JPH1037230A - Track automatic controller of hydraulic dredging machine - Google Patents
Track automatic controller of hydraulic dredging machineInfo
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- JPH1037230A JPH1037230A JP19351296A JP19351296A JPH1037230A JP H1037230 A JPH1037230 A JP H1037230A JP 19351296 A JP19351296 A JP 19351296A JP 19351296 A JP19351296 A JP 19351296A JP H1037230 A JPH1037230 A JP H1037230A
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- work
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- Operation Control Of Excavators (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は油圧ショベル等の油
圧掘削機械の技術分野に属し、特にバケットの例えば、
先端の移動軌跡が所望の面となるように油圧駆動機構を
自動制御する軌跡自動制御の技術分野に属する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention belongs to the technical field of hydraulic excavators such as hydraulic excavators,
The present invention belongs to the technical field of automatic trajectory control for automatically controlling a hydraulic drive mechanism so that a movement trajectory of a tip is a desired surface.
【0002】[0002]
【従来の技術】建設機械、例えば、油圧ショベルの作業
内容は多岐に亘るが、典型的な作業としては掘削作業、
積込・放土作業、搬送作業、均し作業等がある。これら
の作業の中、法面均し作業は傾斜地での道路建設等の際
にかなり頻度の高い作業であり、しかも、高い作業精度
が要求される。図16は油圧ショベルにより前方の下り
法面均し作業を行う様子を示す見取図である。同図に示
すように、前方の下り法面均し作業はバケット18を十
分遠方位置まで到達させた後、アーム17を手前側に引
き込むように回動させると共に、ブーム16を始めはゆ
っくり、後でやや速めに上昇させ、バケット18を始め
はゆっくり、後でやや速めに押し込むように回動させる
複合操作を行うことにより、バケット18の刃先を基準
法面S0 に沿って移動させて、バケット18の刃先に当
接する土砂を掻き均し、水平面に対して所定の角度を有
した基準法面S0に沿った平面を作る作業を言う。2. Description of the Related Art Work contents of construction machines, for example, hydraulic shovels are various, but typical work is digging work,
There are loading / discharging work, transport work, leveling work, etc. Among these works, the slope leveling work is a fairly frequent work when constructing a road on a slope, etc., and high working accuracy is required. FIG. 16 is a sketch drawing showing a state in which a front downward slope leveling operation is performed by a hydraulic shovel. As shown in the figure, the downward slope leveling work in the front is performed after the bucket 18 has reached a sufficiently distant position, and then the arm 17 is rotated so as to be pulled toward the near side, and the boom 16 is slowly and initially moved backward. in increased to accelerate slightly, began bucket 18 slowly, by performing the combined operation of rotating as later pushed into accelerating slightly, is moved along the cutting edge of the bucket 18 to the reference slope face S 0, the bucket 18 cutting edge of leveling scraping abutting soil refers to work to make the plane along the reference slopes S 0 having a predetermined angle with respect to the horizontal plane.
【0003】作業機を構成する長尺構造体および作業
体、即ち、ブーム16、アーム17およびバケット18
をそれぞれ単独で動作させた時は、矢印A,B,Cで示
すようにブーム16の油圧ショベル本体に対する枢着
部、アーム17のブーム16に対する枢着部、バケット
18のアーム17に対する枢着部の支点を中心とする回
動運動になり、バケット18の刃先は矢印A,B,Cに
相似の円弧軌跡を描く。このように、本来、単独動作で
はバケット18の刃先に円弧軌跡を描かせるようなブー
ム16、アーム17およびバケット18を複合動作させ
ることにより、直線状に傾斜した平面軌跡をバケット1
8の刃先に描かせる法面均し作業は、ブーム16、アー
ム17およびバケット18の動きを操作するための操作
桿をそれぞれ対応した方向に独立して、微妙に均衡の取
れた操作量で操作して始めて達成可能になる作業であ
り、2つの操作桿を所定のベクトル量で同時に操作する
ことは高度の技量を要求されるので、法面均し作業によ
り優れた出来映えの法面を実現することは極めて難し
く、バケット18の姿勢を一定に保った儘それを所定方
向に真っ直ぐ移動させる操作を実行できるようになるに
はかなりの熟練を要した。A long structure and a working body constituting a working machine, that is, a boom 16, an arm 17, and a bucket 18
Are operated independently of each other, as shown by arrows A, B and C, the pivoting portion of the boom 16 to the excavator body, the pivoting portion of the arm 17 to the boom 16, and the pivoting portion of the bucket 18 to the arm 17. , And the cutting edge of the bucket 18 draws an arc locus similar to the arrows A, B, and C. As described above, the boom 16, the arm 17 and the bucket 18 are combined with each other so as to draw an arc trajectory on the cutting edge of the bucket 18 in the single operation, so that a linearly inclined plane trajectory is formed.
The operation of operating the boom 16, the arm 17 and the operation of the bucket 18 is performed independently in the corresponding directions with a slightly balanced operation amount. It is an operation that can be achieved only after the operation, and simultaneously operating the two operation rods with a predetermined vector amount requires a high degree of skill, so that a superior workmanship is realized by the slope leveling operation. This is extremely difficult, and considerable skill is required to be able to execute the operation of moving the bucket 18 straight in a predetermined direction while keeping the attitude of the bucket 18 constant.
【0004】操作者が未熟だと、平らな法面を作るため
の法面均し作業を行ったはずなのに却って大きな凹凸面
を作ってしまうこともある。図17は未熟な操作者が油
圧ショベルを操作して法面均し作業を行った場合の法面
均し作業結果の一例を示す見取図である。図示の法面均
し作業においては、ブーム16の動きは自重に逆らって
上昇する回動動作であるのに対し、アーム17の動きは
重心が自重の方向と同方向に下降する回動動作となるの
で、ややもすれば、アーム17の動きが速くなりすぎ
て、バケット18の刃先が法面に食い込んでしまう。そ
こで、操作者は慌ててブーム16を急上昇させるようブ
ーム用操作桿を操作するが、今度はブーム16の上昇が
速過ぎてバケット18の刃先は法面から上に上がり過ぎ
てしまう。このようにバケット18の刃先が上下動する
操作が繰り返された結果、作業面には図17に示す大き
な凹凸面が形成されてしまう。[0004] If the operator is immature, there may be a case where a large uneven surface is created instead of performing a slope leveling operation for creating a flat slope. FIG. 17 is a sketch drawing showing an example of the result of the slope leveling operation when the inexperienced operator operates the hydraulic excavator to perform the slope leveling operation. In the illustrated slope leveling operation, the movement of the boom 16 is a rotating operation that rises against its own weight, whereas the movement of the arm 17 is a rotating operation in which the center of gravity descends in the same direction as its own weight. If so, the movement of the arm 17 becomes too fast, and the cutting edge of the bucket 18 cuts into the slope. Therefore, the operator operates the boom operation rod so as to raise the boom 16 rapidly in a hurry, but this time the boom 16 rises too fast, and the cutting edge of the bucket 18 rises too much from the slope. As a result of repeating the operation of moving the blade edge of the bucket 18 up and down, a large uneven surface shown in FIG. 17 is formed on the work surface.
【0005】このように、人手で操作するには極めて高
度な操作能力が要求される法面均し作業等の高度の技量
が要求される作業をコンピューター制御により精密に行
わせようとする試みが、例えば、特開昭58−3613
5号公報、特開昭55−30038号公報、特公平3−
13378号公報、特公平3−28544号公報開示の
発明等のように、従来より多数提案されている。[0005] As described above, an attempt has been made to precisely perform a task requiring a high level of skill, such as a slope leveling task, which requires an extremely high level of operation capability, by computer control, in order to perform the operation manually. For example, see JP-A-58-3613.
No. 5, JP-A-55-30038, Japanese Patent Publication No.
Many proposals have been made in the past, such as the invention disclosed in Japanese Patent Publication No. 13378 and Japanese Patent Publication No. 3-28544.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、何れも平面に沿った掘削作業や均し作業を行う際に
は作業領域や作業面の設定のための操作盤の操作による
数値入力、作業機を所望の動作位置に保った状態での位
置設定入力、自動制御作業開始に際しての作業開始指令
および自動制御作業終了に際しての作業終了指令の入力
操作、あるいは、補正用操作桿の操作による目標面との
ずれ量を設定するための操作を行わなければならない。
しかし、これら作業は多くの場合はそれまで行われてい
た重掘削作業、放土作業、吊荷作業等の手動操作による
作業を一旦中断して行われることになるため、上記入力
操作や設定操作は操作者の油圧掘削機に対する操作感覚
を著しく阻害すると共に、油圧掘削機による通常の一般
建設土木作業を行う際の操作である操作桿の手動操作と
は全く異なるこれらの操作は操作者の操作の連続性を損
ね、操作者に疎ましさや煩わしさを感ぜしめることにな
る。従って、折角、軌跡自動制御装置を油圧ショベルに
搭載しても実際にはこの装置が使用されないことが多
く、油圧掘削機の自動制御装置としてはあまり有用性の
あるものとは言えなかった。In the above prior arts, when performing excavation work or leveling work along a plane, numerical input by operating a control panel for setting a work area and a work surface is required. Position setting input with the work machine kept at the desired operating position, input of a work start command at the start of automatic control work and a work end command at the end of automatic control work, or a target by operating a correction operation rod An operation for setting the amount of deviation from the surface must be performed.
However, in many cases, these operations are performed by interrupting the manual operations such as heavy excavation, earth removal, and lifting operations that have been performed so far. Significantly impairs the operator's feeling of operating the hydraulic excavator, and these operations are completely different from the manual operation of the operating rod, which is the operation when performing ordinary general construction work using the hydraulic excavator. Continuity is lost, and the operator feels sparse and annoying. Therefore, even if the automatic turning and trajectory control device is mounted on a hydraulic excavator, this device is often not actually used, and is not very useful as an automatic control device for a hydraulic excavator.
【0007】また、前述のように、法面均し作業開始時
にはアームの引込み動作がアームの自重による下向きの
回転モーメントと協動関係になるために、僅かなアーム
の引き込み動作が行われただけでもアームの先端のバケ
ット刃先は直ちに下降してしまい、アームの下向きの回
動量を検知した軌跡自動制御装置がアームの動きに追随
してブームを上昇させ、バケット刃先を所定の法面に沿
って移動させる法面均し作業を行わせるような自動制御
を行っても、油圧駆動機構の動作遅れ等のためにブーム
の上昇動作がアームの下降動作に追随し切れないという
事態が生じる。その結果、バケット18の刃先の軌跡は
図17に示した未熟な操作者による作業軌跡と同様にバ
ケット18の刃先が法面に食い込んでしまうような軌跡
になり、その後の軌跡自動制御によってバケット18の
刃先を法面側に復帰させるようにしても、急速な復帰制
御により刃先が法面を乗り越えてしまい、手動操作によ
る作業軌跡と殆ど大差無いものしか得られないというこ
とになる。Also, as described above, at the start of the slope leveling operation, the arm pull-in operation is cooperative with the downward rotational moment due to the weight of the arm itself, so that only a slight arm pull-in operation is performed. However, the bucket cutting edge at the end of the arm immediately descends, and the trajectory automatic control device that detects the downward rotation amount of the arm raises the boom following the movement of the arm and moves the bucket cutting edge along a predetermined slope. Even if an automatic control is performed to perform a slope leveling operation for moving the boom, a situation occurs in which the raising operation of the boom cannot follow the lowering operation of the arm due to an operation delay of the hydraulic drive mechanism or the like. As a result, the trajectory of the blade edge of the bucket 18 becomes a trajectory in which the blade edge of the bucket 18 cuts into the slope in the same manner as the work trajectory by the inexperienced operator shown in FIG. Even if the cutting edge is returned to the side of the slope, the cutting edge gets over the slope due to the rapid return control, so that only a work locus substantially equal to the work locus by manual operation can be obtained.
【0008】このような不具合の発生を防止するには、
アームの移動量を検知した移動量情報を軌跡自動制御装
置に帰還させて帰還制御すると共に、初動時のアームの
下降動作をゆっくりしたものにするようすれば、容易に
ブームやバケットの動作をアームの動作に追随させる自
動制御を行うことができるが、それにより作業効率が著
しく低下するばかりでなく、自動制御機構が複雑化する
ため、やはり軌跡自動制御装置の実用的価値が低いもの
になってしまう。In order to prevent such a problem from occurring,
If the amount of movement information of the arm is detected and fed back to the trajectory automatic control device for feedback control, and the lowering operation of the arm at the time of initial movement is made slow, the operation of the boom or bucket can be easily performed. Automatic control that follows the operation of the trajectory can be performed, but this not only significantly reduces the work efficiency, but also complicates the automatic control mechanism, which also makes the trajectory automatic control device of low practical value. I will.
【0009】本発明は従来技術におけるかかる不具合を
解消して、所望の作業軌跡の自動動作制御開始に際し
て、通常の手動操作による一般作業の操作を中断する必
要がなく、つまり、軌跡自動制御のための特別の操作情
報の入力操作の必要がなく、所望の作業軌跡を形成させ
るために操作者が意図した通りの操作桿の手動操作を行
うだけで、通常の手動操作による一般作業の動作から所
望の作業軌跡の軌跡自動制御に違和感無く、しかも、滑
らかに移行でき、好ましくは、操作者が操作する操作桿
の操作状態がこれから移行するまたは現在行われている
軌跡自動制御による作業軌跡の形成を意図しないものと
判断した時は直ちに軌跡自動制御を中止して、操作者の
操作桿の手動操作による通常の油圧駆動動作に違和感無
く、しかも、滑らかに戻ることができる操作性の極めて
優れた油圧掘削機械の軌跡自動制御装置を提供すること
を目的とする。The present invention eliminates the disadvantages of the prior art and eliminates the need to interrupt the operation of general work by a normal manual operation at the time of starting automatic operation control of a desired work trajectory. No special operation information input operation is required, and only manual operation of the operation rod as intended by the operator to form a desired work path is performed. It is possible to smoothly transition to the trajectory automatic control of the work trajectory without any discomfort, and preferably, the operation state of the operating rod operated by the operator is shifted or the work trajectory is formed by the currently performed trajectory automatic control. If it is determined that the operation is not intended, the automatic trajectory control is immediately stopped, and the normal hydraulic drive operation by the manual operation of the operation rod by the operator is performed smoothly and smoothly. Back it and to provide an excellent hydraulic excavating machine trajectory automatic control system for operability can.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、軌跡自動制御動作を開始した後は、操作者
により操作された操作桿の操作状態を常に監視して、操
作桿の操作量および該操作桿の操作量の変化量が予め設
定された所定の標準軌跡初動操作範囲および標準軌跡初
動操作変化範囲内にあるか否かを判定し、その判断結果
が否であった時には、操作桿の操作状態に対応した駆動
指令を油圧駆動機構にその儘伝達して該駆動指令に従っ
た動作を行わせ、その判定結果が然りであった時には、
操作桿の操作状態は所定の標準的な移動軌跡を描かせる
ための初動操作と判断し、所定時間後に前記駆動指令に
修正を加えあるいは新たな駆動指令を生成して油圧駆動
機構に伝達することによりバケットに標準的な移動軌跡
を自動的に描かせる標準軌跡自動制御に移行させるべ
く、操作桿の1つの大きな値の操作量に対応した駆動指
令には標準軌跡自動制御に漸次近づくような制限を加え
た駆動指令を油圧駆動機構に伝達し、他の操作桿の操作
量に対応した駆動指令には標準軌跡自動制御に漸次近づ
くような制限を加えた駆動指令と、前記操作桿の1つの
大きな値の操作量に対応した駆動指令に応じて標準軌跡
自動制御を行わせる駆動指令との中、大きな値の駆動指
令を油圧駆動機構に伝達する初動移行制御を行うように
したものである。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention always monitors the operation state of the operation rod operated by the operator after the automatic trajectory control operation is started. It is determined whether or not the operation amount and the change amount of the operation amount of the operation rod are within a predetermined standard trajectory initial movement operation range and a standard trajectory initial movement operation change range, and when the determination result is negative. When the drive command corresponding to the operation state of the operation rod is transmitted to the hydraulic drive mechanism as it is and the operation according to the drive command is performed, and when the determination result is correct,
The operation state of the operation rod is determined to be an initial movement operation for drawing a predetermined standard movement locus, and after a predetermined time, the drive command is corrected or a new drive command is generated and transmitted to the hydraulic drive mechanism. In order to shift to the standard trajectory automatic control in which the bucket automatically draws a standard movement trajectory, the drive command corresponding to the operation amount of one large value of the operation rod is gradually limited to the standard trajectory automatic control. Is transmitted to the hydraulic drive mechanism, and the drive command corresponding to the operation amount of the other operation rod is a drive command with a restriction gradually approaching the standard trajectory automatic control, and one of the operation rods Among the drive commands for performing the standard trajectory automatic control in response to the drive command corresponding to the large operation amount, the initial movement transition control for transmitting the large drive command to the hydraulic drive mechanism is performed.
【0011】好ましくは、操作者により操作された操作
桿の操作状態に加えてバケットの所定個所に設定された
注目点の座標またはバケット角を常に監視して、操作桿
の操作量および該操作桿の操作量の変化量が予め設定さ
れた所定の標準軌跡初動操作範囲および標準軌跡初動操
作変化範囲内にあるか否かを判定すると共に、前記注目
点が所定の軌跡制御開始領域内にあるか否かまたはバケ
ットの姿勢が軌跡制御開始作業体姿勢範囲内にあるか否
かを判定し、その判断結果が否であった時には、操作桿
の操作状態に対応した駆動指令を油圧駆動機構にその儘
伝達して該駆動指令に従った動作を行わせ、その判定結
果が然りであった時には、前記操作状態は所定の標準的
な移動軌跡を描かせるための初動操作と判断し、初動移
行制御を行うようにしたものである。Preferably, in addition to the operation state of the operating rod operated by the operator, the coordinates of the target point or the bucket angle set at a predetermined position of the bucket are constantly monitored, and the operation amount of the operating rod and the operating rod are controlled. It is determined whether the change amount of the operation amount is within a predetermined standard trajectory initial movement operation range and the standard trajectory initial movement operation change range, and whether the point of interest is within a predetermined trajectory control start area. No, or whether the posture of the bucket is within the trajectory control start work body posture range, and when the judgment result is no, a drive command corresponding to the operation state of the operation rod is transmitted to the hydraulic drive mechanism. The operation state is determined to be an initial operation for drawing a predetermined standard movement locus, and the initial operation transition is performed. To take control One in which the.
【0012】また、初動移行制御または標準軌跡自動制
御に移行した後、操作者により操作された操作桿の操作
状態を常に監視して、該操作状態が所定の標準作業軌跡
自動制御解除条件に合致するか否かを判定し、その判定
結果が然りであった時には、操作者は標準軌跡自動制御
を意図しないものと判断し、初動移行制御または標準軌
跡自動制御における駆動指令の内容を操作者による操作
桿の操作状態に対応した駆動指令の内容に徐々に近付け
る駆動指令を油圧駆動機構に伝達する軌跡自動制御解除
制御を行うようにしたものである。After the transition to the initial movement transition control or the standard trajectory automatic control, the operation state of the operation rod operated by the operator is constantly monitored, and the operation state meets a predetermined standard work trajectory automatic control release condition. Is determined, and if the determination result is correct, the operator determines that the standard trajectory automatic control is not intended, and changes the content of the drive command in the initial movement transition control or the standard trajectory automatic control to the operator. The trajectory automatic control release control for transmitting to the hydraulic drive mechanism a drive command for gradually approaching the content of the drive command corresponding to the operation state of the operation rod by the controller is performed.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】本発明における軌跡自動制御も従
来装置と同様に、一般的な油圧掘削機械が搭載するマイ
クロコンピューター(マイコン)により好適に実現でき
る。油圧掘削機械は典型的には油圧ショベルであって、
軌跡自動制御の対象となる土木作業は高度の操作技量が
要求され、しかも、操作頻度の高い標準軌跡を描かせる
作業、例えば、地面の均し作業であり、より典型的には
傾斜した地面の均し作業である法面均し作業である。以
下の説明では上述の典型例である傾斜した地面を均す法
面均し作業の軌跡自動制御を念頭に置いた説明とする
が、比較的実施頻度が高く軌跡自動制御を適用するのに
好適な他の任意の標準的な作業軌跡を自動的に描かせる
場合についても全く同様に適用できる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Automatic trajectory control in the present invention can be suitably realized by a microcomputer (microcomputer) mounted on a general hydraulic excavating machine, similarly to the conventional apparatus. Hydraulic excavators are typically hydraulic excavators,
Civil work that is the subject of trajectory automatic control requires a high degree of operation skill, and is a work that draws a standard trajectory with a high frequency of operation, for example, leveling work, and more typically, on a sloped ground. This is a slope leveling operation that is a leveling operation. In the following description, it is assumed that the trajectory automatic control of the slope leveling work for leveling the inclined ground, which is a typical example described above, is taken into consideration. The same applies to the case where any other standard work trajectory is automatically drawn.
