WO2009104450A1 - 作業機械における干渉防止制御装置 - Google Patents

作業機械における干渉防止制御装置 Download PDF

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功 室田
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キャタピラージャパン株式会社
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    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/226—Safety arrangements, e.g. hydraulic driven fans, preventing cavitation, leakage, overheating

Definitions

  • the present invention relates to an interference prevention control device in a work machine in which a cab is movably provided with respect to an airframe.
  • the conventional cab interference prevention control that prevents interference between the cab and the work equipment detects the amount of cab movement. Based on the actual detection result of the movement amount, the interference prevention area is corrected so that the cab and the work apparatus do not interfere with each other, and the operation of the work apparatus is regulated based on the corrected interference prevention area.
  • the interference prevention device moves the cab after setting the working device in a standby posture that does not interfere with the cab, and moves the cab after correcting the interference prevention area after the cab moves.
  • the cab When the cab is moved in a state where the cab is located, it may be determined that the cab interferes with the work apparatus. In order to prevent this, each time the cab is moved, setting the working device to a standby posture that does not interfere with the cab has a problem of lowering work efficiency.
  • An object of the present invention is to provide an interference prevention control device for a machine.
  • a cab position sensor for detecting a position of a cab in a work machine in which a cab and a work device mounted on the airframe are movably provided with respect to the airframe, and attached to the work device.
  • a tool position sensor for detecting the position of the detected tool, a restricting means for restricting the operation of an actuator for operating the cab, a tool position detected by the tool position sensor, and a cab position detected by the cab position sensor.
  • An interference prevention control apparatus for a work machine that includes a controller that determines a positional relationship between a tool and a cab, and that controls a cab actuator operation by a restricting unit so that the cab and the tool do not interfere with each other based on the positional relationship.
  • the actuator whose operation is regulated by the regulating means is a hydraulic actuator whose operation is controlled by the pilot operated control valve
  • the regulating means Is an electromagnetic proportional valve provided in the pilot passage of the pilot operated control valve.
  • the controller determines from the positional relationship between the tool and the cab that the cab does not interfere with the tool by a predetermined amount of cab operation. In this case, a maximum command signal is output to the electromagnetic proportional valve, and if it is determined that interference occurs, a command signal corresponding to the positional relationship is output.
  • the controller obtains the positional relationship between the tool and the cab from the tool position of the working device detected by the tool position sensor and the cab position detected by the cab position sensor.
  • the cab actuator operation is controlled by the restricting means based on this positional relationship, the cab is prevented from interfering with the tool by restricting the movement of the cab approaching this tool according to the tool position of the work device.
  • priority is given to the movement of the working device, and the cab can be freely moved within the allowable range, so that the work efficiency can be improved.
  • the restricting means is an electromagnetic proportional valve provided in the pilot passage of the pilot operated control valve for controlling the operation of the hydraulic actuator, the operation of the hydraulic actuator can be performed with high accuracy. Control can reliably prevent interference between the tool of the working device and the cab.
  • the controller when the controller determines from the positional relationship between the tool and the cab that the cab does not interfere with the tool by a predetermined amount of cab operation, the controller outputs a maximum command signal to the electromagnetic proportional valve. Therefore, if it is determined that interference occurs with high-speed cab operation with high work efficiency, a command signal corresponding to the positional relationship is output to the electromagnetic proportional valve. Smooth cab stop operation can be obtained.
  • FIG. 2 shows a work machine 10, and a front work device 12 as a work device is installed on the machine body 11, and a cab 13 on the machine body 11 can be moved up and down with respect to the machine body 11 at the side of the front work device 12.
  • a cab moving device 14 for raising and lowering the cab 13 is provided between the airframe 11 and the cab 13.
  • an upper revolving body 17 is turnably provided on a lower traveling body 16 to which a crawler belt 15 is attached.
  • the front work device 12 installed in the body 11 together with the cab 13 is pivotally supported by a boom foot pin 21 so that the base end of the boom 22 can be pivoted with respect to the turning frame 20 of the body 11.
  • the boom cylinder 23 is provided as an actuator for rotating the boom 22 in the vertical direction
  • the base end of the arm 25 is pivotally supported by the boom distal end pin 24 with respect to the distal end of the boom 22.
