JP2003239903A - Actuator driving device - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数個のアクチュ
エータを駆動するアクチュエータ駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】油圧駆動型のアクチュエータは、小さな
アクチュエータで大きな推力をだすことがでいるため、
ワークの保持やツールの保持に大きな力が必要な工作機
械のクランプ装置等に使用されることが多い。そして、
複数の油圧駆動型のアクチュエータを用いる駆動装置と
しての従来技術としては、特開2001-330002が開示され
ている。以下に、図５を用いて説明する。このアクチュ
エータ駆動装置は、可変速モータ101a、この可変速モー
タ101aにより駆動される双方向吐出油圧ポンプ101bおよ
びこの双方向吐出油圧ポンプ101bからの圧力油により動
作される油圧シリンダ101cを有する複数のアクチュエー
タユニット101と、交流電源102を入力として直流電源化
および交流電源化をこの順に行う１つのコンバータ／イ
ンバータ（可変速制御装置）103と、このコンバータ／
インバータ３からのインバータ出力電圧（インバータ出
力電流、インバータ出力周波数であってもよい）を選択
的に何れかの可変速モータ101aに印加するインバータ出
力切換部104と、コンバータ／インバータ３およびイン
バータ出力切換部104を制御するコントローラ（制御
部）105とを含んでいる。なお、各油圧シリンダ101cに
は圧力センサ101dが設けられており、各圧力センサ101d
からの圧力検出信号をコントローラ105に供給してい
る。そして、このコントローラ105には、外部インター
フェースを介して動作指令が供給されている。また、前
記複数のアクチュエータユニット101は、選択的に動作
させられるものである。また、特開平8-100802には、必
要な作動油流量および圧力が異なる複数の作動を行う油
圧作動装置のオートアクセル装置が開示されている。こ
の装置は、複数の作動のうちいずれの作動が行われるか
を検出し、この作動に必要な作動油流量および圧力に応
じて駆動手段（エンジン等）の作動をコントロールする
ものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開20
01-330002で示された装置では、双方向吐出油圧ポンプ
と油圧動作部と可変速モータを１組として、アクチュエ
ータを構成している。このことにより、複数の油圧動作
部を駆動するために、複数の双方向吐出油圧ポンプと可
変速モータが必要である。また、通常、油圧駆動のアク
チュエータのシステムでは、油圧の変動を抑えるため
に、設備にリリーフバルブを使用し、圧力油を油圧タン
クに戻す必要がある。また、停電時のバックアップ用や
油圧変動を抑えるために、設備にアキュームレータを使
用する必要がある。すなわち、従来例で示された装置で
は、リリーフバルブやアキュームレータ等の油圧機器
も、油圧動作部と同じ個数分必要となり、設備コストが
非常に大きいという問題がある。また、特開平8-100802
で示された装置では、複数の油圧作動装置のいずれか１
つを作動するものであり、同時に複数の油圧作動装置を
駆動することができないという問題がある。本発明は、
上記問題に鑑みてなされたものであり、油圧駆動のアク
チュエータにおいて、１つの可変速モータと１つの油圧
タンクを使用して、複数の油圧動作部を駆動するもので
あり、エネルギー効率を高めることができ、しかも充分
な動作力を確保することができるアクチュエータ駆動装
置を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１のアク
チュエータ駆動装置は、油圧ポンプからの圧力油により
動作する複数の油圧動作部を有するアクチュエータ駆動
装置において、回転数を制御可能な可変速モータと、前
記可変速モータの回転数を制御する可変速制御装置と、
前記可変速モータにより駆動される油圧ポンプと、各々
の前記油圧動作部に供給される圧力油の供給を制御する
油圧制御バルブと、複数の前記油圧制御バルブの動作を
制御する制御装置を有し、前記油圧動作部に供給する圧
力油の総流量を算出し、前記圧力油の総流量に応じて前
記可変速モータの回転数を制御するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を示して説明する。図１は、本発明の概要図である。
本発明のアクチュエータ駆動装置は、回転数により圧力
油の流量を制御する可変速モータ1と、可変速モータ1の
回転数を制御する可変速制御装置2と、前記可変速モー
タにより駆動される油圧ポンプ3と、各々の油圧動作部4
に供給される圧力油の供給を制御する油圧制御バルブ5
と、複数の油圧制御バルブ5の動作を制御する制御装置6
である。油圧ポンプ3から油圧制御バルブ5の途中には、
リリーフバルブ31が配置されている。リリーフバルブ31
は、圧力油を一定圧以上で、タンク30に戻すものであ
る。また、アキュームレータ32は、油圧の変動を抑え、
また、停電などのポンプ停止時のバックアップ用の装置
である。油圧動作部4は、例えば図２に示すように油圧
シリンダである。油圧ポンプ3により繰り出された圧力
油は、図２に示す40Aよりシリンダ内に入ってピストン
を右方に動かし、排出された圧力油は40Bよりタンク30
に戻る。また、例えば、油圧制御バルブ5は、電磁パイ
ロット弁付３ポジション４方弁である。ここで、ポート
50Pを油圧ポンプ3に接続させ、50A、50Bをシリンダ、50
Tをタンク30に配管する。ここで、ソレノイド50Lを励磁
すると圧力油は50Pから50A、50Bから50Tと流れる。ま
