KR20210115007A - 작업 기계 - Google Patents

Abstract

버킷의 클로 끝을 소정의 목표면을 따라 이동시키는 굴삭 작업 제어와, 목표면에 대한 버킷의 자세를 유지하면서 버킷을 목표면을 따라 이동시키는 평탄화 작업 제어를 이용하여 작업 장치를 제어 가능한 컨트롤러를 구비한 유압 셔블에 있어서, 컨트롤러는, 작업 장치의 자세 데이터, 및 치수 데이터와 목표면의 위치 데이터에 기초하여 암의 선단으로부터 목표면까지의 거리인 암 선단 편차 Dva를 연산하고, 연산한 암 선단 편차가 소정의 역치 dv1 이하일 때, 또한 조작 레버에 대한 버킷 조작의 입력이 없을 때, 또한 조작 레버에 대한 암 조작의 입력이 있을 때에는 평탄화 작업 제어를 실행하고, 그 이외일 때에는 굴삭 작업 제어를 실행한다.

Description

작업 기계

본 발명은 유압 셔블 등의 작업 기계에 관한 것이다.

붐, 암 및 버킷을 포함하는 프론트 작업 장치를 구비한 유압 셔블(작업 기계)을 사용하여 시공을 행할 때, 설계도에 규정된 목표면(설계면)을 따라 버킷이 이동하도록, 미리 준비한 목표면의 3차원 설계 데이터를 사용하여 오퍼레이터 조작을 보정하여 프론트 작업 장치를 동작시켜, 반자동으로 굴삭 성형 작업을 행하는 제어 시스템이 알려져 있다.

굴삭 성형 작업에는, (1) 붐 및 암의 각 실린더를, 자동으로 협조 동작시킴으로써 버킷 클로 끝을 목표면을 따라 이동시켜 지형을 깎아내는 「굴삭 작업」과, (2) 버킷 저면이 목표면에 대해 대략 평행이 되는 상태를 유지하면서, 버킷 저면을 목표면을 따라 이동시키도록, 버킷, 붐 및 암의 각 실린더를, 자동으로 협조 동작시켜 지형을 성형하는 「평탄화 작업」이 존재한다.

또한, 1회의 굴삭 성형 작업이 완료된 후에는, 목표면을 따라 버킷을 이동시키는 일 없이, 오퍼레이터의 조작에 따라서, 차회의 굴삭 성형 작업의 개시 자세를 취하는 「복귀 작업」도 존재한다.

예로서, 특허문헌 1을 든다.

특허문헌 1에 기재된 작업 기계(건설 기계)에서는, 버킷으로부터 목표면까지의 최단 거리와, 암 조작과, 버킷 조작에 기초하여, 버킷의 목표면에 대한 자세가 일정해지도록 암과 붐을 자동으로 협조 동작시켜, 버킷 저면을 목표면을 따라 이동시키는 평탄화 작업을 행하고 있다.

구체적으로는, 오퍼레이터에 의해 암 조작이 이루어진 경우에, 오퍼레이터가 평탄화 작업을 의도하고 있다고 간주하고, 버킷 실린더와, 붐 실린더와, 암 실린더를 자동으로 협조 동작시켜 버킷 저면이 목표면에 대해 평행한 상태를 자동적으로 유지하는 버킷 자동 동작을 행하면서, 버킷을 목표면을 따라 이동시켜 평탄화 작업을 실행한다. 이에 의해 오퍼레이터는 암 조작에만 의해 간단하게 평탄화 작업을 행할 수 있다.

단, 오퍼레이터에 의해 버킷 조작이 이루어지고 있는 경우, 또는 버킷으로부터 목표면까지의 최단 거리가 소정의 역치(D1)보다 큰 경우에는, 평탄화 작업을 위한 버킷 자세를 자동 유지하는 버킷 자동 동작은 행하지 않는다. 즉, 오퍼레이터가 스스로의 조작으로 버킷 자세를 조정하고자 하는 경우나, 버킷을 목표면으로부터 이격시켜 복귀 작업을 행하는 경우에는 버킷이 자동 동작하지 않는다.

국제 공개 제2017/086488호

그러나 특허문헌 1에 기재된 작업 기계에서는, 복귀 작업 완료 시의 버킷의 자세에 따라서는, 그 후의 평탄화 작업으로의 이행 시에, 작업 효율 또는 조작성을 손상시킬 가능성이 있다.

평탄화 작업을 행하는 경우, 일반적으로는 버킷의 자세는 도 12의 (a)에 도시하는 바와 같이 버킷 저면이 목표면에 대해 평행에 가까운 자세가 된다. 한편, 복귀 작업 시에는 버킷의 자세에는 그다지 주의를 기울이지 않는다. 그 때문에, 복귀 작업 종료 시에는, 예를 들어 도 12의 (b)에 도시하는 바와 같이 버킷 회동 축과 버킷 클로 끝을 연결하는 선이 목표면에 대해 수직이 되는 자세를 취하는 경우가 있다.

도 12의 (b)와 같은 자세로 복귀 작업을 종료한 경우, 오퍼레이터는 도 13의 (a) 및 도 13의 (b)에 도시하는 바와 같이, 복귀 작업 후에 버킷 자세를 조정하고, 버킷 저면을 목표면에 대해 평행하게 근접시킨 후 평탄화 작업으로 이행한다. 이때, 버킷 자세가 바뀜으로써, 버킷과 목표면의 최단 거리의 편차로서, d1thr이 발생한다.

버킷 자동 동작이 가능한 버킷과 목표면의 최단 거리의 역치 D1을 d1thr보다 작게 한 경우(예를 들어, D1＝0), 도 13의 (b)의 상태에서는 암 조작을 입력해도 버킷 자동 동작은 발동하지 않는다. 그 때문에, 평탄화 작업으로 이행하기 전에 붐 하강 조작을 행하여, 클로 끝을 다시 목표면에 근접시킴으로써 버킷과 목표면의 최단 거리를 D1 미만으로 할 필요가 있다. 즉, 버킷 저면을 목표면에 평행하게 한 후에 행해지는 불필요한 붐 하강 조작이 작업 효율을 손상시킨다.

따라서, 복귀 작업 후, 평탄화 작업으로 이행할 때의 작업 효율의 저하를 방지하려면, 버킷 자동 동작이 가능한 버킷과 목표면의 최단 거리의 역치 D1을 d1thr보다 크게 설정해 두는 것을 생각할 수 있다. 그 경우, 복귀 작업 후에 도 13의 (b)와 같이 버킷 자세를 조정해도, 버킷과 목표면의 거리 d1thr은 역치 D1보다 작으므로, 암 조작을 입력하면 오퍼레이터는 그대로 평탄화 작업으로 이행할 수 있다.

그러나 버킷 자동 동작이 가능한 버킷과 목표면의 최단 거리의 역치 D1을 크게 설정하면, 복귀 작업 중(예를 들어 암 덤프 동작 중)에 버킷과 목표면의 최단 거리가 역치 D1 미만이 될 가능성이 높아진다. 암 덤프 동작 중에 버킷과 목표면의 최단 거리가 역치 D1 미만이 된 경우, 오퍼레이터의 의도에 반하여 버킷 자동 동작이 발동해 버려 오퍼레이터에게 위화감을 줄 가능성이 있다.

본 발명은 상기한 과제에 비추어 이루어진 것이며, 그 목적은, 복귀 작업으로부터 평탄화 작업으로 이행할 때의 작업 효율과, 복귀 작업 시의 조작성을 모두 손상시키는 일 없이, 평탄화 작업을 행할 수 있는 작업 기계를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 붐, 암 및 버킷을 갖는 작업 장치와, 상기 작업 장치를 조작하기 위한 조작 장치와, 상기 버킷의 클로 끝이 소정의 목표면을 따라 이동하도록 상기 작업 장치를 제어하는 굴삭 작업 제어, 및 상기 목표면에 대한 상기 버킷의 자세를 유지하면서 상기 버킷이 상기 목표면을 따라 이동하도록 상기 작업 장치를 제어하는 평탄화 작업 제어를 이용하여 상기 작업 장치를 제어 가능한 컨트롤러를 구비한 작업 기계에 있어서, 상기 컨트롤러는, 상기 작업 장치의 자세 데이터, 및 치수 데이터와 상기 목표면의 위치 데이터에 기초하여 상기 암의 선단으로부터 상기 목표면까지의 거리인 암 선단 편차를 연산하고, 연산한 상기 암 선단 편차가 소정의 역치 이하일 때, 또한 상기 조작 장치에 대한 버킷 조작의 입력이 없을 때, 또한 상기 조작 장치에 대한 암 조작의 입력이 있을 때에는 상기 평탄화 작업 제어를 실행하고, 연산한 상기 암 선단 편차가 상기 소정의 역치보다 클 때, 또는 상기 조작 장치에 대한 버킷 조작의 입력이 있을 때, 또는 상기 조작 장치에 대한 암 조작의 입력이 없을 때에는 상기 굴삭 작업 제어를 실행하는 것으로 한다.

