JP2634155B2

JP2634155B2 - 加工機械の電気液圧サーボ装置

Info

Publication number: JP2634155B2
Application number: JP60174345A
Authority: JP
Inventors: 恒夫木暮; 輝明本宮; 宝木部
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 1985-08-09
Filing date: 1985-08-09
Publication date: 1997-07-23
Anticipated expiration: 2012-07-23
Also published as: JPS629720A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］この発明は成型、打抜、折曲用等のプレス機械、イン
ジェクション機械、剪断機械等、各種加工機械の作動体
の制御に利用することができる電気液圧サーボ装置に関
する。

［従来技術の説明］従来より、加工機械の電気液圧サーボ装置は各種提案
され、又、実用化されている。これら電気液圧サーボ装
置は、基本的には諸低圧力の液体の流量制御を行なっ
て、作動体の位置及び速度の制御を行うものであり、作
動体を位置及び速度に関して所望のものに制御すること
が可能である。［例えば、昭和58年10月30日、株式会社
オーム社発行の自動制御ハンドブック（機器・応用編）
405−426頁］。

しかしながら、従来の電気油圧サーボ装置にあっては
１つの作動体の異なる位置を２基のサーボ装置で平衡動
作させたいとき、これら２基のサーボ装置の平衡を維持
するのが困難であった。

［発明の目的］この発明は上記に鑑み、１つの作動体を２基のサーボ
装置で平衡動作させることができる加工機械の電気液圧
サーボ装置を提供することを目的とする。

［発明の概要］上記目的を達成するために、本発明は、加工機械にお
けるラムの左右両側を上下動する左右のシリンダと、上
記ラムの左右両端側の上下位置を検出すべくリニアスケ
ールよりなる左右の位置検出装置と、油圧ポンプと左右
のシリンダとを接続した各油路に配置した左右のサーボ
弁と、前記左右の位置検出装置の検出値を平均して平均
値を算出する平均値算出部及び左右の位置検出装置の検
出値に基いて前記ラムの傾き値を演出する傾き算出部を
備えてラムの位置及び傾斜の補正の信号を出力する同調
回路と、この同調回路の出力電圧と前記右側の位置検出
装置の検出信号を第１の周波数電圧変換器を介して帰還
した速度信号に対応した電圧とに基いて左側のサーボ弁
を制御する第１のサーボアンプと、前記同調回路の出力
電圧と前記左側の位置検出装置の検出信号を第２の周波
数電圧変換器を介して帰還した速度信号に対応した電圧
とに基いて右側のサーボ弁を制御する第２のサーボアン
プと、を備えてなるものである。

［実施例の説明］以下、この発明の実施例を説明する。

第１図〜第10図はこの発明に係るサーボ装置を折曲機
械に適用した実施例を示している。

第１図に単一のシリンダ装置を有する電気液圧サーボ
装置の概要図を示している。電気液圧サーボ装置５は所
定圧力の液体をサーボ弁１を介してシリンダに供給し該
シリンダ内のピストンロッドを介して接続された作動体
３を位置及び速度制御するものである。電気液圧サーボ
装置５は前記液体の圧力及び前記作動体３の移動速度を
指令する液圧及び作動体速度指令手段７と、該手段７で
指令された圧力の液体を生成する液圧生成手段９と、該
手段９で生成された圧液をサーボ弁１に供給する圧液供
給手段11と、前記液圧及び及び作動体速度指令手段７か
らの作動体速度の指令を行けてサーボ弁開度を制御する
サーボ弁制御手段13と、前記作動体３の位置を検出する
作動体位置検出手段15と、制御モードを設定するモード
設定手段17と、該手段の設定モード及び前記作動体３の
現在位置とに基づいて前記液圧及び作動体速度指令手段
７の指令値を変更する条件設定手段19と、を有してい
る。本例は、作動体３を設定モートに応じて位置制御す
ると共に圧力制御する。

第２図は折曲機械の側面図、第３図は折曲機械の正面
図、第４図は油圧回路の系統図、第５図は同調回路の小
サイズ、第６図は寸動モードのフローチャート、第７図
は連転モードのフローチャート、第８図は両手押釦操作
モードのフローチャート、第９図は単動モードのフロー
チャート、第10図は単動モード下での各部材の動作状態
を示すタイムチャートである。

第２次及び第３図に示したように、折曲機械21は下部
フレーム23と、側面フレーム25（25A,25B）と、昇降自
在のラム27とを有している。この折曲機械21は前記下部
フレーム23の上端に取付けたダイ29と前記ラム27の下端
に取付けたパンチ31との間で図示しない板材を折曲加工
する形成のものである。

前記ラム27は前記側面フレーム25（25A,25B）の上方
に取付けられたシリンダ33（33A,33B）に図示しないピ
ストン及びピストンロッド35（35A,35B）を介して接続
されている。ラム27とピストンロッド35（35A,35B）と
の接続は第３図に示した平面内で揺動自在となるように
軸支されるものである。なお、シリンダ33（33A,33B）
の上端にはサーボ弁37（37A,37B）が取付けられてい
る。

折曲機械21の一側面には制御盤39が設けられ、この制
御盤39内に折曲機21を制御するためのNC装置が収納され
ている。折曲機21の上方前面に設けられたペンダント41
は前記制御盤39と旋回ダクト43を介して接続され制御盤
39の回りに旋回可能とされると共に旋回ダクト43の取付
点の回りに回転可能に接続され、折曲機21の前面を左右
方向に移動可能に構成されている。このペンダント41の
前面には折曲機21の操作のためのスイッチ等を備えた操
作パネル（図示せず）が取付けられている。

