WO2019058622A1 - 建設機械 - Google Patents

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WO2019058622A1
WO2019058622A1 PCT/JP2018/017084 JP2018017084W WO2019058622A1 WO 2019058622 A1 WO2019058622 A1 WO 2019058622A1 JP 2018017084 W JP2018017084 W JP 2018017084W WO 2019058622 A1 WO2019058622 A1 WO 2019058622A1
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WO
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calibration
attitude
hydraulic
posture
boom
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PCT/JP2018/017084
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English (en)
French (fr)
Inventor
新一郎 吉田
枝穂 泉
柴田　浩一
Original Assignee
日立建機株式会社
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Priority to US16/490,238 priority patent/US11708682B2/en
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    • E02F9/264—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool
    • E02F9/265—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool with follow-up actions (e.g. control signals sent to actuate the work tool)

Definitions

  • the present invention relates to a construction machine.
  • a hydraulic shovel which is one of construction machines, an actuator for driving a boom, an arm, a bucket, etc. constituting a working machine (hereinafter also referred to as “front working machine”)
  • the controller applies the function (called machine control) to control automatically or semi-automatically to the digging operation, and the target surface (hereinafter also referred to as “target digging surface”) during the digging operation (during arm or bucket operation) Move the tip of the bucket along.
  • Patent Document 1 discloses a movable portion which is rotatably supported sequentially with respect to a vehicle main body, and between the vehicle main body and the movable portion or between the movable portions A hydraulic cylinder which is disposed and rotatably supports the movable portion, a stroke sensor which is disposed in the hydraulic cylinder and measures a stroke length of the hydraulic cylinder, and a reset reference which resets a measurement value of the stroke length by the stroke sensor The measured value of the stroke length is calibrated when a reset sensor for measuring a point, a stroke end detection processing unit for detecting a stroke end position of the hydraulic cylinder, and the reset reference point and / or the stroke end position are detected.
  • Calibration processing unit when performing an initial calibration operation of the hydraulic cylinder, the oil A stroke of a hydraulic cylinder including a monitor for displaying the entire work machine on which the cylinder is mounted, and a highlighting processing unit for highlighting the movable part for driving the hydraulic cylinder to be calibrated and displaying the driving direction
  • An initial calibration work support device is disclosed.
  • Patent No. 5635706 gazette
  • the operator operates the boom, the arm, and the bucket while looking at the display on the monitor, and performs the work so that the front work machine is in the specified posture.
  • the specified posture for calibration (hereinafter referred to as “calibration posture”) requires strict adjustment of the angle of each part of the front work machine, and the operator can specify the required position by stacking the operations of each actuator. Since it takes a long time to adjust the front work machine to a prescribed posture because it will form a posture, it has been a factor in increasing the number of work hours.
  • This invention is made in view of the above, and aims at providing the construction machine which can shorten the time which calibration requires by improving the operativity of adjustment of a calibration attitude
  • the present application includes a plurality of means for solving the above-mentioned problems, and an example thereof is the multi-joint type front work machine configured by connecting a plurality of driven members, and the plurality based on the operation signal.
  • a plurality of hydraulic actuators for respectively driving the driven members, an operating device for outputting the operation signal to a hydraulic actuator desired by the operator among the plurality of hydraulic actuators, and posture information on the postures of the plurality of driving members
  • a construction machine comprising: a plurality of attitude sensors to be detected respectively; and a control device that executes machine control to operate the front work machine based on a detection result of the attitude sensor and a predetermined condition, the control device comprising At least one calibration of the front work implement predetermined to perform calibration of the attitude sensor Calibration attitude storage unit for storing the attitude of the machine, and the machine control to stop the hydraulic actuator when the detection target value of the attitude sensor in the calibration attitude and the detection value of the attitude sensor become equal. It has a calibration posture control part to perform.
  • the time required for calibration can be shortened by improving the operability of adjustment of the calibration posture.
  • a hydraulic shovel provided with a bucket as a work implement (attachment) at the tip of a front device (front work machine) is described as an example of a construction machine. It is also possible to apply the present invention to a hydraulic shovel provided with the following attachment. In addition, as long as it has an articulated work machine that is calibrated by connecting a plurality of driven members (a boom, an arm, an attachment, etc.), application to construction machines other than hydraulic excavators is also possible.
  • FIG. 1 is a side view schematically showing a configuration of a hydraulic shovel that is an example of a construction machine according to the present embodiment
  • FIG. 2 is a computerized construction controller of the hydraulic shovel according to the present embodiment together with a hydraulic circuit system. It is a figure shown typically.
  • FIG. 3 is a view showing a driver's seat on which the operator rides
  • FIG. 4 is a view showing an example of a switch panel disposed in the driver's seat.
  • the hydraulic shovel 1 is configured of an articulated articulated front working machine 30, an upper swing body 20 supporting the front working machine 30, and a lower traveling body 10 swingably supporting the upper swing body 20. ing.
  • the upper swing body 20 and the lower traveling body 10 constitute a vehicle body of the hydraulic shovel 1.
  • the front work unit 30 is configured by connecting a plurality of driven members (the boom 31, the arm 33 and the bucket 35) which respectively rotate in the vertical direction.
  • the base end of the boom 31 is rotatably supported at the front of the upper swing body 20 via a boom pin 37.
  • One end of an arm 33 is rotatably connected to the tip of the boom 31 via an arm pin 38, and the bucket 35 is rotatably connected to the other end (tip) of the arm 33 via a bucket pin 39 ing.
  • the boom 31 is driven by a boom cylinder 32
  • the arm 33 is driven by an arm cylinder 34
  • the bucket 35 is driven by a bucket cylinder 36.
  • FIG. 5 is a view showing a connecting portion of the boom to the upper swing body
  • FIG. 6 is an enlarged view of a connecting portion of the arm to the boom
  • FIG. 7 is an enlarged view of a connecting portion of the bucket cylinder to the arm.
  • a boom angle sensor 63 as an attitude sensor is provided at a connecting portion of the boom 31 and the swing frame 21 of the upper swing body 20.
  • the boom angle sensor 63 is disposed concentrically with the boom pin 37 on the turning frame 21 side.
  • a boom angle sensor lever 64 is disposed in the vicinity of the boom pin 37 of the boom 31 so that one end of a rod portion 64 a protruding from the boom angle sensor lever 64 penetrates the detection axis of the boom angle sensor 63.
  • a detection axis of the boom angle sensor 63 is disposed concentrically with the boom pin 37, and can detect a relative rotation angle with respect to the turning frame 21 in the circumferential direction of the boom pin 37.
  • boom angle sensor 63 When the boom 31 rotates about the boom pin 37, the detection axis of the boom angle sensor 63 is interlocked and rotated by the rod portion 64a of the boom angle sensor lever 64. A relative angle (hereinafter referred to as "boom angle”) can be detected.
  • an arm angle sensor 65 as a posture sensor is provided at a connecting portion between the arm 33 and the boom 31.
  • the arm angle sensor 65 is disposed concentrically with the arm pin 38 on the boom 31 side.
  • An arm angle sensor lever 66 is disposed in the vicinity of the arm pin 38 of the arm 33, and one end of a rod portion 66a protruding from the arm angle sensor lever 66 is disposed to penetrate the detection axis of the arm angle sensor 65.
  • a detection axis of the arm angle sensor 65 is disposed concentrically with the arm pin 38, and can detect a relative rotation angle with respect to the boom 31 in the circumferential direction of the arm pin 38.
  • arm angle When the arm 33 pivots around the arm pin 38, the detection axis of the arm angle sensor 65 is interlocked and rotated by the rod portion 66a of the arm angle sensor lever 66, so that the relative position of the arm 33 to the boom 31 as posture information of the arm 33.
  • An angle (hereinafter referred to as “arm angle”) can be detected.
  • a bucket cylinder stroke sensor 67 as an attitude sensor is provided at the bottom end of the bucket cylinder 36 (the end on the connection portion side with the boom 31).
  • the bucket cylinder stroke sensor 67 is, for example, a magnetostrictive sensor using a magnetostrictive effect, and can detect a stroke position in the bucket cylinder 36.
  • the bucket cylinder 36 expands and contracts, the bucket 35 rotates interlockingly with the bucket pin 39. Therefore, from the stroke position of the bucket cylinder 36, the relative angle of the bucket 35 to the arm 33 as posture information of the bucket 35 It is possible to calculate "bucket angle".
  • each angle sensor of boom angle sensor 63 and arm angle sensor 65 is used as a posture sensor of boom 31 and arm 33
  • bucket cylinder stroke sensor 67 is used as a posture sensor of bucket 35.
  • the invention is not limited thereto, and an attitude sensor corresponding to each of the driven members 31, 33, and 35 is described.
  • the lower traveling body 10 includes a pair of crawlers 11a (11b) respectively wound around a pair of left and right crawler frames 12a (12b) and a traveling hydraulic motor 13a (13b) (not shown) for driving the crawlers 11a (11b). (Including the mechanism).
  • a traveling hydraulic motor 13a 13b (13b) (not shown) for driving the crawlers 11a (11b). (Including the mechanism).
  • FIG. 1 about each structure of the lower traveling body 10, only one of the left and right pair of structures is illustrated and attached with a code, and the other structure is shown only by the code in parentheses. Illustration is omitted.
  • the upper swing body 20 is configured by arranging respective members on a swing frame 21 serving as a base, and the swing frame 21 constituting the upper swing body 20 can swing relative to the lower traveling body 10.
  • a driver's cab 170 for operating the hydraulic excavator 1 by the operator and operating the hydraulic shovel 1 by the control lever devices 72, 73, 74 (see FIG. 2) is disposed on the swing frame 21 of the upper swing structure 20 .
  • An engine 22 as a prime mover, a main hydraulic pump 41 and a pilot hydraulic pump 42 driven by the engine 22, and a hydraulic circuit system 40 for driving each hydraulic actuator are mounted.
  • a vehicle body inclination sensor 68 which detects the inclination of the vehicle body with respect to the horizontal plane is disposed.
  • a driver's seat 70 on which an operator is seated operation lever devices 72, 73, 74 for operating the front work machine 30, and left and right traveling hydraulic motors 13a of the lower traveling body 10.
  • a gate lock lever 71 for switching between opening and closing of the pilot line and a switch panel 80 provided on the left and right sides of the driver's seat 70 are disposed.
  • a monitor (display device) 61 for displaying various information related to the hydraulic shovel 1, a setting screen, and the like is disposed at a position in the operator's cab 170 that is easy for the operator to see and that does not hinder securing the external visual field. ing.
  • the display of the monitor 61 is controlled by a monitor controller 62 controlled by an information processing controller 60 described later.
  • the operating levers 72a and 73a are one operating lever shared by the operating lever devices (operating devices) 72 and 73 for operating the boom cylinder 32 (boom 31) and the bucket cylinder 36 (bucket 35).
  • the operation lever 74a is one operation lever shared by the operation lever device (operation device) 74 for operating the arm cylinder 34 (arm 33) and the swing hydraulic motor (upper swing body 20) not shown.
  • the left operating lever (arm) 74a When they are particularly distinguished, they are referred to as the left operating lever (arm) 74a.
  • the travel levers 90 and 91 are also referred to as a left travel lever 90 and a right travel lever 91, respectively.
  • a screen switching / decision switch 75 for performing operations such as screen switching on the setting screen displayed on the monitor 61, selection of items, determination, etc., operation for returning to the previous screen in the setting screen or cancellation Machine control (described later) by front-of-screen return switch 79 for performing operations etc., numeric keypad 78 for inputting numerical values, and computerized construction controller 60 which is a control device of hydraulic excavator 1 (described later) is enabled / disabled And an MC standby switch 76 for enabling the MC on / off switch 77.
  • the screen switch / determination switch 75 or the front screen return switch 79 may have any structure that can perform operations such as selection, decision, and cancellation of items on the setting screen. For example, as shown in FIG. A switch for performing selection operation by rotating in the circumferential direction as the switch / determination switch 75 and adopting the switch for performing the determination operation by pressing the button, and a switch for performing the cancel operation by pressing the front screen return switch 79 May be adopted.
  • the direction and flow rate of pressure oil supplied from the main hydraulic pump 41 driven by the engine 22 to the respective hydraulic actuators 32, 34 and 36 are controlled by a control valve (spool) It is controlled by 100, 101, 102.
  • the pressure oil discharged from the main hydraulic pump 41 is supplied to the boom cylinder 32, the arm cylinder 34, and the bucket cylinder 36 via the control valves (spools) 100, 101, 102.
  • the boom cylinder 32, the arm cylinder 34, and the bucket cylinder 36 expand and contract by the supplied pressure oil, the boom 31, the arm 33, and the bucket 35 rotate, and the position and the attitude of the bucket 35 change.
  • the oil path which connects the discharge line of the main hydraulic pump 41 and each control valve (spool) is abbreviate
  • FIG. 2 only the boom cylinder 32, the arm cylinder 34, and the bucket cylinder 36 related to the front working device 30 are shown as hydraulic actuators of the hydraulic shovel 1, and illustration and description of the other hydraulic actuators are omitted.
  • the swing hydraulic motor is rotated by the pressure oil supplied via a control valve (spool) (not shown), so that the upper swing body 20 is swirled relative to the lower traveling body 10, and the traveling hydraulic motor is driven by the supplied pressure oil.
  • the lower traveling body 10 travels by rotation of 13a and 13b.
  • a fixed displacement pump is illustrated as the main hydraulic pump 41, but a variable displacement pump whose capacity is controlled by a regulator may be used.
  • the discharge line (pilot line) of the pilot hydraulic pump 42 passes through the gate lock valve 138 switched by the gate lock lever 71, and then branches into a plurality of control valves (spools) via the control lever devices 72, 73, 74
  • the pressure receiving units (hydraulic drive units) 100a, 100b, 101a, 101b, 102a, 102b of the 100, 101, 102 are connected.
  • the gate lock valve 138 exemplifies a mechanical switching valve that switches opening and closing according to the position of the gate lock lever 71 in the driver's cab 170.
  • a position detector is provided on the gate lock lever It is good also as an electromagnetic switching valve which switches opening and closing by the electromagnetic drive part electrically connected with the position detector. If the position of the gate lock lever 71 is in the lock position, the gate lock valve 138 is closed and the discharge line (pilot line) from the pilot hydraulic pump 42 is shut off. The discharge line from the pump 42 opens. That is, when the discharge line (pilot line) from the pilot hydraulic pump 42 is shut off, the operation by the operation lever devices 72, 73, 74 is invalidated, and the operation such as digging by the front work machine 30 (including the turning operation) Is prohibited.
  • the operating lever devices 72, 73, 74 are hydraulic pilot systems, and based on the pressure oil discharged from the pilot hydraulic pump 42, the operating amounts of the operating levers 72a, 73a, 74a operated by the operator (for example, levers A pilot pressure (sometimes referred to as an operation signal) corresponding to the stroke) and the operation direction is generated.