본 발명에 따르면, 복귀 작업으로부터 평탄화 작업으로 이행할 때의 작업 효율과, 복귀 작업 시의 조작성을 모두 손상시키는 일 없이 평탄화 작업을 행할 수 있다. 또한, 상기에 기재한 것 이외의 과제, 구성 및 효과는, 이하의 실시 형태의 설명에 의해 밝혀질 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 및 제2 실시 형태에 있어서의 작업 기계를 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 작업 기계에 탑재된 유압 구동 장치를 도시하는 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시한 작업 기계에 탑재된 제어 장치를 도시하는 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시한 정보 처리부의 상세 구성을 도시하는 블록도이다.
도 5는 도 4에 도시한 굴삭 작업 목표 속도 연산부의 상세 구성을 도시하는 블록도이다.
도 6은 도 4에 도시한 오프셋 편차 연산부의 상세 구성을 도시하는 블록도이다.
도 7은 도 4에 도시한 평탄화 작업 목표 속도 연산부의 상세 구성을 도시하는 블록도이다.
도 8은 도 4에 도시한 목표 속도 선택부의 상세 구성을 도시하는 블록도이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 제어의 흐름을 나타낸 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 정보 처리부의 상세 구성을 도시하는 블록도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 제어의 흐름을 나타낸 흐름도이다.
도 12는 작업 기계의 작업 시의 자세의 예를 도시한 도면이다.
도 13은 작업 기계에 있어서의 복귀 작업으로부터 평탄화 작업으로의 이행 시의 모습을 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 복귀 작업으로부터 평탄화 작업으로의 이행 시의 모습을 도시한 도면이다.
도 15는 작업 기계의 굴삭 작업 시의 동작의 예를 도시한 도면이다.
도 16은 작업 기계의 평탄화 작업 시의 동작의 예를 도시한 도면이다.
도 17은 클로 끝 편차 Dvt, 암 선단 편차 Dva, 버킷 높이 Hbk 및 오프셋 편차 Dvo의 설명도이다.

이하, 본 발명에 관한 실시 형태에 대해 도면을 사용하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 유압 셔블(작업 기계)을 도시하는 사시도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 유압 셔블은, 차체 본체인 하부 주행체(9) 및 상부 선회체(10)와, 상부 선회체(10)의 전방에 요동 가능하게 설치된 다관절형의 작업 장치(프론트 작업 장치)(15)를 구비하고 있다.

하부 주행체(9)는, 좌우에 크롤러식 주행 장치를 갖고, 좌우의 주행 유압 모터(3b, 3a)(좌측(3b)만 도시)에 의해 구동된다.

상부 선회체(10)는, 하부 주행체(9) 상에 좌우로 선회 가능하게 탑재되고, 선회 유압 모터(4)에 의해 선회 구동된다. 상부 선회체(10)에는, 원동기로서의 엔진(14)과, 엔진(14)에 의해 구동되는 유압 펌프 장치(2)(제1 유압 펌프(2a)와 제2 유압 펌프(2b)(도 2 참조))와, 컨트롤 밸브(20)와, 유압 셔블의 각종 제어를 담당하는 컨트롤러(500)(도 2, 도 3 등 참조)가 탑재되어 있다.

작업 장치(15)는, 요동 가능한 복수의 프론트 부재인 붐(11), 암(12), 버킷(8)을 갖는 다관절 구조를 갖는다. 붐(11)은 붐 실린더(5)의 신축에 의해 상부 선회체(10)에 대해 요동하고, 암(12)은 암 실린더(6)의 신축에 의해 붐(11)에 대해 요동하고, 버킷(8)은 버킷 실린더(7)의 신축에 의해 암(12)에 대해 요동한다.

컨트롤러(500)에 있어서 작업 장치(15)의 임의의 점의 위치를 산출하기 위해, 유압 셔블은, 상부 선회체(10)와 붐(11)의 연결부 근방에 마련되고, 붐(11)의 수평면에 대한 각도(붐 각도)를 검출하는 제1 자세 센서(13a)와, 붐(11)과 암(12)의 연결부 근방에 마련되고, 암(12)의 수평면에 대한 각도(암 각도)를 검출하는 제2 자세 센서(13b)와, 암(12)과 버킷(8)을 연결하는 버킷 링크(8a)에 마련되고, 버킷 링크(8a)의 수평면에 대한 각도(버킷 각도)를 검출하는 제3 자세 센서(13c)와, 수평면에 대한 상부 선회체(10)의 경사 각도(롤각, 피치각)를 검출하는 차체 자세 센서(13d)를 구비하고 있다. 또한, 자세 센서(13a-13d)로서는 예를 들어 IMU(Inertial Measurement Unit: 관성 계측 장치)가 사용 가능하다. 또한, 제1 자세 센서(13a) 내지 제3 자세 센서(13c)는 상대 각도를 검출하는 센서여도 된다.

이들 자세 센서(13a 내지 13d)가 검출한 각도는 각각, 붐 각도 데이터, 암 각도 데이터, 버킷 각도 데이터, 차체 각도 데이터로 이루어지는 자세 데이터로서, 후술하는 컨트롤러(500) 내의 정보 처리부(100)에 입력되어 있다.

상부 선회체(10)에는 운전실이 구비되어 있다. 운전실 내에는 작업 장치(15)(프론트 부재(11, 12, 8)), 상부 선회체(10) 및 하부 주행체(9)를 조작하기 위한 조작 장치로서, 주행용 우측 조작 레버 장치(1a), 주행용 좌측 조작 레버 장치(1b), 우측 조작 레버 장치(1c) 및 좌측 조작 레버 장치(1d) 등이 배치되어 있다. 주행용 우측 조작 레버 장치(1a)는 우측 주행 유압 모터(3a)의 동작 지시를, 주행용 좌측 조작 레버 장치(1b)는 좌측 주행 유압 모터(3b)의 동작 지시를, 우측 조작 레버 장치(1c)는 붐 실린더(5)(붐(11))와 버킷 실린더(7)(버킷(8))의 동작 지시를, 좌측 조작 레버 장치(1d)는 암 실린더(6)(암(12))와 선회 유압 모터(4)(상부 선회체(10))의 동작 지시를 하기 위한 것이다. 본 실시 형태의 조작 장치(1a-1d)는 전기 레버이며, 오퍼레이터에 의해 입력되는 조작량에 따른 조작 신호(전기 신호)를 생성하여 컨트롤러(500)에 출력하고 있다. 또한, 조작 장치(1a-1d)를 유압 파일럿식으로 하고, 압력 센서로 조작량을 검출하여 컨트롤러(500)에 입력해도 된다.

컨트롤 밸브(20)는, 상술한 선회 유압 모터(4), 붐 실린더(5), 암 실린더(6), 버킷 실린더(7), 및 좌우의 주행 유압 모터(3b, 3a) 등의 유압 액추에이터의 각각에 유압 펌프 장치(2)로부터 공급되는 압유의 흐름(유량과 방향)을 제어하는 복수의 방향 제어 밸브(예를 들어 후술하는 도 2의 방향 제어 밸브(21, 22, 23))를 포함하는 밸브 장치이다. 컨트롤 밸브(20) 내의 방향 제어 밸브는, 컨트롤러(500)로부터 출력되는 지령 전류(제어 밸브 구동 신호)에 기초하여 전자 비례 밸브(예를 들어 후술하는 도 2의 전자 비례 밸브(21a 내지 23b))가 생성하는 신호압에 의해 구동되며, 유압 액추에이터(3-7)의 각각에 공급되는 압유의 흐름(유량과 방향)을 제어하고 있다. 컨트롤러(500)로부터 출력되는 구동 신호는, 조작 레버 장치(1a-1d)로부터 출력되는 조작 신호(조작 정보)를 기초로 생성된다.

도 2는 도 1에 도시한 유압 셔블의 유압 구동 장치의 구성도이다. 또한, 설명의 간략화를 위해, 유압 액추에이터로서 붐 실린더(5)와 암 실린더(6), 버킷 실린더(7)만을 구비한 구성으로서 설명하고, 본 발명의 실시 형태와 직접적으로 관계되지 않는 드레인 회로 등의 도시와 설명은 생략한다. 또한, 종래의 유압 구동 장치와 구성 및 동작이 마찬가지인 로드 체크 밸브 등의 설명은 생략한다.

도 2의 유압 구동 장치에 있어서, 유압 펌프 장치(2)는, 제1 유압 펌프(2a)와 제2 유압 펌프(2b)를 구비하고 있다. 제1 유압 펌프(2a)와 제2 유압 펌프(2b)는 엔진(14)에 의해 구동되며, 각각 제1 펌프 라인(L1)과 제2 펌프 라인(L2)에 압유를 공급한다. 본 실시 형태에서는, 제1 유압 펌프(2a) 및 제2 유압 펌프(2b)는 고정 용량형의 유압 펌프로서 설명하는데, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니며, 가변 용량형의 유압 펌프를 사용하여 구성해도 된다.

컨트롤 밸브(20)에는, 제1 펌프 라인(L1)과 제2 펌프 라인(L2)으로 이루어지는 2계통의 펌프 라인이 마련되어 있다. 제1 펌프 라인(L1)에는, 붐 실린더(5)에 공급되는 압유의 흐름(유량과 방향)을 제어하는 붐 방향 제어 밸브(22)와, 버킷 실린더(7)에 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 버킷 방향 제어 밸브(21)가 접속되어 있다. 이에 의해 제1 유압 펌프(2a)가 토출하는 압유는 붐 실린더(5)와 버킷 실린더(7)에 공급된다. 마찬가지로, 제2 펌프 라인(L2)에는, 암 실린더(6)에 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 암 방향 제어 밸브(23)가 접속되어 있고, 제2 유압 펌프(2b)가 토출하는 압유는 암 실린더(6)에 공급된다. 또한, 붐 방향 제어 밸브(22)와 버킷 방향 제어 밸브(21)는 패럴렐 회로(L1a)에 의해 분류 가능하게 구성되어 있다.

또한, 제1 펌프 라인(L1)과 제2 펌프 라인(L2)에는 각각 개별로 릴리프 밸브(26, 27)가 접속되어 있다. 각각의 펌프 라인(L1, L2)의 압력이 미리 설정된 릴리프압에 도달한 경우, 각각의 릴리프 밸브(26, 27)가 개구되어 압유를 탱크로 내보낸다.

