JPH0442765Y2 - - Google Patents
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- JPH0442765Y2 JPH0442765Y2 JP4958587U JP4958587U JPH0442765Y2 JP H0442765 Y2 JPH0442765 Y2 JP H0442765Y2 JP 4958587 U JP4958587 U JP 4958587U JP 4958587 U JP4958587 U JP 4958587U JP H0442765 Y2 JPH0442765 Y2 JP H0442765Y2
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Description
【考案の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本考案は、液圧アクチユエータを負荷装置とし
た材料試験機に関し、特にアクチユエータを流量
制御型のサーボ弁によつて駆動するものに関す
る。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a material testing machine using a hydraulic actuator as a load device, and particularly relates to one in which the actuator is driven by a flow rate control type servo valve.
[従来の技術]
液圧アクチユエータを負荷装置として備えた材
料試験機では、アクチユエータを流量制御型サー
ボ弁、圧力制御型サーボ弁、圧力・流量制御型サ
ーボ弁等によつて駆動している。また、クローズ
ドループでサーボ弁を使用する方法も採用されて
いる。[Prior Art] In a material testing machine equipped with a hydraulic actuator as a load device, the actuator is driven by a flow rate control type servo valve, a pressure control type servo valve, a pressure/flow rate control type servo valve, or the like. Another approach is to use a servo valve in a closed loop.
[考案が解決しようとする問題点]
オープンループでバルブの開度に応じて流量を
制御する流量制御型サーボ弁を使用する場合は、
第2図イに示すように操作つまみの操作量に1対
1の割合で制御信号を出力し操作部の操作角と比
例した流量が与えられる。そのため零点(ホール
ド位置)付近での調節が難しく一般的に負荷シリ
ンダ内の圧力を制御することは非常に困難である
という問題点があつた。また、圧力制御型サーボ
弁を使用する場合は、ラムストロークを移動させ
る場合に流量が不足するという問題点があつた。
圧力・流量制御型サーボ弁は両者を制御しうる点
都合がよいが非常に高価であるという問題点があ
つた。[Problems to be solved by the invention] When using a flow rate control type servo valve that controls the flow rate according to the opening degree of the valve in an open loop,
As shown in FIG. 2A, a control signal is output at a ratio of 1:1 to the operating amount of the operating knob, and a flow rate proportional to the operating angle of the operating section is provided. Therefore, there was a problem in that adjustment near the zero point (hold position) was difficult and it was generally very difficult to control the pressure inside the load cylinder. Furthermore, when using a pressure-controlled servo valve, there is a problem in that the flow rate is insufficient when moving the ram stroke.
Pressure/flow control type servo valves are convenient in that they can control both, but they have the problem of being very expensive.
クローズドループでサーボ弁を使用する場合
は、フイードバツク信号としてストローク信号を
用いた場合に荷重値をコントロールすることが困
難となる。フイードバツク信号として、荷重が加
わるまではストローク信号を用い、荷重が加わつ
た場合には荷重信号に切換えて用いる場合では、
試験片が塑性域に達した場合に制御不能となると
いう問題点があつた。 When using a servo valve in a closed loop, it is difficult to control the load value when a stroke signal is used as a feedback signal. When using a stroke signal as a feedback signal until a load is applied, and then switching to a load signal when a load is applied,
There was a problem that the test piece became uncontrollable when it reached the plastic region.
そこで本考案は上記のように各種サーボ弁にお
けるそれぞれ問題点を考慮してなされたものであ
り、一般によく使用される流量制御型のサーボ弁
を使用した場合でも圧力制御を容易に行なうこと
ができる材料試験機を提供することを目的とす
る。 Therefore, this invention was devised in consideration of the problems with various servo valves as mentioned above, and it is possible to easily control pressure even when using commonly used flow rate control type servo valves. The purpose is to provide a material testing machine.
[問題点を解決するための手段]
本考案は上記問題点を解決するために次のよう
な構成を採用した。[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention employs the following configuration.