  • the pilot pressure thus generated is supplied to the hydraulic drive units 100a, 100b, 101a, 101b, 102a, 102b of the corresponding control valves (spools) 100, 101, 102 via the pilot lines, and these control valves (spools) It is used as an operation signal for driving 100, 101, 102.
  • the pilot pressure output from the control lever device 74 is reduced based on the control signal from the information processing controller 60.
  • a solenoid proportional valve (arm pushing and reducing valve) 103 for outputting to the hydraulic drive unit 100a is disposed.
  • a pilot line connected to the hydraulic drive unit 100a is branched from the upstream side of the arm pushing and reducing valve 103 without passing through the arm pushing and reducing valve 103, and the hydraulic pressure from the operation lever device 74 is branched to the branch.
  • An MC hydraulic pressure switching valve (arm pressing) is used to selectively switch the supply path of the pilot pressure to the drive unit 100a to one of the pilot line on which the arm pushing / decelerating valve 103 is disposed and the other pilot line (detouring path).
  • a switching valve) 132 is disposed.
  • pilot pressure output from the control lever device 74 is reduced based on the control signal from the computerization construction controller 60.
  • a solenoid proportional valve (arm pull reduction valve) 104 for outputting to the hydraulic drive unit 100b is disposed.
  • a pilot line connected to the hydraulic drive unit 100b is branched from the upstream side of the arm pulldown reduction valve 104 without passing through the arm pulldown reduction valve 104, and hydraulic pressure from the operation lever device 74 is branched to the branch part.
  • An MC hydraulic pressure switching valve selectively switches the supply path of the pilot pressure to the drive unit 100b to either one of the pilot line on which the arm pulldown reduction valve 104 is disposed and the other pilot line (detour path).
  • a switching valve) 133 is disposed.
  • pilot pressure output from the control lever device 72 is reduced based on the control signal from the information processing controller 60.
  • a solenoid proportional valve (boom reduction valve) 105 that outputs to the hydraulic drive unit 101a is disposed.
  • a pilot line connected to the hydraulic drive unit 101a is branched from the upstream side of the boom lowering speed reducing valve 105 without passing through the boom lowering speed reducing valve 105, and the hydraulic pressure from the operation lever device 72 is branched to the branched section.
  • An MC hydraulic pressure switching valve (boom lowering) that selectively switches the supply path of the pilot pressure to the drive unit 101a to one of the pilot line on which the boom lowering speed reducing valve 105 is disposed and the other pilot line (detouring path)
  • a switching valve) 134 is disposed.
  • the pilot line connecting the control lever device 72 and the hydraulic drive unit 101b of the control valve (boom spool) 101 has the high pressure side of the pilot pressure from the control lever device 72 and the pilot pressure of the discharge line of the pilot hydraulic pump 42
  • a shuttle valve 111 is provided to select and guide it to the hydraulic drive unit 101b.
  • an electromagnetic proportional valve (a boom (boom) that reduces the pilot pressure output from the pilot hydraulic pump 42 based on the control signal from the information processing controller 60 and guides it to the shuttle valve 111
  • An increase speed increasing valve 106 is disposed.
  • the pilot pressure output from the control lever device 73 is reduced based on the control signal from the information processing controller 60.
  • the solenoid proportional valve (bucket earth release reduction valve) 107 to be output to the hydraulic drive unit 102 a is disposed, and the pilot pressure from the bucket earth release reduction valve 107 and the pilot hydraulic pump are provided downstream of the bucket earth release
  • a shuttle valve 112 is provided which selects the high pressure side of the pilot pressure of the 42 discharge lines and guides it to the hydraulic drive unit 102a.
  • a pilot line connected to the hydraulic drive unit 102a is branched from the upstream side of the bucket release valve 107 without passing through the bucket release valve 107 and the shuttle valve 112.
  • Supply path of the pilot pressure from the control lever device 73 to the hydraulic drive unit 102a is set to one of the pilot line on which the bucket earth release reduction valve 107 and the shuttle valve 112 are disposed and the other pilot line (detour).
  • An MC hydraulic pressure switching valve (bucket discharge switching valve) 135 which selectively switches is disposed.
  • an electromagnetic proportional valve that reduces the pilot pressure output from the pilot hydraulic pump 42 based on the control signal from the information processing controller 60 and guides it to the shuttle valve 112.
  • a (bucket release control valve) 108 is disposed.
  • a pilot pressure operation signal
  • pressure oil from the main hydraulic pump 41 is supplied to the rod side of the bucket cylinder 36, and a control valve (bucket)
  • the spool 102 is driven to perform a bucket dumping operation.
  • the pilot pressure output from the control lever device 73 is reduced based on the control signal from the information processing controller 60.
  • a solenoid proportional valve (bucket digging reduction valve) 109 for output to the hydraulic drive unit 102 b is disposed, and the pilot pressure from the bucket digging reduction valve 109 and the discharge of the pilot hydraulic pump 42 downstream of the bucket digging reduction valve 109
  • a shuttle valve 113 is provided which selects the high pressure side of the pilot pressure of the line and guides it to the hydraulic drive unit 102b.
  • a pilot line is detoured from the upstream side of the bucket digging reduction valve 109 without passing through the bucket digging reduction valve 109 and the shuttle valve 113, and a pilot line connected to the hydraulic drive unit 102b is branched.
  • the supply path of the pilot pressure from the device 73 to the hydraulic drive unit 102b is selectively selected to one of the pilot line on which the bucket digging reduction valve 109 and the shuttle valve 113 are disposed and the other pilot line (detour path).
  • An MC hydraulic pressure switching valve (bucket digging switching valve) 136 for switching is disposed.
  • an electromagnetic proportional valve that reduces the pilot pressure output from the pilot hydraulic pump 42 based on the control signal from the information processing controller 60 and guides it to the shuttle valve 113.
  • a (bucket digging speed increasing valve) 110 is disposed.
  • the control valve (bucket spool) 102 is in the direction in which the pressure oil from the main hydraulic pump 41 is supplied to the bottom side of the bucket cylinder 36 and the bucket cylinder 36 is extended. It is driven and a bucket digging operation is performed.
  • MC hydraulic pressure shutoff On the upstream side of the proportional solenoid valves 106, 108, 110 (on the side of the pilot hydraulic pump 42), MC hydraulic pressure shutoff to switch the flow / shutoff of the pilot pressure led from the pilot hydraulic pump 42 to the proportional solenoid valves 106, 108, 110, respectively.
  • a valve 131 is arranged.
  • the pilot hydraulic pressure is introduced from the pilot hydraulic pump 42 to the proportional solenoid valves 106, 108, 110 when the MC hydraulic shutoff valve 131 is switched to the inflow side, and from the pilot hydraulic pump 42 when the MC hydraulic shutoff valve 131 is switched to the shutoff side.
  • the supply of pilot pressure to the solenoid proportional valves 106, 108, 110 is shut off.
  • the MC hydraulic pressure switching valves 132, 133, 134, 135, 136 and the MC hydraulic pressure shut-off valve 131 are switched based on the pilot pressure guided from the pilot hydraulic pump 42 through the MC on / off solenoid valve 130. , Flow of pilot pressure (control signal) for driving the MC hydraulic pressure switching valves 132, 133, 134, 135, 136 and the MC hydraulic pressure shut-off valve 131 based on the control signal (current) from the information processing controller 60 You are switching off.
  • the MC hydraulic pressure switching valves 132, 133, 134, 135, 136 are controlled by the control lever devices 72, 73, 74 when the pilot pressure introduced to the pressure receiving portions 132a, 133a, 134a, 135a, 136a is shut off. If the pilot pressure supply destination is switched to the bypass path side and the pilot pressure is applied to the pressure receiving units 132a, 133a, 134a, 135a, 136a, the pilot pressure supply destination from the operation lever devices 72, 73, 74 is It switches to the pilot line side where the solenoid proportional valves 103, 104, 105, 107, 109 are disposed.
  • the MC hydraulic shutoff valve 131 shuts off the pilot pressure supplied from the pilot hydraulic pump 42 to the solenoid proportional valves 106, 108, 110, and receives the pressure.
  • the pilot pressure is applied to the portion 131 a, the pilot pressure from the pilot hydraulic pump 42 is supplied to the solenoid proportional valves 106, 108, 110.
  • the MC hydraulic pressure shut-off valve 131 and the pressure receiving portions 131a, 132a, 133a, 134a, 135a, 136a of the MC hydraulic pressure switching valves 132, 133, 134, 135, 136 are communicated.
  • a pilot pressure is derived via an MC on / off solenoid valve 130 which switches on / off.
  • the MC on / off solenoid valve 130 has an opening degree of zero when not energized and has a maximum opening degree when energized.
  • the pilot pressure (operation signal) is reduced by the solenoid proportional valves 103, 104, 105, 107, and 109. Also, the generation of the pilot pressure (operation signal) by the solenoid proportional valves 106, 108, 110 can be enabled.
  • the electromagnetic proportional valves 103, 104, 105, 107, and 109 have the maximum opening degree when not energized, and the opening degree decreases as the current (control signal) from the information processing controller 60 increases.
  • the electromagnetic proportional valves 106, 108, 110 have an opening degree of zero when not energized, and have an opening degree when energized, and the opening degree increases as the current (control signal) from the information processing controller 60 increases. growing.
  • the opening degree of each solenoid proportional valve is controlled by the current (control signal) from the information processing controller 60.
  • the electromagnetic proportional valves 103, 104, 105, 107, and 109 are driven by the information processing controller 60, the pilot pressure obtained by reducing the pilot pressure generated by the operation of the operator of the control lever devices 72, 73, and 74 (
  • the operation signal can be generated and applied to the hydraulic drive units 100a, 100b, 101a, 102a, 102b, and the speed of the boom lowering operation, the arm cloud / dump operation, and the bucket cloud / dump operation can be controlled by the operator's control lever 72a,
  • the speed can be forcibly reduced from the speed based on the operation amount of 73a and 74a.
  • the pilot pressure generated by the operation of operation lever devices 72, 73 and 74 is referred to as the "first operation signal” or It is called “pressure”. Further, among the operation signals (pilot pressure) for the control valves 100, 101 and 102, the information processing controller 60 corrects (reduces) the first operation signal by driving the solenoid proportional valves 103, 104, 105, 107 and 109.
  • the pilot pressure newly generated separately and applied to the hydraulic drive units 101b, 102a, 102b is referred to as "second control signal” or "secondary pressure".
  • the computerization construction controller 60 includes a calibration posture storage unit 60a, a calibration posture control unit 60b, and a machine control control unit 60c.
  • the information processing controller 60 operates the operation signal (contact signal) from the MC on / off switch 77 for a predetermined fixed time. Enable the input of.
  • the MC on / off switch 77 is operated (pressed) in a state where the MC standby switch 76 is operated (pressed) and the MC on / off switch 77 is enabled, and an operation signal (contact signal)
  • the control signal current
  • the proportional solenoid valve 103, 104, 105, 107, 109 operation And the generation of a pilot pressure (operation signal) by the solenoid proportional valves 106, 108, 110 are enabled. That is, by the operation of the MC standby switch 76 and the MC on / off switch 77, the machine control in the hydraulic shove
  • the machine control unit 60 c performs control related to machine control (MC: Machine Control) of the front working machine 30 in the hydraulic shovel 1.
  • the machine control in the present embodiment is based on the detection results of the boom angle sensor 63 as the attitude sensor, the arm angle sensor 65, and the bucket cylinder stroke sensor 67, the local coordinate system (coordinates set for the hydraulic shovel 1 Condition of the front working machine 30 in the system) and the position of the tip of the bucket 35, and conditions predetermined by the front working machine 30 to the digging operation input through the operation lever devices 72, 73, 74 Force at least a portion of the hydraulic actuators 32, 34, 36 to operate along, or restrict the operation of the operator by limiting the operation of at least a portion of the hydraulic actuators 32, 34, 36 It is the control to assist.
  • the boom cylinder 32 is automatically controlled during the digging operation by the operation of the operator to appropriately add the boom raising operation, and the tip end position of the bucket 35 is limited to the target surface is there.
  • the calibration attitude storage unit 60a and the calibration attitude control unit 60b execute calibration of at least a part of attitude sensors (boom angle sensor 63, arm angle sensor 65, bucket cylinder stroke sensor 67) related to machine control accuracy.
  • “calibration attitude control” (a type of machine control) is performed to semi-automatically perform an operation of adjusting the attitude of the front work machine 30 to an attitude (calibration attitude) required to execute a calibration operation.
  • the calibration attitude storage unit 60a is configured to perform at least one (a plurality of in the present embodiment) of the front work machine 30 predetermined to perform calibration of the attitude sensors 63, 65, and 67.
  • the calibration attitude is stored (calibration attitude setting storage process), and the calibration attitude control unit 60b is preset corresponding to one calibration attitude selectively set among the plurality of calibration attitudes.
  • Machine control to stop the hydraulic actuators 32, 34, 36 when the detected target value (angular target value) of each posture sensor 63, 65, 67 is equal to the detected value of the posture sensor 63, 65, 67 (Calibration attitude control process).
  • FIG. 8 is a flowchart showing calibration attitude setting storage processing in the calibration attitude storage unit.
  • 11 to 17 are diagrams showing an example of a screen displayed on the monitor in each processing step of calibration posture setting storage processing.
  • the calibration posture storage unit 60a starts the calibration posture setting storage process when the menu screen 140 (FIG. 11) displayed on the monitor 61 is operated to shift to the calibration posture control mode (step S101).
  • the screen switch / determination switch 75 is turned from the menu screen 140 displayed on the monitor 61 to select the item 140a of “calibration attitude” indicating the calibration attitude control mode. It is determined by pressing the screen switch / determination switch 75.
  • the monitor controller 62 When transitioning to the calibration attitude control mode, the monitor controller 62 is controlled to display the attitude input screen 141 (FIG. 12) on the monitor 61, and the item 141a of "input” for storing the new calibration attitude by the operator
  • the user selectively sets one of the “delete” items 141b for deleting the calibration posture stored in the past (step S102), and either the "input” item 141a or the “delete” item 141b Is determined (step S103).
  • the setting of the item 141a of "input” or the item 141b of “deletion” is the item 141a of "input” or the item of "deletion” by turning the screen switching / determining switch 75 from the posture input screen 141 displayed on the monitor 61. The selection is made by selecting 141 b and pressing the screen switch / determination switch 75.
  • step S104 the monitor controller 62 is controlled to display the attitude number designation screen 142 (FIG. 13) on the monitor 61, and the operator stores a new calibration attitude.
  • the posture number to be set is specified (step S104).
