JP7464860B2 - hydraulic unit - Google Patents
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Description
本開示は、油圧ユニットに関する。 This disclosure relates to a hydraulic unit.
従来、油圧シリンダを駆動する油圧ユニットとしては、圧力検出器により検出された油圧シリンダのキャップ側の油圧とロッド側の油圧との差に基づいて油漏れを検出するものがある(例えば、特開昭61-55405号公報(特許文献1)参照)。 Conventionally, hydraulic units that drive hydraulic cylinders detect oil leaks based on the difference between the hydraulic pressure on the cap side and the hydraulic pressure on the rod side of the hydraulic cylinder, detected by a pressure detector (see, for example, JP 61-55405 A (Patent Document 1)).
上記従来の油圧ユニットでは、油圧シリンダの油漏れを診断するために、油圧シリンダ毎に2つの圧力検出器を設ける必要があるので、油圧シリンダの数が増えるほど油圧ユニットの構成が複雑になるという問題がある。 In the conventional hydraulic units described above, in order to diagnose oil leaks in the hydraulic cylinders, two pressure detectors must be installed for each hydraulic cylinder, which creates the problem that the configuration of the hydraulic unit becomes more complex as the number of hydraulic cylinders increases.
本開示では、油圧シリンダにおける作動油の漏れを判定できる油圧ユニットを提案する。 This disclosure proposes a hydraulic unit that can determine hydraulic oil leakage in a hydraulic cylinder.
本開示の一態様に係る油圧ユニットは、
油圧シリンダに作動油を供給する油圧ポンプと、
上記油圧ポンプを駆動するモータと、
上記油圧ポンプが吐出する作動油の圧力を検出する圧力センサと、
上記油圧シリンダの動作を伴う工程中に上記モータを制御する制御部と
を備え、
上記制御部は、
上記工程が開始してから上記工程が終了するまでの間、上記油圧ポンプが吐出する作動油の圧力と上記油圧ポンプが吐出する作動油の流量との積の積算値を算出し、
上記積算値が所定の閾値以上であるとき、上記油圧シリンダで所定量を超える作動油の漏れが発生していると判定する。
A hydraulic unit according to one aspect of the present disclosure includes:
A hydraulic pump for supplying hydraulic oil to the hydraulic cylinder;
A motor that drives the hydraulic pump;
a pressure sensor for detecting a pressure of the hydraulic oil discharged by the hydraulic pump;
a control unit for controlling the motor during a process involving the operation of the hydraulic cylinder;
The control unit is
Calculating an integrated value of the product of the pressure of the hydraulic oil discharged by the hydraulic pump and the flow rate of the hydraulic oil discharged by the hydraulic pump from the start of the process to the end of the process;
When the integrated value is equal to or greater than a predetermined threshold value, it is determined that a leakage of hydraulic oil exceeding a predetermined amount is occurring in the hydraulic cylinder.
上記構成によれば、上記積算値が所定の閾値以上であるとき、制御部は油圧シリンダで所定量を超える作動油の漏れが発生していると判定する。したがって、上記油圧ユニットは油圧シリンダにおける作動油の漏れを判定できる。 According to the above configuration, when the integrated value is equal to or greater than a predetermined threshold, the control unit determines that a hydraulic oil leak exceeding a predetermined amount is occurring in the hydraulic cylinder. Therefore, the hydraulic unit can determine whether or not there is a hydraulic oil leak in the hydraulic cylinder.
本開示の一態様に係る油圧ユニットでは、
上記制御部は、
上記工上記工程が繰り返し行われるときの上記積算値の変化の傾向を用いて、次の上記工程で測定される上記積算値を推定し、
この推定された上記積算値が上記所定の閾値以上であるとき、上記油圧シリンダで所定量を超える作動油の漏れが上記次の工程で発生すると判定する。
In one aspect of the present disclosure, a hydraulic unit includes:
The control unit is
Using a trend of change in the integrated value when the process is repeated, the integrated value to be measured in the next process is estimated;
When the estimated integrated value is equal to or greater than the predetermined threshold value, it is determined that a leakage of hydraulic oil exceeding a predetermined amount will occur in the hydraulic cylinder in the next process.
上記態様によれば、上記次の工程で測定されると推定された積算値が所定の閾値以上であるとき、制御部は油圧シリンダで所定量を超える作動油の漏れが次の工程で発生すると判定する。したがって、上記油圧シリンダでの作動油の漏れが深刻になる前に対策を行うことができる。 According to the above aspect, when the integrated value estimated to be measured in the next process is equal to or greater than a predetermined threshold, the control unit determines that a hydraulic oil leak exceeding a predetermined amount will occur in the hydraulic cylinder in the next process. Therefore, measures can be taken before the hydraulic oil leak in the hydraulic cylinder becomes serious.
本開示の一態様に係る油圧ユニットでは、
上記制御部は、
上記積算値が上記所定の閾値以上であり、かつ、上記工程が開始したと判定して上記工程が終了したと判定するまでの時間が所定の時間未満であるとき、上記油圧シリンダにおける作動油の漏れの度合いは比較的軽度と判定する一方、
上記積算値が上記所定の閾値以上であり、かつ、上記工程が開始した判定してから上記工程が終了したと判定するまでの時間が上記所定の時間以上であるとき、上記油圧シリンダにおける作動油の漏れの度合いは比較的重度と判定する。
In one aspect of the present disclosure, a hydraulic unit includes:
The control unit is
When the integrated value is equal to or greater than the predetermined threshold value and the time from when it is determined that the process has started to when it is determined that the process has ended is less than a predetermined time, the degree of leakage of the hydraulic oil from the hydraulic cylinder is determined to be relatively slight,
When the integrated value is equal to or greater than the predetermined threshold value and the time from when it is determined that the process has started to when it is determined that the process has ended is equal to or greater than the predetermined time, the degree of hydraulic oil leakage in the hydraulic cylinder is determined to be relatively severe.
上記態様によれば、上記油圧シリンダにおける所定量を超える作動油の漏れが発生しているか否かを判定するとき、工程の開始判定から終了判定までの時間を用いるので、油圧シリンダにおける作動油の漏れの度合いの判定について信頼性を高めることができる。 According to the above aspect, when determining whether or not a leakage of hydraulic oil in excess of a predetermined amount has occurred in the hydraulic cylinder, the time from the start determination to the end determination of the process is used, thereby improving the reliability of the determination of the degree of leakage of hydraulic oil in the hydraulic cylinder.
本開示の一態様に係る油圧ユニットでは、
上記所定の閾値は、上記油圧シリンダの順方向の駆動時と上記油圧シリンダの逆方向の駆動時とで異なる値が設定されている。
In one aspect of the present disclosure, a hydraulic unit includes:
The predetermined threshold value is set to a different value when the hydraulic cylinder is driven in the forward direction and when the hydraulic cylinder is driven in the reverse direction.
上記態様によれば、上記所定の閾値は、油圧シリンダの順方向の駆動時と逆方向の駆動時とで異なる値が設定されるので、油圧シリンダの順方向の駆動時と逆方向の駆動時のどちらの場合でも、作動油の漏れを正確に判定できる。 According to the above aspect, the above-mentioned predetermined threshold value is set to a different value when the hydraulic cylinder is driven in the forward direction and when it is driven in the reverse direction, so that leakage of hydraulic oil can be accurately determined when the hydraulic cylinder is driven in both the forward direction and the reverse direction.
