CN201031823Y - 液压能量供给装置 - Google Patents

Abstract

一种液压能量供给装置，具有油箱、通向多个液压传动装置的负荷通路、设置在该负荷通路与上述油箱之间的可逆旋转型液压泵马达、与该泵马达连接的变速伺服电动机、设置在上述负荷通路内的压力传感器、与上述马达连接的旋转速度检测器、流量信号指令装置、压力信号指令装置、信号处理装置以及旋转速度控制装置。

Description

液压能量供给装置

技术领域

本发明涉及液压能量供给装置，该液压能量供给装置从油箱向通向多个液压传动装置的负荷通路、或者相反地供给所控制的流量以及/或者压力的工作油。

背景技术

在美国专利第4801247号说明书中记载了利用比例电磁液压控制阀对其排出量和排出压进行电控制的方式的可变容量活塞泵。在该现有的液压泵中，为了利用操作活塞的变位控制设置在泵内部的斜板的角度，通过比例电磁液压控制阀控制抵抗弹力、对操作活塞进行作用的液压力。比例电磁液压控制阀在利用与流量指令信号和流量检测信号的偏差相对应的输入电流进行励磁时，以与该输入电流成比例的开度使操作活塞的加压室与泵排出口或容器管道连通、进行流量控制，在排出压到达某一设定压力值时，在切断位置附近控制斜板的倾斜角、切换到压力控制。

在这种现有的基于斜板角度的泵控制方式中，由于用一个比例电磁液压控制阀进行流量控制和压力控制，因此，在可顺利地进行流量控制模式和压力控制模式之间的控制模式切换方面非常好。但是，该现有的液压泵用于控制斜板角度的液压控制系统的结构复杂，低压区域的流量控制特性差，在泵进行动作时，驱动电机无论是否有排出量都必须一直旋转，因此具有在能量损失方面不利的问题。

在特开平10-131865号公报中记载了以下方式的液压泵，即，通过伺服电动机控制其旋转速度、输送与旋转速度相对应的流量的压油。伺服电动机根据速度指令信号和旋转速度检测信号的偏差、利用变换器进行控制。利用压力检测器检测泵排出压力，并且检测压力指令信号与压力检测信号的偏差。将检测出的压力偏差信号与根据旋转速度检测信号产生的非线性函数信号相加，将该相加值与流量指令值中的小的一方作为速度指令信号使用。在利用该转速进行的泵控制方式中，为了进行伺服电动机的相对于旋转速度控制回路的流量控制和压力控制的切换，将非线性函数信号与压力指令信号相加计算，因此切换的稳定性和连续性具有极限，并且，由于利用变换器控制驱动伺服电动机，因此具有应答性比斜板角度控制方式差的问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供比现有技术更能实现良好的控制特性的液压能量供给装置。

本发明的另一个目的是提供一种液压能量供给装置，该液压能量共给装置具有比较简单的结构、使用容易维护保养的液压泵、控制模式的切换稳定顺畅，并且可实现高应答性。

为了实现上述目的，本发明提供一种液压能量供给装置，具有油箱(6)、通向多个液压传动装置的负荷通路(130)、设置在该负荷通路(130)与所述油箱(6)之间的可逆旋转型液压泵马达(1)、与该泵马达(1)连接的变速伺服电动机(2)、设置在所述负荷通路(130)内的压力传感器(4)、与所述电动机(2)连接的旋转速度检测器(3)、流量信号指令装置(8)、压力信号指令装置(9)、信号处理装置(20)以及旋转速度控制装置(10)，所述压力传感器(4)的输出端子(4a)、所述压力信号指令装置(9)的输出端子(9a)以及所述流量信号指令装置(8)的输出端子(8a)与所述信号处理装置(20)连接，所述信号处理装置(20)的速度指令信号输出端子(20a)、所述旋转速度检测器(3)的输出端子(3a)与所述旋转速度控制装置(10)连接，所述旋转速度控制装置(10)的输出端子(18c)与所述电动机(2)的驱动电流输入端子(2a)连接。

并且，根据本发明的其他的有利的实施方式，上述旋转速度控制装置(10)具有差动运算放大器(12)、转矩限制回路(16)以及电流控制器(18)，所述差动运算放大器(12)的第一输入端子(12a)与所述信号处理装置(20)的输出端子(20a)连接，同时，所述差动运算放大器(12)的第二输入端子(12b)与所述旋转速度检测器(3)的输出端子(3a)连接，所述差动运算放大器(12)的输出端子(12c)与所述转矩限制回路(16)的输入端子(16a)连接，所述转矩限制回路(16)的输出端子(16b)与所述电流控制器(18)的输入端子(18a)连接，同时，所述旋转速度检测器(3)的输出端子(3a)与所述电流控制器(18)的旋转速度反馈信号输入端子(18b)连接，所述电流控制器(18)的输出端子(18c)与所述电动机(2)的驱动电流输入端子(2a)连接。

