KR102230061B1 - 적입량 적산 장치 및 적입량 적산 시스템 - Google Patents

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Abstract

적입량을 기억하는 적입량 기억부(403)와, 적입기에 구비된 작업 프론트 내의 운반물의 하중 데이터를, 상기 적입량 기억부(403)에 기억되어 있는 적입량에 적산하고, 적산 후의 값으로 적입량 기억부(403)에 기억되는 적입량을 갱신하는 적입량 연산부(402)와, 운반기에 구비된 베슬의 적재량 데이터와, 적입량 기억부(403)에 기억되는 적입량과의 차분을 산출하는 차분 연산부(404)와, 차분 연산부(404)가 산출한 차분의 절대값과 미리 정한 임계값 Dth를 비교하고, 절대값이 임계값 Dth보다 큰 경우, 적산 실패라고 판정하고, 판정 결과를 출력하는 적산 성공 여부 판정부(405)와, 적산 성공 여부 판정부(405)로부터 적산 실패를 나타내는 상기 판정 결과가 출력된 경우, 적재량 데이터를 적입량으로 하는 보정을 행하고, 보정 후의 적입량으로 적입량 기억부(403)에 기억되어 있는 적입량을 갱신하는 적입량 보정부(406)와, 적입량 기억부(403)에 기억되는 적입량을 출력하는 출력부를 구비하는 적입량 적산 장치.

Description

적입량 적산 장치 및 적입량 적산 시스템
본 발명은, 광산 등에 있어서의, 적입(loading)기로부터 운반기로 적재하는 운반물의 적재량을 산출하는 기술에 관한 것이다.
덤프 트럭 등의 운반기에 대하여, 유압 셔블과 같은 적입기를 이용하여 적입 작업을 행함에 있어서, 적입 작업 중의 운반물의 하중 계측을 자동적으로 고정밀도로 행하는 기술이 있다. 예를 들면, 특허 문헌 1에는, 「운반물을 떠올리고 선회하여 다른 장소로 이송하는 유압 셔블의 작업량 모니터 장치에 있어서, 상기 운반물을 떠올려 운반하는 선회 조작 중의 버킷 내부의 하중과 상기 운반물을 방토(放土)한 후의 선회 조작 중에 있어서의 버킷 내부의 하중을 연산하는 하중 연산 수단과, 상기 2개의 선회 조작 중의 상기 하중의 하중차가 소정값 이상 있고, 버킷 덤프 조작이 선회 방향의 소정의 각도 범위에서 실행될 때 하중 계측 지령을 출력하는 버킷 덤프 조작 검출 수단과, 상기 하중 계측 지령이 출력되었을 때 상기 버킷 덤프 조작 직전의 하중을 이송된 운반물의 하중으로서 계측하는 하중 계측 수단을 마련한 것을 특징으로 하는(요약 발췌)」 작업량 모니터 장치가 개시되어 있다.
또한, 운반기로의 적재 중에 발생하는 과잉 적재를 검출하여, 적입기에 통지하는 기술이 있다. 예를 들면, 특허 문헌 2에는, 「프레임과 덤프 바디를 포함하는 기계에 있어서, 전자 컨트롤러가 기계에 동작 가능하게 접속되고, 적어도 하나의 가속도계가, 프레임 및/또는 덤프 바디의 가속도를 측정하여, 전자 컨트롤러에 가속도 신호를 제공하도록 배치되고, 전자 컨트롤러가, 가속도 신호를 수신 및 해석하여, 과잉 적재 상태를 나타내는 적재 신호를, 원격 제어국 및/또는 적재를 실행하고 있는 적재 기계에 제공하도록 배치되어 있는(요약 발췌)」 것이 개시되어 있다.
일본국 특허 제3787046호 공보 미국 특허 제8,833,861호 명세서
운반기에 대하여 적입기를 이용하여 적입 작업을 행하는 경우, 생산 효율의 관점에서 운반기의 제한 적재량에 대하여 과부족 없이 적입을 행하는 것이 바람직하다. 특허 문헌 1에 개시된 기술에 의하면, 적입기의 오퍼레이터는, 현재의 적입량을 파악하면서 작업을 행할 수 있기 때문에, 운반기의 제한 적재량에 대하여 과부족 없이 적입을 행하는 것이 용이해진다. 그러나, 특허 문헌 1에 개시된 기술에서는, 오퍼레이터의 조작 미스 등에 의해, 소정량의 버킷 조작이 행해지지 않은 경우, 버킷 하중의 적산(積算)을 빠뜨려버려, 양호한 정밀도로 적재량을 파악할 수 없다.
또한, 특허 문헌 2에 개시된 기술에 의하면, 적입기의 오퍼레이터는, 과잉 적재 상태는 파악할 수 있지만, 적재량이 부족되고 있는 경우에는, 파악할 수 없다. 또한, 운반기측에서 취득한 데이터를 이용하여 적재 상태를 산출하고 있기 때문에, 운반기마다 산출 정밀도에 편차가 발생한다. 따라서, 적입기측에서 안정된 정밀도로 적재량을 파악할 수 없다.
본원은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 적입 상황에 관계없이, 양호한 정밀도로, 운반기에 적재된 적재량을 파악하여, 생산 효율을 향상시키는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 적입량을 기억하는 적입량 기억부와, 입력된, 적입기에 구비된 작업 프론트 내의 운반물의 하중 데이터를, 상기 적입량 기억부에 기억되어 있는 상기 적입량에 적산하고, 적산 후의 값으로 상기 적입량 기억부에 기억되는 상기 적입량을 갱신하는 적입량 연산부와, 입력된, 운반기에 구비된 베슬의 적재량 데이터와, 상기 적입량 기억에 기억되는 적입량과의 차분을 산출하는 차분 연산부와, 상기 차분 연산부가 산출한 상기 차분의 절대값과 미리 정한 임계값을 비교하고, 상기 절대값이 상기 임계값보다 큰 경우, 적산 실패라고 판정하고, 판정 결과를 출력하는 적산 성공 여부 판정부와, 상기 적산 성공 여부 판정부로부터 적산 실패를 나타내는 상기 판정 결과가 출력된 경우, 상기 적재량 데이터를 상기 적입량으로 하는 보정을 행하고, 보정 후의 상기 적입량으로 상기 적입량 기억부에 기억되어 있는 상기 적입량을 갱신하는 적입량 보정부와, 상기 적입량 기억부에 기억되는 상기 적입량을 출력하는 출력부를 구비하는 것을 특징으로 하는 적입량 적산 장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 적입 상황에 관계없이, 양호한 정밀도로 적재량을 파악할 수 있어, 생산 효율을 향상시킬 수 있다. 상기한 이외의 과제, 구성 및 효과는, 이하의 실시 형태의 설명에 의해 명백해진다.
도 1은 제 1 실시 형태의 적입량 적산 시스템의 개략도이다.
도 2는 제 1 실시 형태의 유압 셔블의 외관도이다.
도 3는 제 1 실시 형태의 유압 셔블의 제어 회로를 설명하기 위한 설명도이다.
도 4는 제 1 실시 형태의 덤프 트럭의 외관도이다.
도 5는 제 1 실시 형태의 중량 계측 컨트롤러의 기능 블록도이다.
도 6의 (a) 및 (b)는, 각각, 제 1 실시 형태의 적입기 및 운반기의 중량 계측 컨트롤러의 하드웨어 구성도이다.
도 7은 제 1 실시 형태의 적입량 적산 처리의 플로우 차트이다.
도 8은 제 1 실시 형태의 적입량 산출 처리의 플로우 차트이다.
도 9는 제 1 실시 형태의 버킷 하중 연산 처리를 설명하기 위한 설명도이다.
도 10은 제 1 실시 형태의 적재량 산출 처리의 플로우 차트이다.
도 11은 제 1 실시 형태의 서스펜션 압력과 적재량과의 대응 관계를 나타내는 그래프이다.
도 12는 제 1 실시 형태의 적입량 보정 처리의 플로우 차트이다.
도 13의 (a)~(c)는, 제 1 실시 형태의 적산 성공 여부 판정을 설명하기 위한 설명도이다.
도 14는 제 1 실시 형태의 표시 화면예를 설명하기 위한 설명도이다.
도 15는 제 2 실시 형태의 적입량 보정 처리의 플로우 차트이다.
도 16은 제 2 실시 형태의 표시 화면예를 설명하기 위한 설명도이다.
도 17은 제 3 실시 형태의 유압 셔블의 제어 회로를 설명하기 위한 설명도이다.
도 18은 제 1 실시 형태의 중량 계측 컨트롤러의 기능 블록도이다.
도 19는 제 3 실시 형태의 적입량 보정 처리의 플로우 차트이다.
도 20은 제 3 실시 형태의 표시 화면예를 설명하기 위한 설명도이다.