  • the posture number for example, turning the screen switch / determination switch 75 from the posture number designation screen 142 displayed on the monitor 61 selectively switches the posture number item 142a from the posture numbers "00" to "99". Or, the posture number is directly input from the ten key 78 and the screen switch / determination switch 75 is pressed to determine.
  • the range of “00” to “99” is illustrated as the posture number, the present invention is not limited to this, and an arbitrary number of items may be set according to the necessity and the capacity of the storage area of the controller. It may be configured to
  • the monitor controller 62 is controlled to display a screen (not shown) for confirming whether the inputted posture number is correct or not on the monitor 61, and whether or not the designated posture number is correct ("OK") Or “NG”) (step S105), and it is determined whether “OK” or “NG” has been input (step S106).
  • the input of whether or not there is a mistake in the posture number for example, turns any one of the “OK” / “NG” options displayed on the confirmation screen displayed on the monitor 61 by turning the screen switch / decision switch 75 Then, the screen switching / decision switch 75 is pressed to decide. In addition, turn the screen switch / determination switch 75 to select the item 142b of "re" (check mark) on the posture number specification screen 142 (Fig.
  • step S106 If it is determined in step S106 that "NG" is input, the processing of steps S104 and S105 is repeated until "OK" is input.
  • step S106 When it is determined in step S106 that "OK” is input, the monitor controller 62 is controlled to display the posture target value input screen 143 (FIG. 14) on the monitor 61, and posture information of a new calibration posture for the operator. (Attitude target value) is input (step S107).
  • the posture target value is input as the posture information.
  • the screen switching / determination switch 75 For the input of the posture information, for example, turning the screen switch / determination switch 75 from the posture target value input screen 143 displayed on the monitor 61, the item 143a of "boom angle", the item 143b of “arm angle”, and After selecting one of the items 143c of "bucket angle” as the item to be input and pressing the screen switching / determining switch 75 to make a determination and displaying the screen 144 (FIG. 15), the screen switching / determining switch 75 is selected.
  • the item 144a of posture information (angle target value) By turning the item 144a of posture information (angle target value) to be input selectively by selecting from a plurality of candidate values or selecting posture information (angle target value) directly from the ten key 78 into the item 144a, It is determined by pressing the screen switch / determination switch 75.
  • the monitor controller 62 is controlled to display on the monitor 61 a screen (not shown) for confirming whether or not there is a mistake in the inputted attitude information (angle target value), and the inputted attitude information is correct or not Or ("OK” or “NG”) is input (step S108), and it is determined whether "OK” or "NG” is input (step S109).
  • the input of whether or not there is an error in the posture information for example, turns any one of the “OK” / “NG” options displayed on the confirmation screen displayed on the monitor 61 by turning the screen switch / decision switch 75 Then, the screen switching / decision switch 75 is pressed to decide.
  • step S109 If it is determined in step S109 that "NG” is input, the processing in steps S107 and S108 is repeated until "OK" is input.
  • step S109 If it is determined in step S109 that "OK" has been input, posture information input to a storage area corresponding to the posture number selected in step S104 among the plurality of storage areas provided in calibration posture storage unit 60a (The target angle value is stored (stored) (step S110).
  • step S103 If it is determined in step S103 that the item "delete” has been set, the monitor controller 62 is controlled to display the calibration posture deletion screen 145 (FIG. 16) on the monitor 61, and the calibration to be deleted by the operator
  • the posture number of the posture is specified (step S111).
  • the screen switching / determination switch 75 is turned to select the posture number item 145a from the posture numbers "00" to "99". It switches by selecting in a row, or directly inputs the posture number from the ten key 78, and determines by pressing the screen switching / determination switch 75.
  • step S111 When the posture number of the calibration posture to be deleted is designated in step S111, the monitor controller 62 is controlled to display a screen 146 (FIG. 17) displaying the current value of the calibration posture to be deleted on the monitor 61 (step In step S112, whether or not the posture number input as the deletion target is correct ("OK” or “NG”) is input (step S113), and it is determined which of "OK” and "NG” is input ( Step S114).
  • An input as to whether or not there is an error in the posture number input as the deletion target is, for example, a screen switching / decision switch for any of the "OK" / "NG” options displayed on the confirmation screen displayed on the monitor 61. Turn 75 to select, and press the screen switch / determination switch 75 to make a decision.
  • step S114 If it is determined in step S114 that "OK" has been input, the storage area corresponding to the posture number selected as the deletion target in step S111 among the plurality of storage areas provided in calibration posture storage unit 60a is stored Attitude information (target angle value) is deleted (step S115).
  • step S110 When the storage process of step S110 or the erasure process of step S115 is completed, it is determined whether or not the previous screen return switch 79 is pressed. If the determination result is NO, the process of steps S102 to S115 is repeated, and the determination result is If YES, the process ends.
  • FIGS. 18 to 21 are diagrams showing an example of a screen displayed on the monitor in each processing step of the calibration posture control process. Note that among the screens displayed on the monitor in the calibration attitude control process, the screens common to the screen displayed on the monitor in the calibration attitude setting storage process are shown with their drawing numbers and are not shown.
  • the calibration posture control unit 60b starts the calibration posture setting storage process when the menu screen 140 (FIG. 11) displayed on the monitor 61 is operated to shift to the calibration posture control mode (step S201).
  • the screen switch / determination switch 75 is turned from the menu screen 140 displayed on the monitor 61 to select the item 140a of “calibration attitude” indicating the calibration attitude control mode. It is determined by pressing the screen switch / determination switch 75.
  • the monitor controller 62 When transitioning to the calibration attitude control mode, the monitor controller 62 is controlled to display the attitude input screen 141 (FIG. 12) on the monitor 61, and the item 141c of "call” for causing the operator to call the calibration attitude is selectively selected. (Step S202), and it is determined whether the item 141c of "call” is input (step S203). To input the item 141c of "call”, turn the screen switch / determination switch 75 from the posture input screen 141 displayed on the monitor 61 to select the item 141c of "call”, and press the screen switch / determination switch 75. To decide. If the determination result in step S203 is NO, the process of step S202 is repeated until the determination result is YES, that is, until the item 141c of "call” is input on the posture input screen 141.
  • step S203 If the determination result in step S203 is YES, the monitor controller 62 is controlled to display the posture number designation screen 150 (FIG. 18) for calling the calibration posture on the monitor 61, and the operator is set as the call target
  • the posture number of the calibration posture is specified (step S204).
  • the designation of the posture number for example, turning the screen switch / determination switch 75 from the posture number designation screen 150 displayed on the monitor 61 selectively switches the posture number item 150a from the posture numbers "00" to "99". Or, the posture number is directly input from the ten key 78 and the screen switch / determination switch 75 is pressed to determine.
  • step S204 When the posture number of the calibration posture to be called in step S204 is designated, posture information stored in the storage area corresponding to the posture number designated in step S204 among a plurality of storage areas provided in calibration posture storage unit 60a. (Target angle value) is called (step S205), and the monitor controller 62 is controlled to display the screen 151 (FIG. 19) displaying the current value of the posture information (target angle value) of the calibration posture called the monitor 61. (Step S206), the called posture information, that is, whether or not the inputted posture number is correct ("OK” or "NG”) is input (step S207), and either "OK” or "NG” is input It is determined whether it has been done (step S208).
  • the input posture information that is, whether or not there is an error in the input posture number, for example, is a screen showing any of the "OK" / "NG” options displayed on the confirmation screen displayed on the monitor 61.
  • the switching / decision switch 75 is turned to select, and the screen switching / decision switch 75 is pressed to decide. Also, turn on the screen switch / determination switch 75 to select the item 151a of "re” (check mark) on the screen 151 (FIG. 18), and press the screen switch / determination switch 75 to input "OK", By pressing the front screen return switch 79, "NG" may be input. If it is determined in step S208 that "NG" is input, the processing of steps S204 to S207 is repeated until "OK" is input.
  • step S208 If it is determined in step S208 that "OK" has been input, the monitor controller 62 is controlled to cause the monitor 61 to prompt the operator to operate the MC standby switch 76 and the MC on / off switch 77 (not shown). Is displayed and the MC standby switch 76 and the MC on / off switch 77 are operated (step S209), and it is determined whether the MC standby switch 76 and the MC on / off switch 77 are operated (step S210). If the determination result in step S210 is NO, the process of step S209 is repeated until the determination result is YES.
  • step S210 If the determination result in step S210 is YES, that is, if the MC standby switch 76 and the MC on / off switch 77 are operated, the machine control in the hydraulic shovel 1 becomes effective, so the monitor controller 62 is controlled.
  • Information for example, character information 152 a “in calibration posture control operation in progress”) for notifying the operator that machine control of calibration posture control processing is being executed is displayed on the screen 152 (FIG. 20) of the monitor 61 (Step S211).
  • step S212 based on the detection results of the pilot pressure primary pressure sensors 118 to 123, whether or not the driven members (the boom 31, the arm 33, and the bucket 35) are in operation, that is, the operation lever devices 72, 73, 74 are in operation It is determined whether or not (step S212). If the determination result is NO, the process of step S212 is repeated until the determination result of step S212 is YES.
  • step S212 If the determination result in step S212 is YES, the boom angle sensor 63, The present values of the boom angle, the arm angle and the bucket angle are calculated from the detection results of the arm angle sensor 65 and the bucket cylinder stroke sensor 67 (step S213), and for each of the boom 31, the arm 33 and the bucket 35, the boom angle, It is determined whether the current values of the arm angle and the bucket angle are equal to the angle target value (posture information) corresponding to the calibration posture called in steps S204 to S207 (steps S214a, S214b, and S214c).
  • step S214a If the determination result in step S214a is YES, the solenoid proportional valves 107 to 110 are operated so that the supply of the hydraulic fluid to the bucket cylinder 36 by the control valve 102 is shut off (step S215a). If the determination result in step S214a is NO, or if the process in step S215a is completed, the process proceeds to step S216.
  • step S214b determines whether the supply of pressure oil to the boom cylinder 32 by the control valve 101 is shut off. If the determination result in step S214b is NO, or if the process in step S215b is completed, the process proceeds to step S216.
  • step S214c When the result of the determination in step S214c is YES, the electromagnetic proportionals 103 and 104 are operated so that the supply of pressure oil to the arm cylinder 34 by the control valve 100 is shut off (step S215c). If the determination result in step S214c is NO, or if the process in step S215c is completed, the process proceeds to step S216.
  • step S216 it is determined whether the current values of the boom angle, arm angle, and bucket angle become equal to the target angle value for all of the boom 31, the arm 33, and the bucket 35 (step S216). In the above, the processes of steps S211 to 215a, S211 to 215b, and S211 to 215c are repeated. If the determination result in step S216 is YES, the monitor controller 62 is controlled to complete the calibration attitude control processing on the screen 153 (FIG. 21) of the monitor 61, and the front working machine 30 is in calibration attitude Is displayed (for example, character information 153 a of “calibration attitude complete”) for notifying the operator that the information has been set (step S 217), and the process ends.
  • the monitor controller 62 is controlled to complete the calibration attitude control processing on the screen 153 (FIG. 21) of the monitor 61, and the front working machine 30 is in calibration attitude Is displayed (for example, character information 153 a of “calibration attitude complete”) for notifying the operator that the information has been set (step S
  • the driven members 31, 33, and 33 when the current values of the posture information (boom angle, arm angle, and bucket angle) of the driven members 31, 33, and 35 become equal to the angle target value.
  • the configuration for stopping the operation of the hydraulic actuators 32, 34, and 36 for driving the drive 35 has been described, the following configuration may be combined.
  • the hydraulic actuators 32, 34, 36 can be operated only in the direction in which the difference between the current value of the posture information and the angle target value becomes smaller. , 34, 36 can be performed so as not to operate.
  • the operating speed of the hydraulic actuators 32, 34, 36 decreases as the difference between the posture information and the angle target value decreases, and the difference becomes 0 (zero), that is,
  • the calibration attitude control process can be performed to stop the operation of the hydraulic actuators 32, 34, and 36 when the current value of the attitude information becomes equal to the angle target value.
  • the solenoid proportional valve (boom reduction valve) 105 is disposed in the boom cylinder 32, which reduces the pilot pressure output from the operation lever device 72 and outputs it to the hydraulic drive unit 101a.
  • an electromagnetic proportional valve that is, a boom raising deceleration valve
  • the calibration attitude control process is effective only in the boom lowering operation.
  • a solenoid proportional valve ie, boom raising which reduces the pilot pressure output from the control lever device 72 based on the control signal from the information processing controller 60 and outputs it to the hydraulic drive unit 101b
  • a deceleration valve may be disposed so that calibration attitude control processing can be effectively performed in all drive directions of the driven members 31, 33, and 35.
  • the calibration (calibration) work in a construction machine that performs machine control such as the hydraulic shovel 1 according to the present embodiment includes, for example, each installed on the front work machine 30 and the vehicle body (upper revolving unit 20 and lower traveling unit 10) This is performed, for example, by eliminating the difference between the position of the toe in the local coordinate system of the bucket 35 calculated from the detection values of the attitude sensors 63, 65 and 67 and the position of the toe from measurement from outside the hydraulic shovel 1. That is, a plurality of predetermined postures (calibration postures) are taken based on the detection values of the posture sensors 63, 65, 67, and the difference between the toe position of the bucket 35 at this time and the toe position measured from the outside is obtained.
  • calibration postures predetermined postures
  • the calibration operation described below is merely an example, and the shape of the calibration posture and the number of postures are appropriately changed according to the required construction accuracy and the like.
  • FIG. 22 is a side view for explaining the mounting position of the marker as the measurement reference from the outside to the hydraulic shovel
  • FIG. 23 is a top view showing the state of the measurement of the marker from the outside.
  • FIGS. 24 to 27 are diagrams showing examples of calibration postures.
  • a calibration operation for the posture sensor (boom angle sensor 63) of the boom 31 among the posture sensors will be illustrated and described.
  • a total station 303 is installed at a position where the markers 301 and 302 on the side surface of the front working machine 30 can be visually recognized (see FIG. 23).
  • the height 306 between the height 304 of the marker 301 and the height 305 of the marker 302 is calculated from the measured values of the height 304 of the marker 301 and the height 305 of the height of the marker 302 by the total station 303.
  • the boom angle 308 is calculated from the length 307 of the boom 31 stored in the information processing controller 60 and the height 306 between the height 304 of the marker 301 and the height 305 of the marker 302.
  • Step 8 Steps 3 to 7 are performed on a plurality of other predetermined calibration postures.
  • Other predetermined calibration postures include, for example, the following postures.
  • Arm pulling full, bucket pulling full, boom angle calibration posture such as -40 degrees ⁇ 3 degrees (see FIG. 25).
  • Arm pulling full, bucket pulling full, boom angle calibration posture such as -20 degrees ⁇ 3 degrees (see FIG. 26).
  • the allowable range is, for example, a value within 0.4 degrees.
