JP2013204619A - Hydraulic module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、油圧モジュールに関し、特に、モータの回転によりポンプを駆動し作動油を送給してアクチュエータを作動させ、該アクチュエータの作動状態を保持するときに前記モータを前記回転と比較して低速回転させて作動油の圧力を保持するよう制御することが可能な油圧モジュールに関するものである。 The present invention relates to a hydraulic module, and in particular, when a pump is driven by rotation of a motor to supply hydraulic oil to operate an actuator, the motor is operated at a lower speed than the rotation when the operating state of the actuator is maintained. The present invention relates to a hydraulic module that can be controlled to rotate and maintain the pressure of hydraulic oil.
アクチュエータを作動させる油圧モジュールは一般に、タンクに貯留された作動油を送り出すポンプと、ポンプに接続されてこれを駆動するモータと、モータの回転を制御する制御手段とを備えている。そして、油圧モジュールにより作動されるアクチュエータとして、たとえばワークをクランプするための治具に接続される油圧シリンダがある。このような油圧シリンダでは、ワークをクランプおよび/またはアンクランプするための作動時には、モータを所定の速度で回転させてポンプを駆動し、作動油を送給する。また、ワークのクランプ状態を保持するときには、油圧シリンダに作用する作動油の圧力を保持する(圧力保持時)。 A hydraulic module that operates an actuator generally includes a pump that feeds hydraulic oil stored in a tank, a motor that is connected to and drives the pump, and a control unit that controls rotation of the motor. As an actuator operated by the hydraulic module, for example, there is a hydraulic cylinder connected to a jig for clamping a workpiece. In such a hydraulic cylinder, at the time of operation for clamping and / or unclamping the workpiece, the motor is rotated at a predetermined speed to drive the pump and to supply the hydraulic oil. Further, when holding the workpiece clamped state, the pressure of the hydraulic oil acting on the hydraulic cylinder is held (at the time of holding the pressure).
ここで、上記のように作動油の圧力保持時には、一般にモータを回転し続けている。そして、このときには、使用エネルギを低減させるために、モータの回転速度をアクチュエータの作動時と比較して低くするように制御して、作動油の送給流量を少なくすることが一般に行われている。 Here, as described above, when the hydraulic oil pressure is maintained, the motor is generally kept rotating. At this time, in order to reduce the energy used, it is generally performed to reduce the hydraulic oil supply flow rate by controlling the motor rotation speed to be lower than that during operation of the actuator. .
このような作動油の制御に関連する従来の技術としては、特許文献1が知られている。特許文献1には、油圧シリンダの加圧室に減圧シリンダの大径室を連通させる制御モードとすることによって作動油を減圧し、ポンプ圧力より低い油圧で圧締力を制御することが開示されている。
しかしながら、作動油は、送給されるときの流動抵抗などにより温度が高くなると、その粘性が低下する傾向にある。そして、作動油は、粘度が低下すると、ポンプ内の隙間などで生じる漏れの量が増加し、その結果、特に圧力保持時に流動抵抗が増加してさらに温度が上昇することとなり、この漏れの量の増加と温度上昇が繰り返す悪循環によって、圧力保持時にアクチュエータへの必要な作動油の送給流量を確保することができない。これに対して、モータは、制御手段によって所定の粘度の作動油を所定の流量で送り出すために必要とされる予め設定された回転数に制御されている。そのため、作動油のアクチュエータに作用する圧力を設定した値に保持することができないという問題があった。そして、このような問題は、特許文献1においてポンプだけでなく減圧シリンダとピストンとの間にも同様に発生することとなる。
However, the viscosity of hydraulic oil tends to decrease when the temperature rises due to flow resistance when it is fed. When the viscosity of hydraulic oil decreases, the amount of leakage that occurs in gaps in the pump and the like increases, and as a result, the flow resistance increases particularly during pressure holding, and the temperature rises further. Due to the vicious cycle in which the increase in temperature and the temperature rise are repeated, it is not possible to secure the necessary flow rate of hydraulic oil to the actuator when the pressure is maintained. On the other hand, the motor is controlled by the control means to a preset number of revolutions that is required for sending hydraulic oil having a predetermined viscosity at a predetermined flow rate. Therefore, there has been a problem that the pressure acting on the actuator of the hydraulic oil cannot be maintained at a set value. And such a problem will generate | occur | produce not only in a pump but between a pressure reduction cylinder and a piston in
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、作動油を安定して一定の粘度に保ち、作動油を所定の圧力に安定して保持することができる油圧モジュールを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems. A hydraulic module capable of stably maintaining hydraulic oil at a constant viscosity and stably holding hydraulic oil at a predetermined pressure with a simple configuration. The purpose is to provide.
