control switch 7Aa is input, and it is determined whether or not the horizontal pulling operation is instructed. If the horizontal pulling operation is instructed, the process proceeds to step 132, where the learning correction processing for the boom raising is performed. If not, the process proceeds to step 133A, where it is determined whether or not the signal from the trajectory control switch 7Aa indicates a horizontal push operation. If the horizontal push operation is instructed, the process proceeds to step 134 to lower the boom. A learning correction process is performed.
【0114】また、本実施形態の図17に示すフローチ
ャートの手順141〜149の学習補正モードでの処理
手順においても、フィードバック制御量演算部9tにお
いて、軌跡制御で用いるフィードバックゲインKがK1
からK2(<K1)に変更されており(図21の手順1
11b)、アームクラウドとブーム上げ動作によりより
水平引きを自動的に行っていく場合、アームダンプとブ
ーム下げによって水平押しを自動的に行っていく場合の
いずれの場合も、偏差ΔDにフィードバックゲインKを
乗じた値(図21の手順203,204で用いる値)が
小さくなり、いずれもバケット1cの先端と目標掘削軌
跡との偏差ΔDが生じても、偏差を打ち消すようにブー
ムの動作速度に対して働く補正が弱くなる。このため、
指令電流−流量特性のバラツキによる制御動作の誤差が
顕著となり、バケット先端が図14に示した目標制御範
囲内に位置する頻度が減少し、即ちバケット先端が目標
制御範囲の下又は上にある頻度が増加し、その結果図1
7の手順146,147でのカウンタ1〜8での加算回
数及び減算回数が増加し、手順149でカウンタ1〜8
の値から求める補正値の演算精度が向上する。Also, in the processing procedure in the learning correction mode in steps 141 to 149 of the flowchart shown in FIG. 17 of the present embodiment, the feedback gain K used in the trajectory control is K1 in the feedback control amount calculating section 9t.
To K2 (<K1) (step 1 in FIG. 21).
11b) In both the case where the horizontal pull is automatically performed by the arm cloud and the boom raising operation, and the case where the horizontal pushing is automatically performed by the arm dump and the boom lowering, the feedback gain K is added to the deviation ΔD. (The value used in steps 203 and 204 in FIG. 21) becomes smaller, and even if a deviation ΔD between the tip of the bucket 1c and the target excavation trajectory occurs, the operation speed of the boom is canceled so as to cancel the deviation. Working correction is weakened. For this reason,
An error in the control operation due to the variation in the command current-flow rate characteristic becomes remarkable, and the frequency at which the bucket tip is located within the target control range shown in FIG. 14 decreases, that is, the frequency at which the bucket tip is below or above the target control range. Increases, and as a result, FIG.
In steps 146 and 147 of step 7, the number of additions and the number of subtractions in the counters 1 to 8 increase, and in step 149, the counters 1 to 8
The calculation accuracy of the correction value obtained from the value of is improved.
【0115】以上のように構成した本実施形態によって
も、電気レバー方式の操作レバー装置を用いた軌跡制御
機能を有する油圧駆動装置において、上記実施形態と同
様の効果が得られる。According to the present embodiment configured as described above, the same effects as those of the above embodiment can be obtained in a hydraulic drive device having a trajectory control function using an electric lever type operation lever device.