根据本发明的其他的有利的实施方式，上述信号处理装置(20)具有压力偏差信号检测元件(21)、信号限制元件(23)以及运算元件(24)，所述压力偏差信号检测元件(21)的第一输入端子(21a)与所述压力信号指令装置(9)的输出端子(9a)连接，同时，所述压力偏差信号检测元件(21)的第二输入端子(21b)与所述压力传感器(4)的输出端子(4a)连接，所述压力偏差信号检测元件(21)的输出端子(21c)与所述信号限制元件(23)的输入端子(23a)连接，所述运算元件(24)的第一输入端子(24a)与所述信号限制元件(23)的输出端子(23b)连接，同时，所述运算元件(24)的第二输入端子(24b)与所述流量信号指令装置(8)的输出端子(8a)连接，所述运算元件(24)的输出端子(20a)与所述旋转速度控制装置(10)连接。

根据本发明的其他的有利的实施方式，还具有设置在所述油箱(6)内的油温检测器(5)以及设置在所述信号处理装置(20)内的温度变化部分流量修正元件(25)，所述温度变化部分流量修正元件(25)的第一输入端子(25a)与所述流量信号指令装置(8)的输出端子(8a)连接，同时，所述温度变化部分流量修正元件(25)的第二输入端子(25b)与所述油温检测器(5)的输出端子(5a)连接，温度变化部分流量修正元件(25)的输出端子(25c)与所述运算元件(24)的第二输入端子(24b)连接。

根据本发明的其他的有利的实施方式，上述信号处理装置(20)还具有压力变化部分流量修正元件(26)，所述压力变化部分流量修正元件(26)的第一输入端子(26a)与所述流量信号指令装置(8)的输出端子(8a)连接，同时，所述压力变化部分流量修正元件(26)的第二输入端子(26b)与所述压力传感器(4)的输出端子(4a)连接，所述压力变化部分流量修正元件(26)的输出端子(26c)与所述运算元件(24)的第二输入端子(24b)连接。

根据本发明的其他的有利的实施方式，还具有与从所述多个液压传动装置中选择出的一个传动装置连接的动作速度检测器(31)、动作识别器(33)、继电器开关(34a)以及动作速度控制器(35)，所述动作识别器(33)的输入端子(33a)与所述动作速度检测器(31)的输出端子(31a)连接，所述继电器开关(34a)与所述动作识别器(33)的输出端子(33b)和所述动作速度检测器(31)的输出端子(31a)连接，所述动作速度控制器(35)的输入端子(35a)与所述信号处理装置(20)的输出端子(20a)和所述继电器开关(34a)连接，所述动作速度控制器(35)的输出端子(35b)与所述旋转速度控制装置(10)连接。

根据本发明的液压能量供给装置，不使用在现有的机器的各个动作相位、为了控制应向液压传动装置供给的流量以及压力的要求量所需要的电液压比例控制阀，而是通过旋转速度控制装置对伺服电动机的旋转速度进行闭合控制，使从信号处理装置发出的速度指令信号和来自旋转速度检测器的反馈信号实际一致。

附图说明

图1是表示装载有本发明的一个实施方式的液压能量供给装置的、作为非限定使用例的注射模塑成形机的模式构成图。

具体实施方式

一种液压能量供给装置，从油箱向通向多个液压传动装置的负荷通路、或者相反地输送所控制的流量以及/或压力的工作油，具有可逆旋转型液压泵马达、变速伺服电动机、压力传感器、旋转速度检测器、压力信号指令装置、流量信号指令装置、信号处理装置以及旋转速度控制装置，可逆旋转型液压泵马达具有旋转轴，在从油箱向负荷通路输送工作油时作为液压泵进行动作、即以对应于向正转方向旋转的旋转轴的旋转速度的流量输送工作油，同时，在从负荷通路向油箱输送工作油时作为液压马达进行动作、即以对应于该工作油的流量的旋转速度使旋转轴向反转方向旋转；变速伺服电动机具有与旋转轴可传递转矩地结合的驱动轴，可以对应于供给驱动轴的驱动电流的旋转速度和旋转方向向正转方向和反转方向旋转；压力传感器输出对应于负荷通路内的工作油压力的第一电信号；旋转速度检测器输出对应于驱动轴的旋转速度的第二电信号；压力信号指令装置产生事先程序化的压力指令信号；流量信号指令装置产生事先程序化的流量指令信号；在对应于压力指令信号和第一信号的偏差的压力偏差信号超过事先设定的限制程度时，信号处理装置通过限制器的动作优先输出对应于流量指令信号的大小的速度指令信号，在压力偏差信号低于上述限制程度时优先输出对应于压力偏差信号的大小的速度指令信号；旋转速度控制装置根据速度指令信号和第二信号，通过旋转速度反馈回路、闭合控制应该向马达供给的驱动电流的大小，使马达的旋转速度对应于速度指令信号。

