JP2001001198A - 油圧回路における脈動圧抑制状態の異常診断方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピストン型アキュームレータの寿命を自動的
に診断し、オイルハンマが発生しないうちにピストン型
アキュームレータを修理、交換し、他の油圧機器の破損
を防止する。 【解決手段】 パンチプレス１におけるパンチＰを打撃
するための油圧シリンダ１９にリニアサーボバルブ３５
を介して圧油を供給及び排出する。油圧シリンダ１９の
圧油をリニアサーボバルブ３５を経て排出する排出側管
路４９内の脈動圧をピストン型アキュームレータ５１に
より抑制する。ピストン型アキュームレータ５１の上流
側と下流側の排出側管路４９内の圧力を検出し、この上
流側と下流側の圧力差が予め設定した設定基準値より低
下したときにピストン型アキュームレータ５１の異常を
自動的に診断する。この診断に基づいてアラーム８３に
警告音を発生する指示が与えたり、パンチプレス１を自
動的に停止する指示が与えたりできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧回路における
脈動圧抑制状態の異常診断方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、油圧駆動式のパンチプレス１０１
においては、図５に示されているように油圧シリンダ１
０３のピストン１０５の下端には所定位置のパンチＰを
打圧するストライカ１０７が固定されている。

【０００３】パンチＰを装着しているパンチブロック
（図示省略）の下方には各パンチＰに相対向する位置に
ダイＤを装着したダイブロック（図示省略）が設けられ
ている。

【０００４】油圧シリンダ１０３のピストン１０５が下
降すると、ストライカ１０７によりパンチＰが打圧さ
れ、このパンチＰとダイＤとの協働により、板材等のワ
ークにパンチング加工が行われる。

【０００５】図５を参照するに、油圧シリンダ１０３へ
圧油を供給及び排出する油圧回路は、オイルタンク１０
９より圧油を供給するための圧油供給側管路１１１がリ
ニアサーボバルブ１１３のＰポートへ連通しており、こ
の圧油供給側管路１１１にはポンプモータ１１５にて駆
動される可変容量形の油圧ポンプ１１７が設けられてい
る。リニアサーボバルブ１１３のＡポートは加圧側管路
１１９を介して油圧シリンダ１０３の加圧室１２１へ連
通されており、リニアサーボバルブ１１３のＢポートは
背圧側管路１２３を介して油圧シリンダ１０３の背圧室
１２５へ連通されている。また、リニアサーボバルブ１
１３のＴポートは排出側管路１２７を介してタンク１０
９へ連通されている。

【０００６】また、排出側管路１２７にはこの管路内の
脈動圧を抑制するピストン型アキュームレータ１２９が
介設されている。このピストン型アキュームレータ１２
９内にはピストン１３１が上下動自在に設けられ、この
ピストン１３１を常時、排出側管路１２７の方向へ押し
上げるよう付勢するスプリング１３３が背圧室１３５内
に設けられている。

【０００７】したがって、リニアサーボバルブ１１３の
流路を切り換えてＰポートとＡポート、ＢポートとＴポ
ートを連通せしめると、圧油は加圧側管路１１９を通り
油圧シリンダ１０３の加圧室１２１へ流入するのでピス
トン１０５が下降する。そして、油圧シリンダ１０３の
背圧室１２５より排出された圧油は背圧側管路１２３を
通りリニアサーボバルブ１１３のＢポートへ入り、Ｔポ
ートより排出側管路１２７を通りオイルタンク１０９へ
戻される。

【０００８】このとき、ピストン型アキュームレータ１
２９のピストン１３１は排出された圧油によりスプリン
グ１３３の付勢力により押し上げられるので、排出側管
路１２７に生じる脈動圧はピストン型アキュームレータ
１２９内のスプリング１３３の付勢力により吸収緩和さ
れて抑制されオイルハンマが防止される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ピストン型
アキュームレータ１２９はガス封入式ではなく、バネ式
であるのでメカ的には長寿命であるが、ピストン１３１
にパッキン１３７が入っているので、このパッキン１３
７がへたったり、はみ出したりしたときにはピストン１
３１が傾いて突然オイルハンマが発生し、その結果、突
然のサージ圧により排出側管路１２７を構成する油圧ホ
ースが切れたり、油圧ポンプ１１７が破損したりすると
いう問題点があった。