도 21은 본 발명의 실시 형태의 변형예의 시스템 구성도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 의거하여 상세하게 설명한다. 또한, 실시 형태를 설명하기 위한 전체 도면에 있어서, 동일한 기능을 가지는 부재에는 동일 또는 관련되는 부호를 부여하고, 그 반복의 설명은 생략한다. 또한, 이하의 실시 형태에서는, 특히 필요할 때 이외는 동일 또는 마찬가지인 부분의 설명을 원칙적으로 반복하지 않는다.
<<제 1 실시 형태>>
본 발명의 제 1 실시 형태를 설명한다. 본 실시 형태에서는, 적입기측, 운반기측, 각각에서, 운반기에 적입한 운반물의 양을 산출한다. 이하, 본 실시 형태에서는, 적입기측에서 산출한, 운반기에 적입한 운반물의 양을, 운반기측에서 산출한 운반물의 양을 이용하여 적절히 보정한다. 이하, 적입기로서 유압 셔블을, 운반기로서 덤프 트럭을 이용하는 경우를 예로 들어, 본 실시 형태를 설명한다.
우선, 본 실시 형태의 적입량 적산 시스템을 설명한다. 도 1은, 본 실시 형태의 적입량 적산 시스템(100)의 개략도이다.
본 도면에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 적입량 적산 시스템(100)은, 적입기인 유압 셔블(200)과, 운반기인 덤프 트럭(300)을 구비한다.
광산 등에 있어서의 굴삭 적입 작업에서는, 먼저, 짐을 싣지 않은 덤프 트럭(300)이 도착하고, 유압 셔블(200)이 적입 가능한 위치에 정지한 후, 유압 셔블(200)에 의한 적입 작업이 행해진다. 그리고, 소정량의 적입이 종료되면, 덤프 트럭(300)은, 발진한다. 그리고, 또한, 다음의 덤프 트럭(300)이 도착하고, 동일한 작업이 반복된다.
<유압 셔블>
이어서, 유압 셔블(200)을 설명한다. 도 2는, 본 실시 형태의 유압 셔블(200)의 외관도이다.
유압 셔블(200)은, 하부 차체(201)와, 상부 선회체(202)와, 운전실(203)과, 작업 프론트(207)를 구비한다.
하부 차체(201)는, 도면에 나타내지 않은 좌측 주행체 및 우측 주행체를 구비한다. 상부 선회체(202)는, 하부 차체(201) 상에 선회 가능하게 장착된다. 운전실(203)은, 상부 선회체(202)의 전부(前部)에 장착된다. 작업 프론트(207)는, 상부 선회체(202)의 전부에 상하 요동 가능하게 장착된다. 상부 선회체(202)는, 후술하는 조작 레버를 통한 오퍼레이터의 조작에 따라, 유압 구동 회로에 의해 구동된다.
<작업 프론트>
작업 프론트(207)는, 토사 등의 작업 대상물(이하, 운반물이라고 부른다.)을 덤프 트럭(300)에 적입한다. 작업 프론트(207)는, 붐(210)과, 아암(211)과, 버킷(212)과, 붐 실린더(213)와, 아암 실린더(214)와, 버킷 실린더(215)를 구비한다.
붐(210)은, 상부 선회체(202)에 대하여 상하 요동 가능하게 장착된다. 아암(211)은, 붐(210)에 상하 요동 가능하게 장착된다. 버킷(212)은, 아암(211)에 상하 회전 운동 가능하게 장착된다.
또한, 붐 실린더(213)와, 아암 실린더(214)와, 버킷 실린더(215)는, 작업 프론트(207)를 구동시키는 유압 실린더이다. 붐 실린더(213)는, 상부 선회체(202)와 붐(210)에 연결되며, 붐(210)을 상하 방향으로 요동시킨다. 아암 실린더(214)는, 붐(210)과 아암(211)에 연결되며, 아암(211)을 상하 방향으로 요동시킨다. 버킷 실린더(215)는, 아암(211)과 버킷(212)에 연결되며, 버킷(212)을 상하 방향으로 회전 운동시킨다.
또한, 작업 프론트(207)에는, 작업 프론트(207)의 자세를 검출하기 위해, 붐 각도 센서(220)와, 아암 각도 센서(221)와, 버킷 각도 센서(222)를 구비한다.
붐 각도 센서(220)는, 붐(210)에 마련되며, 붐(210)이 상하 방향으로 회전 운동한 각도를 검출한다. 아암 각도 센서(221)는, 아암(211)에 마련되며, 아암(211)이 회전 운동한 각도를 검출한다. 버킷 각도 센서(222)는, 버킷(212)에 마련되며, 버킷(212)이 회전 운동한 각도를 검출한다. 이들의 붐 각도 센서(220)와, 아암 각도 센서(221)와, 버킷 각도 센서에 의해 검출된 각 각도, 및, 미리 정해져 있는 붐(210)과 아암(211)과 버킷(212)과의 치수 데이터에 의거하여, 작업 프론트(207)의 상부 선회체(202)에 대한 자세가 산출된다.
붐 실린더(213)와, 아암 실린더(214)와, 버킷 실린더(215)는, 오퍼레이터에 의한 조작 레버의 조작에 따라, 유압 구동 회로에 의해 구동된다.
<제어 장치>
이어서, 유압 셔블(200)이 구비하는 제어 장치(280)에 대하여, 도 3을 이용하여 설명한다. 제어 장치(280)는, 유압 구동 회로의 구동을 제어하는 유압 제어용 컨트롤러(250)와, 센서 등으로부터의 신호를 처리하여 처리 결과를 표시 장치에 출력하는 표시 제어용 컨트롤러(251)를 구비한다.
유압 제어용 컨트롤러(250)는, 붐 조작 레버(240)와, 아암 조작 레버(241)와, 버킷 조작 레버(242)와, 선회 조작 레버(243)와의 조작에 따라, 유압 구동 회로를 통하여, 각각, 붐 실린더(213)와, 아암 실린더(214)와, 버킷 실린더(215)와, 상부 선회체(202)를 선회시키는 선회 모터(216)를 구동시킨다.
유압 구동 회로는, 메인 펌프(204)와, 작동유 탱크(205)와, 컨트롤 밸브(230~233)를 구비한다.
메인 펌프(204)는, 도면에 나타내지 않은 엔진에 의해 구동되는 메인 펌프이다. 메인 펌프(204)가 작동유 탱크(205)로부터 토출한 압유는, 각각, 컨트롤 밸브(230~233)를 거쳐, 붐 실린더(213), 아암 실린더(214), 버킷 실린더(215), 선회 모터(216)에 대하여 공급된다.
붐 조작 레버(240), 아암 조작 레버(241), 버킷 조작 레버(242), 및, 선회 조작 레버(243)로부터 출력되는 각 조작 신호는 유압 제어용 컨트롤러(250)에 도입된다. 유압 제어용 컨트롤러(250)에 도입된 각 조작 신호는, 컨트롤 밸브(230~233)의 개폐 구동에 사용된다. 붐 실린더(213), 아암 실린더(214), 버킷 실린더(215), 및 선회 모터(216)에 대하여 각각 공급되는 압유의 유량은, 각 조작 레버(240~243)의 조작량에 비례하여 증감한다.
붐 실린더(213)의 보텀측 유실(213a)로 압유가 공급된 경우에는, 붐(210)은 상부 선회체(202)에 대하여 상방향으로 요동 구동되고, 반대로 로드측 유실(213b)에 공급된 경우에는, 붐(210)은 상부 선회체(202)에 대하여 하방향으로 요동 구동된다.
아암 실린더(214)의 보텀측 유실(214a)로 압유가 공급된 경우에는, 아암(211)은 붐(210)에 대하여 하방향으로 요동 구동되고, 반대로 로드측 유실(214b)에 공급된 경우에는, 아암(211)은 붐(210)에 대하여 상방향으로 요동 구동된다. 버킷 실린더(215)의 보텀측 유실(215a)로 압유가 공급된 경우에는, 버킷(212)은 아암(211)에 대하여 하방향으로 회전 운동 구동되고, 반대로 로드측 유실(215b)에 공급된 경우에는, 버킷(212)은 아암(211)에 대하여 상방향으로 회전 운동 구동된다.
또한, 선회 모터(216)가 접속되어 있는 유로(216a)로 압유가 공급된 경우에는, 상부 선회체(202)는 하부 차체(201)에 대하여 좌측 방향으로 회전 운동 구동되고, 반대로 216b로 압유가 공급된 경우에는, 상부 선회체(202)는 하부 차체(201)에 대하여 우방향으로 회전 운동 구동된다.
붐 실린더(213)에는, 붐 보텀 압력 센서(260) 및 붐 로드 압력 센서(261)가 접속된다. 붐 보텀 압력 센서(260)는, 보텀측 유실(213a)의 압력을 검출한다. 또한, 붐 로드 압력 센서(261)는, 로드측 유실(213b)의 압력을 검출한다. 붐 보텀 압력 센서(260) 및 붐 로드 압력 센서(261)의 계측 신호는, 표시 제어용 컨트롤러(251)에 입력된다.
