JPH0552202A - Hydraulic servo device - Google Patents

Hydraulic servo device

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JPH0552202A
JPH0552202A JP3234142A JP23414291A JPH0552202A JP H0552202 A JPH0552202 A JP H0552202A JP 3234142 A JP3234142 A JP 3234142A JP 23414291 A JP23414291 A JP 23414291A JP H0552202 A JPH0552202 A JP H0552202A
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JP
Japan
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servo
hydraulic
flow rate
valve
servo valve
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Application number
JP3234142A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirotoshi Domoto
博俊 道本
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B31/00Rolling stand structures; Mounting, adjusting, or interchanging rolls, roll mountings, or stand frames
    • B21B31/16Adjusting or positioning rolls
    • B21B31/20Adjusting or positioning rolls by moving rolls perpendicularly to roll axis
    • B21B31/32Adjusting or positioning rolls by moving rolls perpendicularly to roll axis by liquid pressure, e.g. hydromechanical adjusting

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Servomotors (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide an inexpensive, applicable hydraulic servo device which has a simple structure to be easily applied to existing facilities and serves high-speed performance, high precision and high response. CONSTITUTION:Servo valves 1, 2 of at least two large, small types which have flow property are arranged in parallel. On the way of servo current instructions or opening instructions from a control section 5 to servo valves 1, 2, function generators 7, 8 with the property corresponding to the magnitude of an instruction signal or a filter with a frequency band different therefrom are provided. Individual servo currents or opening instructions are made adjustable, high-speed performance is controlled by the large flow servo valve 1 and high precision and high response are controlled by the small flow servo valve 2. As a result, an inexpensive hydraulic servo device can be provided, which has no deterioration of the large flow servo valves 1, 2 and still serves high-speed performance, high precision and high response.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、圧延機の圧延ロール
に圧下力を付与するための油圧圧下装置、あるいは連続
鋳造機のスライディングノズルの位置制御等に用いられ
る油圧式サーボ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydraulic pressure reducing device for applying a reduction force to a rolling roll of a rolling mill, or a hydraulic servo device used for controlling the position of a sliding nozzle of a continuous casting machine.

【0002】[0002]

【従来の技術】冷間圧延機等の油圧圧下装置は、元来電
動圧下方式による位置決め装置の応答性を改善するため
に適用拡大されたもので、位置決めの精度、応答性は電
動圧下方式に比較して圧倒的に優位に立っていることは
よく知られている。冷間圧延機等の油圧圧下装置は、圧
延中の板厚あるいは伸率調整のためのロールギャップの
調整と、ロール替えあるいは板破断、絞り込み等の異常
時のロール避難用の急速ロール開閉の2通りの動作を、
一つの油圧シリンダーで兼用する例が多い。この場合、
前者は数μないし数百μ程度の調節範囲となり、高精度
を要求される。また、後者は数十ないし数百mmの長ス
トロークの高速開閉動作が要求されることとなる。
2. Description of the Related Art A hydraulic rolling reduction device such as a cold rolling mill was originally expanded to improve the response of a positioning device using an electric rolling reduction system. It is well known that it has an overwhelming advantage in comparison. A hydraulic rolling-down device such as a cold rolling mill has two functions of adjusting the roll gap for adjusting the plate thickness or elongation during rolling, and rapidly opening and closing rolls for roll evacuation in the event of abnormal roll replacement, plate breakage, or narrowing. Street behavior,
In many cases, one hydraulic cylinder is also used. in this case,
The former requires an adjustment range of several μ to several hundred μ, and requires high accuracy. The latter requires a high-speed opening / closing operation with a long stroke of tens to hundreds of mm.

