JP4587518B2 - 液圧装置におけるラム移動制御装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、双方向ポンプを使用した復動シリンダにより、ラムを上下移動させてワークにプレス加工等を行う液圧装置におけるラム移動方法および液圧装置におけるラム移動制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
双方向ポンプにより復動シリンダを作動させてラムを上下移動させる液圧装置の場合、ラムの移動を開始する際の復動シリンダの圧力は負圧状態にある。このため、双方向ポンプを作動させて作動油を復動シリンダに供給してラムを移動させるためには、無駄な時間が発生する。このラムの無駄時間によってラムにショックが発生するため、このショック現象を回避するためにウォーミングアップを行っている。
【0003】
このため、従来の液圧装置におけるラム移動方法では、ラム移動パターンに従ってラムの移動を開始すると、最高速度に達する前に所定速度で一定タイマ時間だけラムに対する速度分配指令をクランプして、ウォーミングアップを行うようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのような双方向ポンプを使用した液圧装置にあっては、直前の動作状態の違いによりラムの無駄時間が一定ではないという問題がある。すなわち、一定タイマ時間を用いた方法では、タイマ時間が短すぎてショックが発生したり、逆にタイマ時間が長すぎてタクトタイムに影響が出たりする場合がある。
この発明の目的は、以上のような従来の技術の問題点に着目してなされたものであり、ラムの無駄時間が変化しても、ショックなく最短の時間でラムを移動させることのできる液圧装置におけるラム移動方法および液圧装置におけるラム移動制御装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項1による発明の液圧装置におけるラム移動制御装置は、サーボモータにより駆動される双方向ポンプを用いて復動シリンダを制御する液圧装置におけるラム移動制御装置であって、前記ラムをラム移動パターンに従って移動させるべく前記サーボモータを制御する速度分配処理部と、前記ラムの移動速度を算出するラム移動速度算出部と、前記ラムの移動速度が予め設定されているウォーミングアップ解除速度を超えたか否かを判断する解除速度判断部と、を備え前記速度分配処理部が、前記解除速度判断部によりラム移動速度がウォーミングアップ解除速度を超えたと判断されるまでラム指令速度を目標ラム速度以下の一定の速度に抑えると共に前記解除速度判断部によりラム移動速度がウォーミングアップ解除速度を超えたと判断されたら目標ラム速度まで加速すべく指令するものであることを特徴とするものである
【0006】
従って、ラム移動パターンに従って速度分配処理部からラムの移動指令が発せられたら、ラム移動速度算出部により算出されるラムの移動速度が所定のウォーミングアップ解除速度に達したと解除速度判断部が判断するまでは、ラム指令速度を目標速度以下のある一定のウォーミングアップ速度に抑えて指令し、ラム移動速度算出部により算出されるラムの移動速度が所定のウォーミングアップ解除速度を超えたと解除速度判断部が判断したら、ウォーミングアップ速度を解除して目標速度まで加速させる
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0029】
図2および図3には、液圧装置としての一例の例えば油圧式のプレスブレーキ1の全体が示されている。このプレスブレーキ1では、左右に立設された側板3L、3Rを有し、この側板3L、3Rの上部前端面にはラムとしての上部テーブル5Uが上下移動自在に設けられていると共に、側板3L、3Rの下部前面には固定した下部テーブル5Lを備えている。
【0030】
上部テーブル5Uの下端部には、中間板7を介してパンチPが交換自在に設けられている。また、下部テーブル5Lの上端部には、ダイベース9を介してダイDが交換自在に設けられている。
【0031】
なお、上部テーブル5Uの高さ位置を測定するためのラム位置検出手段としてのリニアスケール11が設けられており、既知である中間板7およびパンチPの高さを用いてダイDとの間隔を求めることができる。
【0032】
左右の側板3L、3Rの上部前面には油圧シリンダ13L、13Rが各々設け られており、この油圧シリンダ13L、13Rのピストン15L、15Rに装着されているピストンロッド17L、17Rの下端に前述の上部テーブル5Uが取り 付けられている。なお、詳細は後述するが上部テーブル5Uの移動等を制御するラム移動制御装置としての制御装置19がプレスブレーキ1に隣接して設けられている。
【0033】
次に、図1を参照して、この発明に係るラム移動方法を実施する油圧回路および制御装置19について説明する。なお、左右の油圧シリンダ13L、13Rに 対して、まったく同様の油圧回路が設けられると共に制御装置19により同様に制御されるので、以下においては、左側の油圧シリンダ13Lについて説明することとする。
【0034】