折曲機21の前記ラム27の両端付近にはリニアスケール
45（45A,45B）が取付けられ、このリニアスケール45（4
5A,45B）と対向して、検出ヘッド47（47A,47B）が下部
フレーム23に対して固定的の取付板49（49A,49B）に取
付けられている。このリニアスケール45（45A,45B）と
検出ヘッド47（47A,47B）で構成される位置検出装置の
検出精度は0.01mm〜0.001mm程度とされている。

なお、折曲機21にはフットペタルFSが付属されてお
り、フットペタルFSにはラム下降指令用のフットペタル
DSと、ラム上昇指令用のフットペタルUSとが備えられて
いる。そして、オペレータはフットペタルFSを足踏操作
することにより、ラム27を上昇又は下降方向に駆動指令
することが可能である。

第４図に示したように、油圧回路51は２つのシリンダ
33A,33Bに油を供給するための２系統の回路の有して成
っており、これら回路は前記制御盤39からの電気信号に
基づいて制御されている。

油圧回路51は圧液生成部53と、サーボ部55と、圧液供
給部57とから成っている。

圧液生成部53は油ポンプPOMPと、目詰りチェック用圧
力スイットSW1を備えたラインフィルタFILTと、電磁比
例弁SOLEとを有している。

前記油ポンプPOMPはモータＭで駆動され、油タンクTA
NK内の油を吸みとってこの油を前記ラインフィルタFILT
を介して油路OL1に提供する。

前記電磁比例弁SOLEは電気回線L1を介して前記制御盤
39から電気信号を入力し、この信号に基づいて前記油路
OL1の油圧を所定のものに調整する。本例では電磁比例
弁SOLEとして圧力調整誤差２％以下のものを使用した。
従って、本例では油路OL1の圧力を誤差２％以内で所定
のものに設定可能である。

サーボ部55は２つのサーボ弁37（37A,37B）で構成さ
れている。

サーボ弁37Aは４ポート２段ノズルフラッパ形の電気
油圧式サーボ弁である。そして圧液供給用の前記油路OL
1とドレン油路OL2とを２つのポートP,Tに接続し、他の
２つのポートA,Bに前記シリンダ33Aの上室と接続される
油路OL3と前記シリンダ33Aの下室側に後述の制御弁を介
して接続される油路OL4とを接続している。従って、サ
ーボ弁37Aは油路OL1の圧油をシリンダ33Aの上室と接続
される油路OL3に供給することができ、シリンダ33Aの下
室側と接続される油路OL4からの排油をドレン油路OL2に
排出することができる。又、これとは逆に油路OL1の圧
油をシリンダ33Aの下室側と接続される油路OL4に供給す
ることができると共にシリンダ33Aの上室と接続される
油路OL3からの排油をドレン油路OL2に排出することがで
きる。

サーボ弁37Bの構成はサーボ弁37Aと同一であり、ポー
トP,Tには油路OL1、OL2が接続されている。そして、ポ
ートＢはシリンダ33Bの上室と接続される油路DL5に接続
され、ポートＡは、シリンダ33Bの下室側に後述の制御
弁を介して接続される油路OL6と接続されている。従っ
て、サーボ弁37Bはサーボ弁37Aと同様に、油路OL1の圧
油を油路OL5又は油路OL6に供給することができると共
に、油路OL6又は油路OL5からの排油をドレン油路OL2に
排出することが可能である。

サーボ弁37Aの流量制御は電気回線L2の電圧信号で行
われ、サーボ弁37Bの流量制御は電気回線L3の電圧信号
でそれぞれ個別に行われている。この制御は、通常は、
シリンダ33A,33B内のピストンPSA,PSBが常時同一方向に
同一速度で作動するように制御されるものである。

圧液供給部57は前記サーボ弁37（37A,37B）から出力
される流量制御された圧油を前記シリンダ33（33A,33
B）の上室又は下室に所定制御の下で供給するものであ
る。

図示の通り、前記油路OL4にはチェック弁CVとカウン
タバランス弁CBVとが直列に接続されている。又、前記
チェック弁CVと並列に２ポート２位置の切換弁SOL2−Ａ
が接続されている。更に、前記カウンタバランス弁CBV
には、３ポート２位置のソレノイドパイロット弁SOL2−
Ａでパイロット制御されるパイロットチェック弁PCVが
接続されている。なお、前記シリンダ33Aの上室には他
のパイロットチェック弁PCV2が接続され、そのパイロッ
ト路は前記チェック弁CVと前記カウンタバランス弁CBV
との間に接続されている。又、前記シリンダ33Aの下室
には圧力スイッチSW2が設けられている。

シリンダ33B側の回路についても同様であり、参照符
号としてSOL1−Ａに対しSOL1−Ｂを、SOL2−Ａに対しSO
L2−Ｂを、SW2に対しSW3を付している他同一機能を果す
部材には同一参照符号を付して示している。

前記ソレノイド弁SOL1−Ａ（SOL1−Ｂ）はラム27を下
降させる場合にオンとされるが、ラム27の下降途中での
停止時に際してオフとされ、油路OL4を遮断してラム27
の停止を確実に行う作用を為す。

