KR20210013143A - 작업 기계 - Google Patents
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Abstract
피구동 부재인 붐, 암 및 버킷을 연결하여 구성된 다관절형의 프론트 작업기, 조작 신호에 기초하여 복수의 피구동 부재를 각각 구동하는 유압 액추에이터인 붐 실린더, 암 실린더 및 버킷 실린더, 복수의 유압 액추에이터 중 조작자가 원하는 유압 액추에이터에 조작 신호를 출력하는 복수의 조작 부재, 및 프론트 작업기에 의한 작업 대상에 대해 미리 설정된 목표면 상 및 그 상방의 영역 내에서 프론트 작업기가 움직이도록, 복수의 유압 액추에이터 중 적어도 하나에 조작 신호를 출력하거나, 또는 출력된 조작 신호를 보정하는 영역 제한 제어를 실행함과 함께, 영역 제한 제어를 행하는 유압 액추에이터의 상기 영역 제한 제어를 행하기 직전의 동작에 관한 정보에 기초하여 조작 신호를 보정하는 제어 장치를 구비한다. 이에 의해, 머신 컨트롤에 있어서의 굴삭 시공의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은, 작업 기계에 관한 것이다.
건설 기계 등의 작업 기계에서는, 오퍼레이터가 붐이나 암 등으로 구성되는 프론트 작업기를, 각각의 조작 레버로 조작을 행하고 있지만, 이들 프론트 작업기를 복합 조작하여 소정의 영역을 어느 정도의 정밀도로 굴삭하는 것은, 조작이 익숙하지 않은 오퍼레이터에게 있어서는 매우 곤란하다. 그래서 근년 작업 기계에서는, 외부 또는 내부로부터 설계면 정보를 취득한 후에 작업 기계의 버킷 위치 검출을 행하고, 검출된 작업 기계의 버킷 위치에 기초하여, 예를 들어 목표로 하고 있는 면보다 하방을 굴삭하지 않도록 프론트 작업기를 반자동 제어하는 시공 방법(머신 컨트롤)이 알려져 있다.
이러한 머신 컨트롤에 관한 것으로서, 예를 들어 특허문헌 1에는, 복수의 프론트 작업 장치 구동용의 액추에이터에 대응하여 각각 마련되고, 이들 각 액추에이터의 구동을 각각 지령하는 복수의 조작 부재와, 상기 각 조작 부재의 조작에 의한 구동 지령에 따라서 상기 액추에이터를 각각 구동하는 구동 수단을 구비한 건설 기계에 있어서, 상기 프론트 작업 장치의 작업 목표면을 설정하는 설정 수단과, 상기 각 조작 부재의 조작에 의해 상기 프론트 작업 장치가 상기 작업 목표면에 접근하는 경우에, 상기 프론트 작업 장치의 상기 작업 목표면으로의 접근의 정도와 동작 방향에 따라서, 상기 작업 목표면을 따른 동작이 되는 조작을 오퍼레이터에게 교시하는 조작 교시 수단을 구비하는 건설 기계가 개시되어 있다.
머신 컨트롤 기능을 구비한 유압 셔블 등의 작업 기계에 있어서는, 프론트 작업기가 반자동 제어로 목표면을 따라 굴삭 시공이 행해진다. 그러나 프론트 작업기가 구동하기 시작하는 개소에 있어서는, 굴삭 시공의 정밀도에 변동이 발생하는 경우가 있다. 그 한 요인으로서는, 동작 사이클마다의 구동 개시 직전의 실린더 내부 압력의 크기의 차이를 들 수 있다. 즉, 머신 컨트롤에 있어서의 구동 개시 직전의 실린더 내부 압력이 동작 사이클마다 다르면, 프론트 작업기의 구동 개시 시의 구동 속도의 정밀도에 차이가 발생하여, 결과적으로 머신 컨트롤에 있어서의 굴삭 시공의 정밀도에 변동이 발생해 버린다.
본 발명은 상기에 비추어 이루어진 것이며, 머신 컨트롤에 있어서의 굴삭 시공의 정밀도를 향상시킬 수 있는 작업 기계를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본원은 상기 과제를 해결하는 수단을 복수 포함하고 있지만, 그 일례를 들면, 복수의 피구동 부재를 연결하여 구성된 다관절형의 프론트 작업기와, 조작 신호에 기초하여 상기 복수의 피구동 부재를 각각 구동하는 복수의 유압 액추에이터와, 상기 복수의 유압 액추에이터 중 조작자가 원하는 유압 액추에이터에 상기 조작 신호를 출력하는 조작 장치와, 상기 프론트 작업기에 의한 작업 대상에 대해 미리 설정된 목표면 상 및 그 상방의 영역 내에서 상기 프론트 작업기가 움직이도록, 상기 복수의 유압 액추에이터 중 적어도 하나의 유압 액추에이터에 상기 조작 신호를 출력하거나, 또는 출력된 상기 조작 신호를 보정하는 영역 제한 제어를 실행하는 제어 장치를 구비한 작업 기계에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 영역 제한 제어를 행하기 직전의 상기 유압 액추에이터의 상기 영역 제한 제어를 행하기 직전의 동작에 관한 정보에 기초하여 상기 조작 신호를 보정하는 것으로 한다.
본 발명에 따르면, 머신 컨트롤에 있어서의 굴삭 시공의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 작업 기계의 일례인 유압 셔블의 외관을 모식적으로 도시하는 측면도이다.
도 2는 유압 셔블의 구동 장치를 그 제어 장치와 함께 도시하는 도면이다.
도 3은 도 2에 있어서의 전환용 유압 유닛의 상세를 도시하는 도면이다.
도 4는 도 2에 있어서의 머신 컨트롤용 유압 유닛의 상세를 도시하는 도면이다.
도 5는 유압 셔블에 있어서의 굴삭 시공의 일례를 도시하는 도면이다.
도 6은 유압 셔블에 있어서의 굴삭 시공의 일례를 도시하는 도면이다.
도 7은 구동 장치 중 암 실린더의 구동에 관한 구성을 발출하여 도시하는 도면이다.
도 8은 종래 기술에 있어서의 암 크라우드 시의 버킷의 클로 끝의 궤적을 나타내는 도면이다.
도 9는 굴삭 시공 목표면 상에서 암 크라우드 조작을 입력하였을 때의, 암 크라우드 조작압, 암 크라우드 감압 지령압, 및 암 크라우드 감압 밸브 후압의 파형을 나타내는 도면이다.
도 10은 제1 실시 형태에 관한 제어 장치의 처리 기능을 도시하는 기능 블록도이다.
도 11은 제1 실시 형태에 관한 암 실린더 속도 보정 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 12는 제1 실시 형태에 있어서의 암 크라우드 시의 버킷의 클로 끝의 궤적을 비교예인 종래 기술의 궤적과 함께 나타내는 도면이다.
도 13은 제1 실시 형태의 변형예에 관한 암 실린더 속도 보정 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 14는 암 실린더의 보텀압과 로드압의 차압과 암 실린더 속도의 비율의 관계를 미리 정한 비율 테이블의 일례를 나타내는 도면이다.
도 15는 제2 실시 형태에 관한 구동 장치 중 암 실린더의 구동에 관한 구성을 발출하여 도시하는 도면이다.
도 16은 제2 실시 형태에 관한 제어 장치의 처리 기능을 도시하는 기능 블록도이다.
도 17은 제2 실시 형태에 관한 암 실린더 속도 보정 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 18은 제2 실시 형태의 변형예에 관한 암 실린더 속도 보정 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 19는 암 덤프 조작량과 암 실린더 속도의 비율의 관계를 미리 정한 비율 테이블의 일례를 나타내는 도면이다.
도 20은 제3 실시 형태에 관한 암 실린더의 스트로크 길이와 암 덤프 감압 지령압의 관계를 미리 정한 지령압 산출 테이블의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 유압 셔블의 구동 장치를 그 제어 장치와 함께 도시하는 도면이다.
도 3은 도 2에 있어서의 전환용 유압 유닛의 상세를 도시하는 도면이다.
도 4는 도 2에 있어서의 머신 컨트롤용 유압 유닛의 상세를 도시하는 도면이다.
도 5는 유압 셔블에 있어서의 굴삭 시공의 일례를 도시하는 도면이다.
도 6은 유압 셔블에 있어서의 굴삭 시공의 일례를 도시하는 도면이다.
도 7은 구동 장치 중 암 실린더의 구동에 관한 구성을 발출하여 도시하는 도면이다.
도 8은 종래 기술에 있어서의 암 크라우드 시의 버킷의 클로 끝의 궤적을 나타내는 도면이다.
도 9는 굴삭 시공 목표면 상에서 암 크라우드 조작을 입력하였을 때의, 암 크라우드 조작압, 암 크라우드 감압 지령압, 및 암 크라우드 감압 밸브 후압의 파형을 나타내는 도면이다.
도 10은 제1 실시 형태에 관한 제어 장치의 처리 기능을 도시하는 기능 블록도이다.
도 11은 제1 실시 형태에 관한 암 실린더 속도 보정 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 12는 제1 실시 형태에 있어서의 암 크라우드 시의 버킷의 클로 끝의 궤적을 비교예인 종래 기술의 궤적과 함께 나타내는 도면이다.
도 13은 제1 실시 형태의 변형예에 관한 암 실린더 속도 보정 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 14는 암 실린더의 보텀압과 로드압의 차압과 암 실린더 속도의 비율의 관계를 미리 정한 비율 테이블의 일례를 나타내는 도면이다.
도 15는 제2 실시 형태에 관한 구동 장치 중 암 실린더의 구동에 관한 구성을 발출하여 도시하는 도면이다.
도 16은 제2 실시 형태에 관한 제어 장치의 처리 기능을 도시하는 기능 블록도이다.
도 17은 제2 실시 형태에 관한 암 실린더 속도 보정 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 18은 제2 실시 형태의 변형예에 관한 암 실린더 속도 보정 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 19는 암 덤프 조작량과 암 실린더 속도의 비율의 관계를 미리 정한 비율 테이블의 일례를 나타내는 도면이다.
도 20은 제3 실시 형태에 관한 암 실린더의 스트로크 길이와 암 덤프 감압 지령압의 관계를 미리 정한 지령압 산출 테이블의 일례를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 작업 기계의 일례로서, 작업 프론트를 구비하는 유압 셔블을 예시하여 설명하지만, 마찬가지의 작업 프론트를 구비하는 작업 기계라면, 휠 로더와 같은 유압 셔블 이외의 작업 기계에도 본 발명을 적용하는 것이 가능하다.