  • An arm cylinder 26 serving as an actuator for rotating the arm is provided between the boom 22 and the arm 25, and a tool 28 is pivotally supported at the tip of the arm 25 by an arm tip pin 27.
  • the illustrated tool 28 is a grapple used for dismantling work and the like, and this grapple is driven to open and close by a tool actuator (not shown) in order to grip the workpiece, so that its diameter changes.
  • a tool a clamshell bucket, a magnet or a fork may be used.
  • the cab moving device 14 includes a link mechanism 31 that keeps the cab 13 in a predetermined posture, and a cab elevating cylinder 32 as an actuator that drives the cab 13 up and down.
  • the link mechanism 31 includes a support tower 33 erected on the upper swing body 17 of the airframe 11, an L-shaped link connection 34 integrally provided at the lower part of the cab 13, and an upper part of the support tower 33.
  • An upper link 39 that is pivotally connected by pins 35, 36, 37, and 38 and is vertically rotated by a cab elevating cylinder 32 so as to be always kept parallel to the rear portion of the link connecting portion 34, and And a lower link 40.
  • the base end of the cab elevating cylinder 32 is pivotally supported by a pin at the bottom of the support tower 33, and the piston rod tip of the cab elevating cylinder 32 is rotatably connected to the upper link 39 by a pin. .
  • the cab 13 is provided so as to be movable up and down by the cab moving device 14, and the front work device 12 includes a boom 22 that is rotated by the boom cylinder 23 around the boom foot pin 21 with respect to the body 11, and An arm 25 rotated by an arm cylinder 26 about the boom tip pin 24 with respect to the boom 22 and a tool 28 rotatable about the arm tip pin 27 with respect to the arm 25 are provided.
  • a boom angle sensor 41 for detecting the angular position of the boom 22 with respect to the turning frame 20 is attached to one end of the boom foot pin 21
  • An arm angle sensor 42 that detects the angular position of the arm 25 with respect to the boom 22 is attached to one end of the boom tip pin 24.
  • a cab position sensor 43 that detects the position of the cab 13 by detecting the angular position of the upper link 39 with respect to the support tower 33 is provided at one end of the pin 35.
  • FIG. 1 shows a control circuit for controlling each cylinder.
  • operating valves 44, 45, and 46 are installed as operating devices that are manually operated by an operator on the seat.
  • a traveling motor (not shown) attached to the lower traveling body 16
  • a turning motor (not shown) for driving the upper turning body 17 to rotate relative to the lower traveling body 16
  • a boom cylinder 23 an arm cylinder 26
  • a pilot operated control valve 47 for controlling a hydraulic actuator such as the cab elevating cylinder 32 is provided.
  • This pilot operated control valve 47 includes at least spools 48, 49 and 50 for controlling the boom cylinder 23, the arm cylinder 26 and the cab elevating cylinder 32, respectively.
  • the pilot pump 55 driven by the prime mover 51 together with the main pump 52 passes the pilot pressure oil of the pilot primary pressure set by the relief valve 56 through the primary pressure passage 58 having the check valve 57 to the respective operation valves 44, 45. , 46.
  • Each of the operation valves 44, 45, and 46 has a pilot secondary pressure corresponding to the amount of lever operation via a secondary pressure passage 61, 62, 63, 64, 65, 66 as a pilot passage. Supply to the pilot control unit.
  • electromagnetic proportional valves 75, 76 are interposed as regulating means. These electromagnetic proportional valves 75 and 76 include solenoids, and each solenoid is connected to an output unit of the controller 77.
  • the boom angle sensor 41, the arm angle sensor 42, and the cab position sensor 43 are connected to an input portion of the controller 77, and a switch 78 for starting interference prevention control is further connected.
  • the controller 77 detects the position of the cab 13 detected by the cab position sensor 43 (hereinafter, the position of the cab 13 means the position of the cab interference area 80 set around the cab 13), the boom angle sensor 41, and Based on the position of the tool 28 detected by the arm angle sensor 42, the positional relationship between the tool 28 and the cab 13 is obtained. Controls 13 actuator operations.
