KR100891369B1 - Electronic control device of hydraulic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유압장비의 전자제어 장치에 관한 것으로, 특히 유압을 이용하여 작동 및 작업하는 건설기계, 건설장비 등의 실린더와 실린더로드간의 충격 및 쇼크현상을 방지하며, 각종 작업을 위한 붐이나 암, 버켓의 작업위치를 입력시켜 반복작업이 가능하고, 작업물의 중량을 판단하여 기계요소들의 파손방지 및 과부하방지와 운전자의 피로감소, 작업효율을 증대시키는 유압장비의 전자제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electronic control device for hydraulic equipment, and in particular, to prevent the impact and shock phenomenon between the cylinder rod and the rod of the construction machinery, construction equipment, etc. to operate and work using hydraulic pressure, boom or arm for various operations, It is possible to repeat the work by inputting the working position of the bucket, and to determine the weight of the workpiece to prevent the breakage and overload of the mechanical elements and to reduce the fatigue of the operator, the electronic control device of the hydraulic equipment to increase the work efficiency.
일반적으로, 건설기계, 건설장비나 토목장비(이하 '유압장비'라고 함)는 토목공사나 건축공사에 쓰이는 기계의 총칭으로, 그 종류는 매우 다양하고 이동하기에 알맞은 것이라야 하며, 고장이 적고 내구성이 우수해야 한다는 것 등이 요구되는 한편, 유압장비에는 작업 편의와, 정밀한 제어 및 안정성 확보를 위하여 전자제어장치(Electronic Control Unit, ECU)를 사용하는 것이 일반화되고 있다.In general, construction machinery, construction equipment or civil engineering equipment (hereinafter referred to as 'hydraulic equipment') is a general term for machinery used in civil engineering or building construction, and its type should be very diverse and suitable for moving, with less trouble and durability. While it is required to be excellent, etc. on the other hand, the use of an electronic control unit (Electronic Control Unit, ECU) in the hydraulic equipment to ensure the convenience of work, precise control and stability has become common.
여기서, 전자제어장치는 이제 더 발전되어, 하나의 전자제어장치로서 건설기 계를 제어하는 것이 아니라, 각각의 모듈단위로 건설기계의 작업장치를 분류하여 복수의 ECU를 사용하여 제어하는 기술이 유압장비에 적용되고 있는 추세이다.Here, the electronic control device is further developed, and instead of controlling the construction machine as one electronic control device, the technology of classifying the work equipment of the construction machine by each module unit and controlling it using a plurality of ECUs is a hydraulic pressure. It is being applied to equipment.
이러한, 종래의 유압장비는 운전석에서 운전자가 유압 조이스틱을 작동시키게 되면 유압 신호를 유압 컨트롤 밸브로 전달하여 실린더를 작동시키는 원리로 유압장비의 실린더를 작동시키고 있으나, 실린더의 로드가 최대로 작동(인/아웃)할 경우 실린더를 구성하는 구조물간의 접촉이 발생되며, 이 접촉을 통하여 발생되는 충격으로 인하여 차량의 흔들림, 차량의 흔들림에 의한 운전자의 피로도 증가, 유압 장비를 구성하는 프레임의 피로도 증가로 인한 내구성 저하, 소음이 발생하는 문제점이 있었다.In the conventional hydraulic equipment, when a driver operates the hydraulic joystick in the driver's seat, the hydraulic signal is transmitted to the hydraulic control valve to operate the cylinder, but the cylinder of the hydraulic equipment is operated at maximum. / Out)), the contact between the structures constituting the cylinder is generated, due to the impact generated through this contact due to the shaking of the vehicle, the driver's fatigue due to the vehicle shaking, the fatigue of the frame constituting the hydraulic equipment Durability deterioration, there was a problem that noise occurs.
그리고, 종래의 유압장비는 운전자의 지속적인 유압 조이스틱의 조정을 통하여 유압 장비의 액츄에이터를 작동시켜야 하며, 동일한 반복 작동 조건에서도 지속적인 운전자의 작동을 필요로 하여 빈번한 반복 작업에 대하여 동작이 진행되는 사이클 타이밍 주기가 증대되며 작업자의 피로도가 증가되는 문제점이 있었다.In addition, the conventional hydraulic equipment has to operate the actuator of the hydraulic equipment through the continuous adjustment of the hydraulic joystick of the driver, and the cycle timing period in which the operation proceeds for frequent repetitive tasks by requiring the continuous operation of the driver even under the same repetitive operating conditions. There was a problem that increases and the fatigue of the worker is increased.
또한, 종래의 유압장비는 버켓에 작업 대상물을 담고 있을 경우 작업 대상물의 유출이 없도록 실린더의 이동을 진행해야 하는 작업이 빈번하게 발생되는데, 실린더의 이동 작업에서는 운전자의 숙련도에 따라서 작업의 효율성 및 안정성이 결정되고 있어 유압조이스틱의 복합 작동을 통하여 이룰 수 있는 숙련된 작업이므로 운전자의 피로도 또한 증가하는 문제점이 있었다.In addition, in the conventional hydraulic equipment, when the bucket contains the work object, the work frequently occurs to move the cylinder so that there is no leakage of the work object. In the movement of the cylinder, the efficiency and stability of the work according to the operator's skill Since it is determined that the skilled work can be achieved through the combined operation of the hydraulic joystick, there was also a problem that increases the fatigue of the driver.
더불어, 일부 유압장비에서는 기구적으로 실린더의 수평 기동이 가능하도록 장비 제작 업체에서 제작하는 경우도 있어 별도의 부가 구조물을 설치하기 위한 추 가적인 제조 비용이 소요되는 문제점이 있었다.In addition, some hydraulic equipment has a problem in that additional manufacturing costs for installing a separate additional structure because there is a case in which the manufacturer of the equipment to make the horizontal movement of the cylinder mechanically.