<제1 실시 형태>
본 발명의 제1 실시 형태를 도 1 내지 도 12를 참조하면서 설명한다.
도 1은 본 실시 형태에 관한 작업 기계의 일례인 유압 셔블의 외관을 모식적으로 도시하는 측면도이다. 또한, 도 2 내지 도 4는 유압 셔블의 구동 장치를 그 제어 장치와 함께 도시하는 도면이며, 도 3은 도 2에 있어서의 전환용 유압 유닛의 상세를, 도 4는 도 2에 있어서의 머신 컨트롤용 유압 유닛의 상세를 각각 도시하는 도면이다.
도 1에 있어서, 유압 셔블(100)은, 하부 주행체(1)와, 이 하부 주행체(1)의 상부에 배치되는 상부 선회체(2)와, 이 상부 선회체(2)에 접속되어 있는 프론트 작업기(3)로 개략 구성되어 있다.
하부 주행체(1)는, 좌우의 주행 크롤러 벨트(4)를 갖고, 이 좌우의 주행 크롤러 벨트(4)는 도시하지 않은 주행 유압 모터에 의해 구동된다.
상부 선회체(2)는, 하부 주행체(1)에 선회 장치(5)를 통해 연결되어 있고, 이 선회 장치(5)가 도시하지 않은 선회 유압 모터에 의해 구동되어, 상부 선회체(2)를 하부 주행체(1)에 대해 수평 방향으로 선회시킬 수 있다.
프론트 작업기(3)는, 토사의 굴삭(굴삭 시공) 등의 작업을 행하기 위한 것이며, 상부 선회체(2)에 부앙 동작 가능하게 마련된 붐(6)과, 붐(6)의 선단에 상하 방향으로 회동 가능하게 마련된 암(7)과, 암(7)의 선단에 회동 가능하게 연결된 프론트 어태치먼트로서의 버킷(8)으로 구성되어 있다. 또한, 프론트 작업기(3)에는, 붐(6)을 부앙 동작 가능하게 구동하는 붐 실린더(9), 암(7)을 상하 방향으로 회동 가능하게 구동하는 암 실린더(10), 버킷(8)을 회동 가능하게 구동하는 버킷 실린더(11)가 마련되어 있고, 붐 실린더(9), 암 실린더(10), 버킷 실린더(11)의 실린더 로드가 각각 신축함으로써 프론트 작업기(3)가 동작하여, 토사의 굴삭 등의 작업을 가능하게 한다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 유압 셔블(100)의 구동 장치에 있어서는, 가변 용량형 펌프(21) 및 고정 용량형 파일럿 펌프(22)가, 원동기(23)에 의해 구동된다.
가변 용량형 펌프(21)는, 붐 실린더(9), 암 실린더(10), 버킷 실린더(11), 선회용 모터(12) 등의 유압 액추에이터를 구동하기 위한 구동원이 된다. 또한, 도 2에서는 가변 용량형 펌프(21)는 1개만 표기하고 있지만, 복수 개 있어도 된다.
고정 용량형 파일럿 펌프(22)는, 붐용 유량 제어 밸브(48), 암용 유량 제어 밸브(49), 버킷용 유량 제어 밸브(50), 선회용 유량 제어 밸브(51) 등의 제어 밸브를 구동시키기 위한 구동원이 된다.
가변 용량형 펌프(21)로부터 토출된 작동유는, 각각, 붐용 유량 제어 밸브(48), 암용 유량 제어 밸브(49), 버킷용 유량 제어 밸브(50), 선회용 유량 제어 밸브(51) 등을 경유하여, 각각, 붐 실린더(9), 암 실린더(10), 버킷 실린더(11), 선회용 모터(12) 등의 유압 액추에이터(이후, 유압 액추에이터(9 내지 12)라고 칭하는 경우가 있음)에 공급된다.
유압 액추에이터(9 내지 12)에 공급된 작동유는, 붐용 유량 제어 밸브(48), 암용 유량 제어 밸브(49), 버킷용 유량 제어 밸브(50), 선회용 유량 제어 밸브(51) 등을 경유하여, 탱크(24)로 배출된다. 또한, 도 2에서는 도시하지 않지만, 마찬가지의 방법으로 주행용 모터나 블레이드, 어태치먼트 관계의 유압 액추에이터도 구동 가능하다.
고정 용량형 파일럿 펌프(22)는, 로크 밸브(25)에 접속되어 있다. 운전자에 의해, 운전실에 마련되는 로크 레버 등의 조작에 의해 로크 밸브(25)를 통류 상태로 전환하지 않으면, 고정 용량형 파일럿 펌프(22)로부터 토출되는 작동유는 로크 밸브(25)의 하류측으로는 흐르지 않도록 되어 있다.
로크 밸브(25)는, 붐 상승용 파일럿압 제어 밸브(31), 붐 하강용 파일럿압 제어 밸브(32), 암 크라우드용 파일럿압 제어 밸브(33), 암 덤프용 파일럿압 제어 밸브(34), 버킷 크라우드용 파일럿압 제어 밸브(35), 버킷 덤프용 파일럿압 제어 밸브(36), 선회 우회전용 파일럿압 제어 밸브(37), 선회 좌회전용 파일럿압 제어 밸브(38), 도시하지 않은 우측 주행용 파일럿압 제어 밸브 및 좌측 주행용 파일럿압 제어 밸브 등에 접속되어 있다.
붐 상승용 파일럿압 제어 밸브(31) 및 붐 하강용 파일럿압 제어 밸브(32)는, 붐용 조작 부재(27)에 의해 개폐하는 것이 가능하다. 암 크라우드용 파일럿압 제어 밸브(33) 및 암 덤프용 파일럿압 제어 밸브(34)는, 암용 조작 부재(28)에 의해 개폐하는 것이 가능하다. 버킷 크라우드용 파일럿압 제어 밸브(35) 및 버킷 덤프용 파일럿압 제어 밸브(36)는, 버킷용 조작 부재(29)에 의해 개폐하는 것이 가능하다. 선회 우회전용 파일럿압 제어 밸브(37) 및 선회 좌회전용 파일럿압 제어 밸브(38)는, 선회용 조작 부재(30)에 의해 개폐하는 것이 가능하다.
붐 상승용 파일럿압 제어 밸브(31), 붐 하강용 파일럿압 제어 밸브(32), 암 크라우드용 파일럿압 제어 밸브(33), 암 덤프용 파일럿압 제어 밸브(34), 버킷 크라우드용 파일럿압 제어 밸브(35), 버킷 덤프용 파일럿압 제어 밸브(36), 선회 우회전용 파일럿압 제어 밸브(37), 선회 좌회전용 파일럿압 제어 밸브(38)의 하류측에는, 셔틀 블록(39)이 접속되어 있다. 각 파일럿압 제어 밸브(31 내지 38)로부터 배출되는 작동유는, 셔틀 블록(39)에 일단 도입된다. 셔틀 블록(39)의 하류측에는, 붐 상승용 파일럿 배관(40), 붐 하강용 파일럿 배관(41), 암 크라우드용 파일럿 배관(42), 암 덤프용 파일럿 배관(43), 버킷 크라우드용 파일럿 배관(44), 버킷 덤프용 파일럿 배관(45), 선회 우회전용 파일럿 배관(46), 선회 좌회전용 파일럿 배관(47) 등이 접속되어 있다.
붐 상승용 파일럿 배관(40) 및 붐 하강용 파일럿 배관(41)의 하류측에는, 붐용 유량 제어 밸브(48)가 접속되어 있다. 암 크라우드용 파일럿 배관(42) 및 암 덤프용 파일럿 배관(43)의 하류측에는, 암용 유량 제어 밸브(49)가 접속되어 있다. 버킷 크라우드용 파일럿 배관(44) 및 버킷 덤프용 파일럿 배관(45)의 하류측에는, 버킷용 유량 제어 밸브(50)가 접속되어 있다. 선회 우회전용 파일럿 배관(46) 및 선회 좌회전용 파일럿 배관(47)의 하류측에는, 선회용 유량 제어 밸브(51)가 접속되어 있다.
셔틀 블록(39)의 하류측에는, 가변 용량형 펌프(21)에 설치되어 있는 레귤레이터(26)도 접속되어 있다. 레귤레이터(26)는, 각 조작 부재(붐용 조작 부재(27), 암용 조작 부재(28), 버킷용 조작 부재(29), 선회용 조작 부재(30))의 조작량에 따라서 가변 용량형 펌프(21)의 틸팅을 변화시켜, 토출 유량을 조정하는 기능을 구비하고 있다. 즉, 셔틀 블록(39)은, 각 파일럿압 제어 밸브(31 내지 38)로부터의 조작 신호 압력에 기초하여, 레귤레이터(26)로 공급되기 위한 신호 압력을 생성하는 역할을 갖는다.
각 유량 제어 밸브(붐용 유량 제어 밸브(48), 암용 유량 제어 밸브(49), 버킷용 유량 제어 밸브(50), 선회용 유량 제어 밸브(51))는, 각 조작 부재(붐용 조작 부재(27), 암용 조작 부재(28), 버킷용 조작 부재(29), 선회용 조작 부재(30))의 조작량에 따라서 전환량을 조정할 수 있도록 되어 있다.
또한, 유압 셔블(100)의 구동 장치에 있어서는, 제어 장치(67), 셔틀 밸브(114), 전환용 유압 유닛(A1) 및 머신 컨트롤용 유압 유닛(A2)이 구비되어 있다.
제어 장치(67)에서 각 프론트의 위치 정보를 수신하고, 그 신호를 기초로, 머신 컨트롤을 가능하게 하는 적절한 파일럿 압력이 되도록, 전환용 유압 유닛(A1) 및 머신 컨트롤용 유압 유닛(A2)에 지령 신호를 송신하여 제어하고 있다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 전환용 유압 유닛(A1)에는, 전환 밸브(501), 전환 밸브(502), 전환 밸브(503), 전환 밸브(504), 전환 밸브(505)가 배치되어 있다. 전환 밸브(501 내지 505)는, 소자(비통전) 시에는 중립 위치에 있고, 여자(통전) 시에 그 개방도를 전환한다.
