JPS62248794A - Controller for position of drilling - Google Patents

Controller for position of drilling

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JPS62248794A
JPS62248794A JP9181986A JP9181986A JPS62248794A JP S62248794 A JPS62248794 A JP S62248794A JP 9181986 A JP9181986 A JP 9181986A JP 9181986 A JP9181986 A JP 9181986A JP S62248794 A JPS62248794 A JP S62248794A
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JP
Japan
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drilling
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rock drill
detector
distance
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聡 黒崎
勉 金子
匡弘 小泉
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Furukawa Mining Co Ltd
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Furukawa Mining Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、さく孔装置のさく孔位置法めを正確に行う
ことのできるさく孔位置制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a drilling position control device that can accurately determine the drilling position of a drilling device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般にトンネル掘削において発破孔をさく孔す    
゛るさく孔装置は、台車上に俯仰、旋回可能なブームを
枢支し、このブームの先端に、さく岩機を前後進可能に
搭載したガイドシェルを支持しており、この台車を切羽
付近に設置し、作業者が手動操作でさく岩機を所定のさ
く孔パターン゛に合わせるよう位置決めを行っていた。
Generally, drilling a blast hole in tunnel excavation
The drilling device has a boom that can be tilted up and down and rotated on a truck, and the tip of this boom supports a guide shell on which a rock drilling machine is mounted so that it can move forward and backward. The rock drill was installed in a hole, and workers manually positioned the rock drill to match the predetermined drilling pattern.

しかし、このようなさく孔装置の位置決め操作は難しく
熟練を要することろから、近年コンピュータ等による制
御装置を搭載し、さく孔パターンに従って順次指定位置
に指定角度でさく岩機を自動位置決めするさく孔装置が
提案されている(特公昭57−51518号・特開昭5
9−145894号等) このような自動化されたさく孔装置を用いる場合には、
演算処理により台車からの各さく孔の位置及び角度を決
定するために、通常、トンネルの後方から掘さくする切
羽面へ向けて照射される基準レーザービームの位置情報
を予め制御装置内のメモリに記憶させておき、基準レー
ザービームにさく岩機に装着したターゲットを合わせた
ときのブームの関節部の回転角とさく岩機の前後進距離
の情報から、台車のトンネル座標系における設置位置と
方向を算出していた。
However, the positioning operation of such drilling equipment is difficult and requires skill, so in recent years drilling machines have been equipped with computer-based control devices to automatically position the rock drilling machine at specified positions and at specified angles according to the drilling pattern. A device has been proposed (Japanese Patent Publication No. 57-51518,
No. 9-145894, etc.) When using such an automated drilling device,
In order to determine the position and angle of each hole to be drilled from the truck through arithmetic processing, the position information of a reference laser beam that is irradiated from the back of the tunnel toward the excavation face is usually stored in the memory in the control device in advance. The installation position and direction of the trolley in the tunnel coordinate system are determined from the rotation angle of the boom joint and the forward and backward movement distance of the rock drill when the reference laser beam is aligned with the target attached to the rock drill. was calculated.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

ところが、トンネルの掘進方向の中心線をZ軸、このZ
軸に直交する水平軸をX軸、X軸及びZ軸と直交する軸
をY軸とするトンネル座標系において、Z軸と平行な基
準レーザービームにさく岩機のターゲットを合わせ、上
記の如くブームの関節部の回転角とさく岩機の前後進距
離との情報から台車の設置位置と方向とを演算しても、
台車のZ軸を軸とする回転角、即ち、左右の傾きを算出
することはできない。そこで、正確にさく孔位置の制御
を行うため、台車は予め左右方向を水平に設置しなけれ
ばならず、台車のアウトリガ−を手動操作で調整したり
、台車に自動水平装置を設けて調整したりしているが、
台車設置に時間を要し、作業能率が低下し、設備費も嵩
む。また、超大形のさく孔装置では、アウトリガ−の操
作で完全な水平を出すことは不可能である。
However, if the center line of the tunnel in the direction of excavation is the Z axis, then this Z
In a tunnel coordinate system in which the horizontal axis perpendicular to the axis is the X axis, and the axis perpendicular to the X and Z axes is the Y axis, the target of the rock drilling machine is aligned with the reference laser beam parallel to the Z axis, and the boom is Even if the installation position and direction of the cart are calculated from the rotation angle of the joint and the forward and backward movement distance of the rock drill,
It is not possible to calculate the rotation angle of the cart around the Z axis, that is, the left and right inclination. Therefore, in order to accurately control the drilling position, the cart must be installed horizontally horizontally in advance, and the outriggers of the cart must be manually adjusted or an automatic leveling device installed on the cart. However,
It takes time to install the trolley, reducing work efficiency and increasing equipment costs. In addition, with extremely large drilling equipment, it is impossible to achieve perfect levelness by operating the outriggers.

