KR100559236B1

KR100559236B1 - 반복 작업 및 복귀 작업을 위한 굴삭기의 제어방법 및 이를 이용한 굴삭기

Info

Publication number: KR100559236B1
Application number: KR1019980050834A
Authority: KR
Inventors: 이정철
Original assignee: 볼보 컨스트럭션 이키프먼트 홀딩 스웨덴 에이비
Priority date: 1998-11-25
Filing date: 1998-11-25
Publication date: 2006-05-25
Also published as: KR20000033812A

Abstract

본 발명에 따른 굴삭기는 복귀 작업과 반복 작업을 수행한다. 복귀 작업 시에는 버켓의 선단이 직선을 따라 움직여 사용자가 버켓 선단의 궤적을 예측할 수 있어 사고의 가능성을 줄여준다. 아울러, 복귀 작업시 버켓의 선단은 시간에 대한 3차원 식에 따라 움직여, 액츄에이터에 가해지는 충격을 줄여준다. 반복 작업을 위한 방법은 반복 작업을 저장하는 단계와 반복 작업을 수행하는 단계를 가진다. 반복 작업을 저장하는 단계에서는 죠이스틱의 신호와 센서의 신호를 제어기의 메모리에 저장하고, 반복 작업을 수행할 때에는 메모리에 저장된 신호와 동일한 출력을 작업 장치에 보낸다. 반복 작업을 수행할 때 센서의 신호에 의거하여 피드백 제어를 하지만, 작업 오차가 허용한계치를 초과하는 경우에는 센서값과 죠이스틱 신호값을 진행시키지 않고, 오차가 허용한계치 내로 복귀하면 비로소 센서값과 죠이스틱 신호값을 진행시켜 피드백을 수행한다.

Description

반복 작업 및 복귀 작업을 위한 굴삭기의 제어방법 및 이를 이용한 굴삭기

본 발명은 중장비, 특히 굴삭기에 있어서, 소정의 반복된 작업을 수행하는 경우 그 반복 작업의 정확성을 높이는 제어방법과, 버켓 등의 작업 장치를 소정의 위치로 복귀시킬 때 직선 경로로 이동시켜 복귀 작업시 사고의 가능성을 줄이고 이동 경로에 대한 예측을 가능하게 하는 제어 방법, 및 이러한 방법을 이용한 굴삭기에 관한 것이다.

일반적으로 굴삭기와 같은 중장비는 대부분 다수의 작업 장치를 가지고 있으며, 특히 다관절이 실린더로 작동되는 중장비에 있어서는 관절 끝의 작업장치 선단이 움직이는 경로를 용이하게 예측할 수 있도록 제어하는 것이 바람직하다. 특히, 지형지물이 많은 공사장과 같은 장소에서 작업을 하는 경우, 복귀 경로를 예측하지 못하면 굴삭기의 버켓 등이 지형지물이나 사람과 충돌하여 사고를 유발시킬 가능성이 높으므로, 관절을 끝에 설치되는 작업장치의 선단을 예측가능한 경로로 움직이도록 제어할 필요가 있다.

이와 같은 복귀 작업 등에 있어서, 작업 장치의 이동 궤적이 결정되더라도 작업 장치의 이동 속도를 제어하여야 하는데, 이때 작업 장치는 시간에 대한 차원이 높은 함수에 따라 이동할수록 작업 장치의 이동이 원활하고 작업 장치에 가해지는 충격이 적어지게 된다. 만약, 소정의 시작 위치와 작업의 완료 위치 사이에서 중간 정도의 위치에서 최대의 속도를 갖도록 액츄에이터의 작동이 시간에 대한 1차식이 되는 경우, 속도가 최대가 되는 시점에서 속도가 급격하게 변하고 0이던 가속도가 갑자기 변화하므로 액츄에이터에 가해지는 충격이 크게 된다. 만약 액츄에이터가 시간에 대한 2차식에 따라 작동하는 경우에는 가속도는 속도가 최대가 되는 시점을 기준으로 부호가 바뀌게 되므로 역시 액츄에이터에 상당한 충격을 가하게 된다. 따라서, 통상 시간에 대한 3차 이상의 함수를 사용하여 작업 장치의 액츄에이터에 가해지는 충격을 완화시키고 있다.

일반적으로, 굴삭기와 같은 중장비에서는 반복하여 동일한 작업이 행해지는 경우가 많다. 예를 들어, 굴삭기가 소정의 위치에서 거의 동일한 경로로 굴삭작업을 반복하는 경우, 이를 사용자가 일일이 반복하면 피곤할 뿐만 아니라 작업 효율이 저하되는 문제점이 있었다. 따라서, 이와 같은 반복 작업을 효율적으로 수행하기 위하여 제어기에 소정 작업을 저장시켜 놓고 제어기가 반복작업을 제어하는 방법을 사용하고 있다. 예를 들어, 일본특허공개공보 평3-36971호에서는 반복 작업 시 반복 작업의 몇몇 지점을 기억하고 반복 작업시 운전자의 입력을 기억하여 반복 작업에서 현재 작업장치의 가장 가까운 위치로부터 기억된 운전자의 입력을 출력하여 반복 작업을 수행하였으나, 이는 반복 시작 위치로부터 작업을 하지 못한다는 단점과 작업 부하가 달라질 경우 피드백을 하지 않으므로 정확성이 떨어진다는 문제점이 있었다.

아울러, 피드백 제어 방법으로는 여러 가지 방법이 제안되고 사용되지만, 저가이면서도 비교적 정확한 제어를 행하기 위해서는 일반적으로 PID 제어가 사용되고 있다. PID 제어는 가장 많이 사용되는 제어방식이기는 하지만, 반복 작업을 저장할 때와 반복 작업을 수행할 때 작업 장치에 걸리는 부하에 많은 차가 생기게 되면 작동 오차가 상당히 커지게 되는 문제점이 있다.

도 1 과 같이, 일반적으로 굴삭기(1)는 도시된 바와 같이 캐터필러 위에 놓이는 몸체(9), 몸체에 연결되는 붐(7), 붐에 연결되는 암(5), 암에 연결되는 버켓(3)을 포함하며, 몸체를 선회시키기 위한 선회장치, 붐 실린더(11), 암 실린더(13), 버켓 실린더(15)를 액츄에이터로 가지고 있다. 통상 붐의 상대각을 측정하기 위한 센서는 붐이 몸체에 연결되는 부분(23)에 설치되고, 암의 상대각을 측정하기 위한 센서는 암과 붐이 연결되는 부분(21)에 설치되며, 버켓의 상대각을 측정하기 위한 센서는 버켓의 구동 링크 부분(19)에 설치된다.

