JPH0680252B2 - Excavation control device for hydraulic excavator - Google Patents
Excavation control device for hydraulic excavatorInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、油圧シヨベル,ローダシヨベル,トラクタシ
ヨベル等の油圧式掘削機において、その掘削の軌跡を制
御する油圧式掘削機の掘削制御装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a hydraulic excavator such as a hydraulic excavator, a loader excavator, a tractor excavator, and the like, and relates to an excavation control device for a hydraulic excavator that controls a trajectory of the excavation. .
油圧式掘削機を用いて掘削を行なう場合、掘削面が特定
の面、例えば水平面、ある傾斜をもつた面等になるよう
に要求されることが多い。このような場合、掘削部先端
を所定の軌跡を描くように駆動する必要がある。これを
第3図により説明する。When excavating using a hydraulic excavator, it is often required that the excavation surface be a specific surface, such as a horizontal surface or a surface having a certain inclination. In such a case, it is necessary to drive the tip of the excavation portion so as to draw a predetermined trajectory. This will be described with reference to FIG.
第3図は油圧シヨベルの側面図である。図で、1は下部
走行体、2は上部旋回体、3は上部旋回体2に可回動に
取付けられたブーム、4はブーム3に可回動に取付けら
れたアーム、5はアーム4に可回動に取付けられたバケ
ツト、6はブーム3を駆動するブームシリンダ、7はア
ーム4を駆動するアームシリンダ、8はバケツト5を駆
動するバケツトシリンダである。9は上部旋回体2とブ
ーム3との相対角度を検出するブーム角検出器、10はブ
ーム3とアーム4との相対角度を検出するアーム角検出
器、11はアーム4とバケット5との相対角度を検出する
ブーム角検出器である。なお、Dはバケツト5の先端を
示す。FIG. 3 is a side view of the hydraulic shovel. In the figure, 1 is a lower traveling body, 2 is an upper swing body, 3 is a boom rotatably attached to the upper swing body 2, 4 is an arm rotatably attached to the boom 3, and 5 is an arm 4. A bucket rotatably attached, 6 is a boom cylinder for driving the boom 3, 7 is an arm cylinder for driving the arm 4, and 8 is a bucket cylinder for driving the bucket 5. 9 is a boom angle detector that detects a relative angle between the upper swing body 2 and the boom 3, 10 is an arm angle detector that detects a relative angle between the boom 3 and the arm 4, and 11 is a relative angle between the arm 4 and the bucket 5. It is a boom angle detector that detects an angle. Incidentally, D indicates the tip of the bucket 5.
今、上記油圧シヨベルの掘削作業において、地面に対し
図で一点鎖線で示すように角度φの傾斜をもつた平面に
掘削する必要があるとする。このような掘削を行なうた
めには、ブーム3の角速度とアーム4の角速度とを所定
の角速度で駆動しなければならず、オペレータによるブ
ームレバーおよびアームレバーの操作によつては、この
ような駆動は極めて困難である。このため、従来、ブー
ム角検出器9、アーム角検出器10等の検出値に基づいて
マイクロコンピユータによりブームシリンダ6およびア
ームシリンダ7に対する所要の流量を演算し、これによ
りブーム3及びアーム4を駆動する手段が採用されてい
る。Now, in the excavation work of the hydraulic shovel, it is assumed that it is necessary to excavate in a plane having an inclination of an angle φ with respect to the ground as shown by a dashed line in the figure. In order to perform such excavation, the angular velocity of the boom 3 and the angular velocity of the arm 4 must be driven at predetermined angular velocities, and depending on the operation of the boom lever and the arm lever by the operator, such driving is required. Is extremely difficult. Therefore, conventionally, a required flow rate for the boom cylinder 6 and the arm cylinder 7 is calculated by the microcomputer based on the detection values of the boom angle detector 9, the arm angle detector 10, etc., and the boom 3 and the arm 4 are driven by this. The means to do is adopted.
このような手段においては、大きな掘削速度を得るた
め、ブームシリンダ6およびアームシリンダ7を駆動す
る油圧回路の条件に応じて予め両者に供給する流量の上
限値を定め、この上限値の範囲内で、当該流量の目標値
を大きく定める方法が採られていた。In such a means, in order to obtain a high excavation speed, the upper limit value of the flow rate to be supplied to the boom cylinder 6 and the arm cylinder 7 is set in advance according to the condition of the hydraulic circuit for driving the boom cylinder 6 and the arm cylinder 7, and within the range of the upper limit value. , A method of largely setting the target value of the flow rate was adopted.