この発明はさく孔位置制御装置における上記問題点を解
決するものであって、台車設置の際、左右の水を出すこ
となく正確なさく孔位置制御を行うことができ、台車の
設置に要する時間を短縮して作業能率を向上させ、自動
水平装置が不要で安価なさく孔装置を提供することを目
的とする。
This invention solves the above-mentioned problems in the drilling position control device, and when installing a trolley, it is possible to accurately control the drilling position without releasing water on the left and right sides, and it takes less time to install the trolley. The purpose of the present invention is to shorten the time required to improve work efficiency, and to provide an inexpensive drilling device that does not require an automatic leveling device.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明では、上記問題点を解決するため、台車上に俯
仰旋回可能にブームを枢支し、このブームでさく岩機を
前後進可能に搭載したガイドシェルを支持するさく孔装
置において、ブームの各関節部の回転角情報を発生する
角度検出器と、さく岩機の前後進の距離情報を発生する
距離検出器と、台車の傾斜角を検出する傾斜角検出器と
、台車が基準位置に設置されている場合に、さく岩機を
トンネル座標系の基準線に合わせるとき及び所定のさく
孔パターンによる各さく孔目標の位置と方向に合わせる
ときのさく岩機の移動に対し、角度検出器及び距離検出
器が発生すべき情報を予め記憶させる記憶装置と、作業
時に台車を設置した位置からさく岩機をトンネル座標系
の基準線に合わせたときの角度検出器、距離検出器、傾
斜角検出器の発生する情報及び記憶装置の予記憶情報か
ら台車の基準位置に対する位置すれと角度ずれを算出し
、さく孔目標の位置と方向にさく岩機を合わせるための
実PA”(0回転角及び前後進距離を算出して位置制御
指令信号を発生する中央処理装置とを設けてさく孔位置
制御装置を構成している。
In order to solve the above-mentioned problems, this invention provides a drilling device in which a boom is pivotably supported on a truck so that it can be tilted up and down, and this boom supports a guide shell on which a rock drilling machine is mounted so as to be able to move back and forth. An angle detector that generates rotation angle information of each joint, a distance detector that generates forward and backward distance information of the rock drill, and an inclination angle detector that detects the inclination angle of the cart, and when the cart is at the reference position. If installed, angle detectors are used to measure the movement of the rock drill when aligning it with the reference line of the tunnel coordinate system and when aligning it with the position and orientation of each drilling target according to the predetermined drilling pattern. and a storage device that stores information to be generated by the distance detector in advance, and an angle detector, distance detector, and inclination angle when the rock drill is aligned with the reference line of the tunnel coordinate system from the position where the cart is installed during work. The positional deviation and angular deviation of the cart from the reference position are calculated from the information generated by the detector and the pre-stored information in the storage device, and the actual PA'' (0 rotation angle) is calculated to align the rock drilling machine with the position and direction of the drilling target. and a central processing unit that calculates the forward and backward travel distance and generates a position control command signal, thereby forming a drilling position control device.