【0014】本発明においては軌跡自動制御動作を開始
していても、通常の操作桿の手動操作による一般作業を
行う時は、操作者の操作桿の手動操作による油圧掘削機
械の動作が通常の手動操作による油圧掘削機械の動作と
全く変わりなく行えるような構成になっているので、ア
クチュエーターの油圧駆動回路の駆動制御要素としては
好適には操作桿の操作による指令情報にその時々の最適
な操作指令となるような制限を加える制御を可能にする
電磁(比例)減圧弁を含むものとなる。操作桿の操作情
報である、操作された操作桿の操作方向および操作量の
伝達手段としてはパイロット油を介在させるパイロット
制御方式と電気信号を介して電気−機械変換を行う電気
制御方式が知られているが、何れの伝達手段によっても
制御形態は本質的に変わらず、パイロット制御方式が一
般的であることから、以下の説明ではパイロット制御方
式を念頭に置いたものとする。According to the present invention, even when the automatic trajectory control operation is started, when the general operation is performed by the manual operation of the operation rod, the operation of the hydraulic excavation machine by the manual operation of the operation rod by the operator is performed normally. Since it is configured to be able to perform completely the same as the operation of the hydraulic excavating machine by manual operation, it is suitable as the drive control element of the hydraulic drive circuit of the actuator to optimally operate the command information by operating the operation rod at each time It includes an electromagnetic (proportional) pressure reducing valve that enables control to apply a restriction as a command. As a means for transmitting the operation direction and the operation amount of the operated operation rod, which is operation information of the operation rod, a pilot control method in which pilot oil is interposed and an electric control method of performing electro-mechanical conversion through an electric signal are known. However, the control form is essentially unchanged by any of the transmission means, and the pilot control method is general. Therefore, in the following description, the pilot control method is assumed.
【0015】ただし、前述のようにマイコン制御を前提
とする限り、軌跡自動制御の本質的な部分は電気制御に
よるものになる。従って、この場合は操作桿の操作量は
操作桿に連結されたパイロット弁から流出するパイロッ
ト油の圧力、即ち、パイロット圧が圧力センサーで検出
されて変換された電気信号の圧力値であり、軌跡自動制
御はこの電気信号に変換されたパイロット圧を減圧する
方式を含むものであり、この減圧されたパイロット圧が
アクチュエーターに供給される作動油の方向と流量を切
り替える方向切替弁のパイロット受け部に伝達されるこ
とになる。つまり、この場合は方向切替弁のパイロット
受け部に伝達されるパイロット圧の制御は、パイロット
ポンプに直結された電磁減圧弁、あるいは操作桿に連結
されたパイロット弁に直結された電磁減圧弁に対する電
流制御ということになる。However, as long as the microcomputer control is assumed as described above, the essential part of the trajectory automatic control is based on the electric control. Therefore, in this case, the operation amount of the operation rod is the pressure of the pilot oil flowing out of the pilot valve connected to the operation rod, that is, the pressure value of the electric signal obtained by detecting and converting the pilot pressure by the pressure sensor. The automatic control includes a method of reducing the pilot pressure converted to the electric signal, and the reduced pilot pressure is applied to a pilot receiving portion of a direction switching valve that switches a direction and a flow rate of hydraulic oil supplied to the actuator. Will be communicated. That is, in this case, the control of the pilot pressure transmitted to the pilot receiving portion of the direction switching valve is performed by controlling the current supplied to the electromagnetic pressure reducing valve directly connected to the pilot pump or the electromagnetic pressure reducing valve directly connected to the pilot valve connected to the operation rod. It means control.
【0016】軌跡自動制御を行うには一般的には作業体
の位置および速度を検出しなければならないが、作業体
の位置は作業機の作業腕の関節部の回動角を検出する回
動角センサーによりそれぞれの作業腕の相対角度を検出
し、検出した相対角度を基に周知の座標変換により、作
業体の立体座標をマイコンで容易に演算することができ
る。また、標準的な軌跡の自動制御を開始するための前
提条件となる作業体の位置または操作桿の操作状態があ
るべき所定の軌跡制御開始領域情報または標準軌跡初動
操作範囲情報および標準軌跡初動操作変化範囲情報ある
いは軌跡制御動作を中止すべきか否かの判断の基になる
操作桿の操作状態に関する解除条件情報はマイコンのメ
モリ内に予め格納されている。In order to perform automatic trajectory control, it is generally necessary to detect the position and speed of the work body, but the position of the work body is determined by detecting the rotation angle of the joint of the work arm of the work machine. The relative angle of each work arm is detected by the angle sensor, and the coordinate of the work body can be easily calculated by the microcomputer by well-known coordinate conversion based on the detected relative angle. Also, predetermined trajectory control start area information or standard trajectory initial movement operation range information and standard trajectory initial movement operation, which are prerequisites for starting automatic control of the standard trajectory, where the position of the work body or the operation state of the operation rod should be. The change range information or the release condition information related to the operation state of the operation stick, which is the basis for determining whether to stop the trajectory control operation, is stored in advance in the memory of the microcomputer.
【0017】次に、本発明の基本動作の概要を説明す
る。図2は軌跡自動制御の動作概要を説明するための動
作概念図である。本発明における軌跡自動制御では、通
常の操作桿の手動操作による一般作業の手動操作制御と
法面均し作業等の標準作業の軌跡自動制御を行う標準作
業軌跡自動制御が操作者により明確に区別されることな
く、また、一方の制御から他方の制御に移行する際に操
作が中断することなく連続した操作として実行できるよ
うになっている。Next, an outline of the basic operation of the present invention will be described. FIG. 2 is an operation conceptual diagram for explaining an outline of the operation of the trajectory automatic control. In the automatic trajectory control according to the present invention, a manual operation trajectory automatic control for performing a standard operation trajectory automatic control for performing a standard operation trajectory for a standard operation such as a slope leveling operation or the like is clearly distinguished by an operator. In addition, the operation can be executed as a continuous operation without interruption when shifting from one control to the other control.
【0018】同図に示すように、軌跡自動制御モードが
開始されると、通常の操作桿の手動操作による油圧掘削
機械の一般作業の手動操作制御と何ら変わらない動作が
行われている中で(S1)、比較的に頻度が高く、高度
の操作技量が要求される幾つかの標準作業を予め設定さ
れたプログラムに従って自動制御する標準作業軌跡自動
制御を開始するか否かの判断条件、即ち、標準作業開始
条件〔A〕を満たすか否かを判断する(S2)。その判
断結果が然りならば、標準作業軌跡自動制御を実行し
(S3)、手順S2の判断結果が否ならば、手動操作に
よる通常の一般作業を継続する。従って、本発明におい
ては手順S2の判断結果が然りとならない限り、実質的
に手動操作による制御と全く変わらない制御が行われ
る。As shown in FIG. 1, when the automatic trajectory control mode is started, the operation is no different from the manual operation control of the general operation of the hydraulic excavating machine by the manual operation of the normal operation rod. (S1) A condition for judging whether or not to start a standard work trajectory automatic control for automatically controlling some standard works requiring a relatively high frequency and requiring a high degree of operation skill according to a preset program, that is, It is determined whether the standard operation start condition [A] is satisfied (S2). If the judgment result is correct, the standard work trajectory automatic control is executed (S3). If the judgment result in step S2 is negative, the normal general work by manual operation is continued. Therefore, in the present invention, control that is substantially the same as control by manual operation is performed unless the result of the determination in step S2 becomes true.
【0019】さらに、手順S2の判断結果が然りとなっ
て、標準作業軌跡自動制御を実行している間にも、操作
桿の操作状態を監視して、常にこの標準作業軌跡自動制
御を中止するか否かの判断条件、即ち、標準作業解除条
件〔B〕を満たすか否かを判断する(S4)。その判断
結果が然りならば、標準作業軌跡自動制御を中止して手
順S1の通常の手動操作による一般作業の制御に戻る。
手順S4の判断結果が否ならば、手順S3に戻って標準
作業軌跡自動制御を継続する。Further, while the result of the determination in step S2 is true and the automatic control of the standard work trajectory is being executed, the operation state of the operating rod is monitored and the automatic control of the standard work trajectory is always stopped. It is determined whether or not the condition for determining whether or not to perform, that is, whether or not the standard work release condition [B] is satisfied (S4). If the determination result is correct, the standard work trajectory automatic control is stopped, and the control returns to the general work control by the normal manual operation in step S1.
If the result of the determination in the step S4 is negative, the procedure returns to the step S3 to continue the standard work trajectory automatic control.
【0020】このように、本発明では手順S2で判断さ
れる標準作業開始条件あるいは手順S4で判断される標
準作業軌跡自動制御解除条件が満たされると、それぞれ
手順S1の通常の一般手動操作作業制御から手順S3の
標準作業軌跡自動制御へ、あるいは逆に手順S3の標準
作業軌跡自動制御から手順S1の通常の一般手動操作作
業制御へ随時転換できるようになっており、従来、これ
らの作業制御が操作者の作業開始情報の入力および作業
終了情報の入力に応じてそれぞれ異なる作業として、切
り離して処理されていたのとは大きく異なっている。As described above, according to the present invention, when the standard work start condition determined in step S2 or the standard work trajectory automatic control release condition determined in step S4 is satisfied, the normal general manual operation control in step S1 is performed. From step S3 to the standard work trajectory automatic control, or conversely, from the standard work trajectory automatic control of step S3 to the normal general manual operation work control of step S1 at any time. This is significantly different from the case where the tasks are separately processed as different tasks according to the input of the work start information and the input of the work end information by the operator.
【0021】即ち、手動操作による一般作業の制御が行
われている間に手順S2でマイコンが操作者の操作桿の
操作の内容または作業機の先端に取り付けられたバケッ
トの姿勢とバケットの中の所定の注目点、例えば、刃先
の座標を調べて、操作者が手動操作による通常の一般作
業の実行を意図しているのか、それとも軌跡自動制御が
可能な標準作業の実行を意図しているのかを判定して、
法面均し作業等の標準作業の実行を意図していると判断
した時には直ちに手順S3の標準作業軌跡自動制御に移
って、操作者の手動操作によるバケットの軌跡が所定の
標準作業の正確な軌跡となるように各アクチュエーター
への作動油の流量を調整する制御を行う。さらに、標準
作業軌跡自動制御が行われている間に、標準作業実行時
の操作と大きく異なる操作が為されたと判断した時は、
直ちに標準作業軌跡自動制御を解除して、操作者の手動
操作に忠実に従った通常の手動操作による一般作業の制
御に自動的に戻るようになっている。That is, while the control of the general work is being performed by the manual operation, in step S2, the microcomputer performs the operation of the operation rod by the operator or the posture of the bucket attached to the tip of the work machine and the position of the bucket. By examining the coordinates of the predetermined point of interest, for example, the cutting edge, whether the operator intends to execute a normal general operation by manual operation or to execute a standard operation capable of automatic trajectory control And determine
When it is determined that the standard work such as a slope leveling operation is intended to be performed, the process immediately proceeds to the standard work trajectory automatic control in step S3, and the trajectory of the bucket by the manual operation of the operator is accurately determined for the predetermined standard work. Control is performed to adjust the flow rate of hydraulic oil to each actuator so as to form a trajectory. Furthermore, when it is determined that an operation significantly different from the operation at the time of executing the standard work has been performed while the automatic control of the standard work trajectory is being performed,
The automatic control of the standard work trajectory is immediately released, and the control automatically returns to the control of the general work by the normal manual operation faithfully following the manual operation of the operator.
【0022】次に、手順S2および手順S4で判断され
る標準作業開始条件〔A〕および標準作業解除条件
〔B〕について説明する。まず、標準作業開始条件
〔A〕について説明する。標準作業開始条件〔A〕は具
体的には幾つかの条件設定が可能であるが、例えば、前
述のように、操作者の操作桿の操作状態が標準作業開始
を意図したと判断できる操作範囲にあること、即ち、標
準軌跡初動操作範囲条件〔AI1〕と、操作桿の操作量の
変化が標準作業開始を意図したと判断できる変化範囲に
あること、即ち、標準軌跡初動操作変化範囲条件〔AI
2〕が1つの適切な標準作業開始条件〔AI 〕となる。Next, the standard work start condition [A] and the standard work release condition [B] determined in steps S2 and S4 will be described. First, the standard operation start condition [A] will be described. The standard operation start condition [A] can be set to several conditions. For example, as described above, the operation range in which the operation state of the operation stick of the operator is intended to start the standard operation can be determined. That is, the standard trajectory initial movement operation range condition [AI1] and the change in the operation amount of the operation rod are within a change range in which it can be determined that the standard work start is intended, that is, the standard trajectory initial movement operation change range condition [ AI
2] is one suitable standard work start condition [AI].
【0023】また、他の標準作業開始条件〔A〕として
は作業機の先端に取り付けられたバケットの刃先の座
標、さらにはバケットの姿勢が標準作業開始を意図した
と判断できる範囲にあること、即ち、バケットの所定の
座標の空間位置領域条件、つまり、軌跡制御開始領域条
件〔AII1 〕あるいは作業開始時のバケットの姿勢範囲
条件、つまり、軌跡制御開始作業体姿勢範囲条件〔AII
2 〕があり、これらの条件も同様に適切な標準作業開始
条件〔AII〕となる。標準作業開始条件〔A〕は多数の
操作者による標準作業開始時の初動操作状態またはバケ
ットの空間位置や姿勢を調べて統計処理し、標準作業開
始頻度が大きな範囲を上記標準軌跡初動操作範囲条件
〔AI1〕、標準軌跡初動操作変化範囲条件〔AI2〕、軌
跡制御開始領域条件〔AII1 〕あるいは軌跡制御開始作
業体姿勢条件〔AII2 〕として設定する。Further, other standard work start conditions [A] include that the coordinates of the cutting edge of a bucket attached to the tip of the work machine, and that the posture of the bucket is within a range in which it can be determined that the standard work is intended to start. That is, the spatial position area condition of the predetermined coordinates of the bucket, ie, the trajectory control start area condition [AII1] or the bucket posture range condition at the start of work, ie, the trajectory control start work body posture range condition [AII1]
2], and these conditions are also appropriate standard operation start conditions [AII]. The standard operation start condition [A] is obtained by performing a statistical process by examining the initial operation state at the start of the standard operation or the spatial position and attitude of the bucket by a large number of operators. [AI1], the standard trajectory initial movement operation change range condition [AI2], the trajectory control start area condition [AII1], or the trajectory control start work body posture condition [AII2].
【0024】次に、標準作業解除条件〔B〕について説
明する。標準作業解除条件〔B〕の設定においても幾つ
かの条件設定が可能であるが、本発明では操作者による
標準作業実行時の操作桿の操作状態を調べて、操作者の
操作桿の操作状態が標準作業を継続するためのものと著
しく異なるものを標準作業中止操作条件〔B〕としてい
る。実際には多数の標準作業実行中の操作桿の操作状態
の中で操作頻度が極めて少ない操作状態をこの標準作業
中止操作条件〔B〕とする。Next, the standard work release condition [B] will be described. Although some conditions can be set in the setting of the standard work release condition [B], in the present invention, the operating state of the operating rod at the time of executing the standard work by the operator is checked, and the operating state of the operating rod of the operator is determined. Are standard operation stop operation conditions [B] that are significantly different from those for continuing the standard operation. In practice, an operation state with a very low operation frequency among the operation states of a large number of operation rods during the execution of the standard operation is defined as the standard operation stop operation condition [B].
【0025】このように、標準作業軌跡自動制御の実行
中に常に図2の軌跡自動制御の概念手順S4の標準作業
解除条件〔B〕を満たすか否かの判断を行うことによ
り、操作者が標準作業を終了して、他の作業に移行すべ
く操作桿を操作した時、速やかに標準作業軌跡自動制御
を終了させることができるばかりでなく、操作者の意図
に反して、操作桿の操作状態を標準作業開始条件〔A〕
を満足すると判断して標準作業軌跡自動制御を実行した
場合でも、その後の操作者による操作桿の操作状態が標
準作業解除条件〔B〕を満たすことにより、速やかに標
準作業軌跡自動制御を終了させ、一般手動操作作業の制
御(S1)に戻らせることができる。以下、図面を参照
して本発明を油圧ショベルの法面均し作業軌跡自動制御
に適用した実施例を詳細に説明する。As described above, the operator always determines whether or not the standard operation release condition [B] of the conceptual procedure S4 of the automatic trajectory control of FIG. 2 is satisfied during the execution of the standard operation trajectory automatic control. When the operation stick is operated to complete the standard work and move to another work, not only can the standard work trajectory automatic control be quickly terminated, but also the operation of the operation stick against the operator's intention Change the condition to the standard operation start condition [A]
Is satisfied, the standard operation trajectory automatic control is immediately terminated when the operation state of the operating rod by the operator satisfies the standard operation release condition [B]. The control can be returned to the general manual operation work control (S1). Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to automatic control of a work trajectory for leveling a hydraulic excavator will be described in detail with reference to the drawings.
【0026】[0026]
【実施例】図1は本発明の実施例に係る油圧制御回路図
である。同図において、1は図示しないブーム用方向切
替弁、アーム用方向切替弁およびバケット用方向切替弁
を含む油圧制御弁、2,3は流入するパイロット油の油
圧の中、高い方の油圧を選択して流出させる高圧選択
弁、4は後述するブーム上パイロット弁から流出するパ
イロット油の油圧を減圧するブーム上電磁(比例)減圧
弁、5は後述するパイロットポンプから吐出したパイロ
ット油の油圧を減圧して、ブーム上げ用パイロット圧を
補完するブーム上補完パイロット圧生成用のブーム上補
完圧生成電磁(比例)減圧弁、6は後述するアーム引パ
イロット弁から流出するパイロット油の油圧を減圧する
アーム引電磁(比例)減圧弁、7はパイロットポンプか
ら吐出したパイロット油の油圧を減圧して、バケット押
用パイロット圧を補完するバケット押補完パイロット圧
生成用のバケット押補完圧生成電磁(比例)減圧弁、8
は後述するバケット押パイロット弁から流出するパイロ
ット油の油圧を減圧するバケット押電磁(比例)減圧
弁、9は後述するブーム上用操作桿に連動して、ブーム
上げ操作時、操作量に応じたパイロット油が流出するブ
ーム上パイロット弁、9aはブーム上用操作桿、10は
後述するアーム引用操作桿に連動して、アーム引込み操
作時、操作量に応じたパイロット油が流出するアーム引
パイロット弁、10aはアーム引用操作桿、11は後述
するバケット押用操作桿に連動して、バケット押込み操
作時、操作量に応じたパイロット油が流出するバケット
押パイロット弁、11aはバケット押用操作桿である。FIG. 1 is a hydraulic control circuit diagram according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a hydraulic control valve including a boom directional switching valve, an arm directional switching valve, and a bucket directional switching valve (not shown), and 2, 3 select a higher hydraulic pressure from among the hydraulic pressures of the inflowing pilot oil. A high-pressure selection valve that causes the oil to flow out, and 4 is an electromagnetic (proportional) pressure-reducing valve on the boom that reduces the oil pressure of the pilot oil that flows out of the pilot valve on the boom described later. Then, an electromagnetic (proportional) pressure reducing valve on the boom for generating a complementary pilot pressure on the boom for complementing the pilot pressure for raising the boom, and 6 is an arm for reducing the oil pressure of pilot oil flowing out from an arm pulling pilot valve described later. An electromagnetic (proportional) pressure reducing valve 7 reduces the oil pressure of the pilot oil discharged from the pilot pump to compensate for the bucket pressure. Tsu DOO push complement pilot pressure bucket press complements pressure generating solenoid for generation (proportional) pressure reducing valve, 8
Is a bucket pushing electromagnetic (proportional) pressure reducing valve for reducing the hydraulic pressure of pilot oil flowing out of the bucket pushing pilot valve described later, and 9 is linked to a boom raising operation rod to be described later and corresponds to the operation amount at the time of the boom raising operation. An on-boom pilot valve from which pilot oil flows out, 9a is a boom-on operation rod, and 10 is an arm pull-on pilot valve from which pilot oil flows out according to the operation amount at the time of arm retraction operation in conjunction with an arm reference operation rod described later. Reference numeral 10a denotes an arm quoting operation rod, 11 denotes a bucket pressing pilot valve in which pilot oil corresponding to the operation amount flows out during bucket pushing operation in conjunction with a bucket pressing operation rod described later, and 11a denotes a bucket pressing operation rod. is there.