  • Step 1 The boom angle and the arm angle are detected by the boom angle sensor 41 and the arm angle sensor 42, and the coordinates of the tip of the arm, that is, the position of the tool 28 are obtained from these and the known boom length and arm length.
  • Step 2 By detecting the angle of the link mechanism 31 by the cab position sensor 43, the position of the cab 13 (the position of the cab interference area 80) is obtained.
  • Step 3 Obtain the positional relationship between the tool position and the cab position.
  • Step 4 It is determined whether there is a cab raising operation command. If there is no cab raising operation command, the process proceeds to step 8.
  • Step 5 When there is a cab raising operation command, it is determined whether or not the trial calculation position 80a of the cab interference area 80 calculated by the cab raising operation of a predetermined amount, that is, a predetermined angle, interferes with the position of the tool 28.
  • Step 6 When it is determined that the estimated position 80a of the cab interference zone 80 does not interfere with the position of the tool 28 by the cab raising operation at a predetermined angle, a maximum command signal is output to the electromagnetic proportional valve 76 for raising the cab. Control 76 to fully open. As a result, the pilot secondary pressure for cab raising operation from the operation valve 46 is not restricted, and a cab raising speed corresponding to the operation amount of the operation valve 46 can be obtained.
  • Step 7 When it is determined that the estimated position 80a of the cab interference area 80 interferes with the position of the tool 28 in the cab raising operation at a predetermined angle, a command signal corresponding to the remaining angle from the position of the tool 28 to the cab interference area 80 is used for raising the cab. Output to the proportional solenoid valve 76. As a result, even if the pilot secondary pressure for the cab raising operation corresponding to the operation amount from the operation valve 46 is generated, as the remaining angle becomes smaller as shown in FIG. The output electromagnetic proportional valve command signal is gradually decreased, and the pilot secondary pressure for cab raising operation is gradually reduced to zero by the electromagnetic proportional valve 76 regardless of the operation amount of the operation valve 46.
  • Step 8 it is determined whether or not there is a cab lowering operation command. If there is no cab lowering operation command, the process proceeds to step 12.
  • Step 9 If there is a cab lowering operation command, it is determined whether or not the trial calculation position 80a of the cab interference area 80 calculated by the cab lowering operation at a predetermined angle interferes with the position of the tool 28.
  • Step 10 When it is determined that the estimated position 80a of the cab interference zone 80 does not interfere with the position of the tool 28 by the cab lowering operation at a predetermined angle, a maximum command signal is output to the electromagnetic proportional valve 75 for lowering the cab, and this electromagnetic proportional valve Control 75 to fully open. As a result, the pilot secondary pressure for cab lowering operation from the operation valve 46 is not restricted, and a cab lowering speed corresponding to the operation amount of the operation valve 46 is obtained.
  • Step 11 When it is determined that the estimated position 80a of the cab interference area 80 interferes with the position of the tool 28 in the cab lowering operation at a predetermined angle, a command signal corresponding to the remaining angle from the position of the tool 28 to the cab interference area 80 is used for lowering the cab. Output to the proportional solenoid valve 75.
  • the controller 77 changes the proportional proportional valve 75 from the controller 77 as the remaining angle becomes smaller as shown in FIG.
  • the output electromagnetic proportional valve command signal is gradually decreased, and the pilot secondary pressure for cab lowering operation is gradually reduced to zero by the electromagnetic proportional valve 75 regardless of the operation amount of the operation valve 46.
  • Step 12 It is determined whether or not the interference prevention control is completed by turning on / off the switch 78, and the process returns to step 1 while the interference prevention control is continued.
  • the controller 77 is attached to the cab position detected by the cab position sensor 43 attached to the cab moving device 14 and to each joint of the front working device 12.
  • the tool position calculated from the front posture detected by the boom angle sensor 41 and the arm angle sensor 42 is always grasped, the positional relationship between the cab 13 and the tool 28 is constantly monitored, and the cab 13 is moved by the movement of the cab 13.
  • the cab interference prevention control is performed by limiting the output to the cab lifting cylinder 32 of the cab moving device 14 during the cab movement by the electromagnetic proportional valves 75 and 76.
  • the controller 77 detects the position of the tool 28 of the front working device 12 detected by the boom angle sensor 41 and the arm angle sensor 42 as the tool position sensor, and the cab.