붐 방향 제어 밸브(22)는, 전자 비례 밸브(22a, 22b)에 의해 생성되는 신호압에 의해 동작한다. 마찬가지로, 암 방향 제어 밸브(23)는 전자 비례 밸브(23a, 23b)의 신호압에 의해, 버킷 방향 제어 밸브(21)는 전자 비례 밸브(21a, 21b)의 신호압에 의해 동작한다.

이들 전자 비례 밸브(21a 내지 23b)는, 파일럿 유압원(29)으로부터 공급되는 파일럿압유(1차압)를 메인 컨트롤러(500)로부터 출력되는 지령 전류(제어 밸브 구동 신호)에 기초하여 감압하고 있고, 그렇게 해서 생성된 신호압을 각 방향 제어 밸브(21 내지 23)에 출력한다.

우측 조작 레버 장치(1c)는, 조작 레버의 조작량과 조작 방향에 따른 전압 신호를, 붐 조작량 데이터 및 버킷 조작량 데이터로서 메인 컨트롤러(500)에 출력한다. 마찬가지로, 좌측 조작 레버(1d)는 조작 레버의 조작량과 조작 방향에 따른 전압 신호를, 암 조작량 데이터로서 메인 컨트롤러(500)에 출력한다.

메인 컨트롤러(500)는, 조작 레버 장치(1c, 1d)로부터 입력되는 각 프론트 부재(11, 12, 8)로의 조작량 데이터와, 평탄화 작업 제어 설정 스위치(평탄화 작업 제어 설정 장치)(17)로부터 입력되는 설정 데이터와, 목표면 설정 장치(18)로부터 입력되는 목표면의 위치 데이터(목표면 데이터)와, 각도 검출기(13a 내지 13d)로부터 입력되는 유압 셔블의 자세 데이터와, 유압 셔블의 치수에 관한 데이터이며 차체 정보 기억 장치(19)로부터 입력되는 치수 데이터에 기초하여, 각 전자 비례 밸브(21a 내지 23b)를 제어하는 지령 신호(지령 전류)를 연산하고, 연산한 지령 신호를 각 전자 비례 밸브(21a 내지 23b)에 출력한다.

(평탄화 작업 제어 설정 스위치(17))

평탄화 작업 제어 설정 스위치(17)는 유압 셔블의 운전실 내에 설치되어 있고, 오퍼레이터 조작에 의해 허가 위치와 금지 위치 중 어느 한쪽의 전환 위치로 변경된다. 평탄화 작업 제어 설정 스위치(17)가, 메인 컨트롤러(500)에 의한 평탄화 작업 제어의 실행을 허가하는 허가 위치로 전환되어 있는 경우에는, 평탄화 작업 제어 설정 스위치(17)는 설정 데이터로서 「참」을 출력한다. 반대로, 메인 컨트롤러(500)에 의한 평탄화 작업 제어의 실행을 금지하는 금지 위치로 전환되어 있는 경우에는, 평탄화 작업 제어 설정 스위치(17)는 설정 데이터로서 「거짓」을 출력한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 평탄화 작업 제어 설정 스위치(17)의 전환 위치에 따라 설정 데이터의 내용을 결정하는데, 컨트롤러(500) 내의 다른 연산에 의해 설정 데이터의 내용을 정해도 되고, 예를 들어 상기 자세 데이터에 기초하여 목표면에 대한 버킷(8)의 각도를 연산하여, 그 값이 소정의 범위에 들어가는 경우는 설정 데이터를 참으로 하고, 들어가지 않는 경우는 거짓으로 하도록 구성해도 된다.

(목표면 설정 장치(18))

목표면 설정 장치(18)는, 작업 대상이 되는 목표면의 설정이나, 설정된 목표면의 위치 데이터(목표면 데이터)의 기억에 이용되는 장치이며, 목표면 데이터를 메인 컨트롤러(500)에 출력한다. 목표면 데이터는 목표면의 3차원 형상을 규정하는 데이터이며, 본 실시 형태에서는 목표면의 위치 정보나 각도 정보가 포함되어 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 목표면의 위치는 상부 선회체(10)(유압 셔블)와의 상대 거리 정보(즉 유압 셔블(1)에 대한 목표면의 위치 데이터), 목표면의 각도는 중력 방향에 대한 상대 각도 정보로서 정의되어 있는 것으로 하지만, 위치를 지구 상에서의 위치 좌표, 각도를 차체와의 상대 각도 등으로 하고, 적당한 변환을 행한 데이터를 이용해도 된다.

또한, 목표면 설정 장치(18)는, 미리 설정한 목표면 데이터의 기억 기능을 구비하고 있으면 되며, 예를 들어 반도체 메모리 등의 기억 장치로도 대체 가능하다. 그 때문에 목표면 데이터를 예를 들어 컨트롤러(500) 내의 기억 장치나 유압 셔블에 탑재된 기억 장치에 기억시킨 경우에는 생략 가능하다.

(차체 정보 기억 장치(19))

차체 정보 기억 장치(19)는, 미리 계측된 유압 셔블을 구성하는 각 부(예를 들어, 하부 주행체(9), 상부 선회체(10), 프론트 작업 장치(15)를 구성하는 각 프론트 부재(11, 12, 8))의 치수 데이터의 기억에 이용되는 장치이며, 치수 데이터를 메인 컨트롤러(500)에 출력한다.

(메인 컨트롤러(500))

메인 컨트롤러(500)는, 유압 셔블에 관한 각종 제어를 담당하는 컨트롤러인데, 특히 버킷(8)의 클로 끝이 목표면을 따라 이동하도록 각 프론트 부재(11, 12, 8)에 관한 목표 속도(예를 들어, 유압 실린더(5, 6, 7)의 목표 속도(목표 액추에이터 속도))를 연산하고, 그 목표 속도에 기초하여 작업 장치(15)를 제어하는 굴삭 작업 제어와, 목표면에 대한 버킷(8)의 자세(예를 들어 목표면에 대한 버킷 저면의 각도가 제로에 가까운 값)를 유지하면서 버킷(8)이 목표면을 따라 이동하도록 각 프론트 부재(11, 12, 8)에 관한 목표 속도를 연산하고, 그 목표 속도에 기초하여 작업 장치(15)를 제어하는 평탄화 작업 제어를 실행 가능하게 구성되어 있는 점에 특징이 있다.

도 3은 도 1에 도시한 유압 셔블에 탑재된 메인 컨트롤러(500)의 구성도이다. 메인 컨트롤러(500)는, 예를 들어 도시하지 않은 CPU(Central Processing Unit)와, CPU에 의한 처리를 실행하기 위한 각종 프로그램을 저장하는 ROM(Read Only Memory)이나 HDD(Hard Disc Drive) 등의 기억 장치와, CPU가 프로그램을 실행할 때의 작업 영역이 되는 RAM(Random Access Memory)을 포함하는 하드웨어를 사용하여 구성되어 있다. 이와 같이 기억 장치에 저장된 프로그램을 실행함으로써, 버킷(8)을 목표면을 따라 이동시킬 때의 목표 액추에이터 속도를 연산하는 정보 처리부(100)와, 연산한 목표 액추에이터 속도에 따라서 컨트롤 밸브(20)의 구동 신호를 생성하는 제어 밸브 구동부(200)로서 기능한다. 다음으로 정보 처리부(100)의 상세에 대해 설명한다.

(정보 처리부(100))

정보 처리부(100)는, 조작 레버 장치(1c, 1d)로부터의 조작량 데이터와, 자세 센서(13a-13d)로부터의 자세 데이터와, 평탄화 작업 제어 설정 스위치(17)로부터의 설정 데이터와, 목표면 설정 장치(18)로부터의 목표면 데이터와, 차체 정보 기억 장치(19)로부터의 치수 데이터에 기초하여 각 유압 실린더(5, 6, 7)의 목표 액추에이터 속도를 연산하고, 그것들을 제어 밸브 구동부(200)에 출력한다. 제어 밸브 구동부(200)는, 목표 액추에이터 속도에 따라서 제어 밸브 구동 신호를 생성하고, 컨트롤 밸브(20)를 구동한다.

정보 처리부(100)의 상세에 대해 도 4를 사용하여 설명한다. 정보 처리부(100)는, 클로 끝 편차 연산부(110)와, 굴삭 작업 목표 속도 연산부(120)와, 암 선단 편차 연산부(140)와, 버킷 모드 판단부(150)와, 오프셋 편차 연산부(160)와, 평탄화 작업 목표 속도 연산부(170)와, 목표 속도 선택부(180)로서 기능한다. 정보 처리부(100)는 목표 속도 선택부(180)에서 연산한 목표 액추에이터 속도를 제어 밸브 구동부(200)에 출력한다. 이하, 클로 끝 편차 연산부(110)와, 암 선단 편차 연산부(140)에 대해서는 연산 내용을 파악하기 쉬우므로 개요를 서술하는 데 그치고, 굴삭 작업 목표 속도 연산부(120)와, 버킷 모드 판단부(150)와, 오프셋 편차 연산부(160)와, 평탄화 작업 목표 속도 연산부(170)와, 목표 속도 선택부(180)에 대해서는 상세를 설명한다.

(클로 끝 편차 연산부(110))

클로 끝 편차 연산부(110)는, 자세 데이터, 및 치수 데이터로부터 연산하는 버킷(8)의 클로 끝 위치와, 목표면 데이터로부터, 버킷(8)의 클로 끝과 목표면의 거리(클로 끝 편차 Dvt)를 연산하고, 그 연산 결과를 클로 끝 편차 데이터로서 출력한다.

