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JP7683286B2 - Working System - Google Patents
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Description

本発明は、アタッチメントに自動的に作業を行わせるための作業システムに関する。 The present invention relates to a work system for making an attachment perform work automatically.

例えば特許文献1などに、アタッチメントを有するショベルが記載されている。同文献の請求項1には「ショベルが相対的に安定性の低い姿勢になる可能性がある状態」などの条件が満たされた場合に、「操作装置を用いた前記アクチュエータの操作を制限する」と記載されている。 For example, Patent Document 1 describes a shovel with an attachment. Claim 1 of the document states that when a condition such as "a state in which the shovel may be in a relatively unstable position" is met, "the operation of the actuator using the operating device is restricted."

特開2020-158998号公報JP 2020-158998 A

同文献に記載の技術では、所定の条件が満たされた場合に、アタッチメント(同文献ではブーム、アーム、バケット)の操作が制限される。アタッチメントの操作が制限されると、アタッチメントによる作業対象物に対する作業の効率が悪化する。 In the technology described in the document, when certain conditions are met, the operation of the attachment (in the document, this refers to the boom, arm, and bucket) is restricted. When the operation of the attachment is restricted, the efficiency of the work performed on the work object by the attachment decreases.

そこで、本発明は、アタッチメントによる作業対象物に対する作業の効率を向上させることができる作業システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention aims to provide a work system that can improve the efficiency of work performed on work objects using attachments.

作業システムは、下部本体と、上部旋回体と、アタッチメントと、作業制御部と、接触判定部と、を備える。前記上部旋回体は、前記下部本体に旋回可能に搭載される。前記アタッチメントは、前記上部旋回体に取り付けられ、作業対象物に対する作業を行う。前記作業制御部は、前記アタッチメントを自動的に作動させる制御を行う。前記接触判定部は、特定の移動開始位置から、前記作業対象物に対する作業の開始位置である作業開始位置に向かって、前記アタッチメントの先端部が移動している途中で、前記アタッチメントが前記作業対象物に接触した接触状態になったか否かを判定する。前記作業制御部は、前記接触状態であると前記接触判定部に判定されることなく前記移動開始位置から前記作業開始位置に前記アタッチメントの先端部が移動した場合、前記作業開始位置で前記アタッチメントに作業を開始させる。前記作業制御部は、前記接触状態であると前記接触判定部に判定された場合、前記接触状態であると判定されたときの前記アタッチメントの位置で、前記アタッチメントに作業を開始させる。 The work system includes a lower body, an upper rotating body, an attachment, a work control unit, and a contact determination unit. The upper rotating body is mounted on the lower body so as to be rotatable. The attachment is attached to the upper rotating body and performs work on a work object. The work control unit controls the attachment to automatically operate. The contact determination unit determines whether the attachment has come into contact with the work object while the tip of the attachment is moving from a specific movement start position toward a work start position, which is a start position of work on the work object. When the tip of the attachment moves from the movement start position to the work start position without being determined to be in the contact state by the contact determination unit, the work control unit causes the attachment to start work at the work start position. When the contact determination unit determines to be in the contact state, the work control unit causes the attachment to start work at the position of the attachment when it was determined to be in the contact state.

上記構成により、アタッチメントによる作業対象物に対する作業の効率を向上させることができる。 The above configuration improves the efficiency of work performed on the work object using the attachment.

作業システム1の作業機械10などを横から見た図である。FIG. 2 is a side view of the work machine 10 and other components of the work system 1. 図1に示す作業システム1のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of the working system 1 shown in FIG. 図2に示すコントローラ30の処理を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing a process of a controller 30 shown in FIG. 2 . 図1に示すアタッチメント15が前後方向Xに移動する場合の作業機械10などを横から見た図である。2 is a side view of the work machine 10 when the attachment 15 shown in FIG. 1 moves in the forward/rearward direction X. FIG. 図1に示すアタッチメント15が旋回方向θに移動する場合の作業機械10などを上から見た図である。2 is a top view of the work machine 10 and the like when the attachment 15 shown in FIG. 1 moves in a swing direction θ.

図1~図5を参照して、作業システム1について説明する。 The work system 1 will be described with reference to Figures 1 to 5.

作業システム1は、図1に示すように、作業対象物Oに対する作業を行うためのシステムである。作業システム1は、作業機械10と、撮像装置21と、図2に示す姿勢検出部23と、アタッチメント速度センサ25と、アタッチメント負荷センサ27と、コントローラ30と、を備える。 As shown in FIG. 1, the work system 1 is a system for performing work on a work object O. The work system 1 includes a work machine 10, an imaging device 21, an attitude detection unit 23 shown in FIG. 2, an attachment speed sensor 25, an attachment load sensor 27, and a controller 30.

作業機械10は、図1に示すように、作業を行う機械であり、例えば建設作業を行う建設機械であり、例えばショベルである。作業機械10は、作業対象物Oに対する作業を行う。作業対象物Oは、例えば、土砂でもよく、砕石でもよく、廃棄物でもよい。作業対象物Oは、例えば、山形状(例えば土砂山)でもよく、地面Gに配置されてもよく(図4参照)、ピットP内に(壁Pwに囲まれるように)配置されてもよい。作業機械10は、下部走行体11(下部本体)と、上部旋回体13と、アタッチメント15と、駆動部17と、を備える。 As shown in FIG. 1, the work machine 10 is a machine that performs work, such as a construction machine that performs construction work, such as a shovel. The work machine 10 performs work on a work object O. The work object O may be, for example, soil or sand, crushed stone, or waste. The work object O may be, for example, in the shape of a mountain (e.g., a pile of soil and sand), and may be placed on the ground G (see FIG. 4), or may be placed in a pit P (surrounded by a wall Pw). The work machine 10 comprises a lower traveling body 11 (lower main body), an upper rotating body 13, an attachment 15, and a drive unit 17.

下部走行体11(下部本体)は、作業機械10を走行させる。下部走行体11は、例えばクローラを備える。 The lower running structure 11 (lower body) allows the work machine 10 to travel. The lower running structure 11 is equipped with, for example, crawlers.

上部旋回体13は、下部走行体11に旋回可能に搭載される。上部旋回体13には、アタッチメント15が取り付けられる。上部旋回体13は、運転室13aと、カウンタウエイト13bと、を備える。運転室13aは、操作者が作業機械10の操作をすることが可能な部分である。作業機械10は、操作者に操作されなくてもよく、コントローラ30(図2参照)により自動的に操作される場合がある。カウンタウエイト13bは、作業機械10の前後方向Xのバランスをとるためのおもりである。 The upper rotating body 13 is mounted on the lower traveling body 11 so as to be able to rotate. An attachment 15 is attached to the upper rotating body 13. The upper rotating body 13 includes a cab 13a and a counterweight 13b. The cab 13a is a portion where an operator can operate the work machine 10. The work machine 10 does not have to be operated by an operator, and may be automatically operated by a controller 30 (see FIG. 2). The counterweight 13b is a weight for balancing the work machine 10 in the fore-and-aft direction X.

(作業機械10に関する方向の定義)
下部走行体11に対する上部旋回体13の旋回の回転軸(旋回中心13o(図5参照))が延びる方向を、上下方向Zとする。上下方向Zにおいて、下部走行体11から上部旋回体13に向かう側(向き)を上側Z1とし、その逆側を下側Z2とする。図5に示すように、上下方向Zから見たときにアタッチメント15が延びる方向(上部旋回体13に対してアタッチメント15が突出する方向)を、前後方向Xとする。前後方向Xにおいて、カウンタウエイト13bから、上部旋回体13へのアタッチメント15の取付部に向かう側を、「前側」とする。前後方向Xにおいて、上部旋回体13から前側を見たときの、上部旋回体13から遠い側を奥側X1とし、上部旋回体13に近い側を手前側X2とする。下部走行体11に対する上部旋回体13の旋回の方向(旋回中心13oを中心とする方向)を、旋回方向θとする。
Direction Definitions for Work Machine 10
The direction in which the axis of rotation (center of rotation 13o (see FIG. 5)) of the upper rotating body 13 relative to the lower running body 11 extends is defined as the up-down direction Z. In the up-down direction Z, the side (direction) from the lower running body 11 toward the upper rotating body 13 is defined as the upper side Z1, and the opposite side is defined as the lower side Z2. As shown in FIG. 5, the direction in which the attachment 15 extends when viewed from the up-down direction Z (the direction in which the attachment 15 protrudes relative to the upper rotating body 13) is defined as the front-to-rear direction X. In the front-to-rear direction X, the side from the counterweight 13b toward the mounting portion of the attachment 15 to the upper rotating body 13 is defined as the "front side". In the front-to-rear direction X, when viewed from the upper rotating body 13 to the front side, the side farther from the upper rotating body 13 is defined as the rear side X1, and the side closer to the upper rotating body 13 is defined as the front side X2. The direction of rotation of the upper rotating body 13 relative to the lower traveling body 11 (the direction about the rotation center 13o) is defined as a rotation direction θ.