【0027】また、12は後述する油圧ショベル本体に
おけるブーム16の回動支点に設けられ、ブーム16の
回動角θb を検出するブーム用回動角センサー、13は
ブーム16の先端部におけるアーム17の回動支点に設
けられ、アーム17の回動角θa を検出するアーム用回
動角センサー、14はアーム17の先端部におけるバケ
ット18の回動支点に設けられ、バケット18の回動角
θbuを検出するバケット用回動角センサー、15は油圧
ショベル本体、19は作動油の供給源となる図示しない
油圧ポンプの吐出流量Qmax を検出する油吐出流量検出
器である。Further, 12 is provided on the rotation fulcrum of the boom 16 in the hydraulic excavator body to be described later, the boom rotation angle sensor for detecting the rotational angle theta b of the boom 16, the arm at the distal end of the boom 16 13 provided rotation fulcrum 17, the arm rotation angle sensor for detecting the rotational angle theta a of the arm 17, 14 is provided on the rotation fulcrum of the bucket 18 at the distal end of the arm 17, the rotation of the bucket 18 A pivot angle sensor for buckets for detecting the angle θ bu , a hydraulic excavator body 15, and an oil discharge flow rate detector 19 for detecting a discharge flow rate Q max of a hydraulic pump (not shown) serving as a supply source of hydraulic oil.
【0028】さらに、20はパイロット油の供給源とな
るパイロットポンプ、21はブーム上パイロット弁9か
ら流出するパイロット油のブーム上パイロット圧pb を
検出するブーム上圧力センサー、22はアーム引パイロ
ット弁10から流出するパイロット油のアーム引パイロ
ット圧pa を検出するアーム引圧力センサー、23はバ
ケット押パイロット弁11から流出するパイロット油の
バケット押パイロット圧pc を検出するバケット押圧力
センサー、24はマイクロコンピューターで構成され、
本発明に従った法面均し作業軌跡自動制御を実行する制
御装置である。なお、従来例と同一箇所には同一の符号
を付し、その重複する説明を省略する。また、油圧制御
弁1に含まれるブーム用方向切替弁、アーム用方向切替
弁およびバケット用方向切替弁の具体的な構成およびブ
ーム16とブームシリンダー、アーム17とアームシリ
ンダー、バケット18とバケットシリンダーをそれぞれ
接続する油圧回路には何ら新規な特徴を有せず、図を煩
雑にするだけなので図示を省略した。Furthermore, 20 pilot pump serving as a source of the pilot oil, 21 boom on a pressure sensor for detecting the boom on the pilot pressure p b of pilot oil flowing out of the boom on the pilot valve 9, 22 is the arm pulling pilot valve arm suction pressure force sensor which detects an arm pulling pilot pressure p a of the pilot oil flowing out of the 10, 23 buckets pressing force sensor for detecting the bucket push pilot pressure p c of the pilot oil that flows out from the bucket press the pilot valve 11, 24 It consists of a microcomputer,
It is a control device which performs automatic slope trajectory control according to the present invention. The same parts as those in the conventional example are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. The specific configuration of the boom directional switching valve, arm directional switching valve and bucket directional switching valve included in the hydraulic control valve 1 and the boom 16 and the boom cylinder, the arm 17 and the arm cylinder, the bucket 18 and the bucket cylinder, The hydraulic circuits to be connected to each other do not have any new features and are not shown because they merely complicate the figure.
【0029】図8は水平面に対して傾斜角Ri だけ傾い
た地面に平行に位置する油圧ショベル本体15により、
地面に対して傾斜角Rd だけ傾いた法面の均し作業を行
う際のバケット18の刃先Cの座標を記述するための三
次元座標系の間の関係を示す説明図である。同図におい
て、原点Oはブーム16の回動支点、Z軸は原点Oを通
って紙面に垂直な軸であり、本実施例ではこの原点Oお
よびZ軸を共通にする3つの座標系、即ち、X−Y座標
系、X′−Y′座標系およびX″−Y″座標系が導入さ
れている。X−Y座標系はY軸を法面に垂直な軸、X軸
を法面に平行なアーム押方向の軸、X′−Y′座標系は
Y′軸を水平面に垂直な軸、X′軸を水平面に平行なア
ーム押方向の軸、X″−Y″座標系はY″軸を油圧ショ
ベル本体15が位置する地面に垂直な軸、X″軸を地面
に平行なアーム押方向の軸として設定されている。FIG. 8 shows a hydraulic excavator body 15 positioned parallel to the ground inclined by an inclination angle R i with respect to a horizontal plane.
It is an explanatory view showing the relationship between the three-dimensional coordinate system for describing the coordinates of the cutting edge C of the bucket 18 when performing the leveling work inclined slope face by the inclination angle R d with respect to the ground. In the figure, the origin O is a pivot point of the boom 16 and the Z axis is an axis passing through the origin O and perpendicular to the paper surface. In this embodiment, three coordinate systems that share the origin O and the Z axis, namely, , XY coordinate system, X'-Y 'coordinate system and X "-Y" coordinate system have been introduced. In the XY coordinate system, the Y axis is an axis perpendicular to the slope, the X axis is the axis in the arm pushing direction parallel to the slope, and the X'-Y 'coordinate system is the Y' axis in the axis perpendicular to the horizontal plane. The axis is the axis of the arm pushing direction parallel to the horizontal plane, the X "-Y" coordinate system is the Y "axis, the axis perpendicular to the ground on which the excavator body 15 is located, and the X" axis is the axis of the arm pushing direction parallel to the ground. Is set as
【0030】上述の説明から明らかなように、X′軸と
X″軸の成す角度は傾斜角Ri 、X軸とX″軸の成す角
度は傾斜角Rd となる。T0 ,R0 はそれぞれアーム1
7の回動支点と原点Oを結ぶ直線とX軸およびX′軸の
成す角度、T1 ,R1 はそれぞれアーム17の回動支点
とバケット18の回動支点を結ぶ直線とX軸およびアー
ム17の回動支点と原点Oを結ぶ直線の成す角度、
T2 ,R2 はそれぞれバケット18の回動支点とバケッ
ト18の刃先Cを結ぶ直線とX軸およびアーム17の回
動支点とバケット18の回動支点を結ぶ直線の成す角
度、RB はバケット18の回動支点とバケット18の刃
先Cを結ぶ直線とバケット18の底面SB のアーム押方
向の成す角度、L0 ,L1 ,L2 はそれぞれアーム17
の回動支点と原点Oを結ぶ線分の長さ、アーム17の回
動支点とバケット18の回動支点を結ぶ線分の長さおよ
びバケット18の回動支点とバケット18の刃先Cを結
ぶ線分の長さであり、他の角度および寸法は図示の通り
である。 説明を簡単にするために、以下の説明では地
面は水平面と一致する、即ち、X′−Y′座標系とX″
−Y″座標系は一致するものとする。従って、傾斜角R
i =0となり、 T0 =R0 −Rd T1 =T0 −R1 =R0 −Rd −R1 T2 =T1 −R2 =R0 −Rd −R1 −R2 ……(1) また、本実施例では法面の均し作業を行うことを前提と
しているので、 T2 +RB =−π ……(2) となる。(1) (2) 式よりX軸とX′軸の成す角度R
d は、 Rd =R0 −R1 −R2 +RB +π ……(3) となる。As is clear from the above description, the angle between the X 'axis and the X "axis is the tilt angle R i , and the angle between the X axis and the X" axis is the tilt angle Rd . T 0 and R 0 are each arm 1
The angle between the X-axis and the X'-axis and the straight line connecting the rotation fulcrum 7 to the origin O, and T 1 and R 1 are the X-axis and the arm respectively connecting the rotation fulcrum of the arm 17 and the rotation fulcrum of the bucket 18. The angle formed by the straight line connecting the rotation fulcrum 17 and the origin O,
T 2, R 2 is an angle respectively formed by the straight line connecting the rotation fulcrum of the pivot point and the bucket 18 of the straight line and the X axis and the arm 17 connecting the edge C of the pivot point and the bucket 18 of the bucket 18, R B is the bucket 18 lines and bottom S angle between the arms Oshikata direction of B of the bucket 18 which connects the cutting edge C of the pivot point and the bucket 18, L 0, L 1, L 2 are each arm 17
The length of the line connecting the rotation fulcrum and the origin O, the length of the line connecting the rotation fulcrum of the arm 17 and the rotation fulcrum of the bucket 18, and the length of the line connecting the rotation fulcrum of the bucket 18 and the cutting edge C of the bucket 18 This is the length of the line segment, and other angles and dimensions are as shown. For simplicity, in the following description the ground will coincide with the horizontal plane, ie, the X'-Y 'coordinate system and X "
The -Y "coordinate system is assumed to be the same, so that the inclination angle R
i = 0 becomes, T 0 = R 0 -R d T 1 = T 0 -R 1 = R 0 -R d -R 1 T 2 = T 1 -R 2 = R 0 -R d -R 1 -R 2 ...... (1) Further, in this embodiment, since it is assumed to perform the leveling work slope, the T 2 + R B = -π ...... (2). (1) From equation (2), the angle R formed between the X axis and the X 'axis
d is, R d = R 0 -R 1 -R 2 + R B + π ...... (3) and composed.
【0031】次に、バケット18の刃先Cの座標(x,
y)はX−Y座標系では x=L0 cosT0 +L1 cosT1 +L2 cosT2 y=L0 sinT0 +L1 sinT1 +L2 sinT2 ……(4) となる。X−Y座標系での座標(x,y)からX′−
Y′座標系での座標(x′,y′)を求めるには、一般
的に知られた次の変換式により変換すれば良い。 x′=x cosRd +y sinRd y′=−x cosRd +y cosRd ……(5) 図1に示すように、制御装置11はブーム用回動角セン
サー12、アーム用回動角センサー13、バケット用回
動角センサー14がそれぞれ検出したブーム16、アー
ム17およびバケット18の回動角θb ,θa ,θbuお
よび既知の各作業腕の長さの情報に基づいて、バケット
18の刃先Cの座標(x,y)即ち、座標(x′,
y′)を演算し、この刃先Cの座標(x′,y′)と、
ブーム上圧力センサー21、アーム引圧力センサー22
およびバケット押圧力センサー23がそれぞれ検出した
ブーム上パイロット圧pb 、アーム引パイロット圧pa
およびバケット押パイロット圧pc と、油吐出流量検出
器19が検出した油圧ポンプの吐出流量Qmax に基づい
て、ブーム上電磁減圧弁4、ブーム上補完圧生成電磁減
圧弁5、アーム引電磁減圧弁6、バケット押補完圧生成
電磁減圧弁7およびバケット押電磁減圧弁8にそれぞれ
制御電流eb ,ed ,ea ,ee ,ec を出力する。Next, the coordinates (x,
y) becomes x = L 0 cosT 0 + L 1 cosT 1 + L 2 cosT 2 y = L 0 sinT 0 + L 1 sinT 1 + L 2 sinT 2 ...... (4) in the X-Y coordinate system. From coordinates (x, y) in the XY coordinate system, X′−
In order to obtain the coordinates (x ', y') in the Y 'coordinate system, conversion may be performed by the following generally known conversion formula. x ′ = x cosR d + y sinR d y ′ = − x cosR d + y cosR d (5) As shown in FIG. 1, the control device 11 includes a boom rotation angle sensor 12 and an arm rotation angle sensor 13. , The rotation angles θ b , θ a , θ bu of the boom 16, the arm 17, and the bucket 18 detected by the bucket rotation angle sensor 14, and the known length of each work arm, respectively. The coordinates (x, y) of the cutting edge C, that is, the coordinates (x ′,
y '), and the coordinates (x', y ') of the cutting edge C are calculated as follows:
On-boom pressure sensor 21, arm pull pressure sensor 22
And the boom-on pilot pressure p b and the arm pulling pilot pressure p a detected by the bucket pressing force sensor 23, respectively.
And a bucket push pilot pressure p c, based on the discharge flow rate Q max of the hydraulic pump oil discharge flow rate detector 19 detects a boom on the solenoid pressure reducing valve 4, a boom on complementary pressure generating solenoid pressure reducing valve 5, the arm pull solenoid vacuum the valve 6, respectively control current to the bucket press complements pressure generating solenoid pressure reducing valve 7 and the bucket press solenoid pressure reducing valve 8 e b, e d, e a, e e, and outputs the e c.
【0032】これにより、各電磁減圧弁4〜8から流出
するパイロット油の油圧が絞り圧力SVb ,SVd ,S
Va ,SVe ,SVc を越えないように制御され、油圧
制御弁1に流入する3系統のパイロット油の油圧、即
ち、ブーム上実パイロット圧pbr、アーム引実パイロッ
ト圧parおよびバケット押実パイロット圧pcrがそれぞ
れ制御されることにより、その時の制御モードに応じた
均し作業軌跡自動制御が実行される。なお、均し作業軌
跡自動制御のプログラムは制御装置11が内蔵する図示
しないROMに格納されている。[0032] Thus, the pressure SV b hydraulic pressure of the pilot oil that flows out of the electromagnetic pressure reducing valve 4 to 8 stop, SV d, S
V a, SV e, is controlled so as not to exceed the SV c, 3 systems of the pilot oil in the hydraulic flowing into the hydraulic control valve 1, i.e., the boom on the actual pilot pressure p br, arm引実pilot pressure p ar and bucket By controlling the actual pilot pressure p cr, automatic control of the leveling work trajectory according to the control mode at that time is executed. Note that a program for automatic control of the leveling work trajectory is stored in a ROM (not shown) incorporated in the control device 11.
【0033】前述のように、制御装置11は作業機の各
回動角センサー12〜14が検出したブーム16、アー
ム17およびバケット18の回動角θb ,θa ,θbuお
よび既知の各作業腕の長さの情報に基づいて、バケット
18の刃先Cの座標(x′,y′)を演算し、この刃先
Cの座標(x′,y′)が所定の法面均し作業開始位置
領域R内にあるか否かを判断すると共に、バケット18
の底面の向きが所定の角度域内にあるか否かを判断す
る。さらに、ブーム上圧力センサー21、アーム引圧力
センサー22およびバケット押圧力センサー23がそれ
ぞれ検出したブーム上パイロット圧pb 、アーム引パイ
ロット圧pa とバケット押パイロット圧pc の値および
それらの変化率を監視して、それぞれが予め設定した法
面均し作業開始操作域および法面均し作業開始操作変化
率域内にあるか否かを判断する。As described above, the control device 11 controls the rotation angles θ b , θ a , θ bu of the boom 16, the arm 17, and the bucket 18 detected by the rotation angle sensors 12 to 14 of the working machine, and the known operations. The coordinates (x ', y') of the cutting edge C of the bucket 18 are calculated based on the information on the length of the arm, and the coordinates (x ', y') of the cutting edge C are set to a predetermined slope leveling work start position. It is determined whether or not it is within the region R, and the bucket 18
It is determined whether or not the orientation of the bottom surface is within a predetermined angle range. Furthermore, the boom on the pressure sensor 21, the arm suction pressure force sensor 22 and the bucket pressure sensor 23 is a boom on the pilot pressure p b detected respectively, the value and rate of change in their arm pulling pilot pressure p a bucket push pilot pressure p c Are monitored to determine whether or not they are within a preset slope leveling operation start operation area and a slope leveling operation start operation change rate area, respectively.
【0034】そして、これらの結果が全て然りと判断し
たならば、法面均し作業、即ち、バケット18の姿勢を
所定の法面に沿うように保ったまま油圧ショベル本体1
5側に直線的に引き寄せる均し作業を行うために、操作
者がブーム上用操作桿9a、アーム引用操作桿10aお
よびバケット押用操作桿11aを手動操作した時に出力
される操作指令を補正して、バケット18の刃先Cに確
実に所定の法面に沿った軌跡を描かせる法面均し作業軌
跡完全自動制御(II)に滑らかに移行できるように、法
面均し作業軌跡自動制御の開始位置から法面均し作業軌
跡完全自動制御(II)が行われる所定の基準法面S0 に
バケット18の刃先Cを所定時間だけ滑らかに移動させ
る初動移行作業軌跡自動制御(I)を実行する。If it is determined that all of these results are true, the hydraulic excavator body 1 is leveled, that is, the posture of the bucket 18 is maintained along a predetermined slope.
In order to perform a leveling operation that draws straight to the 5th side, an operation command output when the operator manually operates the boom-up operation rod 9a, the arm quotation operation rod 10a, and the bucket pushing operation rod 11a is corrected. In order to smoothly transition to the automatic slope control work trajectory (II), in which the cutting edge C of the bucket 18 reliably draws a trajectory along a predetermined slope, the automatic slope control work trajectory is automatically controlled. run the starting position slope leveling the working path full automatic control (II) is a predetermined reference slopes S 0 in initial migration locus automatic control to a cutting edge C is moved smoothly predetermined time bucket 18 to be performed (I) I do.
【0035】さらに、初動移行作業軌跡自動制御(I)
または法面均し作業軌跡完全自動制御(II)が開始され
た後でも制御装置11はブーム上パイロット圧pb とア
ーム引パイロット圧pa とバケット押パイロット圧pc
の値およびそれらの変化率を監視していて、その何れか
が均し作業継続操作域外に出たか否かを判断して、法面
均し作業継続操作域または法面均し作業継続操作変化域
外のものになったと判断したならば、各操作桿9a〜1
1aの手動操作内容は操作者が法面均し作業軌跡完全自
動制御(II)の解除を意図したものと判断して、法面均
し作業軌跡完全自動制御(II)を解除し、操作者のブー
ム用操作桿9a、アーム用操作桿10aおよびバケット
押用操作桿11aの手動操作による通常の手動操作作業
の制御に滑らかに戻るための法面均し作業自動軌跡解除
制御(IV)を行う。なお、上記法面均し作業軌跡完全自動
制御(II)の詳細は従来より提案されている周知の傾斜
面の均し作業軌跡自動制御と同等のものなので、この明
細書では簡単にその説明をするに止めることにする。Further, the initial movement shift work trajectory automatic control (I)
Or even after the slope leveling work trajectory full automatic control (II) is started the control device 11 is a boom on the pilot pressure p b and the arm pulling pilot pressure p a bucket push pilot pressure p c
And the rate of change thereof are monitored, and it is determined whether or not any of them is out of the leveling operation continuation operation area, and the slope leveling operation continuation operation area or the slope leveling operation continuation operation change is determined. If it is determined that the operation stick is out of the range, each operation stick 9a to 1
The manual operation 1a is determined to be intended by the operator to release the automatic slope leveling work trajectory fully automatic control (II). Automatic trajectory release control (IV) for smoothing the slope to smoothly return to the control of the normal manual operation by the manual operation of the boom operation rod 9a, the arm operation rod 10a and the bucket pushing operation rod 11a. . Note that the details of the above-described slope leveling work trajectory fully automatic control (II) are the same as those of the conventionally proposed well-known slope leveling work trajectory automatic control, and therefore the description thereof will be briefly described in this specification. I will stop.
【0036】次に、本実施例の動作を説明する。図5乃
至図7は本実施例に係る法面均し作業軌跡自動制御の流
れ図である。これらの図を参照しながら法面均し作業軌
跡自動制御の動作を説明する。法面均し作業軌跡自動制
御モードが選択されると、この法面均し作業自動制御が
開始される。ただし、法面均し作業軌跡自動制御モード
が選択されていても、操作者はブーム用操作桿9a、ア
ーム用操作桿10aおよびバケット押用操作桿11aの
手動操作により、法面均し作業以外の一般の建設土木作
業をも手動操作による通常の作業と全く変わらない動作
で行えるようになっている。最初の手順S11は操作者
が法面均し作業以外の一般作業を行うために、通常の手
動操作によりブーム用操作桿9a、アーム用操作桿10
aおよびバケット押用操作桿11aを操作した時に、作
業機が通常の手動操作による動作と全く変わらない動作
を行うことを許容する処理手順を示している。Next, the operation of this embodiment will be described. FIG. 5 to FIG. 7 are flowcharts of the automatic control of the trajectory of the slope smoothing operation according to the present embodiment. The operation of automatic control of the slope leveling work trajectory will be described with reference to these drawings. When the slope smoothing work trajectory automatic control mode is selected, the slope smoothing work automatic control is started. However, even if the slope leveling work trajectory automatic control mode is selected, the operator manually operates the boom operation rod 9a, the arm operation rod 10a, and the bucket pushing operation rod 11a to perform operations other than the slope leveling operation. The general construction and civil engineering work can be performed in the same manner as the normal work by manual operation. In the first step S11, the operator operates the boom operation rod 9a and the arm operation rod 10 by ordinary manual operation in order to perform a general operation other than the slope leveling operation.
The figure shows a processing procedure that allows the work implement to perform an operation that is completely the same as an operation by a normal manual operation when the user operates the a and the bucket pushing operation rod 11a.