本发明的液压能量供给装置用于向例如注射模塑成形机、压力机、液压压配机、液压弯曲机等机器供给液压能量，这些机器具有连续且圆滑地切换流量控制和压力控制的各模式之间所需要的液压传动装置。在这样的机器中，能量以电能的方式输入，通过本发明的液压能量供给装置切换成液压能量，该液压能量在机器的各个动作相位实际上与应向液压传动装置供给的流量以及压力的要求量一致。因此，通过采用本发明的液压能量供给装置，不需要在现有的系统中为了控制这些要求量而使用的电液压比例控制阀。

在本发明的液压能量供给装置中使用正转时作为液压泵、反转时作为液压马达发挥作用的可逆旋转型液压泵马达。该液压泵马达虽然可使用可变容积型的马达，但最好使用泵结构比较简单的、维护保养也容易的固定容积型的马达。具有与液压泵马达的旋转轴可传递转矩地结合的驱动轴的变速伺服电动机也是可逆旋转型的，最好使用磁铁励磁同步AC伺服电动机。

在本发明的液压能量供给装置中，控制指令从例如可由可编程序控制器或计算机构成的信号指令装置、作为压力指令信号以及流量指令信号被发出，该压力指令信号以及流量指令信号与液压传动装置的动作程序相对应地被分别预先程序化。构成控制对象的检测器是压力传感器和旋转速度检测器，压力传感器产生对应于连通液压传动装置的负荷通路内的工作油压力的第一电信号；旋转速度检测器产生对应于马达的驱动轴的旋转速度的第二电信号。压力传感器最好使用半导体压力转换器，旋转速度检测器最好使用回转式编码器。

本发明的液压能量供给装置中的伺服电动机的控制系统，包括将液压泵马达的旋转速度作为负反馈信号的旋转速度控制系统的局部回路，将负荷通路内的工作油压力作为负反馈信号的压力控制系统的回路组合在该局部回路的外侧。旋转速度控制系统的主要部分包括在上述旋转速度控制装置中，压力控制系统的主要部分包括在上述信号处理装置中。

根据本发明的其他的有利的方式，旋转速度控制装置包括差动运算放大器、转矩限制回路以及电流控制器，差动运算放大器产生相当于上述速度指令信号和上述第二信号的偏差的旋转速度偏差信号；转矩限制回路将上述旋转速度偏差信号的上限以及下限限制在事先确定的范围内；电流控制器将在该转矩限制回路中被限制的旋转速度偏差信号作为控制输入进行接收，同时，将上述第二信号作为反馈信号接收，并反馈控制应向上述马达供给的上述驱动电流的大小。

并且，根据本发明的其他的有利的方式，上述信号处理装置包括压力偏差信号检测元件、信号限制元件以及运算元件，压力偏差信号检测元件正输入地接收上述压力指令信号，同时，负输入地接收上述第一信号、产生相当于两者的偏差的压力偏差信号；信号限制元件在上述压力偏差信号为上述限制程度以下时产生对应该压力偏差信号的大小的输出信号，同时，在上述压力偏差信号超过上述限制程度时产生一定程度的输出信号；运算元件将相当于上述流量指令信号和上述信号限制元件的输出信号的和/或积的信号作为上述速度指令信号进行输出。

在本发明中，负荷通路内的工作压力在未到达压力指令的状态下，对应于控制偏差、即从压力传感器输出的第一信号和压力指令信号的偏差的压力偏差信号成为大的值、超过上述限制程度。信号处理装置通过限制器的动作使流量指令优先，向旋转速度控制装置发出根据流量指令信号进行变化的速度指令信号。在该状态下，压力偏差信号通过限制器的动作固定为与限制程度相等的一定值，因此，对伺服电动机的控制系统的控制指令通过流量指令信号进行控制，旋转速度控制装置对伺服电动机的旋转速度进行控制，使该流量指令信号和来自旋转速度检测器的反馈信号实际上一致。该状态是流量控制模式。

在此，本发明中的“优先”的意思是在流量控制模式中、流量指令信号在向旋转速度控制装置发出的速度指令信号中是控制性的，换句话说是指在速度指令信号中包括作为控制指令的流量指令信号和与限制程度相等的一定值的压力偏差信号。

另一方面，若负荷通路内的工作油压力达到压力指令，则对应于控制偏差、即从压力传感器输出的第一信号和压力指令信号的偏差的压力偏差信号成为小的值，该值在上述限制程度以下。信号处理装置使上述压力偏差信号优先，向旋转速度控制装置发出根据压力偏差信号进行变化的速度指令信号。在该状态下，通过压力偏差信号对针对于伺服电动机的控制系统的控制指令进行控制，控制系统形成压力控制系统反馈回路，该反馈回路串联地包括作为局部回路的旋转速度控制系统。因此，旋转速度控制装置对伺服电动机的旋转速度进行控制，在与流量控制模式之间保持速度指令的连续性，使压力偏差信号和来自旋转速度检测器的反馈信号实际上一致。该状态是压力控制模式。