〔作用〕[Effect]

台車が基準位置に設置されている場合に、さく岩機をト
ンネル座標系の基準線に合わせるときのさく岩機の移動
と所定のさく孔パターンによる各さく孔目標の位置と方
向に合わせるときのさく岩機の移動とに対し各検出器が
発生すべき情報が予め記憶装置に記憶される0作業時に
、台車が実際に設置される位置と姿勢は、基準位置と一
致しないので、この位置からさく岩機をトンネル座標系
の基準線に合わせ、このときに各検出器が発生する情報
を記憶装置に予め記憶されている各検出器が発生すべき
情報と中央処理装置で比較し、台車の基準位置に対する
位置に対する位置ずれと角度ずれとを算出する。この算
出されたずれの値に基づいて各さく孔目標の位置と方向
に合わせるためのさく岩機の移動量を補正算出しブーム
の関節部の回転及びさく岩機の前後進を行う各アクチュ
エータを制御し、さく岩機を位置決めする。ここでは台
車の傾斜角検出器からの情報により台車の左右の傾きも
補正演算されるため、台車の水平設置調整を行わなくと
も正確な位置決めが行われる。
When the truck is installed at the reference position, the movement of the rock drill when aligning the rock drill with the reference line of the tunnel coordinate system and the position and direction of each drilling target according to the predetermined drilling pattern. The information that each detector should generate in response to the movement of the rock drill is stored in advance in the storage device.During zero work, the position and attitude where the cart is actually installed do not match the reference position, so The rock drill is aligned with the reference line of the tunnel coordinate system, and the central processing unit compares the information generated by each detector at this time with the information stored in advance in the storage device that should be generated by each detector. Calculate the positional deviation and angular deviation with respect to the reference position. Based on this calculated deviation value, the amount of movement of the rock drill to match the position and direction of each drilling target is corrected and calculated, and each actuator that rotates the boom joint and moves the rock drill forward and backward is adjusted. Control and position the rock drill. Here, the left and right inclinations of the cart are also corrected and calculated based on information from the cart's inclination angle detector, so accurate positioning can be performed without having to adjust the horizontal installation of the cart.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を参照しこの発明の詳細な説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は、この発明の実施例であるさく孔位置制御装置
を備えたさく孔装置の側面図である。さく孔装置10は
、台車11の基台12上にブーム台13を旋回軸14に
よって枢着し、このブーム台13にブーム15の下端を
俯仰軸16によって枢着している。ブーム15には、基
台12との間に旋回用油圧シリンダ(図示時)、ブーム
台13との間には俯仰用油圧シリンダ18が設けられて
旋回、俯仰可能になっている。ブーム15の上端には、
チルトアーム19がチルトアーム軸20によって枢着さ
れ、ブーム15との間にチルト用油圧シリンダ(図示時
)を設けて傾斜可能になっている。チルトアーム19に
は、スイングアーム22がスイングアーム軸23によっ
て枢着され、チルトアーム19との間にスイング用油圧
シリンダ(図示時)を設けて揺動可能になっている。ス
イングアーム22にはガイドマウンチング25が固設さ
れており、このガイドマウンチング25でガイドシェル
26を摺動可能に支承している。ガイドシェル26には
さく岩機27を搭載し、フィードモータ28で前後方に
移動可能としている。さく岩機27には、ビット29付
のロッド30を装着し、打撃と回転とを与えて切羽面3
1にさく孔を行う。
FIG. 1 is a side view of a drilling device equipped with a drilling position control device according to an embodiment of the present invention. In the drilling device 10, a boom stand 13 is pivotally mounted on a base 12 of a truck 11 via a pivot shaft 14, and a lower end of a boom 15 is pivotally attached to the boom stand 13 via an elevation shaft 16. The boom 15 is provided with a hydraulic cylinder for swinging (as shown) between it and the base 12, and a hydraulic cylinder 18 for elevating and elevating between it and the boom stand 13, so that it can pivot and elevate. At the upper end of the boom 15,
A tilt arm 19 is pivotally connected by a tilt arm shaft 20, and a tilt hydraulic cylinder (as shown) is provided between the boom 15 and the tilt arm 19, so that the tilt arm 19 can be tilted. A swing arm 22 is pivotally attached to the tilt arm 19 by a swing arm shaft 23, and a swing hydraulic cylinder (as shown) is provided between the swing arm 19 and the tilt arm 19, so that the swing arm 22 can swing. A guide mounting 25 is fixed to the swing arm 22, and the guide shell 26 is slidably supported by the guide mounting 25. A rock drill 27 is mounted on the guide shell 26, and can be moved forward and backward by a feed motor 28. A rod 30 with a bit 29 is attached to the rock drill 27, and the rock drill 27 is equipped with a rod 30 with a bit 29, and is applied with impact and rotation to drill the face 3.
1. Drill a hole.