머신 컨트롤을 실시하지 않는 경우는, 제어 장치(67)로부터는 지령 신호(601 내지 605)가 출력되지 않고, 전환 밸브(501 내지 505)는 중립 위치에 유지된다. 이때, 붐 하강용 파일럿압 제어 밸브(32)로부터의 작동유는, 파일럿 배관(202)을 통과 후, 전환용 유압 유닛(A1) 내부의 파일럿 배관(212), 파일럿 배관(222), 전환용 유압 유닛(A1) 외부의 파일럿 배관(232)을 경유하여, 셔틀 블록(39)에 도달한다. 또한, 암 크라우드용 파일럿압 제어 밸브(33)로부터의 작동유는, 파일럿 배관(203)을 통과 후, 전환용 유압 유닛(A1) 내부의 파일럿 배관(213), 파일럿 배관(223), 전환용 유압 유닛(A1) 외부의 파일럿 배관(233)을 경유하여, 셔틀 블록(39)에 도달한다. 또한, 암 덤프용 파일럿압 제어 밸브(34)로부터의 작동유는, 파일럿 배관(204)을 통과 후, 전환용 유압 유닛(A1) 내부의 파일럿 배관(214), 파일럿 배관(224), 전환용 유압 유닛(A1) 외부의 파일럿 배관(234)을 경유하여, 셔틀 블록(39)에 도달한다. 또한, 버킷 크라우드용 파일럿압 제어 밸브(35)로부터의 작동유는, 파일럿 배관(205)을 통과 후, 전환용 유압 유닛(A1) 내부의 파일럿 배관(215), 파일럿 배관(225), 전환용 유압 유닛(A1) 외부의 파일럿 배관(235)을 경유하여, 셔틀 블록(39)에 도달한다. 또한, 버킷 덤프용 파일럿압 제어 밸브(36)로부터의 작동유는, 파일럿 배관(206)을 통과 후, 전환용 유압 유닛(A1) 내부의 파일럿 배관(216), 파일럿 배관(226), 전환용 유압 유닛(A1) 외부의 파일럿 배관(236)을 경유하여, 셔틀 블록(39)에 도달한다. 즉, 머신 컨트롤을 실시하지 않는 경우는, 유압 셔블(100)의 구동 장치는, 작동유가 머신 컨트롤용 유압 유닛(A2)을 경유하지 않는 회로가 된다.
머신 컨트롤을 실시하는 경우는, 제어 장치(67)로부터 지령 신호(601 내지 605)를 출력함으로써, 전환 밸브(501 내지 505)의 개방도를 전환한다. 이때, 붐 하강용 파일럿압 제어 밸브(32)로부터의 작동유는, 파일럿 배관(202)을 통과 후, 전환용 유압 유닛(A1) 내부의 파일럿 배관(212), 파일럿 배관(242)을 경유하여, 머신 컨트롤용 유압 유닛(A2)에 유입된다. 머신 컨트롤용 유압 유닛(A2)에 유입된 후에는 전환용 유압 유닛(A1) 내부의 파일럿 배관(252), 파일럿 배관(222), 전환용 유압 유닛(A1) 외부의 파일럿 배관(232)을 경유하여, 셔틀 블록(39)에 도달한다. 또한, 암 크라우드용 파일럿압 제어 밸브(33)로부터의 작동유는, 파일럿 배관(203)을 통과 후, 전환용 유압 유닛(A1) 내부의 파일럿 배관(213), 파일럿 배관(243)을 경유하여, 머신 컨트롤용 유압 유닛(A2)에 유입된다. 머신 컨트롤용 유압 유닛(A2)에 유입된 후에는 전환용 유압 유닛(A1) 내부의 파일럿 배관(253), 파일럿 배관(223), 전환용 유압 유닛(A1) 외부의 파일럿 배관(233)을 경유하여, 셔틀 블록(39)에 도달한다. 또한, 암 덤프용 파일럿압 제어 밸브(34)로부터의 작동유는, 파일럿 배관(204)을 통과 후, 전환용 유압 유닛(A1) 내부의 파일럿 배관(214), 파일럿 배관(244)을 경유하여, 머신 컨트롤용 유압 유닛(A2)에 유입된다. 머신 컨트롤용 유압 유닛(A2)에 유입된 후에는 전환용 유압 유닛(A1) 내부의 파일럿 배관(254), 파일럿 배관(224), 전환용 유압 유닛(A1) 외부의 파일럿 배관(234)을 경유하여, 셔틀 블록(39)에 도달한다. 또한, 버킷 크라우드용 파일럿압 제어 밸브(35)로부터의 작동유는, 파일럿 배관(205)을 통과 후, 전환용 유압 유닛(A1) 내부의 파일럿 배관(215), 파일럿 배관(245)을 경유하여, 머신 컨트롤용 유압 유닛(A2)에 유입된다. 머신 컨트롤용 유압 유닛(A2)에 유입된 후에는 전환용 유압 유닛(A1) 내부의 파일럿 배관(255), 파일럿 배관(225), 전환용 유압 유닛(A1) 외부의 파일럿 배관(235)을 경유하여, 셔틀 블록(39)에 도달한다. 또한, 버킷 덤프용 파일럿압 제어 밸브(36)로부터의 작동유는, 파일럿 배관(206)을 통과 후, 전환용 유압 유닛(A1) 내부의 파일럿 배관(216), 파일럿 배관(246)을 경유하여, 머신 컨트롤용 유압 유닛(A2)에 유입된다. 머신 컨트롤용 유압 유닛(A2)에 유입된 후에는 전환용 유압 유닛(A1) 내부의 파일럿 배관(256), 파일럿 배관(226), 전환용 유압 유닛(A1) 외부의 파일럿 배관(236)을 경유하여, 셔틀 블록(39)에 도달한다. 즉, 머신 컨트롤을 실시하는 경우는, 유압 셔블(100)의 구동 장치는, 작동유가 머신 컨트롤용 유압 유닛(A2)을 경유하는 회로가 되므로, 머신 컨트롤용 유압 유닛(A2)의 각 비례 전자 밸브(후술하는 도 5 참조)를 제어함으로써, 머신 컨트롤을 가능하게 한다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 머신 컨트롤용 유압 유닛(A2)에는, 전자 전환 밸브(701)가 배치되어 있다. 전자 전환 밸브(701)는, 소자(비통전) 시에는 그 개방도는 제로(완전 폐쇄)이고, 여자(통전) 시에 그 개방도를 오픈한다. 머신 컨트롤을 실시할 때, 제어 장치(67)로부터 출력된 지령 신호(301)를 받아 그 개방도를 오픈하고, 머신 컨트롤을 실시하지 않을 때에는, 전자 전환 밸브(701)는 소자(비통전)로 되어, 그 개방도를 제로(완전 폐쇄)가 되게 한다.
붐 상승용 파일럿압 제어 밸브(31)의 하류측에는, 상류측으로부터, 파일럿 배관(201), 셔틀 밸브(114), 파일럿 배관(211)이 배치되어 있다.
셔틀 밸브(114)는 고압 우선형의 셔틀 밸브이며, 2개의 입구 포트와 1개의 출구 포트를 갖고 있다. 셔틀 밸브(114)의 입구 포트 중 한쪽은 파일럿 배관(201)에 접속되고, 출구 포트에 파일럿 배관(211)이 접속되어 있다. 붐 상승용 파일럿압 제어 밸브(31)에 공급된 작동유는, 파일럿 배관(201), 셔틀 밸브(114)를 통해 파일럿 배관(211)에 공급된다.
셔틀 밸브(114)의 입구 포트 중 다른 쪽에는, 상류측으로부터, 로크 밸브(25), 파일럿 배관(207), 전자 전환 밸브(701), 파일럿 배관(208), 비례 전자 밸브(707), 파일럿 배관(277)이 배치되어 있다. 셔틀 밸브(114)의 입구 포트 중 다른 쪽에는, 붐 상승용 파일럿압 제어 밸브(31)를 통하지 않고 고정 용량형 파일럿 펌프(22)로부터 유입되도록 되어 있다. 즉, 붐용 조작 부재(27)의 조작량에 의존하지 않고 파일럿 배관(211)에 작동유가 공급된다.
비례 전자 밸브(707)는, 머신 컨트롤 시에 목표면 아래를 굴삭하는 일이 없도록, 붐 상승을 강제적으로 행하게 하기 위한 밸브이다. 비례 전자 밸브(707)는, 소자(비통전) 시에는 그 개방도는 제로(완전 폐쇄)이고, 여자(통전) 시에 그 개방도를 오픈한다. 여자력을 증가시킬수록 그 개방도가 커진다. 비례 전자 밸브(707)는, 제어 장치(67)로부터 출력된 지령 신호(307)를 받아 그 개방도를 조정한다.
비례 전자 밸브(702)는, 머신 컨트롤 시에 목표면 아래를 굴삭하는 일이 없도록, 붐 하강 속도를 감속시키기 위한 밸브이다. 비례 전자 밸브(702)는, 소자(비통전) 시에는 그 개방도는 완전 개방이고, 여자(통전) 시에 그 개방도를 클로즈한다. 여자력을 증가시킬수록 그 개방도가 작아진다. 비례 전자 밸브(702)는, 제어 장치(67)로부터 출력된 지령 신호(302)를 받아 그 개방도를 조정한다.
비례 전자 밸브(703)는, 머신 컨트롤 시에 목표면 아래를 굴삭하는 일이 없도록, 또한 고정밀도로 머신 컨트롤을 행하게 하도록, 암 크라우드 속도를 감속시키기 위한 밸브이다. 비례 전자 밸브(703)는, 소자(비통전) 시에는 그 개방도는 완전 개방이고, 여자(통전) 시에 그 개방도를 클로즈한다. 여자력을 증가시킬수록 그 개방도가 작아진다. 비례 전자 밸브(703)는, 제어 장치(67)로부터 출력된 지령 신호(303)를 받아 그 개방도를 조정한다.
비례 전자 밸브(704)는, 머신 컨트롤 시에 목표면 아래를 굴삭하는 일이 없도록, 또한 고정밀도로 머신 컨트롤을 행하게 하도록, 암 덤프 속도를 감속시키기 위한 밸브이다. 비례 전자 밸브(704)는, 소자(비통전) 시에는 그 개방도는 완전 개방이고, 여자(통전) 시에 그 개방도를 클로즈한다. 여자력을 증가시킬수록 그 개방도가 작아진다. 비례 전자 밸브(704)는, 제어 장치(67)로부터 출력된 지령 신호(304)를 받아 그 개방도를 조정한다.
