CN103403353A - 液压单元 - Google Patents

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Abstract

速度变动率限制部（52）对马达（2）的从当前旋转速度到目标旋转速度的速度变动率施加限制。对马达（2）进行控制，以使得在由该速度变动率限制部（52）限制了速度变动率的状态下成为目标旋转速度。由此，能够抑制振荡的产生，并且能够迅速且准确地达到目标旋转速度。

Description

液压单元
技术领域
本发明涉及例如建筑机械、农业机械、机床、注塑成形机等各种产业机械中使用的油压单元、水压单元等的液压单元。
背景技术
以往，作为油压单元，如图3所示，具有固定容量型的泵101、驱动该泵101的马达102、与上述泵101的排出线106连接的溢流阀103、连接在该溢流阀103与箱107之间的节流阀108、为了检测来自上述溢流阀103的溢流流量而检测节流阀108的上游侧的压力的压力传感器104、根据来自该压力传感器104的信号对上述马达102的每单位时间的转速进行控制的转速控制单元105（参照日本特开平11-303758号公报：专利文献1）。
而且，上述转速控制单元105针对由上述压力传感器104检测到的压力、即根据由该压力和节流阀108的面积决定的溢流流量而预先确定的目标旋转速度（每单位时间的转速，以下有时略称为转速。），对马达102的旋转速度进行反馈控制。
但是，在上述现有的液压单元中，上述转速控制单元105立即将上述马达102的转速从当前转速控制为目标转速，所以，存在当马达的当前转速与目标转速之差较大时产生振荡（hunting）的问题。因此，不适用于需要高精度的机床、注塑成形机等。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11-303758号公报
发明内容
发明要解决的课题
因此，本发明的课题在于，提供能够抑制产生振荡、并且能够迅速且准确地达到目标旋转速度的液压单元。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明的液压单元的特征在于，该液压单元具有：固定容量型的泵；马达，其驱动所述泵；溢流阀，其与所述泵的排出线连接；传感器，其用于检测来自所述溢流阀的溢流流量；目标旋转速度生成部，其根据来自所述溢流阀的溢流流量与所述马达的目标旋转速度之间的预先确定的函数关系，生成与由所述传感器检测到的溢流流量对应的所述马达的目标旋转速度；以及速度变动率限制部，其对所述马达的从当前旋转速度到所述目标旋转速度的速度变动率施加限制，该液压单元对所述马达进行控制，以使得在利用所述速度变动率限制部限制了速度变动率的状态下成为所述目标旋转速度。
根据本发明的液压单元，由于对所述马达进行控制，以使得在利用所述速度变动率限制部限制了速度变动率的状态下成为所述目标旋转速度，所以，能够抑制振荡的产生，并且能够迅速且准确地达到目标旋转速度。因此，适用于需要高精度的机床、注塑成形机等。
另外，在一个实施方式的液压单元中，所述液压单元具有对所述速度变动率限制部的所述限制的施加方法进行调整的调整部。
根据该实施方式的液压单元，由于具有对所述速度变动率限制部的所述限制的施加方法进行调整的调整部，所以，能够根据机床、注塑成形机等的主机的特性对所述限制的施加方法进行调整，能够抑制产生振荡，并且能够迅速且准确地达到目标旋转速度。
另外，在一个实施方式的液压单元中，所述速度变动率限制部根据所述马达的当前旋转速度与所述马达的目标旋转速度之差，对所述速度变动率施加限制。
根据该实施方式的液压单元，所述速度变动率限制部根据所述马达的当前旋转速度与所述马达的目标旋转速度之差，对所述速度变动率施加限制，以使得例如所述差越大，所述速度变动率越大。由此，能够简单且可靠地抑制振荡的产生，并且能够迅速且准确地达到目标旋转速度。即，在所述差较大时，增大所述速度变动率，使旋转速度迅速变化为目标旋转速度。另一方面，在所述差较小时，减小所述速度变动率，使旋转速度准确地变化为目标旋转速度，由此，能够可靠地抑制振荡的产生。
另外，在一个实施方式的液压单元中，所述速度变动率限制部根据所述马达的目标旋转速度，对所述速度变动率施加限制。
根据该实施方式的液压单元，所述速度变动率限制部根据所述马达的目标旋转速度，对所述速度变动率施加限制，以使得例如所述目标旋转速度越大，所述速度变动率越小，所以，能够减小主机或液体的惯性的影响，能够抑制振荡的产生，并且能够迅速且准确地达到目标旋转速度。
另外，在一个实施方式的液压单元中，所述速度变动率限制部根据所述马达的当前旋转速度，对所述速度变动率施加限制。
根据该实施方式的液压单元，所述速度变动率限制部根据所述马达的当前旋转速度，对所述速度变动率施加限制，以使得例如所述当前旋转速度越大，所述速度变动率越大，所以，能够减小主机或液体的惯性的影响，能够抑制振荡的产生，并且能够迅速且准确地达到目标旋转速度。
发明效果
根据本发明的液压单元，由于对所述马达进行控制，以使得在利用所述速度变动率限制部限制了速度变动率的状态下成为所述目标旋转速度，所以，能够抑制振荡的产生，并且能够迅速且准确地达到目标旋转速度。
附图说明
图1是本发明的液压单元的一个实施方式的油压单元的回路图。
图2是示出来自溢流阀的溢流流量和马达的目标旋转速度（来自泵的排出流量）的函数关系的曲线图。
图3是现有的油压单元的回路图。
具体实施方式
下面，根据图示的实施方式对本发明进行更加详细的说明。
图1示出本发明的液压单元的一个实施方式的油压单元的回路图。如图1所示，该油压单元具有固定容量型的泵1和驱动该泵1的马达2。泵1的吸入侧与贮存油的箱10连接，在泵1的排出线11上连接有主机7。该主机7具有未图示的油压缸、油压马达、电磁阀等。从泵1排出的油经由主机7返回箱10中。