여기서는 유압 셔블에 설정한 좌표계(차체 좌표계)로서, 유압 셔블(상부 선회체(10))의 선회 중심축에 있어서 하부 주행체(9)가 지면과 접하는 점을 원점으로 하고, 차체의 전후 방향으로 X축, 차체의 폭 방향으로 Y축, 차체의 상하 방향으로 Z축을 설정한 좌표계(차체 좌표계)를 이용한다. 이 경우, 치수 데이터로서, 상부 선회체(10)의 선회 중심과 붐 핀의 X축 방향의 길이 Lsb, 붐 핀으로부터 암 핀까지의 길이 Lbm, 암 핀으로부터 버킷 핀까지의 길이 Lam, 버킷 핀으로부터 버킷 클로 끝까지의 길이 Lbk를 미리 기억시켜 둔다. 이 경우, 클로 끝 편차 Dvt는, 각 프론트 부재(11, 12, 8)의 자세 데이터, 및 치수 데이터 Lsb, Lbm, Lam, Lbk에 기초하여 차체 좌표계에 있어서의 버킷 클로 끝의 좌표를 산출하고, 그 좌표와 차체 좌표계에 있어서의 목표면의 위치 데이터에 기초하여 연산할 수 있다.

(암 선단 편차 연산부(140))

암 선단 편차 연산부(140)는, 암(12)의 선단 핀(버킷 핀)에 대해 클로 끝 편차 연산부(110)와 마찬가지의 연산을 행한다. 즉, 자세 데이터, 및 치수 데이터로부터 연산하는 암(12)의 선단 핀의 중심(본 명세서에서는 「암 선단」이나 「버킷 회동 중심」이라고 칭하는 경우가 있음)의 위치와, 목표면 데이터로부터, 암 선단과 목표면의 거리(암 선단 편차) Dva(도 17 참조)를 연산하고, 그 연산 결과를 암 선단 편차 데이터로서 출력한다. 암 선단 편차 Dva는, 예를 들어 각 프론트 부재(11, 12)의 자세 데이터, 및 치수 데이터 Lsb, Lbm, Lam에 기초하여 차체 좌표계에 있어서의 암 선단의 좌표를 산출하고, 그 좌표와, 차체 좌표계에 있어서의 목표면의 위치 데이터에 기초하여 연산할 수 있다.

(굴삭 작업 목표 속도 연산부(120))

굴삭 작업 목표 속도 연산부(120)는, 조작량 데이터, 자세 데이터, 및 치수 데이터와, 클로 끝 편차 데이터로부터, 굴삭 작업 제어 시의 유압 실린더(5, 6, 7)의 목표 속도(목표 액추에이터 속도)인 굴삭 작업 목표 속도를 연산하고, 출력한다.

굴삭 작업 목표 속도 연산부(120)의 상세에 대해, 도 5를 사용하여 설명한다. 굴삭 작업 목표 속도 연산부(120)는, 굴삭 작업 목표 클로 끝 속도 연산부(121)와, 클로 끝 속도 연산부(122)와, 감산부(123)와, 각속도 역연산부(124)와, 실린더 속도 역연산부(125)로서 기능할 수 있다.

굴삭 작업 목표 클로 끝 속도 연산부(121)는, 클로 끝 편차 데이터에 기초하여 클로 끝 편차 Dvt의 크기에 비례한 굴삭 작업 목표 클로 끝 속도 Vt(＝-k×Dvt)를 연산하여 출력한다. 굴삭 작업 목표 클로 끝 속도 Vt는, 굴삭 작업 시의 버킷 클로 끝에 발생하는 속도 벡터 중 목표면에 수직인 성분의 목표 속도이며, 클로 끝 편차가 0에 근접할수록(클로 끝이 목표면에 근접할수록) 작아지도록 연산된다.

클로 끝 속도 연산부(122)는, 조작량 데이터 중 암 조작량 데이터 및 버킷 조작량 데이터와, 자세 데이터와, 치수 데이터로부터, 오퍼레이터 조작에 따라서 버킷(8) 및 암(12)이 동작하였을 때의, 클로 끝(버킷 클로 끝)의 목표면에 수직인 방향의 속도로서, 암 버킷 합성 클로 끝 속도를 기하학적인 계산에 의해 연산한다.

감산부(123)는, 굴삭 작업 목표 클로 끝 속도 Vt로부터, 암 버킷 합성 클로 끝 속도를 차감함으로써, 붐 목표 클로 끝 속도를 구한다. 붐 목표 클로 끝 속도는, 버킷(8) 및 암(12)을 오퍼레이터 조작에 따라서 동작시켰을 때, 클로 끝을 굴삭 작업 목표 클로 끝 속도 Vt로 동작시키는 데 필요한 붐에 의한 클로 끝 속도이다.

각속도 역연산부(124)는, 감산부(123)에서 연산된 붐 목표 클로 끝 속도와, 자세 데이터와, 치수 데이터에 기초하여, 기하학적인 계산에 의해 붐(11)의 목표 각속도인 붐 목표 각속도를 연산한다.

실린더 속도 역연산부는, 각속도 역연산부(124)에서 연산된 붐 목표 각속도와, 자세 데이터와, 치수 데이터로부터, 기하학적인 계산에 의해 붐 목표 각속도(붐(11)의 목표 각속도)를 붐 실린더(5)의 목표 속도로 변환한 굴삭 작업 붐 목표 실린더 속도를 연산한다.

또한, 굴삭 작업 목표 속도 연산부(120)에 입력된 암 조작량 데이터 및 버킷 조작량 데이터는, 각각 암 실린더(6)의 목표 속도인 굴삭 작업 암 목표 실린더 속도와, 버킷 실린더(7)의 목표 속도인 굴삭 작업 버킷 목표 실린더 속도로 변환되고, 실린더 속도 역연산부(125)에서 연산된 굴삭 작업 붐 목표 실린더 속도와 함께 굴삭 작업 목표 속도로서 목표 속도 선택부(180)에 출력된다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 굴삭 작업 목표 클로 끝 속도 연산부(121)에서, 굴삭 작업 목표 클로 끝 속도 Vt를 클로 끝 편차 데이터에 따라서 변화시켰지만, 클로 끝 편차 Dvt의 크기에 따라 다른 복수의 비례 계수를 설정하거나, 다른 함수를 사용하거나 해도 된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 버킷(8)과 암(12)에 대해서는 오퍼레이터의 조작에 따라서 동작시키고, 클로 끝을 목표면을 따라 동작시키기 위한 조정을 붐(11)에 의해 행하고 있지만, 버킷(8)이나 암(12)의 동작에 대해서도 클로 끝 편차 Dvt에 따라서 보정을 행하고, 버킷(8) 또는 암(12), 혹은 그 양쪽과, 붐(11)에 의해 클로 끝을 목표면을 따라 동작시키기 위한 조정을 행하는 구성으로 해도 된다.

(버킷 모드 판단부(150))

도 4로 돌아가, 버킷 모드 판단부(150)는, 암 선단 편차 연산부(140)가 출력하는 암 선단 편차 데이터와, 평탄화 작업 제어 설정 스위치(17)가 출력하는 설정 데이터와, 조작 레버 장치(1c, 1d)가 출력하는 조작량 데이터에 기초하여 후술하는 설정 조건의 성립의 진위를 판단하고, 그 판단 결과를 버킷 모드 플래그로서 출력한다. 여기서 말하는 설정 조건이란, 오퍼레이터가 평탄화 작업 제어의 실행을 희망하고 있다고 메인 컨트롤러(500)가 판단하기 위한 조건이며, 설정 데이터가 참(설정 스위치(17)가 평탄화 작업 제어의 실행을 허가하는 허가 위치에 있음)이고, 또한 암 선단 편차 Dva가 소정의 역치 dv1(후술) 이하이고, 또한 조작량 데이터로부터 판단되는 버킷 조작량의 크기가 소정의 역치 op1(후술)보다 작고, 또한 동 암 조작량의 크기가 소정의 역치 op2(후술)보다 큰 것이다. 이 설정 조건 전부가 「충족된 경우」에는, 목표면에 대한 버킷(8)의 자세를 유지하는 버킷 자동 동작을 유효로 한다고 판단하고, 버킷 모드 플래그를 「참」으로서 출력한다. 상기한 설정 데이터, 암 선단 편차 Dva, 버킷 조작량, 암 조작량에 관한 조건 중 어느 것이 「충족되지 않는 경우」는, 버킷 자동 동작을 무효로 한다고 판단하고, 버킷 모드 플래그를 「거짓」으로서 출력한다.

암 선단 편차 Dva에 관한 소정의 역치 dv1로서는, 암의 선단(버킷의 회동 중심)으로부터 버킷 클로 끝까지의 거리(치수 Lbk)를 일례로서 생각할 수 있다. 또한, 버킷 조작량에 관한 소정의 역치 op1로서는, 버킷 조작의 유무(버킷 실린더(7)의 동작 유무)를 판정 가능한 제로에 가까운 값을 생각할 수 있다. 버킷 조작량이 역치 op1보다 작으면 버킷 조작은 없음이라고 판단된다. 마찬가지로, 암 조작량에 관한 소정의 역치 op2로서는, 암 조작의 유무(암 실린더(6)의 동작 유무)를 판정 가능한 제로에 가까운 값을 생각할 수 있다. 암 조작량이 역치 op2보다 크면 암 조작은 있음이라고 판단된다.

(오프셋 편차 연산부(160))

오프셋 편차 연산부(160)는, 치수 데이터와, 자세 데이터와, 암 선단 편차 데이터와, 버킷 모드 플래그에 기초하여 오프셋 편차 Dvo(도 17 참조)의 연산을 행하고, 그 연산 결과를 출력한다.