このさく孔装置10のブーム15及びアーム19.22
の関節部である旋回軸14.俯仰軸16゜チルトアーム
軸20.スイングアーム軸23には、各々その回転角の
情報を発生する角度検出器1゜2.3.4が取付けられ
ており、ガイドシェル26には、さく岩機27の前後進
距離情報を発生する距離検出器5が取付けられ、更に基
台12に、台車の傾斜角情報を発生する傾斜角検出器6
が取付けられている。32はトンネル座標系のZ軸に平
行に設けられた基準線を示すレーザービーム、33はア
ウトリガ−134は制御装置である。
Boom 15 and arm 19.22 of this drilling device 10
The pivot shaft 14 is the joint of the . Elevation axis 16° Tilt arm axis 20. Angle detectors 1, 2, 3, and 4 are attached to the swing arm shafts 23, respectively, to generate information on their rotation angles, and the guide shell 26 generates information on the forward and backward movement distance of the rock drill 27. A distance detector 5 is attached to the base 12, and an inclination angle detector 6 that generates information on the inclination angle of the truck is further mounted on the base 12.
is installed. 32 is a laser beam indicating a reference line provided parallel to the Z axis of the tunnel coordinate system; 33 is an outrigger; and 134 is a control device.

第2図は、このさく孔位置制御装置のブロック図であり
、角度検出器1,2,3,4、距離検出器5、傾斜角検
出器6、記憶装置35、演算装置36を備えた中央処理
装置37、操作卓38、各検出器1. 2. 3. 4
. 5. 6及び操作卓38からの信号を受ける入力部
39.ブーム、アーム用°のシリンダやさく岩機のフィ
ードモータ等のアクチュエータの駆動を制御する公知の
油圧回路の電磁制御弁群40に制御指令信号を送出する
出力部41、及びオフライン計算機42とのインターエ
イス43から構成されている。
FIG. 2 is a block diagram of this drilling position control device. Processing device 37, operation console 38, each detector 1. 2. 3. 4
.. 5. 6 and an input section 39 that receives signals from the console 38. An output section 41 that sends control command signals to a group of electromagnetic control valves 40 of a known hydraulic circuit that controls the drive of actuators such as cylinders for booms and arms and feed motors of rock drills, and an interface with an offline computer 42. It is composed of Ace 43.