在从所述泵1的排出线11分支的分支线12上连接有溢流阀3。该溢流阀3进行控制，以使得在溢流阀3的上游侧的泵1的排出压力比设定压力大时，使上游侧的油向下游侧排出，使所述排出线11的压力成为设定压力。以下将从溢流阀3排出的油的流量称为溢流流量。另外，也可以是溢流阀3的设定压力设为可变。
在所述分支线12上，在所述溢流阀3的下游侧设置有节流阀8，在该节流阀8与溢流阀3之间设置有压力传感器4。通过节流阀8的溢流流量由节流阀8前后的压力差（节流阀8的上游侧压力与箱压力之差）决定，所以，其结果，压力传感器4检测溢流流量。但是，代替压力传感器4，也可以设置流量传感器而直接检测溢流流量。
在所述分支线12上设置有从节流阀8的上游侧向箱10分支的线13，在该线13上设置有载荷检验阀9。在溢流流量过大、节流阀8的上游侧的压力比载荷检验阀9的弹簧的力大时，该载荷检验阀9打开，保护回路。另外，代替载荷检验阀，也可以使用溢流阀或安全阀。
所述液压单元具有对所述马达2进行控制的马达控制部15。该马达控制部15具有PLC（Programmable Logic Controller；可编程逻辑控制器）5和逆变器6。另外，该马达控制部15也可以由一体地具有所述PLC5的功能和所述逆变器6的功能的逆变器（控制器）构成。
所述PLC5例如预先在存储器中以表的形式存储针对由所述压力传感器4间接检测到的溢流流量的、所述马达2的目标旋转速度（即泵1的目标排出流量）作为函数关系，根据该预先确定的函数关系对逆变器6发送开关信号，以使得马达2的旋转速度成为目标旋转速度。另外，也可以代替表，PLC5存储表示溢流流量与目标旋转速度之间的关系的运算式，通过该运算式求出目标旋转速度。
在图2中，横轴表示来自溢流阀3的溢流流量，纵轴表示马达2的目标旋转速度、即来自泵1的排出流量。
在该函数关系中，在溢流流量从0增大到第1流量值Q1时，马达旋转速度成为最大旋转速度Rmax这一恒定值，在溢流流量从第1流量值Q1增大到第2流量值Q2时，马达旋转速度从最大旋转速度Rmax直线减小到最小旋转速度Rmin，在溢流流量大于第2流量值Q2时，马达旋转速度成为最小旋转速度Rmin这一恒定值。
如图1所示，所述PLC5具有生成图2所示的马达的目标旋转速度的目标旋转速度生成部51、对从马达的当前旋转速度到所述马达的目标旋转速度的速度变动率施加限制的速度变动率限制部52、以及对所述速度变动率限制部52的所述限制的施加方法进行调整的调整部53。
所述目标旋转速度生成部51根据预先存储在未图示的存储器中的图2所示的函数关系的表，生成与由所述传感器4检测到的当前溢流流量Qp对应的所述马达2的目标旋转速度Rt。
所述速度变动率限制部52对从所述马达2的当前的旋转速度Rp到所述目标旋转速度Rt的图2的箭头A所示的速度变化的速度变动率施加限制。
而且，所述马达控制部15对逆变器6的开关进行控制，从而对所述马达2的旋转速度进行控制，以使得在利用所述速度变动率限制部52限制了速度变动率的状态下成为所述目标旋转速度Rt。
如图2所示，所述速度变动率限制部52根据所述马达2的当前旋转速度Rp（箭头III）与所述马达2的目标旋转速度Rt（箭头II）之差（箭头I），对所述速度变动率（加速度）施加限制。
例如，所述差（箭头I）越大，所述速度变动率（rev/sec2）越大。
由此，能够减小主机或液体的惯性的影响，能够抑制产生振荡，并且能够迅速且准确地达到目标旋转速度。即，在所述差较大时，增大所述速度变动率，使旋转速度迅速变化为目标旋转速度。另一方面，在所述差较小时，减小所述速度变动率，使旋转速度准确地变化为目标旋转速度，由此，能够可靠地抑制振荡的产生。
另外，虽然没有图示，但是，也可以确定表或数式，以使得在图2的箭头A所示的速度变化的过程中，最开始和最后的速度变动率较小，中间的速度变动率较大。
所述调整部53例如具有操作面板，通过人的手动输入或来自主机7的远程控制而进行调整。通过该调整部53，能够根据机床或注塑成形机等的主机的特性对所述限制的施加方法进行调整，能够可靠地防止振荡。
根据上述结构的液压单元，由于对所述马达2进行控制，以使得在利用所述速度变动率限制部52限制了速度变动率的状态下成为所述目标旋转速度，所以，能够抑制振荡的产生，并且能够迅速且准确地达到目标旋转速度。因此，适用于需要高精度的机床、注塑成形机等。
虽然没有图示，但是，速度变动率限制部可以根据所述马达2的目标旋转速度（图2的箭头II），对所述速度变动率施加限制。
例如，所述目标旋转速度（箭头II）越大，所述速度变动率（rev/sec2）越小。
由此，能够减小主机或液体的惯性的影响，能够抑制振荡的产生，并且能够迅速且准确地达到目标旋转速度。
虽然没有图示，但是，速度变动率限制部可以根据所述马达2的当前旋转速度（图2的箭头III），对所述速度变动率施加限制。
例如，所述当前旋转速度（箭头III）越大，所述速度变动率（rev/sec2）越大。
由此，能够减小主机或液体的惯性的影响，能够抑制振荡的产生，并且能够迅速且准确地达到目标旋转速度。
另外，本发明不限于上述实施方式。例如，速度变动率限制部也可以通过时间轴的伸长和压缩来改变速度变动率。并且，可以省略调整部，并且，可以省略节流阀或载荷检验阀。并且，除了油压单元以外，可以将本发明的结构应用于水压单元等的液压单元。
另外，作为主机，例如存在建筑机械、农业机械、机床、注塑成形机等各种产业机械。
标号说明
1：固定容量型的泵；2：马达；3：溢流阀；4：压力传感器；5：PLC；51：目标旋转速度生成部；52：速度变动率限制部；53：调整部；6：逆变器；7：主机；8：节流阀；9：载荷检验阀；10：箱；11：排出线；12：分支线；15：马达控制部。