本開示の一態様に係る油圧ユニットは、
油圧シリンダに作動油を供給する油圧ポンプと、
上記油圧ポンプを駆動するモータと、
上記油圧ポンプが吐出する作動油の圧力を検出する圧力センサと、
上記モータの回転数を検出する回転数センサと、
上記油圧シリンダの動作を伴う工程中に上記モータを制御する制御部と
を備え、
上記制御部は、
上記工程が開始してから上記工程が終了するまでの間、上記油圧ポンプが吐出する作動油の圧力と上記回転数センサで検出された上記モータの回転数との積の積算値を算出し、
上記積算値が所定の閾値以上であるとき、上記油圧シリンダで所定量を超える作動油の漏れが発生していると判定する。
A hydraulic unit according to one aspect of the present disclosure includes:
A hydraulic pump for supplying hydraulic oil to the hydraulic cylinder;
A motor that drives the hydraulic pump;
a pressure sensor for detecting a pressure of the hydraulic oil discharged by the hydraulic pump;
a rotation speed sensor for detecting the rotation speed of the motor;
a control unit for controlling the motor during a process involving the operation of the hydraulic cylinder;
The control unit is
Calculating an integrated value of the product of the pressure of the hydraulic oil discharged by the hydraulic pump and the rotation speed of the motor detected by the rotation speed sensor from the start of the process to the end of the process;
When the integrated value is equal to or greater than a predetermined threshold value, it is determined that a leakage of hydraulic oil exceeding a predetermined amount is occurring in the hydraulic cylinder.
ここで、上記回転数センサの一例としては、モータに接続されたパルスジェネレータがある。このパルスジェネレータは、モータの単位時間当たりの回転数を表すパルス信号を出力する。 Here, an example of the rotation speed sensor is a pulse generator connected to a motor. This pulse generator outputs a pulse signal that represents the number of rotations per unit time of the motor.
上記構成によれば、上記積算値が所定の閾値以上であるとき、制御部は油圧シリンダで所定量を超える作動油の漏れが発生していると判定する。したがって、上記油圧ユニットは油圧シリンダにおける作動油の漏れを判定できる。 According to the above configuration, when the integrated value is equal to or greater than a predetermined threshold, the control unit determines that a hydraulic oil leak exceeding a predetermined amount is occurring in the hydraulic cylinder. Therefore, the hydraulic unit can determine whether or not there is a hydraulic oil leak in the hydraulic cylinder.
以下、本開示の実施形態に係る油圧ユニットの実施形態を説明する。 The following describes an embodiment of a hydraulic unit according to the present disclosure.
図1は、本開示の一実施形態に係る油圧ユニット1を用いた油圧システムの概略ブロック図である。
Figure 1 is a schematic block diagram of a hydraulic system using a
油圧ユニット1は、産業機械(例えば、射出成形機やプレス機械)のような主機2に流体的に接続される。
The
主機2は、3つの油圧シリンダ3A,3B,3Cと、3つの方向切換弁4A,4B,4Cと、主機制御装置5とを備える。油圧ユニット1の油圧回路10は、方向切換弁4A,4B,4Cを介して油圧シリンダ3A,3B,3Cと流体的に接続されている。これにより、油圧ユニット1から油圧シリンダ3A,3B,3Cへ作動油を供給して、油圧シリンダ3A,3B,3Cを駆動することが可能となっている。なお、主機2は、3つの油圧シリンダ3を備えていたが、1つ、2つまたは4つ以上の油圧シリンダを備えたり、1つ、2つまたは4つ以上の方向切換弁を備えたりしてもよい。
The main engine 2 is equipped with three
本実施形態では、油圧シリンダ3A,3B,3Cは、複動型の片ロッドシリンダである。この油圧シリンダ3A,3B,3Cは、それぞれ、シリンダチューブ31と、シリンダチューブ31内を往復動するピストン32と、一端がピストン32に固定されたロッド33とを有する。また、油圧シリンダ3A,3B,3Cにおいて、ロッド33がシリンダチューブ31から突出している側をロッド側とし、ロッド33がシリンダチューブ31から突出していない側をキャップ側とする。ピストン32がロッド33と共にキャップ側からロッド側に押し出される順方向の駆動と、ピストン32がロッド33と共にロッド側からキャップ側に押し戻される逆方向の駆動とにより、ピストン32がシリンダチューブ31内を往復動する。
In this embodiment, the
以下、本実施形態の説明において、油圧シリンダ3A,3B,3Cのそれぞれを他の油圧シリンダと特に区別する必要がない場合は、油圧シリンダ3A,3B,3Cを単に油圧シリンダ3ということがある。これと同様に、方向切換弁4A,4B,4Cのそれぞれを他の方向切換弁4A,4B,4Cと特に区別する必要がない場合、方向切換弁4A,4B,4Cを単に方向切換弁4ということがある。
In the following description of this embodiment, when there is no need to distinguish each of the
方向切換弁4は、油圧シリンダ3の始動、停止および運動方向を制御する。この方向切換弁4は、例えば電磁切換弁であり、方向切換弁4の動作状態を示すモニタ信号を主機制御装置5に出力する仕様であれば、より確実に方向切換弁4の状態を検知することが可能となる。
The directional control valve 4 controls the start, stop and direction of movement of the hydraulic cylinder 3. If the directional control valve 4 is, for example, an electromagnetic control valve, and is designed to output a monitor signal indicating the operating state of the directional control valve 4 to the main
より詳しく説明すると、方向切換弁4は、第1ソレノイド4aが励磁状態であり、かつ、第2ソレノイド4bが非励磁状態であるとき、図1中左側の第1切換位置となる。この第1切換位置では、油圧シリンダ3のキャップ側ポート31aが、油圧ユニット1の吐出側と連通する。また、第1切換位置では、油圧シリンダ3のロッド側ポート31bが、油タンク11と連通する。
To explain in more detail, when the
一方、方向切換弁4は、第1ソレノイド4aが非励磁状態であり、かつ、第2ソレノイド4bが励磁であるとき、図1中右側の第2切換位置となる。この第2切換位置では、油圧シリンダ3のロッド側ポート31bが、油圧ユニット1の吐出側と連通する。また、第2切換位置では、油圧シリンダ3のキャップ側ポート31aが、油タンク11と連通する。
On the other hand, when the
また、方向切換弁4は、第1ソレノイド4aおよび第2ソレノイド4bが共に非励磁状態であるとき、中立位置となる。この中立位置では、方向切換弁4の全てのポートが閉鎖される。
When both the
また、主機2は主機制御装置5を備えている。この主機制御装置5は、方向切換弁4のそれぞれに対して、第1ソレノイド4aを励磁する励磁信号と、第2ソレノイド4bを励磁する励磁信号とを出力する。これにより、主機制御装置5は、方向切換弁4の切換位置を切り換える。一方で、主機制御装置5には、方向切換弁4からモニタ信号が入力される。
The main engine 2 also includes a main
また、主機制御装置5は、主機2が通常の運転(例えば射出成形やプレス加工)を行うとき、油圧シリンダ3を所定の工程に応じてそれぞれ動作させる。
In addition, when the main machine 2 is performing normal operation (e.g., injection molding or press processing), the main
油圧ユニット1は、方向切換弁4を介して油圧シリンダ3と流体的に接続された油圧回路10と、油圧回路10を制御するユニット制御装置20とを備える。なお、ユニット制御装置20は制御部の一例である。
The
<油圧回路>
油圧回路10は、作動油を貯留する油タンク11と、油タンク11内の作動油を油圧シリンダ3に供給する油圧ポンプ12と、油圧ポンプ12を駆動するモータ13とを備える。また、油圧回路10は、油圧ポンプ12の吐出側と油圧シリンダ3とを流体的に接続する吐出流路14を備える。また、油圧回路10は、吐出流路14内の作動油の圧力を検出する圧力センサ15を備える。油圧ポンプ12は、油タンク11内の作動油を吸入して吐出する固定容量型ポンプである。
<Hydraulic circuit>
The
モータ13は、油圧ポンプ12に機械的に接続され、油圧ポンプ12を駆動する可変速モータである。モータ13は、IPM(Interior Permanent Magnet synchronous:埋込み磁石形同期)モータである。このモータ13には、パルスジェネレータ16が接続されている。パルスジェネレータ16は、モータ13の単位時間当たりの回転数を表すパルス信号を出力する。パルスジェネレータ16は、本開示に係る回転数センサの一例である。