ラムである上部テーブル5Uを上下移動させる油圧シリンダ13Lのシリンダヘッド側シリンダ室21は、配管23を介して双方向ポンプである双方向ポンプ25の一方の側に接続されている。配管23の途中には配管27が接続されており、チェック弁29を介してオイルタンク31に接続されている。なお、双方向ポンプ25は、サーボモータ33により作動する。また。シリンダヘッド側シリンダ室21は、配管35によりプレフィル弁37を介してオイルタンク31に接続されている。
【0035】
一方、油圧シリンダ13Lのロッド側シリンダ室39には、ロッド側のシリンダ側配管41が接続されており、カウンタバランス弁43と速度切換え弁45が並列に設けられている。これらカウンタバランス弁43と速度切換え弁45は、双方向ポンプ側配管47により双方向ポンプ25の他方の側に接続されている。
また、双方向ポンプ側配管47の途中には配管49が接続されており、この配管49はチェック弁51を介してオイルタンク31に接続されている。
【0036】
上記構成により、サーボモータ33の回転により双方向ポンプ25を正方向へ回転させ、オイルタンク31からチェック弁51、配管49を経て配管23を通ってシリンダヘッド側シリンダ室21に作動油を供給すると、ピストン15Lが下降して上部テーブル5UおよびパンチPが下降する。
【0037】
一方、サーボモータ33により双方向ポンプ25を逆方向に回転させると、作動油はオイルタンク31からチェック弁29、配管27を経て双方向ポンプ側配管47、速度切換え弁45のチェック弁およびシリンダ側配管41を通ってロッド側シリンダ室39に供給され、ピストンロッド17Lが上昇して上部テーブル5UおよびパンチPを上昇させる。
【0038】
なお、上部テーブル5Uの上下位置はリニアスケール11により検出される。また、ロッド側シリンダ室39の圧力が所定値よりも高くなると、パイロット信号53によりプレフィル弁37が開き、シリンダヘッド側シリンダ室21からプレフィル弁37を通って作動油が直接オイルタンク31に送られるようになっている。
【0039】
制御装置19では、ラムである上部テーブル5Uの目標位置や移動速度等の移 動指令に対する種々のパラメータを入力する目標位置等入力手段55が設けられており、この目標位置等入力手段55により入力されたパラメータに応じてラム速度分配処理部57が上部テーブル5Uの移動パターンを指令する。そして、こ のラム速度分配処理部57からの指令信号から指令位置カウンタ59が上部テーブル5Uの指令位置を読み取る。
【0040】
一方、上部テーブル5Uの位置を検出するリニアスケール11からの現実の位 置信号を実位置カウンタ61が読み取ってフィードバックし、このフィードバック信号と前述の指令位置カウンタ59により読み取られた指令位置を加算器63が加算する。この加算器63により加算された信号に上部テーブル位置ループゲインを上部テーブル位置ループゲイン乗算部65で乗算する。
【0041】
そして、この信号をD/A変換器67によりD/A変換してサーボアンプ69 を介してサーボモータ33に伝える。なお、サーボモータ33にはロータリーエンコーダ71が取り付けられており、サーボモータ33の回転数をサーボアンプ69にフィードバックして、所定の回転数を確保するようにしている。
【0042】
なお、前述の実位置カウンタ61には上部テーブル5Uの移動速度を算出する上部テーブル移動速度算出部73が接続されており、この上部テーブル移動速度算出部73および速度分配処理部57には、上部テーブル移動速度算出部73により算出された上部テーブル5Uの移動速度を予め設定されているウォーミングアップ解除速度(以後、「WUP解除速度」で示す)を超えたか否かを判断する解除速度判断部75が接続されている。また、速度分配処理部57には、ウォーミングアップ時間を計測するタイマとしてWUPタイマ77が接続されている。
次に、図4を参照して、速度分配処理部57における処理内容について説明する。
【0043】
速度分配処理部57では、テーブル移動パターンに従って上部テーブル5Uを移動させる。すなわち、図4中実線で示されているように、テーブル移動パターンでは、停止状態の上部テーブル5Uの移動を開始(分配開始)すると、ウォーミングアップ速度(以後、「WUP速度」で示す)まで加速する。
【0044】
ここで、WUP速度はウォーミングアップを行っているときの上部テーブル5Uの指令速度を示すパラメータであり、例えば目標最高速度を100として%で示される。そして、WUP速度を一定時間保持し、その後WUP速度を解除して最高速度まで加速するように指令する。
【0045】
しかしながら、双方向ポンプ25を用いた油圧回路においては、移動開始する際の油圧シリンダ13Lの圧力は負圧状態にあるため、サーボモータ33により双方向ポンプ25を駆動させて作動油を油圧シリンダ13Lに供給し、上部テーブル5Uを移動させるためには、無駄な時間が発生する。
【0046】
このむだ時間は、移動開始する際の油圧シリンダ13Lの圧力状態によって、異なるため(必ず負圧とは限らないため)、従来のように一定時間であるウォーミングアップ時間(以後、「WUP時間」で示す)だけウォーミングアップを行うようにすると、図5に示されているように、むだ時間が長い場合にはショックを発生し、また図6に示されているように、むだ時間が短かい場合には上部テーブル5Uが最高速度に達するまでの時間が長くなってしまう。