ところで、上記従来の方法は、理論上可能であるもの
の、実際においては、油圧回路中の各要素の機械的動作
遅れがあり、又、油圧回路にヒステリシス特性(流量の
増加時と減少時の特性の差異)があるため、ブーム3お
よびアーム4を目標値に応じた速度で駆動することはで
きず、この結果、目標軌跡に対して垂直方向の速度成分
が発生し、バケツト5の先端Dが目標軌跡から外れると
いう問題点が生じていた。そして、このような問題点を
回避するためには、必然的に上記流量の上限値を小さく
設定せざるを得ず、これでは大きな掘削速度を得ること
はできないという問題点が生じることになる。By the way, the above-mentioned conventional method is theoretically possible, but in reality, there is a mechanical operation delay of each element in the hydraulic circuit, and the hydraulic circuit has hysteresis characteristics (characteristics when the flow rate increases and decreases). Therefore, the boom 3 and the arm 4 cannot be driven at a speed according to the target value. As a result, a speed component in a direction perpendicular to the target trajectory is generated, and the tip D of the bucket 5 is There was a problem that it deviated from the target trajectory. Then, in order to avoid such a problem, the upper limit value of the flow rate is inevitably set to a small value, which causes a problem that a high excavation speed cannot be obtained.
本発明の目的は、上記従来技術における課題を解決し、
大きな速度で所定の軌跡の掘削を行なうことができ、作
業効率を向上させることができる油圧式掘削機の掘削制
御装置を提供することにある。The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the conventional technology,
An object of the present invention is to provide an excavation control device for a hydraulic excavator, which can excavate a predetermined trajectory at a large speed and improve work efficiency.
[課題を解決するための手段] 上記の目的を達成するため、本発明は、ブームシリンダ
で駆動されるブームと、アームシリンダで駆動されるア
ームと、これらブームおよびアームを駆動する油圧回路
とを備えた油圧式掘削機において、前記ブームの角度を
検出するブーム角検出器と、前記アームの角度を検出す
るアーム角検出器と、当該油圧式掘削機の構造から決定
されるあるアーム角度におけるブームシリンダの最大駆
動速度およびアームシリンダの最大駆動速度を各アーム
角度毎に記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶され
た前記各最大駆動速度に基づいて前記アーム角検出器で
検出されたアーム角度のときの前記ブームの最大角速度
および前記アームの最大角速度を演算する第1の演算手
段と、前記ブーム角検出器および前記アーム角検出器の
検出値に対応して所定の態様の掘削を実施するために必
要なブーム角速度の指令値およびアーム角速度の指令値
を求める第2の演算手段と、前記第1の演算手段で求め
られた各最大角速度と前記第2の演算手段で求められた
対応する角指令値とを比較する比較手段と、この比較手
段による比較の結果、一方の指令値のみが対応する最大
角速度以上のときこの最大角速度を新たな指令値とし、
両方の指令値がそれぞれ対応する最大角速度以上のとき
指令値と最大角速度との差が大きい方の最大角速度を対
応する新たな指令値とする指令値補正手段と、この指令
値補正手段により指令値が補正されたとき他方の指令値
を前記第2の演算手段で求められた2つの指令値の比を
維持するように補正する第3の演算手段とを設けたこと
を特徴とする。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a boom driven by a boom cylinder, an arm driven by an arm cylinder, and a hydraulic circuit for driving the boom and the arm. In a provided hydraulic excavator, a boom angle detector that detects the angle of the boom, an arm angle detector that detects the angle of the arm, and a boom at a certain arm angle determined from the structure of the hydraulic excavator. Storage means for storing the maximum drive speed of the cylinder and the maximum drive speed of the arm cylinder for each arm angle, and the arm angle detected by the arm angle detector based on the maximum drive speed stored in the storage means. A first calculation means for calculating the maximum angular velocity of the boom and the maximum angular velocity of the arm, and the boom angle detector and the arm. A second calculation means for obtaining a command value for the boom angular velocity and a command value for the arm angular velocity required to carry out excavation in a predetermined manner corresponding to the detection value of the arm angle detector; and the first calculation means. Comparing means for comparing each obtained maximum angular velocity with the corresponding angular command value determined by the second computing means, and as a result of comparison by this comparing means, only one command value is equal to or greater than the corresponding maximum angular velocity. When this maximum angular velocity is a new command value,
When both command values are greater than or equal to the corresponding maximum angular velocities, the command value correction means for setting the maximum angular velocity having the larger difference between the command values and the maximum angular velocity as the corresponding new command value, and the command value correction means Is corrected, the third command means for correcting the other command value so as to maintain the ratio of the two command values obtained by the second calculation means.