오프셋 편차 연산부(160)의 상세에 대해, 도 6을 사용하여 설명한다. 오프셋 편차 연산부(160)는, 버킷 높이 연산부(161)와, 감산부(162)로서 기능한다. 버킷 모드 플래그가 거짓인 경우, 버킷 높이 연산부(161)는 자세 데이터로부터 구하는 목표면에 대한 버킷의 각도(자세)와, 치수 데이터에 포함되는 버킷 치수로부터 목표면에 대해 수직인 방향에 있어서의 버킷(8)의 치수이며, 목표면에 대한 버킷(8)의 자세에 따라서 변화될 수 있는 치수인 버킷 높이 Hbk(도 17 참조)를 실시간으로 연산한다. 버킷 모드 플래그가 참인 경우는, 버킷 높이 연산부(161)는 버킷 모드 플래그가 거짓으로부터 참으로 변화된 시점에 있어서의 버킷 높이 Hbk를 감산부(162)에 계속 출력한다. 버킷 높이 Hbk는, 버킷(8) 상에서 목표면에 가장 가까운 점과 버킷 회동 중심의 목표면에 대해 수직인 방향에 있어서의 거리라고 바꾸어 말할 수 있다. 버킷(8)이 도 17과 같은 자세인 경우, 버킷 높이 Hbk는 도시한 높이가 된다.

또한, 오프셋 편차 연산부(160)는, 감산부(162)에 있어서, 암 선단 편차 Dva로부터 버킷 높이 Hbk를 감산하여 얻어지는 오프셋 편차 Dvo(도 17 참조)를 연산한다. 평탄화 작업 제어 중인 오프셋 편차 Dvo는, 버킷 자동 동작에 의해 자세가 정확하게 유지된 경우에 있어서의 버킷(8) 상에서 목표면에 가장 가까운 점과 목표면의 가상적인 거리를 나타낸다.

버킷 모드 플래그가 거짓인 경우, 오프셋 편차 Dvo는 클로 끝 편차 Dvt와 일치한다. 그러나 버킷 모드 플래그가 참인 경우의 오프셋 편차 Dvo는, 목표면에 대한 버킷의 자세(예를 들어 목표면에 대한 버킷 저면의 각도)를 버킷 모드 플래그가 거짓으로부터 참으로 변화된 시점의 자세로 일정하게 계속 유지한 경우의 버킷(8)과 목표면의 가상적인 거리이다. 그 때문에, 도 17에 도시하는 바와 같이, 버킷 모드 플래그가 거짓으로부터 참으로 변화된 시점보다 이후에, 제어 오차 등에 의해 목표면에 대한 버킷(8)의 각도가 변화된 경우(예를 들어, 도 17에 있어서 실선으로 나타내는 버킷(8)으로부터 파선으로 나타내는 버킷과 같은 자세가 된 경우)에는, 일반적으로는 클로 끝 편차 Dvt와 오프셋 편차 Dvo는 일치하지 않는다.

(평탄화 작업 목표 속도 연산부(170))

평탄화 작업 목표 속도 연산부(170)는, 오프셋 편차 데이터와, 자세 데이터와, 치수 데이터와, 조작량 데이터에 기초하여 평탄화 작업 제어에 있어서의 작업 장치(15)에 관한 목표 속도(평탄화 작업 목표 속도)를 연산하여 출력한다.

평탄화 작업 목표 속도 연산부(170)에 대해, 도 7을 사용하여 상세를 설명한다. 평탄화 작업 목표 속도 연산부(170)는, 목표 암 선단 속도 연산부(171)와, 암 선단 속도 연산부(172)와, 감산부(173)와, 각속도 역연산부(174)와, 실린더 속도 역연산부(175)와, 각속도 연산부(176)와, 버킷 목표 각속도 연산부(177)로서 기능한다.

목표 암 선단 속도 연산부(171)는, 굴삭 작업 목표 클로 끝 속도 연산부(121)는, 오프셋 편차 연산부(160)로부터 입력된 오프셋 편차 데이터(오프셋 편차 Dvo)에 기초하여 오프셋 편차 Dvo의 크기에 비례한 평탄화 작업 목표 암 선단 속도 Va(＝-k×Dvo)를 연산하여 출력한다. 평탄화 작업 목표 암 선단 속도 Va는, 평탄화 작업 시의 암 선단에 발생하는 속도 벡터 중 목표면에 수직인 성분의 목표 속도이며, 오프셋 편차 Dvo가 0에 근접할수록 작아지도록(제로에 근접하도록) 연산된다. 또한 비례 계수 k는 굴삭 작업 목표 클로 끝 속도 Vt의 연산에 이용한 수치와 다르게 해도 된다.

암 선단 속도 연산부(172)는, 조작량 데이터 중 암 조작량과, 자세 데이터와, 치수 데이터에 기초하여 오퍼레이터 조작에 따라서 암(12)이 동작하였을 때의, 암 선단의 목표면에 수직인 방향의 속도로서, 암에 의한 암 선단 속도를 기하학적인 계산에 의해 연산한다.

감산부(173)는, 평탄화 작업 목표 암 선단 속도 Va로부터, 암에 의한 암 선단 속도를 차감함으로써 붐에 의한 목표 암 선단 속도를 구한다. 붐에 의한 목표 암 선단 속도는, 암(12)을 오퍼레이터 조작에 따라서 동작시켰을 때, 붐에 의해 암 선단을 평탄화 작업 목표 암 선단 속도 Va로 동작시키는 데 필요한 속도이다.

각속도 역연산부(174)는, 붐에 의한 목표 암 선단 속도와, 자세 데이터와, 치수 데이터에 기초하여 굴삭 작업 목표 속도 연산부(120)의 각속도 역연산부(124)와 마찬가지의 연산에 의해 붐(11)의 목표 각속도인 붐 목표 각속도를 연산한다.

각속도 연산부(176)는, 조작량 데이터 중 암 조작량 데이터와, 자세 데이터와, 치수 데이터에 따라서 암(12)의 각속도인 암 각속도를 기하학적 계산에 의해 연산한다.

버킷 목표 각속도 연산부(177)는, 각속도 연산부(176)로부터 입력되는 암 각속도를 w1로 하고, 각속도 역연산부(174)로부터 입력되는 붐 목표 각속도를 w2로 하여, -(w1+w2)인 연산(양자를 가산하여 부호를 판정시키는 연산)에 의해, 버킷(8)의 목표 각속도인 버킷 목표 각속도 W를 연산한다. 연산 프로세스로부터 명확한 바와 같이, 버킷 목표 각속도 W는, 암(12)과 붐(11)의 동작에 의한 작업 장치(15)의 자세의 변화를 상쇄하고, 버킷(8)의 목표면에 대한 자세를 일정하게 유지하는 각속도이다.

실린더 속도 역연산부(175)는 버킷 목표 각속도 연산부(177)가 연산한 버킷 목표 각속도와, 각속도 역연산부(174)가 연산한 붐 목표 각속도와, 자세 데이터와, 치수 데이터에 기초하여 버킷 실린더(7)의 목표 속도인 평탄화 작업 버킷 목표 실린더 속도와, 붐 실린더(5)의 목표 속도인 평탄화 작업 붐 목표 실린더 속도를 기하학적인 계산에 의해 연산한다.

상기한 결과, 평탄화 작업 목표 속도 연산부(170)는, 암 조작량으로부터 연산한 암 실린더(6)의 목표 속도인 평탄화 작업 암 목표 실린더 속도와, 실린더 속도 역연산부(175)에서 연산한 평탄화 작업 버킷 목표 실린더 속도와, 마찬가지로 실린더 속도 역연산부(175)에서 연산한 평탄화 작업 붐 목표 실린더 속도를 합쳐서, 평탄화 작업 목표 속도로서 출력한다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 목표 암 선단 속도 연산부(171)가 연산하는 평탄화 작업 목표 암 선단 속도 Va는 오프셋 편차 Dvo에 따라서 변화된다고 설명하였지만, 오프셋 편차 Dvo의 크기에 따라서 다른 비례 계수를 설정하거나, 다른 함수를 사용하거나 해도 된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 암(12)은 오퍼레이터의 조작에 따라서 동작시키고, 버킷(8)을 목표면을 따라 동작시키기 위한 조정을 붐(11)에 의해 행하고 있지만, 암(12)의 동작에 대해서도 암 선단 편차 Dva의 크기에 기초하여 보정을 행하고, 암(12)과 붐(11)에 의해 클로 끝을 목표면을 따라 동작시키는 조정을 행하는 구성을 채용해도 된다.

또한, 본 실시 형태에 있어서의 평탄화 작업에 있어서는, 오퍼레이터에 의한 버킷 조작은 없는 것으로 상정하고 있으므로, 평탄화 작업 목표 속도 연산부(170)의 연산에 있어서 버킷 조작량은 연산에 사용하고 있지 않다.

(목표 속도 선택부(180))

다시 도 4로 돌아가, 목표 속도 선택부(180)는, 평탄화 작업 목표 속도와, 굴삭 작업 목표 속도와, 버킷 모드 플래그에 기초하여 작업 장치(15)에 관한 3개의 유압 실린더(5, 6, 7)의 목표 속도인 목표 액추에이터 속도를 연산하여 제어 밸브 구동부(200)에 출력한다.

목표 속도 선택부(180)의 상세에 대해 도 8을 사용하여 설명한다. 목표 속도 선택부(180)는 전환부(181)로서 기능한다. 전환부(181)는, 버킷 모드 플래그가 거짓(false)인 경우는, 입력되는 평탄화 작업 목표 속도 및 굴삭 작업 목표 속도 중, 굴삭 작업 목표 속도를 목표 액추에이터 속도로서 선택하여 출력한다. 반대로 버킷 모드 플래그가 참(true)인 경우는, 입력되는 평탄화 작업 목표 속도 및 굴삭 작업 목표 속도 중, 평탄화 작업 목표 속도를 목표 액추에이터 속도로서 선택하여 출력한다.