  • re-measurement is performed by removing the most out of the calibration angle. If the measurement is not within the allowable range even after the remeasurement, the length 307 of the boom 31 is remeasured and the calibration operation is performed again.
  • the multi-joint type front work machine 30 configured by connecting a plurality of driven members (for example, the boom 31, the arm 33, and the bucket 35) and the operation signal described above
  • the plurality of hydraulic actuators for example, the boom cylinder 32, the arm cylinder 34, the bucket cylinder 36
  • the plurality of hydraulic actuators for example, the boom cylinder 32, the arm cylinder 34, the bucket cylinder 36
  • the hydraulic actuator desired by the operator among the plurality of hydraulic actuators
  • Operation devices for example, operation lever devices 72, 73, 74
  • a plurality of attitude sensors for example, boom angle sensor 63, arm angle sensor 65, bucket cylinder
  • a construction machine e.g., hydraulic excavator 1
  • a control device e.g., computerization construction controller 60
  • the control device performs calibration of the posture sensor
  • a calibration attitude storage unit 60a that stores at least one calibration attitude of the front work machine determined in advance to perform, and a detection target value of the attitude sensor in the calibration attitude and a detection value of the attitude sensor are equal.
  • a calibration attitude control unit 60b that executes the machine control to stop the hydraulic actuator in the event of a failure.
  • the operator operates the boom, arm, and bucket while looking at the display on the monitor so that the front work machine becomes a prescribed posture (calibration posture) for calibration.
  • the calibration posture requires strict adjustment of the angle of each part of the front work machine, and the operator forms the specified posture by stacking the operations of each actuator. It takes time to adjust to the specified attitude, which has been a factor in increasing the number of work hours.
  • the calibration attitude storage unit stores a plurality of predetermined calibration attitudes, and the calibration attitude control unit performs the calibration.
  • One calibration posture is selectively set from the plurality of calibration postures stored in the session posture storage unit.
  • the plurality of attitude sensors are provided to an angle sensor provided at a connection portion of a driven member in the front work machine, and the hydraulic actuator. And at least one of a stroke sensor and an inclination sensor provided on the driven member.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and includes various modifications and combinations within the scope not departing from the gist of the present invention. Further, the present invention is not limited to the one provided with all the configurations described in the above embodiment, but also includes one in which a part of the configuration is deleted.
  • each of the configurations, functions, and the like described above may be realized by designing a part or all of them with, for example, an integrated circuit. Further, each configuration, function, etc. described above may be realized by software by the processor interpreting and executing a program that realizes each function.
  • SYMBOLS 1 hydraulic shovel, 10 ... lower traveling body, 11a, 11b ... crawler, 12a, 12b ... crawler frame, 13a, 13b ... traveling hydraulic motor, 20 ... upper revolving body, 21 ... revolving frame, 22 ... engine, 30 ... front 31.
  • pressure receiving unit (hydraulic drive unit), 103 to 110 ... proportional solenoid valve, 111 to 113 ... shuttle valve, 118 to 123 ... Primary pressure sensor, 124129 ... Secondary pressure sensor, 130 ... M On / off solenoid valve, 131 ... MC hydraulic shutoff valve, 137 ... shutoff valve outlet pressure sensor, 138 ... gate lock valve, 140 ... menu screen, 141 ... attitude input screen, 142 ... attitude number specification screen, 143 ... attitude target value Input screen, 144: Screen, 145: Calibration attitude deletion screen, 146: Screen, 150: Posture number designation screen, 151 to 153: Screen, 170: Driving room, 301, 302: Marker, 303: Total station

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Abstract

姿勢センサ６３，６５，６７の検出結果と予め定めた条件とに基づいてフロント作業機を動作させるマシンコントロールを実行する情報化施工コントローラ６０を備える油圧ショベル１において、情報化施工コントローラ６０は、姿勢センサのキャリブレーションを行うために予め定めたフロント作業機の少なくとも１つのキャリブレーション姿勢を記憶するキャリブレーション姿勢記憶部６０ａと、キャリブレーション姿勢における姿勢センサの検出目標値と姿勢センサの検出値とが等しくなった場合に油圧アクチュエータを停止させるようにマシンコントロールを実行するキャリブレーション姿勢制御部６０ｂとを有する。これにより、キャリブレーション姿勢の調整の操作性を向上することにより、キャリブレーションに要する時間を短縮することができる。

Description

建設機械
　本発明は、建設機械に関する。
　情報化施工に関する技術として、例えば、建設機械の一つである油圧ショベルにおいては、作業機（以降、「フロント作業機」とも称する）を構成するブーム、アーム、バケットなどを駆動するアクチュエータをコンピュータ（コントローラ）により自動または半自動で制御する機能（マシンコントロールと呼称する）を掘削作業に適用し、掘削動作時（アーム又はバケットの動作時）に目標面（以降、では「目標掘削面」とも称する）に沿ってバケットの先端を移動させるものがある。
　このような情報化施工に係わる建設機械においては、施工精度確保のために校正（キャリブレーション）作業が必要である。建設機械のキャリブレーションに関する技術として、例えば、特許文献１には、車両本体に対して順次、回動可能に支持される可動部と、前記車両本体と可動部との間あるいは前記可動部間に配置され前記可動部を回動可能に支持する油圧シリンダと、前記油圧シリンダに配置され前記油圧シリンダのストローク長を計測するストロークセンサと、前記ストロークセンサによる前記ストローク長の計測値をリセットするリセット基準点を計測するリセットセンサと、前記油圧シリンダのストロークエンド位置を検出するストロークエンド検出処理部と、前記リセット基準点および／または前記ストロークエンド位置を検出した場合に、前記ストローク長の計測値を校正する校正処理部と、前記油圧シリンダの初期校正作業を行う場合、前記油圧シリンダが搭載される作業機械全体の表示を行うモニタと、校正対象の油圧シリンダを駆動させるための前記可動部を強調表示するとともに駆動方向を表示する強調表示処理部とを備えた油圧シリンダのストローク初期校正作業支援装置が開示されている。
特許第５６３５７０６号公報
　上記従来技術においては、オペレータがモニタ上の表示を見ながらブーム、アーム、及びバケットを操作することでフロント作業機が規定の姿勢となるように合わせ込む作業を行っている。しかしながら、キャリブレーションのための規定の姿勢（以降、「キャリブレーション姿勢」と称する）はフロント作業機の各部の角度について厳密な調整が必要であり、オペレータは各アクチュエータの操作の積み上げることで規定の姿勢を形作ることとなるため、フロント作業機を規定の姿勢に調整するのに時間がかかってしまい、作業工数増加の一因となっていた。
　本発明は上記に鑑みてなされたものであり、キャリブレーション姿勢の調整の操作性を向上することにより、キャリブレーションに要する時間を短縮することができる建設機械を提供することを目的とする。
　本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、複数の被駆動部材を連結して構成された多関節型のフロント作業機と、操作信号に基づいて前記複数の被駆動部材をそれぞれ駆動する複数の油圧アクチュエータと、前記複数の油圧アクチュエータのうち操作者の所望する油圧アクチュエータに前記操作信号を出力する操作装置と、前記複数の駆動部材の姿勢に関する姿勢情報をそれぞれ検出する複数の姿勢センサと、前記姿勢センサの検出結果と予め定めた条件とに基づいて前記フロント作業機を動作させるマシンコントロールを実行する制御装置とを備える建設機械において、前記制御装置は、前記姿勢センサのキャリブレーションを行うために予め定めた前記フロント作業機の少なくとも１つのキャリブレーション姿勢を記憶するキャリブレーション姿勢記憶部と、前記キャリブレーション姿勢における前記姿勢センサの検出目標値と前記姿勢センサの検出値とが等しくなった場合に前記油圧アクチュエータを停止させるように前記マシンコントロールを実行するキャリブレーション姿勢制御部とを有するものとする。
　本発明によれば、キャリブレーション姿勢の調整の操作性を向上することにより、キャリブレーションに要する時間を短縮することができる。