在本发明中，上述模式切换动作，即从速度指令信号与流量指令信号向压力偏差信号或相反地切换的动作可通过以下方式连续地且顺利地进行，即，如上所述地通过限制器的动作在两种模式之间保持速度指令的连续性；即使在流量控制模式中压力偏差信号也以与限制程度相等的一定值包含在速度指令信号中；以及在流量控制模式和压力控制模式之间无溢出地进行变化。如现有的那样通过选择动作或开关动作来实现该切换动作有可能使控制模式间的切换不连续，因此不理想。另外，在控制系统为流量控制模式时、附加设置使压力偏差信号追随流量指令的装置，可无冲击地更加顺利地进行模式切换，非常理想。

在本发明的液压能量供给装置中，对伺服电动机的旋转速度的控制既可正转也可反转，因此，在为了将所需流量的工作油向负荷通路送出并将其压力控制在所需值、而使液压泵马达正转的情况下，以及在为了用最适当的减压速度方式对负荷通路内的工作油压力进行减压而使液压泵马达反转的情况下都可以进行电子控制。当然也可以以非常慢的旋转速度或以几乎停止的状态控制液压泵马达，因此即使负荷压在低压区域、控制也是稳定的。

在本发明的液压能量供给装置中，在压力控制模式中通过压力检测装置检测负荷通路内的工作油压力，该压力检测信号作为反馈信号有效地对闭合控制系统进行作用。因此，工作油的温度即使从稳定温度发生变化，工作油的压力也将被进行闭合控制，因此自动的油温修正变得有效。另一方面，在流量控制模式中，工作油的压力处于开口回路控制状态，一旦因油温变化压力进行变化，则其相对于液压传动装置体现为流量变化。

根据本发明的其他的有利的一个方式，上述液压能量供给装置还具有油温检测器和温度变化部分流量修正元件，油温检测器检测出工作油的温度、输出对应的大小的第三电信号；温度变化部分流量修正元件向流量指令信号或速度指令信号给予修正量，该修正量与上述油温检测器检测出的温度相对于事先确定的基准温度的变化量等效。

油温检测器可设置在包括油箱、液压泵马达、负荷通路以及液压传动装置的液压回路内的任意位置上。在油温修正中，检测油温检测器检测出的工作油的温度与基准温度(可设定在任意的温度)的差(变化量)，将与该变化量对应的流量变化量(由使用工作油的特性决定)等效的信号修正量加在流量指令信号上计算。另外，该信号修正量也可以加到速度指令信号上计算，在这种情况下，油温修正不仅在流量控制模式中、在压力控制模式中也是有效的。

根据本发明的其他的有利的一个方式，上述液压能量供给装置还具有进行修正的压力变化部分流量修正元件，用于通过上述第一信号对流量指令信号修正泵容积效率变化。该修正元件可通过差动运算放大器构成，该差动运算放大器在正输入端子接收流量指令信号、在负输入端子以适当的修正系数接收来自压力传感器的第一信号。在流量控制模式中，例如修正由于泵内泄漏流量的增加等原因而造成的泵容积效率降低，所述泵内漏流量的增加是由于负荷压增大而形成的。

根据本发明的其他的有利的一个方式，上述液压能量供给装置还具有动作速度检测器、动作识别器以及动作速度控制器，动作速度检测器输出对应于从上述液压传动装置中选出的至少一个传动装置的动作速度的第四电信号；动作识别器根据上述第四信号、识别上述传动装置是否在进行动作；动作速度控制器只有在通过该动作识别器识别到上述传动装置的动作时，向上述速度指令信号附加地反馈上述第四信号，对上述传动装置的动作速度进行闭合控制。

在如注射模塑成形机那样、用单个液压泵控制多个液压传动装置的情况下，除了对工作油的油温变化或负荷变化的修正，在尤其需要高精度的速度控制的特定的液压传动装置上还设置用于检测其动作速度的动作速度检测器。也可在多个液压传动装置上分别设置动作速度检测装置，但在这种情况下，条件是各液压传动装置的动作在时间上不重合。

例如，在注射模塑成形机的情况下，对动作速度的控制要求精度最高的液压传动装置是注射液压缸，因此在该注射液压缸上安装动作速度检测器。安装了动作速度检测器的传动装置(注射液压缸)一旦进行动作，则动作速度检测装置输出第四信号。由于产生第四信号，动作识别器判断上述传动装置在进行动作，如果不产生第四信号，则判断上述传动装置处于非动作状态。动作速度控制器只在根据动作识别器识别上述传动装置的动作时、向上述速度指令信号附加地反馈上述第四信号，对上述传动装置的动作速度进行闭合控制。在液压能量供给装置处于流量控制模式或压力控制模式的任何状态下该控制都是有效的。