비례 전자 밸브(705)는, 머신 컨트롤 시에 목표면 아래를 굴삭하는 일이 없도록, 또한 고정밀도로 머신 컨트롤을 행하게 하도록, 버킷 크라우드 속도를 감속시키기 위한 밸브이다. 비례 전자 밸브(705)는, 소자(비통전) 시에는 그 개방도는 완전 개방이고, 여자(통전) 시에 그 개방도를 클로즈한다. 여자력을 증가시킬수록 그 개방도가 작아진다. 비례 전자 밸브(705)는, 제어 장치(67)로부터 출력된 지령 신호(305)를 받아 그 개방도를 조정한다.
비례 전자 밸브(706)는, 머신 컨트롤 시에 목표면 아래를 굴삭하는 일이 없도록, 또한 고정밀도로 머신 컨트롤을 행하게 하도록, 버킷 덤프 속도를 감속시키기 위한 밸브이다. 비례 전자 밸브(706)는, 소자(비통전) 시에는 그 개방도는 완전 개방이고, 여자(통전) 시에 그 개방도를 클로즈한다. 여자력을 증가시킬수록 그 개방도가 작아진다. 비례 전자 밸브(706)는, 제어 장치(67)로부터 출력된 지령 신호(306)를 받아 그 개방도를 조정한다.
비례 전자 밸브(708)는, 머신 컨트롤 시에 버킷(8)의 각도를 일정하게 유지하면서 시공면을 마무리하도록, 버킷 덤프를 강제적으로 행하게 하기 위한 밸브이다. 비례 전자 밸브(708)는, 소자(비통전) 시에는 그 개방도는 제로(완전 폐쇄)이고, 여자(통전) 시에 그 개방도를 오픈한다. 여자력을 증가시킬수록 그 개방도가 커진다. 비례 전자 밸브(708)는, 제어 장치(67)로부터 출력된 지령 신호(308)를 받아 그 개방도를 조정한다.
비례 전자 밸브(709)는, 머신 컨트롤 시에 버킷(8)의 각도를 일정하게 유지하면서 시공면을 마무리하도록, 버킷 크라우드를 강제적으로 행하게 하기 위한 밸브이다. 비례 전자 밸브(709)는, 소자(비통전) 시에는 그 개방도는 제로(완전 폐쇄)이고, 여자(통전) 시에 그 개방도를 오픈한다. 여자력을 증가시킬수록 그 개방도가 커진다. 비례 전자 밸브(709)는, 제어 장치(67)로부터 출력된 지령 신호(309)를 받아 그 개방도를 조정한다.
셔틀 밸브(115)는 고압 우선형의 셔틀 밸브이며, 2개의 입구 포트와 1개의 출구 포트를 갖고 있다. 셔틀 밸브(115)의 입구 포트 중 한쪽은, 비례 전자 밸브(705)로부터의 파일럿 배관(285)에 접속되고, 출구 포트에 파일럿 배관(275)이 접속되어 있다. 셔틀 밸브(115)의 입구 포트 중 다른 쪽은, 비례 전자 밸브(709)로부터의 파일럿 배관(295)에 접속되어 있다. 파일럿 배관(295)으로부터의 작동유는, 버킷 크라우드용 파일럿압 제어 밸브(35)를 통하지 않고 고정 용량형 파일럿 펌프(22)로부터 유입되도록 되어 있다. 즉, 버킷용 조작 부재(29)의 조작량에 의존하지 않고 파일럿 배관(295)에 작동유가 공급된다.
셔틀 밸브(116)는 고압 우선형의 셔틀 밸브이며, 2개의 입구 포트와 1개의 출구 포트를 갖고 있다. 셔틀 밸브(116)의 입구 포트 중 한쪽은, 비례 전자 밸브(706)로부터의 파일럿 배관(286)에 접속되고, 출구 포트에 파일럿 배관(276)이 접속되어 있다. 셔틀 밸브(116)의 입구 포트 중 다른 쪽은, 비례 전자 밸브(708)로부터의 파일럿 배관(296)에 접속되어 있다. 파일럿 배관(296)으로부터의 작동유는, 버킷 덤프용 파일럿압 제어 밸브(36)를 통하지 않고 고정 용량형 파일럿 펌프(22)로부터 유입되도록 되어 있다. 즉, 버킷용 조작 부재(29)의 조작량에 의존하지 않고 파일럿 배관(296)에 작동유가 공급된다.
또한, 전환용 유압 유닛(A1), 및 머신 컨트롤용 유압 유닛(A2)은, 반드시 유닛으로 되어 있을 필요는 없다. 또한, 전환 밸브(501) 등의 유압 부품의 일부가 각각 유닛(A1 및 A2)의 외부에 배치되어 있어도 된다.
여기서, 도 5 내지 도 9를 사용하여, 본 실시 형태의 기본 원리를 설명한다.
도 5 및 도 6은, 유압 셔블에 있어서의 굴삭 시공의 일례를 도시하는 도면이다.
도 5 및 도 6에 도시하는 바와 같이, 유압 셔블(100)에 있어서의 굴삭 시공에 있어서는, 예를 들어 먼저, 붐용 조작 부재(27)에 의해 붐 실린더(9)를 신장측으로 구동하여 붐(6)을 충분한 높이까지 회동시킨 상태에서(도 5: 붐 상승), 암용 조작 부재(28)에 의해 암 실린더(10)가 완전히 수축할 때까지 수축측으로 구동하여 암(7)을 회동시키고(도 5: 암 덤프), 계속해서 붐용 조작 부재(27)에 의해 붐 실린더(9)를 수축측으로 구동하여 프론트 작업기(3)를 회동시킴으로써 버킷(8)의 선단을 굴삭 시공의 목표면의 위치까지 내린다(도 5: 붐 하강). 계속해서, 암 실린더(10)를 수축측으로 구동하여 암(7)을 회동시켜(도 6: 암 크라우드), 굴삭 시공을 행한다. 여기서, 머신 컨트롤에 있어서는, 제어 장치(67)의 제어에 의해 붐 실린더(9)의 신장측으로의 구동의 제한(도 5의 붐 하강 시 등)이나 붐 실린더(9)의 수축측으로의 구동(도 6의 암 크라우드 시)을 행함으로써, 프론트 작업기(3)의 예를 들어 버킷(8)의 선단을 굴삭 시공의 목표면을 따라 이동시킨다(영역 제한 제어).
도 7은 구동 장치 중 암 실린더의 구동에 관한 구성을 발출하여 도시하는 도면이다.
도 7에 도시하는 바와 같이, 암 실린더(10)의 구동에 관한 구동 장치에는, 암 실린더(10)의 보텀측의 압력을 검출하는 보텀압 센서(52), 로드측의 압력을 검출하는 로드압 센서(53), 암용 조작 부재(28)에 의해 구동되는 암 크라우드용 파일럿압 제어 밸브(33)와 암 실린더(10)를 접속하는 암 크라우드용 파일럿 배관(42)에 있어서의 비례 전자 밸브(703)의 하류측의 압력을 검출하는 암 크라우드 감압 밸브 후압 센서(54) 및 암 덤프용 파일럿압 제어 밸브(34)와 암 실린더(10)를 접속하는 암 덤프용 파일럿 배관(43)에 있어서의 비례 전자 밸브(704)의 하류측의 압력을 검출하는 암 덤프 감압 밸브 후압 센서(55)가 마련되어 있다. 또한, 도 7에 있어서는, 설명의 간단화를 위해 셔틀 블록(39)을 포함하는 몇 구성을 생략하여 나타내고 있다.
암 덤프 조작 시, 고정 용량형 파일럿 펌프(22)로부터의 압유는, 로크 밸브(25), 암 덤프용 파일럿압 제어 밸브(34), 암 덤프용 파일럿 배관(43)을 통해 암용 유량 제어 밸브(49)에 작용한다. 이에 의해, 가변 용량형 펌프(21)로부터의 압유는, 암용 유량 제어 밸브(49)를 통해, 암 실린더(10)의 로드측으로 유입된다. 암 실린더(10)의 로드측에는, 암 실린더(10)의 스트로크가 최수축될 때까지 압유가 계속 유입되고, 최수축 후에는 암 실린더(10)의 로드측으로 더 유입되려고 했던 압유는, 가변 용량형 펌프(21)와 암용 유량 제어 밸브(49) 사이에 배치되어 있는 도시하지 않은 릴리프 밸브를 통해 탱크(24)로 배출된다.
여기서, 암 실린더(10)의 스트로크가 최수축으로 되기에 이르기까지의 암 덤프 조작의 조작량이나 조작 방법에 따라, 암 실린더(10)의 로드측의 내부 압력의 크기가 달라진다. 예를 들어, 암 실린더(10)의 스트로크가 최신장 상태로부터 최수축으로 되기에 이르기까지, 암 덤프 조작을 풀 레버 조작으로 행한 경우는, 암 실린더(10)가 비교적 세차게 최수축 상태로 되므로, 암 실린더(10)의 로드측은 비교적 고압이 된다. 또한, 암 덤프 조작을 미세 조작으로 하여 암 실린더(10)의 스트로크를 최수축으로 한 경우는, 암 실린더(10)의 로드측은 비교적 저압이 된다.
다음으로, 암 실린더(10)가 최수축의 상태로부터, 붐 하강 조작을 행하여 버킷(8)의 클로 끝을 굴삭 시공의 목표면 상에 위치 정렬한 후, 암 크라우드 조작을 함으로써 암 실린더(10)를 신장측으로 구동시킨다. 암 크라우드 조작 시의 고정 용량형 파일럿 펌프(22)로부터의 압유는, 로크 밸브(25), 암 크라우드용 파일럿압 제어 밸브(33), 암 크라우드용 파일럿 배관(42)을 통해, 암용 유량 제어 밸브(49)에 작용한다. 이에 의해, 가변 용량형 펌프(21)로부터의 압유는, 암용 유량 제어 밸브(49)를 통해, 암 실린더(10)의 보텀측으로 유입된다. 암 실린더(10)의 로드측의 압유는 탱크(24)로 흐르므로, 점차 추력은 증가하게 된다. 암 크라우드 조작 직전의 암 실린더(10)의 로드압이 클수록, 암 크라우드 조작 직후의 실린더 신장 방향의 추력은 작아진다.
머신 컨트롤의 기능이 유효한 경우, 암 크라우드 조작을 행하면, 버킷(8)의 클로 끝의 목표면 아래로의 침입을 피하여 클로 끝이 목표면을 따라 이동하도록 붐 상승 증압 제어가 행해진다. 붐 상승 증압량은, 암 크라우드 조작량이나, 암용 유량 제어 밸브(49)에 작용하는 압력 등으로부터 결정된다.