さく孔作業を行う場合、予めさく孔位置制御データをオ
フライン計算機42で作成し、中間媒体を介し、制御装
置34のインターエイス43を通して記憶装置35に記
憶させる。このさく孔位置制御データは、台車が基準位
置、すなわち、台車が切羽面31から所定距離後方のト
ンネル中央に、Z軸と台車前後方向中心線とを一致させ
左右を水平に設置された位置から、さく岩機27を基準
線となるレーザービーム32に合わせるための移動に対
応する各関節部の回転角、さく岩機の前後進距離データ
、及び所定のさく孔パターンによる各さく孔目標の位置
と方向に合わせるための移動に対応する回転角、前後進
距離データである。次いで、さく孔装置lOを切羽付近
に設置し、さく岩機27をレーザービーム32に合わせ
る。このとき各検出器1.2,3.4.5.6の検出デ
ータは、入力部39を通して中央処理袋W37に送られ
る。操作卓3Bの押ボタンを押すことにより台車位置計
算が開始され、演算装置36が記憶装置35に予め記憶
させた基準位置からレーザービーム32までの移動に対
応するデータを読出し、検出データと比較して台車の位
置及び角度のずれを算出し、台車位置データとして記憶
装置35に記憶させる。そこで操作卓38の自動運転ボ
タンを押すと、中央処理装置37は、予め記憶されてい
る基準位置からのさく孔制御データと、検出デ・−タに
基づいて算出された台車位置データとを記憶装置35か
ら読出し、演算装置36でさく岩機27を目標のさく孔
位置と方向に合わせるための移動に対応するさく孔制御
データの修正計算を行い、台車の実設置位置からのブー
ム15.アーム19゜22の関節部14,15,20.
22の回転角及びさく岩機29の前後進距離を操作制御
データとして記憶装置35に記憶させる。以上の修正処
理が終わるとさく孔が開始され、中央処理装置37は、
検出器1,2,3.4,5.6からの検出値と記憶され
た操作制御データとを比較しながら、位置制御指令信号
を発生する。この指令信号は出力部41を通して電磁制
御弁群40に送られ、さく孔装置10の各アクチュエー
タの駆動を制御して、さく岩機27をさく孔パターンに
従って目標とするさく孔の位置と方向へ移動させる。
When performing drilling work, drilling position control data is created in advance by the off-line computer 42 and stored in the storage device 35 through the inter-Ace 43 of the control device 34 via an intermediate medium. This drilling position control data is based on the position where the bogie is placed in the reference position, that is, in the center of the tunnel a predetermined distance behind the face 31, with the Z axis and the longitudinal centerline of the bogie aligned, and the left and right sides of the bogie are installed horizontally. , the rotation angle of each joint corresponding to the movement of the rock drill 27 to align it with the laser beam 32 serving as a reference line, the forward and backward movement distance data of the rock drill, and the position of each drilling target according to a predetermined drilling pattern. This is the rotation angle and forward/backward travel distance data corresponding to the movement to align with the direction. Next, the drilling device IO is installed near the face, and the rock drill 27 is aligned with the laser beam 32. At this time, the detection data of each detector 1.2, 3.4.5.6 is sent to the central processing bag W37 through the input section 39. Carriage position calculation is started by pressing the push button on the operation console 3B, and the calculation device 36 reads data corresponding to the movement from the reference position stored in advance in the storage device 35 to the laser beam 32, and compares it with the detected data. The position and angular deviation of the cart are calculated and stored in the storage device 35 as cart position data. When the automatic operation button on the console 38 is pressed, the central processing unit 37 stores the drilling control data from the pre-stored reference position and the bogie position data calculated based on the detected data. It is read from the device 35, and the arithmetic unit 36 performs a correction calculation of the drilling control data corresponding to the movement of the rock drill 27 to align it with the target drilling position and direction, and the boom 15. Joints 14, 15, 20 of arm 19°22.
The rotation angle of the rock drill 22 and the forward and backward movement distance of the rock drill 29 are stored in the storage device 35 as operation control data. After the above correction process is completed, drilling starts, and the central processing unit 37
A position control command signal is generated while comparing the detected values from the detectors 1, 2, 3.4, and 5.6 with the stored operation control data. This command signal is sent to the electromagnetic control valve group 40 through the output section 41, which controls the drive of each actuator of the drilling device 10 to move the rock drill 27 to the position and direction of the target hole according to the drilling pattern. move it.

操作制御データの計算は、この実施例では次の如くして
行っている。
In this embodiment, the operation control data is calculated as follows.

(a)  前述のトンネル座標系における切羽面上のさ
く孔目標位置のx、y、z座標及び目標孔尻のX。
(a) The x, y, z coordinates of the drilling target position on the face surface and the X of the target hole end in the tunnel coordinate system described above.

y、  z座標を指定する。Specify the y and z coordinates.

(b)  台車の前後方向中心線をY′軸、Y′軸に直
交する平面上で水平方向をX′軸、これと直交する方向
をY′軸とする台車座標系は、台車が基準位置に設置さ
れたときトンネル座標系と一致する。
(b) In the bogie coordinate system, where the longitudinal centerline of the bogie is the Y' axis, the horizontal direction on the plane perpendicular to the Y' axis is the X' axis, and the direction orthogonal to this is the Y' axis, the bogie is at the reference position. coincides with the tunnel coordinate system when placed in

ここでさく岩機27をZ′軸上後退端に置いた基準状態
から上記さく孔目標位置まで移動させるだめの各関節部
14,16,20.22の回転角θy、θx2+θx1
.θy4及びさく岩機27の前進距離1z、は、公知の
如く、さく孔装置10の各部分の寸法の幾何学的関係か
ら算出する。
Here, the rotation angles θy, θx2+θx1 of the respective joints 14, 16, 20, and 22 for moving the rock drill 27 from the reference state where it is placed at the backward end on the Z' axis to the above-mentioned drilling target position are determined.
.. θy4 and the forward distance 1z of the rock drilling machine 27 are calculated from the geometric relationship of the dimensions of each part of the drilling device 10, as is well known.