アタッチメント15は、図1に示すように、上部旋回体13に取り付けられ、作業対象物Oに対して作業を行う部分である。アタッチメント15は、ブーム15aと、アーム15bと、先端アタッチメント15cと、を備える。ブーム15aは、上部旋回体13に起伏可能(上下方向に回転可能)に取り付けられる。アーム15bは、ブーム15aに対して回転可能に取り付けられる。先端アタッチメント15cは、作業対象物Oに対する作業を行う部分である。先端アタッチメント15cは、アタッチメント15の先端部に設けられ、アーム15bに回転可能に取り付けられる。先端アタッチメント15cは、例えば土砂をすくう(掘削する)バケットでもよく、物を挟む装置(グラップルなど)でもよく、破砕や掘削などを行う装置(ブレーカなど)でもよい。先端アタッチメント15cの先端部(アタッチメント15の先端部)を、アタッチメント先端部15tとする。 Attachment 15 is attached to upper rotating body 13 as shown in FIG. 1, and is a part that performs work on work object O. Attachment 15 includes boom 15a, arm 15b, and tip attachment 15c. Boom 15a is attached to upper rotating body 13 so that it can be raised and lowered (rotated up and down). Arm 15b is rotatably attached to boom 15a. Tip attachment 15c is a part that performs work on work object O. Tip attachment 15c is provided at the tip of attachment 15 and rotatably attached to arm 15b. Tip attachment 15c may be, for example, a bucket for scooping (excavating) soil and sand, a device for clamping objects (such as a grapple), or a device for crushing, excavating, etc. (such as a breaker). The tip of tip attachment 15c (tip of attachment 15) is called attachment tip 15t.

駆動部17は、作業機械10を駆動させる。駆動部17は、例えば油圧アクチュエータを備えてもよく、電動アクチュエータを備えてもよい。上記「アクチュエータ」は、例えば伸縮可能なシリンダでもよく、モータでもよい。具体的には例えば、駆動部17は、ブームシリンダ17aと、アームシリンダ17bと、先端アタッチメントシリンダ17cと、旋回モータ17d(図2参照)と、を備える。ブームシリンダ17aは、上部旋回体13に対してブーム15aを起伏させるシリンダ(例えば油圧シリンダ)である。アームシリンダ17bは、ブーム15aに対してアーム15bを回転させるシリンダ(例えば油圧シリンダ)である。先端アタッチメントシリンダ17cは、アーム15bに対して先端アタッチメント15cを回転させるシリンダ(例えば油圧シリンダ)である。図2では、先端アタッチメントシリンダ17cを「先端ATTシリンダ」と記載した。旋回モータ17dは、図1に示す下部走行体11に対して上部旋回体13を旋回させるモータ(例えば油圧モータ、または電動モータ)である。旋回モータ17d(図2参照)は、図5に示す旋回中心13oを中心に、下部走行体11に対して上部旋回体13を旋回させる。その結果、旋回モータ17dは、旋回中心13oを中心に、下部走行体11に対してアタッチメント15を旋回させる。 The drive unit 17 drives the work machine 10. The drive unit 17 may be equipped with, for example, a hydraulic actuator or an electric actuator. The above-mentioned "actuator" may be, for example, an extendable cylinder or a motor. Specifically, for example, the drive unit 17 includes a boom cylinder 17a, an arm cylinder 17b, a tip attachment cylinder 17c, and a rotation motor 17d (see FIG. 2). The boom cylinder 17a is a cylinder (for example, a hydraulic cylinder) that raises and lowers the boom 15a relative to the upper rotating body 13. The arm cylinder 17b is a cylinder (for example, a hydraulic cylinder) that rotates the arm 15b relative to the boom 15a. The tip attachment cylinder 17c is a cylinder (for example, a hydraulic cylinder) that rotates the tip attachment 15c relative to the arm 15b. In FIG. 2, the tip attachment cylinder 17c is described as a "tip ATT cylinder." The slewing motor 17d is a motor (e.g., a hydraulic motor or an electric motor) that rotates the upper rotating body 13 relative to the lower traveling body 11 shown in FIG. 1. The slewing motor 17d (see FIG. 2) rotates the upper rotating body 13 relative to the lower traveling body 11 around the rotation center 13o shown in FIG. 5. As a result, the slewing motor 17d rotates the attachment 15 relative to the lower traveling body 11 around the rotation center 13o.

撮像装置21は、図1に示すように、撮像対象物の、位置および形状の三次元情報を検出する。上記「撮像対象物」は、作業対象物O、および作業対象物Oの周辺物の少なくともいずれかである。撮像装置21は、距離の情報(奥行きの情報)を有する画像(距離画像)を取得する。撮像装置21は、距離画像と二次元画像とに基づいて、撮像対象物の三次元情報を検出してもよい。撮像装置21は、1つのみ設けられてもよく、複数設けられてもよい。撮像装置21は、作業機械10に搭載されてもよく、作業機械10の外部(例えば作業現場)に配置されてもよい。作業機械10に搭載されても、作業機械10の外部に配置されてもよい点は、図2に示す姿勢検出部23、アタッチメント速度センサ25、およびコントローラ30についても同様である。 As shown in FIG. 1, the imaging device 21 detects three-dimensional information of the position and shape of the imaging object. The above-mentioned "imaging object" is at least one of the work object O and the surrounding object of the work object O. The imaging device 21 acquires an image (distance image) having distance information (depth information). The imaging device 21 may detect three-dimensional information of the imaging object based on the distance image and the two-dimensional image. Only one imaging device 21 may be provided, or multiple imaging devices 21 may be provided. The imaging device 21 may be mounted on the work machine 10 or may be disposed outside the work machine 10 (e.g., at the work site). The same applies to the attitude detection unit 23, attachment speed sensor 25, and controller 30 shown in FIG. 2 in that they may be mounted on the work machine 10 or disposed outside the work machine 10.

この撮像装置21(図1参照)は、レーザー光を用いて三次元の情報を検出する装置を備えてもよい。撮像装置21は、例えばLiDAR(Light Detection and RangingまたはLaser Imaging Detection and Ranging)を備えてもよく、TOF(Time Of Flight)センサを備えてもよい。撮像装置21は、電波を用いて三次元の情報を検出する装置(例えばミリ波レーダなど)を備えてもよい。撮像装置21は、ステレオカメラを備えてもよい。撮像装置21が三次元の情報と二次元の情報とに基づいて撮像対象物の三次元の位置および形状を検出する場合などには、撮像装置21は、二次元の画像を検出可能なカメラを備えてもよい。 The imaging device 21 (see FIG. 1) may include a device that detects three-dimensional information using laser light. The imaging device 21 may include, for example, LiDAR (Light Detection and Ranging or Laser Imaging Detection and Ranging), or a TOF (Time Of Flight) sensor. The imaging device 21 may include a device that detects three-dimensional information using radio waves (such as a millimeter wave radar). The imaging device 21 may include a stereo camera. In cases where the imaging device 21 detects the three-dimensional position and shape of an object to be imaged based on three-dimensional information and two-dimensional information, the imaging device 21 may include a camera that can detect two-dimensional images.

姿勢検出部23は、作業機械10(図1参照)の姿勢を検出する。姿勢検出部23は、ブームセンサ23aと、アームセンサ23bと、先端アタッチメントセンサ23c(図2では先端ATTセンサ)と、旋回センサ23dと、を備える。 The posture detection unit 23 detects the posture of the work machine 10 (see FIG. 1). The posture detection unit 23 includes a boom sensor 23a, an arm sensor 23b, a tip attachment sensor 23c (a tip ATT sensor in FIG. 2), and a rotation sensor 23d.