【0116】即ち、実際に複数の油圧アクチュエータの
複合操作により作業装置の動作を制御して指令電流−制
御量特性の補正値を求めると共に、その際にフィードバ
ックゲインを下げて制御を行うので、指令電流−制御量
特性のバラツキが制御偏差として顕著に現れ、この偏差
をもとにして得られた補正値の精度は高く、この補正値
を用いることにより油圧機器の製品毎のバラツキや複数
の油圧アクチュエータの複合操作による油圧の相互干渉
があっても作業装置の動作を精度良く制御することがで
きる。また、この補正は、複合操作補正スイッチ7cを
ONにすることで通常の制御動作中に自動的に行われる
ので、手間がかからず、短い時間で行うことができる。
更に、この補正は圧力補償をしているか否かという油圧
システムの違いにも係わらず適用できる。That is, the operation of the working device is actually controlled by the combined operation of the plurality of hydraulic actuators to obtain the correction value of the command current-control amount characteristic, and at that time, the feedback gain is lowered to perform the control. Variations in the current-control amount characteristic appear remarkably as control deviations, and the accuracy of the correction value obtained based on this deviation is high. The operation of the working device can be controlled with high accuracy even when there is mutual interference of hydraulic pressure due to the combined operation of the actuator. Further, since this correction is automatically performed during the normal control operation by turning on the composite operation correction switch 7c, it can be performed in a short time without any trouble.
Further, this correction can be applied regardless of the difference in the hydraulic system whether or not pressure compensation is performed.
【0117】なお、本発明は上記実施形態に限定され
ず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態で
は、フロント作業機1Aの位置と姿勢に関する状態量を
検出する手段として角度検出器を用いたが、シリンダの
ストロークを検出するストローク計を用いても良い。Note that the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, in the above embodiment, an angle detector is used as a means for detecting a state quantity related to the position and posture of the front work machine 1A, but a stroke gauge for detecting a stroke of a cylinder may be used.
【0118】また、指令電流−流量特性は4本の直線で
近似したが、それ以上あるいはそれ以下の数の直線で近
似しても良い。更に、カウンタが+か−かで補正値を求
めたが、カウンタの値に不感帯を設けてカウンタ値があ
る値以上あるいは以下の場合に補正値を求めるようにし
ても良い。Although the command current-flow rate characteristic is approximated by four straight lines, it may be approximated by more or less straight lines. Further, the correction value is determined based on whether the counter is + or-. However, a dead zone may be provided in the counter value, and the correction value may be determined when the counter value is a certain value or more.
【0119】また、上記実施形態では、学習補正モード
時にメモリ9kに補正値を記憶し、制御モード時にその
補正値を用いて指令電流−制御量特性を補正するように
したが、学習補正モード時に補正値を用いて指令電流−
制御量特性を補正してしまい、その補正後の指令電流−
制御量特性をメモリ9kに記憶し、制御モード時にその
補正後の指令電流−制御量特性を用いてもよい。In the above-described embodiment, the correction value is stored in the memory 9k in the learning correction mode, and the command current-control amount characteristic is corrected using the correction value in the control mode. Command current-
The control amount characteristic is corrected, and the corrected command current −
The control amount characteristic may be stored in the memory 9k, and the corrected command current-control amount characteristic may be used in the control mode.
【0120】また、上記実施形態では、指令電流−流量
特性を補正したが、バルブ指令演算部9g,9Ahで指
令電流−流量特性ではなく指令電流−アクチュエータ速
度特性を用いる場合は、指令電流−アクチュエータ速度
特性等、その他の特性を補正しても良い。In the above embodiment, the command current-flow rate characteristic is corrected. However, if the command current-actuator speed characteristic is used instead of the command current-flow rate characteristic in the valve command calculation units 9g and 9Ah, the command current-actuator speed characteristic is corrected. Other characteristics such as speed characteristics may be corrected.
【0121】更に、上記実施形態では、領域制限掘削制
御及び軌跡制御を行う油圧ショベルに本発明を適用した
が、それ以外の制御を行う油圧ショベルに本発明を適用
しても良い。Further, in the above embodiment, the present invention is applied to a hydraulic excavator that performs area-limited excavation control and trajectory control. However, the present invention may be applied to a hydraulic excavator that performs other control.