The
吐出流路14は、油圧シリンダ3Aおよび方向切換弁4Aに流体的に接続されている。また、吐出流路14は、油圧シリンダ3B,3Cおよび方向切換弁4B,4Cにも流体的に接続されている。
The
圧力センサ15は、吐出流路14内の作動油の圧力を検出して、この圧力を示す圧力信号を出力する。言い換えれば、圧力センサ15は、油圧ポンプ12の吐出圧力を検出して、圧力信号をユニット制御装置20に出力する。
The
<ユニット制御装置>
ユニット制御装置20は、CPU(Central Processing Unit:中央処理装置)と入出力回路などからなり、PQ制御部21と、速度検出部22と、速度制御部23と、インバータ24と、異常判定部25とを備える。このユニット制御装置20には、主機制御装置5から、圧力指令信号と、流量指令信号と、動作開始信号とが入力される。また、ユニット制御装置20は、主機制御装置5からの入力信号(例えば動作開始信号)に基づいて油圧シリンダ毎に診断処理を行う。
<Unit control device>
The
上記動作開始信号は、油圧シリンダ3の動作を伴う工程が開始していることを示し、その工程の開始から終了までの間、オンされる。また、上記動作開始信号、圧力指令信号、流量指令信号および工程番号の少なくとも一つは、油圧シリンダ3A,3B,3Cのうちのどれが動作を開始するかを識別するためのシリンダ情報を含んでいる。別の言い方をすれば、上記動作開始信号、圧力指令信号、流量指令信号および工程番号の少なくとも一つの少なくとも一つは、油圧シリンダ3A,3B,3Cのうちのどれが動作中であるかをユニット制御装置20で識別可能となるように構成されている。なお、上記シリンダ情報と同様の情報を示す信号が、上記動作開始信号とは別に主機制御装置5からユニット制御装置20に入力されるようにしてもよい。
The operation start signal indicates that a process involving the operation of the hydraulic cylinder 3 has started, and is turned on from the start to the end of the process. In addition, at least one of the operation start signal, pressure command signal, flow command signal, and process number includes cylinder information for identifying which of the
PQ制御部21には、圧力センサ15から圧力信号が入力される。このPQ制御部21は、圧力センサ15からの圧力信号と、主機制御装置5からの圧力指令信号および流量指令信号と、図2に示す吐出圧力-吐出流量特性とに基づいて、速度制御部23に速度指令信号を出力する。
The
速度検出部22には、パルスジェネレータ16からパルス信号が入力される。速度検出部22は、パルス信号の入力間隔を測定することにより、モータ13の単位時間当たりの回転数(回転速度)を検出して、この回転数を示す速度信号を出力する。
A pulse signal is input to the
速度制御部23には、PQ制御部21から速度指令信号が入力されると共に、速度検出部22から速度信号が入力される。速度制御部23は、PQ制御部21からの速度指令信号と、速度検出部22からの速度信号とを用いて速度制御演算を行う。この速度制御演算によって生成された電流指令信号が、速度制御部23からインバータ24に出力される。
The
インバータ24は、速度制御部23からの電流指令信号に基づいて、モータ13に駆動信号を出力することにより、モータ13の単位時間当たりの回転数を制御する。
The
本実施形態では、PQ制御部21と、速度制御部23と、インバータ24とは、主機2が通常の運転を行うときに実行されて油圧シリンダ3が動作する工程において、図2に示す吐出圧力-吐出流量特性に基づいて、油圧ポンプ12の流量制御と、圧力制御とを切り換えて行う。
In this embodiment, the
油圧シリンダ3では、油圧シリンダ3のピストン32を目標位置に移動させるまで流量制御を行って1工程を終了する場合と、流量制御によりピストン32が目標位置に移動した後に圧力制御により保圧を行って1工程を終了する場合とがある。つまり、油圧シリンダ3の保圧を含む工程では、流量制御を実行した後に、流量制御に続いて圧力制御を実行する。なお、流量制御と圧力制御とは、同時に実行されない。 In the hydraulic cylinder 3, there are cases where one process is completed by performing flow control until the piston 32 of the hydraulic cylinder 3 is moved to the target position, and cases where one process is completed by performing pressure control to hold pressure after the piston 32 has moved to the target position by flow control. In other words, in a process that includes holding pressure in the hydraulic cylinder 3, after the flow control is performed, pressure control is performed following the flow control. Note that the flow control and pressure control are not performed simultaneously.
流量制御では、図2に示すように、油圧ポンプ12の吐出流量が流量設定値Qaとなるように、モータ13の単位時間当たりの回転数(油圧ポンプ12の単位時間当たりの回転数)が制御される。本実施形態では、油圧ポンプ12が固定容量型ポンプであるので、油圧ポンプ12の吐出流量は、ポンプ容量(1回転当たりの吐出流量)とモータ13の単位時間当たりの回転数との積で求められる。目標流量Qaは、主機制御装置5から入力される流量指令信号により決定される。
In flow control, as shown in FIG. 2, the rotation speed per unit time of the motor 13 (the rotation speed per unit time of the hydraulic pump 12) is controlled so that the discharge flow rate of the
流量制御では、各吐出圧力において、油圧ポンプ12の吐出流量が目標流量Qaとなるように、モータ13の単位時間当たりの回転数(油圧ポンプの単位時間当たりの回転数)が設定されており、モータ13の単位時間当たりの回転数は、その設定された回転数Naになるように制御される。
In flow rate control, the rotation speed per unit time of the motor 13 (the rotation speed per unit time of the hydraulic pump) is set so that the discharge flow rate of the
流量制御における作動油の圧力の上昇(図2におけるA点からB点への遷移)は、例えば、油圧シリンダ3のピストン32と、ピストン32を収容するケーシングとの間に設けられたパッキンの劣化に起因する場合がある。パッキンが劣化すると、ピストン32が移動する際の摩擦抵抗が増加し、圧力センサ15により検出される圧力が上昇する場合がある。
The increase in hydraulic oil pressure during flow control (the transition from point A to point B in Figure 2) may be due to, for example, deterioration of the packing provided between the piston 32 of the hydraulic cylinder 3 and the casing that houses the piston 32. When the packing deteriorates, frictional resistance increases when the piston 32 moves, and the pressure detected by the
圧力制御では、油圧ポンプ12の吐出圧力が目標圧力Paとなるようにモータ13の単位時間当たりの回転数(油圧ポンプ12の単位時間当たりの回転数)が制御される。目標圧力Paは、主機制御装置5から入力される圧力指令信号により決定される。
In pressure control, the number of rotations per unit time of the motor 13 (the number of rotations per unit time of the hydraulic pump 12) is controlled so that the discharge pressure of the
圧力制御における油圧ポンプ12の作動油の吐出流量の増加(例えば、図2におけるC点からD点への遷移)は、油圧シリンダ3の内部における作動油の漏れ量の増加に起因する場合がある。油圧シリンダ3の内部における作動油の漏れ量が増加すると、吐出流路14における作動油の圧力が低下し、目標圧力Paを下回る。これにより、油圧ポンプ12の吐出圧力を目標圧力Paに保持するために、油圧ポンプ12の吐出流量が増加する。
An increase in the hydraulic oil discharge flow rate of the
また、異常判定部25は、圧力センサ15から圧力信号(油圧ポンプ12の吐出圧力を示す信号)が入力されると共に、速度検出部22から速度信号(モータ13の単位時間当たりの回転数を表す信号)が入力される。異常判定部25は、油圧ポンプ12の吐出圧力と、モータ13の単位時間当たりの回転数から得られる油圧ポンプ12の吐出流量とにより、油圧シリンダ3の状態を判定する。異常判定部25は、油圧シリンダ3の状態の判定結果を主機制御装置5に出力する。
The
図3は、油圧ユニット1および主機2によって実行される複数の工程1,2,・・・と、主機制御装置5からユニット制御装置20に出力される圧力指令信号および回転数指令信号との関係の一例を示すグラフである。
Figure 3 is a graph showing an example of the relationship between