아울러, 종래의 유압장비는 장비 제조시 확정되는 최대 작업하중에 대하여 제한을 두고 있지만 실제 작업하는 대상물의 하중이 얼마나 되는지는 알 수 없이 운전자의 감각으로 작업을 하고 있어 사용 조건의 과부하에 대한 유압장비의 내구성 저하 및 안정성 저하를 초래하거나 안정성을 목적으로 작업 허용 하중 이하로 작업 대상물의 하중을 설정하여 작업을 할 경우 좀 더 오랜 시간의 작업이 요구되어 운전자의 피로도가 더 증가하는 문제점이 있었다.In addition, the conventional hydraulic equipment has a limitation on the maximum working load that is determined at the time of manufacturing the equipment, but working with the driver's sense without knowing how much load of the actual work object, the hydraulic equipment against the overload of the operating conditions In order to reduce the durability and stability of the work or to set the load of the work object below the work allowable load for the purpose of stability to work for a longer time is required to increase the fatigue of the driver.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로 여러가지 유형의 프로그램으로 입력되는 자료를 연산하여 건설기계, 건설장비 및 토목기계의 작동을 제어할 수 있는 유압장비의 전자제어 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the problems of the prior art as described above, and an electronic control apparatus for hydraulic equipment capable of controlling the operation of construction machinery, construction equipment, and civil engineering machinery by calculating data input by various types of programs. The purpose is to provide.
그리고, 본 발명의 다른 목적은 전자제어에 따른 전기 신호에 의해 발생되는 미세한 떨림을 제거하는 데 있다.In addition, another object of the present invention is to remove the minute vibration caused by the electrical signal according to the electronic control.
더불어, 본 발명의 또 다른 목적은 실린더에서 왕복운동으로 인/아웃되는 실린더로드의 거리를 굴절각도로 판독하여 댐핑방지, 굴착위치 설정, 덤핑위치 설정, 수평 설정 등의 기능을 수행할 수 있도록 하는 데 있다.In addition, another object of the present invention is to read the distance of the cylinder rod in / out in the reciprocating motion in the cylinder at the angle of refraction to perform functions such as damping prevention, excavation position setting, dumping position setting, horizontal setting, etc. have.
아울러, 본 발명의 다른 목적은 실린더의 압력을 체크하여 장비의 무게를 제외한 작업 대상물의 무게를 측정하여 장비에 과부하를 방지하도록 하는 데 있다.In addition, another object of the present invention is to check the pressure of the cylinder to measure the weight of the workpiece except the weight of the equipment to prevent overload on the equipment.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 각도센서를 부착시 볼트를 이용하는 가공부착방식을 간단히 마그네틱을 이용하여 설치할 수 있어 설치를 위한 가공단계가 불필요하여 설치의 용이성이 증대되는 데 있다.In addition, another object of the present invention is to increase the ease of installation because the machining attachment method using a bolt when attaching the angle sensor can be installed simply by using a magnetic process is unnecessary.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 유압장비의 전자제어 장치에 있어서, 유압장비의 붐이나 암을 조정하도록 연결된 전자조이스틱의 작동입력신호를 전달받아 연산 및 디스플레이, 운전자에 의한 동작설정신호를 입력시키는 메인컨트롤 러와, 전자조이스틱에 의해 동작하는 붐이나 암의 관절부분에 설치되는 각도센서와, 전자조이스틱에 의해 동작하는 붐이나 암의 실린더에 설치되는 압력센서와, 각도센서, 압력센서에서 산출된 데이터를 수집하여 메인컨트롤러로 CAN 통신 방식으로 전송 및 전자조이스틱의 작동입력신호를 전달받아 실린더의 작동을 컨트롤하는 유압컨트롤밸브를 동작시키는 확장컨트롤러로 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention, in the electronic control device of the hydraulic equipment, receives the operation input signal of the electronic joystick connected to adjust the boom or the arm of the hydraulic equipment, the operation and display, input the operation setting signal by the driver Calculated by the main controller, the angle sensor installed on the joint of the boom or the arm operated by the electronic joystick, the pressure sensor installed on the cylinder of the boom or the arm operated by the electronic joystick, the angle sensor and the pressure sensor It is characterized by consisting of an expansion controller for operating the hydraulic control valve to control the operation of the cylinder by collecting the data to the main controller and the CAN communication method to the transmission and receiving the operation input signal of the electronic joystick.
본 발명의 바람직한 실시 예로써, 상기 메인컨트롤러는 전자조이스틱의 미작동시 외부적인 영향에 따른 흔들림으로 전달되는 미세한 신호를 필터링 할 수 있도록 노이즈필터가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.As a preferred embodiment of the present invention, the main controller is characterized in that it further comprises a noise filter to filter the fine signal transmitted due to the shake due to external influence when the electronic joystick is inoperative.
본 발명의 바람직한 실시 예로써, 상기 메인컨트롤러는 고장 및 파손, 부품의 교체주기를 관리자와 상호 발신, 수신할 수 있는 단문 메시지 서비스 단말기가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.As a preferred embodiment of the present invention, the main controller is characterized in that it further comprises a short message service terminal capable of transmitting and receiving the failure and damage, parts replacement cycle with the manager.