【0122】[0122]
【発明の効果】本発明によれば、実際に複数の油圧アク
チュエータの複合操作により作業装置の動作を制御して
指令電流−制御量特性の補正値を求めるので、得られた
補正値の精度は高く、油圧機器の製品毎のバラツキや複
数の油圧アクチュエータの複合操作による油圧の相互干
渉があっても作業装置の動作を精度良く制御することが
できる。また、この補正は通常の制御動作中に自動的に
行われるので、手間がかからず、短時間で行うことがで
きる。更に、この補正は圧力補償をしているか否かとい
う油圧システムの違いにも係わらず適用でき、汎用性に
優れる。According to the present invention, since the operation of the working device is actually controlled by the combined operation of a plurality of hydraulic actuators to obtain the correction value of the command current-control amount characteristic, the accuracy of the obtained correction value is high. The operation of the working device can be controlled with high accuracy even when there is high product-to-product variation of hydraulic equipment and mutual interference of hydraulic pressure due to combined operation of a plurality of hydraulic actuators. In addition, since this correction is automatically performed during a normal control operation, it can be performed in a short time without any trouble. Further, this correction can be applied irrespective of the difference in the hydraulic system whether or not pressure is compensated, and is excellent in versatility.
【0123】また、指令電流−制御量特性の補正値を求
める際、制御係数を通常の値より小さな値に変更するの
で、指令電流−流量特性のバラツキによる誤差が顕著に
なり、補正精度が向上する。Further, when the correction value of the command current-control amount characteristic is obtained, the control coefficient is changed to a value smaller than the normal value, so that the error due to the variation of the command current-flow rate characteristic becomes remarkable, and the correction accuracy is improved. I do.
【図1】本発明の一実施形態による油圧作業機械の制御
装置をその油圧駆動装置と共に示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a control device of a hydraulic working machine according to an embodiment of the present invention, together with a hydraulic drive device thereof.
【図2】本発明が適用される油圧ショベルの外観とその
周囲の設定領域の形状を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the appearance of a hydraulic shovel to which the present invention is applied and the shape of a setting area around the hydraulic shovel.
【図3】制御ユニットの制御機能を示すブロック図であ
る。FIG. 3 is a block diagram illustrating a control function of a control unit.
【図4】本実施形態の領域制限掘削で用いる座標系と領
域の設定方法を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a method of setting a coordinate system and an area used in the area limited excavation of the embodiment.
【図5】パイロット圧とアーム用の流量制御弁の吐出流
量との関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a pilot pressure and a discharge flow rate of a flow control valve for an arm.
【図6】方向変換制御補正速度ベクトル演算部における
全体の処理内容を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating the entire processing contents in a direction conversion control correction speed vector calculation unit.
【図7】方向変換制御補正速度ベクトル演算部における
設定領域内での方向変換制御演算の処理内容を示すフロ
ーチャートである。FIG. 7 is a flowchart illustrating a process of a direction conversion control calculation in a set area in a direction conversion control correction speed vector calculation unit.
【図8】方向変換制御演算におけるバケット先端と設定
領域の境界との距離Yaと係数hとの関係を示す図であ
る。FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between a distance Ya between a tip of a bucket and a boundary of a setting area and a coefficient h in a direction conversion control calculation.
【図9】バケット先端が設定領域内で方向変換制御され
た時の軌跡の一例を示す図で、(a)がバケット先端が
設定領域の境界に近づく場合、(b)がバケット先端が
設定領域の境界から離れる場合である。FIGS. 9A and 9B are diagrams illustrating an example of a trajectory when the direction of the bucket tip is controlled to change direction within the set area. FIG. 9A illustrates a case where the bucket tip approaches the boundary of the set area, and FIG. Is away from the boundary of.
【図10】方向変換制御補正速度ベクトル演算部におけ
る設定領域外での方向変換制御演算の処理内容を示すフ
ローチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing the processing contents of a direction conversion control calculation outside a set area in a direction conversion control correction speed vector calculation unit.