  • the positional relationship between the tool 28 and the cab 13 is obtained from the position of the cab interference zone 80 detected by the cab position sensor 43 attached to the moving device 14, and the cab 13 is obtained by the electromagnetic proportional valves 75 and 76 based on the positional relationship.
  • the movement of the cab 13 approaching the tool 28 is regulated according to the position of the tool 28 of the front work device 12 because the operation of the cab elevating cylinder 32 which is the actuator of the front is controlled to be regulated regardless of the operator's operation. Therefore, the cab 13 can be prevented from interfering with the tool 28, and the movement of the front working device 12 is given priority. Since 3 can be moved freely, work efficiency can be improved.
  • the restricting means is provided in the secondary pressure passages 65 and 66 connected to the pilot operating portion of the spool 50 of the pilot operated control valve 47 for controlling the operation of the cab elevating cylinder 32. Therefore, the operation of the hydraulic actuator can be controlled with high accuracy, and the interference between the tool 28 of the front work device 12 and the cab 13 can be reliably prevented.
  • the controller 77 determines that the tool 28 and the cab 13 do not interfere with each other even if the boom operation, the arm operation or the cab operation of a predetermined amount, that is, a predetermined angle is performed (when the remaining angle is large). ) Outputs a maximum command signal to the solenoid proportional valves 75 and 76 to obtain high-speed operation with high work efficiency, and when trying to interfere (when the remaining angle is small), the command signal according to the positional relationship Is output to the electromagnetic proportional valves 75 and 76, so that the speed is reduced as the tool 28 and the cab 13 approach each other, and a smooth shockless stopping operation is obtained.
  • the present invention can be used for a working machine having a movable cab.

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Abstract