본 발명의 바람직한 실시 예로써, 상기 각도센서는 붐이나 암의 굴절각도를 파악하여 실린더의 내부에서 인/아웃되는 실린더로드가 실린더 끝단과 충돌이 발생되지 않도록 하는 실린더 엔드 댐핑설정, 실린더로드의 인/아웃거리를 판별하여 굴착위치의 설정, 실린더로드의 최대 인/아웃거리를 판별하여 버켓의 덤프 위치 설정, 작업대상물의 유출되지 않도록 하는 수평 설정 등의 기능이 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the angle sensor is to determine the angle of refraction of the boom or arm cylinder end damping setting to prevent the cylinder rod in / out of the inside of the cylinder collision with the cylinder end, the cylinder rod in It is characterized in that it is configured to perform a function such as setting the excavation position by determining the / out distance, setting the dump position of the bucket by determining the maximum in / out distance of the cylinder rod, the horizontal setting to prevent the leakage of the workpiece.
본 발명의 바람직한 실시 예로써, 상기 압력센서는 실린더의 압력을 체크하여 붐이나 암 및 버켓의 무게를 제외한 작업 대상물의 무게를 판별할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.As a preferred embodiment of the present invention, the pressure sensor is characterized in that it is configured to determine the weight of the workpiece except for the weight of the boom or the arm and the bucket by checking the pressure of the cylinder.
본 발명의 바람직한 실시 예로써, 상기 유압컨트롤밸브에는 메인컨트롤러에서 설정된 기능이 확장컨트롤러로 전달되면, 확장컨트롤러에서는 전달받은 설정기능을 전기적 신호로 변환하여 송출하는데, 송출된 전기적 신호를 전달받을 수 있는 파이롯트유로의 압력을 제어하는 솔레노이드밸브가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment of the present invention, when the function set in the main controller is delivered to the expansion controller, the expansion controller converts the received setting function into an electrical signal and sends it to the hydraulic controller to receive the transmitted electrical signal. The solenoid valve for controlling the pressure of the pilot flow path is characterized in that it further comprises.
본 발명의 바람직한 실시 예로써, 상기 각도센서는 붐이나 암에 설치가 용이하도록 붐이나 암의 회전축에 결합되는 측정팁이 형성된 부분을 제외한 센서몸체의 둘레에 부착되는 마그네틱이 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 유압장비의 전자제어 장치를 제공한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the angle sensor is configured to further include a magnetic attached to the circumference of the sensor body except for the portion where the measuring tip is coupled to the rotating shaft of the boom or the arm to facilitate installation on the boom or the arm It provides an electronic control device of the hydraulic equipment characterized by.
이상에서와 같이 본 발명은 여러 가지 유형의 프로그램으로 입력되는 자료를 연산하여 건설기계, 건설장비 및 토목기계의 작동을 제어할 수 있어 복합작업 및 필요한 작업만을 선택적으로 실행시킬 수 있어 작업능률을 향상시키는 효과가 있다.As described above, the present invention can control the operation of construction machinery, construction equipment, and civil machinery by calculating data inputted by various types of programs, thereby selectively executing only complex tasks and necessary tasks, thereby improving work efficiency. It is effective to let.
그리고, 전자제어에 따른 전기 신호에 의해 발생되는 미세한 떨림을 제거하여 안정화된 조작성능을 향상시키는 효과가 있다.In addition, there is an effect of improving the stabilized operation performance by removing the small vibration generated by the electrical signal according to the electronic control.
더불어, 실린더에서 왕복운동으로 인/아웃되는 실린더로드의 거리를 굴절각도로 판독하여 댐핑방지, 굴착위치 설정, 덤핑위치 설정, 수평 설정 등의 기능을 수행할 수 있어 반복적으로 수행되는 작업에 대하여 운전자의 작동횟수가 절감되어 피로도를 줄여줄 수 있는 효과가 있다.In addition, by reading the distance of the cylinder rod in / out by the reciprocating motion from the cylinder at the angle of refraction, it is possible to perform functions such as damping prevention, excavation position setting, dumping position setting, horizontal setting, etc. The frequency of operation is reduced, which has the effect of reducing fatigue.
아울러, 실린더의 압력을 체크하여 장비의 무게를 제외한 작업 대상물의 무게를 측정하여 장비에 과부하를 방지하여 장비의 고장 및 파손을 방지하여 유지 관리비용의 발생을 근본적으로 제거할 수 있는 효과가 있다.In addition, by checking the pressure of the cylinder to measure the weight of the workpiece except the weight of the equipment to prevent the overload of the equipment to prevent the failure and damage of the equipment there is an effect that can fundamentally eliminate the occurrence of maintenance costs.
또한, 각도센서를 부착시 볼트를 이용하는 가공부착방식을 간단히 마그네틱을 이용하여 설치할 수 있어 설치를 위한 가공단계가 불필요하여 설치의 용이성이 증대되는 효과가 있다.In addition, the process attachment method using a bolt when attaching the angle sensor can be installed simply by using a magnetic, there is an effect that the ease of installation is increased because the processing step for installation is unnecessary.