工程1,2,・・・は、この順番で順次開始する。この工程1,2,・・・のそれぞれでは、油圧シリンダ3A,3B,3Cのうちのどれが動作するかは予め定められている。また、油圧シリンダ3A,3B,3Cのうち一つが動作するとき、油圧シリンダ3A,3B,3Cのうち他の二つは動作しないように、工程1,2,・・・は構成されている。例えば、工程1において、油圧シリンダ3Aが動作するとき、油圧シリンダ3B,3Cは動作しない。
要するに、ユニット制御装置20は、工程1,2,・・・のうちのどの工程が実行されているかを判定することにより、油圧シリンダ3A,3B,3Cのうちのどれが動作しているかを特定すること可能となっている。
In short, the
また、工程1,2,・・・のうち、油圧シリンダ3の動作を伴う工程(例えば工程1)が開始するとき、この工程に対応する動作開始信号が、主機制御装置5からユニット制御装置20へ出力される。
In addition, when a process involving the operation of the hydraulic cylinder 3 (e.g., process 1) among
<油圧シリンダの異常診断制御>
以下、ユニット制御装置20による油圧シリンダ3の異常診断制御について説明する。
<Hydraulic cylinder abnormality diagnosis control>
The abnormality diagnosis control of the hydraulic cylinder 3 by the
図4~図9は、ユニット制御装置20による油圧シリンダ3の異常診断制御のフローチャートである。この異常診断制御は、主機2が通常の運転を行っているときに、同時に実行される。ここで、上記通常の運転とは、例えば、主機2がプレス機械であれば、油圧シリンダ3を用いてワークを加工するための運転を指す。
Figures 4 to 9 are flowcharts of the abnormality diagnosis control of the hydraulic cylinder 3 by the
ユニット制御装置20は、油圧ユニット1が例えば待機状態から運転状態になったときに、油圧シリンダ3の異常診断制御を開始する。
The
図4は、上記異常診断制御のメインフローチャートである。 Figure 4 is the main flowchart of the abnormality diagnosis control.
上記異常診断制御が開始すると、図4に示すステップS1に進み、例えば工程1(図3に示す)の動作開始信号が入力されたと判定すると、ステップS2に進んで、上記動作開始信号に対応する油圧シリンダ3の異常診断処理を行う。なお、ステップS1は、上記動作開始信号が入力されたと判定するまで、繰り返される。 When the abnormality diagnosis control starts, the process proceeds to step S1 shown in FIG. 4. If it is determined that an operation start signal for step 1 (shown in FIG. 3) has been input, for example, the process proceeds to step S2, where abnormality diagnosis processing is performed for the hydraulic cylinder 3 corresponding to the operation start signal. Note that step S1 is repeated until it is determined that the operation start signal has been input.
次に、ステップS3に進み、上記動作開始信号がオフになったか否かを判定する。このステップS3で、工程1,2,・・・の最終工程に対応する動作開始信号がオフになったと判定すると、ステップS4に進み、各油圧シリンダ3の異常に関する優先順位を判断する優先順位判断処理を行う。一方、ステップS3で、上記動作開始信号がオフになったと判定されないと、ステップS1に戻る。
Next, the process proceeds to step S3, where it is determined whether the operation start signal has been turned off. If it is determined in step S3 that the operation start signal corresponding to the final process of
次に、ステップS5に進み、ステップS2の異常診断処理に基づく判断結果と、ステップS4の優先順位判断処理に基づく判断結果とを、主機2に発報する。 Next, the process proceeds to step S5, where the result of the judgment based on the abnormality diagnosis process in step S2 and the result of the judgment based on the priority judgment process in step S4 are reported to the main unit 2.
次に、ステップS6に進み、工程No.のリセットを行う。これにより、ステップS2の異常診断処理に基づく判断結果の記憶データと、ステップS4の優先順位判断処理に基づく判断結果の記憶データとを消去して、異常診断制御を終了する。なお、ステップS6では、それらの記憶データに紐付けされた工程番号も削除される。 Next, proceed to step S6 and reset the process number. This erases the stored data of the judgment results based on the abnormality diagnosis process in step S2 and the stored data of the judgment results based on the priority judgment process in step S4, and ends the abnormality diagnosis control. Note that in step S6, the process numbers linked to these stored data are also deleted.
このような異常診断制御の処理によって全ての油圧シリンダ3の診断が行われる。 This abnormality diagnosis control process diagnoses all hydraulic cylinders 3.
<異常診断処理>
図5は、図4のステップS2の異常診断処理を説明するためのフローチャートである。この異常診断処理では、油圧シリンダ3A,3B,3Cのそれぞれに対して順方向および逆方向の駆動時の診断処理を行う。
<Abnormality Diagnosis Processing>
Fig. 5 is a flow chart for explaining the abnormality diagnosis process in step S2 in Fig. 4. In this abnormality diagnosis process, diagnosis processes are performed on each of the
上記異常診断処理が開始すると、まず、図5に示すステップS11に進み、油圧シリンダ3の動作を開始する。 When the abnormality diagnosis process starts, the process first proceeds to step S11 shown in FIG. 5, where the operation of the hydraulic cylinder 3 begins.
次に、ステップS12に進み、タイマーのカウントアップを開始する。 Next, proceed to step S12 and start counting up the timer.
次に、ステップS13に進み、油圧ポンプ12の吐出圧力Pと油圧ポンプ12の吐出流量Qとの積を積算する。より詳しく説明すると、圧力センサ15からの圧力信号が示す油圧ポンプ12の吐出圧力Pに、速度検出部22からの速度信号を用いて計算した油圧ポンプ12の吐出流量Qを掛け合わせた値を求め、この値を積算したPQ積算値Σ(P×Q)を得る。ここで、PQ積算値Σ(P×Q)は、工程における仕事量に対応する。なお、油圧ポンプ12の吐出流量Qに換えてモータ13の回転数Rを用いてもよい。
Next, proceed to step S13, and integrate the product of the discharge pressure P of the
次に、ステップS14に進み、圧力指令信号または流量指令信号が変化したか否かを判定する。このステップS14で、圧力指令信号または流量指令信号が変化したと判定すると、ステップS15に進む一方、圧力指令信号または流量指令信号が変化していないと判定すると、ステップS11に戻る。 Next, the process proceeds to step S14, where it is determined whether the pressure command signal or the flow command signal has changed. If it is determined in step S14 that the pressure command signal or the flow command signal has changed, the process proceeds to step S15, whereas if it is determined that the pressure command signal or the flow command signal has not changed, the process returns to step S11.
ステップS14からステップS15に進んだ場合、動作時診断の処理を行う。 If the process proceeds from step S14 to step S15, in-operation diagnosis processing is performed.
次に、ステップS16に進み、工程No.のカウントアップにより、ステップS15の動作時診断に基づく診断結果のデータを記憶して、この診断処理を終了する。なお、ステップS16では、その診断結果のデータに紐付けされた工程番号も記憶する。 Next, the process proceeds to step S16, where the process number is counted up, and the diagnostic result data based on the operational diagnosis in step S15 is stored, and the diagnostic process ends. Note that in step S16, the process number linked to the diagnostic result data is also stored.