請求項1に係る発明は、上記目的を達成するため、モータの回転によりポンプを駆動し作動油を送給してアクチュエータを作動させ、該アクチュエータの作動状態を保持するときに前記モータを前記回転と比較して低速回転させて作動油の圧力を保持するよう制御することが可能な油圧モジュールであって、少なくとも圧力保持制御中の作動油の圧力を検知する検知手段と、該検知手段により検知された圧力が低下した場合に作動油を冷却する冷却手段とを備えていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the pump is driven by the rotation of the motor to supply hydraulic oil to operate the actuator, and the motor is rotated when the operating state of the actuator is maintained. Is a hydraulic module that can be controlled to rotate at a low speed and maintain the pressure of hydraulic oil as compared to the detection means, detecting at least the pressure of hydraulic oil during pressure holding control, and detecting by the detection means And cooling means for cooling the hydraulic oil when the applied pressure is reduced.
請求項1の発明によれば、少なくとも圧力保持制御中の作動油の圧力を検知する検知手段と、該検知手段により検知された圧力が低下した場合に作動油を冷却する冷却手段とを備えているという簡単な構成で、少なくとも所定の圧力に保持するよう制御されているときの作動油の圧力を検知手段によって検知して、ポンプが比較的少量の作動油を吐出するよう駆動されているにもかかわらず、作動油の温度が上昇しその粘度が低下することに起因して作動油の圧力が低下した場合に、冷却手段によって作動油を冷却してその粘度を増加させるよう回復させて作動油を安定して一定の粘度に保つことができるため、作動油を所定の圧力に安定して保持することが可能な油圧モジュールを提供することすることができる。 According to the first aspect of the present invention, at least the detection means for detecting the pressure of the hydraulic oil during the pressure holding control and the cooling means for cooling the hydraulic oil when the pressure detected by the detection means decreases are provided. The pump is driven to discharge a relatively small amount of hydraulic oil by detecting the pressure of the hydraulic oil when it is controlled to maintain at least a predetermined pressure by the detection means. Nevertheless, when the hydraulic oil pressure drops due to a rise in the temperature of the hydraulic oil and a decrease in its viscosity, the hydraulic oil is cooled by the cooling means and recovered to increase its viscosity. Since oil can be stably maintained at a constant viscosity, a hydraulic module capable of stably maintaining hydraulic oil at a predetermined pressure can be provided.
本発明の油圧モジュール1の実施の一形態を、図1に基づいて詳細に説明する。なお、図において同じ符号は、同様または相当する部分を示すものとする。
本発明の油圧モジュール1は、概略、タンク10に貯留された作動油を送り出すポンプ11と、ポンプ11に接続されてこれを駆動するモータ12と、モータ12の回転を制御する制御手段13とを備えており、モータ12の回転によりポンプ11を駆動し作動油を送給してアクチュエータ2を作動させ、アクチュエータ2の作動状態を保持するときにモータ12を作動時の回転と比較して低速回転させて作動油を所定の圧力に保持するよう制御することが可能なものであって、少なくとも圧力保持制御中の作動油の圧力を検知する検知手段14と、検知手段14により検知された圧力が低下した場合に作動油を冷却する冷却手段15とをさらに備えている。
An embodiment of a
The
ポンプ11は、タンク10から油圧シリンダなどのアクチュエータ2に作動油を供給するための管路16の途中に設けられている。アクチュエータ2とタンク10との間には、作動油をアクチュエータ2からタンク10に戻すための管路17も設けられている。なお、管路16、17には、必要に応じて開閉弁、切替弁、リリーフ弁などを必要に応じて設けることができる。
The
ポンプ11には電動モータ12が接続されており、電動モータ12には、その回転速度を調整するためのインバータ20が接続されている。インバータ20には、タッチパネル21等の入力・出力手段を有するプログラマブル論理制御装置(以下、PLCという)22が接続されており、設定された作動油の量や圧力に応じてインバータ20に制御信号を出力し、モータ12の回転速度を調整することができるよう構成されている。
An
管路16のポンプ11とアクチュエータ2との間には、ポンプ11によってアクチュエータ2に送給される作動油の圧力を検知するための検知手段として、圧力センサ14が設けられている。圧力センサ14はPLC22に接続されており、圧力センサ14によって検知された作動油の圧力信号をPLC22に出力することができるよう構成されている。PLC22とインバータ20は、モータ12の回転を制御するための制御手段13を構成している。
Between the
冷却手段15は、この実施の形態の場合、ポンプ11に接続された冷却器23と、冷却器23に送風するための送風機24とにより構成されており、送風機24のファン25を駆動するモータ26は、PLC22から出力される信号によって断続運転(ON・OFF制御)されるよう構成されている。なお、送風機24のファン25を駆動するモータ26は、ON・OFF制御だけでなく、作動油の温度上昇に応じて、回転速度を調節することができるように構成することもできる。
In the case of this embodiment, the cooling means 15 includes a