또한, 표시 제어용 컨트롤러(251)에는, 각 각도 센서(220~222)가 접속되고, 이들 계측 신호도 입력된다.
또한, 표시 제어용 컨트롤러(251)에는, 표시 모니터(표시 장치)(270), 통신 장치(206), 적입 완료 스위치(271)가 각각 접속된다.
또한, 표시 모니터(270)는, 표시 제어용 컨트롤러(251)의 처리 결과를 표시하거나, 지시의 입력을 접수하거나 하는, 유저 인터페이스이다. 예를 들면, 운전실(203) 내에 배치된다. 또한, 통신 장치(206)는, 후술하는 덤프 트럭(300)으로부터의 정보를 수신한다. 적입 완료 스위치(271)는, 1대의 덤프 트럭(300)으로의 적입 작업이 완료되었을 때에, 유압 셔블(200)의 오퍼레이터에 의해 압하(ON)되는 스위치이다. 본 실시 형태에서는, ON 상태가 되면, 적입 완료 신호(271s)가 출력된다.
표시 제어용 컨트롤러(251)는, 이들 접속 장치로부터 얻어지는 계측 신호, 지시 신호에 따라, 유압 셔블(200)이 덤프 트럭(300)에 적입한 운반물의 양을 산출하여, 표시 모니터(270)에 출력한다. 표시 제어용 컨트롤러(251)의 상세에 대해서는 후술한다.
<덤프 트럭>
이어서, 본 실시 형태의 운반기인 덤프 트럭(300)에 대하여 설명한다. 도 4는, 본 실시 형태의 덤프 트럭(300)의 외관을 나타내는 도면이다. 덤프 트럭(300)은, 운반물을 적재하여 주행한다. 또한, 덤프 트럭(300)은, 차량 본체(307)와, 베슬(301)과, 차륜(302)과, 서스펜션 실린더(303)와, 서스펜션 압력 센서(304)와, 통신 장치(306)와, 제어 장치(310)를 구비한다.
차량 본체(307)는, 도면에 나타내지 않은 엔진 및 주행 모터를 구비한다. 주행 모터의 동력을 차륜(302)에 전달함으로써, 덤프 트럭(300)은 주행 가능해진다. 베슬(301)에는, 유압 셔블(200)에 의해, 흙 등의 운반물이 적재된다. 베슬(301)은, 차량 본체(307)의 상부에 설치된다.
서스펜션 실린더(303)는, 차륜(302)과 차량 본체(307)와의 사이에 설치된다. 차량 본체(307)의 중량, 베슬(301)의 중량, 베슬(301)에 적재된 운반물의 중량의 합계에 따른 부하가, 서스펜션 실린더(303)를 통하여 차륜(302)에 가해진다. 서스펜션 실린더(303)는, 베슬(301)에 운반물이 적재되면, 그 중량에 따라 수축하여, 내부에 봉입된 작동유의 압력(내압)이 높아진다.
서스펜션 압력 센서(304)는, 서스펜션 실린더(303)의 내압을 검출한다. 서스펜션 압력 센서(304)의 검출 신호는 제어 장치(310)에 입력된다. 서스펜션 압력 센서(304)는, 덤프 트럭(300)의 각 서스펜션 실린더(303)에 설치되어 있다. 본 실시 형태의 덤프 트럭(300)은 4개의 차륜(302)을 구비한다. 따라서, 덤프 트럭(300)은, 4개의 서스펜션 압력 센서(304)를 구비한다.
통신 장치(306)는 제어 장치(310)와 접속되며, 유압 셔블(200)로의 정보 송신에 사용된다. 제어 장치(310)의 동작에 대해서는 후술한다.
<표시 제어용 컨트롤러 및 제어 장치의 기능 블록>
이어서, 본 실시 형태의 표시 제어용 컨트롤러(251) 및 제어 장치(310)를, 도 5를 이용하여 설명한다. 이하, 본 명세서에서는, 유압 셔블(200)측에서, 각 센서의 계측값으로부터 산출한, 버킷(212)에 적입된 운반물의 양을 버킷 하중(backet load weight) 또는 단순히 하중(load weight)이라고 부르고, 버킷(212)에 의해 덤프 트럭(300)에 적입된 운반물의 양의 적산값을 적입량(loading amount)이라고 부르며, 덤프 트럭(300)측에서, 센서의 계측값으로부터 산출한 자신의 베슬(301)에 적재된 운반물의 양을 적재량(loaded amount)이라고 부른다.
표시 제어용 컨트롤러(251)에는, 붐 각도 센서(220)로부터의 붐 각도 센서 신호(각도 신호)(220s), 아암 각도 센서(221)로부터의 아암 각도 센서 신호(각도 신호)(221s), 버킷 각도 센서(222)로부터의 버킷 각도 센서 신호(각도 신호)(222s), 붐 보텀 압력 센서(260)로부터의 붐 보텀 압력 센서 신호(260s), 붐 로드 압력 센서(261)로부터의 붐 로드 압력 센서 신호(261s), 적입 완료 스위치(271)로부터의 적입 완료 신호(271s), 통신 장치(206)를 통한 제어 장치(310)로부터의 통신 신호(206s)의 각 신호가 입력된다. 표시 제어용 컨트롤러(251)로부터의 출력 신호는, 표시 모니터(270)로의 표시 모니터 신호(270s)이다.
표시 제어용 컨트롤러(251)는, 버킷 하중 연산부(400)와, 중량 계측부(252)를 구비한다. 또한, 중량 계측부(252)는, 적산 판정부(401)와, 적입량 연산부(402)와, 적입량 기억부(403)와, 차분 연산부(404)와, 적산 성공 여부 판정부(405)와, 적입량 보정부(406)와, 표시 모니터 제어부(407)와, 적입 완료 판정부(409)를 구비한다.
버킷 하중 연산부(400)는, 버킷(212) 내의 운반물의 하중을 산출하여, 버킷 하중(하중 데이터)으로서 출력한다.
적산 판정부(401)는, 버킷(212) 내의 운반물이, 덤프 트럭(300)의 베슬(301)에 적입되었는지를 판정한다. 적입량 연산부(402)는, 적입량의 합계를 산출한다. 적입량 기억부(403)는, 적입량 연산부(402)의 연산 결과를 기억한다. 차분 연산부(404)는, 적입량 기억부(403)에 기억되어 있는 적입량과, 제어 장치(310)의 적재량 연산부(500)에 의해 산출되는 적재량과의 차분을 산출한다. 적산 성공 여부 판정부(405)는, 차분의 연산 결과로부터 적산 판정부(401) 및 적입량 연산부(402)에 의한 적입량 계측이 정확하게 행해지고 있는지 판정한다. 적입량 보정부(406)는, 적산 성공 여부 판정부(405)의 판정 결과를 받아 적입량 기억부(403)에 기억되어 있는 적입량을 보정한다. 표시 모니터 제어부(407)는, 표시 모니터 신호(270s)를 생성한다. 적입 완료 판정부(409)는, 적입이 완료되었는지 여부를 판정한다.
제어 장치(310)에는, 서스펜션 압력 센서(304)로부터의 서스펜션 압력 센서 신호(304s)가 입력된다. 제어 장치(310)로부터의 출력 신호는, 통신 장치(306)를 통한 표시 제어용 컨트롤러(251)로의 통신 신호(306s)이다.
제어 장치(310)는, 베슬(301)에 적재된 운반물의 중량을 연산하는 적재량 연산부(500)를 구비한다. 적재량 연산부(500)의 연산 결과인 적재량 데이터는, 출력 신호(310s)로서 통신 장치(306)에 출력된다.
또한, 표시 제어용 컨트롤러(251) 및 제어 장치(310)는, 미리 설정한 제어 주기로 일련의 입출력을 반복하여 실행한다.
<하드웨어 구성>
표시 제어용 컨트롤러(251)는, 도 6의 (a)에 나타내는 바와 같이, CPU(291)와, RAM(292)과, ROM(293)과, 입력 인터페이스(I/F)(294)와, 출력 I/F(296)를 구비하는 정보 처리 장치에 의해 실현할 수 있다. ROM(293)에는, 상기 각 부(部)를 실현하는 프로그램이 저장된다. 저장되는 프로그램은, 예를 들면, 버킷 하중 연산부(400)를 실현하는 버킷 하중 연산 프로그램(400p)과, 적산 판정부(401)를 실현하는 적산 판정 프로그램(401p)과, 적입량 연산부(402)를 실현하는 적산 연산 프로그램(402p)과, 차분 연산부(404)를 실현하는 차분 연산 프로그램(404p)과, 적산 성공 여부 판정부(405)를 실현하는 적산 성공 여부 판정 프로그램(405p)과, 적입량 보정부(406)를 실현하는 적입량 판정 프로그램(406p)과, 표시 모니터 제어부(407)를 실현하는 표시 모니터 제어프로그램(407p)과, 적입 완료 판정부(409)를 실현하는 적입 완료 판정 프로그램(409p)을 구비한다. 또한, 지시 접수 프로그램(408p)은, 후술하는 제 3 실시 형태에서 이용되는 프로그램이다. 또한, 상기 적입량 기억부(403)는, 예를 들면, RAM(292)에 마련된다.