建設機械の一例である油圧ショベルの構成を模式的に示す側面図である。 油圧ショベルの情報化施工コントローラを油圧回路システムと共に模式的に示す図である。 オペレータが搭乗する運転席の様子を示す図である。 運転席に配置されたスイッチパネルの一例を一部抜き出して示す図である。 ブームの上部旋回体に対する連結部を拡大して示す図である。 アームのブームに対する連結部を拡大して示す図である。 バケットシリンダのアームに対する連結部を拡大して示す図である。 キャリブレーション姿勢記憶部におけるキャリブレーション姿勢設定記憶処理を示すフローチャートである。 キャリブレーション姿勢制御部におけるキャリブレーション姿勢制御処理を示すフローチャートである。 キャリブレーション姿勢制御部におけるキャリブレーション姿勢制御処理を示すフローチャートである。 キャリブレーション姿勢設定記憶処理の各処理ステップにおいてモニタに表示される画面の一例を示す図である。 キャリブレーション姿勢設定記憶処理の各処理ステップにおいてモニタに表示される画面の一例を示す図である。 キャリブレーション姿勢設定記憶処理の各処理ステップにおいてモニタに表示される画面の一例を示す図である。 キャリブレーション姿勢設定記憶処理の各処理ステップにおいてモニタに表示される画面の一例を示す図である。 キャリブレーション姿勢設定記憶処理の各処理ステップにおいてモニタに表示される画面の一例を示す図である。 キャリブレーション姿勢設定記憶処理の各処理ステップにおいてモニタに表示される画面の一例を示す図である。 キャリブレーション姿勢設定記憶処理の各処理ステップにおいてモニタに表示される画面の一例を示す図である。 キャリブレーション姿勢制御処理の各処理ステップにおいてモニタに表示される画面の一例を示す図である。 キャリブレーション姿勢制御処理の各処理ステップにおいてモニタに表示される画面の一例を示す図である。 キャリブレーション姿勢制御処理の各処理ステップにおいてモニタに表示される画面の一例を示す図である。 キャリブレーション姿勢制御処理の各処理ステップにおいてモニタに表示される画面の一例を示す図である。 外部からの測定基準となるマーカの油圧ショベルへの取り付け位置を説明する側面図である。 外部からのマーカの測定の様子を示す上面図である。 キャリブレーション姿勢の例を示す図である。 キャリブレーション姿勢の例を示す図である。 キャリブレーション姿勢の例を示す図である。 キャリブレーション姿勢の例を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。なお、本実施の形態では、建設機械の一例として、フロント装置（フロント作業機）の先端に作業具（アタッチメント）としてバケットを備える油圧ショベルを例示して説明するが、ブレーカやマグネットなどのバケット以外のアタッチメントを備える油圧ショベルに本発明を適用することも可能である。また、複数の被駆動部材（ブーム、アーム、アタッチメント等）を連結して校正される多関節型の作業機を有するものであれば油圧ショベル以外の建設機械への適用も可能である。
　図１は本実施の形態に係る建設機械の一例である油圧ショベルの構成を模式的に示す側面図であり、図２は本実施の形態に係る油圧ショベルの情報化施工コントローラを油圧回路システムと共に模式的に示す図である。また、図３はオペレータが搭乗する運転席の様子を示す図であり、図４は運転席に配置されたスイッチパネルの一例を一部抜き出して示す図である。
　図１において、油圧ショベル１は、多関節型のフロント作業機３０と、フロント作業機３０を支持する上部旋回体２０と、上部旋回体２０を旋回可能に支持する下部走行体１０とで構成されている。上部旋回体２０と下部走行体１０は、油圧ショベル１の車体を構成している。
　フロント作業機３０は、垂直方向にそれぞれ回動する複数の被駆動部材（ブーム３１，アーム３３及びバケット３５）を連結して構成されている。ブーム３１の基端は上部旋回体２０の前部においてブームピン３７を介して回動可能に支持されている。ブーム３１の先端にはアームピン３８を介してアーム３３の一端が回動可能に連結されており、アーム３３の他端（先端）にはバケットピン３９を介してバケット３５が回動可能に連結されている。ブーム３１はブームシリンダ３２によって駆動され、アーム３３はアームシリンダ３４によって駆動され、バケット３５はバケットシリンダ３６によって駆動される。
　図５はブームの上部旋回体に対する連結部を、図６はアームのブームに対する連結部を、図７はバケットシリンダのアームに対する連結部をそれぞれ拡大して示す図である。
　図５において、ブーム３１と上部旋回体２０の旋回フレーム２１との連結部分には姿勢センサとしてのブーム角度センサ６３が設けられている。ブーム角度センサ６３は、旋回フレーム２１側にブームピン３７と同心状に配置されている。ブーム３１のブームピン３７近傍にはブーム角度センサレバー６４が配置されており、ブーム角度センサレバー６４から突出したロッド部６４ａの一端がブーム角度センサ６３の検出軸を貫通するよう配置されている。ブーム角度センサ６３の検出軸は、ブームピン３７と同心上に配置されており、ブームピン３７の周方向において旋回フレーム２１に対する相対的な回動角度を検出可能である。ブーム３１がブームピン３７を中心に回動すると、ブーム角度センサレバー６４のロッド部６４ａによってブーム角度センサ６３の検出軸が連動して回転するので、ブーム３１の姿勢情報として旋回フレーム２１に対するブーム３１の相対角度（以降、「ブーム角度」と称する）を検出することができる。
　図６において、アーム３３とブーム３１との連結部分には姿勢センサとしてのアーム角度センサ６５が設けられている。アーム角度センサ６５は、ブーム３１側にアームピン３８と同心状に配置されている。アーム３３のアームピン３８近傍にはアーム角度センサレバー６６が配置されており、アーム角度センサレバー６６から突出したロッド部６６ａの一端がアーム角度センサ６５の検出軸を貫通するよう配置されている。アーム角度センサ６５の検出軸は、アームピン３８と同心上に配置されており、アームピン３８の周方向においてブーム３１に対する相対的な回動角度を検出可能である。アーム３３がアームピン３８を中心に回動すると、アーム角度センサレバー６６のロッド部６６ａによってアーム角度センサ６５の検出軸が連動して回転するので、アーム３３の姿勢情報としてブーム３１に対するアーム３３の相対角度（以降、「アーム角度」と称する）を検出することができる。
　図７において、バケットシリンダ３６のボトム側端部（ブーム３１との連結部側の端部）には、姿勢センサとしてのバケットシリンダストロークセンサ６７が設けられている。バケットシリンダストロークセンサ６７は、例えば、磁歪効果を利用した磁歪式センサであり、バケットシリンダ３６におけるストローク位置を検出可能である。バケットシリンダ３６が伸縮すると、バケット３５がバケットピン３９を中心に連動して回動するので、バケットシリンダ３６のストローク位置から、バケット３５の姿勢情報としてアーム３３に対するバケット３５の相対角度（以降、「バケット角度」と称する）を算出することが可能である。
　なお、本実施の形態においては、ブーム３１及びアーム３３の姿勢センサとしてブーム角度センサ６３及びアーム角度センサ６５の各角度センサを用い、また、バケット３５の姿勢センサとしてバケットシリンダストロークセンサ６７を用いてフロント作業機３０の被駆動部材３１，３３，３５の姿勢情報を取得する場合を例示して説明したが、これに限られず、各被駆動部材３１，３３，３５のそれぞれに対応する姿勢センサとして被駆動部材３１，３３，３５の連結部分に設けられる角度センサ、油圧アクチュエータ３２，３４，３６に設けられるストロークセンサ、及び被駆動部材３１，３３，３５に設けられる傾斜センサの少なくとも何れか一種を選択して用いても良い。
　図１に戻る。
　下部走行体１０は、左右一対のクローラフレーム１２ａ（１２ｂ）にそれぞれ掛け回された一対のクローラ１１ａ（１１ｂ）と、クローラ１１ａ（１１ｂ）をそれぞれ駆動する走行油圧モータ１３ａ（１３ｂ）（図示しない減速機構を含む）とから構成されている。なお、図１において、下部走行体１０の各構成については、左右一対の構成のうちの一方のみを図示して符号を付し、他方の構成については図中に括弧書きの符号のみを示して図示を省略する。
　上部旋回体２０は、基部となる旋回フレーム２１上に各部材を配置して構成されており、上部旋回体２０を構成する旋回フレーム２１が下部走行体１０に対して旋回可能となっている。上部旋回体２０の旋回フレーム２１上には、オペレータが搭乗して操作レバー装置７２，７３，７４（図２参照）により油圧ショベル１の操作を行うための運転室１７０が配置されているほか、原動機であるエンジン２２と、エンジン２２により駆動されるメイン油圧ポンプ４１及びパイロット油圧ポンプ４２と、各油圧アクチュエータを駆動するための油圧回路システム４０が搭載されている。また、上部旋回体２０には、車体の水平面に対する傾きを検出する車体傾斜センサ６８が配置されている。
　図３において、運転室１７０内には、オペレータが着座する運転席７０と、フロント作業機３０を操作するための操作レバー装置７２，７３，７４と、下部走行体１０の左右の走行油圧モータ１３ａ，１３ｂを操作するための走行レバー（操作装置）９０，９１と、走行レバー９０，９１のそれぞれと互いに連動した操作が可能な左右の走行ペダル９０ａ，９１ａと、パイロット油圧ポンプ４２の吐出ライン（パイロットライン）の遮断／開通を切り換えるゲートロックレバー７１と、運転席７０の左右側方に設けられたスイッチパネル８０とが配置されている。また、運転室１７０内のオペレータから見やすい位置、かつ、外部視野確保の妨げにならない位置には、油圧ショベル１に関する種々の情報や設定画面等を表示するためのモニタ（表示装置）６１が配置されている。モニタ６１の表示は、後述する情報化施工コントローラ６０により制御されるモニタコントローラ６２により制御される。操作レバー７２ａ，７３ａは、ブームシリンダ３２（ブーム３１）及びバケットシリンダ３６（バケット３５）を操作するための操作レバー装置（操作装置）７２，７３において共有される１つの操作レバーであり、それらを特に区別する場合には、それぞれ、右操作レバー（ブーム）７２ａおよび右操作レバー（バケット）７３ａと称する。同様に、操作レバー７４ａは、アームシリンダ３４（アーム３３）及び図示しない旋回油圧モータ（上部旋回体２０）を操作するための操作レバー装置（操作装置）７４において共有される１つの操作レバーであり、それらを特に区別する場合には、左操作レバー（アーム）７４ａと称する。また、走行レバー９０，９１は、それぞれ、左走行レバー９０および右走行レバー９１と称する。
　スイッチパネル８０には、モニタ６１に表示される設定画面における画面の切換や項目の選択、決定等の操作を行うための画面切換・決定スイッチ７５と、設定画面における前画面への戻し操作やキャンセル操作等を行うための前画面戻しスイッチ７９と、数値を入力するためのテンキー７８と、油圧ショベル１の制御装置である情報化施工コントローラ６０によるマシンコントロール（後述）の有効（オン）／無効（オフ）を切り換えるＭＣオン／オフスイッチ７７と、ＭＣオン／オフスイッチ７７を有効にするためのＭＣスタンバイスイッチ７６とを有している。
　画面切換・決定スイッチ７５や前画面戻しスイッチ７９としては、設定画面における項目の選択、決定、キャンセル等の操作を行うことができる構造であれば良いが、例えば、図４に示すように、画面切換・決定スイッチ７５として、周方向に回転させることにより選択操作を行い、押下することにより決定操作を行うスイッチを採用し、また、前画面戻しスイッチ７９として、押下することによりキャンセル操作を行うスイッチを採用しても良い。
　図２において、本実施の形態に係る油圧回路システムでは、エンジン２２により駆動されるメイン油圧ポンプ４１から各油圧アクチュエータ３２，３４，３６に供給される圧油の方向および流量をコントロールバルブ（スプール）１００，１０１，１０２により制御している。メイン油圧ポンプ４１から吐出された圧油は、コントロールバルブ（スプール）１００，１０１，１０２を介してブームシリンダ３２、アームシリンダ３４、及びバケットシリンダ３６に供給される。供給された圧油によってブームシリンダ３２、アームシリンダ３４、及びバケットシリンダ３６が伸縮することで、ブーム３１、アーム３３、及びバケット３５がそれぞれ回動し、バケット３５の位置及び姿勢が変化する。なお、図２では、メイン油圧ポンプ４１の吐出ラインと各コントロールバルブ（スプール）とを接続する油路は紙面の都合上省略している。
　なお、図２においては、油圧ショベル１の油圧アクチュエータとして、フロント作業機３０に関するブームシリンダ３２、アームシリンダ３４、及びバケットシリンダ３６のみを示し、他の油圧アクチュエータについては図示および説明を省略したが、図示しないコントロールバルブ（スプール）を介して供給された圧油によって旋回油圧モータが回転することで下部走行体１０に対して上部旋回体２０が旋回し、また、供給された圧油によって走行油圧モータ１３ａ，１３ｂが回転することで下部走行体１０が走行する。なお、本実施の形態ではメイン油圧ポンプ４１として固定容量型ポンプを例示しているが、レギュレータによって容量が制御される可変容量型ポンプを用いても良い。
　パイロット油圧ポンプ４２の吐出ライン（パイロットライン）はゲートロックレバー７１により切り換えられるゲートロック弁１３８を通った後、複数に分岐して操作レバー装置７２，７３，７４を介して対応するコントロールバルブ（スプール）１００，１０１，１０２の受圧部（油圧駆動部）１００ａ，１００ｂ，１０１ａ，１０１ｂ，１０２ａ，１０２ｂに接続されている。
　ゲートロック弁１３８は、本実施の形態では、運転室１７０内のゲートロックレバー７１の位置によって開閉を切り換える機械式の切換弁を例示したが、例えば、ゲートロックレバーに位置検出器を設け、その位置検出器と電気的に接続した電磁駆動部によって開閉を切り換える電磁切換弁としてもよい。ゲートロックレバー７１のポジションがロック位置にあればゲートロック弁１３８が閉じてパイロット油圧ポンプ４２からの吐出ライン（パイロットライン）が遮断され、ロック解除位置にあればゲートロック弁１３８が開いてパイロット油圧ポンプ４２からの吐出ラインが開通する。つまり、パイロット油圧ポンプ４２からの吐出ライン（パイロットライン）が遮断された状態では操作レバー装置７２，７３，７４による操作が無効化され、フロント作業機３０による掘削等の動作（旋回動作も含む）が禁止される。
　操作レバー装置７２，７３，７４は油圧パイロット方式であり、パイロット油圧ポンプ４２から吐出される圧油をもとに、それぞれオペレータにより操作される操作レバー７２ａ，７３ａ，７４ａの操作量（例えば，レバーストローク）と操作方向とに応じたパイロット圧（操作信号と称することがある）を発生する。このように発生したパイロット圧はパイロットラインを介して対応するコントロールバルブ（スプール）１００，１０１，１０２の油圧駆動部１００ａ，１００ｂ，１０１ａ，１０１ｂ，１０２ａ，１０２ｂに供給され、これらコントロールバルブ（スプール）１００，１０１，１０２を駆動する操作信号として利用される。
　操作レバー装置７４とコントロールバルブ（アームスプール）１００の油圧駆動部１００ａとを接続するパイロットラインには、情報化施工コントローラ６０からの制御信号に基づいて操作レバー装置７４から出力されるパイロット圧を減圧し油圧駆動部１００ａに出力する電磁比例弁（アーム押し減速弁）１０３が配置されている。また、アーム押し減速弁１０３の上流側からはアーム押し減速弁１０３を介さずに迂回して油圧駆動部１００ａに接続するパイロットラインが分岐しており、その分岐部には操作レバー装置７４から油圧駆動部１００ａへのパイロット圧の供給経路をアーム押し減速弁１０３が配置された一方のパイロットラインと他方のパイロットライン（迂回路）との何れか一方に選択的に切り換えるＭＣ油圧切換弁（アーム押し切換弁）１３２が配置されている。油圧駆動部１００ａにパイロット圧（操作信号）が印加されると、メイン油圧ポンプ４１からの圧油がアームシリンダ３４のロッド側に供給されてアームシリンダ３４が縮退駆動される方向にコントロールバルブ（アームスプール）１００が駆動され、アーム押し動作が行われる。