ブームセンサ23aは、図1に示す上部旋回体13に対するブーム15aの回転角度(起伏角度)を検出する。ブームセンサ23a(図2参照)は、上部旋回体13に対するブーム15aの回転軸に取り付けられる角度センサを備えてもよい。ブームセンサ23aは、地面Gなどに対するブーム15aの傾斜角度を検出する傾斜センサを備えてもよい。ブームセンサ23aは、ブームシリンダ17aのストローク位置(シリンダチューブに対するシリンダロッドの位置)を検出するストロークセンサを備えてもよい。ブームセンサ23aは、二次元画像または距離画像に基づいてブーム15aの姿勢を検出するもの(画像に基づく検出を行うもの)でもよい。この場合、二次元画像または距離画像は、撮像装置21により撮像されてもよい。 The boom sensor 23a detects the rotation angle (raising and lowering angle) of the boom 15a relative to the upper rotating body 13 shown in FIG. 1. The boom sensor 23a (see FIG. 2) may include an angle sensor attached to the rotation axis of the boom 15a relative to the upper rotating body 13. The boom sensor 23a may include an inclination sensor that detects the inclination angle of the boom 15a relative to the ground G or the like. The boom sensor 23a may include a stroke sensor that detects the stroke position of the boom cylinder 17a (the position of the cylinder rod relative to the cylinder tube). The boom sensor 23a may detect the attitude of the boom 15a based on a two-dimensional image or a distance image (performs image-based detection). In this case, the two-dimensional image or the distance image may be captured by the imaging device 21.

アームセンサ23b(図2参照)は、ブーム15aに対するアーム15bの回転角度を検出する。アームセンサ23bは、角度センサを備えてもよく、傾斜センサを備えてもよく、ストロークセンサを備えてもよく、画像に基づく検出を行うものでもよい(先端アタッチメントセンサ23c(図2参照)も同様)。先端アタッチメントセンサ23cは、アーム15bに対する先端アタッチメント15cの回転角度を検出する。旋回センサ23dは、下部走行体11に対する上部旋回体13の旋回の角度(旋回方向θ)を検出する。旋回センサ23dは、角度センサを備えてもよく、画像に基づく検出を行うものでもよい。 The arm sensor 23b (see FIG. 2) detects the rotation angle of the arm 15b relative to the boom 15a. The arm sensor 23b may be equipped with an angle sensor, a tilt sensor, a stroke sensor, or may perform detection based on an image (the same applies to the tip attachment sensor 23c (see FIG. 2)). The tip attachment sensor 23c detects the rotation angle of the tip attachment 15c relative to the arm 15b. The rotation sensor 23d detects the rotation angle (rotation direction θ) of the upper rotating body 13 relative to the lower running body 11. The rotation sensor 23d may be equipped with an angle sensor, or may perform detection based on an image.

アタッチメント速度センサ25(図2参照)は、アタッチメント15の作動速度を検出する。例えば、アタッチメント速度センサ25は、姿勢検出部23(図2参照)と兼用されてもよい。例えば、アタッチメント速度センサ25は、姿勢検出部23によるアタッチメント15の姿勢の検出結果(例えば角度など)を、アタッチメント15の作動速度に変換してもよい。具体的には例えば、アタッチメント速度センサ25は、ブームセンサ23a(図2参照)に検出された、上部旋回体13に対するブーム15aの起伏角度を、上部旋回体13に対するブーム15aの回転速度(角速度)に変換してもよい。例えば、アタッチメント速度センサ25は、ブームシリンダ17aのストローク位置を、ブームシリンダ17aのストローク速度に変換してもよい。そして、アタッチメント速度センサ25は、ブームシリンダ17aの速度を、上部旋回体13に対するブーム15aの回転速度に変換してもよい。アーム15bの作動速度、および先端アタッチメント15cの作動速度についても、角度やストロークが、速度に変換されてもよい。下部走行体11に対する上部旋回体13の旋回速度(すなわちアタッチメント15の旋回速度)についても、旋回角度が旋回速度に変換されてもよい。なお、アタッチメント速度センサ25は、姿勢検出部23と兼用されなくてもよく、姿勢検出部23による検出結果を用いずにアタッチメント15の作動速度を検出してもよい。 The attachment speed sensor 25 (see FIG. 2) detects the operating speed of the attachment 15. For example, the attachment speed sensor 25 may be used in combination with the posture detection unit 23 (see FIG. 2). For example, the attachment speed sensor 25 may convert the detection result (e.g., angle, etc.) of the posture of the attachment 15 by the posture detection unit 23 into the operating speed of the attachment 15. Specifically, for example, the attachment speed sensor 25 may convert the hoisting angle of the boom 15a relative to the upper rotating body 13 detected by the boom sensor 23a (see FIG. 2) into the rotational speed (angular velocity) of the boom 15a relative to the upper rotating body 13. For example, the attachment speed sensor 25 may convert the stroke position of the boom cylinder 17a into the stroke speed of the boom cylinder 17a. And the attachment speed sensor 25 may convert the speed of the boom cylinder 17a into the rotational speed of the boom 15a relative to the upper rotating body 13. For the operating speed of the arm 15b and the tip attachment 15c, the angle and stroke may be converted to speed. For the rotation speed of the upper rotating body 13 relative to the lower running body 11 (i.e., the rotation speed of the attachment 15), the rotation angle may be converted to rotation speed. Note that the attachment speed sensor 25 does not have to be used as the posture detection unit 23, and the operating speed of the attachment 15 may be detected without using the detection result by the posture detection unit 23.

アタッチメント負荷センサ27(図2参照)は、アタッチメント15に作用する上下方向Zの負荷を検出する。アタッチメント負荷センサ27は、ブーム15a、アーム15b、および先端アタッチメント15cの少なくともいずれかに作用する上下方向Zの負荷を検出する。具体的には例えば、アタッチメント負荷センサ27は、ブーム15aに作用する上下方向Zの負荷を検出する場合、ブームシリンダ17aを作動させる作動油の油圧を検出してもよい。 The attachment load sensor 27 (see FIG. 2) detects the load in the vertical direction Z acting on the attachment 15. The attachment load sensor 27 detects the load in the vertical direction Z acting on at least one of the boom 15a, the arm 15b, and the tip attachment 15c. Specifically, for example, when detecting the load in the vertical direction Z acting on the boom 15a, the attachment load sensor 27 may detect the oil pressure of the hydraulic oil that operates the boom cylinder 17a.

コントローラ30(図2参照)は、信号の入出力、演算(処理)、情報の記憶などを行う。例えば、図2に示すコントローラ30は、撮像装置21(図1参照)、姿勢検出部23、アタッチメント速度センサ25、およびアタッチメント負荷センサ27から検出結果を受信する。例えば、コントローラ30は、駆動部17を駆動させるための信号を出力する。コントローラ30は、接触判定部31と、作業制御部33と、を備える。 The controller 30 (see FIG. 2) performs signal input/output, calculations (processing), information storage, etc. For example, the controller 30 shown in FIG. 2 receives detection results from the imaging device 21 (see FIG. 1), the attitude detection unit 23, the attachment speed sensor 25, and the attachment load sensor 27. For example, the controller 30 outputs a signal for driving the drive unit 17. The controller 30 includes a contact determination unit 31 and a work control unit 33.

接触判定部31は、後述する接触状態であるか否かの判定を行う。作業制御部33は、作業機械10を自動的に作動させる。作業制御部33は、アタッチメント15(図1参照)を自動的に作動させる制御を行う。作業制御部33は、ブームシリンダ17a、アームシリンダ17b、先端アタッチメントシリンダ17c、および旋回モータ17dのそれぞれを制御する。 The contact determination unit 31 determines whether or not a contact state, which will be described later, exists. The work control unit 33 automatically operates the work machine 10. The work control unit 33 controls the automatic operation of the attachment 15 (see FIG. 1). The work control unit 33 controls each of the boom cylinder 17a, arm cylinder 17b, tip attachment cylinder 17c, and swing motor 17d.

(作業システム1の作動の概要)
作業システム1は、次のように作動するように構成される。コントローラ30(図2参照)が、作業機械10を制御(自動運転)し、アタッチメント15に作業を行わせる。このときのアタッチメント15の作動の具体例は、次の通りである。
(Overview of Operation of Working System 1)
The working system 1 is configured to operate as follows: The controller 30 (see FIG. 2) controls (automatically drives) the working machine 10 and causes the attachment 15 to perform work. A specific example of the operation of the attachment 15 at this time is as follows.