た、ソレノイド50Rを励磁すると圧力油は、その逆に50P
から50B、50Aから50Tと流れる。図３に示すように、複
数の油圧動作部を4a、4b、4c・…、4nとする。外部操作
盤20には、各々の油圧動作部4を選択的に動作させる切
替スイッチ21a、21b、21c、…、21nがあり、操作者は、
動作させたい油圧動作部4を選択できる。
【０００６】例えば、現在、4a、4bの２つの油圧動作部
が動作しているとする。操作者が、外部操作盤20の切替
スイッチ21ｃをＯＮしたとする。外部操作盤20からの動
作指令に基づき制御装置6は、油圧制御バルブ5cへ動作
指令を出力する。同時に制御装置6は、圧力油の総流量
を算出する。油圧動作部4aと4bが動作するために必要な
総流量をLkとする。ここで、油圧動作部4a、4b、4cを動
作させるための総流量をLtとする。次に、制御装置6
は、制御装置6内の記憶装置から可変速モータ1の回転数
と圧力油の総流量の関係を読み出す。この可変速モータ
1の回転数と圧力油の総流量の関係について、概要を図
４に示す。横軸に圧力油の総流量、縦軸が、可変速モー
タ１の回転数である。この関係は、圧力一定のもとでの
最適な流量を示すものであり、油圧動作部4の特性によ
り予め設定しておく。制御装置6は、総流量Lk時には、
回転数Nkであった。油圧動作部4cを動作させるために
は、総流量Ltが必要となる。図４のように最適な可変速
モータ１の回転数Ｎtを求める。求めた回転数Ｎtを入力
として、可変速制御装置2が、可変速モータ１に対して
最適な出力電圧を印加する。これにより、可変速モータ
１は、選択された油圧動作部を圧力の変動が無いように
動作させることが可能となる。
【０００７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、油圧
駆動のアクチュエータにおいて、１つの可変速モータと
１つの油圧タンクを使用して、複数の油圧動作部を駆動
するものであるため、設備構成が単純であり、設備コス
トを非常に小さく抑えることができる。また、最適流量
を制御するので、モータの回転数を必要以上におげるこ
とが無く、装置全体としてのエネルギー効率を高めるこ
とができるという特有の効果を奏する。また、最適圧
力、最適流量が保たれるため、アキュームレータの削除
または小型化が実現できる。また、アクチュエータが動
作しないときでも、流量を絞っているので、系が常に安
定し、リターンバルブからリターンされる油量が少なく
済むことで、配熱した圧力油の循環量を減少できるの
で、圧力油の温度上昇を抑えることができる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an actuator driving device for driving a plurality of actuators. 2. Description of the Related Art Since a hydraulically driven actuator can generate a large thrust with a small actuator,
It is often used for a clamping device of a machine tool that requires a large force for holding a work or a tool. And
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-330002 discloses a conventional technique as a driving device using a plurality of hydraulically driven actuators. This will be described below with reference to FIG. The actuator driving device includes a plurality of actuators each having a variable speed motor 101a, a bidirectional discharge hydraulic pump 101b driven by the variable speed motor 101a, and a hydraulic cylinder 101c operated by pressure oil from the bidirectional discharge hydraulic pump 101b. A unit 101, one converter / inverter (variable speed control device) 103 which converts an AC power supply 102 into a DC power supply and an AC power supply in this order,
An inverter output switching unit 104 for selectively applying an inverter output voltage (may be an inverter output current or an inverter output frequency) from the inverter 3 to any one of the variable speed motors 101a; And a controller (control unit) 105 for controlling the unit 104. Each hydraulic cylinder 101c is provided with a pressure sensor 101d.