Claims (5)

1.一种液压单元，其特征在于，该液压单元具有：
固定容量型的泵（1）；
马达（2），其驱动所述泵（1）；
溢流阀（3），其与所述泵（1）的排出线（11）连接；
传感器（4），其用于检测来自所述溢流阀（3）的溢流流量；
目标旋转速度生成部（51），其根据来自所述溢流阀（3）的溢流流量与所述马达（2）的目标旋转速度之间的预先确定的函数关系，生成与由所述传感器（4）检测到的溢流流量对应的所述马达（2）的目标旋转速度；以及
速度变动率限制部（52），其对所述马达（2）的从当前旋转速度到所述目标旋转速度的速度变动率施加限制，
该液压单元对所述马达（2）进行控制，以使得在利用所述速度变动率限制部（52）限制了速度变动率的状态下成为所述目标旋转速度。
2.根据权利要求1所述的液压单元，其特征在于，
所述液压单元具有对所述速度变动率限制部（52）的所述限制的施加方法进行调整的调整部（53）。
3.根据权利要求1或2所述的液压单元，其特征在于，
所述速度变动率限制部（52）根据所述马达（2）的当前旋转速度与所述马达（2）的目标旋转速度之差，对所述速度变动率施加限制。
4.根据权利要求1或2所述的液压单元，其特征在于，
所述速度变动率限制部（52）根据所述马达（2）的目标旋转速度，对所述速度变动率施加限制。
5.根据权利要求1或2所述的液压单元，其特征在于，
所述速度变动率限制部（52）根据所述马达（2）的当前旋转速度，对所述速度变动率施加限制。
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