【0037】即ち、操作者が通常の一般作業を行うため
に各操作桿9a〜11aを操作した時は、制御装置11
は操作者が法面均し作業以外の一般作業を行おうとして
いると判断すると、ブーム上電磁減圧弁4、ブーム上補
完圧生成電磁減圧弁5、アーム引電磁減圧弁6、バケッ
ト押補完圧生成電磁減圧弁7およびバケット押電磁減圧
弁8にそれぞれ出力される制御電流eb ,ed ,ea ,
ee ,ec の値を各電磁減圧弁4〜8の絞り圧力S
Vb ,SVd ,SVa ,SVe ,SVc がそれぞれブー
ム上圧力センサー6が検出したブーム上パイロット圧p
b に小さな値の付加圧Δpb を加えた値、0、アーム引
圧力センサー7が検出したアーム引パイロット圧pa に
小さな値の付加圧Δpa を加えた値、0、およびバケッ
ト押圧力センサー23が検出したバケット押パイロット
圧pc に小さな値の付加圧Δpc を加えた値となるよう
に制御する(S11)。 SVb =pb +Δpb (Δpb >0かつΔpb ≒0) SVd =0 SVa =pa +Δpa (Δpa >0かつΔpa ≒0) SVe =0 SVc =pc +Δpc (Δpc >0かつΔpc ≒0) ……(6) このように、手順S11における一般作業中はブーム上
電磁減圧弁4、アーム引電磁減圧弁6およびバケット押
電磁減圧弁8の絞り圧力SVb ,SVa ,SVc の値を
常にブーム上パイロット圧pb 、アーム引パイロット圧
pa 、バケット押パイロット圧pc よりもそれぞれ小さ
な値の付加圧Δpb ,Δpa ,Δpc だけ大きな値とし
ておくことにより、操作者が一般作業を行うためにブー
ム用操作桿9a、アーム引用操作桿10aおよびバケッ
ト押用操作桿11aを操作した時、ブーム上パイロット
弁9、アーム引パイロット弁10およびバケット押パイ
ロット弁11からそれぞれ流出したパイロット油のブー
ム上パイロット圧pb 、アーム引パイロット圧pa 、バ
ケット押パイロット圧pc がブーム上電磁減圧弁4、ア
ーム引電磁減圧弁6およびバケット押電磁減圧弁8によ
り減圧され、油圧制御弁1に伝達されるパイロット圧が
当初のブーム上パイロット圧pb 、アーム引パイロット
圧pa 、バケット押パイロット圧pc より小さな値に抑
制され、ブーム16、アーム17およびバケット18の
動きが操作者が意図した動きと異なるものにならないよ
うにしている。つまり、操作者が一般作業を行うために
各操作桿9a〜11aを操作した時は、各パイロット弁
9〜11から流出したパイロット油の各パイロット圧p
b ,pa ,pc はその儘、各実パイロット圧pbr,
par,pcrとして油圧制御弁1に出力される。That is, when the operator operates each of the operating rods 9a to 11a in order to perform a normal general operation, the controller 11
When the operator determines that the operator is going to perform a general operation other than the slope leveling operation, the electromagnetic pressure reducing valve 4 on the boom, the electromagnetic pressure reducing valve 5 on the boom, the electromagnetic pressure reducing valve 5 on the arm, the electromagnetic pressure reducing valve 6 on the arm, and the bucket pushing complementary pressure. control current e b respectively to generate an electromagnetic pressure reducing valve 7 and the bucket press solenoid pressure reducing valve 8 is outputted, e d, e a,
The values of e e and e c are set to the throttle pressure S of each of the electromagnetic pressure reducing valves 4 to 8.
V b, SV d, SV a , SV e, SV c boom on the pilot pressure p boom on the pressure sensor 6, respectively were detected
additional pressure Delta] p b the value added of small value b, 0, arms suction pressure force sensor 7 is added pressure Delta] p a value plus a small value in the arm pulling pilot pressure p a detected, 0, and bucket pressure sensor 23 is controlled to be a value obtained by adding the additional pressure Delta] p c of small value in the bucket push pilot pressure p c detected (S11). SV b = p b + Δp b (Δp b> 0 and Δp b ≒ 0) SV d = 0 SV a = p a + Δp a (Δp a> 0 and Δp a ≒ 0) SV e = 0 SV c = p c + Δp c (Δp c> 0 and Δp c ≒ 0) ...... (6 ) Thus, during the general operation in steps S11 boom on the solenoid pressure reducing valve 4, the diaphragm of the arm pull solenoid pressure reducing valve 6 and the bucket press solenoid pressure reducing valve 8 pressure SV b, SV a, SV c always boom on the pilot pressure p b the value of arm pulling pilot pressure p a, additional pressure Delta] p b of the respective smaller value than the bucket push pilot pressure p c, Δp a, Δp c only By setting the value to a large value, when the operator operates the boom operation rod 9a, the arm quoting operation rod 10a, and the bucket pushing operation rod 11a in order to perform general work, the boom-up pilot valve 9, the arm pull pilot valve 10 And bucket push pyro DOO valve 11 the boom on the pilot pressure in the pilot oil that flows out from each of p b, arm pulling pilot pressure p a, bucket press pilot pressure p c is on the boom solenoid pressure reducing valve 4, the arm pull solenoid pressure reducing valve 6 and the bucket press solenoid pressure reducing valve 8 is depressurized, the initial boom on the pilot pressure pilot pressure transmitted to the hydraulic control valve 1 p b, arm pulling pilot pressure p a, is suppressed to a value smaller than the bucket push pilot pressure p c, the boom 16, arm 17 The movement of the bucket 18 does not differ from the movement intended by the operator. That is, when the operator operates each of the operating rods 9a to 11a to perform a general operation, each pilot pressure p of the pilot oil flowing out of each of the pilot valves 9 to 11 is set.
b, p a, p c is without change, the actual pilot pressure p br,
The signals are output to the hydraulic control valve 1 as p ar and pcr .
【0038】なお、ブーム上補完圧生成電磁減圧弁5お
よびバケット押補完圧生成電磁減圧弁7で生成される補
完パイロット圧pd ,pe はこの場合は不要なので、絞
り圧力SVd ,SVe の値は0とされている。また、付
加圧Δpb ,Δpa ,Δpcを正で小さな値としている
のは、手順S11の一般作業許容制御が終了して、実質
的な軌跡自動制御が開始され、後述する初動移行作業軌
跡自動制御(I)に移った時のブーム上電磁減圧弁4、
アーム引電磁減圧弁6およびバケット押電磁減圧弁8の
立ち上げ時のスプールの移動距離を短くすることによ
り、自動制御動作の立ち上がり時間を可及的に短縮して
速やかに初動移行作業軌跡自動制御(I)の動作に移行
できるようにするためである。The supplementary pilot pressures p d and p e generated by the boom-on-boom supplementary pressure generating electromagnetic pressure reducing valve 5 and the bucket pushing complementary pressure generating electromagnetic pressure reducing valve 7 are unnecessary in this case, and thus the throttle pressures SV d and SV e. Is set to 0. The additional pressure Delta] p b, Delta] p a, are you a small value Delta] p c positive, exit the general working tolerance control steps S11, substantial trajectory automatic control is started, initial migration path, which will be described later Boom electromagnetic pressure reducing valve 4 when shifting to automatic control (I),
By shortening the moving distance of the spool when the arm pulling electromagnetic pressure reducing valve 6 and the bucket pushing electromagnetic pressure reducing valve 8 rise, the rising time of the automatic control operation is shortened as much as possible, and the initial movement shift work path automatic control is quickly performed. This is because the operation can shift to the operation (I).
【0039】図9はアーム引電磁減圧弁6の制御電流e
a と絞り圧力SVa の関係を示す特性図である。同図に
示すように、常に(6) 式が成立するように制御電流ea
の値を制御することにより、アーム引電磁減圧弁6の下
流には常にアーム引パイロット圧pa がその儘、伝達さ
れるようにすることができる。また、付加圧Δpa が小
さな値となっているので、初動移行作業軌跡自動制御
(I)の動作に移行した時に、制御装置11から出力さ
れた制御電流ea が小さな制御電流ea ′になった時に
速やかにアーム引電磁減圧弁6のスプールを移動させて
絞り圧力をSVa′に移行させることができる。絞り圧
力SVb と制御電流eb および絞り圧力SVc と制御電
流ec との関係においても上述の事情は全く同様であ
る。FIG. 9 shows a control current e of the arm pulling electromagnetic pressure reducing valve 6.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a and the throttle pressure SVa. As shown in the figure, the control current e a is set such that the equation (6) always holds.
By controlling the value, always arm pull pilot pressure p a at the downstream arm pull solenoid pressure reducing valve 6 can be without change, to be transmitted. Further, since the additional pressure Delta] p a is a small value, when the transition to the operation of the initial migration locus automatic control (I), to the control current e a output from the control unit 11 is a small control current e a ' When this happens, the spool of the arm pulling electromagnetic pressure reducing valve 6 can be quickly moved to shift the throttle pressure to SV a '. Above circumstances even in relation to the throttle pressure SV b and the control current e b and diaphragm pressure SV c and the control current e c is exactly the same.
【0040】次に、手順S12に移って、標準作業開始
条件〔A〕の中、作業開始時の作業機の状態に関する条
件、即ち、軌跡制御開始領域条件〔AII1 〕および軌跡
制御開始作業体姿勢範囲条件〔AII2 〕を満たすか否か
の判断を行う。まず、軌跡制御開始領域条件〔AII1 〕
としてはバケット18の刃先C(x′,y′)が法面均
し作業開始位置領域R内に在るか否か(C(x′,
y′)∈R?)の判断を行う。制御装置11は作業機の
各回動角センサー12〜14が検出したブーム16、ア
ーム17およびバケット18の回動角θb ,θa ,θbu
および既知の各作業腕の長さの情報に基づいて、バケッ
ト18の刃先Cの座標(x′,y′)を常に演算してい
て、この刃先Cの座標(x′,y′)がROMから読み
出した所定の法面均し作業開始位置領域R内にあるか否
かを判断する。Next, proceeding to step S12, among the standard work start conditions [A], conditions relating to the state of the work machine at the start of work, ie, the trajectory control start area condition [AII1] and the trajectory control start work body posture It is determined whether or not the range condition [AII2] is satisfied. First, the trajectory control start area condition [AII1]
It is determined whether the cutting edge C (x ', y') of the bucket 18 is within the slope leveling work start position region R (C (x ', y').
y ') ∈R? J). The control device 11 controls the rotation angles θ b , θ a , θ bu of the boom 16, the arm 17 and the bucket 18 detected by the rotation angle sensors 12 to 14 of the work machine.
The coordinates (x ', y') of the cutting edge C of the bucket 18 are always calculated based on the known information on the length of each working arm, and the coordinates (x ', y') of the cutting edge C are stored in the ROM. Is determined to be within the predetermined slope leveling work start position area R read out from.
【0041】図3は法面均し作業開始位置領域を示した
模式図である。同図において、斜線が施された領域が法
面均し作業開始位置領域Rであり、図示していないが旋
回方向にも所定の広がりを持っている。この作業開始位
置領域Rは多数の操作者による法面均し作業開始時のバ
ケット18の刃先C位置を調べて統計処理し、法面均し
作業開始頻度がかなり高い領域として設定される。FIG. 3 is a schematic diagram showing a slope leveling work start position area. In the figure, the hatched area is a slope leveling work start position area R, which has a predetermined spread in the turning direction (not shown). The work start position region R is set as a region where the frequency of the start of the slope smoothing operation is considerably high by examining the position of the blade edge C of the bucket 18 at the start of the slope smoothing work by many operators.
【0042】また、軌跡制御開始作業体姿勢範囲条件
〔AII2 〕としてはバケット18の姿勢、即ち、バケッ
ト18の底面SB の方向、つまり、バケット18の回動
角θbuが所定の範囲(回動角範囲)にあるか否かを判断
する。バケット18の回動角θbuはX軸とX′軸の成す
角度Rd で記述できるから、X軸とX′軸の成す角度R
d の下限角と上限角をRd1,Rd2とすると、軌跡制御開
始作業体姿勢範囲条件〔AII2 〕は次式で表される。 Rd1≦Rd ≦Rd2 ……(7) 下限角Rd1と上限角Rd2は作業開始位置領域Rと同様に
多数の操作者による法面均し作業開始時のバケット18
の姿勢を調べて統計処理し、法面均し作業開始頻度がか
なり高い範囲の限界値として設定されるものであり、本
実施例では図4に示すように、バケット18の底面SB
の方向の限界は、矢印aで示す水平方向と、ブーム16
とアーム17がほぼ直線に近づく程作業機の作業腕を延
ばした時のバケット18の回動限界に近い矢印bで示す
傾斜限界方向に相当する値である。Further, the posture of the bucket 18 as the locus control start working body posture range condition [AII2], i.e., the direction of the bottom surface S B of the bucket 18, i.e., the range rotation angle theta bu bucket 18 is predetermined (times (Movement angle range). Since the rotation angle θ bu of the bucket 18 can be described by an angle R d formed by the X axis and the X ′ axis, the angle R formed by the X axis and the X ′ axis
When the lower limit angle and the upper limit angle d and R d1, R d2, trajectory control start working body posture range condition [AII2] it is expressed by the following equation. R d1 ≦ R d ≦ R d2 (7) The lower limit angle R d1 and the upper limit angle R d2 are the buckets 18 at the start of the slope leveling work by a large number of operators, similarly to the work start position area R.
Posture statistically processed by examining the, which work start frequency smoothing slope is set as a considerably higher range limits, in the present embodiment shown in FIG. 4, the bottom surface of the bucket 18 S B
Are limited in the horizontal direction indicated by the arrow a and the boom 16.
And a value corresponding to an inclination limit direction indicated by an arrow b which is closer to the rotation limit of the bucket 18 when the working arm of the working machine is extended as the arm 17 approaches a substantially straight line.
【0043】次に、手順S12の判断結果が然り、即
ち、軌跡制御開始領域条件〔AII1 〕および軌跡制御開
始作業体姿勢範囲条件〔AII2 〕が共に満たされたなら
ば、手順S13の標準作業開始条件〔AI 〕を満たすか
否かの判断に移る。判断対象が操作桿の操作条件となる
標準作業開始条件〔AI 〕は経験的に”ブーム上用操作
桿9a、アーム引用操作桿10aおよびバケット押用操
作桿11aを中立位置をやや越えた位置からやや遅い速
度で操作量を増大させる操作を行った時”に相当するブ
ーム上パイロット圧pb 、アーム引パイロット圧pa 、
バケット押パイロット圧pc の値とそれらの変化量の範
囲となる。従って、ブーム上パイロット圧pb 、アーム
引パイロット圧pa 、バケット押パイロット圧pc の時
間に対する変化、即ち、これらのパイロット圧pb ,p
a ,pc を時間微分したものをそれぞれブーム上パイロ
ット圧変動vb 、アーム引パイロット圧変動va 、バケ
ット押パイロット圧変動vc とすると、標準作業開始条
件〔AI 〕、即ち、標準軌跡初動操作範囲条件〔AI
1〕、標準軌跡初動操作変化範囲条件〔AI2〕は、 pa1≦pa ≦pa2,pb1≦pb ≦pb2,pc1≦pc ≦pc2 かつva3≦va ≦va4,vb3≦vb ≦vb4,vc3≦vc ≦vc4 ただし、pa1,pa2≪pamax(アーム引最大パイロット圧), pb1,pb2≪pbmax(ブーム上最大パイロット圧), pc1,pc2≪pcmax(バケット押最大パイロット圧), va3,va4≒vamax(アーム引最大パイロット圧変動)/n, vb3,vb4≒vbmax(ブーム上最大パイロット圧変動)/n, vc3,vc4≒vcmax(バケット押最大パイロット圧変動)/n (nは2より大きく、10より小さい数) ……(8') となる。Next, if the result of the determination in step S12 is true, that is, if both the trajectory control start area condition [AII1] and the trajectory control start work body posture range condition [AII2] are satisfied, the standard work in step S13 is performed. The process proceeds to a determination as to whether or not the start condition [AI] is satisfied. The standard operation start condition [AI] in which the object to be determined is the operation condition of the operation rod is empirically determined from a position slightly above the neutral position of the operation rod 9a for the boom, the operation rod 10a for quoting the arm, and the operation rod 11a for pushing the bucket. When the operation amount is increased at a slightly lower speed, the pilot pressure p b on the boom, the arm pulling pilot pressure p a ,
The values and ranges of their variation bucket push pilot pressure p c. Accordingly, the boom on the pilot pressure p b, arm pulling pilot pressure p a, the change with time of the bucket push pilot pressure p c, i.e., these pilot pressure p b, p
a, respectively a differentiated p c time boom on the pilot pressure variation v b, arm pulling pilot pressure variation v a, when the bucket push pilot pressure variation v c, the standard task starting condition [AI], i.e., the standard locus initial Operating range conditions [AI
1], the standard locus initial operation change range condition [AI2] is, p a1 ≦ p a ≦ p a2, p b1 ≦ p b ≦ p b2, p c1 ≦ p c ≦ p c2 and v a3 ≦ v a ≦ v a4 , V b3 ≦ v b ≦ v b4 , vc 3 ≦ v c ≦ v c4 where p a1 , p a2 ≪p amax (maximum pilot pressure of arm pull), p b1 , p b2 2p bmax (maximum pilot pressure on boom) ), p c1, p c2 «p cmax ( bucket押最large pilot pressure), v a3, v a4 ≒ v amax ( arm引最large pilot pressure fluctuations) / n, v b3, v b4 ≒ v bmax ( boom on the maximum pilot pressure fluctuations) / n, v c3, v c4 ≒ v cmax ( bucket押最large pilot pressure fluctuations) / n (n is greater than 2, and less than 10 number) (8 ').
【0044】標準軌跡初動操作範囲条件〔AI1〕および
標準軌跡初動操作変化範囲条件〔AI2〕を満たす時、値
が1となり、満たさない時、値が0となる仮想的関数Ψ
(pa ,pb ,pc ,va ,vb ,vc )を定義すれ
ば、標準軌跡初動操作範囲条件〔AI1〕および標準軌跡
初動操作変化範囲条件〔AI2〕は簡単に、 Ψ=1 ……(8) と表すことができる。なお、各パイロット圧pb ,
pa ,pc および各パイロット圧変動va ,vb ,vc
の値は前述のように、多数の操作者による法面均し作業
開始時の操作桿の初動操作状態を調べて統計処理し、法
面均し作業開始頻度が大きな各パイロット圧pa ,
pb ,pc と各パイロット圧変動va ,vb ,vcの範
囲の境界値として設定される。A virtual function {1} when the standard trajectory initial operation range condition [AI1] and the standard trajectory initial operation change range condition [AI2] are satisfied, and 0 when not satisfied.
(P a, p b, p c, v a, v b, v c) by defining a standard trajectory initial operating range condition [AI1] and the standard locus initial operation change range condition [AI2] is easy, [psi = 1... (8). Note that each pilot pressure p b ,
p a , p c and each pilot pressure fluctuation v a , v b , v c
As described above, the value of is examined and statistically processed by examining the initial operation state of the operating rod at the start of the slope smoothing operation by a large number of operators, and the pilot pressures p a and
It is set as a boundary value of the range between p b , pc and each pilot pressure fluctuation v a , v b , v c .
【0045】手順S13の判断結果が然り、即ち、標準
作業開始条件〔AI 〕が満たされた結果、標準作業開始
条件〔A〕が全て満たされたならば、手順S14に移っ
て、実質的な法面均し作業軌跡自動制御を開始する。こ
の手順では初動移行作業軌跡自動制御(I)を行って、
操作者の手動操作による法面均し作業の操作指令を補正
してバケット18の刃先Cを基準法面S0 に沿う方向に
滑らかに移動させ、法面均し作業軌跡完全自動制御(I
I)に円滑に移行できるようにする。これにより、従来
のように急激な均し作業の軌跡自動制御を導入した場合
の油圧制御系等の動作遅れによるバケット18の大きな
上下振動の発生を防止できる。If the result of the determination in the step S13 is true, that is, if the standard work start condition [AI] is satisfied and all the standard work start conditions [A] are satisfied, the process proceeds to the step S14, where the process is substantially completed. Automatic slope trajectory work trajectory automatic control is started. In this procedure, the initial movement transition work trajectory automatic control (I) is performed,
It corrects the operation command slope leveling work by the operator of the manual operation smoothly moved in the direction along the reference slopes S 0 a cutting edge C of the bucket 18, slope leveling work trajectory full automatic control (I
Be able to smoothly transition to I). As a result, it is possible to prevent a large vertical vibration of the bucket 18 due to an operation delay of the hydraulic control system or the like when the automatic control of the trajectory of the rapid leveling operation is introduced as in the related art.