<動作時診断処理>
図6は、油圧ユニット1の動作時診断処理を説明するためのフローチャートである。
<Diagnosis process during operation>
FIG. 6 is a flowchart for explaining the diagnostic process during operation of the
上記動作時診断処理が開始すると、図6に示すステップS21に進み、PQ積算値Σ(P×Q)を記録する。 When the above-mentioned operational diagnostic process starts, the process proceeds to step S21 shown in FIG. 6, and the PQ integrated value Σ(P×Q) is recorded.
次に、ステップS22に進み、タイマー値t(動作開始信号がオンになっている時間)を記録する。なお、タイマー値tは、一つの工程が開始してから上記工程が終了するまでに要する時間に相当する。 Next, proceed to step S22 and record the timer value t (the time that the operation start signal is on). The timer value t corresponds to the time required from the start of one process to the end of said process.
次に、ステップS23に進み、第1,第2閾値X1,X2が登録済であると判定すると、ステップS24に進む一方、第1,第2閾値X1,X2が登録済でないと判定すると、ステップS28に進む。 Next, the process proceeds to step S23. If it is determined that the first and second thresholds X1 and X2 have been registered, the process proceeds to step S24. If it is determined that the first and second thresholds X1 and X2 have not been registered, the process proceeds to step S28.
ステップS23からステップS28に進んだ場合、1回目のPQ積算値Σ(P×Q)の規定倍(例えば1.1倍)を第1閾値X1(所定の閾値)として記録した後、ステップS29に進み、1回目のタイマー値tの規定倍(例えば1.1倍)を第2閾値X2(所定の時間)として記録して、この動作時診断処理を終了する。ここで、PQ積算値Σ(P×Q)およびタイマー値tの規定倍は、個別に設定する。 When proceeding from step S23 to step S28, a specified multiple (e.g., 1.1 times) of the first PQ accumulated value Σ (P×Q) is recorded as the first threshold value X1 (predetermined threshold), and then the process proceeds to step S29, where a specified multiple (e.g., 1.1 times) of the first timer value t is recorded as the second threshold value X2 (predetermined time), and this operational diagnosis process ends. Here, the specified multiples of the PQ accumulated value Σ (P×Q) and the timer value t are set separately.
第1閾値X1および第2閾値X2は、油圧シリンダ3毎に、油圧シリンダ3の順方向の駆動時の値と逆方向の駆動時の値とを第1閾値テーブルに記録する。なお、第1閾値X1および第2閾値X2は、各工程番号毎の閾値テーブルに記録するようにしてもよい。 The first threshold value X1 and the second threshold value X2 are recorded in the first threshold value table for each hydraulic cylinder 3, as values when the hydraulic cylinder 3 is driven in the forward direction and values when the hydraulic cylinder 3 is driven in the reverse direction. Note that the first threshold value X1 and the second threshold value X2 may be recorded in a threshold value table for each process number.
この実施形態では、1回目のPQ積算値Σ(P×Q)およびタイマー値tを基準値として採用して、第1閾値X1および第2閾値X2を設定したが、予めシミューションや実験などにより第1閾値X1および第2閾値X2を設定してもよい。 In this embodiment, the first PQ accumulated value Σ(P×Q) and the timer value t are used as reference values to set the first threshold value X1 and the second threshold value X2, but the first threshold value X1 and the second threshold value X2 may be set in advance by simulation, experiment, or the like.
ステップS23からステップS24に進んだ場合、PQ積算値Σ(P×Q)が、予め登録された第1閾値X1(所定の閾値)以上であるか否かを判定する。このステップS24で、PQ積算値Σ(P×Q)が、第1閾値X1以上であると判定したとき、ステップS25に進む一方、PQ積算値Σ(P×Q)が、第1閾値X1未満であると判定したとき、ステップS30に進む。 When proceeding from step S23 to step S24, it is determined whether the PQ accumulated value Σ(P×Q) is equal to or greater than a preregistered first threshold value X1 (predetermined threshold value). In this step S24, if it is determined that the PQ accumulated value Σ(P×Q) is equal to or greater than the first threshold value X1, it proceeds to step S25, whereas if it is determined that the PQ accumulated value Σ(P×Q) is less than the first threshold value X1, it proceeds to step S30.
ステップS24からステップS30に進んだ場合、PQ積算値Σ(P×Q)の変化率を算出して記録する。ここで、上記変化率は、次式に示すように、前回のPQ積算値Σ(P×Q)と今回のPQ積算値Σ(P×Q)の変化分との比の百分率である。
When the process proceeds from step S24 to step S30, the rate of change of the PQ integrated value Σ(P×Q) is calculated and recorded. Here, the rate of change is the percentage of the ratio of the change in the previous PQ integrated value Σ(P×Q) to the current PQ integrated value Σ(P×Q), as shown in the following formula.
次に、ステップS31に進み、ステップS30で算出した変化率から次のPQ積算値Σ(P×Q)を推定する。 Next, proceed to step S31 and estimate the next PQ integrated value Σ(P×Q) from the rate of change calculated in step S30.
次に、ステップS32に進み、ステップS31で推定された次のPQ積算値Σ(P×Q)が、第1閾値X1以上であると判定すると、ステップS27に進む一方、上記次のPQ積算値Σ(P×Q)が、第1閾値X1未満であると判定すると、この動作時診断処理を終了する。 Next, the process proceeds to step S32. If it is determined that the next PQ accumulated value Σ(P×Q) estimated in step S31 is equal to or greater than the first threshold value X1, the process proceeds to step S27. On the other hand, if it is determined that the next PQ accumulated value Σ(P×Q) is less than the first threshold value X1, the process ends the in-operation diagnostic process.
ステップS24からステップS25に進んだ場合、タイマー値tが、予め登録された第2閾値X2(所定の時間)以上であるか否かを判定する。このステップS25で、タイマー値tが第2閾値X2以上であると判定すると、ステップS26に進み、異常登録処理を行って、この動作時診断処理を終了する。一方、ステップS25で、タイマー値tが第2閾値X2未満であると判定すると、ステップS27に進み、警告登録処理を行って、この動作時診断処理を終了する。 When the process proceeds from step S24 to step S25, it is determined whether the timer value t is equal to or greater than the second threshold value X2 (predetermined time) registered in advance. If it is determined in step S25 that the timer value t is equal to or greater than the second threshold value X2, the process proceeds to step S26, where an abnormality registration process is performed, and the operation-time diagnosis process is terminated. On the other hand, if it is determined in step S25 that the timer value t is less than the second threshold value X2, the process proceeds to step S27, where a warning registration process is performed, and the operation-time diagnosis process is terminated.
<異常登録処理>
図7は、油圧ユニット1の異常登録処理を説明するためのフローチャートである。
<Abnormal registration process>
FIG. 7 is a flowchart for explaining the abnormality registration process of the
上記異常登録処理が開始すると、図7に示すステップS51に進み、パッキンの劣化と判定し、ステップS52に進み、当該油圧シリンダの異常登録を行った後、この異常登録処理を終了する。 When the abnormality registration process starts, the process proceeds to step S51 shown in FIG. 7, where it is determined that the packing has deteriorated, and then to step S52, where an abnormality is registered for the hydraulic cylinder, after which the abnormality registration process ends.
<警告登録処理>
図8は、油圧ユニット1の警告登録処理を説明するためのフローチャートである。
<Warning registration process>
FIG. 8 is a flowchart for explaining the warning registration process of the
上記警告登録処理が開始すると、図8に示すステップS61に進み、パッキンの劣化の予兆と判定し、ステップS62に進み、当該油圧シリンダの警告登録を行った後、この警告登録処理を終了する。 When the warning registration process starts, the process proceeds to step S61 shown in FIG. 8, where it is determined that there is a sign of packing deterioration, and then to step S62, where a warning is registered for the hydraulic cylinder, after which the warning registration process ends.