　ツール位置に応じてキャブの動きを規制することでキャブがツールと干渉することを防止でき、作業能率を向上できる作業機械における干渉防止制御装置を提供する。可動的に設けたキャブ位置を検出するキャブ位置センサ43と、作業装置先端のツール位置を検出するブーム角センサ41およびアーム角センサ42をコントローラ77に接続する。キャブ昇降シリンダ32の動作を規制する電磁比例弁75，76をパイロット操作式コントロール弁47のスプール50のパイロット通路中に設け、それらのソレノイドをコントローラ77に接続する。コントローラ77は、キャブ位置センサ43により検出したキャブ（キャブ干渉域）の位置と、ブーム角センサ41およびアーム角センサ42により検出したツールの位置から、それらの位置関係に基づきキャブとツールとが干渉しないように電磁比例弁75，76によりキャブのアクチュエータ動作を制御する。

Description

作業機械における干渉防止制御装置
　本発明は、機体に対しキャブが可動的に設けられた作業機械における干渉防止制御装置に関する。
　機体に搭載されたキャブおよび作業装置が機体に対しそれぞれ可動的に設けられた作業機械において、従来のキャブと作業装置との干渉を防止するキャブ干渉防止制御は、キャブの移動した量を検出し、その移動量の実際の検出結果に基づいて、キャブと作業装置とが干渉しないように干渉防止領域を補正し、この補正された干渉防止領域に基づき作業装置の動作を規制するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
特許第３３１０７８３号公報（第４－５頁、図３－５）
　上記干渉防止装置は、作業装置をキャブと干渉しない待機姿勢にしてからキャブを移動し、キャブが移動した後で干渉防止領域を補正してから作業装置を動かすので、作業装置が任意の作業姿勢にある状態でキャブを移動すると、キャブが作業装置と干渉すると判断した場合がある。これを防ぐために、キャブの移動に当たって、その都度、作業装置をキャブと干渉しない待機姿勢にすることは、作業能率を低下させる問題がある。
　本発明は、このような点に鑑みなされたもので、作業装置のツールの位置に応じてキャブの動きを規制することでキャブがツールと干渉することを防止できるとともに、作業能率を向上できる作業機械における干渉防止制御装置を提供することを目的とする。
　請求項１に記載された発明は、機体に搭載されたキャブおよび作業装置が、機体に対しそれぞれ可動的に設けられた作業機械において、キャブの位置を検出するキャブ位置センサと、作業装置に取付けられたツールの位置を検出するツール位置センサと、キャブを作動するアクチュエータの動作を規制する規制手段と、ツール位置センサにより検出されたツールの位置とキャブ位置センサにより検出されたキャブの位置とからツールおよびキャブの位置関係を求めるとともに、この位置関係に基づきキャブとツールとが干渉しないように規制手段によりキャブのアクチュエータ動作を制御するコントローラとを具備した作業機械における干渉防止制御装置である。
　請求項２に記載された発明は、請求項１記載の作業機械における干渉防止制御装置において、規制手段によって動作規制されるアクチュエータを、パイロット操作式コントロール弁により動作制御される油圧アクチュエータとし、規制手段を、パイロット操作式コントロール弁のパイロット通路中に設けられた電磁比例弁としたものである。
　請求項３に記載された発明は、請求項２記載の作業機械における干渉防止制御装置において、コントローラは、ツールおよびキャブの位置関係から、所定量のキャブ動作でキャブがツールと干渉しないと判断した場合は、電磁比例弁に最大指令信号を出力するとともに、干渉すると判断した場合は、位置関係に応じた指令信号を出力するものである。
　請求項１に記載された発明によれば、コントローラが、ツール位置センサにより検出された作業装置のツールの位置とキャブ位置センサにより検出されたキャブの位置とから、ツールおよびキャブの位置関係を求めるとともに、この位置関係に基づき規制手段によりキャブのアクチュエータ動作を制御するので、作業装置のツールの位置に応じてこのツールに近づいたキャブの動きを規制することでキャブがツールと干渉することを防止でき、また、作業装置の動きを優先するとともに、許容範囲内ではキャブを自由に動かせるので、作業能率を向上できる。
　請求項２に記載された発明によれば、規制手段は、油圧アクチュエータを動作制御するパイロット操作式コントロール弁のパイロット通路中に設けられた電磁比例弁であるので、油圧アクチュエータの動作を高精度に制御して、作業装置のツールとキャブとの干渉を確実に防止できる。
　請求項３に記載された発明によれば、コントローラが、ツールおよびキャブの位置関係から、所定量のキャブ動作でキャブがツールと干渉しないと判断した場合は、電磁比例弁に最大指令信号を出力して、作業能率の高いキャブ高速動作が得られるとともに、干渉すると判断した場合は、位置関係に応じた指令信号を電磁比例弁に出力するので、キャブがツールに近づくにしたがって減速して、ショックレスの円滑なキャブ停止動作が得られる。