アタッチメント15が、作業対象物Oに対する作業(例えば掘削)を行い、先端アタッチメント15cが、作業対象物Oを運搬可能な状態(例えばすくった状態、把持した状態など)になる。この状態で、アタッチメント15が、作業対象物Oを所定位置に運搬する。具体的には例えば、アタッチメント15が、作業対象物Oを持ち上げるとともに、上部旋回体13が、旋回を行う(作業機械10が持ち上げ旋回を行う)。次に、アタッチメント15が、図示しない積込対象物(例えば運搬車両の荷台など)の上方で作業対象物Oを解放(例えば排土)する。次に、先端アタッチメント15c(さらに詳しくはアタッチメント先端部15t)が、作業対象物Oに対する作業を行う予定位置(作業開始位置P3)に移動する。この移動のとき、例えば、上部旋回体13が、旋回(復帰旋回)を行うとともに、先端アタッチメント15cの高さ(上下方向Zの位置)が変えられる。このように、作業機械10では、例えば、作業、持ち上げ旋回、解放、および復帰旋回の一連の作動が繰り返される。なお、上記の作業機械10の作動は一例であり、作業機械10の作動は様々に行われ得る。 The attachment 15 performs work on the work object O (e.g., excavation), and the tip attachment 15c is in a state in which it can transport the work object O (e.g., scooped or gripped). In this state, the attachment 15 transports the work object O to a predetermined position. Specifically, for example, the attachment 15 lifts the work object O, and the upper rotating body 13 rotates (the work machine 10 lifts and rotates). Next, the attachment 15 releases (e.g., dumps) the work object O above a loading object (e.g., the bed of a transport vehicle) not shown. Next, the tip attachment 15c (more specifically, the tip of the attachment 15t) moves to a planned position (work start position P3) where work on the work object O is to be performed. During this movement, for example, the upper rotating body 13 rotates (return rotation), and the height (position in the vertical direction Z) of the tip attachment 15c is changed. In this way, the work machine 10 repeats a series of operations, for example, work, lifting and swinging, release, and return swing. Note that the above-described operation of the work machine 10 is an example, and the work machine 10 can be operated in various ways.

(アタッチメント先端部15tの移動)
作業制御部33(図2参照)は、移動開始位置P1から作業開始位置P3にアタッチメント先端部15tが移動するように、作業機械10の作動の制御を行う。
(Movement of attachment tip 15t)
The work control unit 33 (see FIG. 2) controls the operation of the work machine 10 so that the attachment tip 15t moves from the movement start position P1 to the work start position P3.

移動開始位置P1は、コントローラ30(例えば接触判定部31)(図2参照)に設定された特定の位置である。移動開始位置P1は、接触判定部31による判定(後述)が行われるときの、アタッチメント先端部15tの移動の開始位置である。例えば、移動開始位置P1は、上記の復帰旋回におけるアタッチメント先端部15tの軌跡上のある位置でもよく(図5参照)、復帰旋回の開始時のアタッチメント先端部15tの位置でもよい。図5に示すように、移動開始位置P1は、先端アタッチメント15cによる作業が行われる範囲(作業対象エリアOa)の内と外との境界と重なる点でもよい。例えば、先端アタッチメント15cによる作業は、作業対象エリアOaの少なくとも一部で行われる。 The movement start position P1 is a specific position set in the controller 30 (e.g., the contact determination unit 31) (see FIG. 2). The movement start position P1 is the start position of the movement of the attachment tip 15t when the contact determination unit 31 makes a determination (described later). For example, the movement start position P1 may be a position on the trajectory of the attachment tip 15t in the return rotation described above (see FIG. 5), or may be the position of the attachment tip 15t at the start of the return rotation. As shown in FIG. 5, the movement start position P1 may be a point that overlaps with the boundary between the inside and outside of the range (work target area Oa) in which work is performed by the tip attachment 15c. For example, work by the tip attachment 15c is performed in at least a part of the work target area Oa.

作業開始位置P3は、図1に示す先端アタッチメント15cによる作業対象物Oに対する作業(例えば掘削)が開始されるときの、アタッチメント先端部15tの位置である。作業開始位置P3は、例えばコントローラ30(図2参照)により自動的に設定されてもよい。具体的には、作業開始位置P3は、撮像装置21に撮像された距離画像に基づいて、コントローラ30により自動的に設定されてもよい。作業開始位置P3の高さは、操作者によるアタッチメント15でのティーチング(教示)によって設定されてもよい。作業開始位置P3の高さは、作業者による携帯情報端末(例えばタブレット、スマートフォンなど)への入力(例えば数値入力)によって設定されてもよい。作業開始位置P3と同様に、移動開始位置P1についても、コントローラ30により自動的に設定されてもよく、アタッチメント15でのティーチングによって設定されてもよく、携帯情報端末への入力によって設定されてもよい。 The work start position P3 is the position of the attachment tip 15t when the tip attachment 15c shown in FIG. 1 starts working on the work object O (e.g., excavation). The work start position P3 may be automatically set by the controller 30 (see FIG. 2), for example. Specifically, the work start position P3 may be automatically set by the controller 30 based on a distance image captured by the imaging device 21. The height of the work start position P3 may be set by the operator teaching the attachment 15. The height of the work start position P3 may be set by the operator inputting (e.g., numerical input) into a mobile information terminal (e.g., a tablet, a smartphone, etc.). As with the work start position P3, the movement start position P1 may also be automatically set by the controller 30, may be set by teaching the attachment 15, or may be set by inputting into a mobile information terminal.

(アタッチメント15と作業対象物Oとの接触)
移動開始位置P1と作業開始位置P3との間に作業対象物Oが存在する場合が想定される。この場合、アタッチメント先端部15tが移動開始位置P1から作業開始位置P3に移動しているときに、アタッチメント15が作業対象物Oに接触することが想定される。具体例は次の通りである。
(Contact between the attachment 15 and the workpiece O)
It is assumed that a work object O exists between the movement start position P1 and the work start position P3. In this case, it is assumed that the attachment 15 comes into contact with the work object O when the attachment tip 15t moves from the movement start position P1 to the work start position P3. A specific example is as follows.

[上下方向Zの接触の例]例えば、作業開始位置P3の真上に作業対象物Oが存在する場合などが想定される。例えば、ティーチングや携帯情報端末への入力によって設定された作業開始位置P3の高さが、作業対象物Oの高さよりも低い場合などに、作業開始位置P3の真上に作業対象物Oが存在する場合が想定される。このような場合、作業対象物Oよりも上側Z1から作業開始位置P3に向かって下側Z2にアタッチメント先端部15tが移動すると、アタッチメント15(例えば先端アタッチメント15c)が作業対象物Oに接触する。この状態でアタッチメント15がさらに下げられようとすると、作業機械10が(車体が)、地面Gに対して持ち上がろうとする。すると、作業機械10が、地面Gに対して傾き、不安定になる場合がある。なお、図1に示す例では、アタッチメント先端部15tが作業対象物Oに接触する場合を示したが、アタッチメント15のうち作業対象物Oに接触する部分は、アタッチメント先端部15tとは限らず、先端アタッチメント15cとは限らない。 [Example of contact in the vertical direction Z] For example, a case may be assumed in which a work object O is located directly above the work start position P3. For example, a case may be assumed in which the height of the work start position P3 set by teaching or input to a mobile information terminal is lower than the height of the work object O, and the work object O is located directly above the work start position P3. In such a case, when the attachment tip 15t moves from the upper side Z1 above the work object O to the lower side Z2 toward the work start position P3, the attachment 15 (e.g., the tip attachment 15c) comes into contact with the work object O. If the attachment 15 is attempted to be further lowered in this state, the work machine 10 (vehicle body) will attempt to lift up relative to the ground G. This may cause the work machine 10 to tilt relative to the ground G and become unstable. In the example shown in FIG. 1, the attachment tip 15t comes into contact with the workpiece O, but the part of the attachment 15 that comes into contact with the workpiece O is not limited to the attachment tip 15t, nor is it limited to the tip attachment 15c.

[前後方向Xの接触の例]例えば、図4に示すように、移動開始位置P1よりも奥側X1に作業開始位置P3がある場合について考える。この場合、移動開始位置P1と作業開始位置P3との前後方向Xにおける間に、作業開始位置P3よりも高い位置に、作業対象物Oが存在する場合などが想定される。このような場合、先端アタッチメント15cが、移動開始位置P1から作業開始位置P3に向かって移動すると、作業開始位置P3よりも手前側X2で作業対象物Oに接触する(つっかえる)場合がある。 [Example of contact in the forward/backward direction X] For example, as shown in FIG. 4, consider a case where the work start position P3 is located on the rear side X1 of the movement start position P1. In this case, it is assumed that the work object O is located between the movement start position P1 and the work start position P3 in the forward/backward direction X, at a position higher than the work start position P3. In such a case, when the tip attachment 15c moves from the movement start position P1 towards the work start position P3, it may come into contact with (get stuck on) the work object O on the front side X2 of the work start position P3.