すなわち、本考案にかかる材料試験機は、液圧
アクチユエータを負荷装置とし、操作部の操作量
に応じて出力されるバルブ開度信号によつて制御
される流量制御型のサーボ弁によりアクチユエー
タを駆動するようにした材料試験機であつて、サ
ーボ弁のスリーブポート穴の形状を端部側の開口
面積が小さく中央部の開口面積がこれよりも大き
くなるような形状とするとともに、操作部の零点
付近で操作量の変化に対し出力のバルブ開度信号
の変化を小さくする信号変換手段を設けたことを
特徴としている。 In other words, the material testing machine according to the present invention uses a hydraulic actuator as a load device, and drives the actuator with a flow rate control type servo valve that is controlled by a valve opening signal output according to the amount of operation of the operation section. In this material testing machine, the shape of the sleeve port hole of the servo valve is such that the opening area at the end is small and the opening area at the center is larger than this, and the zero point of the operating section is It is characterized by the provision of signal conversion means that reduces changes in the output valve opening degree signal in response to changes in the manipulated variable in the vicinity.
[作用]
サーボ弁のスリーブポート穴の形状を端部側の
開口面積が中央よりも小さい形状にすることによ
つて、サーボ弁の入力電流に対し出力流量の特性
を入力電流が小さい範囲で変化量が小さくなる特
性とすることができる。また、信号変換手段によ
つて操作部の零点付近では操作量の変化に対し出
力のバルブ開度信号の変化が他の部分におけるよ
りも小さくなるので、零点付近における出力の微
調節が容易となる。これら出力流量特性の変更と
操作部の微調節が容易となることによつて圧力制
御が精度よく行なわれる。[Function] By making the shape of the sleeve port hole of the servo valve so that the opening area on the end side is smaller than the center, the characteristics of the output flow rate with respect to the input current of the servo valve can be changed within a range where the input current is small. The characteristic can be such that the amount is small. Furthermore, due to the signal conversion means, the change in the output valve opening signal in response to a change in the manipulated variable is smaller near the zero point of the operating section than in other parts, making it easy to finely adjust the output near the zero point. . Pressure control can be performed with high precision by making it easy to change these output flow characteristics and finely adjust the operating section.
[実施例]
第1図は本考案の実施例である材料試験機の構
成を示すブロツク図である。試験片1はテーブル
2,3の図示しないチヤツクによつて保持され
る。下側テーブル3はアクチユエータ5のラム6
に接続されており、ラム6の動きに連動して上下
動する。アクチユエータ5の駆動は、油圧ポンプ
9から送られてくる圧油を流量制御型サーボ弁8
で制御することによつて行なわれる。試験片1の
変位は、アクチユエータ5のラム6の変位として
ラムストローク検出器10によつて検出され、ス
トローク検出信号はCPUを中心に構成された入
出力装置14に入力され、ストローク値が求めら
れる。また、試験片1への荷重は、荷重検出器1
2によつて検出され、荷重検出信号はロードアン
プ13で増幅され、入出力装置14へ入力されて
荷重値がCPUの演算処理によつて求められる。
演算結果は表示装置22で表示される。[Example] FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a material testing machine that is an example of the present invention. The test piece 1 is held by chucks (not shown) on tables 2 and 3. The lower table 3 is the ram 6 of the actuator 5.
It moves up and down in conjunction with the movement of the ram 6. The actuator 5 is driven by using pressure oil sent from a hydraulic pump 9 through a flow rate control type servo valve 8.
This is done by controlling the The displacement of the test piece 1 is detected as the displacement of the ram 6 of the actuator 5 by the ram stroke detector 10, and the stroke detection signal is input to the input/output device 14 mainly composed of the CPU to obtain the stroke value. . In addition, the load on the test piece 1 is measured by the load detector 1.
2, the load detection signal is amplified by the load amplifier 13, inputted to the input/output device 14, and the load value is determined by the arithmetic processing of the CPU.
The calculation results are displayed on the display device 22.
一方入出力装置14へはバルブ開度設定つまみ
16の操作角に比例して出力される電圧信号が入
力する。入出力装置14には、この入力電圧を
A/D変換するA/D変換器17と、A/D変換
器17から出力されるデイジタルの設定信号を第
2図ロに示すように設定つまみ16の零点付近で
変化量が他の部分よりも小さくなるように変換し
て出力する変換回路18と、変換回路18で変換
された出力信号をアナログ信号に変換するD/A
変換器19が設けられている。変換回路18から
出力された出力信号はD/A変換器19を経てア
ナログ信号としてサーボアンプ20に供給され、
サーボ弁8を開閉操作する。 On the other hand, a voltage signal that is output in proportion to the operating angle of the valve opening setting knob 16 is input to the input/output device 14 . The input/output device 14 includes an A/D converter 17 that A/D converts this input voltage, and a setting knob 16 that converts the digital setting signal output from the A/D converter 17 as shown in FIG. a conversion circuit 18 that converts and outputs the change so that the amount of change is smaller near the zero point than other parts; and a D/A that converts the output signal converted by the conversion circuit 18 into an analog signal.