本発明に係る作業機械における干渉防止制御装置の一実施の形態を示す制御回路図である。 同上制御装置を備えた作業機械の側面図である。 同上制御装置のコントローラが処理する干渉防止制御の内容を示すフローチャートである。 同上制御装置のコントローラから電磁比例弁に出力される指令信号の特性を示す特性図である。
符号の説明
　10　　作業機械
　11　　機体
　12　　作業装置としてのフロント作業装置
　13　　キャブ
　28　　ツール
　32　　アクチュエータとしてのキャブ昇降シリンダ
　41　　ツール位置センサとしてのブーム角センサ
　42　　ツール位置センサとしてのアーム角センサ
　43　　キャブ位置センサ
　47　　パイロット操作式コントロール弁
　65，66　　パイロット通路としての２次圧通路
　75，76　　規制手段としての電磁比例弁
　77　　コントローラ
　以下、本発明を、図面に示された一実施の形態を参照しながら詳細に説明する。
　図２は、作業機械10を示し、機体11に作業装置としてのフロント作業装置12が設置され、このフロント作業装置12の側方にて機体11上にキャブ13が、機体11に対し昇降可能に設けられ、機体11とキャブ13との間には、このキャブ13を昇降するキャブ移動装置14が設けられている。機体11は、履帯15を装着された下部走行体16に、上部旋回体17が旋回可能に設けられている。
　キャブ13とともに機体11に設置されたフロント作業装置12は、機体11の旋回フレーム20に対し、ブームフートピン21により、ブーム22の基端が回動自在に軸支され、旋回フレーム20とブーム22との間に、ブーム22を上下方向に回動するアクチュエータとしてのブームシリンダ23が設けられ、ブーム22の先端に対し、ブーム先端ピン24により、アーム25の基端が回動自在に軸支され、ブーム22とアーム25との間に、アームを回動するアクチュエータとしてのアームシリンダ26が設けられ、アーム25の先端に、アーム先端ピン27によりツール28が軸支されている。
　図示されたツール28は、解体作業などに用いられるグラップルであり、このグラップルは、ワークを把持するためにツール用アクチュエータ（図示せず）により開閉駆動されるので、その径が変化する。ツールとしては、クラムシェルバケット、マグネットまたはフォークなどを用いても良い。
　キャブ移動装置14は、キャブ13を所定の姿勢に保つリンク機構31と、キャブ13を昇降駆動するアクチュエータとしてのキャブ昇降シリンダ32とを備えている。
　リンク機構31は、機体11の上部旋回体17上に立設された支持塔体33と、キャブ13の下部に一体に設けられたＬ形のリンク接続部34と、支持塔体33の上部とリンク接続部34の後背部との間に常に平行に保たれるようにピン35，36，37，38により回動自在に連結されキャブ昇降シリンダ32により上下方向に回動される上リンク39および下リンク40とを具備している。
　キャブ昇降シリンダ32の基端は、支持塔体33の下部にピンにより回動自在に軸支され、キャブ昇降シリンダ32のピストンロッド先端は、上リンク39にピンにより回動自在に連結されている。
　このように、キャブ13は、キャブ移動装置14により昇降可能に設けられ、また、フロント作業装置12は、機体11に対しブームフートピン21を中心にブームシリンダ23により回動されるブーム22と、このブーム22に対しブーム先端ピン24を中心にアームシリンダ26により回動されるアーム25と、このアーム25に対しアーム先端ピン27を中心に回動可能なツール28とを備えている。
　このフロント作業装置12に取付けられたツール28の位置を検出するツール位置センサとして、ブームフートピン21の一端部には旋回フレーム20に対するブーム22の角度位置を検出するブーム角センサ41が取付けられ、ブーム先端ピン24の一端部にはブーム22に対するアーム25の角度位置を検出するアーム角センサ42が取付けられている。また、ピン35の一端部には、支持塔体33に対する上リンク39の角度位置を検出することでキャブ13の位置を検出するキャブ位置センサ43が設けられている。これらのブーム角センサ41、アーム角センサ42およびキャブ位置センサ43は、回転型ポテンショメータなどを用いる。
　図１には、各シリンダを制御する制御回路が示され、キャブ13内には、座席上のオペレータにより手動操作される操作器としての操作弁44，45，46が設置され、一方、機体11側には、下部走行体16に装着された走行モータ（図示せず）、下部走行体16に対し上部旋回体17を旋回駆動する旋回モータ（図示せず）、ブームシリンダ23、アームシリンダ26、キャブ昇降シリンダ32などの油圧アクチュエータを制御するパイロット操作式コントロール弁47が設置されている。