[作用] 記憶手段には、使用される油圧式掘削機の機械的構成や
油圧回路から定められる、あるアーム角度におけるブー
ムシリンダとアームシリンダの最大駆動速度が各アーム
角度毎に予め記憶されている。掘削作業において、ま
ず、現在のアーム角度に対する上記各最大駆動速度を記
憶手段から読み出し、読み出された各最大駆動速度に基
づき、第1の演算手段でブームおよびアームの最大角速
度を求める。又、第2の演算手段により、ブーム角およ
びアーム角に基づいて所要の掘削軌跡を得るためのブー
ム角速度指令値とアーム角速度指令値を求める。求めら
れたブーム角速度指令値とブームの最大角速度とを比較
し、かつ、求められたアーム角速度指令値とアームの最
大角速度とを比較し、ブーム角速度指令値がブームの最
大角速度以上のときは新らたなブーム角速度指令値とし
てブームの最大角速度を設定し、又、アーム角速度指令
値がアームの最大角速度以上のときは新らたなアーム角
速度指令値としてアームの最大角速度を設定し、ブーム
角速度指令値およびアーム角速度指令値のいずれもがそ
れぞれブームの最大角速度、アームの最大角速度以上の
ときには最大角速度に対する増加分(その最大角速度と
指令値との差)が大きい方の指令値として対応する最大
角速度を新らたな設定値として設定する。次に、第3の
演算手段により、最大角速度に設定されなかった方の指
令値を、その指令値と設定された最大角速度の比が第2
の演算手段で求めた2つの指令値の比に等しくなるよう
に変更して新らたな指令値とする。このようにして得ら
れた新らたな2つの指令値によりブームの角速度とアー
ムの角速度とを制御する。[Operation] In the storage means, the maximum drive speeds of the boom cylinder and the arm cylinder at a certain arm angle, which are determined by the mechanical configuration of the hydraulic excavator used and the hydraulic circuit, are stored in advance for each arm angle. . In the excavation work, first, the maximum driving speeds for the current arm angle are read from the storage means, and the maximum angular speeds of the boom and the arm are calculated by the first computing means based on the read maximum driving speeds. Further, the second computing means obtains a boom angular velocity command value and an arm angular velocity command value for obtaining a required excavation locus based on the boom angle and the arm angle. Compare the calculated boom angular velocity command value with the maximum boom velocity, and compare the calculated arm angular velocity command value with the maximum arm velocity.If the boom angular velocity command value is equal to or greater than the boom maximum angular velocity, The maximum angular velocity of the boom is set as the new boom angular velocity command value, and when the arm angular velocity command value is greater than or equal to the maximum angular velocity of the arm, the maximum angular velocity of the arm is set as the new arm angular velocity command value. If both the command value and the arm angular velocity command value are equal to or greater than the boom maximum angular velocity and arm maximum angular velocity, respectively, the maximum increment corresponding to the maximum angular velocity (the difference between the maximum angular velocity and the command value) is the corresponding maximum. Set the angular velocity as a new set value. Next, the third computing means calculates a command value that has not been set to the maximum angular velocity, and the ratio of the command value to the set maximum angular velocity is the second.
The new command value is changed so as to be equal to the ratio of the two command values obtained by the calculating means. The two new command values thus obtained control the boom angular velocity and the arm angular velocity.
以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiments.
第1図は本発明の実施例に係る油圧シヨベルの掘削制御
装置の系統図である。図で、第3図に示す部分と同一部
分には同一符号を付して説明を省略する。15は油圧シヨ
ベルに搭載されている油圧ポンプ、16は油圧ポンプ15と
ブームシリンダ6との間に介在してブームシリンダの駆
動を制御する電磁制御弁、17は油圧ポンプ15とアームシ
リンダ7との間に介在してアームシリンダの駆動を制御
する電磁制御弁である。18は任意の掘削速度を決定する
掘削速度設定器、19は水平面と掘削面との角度φを設定
する掘削勾配設定器である。FIG. 1 is a system diagram of an excavation control device for a hydraulic shovel according to an embodiment of the present invention. In the figure, the same parts as those shown in FIG. Reference numeral 15 is a hydraulic pump mounted on the hydraulic shovel, 16 is an electromagnetic control valve interposed between the hydraulic pump 15 and the boom cylinder 6 to control the drive of the boom cylinder, 17 is a hydraulic pump 15 and the arm cylinder 7. It is an electromagnetic control valve that controls the drive of the arm cylinder by being interposed therebetween. 18 is an excavation speed setting device that determines an arbitrary excavation speed, and 19 is an excavation gradient setting device that sets an angle φ between the horizontal plane and the excavation surface.