【図11】バケット先端が設定領域内で方向変換制御さ
れた時の軌跡の一例を示す図で、(a)がバケット先端
が設定領域の境界から離れる場合、(b)がバケット先
端が設定領域の境界に近づく場合である。11A and 11B are diagrams illustrating an example of a trajectory when the direction of the bucket tip is controlled to change direction within the set area. FIG. 11A illustrates a case where the bucket tip is separated from the boundary of the set area, and FIG. In this case.
【図12】ブーム上げの目標流量と指令電流との関係、
及びブーム下げの目標流量と指令電流との関係を示す図
である。FIG. 12 shows a relationship between a target flow rate for boom raising and a command current,
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a target flow rate for boom lowering and a command current.
【図13】指令電流−流量特性の補正の考え方を示す図
である。FIG. 13 is a diagram illustrating a concept of correcting a command current-flow rate characteristic.
【図14】指令電流−流量特性の補正値を求めるのに使
用する目標制御範囲を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a target control range used for obtaining a correction value of a command current-flow rate characteristic.
【図15】複合操作補正演算部における学習補正処理の
全体の処理内容を示すフローチャートである。FIG. 15 is a flowchart illustrating the entire processing content of a learning correction process in a composite operation correction calculation unit.
【図16】学習モード処理を示すフローチャートであ
る。FIG. 16 is a flowchart showing a learning mode process.
【図17】学習モード処理におけるブーム上げ、ブーム
下げの学習補正処理の詳細を示すフローチャートであ
る。FIG. 17 is a flowchart illustrating details of learning correction processing for boom raising and boom lowering in the learning mode processing.
【図18】本発明の他の実施形態による油圧作業機械の
制御装置を示す、図1と同様な図である。FIG. 18 is a view similar to FIG. 1, showing a control device for a hydraulic work machine according to another embodiment of the present invention.
【図19】制御ユニットの制御機能を示すブロック図で
ある。FIG. 19 is a block diagram illustrating a control function of the control unit.
【図20】制御ユニットの制御機能のうち設定・制御演
算部の処理機能を示すブロック図である。FIG. 20 is a block diagram illustrating processing functions of a setting / control calculation unit among the control functions of the control unit.
【図21】フィードバック制御量演算部の処理内容を示
すフローチャートである。FIG. 21 is a flowchart illustrating processing contents of a feedback control amount calculation unit.
【図22】学習モード処理を示すフローチャートであ
る。FIG. 22 is a flowchart showing a learning mode process.
1A フロント作業機 1B 車体 1a ブーム 1b アーム 1c バケット 1d 上部旋回体 1e 下部走行体 2 油圧ポンプ 3a〜3f 油圧アクチュエータ 4a〜4f 操作レバー装置 5a〜5f 流量制御弁 6 リリーフ弁 7a 領域制限スイッチ 7b 設定スイッチ 7c 複合操作補正スイッチ 8a,8b,8c 角度検出器 9 制御ユニット Reference Signs List 1A Front work machine 1B Body 1a Boom 1b Arm 1c Bucket 1d Upper swing body 1e Lower traveling body 2 Hydraulic pump 3a to 3f Hydraulic actuator 4a to 4f Operating lever device 5a to 5f Flow control valve 6 Relief valve 7a Area limit switch 7b Setting switch 7c Composite operation correction switch 8a, 8b, 8c Angle detector 9 Control unit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 冨田 ▲禎▼久 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 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tomita ▲ Sada ▼ Hisa Tsuchiura-machi, Tsuchiura-shi, Ibaraki Pref.