　このパイロット操作式コントロール弁47は、ブームシリンダ23、アームシリンダ26およびキャブ昇降シリンダ32のそれぞれを制御するスプール48，49，50を少なくとも含んでいる。
　これらのスプール48，49，50は、車載エンジンなどの原動機51により駆動されるメインポンプ52から、タンク53内の作動油がメイン通路54を経てそれぞれ供給されると、これらのスプール48，49，50からブームシリンダ23、アームシリンダ26およびキャブ昇降シリンダ32のそれぞれに供給される作動油をストローク位置により方向制御および流量制御し、戻り油をタンク53に戻す働きがある。
　原動機51によりメインポンプ52とともに駆動されるパイロットポンプ55は、リリーフ弁56で設定されたパイロット１次圧のパイロット圧油を、チェック弁57を有する１次圧通路58を経て各操作弁44，45，46に供給する。各操作弁44，45，46は、レバー操作量に応じたパイロット２次圧をパイロット通路としての２次圧通路61，62，63，64，65，66を経て各スプール48，49，50のパイロット操作部に供給する。
　キャブ用の２次圧通路65，66中には、規制手段としての電磁比例弁75，76が介在されている。これらの電磁比例弁75，76は、ソレノイドを備え、その各ソレノイドは、コントローラ77の出力部に接続されている。このコントローラ77の入力部には、前記のブーム角センサ41、アーム角センサ42およびキャブ位置センサ43が接続され、さらに、干渉防止制御を開始させるスイッチ78が接続されている。
　コントローラ77は、キャブ位置センサ43により検出されたキャブ13の位置（以下、キャブ13の位置は、キャブ13の周囲に設定されたキャブ干渉域80の位置を意味する）と、ブーム角センサ41およびアーム角センサ42により検出されたツール28の位置とからツール28およびキャブ13の位置関係を求めるとともに、この位置関係に基づきキャブ13とツール28とが干渉しないように電磁比例弁75，76によりキャブ13のアクチュエータ動作を制御する。
　次に、図３に示されたフローチャートを参照しながら、コントローラ77による干渉防止制御を説明する。なお、このフローチャートにおける丸数字は、制御手順を示すステップ番号である。
（ステップ１）
　ブーム角センサ41およびアーム角センサ42によりブーム角およびアーム角を検出して、これらと既知のブーム長およびアーム長とにより、アーム先端の座標すなわちツール28の位置を求める。
（ステップ２）
　キャブ位置センサ43によりリンク機構31の角度を検出することで、キャブ13の位置（キャブ干渉域80の位置）を求める。
（ステップ３）
　ツール位置とキャブ位置の位置関係を求める。
（ステップ４）
　キャブ上げ操作指令があるか否かを判断する。キャブ上げ操作指令がない場合は、ステップ８に進む。
（ステップ５）
　キャブ上げ操作指令がある場合は、所定量すなわち所定角度のキャブ上げ動作で試算したキャブ干渉域80の試算位置80aがツール28の位置と干渉するか否かを判断する。
（ステップ６）
　所定角度のキャブ上げ動作でキャブ干渉域80の試算位置80aがツール28の位置と干渉しないと判断した場合は、キャブ上げ用の電磁比例弁76に最大指令信号を出力して、この電磁比例弁76を全開状態に制御する。これにより、操作弁46からのキャブ上げ操作用のパイロット２次圧は規制されないので、操作弁46の操作量に応じたキャブ上げ速度が得られる。
（ステップ７）
　所定角度のキャブ上げ動作でキャブ干渉域80の試算位置80aがツール28の位置と干渉すると判断した場合は、ツール28の位置からキャブ干渉域80までの残り角度に応じた指令信号をキャブ上げ用の電磁比例弁76に出力する。これにより、操作弁46からの操作量に応じたキャブ上げ操作用のパイロット２次圧が発生していても、図４に示されるように残り角度が小さくなるほど、コントローラ77から電磁比例弁76に出力される電磁比例弁指令信号を漸次減少させ、操作弁46の操作量と関係なく、電磁比例弁76によりキャブ上げ操作用のパイロット２次圧を、零に至るまで漸次絞っていく。
（ステップ８）
　次に、キャブ下げ操作指令があるか否かを判断する。キャブ下げ操作指令がない場合は、ステップ12に進む。
（ステップ９）
　キャブ下げ操作指令がある場合は、所定角度のキャブ下げ動作で試算したキャブ干渉域80の試算位置80aがツール28の位置と干渉するか否かを判断する。
（ステップ10）
　所定角度のキャブ下げ動作でキャブ干渉域80の試算位置80aがツール28の位置と干渉しないと判断した場合は、キャブ下げ用の電磁比例弁75に最大指令信号を出力して、この電磁比例弁75を全開状態に制御する。これにより、操作弁46からのキャブ下げ操作用のパイロット２次圧は規制されないので、操作弁46の操作量に応じたキャブ下げ速度が得られる。
（ステップ11）