본 발명의 일 목적은 굴삭기와 같이 다관절로 작동되는 작업장치를 갖는 중장비에서 작업장치의 선단이 직선 궤적으로 복귀할 수 있는 제어방법 및 이를 이용한 중장비를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 반복 작업시 작업을 매끄럽게 하고 충격을 감소시키기 위하여 시간에 대한 3차원의 식에 따라 작업 장치가 복귀할 수 있는 복귀 제어방법 및 이를 이용한 중장비를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 반복 작업을 행하는 중장비에 있어서, 반복 작업 저장시 사용자의 작업을 정확히 반복할 수 있는 반복 작업 제어방법 및 이를 이용한 중장비를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은, 복귀 작업시 피드백 제어의 정확도를 높이기 위하여 오차가 허용범위를 넘어가면 센서값과 신호를 진행시키지 않고 오차가 허용범위 내에 들어오면 비로소 센서값과 신호를 진행시키는 복귀 제어방법 및 이를 이용한 중장비를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은, 반복 작업시 중장비의 작업 장치 중에서 센서에 의한 피드백 제어가 불가능한 장치에 대해서 그 정확도를 향상시킬 수 있는 반복 제어 방법 및 이를 이용한 중장비를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 중장비의 제어기는, 반복 작업을 저장하는 모드에서 작업 장치가 작업을 수행하는 동안 센서의 위치신호와 상기 조작기로부터 제어기로 입력되는 신호를 순차적으로 메모리에 저장하고, 반복 작업을 수행하는 모드에서는 저장된 상기 조작기로부터의 신호와 저장된 센서 신호에 의거하여 피드백 제어를 실시하며 이 때 시간의 경과에 따라 판독된 센서의 위치신호와 작업장치로부터의 위치신호를 비교 연산하여 얻어지는 작업장치의 오차가 허용범위를 초과한 경우에는 오차가 허용범위 내에 도달할 때까지 상기 메모리로부터 판독되는 센서 신호값을 진행시키지 않는다.

바람직하게, 상기 오차가 허용범위 내로 복귀하면 상기 메모리로부터 다음의 센서 신호값을 판독하여 이를 근거로 피드백 제어를 한다. 아울러, 상기 피드백 제어는 바람직하게는 PID 제어기, 더욱 바람직하게는 비례제어기에 의하여 이루어진다. 상기 작업 장치는 붐, 붐에 작동적으로 연결된 암, 암에 작동적으로 연결된 버켓을 구비할 수 있으며, 상기 센서는 붐의 상대각을 측정하는 센서, 상기 암의 상대각을 측정하는 센서, 상기 버켓의 상대각을 측정하는 센서를 구비할 수 있다. 바람직하게 상기 조작기는 전기식 죠이스틱과 죠이스틱 버튼이며, 스위치 보드도 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 버켓과 상기 암 사이에 상기 버켓을 조작하기 위해 제공된 버켓 실린더, 상기 암과 상기 붐 사이에 상기 암을 조작하기 위하여 제공된 암 실린더, 및 상기 붐과 중장비의 몸체 사이에 상기 붐을 조작하기 위하여 제공된 붐 실린더를 더욱 구비한다. 상기 제어기에 접속된 유압제어밸브를 더욱 구비하며, 상기 유압 제어밸브는 상기 버켓 실린더, 상기 암 실린더 및 상기 붐 실린더에 유압 신호를 제공할 수 있다. 바람직하게 상기 붐 상대각 센서는 상기 붐 실린더가 상기 중장비의 몸체에 연결되는 부분에 설치되며, 상기 암 상대각 센서는 상기 붐이 상기 암과 결합하는 부분에 설치되며, 상기 버켓 상대각 센서는 상기 버켓과 상기 버켓 실린더 사이에 제공된 버켓 구동 링크에 제공된다.

다른 측면에서, 본 발명에 따른 굴삭기는 선회할 수 있는 몸체, 상기 몸체에 결합되어 구동되는 붐, 상기 붐에 일단이 결합된 암, 상기 암에 결합된 버켓, 상기 붐을 구동하기 위한 붐 실린더, 상기 암을 구동시키기 위한 암 실린더, 상기 버켓을 구동시키기 위한 버켓 실린더, 상기 실린더들에 유압 신호를 제공하는 유압제어밸브, 상기 유압제어밸브에 제어신호를 제공하는 제어기, 상기 제어기를 작동명령을 제공하는 조작기를 구비하며, 상기 제어기는 복귀 작업을 수행하기 위한 복귀 작업 수행부를 가지며, 상기 복귀 작업이 수행되면, 상기 붐, 상기 암, 상기 버켓이 임의의 위치에서, 미리 설정된 복귀 위치로 버켓의 선단이 직선을 따라 이동한다.

바람직하게, 상기 제어기는 임의의 위치에서 미리 설정된 복귀 위치로 이동하기 위한 궤적을 계산하기 위한 궤적 연산부, 상기 궤적 연산부의 결과에 따라 실린더들의 수축 및 연장 속도를 연산하기 위한 속도 연산부, 상기 속도 연산부의 결과에 따라, 상기 유압 제어밸브에 제공하기 위한 출력을 연산하는 출력 연산부를 구비한다. 더욱 바람직하게, 상기 붐 실린더가 상기 몸체에 연결되는 부분에 설치되는 붐 상대각 센서, 상기 붐이 상기 암과 결합하는 부분에 설치되는 암 상대각 센서, 상기 버켓과 상기 버켓 실린더 사이에 제공된 버켓 구동 링크에 제공되는 버켓 상대각 센서를 더욱 구비한다. 상기 복귀 작업시 상기 센서들의 측정치에 의거하여 피드백 제어가 이루어질 수 있으며, 바람직하게 상기 피드백 제어는 비례 제어기에 의하여 행해진다. 작업 장치에 가해지는 충격을 적게 하고 운동의 연속성을 유지하기 위하여 바람직하게, 상기 복귀 작업시 상기 버켓의 선단은 복귀 작업부터 복귀 작업 종료까지 시간에 대한 3차식으로 정해지는 속도로 이동된다.

상기 속도 연산부는 상기 버켓의 선단이 시간에 대한 3차식에 따라 이동되도록 연산할 수 있다. 또한, 상기 시간에 대한 3차식을 위한 계수는 복귀 작업이 시작되는 임의의 위치에서 버켓의 각도, 복귀 후의 버켓의 각도, 및 복귀 작업에 소용되는 시간에 의하여 계산될 수 있다.