입력 I/F(294)에는, 붐 각도 센서 신호(220s)와, 아암 각도 센서 신호(221s)와, 버킷 각도 센서 신호(222s)와, 붐 보텀 압력 센서 신호(260s)와, 붐 로드 압력 센서 신호(261s)와, 적입 완료 신호(271s)와, 통신 신호(206s)의 각 신호가 입력된다. 출력 I/F(296)로부터는, 표시 모니터 신호(270s)가 출력된다.
예를 들면, 미리 ROM(293) 등에 저장되는 상기 프로그램을, CPU(291)가 RAM(292)에 로딩하여 실행함으로써, 상기 각 기능은 실현된다. 또한, 처리에 필요한 각종의 데이터, 처리의 도중에 생성되는 데이터는, ROM(293)이나 RAM(292)에 저장된다.
또한, 표시 제어용 컨트롤러(251)는, ROM(293)이나 RAM(292)과 같은 반도체 메모리에 추가해, 하드디스크 드라이브 등의 자기 기억 장치를 구비해도 된다.
또한, 제어 장치(310)는, 도 6의 (b)에 나타내는 바와 같이, CPU(391)와, RAM(392)과, ROM(393)과, 입력 I/F(394)와, 출력 I/F(396)를 구비하는 정보 처리 장치로 실현된다. ROM(393)에는, 적재량 연산부(500)를 실현하는 적재량 연산 프로그램(500p)이 저장된다. 입력 I/F(394)에는, 서스펜션 압력 센서 신호(304s)가 입력되고, 출력 I/F(396)로부터는, 출력 신호(310s)가 출력된다. 또한, ROM(393)이나 RAM(392)과 같은 반도체 메모리에 추가해, 하드디스크 드라이브 등의 자기 기억 장치를 구비해도 된다.
<적입량 적산 처리의 전체의 흐름>
이어서, 본 실시 형태의 적입량 적산 처리의 흐름을 설명한다. 도 7은, 본 실시 형태의 적입량 적산 처리의 처리 플로우이다. 본 실시 형태의 적입량 적산 처리는, 상기 서술한 바와 같이 소정의 시간 간격으로 실행된다.
우선, 표시 제어용 컨트롤러(251)는, 각 입력 신호를 취득한다(단계 S1101). 본 실시 형태에서는, 버킷 하중 연산부(400)는, 붐 보텀 압력 센서 신호(260s)와, 붐 로드 압력 센서 신호(261s)와, 붐 각도 센서 신호(220s)와, 아암 각도 센서 신호(221s)와, 버킷 각도 센서 신호(222s)를 취득한다. 추가로, 적산 판정부(401)는, 버킷 각도 센서 신호(222s)를 취득한다. 또한, 적입 완료 판정부(409)는, 적입 완료 신호(271s)를 취득한다.
이어서, 표시 제어용 컨트롤러(251)의 중량 계측부(252)는, 단계 S1101에서 취득한 각 신호에 의거하여, 유압 셔블(200)측에서의 적입량 산출 처리를 행한다(단계 S1102).
한편, 제어 장치(310)는, 각 입력 신호를 취득한다(단계 S1201). 여기서는, 적재량 연산부(500)가, 서스펜션 압력 센서 신호(304s)를 취득한다.
그리고, 적재량 연산부(500)는, 단계 S1201에서 취득한 신호에 의거하여, 덤프 트럭(300)측에서의 적재량 산출 처리를 행한다(단계 S1202). 산출 결과는, 통신 장치(306)를 통하여 표시 제어용 컨트롤러(251)에 출력된다.
이어서, 중량 계측부(252)는, 단계 S1102에서 산출한 적입량을, 적재량 연산부(500)가 산출한 적재량을 이용하여 보정하는 적입량 보정 처리를 행한다(단계 S1103).
마지막으로, 중량 계측부(252)는, 적입량 보정 처리에 의해 얻어진 적입량을 표시 모니터(270)에 표시시키는 적입량 표시 처리를 행하고(단계 S1104), 처리를 종료한다.
이하, 각 처리의 상세를 설명한다.
<적입량 산출 처리>
우선, 적입량 산출 처리를, 도 8을 이용하여 설명한다. 도 8은, 적입량 산출 처리의 처리 플로우이다.
일반적으로, 작업 도구가 버킷인 유압 셔블(200)은, 굴삭, 붐 인상 선회, 방토의 사이클을 반복함으로써 작업을 수행한다. 본 실시 형태에서는, 이것을 이용하여, 소정 시간의 붐 인상 조작 및 버킷 방토 조작의 검출을 트리거로 하고, 하중의 산출, 적입량의 산출을 행함으로써, 적입량의 합계를 얻는다.
또한, 적입량 산출 처리는, 중량 계측부(252)의 적산 판정부(401)와, 적입량 연산부(402)와, 적입 완료 판정부(409)에 의해, 실행된다. 산출 결과는, 적입량 기억부(403)에 기억된다.
우선, 적입 완료 판정부(409)는, 적입 완료 스위치(271)의 ON/OFF 판정을 행한다. 여기서는, 적입 완료 스위치(271)가 ON 상태인지 여부를 판정한다(단계 S1301). 상기한 바와 같이, 적입 완료 스위치(271)는, ON 상태가 되면, 적입 완료 신호(271s)를 출력한다. 적입 완료 판정부(409)는, 적입 완료 신호(271s)를 취득하면 ON 상태라고 판정한다. ON 상태가 아니라고 판정된 경우, 적입 완료 판정부(409)는, 판정 결과를, 버킷 하중 연산부(400)에 출력한다.
여기서, 판정 결과의 출력을 받은, 버킷 하중 연산부(400)의 처리를 설명한다. 도 9는, 버킷 하중 연산의 연산 알고리즘을 설명하기 위한 모식도이다.
버킷 하중 연산부(400)에서는, 판정 결과를 수취하면, 붐 인상 조작 시간 판정을 행한다. 여기서는, 붐(210)의 상부 선회체(202)에 대한 상방향의 구동 조작이, 제 1 소정 기간 이상 연속하여 행해졌는지 여부를 판정한다. 판정은, 붐 각도 센서 신호(220s)를 이용하여 행해진다. 버킷 하중 연산부(400)는, 붐 각도 센서 신호(220s)를 감시하고, 상방향의 구동 조작 기간을 붐 인상 조작 시간으로 하여 카운트하고, 그 길이가 제 1 소정 기간 이상인지 여부를 판정한다. 제 1 소정 기간은, 미리 정해 둔다. 예를 들면, 제 1 소정 기간을 5[s]로 하면, 붐 각도 센서 신호(220s)가 5[s] 이상 연속하여 붐 인상 방향으로 변동한 경우, 붐 인상 조작이 연속하여 이루어진 것이라고 판정한다. 붐 인상 조작 시간은, RAM(292) 등에 저장된다.
연속해서 이루어졌다고 판정된 경우, 버킷 하중 연산부(400)는, 작업 프론트(207)의 동작에 의해 굴착된 버킷(212) 내의 운반물의 양인 버킷 하중을 산출하고, 하중 데이터로서 적입량 연산부(402)와, 표시 모니터 제어부(407)에 출력한다. 그 밖의 경우에는, 하중 데이터를 출력하지 않는다.
여기서, 버킷 하중 연산부(400)에 의한 버킷 하중 연산 처리를, 도 9를 이용하여 설명한다. 버킷 하중(Fa)은, 붐 회전 운동 중심의 모멘트(M)의 균형식을 풂으로써 산출된다. 버킷 하중(Fa)에 따라 발생하는 모멘트(M)은, 하중점과 붐 회전 운동 중심의 수평 거리(La)를 이용하여, M=Fa·La로 나타난다. 한편, 붐 실린더(213)의 추력(Fb)에 따라 발생하는 모멘트(M)는, 붐 회전 운동 중심까지의 수평 거리(Lb)를 이용하여, M=Fb·Lb로 나타난다. 수평 거리(La 및 Lb)는, 각 각도 센서(220~222)의 검출값을 이용하여 산출된다. 또한, 추력(Fb)은, 붐 보텀 압력 센서(260) 및 붐 로드 압력 센서(261)의 검출값 및을 이용하여 산출된다. 이들을 이용하여, 미지수인 버킷 하중(Fa)은, Fb·Lb/La에 의해 산출된다.