<優先順位判断処理>
図9は、油圧ユニット1の優先順位判断処理を説明するためのフローチャートである。
<Priority determination process>
FIG. 9 is a flowchart for explaining the priority order determination process of the
上記優先順位判断処理が開始すると、図9に示すステップS71に進み、現在のPQ積算値Σ(P×Q)が、予め登録された第1閾値X1以上であるか否かを判定する。このステップS71で、現在のPQ積算値Σ(P×Q)が第1閾値X1以上であると判定すると、ステップS72に進む一方、現在のPQ積算値Σ(P×Q)が第1閾値X1未満であると判定すると、ステップS72をスキップして、ステップS73に進む。 When the priority order determination process starts, the process proceeds to step S71 shown in FIG. 9, where it is determined whether the current PQ accumulated value Σ(P×Q) is equal to or greater than the first threshold value X1 that has been registered in advance. If it is determined in step S71 that the current PQ accumulated value Σ(P×Q) is equal to or greater than the first threshold value X1, the process proceeds to step S72. However, if it is determined that the current PQ accumulated value Σ(P×Q) is less than the first threshold value X1, step S72 is skipped and the process proceeds to step S73.
ステップS71からステップS72に進んだ場合、現在のPQ積算値Σ(P×Q)と第1閾値X1との偏差△R1が大きい順で、工程1,2,・・・の異常順位(異常の程度の高い順)をソートする。別の言い方をすると、偏差△R1を次式で求め、工程1,2,・・・の異常順位を偏差△R1の大きい順に並べ換える。
When proceeding from step S71 to step S72, the abnormality rankings (order of severity of abnormality) of
△R1 = 現在のPQ積算値Σ(P×Q)-第1閾値X1
ステップS71またはS72からステップS73に進んだ場合、次のPQ積算値Σ(P×Q)が第1閾値X1以上であるか否かを判定する。このステップS73で、次のPQ積算値Σ(P×Q)が、第1閾値X1以上であると判定すると、ステップS74に進む一方、次のPQ積算値Σ(P×Q)が、第1閾値X1未満であると判定すると、ステップS74をスキップして、ステップS75に進む。
ΔR1=current PQ integrated value Σ(P×Q)−first threshold value X1
When proceeding from step S71 or S72 to step S73, it is determined whether the next PQ accumulated value Σ(P×Q) is equal to or greater than the first threshold value X1. If it is determined in step S73 that the next PQ accumulated value Σ(P×Q) is equal to or greater than the first threshold value X1, the process proceeds to step S74. If it is determined that the next PQ accumulated value Σ(P×Q) is less than the first threshold value X1, the process skips step S74 and proceeds to step S75.
ステップS74に進んだ場合、次のPQ積算値Σ(P×Q)と第1閾値X1との偏差△R2が大きい順で、工程1,2,・・・の警告順位(警告の程度の高い順)をソートする。別の言い方をすると、偏差△R2を次式で求め、工程1,2,・・・の異常順位を偏差△R2の大きい順に並べ換える。
If the process proceeds to step S74, the warning rankings (in descending order of severity) of
△R1 = 次のPQ積算値Σ(P×Q)h-第1閾値X1
次に、ステップS75で全ての工程の診断が完了したと判定すると、この優先順位判断処理を終了する。
ΔR1 = next PQ integrated value Σ(P×Q)h - first threshold value X1
Next, when it is determined in step S75 that the diagnosis of all the processes has been completed, the priority order determination process ends.
上記構成の油圧ユニット1において、ユニット制御装置20は、工程1,2,・・・のうち、油圧シリンダ3の動作を伴う工程(以下、診断対象工程)が開始するとき、この工程が行われている間、圧力センサ15で検出された油圧ポンプ12の吐出圧力Pと、速度検出部22からの速度信号を用いて計算した油圧ポンプ12の吐出流量Qとに基づいて、PQ積算値Σ(P×Q)を得る。そして、PQ積算値Σ(P×Q)が第1閾値X1以上であるとき、油圧シリンダ3で所定量を超える作動油の漏れが発生していると判定する。このとき、ユニット制御装置20は、動作開始信号、圧力指令信号、流量指令信号および工程番号の少なくとも一つに基づいて、油圧シリンダ3A,3B,3Cのうちのどれが動作しているかも判定する。
In the
このようにして、上記動作開始信号、圧力指令信号、流量指令信号および工程番号の少なくとも一つに基づいて、油圧シリンダ3A,3B,3C毎に作動油の漏れを判定することができる。
In this way, hydraulic oil leakage can be determined for each of the
また、圧力センサ15および速度検出部22を用いて油圧シリンダ3の異常を診断する。これにより、油圧シリンダ3A,3B,3Cのそれぞれに異常を診断する機器を別途設ける必要がない。その結果、油圧シリンダ3の異常を診断するための構成を簡素にできる。
In addition, the
また、主機2側で油圧シリンダ3A,3B,3Cの油漏れに起因するトラブルが甚大になる前に、優先順位を決めた順に部品交換などの対策を行うことができる。
In addition, before problems caused by oil leakage from
また、ユニット制御装置20は、油圧シリンダ3毎に、工程1,2,・・・が繰り返し行われるときのPQ積算値Σ(P×Q)の変化の傾向を用いて、次に測定されるPQ積算値Σ(P×Q)を推定し、当該推定されたPQ積算値Σ(P×Q)が第1閾値X1以上であるとき、油圧シリンダ3A,3B,3Cで所定量を超える作動油の漏れが次の工程で発生すると判定する。
The
このように、次に測定されるPQ積算値Σ(P×Q)を推定することにより、油圧シリンダ3での作動油の漏れが深刻になる前に対策を行うことができる。 In this way, by estimating the next measured PQ integrated value Σ(P×Q), measures can be taken before the hydraulic oil leak in the hydraulic cylinder 3 becomes serious.
また、ユニット制御装置20は、工程1,2,・・・の時間を測定して、PQ積算値Σ(P×Q)が第1閾値X1以上であり、かつ、工程1,2,・・・の時間が第2閾値X2未満であるとき、油圧シリンダ3における作動油の漏れの度合いは比較的軽度であると判定する。作動油の漏れの度合いは比較的軽度である場合は、主機2に警告を通知する。
The
一方、PQ積算値Σ(P×Q)が第1閾値X1以上であり、かつ、工程1,2,・・・の時間が第2閾値X2以上であるとき、油圧シリンダ3における作動油の漏れの度合いは比較的重度であると判定する。作動油の漏れの度合いは比較的重度である場合は、主機2に異常を通知する。
On the other hand, when the PQ integrated value Σ(P×Q) is equal to or greater than the first threshold value X1 and the time for
これにより、油圧シリンダ3における作動油の漏れの度合いが比較的軽度であるか比較的重度であるかを容易に判定でき、その判定結果によって最適な対策を取ることができる。 This makes it easy to determine whether the degree of hydraulic oil leakage in the hydraulic cylinder 3 is relatively minor or relatively major, and the most appropriate measures can be taken based on the results of this determination.
また、第1閾値X1は、油圧シリンダ3の順方向の駆動時と逆方向の駆動時で異なる値が設定されている。したがって、油圧シリンダ3の順方向の駆動時と逆方向の駆動時の少なくともいずれか一方で負荷がかかる動作を行った場合、油圧シリンダ3の順方向の駆動時と逆方向の駆動時のどちらでも、作動油の漏れを正確に判定できる。 The first threshold value X1 is set to a different value when the hydraulic cylinder 3 is driven in the forward direction and when it is driven in the reverse direction. Therefore, if an operation that applies a load is performed when the hydraulic cylinder 3 is driven in at least one of the forward direction and reverse direction, leakage of hydraulic oil can be accurately determined when the hydraulic cylinder 3 is driven in either the forward direction or reverse direction.