이에 상기한 바와같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The preferred embodiment of the present invention as described above will be described in detail based on the accompanying drawings.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 유압장비의 전자제어 장치는 붐(201)이나 암(202)을 조정하는 전자조이스틱(10)의 동작신호 및 각종 설정기능을 입력하는 메인컨트롤러(20), 붐(201)이나 암(202)의 관절부분에 설치되는 각도센서(30), 붐(201)이나 암(202)의 실린더(205) 압력을 체크하는 압력센서(40), 각도센서(20) 및 압력센서(40)의 데이터를 수집, 전송하며 메인컨트롤러(20)의 설정기능을 전달받아 유압컨트롤밸브(50)로 전달시켜 유압작동이 되도록 하는 확장컨트롤러(60)로 전자제어장치(100)가 구성된다.1 and 2, the electronic control device of the hydraulic equipment of the present invention is a main controller for inputting the operation signal and various setting functions of the
상기 메인컨트롤러(20)는 유압장비(200)의 붐(201)이나 암(202)을 조정하도록 연결된 전자조이스틱(10)의 작동입력신호를 전달받아 연산 및 디스플레이, 운전자에 의한 동작설정신호를 입력시키도록 구성된다.The
아울러, 메인컨트롤러(20)는 유압장비(200)를 작동시키는 운전자가 쉽게 확 인가능하도록 운전실 내부에 설치되며, 각종 설정정보 및 측정정보, 작동상태 등을 유압장비(200)를 조정하는 운전자가 확인가능하도록 표시하는 디스플레이창이 형성되어 있으며, 디스플레이창의 주변으로는 유압장비(200)의 동작 및 상태를 컨트롤하는 설정기능버튼들이 형성되고, 기타의 옵션버튼 등으로 구성되며, 내부에는 데이터의 저장, 연산, 송수신 가능한 마이크로프로세서가 내장되어 구성된 것이다.In addition, the
더불어, 상기 메인컨트롤러(20)는 전자조이스틱(10)의 미작동시 외부적인 영향에 따른 흔들림으로 전달되는 미세한 신호를 필터링 할 수 있도록 노이즈필터(21)가 더 포함되어 이루어진다.In addition, the
이때, 노이즈필터(21)는 불안정한 유압장비(200)의 작동 특성을 개선하기 위하여 메인컨트롤러(20)에 내장된 상태로 설치되며, 전자조이스틱(10)으로부터 전달되는 미세한 떨림에 대한 전기 신호를 필터링 할 수 있도록 미리 프로그램하여 떨림을 제거함으로써 운전자로부터 전달되는 미세한 떨림을 원인으로 하는 유압장비(200)의 불안정한 유동현상을 저감시킬 수 있도록 구성된 것이다.At this time, the
즉, 유압장비(200)를 운전하는 운전자는 항상 전자조이스틱(10)을 파지한 상태를 유지하게 되는데 이때, 유압장비(200)의 흔들림으로 인하여 운전자가 흔들리게 되어 전자조이스틱(10)도 함께 흔들리게 됨으로써 불안정한 신호가 발생되게 된다.That is, the driver driving the
이렇게, 불안정상태로 조작되는 전자조이스틱(10)은 정확한 조작에 의해 동작되는 전자조이스틱(10)과 판독하기 위하여 불안정조작시의 Hz와 정조작시의 Hz를 비교하여 정조작시에 발생되는 Hz에 해당되지 않는 Hz는 노이즈필터(21)에서 필터 링하게 되는 것이다.Thus, the
또한, 상기 메인컨트롤러(20)는 고장 및 파손, 부품의 교체주기를 관리자단말기(300)와 상호 발신, 수신할 수 있는 단문 메시지 서비스 단말기(SMS : 22)가 더 포함되어 구성된다.In addition, the
여기서, 단문 메시지 서비스 단말기(22)는 유압장비(200) 및 전자제어장치(100)의 휴대전화와 같이 문자를 발신/수신 가능하도록 이루어진 것으로, 단문 메시지 서비스 단말기(22)와 관리자단말기(300) 사이에 메시지를 전송하는 기능이 제공되며, 운전자가 유압장비(200) 및 전자제어장치(100)의 다양한 정보를 검색해 필요한 정보만을 선택할 수도 있다.Here, the short
아울러, 단문 메시지 서비스 단말기(22)는 인터넷·PC통신 등을 통해 메일을 보내거나 받을 수도 있으며, 일상생활에 필요한 각종 정보검색 서비스를 제공받을수 있도록 부가적인 기능이 함께 구성된 것이다.In addition, the short
도 3 내지 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 각도센서(30)는 전자조이스틱(10)에 의해 동작하는 붐(201)이나 암(202)의 관절부분에 설치되는 것으로, 붐(201)이나 암(202)의 굴절각도를 파악하여 실린더(205)의 내부에서 인/아웃되는 실린더로드(206)가 실린더(205) 끝단과 충돌이 발생되지 않도록 하는 실린더(205) 엔드 댐핑설정, 실린더로드(206)의 인/아웃거리를 판별하여 굴착위치의 설정, 실린더로드(206)의 최대 인/아웃거리를 판별하여 버켓(204)의 덤프 위치 설정, 작업대상물(W)이 유출되지 않도록 하는 수평 설정 등의 기능이 수행되도록 구성된다.3 to 4B, the
더불어, 각도센서(30)는 붐(201)이나 암(202)에 설치가 용이하도록 붐(201) 이나 암(202)의 회전축(203)에 결합되는 측정팁(32)이 형성된 부분을 제외한 센서몸체(33)의 둘레에 부착되는 판 형상의 마그네틱(31)이 더 포함되어 구성된다.In addition, the
이때, 각도센서(30)의 측정팁(32)은 붐(201)과 암(202)이 회동되게 연결되는 회전축(203)의 중앙에 결합되며, 센서몸체(33)의 전방으로는 측정팁(32)이 노출되도록 마그네틱(31)이 전면 접착되어 센서몸체(33)를 마그네틱(31)의 자성을 이용하여 붐(201)이나 암(202)의 몸체 표면에 부착하는 방식으로 설치 및 해체가 용이하도록 구성된 것이며, 다른 부착방식으로는 볼트를 이용하거나 용접방식을 이용하여 설치되도록 구성 가능하다.At this time, the
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 압력센서(40)는 전자조이스틱(10)에 의해 동작하는 붐(201)이나 암(202)의 실린더(205)에 설치되는 것으로, 실린더(205)의 압력을 체크하여 붐(201)이나 암(202) 및 버켓(204)의 무게를 제외한 작업대상물(W)의 무게를 판별할 수 있도록 구성된다.As shown in FIG. 5, the
여기서, 압력센서(40)는 유압컨트롤밸브(50)를 통해 실린더(205)로 공급되는 유압유 라인에 분기되도록 설치된다.Here, the
상기 확장컨트롤러(60)는 각도센서(30), 압력센서(40)에서 산출된 데이터를 수집하여 메인컨트롤러(20)로 CAN 통신 방식으로 전송 및 전자조이스틱(10)의 작동입력신호를 전달받아 실린더(205)의 작동을 컨트롤하는 유압컨트롤밸브(50)를 동작시키도록 구성된다.The
이때, CAN 통식 방식을 이용하게 되면 메인컨트롤러(20)와 확장컨트롤러(60) 간에 정보를 전달하기 위한 배선이 간소해진다.In this case, when the CAN communication method is used, wiring for transferring information between the
여기서, 상기 유압컨트롤밸브(50)에는 메인컨트롤러(20)에서 설정된 기능이 확장컨트롤러(60)로 전달되면, 확장컨트롤러(60)에서는 전달받은 설정기능을 전기적 신호로 변환하여 송출하는데, 이때 송출된 전기적 신호를 전달받을 수 있도록 파이롯트유로에 솔레노이드밸브(51)가 결합되어 구성된다.In this case, when the function set in the
상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention configured as described above are as follows.