여기서, 똑같이 암 크라우드 조작을 행하였다고 해도, 암 실린더(10)의 로드압의 대소에 따라, 암 실린더(10)의 구동의 상태에 차이가 나타나는 경우가 있다. 즉, 암 실린더(10)의 로드압이 클 때는, 암 크라우드 조작 직후에는 암 실린더(10)는 비교적 천천히 구동되고, 그 동안에 붐 증압이 작용하므로, 버킷(8)의 클로 끝의 궤적은, 굴삭 시공 목표면에 비교적 추종하거나, 혹은 굴삭 시공 목표면에 대해 비교적 부상하는 경향이 된다. 또한, 암 실린더(10)의 로드압이 작을 때는, 암 크라우드 조작 직후에는 암 실린더(10)는 비교적 빠르게 구동되기 때문에, 암 크라우드 조작 직후의 버킷 클로 끝의 궤적은, 굴삭 시공 목표면에 대해 비교적 파고드는 경향이 된다. 여기에 본 발명에 관한 과제가 있다. 암 로드압에 따라 제어 방법을 구분할 필요가 있다.
도 8은 종래 기술에 있어서의 암 크라우드 시의 버킷의 클로 끝의 궤적을 나타내는 도면이다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 암 덤프 조작을 미세 조작으로 행한 후의 암 크라우드 시의 클로 끝의 궤적은, 목표면을 따르고 있다. 한편, 암 덤프 조작을 풀 레버 조작으로 행한 후의 암 크라우드 시의 클로 끝의 궤적은, 목표면으로의 진입이 보인다. 이것은, 암 실린더(10)의 로드압이 작은 경우, 암 크라우드 조작 직후에 암(7)(암 실린더(10))이 기민하게 움직이기 쉬워지는 것이 요인이며, 도 8의 예에서는, 붐 증압 제어의 응답 지연의 영향이 버킷(8)의 클로 끝의 궤적에 현저하게 나타나 있다. 이와 같이, 암 덤프 시의 조작 상황에 따라, 암 크라우드 조작 직후의 암 실린더(10)의 거동에 변동이 발생할 가능성이 있다. 또한, 종래 기술에 있어서는, 붐 증압 제어에 암 크라우드 감압 밸브 후압에 기초하는 암 실린더 속도 Va를 사용하고 있지만, 이 제어 방법에서는, 암 크라우드 조작 직후에 있어서, 암 크라우드 감압 밸브 후압이 상승하고 나서 붐 증압 제어가 작용하게 된다. 그 때문에, 붐 증압 제어의 응답 지연에 기인하는 암 크라우드 조작 직후의 버킷(8)의 클로 끝의 목표면 아래로의 침입이 발생한다.
도 9는 굴삭 시공 목표면 상에서 암 크라우드 조작을 입력하였을 때의, 암 크라우드 조작압 L1, 암 크라우드 감압 지령압 L2, 및 암 크라우드 감압 밸브 후압 L3의 파형을 나타내는 도면이다. 암 크라우드 조작 직후, 암 크라우드 감압 지령압의 상승에 비해, 암 크라우드 감압 밸브 후압의 상승이 지연되어 있음을 확인할 수 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 암 크라우드 감압 지령압 L2와 암 크라우드 감압 밸브 후압 L3의 상승의 차이를 이용하여, 암 크라우드 감압 밸브 후압에 기초하는 암 실린더 속도 Va와, 암 크라우드 감압 지령압에 기초하는 암 실린더 속도 Vb에 의해, 붐 증압 제어를 행하는 것이다.
도 10은 제어 장치의 처리 기능을 도시하는 기능 블록도이다.
도 10에 도시한 바와 같이, 제어 장치(67)는, 프론트 자세 연산부(67a), 영역 설정 연산부(67b), 버킷 선단 속도의 제한값 연산부(67c), 암 실린더 속도 연산부(67d), 암에 의한 버킷 선단 속도 연산부(67e), 붐에 의한 버킷 선단 속도의 제한값 연산부(67f), 붐 실린더 속도의 제한값 연산부(67g), 붐 지령의 제한값 연산부(67h), 붐용 밸브 지령 연산부(67i), 붐 지령의 최댓값 연산부(67j), 암용 밸브 지령 연산부(67k), 및 암 실린더 내 차압 연산부(67l)의 각 기능부를 갖고 있다.
프론트 자세 연산부(67a)에서는, 붐(6), 암(7), 버킷(8)에 마련된 각도 검출기(3a 내지 3c)(예를 들어, IMU: 관성 계측 장치 등) 및 상부 선회체(2)에 마련된 경사각 검출기(3d)로 검출한 붐(6), 암(7), 버킷(8)의 회동각 및 상부 선회체(2)의 전후의 경사각에 기초하여 프론트 작업기(3)의 각 부의 위치와 자세를 연산한다.
영역 설정 연산부(67b)에서는, 오퍼레이터에 의한 설정기(200)의 조작에 의해, 버킷(8)의 선단이 움직일 수 있는 굴삭 영역의 설정 연산을 행한다. 또한, 설정기(200)에 의해 지시된 경사각에 의해 목표면을 설정한다.
여기서, 제어 장치(67)의 도시하지 않은 기억 장치에는, 프론트 작업기(3)나 상부 선회체(2), 하부 주행체(1) 등의 유압 셔블(100)의 각 부의 치수가 기억되어 있고, 영역 설정 연산부(67b)에서는 프론트 자세 연산부(67a)에서 이들 데이터와, 각도 검출기(3a, 3b, 3c)로 검출한 회동각 및 경사각 검출기(3d)로 검출한 상부 선회체(2)의 경사각을 사용하여 버킷(8)의 선단의 위치를 계산한다.
버킷 선단 속도의 제한값 연산부(67c)에서는, 버킷(8)의 선단의 목표면으로부터의 거리에 기초하여 버킷 선단 속도의 목표면에 수직인 성분의 제한값을 계산한다.
암 실린더 속도 연산부(67d)에서는, 암용 조작 부재(28)에 의한 암용 유량 제어 밸브(49)에 대한 지령값(암 크라우드 감압 밸브 후압 센서(54) 및 암 덤프 감압 밸브 후압 센서(55)의 검출 결과)과, 암용 유량 제어 밸브(49)의 유량 특성에 기초하여 암 실린더 속도 Va를 추정한다.
암에 의한 버킷 선단 속도 연산부(67e)에서는, 암 실린더 속도와 프론트 자세 연산부(67a)에서 구한 프론트 작업기(3)의 각 부의 위치와 자세에 의해 암(7)에 의한 버킷 선단 속도를 연산한다.
암 실린더 내 차압 연산부(67l)에서는, 암 실린더(10)의 보텀측의 압력을 검출하는 보텀압 센서(52)의 검출 결과와 로드측의 압력을 검출하는 로드압 센서(53)의 검출 결과로부터, 암 실린더(10)의 보텀측과 로드측의 차압 P를 연산한다.
붐에 의한 버킷 선단 속도의 제한값 연산부(67f)에서는, 연산부(67e)에서 구한 암(7)에 의한 버킷 선단 속도를 연산부(67l)에서 구한 차압 P에 기초하여 보정(암 실린더 속도 보정 처리)하고, 영역 설정 연산부(67b)에서 구한 변환 데이터를 사용하여 XY 좌표계로부터 XaYa 좌표계로 변환하고, 암(7)에 의한 버킷 선단 속도의 목표면에 수직인 성분(bx, by)을 연산하고, 연산부(67c)에서 구한 버킷 선단 속도의 목표면에 수직인 성분의 제한값과 그 암에 의한 버킷 선단 속도의 목표면에 수직인 성분에 의해, 붐에 의한 버킷 선단 속도의 목표면에 수직인 성분의 제한값을 연산한다.
도 11은 암 실린더 속도 보정 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 11에 있어서, 제어 장치(67)의 붐에 의한 버킷 선단 속도의 제한값 연산부(67f)는 먼저, 시공 동작 개시 자세로 하였을 때(최수축이 아니어도 됨)의 암 실린더(10)의 보텀압과 로드압의 차압 P가 미리 정한 값(역치 P0) 이상인지 여부를 판정하고(스텝 S100), 판정 결과가 "예"인 경우에는, 암 크라우드 조작 직후에는 암 크라우드 감압 밸브 후압 L3에 기초하는 버킷 선단 속도(암 실린더 속도 Va를 사용하여 연산)에 의해 붐 증압 제어를 행한다(스텝 S110). 즉, 암 크라우드 조작 직전의 암 실린더 로드압이 고압이므로, 암 크라우드 조작 직후의 암 실린더는 비교적 느린 속도로 구동되어, 암 크라우드 조작에 대한 상승이 더딘 암 크라우드 감압 밸브 후압에 기초하는 암 실린더 속도 Va에 의해 붐 증압 제어를 행한다.
또한, 스텝 S100에서의 판정 결과가 "아니오"인 경우에는, 암 크라우드 조작 직후에는 암 크라우드 감압 지령압 L2에 기초하는 버킷 선단 속도(암 실린더 속도 Vb를 사용하여 연산)에 의해 붐 증압 제어를 행한다(스텝 S101). 즉, 암 크라우드 조작 직전의 암 실린더 로드압이 저압이므로, 암 크라우드 조작 직후의 암 실린더는 비교적 기민하게 구동되어, 암 크라우드 조작에 대한 상승이 빠른 암 크라우드 감압 지령압에 기초하는 암 실린더 속도 Vb에 의해 붐 증압 제어를 행한다.
도 10으로 돌아간다.
붐 실린더 속도의 제한값 연산부(67g)에서는, 붐(6)에 의한 버킷 선단 속도의 목표면에 수직인 성분의 제한값과 프론트 작업기(3)의 각 부의 위치와 자세에 기초하여, 변환 데이터를 사용한 좌표 변환에 의해 붐 실린더 속도의 제한값을 연산한다.
붐 지령의 제한값 연산부(67h)에서는, 붐용 유량 제어 밸브(48)의 유량 특성에 기초하여, 연산부(67g)에서 구한 붐 실린더 속도의 제한값에 대응하는 붐(6)의 지령 제한값을 구한다.
붐 지령의 최댓값 연산부(67j)에서는, 연산부(67h)에서 구한 붐 지령의 제한값과 붐용 조작 부재(27)에 의한 붐용 유량 제어 밸브(48)에 대한 지령값(암 실린더(10)에 대응하는 것과 마찬가지로 마련된 붐 상승 크라우드 감압 밸브 후압 센서(56) 및 붐 하강 감압 밸브 후압 센서(57)의 검출 결과)을 비교하여, 큰 쪽을 출력한다.