[旋回方向θの接触の例]例えば、図5に示すように、移動開始位置P1と作業開始位置P3との旋回方向θにおける間に、作業開始位置P3よりも高い位置に、作業対象物Oが存在する場合などが想定される。このような場合、先端アタッチメント15cが、移動開始位置P1から作業開始位置P3に向かって旋回すると、作業開始位置P3よりも移動開始位置P1に近い側で作業対象物Oに接触する(つっかえる)場合がある。 [Example of contact in the rotation direction θ] For example, as shown in FIG. 5, a case may be assumed in which a work object O exists between the movement start position P1 and the work start position P3 in the rotation direction θ, at a position higher than the work start position P3. In such a case, when the tip attachment 15c rotates from the movement start position P1 toward the work start position P3, it may come into contact with (get stuck on) the work object O on the side closer to the movement start position P1 than the work start position P3.

そこで、作業制御部33(図2参照)は、移動開始位置P1から作業開始位置P3に移動している途中でアタッチメント15が作業対象物Oに接触する場合は、作業開始位置P3を変更する。変更後のP3を、変更後作業開始位置P3aという。コントローラ30による制御の詳細は以下の通りである。 Therefore, the work control unit 33 (see FIG. 2) changes the work start position P3 if the attachment 15 comes into contact with the work target O while moving from the movement start position P1 to the work start position P3. The changed P3 is called the changed work start position P3a. Details of the control by the controller 30 are as follows.

(変更後作業開始位置P3a)
コントローラ30(図2参照)の作動などについて、図3に示すフローチャートを参照して説明する。以下では、フローチャートに示す各ステップについては、図3を参照して説明する。ステップS11では、作業制御部33(図2参照)が、移動開始位置P1から作業開始位置P3に向かってアタッチメント15を移動させる制御を行う。具体的には例えば、作業制御部33が、アタッチメント15に復帰旋回動作を行わせる。
(Changed work start position P3a)
The operation of the controller 30 (see FIG. 2) will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 3. Each step shown in the flowchart will be described below with reference to FIG. 3. In step S11, the work control unit 33 (see FIG. 2) controls the attachment 15 to move from the movement start position P1 toward the work start position P3. Specifically, for example, the work control unit 33 causes the attachment 15 to perform a return swing operation.

ステップS12では、アタッチメント先端部15tが作業開始位置P3に到達したか否かが、接触判定部31(図2参照)に判定される。アタッチメント先端部15tが作業開始位置P3に到達していない場合(ステップS21でNOの場合)、フローは、ステップS21~S24およびS31に進む。アタッチメント先端部15tが作業開始位置P3に到達していない場合は、移動開始位置P1から作業開始位置P3に向かってアタッチメント先端部15tが移動している途中である。アタッチメント先端部15tが作業開始位置P3に到達した場合、フローはS41に進む。 In step S12, the contact determination unit 31 (see FIG. 2) determines whether the attachment tip 15t has reached the work start position P3. If the attachment tip 15t has not reached the work start position P3 (NO in step S21), the flow proceeds to steps S21 to S24 and S31. If the attachment tip 15t has not reached the work start position P3, the attachment tip 15t is in the process of moving from the movement start position P1 toward the work start position P3. If the attachment tip 15t has reached the work start position P3, the flow proceeds to S41.

ステップS21~S24およびS31では、接触判定部31(図2参照)は、アタッチメント15が作業対象物Oに接触した状態である「接触状態」であるか否かを判定する。 In steps S21 to S24 and S31, the contact determination unit 31 (see FIG. 2) determines whether the attachment 15 is in a "contact state" in which it is in contact with the work object O.

ステップS21~S24では、接触判定部31(図2参照)は、アタッチメント15が作業対象物Oに接触し、アタッチメント15が停止または略停止した状態であるか否かを判定する。具体的には、接触判定部31は、アタッチメント速度センサ25(図2参照)に検出されたアタッチメント15の作動速度が速度閾値以下である場合、接触状態であると判定する。上記の速度閾値は、接触判定部31に予め(この判定の前に)設定される(以下の各閾値も同様)。 In steps S21 to S24, the contact determination unit 31 (see FIG. 2) determines whether the attachment 15 has come into contact with the work object O and is in a stopped or nearly stopped state. Specifically, the contact determination unit 31 determines that the attachment 15 is in a contact state when the operating speed of the attachment 15 detected by the attachment speed sensor 25 (see FIG. 2) is equal to or lower than a speed threshold. The above speed threshold is set in advance (before this determination) in the contact determination unit 31 (the same applies to each of the following thresholds).

さらに詳しくは、ステップS21では、接触判定部31(図2参照)は、上部旋回体13に対するブーム15aの回転速度が、ブーム速度閾値(ブーム15aの回転速度に関する速度閾値)以下か否かを判定する。例えば、ブーム15aの回転速度がブーム速度閾値以下である状態が所定時間以上継続した場合に、接触判定部31は、ブーム15aの回転速度がブーム速度閾値以上であると判定する。上記「所定時間」は、接触判定部31に予め設定された時間に関する閾値である。 More specifically, in step S21, the contact determination unit 31 (see FIG. 2) determines whether the rotational speed of the boom 15a relative to the upper rotating body 13 is equal to or less than a boom speed threshold (a speed threshold related to the rotational speed of the boom 15a). For example, if the state in which the rotational speed of the boom 15a is equal to or less than the boom speed threshold continues for a predetermined time or more, the contact determination unit 31 determines that the rotational speed of the boom 15a is equal to or greater than the boom speed threshold. The "predetermined time" is a threshold related to time that is preset in the contact determination unit 31.

同様に、ステップS22では、接触判定部31(図2参照)は、ブーム15aに対するアーム15bの回転速度が、アーム速度閾値(アーム15bの回転速度に関する速度閾値)以下か否かを判定する。ステップS23では、接触判定部31は、アーム15bに対する先端アタッチメント15cの回転速度が、先端アタッチメント速度閾値(先端アタッチメント15cの回転速度に関する速度閾値)以下か否かを判定する。図3では、先端アタッチメント15cを「先端ATT」と記載した。ステップS24では、接触判定部31は、図1に示す下部走行体11に対するアタッチメント15の(上部旋回体13の)旋回速度が、旋回速度閾値(アタッチメント15の旋回速度に関する速度閾値)以下か否かを判定する。 Similarly, in step S22, the contact determination unit 31 (see FIG. 2) determines whether the rotation speed of the arm 15b relative to the boom 15a is equal to or lower than the arm speed threshold (speed threshold related to the rotation speed of the arm 15b). In step S23, the contact determination unit 31 determines whether the rotation speed of the tip attachment 15c relative to the arm 15b is equal to or lower than the tip attachment speed threshold (speed threshold related to the rotation speed of the tip attachment 15c). In FIG. 3, the tip attachment 15c is described as "tip ATT". In step S24, the contact determination unit 31 determines whether the rotation speed of the attachment 15 (upper rotating body 13) relative to the lower traveling body 11 shown in FIG. 1 is equal to or lower than the rotation speed threshold (speed threshold related to the rotation speed of the attachment 15).

ブーム15aの回転速度、アーム15bの回転速度、先端アタッチメント15cの回転速度、およびアタッチメント15の旋回速度のそれぞれが各速度閾値以下である場合(ステップS21~S24のすべてでYESの場合)、フローはステップS25に進む。この場合、接触判定部31(図2参照)は、アタッチメント15が停止または略停止していると判定する。一方、この条件が満たされない場合(ステップS21~S24の少なくともいずれかでNOの場合)、接触判定部31は、アタッチメント15が停止または略停止していないと判定する。この場合、接触判定部31は、アタッチメント15は接触状態ではない、と判定する。この場合、フローはステップS12に戻る。 If the rotation speed of the boom 15a, the rotation speed of the arm 15b, the rotation speed of the tip attachment 15c, and the swing speed of the attachment 15 are each equal to or less than the respective speed threshold value (YES in all of steps S21 to S24), the flow proceeds to step S25. In this case, the contact determination unit 31 (see FIG. 2) determines that the attachment 15 is stopped or nearly stopped. On the other hand, if this condition is not met (NO in at least one of steps S21 to S24), the contact determination unit 31 determines that the attachment 15 is not stopped or nearly stopped. In this case, the contact determination unit 31 determines that the attachment 15 is not in a contact state. In this case, the flow returns to step S12.