(C)  実作業時に台車が設置されたときの基準位置
からのずれに見合った修正計算を行うために用いる補助
データ列R1を計算する。
(C) Calculate an auxiliary data string R1 used to perform correction calculations commensurate with the deviation from the reference position when the cart is installed during actual work.

以上は、さく孔パターンに従ってさく孔順に全孔数につ
いて行う。
The above is performed for all holes in the order of drilling according to the drilling pattern.

(d)トンネル座標系と台車座標系とが一致している場
合に、さく岩機27の指定部分の2点をレーザービーム
32に合わせたときの各関節部14,16.20.22
の回転角Lθ)’++  Lθx2.  Lθ×、。
(d) Each joint 14, 16, 20, 22 when two points of the specified part of the rock drill 27 are aligned with the laser beam 32 when the tunnel coordinate system and the trolley coordinate system match.
Rotation angle Lθ)'++ Lθx2. Lθ×,.

LθVa+及びさく岩機27の前進距離t、1zsを、
切羽面31上にレーザー光線が照射される位置のx、y
、z座標に基づいて算出する。
LθVa+ and the forward distance t, 1zs of the rock drill 27,
x, y of the position where the laser beam is irradiated on the face 31
, calculated based on the z coordinate.

(e)  実作業時にさく岩機27をレーザービーム3
2に合わせたときの検出データから台車位置を計算する
ための補助データ列R2を計算する。
(e) Laser beam 3 is applied to the rock drill 27 during actual work.
An auxiliary data string R2 for calculating the position of the truck is calculated from the detection data obtained when the position is adjusted to 2.

以上の計算は、この実施例ではさく孔装置IOに搭載さ
れた制御装W、34の演算機能が不足しているため事務
所に設置されているオフライン計算機42を用いて行い
、その結果をカセットテープやフロッピィディスクの如
き中間媒体を介して制御装置34の記憶装置35に記憶
させているが、さく孔装置10に搭載した制御装置34
の能力が許せば、現場で行うこともできる。
The above calculations are performed using an offline computer 42 installed in the office since the control unit W, 34 installed in the drilling equipment IO lacks the calculation function in this embodiment, and the results are sent to a cassette. Although it is stored in the storage device 35 of the control device 34 via an intermediate medium such as a tape or a floppy disk, the control device 34 mounted on the drilling device 10
This can also be done on-site, if available.

(f)  実際に台車11を設置し、さく岩機27をレ
ーザービーム32に合わせると、各関節部14,16.
20.22の回転角L′θy+、L’ θx、、L′θ
3.L′ θYa、とさく岩機27の前進距離L′lz
、が各検出器1,2.3.4.5の発生する情報として
得られる。これらの値は台車座標系がトンネル座標系と
一致している場合のLθy、、L。
(f) When the cart 11 is actually installed and the rock drill 27 is aligned with the laser beam 32, each joint 14, 16...
20.22 rotation angles L'θy+, L'θx,, L'θ
3. L' θYa, advance distance of the rock drilling machine 27 L'lz
, is obtained as information generated by each detector 1, 2.3.4.5. These values are Lθy,,L when the bogie coordinate system matches the tunnel coordinate system.

θx、、Lθ3.Lθy、、Llz、とは異なる。そこ
で、補助データ列R2により操作量差分を座標差及び方
向余弦に変換する係数マトリックスRa。
θx,,Lθ3. It is different from Lθy,, Llz. Therefore, a coefficient matrix Ra is used to convert the operation amount difference into a coordinate difference and a direction cosine using the auxiliary data string R2.

を作成しこれを用いて次式の如きDLを求める。is created and used to find the DL as shown in the following equation.

ここで、DL+、DLz、DLコは、台車座標系におけ
るレーザービーム32の位置ずれのx、 y、  z座
標、DL、、DL、はその方向余弦のX、Y成分である
Here, DL+, DLz, and DL are the x, y, and z coordinates of the positional deviation of the laser beam 32 in the truck coordinate system, and DL, DL are the X and Y components of the cosine of the direction.

