JP2015030003A - 回転加工機の油圧装置 - Google Patents
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Abstract
Description
油圧シリンダを備え、金属素材のワークを回転させながら成形ローラにより塑性加工又は成形加工を行う回転加工機の油圧装置であって、
油圧シリンダの第1、第2室側ポートの各々に接続されて作動油を給排する第1、第2双方向油圧ポンプと、
第1、第2双方向油圧ポンプの各々に接続されてポンプを正逆方向に駆動する第1、第2サーボモータと、
第1、第2双方向油圧ポンプの反シリンダ側を連結する連結回路と、
連結回路に接続されて第1、第2双方向油圧ポンプへ油圧を与える油圧発生器と、
第1、第2サーボモータを個々に回転数と回転方向とを制御指令して油圧シリンダのピストンロッドの位置を制御する制御装置とを備える。
油圧シリンダのピストンロッドの位置を検知するシリンダ位置センサと、
第1、第2サーボモータの各々に接続されて回転制御する第1、第2のサーボアンプと、
第1、第2サーボアンプに回転数指令を出力する位置制御ユニットとを備え、
位置制御ユニットは、制御装置における目標制御位置及び目標制御速度に関する制御情報と、シリンダ位置センサから入力されるシリンダ位置情報とを基に演算した第1、第2サーボモータの各々の回転数指令を第1、第2サーボアンプの各々に出力することにより、第1、第2サーボモータは油圧シリンダのピストンロッドの現在位置が制御装置の目標制御位置と一致するように第1、第2双方向油圧ポンプを駆動制御させて、ピストンロッドの実際の位置が制御装置の制御指令に追従して作動するように構成することが望ましい。
本構成によれば、上記位置制御ユニットにより制御装置における現在の制御情報及びシリンダ位置センサからの現在のシリンダ位置情報を基にして演算した回転数指令でもって第1、第2サーボモータを制御し第1、第2双方向油圧ポンプを駆動させる。従って、ピストンロッドに連結する成形ローラの実際の位置を制御装置の予め設定された目標制御位置に正しく追従させることができ、制御装置で認識している目標制御位置が成形ローラの実際の位置と狂いなく一致するから、ワークの加工精度を向上することができる。
連結回路から油圧シリンダの第1室側ポート又は第2室側ポートへと連通する中継回路と、
中継回路に接続する電磁バルブと、
高速移動時には電磁バルブの切り替えにより油圧シリンダの押し側のポートへ第1、第2双方向油圧ポンプの両方から作動油を供給させるためのバルブ制御手段とを備えることが望ましい。
油圧発生器は、内部空間を圧縮空気により加圧して連結回路から作動油を吸い込むとともに吸い込んだ作動油を加圧して連結回路へ排出する構成とし、さらに、作動油の吸い込み側に設けられたチェック弁付き吸い込みポートと、作動油の排出側に設けられたチェック弁付き排出ポートと、吸い込みポート側又は排出ポート側に設けられた浄化フィルタと、作動油を冷却する冷却ユニットとを備えることが望ましい。
第1、第2双方向油圧ポンプは、ギヤポンプが使用されることが望ましい。
一方、ギヤポンプは構造上可動部分が無く相対的に騒音も少なく且つ回転数を高く上げられる。従って、ギヤポンプにより双方向油圧ポンプを構成することでサーボモータとの組み合わせにより、低圧で大油量の作動油を油圧シリンダへ供給してピストンロッドを高速移動させることができ、また、ピストンロッドを低速移動させて製品成形するワーク加工時では作動油の低吐出でもって高トルクを実現することができる。且つ、双方向油圧ポンプを小型化でき、これと組み合わせるサーボモータも最小のものとできるから、さらに節電と低騒音を実現することができる。
油圧シリンダの第1室と第2室のそれぞれの内圧を検知するシリンダ圧力センサを有し、
制御装置は、ワーク加工時には、油圧シリンダの第1室と第2室へ作動油がともに供給される方向に第1、第2双方向油圧ポンプを駆動制御してシリンダ圧力センサにより油圧シリンダの内圧を監視し油圧シリンダの第1室及び第2室が同時に内部加圧される状態で油圧シリンダのピストンロッドを進退移動させるように構成することが望ましい。
本構成によれば、第1、第2双方向油圧ポンプにより油圧シリンダの第1室及び第2室ともに内部加圧することで、油圧シリンダの前進から後退、後退から前進するときに油圧シリンダの内圧がゼロとなるまでポンプ動作を待機する必要が無く油圧シリンダの方向切り替えを素早く且つ滑らかに行うことができる。しかも、油圧シリンダの第1室、第2室ともに積極的な内圧を付与することで、ピストンロッドに連結する成形ローラ等の移動方向の剛性を向上することができる。従って、ワーク加工時に成形荷重がかかった状態でも油圧シリンダを滑らかに移動させることができ、且つワーク素材の偏肉による機械振動を阻止することができる。よって、ワークの加工精度を向上することができる。
制御装置は、成形終了後の製品取り出しと材料のワーク投入の間は、第1、第2サーボモータのモータ制御電源をオフ制御とすることが望ましい。
これにより、さらに節電と低騒音の向上を図ることができる。
図1に示すように、スピニング加工機1は、円盤状の鋳造素材又は鍛造素材からなるワークWをスピニング加工する装置であり、モータ11によって回転される主軸10と、主軸10と連結され且つワークWが取り付けられる成形金型12と、成形金型12に取り付けられたワークWを上から押さえて固定する心押し金型13と、回転するワークWの外周に押し当てスピニング加工を行う成形ローラ15とを備える。