前記ソレノイドパイロット弁SOL2−Ａ（SOL2−Ｂ）は
前記タム27の高速下降に際してオンとされてパイロット
チェック弁PCV1をオンとし、シリンダ33A下室からの排
油をカウンタバランス弁CBVを通すことなく油路OL4に排
出する作用を為す。なお、前記ソレノイドSOL1−A,SOL1
−Ｂ、及び、これらパイロットソレノイド弁SOL2−A,SO
L2−Ｂの詳細な作用については第10図で詳述する。

前記パイロットチェック弁PCV2は、ラム上昇時にシリ
ンダ上室に圧力が掛るのを防止すると共に高速下降時の
吸込み作用の役目を為す。

なお、図示の通り、ラム27の両端部に儲けた検出ヘッ
ド47A,47Bからの位置検出信号は電気回線L4,L5を介して
制御盤39に送られている。第５図で詳述する制御盤39は
この回線L4,L5からの信号を位置制御の帰還信号として
入力ラム27が所定位置、所定速度となるようにサーボ弁
37A,37Bを制御しているのである。

第５図に同調回路SCの詳細図を関連部材と共に示して
ある。

同調回路SCはラム27を水平動作させるに際して利用さ
れるものである。

図示の通り、サーボアンプ85B、85AにはゲインＧが可
変の演算子（増幅器）A₃,A₅が又、同調回路SCには演算
子A₂,A₄,A₆,A₇,A₈,A₉が含まれている。演算子A₆とA₇と
で傾き算出部19を、演算子A₈とA₉とで平均値算出部89を
構成している。

演算子A₁はラム27の位置管理を行うもので、この演算
子A₁には目標位置信号と後述する平均値算出部からラム
27の中心位置信号が入力されている。

前記サーボアンプ85A（85B）は前記演算子A₂,A₄の出
力電圧を指令電圧として入力すると共に第１、第２の周
波数電圧変換器F/Vを介して速度の帰還信号に対応した
電圧を得て、その差電圧を演算子A₅（A₃）でＧ倍に増幅
し、サーボ弁37A（37B）を制御している。演算子（増幅
器）A₃,A₅のゲインＧは可変であり、ラムの上昇、下
降、曲げ作業の作業状態に応じて最適ゲインに設定され
るものである。

平均値検出部89は検出ヘッド47A及び47Bからの帰還信
号を演算子A₉で和すると共に1/2倍して平均値を求め、
演算子A₈でこの値をH₁倍してラム27の中心位置信号と
し、この信号を演算子A₁に帰還している。これにより目
標位置信号と中心位置信号との差電圧を演算子A₁におい
て演算し、ラム27の中心位置を管理することが可能とな
る。

演算子A₁は目標位置信号と中心位置信号との差電圧を
演算して、その出力を演算子A₂,A₄に与えている。すな
わち、演算子A₁は、目標位置に対するラム27の位置偏差
に対応した電圧を出力する。

傾き算出部91は演算子A₁を用いて検出ヘッド47A,47B
からの帰還信号の差を求めると共にこれを1/2倍し、ラ
ム27の傾き値ｅを演算し、この傾き値ｅを演算子A₆でH₂
倍して前記演算子A₂及びA₄に、傾き値ｅに対応した電圧
を与えている。演算子A₂では演算子A₁からの入力電圧に
傾き値ｅに対応した電圧を減算し、一方、演算子A₄では
演算子A₁からの入力電圧に傾き値ｅに対応した電圧を加
算して、ラム27の傾きを修正してラム27を水平に保つべ
く適正電圧をそれぞれの演算子A₃又はA₅に出力するので
ある。

演算子A₃,A₅においては、演算子A₂,A₄からの入力電圧
と周波数電圧変換器F/Vを介して帰還されるラム27の左
右の速度に対応した電圧との差に基いてそれぞれ左右の
サーボ弁37A,37Bを、ラム27が水平を保持するように適
宜に制御するものである。

すなわち、目標位置に対するラム27の位置制御はラム
27の左右の中央位置で行うものであり、そして、ラム27
の右側の速度に対応してラム27の左側の制御を行い、ラ
ム27の左側の速度に対応してラム27の右側の制御を行う
ものであるから、ラム27を水平に制御しての下降を正確
に行うことができるものである。

従って、このような同調回路SCを用うれば、ラム27は
常時水平動作を行うようになる。

次に、第２図及び第３図を参照しながら第６図〜第９
図に基づいて折曲機械の作業モードについて説明する。

第６図は寸動モードの説明図である。

寸動モードは、フットペタルFSの足踏操作に基づいて
ラム27を自由に上昇又は下降させることができるもので
ある。一般に、上昇又は下降速度は常時低速とされてい
る。なお、ラム27がフットペタルFSの操作に従って移動
される場合、移動途中において関連部材、例えば第４図
に示した各弁が動作するが、説明を容易とするために、
ここではこれらの関連部材の動作については説明を省略
する。

ステップ701でフットペタル操作が行われたらステッ
プ703へ移行する。ステップ703は操作されたフットペタ
ルスイッチが下降用のペタルDSであったか上昇用のペタ
ルUSであったかが判断され、下降用ペタルDSであったな
らステップ705へ、上昇用ペタルUSであったならステッ
プ707へ移行する。下降用及び上昇用のフットペタルが
共に操作された場合には上昇用ペタルUSの方を優先する
こととしているが、これは本例に示した折曲機械21のラ
ム27を下降させて折曲加工を行う形式のものであること
からの安全上の配慮である。