【0046】図11は未熟な操作者が油圧ショベルを操
作して法面均し作業を行った場合の初動時の操作桿の操
作状態をやや誇張して示す操作信号波形図、図12は本
実施例の初動移行作業軌跡自動制御(I)におけるブー
ム上電磁減圧弁4、ブーム上補完圧生成電磁減圧弁5、
アーム引電磁減圧弁6、バケット押補完圧生成電磁減圧
弁7およびバケット押電磁減圧弁8にそれぞれ出力され
る制御電流eb ,ed,ea ,ee ,ec の生成過程を
説明するための信号波形図、図13は制御電流eb ,e
d ,ea ,ee ,ec によって各電磁減圧弁4〜8にそ
れぞれ発生する絞り圧力SVb ,SVd ,SVa ,SV
e ,SVc および油圧制御弁1に付与される各実パイロ
ット圧pbr,par,pcrの圧力波形図である。FIG. 11 is an operation signal waveform diagram showing a slightly exaggerated operation state of the operation rod at the time of initial movement when an inexperienced operator operates a hydraulic shovel to perform a slope leveling operation, and FIG. The on-boom electromagnetic pressure reducing valve 4, the on-boom complementary pressure generating electromagnetic pressure reducing valve 5, in the initial movement transition work trajectory automatic control (I) of the embodiment,
Arm pull solenoid pressure reducing valve 6, the control current e b respectively outputted to the bucket press complements pressure generating solenoid pressure reducing valve 7 and the bucket press solenoid pressure reducing valve 8, e d, e a, e e, explaining the process of generating e c FIG. 13 shows the control currents e b and e
d, e a, e e, diaphragm pressure SV b that respectively generated in the solenoid pressure reducing valves 4-8 by e c, SV d, SV a , SV
e, SV c and the actual pilot pressure p br applied to the hydraulic control valve 1 is a pressure waveform diagram of p ar, p cr.
【0047】図11において、曲線(i),(ii),(iii)は未
熟な操作者が各操作桿9a〜11aを操作した時の各パ
イロット弁9〜11の流出側の各パイロット圧pb ,p
a ,pc の時間変化を、曲線(iv),(v)は曲線(i) に示す
アーム引パイロット圧pb に対応する真直ぐな法面軌跡
を与える各パイロット圧pb ,pc をそれぞれ示したも
のである。未熟な操作者が各操作桿9a〜11aを操作
した時に曲線(i),(ii),(iii)に示す各パイロット圧
pb ,pa ,pc が発生したならば、各々の時刻で各パ
イロット圧pb ,pa ,pc が真直ぐな法面軌跡を与え
る比率になっていないため、これらの各パイロット圧p
b ,pa ,pc により駆動された作業機の形成作業面は
真直ぐな法面にならず、凹凸のある斜面になる。In FIG. 11, curves (i), (ii) and (iii) show the pilot pressures p on the outflow side of the pilot valves 9 to 11 when an inexperienced operator operates the operation rods 9a to 11a. b , p
a, the time variation of p c, the curve (iv), (v) Each pilot pressure p b giving straight slope trace corresponding to the arm pulling pilot pressure p b shown in curve (i), the p c respectively It is shown. Curve When unskilled operator operates the respective operating rod 9a~11a (i), (ii) , the pilot pressure p b shown in (iii), p a, if p c is generated, with each time Since the pilot pressures p b , p a , and pc are not in a ratio that gives a straight slope of the slope, each of these pilot pressures p b , p a , and p c is not equal to each other.
b, p a, forming the working surface of the driven working machine by p c is not a straight slope, the slope is uneven.
【0048】しかし、制御装置11が曲線(i) に示すア
ーム引パイロット圧pa に対応する曲線(iv),(v)に示す
真直ぐな法面軌跡を与える各実パイロット圧pbr,pcr
を油圧制御弁1に直ちに与えるようにしても、大きく変
化するアーム引パイロット圧pa に対する油圧制御機構
の応答遅れ等により、実際に形成される作業面を真直ぐ
な法面にすることは困難である。そこで、本実施例の手
順S14の初動移行作業軌跡自動制御(I)においては
所定の短時間後に真直ぐな法面軌跡を与える各実パイロ
ット圧pbr,par,pcrを油圧制御弁1に与えるように
し、その間は操作者の操作によりブーム上電磁減圧弁4
およびバケット押電磁減圧弁8に与えられたブーム上パ
イロット圧pb およびバケット押パイロット圧pc に所
定の制限を付与することにより、法面均し作業軌跡自動
制御(II)に円滑に移行できるようにしている。説明の
都合上、ここでは、時刻t=0において標準軌跡初動操
作範囲条件〔AI1〕、標準軌跡初動操作変化範囲条件
〔AI2〕、軌跡制御開始領域条件〔AII1 〕および軌跡
制御開始作業体姿勢範囲条件〔AII2 〕が全て満たされ
た結果、初動移行作業軌跡自動制御(I)に移行したも
のとする。[0048] However, the control device 11 is curve (i) curve (iv) corresponding to the arm pulling pilot pressure p a shown in, (v) the actual pilot pressure gives a straight slope trajectory shown in p br, p cr
The be given immediately to the hydraulic control valve 1, the response delay and the like of the hydraulic control mechanism for the arm pulling pilot pressure p a change significantly, that actually straight slope face a working surface formed is difficult is there. Therefore, in the initial movement shift work trajectory automatic control (I) in step S14 of the present embodiment, the actual pilot pressures p br , p ar , and p cr that give a straight slope trajectory after a predetermined short time are applied to the hydraulic control valve 1. During this time, the boom-operated electromagnetic pressure reducing valve 4
And by applying a bucket press solenoid pressure reducing valve 8 predetermined limit on the pilot pressure p b and bucket push pilot pressure p c given boom, smooth transition to the slope leveling work trajectory automatic control (II) Like that. For convenience of explanation, here, at time t = 0, the standard trajectory initial movement operation range condition [AI1], the standard trajectory initial movement operation change range condition [AI2], the trajectory control start area condition [AII1], and the trajectory control start work body posture range It is assumed that as a result of satisfying all of the conditions [AII2], the operation shifts to the initial movement shift work trajectory automatic control (I).
【0049】この時のブーム上パイロット圧pb 、アー
ム引パイロット圧pa およびバケット押パイロット圧p
c をそれぞれpb0,pa0,pc0、ブーム上パイロット圧
変動vb 、アーム引パイロット圧変動va およびバケッ
ト押パイロット圧変動vc をそれぞれvb0,va0,vc0
とすると、(8) 式が成立するから、 pa1≦pa0≦pa2,pb1≦pb0≦pb2,pc1≦pc0≦pc2 かつva3≦va0≦va4,vb3≦vb0≦vb4,vc3≦vc0≦vc4 ……
(8’’) が成り立つ。The boom on the pilot pressure p b at this time, the arm pull pilot pressure p a and the bucket press pilot pressure p
Let c be p b0 , p a0 , p c0 , boom-on pilot pressure fluctuation v b , arm pulling pilot pressure fluctuation v a and bucket pushing pilot pressure fluctuation v c respectively v b0 , v a0 , v c0
Then, since equation (8) holds, p a1 ≦ p a0 ≦ p a2 , p b1 ≦ p b0 ≦ p b2 , p c1 ≦ p c0 ≦ p c2 and v a3 ≦ v a0 ≦ v a4 , v b3 ≦ v b0 ≦ v b4 , vc 3 ≦ v c0 ≦ v c4 ...
(8 '') holds.
【0050】操作開始時に操作者がブーム用操作桿9a
の上げ操作に対して相対的に強過ぎるアーム用操作桿1
0aの引き操作を行った場合には、上述のように大きく
変化するアーム引パイロット圧pa に対して追随する
各実パイロット圧pbr,pcrを油圧制御弁1に与えるよ
うにしても、真直ぐな法面軌跡を形成させることが困難
になり、バケット18の刃先Cの初動軌跡が法面の垂直
方向に大きく波打ってしまう。そこで、本実施例では制
御装置11がブーム上電磁減圧弁4、アーム引電磁減圧
弁6およびバケット押電磁減圧弁8にそれぞれ制御電流
eb ,ea ,ecを出力して、各電磁減圧弁4,6,8
から流出するパイロット油の油圧が絞り圧力SVb ,S
Va ,SVc を越えないようにパイロット圧を制御する
ことにより、油圧制御機構の応答遅れ等があっても、油
圧制御弁1に与えられる各実パイロット圧pbr,pcrを
油圧制御弁1に与えられるアーム引パイロット圧parに
十分追随させることができるようにすると共に、バケッ
ト18の刃先Cを初動状態から、滑らかに基準法面S0
に沿ったバケット角一定移動制御が行われる法面均し作
業軌跡完全自動制御(II)に円滑に移行できるようにし
ている。なお、初動移行作業軌跡自動制御(I)が行わ
れる期間はΔtI とする。At the start of the operation, the operator operates the boom operation stick 9a.
Operation rod 1 for arm that is too strong for lifting operation
When performing pulling operation of 0a, each actual pilot pressure p br to follow the arm pulling pilot pressure p a change significantly as described above, it is given a p cr to the hydraulic control valve 1, It becomes difficult to form a straight slope of the slope, and the initial movement locus of the cutting edge C of the bucket 18 is largely wavy in the vertical direction of the slope. Therefore, the control device 11 is a boom on the solenoid pressure reducing valve 4 in the present embodiment, the arm pull solenoid pressure reducing valve 6 and the bucket press solenoid pressure reducing valve 8 respectively control current to e b, e a, and outputs the e c, the electromagnetic vacuum Valves 4, 6, 8
Pressure diaphragm pressure of pilot oil flowing out from the SV b, S
V a, by controlling the pilot pressure so as not to exceed the SV c, even if there is a response delay or the like of the hydraulic control mechanism, the actual pilot pressure supplied to the hydraulic control valve 1 p br, hydraulic control valve p cr together to be able to sufficiently follow the arm pulling pilot pressure p ar given in 1, a cutting edge C of the bucket 18 from the initial state, smoothly reference slopes S 0
The smooth transition to the slope leveling work trajectory fully automatic control (II), in which the bucket angle constant movement control is carried out along the road, can be smoothly performed. Note that the period during which the initial movement transition work trajectory automatic control (I) is performed is Δt I.
【0051】初動移行作業軌跡自動制御(I)を行うに
は、先ず、アーム引電磁減圧弁6の絞り圧力SVa の初
期値SVa0=pa0+Δpa と、初動移行作業軌跡自動制
御(I)の終了時のアーム引パイロット圧pa の目標値
paeの2点間を滑らかに結ぶ補助曲線(vi)の関数式を演
算する。本実施例では簡単のため、この関数を直線で近
似するが、バケット18の刃先Cの初動状態から期間Δ
tI 後に最も滑らかに法面均し作業軌跡完全自動制御
(II)に移行できる軌跡を実現できる補助曲線を実験的
に求めて、その補助曲線の関数式を用いればより優れた
初動移行作業軌跡自動制御(I)が可能になる。ここで
は、上記補助曲線(vi)の関数をλ(pa0,pae,t)で
表す。法面均し作業軌跡完全自動制御(II)では、アー
ム用操作桿10aの最大引き操作が行われる可能性があ
るので、その場合でも滑らかに法面均し作業軌跡完全自
動制御(II)に移行できるように制御するため、アーム
引パイロット圧pa の目標値paeの値はアーム引パイロ
ット圧pa の最大目標値近傍の値に設定される。 こう
して、関数λ(pa0,pae,t)の関数式が演算できた
ら、この関数λ(pa0,pae,t)の値を初動移行作業
軌跡自動制御(I)におけるアーム引電磁減圧弁6に対
して発生させる絞り圧力SVaIとする。即ち、 SVaI=λ(pa0,pae,t) ……(9) 図12に示す具体例では、初動移行作業軌跡自動制御
(I)においては、関数λ(pa0,pae,t)を示す補
助曲線(vi)と、図13に示す絞り圧力SVaIを示す曲線
(xi)が一致する。油圧制御弁1に実際に付与されるアー
ム引実パイロット圧parはこの曲線(xi)で示された絞り
圧力SVaIではなく、流入圧がアーム引パイロット圧p
a であるパイロット油が電磁減圧弁6でこの絞り圧力S
VaIに絞られて流出する流出側パイロット圧となる。即
ち、アーム引パイロット弁10の流出側パイロット圧で
あるアーム引パイロット圧pa を示す曲線(i) と、関数
λ(pa0,pae,t)を示す補助曲線(vi)とから作られ
た曲線(xii) で示された値になる。即ち、 par= min(pa ,λ(pa0,pae,t)) ……(10) 次に、初動移行作業軌跡自動制御(I)における油圧制
御弁1に付与されるブーム上パイロット圧の制御につい
て説明する。図1に示すように、油圧制御弁1に付与さ
れるブーム上実パイロット圧pbrはブーム上電磁減圧弁
4および補完圧生成電磁減圧弁5から流出したパイロッ
ト油の圧力の中、高い方の圧力が高圧選択弁2で選択さ
れることにより生成される。初動移行作業軌跡自動制御
(I)におけるブーム上電磁減圧弁4での絞り圧力SV
bIはアーム引電磁減圧弁6に対する絞り圧力SVaIと同
様に、絞り圧力SVb の初期値SVb0=pb0+Δp
b と、初動移行作業軌跡自動制御(I)の終了時のブー
ム上パイロット圧pb の目標値pbeの2点間を滑らかに
結ぶ補助曲線(vii) により規定される。即ち、補助曲線
(vii) の関数をκとすると、関数κはブーム上パイロッ
ト圧pb の初期値pb0、目標値pbeおよび時間tの関数
であり、本実施例では関数λと同様に直線で近似され
る。なお、目標値pbeは比較的ゆっくりした法面均し軌
跡制御を行った時の期間ΔtI 後のブーム上パイロット
圧pb であり、実際上は実験的に求めた期間ΔtI 後の
最小のブーム上パイロット圧pb として設定される。[0051] To perform initial migration locus automatic control (I), first of all, an initial value SV a0 = p a0 + Δp a throttle pressure SV a arm pull solenoid pressure reducing valve 6, initial migration locus automatic control (I The function formula of the auxiliary curve (vi) that smoothly connects the two points of the target value p ae of the arm pull pilot pressure pa at the end of the step ( b ) is calculated. In this embodiment, for simplicity, this function is approximated by a straight line.
An auxiliary curve capable of realizing a trajectory capable of transitioning to the fully automatic control (II) of the slope smoothing work trajectory after t I is obtained experimentally, and a better initial movement trajectory can be obtained by using the function formula of the auxiliary curve. Automatic control (I) becomes possible. Here, the function of the auxiliary curve (vi) is represented by λ ( pa0 , pae , t). In the full automatic leveling work trajectory control (II), the maximum pulling operation of the arm operation rod 10a may be performed. to control them to be migrated, the value of the target value p ae arm pulling pilot pressure p a is set to the value of the maximum target value near the arm pulling pilot pressure p a. Thus, the function lambda Once (p a0, p ae, t ) can be calculated function expression is, the function λ (p a0, p ae, t) arm pull solenoid-operated reducing the value of the initial migration locus automatic control (I) It is assumed that the throttle pressure generated for the valve 6 is SV aI . That is, SV aI = λ ( pa 0 , pae , t) (9) In the specific example shown in FIG. 12, in the initial movement transition work trajectory automatic control (I), the function λ ( pa0 , pae , t) ) And a curve showing the throttle pressure SV aI shown in FIG.
(xi) matches. The actual arm-pull pilot pressure p ar actually applied to the hydraulic control valve 1 is not the throttle pressure SV aI shown by the curve (xi), but the inflow pressure is the arm-pull pilot pressure p
The pilot oil which is a
It becomes the outflow-side pilot pressure that is squeezed to VaI and flows out. In other words, made from the curve showing the arm pulling pilot pressure p a is an outflow side pilot pressure of the arm pulling pilot valve 10 (i), the function λ (p a0, p ae, t) an auxiliary curve showing the (vi) It becomes the value shown by the curve (xii). That, p ar = min (p a , λ (p a0, p ae, t)) ...... (10) Next, a boom on the pilot applied to the hydraulic control valve 1 in the initial migration locus automatic control (I) The control of the pressure will be described. As shown in FIG. 1, the actual pilot pressure p br on the boom applied to the hydraulic control valve 1 is the higher of the pilot oil pressure flowing out of the electromagnetic pressure reducing valve 4 on the boom and the electromagnetic pressure reducing valve 5 for generating the complementary pressure. The pressure is generated by being selected by the high pressure selection valve 2. Throttle pressure SV at boom-mounted electromagnetic pressure reducing valve 4 in initial movement shift work trajectory automatic control (I)
bI, like a diaphragm pressure SV aI against arm pull solenoid pressure reducing valve 6, the initial value SV b0 = p b0 + Δp throttle pressure SV b
b and an auxiliary curve (vii) that smoothly connects between the two points of the target value p be of the on-boom pilot pressure p b at the end of the initial movement transition work trajectory automatic control (I). That is, the auxiliary curve
Assuming that the function of (vii) is κ, the function κ is a function of the initial value p b0 of the on-boom pilot pressure p b , the target value p be and the time t. In this embodiment, the function κ is approximated by a straight line similarly to the function λ. You. Note that the target value p be is the pilot pressure p b on the boom after the period Δt I when the relatively slow slope leveling trajectory control is performed, and is actually the minimum after the period Δt I obtained experimentally. Is set as the pilot pressure p b on the boom.
【0052】一方、ブーム上補完圧生成電磁減圧弁5に
対する絞り圧力、即ち、ブーム上補完パイロット圧は油
圧制御弁1に実際に付与されるアーム引実パイロット圧
parと相関して、バケット18の刃先Cを法面に沿って
移動させる通常の法面均し軌跡自動制御を行わせる法面
均しブーム上パイロット圧pbSとする。法面均しブーム
上パイロット圧pbSは後述する法面均し作業軌跡完全自
動制御(II)の手順に従って求めることができる。即
ち、法面均し軌跡制御を表す関数g1 (par,x′,
y′,Rd ,Qpmax)を用いて、法面均しブーム上パイ
ロット圧pbSは pbS=g1 (par,x′,y′,Rd ,Qpmax)(曲線(ix)) ……(11) と表すことができる。従って、 SVd =pbS ……(12) このことは、バケット18の刃先C(x′,y′)の法
面均し作業軌跡完全自動制御(II)では、法面均しブー
ム上パイロット圧pbSは当然のことながら、アーム引パ
イロット圧pa を与えると一義的に決定されることを示
している。実際には、法面均し軌跡制御を行った時のア
ーム引パイロット圧pa とブーム上パイロット圧pb を
予め実験的に測定して関数g1 (par,x′,y′,R
d ,Qmax )を求める。そして、この関数g1 (par,
x′,y′,Rd ,Qmax )のデータをメモリに記憶さ
せておき、法面均し作業軌跡完全自動制御(II)を行う
時は、制御装置11はメモリから関数g1 のデータを読
み出して、操作者が所望の作業速度でアーム用操作桿1
0aを操作して法面均し軌跡制御を行う時のアーム引実
パイロット圧parに対応するブーム上パイロット圧pb
のデータを演算して、そのブーム上パイロット圧pb を
与える制御電流eb をブーム上電磁減圧弁4に出力す
る。上述の初動移行作業軌跡自動制御(I)において
は、関数g1 のデータは油圧制御弁1に実際に付与され
るアーム引実パイロット圧parに対する法面均しブーム
上パイロット圧pbSを生成するブーム上補完圧生成電磁
減圧弁5の制御電流ed を作るのに用いられる。Meanwhile, the diaphragm pressure to the complementary pressure generating solenoid pressure reducing valve 5 boom, i.e., the complementary pilot pressure boom correlated with arm引実pilot pressure p ar actually applied to the hydraulic control valve 1, the bucket 18 Is set as the pilot pressure p bS on the slope smoothing boom for performing the normal slope smoothing trajectory automatic control for moving the cutting edge C along the slope . The pilot pressure p bS on the slope smoothing boom can be obtained in accordance with the procedure of the slope automatic trajectory fully automatic control (II) described later. That is, a function g 1 (p ar , x ′,
y ′, R d , Q pmax ), the pilot pressure p bS on the slope leveling boom is given by p bs = g 1 (p ar , x ′, y ′, R d , Q pmax ) (curve (ix) ) ... (11) Therefore, SV d = p bS (12) This means that the slope leveling work trajectory fully automatic control (II) of the blade edge C (x ′, y ′) of the bucket 18 requires the pilot on the slope leveling boom. while pressure p bS is appreciated that indicates that it is uniquely determined given a arm pulling pilot pressure p a. In fact, as measured experimentally beforehand the arm pulling pilot pressure p a and the boom on the pilot pressure p b at the time of performing slope leveling trajectory control function g 1 (p ar, x ' , y', R
d , Q max ). Then, the function g 1 (p ar ,
x ′, y ′, R d , Q max ) are stored in the memory, and when performing the full automatic control (II) of the slope leveling work trajectory, the controller 11 reads the data of the function g 1 from the memory. Is read out, and the operator operates the arm operation rod 1 at a desired operation speed.