【００１０】本発明は叙上の課題を解決するためになさ
れたもので、その目的はピストン型アキュームレータの
寿命を自動的に診断し、この診断に基づいてオイルハン
マが発生しないうちにピストン型アキュームレータやパ
ッキン等を交換し、他の油圧機器の破損を防止し得る油
圧回路における脈動圧抑制状態の異常診断方法及びその
装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１によるこの発明の油圧回路における脈動圧抑
制状態の異常診断方法は、パンチプレスにおけるパンチ
を打撃するための油圧シリンダに切換えバルブを介して
圧油を供給及び排出する際に、前記油圧シリンダの圧油
を前記切換えバルブを経て排出する排出側管路内の脈動
圧をピストン型アキュームレータにより抑制すると共
に、このピストン型アキュームレータの上流側と下流側
の排出側管路内の圧力を検出し、この上流側と下流側の
圧力差が予め設定した設定基準値より低下したときに前
記ピストン型アキュームレータの異常を自動的に診断す
ることを特徴とするものである。

【００１２】したがって、ピストン型アキュームレータ
内のピストンのパッキンがへたるなどしてピストンがシ
リンダ内部で傾いて異常が生じた場合には、ピストン型
アキュームレータの脈動圧抑制の能力が発揮されないの
で、ピストン型アキュームレータの上流側と下流側の排
出側管路内の圧力差が小さくなってくる。この圧力差が
予め設定した設定基準値より低下したことが自動的に診
断されるので、アラームに警告音を発生する指示を与え
たり、パンチプレスを自動的に停止する指示を与えたり
できる。結果として、オイルハンマが発生しないうちに
ピストン型アキュームレータが作業者により修理あるい
は交換されるので、他の油圧機器の破損が防止される。

【００１３】請求項２によるこの発明の油圧回路におけ
る脈動圧抑制状態の異常診断装置は、パンチプレスにお
けるパンチを打撃するための油圧シリンダに切換えバル
ブを介して圧油を供給及び排出する油圧回路において、
前記油圧シリンダの圧油を前記切換えバルブを経て排出
する排出側管路に脈動圧を抑制するピストン型アキュー
ムレータを介設し、このピストン型アキュームレータの
上流側と下流側に、前記上流側の排出側管路の圧力を検
出する第１圧力検出装置と前記下流側の排出側管路の圧
力を検出する第２圧力検出装置を設け、この第１、第２
圧力検出装置により検出された圧力差を予め設定した設
定基準値より低下したときに前記ピストン型アキューム
レータの異常を自動的に診断する比較判断装置を備えた
制御装置を設けてなることを特徴とするものである。

【００１４】したがって、請求項１記載の作用と同様で
あり、ピストン型アキュームレータ内のピストンのパッ
キンがへたるなどしてピストンがシリンダ内部で傾いて
異常が生じた場合には、ピストン型アキュームレータの
脈動圧抑制の能力が発揮されないので、ピストン型アキ
ュームレータの上流側と下流側の排出側管路内の圧力差
が小さくなってくる。この圧力差が予め設定した設定基
準値より低下したことが自動的に診断されるので、アラ
ームに警告音を発生する指示を与えたり、パンチプレス
を自動的に停止する指示を与えたりできる。結果とし
て、オイルハンマが発生しないうちにピストン型アキュ
ームレータが作業者により修理あるいは交換されるの
で、他の油圧機器の破損が防止される。

【００１５】請求項３によるこの発明の油圧回路におけ
る脈動圧抑制状態の異常診断装置は、請求項２記載の油
圧回路における脈動圧抑制状態の異常診断装置におい
て、前記設定基準値が、上流側と下流側の定常的な圧力
差の数値より低い値である第１設定基準値と、この第１
設定基準値より低い値に設定した第２設定基準値とから
なり、前記比較判断装置が、前記第１、第２圧力検出装
置により検出された圧力差が第１設定基準値より低いと
きに作業者に警告を発生する警告装置に指令を与え、前
記圧力差が第２設定基準値より低いときにパンチプレス
の稼動を自動的に停止せしめる指令を与える機能を備え
てなることを特徴とするものである。

【００１６】したがって、第１圧力検出装置と第２圧力
検出装置の圧力差が第１設定基準値より低くなったとき
には警告装置から警告音が発生する。また、上記の圧力
差が第２設定基準値より低くなったときにはパンチプレ
スが自動的に停止される。この指示によりオイルハンマ
が発生しないうちにピストン型アキュームレータが作業
者により修理あるいは交換されるので、他の油圧機器の
破損が防止される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の油圧回路における
脈動圧抑制状態の異常診断方法及びその装置の実施の形
態について、図面を参照して説明する。なお、本実施の
形態の例としてタレットパンチプレスを対象としたが、
この機種に限定されるものはない。