ステップS31では、接触判定部31(図2参照)は、アタッチメント負荷センサ27に検出された負荷が負荷閾値(アタッチメント15の負荷に関する閾値)以上か否かを判定する。この判定では、アタッチメント15が作業機械10を地面Gに対して持ち上げ、作業機械10を傾けようとしている状態、または傾けている状態か否かが判定される。この判定では、接触判定部31は、アタッチメント15(具体的には例えばブーム15a)に作用する上下方向Zの負荷(図3では「ブーム負荷」)が負荷閾値以上か否かを判定する。アタッチメント15に作用する上下方向Zの負荷が負荷閾値以上である場合、フローはステップS32に進む。アタッチメント15に作用する上下方向Zの負荷が負荷閾値未満である場合、接触判定部31は、アタッチメント15は接触状態ではない、と判定する。この場合、フローはステップS12に戻る。 In step S31, the contact determination unit 31 (see FIG. 2) determines whether the load detected by the attachment load sensor 27 is equal to or greater than the load threshold (threshold related to the load of the attachment 15). In this determination, it is determined whether the attachment 15 is lifting the work machine 10 above the ground G and is about to tilt the work machine 10 or is already tilting it. In this determination, the contact determination unit 31 determines whether the load in the vertical direction Z acting on the attachment 15 (specifically, for example, the boom 15a) is equal to or greater than the load threshold ("boom load" in FIG. 3). If the load in the vertical direction Z acting on the attachment 15 is equal to or greater than the load threshold, the flow proceeds to step S32. If the load in the vertical direction Z acting on the attachment 15 is less than the load threshold, the contact determination unit 31 determines that the attachment 15 is not in contact. In this case, the flow returns to step S12.

アタッチメント15の作動速度が速度閾値以下(S21~S24のすべてでYES)、およびアタッチメント15に作用する上下方向Zの負荷が負荷閾値以上(S31でYES)、の少なくともいずれかの条件が満たされる場合、フローはステップS32に進む。この場合、接触判定部31は、アタッチメント15は接触状態である、と判定する。この場合、フローはステップS41に進む。 If at least one of the following conditions is met: the operating speed of the attachment 15 is equal to or lower than the speed threshold (YES in all of S21 to S24), and the load in the vertical direction Z acting on the attachment 15 is equal to or higher than the load threshold (YES in S31), the flow proceeds to step S32. In this case, the contact determination unit 31 determines that the attachment 15 is in a contact state. In this case, the flow proceeds to step S41.

(アタッチメント15の速度および負荷の判定)
接触判定部31(図2参照)は、アタッチメント15の作動速度が速度閾値以下であるか否かの判定(速度判定)と、アタッチメント15の負荷が負荷閾値以上であるか否かの判定(負荷判定)と、に基づいて、接触状態であるか否かを判定することが好ましい。この理由は、次の通りである。アタッチメント15が、作業機械10を地面Gに対して浮かせ、下部走行体11を地面Gに対して傾けているときは、アタッチメント15は停止(または略停止)していない。そのため、速度判定のみが行われる場合、アタッチメント15が作業対象物Oに接触しているにもかかわらず、「接触状態である」と判定されない。一方、アタッチメント15が作業対象物Oに接触して停止(または略停止)しているが、アタッチメント15に作用する負荷は小さい場合がある。具体的には例えば、アタッチメント15が作業対象物Oに接触してからのブームシリンダ17aのストローク量が小さい場合などには、ブームシリンダ17aに作用する負荷が小さく、ブームシリンダ17aに供給される作動油の圧力が、大きくは立たない。このような場合、アタッチメント15が作業対象物Oに接触しているにもかかわらず、「接触状態である」と判定されない。一方、速度判定と負荷判定との両方が行われる場合は、アタッチメント15が作業対象物Oに接触しているか否かを適切に判定することができる。
(Determining the Speed and Load of the Attachment 15)
It is preferable that the contact determination unit 31 (see FIG. 2 ) determines whether or not the attachment 15 is in a contact state based on a determination of whether or not the operating speed of the attachment 15 is equal to or lower than a speed threshold (speed determination) and a determination of whether or not the load of the attachment 15 is equal to or higher than a load threshold (load determination). The reason for this is as follows. When the attachment 15 lifts the work machine 10 above the ground G and tilts the lower traveling body 11 relative to the ground G, the attachment 15 is not stopped (or nearly stopped). Therefore, when only the speed determination is performed, the attachment 15 is not determined to be in a "contact state" even though it is in contact with the work object O. On the other hand, there are cases where the attachment 15 is in contact with the work object O and is stopped (or nearly stopped), but the load acting on the attachment 15 is small. Specifically, for example, when the stroke amount of the boom cylinder 17a after the attachment 15 comes into contact with the work object O is small, the load acting on the boom cylinder 17a is small and the pressure of the hydraulic oil supplied to the boom cylinder 17a is not large. In such a case, even though the attachment 15 is in contact with the work object O, it is not determined that the attachment 15 is in a "contact state." On the other hand, when both the speed determination and the load determination are performed, it is possible to appropriately determine whether the attachment 15 is in contact with the work object O.

なお、速度判定と負荷判定とのいずれか一方のみでも、アタッチメント15が作業対象物Oに接触しているか否かを適切に判定することができる場合は、速度判定と負荷判定とのいずれか一方のみが行われてもよい。 In addition, if only one of the speed judgment and the load judgment can adequately determine whether the attachment 15 is in contact with the work object O, only one of the speed judgment and the load judgment may be performed.

ステップS41では、作業制御部33(図2参照)は、作業対象物Oに対する作業をアタッチメント15に開始させる。さらに詳しくは、接触状態であると接触判定部31(図2参照)に判定されることなく、移動開始位置P1から作業開始位置P3にアタッチメント先端部15tが移動した場合(ステップS12でNOの場合)、作業制御部33は、次の処理を行う。この場合、作業制御部33は、作業開始位置P3でアタッチメント15に作業を開始させる。さらに詳しくは、作業制御部33は、アタッチメント先端部15tが作業開始位置P3に配置された状態から、アタッチメント15に作業対象物Oに対する作業を開始させる。 In step S41, the work control unit 33 (see FIG. 2) causes the attachment 15 to start work on the work object O. More specifically, if the attachment tip 15t moves from the movement start position P1 to the work start position P3 without the contact determination unit 31 (see FIG. 2) determining that there is contact (NO in step S12), the work control unit 33 performs the following process. In this case, the work control unit 33 causes the attachment 15 to start work at the work start position P3. More specifically, the work control unit 33 causes the attachment 15 to start work on the work object O from a state in which the attachment tip 15t is positioned at the work start position P3.

また、接触判定部31(図2参照)により、接触状態であると判定された場合(ステップS32からステップS41に進んだ場合)、作業制御部33(図2参照)は、次の処理を行う。この場合、作業制御部33は、接触判定部31に接触状態であると判定されたときのアタッチメント15の位置で、アタッチメント15に作業を開始させる。この場合、接触判定部31は、接触判定部31に接触状態であると判定されたときのアタッチメント15の位置に、作業開始位置P3を変更する(作業開始位置P3を、変更後作業開始位置P3aに変更する)。さらに詳しくは、作業制御部33は、アタッチメント先端部15tが変更後作業開始位置P3aに配置された状態から、アタッチメント15に作業対象物Oに対する作業を開始させる。よって、接触状態であると判定された場合でも、アタッチメント15による作業対象物Oに対する作業が行われる。 Also, when the contact determination unit 31 (see FIG. 2) determines that the attachment 15 is in contact (when the process proceeds from step S32 to step S41), the work control unit 33 (see FIG. 2) performs the following process. In this case, the work control unit 33 causes the attachment 15 to start work at the position of the attachment 15 when the contact determination unit 31 determines that the attachment 15 is in contact. In this case, the contact determination unit 31 changes the work start position P3 to the position of the attachment 15 when the contact determination unit 31 determines that the attachment 15 is in contact (changes the work start position P3 to the changed work start position P3a). More specifically, the work control unit 33 causes the attachment 15 to start work on the work object O from a state in which the attachment tip 15t is disposed at the changed work start position P3a. Therefore, even when the contact state is determined, the attachment 15 performs work on the work object O.

ステップS41の次に、フローは「エンド」に進む。その後、コントローラ30(図2参照)は、例えば、上記の持ち上げ旋回、および作業対象物Oの解放を作業機械10に行わせる。その後、コントローラ30は、作業機械10に復帰旋回を行わせるときに、図3に示す処理を再び行う。 After step S41, the flow proceeds to "END". Thereafter, the controller 30 (see FIG. 2) causes the work machine 10 to, for example, perform the lifting rotation described above and release the work object O. Thereafter, when the controller 30 causes the work machine 10 to perform a return rotation, it again performs the process shown in FIG. 3.