ここで、油圧シリンダ3の順方向とは、油圧シリンダ3のロッド33が突出する側にピストン32が移動する方向である。また、油圧シリンダ3の逆方向とは、油圧シリンダ3のロッド33が没入する側にピストン32が移動する方向である。 Here, the forward direction of the hydraulic cylinder 3 is the direction in which the piston 32 moves to the side where the rod 33 of the hydraulic cylinder 3 protrudes. The reverse direction of the hydraulic cylinder 3 is the direction in which the piston 32 moves to the side where the rod 33 of the hydraulic cylinder 3 retracts.
また、第2閾値X2は、油圧シリンダ3の順方向の駆動時と逆方向の駆動時で異なる値が設定されている。したがって、油圧シリンダ3の順方向の駆動時と逆方向の駆動時のどちらの場合でも、作動油の漏れを正確に判定できる。 The second threshold value X2 is set to a different value when the hydraulic cylinder 3 is driven in the forward direction and when it is driven in the reverse direction. Therefore, leakage of hydraulic oil can be accurately determined when the hydraulic cylinder 3 is driven in both the forward direction and the reverse direction.
なお、本実施形態において油圧ポンプ12に、油圧ポンプ12の容量を検出する容量検出部12a(図1参照)を設けてもよい。この場合、油圧ポンプ12として可変容量型ポンプを用い、モータ13として定速モータを用いてもよい。油圧ポンプ12として可変容量型ポンプを用いる場合であっても、油圧ポンプ12の吐出流量は、容量検出部12aにより検出されたポンプ容量とモータ13の単位時間当たりの回転数との積で求められる。
In this embodiment, the
<油圧シリンダの動作方向に応じたパッキン交換>
油圧シリンダ3A,3B,3Cは、ピストン32がキャップ側からロッド側に押し出される順方向の駆動と、ピストン32がロッド側からキャップ側に戻される逆方向の駆動とによりピストン32が往復動する。
<Replacing packing according to the operating direction of the hydraulic cylinder>
In the
ピストン32がロッド側に押し出される順方向の加圧時のみQ積算値Σ(P×Q)の変化率が大きいことによって、油圧ユニット1から異常が発報された場合は、シリンダチューブ31とピストン32とをシールするピストンパッキンを交換する。
If the rate of change of the Q integrated value Σ(P×Q) is large only when pressure is applied in the forward direction, pushing the piston 32 toward the rod, and an abnormality is reported from the
一方、ピストン32がキャップ側に押し戻される逆方向の加圧時のみQ積算値Σ(P×Q)の変化率が大きいことによって、油圧ユニット1から異常が発報された場合は、シリンダチューブ31とロッド33とをシールするロッドパッキンを交換する。
On the other hand, if the rate of change of the Q integrated value Σ(P×Q) is large only when pressure is applied in the reverse direction, pushing the piston 32 back toward the cap, and an abnormality is reported from the
なお、キャップ側に戻る逆方向の加圧時とロッド側に押し出される順方向の加圧時の両方ともQ積算値Σ(P×Q)の変化率が大きいことに起因して、油圧ユニット1から異常が発報された場合は、ピストンパッキンとロッドパッキンを交換する。
If an abnormality is reported from
上記実施形態では、油圧ユニット1の異常診断を、主機2が通常の運転を行っているときに同時に実行したが、異常診断専用モードで主機2を運転して異常診断を行ってもよい。
In the above embodiment, abnormality diagnosis of the
上記実施形態では、3つの油圧シリンダ3A,3B,3Cを駆動する油圧ユニット1について説明したが、油圧シリンダの数はこれに限らず、1または2または4以上の油圧シリンダを駆動する油圧ユニットに本開示を適用してもよい。
In the above embodiment, a
上記実施形態では、吐出流路14に流量センサを設けていなかったが、吐出流路14に流量センサを設けてもよい。このようにした場合、ポンプ容量とモータ13の単位時間当たりの回転数との積で油圧ポンプ12の吐出流量を求めなくても、油圧ポンプ12の吐出流量は流量センサで検出できる。
In the above embodiment, a flow rate sensor was not provided in the
上記実施形態では、工程1,2,・・・のそれぞれで1つの油圧シリンダ3が動作していたが、工程1,2,・・・のそれぞれで複数の油圧シリンダ3が動作するようにしてもよい。このようにする場合も、工程1,2,・・・のそれぞれで動作する油圧シリンダ3を識別可能となるように構成した動作開始信号が、主機制御装置5からユニット制御装置20に入力されるようにしてもよい。
In the above embodiment, one hydraulic cylinder 3 operates in each of
上記実施形態では、ユニット制御装置20は、工程1に対応する動作開始信号に基づいて、工程1の開始を判定していたが、方向切換弁4への励磁信号に基づいて、工程1の開始を判定するようにしてもよいし、方向切換弁4からのモニタ信号に基づいて、工程1の開始を判定するようにしてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、ユニット制御装置20は、工程1,工程2,・・・に対応する動作開始信号に基づいて、工程1,工程2,・・・の開始を判定していたが、圧力指令信号および回転数指令信号のうちの少なくとも一方の変化に基づいて、工程2,工程3,・・・の開始を判定するようにしてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、ステップS1では、上記動作開始信号が入力されたと判定したときに、ステップS2に進むようにしていたが、方向切換弁4へ励磁信号が送られたと判定したときに、ステップS2に進むようにしてもよい。このようにする場合、例えば、方向切換弁4へ励磁信号を出力されたことを示す信号が、主機制御装置5からユニット制御装置20に出力されるようにする。
In the above embodiment, in step S1, when it is determined that the operation start signal has been input, the process proceeds to step S2. However, it may also proceed to step S2 when it is determined that an excitation signal has been sent to the directional control valve 4. In this case, for example, a signal indicating that an excitation signal has been output to the directional control valve 4 is output from the main
上記実施形態では、ステップS1では、上記動作開始信号が入力されたと判定したときに、ステップS2に進むようにしていたが、方向切換弁4から出力されるモニタ信号が変化したと判定したときに、ステップS2に進むようにしてもよい。このようにする場合、例えば、方向切換弁4から出力されるモニタ信号が変化したこと示す信号が、主機制御装置5からユニット制御装置20に出力されるようにする。
In the above embodiment, in step S1, when it is determined that the operation start signal has been input, the process proceeds to step S2. However, it may also proceed to step S2 when it is determined that the monitor signal output from the directional control valve 4 has changed. In this case, for example, a signal indicating that the monitor signal output from the directional control valve 4 has changed is output from the main
上記実施形態では、PQ積算値Σ(P×Q)が、予め登録された第1閾値X1以上であるか否かを判定していたが、PQ積算値Σ(P×Q)から所定の初期値を引いた値が、予め登録された第1閾値X1以上であるか否かを判定するようにしてもよい。別の言い方をすれば、ステップS24において、「PQ積算値Σ(P×Q)」に換えて、「PQ積算値Σ(P×Q)と所定の初期値との差」を用いてもよい。このようにする場合、ステップS24の変更と同様の変更をステップS32,S71,S73でも行ってもよい。 In the above embodiment, it was determined whether the PQ accumulated value Σ(P×Q) was equal to or greater than the first threshold value X1 registered in advance, but it may be determined whether the value obtained by subtracting a predetermined initial value from the PQ accumulated value Σ(P×Q) is equal to or greater than the first threshold value X1 registered in advance. In other words, in step S24, the "difference between the PQ accumulated value Σ(P×Q) and a predetermined initial value" may be used instead of the "PQ accumulated value Σ(P×Q)". In this case, the same changes as those in step S24 may also be made in steps S32, S71, and S73.