　所定角度のキャブ下げ動作でキャブ干渉域80の試算位置80aがツール28の位置と干渉すると判断した場合は、ツール28の位置からキャブ干渉域80までの残り角度に応じた指令信号をキャブ下げ用の電磁比例弁75に出力する。これにより、操作弁46からの操作量に応じたキャブ下げ操作用のパイロット２次圧が発生していても、図４に示されるように残り角度が小さくなるほど、コントローラ77から電磁比例弁75に出力される電磁比例弁指令信号を漸次減少させ、操作弁46の操作量と関係なく、電磁比例弁75によりキャブ下げ操作用のパイロット２次圧を、零に至るまで漸次絞っていく。
（ステップ12）
　スイッチ78のオン／オフにより、干渉防止制御が終了したか否かを判断して、干渉防止制御が継続される間は、ステップ１に戻る。
　以上のように、図３に示された制御例では、コントローラ77が、キャブ移動装置14に取付けられたキャブ位置センサ43で検出されたキャブ位置と、フロント作業装置12の各関節に取付けられたブーム角センサ41およびアーム角センサ42で検出されたフロント姿勢から算出したツール位置とを常に把握し、キャブ13とツール28との位置関係を常時監視して、キャブ13の移動によってキャブ13がツール28に近づいた場合、キャブ移動中のキャブ移動装置14のキャブ昇降シリンダ32への出力を電磁比例弁75，76により制限することで、キャブ干渉防止制御を行なう。
　次に、上記実施の形態の効果を説明する。
　図１乃至図３に示された干渉防止制御によれば、コントローラ77が、ツール位置センサとしてのブーム角センサ41およびアーム角センサ42により検出されたフロント作業装置12のツール28の位置と、キャブ移動装置14に取付けられたキャブ位置センサ43で検出されたキャブ干渉域80の位置とから、ツール28およびキャブ13の位置関係を求めるとともに、その位置関係に基づき電磁比例弁75，76によりキャブ13のアクチュエータであるキャブ昇降シリンダ32の動作を、オペレータ操作と無関係に規制するように制御するので、フロント作業装置12のツール28の位置に応じてこのツール28に近づいたキャブ13の動きを規制することでキャブ13がツール28と干渉することを防止でき、また、フロント作業装置12の動きを優先するとともに、許容範囲内ではキャブ13を自由に動かせるので、作業能率を向上できる。
　図１に示された制御回路によれば、規制手段は、キャブ昇降シリンダ32を動作制御するパイロット操作式コントロール弁47のスプール50のパイロット操作部に連通接続された２次圧通路65，66中に設けられた電磁比例弁75，76であるので、油圧アクチュエータの動作を高精度に制御して、フロント作業装置12のツール28とキャブ13との干渉を確実に防止できる。
　図４に示されるように、コントローラ77は、所定量すなわち所定角度のブーム動作、アーム動作またはキャブ動作をしても、ツール28とキャブ13とが干渉しないと判断した場合（残り角度が大きい場合）は、電磁比例弁75，76に最大指令信号を出力して、作業能率の高い高速動作が得られるとともに、干渉しようとする場合（残り角度が小さい場合）は、位置関係に応じた指令信号を電磁比例弁75，76に出力するので、ツール28とキャブ13とが近づくにしたがって減速して、ショックレスの円滑な停止動作が得られる。
　本発明は、可動型キャブを備えた作業機械に利用可能である。

Claims (3)

  1. 　機体に搭載されたキャブおよび作業装置が、機体に対しそれぞれ可動的に設けられた作業機械において、
    　キャブの位置を検出するキャブ位置センサと、
    　作業装置に取付けられたツールの位置を検出するツール位置センサと、
    　キャブを作動するアクチュエータの動作を規制する規制手段と、
    　ツール位置センサにより検出されたツールの位置とキャブ位置センサにより検出されたキャブの位置とからツールおよびキャブの位置関係を求めるとともに、この位置関係に基づきキャブとツールとが干渉しないように規制手段によりキャブのアクチュエータ動作を制御するコントローラと
    　を具備したことを特徴とする作業機械における干渉防止制御装置。
  2. 　規制手段によって動作規制されるアクチュエータは、パイロット操作式コントロール弁により動作制御される油圧アクチュエータであり、
    　規制手段は、パイロット操作式コントロール弁のパイロット通路中に設けられた電磁比例弁である
    　ことを特徴とする請求項１記載の作業機械における干渉防止制御装置。
  3. 　コントローラは、ツールおよびキャブの位置関係から、所定量のキャブ動作でキャブがツールと干渉しないと判断した場合は、電磁比例弁に最大指令信号を出力するとともに、干渉すると判断した場合は、位置関係に応じた指令信号を出力する
    　ことを特徴とする請求項２記載の作業機械における干渉防止制御装置。
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