次に、以上のように構成された油圧モジュール1の作動を、アクチュエータとしてワークをクランプするための治具に接続される油圧シリンダ2である場合により、図2に基づいて詳細に説明する。本発明の油圧モジュール1では、概略、作動油を所定の圧力に保持するときにポンプ11が比較的少量の作動油を吐出するようモータ12の駆動を制御するものであって、少なくとも所定の圧力に保持するよう制御されているときの作動油の圧力を検知し、この検知した作動油の圧力が低下した場合に作動油を冷却する。
Next, the operation of the
油圧モジュール1により作動油が送給されるアクチュエータ2が上述したようにワークをクランプするための治具に接続される油圧シリンダ2である場合、ワークをクランプまたはアンクランプするための作動時には、タッチパネル21で入力されたクランプ・アンクランプ時の設定値にしたがって、PLC22がモータ12を所定の速度で回転させるようインバータ20に制御信号を出力してポンプ11を駆動し、所定の量、所定の圧力で作動油をアクチュエータ2に送給する。
When the actuator 2 to which the hydraulic oil is fed by the
一方、クランプされた状態でワークを保持するときには、タッチパネル21で入力された圧力保持制御時の設定値にしたがって、PLC22がモータ12を所定の速度で回転させるようインバータ20に制御信号を出力してポンプ11を駆動する。このとき、PLC22によって回転を制御されるモータ12の回転速度は、上述したワークのクランプ/アンクランプ作動時と比較して低く設定され、タッチパネル21を介してPLC22に入力されている。そのため、ポンプ11から油圧シリンダ2に対して送給される作動油の量もワークのクランプ/アンクランプ作動時と比較して少ない。なお、PLC22には、圧力保持制御時の設定圧力値と、油圧シリンダ2がワークをクランプした状態を保持することができる保障圧力値と、冷却手段15を作動させる基準となる冷却手段作動基準圧力値とがタッチパネル21を介して入力されている。
On the other hand, when holding the workpiece in the clamped state, the
そして、少なくともクランプされた状態のワークを保持するときには、圧力検知センサ14によって作動油の圧力を検知しており、その検知した作動油の圧力信号がPLC22に出力されている。このとき、作動油の温度が流動抵抗などによって上昇すると、粘性が低下してポンプ11内で漏れるなどして圧力が低下することとなる。
At least when holding the clamped workpiece, the
そこで、本発明では、検知された実際の圧力が冷却手段作動基準圧力を下回るかどうか、および、設定圧力値まで回復したかどうかをPLC22で判断する。図2に示すように、作動油の圧力が冷却手段作動基準圧力を下回らない場合、PLC22は、送風機24のファン25と接続されたモータ26を回転駆動させない(OFF)。一方、作動油の圧力が冷却手段作動基準圧力を下回る場合、PLC22は、送風機24のファン25と接続されたモータ26を回転駆動させて(ON)、冷却器23に送風して作動油を冷却する。これにより、作動油は、温度が低下して粘性が戻り、圧力が上昇することとなる。そして、PLC22は、圧力保持制御時に作動油の圧力が設定圧力値まで回復したと判断すると、送風機24のファン25と接続されたモータ26の回転駆動を停止させる(OFF)。
Therefore, in the present invention, the
このように、本発明では、作動油の温度が上昇することにより粘性が低下して、その結果圧力が低下するのを防止するため、確実に作動油の圧力を保障圧力値から設定圧力値までの間に安定して保持することができる。なお、圧力検知センサ14は、圧力保持時における作動油の圧力を検知するものであることに限定されることはなく、常時検知するものであってもよい。
As described above, in the present invention, in order to prevent the viscosity from being lowered due to the increase in the temperature of the hydraulic oil and consequently the pressure from being lowered, the pressure of the hydraulic oil is surely changed from the guaranteed pressure value to the set pressure value. It can be stably held during. In addition, the
1:油圧モジュール、 2:油圧シリンダ(アクチュエータ)、 10:タンク、 11:ポンプ、 12:モータ、 13:制御手段、 14:圧力センサ(検知手段)、 15:冷却手段、 1: hydraulic module, 2: hydraulic cylinder (actuator), 10: tank, 11: pump, 12: motor, 13: control means, 14: pressure sensor (detection means), 15: cooling means,
Claims (1)
少なくとも圧力保持制御中の作動油の圧力を検知する検知手段と、
該検知手段により検知された圧力が低下した場合に作動油を冷却する冷却手段と
を備えていることを特徴とする油圧モジュール。 The pump is driven by the rotation of the motor to supply hydraulic oil to operate the actuator, and when the operating state of the actuator is maintained, the motor is rotated at a lower speed than the rotation to maintain the hydraulic oil pressure. A hydraulic module that can be controlled as follows:
Detection means for detecting at least the pressure of hydraulic oil during pressure holding control;
A hydraulic module comprising: cooling means for cooling the hydraulic oil when the pressure detected by the detection means decreases.
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CN114321062A (en) * | 2021-12-24 | 2022-04-12 | 浙江华章科技有限公司 | Oil station hydraulic station pressure prediction and maintenance system |
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