미리 정한 시간 내에 버킷 하중이 입력된 경우(단계 S1302), 적산 판정부(401)는, 방토 조작 시간 판정을 행한다. 적산 판정부(401)는, 버킷 각도 센서 신호(222s)를 감시하고, 버킷(212)이 아암(211)에 대하여 상방향으로 회전 운동 구동하고 있는 시간(방토 조작 시간)을 카운트하고, 그 길이가, 제 2 소정 기간 이상인지 여부를 판정한다(단계 S1304). 방토 조작 시간이, 제 2 소정 기간 이상 계속되는 경우, 버킷(212)에 의해, 운반물이 덤프 트럭(300)의 베슬(301)에 적입된 것이라고 판정한다. 예를 들면, 제 2 소정 기간을 2[s]로 한 경우, 버킷 각도 센서 신호(222s)가 2[s] 이상 연속하여 버킷 방토 방향으로 변동한 경우, 제 2 소정 기간 이상이라고 판정한다. 방토 조작 시간은, RAM(292) 등에 저장된다.
방토 조작 시간이 제 2 소정 기간 이상인 경우, 적입량 연산부(402)는, 적입량 연산을 행한다(단계 S1305). 적입량 연산부(402)는, 단계 S1303에서, 버킷 하중 연산부(400)에 의해 산출된 버킷 하중과, 단계 S1304의 판정 결과에 의거하여, 적입량을 산출한다. 여기서는, 단계 S1303에서 산출된 버킷 하중을, 적입량 기억부(403)에 기억되어 있는 현재의 적입량에 적산한다. 그리고, 적산 후의 값으로, 적입량 기억부(403)에 기억되는 적입량을 갱신한다.
그 후, 적입량 연산부(402)는, 붐 인상 조작 시간을 리셋하고(단계 S1306), 또한, 방토 조작 시간을 리셋하며(단계 S1307), 단계 S1305에서 산출한 적산 후의 적입량을, 적입량 기억부(403)에 기억하고(단계 S1308), 처리를 종료한다. 또한, 적입량 연산부(402)는, 후술의 적입량 보정 처리에서 이용하기 위해, 적입량을 적입량 기억부(403)에 기억한 경우, RAM(292) 등에 기억 플래그를 설정한다.
한편, 단계 S1302에서, 붐 인상 조작 시간의 계속 시간이 제 1 소정 기간 미만인 경우에는, 버킷 하중 연산부(400)는, 버킷 하중을 중량 계측부(252)에 출력하지 않는다. 미리 정한 시간 내에 버킷 하중을 수신하지 않는 경우, 중량 계측부(252)는, 그대로, 적입량 산출 처리를 종료한다. 또한, 단계 S1304에서, 방토 조작 시간이 제 2 소정 기간 미만인 경우에도, 그대로 적입량 산출 처리를 종료한다.
또한, 단계 S1301에서, ON 상태라고 판정된 경우에는, 당해 덤프 트럭(300)으로의 적입 작업이 완료되었기 때문에, 적입 완료 판정부(409)는, 적입량 기억부(403)에 기억되는 적입량을 리셋하고(적입량의 값을 0으로 함)(단계 S1309), 적입량 산출 처리를 종료한다.
<적재량 산출 처리>
이어서, 제어 장치(310)에 있어서의 적재량 산출 처리를, 도 10, 도 11을 이용하여 설명한다. 도 10은, 적재량 산출 처리의 처리 플로우이며, 도 11은, 적재량 연산부(500)의 연산 알고리즘을 설명하기 위한 모식도이다.
적재량 연산부(500)는, 서스펜션 압력 센서 신호(304s)에 의거하여, 베슬(301)로의 적재량을 산출한다(단계 S1401). 적재량은, 미리 정한 서스펜션 압력과 적재량과의 대응 관계에 의거하여 산출된다. 서스펜션 압력과 적재량과의 대응 관계의 일례를 도 11에 나타낸다. 상기한 바와 같이, 본 실시 형태의 덤프 트럭(300)은 4개의 차륜(302)을 구비한다. 따라서, 1대의 덤프 트럭(300)은, 서스펜션 압력 센서(304)를 4개 구비한다. 도 11의 가로축은, 이들 4개의 서스펜션 압력 센서(304)의 검출값의 평균값을 나타낸다.
적재량 연산부(500)는, 산출한 적재량을, 적재량 데이터로서, 통신 장치(306)를 통하여 표시 제어용 컨트롤러(251)로 송신하고(단계 S1402), 처리를 종료한다.
<적입량 보정 처리>
이어서, 단계 S1103의 적입량 보정 처리를, 도 12, 도 13의 (a), 도 13의 (b), 및 도 13의 (c)를 이용하여 설명한다. 도 12는, 본 실시 형태의 적입량 보정 처리의 처리 플로우이다. 도 13의 (a)~도 13의 (c)는, 적산 성공 여부 판정을 설명하기 위한 모식도이다.
우선, 차분 연산부(404)는, 직전의 적입량 산출 처리에 있어서, 적입량 기억부(403)로의 적입량 기억 처리(단계 S1308의 처리)가 실시되었는지 여부를 판정한다(단계 S1501). 본 실시 형태에서는, 전술의 기억 플래그가 설정되어 있는지 여부에 의해 판정한다. 그리고, 본 판정 후, 당해 플래그를 클리어한다.
적입량 기억 처리가 실시되었다고 판정된 경우, 차분 연산부(404)는, 적입량 기억부(403)에 기억되어 있는 적입량과, 통신 장치(206)를 통하여, 제어 장치(310)로부터 수신한 적재량을 취득한다(단계 S1502). 그리고, 적입량과 적재량과의 차분을 산출하는 차분 연산을 행한다(단계 S1503).
그리고, 적산 성공 여부 판정부(405)는, 차분 연산의 결과를 받고, 적산 성공 여부 판정을 행한다(단계 S1504). 여기서는, 적입량의 산출이 성공하였는지 여부를 판정한다. 적산 성공 여부 판정은, 미리 정해진 차분 연산 결과에 대한 임계값 Dth를 이용하여 행해진다. 즉, 적산 성공 여부 판정부(405)는, 차분 연산 결과의 절대값을 산출하여 임계값 Dth와 비교하여, 당해 절대값이 임계값 Dth 이하인지 여부를 판정한다. 비교 결과에 있어서, 임계값 Dth 이하이면, 적산 성공이라고 판정한다. 판정 결과는, 적입량 보정부(406)와, 표시 모니터 제어부(407)에 출력된다.
당해 임계값 Dth는, 예를 들면, 표시 제어용 컨트롤러(251)의 ROM(293) 또는 RAM(292)에 미리 기억된다. 그 값은, 예를 들면, 버킷(212)의 정격 용량 이하로 설정된다. 판정의 상세에 대하여, 도 13의 (a)~도 13의 (c)를 이용하여 설명한다.
도 13의 (a)는, 적입량과 적재량의 차분의 절대값 ΔLD가, 미리 정해진 임계값 Dth의 범위 내(ΔLD≤Dth)인 케이스에 대하여 나타낸 모식도이다. 이 경우, 적산 성공 여부 판정부(405)에 의한 판정 결과는, 임계값 Dth 이하이기 때문에, 「적산 성공」이다. 이 경우, 적산 성공 여부 판정부(405)는, 임계값 Dth 이하인 것을 나타내는 정보(적산 성공)를 적입량 보정부(406)와, 표시 모니터 제어부(407)에 출력한다.
도 13의 (b) 및 도 13의 (c)는, 적입량과 적재량의 차분의 절대값 ΔLD가, 미리 정해진 임계값 Dth의 범위 외(ΔLD>Dth)인 케이스에 대하여 나타낸 모식도이다. 도 13의 (b)는, 적재량이 큰 케이스, 도 13의 (c)는, 적입량이 큰 케이스이다. 이 경우, 적산 성공 여부 판정부(405)에 의한 판정 결과는, 임계값보다 크기 때문에, 「적산 실패」이다. 이들의 경우, 적산 성공 여부 판정부(405)는, 임계값 Dth보다 큰 것을 나타내는 정보(적산 실패)를 적입량 보정부(406)와, 표시 모니터 제어부(407)에 출력한다.
적산 성공 여부 판정에 있어서, 판정 결과가 적산 성공인 경우, 그대로 처리를 종료한다. 한편, 적산 실패인 경우, 적입량 보정부(406)는, 적입량 보정을 행하고(단계 S1505), 처리를 종료한다. 또한, 적입량 보정은, 적입량 기억부(403)에 기억되어 있는 적입량을, 통신 장치(206)를 통하여 수신한 적재량으로 덮어 쓰는 처리이다.
<적입량 표시>
이어서, 단계 S1104의 적입량 표시 처리를 설명한다.