20は掘削を制御する制御装置であり、入力部20a,演算部
20b,記憶部20c,および出力部20dで構成されている。こ
の制御装置20にはマイクロコンピユータが用いられてお
り、演算部20bは所要のブーム角速度およびアーム角速
度を得るために必要な演算、制御を行なう。又、記憶部
20cは演算部20bの演算、制御の手順を記憶するととも
に、入力した値や演算結果を記憶し、さらに以下に説明
する値も記憶する。Reference numeral 20 denotes a control device for controlling excavation, which includes an input unit 20a and a calculation unit.
20b, a storage unit 20c, and an output unit 20d. A micro computer is used for the control device 20, and the calculation unit 20b performs calculation and control necessary for obtaining the required boom angular velocity and arm angular velocity. Also, storage
The storage unit 20c stores the calculation and control procedures of the calculation unit 20b, stores the input values and the calculation results, and further stores the values described below.
油圧ショベルのブームシリンダおよびアームシリンダ
は、アームがある角度にあるとき、油圧ポンプからの圧
油の供給により駆動される状態ではなくなる。したがっ
て、この状態では、ブームシリンダおよびアームシリン
ダを油圧ポンプからの供給流量によって増速させること
はできず、ある駆動速度(最大駆動速度)以上の速度で
駆動させることはできない。The boom cylinder and arm cylinder of the hydraulic excavator are no longer driven by the supply of pressure oil from the hydraulic pump when the arm is at an angle. Therefore, in this state, the boom cylinder and the arm cylinder cannot be accelerated by the flow rate supplied from the hydraulic pump, and cannot be driven at a speed higher than a certain drive speed (maximum drive speed).
例えば、アームが第3図に示す状態よりさらに伸長した
状態(アームシリンダがさらに縮んだ状態)から、バケ
ットを手前に引いて水平に掘削を行なう場合を考える。
この場合、最初にアームは巻き込む方向(アームシリン
ダが伸長する方向)に駆動されるが、このときアームは
重力の作用によりアームシリンダロッド側からの戻り油
で駆動されることになる。そして、その駆動速度は、当
該戻り油に対するメータアウトの流量特性により決定さ
れ、当該流量特性はアーム角度、アームの重量(バケッ
ト重量を含む、以下同じ)、および方向切換弁のスプー
ルの構造により定まる。即ち、この場合の最大駆動速度
は、アーム角度、アームの重量、および方向切換弁のス
プールの構造により定まる。For example, consider a case where the bucket is pulled forward from a state in which the arm is further extended (the state in which the arm cylinder is further contracted) than the state shown in FIG. 3 to perform horizontal excavation.
In this case, the arm is first driven in the winding direction (direction in which the arm cylinder extends). At this time, the arm is driven by the return oil from the arm cylinder rod side due to the action of gravity. The drive speed is determined by the meter-out flow rate characteristic for the return oil, and the flow rate characteristic is determined by the arm angle, the arm weight (including bucket weight, the same applies below), and the structure of the directional control valve spool. . That is, the maximum drive speed in this case is determined by the arm angle, the weight of the arm, and the structure of the directional control valve spool.
さらにこの場合のブームの状態について考えると、アー
ムの巻き込みが進行し、アームの角度がある角度を超え
ると、ブームシリンダは伸びから縮みに切り換わり、以
後、ブームは重力の作用によりブームシリンダのヘッド
側からの戻り油により駆動され、その駆動速度はメータ
アウトの流量特性により決定され、その流量特性はアー
ム角度、ブームとアームの重量、および方向切換弁のス
プールの構造により定まる。Furthermore, considering the state of the boom in this case, when the winding of the arm progresses and the angle of the arm exceeds a certain angle, the boom cylinder switches from extension to contraction, and thereafter, the boom is moved by the action of gravity to the head of the boom cylinder. It is driven by the return oil from the side, and its driving speed is determined by the flow rate characteristic of meter-out, and the flow rate characteristic is determined by the arm angle, the weight of the boom and the arm, and the structure of the spool of the directional control valve.