【００１８】図１を参照するに、本実施の形態に係わる
タレットパンチプレス１は、ベース３の両側に立設した
サイドフレーム５，７に上部フレーム９の両側が支持さ
れた態様のフレーム構造に構成されている。上部フレー
ム９の下部には、多種類のパンチＰを着脱交換自在に備
えた円盤状の上部タレット１１が回転自在に装着されて
いる。ベース３の上面には、上部タレット１１に対向し
た下部タレット１３が回転自在に装着されており、この
下部タレット１３には、多種類のパンチＰと対向した多
数のダイＤが円弧状に配置され且つ着脱交換自在に装着
されている。上部タレット１１の軸心と下部タレット１
３の軸心とは同一軸心に配置されており、この上部タレ
ット１１と下部タレット１３は、ＮＣ制御装置のような
適宜の制御装置１５の制御によって、同方向へ同期して
回転される。

【００１９】上部タレット１１と下部タレット１３の図
１において右側部分に装着されたダイＤ、パンチＰの位
置が加工位置となっており、この加工位置にあるパンチ
Ｐの上方における上部フレーム９にはストライカ１７が
上下動自在に設けられている。このストライカ１７は上
部フレーム９内に設けられた駆動装置としての油圧シリ
ンダ１９に例えばラム２１（打圧部材）を介して連結さ
れている。

【００２０】このラム２１により、上部タレット１１お
よび下部タレット１３の回転によってラム２１の下方へ
割出し位置決めされたパンチＰが打圧されるものであ
る。

【００２１】なお、タレットパンチプレス１にはワーク
Ｗを前後左右方向へ移動位置決めするためのワークＷの
移動位置決め装置２３が設けられており、この移動位置
決め装置２３はベース３上の図１において右端に，Ｙ軸
方向（図１において左右方向）へ移動自在なキャレッジ
ベース２５が設けられており、このキャレッジベース２
５にはＸ軸方向（図１において紙面に対して直交する方
向）へ移動自在なキャレッジ２７が設けられている。こ
のキャレッジ２７にはＸ軸方向へ適宜な間隔でワークＷ
をクランプする複数のワーククランプ２９が設けられて
いる。

【００２２】この移動位置決め装置２３は数値制御等の
制御装置１５によって制御されワークＷをパンチＰとダ
イＤとの間の所望の位置へ位置決めするものである。

【００２３】したがって、タレットパンチプレス１にお
ける上部タレット１１に装着したパンチＰと下部タレッ
ト１３に装着したダイＤとの間に、板状のワークＷを位
置決めした後に、ラム２１によってパンチＰが打圧され
ることにより、パンチＰとダイＤによってワークＷにパ
ンチング加工が行われるのである。

【００２４】次に、油圧シリンダ１９へ圧油を供給及び
排出する油圧回路について説明する。

【００２５】図１を参照するに、油圧回路はオイルタン
ク３１より圧油を供給するための圧油供給側管路３３が
切換えバルブとしての例えばリニアサーボバルブ３５の
Ｐポートへ連通しており、この圧油供給側管路３３には
ポンプモータ３７にて駆動される可変容量形油圧ポンプ
３９が設けられている。リニアサーボバルブ３５のＡポ
ートは加圧側管路４１を介して油圧シリンダ１９の加圧
室４３へ連通されており、リニアサーボバルブ３５のＢ
ポートは背圧側管路４５を介して油圧シリンダ１９の背
圧室４７へ連通されている。

【００２６】また、リニアサーボバルブ３５のＴポート
は排出側管路４９を介してオイルタンク３１へ連通され
ている。なお、リニアサーボバルブ３５は図１に示され
ているように油圧シリンダ１９の上部に図示せざるマニ
ホールドを介して取り付けられている。

【００２７】また、排出側管路４９には管路内の脈動圧
を抑制するピストン型アキュームレータ５１が介設され
ている。このピストン型アキュームレータ５１内には図
１並びに図２に示されているようにピストン５３が上下
動自在に設けられ、このピストン５３を常時、排出側管
路４９の方向へ押し上げるよう付勢するスプリング５５
が背圧室５７内に設けられている。また、ピストン５３
にはシリンダ５９との摺接面に無端環状のパッキン６１
（Ｏリング）とウェアリング６３が装着されている。

【００２８】また、ピストン型アキュームレータ５１の
前後の排出側管路４９には、上流側の排出側管路４９の
圧力を検出する第１圧力検出装置としての例えば第１圧
力センサ６５と、下流側の排出側管路４９の圧力を検出
する第２圧力検出装置としての例えば第２圧力センサ６
７が設けられている。