本发明的上述以及上述以外的特征及优点，通过以下对图1所示的优选实施方式的说明可以进一步明确地理解。

在图1中，注射模塑成形机具有注射组件110、夹紧组件120、以及向分别通过电液压方向控制阀组件112以及122与注射组件110和夹紧组件120连通的、向负荷通路130供给液压流体能量的液压能量供给组件200。

注射组件110具有多个液压传动装置，包括注射缸114、喷射喷嘴前进后退用移动缸116以及计量旋量驱动用液压马达118。夹紧组件120也具有多个液压传动装置，包括模具开关用的合模液压缸124以及取出产品用的顶出缸126。这些液压传动装置通过控制阀组件112以及122在一方与共同的负荷通路130连接，在另一方与油箱6连接。另外，注射缸114通过独立控制的背压控制用的比例电磁溢流阀140与油箱6连接。并且，在注射组件110的注射缸114上安装动作速度检测器31，该动作速度检测器31检测该液压缸的动作速度并从动作速度检测信号输出端子31a输出对应的第四电信号。

在该注射模塑成形机上，能量以电能的形式被输入，通过液压能量供给组件200切换成液压能量，该液压能量实际上与利用注射模塑成形机的顺序动作中的各个动作输送、通过负荷通路130应向各液压传动装置供给的流量以及压力的要求量实际一致。即，负荷通路130上的工作油的流量与压力主要通过液压能量供给组件200控制。

液压能量供给组件200在本发明中是主要的对象部分，在本实施例中，主要具有可逆旋转型固定容积液压泵马达1、具有与该泵马达1的旋转轴可传递转矩地结合的驱动轴7的变速可逆旋转型AC伺服电动机2、作为检测驱动轴7的旋转速度的旋转速度检测器的回转式编码器3、检测负荷通路130内的工作油压力后从输出端子4a输出对应的第一电信号的压力传感器4、构成用于伺服电动机2的旋转速度控制装置10的AC伺服放大器、输出向伺服放大器10发出的速度指令信号的信号处理装置20、从输出端子8a向信号处理装置20发出事先设定的流量指令信号的流量信号指令装置8、以及可从输出端子9a向信号处理装置20发出事先设定的压力指令信号的压力信号指令装置9。

并且，液压能量供给组件200还具有油温检测器5，该油温检测器5检测油箱6内的工作油的温度后从输出端子5a输出对应的第三电信号。

液压泵马达1的输出流量，为了对通过注射组件110和夹紧组件120完成的各种动作进行控制，在泵1的排出以及吸入的两个动作中通过由闭合回路控制伺服电动机2的旋转速度来进行控制，因此输出流量与泵1的旋转速度直接成正比。

闭合回路控制包括两个主要模式，其中一个是与回转式编码器3一起利用伺服放大器10以及信号处理装置20实施的流量控制模式，另一个是与回转式编码器3和压力传感器4一起利用伺服放大器10以及信号处理装置20实施的压力控制模式。

与通过注射组件110、夹紧组件120以及液压能量供给组件200完成的各种动作相关的程序、时间以及量的各种值，根据通过操作界面输入的成形参数在控制计算机的指令下完成，在此，作为发出这些指令的元件，象征性地将用于流量指令信号的流量信号指令装置8以及用于压力指令信号的压力信号指令装置9进行了图示。

液压泵马达1是具有可传递转矩地与驱动轴7结合的旋转轴的定容量型泵，在从油箱6向负荷通路130输送工作油时作为液压泵进行动作，该液压泵以对应于向正转方向旋转的上述旋转轴的旋转速度的流量输送工作油，同时，在从负荷通路130向油箱6输送工作油时，作为以对应于该工作油的流量的旋转速度使上述旋转轴向反转方向旋转的液压马达进行动作。通过伺服电动机2控制这些正反方向的旋转速度、即泵马达1形成的工作油的输送量。

回转式编码器3构成旋转速度检测器，检测马达2的驱动轴(输出轴)的旋转速度后从输出端子3a输出对应的第二电信号。

构成马达2的旋转速度控制装置的伺服放大器10构成闭合回路控制系统，即，将回转式编码器3检测到的旋转速度用于反馈信号，将由流量指令信号以及压力偏差信号生成的旋转速度指令信号作为控制指令，所述流量指令信号以及压力偏差信号从流量信号指令装置8以压力信号指令装置9发出。伺服电动机2以对应于通过伺服放大器10控制的驱动电流的旋转速度和旋转方向、向正转方向或反转方向旋转。