A converter 19 is provided. The output signal output from the conversion circuit 18 is supplied to the servo amplifier 20 as an analog signal via the D/A converter 19.
Open and close the servo valve 8.
変換回路18は、ROM、RAM等によつて構
成され、入出力装置14のCPUの処理によつて
ソフトウエアで変換操作が行なわれるようになつ
ている。変換回路18は上記したように第2図イ
に示す設定つまみ16からの線形の出力信号を、
同図ロに示すように非線形に変換し、サーボ弁8
によつて調節される油の流量も同図に示すような
特性曲線に従つて変化することになる。 The conversion circuit 18 is constituted by ROM, RAM, etc., and the conversion operation is performed by software through the processing of the CPU of the input/output device 14. As mentioned above, the conversion circuit 18 converts the linear output signal from the setting knob 16 shown in FIG.
As shown in Figure B, the servo valve 8 is converted into a nonlinear
The oil flow rate regulated by will also change according to the characteristic curve shown in the figure.
また、第4図に示す流量制御型サーボ弁8のス
リーブ30のポート穴33の形状が第5図に示す
ように、端部側の開口面積が中央部の開口面積も
小さい形状、例えば等脚台形状に形成されてい
る。このようなポート穴の形状にすることで、第
6図イに示す従来の出力流量の線形特性が、同図
ロに示すように入力電流の零付近で出力流量が小
さくなる非線形特性となる。図中、40はスプー
ル、41はコイルボビン、42はノズル、43は
フイールドバツクばね、44はアマチユア、45
はヨークである。 In addition, the shape of the port hole 33 of the sleeve 30 of the flow rate control type servo valve 8 shown in FIG. It is formed into a trapezoid shape. With such a shape of the port hole, the conventional linear characteristic of the output flow rate shown in FIG. In the figure, 40 is a spool, 41 is a coil bobbin, 42 is a nozzle, 43 is a field back spring, 44 is an armature, 45
is a yoke.
本考案にかかる材料試験機は、上記したように
バルブ開度つまみ16の零点付近における出力の
微調節が容易になるように変換されるとともに、
サーボ弁のスリーブポート穴の形状を変更して調
節入力信号の零付近で出力流量を小さくするよう
にしてあるので、これら両方の効果によつて流量
制御型サーボ弁を使用する場合でも圧力制御を行
なうことができる。 The material testing machine according to the present invention is converted to facilitate fine adjustment of the output near the zero point of the valve opening knob 16 as described above, and
The shape of the sleeve port hole of the servo valve has been changed to reduce the output flow rate near zero of the control input signal, so both of these effects make pressure control possible even when using a flow control type servo valve. can be done.
上記した構成において、シリンダ内の圧力変
化、油温変化等が生じた場合、サーボ弁のリーク
量が変化する。この場合あらかじめ変換回路によ
つて制御信号を変換し圧力制御可能としたつまみ
の操作角度を越えた位置で荷重のホールドをとら
なければならない時に対処できなくなる。そこ
で、第3図に示すように変換回路18であらかじ
めバルブのリーク量を補正量に加算するようにし
ておけば、圧力制御を行ないうる操作角の範囲で
荷重のホールドを行なうことができる。リーク補
正量は、最大負荷時の補正量を最大値とし、荷重
値に比例するように演算によつて求めておけばよ
い。 In the above configuration, when a change in pressure in the cylinder, a change in oil temperature, etc. occurs, the amount of leakage from the servo valve changes. In this case, the control signal is converted in advance by a conversion circuit, and it becomes impossible to handle the situation when the load has to be held at a position beyond the operating angle of the knob that enables pressure control. Therefore, by adding the valve leakage amount to the correction amount in advance in the conversion circuit 18 as shown in FIG. 3, the load can be held within the operating angle range where pressure control can be performed. The leakage correction amount may be calculated by setting the correction amount at the maximum load as the maximum value and being proportional to the load value.