(1次の関係式を用いて、トンネル座標系における台車
位置ずれを計算する。
(Using a linear relational expression, calculate the bogie position shift in the tunnel coordinate system.

ここで、DEl、DEx 、DE3はトンネル座種糸に
おける台車ずれのX、Y、Z座標、RHx。
Here, DEl, DEx, and DE3 are the X, Y, and Z coordinates of the cart deviation in the tunnel seating thread, and RHx.

RHyは方向余弦DL、、DLSによる座標変換マトリ
クス、RHzは傾斜角検出器6の発生する傾斜角情報に
基づく座標変換マトリクス、L、、L2、L3はトンネ
ル座標系におけるレーザービームのx、y、z座標であ
る。
RHy is a coordinate transformation matrix based on the direction cosine DL, , DLS, RHz is a coordinate transformation matrix based on the tilt angle information generated by the tilt angle detector 6, L, , L2, L3 are the x, y, and y of the laser beam in the tunnel coordinate system. It is the z coordinate.

(1))台車位置ずれが無い場合のさく孔目標位置(x
(1)) Target drilling position (x
.

y、z)と実際の台車座標系におけるさく孔目標位置(
x”、y’、z’)との関係は、RHx・RHy−RH
z=RHとすれば次式で示される。
y, z) and the drilling target position (
x'', y', z') is RHx・RHy−RH
If z=RH, it is expressed by the following equation.

よって、(4)式より台車座標系における目標さく孔位
置(x’、y’、z’)を算出する。
Therefore, the target drilling position (x', y', z') in the truck coordinate system is calculated from equation (4).

Tl)  更に、次式によりさく孔角度の修正量を算出
する。
Tl) Furthermore, the correction amount of the drilling angle is calculated using the following formula.

ここでf、s、eはトンネル座標系における方向余弦の
x、y、z成分、f’、s”、e”は台車座標系におけ
る方向余弦の成分である。
Here, f, s, and e are the x, y, and z components of the direction cosine in the tunnel coordinate system, and f', s", and e" are the components of the direction cosine in the bogie coordinate system.

(a 補助データ列R5により台車座標系における座標
及び方向余弦差分を操作制御データの差分に変換する係
数マトリクスRatを作成し、次式により操作制御デー
タを算出する。
(a) Create a coefficient matrix Rat that converts the coordinate and direction cosine differences in the bogie coordinate system into differences in operation control data using the auxiliary data string R5, and calculate the operation control data using the following equation.

このθy、′、θx2′ θx3’  θ’Ia”lZ
s’の操作制御データに基づいてさく岩機27の位置決
め制御を行えば台車の設置位置が基準位置と異なってい
ても正確なさく孔を行うことができる。
This θy,', θx2'θx3'θ'Ia"lZ
By controlling the positioning of the rock drill 27 based on the operation control data of s', accurate drilling can be performed even if the installation position of the cart is different from the reference position.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明では、さく孔時の台車設置において、左右の水
平調整を行う必要がなく、正確なさく孔位置法めができ
るため、台車設置のための時間を短縮して作業能率を向
上させ、自動水平装置も不要で安価なさく孔装置を提供
することができる。
With this invention, there is no need to horizontally adjust the horizontal position when installing the cart during drilling, and accurate drilling positioning is possible, reducing the time required for installing the cart, improving work efficiency, and automatically It is possible to provide an inexpensive drilling device that does not require a horizontal device.