0a, the pilot pressure p b on the boom corresponding to the actual arm pilot pressure p ar when performing the slope leveling trajectory control.
Data by calculating the outputs of the control current e b to give the boom on the pilot pressure p b the boom on the solenoid pressure reducing valve 4. In initial migration locus automatic control described above (I), the data of the function g 1 generating an arm引実pilot pressure slope leveling boom on the pilot pressure p bS for p ar actually applied to the hydraulic control valve 1 used to make a control current e d boom on complementary pressure generating solenoid pressure reducing valve 5.
【0053】従って、図12に示す具体例では、ブーム
上電磁減圧弁4に対する絞り圧力SVbIは関数κ
(pb0,pbe,t)により決定され、ブーム上電磁減圧
弁4から実際に高圧選択弁2に与えられるブーム上パイ
ロット圧pb ′はブーム上パイロット圧pb (図12に
曲線(ii)で示す)が関数κ(pb0,pbe,t)により大
きな値が制限されたものになる。そして、ブーム上電磁
減圧弁4とブーム上補完圧生成電磁減圧弁5からのパイ
ロット油が流入する高圧選択弁2では制御開始直後の僅
少時間Δt0 の間はブーム上電磁減圧弁4からのブーム
上パイロット圧pb ′が選択され、その後は曲線(ix)で
示されたブーム上補完圧生成電磁減圧弁5からの法面均
しブーム上パイロット圧pbSが選択されて、油圧制御弁
1に付与される。従って、ブーム上実パイロット圧pbr
は図13に示す曲線(xiv) で示されたものとなる。即
ち、 pbr= max(pb ′,pbS) ……(13) 次に、油圧制御弁1に付与されるバケット押パイロット
圧の制御について説明する。図12に示すように、バケ
ット押パイロット圧の制御はブーム上パイロット圧の制
御と全く同様に行うことができる。従って、ここではそ
の重複する説明を省略することとし、その結果のみ記述
する。即ち、バケット押電磁減圧弁8での絞り圧力SV
cIは絞り圧力SVc の初期値SVc0=pc0+Δpc と、
初動移行作業軌跡自動制御(I)の終了時のバケット押
パイロット圧pc の目標値pceの2点間を滑らかに結ぶ
補助曲線(viii)により規定される。即ち、補助曲線(vii
i)の関数をσとすると、関数σはバケット押パイロット
圧pc の初期値pc0、目標値pceおよび時間tの関数で
あり、本実施例では直線で近似される。Accordingly, in the specific example shown in FIG. 12, the throttle pressure SV bI for the boom-on electromagnetic pressure reducing valve 4 is given by the function
(P b0 , p be , t), and the boom-on pilot pressure p b ′ actually given from the boom-on electromagnetic pressure reducing valve 4 to the high-pressure selection valve 2 is the boom-on pilot pressure p b (in FIG. 12, the curve (ii) ) Is limited to a large value by the function κ (p b0 , p be , t). Then, in the high pressure selector valve 2 into which the pilot oil flows from the boom-side electromagnetic pressure reducing valve 4 and the boom-side complementary pressure generating electromagnetic pressure-reducing valve 5, the boom from the boom-side electromagnetic pressure reducing valve 4 during a short time Δt 0 immediately after the control is started. The upper pilot pressure p b ′ is selected, and thereafter the pilot pressure p bS on the slope leveling boom from the boom-on-boom complementary pressure generating electromagnetic pressure reducing valve 5 shown by the curve (ix) is selected, and the hydraulic control valve 1 is selected. Is given to Therefore, the actual pilot pressure p br on the boom
Is represented by a curve (xiv) shown in FIG. That, p br = max (p b ', p bS) ...... (13) Next, a description will be given of the control of the bucket push pilot pressure applied to the hydraulic control valve 1. As shown in FIG. 12, the control of the bucket pushing pilot pressure can be performed in exactly the same manner as the control of the on-boom pilot pressure. Therefore, the duplicate description is omitted here, and only the result is described. That is, the throttle pressure SV at the bucket pressing electromagnetic pressure reducing valve 8
cI is the initial value SV c0 = p c0 + Δp c of the diaphragm pressure SV c,
Defined by smoothly connecting the auxiliary curve between two points of the target value p ce bucket push pilot pressure p c at the end of the initial migration locus automatic control (I) (viii). That is, the auxiliary curve (vii
When the function of i) and sigma, the function sigma initial value p c0 bucket push pilot pressure p c, is a function of the desired value p ce and time t, in the present embodiment is approximated by a straight line.
【0054】一方、バケット押補完圧生成電磁減圧弁7
に対する絞り圧力、即ち、バケット押補完パイロット圧
は油圧制御弁1に実際に付与されるアーム引実パイロッ
ト圧parと相関して、バケット18の刃先Cを法面に沿
って移動させる通常の法面均し軌跡自動制御を行わせる
法面均しバケット押パイロット圧pcSとする。この法面
均しバケット押パイロット圧pcSは法面均し軌跡制御を
表す関数g2 (par,x′,y′,Rd ,Qpmax)を用
いて、 pcS=g2 (par,x′,y′,Rd ,Qpmax)(曲線(x) ) ……(14) と表すことができる。従って、 SVe =pCS ……(15) また、バケット押実パイロット圧pcrは、 pcr=max (pc ′,pcS)(曲線(xvi) ) ……(16) となる。On the other hand, the electromagnetic pressure reducing valve 7 for generating the bucket pushing complementary pressure is provided.
, Ie, the bucket pushing complementary pilot pressure, is correlated with the actual arm pilot pilot pressure p ar actually applied to the hydraulic control valve 1 and moves the cutting edge C of the bucket 18 along the slope. It is assumed that a slope pressing bucket pushing pressure pcS for performing the leveling trajectory automatic control. Bucket push pilot pressure leveled the slope p cS function g 2 representing the trajectory control leveled slope (p ar, x ', y ', R d, Q pmax) using, p cS = g 2 (p ar , x ′, y ′, R d , Q pmax ) (curve (x)) (14) Therefore, SV e = p CS ...... ( 15) Further, the bucket押実pilot pressure p cr is, p cr = max (p c ', p cS) ( curve (xvi)) becomes ... (16).
【0055】上述の説明から明らかなように、図12に
示す具体例では、僅少時間Δt0 は実質的な法面均し軌
跡自動制御に滑らかに移行させるための過渡期に相当し
ている。このように、本実施例では、初動移行作業軌跡
自動制御(I)を開始した後、僅少時間Δt0 の過渡期
の制御を経ることにより、初動時の動作状態から徐々に
法面均し軌跡自動制御に移行するようにしているので、
法面均し作業軌跡完全自動制御(II)に移行する際に衝
撃や振動を生じることなく滑らかな初動動作が可能な自
動制御を行うことができる。As is apparent from the above description, in the specific example shown in FIG. 12, the short time Δt 0 corresponds to a transition period for smoothly shifting to the substantial slope leveling trajectory automatic control. As described above, in the present embodiment, after starting the initial movement transition work trajectory automatic control (I), the control is performed in the transitional period of the short time Δt 0 , so that the slope of the slope is gradually decreased from the operation state at the time of the initial movement. Because we are going to shift to automatic control,
When shifting to the slope leveling work trajectory fully automatic control (II), it is possible to perform automatic control capable of performing a smooth initial motion without generating shock or vibration.
【0056】初動移行作業軌跡自動制御(I)を開始し
た後、僅かな期間は操作者の手動操作によるアーム引パ
イロット圧pa 、ブーム上パイロット圧pb およびバケ
ット押パイロット圧pc にその儘追随したアーム引実パ
イロット圧par、ブーム上実パイロット圧pbrおよびバ
ケット押実パイロット圧pcrが出力され、その後、関数
λ(pa0,pae,t)、関数κ(pb0,pbe,t)およ
びσ(pc0,pce,t)によりそれぞれ大きな値が制限
され、やがてSVa =min (λ,pa ),SVb =
pbS,SVc =pcSによる実質的な法面均し軌跡自動制
御に移行するようになる。この過程で、アーム引パイロ
ット圧pa 、ブーム上パイロット圧pb およびバケット
押パイロット圧pc には不連続や急激な変化が無いか
ら、ブーム16、アーム17およびバケット18を駆動
するシリンダーに衝撃が起きることがない。[0056] After starting the initial migration locus automatic control (I), a slight period arm pulling pilot pressure p a manual operation of an operator, without change to the boom on the pilot pressure p b and bucket push pilot pressure p c follow the arm引実pilot pressure p ar, boom on the actual pilot pressure p br and the bucket押実pilot pressure p cr is output, then function λ (p a0, p ae, t), the function kappa (p b0, p be , t) and σ (p c0 , p ce , t) restrict large values, respectively, and then SV a = min (λ, p a ), SV b =
The process shifts to the automatic control of the actual slope of the slope by p bS , SV c = p cS . In this process, the arm pulling pilot pressure p a, because there is no discontinuity or sudden change in the boom on the pilot pressure p b and bucket push pilot pressure p c, impact cylinder for driving the boom 16, arm 17 and bucket 18 Never happen.
【0057】次に、図6に戻って、法面均し作業軌跡自
動制御の動作説明を継続する。手順S15では、手順S
14における初動移行作業軌跡自動制御(I)を継続し
ながらも、法面均し作業軌跡自動制御を解除する条件が
満たされたか否かを判断する。即ち、この均し作業軌跡
自動制御の解除条件をΦと表すと、Φ=1か否かを判断
する。解除条件Φの具体的な内容は、”ブーム上用操作
桿9aの上げ操作量や上げ速度がかなり大きい時、ある
いはブーム上用操作桿9aが中立位置近傍に戻された
時、アーム引用操作桿10aの引き速度がかなり大きい
時、あるいはアーム引用操作桿10aが中立位置近傍に
戻された時、または、バケット押用操作桿11aの押し
操作量や押し速度がかなり大きい時、あるいはバケット
押用操作桿11aが中立位置近傍に戻された時”であ
る。Next, returning to FIG. 6, the description of the operation of the automatic control of the trajectory of the slope smoothing operation will be continued. In step S15, step S
While continuing the initial movement transition work trajectory automatic control (I) in 14, it is determined whether or not a condition for canceling the slope leveling work trajectory automatic control is satisfied. That is, if the release condition of the smoothing work trajectory automatic control is represented by Φ, it is determined whether or not Φ = 1. The specific contents of the release condition Φ are as follows: "When the operation amount and speed of raising the boom operation rod 9a are considerably large, or when the boom operation rod 9a is returned to the vicinity of the neutral position, the arm quoting operation rod is used. When the pulling speed of the 10a is considerably high, or when the arm quoting operation rod 10a is returned to the vicinity of the neutral position, or when the pushing operation amount or the pushing speed of the bucket pushing operation rod 11a is considerably large, or when the bucket pushing operation is performed. When the rod 11a is returned to the vicinity of the neutral position.
【0058】法面均し作業の操作においてはブーム上
用、アーム引用、バケット押用の各操作桿9a,10
a,11aにこのような操作が行われる場合は殆ど無い
ので、上記操作が行われた時は操作者は法面均し作業を
解除しようとしている、あるいは、始めから法面均し作
業を行う意図が無かったものと判断して、初動移行作業
軌跡自動制御(I)を中止し、通常の手動操作による一
般作業に移るための法面均し作業軌跡解除自動制御(IV)
に移る。法面均し作業軌跡解除自動制御(IV)のブーム上
用、アーム引用、バケット押用の各操作桿9a,10
a,11aの操作内容を定式化すると、 pb ≧pb5(pb5≫0);pb ≒0 vb ≧vb5(vb5≫0);vb ≦vb6(vb6≪0) va ≧va5(va5≫0);va ≦va6(va6≪0) pa ≒0;pc ≧pc5(pc5≫0) pc ≒0 vc ≧vc5(vb5≫0);vc ≦vc6(vc6≪0) ……(17) となる。In the operation of the slope leveling operation, the operation rods 9a and 10 for raising the boom, quoting the arm, and pushing the bucket are used.
Since such an operation is rarely performed on a and 11a, when the above operation is performed, the operator intends to cancel the slope leveling operation, or performs the slope leveling operation from the beginning. Judging that there was no intention, the automatic control of the initial movement shift work trajectory automatic control (I) is stopped, and the slope control work automatic release (IV) for shifting to the general work by the ordinary manual operation is performed.
Move on to Operation rods 9a, 10 for boom-up, arm quotation, and bucket pushing for automatic control of slope leveling work locus release (IV)
a, when formulating operation content 11a, p b ≧ p b5 ( p b5 »0); p b ≒ 0 v b ≧ v b5 (v b5 »0); v b ≦ v b6 (v b6 «0) v a ≧ v a5 (v a5 »0); v a ≦ v a6 (v a6 «0) p a ≒ 0; p c ≧ p c5 (p c5 »0) p c ≒ 0 v c ≧ v c5 (v b5 »0); v c ≦ v c6 (v c6 «0) a ... (17).
【0059】手順S15の判断結果が否ならば、即ち、
法面均し作業軌跡自動制御の解除条件Φが0であった場
合は、時間tがΔtI だけ経過したか否かを判断する
(S16)。時間tがΔtI だけ経過したら、初動移行
作業軌跡自動制御(I)の所要期間は終了するので、図
7の手順S17に移り、未だ時間tがΔtI だけ経過し
ていなかった時は、手順S14に戻って初動移行作業軌
跡自動制御(I)を継続する。手順S17では法面均し
作業軌跡完全自動制御(II)が行われる。法面均し作業
軌跡完全自動制御(II)においては、アーム引電磁減圧
弁6の絞り圧力SVa としてはSVa =pa +Δpa と
し、ブーム上電磁減圧弁4およびブーム上補完圧生成電
磁減圧弁5の絞り圧力SVb 、バケット押補完圧生成電
磁減圧弁7およびバケット押電磁減圧弁8の絞り圧力S
Vc に対しては、手順S14における初動移行作業軌跡
自動制御(I)で、関数g1 (x,y,pa ,
Qmax ),g2 (par,x′,y′,Rd ,Qpmax)を
用いて作られた法面均しブーム上パイロット圧pbS、法
面均しバケット押パイロット圧pcSと同じものを演算し
て、各電磁減圧弁4,5および電磁減圧弁7,8の絞り
圧力SVb ,SVc とする。これにより、操作者のアー
ム用操作桿10aの引き操作量に応じた作業速度でバケ
ット18の刃先C(x′,y′)を法面に沿って移動さ
せる法面均し作業軌跡完全自動制御(II)を実現でき
る。即ち、 SVa =pa +Δpa ,SVb =pbS,SVc =pcS ……(18) 次に、法面均し作業軌跡完全自動制御(II)における動
作を説明する。図10は法面均し作業軌跡完全自動制御
を行う油圧ショベルの動きを示す見取図である。同図で
は、法面均し作業軌跡完全自動制御(II)によって作業
機が(あ)に示す状態から(う)に示す状態に変化し
て、バケット18が基準法面S0 に対して一定の傾斜角
Rd を保持した儘、刃先C(x′,y′)が基準法面S
0 に沿ってΔxだけ移動したことを示している。バケッ
ト18の刃先Cが基準法面S0 に沿ってΔxだけ移動し
た時のブームシリンダーのボトム室、アームシリンダー
のボトム室およびバケットシリンダーのロッド室の容量
変化をそれぞれΔLb ,ΔLa ,ΔLc (ΔLb ,ΔL
a ,ΔLc >0)とする。また、(あ)に示す状態と
(う)に示す状態の中間的な図示しない状態(い)に変
化した時のブームシリンダーのボトム室、アームシリン
ダーのボトム室およびバケットシリンダーのロッド室の
容量変化をそれぞれΔlb ,Δla ,Δlc (Δlb ,
Δla ,Δlc >0)とすると、十分小さな距離Δxに
対しては次式が成り立つ。 ΔLb :ΔLa :ΔLc =Δlb :Δla :Δlc ……(19) (あ)に示す状態から状態(い)に変化するのに要する
時間をΔTとすると、(19)式は、 ΔLb :ΔLa :ΔLc =Δlb /ΔT:Δla /ΔT:Δlc /ΔT =qb :qa :qc (ただし、qb ≡Δlb /ΔT,qa ≡Δla /ΔT,qc ≡Δlc /ΔT) ……(20) (20)式で定義したqb ,qa ,qc はそれぞれブームシ
リンダーのボトム室、アームシリンダーのボトム室およ
びバケットシリンダーのロッド室に流入する作動油の流
量である。つまり、法面均し作業軌跡完全自動制御(I
I)においては、基準法面S0 に対して一定の傾斜角R
d を保持した儘、バケット18の刃先C(x′,y′)
を基準法面S0 に沿って移動させるために、時事刻々変
化する作業機の状態で決まる(20)式で定義した流量比で
作動油を配分する制御を行うことと同等である。If the result of the determination in step S15 is negative, that is,
If the release condition Φ of the slope leveling work trajectory automatic control is 0, it is determined whether or not the time t has elapsed by Δt I (S16). If the time t has elapsed by Δt I, the required period of the initial movement transition work trajectory automatic control (I) ends, so the process proceeds to step S17 in FIG. 7. If the time t has not yet elapsed by Δt I , the procedure proceeds to step S17. Returning to S14, the initial movement transition work trajectory automatic control (I) is continued. In step S17, the slope automatic operation trajectory fully automatic control (II) is performed. In slope leveling work trajectory full automatic control (II), the arm pull as the throttle pressure SV a solenoid pressure reducing valve 6 and SV a = p a + Δp a , boom on the solenoid pressure reducing valve 4 and the boom on the complementary pressure generating solenoid The throttle pressure SV b of the pressure reducing valve 5, the throttle pressure S of the bucket pressure compensating electromagnetic pressure reducing valve 7 and the bucket pushing electromagnetic pressure reducing valve 8.
For V c , the function g 1 (x, y, p a ,
Q max), g 2 (p ar, x ', y', R d, Q pmax) the boom on the pilot pressure leveled slope made with p bS, and slope leveling bucket push pilot pressure p cS by calculating the same, and squeezing pressure SV b, SV c of the electromagnetic pressure reducing valve 4, 5 and the electromagnetic pressure reducing valves 7 and 8. Thereby, the slope-equalizing work trajectory completely automatic control in which the cutting edge C (x ', y') of the bucket 18 is moved along the slope at a working speed corresponding to the amount of pulling operation of the arm operating rod 10a by the operator. (II) can be realized. That is, SV a = p a + Δp a , SV b = p bS , SV c = p cS (18) Next, the operation of the slope automatic trajectory fully automatic control (II) will be described. FIG. 10 is a sketch drawing showing the movement of a hydraulic excavator that performs fully automatic control of a slope leveling work trajectory. In the figure, it changes to the state shown in the state shown in the work machine (Oh) to (iii) by slope leveling work trajectory full automatic control (II), certain bucket 18 with respect to the reference slope face S 0 tilt angle as one likes holding a R d of the cutting edge C (x ', y') is the reference slopes S
This indicates that the movement has been made by Δx along 0 . Changes in the capacities of the bottom chamber of the boom cylinder, the bottom chamber of the arm cylinder, and the rod chamber of the bucket cylinder when the cutting edge C of the bucket 18 moves by Δx along the reference slope S 0 are represented by ΔL b , ΔL a , and ΔL c , respectively. (ΔL b , ΔL
a , ΔL c > 0). In addition, the capacity change of the bottom chamber of the boom cylinder, the bottom chamber of the arm cylinder, and the rod chamber of the bucket cylinder when the state changes between the state shown in (a) and the state shown in (u), which is not shown (i). .DELTA.l respectively b, Δl a, Δl c ( Δl b,
If Δl a , Δl c > 0), the following expression holds for a sufficiently small distance Δx. ΔL b : ΔL a : ΔL c = ΔI b : ΔI a : ΔI c (19) Assuming that the time required to change from the state shown in (a) to the state (ii) is ΔT, the equation (19) becomes , ΔL b: ΔL a: ΔL c = Δl b / ΔT: Δl a / ΔT: Δl c / ΔT = q b: q a: q c ( however, q b ≡Δl b / ΔT, q a ≡Δl a / ΔT, q c ≡Δl c / ΔT ) ...... (20) (20) q b defined in formula, q a, q c is the bottom chamber of each boom cylinder, the rod chamber of the bottom chamber and the bucket cylinder of the arm cylinder This is the flow rate of the operating oil that flows. In other words, the slope leveling work trajectory fully automatic control (I
In I), a constant inclination angle R with respect to the reference slope S 0
While maintaining d , the cutting edge C (x ', y') of the bucket 18
In order to move along the reference slopes S 0, is equivalent to performing a control to distribute hydraulic fluid determined by the state of the working machine changes every moment (20) flow ratio defined by the formula.