　操作レバー装置７４とコントロールバルブ（アームスプール）１００の油圧駆動部１００ｂとを接続するパイロットラインには、情報化施工コントローラ６０からの制御信号に基づいて操作レバー装置７４から出力されるパイロット圧を減圧し油圧駆動部１００ｂに出力する電磁比例弁（アーム引き減速弁）１０４が配置されている。また、アーム引き減速弁１０４の上流側からはアーム引き減速弁１０４を介さずに迂回して油圧駆動部１００ｂに接続するパイロットラインが分岐しており、その分岐部には操作レバー装置７４から油圧駆動部１００ｂへのパイロット圧の供給経路をアーム引き減速弁１０４が配置された一方のパイロットラインと他方のパイロットライン（迂回路）との何れか一方に選択的に切り換えるＭＣ油圧切換弁（アーム引き切換弁）１３３が配置されている。油圧駆動部１００ｂにパイロット圧（操作信号）が印加されると、メイン油圧ポンプ４１からの圧油がアームシリンダ３４のボトム側に供給されてアームシリンダ３４が伸長駆動される方向にコントロールバルブ（アームスプール）１００が駆動され、アーム引き動作が行われる。
　操作レバー装置７２とコントロールバルブ（ブームスプール）１０１の油圧駆動部１０１ａとを接続するパイロットラインには、情報化施工コントローラ６０からの制御信号に基づいて操作レバー装置７２から出力されるパイロット圧を減圧し油圧駆動部１０１ａに出力する電磁比例弁（ブーム下げ減速弁）１０５が配置されている。また、ブーム下げ減速弁１０５の上流側からはブーム下げ減速弁１０５を介さずに迂回して油圧駆動部１０１ａに接続するパイロットラインが分岐しており、その分岐部には操作レバー装置７２から油圧駆動部１０１ａへのパイロット圧の供給経路をブーム下げ減速弁１０５が配置された一方のパイロットラインと他方のパイロットライン（迂回路）との何れか一方に選択的に切り換えるＭＣ油圧切換弁（ブーム下げ切換弁）１３４が配置されている。油圧駆動部１０１ａにパイロット圧（操作信号）が印加されると、メイン油圧ポンプ４１からの圧油がブームシリンダ３２のロッド側に供給されてブームシリンダ３２が縮退駆動される方向にコントロールバルブ（ブームスプール）１０１が駆動され、ブーム下げ動作が行われる。
　操作レバー装置７２とコントロールバルブ（ブームスプール）１０１の油圧駆動部１０１ｂとを接続するパイロットラインには、操作レバー装置７２からのパイロット圧とパイロット油圧ポンプ４２の吐出ラインのパイロット圧のうち高圧側を選択して油圧駆動部１０１ｂに導くシャトル弁１１１が設けられている。シャトル弁１１１のパイロット油圧ポンプ４２の吐出ライン側には、情報化施工コントローラ６０からの制御信号に基づいてパイロット油圧ポンプ４２から出力されるパイロット圧を減圧しシャトル弁１１１に導く電磁比例弁（ブーム上げ増速弁）１０６が配置されている。油圧駆動部１０１ｂにパイロット圧（操作信号）が印加されると、メイン油圧ポンプ４１からの圧油がブームシリンダ３２のボトム側に供給されてブームシリンダ３２が伸長駆動される方向にコントロールバルブ（ブームスプール）１０１が駆動され、ブーム上げ動作が行われる。
　操作レバー装置７３とコントロールバルブ（バケットスプール）１０２の油圧駆動部１０２ａとを接続するパイロットラインには、情報化施工コントローラ６０からの制御信号に基づいて操作レバー装置７３から出力されるパイロット圧を減圧し油圧駆動部１０２ａに出力する電磁比例弁（バケット放土減速弁）１０７が配置されており、バケット放土減速弁１０７の下流側にはバケット放土減速弁１０７からのパイロット圧とパイロット油圧ポンプ４２の吐出ラインのパイロット圧のうち高圧側を選択して油圧駆動部１０２ａに導くシャトル弁１１２が設けられている。また、バケット放土減速弁１０７の上流側からはバケット放土減速弁１０７及びシャトル弁１１２を介さずに迂回して油圧駆動部１０２ａに接続するパイロットラインが分岐しており、その分岐部には操作レバー装置７３から油圧駆動部１０２ａへのパイロット圧の供給経路をバケット放土減速弁１０７及びシャトル弁１１２が配置された一方のパイロットラインと他方のパイロットライン（迂回路）との何れか一方に選択的に切り換えるＭＣ油圧切換弁（バケット放土切換弁）１３５が配置されている。また、シャトル弁１１２のパイロット油圧ポンプ４２の吐出ライン側には、情報化施工コントローラ６０からの制御信号に基づいてパイロット油圧ポンプ４２から出力されるパイロット圧を減圧しシャトル弁１１２に導く電磁比例弁（バケット放土増速弁）１０８が配置されている。油圧駆動部１０２ａにパイロット圧（操作信号）が印加されると、メイン油圧ポンプ４１からの圧油がバケットシリンダ３６のロッド側に供給されてバケットシリンダ３６が縮退駆動される方向にコントロールバルブ（バケットスプール）１０２が駆動され、バケット放土動作が行われる。
　操作レバー装置７３とコントロールバルブ（バケットスプール）１０２の油圧駆動部１０２ｂとを接続するパイロットラインには、情報化施工コントローラ６０からの制御信号に基づいて操作レバー装置７３から出力されるパイロット圧を減圧し油圧駆動部１０２ｂに出力する電磁比例弁（バケット掘削減速弁）１０９が配置されており、バケット掘削減速弁１０９の下流側にはバケット掘削減速弁１０９からのパイロット圧とパイロット油圧ポンプ４２の吐出ラインのパイロット圧のうち高圧側を選択して油圧駆動部１０２ｂに導くシャトル弁１１３が設けられている。また、バケット掘削減速弁１０９の上流側からはバケット掘削減速弁１０９及びシャトル弁１１３を介さずに迂回して油圧駆動部１０２ｂに接続するパイロットラインが分岐しており、その分岐部には操作レバー装置７３から油圧駆動部１０２ｂへのパイロット圧の供給経路をバケット掘削減速弁１０９及びシャトル弁１１３が配置された一方のパイロットラインと他方のパイロットライン（迂回路）との何れか一方に選択的に切り換えるＭＣ油圧切換弁（バケット掘削切換弁）１３６が配置されている。また、シャトル弁１１３のパイロット油圧ポンプ４２の吐出ライン側には、情報化施工コントローラ６０からの制御信号に基づいてパイロット油圧ポンプ４２から出力されるパイロット圧を減圧しシャトル弁１１３に導く電磁比例弁（バケット掘削増速弁）１１０が配置されている。油圧駆動部１０２ｂにパイロット圧が印加されると、メイン油圧ポンプ４１からの圧油がバケットシリンダ３６のボトム側に供給されてバケットシリンダ３６が伸長駆動される方向にコントロールバルブ（バケットスプール）１０２が駆動され、バケット掘削動作が行われる。
　電磁比例弁１０６，１０８，１１０の上流側（パイロット油圧ポンプ４２側）には、パイロット油圧ポンプ４２から電磁比例弁１０６，１０８，１１０にそれぞれ導かれるパイロット圧の通流／遮断を切り換えるＭＣ油圧遮断弁１３１が配置されている。ＭＣ油圧遮断弁１３１が通流側に切り換えられるとパイロット油圧ポンプ４２から電磁比例弁１０６，１０８，１１０にパイロット圧が導かれ、ＭＣ油圧遮断弁１３１が遮断側に切り換えられるとパイロット油圧ポンプ４２から電磁比例弁１０６，１０８，１１０へのパイロット圧の供給が遮断される。
　ＭＣ油圧切換弁１３２，１３３，１３４，１３５，１３６、及び、ＭＣ油圧遮断弁１３１は、パイロット油圧ポンプ４２からＭＣオン／オフ電磁弁１３０を介して導かれるパイロット圧に基づいて切り換えられるものであり、情報化施工コントローラ６０からの制御信号（電流）に基づいてＭＣ油圧切換弁１３２，１３３，１３４，１３５，１３６、及び、ＭＣ油圧遮断弁１３１を駆動するパイロット圧（制御信号）の通流／遮断を切り換えている。
　ＭＣ油圧切換弁１３２，１３３，１３４，１３５，１３６は、受圧部１３２ａ，１３３ａ，１３４ａ，１３５ａ，１３６ａに導かれるパイロット圧が遮断されている場合には、操作レバー装置７２，７３，７４からのパイロット圧の供給先を迂回路側に切り換え、受圧部１３２ａ，１３３ａ，１３４ａ，１３５ａ，１３６ａにパイロット圧が印加されている場合には、操作レバー装置７２，７３，７４からのパイロット圧の供給先を電磁比例弁１０３，１０４，１０５，１０７，１０９が配置されたパイロットライン側に切り換える。
　また、ＭＣ油圧遮断弁１３１は、受圧部１３１ａに導かれるパイロット圧が遮断されている場合には、パイロット油圧ポンプ４２から電磁比例弁１０６，１０８，１１０に供給されるパイロット圧を遮断し、受圧部１３１ａにパイロット圧が印加されている場合には、パイロット油圧ポンプ４２からのパイロット圧を電磁比例弁１０６，１０８，１１０に供給する。
　ＭＣ油圧遮断弁１３１及びＭＣ油圧切換弁１３２，１３３，１３４，１３５，１３６の受圧部１３１ａ，１３２ａ，１３３ａ，１３４ａ，１３５ａ，１３６ａには、情報化施工コントローラ６０からの制御信号に基づいて通流／遮断を切り換えるＭＣオン／オフ電磁弁１３０を介したパイロット圧が導かれている。ＭＣオン／オフ電磁弁１３０は、非通電時には開度がゼロであるとともに、通電時には開度が最大となる。したがって、情報化施工コントローラ６０から制御信号（電流）を出力してＭＣオン／オフ電磁弁１３０を駆動すると、電磁比例弁１０３，１０４，１０５，１０７，１０９によるパイロット圧（操作信号）の減圧、および、電磁比例弁１０６，１０８，１１０によるパイロット圧（操作信号）の発生を有効とすることができる。
　電磁比例弁１０３，１０４，１０５，１０７，１０９は、非通電時には開度が最大であり、情報化施工コントローラ６０からの電流（制御信号）を増大させるほど開度が小さくなる。一方、電磁比例弁１０６，１０８，１１０は、非通電時には開度がゼロであるとともに、通電時には開度を有し、情報化施工コントローラ６０からの電流（制御信号）を増大させるほど開度が大きくなる。このように各電磁比例弁の開度は情報化施工コントローラ６０からの電流（制御信号）により制御される。したがって、情報化施工コントローラ６０から制御信号（電流）を出力して電磁比例弁１０６，１０８，１１０を駆動すると、対応する操作レバー装置７２，７３がオペレータにより操作されていない場合にもパイロット圧（操作信号）を発生して油圧駆動部１０１ｂ，１０２ａ，１０２ｂに印加することができるので、ブーム上げ動作、バケットクラウド／ダンプ動作を強制的に発生することができる。また、同様に、情報化施工コントローラ６０により電磁比例弁１０３，１０４，１０５，１０７，１０９を駆動すると、操作レバー装置７２，７３，７４のオペレータの操作により発生したパイロット圧を減じたパイロット圧（操作信号）を発生して油圧駆動部１００ａ，１００ｂ，１０１ａ，１０２ａ，１０２ｂに印加することができ、ブーム下げ動作、アームクラウド／ダンプ動作、バケットクラウド／ダンプ動作の速度をオペレータによる操作レバー７２ａ，７３ａ，７４ａの操作量に基づく速度から強制的に低減することができる。
　本実施の形態においては、コントロールバルブ１００，１０１，１０２に対する操作信号（パイロット圧）のうち、操作レバー装置７２，７３，７４の操作によって発生したパイロット圧を「第１操作信号」又は「１次圧」と称する。また、コントロールバルブ１００，１０１，１０２に対する操作信号（パイロット圧）のうち、情報化施工コントローラ６０で電磁比例弁１０３，１０４，１０５，１０７，１０９を駆動することにより第１操作信号を補正（低減）して生成され油圧駆動部１００ａ，１００ｂ，１０１ａ，１０２ａ，１０２ｂに印加されるパイロット圧、および、情報化施工コントローラ６０で電磁比例弁１０６，１０８，１１０を駆動して第１制御信号とは別に新たに生成され油圧駆動部１０１ｂ，１０２ａ，１０２ｂに印加されるパイロット圧を「第２制御信号」又は「２次圧」と称する。
　情報化施工コントローラ６０は、キャリブレーション姿勢記憶部６０ａと、キャリブレーション姿勢制御部６０ｂと、マシンコントロール制御部６０ｃとを有している。
　また、情報化施工コントローラ６０には、ゲートロック弁１３８の下流側のパイロット圧を検出する遮断弁出口圧センサ１３７の検出結果と、操作レバー装置７２，７３，７４の操作によりそれぞれ出力されるパイロット圧の１次圧を検出するアーム押しパイロット圧１次圧センサ１１８、アーム引きパイロット圧１次圧センサ１１９、ブーム下げパイロット圧１次圧センサ１２０、ブーム上げパイロット圧１次圧センサ１２１、バケット放土パイロット圧１次圧センサ１２２、及びバケット掘削パイロット圧１次圧センサ１２３からの検出結果と、コントロールバルブ１００，１０１，１０２の油圧駆動部１００ａ，１００ｂ，１０１ａ，１０１ｂ，１０２ａ，１０２ｂに印加されるパイロット圧の２次圧を検出するアーム押しパイロット圧２次圧センサ１２４、アーム引きパイロット圧２次圧センサ１２５、ブーム下げパイロット圧２次圧センサ１２６、ブーム上げパイロット圧２次圧センサ１２７、バケット放土パイロット圧２次圧センサ１２８、及びバケット掘削パイロット圧２次圧センサ１２９の検出結果と、フロント作業機３０および車体の姿勢に関する姿勢情報を取得する姿勢センサとしてのブーム角度センサ６３、アーム角度センサ６５、バケットシリンダストロークセンサ６７、及び車体傾斜センサ６８の検出結果とが入力されている。また、スイッチパネル８０に設けられた画面切換・決定スイッチ７５、ＭＣスタンバイスイッチ７６、ＭＣオン／オフスイッチ７７、テンキー７８、及び前画面戻しスイッチ７９の操作信号が入力されている。
　情報化施工コントローラ６０は、ＭＣスタンバイスイッチ７６が操作（押下）されて操作信号（接点信号）が入力されると、予め定めた一定時間だけＭＣオン／オフスイッチ７７からの操作信号（接点信号）の入力を有効とする。情報化施工コントローラ６０は、ＭＣスタンバイスイッチ７６が操作（押下）されてＭＣオン／オフスイッチ７７が有効となった状態でＭＣオン／オフスイッチ７７が操作（押下）されて操作信号（接点信号）が入力されると、ＭＣオン／オフ電磁弁１３０に制御信号（電流）を出力して通流状態となるように駆動し、電磁比例弁１０３，１０４，１０５，１０７，１０９によるパイロット圧（操作信号）の減圧、および、電磁比例弁１０６，１０８，１１０によるパイロット圧（操作信号）の発生を有効とする。すなわち、ＭＣスタンバイスイッチ７６及びＭＣオン／オフスイッチ７７の操作によって油圧ショベル１におけるマシンコントロールが有効となる。
　マシンコントロール制御部６０ｃは、油圧ショベル１におけるフロント作業機３０のマシンコントロール（ＭＣ：Machine Control）に関する制御を行う。本実施の形態におけるマシンコントロールは、姿勢センサとしてのブーム角度センサ６３、アーム角度センサ６５、及びバケットシリンダストロークセンサ６７の検出結果に基づいて、ローカル座標系（油圧ショベル１に対して設定された座標系）におけるフロント作業機３０の姿勢と、バケット３５の爪先の位置を演算するとともに、操作レバー装置７２，７３，７４を介して入力される掘削操作に対してフロント作業機３０が予め定めた条件に沿って動作するように油圧アクチュエータ３２，３４，３６の少なくとも一部を強制的に動作させる、或いは、油圧アクチュエータ３２，３４，３６の少なくとも一部の動作を制限することによりオペレータの掘削操作を補助する制御のことである。このようなマシンコントロールの具体例としては、オペレータの操作による掘削動作中に自動的にブームシリンダ３２を制御してブーム上げ動作を適宜加え、バケット３５先端位置を目標面上に制限するものなどがある。