ステップ705は所定シーケンスに従ってラム27を下限
位置に向って下降させる処理を示している。下降速度は
常時低速であり、下限位置ではダイ２とパンチ31との間
で所定の折曲加工が行われることになる。

ステップ707は所定シーケンスに従ってラム27を上限
位置に向って上昇させる処理を示している。

以上のように寸動モードでは、ペタルDS、又はUSの足
踏操作に基いて、ラム27を自由に昇降駆動することが可
能であり、ペタルDS又はUSをOFFとすることによりラム2
7を所望位置に停止させることも可能である。

第９図及び第10図は単動モードの説明図である。

単動モードは下降用ペタルDSを下限位置まで連続的に
踏み続けた場合に、ラム27に一サイクルの折曲作業を行
わせることを基本とし、ラム27の下降時に上記下降用ペ
タルDSをOFFにすると、ラム27を初期の上限位置へ自動
的に復帰するモードである。第10図は単動モードにおい
て下降用ペタルDSを上限位置P₀から下限位置₁₀まで踏み
続けた場合の動作例を示したタイムチャートである。

なお、図示の通り本例では、下降速度切換位置P₆、プ
ルバック位置P₉、上昇速度切換位置P₁₁を設定し、各位
置でラム27の速度を切換えたり、第４図に示した油路OL
4の圧力を切換え制御するようにしている。

第10図において、（ａ）図は下降用ペタルDSの操作状
態を示している。（ｂ）図はラム速度を示している。
（ｃ）図は加工圧力の変化状態を示している。（ｄ）図
は第４図に示した油路OL4の圧力状態を示している。
（ｅ）図はソレノイド弁SOL1−Ａ、SOL1−Ｂの動作状態
を示している。（ｆ）図はサーボ弁37（37A,37Bの）の
開度状態を示している。（ｇ）図はパイロットソレノイ
ド弁SOL2−Ａ、SOL2−Ｂの動作状態を示している。

上限位置P₀で下降用ペタルDSが押圧されるとラム27は
上限位置P₀から下限位置P₁₀に向って下降を開始する。

なお、このとき、給油圧力ｐは比較的低い圧力p₁とな
るように電磁比例弁SOLEで調整されている。又、このと
きソレノイド弁SOL1−Ａ、SOL1−Ｂはオンとされ
（（ｅ）図）、パイロットソレノイド弁SOL2−Ａ、SOL2
−B6もオンとされている（（ｇ）図）。サーボ弁37A,37
Bの開度は（ｆ）図に示したようにラム27を下降させる
方向（第４図において共に右方向に移動した状態）で比
較的大きく開かれている。従って、第４図において油路
OL3及びOL5には圧力P₁の油が導かれ、ピストンPSA,PSB
は共に下方向に押圧され、油はパイロットチェック弁PC
V₁、PCV₂を素通りして油タンクTANKに返されている。

ラム27が下降速度切換位置P₆に達したら、位置検出装
置がこの位置P₆を検出して、パイロットソレノイド弁SO
L2−A,SOL2−Ｂを素早くオフとすると共にサーボ弁37A,
37Bを所定開度に絞って行く（（ｆ）図）。これによ
り、ラム27の下降速度が低速化されると共に、第４図に
示したパイロットチェック弁PCV1,PCV2がオフとされ、
シリンダ33A及び33Bの下室にはカウンタバランス弁CBV
で設定された圧力がかけられるようになる。

ラム27はやがてプルバック位置P₉の手前の位置P₈、即
ち、図示しない材料突当てゲージを材料から遠ざける作
業を行なう位置P₉の少し手前の位置P₈に到達する。

プルバック位置P₉の手前の位置P₈ではサーボ弁開度を
更に絞ってラム27をプルバック位置P₉で一時停止するよ
うにしている。そして、このプルバック位置P₉では図示
しない突当てゲージが材料から遠ざけられ、折曲機械は
次の折曲作業に入ってゆく。

プルバック位置P₉で給油圧力ｐは加工用圧力p₂まで昇
圧され、（ｆ）図に示したようにサーボ弁27A,37Bは所
定当度に開かれる。これにより、ラム27の下端に取付け
られたパンチ31はダイ29の上に置かれた図示しない材料
を緩やかに下限位置P₁₀まで押圧するようになる。

下限位置P₁₀は位置検出装置で検出されており、ラム2
7はこの位置P₁₀に正確に位置決め制御されることにな
る。又、このとき、サーボ弁37A,37Bは共に独自に位置
決め制御されているので、折曲機の両端で位置ずれをす
ることはない。

下限位置P₁₀では所定時間停止され、その後、時刻T₁₁
でソレノイド弁SOL1−A,SOL1−Ｂがオフとされるように
なっている。その後、サーボ弁37A,37Bの開放制御に伴
なって第４図に示した油路OL4,OL6に圧油が供給されて
ラム27は緩やかに上昇する。そして、上昇速度切換位置
P₁₁で給油圧力ｐは低下され（（ｄ）図）、サーボ弁37
A,37Bがより大きく開かれて（（ｆ）図）ラム27は大き
な速度で上限位置P₀に向って上昇する。