다른 측면에서, 본 발명에 따른 굴삭기는, 선회할 수 있는 몸체, 상기 몸체에 결합되어 구동되는 붐, 상기 붐에 일단이 결합된 암, 상기 암에 결합된 버켓, 상기 붐을 구동하기 위한 붐 실린더, 상기 암을 구동시키기 위한 암 실린더, 상기 버켓을 구동시키기 위한 버켓 실린더, 상기 몸체를 선회시키는 선회장치, 상기 실린더들과 상기 선회장치에 유압 신호를 제공하는 유압제어밸브, 상기 유압제어밸브에 제어신호를 제공하는 제어기, 상기 제어기에 작동명령을 제공하는 조작기를 구비한 굴삭기, 상기 붐 실린더의 위치를 측정하기 위한 붐 상대각 센서, 상기 암의 위치를 측정하기 위한 암 상대각 센서, 및 상기 버켓의 위치를 측정하기 위한 버켓 상대각 센서를 구비하며, 상기 제어기는 상기 제어기는, 반복 작업을 저장하는 모드에서 작업 장치가 작업을 수행하는 동안 상기 센서들의 위치신호와 상기 조작기로부터 제어기로 입력되는 신호를 순차적으로 메모리에 저장하고, 반복 작업을 수행하는 모드에서는 저장된 상기 조작기로부터의 신호와 저장된 센서 신호에 의거하여 상기 붐 실린더, 상기 암 실린더, 상기 버켓 실린더에 피드백 제어를 실시하며 이 때 시간의 경과에 따라 판독된 센서의 위치신호와 작업장치로부터의 위치신호를 비교 연산하여 얻어지는 작업장치의 오차가 허용범위를 초과한 경우에는 오차가 허용범위 내에 도달할 때까지 상기 메모리로부터 판독되는 센서 신호값을 진행시키지 않으며, 상기 선회장치는 개루프 제어를 하고, 조작기를 통한 사용자의 선회 보정 조작을 통하여 몸체의 선회량을 보정한다.

바람직하게, 상기 조작기는 전기식 죠이스틱을 구비하며, 상기 전기식 죠이스틱을 통하여 선회 보정 출력치를 입력한다. 아울러, 바람직하게 상기 붐 상대각 센서는 상기 붐 실린더가 상기 중장비의 몸체에 연결되는 부분에 설치되며, 상기 암 상대각 센서는 상기 붐이 상기 암과 결합하는 부분에 설치되며, 상기 버켓 상대각 센서는 상기 버켓과 상기 버켓 실린더 사이에 제공된 버켓 구동 링크에 제공된다.

또 다른 측면에 있어서, 본 발명에 따른 굴삭기는, 선회할 수 있는 몸체, 상기 몸체에 결합되어 구동되는 붐, 상기 붐에 일단이 결합된 암, 상기 암에 결합된 버켓, 상기 붐을 구동하기 위한 붐 실린더, 상기 암을 구동시키기 위한 암 실린더, 상기 버켓을 구동시키기 위한 버켓 실린더, 상기 몸체를 선회시키는 선회장치, 상기 실린더들과 상기 선회장치에 유압 신호를 제공하는 유압제어밸브, 상기 유압제어밸브에 제어신호를 제공하는 제어기, 상기 제어기에 작동명령을 제공하는 조작기를 구비한 굴삭기, 상기 붐 실린더의 위치를 측정하기 위한 붐 상대각 센서, 상기 암의 위치를 측정하기 위한 암 상대각 센서, 및 상기 버켓의 위치를 측정하기 위한 버켓 상대각 센서를 구비하며, 상기 제어기는 상기 제어기는, 반복 작업을 저장하는 모드에서 작업 장치가 작업을 수행하는 동안 상기 센서들의 위치신호와 상기 조작기로부터 제어기로 입력되는 신호를 순차적으로 메모리에 저장하고, 반복 작업을 수행하는 모드에서는 저장된 상기 조작기로부터의 신호와 저장된 센서 신호에 의거하여 상기 붐 실린더, 상기 암 실린더, 상기 버켓 실린더에 피드백 제어를 실시하며 이 때 시간의 경과에 따라 판독된 센서의 위치신호와 작업장치로부터의 위치신호를 비교 연산하여 얻어지는 작업장치의 오차가 허용범위를 초과한 경우에는 오차가 허용범위 내에 도달할 때까지 상기 메모리로부터 판독되는 센서 신호값을 진행시키지 않으며, 상기 선회장치는 개루프 제어를 하고, 조작기를 통한 사용자의 선회 보정 조작에 따라 몸체의 선회량을 보정한다.

또 다른 측면에 있어서, 본 발명에 따른 굴삭기는, 선회할 수 있는 몸체, 상기 몸체에 결합되어 구동되는 붐, 상기 붐에 일단이 결합된 암, 상기 암에 결합된 버켓, 상기 붐을 구동하기 위한 붐 실린더, 상기 암을 구동시키기 위한 암 실린더, 상기 버켓을 구동시키기 위한 버켓 실린더, 상기 몸체를 선회시키는 선회장치, 상기 실린더들과 상기 선회장치에 유압 신호를 제공하는 유압제어밸브, 상기 유압제어밸브에 제어신호를 제공하는 제어기, 상기 제어기에 작동명령을 제공하는 조작기, 상기 붐 실린더의 위치를 측정하기 위한 붐 상대각 센서, 상기 암의 위치를 측정하기 위한 암 상대각 센서, 및 상기 버켓의 위치를 측정하기 위한 버켓 상대각 센서를 구비하며, 상기 제어기는, 반복 작업을 저장하는 모드에서 작업 장치가 작업을 수행하는 동안 상기 센서들의 위치신호와 상기 조작기로부터 제어기로 입력되는 신호를 순차적으로 메모리에 저장하고, 반복 작업을 수행하는 모드에서는 저장된 상기 조작기로부터의 신호와 저장된 센서 신호에 의거하여 상기 붐 실린더, 상기 암 실린더, 상기 버켓 실린더에 피드백 제어를 실시하며 이 때 시간의 경과에 따라 판독된 센서의 위치신호와 작업장치로부터의 위치신호를 비교 연산하여 얻어지는 작업장치의 오차가 허용범위를 초과한 경우에는 오차가 허용범위 내에 도달할 때까지 상기 메모리로부터 판독되는 센서 신호값을 진행시키지 않으며, 상기 선회장치는 개루프 제어를 하고, 조작기를 통한 사용자의 선회 보정 조작에 따라 몸체의 선회량을 보정하며, 복귀 작업을 수행하는 모드에서는 상기 버켓의 선단이 미리 설정된 복귀 위치까지 직선 경로를 통하여 이동한다.