　キャリブレーション姿勢記憶部６０ａ及びキャリブレーション姿勢制御部６０ｂは、マシンコントロールの精度に関係する少なくとも一部の姿勢センサ（ブーム角度センサ６３、アーム角度センサ６５、バケットシリンダストロークセンサ６７）のキャリブレーションの実行に際して、フロント作業機３０の姿勢をキャリブレーション作業の実行に必要な姿勢（キャリブレーション姿勢）に調整する操作を半自動で行う「キャリブレーション姿勢制御」（一種のマシンコントロール）を行うものである。「キャリブレーション姿勢制御」において、キャリブレーション姿勢記憶部６０ａは、姿勢センサ６３，６５，６７のキャリブレーションを行うために予め定めたフロント作業機３０の少なくとも１つ（本実施の形態では複数）のキャリブレーション姿勢を記憶しており（キャリブレーション姿勢設定記憶処理）、キャリブレーション姿勢制御部６０ｂは、複数のキャリブレーション姿勢のうち選択的に設定された１つのキャリブレーション姿勢に対応して予め設定された各姿勢センサ６３，６５，６７の検出目標値（角度目標値）と姿勢センサ６３，６５，６７の検出値とが等しくなった場合に油圧アクチュエータ３２，３４，３６を停止させるようにマシンコントロールを実行する（キャリブレーション姿勢制御処理）。
　図８は、キャリブレーション姿勢記憶部におけるキャリブレーション姿勢設定記憶処理を示すフローチャートである。また、図１１～図１７は、キャリブレーション姿勢設定記憶処理の各処理ステップにおいてモニタに表示される画面の一例を示す図である。
　図８において、キャリブレーション姿勢記憶部６０ａは、モニタ６１に表示されたメニュー画面１４０（図１１）が操作されてキャリブレーション姿勢制御モードに移行した場合にキャリブレーション姿勢設定記憶処理を開始する（ステップＳ１０１）。キャリブレーション姿勢制御モードへの移行は、例えば、モニタ６１上に表示されるメニュー画面１４０から画面切換・決定スイッチ７５を回してキャリブレーション姿勢制御モードを示す「キャリブレーション姿勢」の項目１４０ａを選択し、画面切換・決定スイッチ７５押下することで決定する。
　キャリブレーション姿勢制御モードに移行すると、モニタコントローラ６２を制御してモニタ６１に姿勢入力画面１４１（図１２）を表示し、オペレータに新規のキャリブレーション姿勢を記憶させるための「入力」の項目１４１ａか、過去に記憶したキャリブレーション姿勢を削除するための「削除」の項目１４１ｂの何れかを選択的に設定させ（ステップＳ１０２）、「入力」の項目１４１ａと「削除」の項目１４１ｂの何れの項目が設定されたかを判定する（ステップＳ１０３）。「入力」の項目１４１ａ又は「削除」の項目１４１ｂの設定は、モニタ６１上に表示される姿勢入力画面１４１から画面切換・決定スイッチ７５を回して「入力」の項目１４１ａ又は「削除」の項目１４１ｂを選択し、画面切換・決定スイッチ７５押下することで決定する。
　ステップＳ１０３において「入力」の項目が設定されたと判定した場合には、モニタコントローラ６２を制御してモニタ６１に姿勢番号指定画面１４２（図１３）を表示し、オペレータに新規のキャリブレーション姿勢を記憶させる姿勢番号を指定させる（ステップＳ１０４）。姿勢番号の指定は、例えば、モニタ６１上に表示される姿勢番号指定画面１４２から画面切換・決定スイッチ７５を回して姿勢番号の項目１４２ａを姿勢番号「００」～「９９」から選択的に切り換えて選択し、或いは、テンキー７８から姿勢番号を直接入力して、画面切換・決定スイッチ７５押下することで決定する。なお、本実施の形態においては、姿勢番号として「００」～「９９」の範囲を例示しているがこれに限られず、必要性とコントローラの記憶領域の容量に応じて任意の項目数を設定するよう構成しても良い。
　続いて、モニタコントローラ６２を制御してモニタ６１に、入力した姿勢番号に間違いが無いかどうかを確認する画面（図示せず）を表示し、指定した姿勢番号が正しいか否か（「ＯＫ」か「ＮＧ」か）を入力させ（ステップＳ１０５）、「ＯＫ」と「ＮＧ」の何れが入力されたかを判定する（ステップＳ１０６）。姿勢番号に間違いが無いかどうかの入力は、例えば、モニタ６１上に表示される確認画面に表示される「ＯＫ」／「ＮＧ」の選択肢の何れかを画面切換・決定スイッチ７５を回して選択し、画面切換・決定スイッチ７５押下して決定する。また、姿勢番号指定画面１４２（図１３）の「レ」（チェックマーク）の項目１４２ｂを画面切換・決定スイッチ７５を回して選択し、画面切換・決定スイッチ７５押下することで「ＯＫ」を入力したり、前画面戻しスイッチ７９を押下することで「ＮＧ」を入力したりしても良い。ステップＳ１０６において「ＮＧ」が入力されたと判定した場合には、「ＯＫ」が入力されるまでステップＳ１０４，Ｓ１０５の処理を繰り返す。
　ステップＳ１０６において「ＯＫ」が入力されたと判定した場合には、モニタコントローラ６２を制御してモニタ６１に姿勢目標値入力画面１４３（図１４）を表示し、オペレータに新規のキャリブレーション姿勢の姿勢情報（姿勢目標値）を入力させる（ステップＳ１０７）。ここでは、姿勢情報として被駆動部材３１，３３，３５の角度目標値を入力する場合を例示する。姿勢情報の入力は、例えば、モニタ６１上に表示される姿勢目標値入力画面１４３から画面切換・決定スイッチ７５を回して「ブーム角度」の項目１４３ａ、「アーム角度」の項目１４３ｂ、及び、「バケット角度」の項目１４３ｃの何れかを入力対象の項目として選択し、画面切換・決定スイッチ７５押下することで決定して画面１４４（図１５）を表示させた後、画面切換・決定スイッチ７５を回して入力対象の姿勢情報（角度目標値）の項目１４４ａを複数の候補値から選択的に切り換えて選択し、或いは、テンキー７８から姿勢情報（角度目標値）を項目１４４ａに直接入力して、画面切換・決定スイッチ７５押下することで決定する。
　続いて、モニタコントローラ６２を制御してモニタ６１に、入力した姿勢情報（角度目標値）に間違いが無いかどうかを確認する画面（図示せず）を表示し、入力した姿勢情報が正しいか否か（「ＯＫ」か「ＮＧ」か）を入力させ（ステップＳ１０８）、「ＯＫ」と「ＮＧ」の何れが入力されたかを判定する（ステップＳ１０９）。姿勢情報に間違いが無いかどうかの入力は、例えば、モニタ６１上に表示される確認画面に表示される「ＯＫ」／「ＮＧ」の選択肢の何れかを画面切換・決定スイッチ７５を回して選択し、画面切換・決定スイッチ７５押下して決定する。また、画面１４４（図１５）の「レ」（チェックマーク）の項目１４４ｂを画面切換・決定スイッチ７５を回して選択し、画面切換・決定スイッチ７５押下することで「ＯＫ」を入力したり、前画面戻しスイッチ７９を押下することで「ＮＧ」を入力したりしても良い。ステップＳ１０９において「ＮＧ」が入力されたと判定した場合には、「ＯＫ」が入力されるまでステップＳ１０７，Ｓ１０８の処理を繰り返す。
　ステップＳ１０９において「ＯＫ」が入力されたと判定した場合には、キャリブレーション姿勢記憶部６０ａに設けられた複数の記憶エリアのうちステップＳ１０４で選択した姿勢番号に対応する記憶エリアに入力した姿勢情報（角度目標値）を格納（記憶）する（ステップＳ１１０）。
　また、ステップＳ１０３において「削除」の項目が設定されたと判定した場合には、モニタコントローラ６２を制御してモニタ６１にキャリブレーション姿勢削除画面１４５（図１６）を表示し、オペレータに削除するキャリブレーション姿勢の姿勢番号を指定させる（ステップＳ１１１）。削除する姿勢番号の指定は、例えば、モニタ６１上に表示されるキャリブレーション姿勢削除画面１４５から画面切換・決定スイッチ７５を回して姿勢番号の項目１４５ａを姿勢番号「００」～「９９」から選択的に切り換えて選択し、或いは、テンキー７８から姿勢番号を直接入力して、画面切換・決定スイッチ７５押下することで決定する。
　ステップＳ１１１において削除するキャリブレーション姿勢の姿勢番号が指定されると、モニタコントローラ６２を制御してモニタ６１に削除対象のキャリブレーション姿勢の現在値を表示する画面１４６（図１７）を表示し（ステップＳ１１２）、削除対象として入力した姿勢番号が正しいか否か（「ＯＫ」か「ＮＧ」か）を入力させ（ステップＳ１１３）、「ＯＫ」と「ＮＧ」の何れが入力されたかを判定する（ステップＳ１１４）。削除対象として入力した姿勢番号に間違いが無いかどうかの入力は、例えば、モニタ６１上に表示される確認画面に表示される「ＯＫ」／「ＮＧ」の選択肢の何れかを画面切換・決定スイッチ７５を回して選択し、画面切換・決定スイッチ７５押下して決定する。また、画面１４６（図１７）の「レ」（チェックマーク）の項目１４６ａを画面切換・決定スイッチ７５を回して選択し、画面切換・決定スイッチ７５押下することで「ＯＫ」を入力したり、前画面戻しスイッチ７９を押下することで「ＮＧ」を入力したりしても良い。
　ステップＳ１１４において「ＯＫ」が入力されたと判定した場合には、キャリブレーション姿勢記憶部６０ａに設けられた複数の記憶エリアのうちステップＳ１１１で削除対象として選択した姿勢番号に対応する記憶エリアに記憶されている姿勢情報（角度目標値）を消去する（ステップＳ１１５）。
　ステップＳ１１０の記憶処理、又は、ステップＳ１１５の消去処理が終了すると、前画面戻しスイッチ７９が押下されたかどうか判定し、判定結果がＮＯの場合にはステップＳ１０２～Ｓ１１５の処理を繰り返し、判定結果がＹＥＳの場合には処理を終了する。
　図９及び図１０は、キャリブレーション姿勢制御部におけるキャリブレーション姿勢制御処理を示すフローチャートである。また、図１８～図２１は、キャリブレーション姿勢制御処理の各処理ステップにおいてモニタに表示される画面の一例を示す図である。なお、キャリブレーション姿勢制御処理でモニタに表示される画面のうちキャリブレーション姿勢設定記憶処理でモニタに表示される画面と共通のものについてはその図面番号を示して図示を省略する。
　図９において、キャリブレーション姿勢制御部６０ｂは、モニタ６１に表示されたメニュー画面１４０（図１１）が操作されてキャリブレーション姿勢制御モードに移行した場合にキャリブレーション姿勢設定記憶処理を開始する（ステップＳ２０１）。キャリブレーション姿勢制御モードへの移行は、例えば、モニタ６１上に表示されるメニュー画面１４０から画面切換・決定スイッチ７５を回してキャリブレーション姿勢制御モードを示す「キャリブレーション姿勢」の項目１４０ａを選択し、画面切換・決定スイッチ７５押下することで決定する。
　キャリブレーション姿勢制御モードに移行すると、モニタコントローラ６２を制御してモニタ６１に姿勢入力画面１４１（図１２）を表示し、オペレータにキャリブレーション姿勢を呼び出させるための「呼出」の項目１４１ｃを選択的に入力させ（ステップＳ２０２）、「呼出」の項目１４１ｃが入力されたかどうかを判定する（ステップＳ２０３）。「呼出」の項目１４１ｃの入力は、モニタ６１上に表示される姿勢入力画面１４１から画面切換・決定スイッチ７５を回して「呼出」の項目１４１ｃを選択し、画面切換・決定スイッチ７５押下することで決定する。ステップＳ２０３での判定結果がＮＯの場合には、判定結果がＹＥＳになるまで、すなわち、姿勢入力画面１４１で「呼出」の項目１４１ｃが入力されるまで、ステップＳ２０２の処理を繰り返す。
　また、ステップＳ２０３での判定結果がＹＥＳの場合には、モニタコントローラ６２を制御してモニタ６１にキャリブレーション姿勢を呼び出すための姿勢番号指定画面１５０（図１８）を表示し、オペレータに呼び出し対象となるキャリブレーション姿勢の姿勢番号を指定させる（ステップＳ２０４）。姿勢番号の指定は、例えば、モニタ６１上に表示される姿勢番号指定画面１５０から画面切換・決定スイッチ７５を回して姿勢番号の項目１５０ａを姿勢番号「００」～「９９」から選択的に切り換えて選択し、或いは、テンキー７８から姿勢番号を直接入力して、画面切換・決定スイッチ７５押下することで決定する。
　ステップＳ２０４において呼び出すキャリブレーション姿勢の姿勢番号が指定されると、キャリブレーション姿勢記憶部６０ａに設けられた複数の記憶エリアのうちステップＳ２０４で指定した姿勢番号に対応する記憶エリアに格納された姿勢情報（角度目標値）を呼び出し（ステップＳ２０５）、モニタコントローラ６２を制御してモニタ６１に呼び出したキャリブレーション姿勢の姿勢情報（角度目標値）の現在値を表示する画面１５１（図１９）を表示し（ステップＳ２０６）、呼び出した姿勢情報、すなわち、入力した姿勢番号が正しいか否か（「ＯＫ」か「ＮＧ」か）を入力させ（ステップＳ２０７）、「ＯＫ」と「ＮＧ」の何れが入力されたかを判定する（ステップＳ２０８）。呼び出した姿勢情報、すなわち、入力した姿勢番号に間違いが無いかどうかの入力は、例えば、モニタ６１上に表示される確認画面に表示される「ＯＫ」／「ＮＧ」の選択肢の何れかを画面切換・決定スイッチ７５を回して選択し、画面切換・決定スイッチ７５押下して決定する。また、画面１５１（図１８）の「レ」（チェックマーク）の項目１５１ａを画面切換・決定スイッチ７５を回して選択し、画面切換・決定スイッチ７５押下することで「ＯＫ」を入力したり、前画面戻しスイッチ７９を押下することで「ＮＧ」を入力したりしても良い。ステップＳ２０８において「ＮＧ」が入力されたと判定した場合には、「ＯＫ」が入力されるまでステップＳ２０４～Ｓ２０７の処理を繰り返す。
　ステップＳ２０８において「ＯＫ」が入力されたと判定した場合には、モニタコントローラ６２を制御してモニタ６１に、ＭＣスタンバイスイッチ７６及びＭＣオン／オフスイッチ７７の操作をオペレータに促す画面（図示せず）を表示し、ＭＣスタンバイスイッチ７６及びＭＣオン／オフスイッチ７７を操作させ（ステップＳ２０９）、ＭＣスタンバイスイッチ７６及びＭＣオン／オフスイッチ７７が操作されたかどうかを判定する（ステップＳ２１０）。ステップＳ２１０での判定結果がＮＯの場合には、判定結果がＹＥＳになるまでステップＳ２０９の処理を繰り返す。
　ステップＳ２１０での判定結果がＹＥＳの場合、すなわち、ＭＣスタンバイスイッチ７６及びＭＣオン／オフスイッチ７７が操作された場合には、油圧ショベル１におけるマシンコントロールが有効となるので、モニタコントローラ６２を制御してモニタ６１の画面１５２（図２０）に、キャリブレーション姿勢制御処理のマシンコントロールを実行中であることをオペレータに報知する情報（例えば、「キャリブレーション姿勢制御動作中」の文字情報１５２ａ）を表示する（ステップＳ２１１）。
　続いて、パイロット圧１次圧センサ１１８～１２３の検出結果から被駆動部材（ブーム３１、アーム３３、バケット３５）が操作中であるかどうか、すなわち、操作レバー装置７２，７３，７４が操作中であるかどうかを判定し（ステップＳ２１２）。判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ２１２での判定結果がＹＥＳになるまで、ステップＳ２１２の処理を繰り返す。
　ステップＳ２１２の判定結果がＹＥＳの場合には、ブーム角度センサ６３、
アーム角度センサ６５、及びバケットシリンダストロークセンサ６７の検出結果からブーム角度、アーム角度、及びバケット角度の現在値を算出し（ステップＳ２１３）、ブーム３１、アーム３３、バケット３５のそれぞれについて、ブーム角度、アーム角度、バケット角度の現在値が、ステップＳ２０４～Ｓ２０７で呼び出したキャリブレーション姿勢に対応する角度目標値（姿勢情報）と等しいかどうかを判定する（ステップＳ２１４ａ，Ｓ２１４ｂ，Ｓ２１４ｃ）。
　ステップＳ２１４ａでの判定結果がＹＥＳの場合には、コントロールバルブ１０２によるバケットシリンダ３６への圧油の供給が遮断されるように電磁比例弁１０７～１１０を動作させる（ステップＳ２１５ａ）。また、ステップＳ２１４ａの判定結果がＮＯの場合、又は、ステップＳ２１５ａの処理が終了した場合には、ステップＳ２１６の処理に進む。
　同様に、ステップＳ２１４ｂでの判定結果がＹＥＳの場合には、コントロールバルブ１０１によるブームシリンダ３２への圧油の供給が遮断されるように電磁比例弁１０５，１０６を動作させる（ステップＳ２１５ｂ）。また、ステップＳ２１４ｂの判定結果がＮＯの場合、又は、ステップＳ２１５ｂの処理が終了した場合には、ステップＳ２１６の処理に進む。