压力传感器4可以是安装在泵马达1的本体或罩内的半导体测量式压力传感器，一直检测与泵马达1的一方出口连通的负荷通路130内的工作油压力。

信号处理装置20在注射模塑成形机的动作循环的各相位阶段、从流量信号指令装置8以及压力信号指令装置9分别以数字信号的形式接收流量指令信号以及压力指令信号，并且，经常通过AD变换器42接收来自压力传感器4的反馈信号(第一信号)。信号处理装置20在相对于来自压力信号指令装置9的压力指令信号和来自压力传感器4的第一信号的偏差的压力偏差信号、超过事先确定的限制程度时，通过限制器动作优先输出对应于来自流量信号指令装置8的流量指令信号的大小的速度指令信号，在上述压力偏差信号低于上述限制程度时，优先输出对应于上述压力偏差信号的大小的速度指令信号。

在本实施例中，信号处理装置20由数字系统构成，其所需要的所有功能可通过软件程序来实现。如图所示，本实施例的信号处理装置20的功能元件主要包括压力偏差信号检测元件21、相位修正元件22、信号限制元件23、以及运算元件24，压力偏差信号检测元件21将从压力信号指令装置9的输出端子9a输出的压力指令信号从第一输入端子21a以正输入的方式进行接收，同时，从压力传感器4的输出端子4a输出后，通过AD变换器42将数字化的第一信号从第二输入端子21b以负输入的方式进行接收，产生相当于两者的偏差的压力偏差信号；相位修正元件22用于用事先确定的相位移动值修正从该压力偏差信号检测元件21的输出端子21a输出的压力偏差信号；信号限制元件23从输入端子23a接收来自相位修正元件22的压力偏差信号，在该压力偏差信号超过上述限制程度时、产生一定程度的输出信号；运算元件24从第二输入端子24b接收从流量信号指令装置8的输出端子8a输出的流量指令信号，同时，从第一输入端子24a接收从上述信号限制元件23的输出端子23b输出的输出信号，将相当于两者的和/或积的信号作为速度指令信号从输出端子20a输出、向上述DA变换器41发出。

在信号处理装置20中，在流量指令信号系统中还设置有用于对工作油的温度变化进行修正的温度变化部分流量修正元件25。该温度变化部分流量修正元件25将由温度检测器5检测出并从输出端子5a输出的相当于工作油的现在温度的第三信号、通过AD变换器43以及系数元件27作为数字信号从第二输入端子25b接收。该数字信号通过信号处理装置20本身的功能、相当于与检测温度相对于基准温度(该基准温度作为例如系统的初始化动作时的室温等任意的温度事先设定在信号处理装置20中)的变化量等效的流量修正量。温度变化部分流量修正元件25从第一输入端子25a接收从流量信号指令装置8的输出端子8a输出的流量指令信号，产生相当于该流量指令信号与上述流量修正量的差的温度变化部分修正流量指令信号。

进一步详细说明由该温度变化部分流量修正元件25进行的修正动作，流量指令的修正是将由以下公式求出的修正量Qc1从流量指令中减去的处理。

Qc1＝Gt×(T-Ts)/Ts

这里，T是检测出的油温，Ts是基准温度，Gt是修正增益。基准温度Ts事先设定，修正增益Gt是固有系数，根据以所使用的液压泵马达1的容量为代表的诸元以及所使用的工作油的特性确定。这样，在本实施例中，由于温度检测器5检测油温、通过温度变化部分流量修正元件25将基于油温变化的修正量向流量指令信号发出，因此，即使是基于泵旋转速度控制的流量控制，也不会有基于工作油的温度变化的控制流量的误差，可进行高精度的控制。

另外，在本实施例中，通过温度变化部分流量修正元件25给予流量指令信号修正量，但也可以给予从运算元件24的输出端子20a输出的速度指令信号修正量，在这种情况下，即使在压力控制模式下也可完成油温修正。

在本实施例的信号处理装置20中，在流量指令信号系统中还设置有压力变化部分流量修正元件26，该压力变化部分流量修正元件26根据从压力传感器4的压力检测信号输出端子4a输出的第一信号、向流量指令信号修正对应于负荷通路130内的动作压力变化的泵容积效率变化。在此，泵容积效率修正是指在例如由于负荷压力增大、液压泵马达1的内部泄漏流量增加时，修正向负荷通路130输送的工作油的流量减少的现象。压力变化部分流量修正元件26将相当于由压力传感器4检测出并从输出端子4a输出的负荷通路130内的工作油的现有压力的第一信号作为数字信号、通过AD变换器42以及系数元件28从第二输入端子26b接收。该数字信号相当于通过信号处理装置20的功能、与检测压力相对于基准压力(该基准压力在通过所使用的液压泵马达上固有的诸元确定)的变化量等效的流量修正量。压力变化部分流量修正元件26从第一输入端子26a接收从温度变化部分流量修正元件25的输出端子25c输出的温度变化部分修正流量指令信号，产生相当于该温度变化部分修正流量指令信号与上述流量修正量的差的压力变化部分修正流量指令信号，并从输出端子25c输出，运算元件24从第二输入端子24b接收该流量指令信号。