먼저, 전자제어장치(100)가 설치된 유압장비(200)의 운전자는 수행할 작업 및 기능에 맞는 기능 및 설정을 메인컨트롤러(20)에 입력한 후 전자조이스틱(10)을 조작하여 유압장비(200)의 붐(201)이나 암(202)을 작동시킨다.First, the driver of the
동시에, 메인컨트롤러(20)에 입력된 정보는 유압의 작동을 위해 유압컨트롤밸브(50)의 솔레노이드밸브(51)로 전달되고, 이때 전자조이스틱(10)을 조작하면 조작정보는 메인컨트롤러(20)를 통해 유압컨트롤밸브(50)로 전달된 후 공급되는 유압유에 의해 유압장비(200)의 붐(201)이나 암(202)이 작동하게 된다.At the same time, the information input to the
이렇게, 조작되는 붐(201)이나 암(202)을 동작시키는 전자조이스틱(10)의 동작정보가 메인컨트롤러(20)에 전달될 때 전류의 불안정으로 인한 미세한 떨림에 대한 전기 신호를 노이즈필터(21)에 의해 필터링 할 수 있어 유압장비(200)의 작동 성능의 개선가능한 이점이 있다.In this way, when the operation information of the
도 3에 도시된 바와 같이, 전자제어장치(100)를 이용하여 실행 가능한 유압장비(200)의 기능 중 각도센서(30)를 굴삭기에 적용한 일례를 들어 기능을 살펴보면 다음과 같다.As shown in FIG. 3, an example in which the
1. 실린더 엔드 댐핑 기능(End position damping)1. Cylinder end damping function
먼저, 실린더 엔드 댐핑 기능은 유압장비(200)에 장착되어 있는 액츄에이터를 이루는 실린더(205)의 작동 특성을 컨트롤 하는 기능으로 기존 유압 제어방식의 유압장비(200)의 경우 유압 조이스틱을 통하여 전달된 유압 신호를 유압컨트롤밸브(50)로 전달하여 실린더(205)를 작동시키는 것이다.First, the cylinder end damping function is a function of controlling the operating characteristics of the
이러한, 실린더 엔드 댐핑 기능의 작동 원리는 유압장비(200)의 붐(201)과 암(202)이 이루는 각도를 체크가능한 각도센서(30)를 이용하여 최대/최소각도를 산출한 후 확장컨트롤러(60)를 통하여 메인컨트롤러(20)로 정보를 실시간으로 전달하며, 전자조이스틱(10)을 작동하여 운전자가 원하는 작동모드로 유압장비(200)의 실린더(205)를 이동시키기 위한 전기 신호를 메인컨트롤러(20)로 전달한다. The operation principle of the cylinder end damping function is to calculate the maximum / minimum angle by using the
이렇게, 각도센서(30)와 전자조이스틱(10)의 신호는 메인컨트롤러(20)에 미리 프로그램된 연산 방법을 이용하여 실린더(205)의 위치검출에 따른 전자제어 유압컨트롤밸브(50)의 출력을 결정하며, 이때 실린더(205)의 일반적인 작동에서는 전자제어 유압 컨트롤밸브(50)의 출력을 100%로 설정하고, 실린더(205)의 최대/최소 작동 위치에 가까워지면 전자제어 유압컨트롤밸브(50)의 출력을 유압장비(200)의 특성에 따라서 감소시키며, 1% 이상으로 설정한다.As such, the signals of the
즉, 붐(201)과 암(202)이 작동시 실린더(205)의 실린더로드(206)가 최대로 작동(인/아웃)할 경우 실린더(205)를 구성하는 구조물간의 접촉이 발생되며, 이 접촉을 통하여 발생되는 충격으로 인하여 발생되는 유압장비(200)의 흔들림, 유압장비(200)의 흔들림에 의한 운전자의 피로도 증가, 유압장비(200)를 구성하는 붐(201)이나 암(202)의 프레임 피로도 증가로 인한 내구성 저하, 소음 발생 등을 개선할 수 있는 기능이 있다.That is, when the
2. 자동 굴착위치 설정 기능(Return to dig)2. Automatic excavation position setting function (Return to dig)
먼저, 자동 굴착위치 설정 기능은 유압장비(200)를 작동하는 운전자의 특성과 작업 환경에 따라서 실린더(205)의 동작조건이 달라질 수 있으므로 운전자가 원하는 실린더(205)의 위치를 임의로 설정할 수 있으며, 설정된 실린더(205)의 위치에 대한 자동운전 기능을 선택적으로 활성화할 수 있도록 메인컨트롤러(20)의 내부에 미리 프로그램이 되어 있다.First, the automatic excavation position setting function can be arbitrarily set the position of the
상기 자동 굴착위치 설정 기능의 작동원리는 운전자가 전자조이스틱(10)을 이용하여 유압장비(200)의 실린더(205)를 원하는 위치로 이동시킨 후 메인컨트롤러(20)에 마련되어 있는 실린더(205) 위치 저장 버튼을 눌러 실린더(205)의 위치를 메인컨트롤러(20)에 저장한다. 이때 저장되는 정보는 붐(201)이나 암(202)의 각도를 측정할 수 있는 각도센서(30)를 통하여 운전자가 원하는 굴착작업을 위한 실린더(205)의 위치 정보를 메인컨트롤러(20)에 저장한다.The operating principle of the automatic excavation position setting function is the position of the