図1に示すアタッチメント15が変更後作業開始位置P3aで作業を開始し、この作業が完了し、例えば持ち上げ旋回および作業対象物Oの解放が行われた後、再び図3に示す処理が行われる場合について説明する。[例1]この場合、図1に示すアタッチメント先端部15tの移動目標が、変更後作業開始位置P3aから、変更前の作業開始位置P3に戻されてもよい。[例1a]例えば、アタッチメント15が、作業対象物Oに接触したこと、および、変更後作業開始位置P3aで作業を行ったことにより、作業対象物Oの形状が変化する。すると、アタッチメント先端部15tが、変更前の作業開始位置P3に到達できる場合がある。この場合、アタッチメント15が、変更前の作業開始位置P3での作業を行うことができる。[例1b]また、接触状態であると判定されたときのアタッチメント15の位置(いわば障害物)を避けるように、移動開始位置P1から変更前の作業開始位置P3にアタッチメント先端部15tが移動してもよい。図5において、この場合のアタッチメント先端部15tの移動経路の一例を、二点鎖線で示した。[例2]また、アタッチメント先端部15tの移動目標が、変更後作業開始位置P3aでも、「変更前の作業開始位置P3」でもない位置(新たな作業開始位置P3)とされてもよい。 A case will be described in which the attachment 15 shown in FIG. 1 starts work at the changed work start position P3a, and after this work is completed, for example, lifting and rotating and releasing the work object O, the process shown in FIG. 3 is performed again. [Example 1] In this case, the movement target of the attachment tip 15t shown in FIG. 1 may be returned from the changed work start position P3a to the work start position P3 before the change. [Example 1a] For example, the shape of the work object O changes because the attachment 15 comes into contact with the work object O and works at the changed work start position P3a. Then, the attachment tip 15t may be able to reach the work start position P3 before the change. In this case, the attachment 15 can work at the work start position P3 before the change. [Example 1b] Also, the attachment tip 15t may move from the movement start position P1 to the work start position P3 before the change so as to avoid the position of the attachment 15 when it is determined that it is in contact (i.e., an obstacle). In FIG. 5, an example of the movement path of the attachment tip 15t in this case is shown by a two-dot chain line. [Example 2] The movement target of the attachment tip 15t may be a position (new work start position P3) that is neither the changed work start position P3a nor the "pre-change work start position P3."

(第1の発明の効果)
図1に示すように、作業システム1による効果は、次の通りである。作業システム1は、下部走行体11(下部本体)と、上部旋回体13と、アタッチメント15と、作業制御部33(図2参照)と、接触判定部31(図2参照)と、を備える。上部旋回体13は、下部走行体11に旋回可能に搭載されたものである。アタッチメント15は、上部旋回体13に取り付けられ、作業対象物Oに対する作業を行う。作業制御部33は、アタッチメント15を自動的に作動させる制御を行う。接触判定部31は、特定の移動開始位置P1から作業開始位置P3に向かって、アタッチメント先端部15tが移動している途中で、アタッチメント15が作業対象物Oに接触した接触状態になったか否かを判定する。作業開始位置P3は、作業対象物Oに対する作業の開始位置である。作業制御部33は、接触状態であると接触判定部31に判定されることなく、移動開始位置P1から作業開始位置P3にアタッチメント先端部15tが移動した場合、作業開始位置P3でアタッチメント15に作業を開始させる。
(Effects of the First Invention)
As shown in FIG. 1, the effects of the work system 1 are as follows. The work system 1 includes a lower travel unit 11 (lower main body), an upper rotating unit 13, an attachment 15, a work control unit 33 (see FIG. 2), and a contact determination unit 31 (see FIG. 2). The upper rotating unit 13 is mounted on the lower travel unit 11 so as to be capable of rotating. The attachment 15 is attached to the upper rotating unit 13 and performs work on a work object O. The work control unit 33 controls the automatic operation of the attachment 15. The contact determination unit 31 determines whether or not the attachment 15 has come into contact with the work object O while the tip end 15t of the attachment is moving from a specific movement start position P1 toward a work start position P3. The work start position P3 is the start position of work on the work object O. When the attachment tip 15t moves from the movement start position P1 to the work start position P3 without the contact determination unit 31 determining that a contact state is occurring, the work control unit 33 causes the attachment 15 to start work at the work start position P3.

[構成1]作業制御部33は、接触状態であると接触判定部31に判定された場合、接触状態であると判定されたときのアタッチメント15の位置で、アタッチメント15に作業を開始させる。 [Configuration 1] When the contact determination unit 31 determines that a contact state exists, the work control unit 33 causes the attachment 15 to start work at the position of the attachment 15 when the contact state was determined to exist.

上記[構成1]により、アタッチメント15が作業対象物Oに接触した接触状態になった場合でも、接触状態であると判定されたときのアタッチメント15の位置で、作業対象物Oに対する作業をアタッチメント15に開始させる。よって、アタッチメント15が接触状態になった場合でも、作業対象物Oに対するアタッチメント15による作業を行うことができる。よって、例えばアタッチメント15が接触状態になった場合にアタッチメント15の作動が制限される場合などに比べ、アタッチメント15による作業対象物Oに対する作業の効率を向上させることができる。 With the above [Configuration 1], even if the attachment 15 comes into contact with the work object O, the attachment 15 is made to start work on the work object O at the position of the attachment 15 when it was determined that the attachment 15 was in contact. Therefore, even if the attachment 15 comes into contact, work can be performed on the work object O by the attachment 15. Therefore, the efficiency of work performed by the attachment 15 on the work object O can be improved compared to, for example, a case in which the operation of the attachment 15 is restricted when the attachment 15 comes into contact.

(第2の発明の効果)
[構成2]作業システム1は、アタッチメント15の作動速度を検出するアタッチメント速度センサ25(図2参照)を備える。接触判定部31(図2参照)は、アタッチメント速度センサ25に検出されたアタッチメント15の作動速度が、接触判定部31に設定された速度閾値以下である場合、接触状態であると判定する。
(Effects of the second invention)
[Configuration 2] The work system 1 includes an attachment speed sensor 25 (see FIG. 2) that detects the operating speed of the attachment 15. A contact determination unit 31 (see FIG. 2) determines that a contact state exists when the operating speed of the attachment 15 detected by the attachment speed sensor 25 is equal to or lower than a speed threshold value set in the contact determination unit 31.

上記[構成2]では、アタッチメント15が停止または略停止しているときのアタッチメント15の速度を速度閾値として設定した場合、次の効果が得られる。この場合、アタッチメント15が停止または略停止しているときに、接触状態であると接触判定部31が判定する。よって、アタッチメント15が作業開始位置P3に移動できない状態であることを、適切に判定することができる。 In the above [Configuration 2], if the speed of the attachment 15 when the attachment 15 is stopped or nearly stopped is set as the speed threshold value, the following effect is obtained. In this case, the contact determination unit 31 determines that the attachment 15 is in a contact state when the attachment 15 is stopped or nearly stopped. Therefore, it can be appropriately determined that the attachment 15 is in a state where it cannot move to the work start position P3.

(第3の発明の効果)
[構成3]作業システム1は、アタッチメント15に作用する上下方向Zの負荷を検出するアタッチメント負荷センサ27(図2参照)を備える。接触判定部31(図2参照)は、アタッチメント負荷センサ27に検出された負荷が、接触判定部31に設定された負荷閾値以上である場合、接触状態であると判定する。
(Effects of the third invention)
[Configuration 3] The work system 1 includes an attachment load sensor 27 (see FIG. 2) that detects a load in the vertical direction Z acting on the attachment 15. A contact determination unit 31 (see FIG. 2) determines that a contact state exists when the load detected by the attachment load sensor 27 is equal to or greater than a load threshold value set in the contact determination unit 31.

上記[構成3]では、アタッチメント15が下部走行体11および上部旋回体13を持ち上げようとしているときのアタッチメント15の負荷を負荷閾値として設定した場合、次の効果が得られる。この場合、アタッチメント15が下部走行体11および上部旋回体13を持ち上げようとしているときに、接触状態であると接触判定部31に判定される。よって、アタッチメント15が作業開始位置P3に移動できない状態であることを、適切に判定することができる。 In the above [Configuration 3], if the load of the attachment 15 when the attachment 15 is attempting to lift the lower traveling body 11 and the upper rotating body 13 is set as the load threshold value, the following effect is obtained. In this case, the contact determination unit 31 determines that the attachment 15 is in a contact state when the attachment 15 is attempting to lift the lower traveling body 11 and the upper rotating body 13. Therefore, it can be appropriately determined that the attachment 15 is in a state where it cannot move to the work start position P3.