아울러, 몸체, 상기 몸체에 결합되어 구동되는 붐, 상기 붐에 일단이 결합된 암, 상기 암에 결합된 버켓, 상기 붐을 구동시키기 위한 붐 실린더, 상기 암을 구동시키기 위한 암 실린더, 상기 버켓을 구동시키기 위한 버켓 실린더, 상기 몸체를 선회시키는 선회장치, 상기 실린더들과 상기 선회장치에 유압 신호를 제공하는 유압제어밸브, 상기 유압제어밸브에 제어신호를 제공하는 제어기, 상기 제어기에 작동명령을 제공하는 조작기, 상기 붐 실린더의 위치를 측정하기 위한 붐 상대각 센서, 상기 암의 위치를 측정하기 위한 암 상대각 센서, 및 상기 버켓의 위치를 측정하기 위한 버켓 상대각 센서를 구비한 굴삭기의 본 발명에 따른 반복 작업을 제어하는 방법에 있어서, (1) 사용자로부터 반복 작업의 시작 명령을 받는 단계, (2) 상기 반복 작업의 시작 명령시 붐, 암, 버켓의 위치를 제어기에 저장하는 단계, (3) 상기 붐, 암, 및 버켓에 대한 조작기로부터 조작 신호를 제어기에 저장하는 단계, (4) 상기 붐 상대각 센서값, 암 상대각 센서값, 및 상기 버켓 상대각 센 값을 저장하는 단계, (5) 반복 작업의 종료에 대한 입력을 받는 단계를 구비하는 반복 작업 저장 단계와; (1) 반복 작업의 시작에 대한 명령을 받는 단계, (2) 상기 붐, 암, 및 버켓을 초기 위치로 이동시키는 단계, (3) 상기 저장된 조작기의 조작 신호를 출력하는 단계, (4) 상기 붐, 암, 및 버켓이 허용오차범위를 넘었는지 판별하는 단계, (5) 상기 붐, 암, 및 버켓이 허용오차범위를 넘은 경우 허용오차범위 내로 들어올 때까지 센서값을 진행시키지 않으면서 제어기가 현재의 센서값을 근거로 피드백 제어를 수행하는 단계, 및 (6) 상기 붐, 암, 및 버켓이 허용오차범위 내인 경우 다음의 센서값을 판독하면서 이 센서값에 의거하여 피드백 제어를 수행하는 단계를 구비하는 반복 작업을 수행하는 단계를 구비한다.

바람직하게, 상기 피드백 제어는 PID 제어, 더욱 바람직하게는 비례 제어이며, 상기 조작 신호와 상기 센서값들은 일정한 시간 간격으로 저장된다.

상기 몸체의 선회에 대한 센서를 구비하지 않은 경우, 상기 몸체에 대한 선회는 개루프 제어를 실시하며, 사용자가 조작기를 통하여 지시하는 보정명령을 통하여 선회량을 제어를 할 수 있다.

아울러, 몸체, 상기 몸체에 결합되어 구동되는 붐, 상기 붐에 일단이 결합된 암, 상기 암에 결합된 버켓, 상기 붐을 구동시키기 위한 붐 실린더, 상기 암을 구동시키기 위한 암 실린더, 상기 버켓을 구동시키기 위한 버켓 실린더, 상기 몸체를 선회시키는 선회장치, 상기 실린더들과 상기 선회장치에 유압 신호를 제공하는 유압제어밸브, 상기 유압제어밸브에 제어신호를 제공하는 제어기, 상기 제어기에 작동명령을 제공하는 조작기, 상기 붐 실린더의 위치를 측정하기 위한 붐 상대각 센서, 상기 암의 위치를 측정하기 위한 암 상대각 센서, 및 상기 버켓의 위치를 측정하기 위한 버켓 상대각 센서를 구비한 본 발명에 따른 굴삭기의 복귀 작업을 제어하는 방법에 있어서, (1)복귀 위치 설정 명령이 내려지면 상기 붐 상대각 센서, 상기 암 상대각 센서, 및 상기 버켓 상대각 센서값에 따른 상기 붐, 상기 암, 및 상기 버켓의 위치를 저장하는 단계; (2)상기 붐, 상기 암, 및 상기 버켓의 이동으로 소정의 작업을 수행하는 단계; (3)조작기를 통하여 버켓의 복귀 명령을 받는 단계; (4)이동된 버켓 선단의 위치로부터 복귀 위치의 버켓 선단 위치까지 버켓의 선단이 직선 궤적를 그릴 수 있는 상기 버켓 실린더, 상기 암 실린더 및 상기 붐 실린더의 작동 조건을 연산하는 단계; 및 (5) 상기 직선궤도를 따라 움직일 때 실린더들의 작동 속도를 연산하는 단계를 구비한다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 적합한 실시예에 따른 중장비의 복귀 제어 방법, 반복 제어 방법 및 이를 수행하기 위한 중장비에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 굴삭기는 도 2 와 같이, 복귀 및 반복 스위치(40) 및 표시 패널(39)을 구비하고 있는 스위치 보드(37), 사용자가 작업 지시를 내리는 전기식 죠이스틱 및 버튼(35), 상기 스위치 보드(37) 및 죠이스틱 장치(35)에 접속된 제어기(31), 상기 제어기가 제어신호를 보내는 유압제어밸브(33), 피드백 제어를 위한 버켓 상대각 센서(19), 암 상대각 센서(21), 붐 상대각 센서(23), 유압제어밸브(33)의 유압작동 신호를 받는 붐 실린더(11), 암 실린더(13) 및 버켓 실린더(15) 등을 구비하고 있다. 제어기는 반복 작업이나 복귀 작업을 위한 각종 제어 알고리즘과 메모리를 구비하고 있으며, 굴삭기의 작업 장치에 설치된 센서(19, 21, 23)로 신호를 받아 작업을 수행한다. 유압제어밸브는 굴삭기의 오일 펌프와 연결되어 오일을 각 실린더로 보내며, 도 2 에 도시되지 않은 작업 장치, 예를 들면 몸체의 선회 장치 등의 각종 작업 장치로도 오일을 보낸다.

복귀 모드

일반적으로 복귀 모드란 버켓, 붐, 암 등의 작업 장치가 작업을 하여 임의의 위치에 있다고 하더라도 미리 설정된 위치로 이들 작업 장치를 복귀시키는 모드를 말한다. 이러한 복귀 위치는 미리 제어기에 사용자가 입력시켜 놓는다. 이와 같이 사용자가 복귀 위치를 설정해 놓은 다음, 사용자가 스위치 보드(37) 상의 복귀 버튼을 누르면, 굴삭기는 복귀 모드를 진행한다.