붐용 밸브 지령 연산부(67i)에서는, 붐 지령의 최댓값 연산부(67j)로부터 출력된 지령값이 양의 값인 경우에는 붐용 유량 제어 밸브(48)의 붐 상승측으로의 구동에 관한 비례 전자 밸브(707)에 대응하는 전압을 출력한다.
암용 밸브 지령 연산부(67k)에서는, 암용 조작 부재(28)에 의한 암용 유량 제어 밸브(49)에 대한 지령값(암 크라우드 감압 밸브 후압 센서(54) 및 암 덤프 감압 밸브 후압 센서(55)의 검출 결과)을 입력하고, 당해 지령값이 암 크라우드의 지령값인 경우에는 암용 유량 제어 밸브(49)의 암 크라우드측으로의 구동에 관한 비례 전자 밸브(703)에 대응하는 전압을 출력하고, 암 덤프측으로의 구동에 관한 비례 전자 밸브(704)에는 0의 전압을 출력하고, 지령값이 암 덤프의 지령값인 경우에는 반대로 한다.
이상과 같이 구성한 본 실시 형태의 효과를 설명한다.
머신 컨트롤 기능을 구비한 유압 셔블 등의 작업 기계에 있어서는, 프론트 작업기의 자동 제어로 목표면을 따라 굴삭 시공이 행해진다. 그러나 프론트 작업기가 구동되기 시작하는 개소에 있어서는, 머신 컨트롤에 있어서 굴삭 시공의 정밀도에 변동이 있고, 그 한 요인으로서는, 동작 사이클마다의 구동 개시 직전의 실린더 내부 압력의 크기의 차이를 들 수 있다. 즉, 머신 컨트롤에 있어서의 구동 개시 직전의 실린더 내부 압력이 동작 사이클마다 다르면, 프론트 작업기의 구동 개시 시의 구동 속도의 정밀도에 차이가 발생하여, 결과적으로 머신 컨트롤에 있어서의 굴삭 시공의 정밀도에 변동이 발생해 버린다.
이에 비해 본 실시 형태에 있어서는, 복수의 피구동 부재(붐(6), 암(7), 버킷(8))를 연결하여 구성된 다관절형의 프론트 작업기(3)와, 조작 신호에 기초하여 복수의 피구동 부재를 각각 구동하는 복수의 유압 액추에이터(붐 실린더(9), 암 실린더(10), 버킷 실린더(11))와, 복수의 유압 액추에이터 중 조작자가 원하는 유압 액추에이터에 조작 신호를 출력하는 조작 장치(붐용 조작 부재(27), 암용 조작 부재(28), 버킷용 조작 부재(29))와, 프론트 작업기(3)에 의한 작업 대상에 대해 미리 설정된 목표면 상 및 그 상방의 영역 내에서 프론트 작업기가 움직이도록, 복수의 유압 액추에이터 중 적어도 하나의 유압 액추에이터에 조작 신호를 출력하거나, 또는 출력된 조작 신호를 보정하는 영역 제한 제어를 실행하는 제어 장치(67)를 구비한 유압 셔블(100)에 있어서, 제어 장치(67)는 영역 제한 제어를 행하는 유압 액추에이터의 영역 제한 제어를 행하기 직전의 동작에 관한 정보에 기초하여 조작 신호를 보정하도록 구성하였다.
도 12는, 본 실시 형태에 있어서의 암 크라우드 시의 버킷의 클로 끝의 궤적을 비교예인 종래 기술의 궤적과 함께 나타내는 도면이다. 도 12에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 종래 기술과 비교하여, 버킷(8)의 선단의 궤적이 보다 목표면을 따라 이동하는 것을 알 수 있다. 이와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 머신 컨트롤에 있어서의 굴삭 시공의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
<제1 실시 형태의 변형예>
제1 실시 형태의 변형예를 도 13 및 도 14를 참조하면서 설명한다.
본 변형예는, 제1 실시 형태에 대해 암 실린더의 보텀압과 로드압의 차압 P에 기초하여 구해지는 비율에 따라서 암 실린더 속도 Va, Vb를 사용한 버킷 선단 속도의 연산을 행하는 것이다.
도 13은, 본 변형예에 관한 암 실린더 속도 보정 처리를 나타내는 흐름도이다. 또한 도 14는, 암 실린더의 보텀압과 로드압의 차압과 암 실린더 속도의 비율의 관계를 미리 정한 비율 테이블의 일례를 나타내는 도면이다. 도면 중, 제1 실시 형태와 마찬가지의 부재에는 동일한 부호를 붙이고, 설명을 생략한다.
도 13에 있어서, 제어 장치(67)의 붐에 의한 버킷 선단 속도의 제한값 연산부(67f)는 먼저, 시공 동작 개시 자세로 하였을 때(암 실린더(10)의 스트로크가 최수축에 이르기 직전)의 암 실린더(10)의 보텀압과 로드압의 차압 P를 계측하고(스텝 S200), 암 실린더의 보텀압과 로드압의 차압 P에 의해, 도 12에 나타내는 비율 테이블을 사용하여, 암 크라우드 감압 밸브 후압에 기초하는 암 실린더 속도 Va와 암 크라우드 감압 지령압에 기초하는 암 실린더 속도 Vb의 가중치를 결정하고(스텝 S210), 가중치 γ에 의해 산출한 암 실린더 속도를 (γ×Va＋(1－γ)×Vb)를 사용하여 붐 증압 제어를 행한다(스텝 S220). 예를 들어, 차압 P가 비교적 저압인 경우에 암 크라우드 감압 지령압에 기초하는 암 실린더 속도 Vb를 적극적으로 사용하도록 비율 테이블은 설정되어 있다. 예를 들어, 붐 증압 제어에 사용하는 암 실린더 속도는, γ＝0.2인 경우에는, 0.2Va＋0.8Vb로 표기된다.
그 밖의 구성은 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
이상과 같이 구성한 본 변형예에 있어서도 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
<제2 실시 형태>
제2 실시 형태를 도 15 내지 도 17을 참조하면서 설명한다.
본 실시 형태는, 스트로크가 최수축으로 되기에 이르기 직전의 암 덤프 조작의 조작량 α에 기초하여 조작 신호를 보정하는 것이다.
도 15는 본 실시 형태에 관한 구동 장치 중 암 실린더의 구동에 관한 구성을 발출하여 도시하는 도면이다. 또한, 도 16은 본 실시 형태에 관한 제어 장치의 처리 기능을 도시하는 기능 블록도이고, 도 17은 본 실시 형태에 관한 암 실린더 속도 보정 처리를 나타내는 흐름도이다. 도면 중, 제1 실시 형태와 마찬가지의 부재에는 동일한 부호를 붙이고, 설명을 생략한다.
도 15에 도시한 바와 같이, 암 실린더(10)의 구동에 관한 구동 장치에는, 암용 조작 부재(28)에 의해 구동되는 암 크라우드용 파일럿압 제어 밸브(33)와 암 실린더(10)를 접속하는 암 크라우드용 파일럿 배관(42)에 있어서의 비례 전자 밸브(703)의 하류측의 압력을 검출하는 암 크라우드 감압 밸브 후압 센서(54), 암 덤프용 파일럿압 제어 밸브(34)와 암 실린더(10)를 접속하는 암 덤프용 파일럿 배관(43)에 있어서의 비례 전자 밸브(704)의 하류측의 압력을 검출하는 암 덤프 감압 밸브 후압 센서(55) 및 암 실린더(10)의 스트로크 길이(로드 위치)를 검출하는 암 실린더 스트로크 센서(110)가 마련되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서의 암 실린더(10)의 구동에 관한 구동 장치는, 제1 실시 형태와 비교하여, 암 실린더(10)의 보텀측의 압력을 검출하는 보텀압 센서(52) 및 로드측의 압력을 검출하는 로드압 센서(53)를 갖지 않는 구성으로 되어 있다.
도 16에 도시한 바와 같이, 제어 장치(67)는, 프론트 자세 연산부(67a), 영역 설정 연산부(67b), 버킷 선단 속도의 제한값 연산부(67c), 암 실린더 속도 연산부(67d), 암에 의한 버킷 선단 속도 연산부(67e), 붐에 의한 버킷 선단 속도의 제한값 연산부(67f), 붐 실린더 속도의 제한값 연산부(67g), 붐 지령의 제한값 연산부(67h), 붐용 밸브 지령 연산부(67i), 붐 지령의 최댓값 연산부(67j), 암용 밸브 지령 연산부(67k) 및 암 실린더 내 차압 추정 연산부(67m)의 각 기능부를 갖고 있다.
암 실린더 내 차압 추정 연산부(67m)에서는, 암 덤프용 파일럿 배관(43)에 있어서의 비례 전자 밸브(704)의 하류측의 압력을 검출하는 암 덤프 감압 밸브 후압 센서(55)의 검출 결과와 암 실린더 스트로크 센서(110)의 검출 결과로부터 암 실린더(10)의 암 덤프 조작량 α를 연산한다.
도 17에 있어서, 제어 장치(67)의 붐에 의한 버킷 선단 속도의 제한값 연산부(67f)는 먼저, 시공 동작 개시 자세로 하였을 때(암 실린더(10)의 스트로크가 최수축에 이르기 직전)의 암 실린더(10)의 암 덤프 조작량 α가 미리 정한 값(역치 α0) 이상인지 여부를 판정하고(스텝 S300), 판정 결과가 "예"인 경우에는, 암 크라우드 조작 직후에는 암 크라우드 감압 밸브 후압 L3에 기초하는 버킷 선단 속도(암 실린더 속도 Va를 사용하여 연산)에 의해 붐 증압 제어를 행한다(스텝 S310). 즉, 암 크라우드 조작 직전의 암 실린더 로드압이 고압이므로, 암 크라우드 조작 직후의 암 실린더는 비교적 느린 속도로 구동되어, 암 크라우드 조작에 대한 상승이 더딘 암 크라우드 감압 밸브 후압에 기초하는 암 실린더 속도 Va에 의해 붐 증압 제어를 행한다.
또한, 스텝 S300에서의 판정 결과가 "아니오"인 경우에는, 암 크라우드 조작 직후에는 암 크라우드 감압 지령압 L2에 기초하는 버킷 선단 속도(암 실린더 속도 Vb를 사용하여 연산)에 의해 붐 증압 제어를 행한다(스텝 S301). 즉, 암 크라우드 조작 직전의 암 실린더 로드압이 저압이므로, 암 크라우드 조작 직후의 암 실린더는 비교적 기민하게 구동되어, 암 크라우드 조작에 대한 상승이 빠른 암 크라우드 감압 지령압에 기초하는 암 실린더 속도 Vb에 의해 붐 증압 제어를 행한다.