【００２９】タレットパンチプレス１の制御装置１５に
はＰＨＮＣ装置６９が電気的に接続されており、このＰ
ＨＮＣ装置６９には図４に示されているように中央処理
装置としてのＣＰＵ７１に、キーボードなどの入力装置
７３とＣＲＴなどからなる表示装置７５と、入力装置７
３から入力されたデータや、第１圧力センサ６５と第２
圧力センサ６７の圧力差が定常的な数値より僅かに低下
したときにピストン型アキュームレータ５１に異常が発
生したものと判断するための設定基準としての例えば第
１設定基準値Ｓ１や、この第１設定基準値Ｓ１より低い
設定基準としての例えば第２設定基準値Ｓ２とを予め記
憶するメモリ７７が電気的に接続されている。

【００３０】また、上記のＣＰＵ７１には、第１圧力セ
ンサ６５と第２圧力センサ６７の各圧力データを読み取
り記憶するための読取り部７９と、この読取り部７９内
の第１及び第２圧力センサ６５，６７による各圧力デー
タの圧力差と上記のメモリ７７内の第１設定基準値Ｓ１
あるいは第２設定基準値Ｓ２とを比較し、上記の第１及
び第２圧力センサ６５，６７の圧力差が各第１、第２設
定基準値ＳＩ、Ｓ２より低下したときにはピストン型ア
キュームレータ５１が異常であることを診断する比較判
断装置８１が電気的に接続されている。

【００３１】なお、比較判断装置８１では上記の圧力差
が第１設定基準値Ｓ１より低下したときには、警告装置
としてのアラーム８３に警告音を発生する指示を与え、
第２設定基準値Ｓ２より低下したときには、この判断結
果を制御装置１５に伝送するように構成されている。

【００３２】上記構成により、リニアサーボバルブ３５
の流路を切り換えてＰポートとＡポート、ＢポートとＴ
ポートを連通せしめると、圧油は加圧側管路４１を通り
油圧シリンダ１９の加圧室４３へ流入しピストンロッド
を下降させる。そして、油圧シリンダ１９の背圧室４７
より排出された圧油は背圧側管路４５を通りリニアサー
ボバルブ３５のＢポートへ入り、Ｔポートより排出側管
路４９を通りオイルタンク３１へ戻される。

【００３３】このとき、ピストン型アキュームレータ５
１のピストン５３は排出された圧油によりスプリング５
５の付勢力により押し上げられるので、排出側管路４９
に生じる脈動圧はピストン型アキュームレータ５１内の
スプリング５５の付勢力により吸収緩和されて抑制され
オイルハンマが防止される。

【００３４】ところが、ピストン型アキュームレータ５
１のピストン５３のパッキン６１がへたったり、はみ出
してピストン５３がシリンダ５９の内部で傾いた場合に
は、ピストン型アキュームレータ５１の脈動圧抑制の能
力が発揮されないので図３に示されているように第１圧
力センサ６５と第２圧力センサ６７の圧力差が小さくな
ってくる。

【００３５】図３に示されているように第１圧力センサ
６５と第２圧力センサ６７の圧力差が第１設定基準値Ｓ
１より低くなったときにはＰＨＮＣ装置６９の比較判断
装置８１からアラーム８３に警告音を発生する指示が与
えられる。また、上記の圧力差が第２設定基準値より低
くなったときにはこの判断データが制御装置１５に伝送
され、制御装置１５からタレットパンチプレス１を自動
的に停止する指示が与えられる。

【００３６】したがって、上記のアラーム８３あるい
は、タレットパンチプレス１が停止することにより、オ
イルハンマが発生しないうちにピストン型アキュームレ
ータ５１あるいはピストン５３のパッキン６１が作業者
により交換されるので、油圧ホースや油圧ポンプ等の他
の油圧機器の破損が自動的に防止される。

【００３７】なお、この発明は前述した実施の形態に限
定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他
の態様で実施し得るものである。

【００３８】

【発明の効果】以上のごとき発明の実施の形態から理解
されるように、請求項１の発明によれば、ピストン型ア
キュームレータの上流側と下流側の排出側管路内の圧力
差を、定常的な圧力差より低下したことを自動的に診断
できるので、ピストン型アキュームレータ内のピストン
のパッキンがへたるなどしてピストンがシリンダ内部で
傾くという異常事態を自動的に検出できる。したがっ
て、警告装置に警告音を発生する指示を与えたり、パン
チプレスを自動的に停止する指示を与えたりして、オイ
ルハンマが発生しないうちにピストン型アキュームレー
タを修理あるいは交換できるので、他の油圧機器の破損
を防止できる。