예를 들어 도 3과 같이, 현재 버켓 선단의 위치(A1)로부터 복귀 후 버켓 선단의 위치(B1)까지 버켓이 이동하는 경우, 이미 전술한 바와 같이 사용자에게 버켓 선단의 이동경로에 대한 예측성이나 사고의 예방 측면에서 버켓의 선단이 그림과 같이 직선(41)으로 움직이는 것이 바람직하다. 도 3에서는 편의를 위하여, 붐의 양단 사이를 각각 7a, 7b, 암의 양단 사이를 5a, 5b, 버켓의 양단 사이를 각각 3a, 3b로 나타내었다.

도 4에서는 버켓 선단의 위치와 버켓의 고정점에 대하여 더욱 상세하게 도시하였다. 이 도면에서 버켓의 선단은 A1에서 B1으로 이동하며, 버켓이 암에 고정된 부분은 A2에서 B2로 이동한다. 여기서 버켓의 선단부터 고정부분까지의 거리는 BL로 표시하였으며, X축으로 표시한 장비 기준 정면 방향에서 꺾인 각도를 각각 θ_A와 θ_B로 표시하였다(여기서 도면 상의 이들 각들은 x축을 기준으로 하므로 음의 값을 갖는다).

복귀 신호가 들어오면, 제어기(31)는 일단 메모리에서 복귀 위치를 판독한 다음에 시간에 대한 3차식으로 경로를 설정한다. 여기서 현재 위치에서 복귀 위치로 복귀하는 암 실린더의 최대 속도(RP_MAX)는 다음과 같이 연산될 수 있다.

RP_MAX = RP_MIN + A_D ×(VEL_RANGE/DEL_DISP) ...................(1)

단, 여기서 RP_MIN은 암 실린더가 움직이는 최소 설정 속도, A_D는 복귀 작업 시작 위치에서의 암 실린더의 길이와 복귀 작업 종료 위치에서 암 실린더의 길이의 차이, VEL_RANGE는 이미 설정된 기준 복귀 속도이고 DEL_DISP는 이미 설정된 암 실린더의 기준 복귀 거리이다. DEL-DISP는 VEL_RANGE에 따라 달라지며, 설정된 VEL-RANGE값과 DEL_DISP값은 제어기의 메모리에 저장되어 있다.

여기서 얻어진 RP_MAX에서 암의 속도가 최대일 때의 시간(MAX_T)을 다음과 같은 식에 의하여 구할 수 있다.

MAX_T = A_D/RP_MAX..............................................(2)

(2)에서 얻어지는 MAX_T를 근거로 시간에 대한 3차식을 이용하여 경로를 설정하기 위한 계수 M과 N을 다음과 같은 식에 의해 얻을 수 있다.

M = -3×(θ_A-θ_B)/MAX_T²..........................................(3)

N = 2×(θ_A-θ_B)/MAX_T³)..........................................(4)

여기서 M과 N을 근거로 버켓의 구동 속도(B_V)와 각도(B_A)를 다음과 같은 식에 의하여 구할 수 있다.

B_V = 2×M + 3×N×T²............................................(5)

B_A = θ_A + M×T²+N×T³............................................(6)

여기서, T는 진행하는 시간의 변수이다.

아울러, 버켓 선단이 Y = aX + b의 선을 따라 진행한다고 하면, 여기서 a와 b는 다음의 식으로 구할 수 있다.

a = (A1_Y - B1_Y)/(A1_X - B1_X)..................................(7)

b = A1_Y - a×A1_X .............................................(8)

단, 여기서 A1_X 와 A1_Y는 각각 A1의 X좌표 및 Y좌표이고 B1_X와 B1_Y는 각각 B1의 X좌표 및 Y좌표이다. 이러한 직선 경로를 시간에 대한 3차원 식에 따라 버켓이 움직이도록 설정하기 위한 식은 다음과 같다.

PM = -3 × (A1_X - B1_X)/MAX_T²...................................(9)

PN = 2×(A1_X - B1_X)/MAX_T³......................................(10)

B_X = A1_X + PM×T² + PN×T³......................................(11)

B_Y = a×B_X + b..................................................(12)

단 여기서, PM, PN은 버켓 선단의 위치를 계산하기 위한 계수, B_X와 B_Y는 버켓 선단의 X좌표와 Y좌표이다.

이에 따라, 버켓의 각도에 대한 경로 및 버켓의 좌표에 대한 경로가 결정된 후, 암 선단(A2, B2)의 궤적은 다음과 같이 계산될 수 있다.

A2_X=A1_X - BL × cos(θ_A)........................................(13)

A2_Y=A1_Y - BL × sin(θ_A)........................................(14)

B2_X=B1_X - BL × cos(θ_B)........................................(15)

B2_Y=B1_Y - BL × sin(θ_B)........................................(16)

단, 여기서 A2_X와 A2_Y는 각각 A2의 X좌표 및 Y좌표이고 B2_X와 B2_Y는 각각 B2의 X좌표 및 Y좌표이다.

이와 같이 A2 및 B2의 위치가 결정되면, 이와 유사한 방법으로 붐 선단의 위치도 연산하며, 제어기는 시간 T를 진행시키면서 B_X, B_Y의 위치에 버켓 선단이 오도록 실린더를 조작시킨다.

반복 작업

본 발명에 따른 반복 작업을 제어하는 방법에 대한 실시예에서 제어하는 방법은 크게 반복 작업을 저장하는 단계와 저장된 데이터에 따라 반복 작업을 수행하는 단계로 구분된다. 이하에서는 이를 도 5의 흐름도와 관련하여 상세하게 설명하도록 한다.

반복 작업을 저장하는 단계는 다음과 같다. 수동작업을 수행하던 중(101)에 반복 작업을 설정하기 위한 명령이 들어오면(103), 제어기(31)는 반복 작업 초기 위치를 메모리에 저장한다. 이어서 단계(107)에서는 시간의 경과에 따른 카운터(K)를 1로 설정하고, 사용자의 조작에 따른 죠이스틱 신호를 P_DATA(K)로 메모리에 저장한다. 이때 죠이스틱에 대한 신호를 저장하면서, 동시에 그 신호에 따른 작업이 수행된다. 그 다음 단계(113)에서는 센서값이나 센서값으로부터 연산되는 작업 장치의 위치를 저장한다. 이러한 작업은 반복 작업에 대한 입력을 종료하라는 입력이 있을 때까지 카운터(K)를 증가시키면서(117)반복된다. 반복작업에 대한 입력을 종료시킨다는 작업자의 명령이 있으면, 반복 작업을 저장하는 단계는 종료되며, 만약 필요하면 단계(119)에서 수동작업을 수행할 수 있다.