以上の単動モードでのラム27の速度は自由に設定され
得るものである。又、給油圧力ｐも電磁比例弁SOLEによ
って自由に調整され得るものである。

従って、第10図に示した例では、ラム27の速度v,給油
圧力ｐは共に直線的に制御された例を示したが、より円
滑な制御を狙いとして曲線的に制御され得ることは勿論
である。

なお、第10図に破線で示したように、ラム27が下降中
に下降用ペタルDSをオフとした場合には、第４図に示し
たパイロットソレノイド弁SOL2−A,SOL2−Ｂは瞬時にオ
フ動作されることになるが、ここに、ソレノイド弁SOL1
−A,SOL1−Ｂは遅れ△T₂を持ってオフ動作されるように
している。

このように、パイロットソレノイド弁SOL2−A,SOL2−
Ｂをソレノイド弁SOL1−A,SOL1−Ｂと共に動作させるの
は、仮にソレノイド弁SOL1−A,SOL1−Ｂが作動しなかっ
たとしてもシリンダ下室にカウンタバランス弁CBVによ
り定まる圧力を与えて安全を確保したいからである。
又、ソレノイド弁SOL1−Ａ及びSOL1−Ｂのオフ動作に遅
れ△T₂を持たせたのは、動作時間をサーボ弁37A,37Bの
最大絞り速度よりは遅くして、油圧回路の急激な遮断に
伴うラム27による機械的振動を低減し、機械に歪が生じ
て折曲精度を悪くしたりすることがないようにするため
の配慮である。

第９図において、ステップ1001はフットペタルFSの操
作時に、位置検出装置によるラム27の検出位置と下限位
置を通過したか否かの条件によって、ラム27がいずれの
位置にあるかを判断するものである。そして、ラム27が
上限位置〜下降位置切換位置にある場合にはステップ10
03へ移行する。ラム27が下降速度切換位置〜プルバック
位置にあるときにはステップ1005へ移行する。ラム27が
プルバック位置〜下限位置にあるときにはステップ1007
へへ移行する。ラム27が下限位置〜上限位置にあるとき
にはステップ1009へ移行する。

ラム27が上限位置〜下降速度切換位置にあるときフッ
トペタルFSがオンされると、ステップ1015で操作された
ペタルが下降用ペタルDSであったか上昇用ペタルUSであ
ったかが判断され、下降用ペタルDSであったならステッ
プ1017へ、上昇用ペタルUSであったならステップ1021へ
移行する。

ステップ1017及び1019はラム27を高速度で下降速度切
換位置まで高速下降させることを示している、ステップ
1019で下降速度切換位置が判断されれば端子Ｂを介して
ステップ1005へ移行されるが、ステップ1011でフットペ
タルがオフされたことが判断された場合にはラム27には
ステップ1013でその場停止される。

一方、ステップ1021及びステップ1023に示したよう
に、上昇用ペタルが操作されたことがステップ1015で判
断された場合にはラム27は高速で上限位置まで上昇さ
れ、上昇位置で停止されることになるが、ステップ1011
でフットペタルの装置が中止されればステップ1013でそ
の場停止される。

ラム27が下降速度切換位置〜プルバック位置にあると
きフットペタルFSが操作されると、ステップ1029で操作
されたペタルが下降用ペタルDSであったが上昇用ペタル
USであったかが判断される。そして、下降用ペタルDSで
あった場合にはステップ1031へ、上昇用ペタルUSであっ
た場合にはステップ1035へ移行する。

ステップ1031及びステップ1033ではラム27をプルバッ
ク位置まで低速で下降させ、プルバック位置に到達すれ
ば端子Ｃを介してステップ1007へ移行させると共にその
途中でフットペタルFSの操作が停止されればこれをステ
ップ1025で判断してステップ1027でラム27をその場停止
させている。

ステップ1035では、ステップ1037で上昇用ペタルUSが
オフされるまで高速上昇し、図示していないが上限位置
に到達すればここで停止する。又、ステップ1037で上昇
用ペタルUSのオフが判断された場合には、上昇用ペタル
USのオフが判断された時の位置がプルバック位置〜下限
速度切換位置であれば端子Ｂを介してステップ1005へ移
行し、そうでない、即ち、上限位置〜下降速度切換位置
であれば端子Ａを介してステップ1003へ移行する。

ラム27がプルバック位置〜下限位置で操作された場合
は、ステップ1045で操作されたフットペタルFSが下降用
ペタルDSであったか上昇用ペタルUSであったかが判断さ
れ、下降用ペタルDSであった場合にはステップ1047へ移
行し、上昇用ペタルUSであった場合にはステップ1051へ
移行する。

ステップ1047及びステップ1049はラム27を下限位置ま
で曲げ速度で下降させるものであり、途中でフットペタ
ルFSをオフとすればステップ1043でその場停止するが、
下限位置に達すれば端子Ｄを介してステップ1009へ移行
する。

ステップ1051は上昇用ペタルUSが操作されているので
ステップ1053で上昇用ペタルUSのオフが判断されるまで
ラム27を高速上昇させ、図示していないが上限位置に達
すればここで停止する。そしてステップ1053で上昇用ペ
タルUSがオフされたことが判断された場合にはステップ
1055で、以後、下降用ベタルDSの操作を無効として、言
い換えれば折曲加工のやり直しはできないこととしてス
テップ1057でその場停止し、端子Ｃを介してステップ10
07へ移行する。