上記したように本考案の材料試験機は、オープ
ンループ制御でバルブの開度によつて流量を制御
する流量制御型サーボ弁を使用して構成されてい
るが、ラムストロークの変位制御のみならず圧力
制御も行なうことができる。また、従来クローズ
ドループ方式を用いて使用する場合には、オープ
ンループで行なうバルブ開度方式のものに手動操
作用の弁を併用していたが、本実施例機によれば
一つのサーボ弁によつてバルブ開度方式およびク
ローズドループ方式(荷重制御、ストローク制
御、歪制御)の両方の方式を採用することができ
る。 As mentioned above, the material testing machine of the present invention is configured using a flow rate control type servo valve that controls the flow rate by the opening degree of the valve under open loop control, but it is not limited to controlling the displacement of the ram stroke. Pressure control can also be performed. In addition, when using the conventional closed-loop system, a manually operated valve was used in combination with the open-loop valve opening system, but with this example machine, a single servo valve is used. Therefore, both the valve opening method and the closed loop method (load control, stroke control, strain control) can be adopted.
[考案の効果]
上記説明から明らかなように、本考案にかかる
材料試験機によれば、液圧アクチユエータを流量
制御型サーボ弁で駆動しているにもかかわらず、
変位制御のほか圧力制御も行なうことができるよ
うになつた。[Effects of the invention] As is clear from the above explanation, the material testing machine according to the invention has the following advantages:
In addition to displacement control, it is now possible to perform pressure control as well.
第1図は本考案の実施例の構成を示すブロツク
図、第2図イ,ロはバルブ開度設定つまみの操作
角に応じて線形出力される信号が零付近で非線形
に変換される出力特性を示す図、第3図は変形実
施例における変換信号の出力特性を示す図、第4
図はサーボ弁の構造を示す図、第5図はスリーブ
ポート穴が変更されることを説明する図、第6図
イ,ロはサーボ弁のスリーブポート穴変更前、変
更後の出力流量特性を示す図である。
5……アクチユエータ、6……ラム、8……流
量制御型サーボ弁、9……油圧ポンプ、14……
入出力装置、16……バルブ開度設定つまみ、1
7……A/D変換器、18……変換回路、19…
…D/A変換器。
Fig. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, and Fig. 2 (a) and (b) show output characteristics in which a signal output linearly according to the operating angle of the valve opening setting knob is converted into a nonlinear signal near zero. FIG. 3 is a diagram showing the output characteristics of the converted signal in the modified embodiment, and FIG.
The figure shows the structure of the servo valve, Figure 5 is a diagram explaining that the sleeve port hole is changed, and Figure 6 A and B show the output flow characteristics before and after changing the sleeve port hole of the servo valve. FIG. 5... Actuator, 6... Ram, 8... Flow control type servo valve, 9... Hydraulic pump, 14...
Input/output device, 16...Valve opening setting knob, 1
7... A/D converter, 18... Conversion circuit, 19...
...D/A converter.
Claims (1)
操作量に応じて出力されるバルブ開度信号によつ
て制御される流量制御型のサーボ弁によりアクチ
ユエータを駆動するようにした材料試験機であつ
て、サーボ弁のスリーブポート穴の形状を端部側
の開口面積が小さく中央部の開口面積がこれより
も大きくなるような形状とするとともに、操作部
の零点付近で操作量の変化に対し出力のバルブ開
度信号の変化を小さくする信号変換手段を設けた
ことを特徴とする材料試験機。 A material testing machine in which a hydraulic actuator is used as a load device, and the actuator is driven by a flow rate control type servo valve controlled by a valve opening signal output in accordance with the operation amount of the operation part, The shape of the sleeve port hole of the servo valve is such that the opening area at the end is small and the opening area at the center is larger than this, and the output valve is designed to respond to changes in the manipulated variable near the zero point of the operating section. A material testing machine characterized by being provided with a signal conversion means for reducing changes in an opening signal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4958587U JPH0442765Y2 (en) | 1987-03-31 | 1987-03-31 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4958587U JPH0442765Y2 (en) | 1987-03-31 | 1987-03-31 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63156051U JPS63156051U (en) | 1988-10-13 |
| JPH0442765Y2 true JPH0442765Y2 (en) | 1992-10-09 |
Family
ID=30872174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4958587U Expired JPH0442765Y2 (en) | 1987-03-31 | 1987-03-31 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0442765Y2 (en) |
-
1987
- 1987-03-31 JP JP4958587U patent/JPH0442765Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63156051U (en) | 1988-10-13 |
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