이하에서는 반복 작업을 수행하는 단계에 대하여 설명하도록 한다. 수동 작업 도중 반복 작업을 시작하라는 명령이 떨어지면 각 작업 장치는 단계(123)에서 초기의 위치로 이동한다. 여기서 다시 카운터(K)가 1로 설정되고(125), 반복 작업을 저장하는 단계에서 저장된 죠이스틱의 신호를 출력한다. 이에 따라 유압제어밸브(33)는 저장시 작업장치가 움직일 때 받았던 신호와 동일한 신호를 받아 움직이게 된다. 단계(129)에서는 미리 저장된 S_DATA(K)의 값으로부터 현재 작업장치의 위치가 허용한계치를 초과하였는지 여부에 대하여 확인한다. 그 결과 허용한계치를 넘은 경우에는 카운터(K)를 진행시키지 않고 바로 단계(133)로 넘어가 비례제어기에 의한 보상을 수행한다. 즉, 오차가 허용한계치를 넘은 경우 저장된 센서값이나 죠이스틱 신호값을 진행시키지 않고, 허용한계치를 넘었을 때의 센서값과 죠이스틱 신호값을 유지한다. 이와 같이 센서값이나 죠이스틱 신호값은 오차가 다시 허용한계치 내에 복귀할 때까지 반복된다. 반면, S_DATA(K)에 의해 연산된 오차가 허용한계치를 초과하지 않는 경우, 단계(131)에서 카운터를 증가시킨 다음에 이를 근거로 단계(133)에서 비례제어기에 의한 보상을 수행한다.

여기서 작업장치를 초기위치로 이동시키는 단계(123)는 이미 전술한 바와 같은 복귀 작업에 대한 알고리즘이 그대로 사용되었다. 또한, 도 5에서는 편의상 생략하였지만, 반복 작업을 정지하라는 명령을 받을 수 있는 단계가 단계(127)와 단계(133) 사이에 당연히 제공된다.

이와 같은 반복 작업시, 굴삭기의 몸체가 선회 운동을 하는 경우, 선회각에 대한 센서가 제공된 경우에는 별도의 제어방법이 필요하지 않지만, 선회각에 대한 센서가 제공되지 않아 피드백 제어를 할 수 없는 경우에는 개루프 제어를 실시한다. 이 때에는, 개루프 제어를 할 경우에는 오차가 커지므로, 사용자가 죠이스틱을 통하여 선회량을 조절하는 보정 작업을 수행하도록 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 복귀 작업에 대한 제어 방법에 따를 경우, 버켓 선단이 직선의 궤적을 그리게 되므로, 공사장 등과 같이 여러 개의 지형 지물이 있는 곳에서 버켓 선단의 궤적을 예측할 수 있어 사고의 가능성을 줄여준다. 아울러, 본 발명에 따른 반복 작업에 대한 제어 방법을 사용하면, 비례제어에 의하여 오차가 증가하면 센서값 및 신호값을 그대로 유지하고 오차가 허용한계치 내로 복귀하면 비로소 센서값 및 제어기의 출력값을 진행시키므로, 제어가 더욱 정밀하게 된다. 또한, 본 발명에 따른 굴삭기에 있어서는 선회장치에 대한 센서가 없는 경우에는 사용자가 죠이스틱을 통하여 보정치를 입력하므로 개루프에 의한 선회 시에도 작업에 대한 정밀도를 높일 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 방법이 사용되는 굴삭기에 대한 개략 정면도;

도 2는 굴삭기에서 사용되는 센서, 조작기, 작동 실린더의 관계를 나타내는 블록도;

도 3은 본 발명에 따른 굴삭기의 복귀 작업시 버켓 선단의 이동을 나타내는 선도;

도 4 는 버켓의 경로 설정에 대한 암 경로의 설정을 도시하는 선도; 및

도 5 는 본 발명에 따른 굴삭기의 반복 작업에 대한 흐름도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1: 굴삭기 3: 버켓

5: 암 7: 붐

9:몸체 11: 붐 실린더

13: 암 실린더 15: 버켓 실린더

19: 버켓 상대각 센서 21: 암 상대각 센서

23: 붐 상대각 센서 31: 제어기

Claims

소정의 작업을 수행하기 위한 작업장치, 이 작업장치를 제어하기 위한 제어기, 사용자가 상기 제어기로 제어신호를 제공하기 위한 조작기, 상기 작업장치의 위치를 감지하여 상기 제어기에 위치신호를 제공하는 센서를 포함하는 중장비에 있어서,

상기 제어기는, 반복 작업을 저장하는 모드에서 작업 장치가 작업을 수행하는 동안 센서의 위치신호와 상기 조작기로부터 제어기로 입력되는 신호를 순차적으로 메모리에 저장하고, 반복 작업을 수행하는 모드에서는 저장된 상기 조작기로부터의 신호와 저장된 센서 신호에 의거하여 피드백 제어를 실시하며 이 때 시간의 경과에 따라 판독된 센서의 위치신호와 작업장치로부터의 위치신호를 비교 연산하여 얻어지는 작업장치의 오차가 허용범위를 초과한 경우에는 오차가 허용범위 내에 도달할 때까지 상기 메모리로부터 판독되는 센서 신호값을 진행시키지 않는 것을 특징으로 하는 중장비.
제 1 항에 있어서, 상기 오차가 허용범위 내로 복귀하면 상기 메모리로부터 다음의 센서 신호값을 판독하여 이를 근거로 피드백 제어하는 것을 특징으로 하는 중장비.
제 2 항에 있어서, 상기 피드백 제어는 PID 제어기에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 중장비.
제 2 항에 있어서, 상기 피드백 제어는 비례 제어기에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 중장비.
제 4 항에 있어서, 상기 작업 장치는 붐, 붐에 작동적으로 연결된 암, 암에 작동적으로 연결된 버켓을 구비하며, 상기 센서는 붐의 상대각을 측정하는 센서, 상기 암의 상대각을 측정하는 센서, 상기 버켓의 상대각을 측정하는 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 중장비.
제 5 항에 있어서, 상기 조작기는 전기식 죠이스틱과 죠이스틱 버튼인 것을 특징으로 하는 중장비.
제 6 항에 있어서, 상기 버켓과 상기 암 사이에 상기 버켓을 조작하기 위해 제공된 버켓 실린더, 상기 암과 상기 붐 사이에 상기 암을 조작하기 위하여 제공된 암 실린더, 및 상기 붐과 중장비의 몸체 사이에 상기 붐을 조작하기 위하여 제공된 붐 실린더를 더욱 구비하는 것을 특징으로 하는 중장비.
제 7 항에 있어서, 상기 제어기에 접속된 유압제어밸브를 더욱 구비하며, 상기 유압 제어밸브는 상기 버켓 실린더, 상기 암 실린더 및 상기 붐 실린더에 유압 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 중장비.
제 8 항에 있어서, 상기 붐 상대각 센서는 상기 붐 실린더가 상기 중장비의 몸체에 연결되는 부분에 설치되며, 상기 암 상대각 센서는 상기 붐이 상기 암과 결합하는 부분에 설치되며, 상기 버켓 상대각 센서는 상기 버켓과 상기 버켓 실린더 사이에 제공된 버켓 구동 링크에 제공된 것을 특징으로 하는 중장비.
선회할 수 있는 몸체, 상기 몸체에 결합되어 구동되는 붐, 상기 붐에 일단이 결합된 암, 상기 암에 결합된 버켓, 상기 붐을 구동하기 위한 붐 실린더, 상기 암을 구동시키기 위한 암 실린더, 상기 버켓을 구동시키기 위한 버켓 실린더, 상기 실린더들에 유압 신호를 제공하는 유압제어밸브, 상기 유압제어밸브에 제어신호를 제공하는 제어기, 상기 제어기에 작동명령을 제공하는 조작기를 구비한 굴삭기에 있어서,