　また、ステップＳ２１４ｃでの判定結果がＹＥＳの場合には、コントロールバルブ１００によるアームシリンダ３４への圧油の供給が遮断されるように電磁比例１０３，１０４を動作させる（ステップＳ２１５ｃ）。また、ステップＳ２１４ｃの判定結果がＮＯの場合、又は、ステップＳ２１５ｃの処理が終了した場合には、ステップＳ２１６の処理に進む。
　ステップＳ２１６では、ブーム３１、アーム３３、バケット３５の全てについて、ブーム角度、アーム角度、バケット角度の現在値が角度目標値と等しくなったかどうかを判定し（ステップＳ２１６）、判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ２１１～２１５ａ，Ｓ２１１～２１５ｂ，Ｓ２１１～２１５ｃの処理を繰り返す。また、ステップＳ２１６での判定結果がＹＥＳの場合には、モニタコントローラ６２を制御してモニタ６１の画面１５３（図２１）に、キャリブレーション姿勢制御処理が完了してフロント作業機３０がキャリブレーション姿勢となったことをオペレータに報知する情報（例えば、「キャリブレーション姿勢完了」の文字情報１５３ａ）を表示し（ステップＳ２１７）、処理を終了する。
　なお、本実施の形態においては、被駆動部材３１，３３，３５の姿勢情報（ブーム角度、アーム角度、バケット角度）の現在値が角度目標値と等しくなった場合に被駆動部材３１，３３，３５を駆動する油圧アクチュエータ３２，３４，３６の動作を停止する構成について説明したが、以下のような構成を併せて有することができる。
　例えば、各被駆動部材３１，３３，３５について、姿勢情報の現在値と角度目標値の差分が小さくなる方向にのみ油圧アクチュエータ３２，３４，３６を動作可能とし、大きくなる方向には油圧アクチュエータ３２，３４，３６が動作しないようにキャリブレーション姿勢制御処理を行うことができる。これにより、
　また、各被駆動部材３１，３３，３５について、姿勢情報と角度目標値の差分が小さくなるのに従って油圧アクチュエータ３２，３４，３６の動作速度が小さくなり、差分が０（ゼロ）になる、すなわち、姿勢情報の現在値が角度目標値と等しくなった場合に油圧アクチュエータ３２，３４，３６の動作を停止するようにキャリブレーション姿勢制御処理を行うことができる。
　また、本実施の形態においては、ブームシリンダ３２について、操作レバー装置７２から出力されるパイロット圧を減圧して油圧駆動部１０１ａに出力する電磁比例弁（ブーム下げ減速弁）１０５のみを配置し、操作レバー装置７２から油圧駆動部１０１ｂに導かれるパイロット圧を減圧する電磁比例弁（すなわち、ブーム上げ減速弁）については設けない構成とし、ブーム下げ動作においてのみキャリブレーション姿勢制御処理が有効となる場合を例示して示している。しかしながら、これに限られず、例えば、情報化施工コントローラ６０からの制御信号に基づいて操作レバー装置７２から出力されるパイロット圧を減圧して油圧駆動部１０１ｂに出力する電磁比例弁（すなわち、ブーム上げ減速弁）を配置し、被駆動部材３１，３３，３５の全ての駆動方向についてキャリブレーション姿勢制御処理を有効に行うことができるよう構成しても良い。
　ここで、本実施の形態におけるフロント作業機３０のキャリブレーション作業の一例を説明する。
　本実施の形態の油圧ショベル１のようなマシンコントロールを行う建設機械におけるキャリブレーション(校正)作業は、例えば、フロント作業機３０や車体（上部旋回体２０及び下部走行体１０）に設置された各姿勢センサ６３，６５，６７の検出値から演算されるバケット３５の例えばローカル座標系における爪先位置と油圧ショベル１の外部からの測定による爪先位置の差分を解消することにより行う。すなわち、予め規定された複数の姿勢（キャリブレーション姿勢）を各姿勢センサ６３，６５，６７の検出値に基づいて取り、このときのバケット３５の爪先位置と外部からの測定による爪先位置の差分を算出し、この差分が無くなるように各姿勢センサ６３，６５，６７の検出値を補正することによって、マシンコントロールにおける各姿勢センサ６３，６５，６７の検出値に基づく爪先位置の精度を担保することができる。
　なお、以下に示すキャリブレーション作業はあくまで一例であり、要求される施工精度等に応じてキャリブレーション姿勢の形状、姿勢数は適宜変更するものである。
　図２２は外部からの測定基準となるマーカの油圧ショベルへの取り付け位置を説明する側面図であり、図２３は外部からのマーカの測定の様子を示す上面図である。また、図２４～図２７は、キャリブレーション姿勢の例をそれぞれ示す図である。ここでは、説明の簡単のため、姿勢センサのうち、ブーム３１の姿勢センサ（ブーム角度センサ６３）に対するキャリブレーション作業を例示して説明する。
　（手順１）キャリブレーション作業では、まず、ブーム３１のブームピン３７の中心にマーカ３０１を、アームピン３８の中心にマーカ３０２をそれぞれ取り付ける。このとき、マーカ３０１及びマーカ３０２はフロント作業機３０の同一側面上に取り付ける（図２２参照）。
　（手順２）次に、フロント作業機３０の側面のマーカ３０１，３０２を視認できる位置にトータルステーション３０３を設置する（図２３参照）。
　（手順３）次に、フロント作業機３０に設置されたブーム角度センサ６３、アーム角度センサ６５、及びバケットシリンダストロークセンサ６７の検出値に基づいた角度（ブーム角度、アーム角度、バケット角度）に基づいてブーム３１、アーム３３、バケット３５を操作し、図２４に一例として示すキャリブレーション姿勢をとる。図２４に示すキャリブレーション姿勢は、アーム引きフル、バケット引きフル、ブーム上げフルの状態である。このとき、本願発明に係るキャリブレーション姿勢制御処理を行うことにより、フロント作業機３０を容易にキャリブレーション姿勢とすることができる。
　（手順４）次に、マーカ３０１の高さ３０４とマーカ３０２の高さ３０５をトータルステーション３０３を使用して測定する。
　（手順５）次に、マーカ３０１の高さ３０４とマーカ３０２の高さ３０５のトータルステーション３０３による測定値からマーカ３０１の高さ３０４とマーカ３０２の高さ３０５間の高さ３０６を算出する。
　（手順６）また、情報化施工コントローラ６０に記憶されているブーム３１の長さ３０７とマーカ３０１の高さ３０４とマーカ３０２の高さ３０５間の高さ３０６からブーム角度３０８を算出する。
　（手順７）次に、キャリブレーション角として、ブーム角度センサ６３の検出値と手順３で算出したブーム角度３０８の差を計算する。
　（手順８）手順３～７を他の複数の予め定めたキャリブレーション姿勢に対して行う。他の予め定めたキャリブレーション姿勢には例えば、下記のような姿勢がある。
　・アーム引きフル、バケット引きフル、ブーム角度：－４０度±３度となるようなキャリブレーション姿勢（図２５参照）。
　・アーム引きフル、バケット引きフル、ブーム角度：－２０度±３度となるようなキャリブレーション姿勢（図２６参照）。
　・アーム引きフル、バケット引きフルでブームを可能な限り下げたキャリブレーション姿勢（図２７参照）。
　（手順９）それぞれのキャリブレーション姿勢（図２５～図２７）で計算したキャリブレーション角の最小値と最大値の差が許容範囲内であればキャリブレーション作業の結果としては合格とする。許容範囲は例えば０．４度以内といった値が挙げられる。また、キャリブレーション角が許容範囲から外れる場合には、キャリブレーション角のうち最も外れた値を除去して再測定を行う。再測定を実施しても許容範囲内に入らない場合はブーム３１の長さ３０７を再測定のうえ再度キャリブレーション作業を行う。
　（手順１０）ブーム３１以外の被駆動部材（アーム３３、バケット３５）についてもブーム３１と同様の手順でキャリブレーション作業を実施する。
　次に上記の各実施の形態の特徴について説明する。
　（１）上記の実施の形態では、複数の被駆動部材（例えば、ブーム３１、アーム３３、バケット３５）を連結して構成された多関節型のフロント作業機３０と、操作信号に基づいて前記複数の被駆動部材をそれぞれ駆動する複数の油圧アクチュエータ（例えば、ブームシリンダ３２、アームシリンダ３４、バケットシリンダ３６）と、前記複数の油圧アクチュエータのうち操作者の所望する油圧アクチュエータに前記操作信号を出力する操作装置（例えば、操作レバー装置７２，７３，７４）と、前記複数の駆動部材の姿勢に関する姿勢情報をそれぞれ検出する複数の姿勢センサ（例えば、ブーム角度センサ６３、アーム角度センサ６５、バケットシリンダストロークセンサ６７）と、前記姿勢センサの検出結果と予め定めた条件とに基づいて前記フロント作業機を動作させるマシンコントロールを実行する制御装置（例えば、情報化施工コントローラ６０）とを備える建設機械（例えば、油圧ショベル１）において、前記制御装置は、前記姿勢センサのキャリブレーションを行うために予め定めた前記フロント作業機の少なくとも１つのキャリブレーション姿勢を記憶するキャリブレーション姿勢記憶部６０ａと、前記キャリブレーション姿勢における前記姿勢センサの検出目標値と前記姿勢センサの検出値とが等しくなった場合に前記油圧アクチュエータを停止させるように前記マシンコントロールを実行するキャリブレーション姿勢制御部６０ｂとを有するものとした。
　従来技術のように、オペレータがモニタ上の表示を見ながらブーム、アーム、及びバケットを操作することでフロント作業機がキャリブレーションを行うための規定の姿勢（キャリブレーション姿勢）となるように合わせ込む作業を行う場合において、キャリブレーション姿勢はフロント作業機の各部の角度について厳密な調整が必要であり、オペレータは各アクチュエータの操作の積み上げることで規定の姿勢を形作ることとなるため、フロント作業機を規定の姿勢に調整するのに時間がかかってしまい、作業工数増加の一因となっていた。
　これに対して本実施の形態においては、オペレータによる操作の負担を低減しつつ、オペレータが要求する作業でのみ適切に力や速度を増加させることができ、作業時の力や作業速度の無駄な増加を抑制することができる。
　（２）また、上記の実施の形態では、（１）の建設機械において、前記キャリブレーション姿勢記憶部は、予め定めた複数のキャリブレーション姿勢を記憶し、前記キャリブレーション姿勢制御部は、前記キャリブレーション姿勢記憶部に記憶した複数のキャリブレーション姿勢から１つのキャリブレーション姿勢を選択的に設定するものとした。
　（３）また、上記の実施の形態では、（１）の建設機械において、前記複数の姿勢センサは、前記フロント作業機における被駆動部材の連結部分に設けられる角度センサ、前記油圧アクチュエータに設けられるストロークセンサ、及び、前記被駆動部材に設けられる傾斜センサの少なくとも何れか一種であるものとした。
　＜付記＞
　なお、上記の実施の形態においては、エンジン等の原動機で油圧ポンプを駆動する一般的な油圧ショベルを例に挙げて説明したが、油圧ポンプをエンジン及びモータで駆動するハイブリッド式の油圧ショベルや、油圧ポンプをモータのみで駆動する電動式の油圧ショベル等にも本発明が適用可能であることは言うまでもない。
　また、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内の様々な変形例や組み合わせが含まれる。また、本発明は、上記の実施の形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず、その構成の一部を削除したものも含まれる。また、上記の各構成、機能等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。
　１…油圧ショベル、１０…下部走行体、１１ａ，１１ｂ…クローラ、１２ａ，１２ｂ…クローラフレーム、１３ａ，１３ｂ…走行油圧モータ、２０…上部旋回体、２１…旋回フレーム、２２…エンジン、３０…フロント作業機、３１…ブーム、３２…ブームシリンダ、３３…アーム、３４…アームシリンダ、３５…バケット、３６…バケットシリンダ、３７…ブームピン、３８…アームピン、３９…バケットピン、４０…油圧回路システム、４１…メイン油圧ポンプ、４２…パイロット油圧ポンプ、６０…情報化施工コントローラ、６０ａ…キャリブレーション姿勢記憶部、６０ｂ…キャリブレーション姿勢制御部、６０ｃ…マシンコントロール制御部、６１…モニタ（表示装置）、６２…モニタコントローラ、６３…ブーム角度センサ、６４…ブーム角度センサレバー、６５…アーム角度センサ、６６…アーム角度センサレバー、６７…バケットシリンダストロークセンサ、６８…車体傾斜センサ、７０…運転席、７１…ゲートロックレバー、７２～７４…操作レバー装置、７２ａ～７４ａ…操作レバー、７５…画面切換・決定スイッチ、７６…スタンバイスイッチ、７７…オフスイッチ、７８…テンキー、７９…スイッチ、８０…スイッチパネル、９０，９１…走行レバー、９０ａ，９１ａ…走行ペダル、１００～１０２…コントロールバルブ、１００ａ，１００ｂ，１０１ａ，１０１ｂ，１０２ａ，１０２ｂ…受圧部（油圧駆動部）、１０３～１１０…電磁比例弁、１１１～１１３…シャトル弁、１１８～１２３…１次圧センサ、１２４１２９…２次圧センサ、１３０…ＭＣオン／オフ電磁弁、１３１…ＭＣ油圧遮断弁、１３７…遮断弁出口圧センサ、１３８…ゲートロック弁、１４０…メニュー画面、１４１…姿勢入力画面、１４２…姿勢番号指定画面、１４３…姿勢目標値入力画面、１４４…画面、１４５…キャリブレーション姿勢削除画面、１４６…画面、１５０…姿勢番号指定画面、１５１～１５３…画面、１７０…運転室、３０１，３０２…マーカ、３０３…トータルステーション

Claims (3)

  1. 　複数の被駆動部材を連結して構成された多関節型のフロント作業機と、
    　操作信号に基づいて前記複数の被駆動部材をそれぞれ駆動する複数の油圧アクチュエータと、
    　前記複数の油圧アクチュエータのうち操作者の所望する油圧アクチュエータに前記操作信号を出力する操作装置と、
    　前記複数の駆動部材の姿勢に関する姿勢情報をそれぞれ検出する複数の姿勢センサと、
    　前記姿勢センサの検出結果と予め定めた条件とに基づいて前記フロント作業機を動作させるマシンコントロールを実行する制御装置とを備える建設機械において、
    　前記制御装置は、
    　前記姿勢センサのキャリブレーションを行うために予め定めた前記フロント作業機の少なくとも１つのキャリブレーション姿勢を記憶するキャリブレーション姿勢記憶部と、
    　前記キャリブレーション姿勢における前記姿勢センサの検出目標値と前記姿勢センサの検出値とが等しくなった場合に前記油圧アクチュエータを停止させるように前記マシンコントロールを実行するキャリブレーション姿勢制御部と
    を有することを特徴とする建設機械。
  2. 　請求項１記載の建設機械において、
    　前記キャリブレーション姿勢記憶部は、予め定めた複数のキャリブレーション姿勢を記憶し、
    　前記キャリブレーション姿勢制御部は、前記キャリブレーション姿勢記憶部に記憶した複数のキャリブレーション姿勢から１つのキャリブレーション姿勢を選択的に設定することを特徴とする建設機械。
  3. 　請求項１記載の建設機械において、
    　前記複数の姿勢センサは、前記フロント作業機における被駆動部材の連結部分に設けられる角度センサ、前記油圧アクチュエータに設けられるストロークセンサ、及び、前記被駆動部材に設けられる傾斜センサの少なくとも何れか一種であることを特徴とする建設機械。
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