このように、最大駆動速度は油圧ポンプからの圧油の供
給流量によってのみ決定されるものではなく、掘削中の
アーム角度によりブーム、アームの重量や油圧回路(方
向切換弁のスプールの構造)等、その油圧ショベルの構
造から決定される場合もある。Thus, the maximum drive speed is not determined only by the flow rate of the pressure oil supplied from the hydraulic pump, but the boom, arm weight, hydraulic circuit (the structure of the directional control valve spool), etc., depending on the arm angle during excavation. , It may be determined from the structure of the hydraulic excavator.
本実施例では、上記の現象を考慮して、記憶部20cに、
各アーム角について、ブームシリンダの最大駆動速度v
βmax、アームシリンダの最大駆動速度vαmaxを記憶さ
せている。In the present embodiment, in consideration of the above phenomenon, in the storage unit 20c,
Maximum boom cylinder drive speed v for each arm angle
βmax and the maximum driving speed v αmax of the arm cylinder are stored.
次に、本実施例の動作を第2図に示すフローチヤートを
参照しながら説明する。まず、制御装置20には、ブーム
角検出器9、アーム角検出器10およびバケット角検出器
11で検出された検出値β,α,γ,および掘削速度設定
器18,掘削勾配設定器19で設定された設定値v,φがそれ
ぞれ入力部20aを介して入力される(手順S1〜S5)。次
いで、検出されたアーム角αに基づいて、記憶部20cか
らブームシリンダ6の最大駆動速度vβmax、およびア
ームシリンダ7の最大駆動速度vαmaxが読出される
(手順S6,S7)。演算部20bでは、ブームシリンダ6が
最大駆動速度vβmaxで駆動されたときのブームの角速
度max(最大ブーム角速度)、およびアームシリンダ
7が最大駆動速度vαmaxで駆動されたときのアームの
角速度max(最大アーム角速度)が演算される。Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the flow chart shown in FIG. First, the controller 20 includes a boom angle detector 9, an arm angle detector 10, and a bucket angle detector.
The detected values β, α, γ detected in 11 and the set values v, φ set in the excavation speed setter 18 and the excavation gradient setter 19 are respectively input via the input unit 20a (steps S 1 ~ S 5 ). Then, based on the arm angles α which is detected, the maximum driving speed v .alpha.max maximum drive speed v .beta.max and the arm cylinder 7, the boom cylinder 6 is read from the storage unit 20c (Step S 6, S 7). The arithmetic unit 20b, the arm when the boom angular velocity max when the boom cylinder 6 is driven at the maximum drive speed v .beta.max (maximum boom angular velocity), and the arm cylinder 7 is driven at the maximum drive speed v .alpha.max angular max (Maximum arm angular velocity) is calculated.
次いで、手順S1〜S5において入力された各値β,α,
γ,v,φに基づいて、第3図に示すような角度φの直線
軌跡の掘削を実行するために必要なブーム角速度0お
よびアーム角速度0を演算する(手順S10〜S11)。即
ち、当該掘削を行なうには、ブーム3とアーム4を同時
にそれぞれ角速度0,0で、又は、それぞれの角速
度の比が値0/0と等しくなるように駆動しなけれ
ばならない。ここで、演算されたブーム角速度0と、
さきに求められた最大ブーム角速度maxとを比較する
(手順S12)。Then, the respective values β, α, input in steps S 1 to S 5 ,
gamma, v, based on the phi, calculates the boom angular speed 0 and the arm angular velocity 0 required to perform the drilling line trajectory of the third angle as shown in FIG phi (Step S 10 ~S 11). That is, to perform the drilling boom 3 and the arm 4 at the same time each angular velocity 0, 0, or the ratio of the respective angular velocities must drive to be equal to the value 0/0. Here, the calculated boom angular velocity 0 and
Comparing the maximum boom angular speed max obtained previously (Step S 12).
手順S12における比較の結果、ブーム角速度0が最大
ブーム角速度max未満のとき、今度はアーム角速度
0と最大アーム角速度maxとを比較する(手順S13)。
この手順においてアーム角速度0が最大アーム角速度
max未満であると判断されたとき、即ち、ブーム角速
度0およびアーム角速度0のいずれもが、最大ブー
ム角速度max,最大アーム角速度max未満であるとき
は、それらブームの角速度0,アーム角速度0をそ
のまま、各電磁制御弁16,17を制御する角速度信号
1,1とし(手順S14〜S15)、出力部20dに出力す
る(手順S16)。As a result of the comparison in step S 12 , when the boom angular velocity 0 is less than the maximum boom angular velocity max , this time the arm angular velocity is reached.