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

第1図は、この発明の一実施例であるさく孔位置制御装
置を備えたさく孔装置の側面図、第2図は、このさく孔
位置制御装置の実施例のブロック図である。 図中、1,2.3.4は角度検出器、5は距離検出器、
6は傾斜角検出器、lOはさく孔装置、11は台車、1
5はブーム、19はチルトアーム、22はスイングアー
ム、26はガイドシェル、27はさく岩機、32はレー
ザービーム、35は記憶装置、36は演算装置、37は
中央処理装置である。 手続補正書帽釦 昭和61年 6月 3日 昭和61年特許願第91819号 2、発明の名称 さく孔位置制御装置 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称     古河鉱業株式会社 4、代理人 住所 東京都千代田区丸の内−丁目4番2号東銀ビルヂ
ング 6階 628区 日栄特許事務所 ■100  電話 03−284−18765、補正の
対象 明細書の発明の詳細な説明の欄。 6、補正の内容 (1)  明細書第16ページ第9行目「(gl  補
助データ列R1により・・・・・・」を「(j)  補
助データ列R1により・・・・・・」と補正する。 以  上
FIG. 1 is a side view of a drilling device equipped with a drilling position control device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of this drilling position control device. In the figure, 1, 2, 3, 4 are angle detectors, 5 is a distance detector,
6 is an inclination angle detector, IO is a drilling device, 11 is a trolley, 1
5 is a boom, 19 is a tilt arm, 22 is a swing arm, 26 is a guide shell, 27 is a rock drill, 32 is a laser beam, 35 is a storage device, 36 is a calculation device, and 37 is a central processing unit. Procedural amendment cap button June 3, 1985 Patent Application No. 91819 2, Name of the invention Drilling position control device 3, Relationship with the person making the amendment Case Patent applicant name Koga Mining Co., Ltd. 4, Agent address: 6th floor, Tokyo Bank Building, 4-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo, 628-ku Nichiei Patent Office ■100 Phone: 03-284-18765 Detailed explanation of the invention in the specification to be amended. 6. Contents of amendment (1) In the 9th line of page 16 of the specification, "(gl According to auxiliary data string R1...") was changed to "(j) According to auxiliary data string R1..." Correct. That's all.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 台車上に俯仰、旋回可能にブームを枢支し、さく岩機が
前後進可能に搭載されたガイドシェルを前記ブームで支
持するさく孔装置において、ブームの各関節部の回転角
情報を発生する角度検出器と、さく岩機の前後進の距離
情報を発生する距離検出器と、台車の傾斜角情報を発生
する傾斜角検出器と、台車が基準位置に設置されている
場合に、さく岩機をトンネル座標系の基準線に合わせる
とき及び所定のさく孔パターンによる各さく孔目標の位
置と方向に合わせるときのさく岩機の移動に対し前記角
度検出器及び距離検出器が発生すべき情報を予め記憶さ
せる記憶装置と、作業時に台車を設置した位置からさく
岩機をトンネル座標系の基準線に合わせたときの前記角
度検出器、距離検出器、傾斜角検出器の発生する情報及
び前記記憶装置の予記憶情報から、台車の基準位置に対
する位置ずれと角度ずれを算出し、前記さく孔目標の位
置と方向にさく岩機を合わせるための回転角及び前後進
の距離を算出して位置制御指令信号を発生する中央処理
装置とを備えたことを特徴とするさく孔位置制御装置。
In a drilling device in which a boom is pivotably supported on a trolley so that it can be lifted up and down and rotated, and a guide shell on which a rock drill is mounted so as to be able to move forward and backward is supported by the boom, rotation angle information of each joint of the boom is generated. An angle detector, a distance detector that generates forward and backward distance information of the rock drilling machine, an inclination angle detector that generates information on the tilt angle of the truck, and when the truck is installed at the reference position, Information that the angle and distance detectors should generate for movement of the rock drill when aligning the machine with a reference line of a tunnel coordinate system and when aligning with the position and orientation of each drilling target according to a predetermined drilling pattern. information generated by the angle detector, distance detector, and inclination angle detector when the rock drill is aligned with the reference line of the tunnel coordinate system from the position where the cart is installed during work; From the pre-stored information in the storage device, calculate the positional deviation and angular deviation of the cart with respect to the reference position, calculate the rotation angle and forward and backward movement distance to align the rock drilling machine with the position and direction of the drilling target, and then calculate the position. A drilling position control device comprising a central processing unit that generates a control command signal.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991015655A1 (en) * 1990-04-03 1991-10-17 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Rock bed excavator
JP2003307085A (en) * 2002-04-16 2003-10-31 Furukawa Co Ltd Setting device and setting method for standard position and direction of boring machine
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JP2020105701A (en) * 2018-12-26 2020-07-09 ライト工業株式会社 Drilling device

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