他の実施形態における油圧装置では、図3に示す油圧装置2において、さらに、高速移動用の電磁バルブ8と、電磁バルブの切り替えを制御するバルブ制御部62とを備える。
すなわち、図4に示すように、他の実施形態としての油圧装置2Aでは、第2の双方向油圧ポンプ23Rと油圧発生器9との間の連結回路27から押し側経路28へと繋がる中継回路26Rを設け、この中継回路26Rと引き側経路29とに電磁バルブ8Rを設ける。
また、第1の双方向油圧ポンプ23Lと油圧発生器9との間の連結回路27から引き側経路29へと繋がる中継回路26Lを設け、この中継回路26Lと押し側経路28とに電磁バルブ8Lを設ける。
2 油圧装置
5 リニアスケール(シリンダ位置センサ)
6 制御装置
7L,7R 圧力センサ(シリンダ圧力センサ)
8 電磁バルブ
9 油圧発生器
15 成形ローラ
21 油圧シリンダ
21A 第1室
21B 第2室
21AP 第1室側ポート
21BP 第2室側ポート
22 ピストンロッド
23L 第1双方向油圧ポンプ
23R 第2双方向油圧ポンプ
24L 第1サーボモータ
24R 第2サーボモータ
25L 第1のサーボアンプ
25R 第2のサーボアンプ
26 中継回路
27 連結回路
61 位置制御ユニット
62 バルブ制御手段
91 チェック弁付き吸い込みポート
92 チェック弁付き排出ポート
94 浄化フィルタ
95 冷却ユニット
Claims (7)
- 油圧シリンダを備え、金属素材のワークを回転させながら成形ローラにより塑性加工又は成形加工を行う回転加工機の油圧装置であって、
油圧シリンダの第1、第2室側ポートの各々に接続されて作動油を給排する第1、第2双方向油圧ポンプと、
第1、第2双方向油圧ポンプの各々に接続されてポンプを正逆方向に駆動する第1、第2サーボモータと、
第1、第2双方向油圧ポンプの反シリンダ側を連結する連結回路と、
連結回路に接続されて第1、第2双方向油圧ポンプへ油圧を与える油圧発生器と、
第1、第2サーボモータを個々に回転数と回転方向とを制御指令して油圧シリンダのピストンロッドの位置を制御する制御装置とを備える回転加工機の油圧装置。 - 請求項1に記載の回転加工機の油圧装置において、
油圧シリンダのピストンロッドの位置を検知するシリンダ位置センサと、
第1、第2サーボモータの各々に接続されて回転制御する第1、第2のサーボアンプと、
第1、第2サーボアンプに回転数指令を出力する位置制御ユニットとを備え、
位置制御ユニットは、制御装置における目標制御位置及び目標制御速度に関する制御情報と、シリンダ位置センサから入力されるシリンダ位置情報とを基に演算した第1、第2サーボモータの各々の回転数指令を第1、第2サーボアンプの各々に出力することにより、第1、第2サーボモータは油圧シリンダのピストンロッドの現在位置が制御装置の目標制御位置と一致するように第1、第2双方向油圧ポンプを駆動制御させて、ピストンロッドの実際の位置が制御装置の制御指令に追従して作動するように構成した回転加工機の油圧装置。 - 請求項1又は2に記載の回転加工機の油圧装置において、
連結回路から油圧シリンダの第1室側ポート又は第2室側ポートへと連通する中継回路と、
中継回路に接続する電磁バルブと、
高速移動時には電磁バルブの切り替えにより油圧シリンダの押し側のポートへ第1、第2双方向油圧ポンプの両方から作動油を供給させるためのバルブ制御手段とを備える回転加工機の油圧装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の回転加工機の油圧装置において、
油圧発生器は、内部空間を圧縮空気により加圧して連結回路から作動油を吸い込むとともに吸い込んだ作動油を加圧して連結回路へ排出する構成とし、さらに、作動油の吸い込み側に設けられたチェック弁付き吸い込みポートと、作動油の排出側に設けられたチェック弁付き排出ポートと、吸い込みポート側又は排出ポート側に設けられた浄化フィルタと、作動油を冷却する冷却ユニットとを備える回転加工機の油圧装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の回転加工機の油圧装置において、
第1、第2双方向油圧ポンプは、ギヤポンプが使用される回転加工機の油圧装置。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の回転加工機の油圧装置において、
油圧シリンダの第1室と第2室のそれぞれの内圧を検知するシリンダ圧力センサを有し、
制御装置は、ワーク加工時には、油圧シリンダの第1室と第2室へ作動油がともに供給される方向に第1、第2双方向油圧ポンプを駆動制御してシリンダ圧力センサにより油圧シリンダの内圧を監視し油圧シリンダの第1室及び第2室が同時に内部加圧される状態で油圧シリンダのピストンロッドを進退移動させるように構成した回転加工機の油圧装置。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の回転加工機の油圧装置において、
制御装置は、成形終了後の製品取り出しと材料のワーク投入の間は、第1、第2サーボモータのモータ制御電源をオフ制御とする回転加工機の油圧装置。
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