이렇게, 실린더(205)의 위치를 메인컨트롤러(20)에 저장을 실행한 후 운전자는 자동굴착 모드에 대한 활성화를 메인컨트롤러(20)에 마련된 기능버튼을 이용하여 활성화/비활성화를 선택할 수 있으며, 활성화를 선택한 경우 미리 프로그램된 조건으로 전자조이스틱(10)을 통하여 실린더(205)의 작동시작을 위한 신호를 메인컨트롤러(20)에 전달하면 메인컨트롤러(20)는 운전자가 미리 입력해둔 위치로 실린더(205)를 자동 운전을 통하여 위치시킨다. 이때 붐(201)과 암(202)의 각도를 검출 하는 각도센서(30)는 실시간으로 실린더(205)의 위치정보를 메인컨트롤러(20)로 전달하고 있으며, 운전자가 입력한 위치와 동일한 위치에 실린더(205)가 위치하게 되면 실린더(205)의 작동을 담당하는 전자제어 유압컨트롤밸브(50)의 각 출력을 0%로 변경하게 된다.In this way, after the position of the
즉, 유압장비(200)의 실린더(205)의 위치를 결정하기 위하여 여러 개의 유압 실린더(205)를 사용하게 되며, 본 발명에서는 메인컨트롤러(20)에 미리 프로그램한 우선 순위에 따라서 실린더(205)의 출력 우선 순위를 결정하여 실린더(205)를 운전자가 원하는 목표 위치까지 이동시켜 작업을 수행할 수 있다.That is, several
이로써, 빈번한 반복 작업에 대하여 프로그램을 통한 자동 작동을 할 수 있어 각 동작이 진행되는 사이클 타임을 줄일 수 있으며 작업자의 피로도 저하와 보다 쉬운 유압장비(200)의 운전이 가능하고, 유압 실린더(205)의 작동이 자동으로 이루어 지기 때문에 운전자가 유압장비(200)의 다른 기능을 작동시킬 수 있는 편의성을 제공하는 이점이 있다.In this way, the automatic operation through the program for frequent repetitive work can be reduced to reduce the cycle time for each operation proceeds, reducing the fatigue of the operator and easier operation of the
3. 붐 실린더의 자동 덤핑위치 설정 기능(Boom up)3. Automatic dumping position setting function of boom cylinder (Boom up)
먼저, 붐 실린더의 자동 덤핑위치 설정 기능은 정상적인 작동을 위하여 운전자가 전자조이스틱(10)을 작동시켜 실린더(205)가 덤핑가능한 위치로 설정하며, 이때 작업 환경 및 작업을 위한 대상물에 따라서 덤핑이 이루어지는 위치가 다르므로 운전자가 설정할 수 있도록 메인컨트롤러(20)에 미리 설정되어 프로그램을 이용하는데, 실린더(205)를 원하는 덤핑 위치로 이동한 후 메인컨트롤러(20)에 마련되어 있는 기능버튼을 통하여 실린더(205)의 덤핑 위치를 메인컨트롤러(20)에 저장하며, 메인컨트롤러(20)에는 실린더(205)의 위치를 결정하는 실린더(205)의 위치를 검출하는 각도센서(30)에 의해 검출된 위치 정보를 전기 신호로 변환한 정보가 저장된다.First, the automatic dumping position setting function of the boom cylinder is set to a position where the driver can operate the
이러한, 붐 실린더의 자동 덤핑위치 설정 기능의 작동원리는 운전자에 의하여 자동 덤핑위치 설정 기능에 대한 활성화/비활성화 선택이 가능하며, 활성화 선택시 메인컨트롤러(20)에 미리 저장된 프로그램에 의하여 전자제어 유압컨트롤밸브(50)를 작동시키기 위한 전기 신호가 생성되며, 전자제어 유압컨트롤밸브(50)를 통하여 실린더(205)를 미리 저장해 둔 위치까지 이동시킨다. 이때 실시간으로 발생되는 실린더(205)의 각도검출 신호는 각도센서(30)를 통하여 메인컨트롤러(20)까지 전달되며, 운전자가 저장해둔 위치와 동일할 경우 메인컨트롤러(20)의 제어에 의하여 전자제어 유압컨트롤 밸브(50)의 출력은 선택적으로 0%로 변경된다.The operation principle of the automatic dumping position setting function of the boom cylinder can be activated / deactivated by the driver for the automatic dumping position setting function, and when the activation is selected, the electronically controlled hydraulic control by the program stored in the
즉, 붐 실린더의 자동 덤핑위치 설정 기능을 이용함으로써 자동화 운전 기능을 통하여 쉬운 작동이 가능하며, 작업자의 피로도 감소 및 작업시간의 단축 효과가 발생되며, 유압장비(200)의 부가적인 작동을 위한 운전자가 활동할 수 있는 장점이 있다.That is, by using the automatic dumping position setting function of the boom cylinder can be easily operated through the automatic operation function, reducing the fatigue of the operator and shortening the working time is generated, the driver for the additional operation of the hydraulic equipment (200) There is an advantage to be active.