上記実施形態では、前回のPQ積算値Σ(P×Q)に対する今回のPQ積算値Σ(P×Q)の変化率を用いて、次のPQ積算値Σ(P×Q)を推定したが、動作時診断処理が複数回行われたとき、PQ積算値Σ(P×Q)の変化の傾向として近似曲線などを用いて、次のPQ積算値Σ(P×Q)を推定するようにしてもよい。 In the above embodiment, the next PQ accumulated value Σ(P×Q) was estimated using the rate of change of the current PQ accumulated value Σ(P×Q) relative to the previous PQ accumulated value Σ(P×Q). However, when the in-operation diagnostic process is performed multiple times, the next PQ accumulated value Σ(P×Q) may be estimated using an approximation curve or the like as the trend of change in the PQ accumulated value Σ(P×Q).
上記実施形態では、ステップS24で、PQ積算値Σ(P×Q)が第1閾値X1以上であると判定したとき、ステップS25を経て、ステップS26またはS27に進んでいたが、ステップS24で、PQ積算値Σ(P×Q)が第1閾値X1以上であると判定したとき、ステップS25を経ずに、ステップS26に進むようにしてもよい。要するに、図6のフローチャートは、ステップS25を無くすように変形してもよい。 In the above embodiment, when it is determined in step S24 that the PQ accumulated value Σ(P×Q) is equal to or greater than the first threshold value X1, the process proceeds to step S26 or S27 via step S25. However, when it is determined in step S24 that the PQ accumulated value Σ(P×Q) is equal to or greater than the first threshold value X1, the process may proceed to step S26 without passing through step S25. In short, the flowchart in FIG. 6 may be modified so as to eliminate step S25.
上記実施形態において、油圧ポンプ12の吐出流量Qに換えてモータ13の回転数Rを用いる場合、油圧ポンプ12の吐出圧力Pとモータ13の回転数Rとの積を積算することでPR積算値Σ(P×R)を求めて、このPR積算値Σ(P×R)が所定の閾値以上であるとき、油圧シリンダ3で所定量を超える作動油の漏れが発生していると判定してもよい。
In the above embodiment, when the rotation speed R of the
本開示の具体的な実施の形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、本開示の範囲内で種々変更して実施することができる。 Specific embodiments of the present disclosure have been described above, but the present disclosure is not limited to the above embodiments and can be modified and implemented in various ways within the scope of the present disclosure.
1 油圧ユニット
2 主機
3,3A,3B,3C 油圧シリンダ
4,4A,4B,4C 方向切換弁
5 主機制御装置
11 油タンク
12 油圧ポンプ
12a 容量検出部
13 モータ
14 吐出流路
15 圧力センサ
16 パルスジェネレータ(回転数センサ)
20 ユニット制御装置(制御部)
21 PQ制御部
22 速度検出部
23 速度制御部
24 インバータ
25 異常判定部
31 シリンダチューブ
32 ピストン
33 ロッド
REFERENCE SIGNS
20 Unit control device (control unit)
21
Claims (4)
上記油圧ポンプ(12)を駆動するモータ(13)と、
上記油圧ポンプ(12)が吐出する作動油の圧力(P)を検出する圧力センサ(15)と、
上記油圧シリンダ(3A,3B,3C)の動作を伴う工程中に上記モータ(13)を制御する制御部(20)と
を備え、
上記制御部(20)は、
上記工程が開始してから上記工程が終了するまでの間、上記油圧ポンプ(12)が吐出する作動油の圧力(P)と上記油圧ポンプ(12)が吐出する作動油の流量(Q)との積の積算値(Σ(P×Q))を算出し、
上記積算値(Σ(P×Q))が所定の閾値(X1)以上であるとき、上記油圧シリンダ(3A,3B,3C)で所定量を超える作動油の漏れが発生していると判定する、油圧ユニット。 A hydraulic pump (12) for supplying hydraulic oil to the hydraulic cylinders (3A, 3B, 3C);
A motor (13) for driving the hydraulic pump (12);
a pressure sensor (15) for detecting a pressure (P) of hydraulic oil discharged by the hydraulic pump (12);
a control unit (20) for controlling the motor (13) during a process involving the operation of the hydraulic cylinders (3A, 3B, 3C);
The control unit (20)
Calculating an integrated value (Σ(P×Q)) of the product of the pressure (P) of the hydraulic oil discharged by the hydraulic pump (12) and the flow rate (Q) of the hydraulic oil discharged by the hydraulic pump (12) from the start of the process to the end of the process;
When the integrated value (Σ(P×Q)) is equal to or greater than a predetermined threshold value (X1), the hydraulic unit determines that a leakage of hydraulic oil exceeding a predetermined amount is occurring in the hydraulic cylinder (3A, 3B, 3C).
上記制御部(20)は、
上記工程が繰り返し行われるときの上記積算値(Σ(P×Q))の変化の傾向を用いて、次の上記工程で測定される上記積算値(Σ(P×Q))を推定し、
この推定された上記積算値(Σ(P×Q))が上記所定の閾値(X1)以上であるとき、上記油圧シリンダ(3A,3B,3C)で所定量を超える作動油の漏れが上記次の工程で発生すると判定する、油圧ユニット。 2. The hydraulic unit according to claim 1,
The control unit (20)
Using a tendency of change in the integrated value (Σ(P×Q)) when the process is repeated, the integrated value (Σ(P×Q)) to be measured in the next process is estimated;
When this estimated integrated value (Σ(P×Q)) is equal to or greater than the predetermined threshold value (X1), the hydraulic unit determines that a leakage of hydraulic oil exceeding a predetermined amount will occur in the hydraulic cylinder (3A, 3B, 3C) in the next process.
上記制御部(20)は、
上記積算値(Σ(P×Q))が上記所定の閾値(X1)以上であり、かつ、上記工程が開始したと判定して上記工程が終了したと判定するまでの時間が所定の時間(X2)未満であるとき、上記油圧シリンダ(3A,3B,3C)における作動油の漏れの度合いは比較的軽度と判定する一方、
上記積算値(Σ(P×Q))が上記所定の閾値(X1)以上であり、かつ、上記工程が開始した判定してから上記工程が終了したと判定するまでの時間が上記所定の時間(X2)以上であるとき、上記油圧シリンダ(3A,3B,3C)における作動油の漏れの度合いは比較的重度と判定する、ことを特徴とする油圧ユニット。 3. The hydraulic unit according to claim 1,
The control unit (20)
When the integrated value (Σ(P×Q)) is equal to or greater than the predetermined threshold value (X1) and the time from when it is determined that the process has started to when it is determined that the process has ended is less than a predetermined time (X2), the degree of leakage of hydraulic oil from the hydraulic cylinders (3A, 3B, 3C) is determined to be relatively light,
When the integrated value (Σ(P×Q)) is equal to or greater than the predetermined threshold value (X1) and the time from when it is determined that the process has started to when it is determined that the process has ended is equal to or greater than the predetermined time (X2), the degree of leakage of hydraulic oil in the hydraulic cylinders (3A, 3B, 3C) is determined to be relatively severe.
請求項1から3までのいずれか一項に記載の油圧ユニットにおいて、
上記所定の閾値(X1)は、上記油圧シリンダ(3A,3B,3C)の順方向の駆動時と上記油圧シリンダ(3A,3B,3C)の逆方向の駆動時とで異なる値が設定されている、油圧ユニット。 Infringement detection level B (determined at the time of basic application consultation)
A hydraulic unit according to any one of claims 1 to 3,
A hydraulic unit, wherein the predetermined threshold value (X1) is set to a different value when the hydraulic cylinders (3A, 3B, 3C) are driven in a forward direction and when the hydraulic cylinders (3A, 3B, 3C) are driven in a reverse direction.
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