(第4の発明の効果)
[構成4]作業システム1は、上記[構成2]および[構成3]を備える。
(Effects of the fourth aspect of the invention)
[Configuration 4] The work system 1 includes the above-mentioned [Configuration 2] and [Configuration 3].

上記[構成4]により、次の効果が得られる。アタッチメント15が下部走行体11および上部旋回体13を持ち上げようとしていないが、アタッチメント15が停止または略停止しているときに、接触状態であると接触判定部31に判定させることができる。また、アタッチメント15が停止または略停止していないが、アタッチメント15が下部走行体11および上部旋回体13を持ち上げようとしているときに、接触状態であると接触判定部31に判定させることができる。したがって、アタッチメント15が作業開始位置P3に移動できない状態であることを、適切に判定することができる。 The above [Configuration 4] provides the following effects. When the attachment 15 is not attempting to lift the lower traveling body 11 and the upper rotating body 13 but is stopped or nearly stopped, the contact determination unit 31 can be made to determine that there is contact. Also, when the attachment 15 is not stopped or nearly stopped but is attempting to lift the lower traveling body 11 and the upper rotating body 13, the contact determination unit 31 can be made to determine that there is contact. Therefore, it can be appropriately determined that the attachment 15 is in a state where it cannot move to the work start position P3.

(変形例)
上記実施形態は様々に変形されてもよい。例えば、上記実施形態の各構成要素の配置や形状が変更されてもよい。例えば、図2に示す各構成要素の接続は変更されてもよい。例えば、図3に示すフローチャートのステップの順序が変更されてもよく、ステップの一部が行われなくてもよい。例えば、上記の各閾値(速度閾値、負荷閾値など)や範囲(例えば作業対象エリアOa)などは、一定でもよく、手動操作により変えられてもよく、何らかの条件に応じて自動的に変えられてもよい。例えば、構成要素の数が変更されてもよく、構成要素の一部が設けられなくてもよい。例えば、構成要素どうしの固定や連結などは、直接的でも間接的でもよい。例えば、互いに異なる複数の部材や部分として説明したものが、一つの部材や部分とされてもよい。例えば、一つの部材や部分として説明したものが、互いに異なる複数の部材や部分に分けて設けられてもよい。具体的には例えば、図2に示すコントローラ30の構成要素(作業制御部33および接触判定部31)は、1つのコントローラ30にまとめて設けられてもよく、別々に設けられてもよい。
(Modification)
The above embodiment may be modified in various ways. For example, the arrangement and shape of each component of the above embodiment may be changed. For example, the connection of each component shown in FIG. 2 may be changed. For example, the order of the steps in the flowchart shown in FIG. 3 may be changed, and some of the steps may not be performed. For example, the above thresholds (speed threshold, load threshold, etc.) and ranges (for example, the work target area Oa) may be constant, may be changed by manual operation, or may be automatically changed according to some conditions. For example, the number of components may be changed, and some of the components may not be provided. For example, the fixing or connection between the components may be direct or indirect. For example, what has been described as a plurality of different members or parts may be one member or part. For example, what has been described as a single member or part may be provided separately as a plurality of different members or parts. Specifically, for example, the components of the controller 30 shown in FIG. 2 (the work control unit 33 and the contact determination unit 31) may be provided together in one controller 30, or may be provided separately.

1 作業システム
11 下部走行体(下部本体)
13 上部旋回体
15 アタッチメント
25 アタッチメント速度センサ
27 アタッチメント負荷センサ
31 接触判定部
33 作業制御部
O 作業対象物
P1 移動開始位置
P3 作業開始位置
1 Working system 11 Lower running body (lower main body)
REFERENCE SIGNS LIST 13 Upper rotating body 15 Attachment 25 Attachment speed sensor 27 Attachment load sensor 31 Contact determination unit 33 Work control unit O Work object P1 Movement start position P3 Work start position

Claims (4)

下部本体と、
前記下部本体に旋回可能に搭載された上部旋回体と、
前記上部旋回体に取り付けられ、作業対象物に対する作業を行うアタッチメントと、
前記アタッチメントを自動的に作動させる制御を行う作業制御部と、
特定の移動開始位置から、前記作業対象物に対する作業の開始位置である作業開始位置に向かって、前記アタッチメントの先端部が移動している途中で、前記アタッチメントが前記作業対象物に接触した接触状態になったか否かを判定する接触判定部と、
を備え、
前記作業制御部は、前記接触状態であると前記接触判定部に判定されることなく前記移動開始位置から前記作業開始位置に前記アタッチメントの先端部が移動した場合、前記作業開始位置で前記アタッチメントに作業を開始させ、
前記作業制御部は、前記接触状態であると前記接触判定部に判定された場合、前記接触状態であると判定されたときの前記アタッチメントの位置で、前記アタッチメントに作業を開始させる、
作業システム。
A lower body and
An upper rotating body rotatably mounted on the lower body;
An attachment that is attached to the upper rotating body and performs work on a work object;
A work control unit that controls the automatic operation of the attachment;
a contact determination unit that determines whether or not the attachment has come into contact with the work object while the tip of the attachment is moving from a specific movement start position toward a work start position that is a start position of work on the work object;
Equipped with
the work control unit, when the tip end of the attachment moves from the movement start position to the work start position without the contact determination unit determining that the tip end is in the contact state, causes the attachment to start work at the work start position;
When the contact determination unit determines that the contact state is present, the work control unit causes the attachment to start work at the position of the attachment when the contact state is determined to be present.
Working system.
請求項1に記載の作業システムであって、
前記アタッチメントの作動速度を検出するアタッチメント速度センサを備え、
前記接触判定部は、前記アタッチメント速度センサに検出された前記アタッチメントの作動速度が、前記接触判定部に設定された速度閾値以下である場合、前記接触状態であると判定する、
作業システム。
The work system according to claim 1,
an attachment speed sensor for detecting an operating speed of the attachment;
The contact determination unit determines that the contact state exists when the operating speed of the attachment detected by the attachment speed sensor is equal to or lower than a speed threshold value set in the contact determination unit.
Working system.
請求項1に記載の作業システムであって、
前記アタッチメントに作用する上下方向の負荷を検出するアタッチメント負荷センサを備え、
前記接触判定部は、前記アタッチメント負荷センサに検出された負荷が、前記接触判定部に設定された負荷閾値以上である場合、前記接触状態であると判定する、
作業システム。
The work system according to claim 1,
An attachment load sensor is provided to detect a load acting on the attachment in a vertical direction,
The contact determination unit determines that the attachment is in the contact state when the load detected by the attachment load sensor is equal to or greater than a load threshold value set in the contact determination unit.
Working system.
請求項1に記載の作業システムであって、
前記アタッチメントの作動速度を検出するアタッチメント速度センサと、
前記アタッチメントに作用する上下方向の負荷を検出するアタッチメント負荷センサと、
を備え、
前記接触判定部は、前記アタッチメント速度センサに検出された前記アタッチメントの作動速度が、前記接触判定部に設定された速度閾値以下である場合、および、前記アタッチメント負荷センサに検出された負荷が、前記接触判定部に設定された負荷閾値以上である場合、の一方または両方の場合に、前記接触状態であると判定する、
作業システム。
The work system according to claim 1,
an attachment speed sensor that detects an operating speed of the attachment;
an attachment load sensor that detects a vertical load acting on the attachment;
Equipped with
The contact determination unit determines that the contact state exists when either or both of the following cases are true: an operating speed of the attachment detected by the attachment speed sensor is equal to or lower than a speed threshold value set in the contact determination unit; and a load detected by the attachment load sensor is equal to or higher than a load threshold value set in the contact determination unit.
Working system.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016169571A (en) 2015-03-13 2016-09-23 住友重機械工業株式会社 Shovel
JP2020128695A (en) 2015-09-16 2020-08-27 住友重機械工業株式会社 Shovel and system for the same
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Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016169571A (en) 2015-03-13 2016-09-23 住友重機械工業株式会社 Shovel
JP2020128695A (en) 2015-09-16 2020-08-27 住友重機械工業株式会社 Shovel and system for the same
JP2020158998A (en) 2019-03-25 2020-10-01 住友建機株式会社 Shovel
JP2021050576A (en) 2019-09-26 2021-04-01 コベルコ建機株式会社 Operation teaching system of work machine

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