표시 모니터 제어부(407)는, 단계 S1302에서 버킷 하중 연산부(400)로부터 수신한 버킷 하중과, 적입량 기억부(403)에 기억되어 있는 적입량을 표시 모니터(270)에 표시한다. 최종적으로 적입량 기억부(403)에 기억되는 적입량을 표시한다. 또한, 단계 S1504의, 적산 성공 여부 판정부(405)에 의한 판정 결과도 함께 표시한다.
표시 모니터(270)에 표시되는 표시 화면(270a) 예를 도 14에 나타낸다. 상기 서술한 바와 같이, 표시 화면(270a)은, 버킷 하중 표시 영역(272)과, 적입량 표시 영역(273)과, 적산 성공 여부의 판정 결과 표시 영역(274)을 구비한다. 각각의 표시부에는, 버킷 하중, 적입량, 적산 성공 여부의 판정 결과를 나타내는 정보가 표시된다.
판정 결과의 표시는, 예를 들면, 「적산 실패」라고 판정된 경우에 램프를 점등하여, 유압 셔블(200)의 오퍼레이터에게 통지하는 구성이어도 된다.
또한, 표시 화면(270a)은, 추가로, 상기 서술의 적입 완료 스위치(271)로서, 적입 완료 지시를 접수하는 적입 완료 지시 접수 영역(271r)을 구비하고 있어도 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 적입량 적산 시스템(100)에서는, 유압 셔블(200)의 중량 계측부(252)의 산출값인 적입량과 덤프 트럭(300)의 적재량 연산부(500)의 산출값인 적재량을 이용하여, 유압 셔블(200)측의 적입량 산출의 성공 여부를 판정하고, 실패인 경우에 적입량을 보정한다.
따라서, 본 실시 형태에 의하면, 오퍼레이터의 조작 미스 등에 의해, 유압 셔블(200)측에서의 적입량 산출에 대폭적인 차질이 발생한 경우라도, 덤프 트럭(300)측의 계측값을 이용하여, 용이하게 적정화할 수 있다. 따라서, 본 실시 형태에 의하면, 적입 상황에 관계없이, 양호한 정밀도로 덤프 트럭(300)으로의 적재량을 파악할 수 있어, 생산 효율이 향상된다.
또한, 본 실시 형태에 의하면, 적입량 산출의 성공 여부 판정의 결과도 유압 셔블(200)의 오퍼레이터에게 통지한다. 이 때문에, 오퍼레이터가, 유압 셔블(200)측에서의 적입량 산출의 실패를 파악할 수 있다. 따라서, 조작 미스의 저감으로 이어져, 가일층의 작업 효율 향상을 기대할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 의하면, 적입량 산출의 성공 여부 판정에 사용하는 임계값이, 유압 셔블(200)의 버킷 정격 용량 이하로 설정된다. 따라서, 적입량과 적재량과의 사이에, 정격 용량보다 큰 차이가 발생한 경우에만, 적재량에 의해 적입량이 보정된다. 즉, 통상은, 보다 산출 정밀도가 높은 유압 셔블(200)측에서의 산출 결과를 이용하고, 버킷의 정격 용량 이상의 차이가 발생한 경우에만, 덤프 트럭(300)측에서 산출한 적재량이 이용된다. 이 때문에, 정밀도가 안정됨과 함께, 적산 빠뜨림/오적산의 발생을 효율적으로 검지할 수 있다. 이들에 의해, 작업 효율 향상을 더 기대할 수 있다.
<<제 2 실시 형태>>
이어서, 본 발명의 제 2 실시 형태를 설명한다. 본 실시 형태에서는, 적산이 실패한 경우에, 그 내용을 판별하여, 오퍼레이터에게 통지한다.
본 실시 형태의 적입량 적산 시스템(100)의 구성은, 기본적으로 제 1 실시 형태와 마찬가지이다. 이하, 제 1 실시 형태와 상이한 구성에 주안을 두고 설명한다.
본 실시 형태에서는, 중량 계측부(252)의, 적산 성공 여부 판정부(405)의 처리 내용이 상이하다. 이하, 본 실시 형태의 적입량 보정 처리의 흐름을 설명한다. 도 15는, 본 실시 형태의 적입량 보정 처리의 처리 플로우이다.
본 도면에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 적입량 보정 처리에서는, 제 1 실시 형태의 적입량 보정 처리의 단계 S1504의 적산 성공 여부 판정에 있어서, 실패라고 판정된 경우, 단계 S1505의 적입량 보정까지의 동안에, 실패 내용을 특정하는 처리(내용 특정 처리)를 행한다. 그 밖의 처리는, 제 1 실시 형태와 마찬가지이다.
내용 특정 처리에서는, 적산 성공 여부 판정부(405)는, 적입량과 적재량과의 대소(大小)를 판별하고, 판별 결과에 따라, 실패한 내용을 특정한다.
즉, 단계 S1504에 있어서, 적산 실패라고 판정된 경우, 적산 성공 여부 판정부(405)는, 적입량과 적재량의 대소 비교를 행한다(단계 S2101). 여기서는, 적산 성공 여부 판정부(405)는, 예를 들면, 차분 연산부(404)의 연산 결과의 정부(正否)를 판별하고, 판별 결과에 따라 실패의 내용을 특정한다. 또한, 실패의 내용은, 판별 결과에 대응지어, 미리 ROM(293) 등에 저장해 둔다.
적산 성공 여부 판정부(405)는, 예를 들면, 적입량이 적재량보다 작은 경우에는, 실패의 내용을, 적산 빠뜨림에 의한 것이라고 특정한다. 이것은, 도 13의 (b)에 나타내는 예이다. 한편, 적입량이 적재량 이상인 경우에는, 오적산에 의한 것이라고 특정한다. 이것은, 도 13의 (b)에 나타내는 예이다. 예를 들면, 적재 시에 버킷(212) 내의 운반물을 흘려버린 경우 등이다.
적산 성공 여부 판정부(405)는, 판별 결과, 즉, 판별 결과에 의해 특정되는 실패의 내용을, 표시 모니터 제어부(407)에 출력하고, 단계 S1505의 처리로 이행한다.
또한, 단계 S1104의 적입량 표시 처리에서는, 추가로, 판별 결과, 즉, 특정된 내용도 함께 표시한다. 이 경우, 표시 화면(270a)은, 도 16에 나타내는 바와 같이, 판정 결과 표시 영역(274) 대신에, 적산 실패의 내용을 표시하는 실패 내용 표시 영역(275)을 구비한다.
도 16에 나타내는 표시 화면(270a) 예에서는, 실패 내용 표시 영역(275)에, 적산 실패 내용 각각의 램프(275a, 275b)를 구비하고, 판정된 내용의 램프가 점등되는 구성을 나타낸다. 이에 따라, 유압 셔블의 오퍼레이터에게 판정 결과를 통지한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 의하면, 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 적입량과 적재량과의 차분의 절대값을 산출하고, 산출한 절대값이 미리 정한 임계값보다 큰 경우, 적재량을 적입량으로 하는 보정을 행한다. 이 때문에, 본 실시 형태에 의하면, 제 1 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다. 또한, 본 실시 형태에 의하면, 적입량 산출 실패의 내용(적산 빠뜨림/오적산)을 유압 셔블(200)의 오퍼레이터에게 통지한다. 이 때문에, 오퍼레이터는, 적입량 산출의 실패에 대하여, 그 내용을 상세하게 파악할 수 있다. 따라서, 조작 미스의 저감으로 이어져, 가일층의 작업 효율 향상을 기대할 수 있다.
<<제 3 실시 형태>>
이어서, 본 발명의 제 3 실시 형태에 대하여 설명한다. 상기 제 1 및 제 2 실시 형태에서는, 적산 실패라고 판별된 경우, 자동적으로, 덤프 트럭(300)이 산출한 적재량을 이용하여 보정된다. 그러나, 본 실시 형태에서는, 오퍼레이터가 허가한 경우에만, 적재량을 이용한 보정을 실시한다.
이하, 본 실시 형태에 대하여, 제 1 실시 형태와 상이한 구성에 주안을 두고 설명한다.
본 실시 형태의 유압 셔블(200)은, 도 17에 나타내는 바와 같이, 추가로, 보정 지시 접수 스위치(277)를 구비한다. 그리고, 본 실시 형태의 중량 계측부(252a)는, 추가로, 보정 지시 접수 스위치(277)의 조작 신호(보정 지시 접수 신호(277s))를 수신한다. 보정 지시 접수 신호(277s)는, 중량 계측부(252a)에 출력된다.
보정 지시 접수 스위치(277)는, 오퍼레이터로부터 보정을 행할지 여부를 접수하고, 지시에 따른 조작 신호를 출력한다. 본 실시 형태에서는, 보정을 행한 경우, 보정 지시 접수 스위치(277)를 ON 상태로 한다. 그리고, 보정 지시 접수 스위치(277)는, ON 상태인 경우, 보정 지시 접수 신호(277s)를 출력하는 것으로 한다.