ラム27が下限位置〜上限位置にあるときフットペタル
F₃が操作された場合には、ステップ1059で上昇用ペタル
USが操作されているか否かが判断され、上昇用ペタルUS
が操作されていない限りにおいてステップ1061へ移行す
る。

ステップ1061及びステップ1063は所定時間ラム27を下
限位置に停止させ、ラム27の下端に取付けられたパンチ
31で図示しない材料を加圧することを示している。ステ
ップ1065はラム27を所定時間経過後に所定シーケンスに
従って、上限位置まで上昇させることを示している。所
定シーケンスとは、第10図の時間T₁₂以後に示した処理
である。

ステップ1059で上昇用ペタルUSがオンされた場合には
ラム27が加圧中であってもループを脱出し、ステップ10
67で以後の下降用ペタルDSの操作を無効として、ステッ
プ1069へ移行する。ステップ1069はラム27を所定シーケ
ンスに従いながら上限位置に向って上昇させるものであ
る。ステップ1073で上昇用ペタルの操作が中止されたな
らステップ1075でその場停止をするようになっている。

第７図は連転モードの説明図である。

連転モードは下降用ペタルDSを継続して踏み続けた場
合には連続したサイクル運動を繰り返すようにしたもの
である。

ステップ801はラム27が上昇中に下降用ペタルDSが継
続してオンされたか否かが判断され、継続してオンされ
ていたならステップ803へ移行するが、途中でオフされ
たなら第９図に示したＤ端子へ入り、ステップ1067へ移
行する。

ステップ803では下降用ペタルDSが上限位置で継続し
て所定時間以上オンされていたか否かが判断され、所定
時間以上オンされていたなら、ステップ805で次の単動
運転に移行してゆくことを示している。下降用ペタルが
上限位置で所定時間内にオフとされた場合にはステップ
807へ移行し、上限位置で停止する。

第８図は両手押釦操作モードの説明図である。

両手押釦操作モードは、上限位置から下限位置までラ
ムを下降せしめるとき、上限位置とプルバック位置との
間においては両手押釦がONのときにのみラムが下降し、
OFFのときにはラムの下降を停止するモードであり、プ
ルバック位置を通過後は両手押釦操作モードは無効にな
る。

ステップ901は、フットペタル又は図示しない両手押
釦の操作時に、位置検出装置によるラム27の検出によっ
てラム市を判断するものでる。操作時のラム位置が上限
位置〜プルバック位置であればステップ903へ移行する
がそうでなければステップ913へ移行し単動処理（第９
図参照）が行われる。

ステップ903は、両手押釦操作か否かを判断するもの
であり、両手押釦操作であればステップ907へ移行し、
ラム27はステップ907,909でプルバック位置まで下降さ
れ、以後はステップ913の単動処理に移ってゆく。ステ
ップ903で両手押釦操作がOFFになった場合にはステップ
905へ移行してラム27の下降は停止される。

以上、第６図〜第９図を用いて説明した作業別のモー
ドでは、第６図に示した寸動モードと第９図に示した単
動モードで給油圧力及び速度パターンが共に異ならしめ
られている。

しかし、第10図に示したような給油圧力や速度パター
ン、並びに各制御弁の制御様式は各モード別に定められ
るものであり単独に設計されていてもよいのである。

又、以上のモード分けは作業種毎に分類したモード分
けてあるが、加工材料の板厚、材質等の加工種別毎のモ
ード分けを行って、各制御モードを作成してモード毎に
給油圧力（加工圧力）や速度パターンを設定することも
可能である。

以上第１図〜第10図に示した実施例によれば以下の通
りの効果がある。

油圧回路に第４図に示したサーボ弁37A,37Bを儲け、
このサーボ弁37A,37Bを制御駆動するので、ラム27を所
望の速度で昇降駆動することができる。

第５図に示した同調回路により、ラム27を常時水平を
保ちつつ駆動することができる。

第４図に示した電磁比例弁SOLEを制動駆動するので給
油圧力を所望のものとすることができ、ラム27に所望の
加工圧力を発生させることができる。言い替えれば、圧
力制御のオープンループ制御を行うことができる。

第４図に示した回路遮断用ソレノイド弁SOL1−A,SOL1
−Ｂに加えてカウンタバランス弁CBVを有効とするパイ
ロットチェック回路（パイロットチェック弁PCV1,PCV2
とパイロットソレノイド弁SOL2−A,SOL2−Ｂ）を設けた
ので、第10図で説明したように、ラム停止時の２重の安
全対策が行われる。そして、ソレノイド弁SOL1−A,SOL1
−Ｂを時間△T₂だけ遅延動作させているので、ラム停止
時に機械に衝撃を与えることがなく、機械精度を狂わし
てしまう恐れがない。

サーボ弁37A,37Bの制御は別個に行われ得るので、ラ
ム27の両端を独自に駆動することができ、水平動作可能
であることに加えて、故意に傾斜させて制御することも
可能である。このことは、例えば原点位置決め時に又
は、下限位置設定作業時に有効である。

次に、第11図〜第13図を用いてこの発明の他の実施例
を説明する。

第11図は折曲機械におけるスプリングバック両の自動
検出を行う実施例を示している。

この実施例に使用できる装置は、第１図〜第10図で示
したものを略そのまま利用することが可能である。

ステップ1201は下限位置で所定時間加圧処理する工程
を示してある（第９図ステップ1061参照）。ステップ12
01で加工処理が行われたらステップ1203へ移行し、ここ
でサーボループを解除する。