4. 버켓 실린더의 자동 덤프 위치 설정 기능(Bucket tilt)4. Bucket cylinder automatic dump position setting function
먼저, 버켓 실린더의 자동 덤프위치 설정 기능은 기존의 유압장비(200)의 작동시 빈번하게 발생되는 실린더(205)의 반복 위치제어를 도와주는 자동 기능이다.First, the automatic dump position setting function of the bucket cylinder is an automatic function to help control the repetitive position of the
상기 버켓 실린더의 자동 덤프위치 설정 기능의 작동원리는 운전자가 전자조이스틱(10)을 통하여 실린더(205)를 덤핑가능한 위치로 설정한다. 이때 작업 환경 및 작업을 위한 대상물에 따라서 덤핑이 이루어지는 위치가 다르므로 운전자가 실린더(205)를 원하는 덤핑할 수 있도록 메인컨트롤러(20)에 마련되어 있는 저장 버튼을 통하여 실린더(205)의 덤핑 위치를 메인컨트롤러(20)에 저장하며, 이때 메인컨트롤러(20)에는 실린더(205)의 위치를 결정하도록 실린더(205)의 위치를 각도센서(30)로 검출한 뒤 검출된 위치 정보를 전기 신호로 변환하여 저장된다.The operation principle of the automatic dump position setting function of the bucket cylinder is to set the
이러한, 버켓 실린더의 자동 덤프위치 설정은 운전자에 의하여 자동 덤핑위치 설정 기능에 대한 활성화/비활성화 선택이 가능하며, 활성화 선택시 메인컨트롤러(20)에 미리 저장된 연산에 의하여 전자제어 유압컨트롤밸브(50)를 작동시키기 위한 전기 신호가 생성되며, 전자제어 유압컨트롤밸브(50)를 통하여 실린더(205)를 미리 저장해 둔 위치까지 이동시킨다. 이때 실시간으로 발생되는 실린더(205)의 위치 검출 신호는 각도센서(30)를 통하여 메인컨트롤러(20)까지 전달되며, 운전자가 저장해둔 위치와 동일할 경우 메인컨트롤러(20)의 제어에 의하여 전자제어 유압컨트롤밸브(50)의 출력은 선택적으로 0%로 변경된다.The automatic dump position setting of the bucket cylinder can be activated / deactivated by the driver for the automatic dumping position setting function, and when the activation is selected, the electronically controlled
이로써, 자동화 운전 기능을 통하여 기존 유압장비(200)의 운전과 비교하여 좀 더 쉬운 작동이 가능하며, 작업자의 피로도 감소 및 작업시간의 단축 효과가 발생되며, 유압장비(200)의 부가적인 작동을 위하여 운전자가 활동할 수 있는 장점이 있다.As a result, it is possible to operate more easily compared to the operation of the existing
5. 실린더 수평 유지 기능(Parallel lift)5. Cylinder lift function
먼저, 실린더 수평 유지 기능은 유압장비(200)의 경우 버켓(204)에 작업대상물(W)을 담고 있을 경우 작업대상물(W)의 유출이 없도록 버켓(204)의 이동을 진행 해야 하는 작업을 수행하기 위한 것이다.First, in the case of the
상기 실린더 수평 유지 기능의 작동원리는 버켓(204)의 위치를 결정하는 각 실린더(205)의 위치를 검출할 수 있는 각도센서(30)에서 발생되는 전기적 신호를 연산할 수 있는 메인컨트롤러(20)와 확장컨트롤러(60)에 의하여 각 실린더(205)를 제어하는 전자제어 유압컨트롤밸브(50)에 의해 이루어지고, 기능의 활성화/비활성화는 운전자가 선택하여 작동할 수 있으며, 기능의 활성화를 선택할 경우 정상적인 작동을 위하여 실시간으로 실린더(205)의 위치 정보는 각도센서(30)를 통하여 메인컨트롤러(20)로 전달하게 된 후, 메인컨트롤러(20)에서 연산된 결과를 통하여 전자제어 유압컨트롤밸브(50)의 작동을 제어하여 버켓(204)의 수평을 유지할 수 있게 된다.The operation principle of the cylinder level keeping function is a
이로써, 실린더 수평 유지 기능은 메인컨트롤러(20)에 미리 프로그램한 연산 방법을 사용할 경우 운전자의 숙련도가 작업 결과에 미치는 영향을 최소화할 수 있는 장점이 있으며, 한 개의 전자조이스틱(10)을 작동하여도 실린더(205)의 위치를 제어하는데 필요한 실린더(205)를 전자제어 유압컨트롤밸브(50)에서 자동으로 동시 제어를 하게 되므로 작업의 수행에 있어 운전자의 피로도가 줄어드는 이점이 있다.As a result, the cylinder level keeping function has an advantage of minimizing the effect of the operator's skill level on the work result when the calculation method pre-programmed in the
또한, 일부 유압장비(200)에서는 기구적으로 실린더(205)의 수평 기동이 가능하도록 별도의 장치를 제작하는 경우도 있으나 본 발명의 실린더(205) 수평 유지 기능을 적용할 경우 실린더(205)의 수평이동을 위한 별도의 부가 구조물이 필요하지 않아 장비 제조에 필요한 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.In addition, in some
도 5에 도시된 바와 같이, 전자제어장치(100)를 이용하여 실행 가능한 유압 장비(200)의 기능 중 압력센서(40)를 로더에 적용한 일례를 들어 작업대상물의 하중 측정 기능(Weighing function)을 살펴보면 다음과 같다.As shown in FIG. 5, an example in which the
먼저, 작업 대상물 하중 측정 기능은 유압장비(200) 제조시 확정되는 최대 작업하중을 파악하기 위한 것이다.First, the work load measurement function is to determine the maximum work load that is determined at the time of manufacturing the hydraulic equipment (200).