목표 속도 선택부(180)로부터 출력된 목표 액추에이터 속도는, 정보 처리부(100)의 출력이 되고, 제어 밸브 구동부(200)를 통해 제어 밸브 구동 신호로서 컨트롤 밸브(20)를 구동하고, 각 액추에이터(5, 6, 7)를 목표 액추에이터 속도로 동작시킨다.

도 9는 상술한 연산의 흐름을 나타낸 메인 컨트롤러(500)가 실행하는 처리의 흐름도이다. 이하에서는, 도 3-도 8에 도시한 메인 컨트롤러(500) 내의 각 부를 주어로 하여 각 처리(수순 S1-S11)를 설명하는 경우가 있지만, 각 처리를 실행하는 하드웨어는 메인 컨트롤러(500)이다.

정보 처리부(100)는, 엔진이 작동 중이며, 조작 레버에 의한 액추에이터 조작의 허가와 금지를 전환하는 로크 레버가 허가 위치에 있을 때에 처리를 개시하고, 조작 레버(1c, 1d)의 조작이 검출된 경우에 수순 S3으로 이행한다(수순 S1, S2).

수순 S3에서는, 암 선단 편차 연산부(140)가, 자세 센서(13a, 13b, 13c, 13d)로부터 얻어지는 자세 데이터와, 차체 정보 기억 장치(19)로부터 얻어지는 치수 데이터와, 목표면 설정 장치(18)로부터 얻어지는 목표면 데이터에 기초하여 암 선단과 목표면의 편차 정보인 암 선단 편차 Dva를 연산한다.

수순 S4에서는, 클로 끝 편차 연산부(110)가, 자세 데이터와, 치수 데이터와, 목표면 데이터에 기초하여 버킷 클로 끝과 목표면의 편차 정보인 클로 끝 편차 Dvt를 연산한다.

수순 S5에서는, 굴삭 작업 목표 속도 연산부(120)가, 자세 데이터와, 치수 데이터와, 클로 끝 편차 Dvt와, 조작량 데이터에 기초하여 굴삭 작업 목표 속도를 연산한다. 이미 설명한 바와 같이, 굴삭 작업 목표 속도는, 버킷의 클로 끝을 목표면을 따라 동작시키는 굴삭 작업 제어 시의 각 유압 실린더(5, 6, 7)의 목표 속도(목표 액추에이터 속도)이다.

수순 S6에서는, 버킷 모드 판단부(150)는, 평탄화 작업 제어 설정 스위치(17)로부터 입력되는 설정 데이터가 참인지(즉, 평탄화 작업 제어 설정 스위치(17)는 평탄화 작업 제어의 실행을 허가하는 허가 위치인지), 암 선단 편차 Dva가 소정의 역치 dv1 이하인지, 조작량 데이터 중 버킷 조작량이 소정의 역치 op1보다 작은지(바꾸어 말하면, 조작 레버(1c)에 대한 오퍼레이터의 버킷 조작의 입력이 없는지), 조작량 데이터 중 암 조작량이 소정의 값 op2보다 큰지(바꾸어 말하면, 조작 레버(1d)에 대한 오퍼레이터의 암 조작의 입력이 있는지)에 대해 판정한다. 이들 3개의 조건 중, 어느 것이 거짓인 경우, 버킷 모드 판단부(150)는, 실시되고 있는 작업이 굴삭 작업이라고 판단하고, 버킷 모드 플래그로서 거짓(false)을 출력하여 수순 S9b로 처리를 진행한다. 한편, 이들 3개의 조건 전부가 참인 경우는, 실시되고 있는 작업이 평탄화 작업이라고 판단하여, 버킷 모드 플래그로서 참(true)을 출력하여 수순 S7a로 처리를 진행한다.

다음으로, 수순 S6에서, 버킷 모드 판단부(150)의 출력이 참(true)이며, 수순 S7a로 진행한 경우에 대해 설명한다.

수순 S7a에서는, 오프셋 편차 연산부(160)에 있어서, 치수 데이터와, 자세 데이터와, 암 선단 편차 Dva에 기초하여 오프셋 편차 Dvo를 연산한다. 오프셋 편차 Dvo는, 수순 S6에서 버킷 모드 판단부(150)가 출력하는 버킷 모드 플래그가 거짓으로부터 참으로 변화된 시점(즉, 평탄화 작업 제어의 개시 시점)에 있어서의 버킷 높이 Hbk를 암 선단 편차 Dva로부터 감산하여 연산되는 거리이다. 평탄화 작업 제어가 실행되고 있는 동안에 있어서의 목표면에 대한 버킷 저면의 자세(각도)는 버킷 목표 각속도 연산부(177)의 연산 처리에 의해, 버킷 모드 플래그가 거짓으로부터 참으로 변화된 시점에서의 자세(각도)로 유지된다. 즉, 평탄화 작업 제어 시에 유지되는 목표면에 대한 버킷(8)의 자세는, 평탄화 작업 제어 설정 스위치(17)가 허가 위치에 있을 때, 또한 암 선단 편차 Dva가 역치 dv1 이하일 때, 또한 조작 레버(1c)에 대한 버킷 조작의 입력이 없을 때, 또한 조작 레버(1d)에 대한 암 조작의 입력이 되었을 때에 있어서의 버킷(8)의 자세이다. 이때의 버킷(8)은, 도 12의 (a)에 도시하는 바와 같이, 목표면에 대한 버킷 저면의 각도가 제로(바꾸어 말하면, 목표면과 버킷 저면이 평행)가 되는 자세 또는 그것에 가까운 자세로 유지하는 것이 바람직하다.

수순 S8a에서는, 평탄화 작업 목표 속도 연산부(170)에 있어서, 치수 데이터와, 자세 데이터와, 오프셋 편차 Dvo와, 조작량 데이터에 기초하여 평탄화 작업 목표 속도를 연산한다. 이미 설명한 바와 같이, 평탄화 작업 목표 속도는, 목표면에 대한 버킷(8)의 자세를 버킷 모드 플래그가 거짓으로부터 참이 된 시점의 자세로 유지하면서, 버킷(8)이 목표면을 따라 이동하도록 각 프론트 부재(11, 12, 8)에 관한 목표 속도이며, 본 실시 형태에서는 유압 실린더(5, 6, 7)의 목표 속도이다.

수순 S9a에서는, 목표 속도 선택부(180)는 수순 S8a에서 연산된 평탄화 작업 목표 속도를 목표 액추에이터 속도로서 선택하고, 수순 S10으로 진행한다.

계속해서, 수순 S6에서, 버킷 모드 판단부(150)의 출력이 거짓(false)이며, 수순 S9b로 진행한 경우에 대해 설명한다.

수순 S9b에서는, 목표 속도 선택부(180)는, 수순 S5에서 연산된 굴삭 작업 목표 속도를 목표 액추에이터 속도로서 선택하고, 수순 S10으로 진행한다.

수순 S10에서는, 정보 처리부(100)는, 수순 S9a 또는 수순 S9b에서 선택된 목표 액추에이터 속도를 제어 밸브 구동부(200)에 출력한다.

그리고 수순 S11에 있어서, 제어 밸브 구동부(200)는, 각 액추에이터(5, 6, 7)가 목표 액추에이터 속도로 동작하는 제어 밸브 구동 신호를 컨트롤 밸브(20)에 대해 출력한다. 이 제어 밸브 구동 신호에 의해 컨트롤 밸브(20)가 구동되어 각 액추에이터(5, 6, 7)가 목표 액추에이터 속도로 동작하고, 굴삭 작업 제어 또는 평탄화 작업성이 작업 장치(15)에 의해 행해진다.

이와 같이 구성된 본 실시 형태에 따르면, 복귀 작업 시의 조작성과, 복귀 작업으로부터 평탄화 작업으로 이행할 때의 작업 효율을 모두 손상시키는 일 없이, 오퍼레이터의 조작에 따라서 버킷(8)의 목표면에 대한 자세가 일정해지도록, 암(12)과 붐(11)에 대해 버킷(8)을 자동으로 협조 동작시켜, 평탄화 작업을 행할 수 있다.

버킷 모드 플래그가 계속해서 참(true)인 경우(즉, 평탄화 작업 제어가 실행되고 있는 경우)에, 암 조작에 의해 암 선단이 목표면에 근접하여 암 선단 편차 Dva가 감소하면, 오프셋 편차 Dvo가 제로를 향해 감소하여 목표 암 선단 속도 연산부(171)가 연산하는 평탄화 작업 목표 암 선단 속도 Va도 제로에 근접한다. 그리고 암 선단 편차 Dva가 버킷 높이 Hbk(버킷 모드 플래그가 거짓으로부터 참으로 변화된 시점에서의 버킷 높이이며 일정한 값임)와 일치한 시점에서 오프셋 편차 Dvo가 제로가 되고, 버킷(8) 상에서 목표면에 가장 가까운 점이 목표면 상에 위치한 상태를 유지하여 버킷(8)이 목표면을 따라 이동한다. 즉, 이 작업 장치(15)의 동작에 의해, 실제의 지형을 목표면에 근접시키는 평탄화 작업이 행해진다.

(작용·효과)

이하, 본 실시 형태의 작용 및 효과를 구체적으로 설명한다. 이하에서는, 도 14의 (a)에 도시하는 바와 같이, 암 선단 편차 Dva의 역치 dv1이, 암의 선단(버킷의 회동 중심)으로부터 버킷 클로 끝까지의 치수(Lbk)로 설정되어 있는 것으로 한다.