이어서, 본 실시 형태의 표시 제어용 컨트롤러(251a)의 기능을 설명한다. 도 18은, 본 실시 형태의 표시 제어용 컨트롤러(251a) 및 제어 장치(310)의 기능 블록도이다.
본 실시 형태의 표시 제어용 컨트롤러(251a)의 중량 계측부(252a)는, 제 1 실시 형태의 중량 계측부(252a)의 각 부에 추가해, 지시 접수부(408)를 구비한다. 또한, 제어 장치(310)는, 제 1 실시 형태와 마찬가지이다. 또한, 양 컨트롤러의 하드웨어 구성도 제 1 실시 형태와 마찬가지이다. 다만, 도 6의 (a)에 나타내는 바와 같이, ROM(293)에는, 지시 접수부(408)를 실현하는 지시 접수 프로그램(209p)이 추가로 저장된다.
지시 접수부(408)에는, 보정 지시 접수 신호(277s)가 입력된다. 지시 접수부(408)는, 보정 지시 접수 신호(277s)를 수신하였는지 여부에 의해, 적입량 보정부(406)에 의한 적입량 보정(적입량 기억부(403)의 기억값의 덮어 쓰기)을 실시할지 여부의 판정을 행한다.
이어서, 본 실시 형태의 적입량 보정 처리의 흐름을 설명한다. 도 19는, 본 실시 형태의 적입량 보정 처리의 처리 플로우이다.
본 도면에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 적입량 보정 처리에서는, 제 1 실시 형태의 적입량 보정 처리의 단계 S1504의 적산 성공 여부 판정에 있어서, 실패라고 판정된 경우, 지시 접수부(408)가, 오퍼레이터로부터 보정의 지시를 접수하고 있는지 여부를 판정한다(단계 S3101). 판정은, 상기 서술한 바와 같이, 보정 지시 접수 신호(277s)를 수신하고 있는지 여부에 의해 행한다.
그리고, 지시 접수부(408)는, 수신하고 있는 경우, 보정 지시 있음이라고 판정한다. 한편, 지시를 받고 있지 않은 경우에는, 보정 지시 없음이라고 판정한다. 판정 결과는, 적입량 보정부(406)에 출력한다.
적입량 보정부(406)는, 지시 접수부(408)로부터 보정 지시 있음이라는 통지를 받은 경우에만, 단계 S1505의 적입량 보정 처리를 행한다. 접수하고 있지 않은 경우에는, 보정 처리를 행하지 않고, 처리를 종료한다. 그 밖의 처리는, 제 1 실시 형태와 마찬가이지다.
또한, 보정 지시 접수 스위치(277)는, 예를 들면, 표시 화면(270a) 상에, 보정 지시 접수 영역(277r)으로서 설정된다. 본 실시 형태의 표시 화면(270a)의 일례를 도 21에 나타낸다.
또한, 본 실시 형태에서는, 적입량 표시 영역(273)의 표시값은, 도 19의 플로우에 따라 변화된다. 보정 지시 접수 스위치(277)가 눌려져 보정이 허가된 경우, 덤프 트럭(300)의 적재량으로 덮어 써진 적입량이 적입량 표시 영역(273)에 표시된다. 한편, 보정 지시 접수 스위치(277)가 눌려져 있지 않은 경우에는, 적입량의 덮어 쓰기가 실시되지 않기 때문에, 전회 산출한 적입량(덤프 트럭(300)의 적재량으로 덮어 써져 있지 않은 적입량)이 표시된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 의하면, 오퍼레이터의 지시를 접수하는 지시 접수부(408)를 추가로 구비하고, 적입량 보정부(406)는, 차분의 절대값이 임계값보다 큰 경우, 추가로, 지시 접수부(408)를 통하여 보정을 허가하는 지시를 접수한 경우에만 보정을 행한다. 즉, 본 실시 형태에 의하면, 유압 셔블(200)의 오퍼레이터가 허가한 경우에만, 적입량의 보정이 실시된다. 이 때문에, 의도하지 않은 자동적인 보정을 방지할 수 있어, 적입량 계측의 로버스트성 향상을 기대할 수 있다.
또한, 본 실시 형태는, 제 1 실시 형태에 조합하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 제 2 실시 형태와 조합해도 된다.
또한, 상기 각 실시 형태에서는, 적입기로서 도 2에 나타내는 유압 셔블(200)을 이용하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 작업 프론트(207)의 관절수 등, 운반기인 덤프 트럭(300)으로의 적입이 가능한 임의의 구성을 적용할 수 있다.
또한, 유압 셔블(200)의 제어 장치(280)도, 상기 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 유압 제어용 컨트롤러(250)를 구비하지 않고, 표시 제어용 컨트롤러(251)가 유압 제어용 컨트롤러(250)의 기능도 실현해도 된다.
또한, 상기 각 실시 형태에서는, 운반기로서, 도 4에 나타내는 덤프 트럭(300)을 이용하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 이에 한정되지 않는다. 운반기는, 적입기에 의한 적입 작업이 가능하면 된다. 예를 들면, 차륜의 개수를 4개로 했지만, 당연히 6개로 하는 등의 구성도 적용할 수 있다.
적입량 산출 처리도, 상기 처리 플로우에 한정되지 않는다. 적입량이 산출 가능한 모든 수단을 이용할 수 있다. 예를 들면, 상기 처리 플로우에서는, 버킷 하중 연산부(400)에 의한 버킷 방토 조작 시간 판정(적산 판정)에 버킷 각도 센서 신호(222s)를 이용했지만, 버킷 조작 레버(242)의 조작 신호를 이용해도 된다. 또한, 버킷 하중 연산부(400)에 의한 버킷 하중 연산에 있어서도, 붐 인상 조작 시간을 버킷 하중 연산의 트리거로 했지만, 상부 선회체(202)의 하부 차체(201)에 대한 선회 동작을 트리거로 해도 된다.
또한, 상기 각 실시 형태에서는, 적재량을, 도 11에 나타내는 바와 같은, 미리 정한 서스펜션 압력과 적재량과의 관계를 이용하여 산출하고 있지만, 이에 한정되지 않는다. 베슬(301)에 적재된 대상물의 중량이 계측 가능한 모든 수단을 이용해도 된다.
또한, 표시 모니터(270)에 표시되는 표시 화면의 배치나 표시 항목도 상기 표시 화면(270a) 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 덤프 트럭(300)의 적재량이나 적입량과 적재량과의 차분 연산 결과 등을 함께 표시해도 된다.
또한, 상기 각 실시 형태에서는, 적산 성공 여부 판정에 이용하는 임계값 Dth를 ROM(293) 또는 RAM(292)에 미리 기억시켜 두는 경우를 예로 들어 설명했지만, 그것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 표시 제어용 컨트롤러(251)에 전용의 설정기를 새롭게 접속하고, 당해 설정기를 통하여, 적입기의 오퍼레이터가, 임계값 Dth를 설정 및 변경 가능하도록 구성해도 된다. 이 경우, 설정된 임계값 Dth는, 예를 들면 RAM(292)에 기억된다. 이에 따라, 적입기의 오퍼레이터가 임계값을 적절히 변경할 수 있기 때문에, 유저빌리티가 향상된다.
또한, 상기 각 실시 형태에서는, 중량 계측부(252, 252a)가 유압 셔블(200)에 탑재되는 경우를 예로 들어 설명했지만, 이에 한정되지 않는다. 중량 계측부(252, 252a)는, 예를 들면, 도 21에 나타내는 바와 같이, 적입량 적산 장치(600)로서 독립하여 마련되어도 된다. 이 경우, 적입량 적산 장치(600)는, 예를 들면, 관제 센터 등에 배치되어도 된다. 이 경우, 적입량 적산 시스템(100a)은, 도 21에 나타내는 바와 같이, 유압 셔블(200)과, 덤프 트럭(300)과, 적입량 적산 장치(600)에 의해 구성된다. 또한, 중량 계측부(252, 252a)의 기능 블록은, 도 5, 도 18에 나타내는 예와 마찬가지이다.
또한, 적입량 적산 장치(600)는, CPU와 메모리와 기억 장치와 통신 I/F를 구비한다. 그리고, 적입량 적산 장치(600)에 있어서 중량 계측부(252, 252a)는, 기억 장치에 미리 기억된 프로그램을, CPU가 메모리에 로드하여 실행함으로써 실현된다. 또한, 유압 셔블(200)이나 덤프 트럭(300)과의 데이터의 송수신은, 통신 I/F를 통하여 행해진다.
추가로, 상기 각 실시 형태 및 도 21의 예에서는, 중량 계측부(252, 252a)는, 표시 모니터 제어부(407)를 구비하고, 산출 결과를, 유압 셔블(200)이 구비하는 표시 모니터(270)에 출력하고 있지만, 이에 한정되지 않는다. 표시 모니터 제어부(407) 대신에, 출력 I/F(296)에 의해 실현되는 출력부를 구비하고, 표시 모니터(270) 이외의 외부 장치에 출력하도록 구성해도 된다.