就该压力变化部分流量修正元件26进行的修正动作进行进一步详细说明，流量指令的修正是将以下公式求出的修正量Qc2从流量指令中减去的处理。

Qc2＝Gp×(P-Ps)/Ps

这里，P是检测出的压力，Ps是基准压力，Gp是修正增益。这样，通过压力变化部分流量修正元件26、向流量指令信号施加对应于检测压力的流量修正量，修正随着压力变化而产生的泵容积效率的变化。

在本实施例中，通过动作速度检测器31进一步检测注射缸114的动作速度、并发送到控制系统。能量供给组件200包括识别器33，该识别器33从输入端子33a接收从动作速度检测器31的输出端子31a输出的检测信号、根据该检测信号判断注射缸114是否在进行动作，该识别器33具有由半导体开关元件构成的继电器开关34a、34b。

识别器33在来自动作速度检测器31的信号未到达的状态下，将开关34a保持为OFF状态、将开关34b保持为ON状态，即保持在图示的切换位置，来自动作速度检测器31的信号一旦到达，则将开关34a保持为ON状态、将开关34b保持为OFF状态，即形成从图示的切换位置切换的状态。在控制系统内的DA变换器41与伺服放大器10的输入之间串联设置差动运算放大器37和动作速度控制器35，差动运算放大器37向来自DA变换器41的速度指令信号反馈来自动作速度检测器31的检测信号；动作速度控制器35从输入端子35a接收差动运算放大器37的输出信号、对闭合控制注射缸的动作速度进行所需要的修正动作。该动作速度控制器35只在来自动作速度检测器31的信号通过识别器33的输入端子33a到达后，开关34a为ON、开关34b为OFF的状态下有效。

动作速度检测器31用来检测尤其要求高精度控制的注射缸114的动作速度，但根据需要也可以在与注射缸114的动作相位在时间上不重合的其他液压传动装置上设置同样的动作速度检测器、完成对动作速度的闭合控制。

当注射缸114的活塞停止时，动作速度检测器31不产生检测信号，在该状态下，识别器33将开关34a保持为OFF、将开关34b保持为ON，控制器35被开关34b分路。因此，来自DA变换器41的速度指令信号绕过控制器35、直接输入伺服放大器10。

另一方面，注射缸114的活塞一旦动作，则动作速度检测器31将产生检测信号。识别器33从输入端子33a接收通过该动作速度检测器31的输出端子31a输出的检测信号，通过输出端子33b将开关34a切换到ON、将开关34b切换到OFF。通过这样，动作速度检测器31的检测信号通过开关34a到达差动运算放大器37的负输入，被作为负反馈信号向来自DA变换器41的速度指令信号发出。并且，由于将开关34b切换到OFF，因此控制器35是有效的。差动运算放大器37产生相当于来自DA变换器41的速度指令信号和来自动作速度检测器31的动作速度信号的偏差的速度偏差信号，该速度偏差信号从输入端子35a向动作速度控制器35输入、从输出端子35b导入伺服放大器10。

这样，通过动作速度检测器31检测出注射缸114的动作速度，将注射缸114的动作速度反馈到伺服控制系统，由此可以修正喷射动作中的负荷压的变化或因工作油的温度变化而造成的液压缸动作速度的变动。

在本实施例中，伺服放大器10包括差动运算放大器12、转矩限制回路16以及AC电流控制器18，差动运算放大器12通过动作速度控制器35从第一输入端子12a接收来自上述差动运算放大器37的速度偏差信号，同时，从第二输入端子12b接收从回转式编码器3的输出端子3a输出的第二信号，产生对应两者的偏差的旋转速度偏差信号；转矩限制回路16从旋转速度偏差信号输入端子16a接收从差动运算放大器12的输出端子12c输出的旋转速度偏差信号、将该旋转速度偏差信号的上限以及下限限制在事先确定的范围内；AC电流控制器18将在转矩限制回路16中被限制的、从输出端子16b输出的旋转速度偏差信号作为限制输入通过限制旋转速度偏差信号输入端子18a进行接收，同时，从旋转速度反馈信号输入端子18b接收来自回转式编码器3的第二信号，进行反馈控制。也向该电流控制器18发出来自检测驱动电流大小的电流检测器19的电流反馈。伺服电动机2通过驱动电流输入端子2a接收从电流控制器18的输出端子18c输出的被控制的驱动电流，以对应于该驱动电流的旋转速度和旋转方向向正转方向或反转方向旋转。

上述的实施例并不限制本发明，对本领域技术人员来说显而易见的变形当然也包含在本发明的范畴内。

Claims (6)