Claims (4)
目標値を計算し、予め設定した指令電流−制御量特性に
従ってその制御量の目標値から指令電流の値を計算し、
この指令電流の値を用いて流量制御弁を切り換え操作し
油圧アクチュエータを駆動することにより、その油圧ア
クチュエータを含む複数の油圧アクチュエータを複合操
作して作業装置の動作を制御する油圧作業機械の制御装
置において、 複合操作補正指示手段と、 この複合操作補正指示手段からの指令により、前記複数
の油圧アクチュエータを複合操作して作業装置の動作を
制御する時の位置情報から前記作業装置の制御動作の誤
差を計算し、この誤差に基づいて前記指令電流−制御量
特性の補正値を求める補正値演算手段と、 前記補正値を用いて前記指令電流−制御量特性を補正す
る特性補正手段と、 前記複合操作補正指示手段からの指令があるとき、前記
制御演算で用いる制御係数を変更する制御係数補正手段
とを備えることを特徴とする油圧作業機械の制御装置。1. A target value of a control amount is calculated by a control operation using a control coefficient, and a command current value is calculated from the target value of the control amount according to a preset command current-control amount characteristic.
A control device for a hydraulic work machine that controls the operation of a working device by operating a plurality of hydraulic actuators including the hydraulic actuator by operating a hydraulic actuator by switching a flow control valve using the value of the command current. An error in the control operation of the working device from position information when controlling the operation of the working device by performing a combined operation of the plurality of hydraulic actuators according to a command from the combined operation correction instructing device. Correction value calculating means for calculating a correction value of the command current-control amount characteristic based on the error; characteristic correction means for correcting the command current-control amount characteristic using the correction value; When there is a command from the operation correction instructing means, a control coefficient correcting means for changing a control coefficient used in the control calculation is provided. Hydraulic work machine control device.
おいて、前記制御係数補正手段は、前記制御演算で用い
る制御係数を通常制御時より小さな値に変更することを
特徴とする油圧作業機械の制御装置。2. A hydraulic work machine according to claim 1, wherein said control coefficient correction means changes a control coefficient used in said control calculation to a value smaller than that in a normal control. Control device.
おいて、前記補正値演算手段は、前記複数の油圧アクチ
ュエータを複合操作して前記作業装置の動作を制御する
時のその作業装置の現在位置と目標制御範囲とを比較
し、現在位置が目標制御範囲外にあるかどうかと、その
目標制御範囲外のいずれの側にあるかを演算する第1演
算手段と、この第1演算手段の演算結果に基づき前記指
令電流−制御量特性の補正値を演算する第2演算手段と
を有することを特徴とする油圧作業機械の制御装置。3. The control device for a hydraulic working machine according to claim 1, wherein said correction value calculating means controls the operation of said working device by controlling the operation of said working device by compoundly operating said plurality of hydraulic actuators. A first calculating means for comparing the position with the target control range and calculating whether the current position is outside the target control range and on which side outside the target control range; and And a second calculating means for calculating a correction value of the command current-control amount characteristic based on a calculation result.
おいて、前記作業装置は、建設機械の多関節型のフロン
ト作業機を構成するブーム及びアームを含み、前記第1
演算手段は、ブーム上げ・アームクラウド又はブーム下
げ・アームダンプによる複合操作で前記作業装置の動作
を制御する時のその作業装置の現在位置と目標制御範囲
とを比較して前記演算を行い、前記第2演算手段は、前
記指令電流−制御量特性として、ブーム用流量制御弁の
ブーム上げ方向又はブーム下げ方向の指令電流−流量特
性の補正値を演算することを特徴とする油圧作業機械の
制御装置。4. The control device for a hydraulic work machine according to claim 3, wherein said work device includes a boom and an arm which constitute an articulated front work machine of a construction machine, and
The calculating means performs the calculation by comparing the current position of the working device and the target control range when controlling the operation of the working device by a combined operation by boom raising / arm cloud or boom lowering / arm dumping, The second operation means calculates a correction value of the command current-flow rate characteristic of the boom flow control valve in the boom raising direction or the boom lowering direction as the command current-control amount characteristic. apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP15891998A JPH11350537A (en) | 1998-06-08 | 1998-06-08 | Controller of hydraulic working machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH11350537A true JPH11350537A (en) | 1999-12-21 |
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ID=15682217
Family Applications (1)
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