그 밖의 구성은 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
이상과 같이 구성한 본 실시 형태에 있어서도 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 암 실린더 스트로크 센서(110)에 의해 암 실린더(10)의 스트로크 길이를 검출하도록 구성하였지만, 예를 들어 프론트 작업기(3)의 붐(6) 및 암(7)에 각각 마련된 각도 검출기(3a, 3b)의 검출 결과로부터 붐(6)과 암(7)의 상대 각도를 산출하고, 그 산출 결과로부터 암 실린더의 스트로크 길이를 산출하도록 구성해도 된다.
<제2 실시 형태의 변형예>
제2 실시 형태의 변형예를 도 18 및 도 19를 참조하면서 설명한다.
본 변형예는, 제2 실시 형태에 대해 암 실린더의 암 덤프 조작량 α에 기초하여 구해지는 비율에 따라서 암 실린더 속도 Va, Vb를 사용한 버킷 선단 속도의 연산을 행하는 것이다.
도 18은, 본 변형예에 관한 암 실린더 속도 보정 처리를 나타내는 흐름도이다. 또한, 도 19는 암 덤프 조작량과 암 실린더 속도의 비율의 관계를 미리 정한 비율 테이블의 일례를 나타내는 도면이다. 도면 중, 제1 및 제2 실시 형태와 마찬가지의 부재에는 동일한 부호를 붙이고, 설명을 생략한다.
도 18에 있어서, 제어 장치(67)의 붐에 의한 버킷 선단 속도의 제한값 연산부(67f)는 먼저, 시공 동작 개시 자세로 하였을 때(암 실린더(10)의 스트로크가 최수축에 이르기 직전)의 암 실린더(10)의 암 덤프 조작량을 계측하고(스텝 S400), 암 덤프 조작량 α에 의해, 도 19에 나타내는 비율 테이블을 사용하여, 암 크라우드 감압 밸브 후압에 기초하는 암 실린더 속도 Va와 암 크라우드 감압 지령압에 기초하는 암 실린더 속도 Vb의 가중치를 결정하고(스텝 S410), 가중치 β에 의해 산출한 암 실린더 속도를 (β×Va＋(1－β)×Vb)를 사용하여 붐 증압 제어를 행한다(스텝 S420).
그 밖의 구성은 제1 및 제2 실시 형태와 마찬가지이다.
이상과 같이 구성한 본 변형예에 있어서도 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
<제3 실시 형태>
제3 실시 형태를 도 20을 참조하면서 설명한다.
본 실시 형태는, 암 덤프 조작압에 관계없이 암 실린더 로드압이 일정해지도록, 암 덤프 조작압을 암 덤프 비례 전자 밸브에 의해 감압 제어하는 것이다.
도 20은 암 실린더의 스트로크 길이와 암 덤프 감압 지령압의 관계를 미리 정한 지령압 산출 테이블의 일례를 나타내는 도면이다. 도면 중, 다른 실시 형태 및 변형예와 마찬가지의 부재에는 동일한 부호를 붙이고, 설명을 생략한다.
암 덤프 조작에 의해 암 실린더를 수축시킬 때, 최수축까지의 길이가 일정값 D1 이내로 된 경우에 암 덤프 비례 전자 밸브에 의해 암 덤프 조작압을 감압시킨다. 그리고 일정값 D0 이내에서는 암 덤프 비례 전자 밸브를 완전 폐쇄로 하여, 암 덤프 조작 입력을 해도 암 실린더를 구동시키지 않도록 한다. 그렇게 함으로써, 암 덤프 조작량에 관계없이, 암 실린더 로드압을 일률적으로 저압으로 하는 것이 가능해지므로, 시공 동작 시마다 암 크라우드 조작 직후의 거동에 나타나는 차이를 방지할 수 있다.
그 밖의 구성은 다른 실시 형태 및 변형예와 마찬가지이다.
이상과 같이 구성한 본 실시 형태에 있어서도 다른 실시 형태 및 변형예와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
다음으로 상기한 각 실시 형태의 특징에 대해 설명한다.
(1) 상기한 실시 형태에서는, 복수의 피구동 부재(예를 들어, 붐(6), 암(7), 버킷(8))를 연결하여 구성된 다관절형의 프론트 작업기(3)와, 조작 신호에 기초하여 상기 복수의 피구동 부재를 각각 구동하는 복수의 유압 액추에이터(예를 들어, 붐 실린더(9), 암 실린더(10), 버킷 실린더(11))와, 상기 복수의 유압 액추에이터 중 조작자가 원하는 유압 액추에이터에 상기 조작 신호를 출력하는 조작 장치(예를 들어, 붐용 조작 부재(27), 암용 조작 부재(28), 버킷용 조작 부재(29))와, 상기 프론트 작업기에 의한 작업 대상에 대해 미리 설정된 목표면 상 및 그 상방의 영역 내에서 상기 프론트 작업기가 움직이도록, 상기 복수의 유압 액추에이터 중 적어도 하나의 유압 액추에이터에 상기 조작 신호를 출력하거나, 또는 출력된 상기 조작 신호를 보정하는 영역 제한 제어를 실행하는 제어 장치(67)를 구비한 작업 기계(예를 들어, 유압 셔블(100))에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 영역 제한 제어를 행하는 상기 유압 액추에이터의 상기 영역 제한 제어를 행하기 직전의 동작에 관한 정보에 기초하여 상기 조작 신호를 보정하는 것으로 하였다.
이에 의해, 머신 컨트롤에 있어서의 굴삭 시공의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
(2) 또한, 상기한 실시 형태에서는, (1)의 작업 기계(예를 들어, 유압 셔블(100))에 있어서, 상기 유압 액추에이터(예를 들어, 붐 실린더(9), 암 실린더(10), 버킷 실린더(11))는, 보텀측 또는 로드측에 공급되는 작동유에 의해 신장 또는 축퇴 동작을 행하는 유압 실린더이며, 상기 제어 장치(67)는, 상기 영역 제한 제어를 행하기 직전의 상기 유압 실린더의 보텀측과 로드측의 차압에 기초하여, 상기 유압 실린더에 입력되는 조작 신호에 기초하는 상기 유압 실린더의 속도에 따른 상기 조작 신호의 보정과, 상기 유압 실린더의 목표 속도에 기초하는 상기 조작 신호의 보정 중 어느 한쪽을 선택하는 것으로 하였다.
(3) 또한, 상기한 실시 형태에서는, (1)의 작업 기계(예를 들어, 유압 셔블(100))에 있어서, 상기 유압 액추에이터(예를 들어, 붐 실린더(9), 암 실린더(10), 버킷 실린더(11))는, 보텀측 또는 로드측에 공급되는 작동유에 의해 신장 또는 축퇴 동작을 행하는 유압 실린더이며, 상기 제어 장치(67)는, 상기 영역 제한 제어를 행하기 직전의 상기 유압 실린더의 보텀측과 로드측의 차압에 기초하여, 상기 유압 실린더에 입력되는 조작 신호에 기초하는 상기 유압 실린더의 속도와 상기 유압 실린더의 목표 속도의 비율을 구하고, 상기 비율에 따른 상기 유압 실린더의 속도와 상기 유압 실린더의 목표 속도에 기초하여 상기 조작 신호를 보정하는 것으로 하였다.
(4) 또한, 상기한 실시 형태에서는, (1)의 작업 기계(예를 들어, 유압 셔블(100))에 있어서, 상기 유압 액추에이터(예를 들어, 붐 실린더(9), 암 실린더(10), 버킷 실린더(11))는, 보텀측 또는 로드측에 공급되는 작동유에 의해 신장 또는 축퇴 동작을 행하는 유압 실린더이며, 상기 제어 장치(67)는, 상기 영역 제한 제어를 행하기 직전의 상기 유압 실린더에 따른 상기 조작 장치의 조작량에 기초하여, 상기 유압 실린더에 입력되는 조작 신호에 기초하는 상기 유압 실린더의 속도에 따른 상기 조작 신호의 보정과, 상기 유압 실린더의 목표 속도에 기초하는 상기 조작 신호의 보정 중 어느 한쪽을 선택하는 것으로 하였다.
(5) 또한, 상기한 실시 형태에서는, (1)의 작업 기계(예를 들어, 유압 셔블(100))에 있어서, 상기 유압 액추에이터(예를 들어, 붐 실린더(9), 암 실린더(10), 버킷 실린더(11))는, 보텀측 또는 로드측에 공급되는 작동유에 의해 신장 또는 축퇴 동작을 행하는 유압 실린더이며, 상기 제어 장치(67)는, 상기 영역 제한 제어를 행하기 직전의 상기 유압 실린더에 따른 상기 조작 장치의 조작량에 기초하여, 상기 유압 실린더에 입력되는 조작 신호에 기초하는 상기 유압 실린더의 속도와 상기 유압 실린더의 목표 속도의 비율을 구하고, 상기 비율에 따른 상기 유압 실린더의 속도와 상기 유압 실린더의 목표 속도에 기초하여 상기 조작 신호를 보정하는 것으로 하였다.
(6) 또한, 상기한 실시 형태에서는, (1) 내지 (5) 중 어느 하나의 작업 기계(예를 들어, 유압 셔블(100))에 있어서, 상기 유압 액추에이터(예를 들어, 붐 실린더(9), 암 실린더(10), 버킷 실린더(11))는, 보텀측 또는 로드측에 공급되는 작동유에 의해 신장 또는 축퇴 동작을 행하는 유압 실린더이며, 상기 제어 장치(67)는, 상기 유압 실린더의 스트로크 길이에 기초하여, 상기 유압 실린더의 로드측에 공급되는 작동유의 오일량을 제어하는 것으로 하였다.
<부기>
또한, 본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위 내의 다양한 변형예나 조합이 포함된다. 또한 본 발명은, 상기한 실시 형태에서 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되지는 않고, 그 구성의 일부를 삭제한 것도 포함된다. 또한, 상기한 각 구성, 기능 등은, 그것들의 일부 또는 전부를, 예를 들어 집적 회로로 설계하는 등에 의해 실현해도 된다. 또한, 상기한 각 구성, 기능 등은, 프로세서가 각각의 기능을 실현하는 프로그램을 해석하고, 실행함으로써 소프트웨어로 실현해도 된다.