1.一种液压能量供给装置，具有油箱(6)、

通向多个液压传动装置的负荷通路(130)、

设置在该负荷通路(130)与所述油箱(6)之间的可逆旋转型液压泵马达(1)、

与该泵马达(1)连接的变速伺服电动机(2)、

设置在所述负荷通路(130)内的压力传感器(4)、

与所述电动机(2)连接的旋转速度检测器(3)、

流量信号指令装置(8)、

压力信号指令装置(9)、

信号处理装置(20)以及旋转速度控制装置(10)，其特征在于，

所述压力传感器(4)的输出端子(4a)、所述压力信号指令装置(9)的输出端子(9a)以及所述流量信号指令装置(8)的输出端子(8a)与所述信号处理装置(20)连接，

所述信号处理装置(20)的速度指令信号输出端子(20a)、所述旋转速度检测器(3)的输出端子(3a)与所述旋转速度控制装置(10)连接，

所述旋转速度控制装置(10)的输出端子(18c)与所述电动机(2)的驱动电流输入端子(2a)连接。

2.如权利要求1所述的液压能量供给装置，其特征在于，所述旋转速度控制装置(10)具有差动运算放大器(12)、转矩限制回路(16)以及电流控制器(18)，

所述差动运算放大器(12)的第一输入端子(12a)与所述信号处理装置(20)的输出端子(20a)连接，同时，所述差动运算放大器(12)的第二输入端子(12b)与所述旋转速度检测器(3)的输出端子(3a)连接，

所述差动运算放大器(12)的输出端子(12c)与所述转矩限制回路(16)的输入端子(16a)连接，

所述转矩限制回路(16)的输出端子(16b)与所述电流控制器(18)的输入端子(18a)连接，同时，所述旋转速度检测器(3)的输出端子(3a)与所述电流控制器(18)的旋转速度反馈信号输入端子(18b)连接，

所述电流控制器(18)的输出端子(18c)与所述电动机(2)的驱动电流输入端子(2a)连接。

3.如权利要求1所述的液压能量供给装置，其特征在于，所述信号处理装置(20)具有压力偏差信号检测元件(21)、信号限制元件(23)以及运算元件(24)，

所述压力偏差信号检测元件(21)的第一输入端子(21a)与所述压力信号指令装置(9)的输出端子(9a)连接，同时，所述压力偏差信号检测元件(21)的第二输入端子(21b)与所述压力传感器(4)的输出端子(4a)连接，

所述压力偏差信号检测元件(21)的输出端子(21c)与所述信号限制元件(23)的输入端子(23a)连接，

所述运算元件(24)的第一输入端子(24a)与所述信号限制元件(23)的输出端子(23b)连接，同时，所述运算元件(24)的第二输入端子(24b)与所述流量信号指令装置(8)的输出端子(8a)连接，

所述运算元件(24)的输出端子(20a)与所述旋转速度控制装置(10)连接。

4.如权利要求3所述的液压能量供给装置，其特征在于，还具有设置在所述油箱(6)内的油温检测器(5)以及

设置在所述信号处理装置(20)内的温度变化部分流量修正元件(25)，

所述温度变化部分流量修正元件(25)的第一输入端子(25a)与所述流量信号指令装置(8)的输出端子(8a)连接，同时，所述温度变化部分流量修正元件(25)的第二输入端子(25b)与所述油温检测器(5)的输出端子(5a)连接，

温度变化部分流量修正元件(25)的输出端子(25c)与所述运算元件(24)的第二输入端子(24b)连接。

5.如权利要求3所述的液压能量供给装置，其特征在于，所述信号处理装置(20)还具有压力变化部分流量修正元件(26)，

所述压力变化部分流量修正元件(26)的第一输入端子(26a)与所述流量信号指令装置(8)的输出端子(8a)连接，同时，所述压力变化部分流量修正元件(26)的第二输入端子(26b)与所述压力传感器(4)的输出端子(4a)连接，

所述压力变化部分流量修正元件(26)的输出端子(26c)与所述运算元件(24)的第二输入端子(24b)连接。

6.如权利要求1所述的液压能量供给装置，其特征在于，还具有与从所述多个液压传动装置中选择出的一个传动装置连接的动作速度检测器(31)、

动作识别器(33)、

继电器开关(34a)以及动作速度控制器(35)，

所述动作识别器(33)的输入端子(33a)与所述动作速度检测器(31)的输出端子(31a)连接，

所述继电器开关(34a)与所述动作识别器(33)的输出端子(33b)和所述动作速度检测器(31)的输出端子(31a)连接，

所述动作速度控制器(35)的输入端子(35a)与所述信号处理装置(20)的输出端子(20a)和所述继电器开关(34a)连接，

所述动作速度控制器(35)的输出端子(35b)与所述旋转速度控制装置(10)连接。

Images