상기한 바와 같이 구성된 유압 셔블에 탑승한 오퍼레이터는, 평탄화 작업 제어의 실행을 희망하는 경우, 원하는 타이밍에 평탄화 작업 제어 설정 스위치(17)를 금지 위치로부터 허가 위치로 전환한다. 이에 의해 평탄화 작업 제어 설정 스위치(17)는 설정 데이터로서 「참」을 메인 컨트롤러(500)에 계속 출력한다. 다음으로 오퍼레이터는, 암 조작과 붐 조작에 의해 복귀 작업을 행하여 버킷(8)을 평탄화 작업의 개시 위치까지 이동시키고, 예를 들어 도 14의 (a)에 도시하는 바와 같이 버킷(8)을 목표면에 접촉시킨 상태에서 복귀 작업을 종료한다. 다음으로, 오퍼레이터는, 이 상태로부터 평탄화 작업으로 이행하기 위해 조작 레버(1c)에 버킷 조작(도 14의 (a)의 경우에는 버킷 크라우드 조작)을 입력함으로써 도 14의 (b)와 같이 버킷의 저면을 목표면에 대략 평행하게 한다. 이때 암 선단 편차 Dva는 역치 dv1 이하이다. 그 상태에서 버킷 조작을 입력하는 일 없이 암 조작을 입력하면 도 9에 있어서의 수순 S6의 조건이 모두 충족되어, 버킷 모드 판단부(150)가 출력하는 버킷 모드 플래그가 거짓으로부터 참으로 변화된다. 이 타이밍에, 버킷 높이 연산부(161)는 버킷 높이 Hbk를 일정값에 고정하고, 목표 속도 선택부(180)가 목표 액추에이터 속도로서 평탄화 작업 목표 속도를 선택하여, 평탄화 작업 제어가 개시된다. 평탄화 작업 목표 속도에 포함되는 붐 목표 실린더 속도는, 목표면에 대한 버킷(8)의 자세를 일정하게 유지하는 버킷 목표 각도(버킷 목표 각속도 연산부(177)에서 연산됨)에 기초하여 연산되고 있으므로, 평탄화 작업 제어 중의 버킷(8)의 자세는 일정하게 유지된다.

평탄화 작업 제어의 실행 중(버킷 모드 플래그가 계속해서 참일 때), 오퍼레이터의 암 조작에 의해 암 선단이 목표면에 근접하여 암 선단 편차 Dva는 점차 감소해 간다. 이미 설명한 바와 같이, 이때의 버킷 높이 Hbk는 버킷 모드 플래그가 거짓으로부터 참으로 변화된 타이밍의 값(일정값)으로 유지되고 있으므로, 오프셋 편차 Dvo는 암 선단 편차 DVa의 감소에 수반하여 제로를 향해 감소하고, 목표 암 선단 속도 연산부(171)가 연산하는 평탄화 작업 목표 암 선단 속도 Va도 암 선단 편차 DVa의 감소와 함께 제로에 근접한다. 그리고 암 선단 편차 Dva가 버킷 높이 Hbk(일정한 값)와 일치한 시점에서 오프셋 편차 Dvo가 제로가 되고, 버킷(8) 상에서 목표면에 가장 가까운 점(예를 들어 버킷 저면)이 목표면 상에 위치한 상태를 유지하여 버킷(8)이 목표면을 따라 이동한다. 즉, 이 작업 장치(15)의 동작에 의해, 실제의 지형을 목표면에 근접시키는 평탄화 작업이 자동적으로 행해진다.

그런데 전술한 바와 같이, 특허문헌 1에서는 「클로 끝과 목표면의 편차(거리)」가 소정의 역치 D1 이하인 것이 버킷 자동 동작(평탄화 작업 제어)을 개시하는 조건 중 하나로 되어 있다. 그 때문에, 오퍼레이터가 복귀 작업을 행한 후에 버킷 자세를 도 13의 (b)와 같이 조정한 상태(목표면으로부터 클로 끝이 이격된 상태)로부터 그대로 평탄화 작업 제어로 천이 가능하게 하기 위해서는, 역치 D1을 도 13의 d1thr보다 크게 해 둘 필요가 있다. 그렇게 역치 D1을 설정한 경우, 역치 D1이 제로 또는 그것에 매우 가까운 경우와 비교하여, 복귀 작업 시에 버킷 클로 끝과 목표면의 거리가 역치 D1 이하로 되기 쉬워지므로, 암 조작에 의해 복귀 작업을 행하고 있는 동안에 평탄화 작업 제어가 발동하여 버킷(8)이 자동 동작해 버릴 가능성이 높아진다.

그래서 본 실시 형태에 있어서는 「암 선단과 목표면의 편차(거리) Dva」가 역치 dv1 이하일 것을 버킷 자동 동작의 개시 조건 중 하나로 하였다. 예를 들어 도 14의 (a)에 도시한 버킷(8)의 자세를 기준으로 하여 역치 dv1을 암의 선단(버킷의 회동 중심)으로부터 버킷 클로 끝까지의 치수(Lbk)로 설정한 경우에는, 도 14의 (b)와 같이 버킷 자세를 조정한 후에 암 조작을 입력하면 수순 S6의 조건이 모두 충족되어, 신속하게 평탄화 작업 제어를 발동할 수 있다. 즉, 복귀 작업으로부터 평탄화 작업으로의 이행을 원활하게 할 수 있다. 또한, 도 13의 (c)와 도 14의 (c)를 비교하면, 역치 dv1의 크기는, h2bk와 d1thr의 합보다 작으므로, 본 실시 형태의 경우는 특허문헌 1과 비교하여 버킷(8)이 자동 동작하는 범위를 좁힐 수 있다. 즉, 버킷(8)이 자동 동작하는 범위가 좁기 때문에, 오퍼레이터의 의도에 반하여 버킷(8)이 자동 동작하는 것을 방지할 수 있어, 조작성을 개선할 수 있다.

특허문헌 1에 있어서도, 역치 D1을 예를 들어 d1thr(도 13 참조)보다 작게 하면, 버킷(8)이 자동 동작하는 범위를 좁히는 것은 가능하지만, 복귀 작업 후에 버킷 자세를 조정한 후에 클로 끝을 목표면에 다시 근접시키는 동작이 필요해져, 작업 효율을 손상시킨다.

또한, 버킷 모드 플래그가 거짓이 되는 조건하에서는, 상기와 같은 문제는 발생하지 않는다. 또한, 도 16에 도시하는 바와 같이, 평탄화 작업에 있어서는, 버킷의 목표면에 대한 자세를 일정하게 유지한다는 점에서, 암 선단은 목표면으로부터 버킷 높이 Hbk 오프셋한 평면(도 16 중의 일점쇄선)을 따라 동작하면 된다. 한편, 도 15에 도시하는 바와 같이, 버킷(8)의 목표면에 대한 자세를 일정하게 유지하지 않는 굴삭 작업에 있어서는, 암 선단은 도 15의 일점쇄선으로 나타낸 바와 같은 곡면을 통과한다. 이러한 경우, 암 선단에 대해 제어를 행하여, 클로 끝을 목표면을 따라 동작시키는 것은 곤란하다. 이 때문에, 본 실시 형태에서는, 버킷 모드 플래그가 거짓이며, 평탄화 작업이 아닌 굴삭 작업을 실시하려는 의도가 오퍼레이터에게 있다고 간주할 수 있을 경우에는, 클로 끝 편차 Dvt에 따라서 클로 끝을 목표면을 따르게 하도록 동작시킨다.

(제2 실시 형태)

계속해서, 제2 실시 형태에 대해 설명한다. 본 실시 형태는 도 9의 수순 S6의 조건에 관한 「암(12)의 동작이 있는 것」을 암 조작이 아닌 암 실린더(6)의 목표 속도(암 목표 실린더 속도)로부터 판단하는 것이다. 이하, 본 실시 형태의 구성에 대해 설명하는데, 제1 실시 형태와 공통되는 부분에 대해서는 적절하게 생략한다.

제2 실시 형태에 관한 유압 셔블이 구비하는 정보 처리부(100)에 대해 도 10을 사용하여 설명한다.

도 10의 버킷 모드 판단부(150)는, 설정 데이터가 참이고, 또한 암 선단 편차 Dva가 소정의 역치 dv1 이하이고, 또한 조작량 데이터로부터 판단되는 버킷 조작량의 크기가 소정의 역치 op1보다 작고, 또한 목표 속도 선택부(180)로부터 입력되는 암 목표 실린더 속도(목표 액추에이터 속도)의 크기가 소정의 역치 va1보다 큰 경우에, 목표면에 대한 버킷(8)의 자세를 유지하는 버킷 자동 동작을 유효로 한다고 판단하여, 버킷 모드 플래그를 「참」이라고 출력한다. 상기한 설정 데이터, 암 선단 편차 Dva, 버킷 조작량, 암 목표 실린더 속도에 관한 조건 중 어느 것이 충족되지 않는 경우는, 버킷 자동 동작을 무효로 한다고 판단하고, 버킷 모드 플래그를 거짓으로서 출력한다. 또한, 암 목표 실린더 속도는, 버킷 모드 플래그의 진위에 따라서 결정되는 값이다. 그래서 본 실시 형태에서는 순환 참조를 피하기 위해, 컨트롤러(500)가 과거에 연산한 값(예를 들어 1 제어 주기 전의 값)을 사용하고 있다.

상기 이외의 부분은 제1 실시 형태와 마찬가지이다.

도 11을 사용하여, 제2 실시 형태의 제어의 흐름에 대해 설명한다. 수순 S1부터 S5까지의 흐름은 제1 실시 형태와 공통이다. 본 실시 형태의 수순 S6에서는, 제1 실시 형태의 암 조작이 있는 것인지 여부의 판정 조건 대신에, 목표 속도 선택부(180)로부터 출력되는 암 목표 실린더 속도의 크기가 소정의 역치 va1보다 큰지 여부의 판정을 행한다. 이후의 동작도 제1 실시 형태와 공통이므로 설명을 생략한다.