이러한, 작업 대상물 하중 측정 기능의 작동원리는 운전자에 의해 활성화/비활성화의 선택이 이루어지며, 운전자에 의하여 작업대상물(W)중 측정 기능이 활성화된 경우 실린더(205)의 압력을 검출하는 압력센서(40)를 통하여 실시간으로 실린더(205)의 하중 정보가 메인컨트롤러(20)로 전달이 되며, 전달된 정보의 연산을 통하여 산출된 실린더(205)에 추가된 작업대상물(W)의 하중을 메인컨트롤러(20)에 내장되어 있는 디스플레이를 통하여 작업대상물(W)의 하중을 표시하게 된다. 이때 표시되는 하중 값은 버켓(204)의 비어 있는 상태의 하중 값은 제외하고 순수한 작업대상물(W)의 하중 값만이 표기되도록 미리 프로그램이 되어 나타나게 된다.The operation principle of the work load measurement function is selected by the driver to enable / disable the pressure sensor that detects the pressure of the
이로써, 작업 대상물 하중 측정 기능을 이용하여 하중 측정 기능을 사용하게 되면 작업대상물(W)의 하중을 정확하게 측정됨으로써 적정 하중에 대하여 작업 진행가능하기 때문에 기존 유압장비(200)보다 효율적으로 장비의 운용이 가능하며, 작업 안정성의 증가도 기대할 수 있는 장점이 있는 것이다.Thus, when the load measurement function is used using the load measurement function of the workpiece, the operation of the equipment can be more efficiently performed than the existing
결과적으로, 본 발명의 전자제어장치(100)를 이용하면 유압장비(100)를 정밀하고 정확하게 조작 및 제어가능한 이점이 있다.As a result, the use of the
또한, 유압장비(100)를 운전하는 운전자의 복합동작이 가능하며, 유압장비(100)의 반복작업에 대하여 자동제어를 통한 조작시간의 절약, 운전자의 피로도 를 감소시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, the combined operation of the driver to operate the
아울러, 불안정한 신호에 대한 필터링을 통해 불필요한 작동을 방지하여 조작의 정밀성이 향상되며, 단문 문자 메시지 단말기(22)를 통해 관리자와 상호 자료 및 정보를 발신, 수신하여 관리비용, 관리시간이 절감되는 이점이 있는 것이다.In addition, the precision of the operation is improved by preventing unnecessary operation through filtering on unstable signals, and the management cost and management time are reduced by sending and receiving mutual data and information with the administrator through the short
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.In the above, the present invention has been illustrated and described with reference to specific preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments and is not limited to the spirit of the present invention. Various changes and modifications can be made by those who have
도 1은 본 발명에 따른 전자제어 장치의 전체 구성도,1 is an overall configuration diagram of an electronic control apparatus according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 전자제어 장치의 흐름도,2 is a flowchart of an electronic control apparatus according to the present invention;
도 3은 전자제어 장치를 이용하여 실린더로드 인/아웃거리를 판단하기 위해 각도센서가 적용된 구성도,3 is a configuration diagram in which an angle sensor is applied to determine a cylinder rod in / out distance using an electronic controller;
도 4a 및 도 4b는 굴삭기의 붐과 암을 일례로 각도센서가 적용되는 분해사시도 및 결합사시도,4A and 4B are exploded perspective views and combined perspective views to which an angle sensor is applied as an example of an boom and an arm of an excavator;
도 5는 전자제어 장치를 이용하여 중량물의 무게를 판단하기 위해 압력센서가 적용된 구성도이다.5 is a configuration diagram in which a pressure sensor is applied to determine the weight of a heavy object using an electronic control apparatus.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
10 : 전자조이스틱 20 : 메인컨트롤러10: electronic joystick 20: main controller
21 : 노이즈필터 30 : 각도센서21: Noise filter 30: Angle sensor
31 : 마그네틱 32 : 측정팁31: magnetic 32: measuring tip
33 : 센서몸체 40 : 압력센서33: sensor body 40: pressure sensor
50 : 유압컨트롤밸브 60 : 확장컨트롤러 50: hydraulic control valve 60: expansion controller
100 : 전자제어장치 200 : 유압장비 100: electronic control device 200: hydraulic equipment
201 : 붐 202 : 암201: Boom 202: Arm
203 : 회전축 204 : 버켓203: shaft 204: bucket
205 : 실린더 206 : 실린더로드205: cylinder 206: cylinder rod
W : 작업대상물W: Work object
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020080075154A KR100891369B1 (en) | 2008-07-31 | 2008-07-31 | Electronic control device of hydraulic equipment |
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KR1020080075154A KR100891369B1 (en) | 2008-07-31 | 2008-07-31 | Electronic control device of hydraulic equipment |
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KR1020080075154A KR100891369B1 (en) | 2008-07-31 | 2008-07-31 | Electronic control device of hydraulic equipment |
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- 2008-07-31 KR KR1020080075154A patent/KR100891369B1/en active IP Right Grant
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