【0047】
そこで、この発明に係るラム移動方法では、図4中二点鎖線で示されるWUP解除速度をしきい値として設定し、リニアスケール11により検出される上部テーブル5Uの位置の変化から得られる実際の上部テーブル5Uの移動速度がWUP解除速度を超えたらウォーミングアップを解除(WUP解除)するようにする。
【0048】
ここで、WUP時間は、WUPタイマ77によりカウントされて、分配開始からウォーミングアップを継続させる時間を示すパラメータであり、例えば0〜9.99秒の範囲で設定される。また、WUP解除速度は、ウォーミングアップを解除するしきい値としての上部テーブル5Uの指令速度であり、例えばWUP速度を100として%で示される。
【0049】
但し、上部テーブル5Uの実速度は、速度切換え弁45を切換えた後等の分配開始時に不安定な場合があるので、分配開始後WUPタイマ77で設定されている一定時間(以後、「WUP時間」で示す)を経過するまでは、上部テーブル5Uの実速度がしきい値であるWUP速度を超えても、ウォーミングアップの解除を行わずにWUP速度のクランプを継続するようにする。
【0050】
そして、WUPタイマ77により設定されているWUP時間をカウントし、且つ実際の上部テーブル5Uの移動速度がWUP解除速度を超えたらウォーミングアップを解除して、上部テーブル5Uの指令速度を目標最高速度まで加速する。
以上の結果から、直前の動作状態の違いにより、分配開始時における上部テーブル5Uの移動の無駄時間が変化しても、ショックなく最短の時間で上部テーブル5Uを移動することができる。
【0051】
なお、この発明は前述の発明の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。すなわち、前述の発明の実施の形態においては、上部テーブル5Uの速度をリニアスケール11により検出される上部テーブル5Uの位置から判断したが、その他、上部テーブル5Uの位置偏差量、上部テーブル5Uの位置偏差量の変化量、油圧シリンダ13L 、13Rのヘッド側シリンダ室21またはロッド側シリンダ室39に設けられた油圧センサにより検出される制御側シリンダ内の圧力、あるいは、サーボモータ33の回転指令の変化量等、上部テーブル5Uの位置信号以外から判断することもできる。
【0052】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明による液圧装置におけるラム移動制御装置では、ラム移動パターンに従って速度分配処理部からラムの移動指令が発せられたら、ラム移動速度算出部により算出されるラムの移動速度が所定のウォーミングアップ解除速度に達したと解除速度判断部が判断するまでは、ラム指令速度を目標速度以下のある一定のウォーミングアップ速度に抑えて指令するので、ラム移動開始時のショックを防止することができる。また、ラム移動速度算出部により算出されるラムの移動速度が所定のウォーミングアップ解除速度を超えたと解除速度判断部が判断したら、ウォーミングアップ速度を解除して目標速度まで加速させる
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る液圧装置におけるラム移動制御装置を示すブロック図である。
【図2】液圧装置の一例としてのプレスブレーキの全体を示す正面図である。
【図3】図2中III方向から見た側面図である。
【図4】この発明に係る液圧装置におけるラム移動方法によるラムである上部テーブルの移動状態を示すタイムチャートである。
【図5】この発明を説明するための上部テーブルの移動状態を示すタイムチャートである。
【図6】この発明を説明するための上部テーブルの移動状態を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
1 プレスブレーキ(液圧装置)
5U 上部テーブル(ラム)
13L、13R 復動シリンダ
19 制御装置(ラム移動制御装置)
25 双方向ポンプ
33 サーボモータ
57 ラム速度分配処理部
73 上部テーブル移動速度算出部
75 解除速度判断部
77 WUPタイマ(タイマ)

Claims (1)

  1. サーボモータにより駆動される双方向ポンプを用いて復動シリンダを制御する液圧装置におけるラム移動制御装置であって、前記ラムをラム移動パターンに従って移動させるべく前記サーボモータを制御する速度分配処理部と、前記ラムの移動速度を算出するラム移動速度算出部と、前記ラムの移動速度が予め設定されているウォーミングアップ解除速度を超えたか否かを判断する解除速度判断部と、を備え前記速度分配処理部が、前記解除速度判断部によりラム移動速度がウォーミングアップ解除速度を超えたと判断されるまでラム指令速度を目標ラム速度以下の一定の速度に抑えると共に前記解除速度判断部によりラム移動速度がウォーミングアップ解除速度を超えたと判断されたら目標ラム速度まで加速すべく指令するものであることを特徴とする液圧装置におけるラム移動制御装置
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