0 and comparing the maximum arm velocity max (Step S 13).
In this procedure, the arm angular velocity 0 is the maximum arm angular velocity.
When it is determined to be less than the max, i.e., none of the boom angular speed 0 and the arm angular velocity 0, the maximum boom angular speed max, when it is less than the maximum arm angular speed max, they boom angular velocity 0, the arm angular velocity 0 as , Angular velocity signal for controlling each solenoid control valve 16, 17
1, 1 (Step S 14 to S 15), and outputs to the output section 20d (Step S 16).
一方、手順S13でアーム角速度0が最大アーム角速度
max以上であると判断された場合、即ち、ブーム角速
度0は最大ブーム角速度max未満であり、かつ、ア
ーム角速度0が最大アーム角速度max以上の場合、
出力部20dに出力すべきアーム角速度1を最大アーム
角速度maxとし(手順S17)、一方、このアーム角速度
1(=max)に基づいて出力すべきブーム角速度
1を演算する。この演算は、出力すべきブーム角速度と
アーム角速度の比(1/1)が前述の比(0/
0)と等しくなければならないことから により求められる(手順S18)。これにより、現在の状
態で支障なく駆動させ得る最大角速度をもつてブーム3
およびアーム4を駆動することができ、しかも、所望の
軌跡の掘削を行なうためのブーム角速度とアーム角速度
の比も維持されているので、掘削精度も良好である。On the other hand, in step S 13 , the arm angular velocity 0 is the maximum arm angular velocity.
When it is determined that it is equal to or greater than max , that is, when the boom angular velocity 0 is less than the maximum boom angular velocity max and the arm angular velocity 0 is equal to or greater than the maximum arm angular velocity max ,
An arm angular velocity 1 to be output to the output section 20d as the maximum arm velocity max (Step S 17), whereas, the arm angular speed
Boom angular velocity to be output based on 1 (= max )
Calculate 1 This operation is the ratio of the boom angular and arm velocity to be output (1/1) the ratio of the aforementioned (0 /
0 ) because it must equal The sought (Step S 18). As a result, the boom 3 has a maximum angular velocity that can be driven without hindrance in the current state.
Since the arm 4 can be driven and the ratio of the boom angular velocity to the arm angular velocity for excavating a desired trajectory is maintained, excavation accuracy is also good.
次に、手順S12における比較の結果、ブーム角速度0
が最大ブーム角速度max以上であるとき、今度はアー
ム角速度0と最大アーム角速度maxとを比較する
(手順S19)。前者が後者未満である場合、即ち、アー
ム角速度0は最大ブーム角速度max以上であり、か
つ、アーム角速度0は最大アーム角速度max未満で
ある場合、出力すべきブーム角速度1を最大ブーム角
速度maxとする(手順S20)。一方、出力すべきアーム
角速度1として、比(0/0)を維持すべき値を
演算する(手順S21)。この値は(1)式と同様に として求めることができる。Next, as a result of the comparison in step S 12 , the boom angular velocity is 0.
Is greater than or equal to the maximum boom angular velocity max , this time, the arm angular velocity 0 is compared with the maximum arm angular velocity max (step S 19 ). When the former is less than the latter, that is, when the arm angular velocity 0 is equal to or greater than the maximum boom angular velocity max and the arm angular velocity 0 is less than the maximum arm angular velocity max , the boom angular velocity 1 to be output is set to the maximum boom angular velocity max . (Step S 20). On the other hand, the arm angular velocity 1 to be output, calculates a value to be maintained the ratio (0/0) (Step S 21). This value is the same as equation (1) Can be asked as
手順S19でアーム角速度0が最大アーム角速度max以
上であると判断されたとき、即ち、手順S10,S11で求め
た角速度0,0がいずれも対応する最大角速度
max,max以上であるとき、最大角速度に対する得られ
た角速度の増加の割合はどちらの角速度が大きいかの判
断がなされる(手順S22)。この判断は次式に基づいて
なされる。When it is determined in step S 19 that the arm angular velocity 0 is greater than or equal to the maximum arm angular velocity max , that is, the angular velocities 0 and 0 obtained in steps S 10 and S 11 are both the corresponding maximum angular velocities.
max, when it is more than max, the ratio of increase in angular velocity obtained for the maximum angular velocity is determined which of the angular velocity is large is made (Step S 22). This judgment is made based on the following equation.