【0060】ブームシリンダーのボトム室およびバケッ
トシリンダーのロッド室に流入する作動油のアームシリ
ンダーのボトム室に流入する作動油に対する流量比をそ
れぞれkb ,kc と定義すると、(20)式は qb :qa :qc =kb :1:kc ……(21) 上述のように、流量比kb ,kc はその時の作業機の状
態により一義的に決定されるから、関数f1 ,f2 を次
式で定義すれば、 kb =f1 (x′,y′,Rd ) kc =f2 (x′,y′,Rd ) ……(22) と表すことができる。手順S11に示す手動操作による
一般作業中におけるブームシリンダーのボトム室、アー
ムシリンダーのボトム室およびバケットシリンダーのロ
ッド室に流入する作動油の流量をそれぞれqb * ,qa
* ,qc * と定義すると、油圧ポンプの吐出流量Qmax
が十分大きな値を有していれば、qb * =kb ・
qa * ,qc * =kc ・qa * が成り立つ。 従って、
油圧ポンプの吐出流量Qmax が十分大きな値の場合、即
ち、Qmax ≧qb * +qa * +qc * ならば、 qb =qb * =kb ・qa * qa =qa * qc =qc * =kc ・qa * ……(23) 一方、油圧ポンプの吐出流量Qmax が十分大きな値を有
していない場合、即ち、Qmax <qb * +qa * +qc
* ならば、 qb =Qmax ・qb * /(qb * +qa * +qc * ) qa =Qmax ・qa * /(qb * +qa * +qc * ) qc =Qmax ・qc * /(qb * +qa * +qc * ) ……(24) となる。If the flow ratios of the hydraulic oil flowing into the bottom chamber of the boom cylinder and the rod chamber of the bucket cylinder to the hydraulic oil flowing into the bottom chamber of the arm cylinder are defined as k b and k c , the equation (20) gives q b : q a : q c = k b : 1: k c (21) As described above, the flow ratios k b and k c are uniquely determined by the state of the working machine at that time, and therefore the function f If 1 and f 2 are defined by the following equations, it is expressed as : k b = f 1 (x ′, y ′, R d ) k c = f 2 (x ′, y ′, R d ) (22) Can be. Boom cylinder bottom chamber in the general work by manual operation shown in step S11, q the flow rate of the hydraulic oil flowing into the rod chamber of the bottom chamber and the bucket cylinder of the arm cylinder, respectively b *, q a
* , Q c * , the discharge flow rate Q max of the hydraulic pump
Has a sufficiently large value, q b * = k b.
The following holds: q a * , q c * = k c · q a * . Therefore,
If the discharge flow rate Q max of the hydraulic pump is sufficiently large value, i.e., Q max ≧ q b * + q a * + q c * if, q b = q b * = k b · q a * q a = q a * q c = q c * = k c · q a * ...... (23) On the other hand, if the discharge flow rate Q max of the hydraulic pump does not have a sufficiently large value, i.e., Q max <q b * + q a * + q c
* If, q b = Q max · q b * / (q b * + q a * + q c *) q a = Q max · q a * / (q b * + q a * + q c *) q c = Q max · q c * / (q b * + q a * + q c *) becomes a ... (24).
【0061】こうして作業機の各アクチュエーターの注
目する油室内に流入する作動油の流量qb ,qa ,qc
が求められると、作動油の流量qb ,qa ,qc と対応
する各パイロット圧pb ,pa ,pc は一義的に決定さ
れ、それぞれを関係付ける変換式により、法面均し作業
軌跡完全自動制御(II)における法面均しブーム上パイ
ロット圧pbS、アーム引パイロット圧pa 、法面均しバ
ケット押パイロット圧pcSを求めることができる。即
ち、法面均し作業軌跡完全自動制御(II)に対して関数
h1 ,h2 ,h3 を次式で定義することができる。 pbS=h1 (pa ,x′,y′,Rd ,Qmax ) pa =h2 (pa ,x′,y′,Rd ,Qmax ) pcS=h3 (pa ,x′,y′,Rd ,Qmax ) ……(25) 次の手順S18では初動移行作業軌跡自動制御(I)の
場合と同様に、均し作業軌跡自動制御を中止する条件が
満たされたか否か、即ち、解除条件Φ=1か否かを判断
する。手順S18の判断結果が然りならば、即ち、均し
作業軌跡自動制御の解除条件Φ=1ならば、法面均し作
業軌跡完全自動制御(II)を解除し、通常の手動操作に
よる一般作業に移るための法面均し作業軌跡解除自動制
御(IV)に移る。手順S18の判断結果が否ならば、手順
S17に戻って法面均し作業軌跡完全自動制御(II)を
継続する。Thus, the flow rates q b , q a , q c of the working oil flowing into the oil chambers of interest of the respective actuators of the working machine.
Has been obtained, the flow rate q b of the hydraulic oil, q a, each pilot pressure corresponding to the q c p b, p a, p c is uniquely determined, by the conversion equation relating the respective slopes leveling working trajectory full automatic control boom on the pilot leveled slope in (II) pressure p bS, arm pulling pilot pressure p a, slope leveling bucket push pilot pressure p cS can be obtained. That is, the functions h 1 , h 2 , and h 3 can be defined by the following equations for the completely automatic operation of the slope leveling work trajectory (II). p bS = h 1 (p a , x ′, y ′, R d , Q max ) p a = h 2 (p a , x ′, y ′, R d , Q max ) p cS = h 3 (p a , X ′, y ′, R d , Q max ) (25) In the next step S18, as in the case of the initial movement transition work trajectory automatic control (I), the condition for stopping the smoothing work trajectory automatic control is satisfied. It is determined whether or not the release condition Φ = 1. If the result of the determination in step S18 is true, that is, if the release condition Φ = 1 of the smoothing work trajectory automatic control, the full automatic control (II) of the slope smoothing work trajectory is released, and a general manual operation is performed. Move on to automatic control (IV) for canceling the slope of the slope to move to work. If the result of the determination in step S18 is negative, the process returns to step S17 to continue the slope leveling work trajectory fully automatic control (II).
【0062】次に、手順S15または手順S18の判断
結果が然りであった時に実行される法面均し作業軌跡解
除自動制御(IV)の内容を説明する。図14は初動移行作
業軌跡自動制御(I)を行っている時に、ブーム用操作
桿9aの上げ操作量が次第に増大して、圧力センサー6
が検出したブーム上パイロット圧pb がpb5以上にな
り、その結果、Φ=1となり、均し作業軌跡自動制御を
解除する条件が満たされた場合の具体例におけるブーム
上パイロット圧pb 、ブーム上電磁減圧弁4の絞り圧力
SVb およびブーム上補完圧生成電磁減圧弁5の絞り圧
力SVd の変化を示した波形図、図15はその時の油圧
制御弁1に付与されるブーム上実パイロット圧pbrと、
法面均し作業軌跡解除自動制御(IV)が行われなかった場
合の仮想的なブーム上実パイロット圧pbr′の変化を示
した波形図である。Next, the content of the slope leveling work trajectory release automatic control (IV) executed when the result of the determination in step S15 or S18 is correct will be described. FIG. 14 shows that during the initial movement shifting work trajectory automatic control (I), the operation amount of raising the boom operation rod 9a gradually increases, and the pressure sensor 6
The boom-on-boom pilot pressure p b becomes greater than or equal to p b5 , and as a result, Φ = 1, and the boom-on-boom pilot pressure p b , waveform diagram showing changes in throttle pressure SV d complement on the boom on the throttle pressure SV b and the boom of the electromagnetic pressure reducing valve 4 pressure generating solenoid pressure reducing valve 5, Figure 15 is a boom on the real applied to the hydraulic control valve 1 at that time Pilot pressure p br ,
FIG. 8 is a waveform diagram showing a change in a virtual pilot pressure p br ′ on the virtual boom when the slope leveling work trajectory cancellation automatic control (IV) is not performed.
【0063】以下、この具体例に即して説明することと
する。図14に示すように、初動移行作業軌跡自動制御
(I)を行っている時にブーム上パイロット圧pb が増
大し、t=T0 でpb ≧pb5となったとする。この時は
操作者は法面均し作業を解除しようとしている、あるい
は、始めから法面均し作業を行う意図が無かったものと
判断して、初動移行作業軌跡自動制御(I)は解除され
るが、t=T0 の時点で直ちに手順S11の手動操作に
よる一般作業制御に戻すと、それまで例えば、図15に
示す油圧制御弁1に付与されるブーム上実パイロット圧
pbrI が曲線(iixi)で示されたt=T0 で不連続になる
ブーム上実パイロット圧pbrIV′になるため、油圧制御
弁1に接続されたブームシリンダーに大きな衝撃力を与
えてしまい、操作者が驚いて不安感を懐いたり、油圧装
置が損傷を受けたりする。Hereinafter, description will be made in accordance with this specific example. As shown in FIG. 14, it is assumed that the pilot pressure p b on the boom increases during the initial movement transfer work trajectory automatic control (I), and that p b ≧ p b5 at t = T 0 . At this time, the operator judges that the operator is trying to release the slope leveling operation or that the operator has not intended to perform the slope leveling operation from the beginning, and the initial movement shift work trajectory automatic control (I) is released. that is, t = returning to general working control by immediately manual operation procedure in S11 the time of T 0, until then for example, the boom on the actual pilot pressure p BRI curve applied to the hydraulic control valve 1 shown in FIG. 15 ( Since the actual pilot pressure p brIV ′ on the boom becomes discontinuous at t = T 0 shown in iixi), a large impact force is applied to the boom cylinder connected to the hydraulic control valve 1, and the operator is surprised. Feeling uneasy or damaging the hydraulic system.
【0064】そこで、法面均し作業軌跡解除自動制御(I
V)では、初動移行作業軌跡自動制御(I)において、制
御装置11がバケット18の刃先Cの軌跡がなるべく速
やかに水平面に沿ったものとなるように、操作者のブー
ム上用操作桿9aおよびアーム引用操作桿10aの手動
操作による操作指令に制限を加えたり、逆に付勢するよ
うな制御電流eb ,ed ,ea をブーム上電磁減圧弁
4、ブーム上補完圧生成電磁減圧弁5およびアーム引電
磁減圧弁6にそれぞれ出力していたのを中止すると共
に、操作者の手動操作による操作指令に忠実に従った制
御に滑らかに移行させるための制御を行う。Accordingly, automatic control for releasing the slope leveling work trajectory (I
In (V), in the initial movement transition work trajectory automatic control (I), the controller 11 controls the boom-up operation rod 9a and the operator's boom so that the trajectory of the cutting edge C of the bucket 18 follows the horizontal plane as quickly as possible. or adding a restriction to the operation command by manual operation of the arm reference operating rod 10a, the control current e b as to urge the contrary, e d, the boom e a solenoid pressure reducing valve 4, a boom on complementary pressure generating solenoid pressure reducing valve 5 and the arm pulling electromagnetic pressure reducing valve 6 are stopped, and the control for smoothly shifting to the control faithfully following the operation command by the manual operation of the operator is performed.
【0065】以下の説明ではブーム上げ操作の制御につ
いて説明するが、後述するようにバケット押し操作の制
御も全く同様にして行われる。法面均し作業軌跡解除自
動制御(IV)が行われる期間は、それまで行われていた軌
跡自動制御を解除して、操作者の手動操作による操作指
令に忠実に従った制御に滑らかに移行させる過渡期間Δ
t1 と、補完圧生成電磁減圧弁5の絞り圧力SVd を0
に減衰させる補完圧減衰期間Δt2 とから成る。In the following description, the control of the boom raising operation will be described. However, the control of the bucket pushing operation is performed in exactly the same manner as described later. During the period in which the slope leveling work trajectory cancellation automatic control (IV) is performed, the trajectory automatic control that was performed so far is canceled and the control smoothly transitions to control that faithfully follows the operation command by the manual operation of the operator Transient period Δ
t 1 and the throttle pressure SV d of the supplementary pressure generating electromagnetic pressure reducing valve 5 are set to 0.
And a supplementary pressure decay period Δt 2 .
【0066】まず、過渡期間Δt1 においては、制御装
置11は時刻t=T0 で初動移行作業軌跡自動制御
(I)を中止した時刻t=T0 でのブーム上電磁減圧弁
4の絞り圧力SVbI=SVbIV 0 の座標点を始点とし、
期間Δt1 後の時刻t=T1 でのブーム上パイロット圧
pb =SVdIV 1 と付加圧Δpb との和(pb +Δ
pb )=SVbIV 1 の座標点を終点とする直線(xvii)、
および時刻t=T0 での補完圧生成電磁減圧弁5の絞り
圧力SVdI=SVdIV 0 の座標点を始点とし、時刻t=
T1 のブーム上パイロット圧pb =SVdIV 1 の座標点
を終点とする直線(xviii) の関係式をそれぞれ演算す
る。そして、過渡期間Δt1 における直線(xvii),(xvi
ii) で表された圧力がそれぞれ絞り圧力SVbIV および
絞り圧力SVdIV となるような制御電流eb ,ed をブ
ーム上電磁減圧弁4および補完圧生成電磁減圧弁5に出
力する。即ち、 SVbIV =pb +〔t・(Δpb +Δs1 )/Δt1 〕−Δs1 =pb +(t/Δt1 )・Δpb +〔(t/Δt1 )−1〕・Δs1 (ただし、Δs1 =pb 0 −SVbIV 0 、pb 0 はt=T0 におけるブーム上パ イロット圧pb ) SVdIV =pb +t・Δs2 /Δt1 −Δs2 =pb +〔(t/Δt1 )−1〕・Δs2 (ただし、Δs2 =pb 0 −SVdIV 0 ) ……(26) 図14に示す具体例では、法面均し作業軌跡解除自動制
御(IV)の開始直後はSVbIV 0 <SVdIV 0 なので、油
圧制御弁1に付与されるブーム上実パイロット圧pbrは
ブーム上補完圧生成電磁減圧弁5の絞り圧力SVdIV に
支配され、その後、SVbIV とSVdIV の値が逆転する
とブーム上電磁減圧弁4の絞り圧力SVbIV に支配され
る。そして、絞り圧力SVbIV がブーム上パイロット圧
pb を上回るようになると、ブーム上実パイロット圧p
brはブーム上パイロット圧pb と一致する。従って、ブ
ーム上実パイロット圧pbrは図15に示す曲線(iix) の
ようになる。[0066] First, in the transitional period Delta] t 1, the control unit 11 at time t = boom on throttle pressure solenoid pressure reducing valve 4 at time t = T 0 was discontinued initial migration locus automatic control (I) in T 0 Starting from the coordinate point of SV bI = SV bIV 0 ,
The sum of the boom on the pilot pressure p b = SV dIV 1 at time t = T 1 after period Delta] t 1 and the additional pressure Δp b (p b + Δ
p b ) = a straight line (xvii) ending at the coordinate point of SV bIV 1 ;
And the coordinate point of the throttle pressure SV dI = SV dIV 0 of the supplementary pressure generating electromagnetic pressure reducing valve 5 at time t = T 0 is set as a starting point, and time t =
A relational expression of a straight line (xviii) ending at the coordinate point of the boom pilot pressure p b = SV dIV 1 at T 1 is calculated. Then, the straight lines (xvii) and (xvii) in the transition period Δt 1
pressure represented by ii) outputs the pressure SV BIV and diaphragm pressure SV dIV become such control current e b, complement 4 and the solenoid pressure reducing valve boom e d pressure generating solenoid pressure reducing valve stop 5, respectively. That is, SV bIV = p b + [t · (Δp b + Δs 1 ) / Δt 1 ] −Δs 1 = p b + (t / Δt 1 ) · Δp b + [(t / Δt 1 ) −1] · Δs 1 (however, Δs 1 = p b 0 -SV bIV 0, p b 0 boom on pilot pressure at t = T 0 p b) SV dIV = p b + t · Δs 2 / Δt 1 -Δs 2 = p b + [(t / Δt 1) -1] · Delta] s 2 (However, Δs 2 = p b 0 -SV dIV 0) in the example shown in ... (26) 14, slope leveling work trajectory releasing automatic control Immediately after the start of (IV), since SV bIV 0 <SV dIV 0 , the actual pilot pressure p br on the boom applied to the hydraulic control valve 1 is governed by the throttle pressure SV dIV of the electromagnetic pressure reducing valve 5 on the boom. After that, when the values of SV bIV and SV dIV are reversed, the throttle pressure of the boom- mounted electromagnetic pressure reducing valve 4 is controlled by SV bIV . When the throttle pressure SV bIV becomes higher than the boom-in- plot pilot pressure p b , the boom-in-actual pilot pressure p b
br is consistent with the boom on the pilot pressure p b. Therefore, the actual pilot pressure p br on the boom is as shown by a curve (iix) shown in FIG.
【0067】補完圧減衰期間Δt2 においては、制御装
置11は時刻t=T1 における絞り圧力SVdIV 1 の座
標点を始点とし、時刻t=T2 における絞り圧力SV
dIV =0の座標点を終点とする直線(xviv)を演算し、こ
の直線(xviv)で表された圧力が絞り圧力SVdIV とな
り、(pb +Δpb )が絞り圧力SVbIV となるような
制御電流eb ,ed をブーム上電磁減圧弁4およびブー
ム上補完圧生成電磁減圧弁5にそれぞれ出力する。即
ち、 SVdIV =pb 1 −pb 1 ・(t−Δt1 )/Δt2 (ただし、pb 1 はt=T1 におけるブーム上パイロット圧pb ) ……(27) 制御電流eb ,ed により制御されるバケット押補完圧
生成電磁減圧弁7およびバケット押電磁減圧弁8の絞り
圧力SVe ,SVc に付いても全く同様の制御方式が適
用できるから、過渡期間Δt1 においては、SVcIV =
pc +(t/Δt1 )・Δpc +〔(t/Δt1 )−
1〕・Δs1 ′(ただし、Δs1 ′=pc 0 −SVcIV
0 、pc 0 はt=T0 におけるバケット押パイロット圧
pc ) SVe =pc +〔(t/Δt1 )−1〕・Δs2 ′ (ただし、Δs2 ′=pc 0 −SVeIV 0 ) ……(28) また、補完圧減衰期間Δt2 においては、 SVeIV =pc 1 −pc 1 ・(t−Δt1 )/Δt2 (ただし、pc 1 はt=T1 におけるバケット押パイロット圧pc )……(29) が成立する。In the supplementary pressure decay period Δt 2 , the control device 11 starts from the coordinate point of the throttle pressure SV dIV 1 at time t = T 1 and starts the throttle pressure SV at time t = T 2 .
A straight line (xviv) ending at the coordinate point of dIV = 0 is calculated, and the pressure expressed by this straight line (xviv) becomes the throttle pressure SV dIV , and (p b + Δp b ) becomes the throttle pressure SV bIV. control current e b, and outputs the e d boom on the solenoid pressure reducing valve 4 and the boom on the complementary pressure generating solenoid pressure reducing valve 5. That, SV dIV = p b 1 -p b 1 · (t-Δt 1) / Δt 2 ( however, p b 1 boom on the pilot pressure at t = T 1 p b) ...... (27) the control current e b , squeezing pressure SV e buckets push complementary pressure generating solenoid pressure reducing valve 7 and the bucket press solenoid pressure reducing valve 8 is controlled by the e d, because exactly the same control system also with the SV c can be applied, in the transient period Delta] t 1 Is SV cIV =
p c + (t / Δt 1 ) · Δp c + [(t / Δt 1) -
1] · Δs 1 '(However, Δs 1' = p c 0 -SV cIV
0, p c 0 bucket push pilot pressure p c) SV e = p c + at t = T 0 [(t / Δt 1) -1] · Δs 2 '(although, Δs 2' = p c 0 -SV EIV 0) ...... addition (28), in the complementary pressure decay time Δt 2, SV eIV = p c 1 -p c 1 · (t-Δt 1) / Δt 2 ( however, p c 1 is t = T 1 bucket press pilot pressure p c) ...... (29) is established in.