【００３９】請求項２の発明によれば、請求項１記載の
効果と同様であり、ピストン型アキュームレータの上流
側と下流側の排出側管路内の圧力差を、定常的な圧力差
より低下したことを自動的に診断できるので、ピストン
型アキュームレータ内のピストンのパッキンがへたるな
どしてピストンがシリンダ内部で傾くという異常事態を
自動的に検出できる。したがって、警告装置に警告音を
発生する指示を与えたり、パンチプレスを自動的に停止
する指示を与えたりして、オイルハンマが発生しないう
ちにピストン型アキュームレータを修理あるいは交換で
きるので、他の油圧機器の破損を防止できる。

【００４０】請求項３の発明によれば、第１圧力検出装
置と第２圧力検出装置の圧力差が第１設定基準値より低
くなったときには警告装置から警告音を発生できる。ま
た、上記の圧力差が第２設定基準値より低くなったとき
にはパンチプレスを自動的に停止できる。この指示によ
りオイルハンマが発生しないうちに作業者によりピスト
ン型アキュームレータを修理あるいは交換できるので、
他の油圧機器の破損を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の例に係わるタレットパン
チプレス１並びに油圧回路の一例を示すものである。

【図２】本発明の実施の形態の例に係わるピストン型ア
キュームレータの前後の第１、第２圧力センサを含む詳
細な管路図を示すものである。

【図３】本発明の実施の形態の例に係わるもので、第
１、第２圧力センサの圧力差と時間との関係を示すグラ
フである。

【図４】この発明の構成ブロックを示す図である。

【図５】従来例における油圧回路の一例を示すものであ
る。

【符号の説明】

１ タレットパンチプレス（パンチプレス） １５ 制御装置 １９ 油圧シリンダ（駆動装置） ３３ 圧油供給側管路 ３５ リニアサーボバルブ（切換えバルブ） ３７ ポンプモータ ３９ 可変容量形油圧ポンプ ４９ 排出側管路 ５１ ピストン型アキュームレータ ５３ ピストン ５５ スプリング ５９ シリンダ ６１ パッキン（Ｏリング） ６３ ウェアリング ６５ 第１圧力センサ（第１圧力検出装置） ６７ 第２圧力センサ（第２圧力検出装置） ６９ ＰＨＮＣ装置 ７１ ＣＰＵ（中央処理装置） ７７ メモリ ７９ 読取り部 ８１ 比較判断装置 ８３ アラーム（警告装置）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パンチプレスにおけるパンチを打撃する
   ための油圧シリンダに切換えバルブを介して圧油を供給
   及び排出する際に、 前記油圧シリンダの圧油を前記切換えバルブを経て排出
   する排出側管路内の脈動圧をピストン型アキュームレー
   タにより抑制すると共に、このピストン型アキュームレ
   ータの上流側と下流側の排出側管路内の圧力を検出し、
   この上流側と下流側の圧力差が予め設定した設定基準値
   より低下したときに前記ピストン型アキュームレータの
   異常を自動的に診断することを特徴とする油圧回路にお
   ける脈動圧抑制状態の異常診断方法。
2. 【請求項２】 パンチプレスにおけるパンチを打撃する
   ための油圧シリンダに切換えバルブを介して圧油を供給
   及び排出する油圧回路において、 前記油圧シリンダの圧油を前記切換えバルブを経て排出
   する排出側管路に脈動圧を抑制するピストン型アキュー
   ムレータを介設し、このピストン型アキュームレータの
   上流側と下流側に、前記上流側の排出側管路の圧力を検
   出する第１圧力検出装置と前記下流側の排出側管路の圧
   力を検出する第２圧力検出装置を設け、この第１、第２
   圧力検出装置により検出された圧力差を予め設定した設
   定基準値より低下したときに前記ピストン型アキューム
   レータの異常を自動的に診断する比較判断装置を備えた
   制御装置を設けてなることを特徴とする油圧回路におけ
   る脈動圧抑制状態の異常診断装置。
3. 【請求項３】 前記設定基準値が、上流側と下流側の定
   常的な圧力差の数値より低い値である第１設定基準値
   と、この第１設定基準値より低い値に設定した第２設定
   基準値とからなり、前記比較判断装置が、前記第１、第
   ２圧力検出装置により検出された圧力差が第１設定基準
   値より低いときに作業者に警告を発生する警告装置に指
   令を与え、前記圧力差が第２設定基準値より低いときに
   パンチプレスの稼動を自動的に停止せしめる指令を与え
   る機能を備えてなることを特徴とする請求項２記載の油
   圧回路における脈動圧抑制状態の異常診断装置。