(3)式が成立すれば、アーム角速度0の最大アーム
角速度maxに対する増加の割合が、ブーム角速度0
の最大ブーム角速度maxに対する増加の割合より大き
いことになるので、アーム角速度0を最大アーム角速
度maxとする一連の手順S17,S18が実行される。逆に
(3)式が成立しなければ、ブーム角速度0の最大ブ
ーム角速度maxに対する増加の割合が、アーム角速度
0の最大アーム角速度maxに対する増加の割合より
大きいことになるので、ブーム角速度0を最大ブーム
角速度maxとする一連の手順S20,S21が実行される。 If the expression (3) is satisfied, the ratio of the increase in the arm angular velocity 0 to the maximum arm angular velocity max is equal to the boom angular velocity 0.
It means greater than the maximum boom rate of increase for the angular velocity max, a series of steps S 17, S 18 to the arm angular speed 0 and the maximum arm angular velocity max is executed. On the contrary, if the equation (3) is not satisfied, the ratio of the increase of the boom angular velocity 0 to the maximum boom angular velocity max is calculated as follows.
Since for maximum arm angular speed max of 0 will be greater than the rate of increase, a series of steps S 20, S 21 to the boom angular speed 0 to the maximum boom angular velocity max is executed.
このようにして得られたブーム角速度1,アーム角速
度1は出力部20dに出力され、出力部20dではこれらの
値に基づいて、それらの角速度を得るのに必要な電磁制
御弁16,17の制御信号を出力する。電磁制御弁16,17の制
御においては、フイードバツク制御等の制御手法が採用
されるが、このような制御手法は周知であるのでその説
明は省略する。Thus the boom angular velocity 1 obtained, the arm angular speed 1 is output to the output section 20d, based on the output portion in 20d of these values, control of the required electromagnetic control valve 16, 17 to obtain their angular velocity Output a signal. In controlling the electromagnetic control valves 16 and 17, a control method such as feed back control is adopted, but since such a control method is well known, its explanation is omitted.
このように、本実施例では、所要の掘削軌跡を得るため
のブーム角速度およびアーム角速度のいずれか一方、又
は両方が、所定の最大角速度以上であるとき、前記ブー
ム角速度とアーム角速度の比を維持しつつ当該最大角速
度の1つをとり入れるようにしたので、作動に支障のな
い最大角速度で掘削を実施することができ、かつ、その
掘削精度が損なわれることはない。As described above, in the present embodiment, when one or both of the boom angular velocity and the arm angular velocity for obtaining the required excavation trajectory is equal to or higher than the predetermined maximum angular velocity, the ratio of the boom angular velocity and the arm angular velocity is maintained. However, since one of the maximum angular velocities is adopted, the excavation can be performed at the maximum angular velocity that does not hinder the operation, and the excavation accuracy is not impaired.
なお、上記実施例の説明では、油圧シヨベルの掘削制御
装置について説明したが、他の機械の掘削制御にも適用
できるのは当然である。In the above description of the embodiment, the excavation control device for the hydraulic shovel has been described, but it goes without saying that the excavation control device can be applied to excavation control of other machines.
以上述べたように、本発明では、所要の掘削軌跡を得る
ためのブーム角速度およびアーム角速度(各指令値)の
一方が、記憶手段に記憶された各最大駆動速度から得ら
れる各最大角速度以上のときその指令値を最大角速度と
し、両方共最大角速度以上のときには、両者の差が大き
い方の指令値を対応する最大角速度とし、他方の指令値
を、所要掘削軌跡を得るように補正したので、大きな速
度で掘削作業を行なうことができ、作業効率を向上させ
ることができる。As described above, in the present invention, one of the boom angular velocity and the arm angular velocity (each command value) for obtaining the required excavation locus is equal to or greater than each maximum angular velocity obtained from each maximum drive velocity stored in the storage means. When that command value is the maximum angular velocity, when both are greater than or equal to the maximum angular velocity, the command value with the larger difference between the two is set as the corresponding maximum angular velocity, and the other command value is corrected to obtain the required excavation trajectory. The excavation work can be performed at a high speed, and the work efficiency can be improved.
第1図は本発明の実施例に係る掘削制御装置の系統図、
第2図は第1図に示す装置の動作を説明するフローチヤ
ート、第3図は油圧シヨベルの側面図である。 3…ブーム、4…アーム、6…ブームシリンダ、7…ア
ームシリンダ、9…ブーム角検出器、10…アーム角検出
器、16,17…電磁制御弁、20…制御装置。FIG. 1 is a system diagram of an excavation control device according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a flow chart for explaining the operation of the apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a side view of the hydraulic shovel. 3 ... Boom, 4 ... Arm, 6 ... Boom cylinder, 7 ... Arm cylinder, 9 ... Boom angle detector, 10 ... Arm angle detector, 16, 17 ... Electromagnetic control valve, 20 ... Control device.