そして、ステップ1205でサーボ弁をラムが上昇する方
向へ切換える。又、ステップ1207で第４図に示した電磁
比例弁SOLEをラム上昇力Ｆがラム重量F₁と釣り合うよう
に調整される。

第４図に示したピストンPSA,PSBの下室側面積をＳ、
給油圧力をｐとするならば、釣合いの条件はF₁＝２・ｐ
・Ｓであるので、ｐ＝F₁/（２・Ｓ）に調整すれば、ラ
ム27の自重と上昇力が釣合うことになる。これによりラ
ム27は折曲材料のはね返り剛性に応じて少し上昇する。

ステップ1209は所定時間後にラム27の現在位置を読み
込む処理を示している。ラム27の現在位置は位置検出装
置で検出されている。

ステップ1211でラム27の現在位置と下限位置との差を
演算することにより、スプリングバック量が自動検出さ
れることになる。

なお、本例では電磁比例弁SOLEの誤差が２％のものを
使用している。従って、ステップ1207における電磁比例
弁SOLEの調整では、ラムが上昇するのを防止するために
前記ｐ＝F₁/（２・Ｓ）で求まる値より約２％小さい値
に設定するのが望ましい。

第12図は片荷重制御の実施例を示している。

本例は、折曲機において、幅の短い材料を金属端部で
折曲可能とするものである。装置は第１〜第10図で示し
たものをそのまま使用することが可能である。

今、第４図においてラム27の左側で折曲作業が行われ
るとして以下のフローチャートを説明する。

ステップ1301は主従シリンダの設定処理を示してい
る。ここでは、第４図においてラム27の左側で折曲作業
が行われることから、主シリンダをシリンダ33Aとし、
従シリンダをシリンダ33Bとする。

そこで、ステップ1303で、主シリンダ33Aを圧力制御
すると共に、従シリンダ33Bを位置制御する。位置制御
における位置は主シリンダ33Aの現在位置であり、ステ
ップ1305において従シリンダ33Bは主シリンダ33Aに追従
制御されることになる。

これにより、ステップ1306によりコイニング曲げ加工
が行われることになる。

なお、以上に示した主シリンダ33Aの圧力制御では位
置決め位置を下限位置より十分下方に位置指令すると共
に、電磁比例弁SOLEの調整圧力を所望のものに設定して
おくことで行われ得る。

又、従シリンダ33Bの追従制御は、主シリンダ33A側の
ラム27の現在位置を常時読み取りつつこの位置に位置決
め制御することで行われ得る。

第13図はラム両端を個別に速度制御する実施例を示し
ている。

機械は例えば剪断機械であるとする。油圧回路は第４
図に示されるものと同一とする。

各サーボ弁37A,37Bは独立に速度制御することが可能
である。そこで、第13図（ａ）に示した剪断機械のラム
89のロッド35Aを速度v₁で、ロッド35Bをv₂で制御する。
Ｗは剪断される材料を示している。

（ｂ）図に示されるように、剪断開始位置ではラム89
の傾きが比較的小さい角度θ_１で行われるようにする。

次いで、（ｃ）図に示されるように、中央剪断位置で
はラム89の傾きを比較的大きな値θ_２とする。これによ
り、中央を剪断する場合の剪断荷重を極めて小さくな
る。

その後（ｄ）図に示すようにラム89の傾きを比較的小
さな値θ_１に戻し、（ｅ）図に示すようにラム89を上昇
させて剪断作業の１サイクルを終了する。

この実施例では中央位置を剪断する場合の剪断荷重を
小さくすることができるので、剪断精度を向上すること
が可能となる。

なお、傾き角θ₁,θ_２は材料の板厚に応じて、又、材
料の硬さ等に応じて、種々に変更することが可能である
ことは勿論であるが、これら変更は、機械的に変更する
のと違って速度パターンのみを変更すればよく、極めて
容易に行われ得るものである。又、速度制御の途中にお
いて加圧力も自由に設定可能であるから、圧力、速度に
おける各種の条件を付加してラム89を制御することが可
能である。

以上の実施例は主に複数シリンダの制御について述べ
てきたが、この発明は単一シリンダに適用できることは
勿論である。

例えば、インジェクション機械の射出用シリンダの制
御において、射出量の制御、即ち、自由に設定される位
置へのピストン位置決め制御に加えて、ピストンの圧
力、速度の制御を行うことが可能である。

又、射出圧力、射出速度、射出量を射出材料や、成型
金型に合わせて適正化でき、効率的な、しかも良質製品
を製作することのできる射出制御が行なえることになる
のである。

なお、同じくインジェクション機械には成型用プレス
機械が用いられるが、この発明はこの成型用プレス機械
のラムの制御にも実施可能である。この場合、成型圧力
を適正化できるとともに、成型工程において、上金型と
下金型を精密に調整できるので単に最大圧力で押圧する
のみならず、位置及び圧力に関して高度のプレス制御を
行うことも可能である。