상기 제어기는 복귀 작업을 수행하기 위한 복귀 작업 수행부를 가지며, 상기 복귀 작업이 수행되면, 상기 붐, 상기 암, 상기 버켓이 임의의 위치에서, 미리 설정된 복귀 위치로 버켓의 선단이 직선을 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 굴삭기.
제 10 항에 있어서, 상기 제어기는 임의의 위치에서 미리 설정된 복귀 위치로 이동하기 위한 궤적을 계산하기 위한 궤적 연산부, 상기 궤적 연산부의 결과에 따라 실린더들의 수축 및 연장 속도를 연산하기 위한 속도 연산부, 상기 속도 연산부의 결과에 따라, 상기 유압 제어밸브에 제공하기 위한 출력을 연산하는 출력 연산부를 구비하는 것을 특징으로 하는 굴삭기.
제 11 항에 있어서, 상기 붐 실린더가 상기 몸체에 연결되는 부분에 설치되는 붐 상대각 센서, 상기 붐이 상기 암과 결합하는 부분에 설치되는 암 상대각 센서, 상기 버켓과 상기 버켓 실린더 사이에 제공된 버켓 구동 링크에 제공되는 버켓 상대각 센서를 더욱 구비하는 것을 특징으로 하는 굴삭기.
제 12 항에 있어서, 상기 복귀 작업시 상기 센서들의 측정치에 의거하여 피드백 제어가 이루어지는 것을 특징으로 하는 굴삭기.
제 10 항에 있어서, 상기 복귀 작업시 상기 버켓의 선단은 복귀 작업부터 복귀 작업 종료까지 시간에 대한 3차식으로 정해지는 속도로 이동하는 것을 특징으로 하는 굴삭기.
제 11 항에 있어서, 상기 속도 연산부는 상기 버켓의 선단이 시간에 대한 3차식에 따라 이동되도록 연산하는 것을 특징으로 하는 굴삭기.
제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 상기 시간에 대한 3차식을 위한 계수는 복귀 작업이 시작되는 임의의 위치에서 버켓의 각도, 복귀 후의 버켓의 각도, 및 복귀 작업에 소용되는 시간에 의하여 연산되는 것을 특징으로 하는 굴삭기.
선회할 수 있는 몸체, 상기 몸체에 결합되어 구동되는 붐, 상기 붐에 일단이 결합된 암, 상기 암에 결합된 버켓, 상기 붐을 구동하기 위한 붐 실린더, 상기 암을 구동시키기 위한 암 실린더, 상기 버켓을 구동시키기 위한 버켓 실린더, 상기 몸체를 선회시키는 선회장치, 상기 실린더들과 상기 선회장치에 유압 신호를 제공하는 유압제어밸브, 상기 유압제어밸브에 제어신호를 제공하는 제어기, 상기 제어기에 작동명령을 제공하는 조작기, 상기 붐 실린더의 위치를 측정하기 위한 붐 상대각 센서, 상기 암의 위치를 측정하기 위한 암 상대각 센서, 및 상기 버켓의 위치를 측정하기 위한 버켓 상대각 센서를 구비한 굴삭기에 있어서,

상기 제어기는, 반복 작업을 저장하는 모드에서 작업 장치가 작업을 수행하는 동안 상기 센서들의 위치신호와 상기 조작기로부터 제어기로 입력되는 신호를 순차적으로 메모리에 저장하고, 반복 작업을 수행하는 모드에서는 저장된 상기 조작기로부터의 신호와 저장된 센서 신호에 의거하여 상기 붐 실린더, 상기 암 실린더, 상기 버켓 실린더에 피드백 제어를 실시하며 이 때 시간의 경과에 따라 판독된 센서의 위치신호와 작업장치로부터의 위치신호를 비교 연산하여 얻어지는 작업장치의 오차가 허용범위를 초과한 경우에는 오차가 허용범위 내에 도달할 때까지 상기 메모리로부터 판독되는 센서 신호값을 진행시키지 않으며,

상기 선회장치는 개루프 제어를 하고, 조작기를 통하여 사용자가 입력하는 선회 보정 출력을 통하여 몸체의 선회량을 보정하는 것을 특징으로 하는 굴삭기.
제 17 항에 있어서, 상기 조작기는 전기식 죠이스틱을 구비하며, 상기 전기식 죠이스틱을 통하여 선회 보정 출력치를 입력하는 것을 특징으로 하는 굴삭기.
제 18 항에 있어서, 상기 붐 상대각 센서는 상기 붐 실린더가 상기 중장비의 몸체에 연결되는 부분에 설치되며, 상기 암 상대각 센서는 상기 붐이 상기 암과 결합하는 부분에 설치되며, 상기 버켓 상대각 센서는 상기 버켓과 상기 버켓 실린더 사이에 제공된 버켓 구동 링크에 제공된 것을 특징으로 하는 중장비.
선회할 수 있는 몸체, 상기 몸체에 결합되어 구동되는 붐, 상기 붐에 일단이 결합된 암, 상기 암에 결합된 버켓, 상기 붐을 구동하기 위한 붐 실린더, 상기 암을 구동시키기 위한 암 실린더, 상기 버켓을 구동시키기 위한 버켓 실린더, 상기 몸체를 선회시키는 선회장치, 상기 실린더들과 상기 선회장치에 유압 신호를 제공하는 유압제어밸브, 상기 유압제어밸브에 제어신호를 제공하는 제어기, 상기 제어기에 작동명령을 제공하는 조작기, 상기 붐 실린더의 위치를 측정하기 위한 붐 상대각 센서, 상기 암의 위치를 측정하기 위한 암 상대각 센서, 및 상기 버켓의 위치를 측정하기 위한 버켓 상대각 센서를 구비한 굴삭기에 있어서,