이와 같이 구성된 본 실시 형태의 유압 셔블에 의하면, 제1 실시 형태의 효과 외에도, 굴삭 작업 목표 속도 연산부(120) 및 평탄화 작업 목표 속도 연산부(170), 또는 그 밖의 추가의 연산 블록에 있어서, 암 실린더(6)가 스트로크 엔드에 도달한 것에 수반되는 실린더 동작의 정지나, 그 밖의 부가적인 기능에 수반하여 오퍼레이터의 조작에 반하여 암 실린더(6)가 동작하지 않는 경우에, 버킷 자동 동작(평탄화 작업 제어)이 발동하여 오퍼레이터에게 위화감을 주는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기에서는 암 목표 실린더 속도(암 실린더(6)의 목표 속도)의 크기가 역치 Va1보다 큰 경우에 조작 레버(1)에 대한 암 조작의 입력이 있다고 판단하였지만, 그 밖의 암(12)에 관한 목표 속도로서, 암(12)의 목표 각속도의 크기가 소정의 역치보다 큰 경우에 암 조작의 입력이 있다고 판단해도 된다.

(기타)

상기한 유압 셔블은 평탄화 작업 제어 설정 스위치(17)를 구비하고, 도 9 및 도 11의 수순 S6에서 판단되는 조건에 「설정 데이터가 참인 것」을 포함하였지만, 평탄화 작업 제어 설정 스위치(17)의 설치는 필수는 아니므로, 이 조건은 생략 가능하다.

또한, 본 발명은, 상기한 각 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위 내의 다양한 변형예가 포함된다. 예를 들어, 본 발명은 상기한 각 실시 형태에서 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되지 않고, 그 구성의 일부를 삭제한 것도 포함된다. 또한, 어느 실시 형태에 관한 구성의 일부를, 다른 실시 형태에 관한 구성에 추가 또는 치환하는 것이 가능하다.

또한, 상기한 컨트롤러(500)에 관한 각 구성이나 당해 각 구성의 기능 및 실행 처리 등은, 그것들의 일부 또는 전부를 하드웨어(예를 들어 각 기능을 실행하는 로직을 집적 회로로 설계하는 등)에서 실현해도 된다. 또한, 컨트롤러(500)에 관한 구성은, 연산 처리 장치(예를 들어 CPU)에 의해 판독·실행됨으로써 컨트롤러(500)의 구성에 관한 각 기능이 실현되는 프로그램(소프트웨어)으로 해도 된다. 당해 프로그램에 관한 정보는, 예를 들어 반도체 메모리(플래시 메모리, SSD 등), 자기 기억 장치(하드디스크 드라이브 등) 및 기록 매체(자기 디스크, 광 디스크 등) 등에 기억시킬 수 있다.

또한, 상기한 각 실시 형태 설명에서는, 제어선이나 정보선은, 당해 실시 형태의 설명에 필요하다고 해석되는 것을 나타냈지만, 반드시 제품에 관한 모든 제어선이나 정보선을 나타내고 있는 것만은 아니다. 실제로는 거의 모든 구성이 서로 접속되어 있다고 생각해도 된다.

1: 유압 셔블
1a: 주행용 우측 조작 레버
1b: 주행용 좌측 조작 레버
1c: 우측 조작 레버
1d: 좌측 조작 레버
2: 유압 펌프 장치
2a: 제1 유압 펌프
2b: 제2 유압 펌프
3a: 우측 주행 유압 모터
3b: 좌측 주행 유압 모터
4: 선회 유압 모터
5: 붐 실린더(유압 액추에이터)
6: 암 실린더(유압 액추에이터)
7: 버킷 실린더(유압 액추에이터)
8: 버킷(프론트 부재)
9: 하부 주행체(차체)
10: 상부 선회체(차체)
11: 붐(프론트 부재)
12: 암(프론트 부재)
13a: 제1 자세 센서(자세 센서)
13b: 제2 자세 센서(자세 센서)
13c: 제3 자세 센서(자세 센서)
13d: 차체 자세 센서(자세 센서)
14: 엔진
15: 작업 장치
17: 평탄화 작업 제어 설정 스위치
18: 목표면 설정 장치
19: 차체 정보 기억 장치
20: 컨트롤 밸브
21: 버킷 방향 제어 밸브
21a: 버킷 크라우드 전자 밸브
21b: 버킷 덤프 전자 밸브
22: 붐 방향 제어 밸브
22a: 붐 상승 전자 밸브
22b: 붐 하강 전자 밸브
23: 암 방향 제어 밸브
23a: 암 크라우드 전자 밸브
23b: 암 덤프 전자 밸브
26: 펌프 1 라인 릴리프 밸브
27: 펌프 2 라인 릴리프 밸브
100: 정보 처리부
110: 클로 끝 편차 연산부
120: 목표 클로 끝 속도 연산부
121: 굴삭 작업 목표 클로 끝 속도 연산부
122: 클로 끝 속도 연산부
123: 감산부
124: 각속도 역연산부
125: 실린더 속도 역연산부
140: 암 선단 편차 연산부
150: 버킷 모드 판단부
160: 오프셋 편차 연산부
161: 버킷 높이 연산부
162: 감산부
170: 평탄화 작업 목표 속도 연산부
171: 목표 암 선단 속도 연산부
172: 암 선단 속도 연산부
173: 감산부
174: 각속도 역연산부
175: 실린더 속도 역연산부
176: 각속도 연산부
177: 버킷 목표 각속도 연산부
180: 목표 속도 선택부
181: 전환부
500: 메인 컨트롤러

Claims (6)

1. 붐, 암 및 버킷을 갖는 작업 장치와,
   상기 작업 장치를 조작하기 위한 조작 장치와,
   상기 버킷의 클로 끝이 소정의 목표면을 따라 이동하도록 상기 작업 장치를 제어하는 굴삭 작업 제어, 및 상기 목표면에 대한 상기 버킷의 자세를 유지하면서 상기 버킷이 상기 목표면을 따라 이동하도록 상기 작업 장치를 제어하는 평탄화 작업 제어를 이용하여 상기 작업 장치를 제어 가능한 컨트롤러를 구비한 작업 기계에 있어서,
   상기 컨트롤러는,
   상기 작업 장치의 자세 데이터, 및 치수 데이터와 상기 목표면의 위치 데이터에 기초하여 상기 암의 선단으로부터 상기 목표면까지의 거리인 암 선단 편차를 연산하고,
   연산한 상기 암 선단 편차가 소정의 역치 이하일 때, 또한 상기 조작 장치에 대한 버킷 조작의 입력이 없을 때, 또한 상기 조작 장치에 대한 암 조작의 입력이 있을 때에는 상기 평탄화 작업 제어를 실행하고,
   연산한 상기 암 선단 편차가 상기 소정의 역치보다 클 때, 또는 상기 조작 장치에 대한 버킷 조작의 입력이 있을 때, 또는 상기 조작 장치에 대한 암 조작의 입력이 없을 때에는 상기 굴삭 작업 제어를 실행하는
   것을 특징으로 하는 작업 기계.
2. 제1항에 있어서,
   상기 소정의 역치는, 상기 암의 선단으로부터 상기 버킷의 클로 끝까지의 거리인
   것을 특징으로 하는 작업 기계.
3. 제1항에 있어서,
   상기 컨트롤러는,
   상기 목표면에 대해 수직인 방향에 있어서의 상기 버킷의 치수이며, 상기 목표면에 대한 상기 버킷의 자세의 변화에 따라서 변화될 수 있는 버킷 높이를 상기 평탄화 작업 제어의 개시 시점에 있어서 연산하고,
   연산한 상기 버킷 높이를 상기 암 선단 편차로부터 감산하여 얻어지는 오프셋 편차와, 상기 작업 장치의 자세 데이터 및 치수 데이터와, 상기 조작 장치의 조작량 데이터에 기초하여 상기 평탄화 작업 제어에 있어서의 상기 작업 장치에 관한 목표 속도를 연산하는
   것을 특징으로 하는 작업 기계.
4. 제1항에 있어서,
   상기 평탄화 작업 제어 시에 유지되는 상기 목표면에 대한 상기 버킷의 자세는, 연산한 상기 암 선단 편차가 상기 소정의 역치 이하일 때, 또한 상기 조작 장치에 대한 버킷 조작의 입력이 없을 때, 상기 조작 장치에 대한 암 조작이 입력되었을 때에 있어서의 상기 버킷의 자세인
   것을 특징으로 하는 작업 기계.
5. 제1항에 있어서,
   상기 컨트롤러에 의한 상기 평탄화 작업 제어의 실행을 허가하는 허가 위치와 상기 평탄화 작업 제어의 실행을 금지하는 금지 위치 중 어느 위치로 전환되는 스위치를 더 구비하고,
   상기 컨트롤러는,
   상기 스위치가 상기 허가 위치로 전환되어 있을 때, 또한 연산한 상기 암 선단 편차가 상기 소정의 역치 이하일 때, 또한 상기 조작 장치에 대한 버킷 조작의 입력이 없을 때, 또한 상기 조작 장치에 대한 암 조작의 입력이 있을 때에는 상기 평탄화 작업 제어를 실행하고,
   상기 스위치가 상기 금지 위치로 전환되어 있을 때, 또는 연산한 상기 암 선단 편차가 상기 소정의 역치보다 클 때, 또는 상기 조작 장치에 대한 버킷 조작의 입력이 있을 때, 또는 상기 조작 장치에 대한 암 조작의 입력이 없을 때에는 상기 굴삭 작업 제어를 실행하는
   것을 특징으로 하는 작업 기계.
6. 제1항에 있어서,
   상기 컨트롤러는, 상기 암에 관한 목표 속도가 소정의 역치보다 큰지 여부에 기초하여, 상기 조작 장치에 대한 상기 암 조작의 입력의 유무를 판정하는
   것을 특징으로 하는 작업 기계.

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