【0068】[0068]
【発明の効果】以上説明したように請求項1記載の発明
によれば、軌跡自動制御動作を開始した後は、操作者に
より操作された操作桿の操作状態を常に監視して、操作
桿の操作量およびその変化量が予め設定された所定の標
準軌跡初動操作範囲および標準軌跡初動操作変化範囲内
にあるか否かを判定し、その判断結果が否であった時に
は、操作桿の操作状態に対応した駆動指令に従った動作
を行わせ、その判定結果が然りであった時には、前記操
作状態は所定の標準的な移動軌跡を描かせるための初動
操作と判断し、所定時間後に標準軌跡自動制御に移行さ
せるべく、操作桿の1つの大きな値の操作量に対応した
駆動指令には標準軌跡自動制御に漸次近づくような制限
を加えた駆動指令を発し、他の操作桿の操作量に対応し
た駆動指令には標準軌跡自動制御に漸次近づくような制
限を加えた駆動指令と、操作桿の1つの大きな値の操作
量に対応した駆動指令に応じて標準軌跡自動制御を行わ
せる駆動指令との中、大きな値の駆動指令を発する初動
移行制御を行うようにしたので、所望の作業軌跡の自動
動作制御開始に際して、通常の手動操作による一般作業
の操作を中断して軌跡自動制御のための特別の操作情報
の入力操作の必要がなく、所望の作業軌跡を形成させる
ために操作者が意図した通りの操作桿の手動操作を行う
だけで、手動操作による一般作業の動作から所望の作業
軌跡の軌跡自動制御に違和感無く、しかも、滑らかに移
行できるから、軌跡自動制御装置の操作性を極めて優れ
たものとすることができる。As described above, according to the first aspect of the present invention, after the automatic trajectory control operation is started, the operation state of the operation rod operated by the operator is constantly monitored, and the operation of the operation rod is controlled. It is determined whether the operation amount and its change amount are within a predetermined standard trajectory initial movement operation range and a standard trajectory initial movement operation change range, and when the determination result is negative, the operation state of the operation rod is determined. When the result of the determination is correct, the operation state is determined to be an initial operation for drawing a predetermined standard movement trajectory, and a standard operation is performed after a predetermined time. In order to shift to the automatic trajectory control, the drive command corresponding to the operation amount of one large value of the operation stick is issued a drive command in which a limit is gradually added to the standard trajectory automatic control, and the operation amount of the other operation stick is controlled. The drive command corresponding to Among the drive command that limits the trajectory automatic control gradually and the drive command that performs the standard trajectory automatic control according to the drive command corresponding to the operation amount of one large value of the operation rod, Since the initial movement transition control that issues a drive command is performed, at the time of starting automatic operation control of a desired work locus, the operation of general work by a normal manual operation is interrupted, and special operation information for automatic locus control is input. No operation is required, and the operator simply performs the manual operation of the operation rod as intended by the operator to form a desired work locus. Since the transition can be made smoothly and smoothly, the operability of the automatic trajectory control device can be made extremely excellent.
【0069】請求項2記載の発明によれば、軌跡自動制
御動作を開始した後は、操作者により操作された操作桿
の操作状態に加えてバケットの所定個所に設定された注
目点の座標またはバケット角を常に監視して、操作桿の
操作量およびその変化量が予め設定された所定の標準軌
跡初動操作範囲および標準軌跡初動操作変化範囲内にあ
るか否かを判定すると共に、注目点が所定の軌跡制御開
始領域内にあるか否かまたはバケットの姿勢が軌跡制御
開始作業体姿勢範囲内にあるか否かを判定し、その判断
結果が否であった時には、操作桿の操作状態に対応した
駆動指令に従った動作を行わせ、その判定結果が然りで
あった時には、操作状態は所定の標準的な移動軌跡を描
かせるための初動操作と判断し、初動移行制御を行うよ
うにしたので、標準軌跡自動制御への移行の判断の妥当
性をより確かなものにすることができる。According to the second aspect of the present invention, after the trajectory automatic control operation is started, in addition to the operation state of the operation rod operated by the operator, the coordinates of the target point set at a predetermined position of the bucket or The bucket angle is constantly monitored to determine whether or not the operation amount of the operation stick and the change amount thereof are within a predetermined standard trajectory initial movement operation range and a standard trajectory initial movement operation change range. It is determined whether it is within a predetermined trajectory control start area or whether the posture of the bucket is within the trajectory control start work body posture range. The operation according to the corresponding drive command is performed, and when the determination result is correct, the operation state is determined to be the initial operation for drawing a predetermined standard movement locus, and the initial movement transition control is performed. Because it was, It can be the validity of the judgment of the transition to the trajectory automatic control in a more reliable ones.
【0070】請求項3記載の発明によれば、初動移行制
御または標準軌跡自動制御に移行した後、操作者により
操作された操作桿の操作状態を常に監視して、該操作状
態が所定の標準作業軌跡自動制御解除条件に合致するか
否かを判定し、その判定結果が然りであった時には、操
作者は標準軌跡自動制御の継続を意図しないものと判断
し、初動移行制御または標準軌跡自動制御における駆動
指令の内容を操作者による操作桿の操作状態に対応した
駆動指令の内容に徐々に近付ける駆動指令を発するよう
にしたので、初動移行制御または標準軌跡自動制御中に
操作者の操作桿の手動操作による通常の油圧駆動機構の
駆動制御に違和感無く戻ることができるから、軌跡自動
制御装置の操作性を一層優れたものとすることができ
る。請求項4記載の発明によれば、標準軌跡自動制御は
水平面に対して所定の角度を有した傾斜した平面である
法面を均す法面均し軌跡自動制御としたので、高度の操
作性が要求され、かつ、実行頻度が高い法面均し軌跡自
動制御の操作性を極めて優れたものとすることができ
る。According to the third aspect of the invention, after shifting to the initial movement shift control or the standard trajectory automatic control, the operation state of the operation rod operated by the operator is constantly monitored, and the operation state is determined to be a predetermined standard. It is determined whether or not the condition for canceling the work trajectory automatic control is met. A drive command that gradually brings the content of the drive command in the automatic control closer to the content of the drive command corresponding to the operation state of the operation rod by the operator is issued. Since it is possible to return to the normal drive control of the hydraulic drive mechanism by the manual operation of the rod without discomfort, the operability of the automatic trajectory control device can be further improved. According to the fourth aspect of the present invention, the standard trajectory automatic control is a slope flattening trajectory automatic control for leveling a slope that is an inclined plane having a predetermined angle with respect to a horizontal plane. Is required, and the operability of the automatic slope leveling trajectory control that is frequently executed can be made extremely excellent.
【図1】本発明の実施例に係る油圧制御回路図FIG. 1 is a hydraulic control circuit diagram according to an embodiment of the present invention.
【図2】軌跡自動制御の動作概要を説明するための動作
概念図FIG. 2 is an operation conceptual diagram for explaining an outline of operation of automatic trajectory control;
【図3】法面均し作業開始位置領域を示した模式図FIG. 3 is a schematic view showing a slope leveling work start position area;
【図4】バケットの法面均し作業開始回動角範囲を示し
た模式図FIG. 4 is a schematic view showing a rotation angle range at which a bucket slope is started.
【図5】本実施例に係る法面均し作業軌跡自動制御の流
れ図FIG. 5 is a flow chart of automatic control of a slope leveling work trajectory according to the embodiment.
【図6】図5に続く法面均し作業軌跡自動制御の流れ図FIG. 6 is a flow chart of automatic control of a slope smoothing work trajectory following FIG. 5;
【図7】図6に続く法面均し作業軌跡自動制御の流れ図FIG. 7 is a flowchart of automatic control of a slope tracing work trajectory following FIG. 6;
【図8】バケットの刃先の座標を記述するための三次元
座標系の間の関係を示す説明図FIG. 8 is an explanatory diagram showing a relationship between a three-dimensional coordinate system for describing coordinates of a cutting edge of a bucket;
【図9】アーム引電磁減圧弁の制御電流ea と絞り圧力
SVa の関係を示す特性図[9] characteristic diagram showing the relationship between the control current e a and the throttle pressure SV a arm pull solenoid pressure reducing valve
【図10】法面均し作業軌跡自動制御を行う油圧ショベ
ルの動きを示す見取図FIG. 10 is a sketch showing the movement of a hydraulic shovel that performs automatic control of a slope leveling work trajectory.
【図11】未熟な操作者が法面均し作業を行った場合の
初動時の操作桿の操作信号波形図FIG. 11 is an operation signal waveform diagram of the operation rod at the time of initial movement when an inexperienced operator performs a slope leveling operation.
【図12】初動移行作業軌跡自動制御における各電磁減
圧弁に出力される制御電流の生成過程を説明するための
信号波形図FIG. 12 is a signal waveform diagram for explaining a generation process of a control current output to each electromagnetic pressure reducing valve in the initial movement shift work trajectory automatic control.
【図13】同じく、各電磁減圧弁に発生する絞り圧力お
よび油圧制御弁に付与される各実パイロット圧の圧力波
形図FIG. 13 is a pressure waveform diagram of the throttle pressure generated in each electromagnetic pressure reducing valve and each actual pilot pressure applied to the hydraulic control valve.
【図14】法面均し作業軌跡解除自動制御の内容を説明
するためのパイロット圧力波形図FIG. 14 is a pilot pressure waveform diagram for explaining the content of automatic control for canceling a slope smoothing work trajectory.
【図15】同じく、油圧制御弁に付与されるパイロット
圧の圧力波形図FIG. 15 is a pressure waveform chart of the pilot pressure applied to the hydraulic control valve.
【図16】従来例により法面均し作業を行う様子を示す
見取図FIG. 16 is a sketch showing a state in which a slope is leveled by a conventional example.
【図17】未熟な操作者が法面均し作業を行った場合の
作業結果の一例を示す見取図FIG. 17 is a sketch showing an example of an operation result when an inexperienced operator performs a slope leveling operation.
1 油圧制御弁 2,3 高圧選択弁 4 ブーム上電磁減圧弁 5 ブーム上補完圧生成電磁減圧弁 6 アーム引電磁減圧弁 7 バケット押補完圧生成電磁減圧弁 8 バケット押電磁減圧弁 9a ブーム上用操作桿 10a アーム引用操作桿 11a バケット押用操作桿 12〜14 回動角センサー 15 油圧ショベル本体 16 ブーム 17 アーム 18 バケット 20 パイロットポンプ 21〜23 圧力センサー 24 制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hydraulic control valve 2, 3 High pressure selection valve 4 Boom-on electromagnetic pressure reducing valve 5 Boom-on complementary pressure generating electromagnetic pressure reducing valve 6 Arm pulling electromagnetic pressure reducing valve 7 Bucket pushing complementary pressure generating electromagnetic pressure reducing valve 8 Bucket pushing electromagnetic pressure reducing valve 9a For boom use Operating rod 10a Arm quote operating rod 11a Bucket pushing operation rod 12-14 Rotation angle sensor 15 Hydraulic excavator body 16 Boom 17 Arm 18 Bucket 20 Pilot pump 21-23 Pressure sensor 24 Control device
Claims (4)
されたアーム、ブームおよびバケットを制御された作動
油により駆動するシリンダー等の各アクチュエーターに
油圧駆動機構により制御された作動油を供給して前記バ
ケットの移動軌跡が所望のものとなるように自動制御す
る油圧掘削機械の軌跡自動制御装置において、軌跡自動
制御動作を開始した後は、操作者により操作された操作
桿の操作状態を常に監視して、前記操作桿の操作量およ
び該操作桿の操作量の変化量が予め設定された所定の標
準軌跡初動操作範囲および標準軌跡初動操作変化範囲内
にあるか否かを判定し、その判断結果が否であった時に
は、前記操作桿の操作状態に対応した駆動指令を前記油
圧駆動機構にその儘伝達して該駆動指令に従った動作を
行わせ、その判定結果が然りであった時には、前記操作
状態は所定の標準的な移動軌跡を描かせるための初動操
作と判断し、所定時間後に前記駆動指令に修正を加えあ
るいは新たな駆動指令を生成して前記油圧駆動機構に伝
達することにより前記バケットに標準的な移動軌跡を自
動的に描かせる標準軌跡自動制御に移行させるべく、前
記操作桿の1つの大きな値の操作量に対応した駆動指令
には前記標準軌跡自動制御に漸次近づくような制限を加
えた駆動指令を前記油圧駆動機構に伝達し、他の前記操
作桿の操作量に対応した駆動指令には前記標準軌跡自動
制御に漸次近づくような制限を加えた駆動指令と、前記
操作桿の1つの大きな値の操作量に対応した駆動指令に
応じて前記標準軌跡自動制御を行わせる駆動指令との
中、大きな値の駆動指令を前記油圧駆動機構に伝達する
初動移行制御を行うようにしたことを特徴とする油圧掘
削機械の軌跡自動制御装置。1. An operating oil controlled by a hydraulic drive mechanism is supplied to each actuator such as a cylinder that drives an arm, a boom, and a bucket, which are connected by an articulated bending section, by a controlled operating oil. Then, in the trajectory automatic control device of the hydraulic excavator that automatically controls the movement trajectory of the bucket to be a desired one, after starting the trajectory automatic control operation, the operation state of the operation rod operated by the operator is changed. Always monitor and determine whether the operation amount of the operation stick and the change amount of the operation amount of the operation stick are within a predetermined standard trajectory initial movement operation range and a standard trajectory initial movement operation change range, When the result of the determination is negative, a drive command corresponding to the operation state of the operation rod is transmitted to the hydraulic drive mechanism as it is, and the operation according to the drive command is performed, and the determination result is obtained. When the result is correct, the operation state is determined to be an initial movement operation for drawing a predetermined standard movement trajectory, and after a predetermined time, the drive command is corrected or a new drive command is generated. In order to shift to the standard trajectory automatic control in which a standard movement trajectory is automatically drawn on the bucket by transmitting to the hydraulic drive mechanism, a drive command corresponding to one large operation amount of the operation rod includes A drive command with a restriction gradually approaching the standard trajectory automatic control is transmitted to the hydraulic drive mechanism, and a drive command corresponding to the operation amount of the other operation rod gradually approaches the standard trajectory automatic control Among the restricted drive command and the drive command for performing the standard trajectory automatic control according to the drive command corresponding to the one large value of the operation amount of the operation rod, the drive command of a large value is used as the hydraulic drive. Hydraulic drilling machine locus automatic control apparatus being characterized in that to perform the initial transition control to transmit to the structure.
者により操作された操作桿の操作状態に加えてバケット
の所定個所に設定された注目点の座標またはバケット角
を常に監視して、前記操作桿の操作量および該操作桿の
操作量の変化量が予め設定された所定の標準軌跡初動操
作範囲および標準軌跡初動操作変化範囲内にあるか否か
を判定すると共に、前記注目点が所定の軌跡制御開始領
域内にあるか否かまたはバケットの姿勢が軌跡制御開始
作業体姿勢範囲内にあるか否かを判定し、その判断結果
が否であった時には、前記操作桿の操作状態に対応した
駆動指令を前記油圧駆動機構にその儘伝達して該駆動指
令に従った動作を行わせ、その判定結果が然りであった
時には、前記操作状態は所定の標準的な移動軌跡を描か
せるための初動操作と判断し、初動移行制御を行うよう
にしたことを特徴とする請求項1記載の油圧掘削機械の
軌跡自動制御装置。2. After the trajectory automatic control operation is started, the coordinates of the target point or the bucket angle set at a predetermined position of the bucket are constantly monitored in addition to the operation state of the operation stick operated by the operator. It is determined whether or not the operation amount of the operation stick and the change amount of the operation amount of the operation stick are within a predetermined standard trajectory initial movement operation range and a standard trajectory initial movement operation change range. It is determined whether it is within a predetermined trajectory control start area or whether the posture of the bucket is within a trajectory control start work body posture range, and when the result of the determination is negative, the operation state of the operation rod is determined. Is transmitted to the hydraulic drive mechanism as it is, and the operation according to the drive command is performed. When the result of the determination is correct, the operation state indicates a predetermined standard movement trajectory. Initial operation for drawing The trajectory automatic control device for a hydraulic excavating machine according to claim 1, wherein the initial movement transition control is performed.
移行した後、操作者により操作された操作桿の操作状態
を常に監視して、該操作状態が所定の標準作業軌跡自動
制御解除条件に合致するか否かを判定し、その判定結果
が然りであった時には、操作者は標準軌跡自動制御を意
図しないものと判断し、前記初動移行制御または前記標
準軌跡自動制御における駆動指令の内容を操作者による
前記操作桿の操作状態に対応した駆動指令の内容に徐々
に近付ける駆動指令を前記油圧駆動機構に伝達する軌跡
自動制御解除制御を行うようにしたことを特徴とする請
求項1または請求項2記載の油圧掘削機械の軌跡自動制
御装置。3. After shifting to the initial movement transition control or the standard trajectory automatic control, the operation state of the operation rod operated by the operator is constantly monitored, and the operation state meets a predetermined standard work trajectory automatic control release condition. It is determined whether or not to perform, and when the determination result is correct, the operator determines that the standard trajectory automatic control is not intended, and changes the content of the drive command in the initial movement transition control or the standard trajectory automatic control. The trajectory automatic control cancellation control for transmitting a drive command to the hydraulic drive mechanism to gradually approach the content of the drive command corresponding to the operation state of the operation rod by the operator is performed. Item 3. An automatic trajectory control device for a hydraulic excavator according to item 2.
描かせる標準軌跡自動制御は水平面に対して所定の角度
を有した傾斜した平面である法面を均す均し軌跡自動制
御であることを特徴とする請求項1乃至請求項3の中の
何れか記載の油圧掘削機械の軌跡自動制御装置。4. A standard trajectory automatic control for automatically drawing a standard movement trajectory on a bucket is a level trajectory automatic control for leveling a slope, which is an inclined plane having a predetermined angle with respect to a horizontal plane. The trajectory automatic control device for a hydraulic excavator according to any one of claims 1 to 3, wherein:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19351296A JPH1037230A (en) | 1996-07-23 | 1996-07-23 | Track automatic controller of hydraulic dredging machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19351296A JPH1037230A (en) | 1996-07-23 | 1996-07-23 | Track automatic controller of hydraulic dredging machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1037230A true JPH1037230A (en) | 1998-02-10 |
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ID=16309301
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP19351296A Pending JPH1037230A (en) | 1996-07-23 | 1996-07-23 | Track automatic controller of hydraulic dredging machine |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH1037230A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016125916A1 (en) * | 2016-03-17 | 2016-08-11 | 株式会社小松製作所 | Work vehicle control system, control method, and work vehicle |
JP2017075529A (en) * | 2012-06-08 | 2017-04-20 | 住友重機械工業株式会社 | Shovel |
JP2017166308A (en) * | 2016-12-13 | 2017-09-21 | 株式会社小松製作所 | Control system and control method for working vehicle, and working vehicle |
WO2019093103A1 (en) | 2017-11-10 | 2019-05-16 | 住友建機株式会社 | Excavator |
JP2021025258A (en) * | 2019-08-01 | 2021-02-22 | 住友重機械工業株式会社 | Shovel |
-
1996
- 1996-07-23 JP JP19351296A patent/JPH1037230A/en active Pending
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020029769A (en) * | 2012-06-08 | 2020-02-27 | 住友重機械工業株式会社 | Shovel |
JP2017075529A (en) * | 2012-06-08 | 2017-04-20 | 住友重機械工業株式会社 | Shovel |
US11248361B2 (en) | 2012-06-08 | 2022-02-15 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Shovel control method and shovel control device |
JP2019178608A (en) * | 2012-06-08 | 2019-10-17 | 住友重機械工業株式会社 | Shovel |
JP6062115B1 (en) * | 2016-03-17 | 2017-01-18 | 株式会社小松製作所 | Work vehicle control system, control method, and work vehicle |
WO2016125916A1 (en) * | 2016-03-17 | 2016-08-11 | 株式会社小松製作所 | Work vehicle control system, control method, and work vehicle |
DE112016000015B4 (en) * | 2016-03-17 | 2017-10-26 | Komatsu Ltd. | Control system for work vehicle, control method and work vehicle |
US9803340B2 (en) | 2016-03-17 | 2017-10-31 | Komatsu Ltd. | Control system for work vehicle, control method, and work vehicle |
US10443214B2 (en) | 2016-03-17 | 2019-10-15 | Komatsu Ltd. | Control system for work vehicle, control method, and work vehicle |
JP2017166308A (en) * | 2016-12-13 | 2017-09-21 | 株式会社小松製作所 | Control system and control method for working vehicle, and working vehicle |
KR20200081376A (en) | 2017-11-10 | 2020-07-07 | 스미토모 겐키 가부시키가이샤 | Shovel |
EP3708718A4 (en) * | 2017-11-10 | 2021-09-01 | Sumitomo (S.H.I.) Construction Machinery Co., Ltd. | Excavator |
WO2019093103A1 (en) | 2017-11-10 | 2019-05-16 | 住友建機株式会社 | Excavator |
US11634882B2 (en) | 2017-11-10 | 2023-04-25 | Sumitomo Construction Machinery Co., Ltd. | Excavator |
JP2021025258A (en) * | 2019-08-01 | 2021-02-22 | 住友重機械工業株式会社 | Shovel |
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