상기 제어기는, 반복 작업을 저장하는 모드에서 작업 장치가 작업을 수행하는 동안 상기 센서들의 위치신호와 상기 조작기로부터 제어기로 입력되는 신호를 순차적으로 메모리에 저장하고, 반복 작업을 수행하는 모드에서는 저장된 상기 조작기로부터의 신호와 저장된 센서 신호에 의거하여 상기 붐 실린더, 상기 암 실린더, 상기 버켓 실린더에 피드백 제어를 실시하며 이 때 시간의 경과에 따라 판독된 센서의 위치신호와 작업장치로부터의 위치신호를 비교 연산하여 얻어지는 작업장치의 오차가 허용범위를 초과한 경우에는 오차가 허용범위 내에 도달할 때까지 상기 메모리로부터 판독되는 센서 신호값을 진행시키지 않으며, 상기 선회장치는 개루프 제어를 하고, 조작기를 통한 사용자의 선회 보정 조작에 따라 몸체의 선회량을 보정하며,

복귀 작업을 수행하는 모드에서는 상기 버켓의 선단이 미리 설정된 복귀 위치까지 직선 경로를 통하여 이동하는 것을 특징으로 하는 굴삭기.
제 20 항에 있어서, 상기 복귀 작업시 상기 버켓의 선단은 복귀 작업부터 복귀 작업 종료까지 시간에 대한 3차식으로 정해지는 속도로 이동되는 것을 특징으로 하는 굴삭기.
몸체, 상기 몸체에 결합되어 구동되는 붐, 상기 붐에 일단이 결합된 암, 상기 암에 결합된 버켓, 상기 붐을 구동시키기 위한 붐 실린더, 상기 암을 구동시키기 위한 암 실린더, 상기 버켓을 구동시키기 위한 버켓 실린더, 상기 몸체를 선회시키는 선회장치, 상기 실린더들과 상기 선회장치에 유압 신호를 제공하는 유압제어밸브, 상기 유압제어밸브에 제어신호를 제공하는 제어기, 상기 제어기에 작동명령을 제공하는 조작기, 상기 붐 실린더의 위치를 측정하기 위한 붐 상대각 센서, 상기 암의 위치를 측정하기 위한 암 상대각 센서, 및 상기 버켓의 위치를 측정하기 위한 버켓 상대각 센서를 구비한 굴삭기의 반복 작업을 제어하는 방법에 있어서,

(1) 사용자로부터 반복 작업의 시작 명령을 받는 단계,

(2) 상기 반복 작업의 시작 명령시 붐, 암, 버켓의 위치를 제어기에 저장하는 단계,

(3) 상기 붐, 암, 및 버켓에 대한 조작기로부터 조작 신호를 제어기에 저장하는 단계,

(4) 상기 붐 상대각 센서값, 암 상대각 센서값, 및 상기 버켓 상대각 센서값을 저장하는 단계,

(5) 반복 작업의 종료에 대한 입력을 받는 단계를 구비하는 반복 작업 저장 단계와;

(1) 반복 작업의 시작에 대한 명령을 받는 단계,

(2) 상기 붐, 암, 및 버켓을 초기 위치로 이동시키는 단계,

(3) 상기 저장된 조작기의 조작 신호를 출력하는 단계,

(4) 상기 붐, 암, 및 버켓이 허용오차범위를 넘었는지 판별하는 단계,

(5) 상기 붐, 암, 및 버켓이 허용오차범위를 넘은 경우 허용오차범위 내로 들어올 때까지 센서값을 진행시키지 않으면서 제어기가 현재의 센서값을 근거로 피드백 제어를 수행하는 단계,

(6) 상기 붐, 암, 및 버켓이 허용오차범위 내인 경우 다음의 센서값을 판독하면서 이 센서값에 의거하여 피드백 제어를 수행하는 단계를 구비하는 반복 작업을 수행하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 반복 작업을 제어하는 방법.
제 22 항에 있어서, 상기 피드백 제어는 비례 제어인 것을 특징으로 하는 방법.
제 23 항에 있어서, 상기 조작 신호와 상기 센서값들은 일정한 시간 간격으로 저장되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 22 항에 있어서, 상기 몸체에 대한 선회는 개루프 제어를 실시하며, 사용자가 조작기를 통하여 지시하는 보정명령을 통하여 선회량을 제어하는 것을 특징으로 하는 방법.
몸체, 상기 몸체에 결합되어 구동되는 붐, 상기 붐에 일단이 결합된 암, 상기 암에 결합된 버켓, 상기 붐을 구동시키기 위한 붐 실린더, 상기 암을 구동시키기 위한 암 실린더, 상기 버켓을 구동시키기 위한 버켓 실린더, 상기 몸체를 선회시키는 선회장치, 상기 실린더들과 상기 선회장치에 유압 신호를 제공하는 유압제어밸브, 상기 유압제어밸브에 제어신호를 제공하는 제어기, 상기 제어기에 작동명령을 제공하는 조작기, 상기 붐 실린더의 위치를 측정하기 위한 붐 상대각 센서, 상기 암의 위치를 측정하기 위한 암 상대각 센서, 및 상기 버켓의 위치를 측정하기 위한 버켓 상대각 센서를 구비한 굴삭기의 복귀 작업을 제어하는 방법에 있어서,

복귀 위치 설정 명령이 내려지면 상기 붐 상대각 센서, 상기 암 상대각 센서, 및 상기 버켓 상대각 센서값에 따른 상기 붐, 상기 암, 및 상기 버켓의 위치를 저장하는 단계;

상기 붐, 상기 암, 및 상기 버켓의 이동으로 소정의 작업을 수행하는 단계;

조작기를 통하여 버켓의 복귀 명령을 받는 단계;

이동된 버켓 선단의 위치로부터 복귀 위치의 버켓 선단 위치까지 버켓의 선단이 직선궤적를 그릴 수 있는 상기 버켓 실린더, 상기 암 실린더 및 상기 붐 실린더의 작동 조건을 연산하는 단계; 및

상기 직선궤도를 따라 움직일 때 실린더들의 작동 속도를 연산하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 복귀 작업을 제어하는 방법.
제 26 항에 있어서, 작동 속도를 연산하는 단계에서는 상기 실린더들이 속도에 대한 3차원 식에 따라 움직이도록 연산하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 27 항에 있어서, 상기 연산은 마이컴이 행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 28 항에 있어서, 상기 작동 속도를 연산하는 단계에서는, 상기 버켓 실린더를 구동하는 속도는 이동된 위치에서 버켓의 각도와 복귀 위치에서 버켓의 각도에 의하여 연산되는 것을 특징으로 하는 방법.