1: 하부 주행체
2: 상부 선회체
3: 프론트 작업기
3a 내지 3c: 각도 검출기
3d: 경사각 검출기
4: 주행 크롤러 벨트
5: 선회 장치
6: 붐
7: 암
8: 버킷
9: 붐 실린더
10: 암 실린더
11: 버킷 실린더
12: 선회용 모터
21: 가변 용량형 펌프
22: 고정 용량형 파일럿 펌프
23: 원동기
24: 탱크
25: 로크 밸브
26: 레귤레이터
27: 붐용 조작 부재
28: 암용 조작 부재
29: 버킷용 조작 부재
30: 선회용 조작 부재
31: 붐 상승용 파일럿압 제어 밸브
32: 붐 하강용 파일럿압 제어 밸브
33: 암 크라우드용 파일럿압 제어 밸브
34: 암 덤프용 파일럿압 제어 밸브
35: 버킷 크라우드용 파일럿압 제어 밸브
36: 버킷 덤프용 파일럿압 제어 밸브
37: 선회 우회전용 파일럿압 제어 밸브
38: 선회 좌회전용 파일럿압 제어 밸브
39: 셔틀 블록
40: 붐 상승용 파일럿 배관
41: 붐 하강용 파일럿 배관
42: 암 크라우드용 파일럿 배관
43: 암 덤프용 파일럿 배관
44: 버킷 크라우드용 파일럿 배관
45: 버킷 덤프용 파일럿 배관
46: 선회 우회전용 파일럿 배관
47: 선회 좌회전용 파일럿 배관
48: 붐용 유량 제어 밸브
49: 암용 유량 제어 밸브
50: 버킷용 유량 제어 밸브
51: 선회용 유량 제어 밸브
52: 보텀압 센서
53: 로드압 센서
54: 암 크라우드 감압 밸브 후압 센서
55: 암 덤프 감압 밸브 후압 센서
56: 크라우드 감압 밸브 후압 센서
57: 감압 밸브 후압 센서
67: 제어 장치
67a: 프론트 자세 연산부
67b: 영역 설정 연산부
67c: 연산부
67c: 제한값 연산부
67d: 암 실린더 속도 연산부
67e: 연산부
67e: 버킷 선단 속도 연산부
67f: 제한값 연산부
67g: 연산부
67g: 제한값 연산부
67h: 연산부
67h: 제한값 연산부
67i: 붐용 밸브 지령 연산부
67j: 최댓값 연산부
67k: 암용 밸브 지령 연산부
67l: 연산부
67l: 암 실린더 내 차압 연산부
67m: 암 실린더 내 차압 추정 연산부
100: 유압 셔블
110: 암 실린더 스트로크 센서
114 내지 116: 셔틀 밸브
200: 설정기
201 내지 208, 211 내지 216, 222 내지 226, 232 내지 236, 242 내지 246, 252 내지 256, 275 내지 277, 285, 286, 296: 파일럿 배관
301 내지 309: 지령 신호
501 내지 505: 전환 밸브
601 내지 605: 지령 신호
701: 전자 전환 밸브
702 내지 709: 비례 전자 밸브
2: 상부 선회체
3: 프론트 작업기
3a 내지 3c: 각도 검출기
3d: 경사각 검출기
4: 주행 크롤러 벨트
5: 선회 장치
6: 붐
7: 암
8: 버킷
9: 붐 실린더
10: 암 실린더
11: 버킷 실린더
12: 선회용 모터
21: 가변 용량형 펌프
22: 고정 용량형 파일럿 펌프
23: 원동기
24: 탱크
25: 로크 밸브
26: 레귤레이터
27: 붐용 조작 부재
28: 암용 조작 부재
29: 버킷용 조작 부재
30: 선회용 조작 부재
31: 붐 상승용 파일럿압 제어 밸브
32: 붐 하강용 파일럿압 제어 밸브
33: 암 크라우드용 파일럿압 제어 밸브
34: 암 덤프용 파일럿압 제어 밸브
35: 버킷 크라우드용 파일럿압 제어 밸브
36: 버킷 덤프용 파일럿압 제어 밸브
37: 선회 우회전용 파일럿압 제어 밸브
38: 선회 좌회전용 파일럿압 제어 밸브
39: 셔틀 블록
40: 붐 상승용 파일럿 배관
41: 붐 하강용 파일럿 배관
42: 암 크라우드용 파일럿 배관
43: 암 덤프용 파일럿 배관
44: 버킷 크라우드용 파일럿 배관
45: 버킷 덤프용 파일럿 배관
46: 선회 우회전용 파일럿 배관
47: 선회 좌회전용 파일럿 배관
48: 붐용 유량 제어 밸브
49: 암용 유량 제어 밸브
50: 버킷용 유량 제어 밸브
51: 선회용 유량 제어 밸브
52: 보텀압 센서
53: 로드압 센서
54: 암 크라우드 감압 밸브 후압 센서
55: 암 덤프 감압 밸브 후압 센서
56: 크라우드 감압 밸브 후압 센서
57: 감압 밸브 후압 센서
67: 제어 장치
67a: 프론트 자세 연산부
67b: 영역 설정 연산부
67c: 연산부
67c: 제한값 연산부
67d: 암 실린더 속도 연산부
67e: 연산부
67e: 버킷 선단 속도 연산부
67f: 제한값 연산부
67g: 연산부
67g: 제한값 연산부
67h: 연산부
67h: 제한값 연산부
67i: 붐용 밸브 지령 연산부
67j: 최댓값 연산부
67k: 암용 밸브 지령 연산부
67l: 연산부
67l: 암 실린더 내 차압 연산부
67m: 암 실린더 내 차압 추정 연산부
100: 유압 셔블
110: 암 실린더 스트로크 센서
114 내지 116: 셔틀 밸브
200: 설정기
201 내지 208, 211 내지 216, 222 내지 226, 232 내지 236, 242 내지 246, 252 내지 256, 275 내지 277, 285, 286, 296: 파일럿 배관
301 내지 309: 지령 신호
501 내지 505: 전환 밸브
601 내지 605: 지령 신호
701: 전자 전환 밸브
702 내지 709: 비례 전자 밸브
Claims (6)
- 복수의 피구동 부재를 연결하여 구성된 다관절형의 프론트 작업기와,
조작 신호에 기초하여 상기 복수의 피구동 부재를 각각 구동하는 복수의 유압 액추에이터와,
상기 복수의 유압 액추에이터 중 조작자가 원하는 유압 액추에이터에 상기 조작 신호를 출력하는 조작 장치와,
상기 프론트 작업기에 의한 작업 대상에 대해 미리 설정된 목표면 상 및 그 상방의 영역 내에서 상기 프론트 작업기가 움직이도록, 상기 복수의 유압 액추에이터 중 적어도 하나의 유압 액추에이터에 상기 조작 신호를 출력하거나, 또는 출력된 상기 조작 신호를 보정하는 영역 제한 제어를 실행하는 제어 장치를 구비한 작업 기계에 있어서,
상기 제어 장치는, 상기 영역 제한 제어를 행하는 상기 유압 액추에이터의 상기 영역 제한 제어를 행하기 직전의 동작에 관한 정보에 기초하여 상기 조작 신호를 보정하는 것을 특징으로 하는 작업 기계. - 제1항에 있어서,
상기 유압 액추에이터는, 보텀측 또는 로드측에 공급되는 작동유에 의해 신장 또는 축퇴 동작을 행하는 유압 실린더이며,
상기 제어 장치는, 상기 영역 제한 제어를 행하기 직전의 상기 유압 실린더의 보텀측과 로드측의 차압에 기초하여, 상기 유압 실린더에 입력되는 조작 신호에 기초하는 상기 유압 실린더의 속도에 따른 상기 조작 신호의 보정과, 상기 유압 실린더의 목표 속도에 기초하는 상기 조작 신호의 보정 중 어느 한쪽을 선택하는 것을 특징으로 하는 작업 기계. - 제1항에 있어서,
상기 유압 액추에이터는, 보텀측 또는 로드측에 공급되는 작동유에 의해 신장 또는 축퇴 동작을 행하는 유압 실린더이며,
상기 제어 장치는, 상기 영역 제한 제어를 행하기 직전의 상기 유압 실린더의 보텀측과 로드측의 차압에 기초하여, 상기 유압 실린더에 입력되는 조작 신호에 기초하는 상기 유압 실린더의 속도와 상기 유압 실린더의 목표 속도의 비율을 구하고, 상기 비율에 따른 상기 유압 실린더의 속도와 상기 유압 실린더의 목표 속도에 기초하여 상기 조작 신호를 보정하는 것을 특징으로 하는 작업 기계. - 제1항에 있어서,
상기 유압 액추에이터는, 보텀측 또는 로드측에 공급되는 작동유에 의해 신장 또는 축퇴 동작을 행하는 유압 실린더이며,
상기 제어 장치는, 상기 영역 제한 제어를 행하기 직전의 상기 유압 실린더에 따른 상기 조작 장치의 조작량에 기초하여, 상기 유압 실린더에 입력되는 조작 신호에 기초하는 상기 유압 실린더의 속도에 따른 상기 조작 신호의 보정과, 상기 유압 실린더의 목표 속도에 기초하는 상기 조작 신호의 보정 중 어느 한쪽을 선택하는 것을 특징으로 하는 작업 기계. - 제1항에 있어서,
상기 유압 액추에이터는, 보텀측 또는 로드측에 공급되는 작동유에 의해 신장 또는 축퇴 동작을 행하는 유압 실린더이며,
상기 제어 장치는, 상기 영역 제한 제어를 행하기 직전의 상기 유압 실린더에 따른 상기 조작 장치의 조작량에 기초하여, 상기 유압 실린더에 입력되는 조작 신호에 기초하는 상기 유압 실린더의 속도와 상기 유압 실린더의 목표 속도의 비율을 구하고, 상기 비율에 따른 상기 유압 실린더의 속도와 상기 유압 실린더의 목표 속도에 기초하여 상기 조작 신호를 보정하는 것을 특징으로 하는 작업 기계. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유압 액추에이터는, 보텀측 또는 로드측에 공급되는 작동유에 의해 신장 또는 축퇴 동작을 행하는 유압 실린더이며,
상기 제어 장치는, 상기 유압 실린더의 스트로크 길이에 기초하여, 상기 유압 실린더의 로드측에 공급되는 작동유의 오일량을 제어하는 것을 특징으로 하는 작업 기계.
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