［発明の効果］以上のごとき実施例の説明より理解されるように、要
するに本発明は、加工機械におけるラム27の左右両側を
上下動する左右のシリンダ33A,33Bと、上記ラム27の左
右両端側の上下位置を検出すべくリニアスケールよりな
る左右の位置検出装置45A,47A;45B,47Bと、油圧ポンプP
OMPと左右のシリンダ33A,33Bとを接続した各油路に配置
した左右のサーボ弁37A,37Bと、前記左右の位置検出装
置45A,47A;45B,46Bの検出値を平均して平均値を算出す
る平均値算出部89及び左右の位置検出装置45A,47A;45B,
47Bの検出値に基いて前記ラム27の傾き値を演出する傾
き算出部91を備えてラム27の位置及び傾斜の補正の信号
を出力する同調回路SCと、この同調回路SCの出力電圧と
前記右側の位置検出装置45B,47Bの検出信号を第１の周
波数電圧変換器F/Vを介して帰還した速度信号に対応し
た電圧とに基いて左側のサーボ弁37Aを制御する第１の
サーボアンプ85Aと、前記同調回路SCの出力電圧と前記
左側の位置検出装置45A,47Aの検出信号を第２の周波数
電圧変換器F/Vを介して帰還した速度信号に対応した電
圧とに基いて右側のサーボ弁37Bを制御する第２のサー
ボアンプ85Bと、を備えてなるものである。

上記構成より明らかなように、本発明においては、ラ
ム27の左右両側部の上下位置を左右の位置検出装置45A,
47A;45B,47Bにより検出し、同調回路SCにおける平均値
算出部89によって左右の平均値を算出することによりラ
ム27の中央部の上下位置を算出し、また傾き算出部91に
よってラム27の傾斜を算出し、そして、ラム27の位置及
び傾斜の補正の信号を出力するものである。

そして、ラム27の右側の位置を検出する位置検出装置
の検出信号を第１の周波数電圧変換器F/Vを介して帰還
した速度信号に対応した電圧と前記同調回路SCからの出
力電圧とに基いて第１のサーボアンプ85Aは、前記ラム2
7の左側のシリンダ33Aを制御するサーボ弁37Aを制御
し、同様に、上記同調回路SCからの出力電圧とラム27の
左側の位置を検出する位置検出装置の検出信号を第２の
周波数電圧変換器F/Vを介して帰還した速度信号に対応
した電圧とに基いて第２のサーボアンプ85Bはラム27の
右側のシリンダ33Bを制御するサーボ弁37Bを制御するも
のである。

すなわち、本発明においては、左右のシリンダ33A,33
Bを制御する左右のサーボ弁37A,37Bを同調回路SCの出力
により同調させるものであるが、左側のシリンダ33Aを
制御するサーボ弁37Aのサーボアンプにはラム27の右側
の位置を検出する右側の位置検出装置の検出信号を第１
の周波数電圧変換器F/Vを介して帰還し、右側のシリン
ダ33Bを制御するサーボ弁37Bのサーボアンプには左側の
位置検出装置の検出信号を第２の周波数電圧変換器F/V
を介して帰還する構成であるから、ラム27の左右の速度
が異って傾斜する傾向にあっても、左右を互に等位置に
保持して上下動することができ、ラム27の水平を保持し
ての上下動を確実化することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施する電気液圧サーボ装置の概要
を示すブロック図、第２図〜第13図はこの発明の実施例
を示す図である。第２図は折曲機械の側面図、第３図は折曲機械の正面
図、第４図は油圧回路の系統図、第５図は同調回路の詳
細を示す回路図、第６図は寸動モードのフローチャー
ト、第７図は連動モードのフローチャート、第８図は両
手押釦操作モードのフローチャート、第９図は単動モー
ドのフローチャート、第10図は単動モード下での各部材
の動作状態を示すタイムチャート、第11図はスプリング
バック量の検出例を示すフローチャート、第12図は折曲
機械における片荷重制御を行う例を示すフローチャー
ト、第13図は剪断機械におけるラム制御の例を示す説明
図である。１……サーボ弁３……作動体５……加工機械の電気液圧サーボ装置７……液圧及び作動体速度指令手段９……圧液生成手段 11……圧液供給手段 13……サーボ弁制御手段 15……作動体位置検出手段 17……モード設定手段 19……条件設定手段

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】加工機械におけるラム（27）の左右両側を
上下動する左右のシリンダ（33A,33B）と、上記ラム（2
7）の左右両端側の上下位置を検出すべくリニアスケー
ルよりなる左右の位置検出装置（45A,47A;45B,47B）
と、油圧ポンプ（POMP）と左右のシリンダ（33A,33B）
とを接続した各油路に配置した左右のサーボ弁（37A,37
B）と、前記左右の位置検出装置（45A,47A;45B,46B）の
検出値を平均して平均値を算出する平均値算出部（89）
及び左右の位置検出装置（45A,47A;45B,47B）の検出値
に基いて前記ラム（27）の傾き値を演出する傾き算出部
（91）を備えてラム（27）の位置及び傾斜の補正の信号
を出力する同調回路（SC）と、この同調回路（SC）の出
力電圧と前記右側の位置検出装置（45B,47B）の検出信
号を第１の周波数電圧変換器F/Vを介して帰還した速度
信号に対応した電圧とに基いて左側のサーボ弁（37A）
を制御する第１のサーボアンプ（85A）と、前記同調回
路（SC）の出力電圧と前記左側の位置検出装置（45A,47
A）の検出信号を第２の周波数電圧変換器F/Vを介して帰
還した速度信号に対応した電圧とに基いて右側のサーボ
弁（37B）を制御する第２のサーボアンプ（85B）と、を
備えてなることを特徴とする加工機械の電気液圧サーボ
装置。