100: 적입량 적산 시스템, 100a: 적입량 적산 시스템, 200: 유압 셔블, 201: 하부 차체, 202: 상부 선회체, 203: 운전실, 204: 메인 펌프, 205: 작동유 탱크, 206: 통신 장치, 206s: 통신 신호, 207: 작업 프론트, 210: 붐, 211: 아암, 212: 버킷, 213: 붐 실린더, 213a: 보텀측 유실, 213b: 로드측 유실, 214: 아암 실린더, 214a: 보텀측 유실, 214b: 로드측 유실, 215: 버킷 실린더, 215a: 보텀측 유실, 215b: 로드측 유실, 216: 선회 모터, 216a: 유로, 216b: 유로, 220: 붐 각도 센서, 220s: 붐 각도 센서 신호, 221: 아암 각도 센서, 221s: 아암 각도 센서 신호, 222: 버킷 각도 센서, 222s: 버킷 각도 센서 신호, 230: 컨트롤 밸브, 231: 컨트롤 밸브, 232: 컨트롤 밸브, 233: 컨트롤 밸브, 240: 붐 조작 레버, 241: 아암 조작 레버, 242: 버킷 조작 레버, 243: 선회 조작 레버, 250: 유압 제어용 컨트롤러, 251: 표시 제어용 컨트롤러, 251a: 표시 제어용 컨트롤러, 252: 중량 계측부, 252a: 중량 계측부, 260: 붐 보텀 압력 센서, 260s:붐 보텀 압력 센서 신호, 261:붐 로드 압력 센서, 261s:붐 로드 압력 센서 신호, 270: 표시 모니터, 270a: 표시 화면, 270s: 표시 모니터 신호, 271: 적입 완료 스위치, 271r: 적입 완료 지시 접수 영역, 271s: 적입 완료 신호, 272: 버킷 하중 표시 영역, 273: 적입량 표시 영역, 274: 판정 결과 표시 영역, 275: 실패 내용 표시 영역, 275a: 램프, 275b: 램프, 277: 보정 지시 접수 스위치, 277r: 보정 지시 접수 영역, 277s: 보정 지시 접수 신호, 280: 제어 장치, 291: CPU, 292: RAM, 293: ROM, 295: 통신 I/F, 300: 덤프 트럭, 301: 베슬, 302: 차륜, 303: 서스펜션 실린더, 304: 서스펜션 압력 센서, 304s: 서스펜션 압력 센서 신호, 306: 통신 장치, 306s: 통신 신호, 307: 차량 본체, 310: 중량 계측 컨트롤러, 400: 버킷 하중 연산부, 401: 적산 판정부, 402: 적입량 연산부, 403: 적입량 기억부, 404: 차분 연산부, 405: 적산 성공 여부 판정부, 406: 적입량 보정부, 407: 표시 모니터 제어부, 408: 지시 접수부, 409: 적입 완료 판정부, 500: 적재량 연산부, 600: 적입량 적산 장치

Claims (7)

  1. 적입기의 작업 프론트에 구비되는 버킷 내의 운반물의 하중을 산출하는 버킷 하중 연산부와,
    적입량을 기억하는 적입량 기억부와,
    상기 버킷 하중 연산부로부터 입력된, 상기 운반물의 하중 데이터를, 상기 적입량 기억부에 기억되어 있는 상기 적입량에 적산하고, 적산 후의 값으로 상기 적입량 기억부에 기억되는 상기 적입량을 갱신하는 적입량 연산부와,
    통신 장치를 통하여 취득된, 운반기에 구비된 베슬의 적재량 데이터와, 상기 적입량 기억부에 기억되는 적입량과의 차분을 산출하는 차분 연산부와,
    상기 차분 연산부가 산출한 상기 차분의 절대값과 미리 정한 임계값을 비교하고, 상기 절대값이 상기 임계값보다 큰 경우, 적산 실패라고 판정하고, 판정 결과를 출력하는 적산 성공 여부 판정부와,
    상기 적산 성공 여부 판정부로부터 적산 실패를 나타내는 상기 판정 결과가 출력된 경우, 상기 적재량 데이터를 상기 적입량으로 하는 보정을 행하고, 보정 후의 상기 적입량으로 상기 적입량 기억부에 기억되어 있는 상기 적입량을 갱신하는 적입량 보정부와,
    상기 적입량 기억부에 기억되는 상기 적입량을 출력하는 출력부를 구비하는 것을 특징으로 하는 적입량 적산 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 출력부는, 표시 장치에 접속되며, 상기 적입량 기억부에 기억되는 상기 적입량을 상기 표시 장치에 출력하는 것을 특징으로 하는 적입량 적산 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 출력부는, 상기 적산 성공 여부 판정부로부터 적산 실패를 나타내는 상기 판정 결과가 출력된 경우, 당해 절대값이 상기 임계값보다 큰 것을 나타내는 정보를, 추가로 출력하는 것을 특징으로 하는 적입량 적산 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 적산 성공 여부 판정부는, 적산 실패라고 판정한 경우, 상기 차분 연산부가 산출한 상기 차분의 정부를 판별하고, 판별 결과를, 추가로 출력하며,
    상기 출력부는, 상기 적산 성공 여부 판정부가 출력한 상기 판별 결과를, 추가로 출력하는 것을 특징으로 하는 적입량 적산 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    오퍼레이터로부터의 지시를 접수하는 보정 지시 접수 스위치에 접속되며, 당해 보정 지시 접수 스위치를 통하여 상기 적재량 데이터에 의한 보정을 허가하는 지시를 접수하는 지시 접수부를 추가로 구비하고,
    상기 적입량 보정부는, 상기 차분의 절대값이 상기 임계값보다 큰 경우, 또한 상기 지시 접수부가 상기 보정을 허가하는 지시를 접수한 경우에, 상기 보정을 행하는 것을 특징으로 하는 적입량 적산 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 임계값은, 상기 작업 프론트가 구비하는 버킷의 정격 용량 이하로 설정되는 것을 특징으로 하는 적입량 적산 장치.
  7. 적입기와, 운반기와, 적입량 적산 장치를 구비하는 적입량 적산 시스템으로서,
    상기 적입기는, 운반물을 상기 운반기에 적입하는 작업 프론트의, 당해 작업 프론트가 장착되는 선회체에 대한 자세를 검출하는 각도 센서와, 상기 작업 프론트를 구동하는 유압 실린더의 보텀 압력을 검출하는 보텀 압력 센서와, 상기 유압 실린더의 로드 압력을 검출하는 로드 압력 센서와, 상기 각도 센서로부터 출력되는 각도 센서 신호, 상기 보텀 압력 센서로부터 출력되는 보텀 압력 센서 신호, 및 상기 로드 압력 센서로부터 출력되는 로드 압력 센서 신호에 의거하여, 상기 작업 프론트 내의 상기 운반물의 하중을 산출하여 하중 데이터로서 출력하는 하중 연산부를 구비하고,
    상기 운반기는, 서스펜션 실린더의 내압을 검출하는 서스펜션 압력 센서와, 상기 서스펜션 압력 센서로부터 출력되는 서스펜션 압력 센서 신호에 의거하여, 상기 운반물을 적재하는 베슬에 적재된 적재량을 산출하여 적재량 데이터로서 출력하는 적재량 연산부를 구비하며,
    상기 적입량 적산 장치는,
    적입량을 기억하는 적입량 기억부와,
    하중 연산부가 산출한 상기 하중 데이터를, 상기 적입량 기억부에 기억되어 있는 상기 적입량에 적산하고, 적산 후의 값으로 상기 적입량 기억부에 기억되는 상기 적입량을 갱신하는 적입량 연산부와,
    상기 적재량 연산부가 산출한 상기 적재량 데이터와, 상기 적입량 기억부에 기억되는 적입량과의 차분을 산출하는 차분 연산부와,
    상기 차분 연산부가 산출한 상기 차분의 절대값과 미리 정한 임계값을 비교하고, 상기 절대값이 상기 임계값보다 큰 경우, 적산 실패라고 판정하고, 판정 결과를 출력하는 적산 성공 여부 판정부와,
    상기 적산 성공 여부 판정부로부터 적산 실패를 나타내는 상기 판정 결과가 출력된 경우, 상기 적재량 데이터를 상기 적입량으로 하는 보정을 행하고, 보정 후의 상기 적입량으로 상기 적입량 기억부에 기억되어 있는 상기 적입량을 갱신하는 적입량 보정부와,
    상기 적입량 기억부에 기억되는 상기 적입량을 출력하는 출력부를 구비하는 것을 특징으로 하는 적입량 적산 시스템.
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