Is supplied to the controller 105. An operation command is supplied to the controller 105 via an external interface. Further, the plurality of actuator units 101 are selectively operated. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-100802 discloses an auto-accelerator device of a hydraulic operating device that performs a plurality of operations with different required hydraulic oil flow rates and pressures. This device detects which one of a plurality of operations is performed, and controls the operation of a driving unit (engine or the like) in accordance with a hydraulic oil flow rate and a pressure necessary for the operation. [0003] However, Japanese Patent Laid-Open No.
In the device shown in 01-330002, an actuator is configured as a set of a bidirectional discharge hydraulic pump, a hydraulic operating unit, and a variable speed motor. This requires a plurality of bi-directional discharge hydraulic pumps and a variable speed motor to drive a plurality of hydraulic operating units. Further, in a hydraulically driven actuator system, it is necessary to use a relief valve in the equipment and return the pressure oil to the hydraulic tank in order to suppress the fluctuation of the hydraulic pressure. In addition, it is necessary to use an accumulator in equipment for backup during power outages and for suppressing fluctuations in hydraulic pressure. That is, in the device shown in the conventional example, hydraulic equipment such as a relief valve and an accumulator is required in the same number as the number of hydraulic operating parts, and there is a problem that the equipment cost is very large. Also, JP-A-8-100802
In the device indicated by, one of a plurality of hydraulic actuators
However, there is a problem that a plurality of hydraulic actuators cannot be driven at the same time. The present invention
The present invention has been made in view of the above problems, and in a hydraulically driven actuator, a plurality of hydraulic operation units are driven by using one variable speed motor and one hydraulic tank, so that energy efficiency can be improved. It is an object of the present invention to provide an actuator drive device capable of ensuring a sufficient operating force. According to a first aspect of the present invention, there is provided an actuator driving apparatus having a plurality of hydraulic operating sections which are operated by pressure oil from a hydraulic pump, wherein the number of rotations can be controlled. Variable speed motor, a variable speed control device for controlling the rotation speed of the variable speed motor,
A hydraulic pump driven by the variable speed motor, a hydraulic control valve for controlling supply of pressure oil supplied to each of the hydraulic operation units, and a control device for controlling operations of the plurality of hydraulic control valves. Calculating the total flow rate of the pressure oil supplied to the hydraulic operation section, and controlling the rotation speed of the variable speed motor according to the total flow rate of the pressure oil. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of the present invention.
The actuator drive device according to the present invention includes a variable speed motor 1 that controls the flow rate of the pressure oil according to a rotation speed, a variable speed control device 2 that controls the rotation speed of the variable speed motor 1, and a hydraulic pressure driven by the variable speed motor. Pump 3 and each hydraulic actuator 4
Hydraulic control valve 5 that controls the supply of pressure oil supplied to
And a control device 6 for controlling the operation of the plurality of hydraulic control valves 5
It is. On the way from the hydraulic pump 3 to the hydraulic control valve 5,
A relief valve 31 is provided. Relief valve 31
Is for returning the pressure oil to the tank 30 at a certain pressure or higher. In addition, the accumulator 32 suppresses fluctuations in hydraulic pressure,
It is also a backup device when the pump stops due to a power failure or the like. The hydraulic operating section 4 is, for example, a hydraulic cylinder as shown in FIG. The pressure oil delivered by the hydraulic pump 3 enters the cylinder from 40A shown in FIG. 2 and moves the piston to the right.
Return to Further, for example, the hydraulic control valve 5 is a three-position four-way valve with an electromagnetic pilot valve. Where the port
Connect 50P to hydraulic pump 3, connect 50A, 50B to cylinder, 50
Pipe T to tank 30. Here, when the solenoid 50L is excited, the pressure oil flows from 50P to 50A and from 50B to 50T. When the solenoid 50R is excited, the pressure oil
From 50B to 50T from 50A. As shown in FIG. 3, the plurality of hydraulic operation units are 4a, 4b, 4c,..., 4n. The external operation panel 20 has changeover switches 21a, 21b, 21c,..., 21n for selectively operating the respective hydraulic operation units 4, and the operator has:
The hydraulic operation unit 4 to be operated can be selected. For example, it is assumed that two hydraulic operation units 4a and 4b are currently operating. It is assumed that the operator has turned on the changeover switch 21c of the external operation panel 20. Control device 6 outputs an operation command to hydraulic control valve 5c based on an operation command from external operation panel 20. At the same time, the control device 6 calculates the total flow rate of the pressure oil. Let Lk be the total flow rate required for the hydraulic operation units 4a and 4b to operate. Here, the total flow rate for operating the hydraulic operation units 4a, 4b, 4c is assumed to be Lt. Next, the control device 6
Reads the relationship between the rotation speed of the variable speed motor 1 and the total flow rate of the pressure oil from the storage device in the control device 6. This variable speed motor
FIG. 4 shows an outline of the relationship between the number of rotations and the total flow rate of the pressure oil. The horizontal axis represents the total flow rate of the pressure oil, and the vertical axis represents the rotation speed of the variable speed motor 1. This relationship indicates the optimal flow rate under a constant pressure, and is set in advance according to the characteristics of the hydraulic operation unit 4. At the time of the total flow rate Lk, the control device 6
The rotation speed was Nk. In order to operate the hydraulic operating section 4c, the total flow rate Lt is required. An optimum rotation speed Nt of the variable speed motor 1 is obtained as shown in FIG. The variable speed control device 2 applies the optimum output voltage to the variable speed motor 1 with the obtained rotation speed Nt as an input. Thereby, the variable speed motor 1 can operate the selected hydraulic operation unit so that the pressure does not fluctuate. As described above, according to the present invention, in a hydraulically driven actuator, a plurality of hydraulic operating units are driven using one variable speed motor and one hydraulic tank. Therefore, the equipment configuration is simple, and the equipment cost can be extremely reduced. In addition, since the optimum flow rate is controlled, there is a unique effect that the number of rotations of the motor is not increased more than necessary, and the energy efficiency of the entire apparatus can be increased. Further, since the optimum pressure and the optimum flow rate are maintained, the accumulator can be eliminated or downsized. Even when the actuator does not operate, the flow rate is reduced, so the system is always stable, and the amount of oil returned from the return valve can be reduced. Oil temperature rise can be suppressed.
【図面の簡単な説明】 【図１】本発明チャートの概要図 【図２】本発明の動作部の詳細 【図３】本発明の動作図 【図４】本発明の流量と回転数の図 【図５】従来技術の図 【符号の説明】 1：可変速モータ 2：可変速制御装置 3：油圧ポンプ 4：油圧動作部 5：油圧制御バルブ 6：制御装置 20：外部操作盤 30：タンク 101：アクチュエータユニット 101a：可変速モータ 101b：双方向吐出油圧ポンプ 101c：油圧シリンダ 102：交流電源 103：可変速制御装置 104：インバータ出力切替部 105：コントローラ[Brief description of the drawings] FIG. 1 is a schematic diagram of the chart of the present invention. FIG. 2 shows details of an operation unit of the present invention. FIG. 3 is an operation diagram of the present invention. FIG. 4 is a diagram of a flow rate and a rotation speed according to the present invention. FIG. 5 is a diagram of the prior art. [Explanation of symbols] 1: Variable speed motor 2: Variable speed controller 3: Hydraulic pump 4: Hydraulic actuator 5: Hydraulic control valve 6: Control device 20: External control panel 30: Tank 101: Actuator unit 101a: Variable speed motor 101b: Two-way discharge hydraulic pump 101c: Hydraulic cylinder 102: AC power supply 103: Variable speed control device 104: Inverter output switching section 105: Controller
Claims (1)
数の油圧動作部を有するアクチュエータ駆動装置におい
て、 回転数を制御可能な可変速モータと、 前記可変速モータの回転数を制御する可変速制御装置
と、 前記可変速モータにより駆動される油圧ポンプと、 各々の前記油圧動作部に供給される圧力油の供給を制御
する油圧制御バルブと、 複数の前記油圧制御バルブの動作を制御する制御装置を
有し、 前記油圧動作部に供給する圧力油の総流量を算出し、 前記圧力油の総流量に応じて前記可変速モータの回転数
を制御することを特徴とするアクチュエータ駆動装置。Claims: 1. An actuator driving device having a plurality of hydraulic operating units operated by pressure oil from a hydraulic pump, a variable speed motor capable of controlling a rotation speed, and a rotation speed of the variable speed motor. A variable speed control device, a hydraulic pump driven by the variable speed motor, a hydraulic control valve for controlling the supply of pressure oil supplied to each of the hydraulic operation units, and a plurality of the hydraulic control valves. A control device for controlling an operation, wherein a total flow rate of the pressure oil supplied to the hydraulic operation section is calculated, and a rotation speed of the variable speed motor is controlled according to the total flow rate of the pressure oil. Actuator drive.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002039756A JP2003239903A (en) | 2002-02-18 | 2002-02-18 | Actuator driving device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002039756A JP2003239903A (en) | 2002-02-18 | 2002-02-18 | Actuator driving device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003239903A true JP2003239903A (en) | 2003-08-27 |
Family
ID=27780678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002039756A Pending JP2003239903A (en) | 2002-02-18 | 2002-02-18 | Actuator driving device |
Country Status (1)
| Country | Link |
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