Claims (1)
ームシリンダで駆動されるアームと、これらブームおよ
びアームを駆動する油圧回路とを備えた油圧式掘削機に
おいて、前記ブームの角度を検出するブーム角検出器
と、前記アームの角度を検出するアーム角検出器と、当
該油圧式掘削機の構造から決定されるあるアーム角度に
おけるブームシリンダの最大駆動速度およびアームシリ
ンダの最大駆動速度を各アーム角度毎に記憶する記憶手
段と、この記憶手段に記憶された前記各最大駆動速度に
基づいて前記アーム角検出器で検出されたアーム角度の
ときの前記ブームの最大角速度および前記アームの最大
角速度を演算する第1の演算手段と、前記ブーム角検出
器および前記アーム角検出器の検出値に対応して所定の
態様の掘削を実施するために必要なブーム角速度の指令
値およびアーム角速度の指令値を求める第2の演算手段
と、前記第1の演算手段で求められた各最大角速度と前
記第2の演算手段で求められた対応する各指令値とを比
較する比較手段と、この比較手段による比較の結果、一
方の指令値のみが対応する最大角速度以上のときこの最
大角速度を新たな指令値とし、両方の指令値がそれぞれ
対応する最大角速度以上のとき指令値と最大角速度との
差が大きい方の最大角速度を対応する新たな指令値とす
る指令値補正手段と、この指令値補正手段により指令値
が補正されたとき他方の指令値を前記第2の演算手段で
求められた2つの指令値の比を維持するように補正する
第3の演算手段とを設けたことを特徴とする油圧式掘削
機の掘削制御装置。1. A hydraulic excavator including a boom driven by a boom cylinder, an arm driven by an arm cylinder, and a hydraulic circuit for driving the boom and the arm, the boom detecting the angle of the boom. Angle detector, an arm angle detector for detecting the angle of the arm, and the maximum drive speed of the boom cylinder and the maximum drive speed of the arm cylinder at a certain arm angle determined from the structure of the hydraulic excavator. Storage means for storing each, and the maximum angular speed of the boom and the maximum angular speed of the arm at the arm angle detected by the arm angle detector based on the maximum drive speeds stored in the storage means Excavation in a predetermined mode is performed corresponding to the detection values of the boom angle detector and the arm angle detector. Second computing means for obtaining the command value of the boom angular velocity and the command value of the arm angular velocity necessary for that, the maximum angular velocities obtained by the first computing means, and the corresponding maximum angular velocities obtained by the second computing means. As a result of comparison by the comparing means for comparing each command value and this comparing means, when only one command value is equal to or more than the corresponding maximum angular velocity, this maximum angular velocity is set as a new command value, and both command values correspond to each other. A command value correcting means for setting a new command value corresponding to the maximum angular velocity having a larger difference between the command value and the maximum angular velocity when the command value is greater than the maximum angular velocity, and the other command when the command value is corrected by the command value correcting means. An excavation control device for a hydraulic excavator, comprising: a third arithmetic means for correcting the value so as to maintain the ratio of the two command values obtained by the second arithmetic means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61092290A JPH0680252B2 (en) | 1986-04-23 | 1986-04-23 | Excavation control device for hydraulic excavator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61092290A JPH0680252B2 (en) | 1986-04-23 | 1986-04-23 | Excavation control device for hydraulic excavator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62248723A JPS62248723A (en) | 1987-10-29 |
| JPH0680252B2 true JPH0680252B2 (en) | 1994-10-12 |
Family
ID=14050278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61092290A Expired - Lifetime JPH0680252B2 (en) | 1986-04-23 | 1986-04-23 | Excavation control device for hydraulic excavator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0680252B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4296433A1 (en) * | 2022-06-22 | 2023-12-27 | Leica Geosystems Technology A/S | Improved determination of an excavator swing boom angle based on an angular velocity ratio |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2574671B2 (en) * | 1985-10-08 | 1997-01-22 | 株式会社小松製作所 | Control device for working machine in power shovel |
-
1986
- 1986-04-23 JP JP61092290A patent/JPH0680252B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62248723A (en) | 1987-10-29 |
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