【0003】例えば、冷間圧延機等の油圧圧下装置は、
図6の制御系のブロック図に示すとおり、圧下用油圧シ
リンダ31のピストンラム32の位置を位置検出器33
で検出して加算器34にフィードバックし、設定器30
から入力される設定位置を比較演算し、その偏差を位置
制御部35に出力してサーボ弁36のサーボ電流または
開度を制御している。この場合のシリンダ31とサーボ
弁36の油圧回路は、図7に示すとおり、油圧シリンダ
31のピストンラム32の加圧側油室37にサーボ弁3
6を介してタンク38から油圧ポンプ39により圧油を
供給するように構成されている。一方、製品の品質向上
の要求は、年々厳しくなり、油圧制御装置にあっても、
精度、応答性の向上ならびに位置変更の高速度化の要求
は、さらに強くなってきている。他方、油圧制御装置の
心臓部ともいうべきサーボ弁にあっては、上記の要求を
満すべく種々の改善がなされ、直動形サーボ弁等高性
能、高信頼性のサーボ弁が開発され適用されている。
For example, a hydraulic pressure reduction device such as a cold rolling mill is
As shown in the block diagram of the control system in FIG. 6, the position of the piston ram 32 of the hydraulic cylinder 31 for reduction is determined by the position detector 33.
Detected by and fed back to the adder 34, and the setter 30
The set position input from is compared and calculated, and the deviation is output to the position control unit 35 to control the servo current or the opening of the servo valve 36. As shown in FIG. 7, the hydraulic circuit of the cylinder 31 and the servo valve 36 in this case has the servo valve 3 in the pressurizing side oil chamber 37 of the piston ram 32 of the hydraulic cylinder 31.
The pressure oil is supplied from the tank 38 via the hydraulic pump 39 via the nozzle 6. On the other hand, demands for improving product quality have become stricter year by year, and even with hydraulic control devices,
The demands for improvement of accuracy and responsiveness and speeding up of position change are becoming stronger. On the other hand, in the servo valve, which should be called the heart of the hydraulic control device, various improvements have been made to meet the above requirements, and high performance and highly reliable servo valves such as direct acting servo valves have been developed and applied. Has been done.

【0004】しかしながら、高速性能、すなわちサーボ
弁の大流量化と、高精度、高応答性とは基本的に矛盾す
る命題であり、大流量化した場合にサーボ弁自身のスプ
ールの摩耗、パッキン等の劣化等による内部リークが当
然大きくなり、制御性能の悪化を余儀なくされる。図9
は、油圧サーボ弁の内部リーク量の経時的な変化の一例
を示したものである。通常油圧サーボ弁の内部リーク量
(%)は、定格流量(l/min)に対するリーク量の
百分率で表されるが、本発明者らの知見によれば、10
〜15%を超えると、ハンチングあるいは異常開閉動作
等のトラブルが生じ、使用不能に近い深刻な状態とな
る。また、この内部リーク量の変化パターンは、油圧サ
ーボ弁の使用条件に大きく左右され、微小な開閉状態が
繰返えされる場合は、より速い劣化パターンとなるの
で、極力微小な開閉の繰返しを避けることが望ましい。
However, high-speed performance, that is, the large flow rate of the servo valve and the high accuracy and high responsiveness are fundamentally contradictory propositions, and when the flow rate is increased, wear of the spool of the servo valve itself, packing, etc. Naturally, the internal leakage due to the deterioration of the control becomes large and the control performance is inevitably deteriorated. Figure 9
[Fig. 4] shows an example of changes over time in the internal leak amount of the hydraulic servo valve. Normally, the internal leak amount (%) of the hydraulic servo valve is expressed as a percentage of the leak amount with respect to the rated flow rate (l / min).
If it exceeds -15%, problems such as hunting or abnormal opening / closing operations occur, and the situation becomes serious, almost unusable. In addition, the change pattern of the internal leak amount largely depends on the usage condition of the hydraulic servo valve, and when the minute opening / closing state is repeated, the deterioration pattern becomes faster, so avoid repeating the minute opening / closing as much as possible. Is desirable.

【0005】同様に大流量サーボ弁の場合は、サーボ弁
の開度信号もしくはサーボ電流が小さくても比較的油圧
流量が大流量となるため、制御系全体の精度低下、例え
ば制御アンプのオフセットエラーの影響が無視できない
場合が生じる恐れがある。上記のとおり、従来一つのサ
ーボ弁で圧下制御していたが、この場合高速性能と精
度、応答性の両立は困難であった。
Similarly, in the case of a large flow rate servo valve, even if the opening signal of the servo valve or the servo current is small, the hydraulic flow rate becomes a relatively large flow rate, so that the accuracy of the entire control system deteriorates, for example, the offset error of the control amplifier. In some cases, the effect of cannot be ignored. As described above, the pressure reduction control is conventionally performed by one servo valve, but in this case, it was difficult to achieve both high speed performance, accuracy, and responsiveness.

【0006】この対策としては、シリンダチューブ内に
設けられてストローク動作するシリンダラムと、同シリ
ンダラム内に同ラムのストローク方向と同方向にストロ
ーク動作するピストンとを有してなり、ピストンおよび
シリンダラムのストローク動を独立した油圧制御系によ
り制御する装置(特開昭60−162513号公報、特
開昭62−130705号公報)等の提案が行われてい
る。この特開昭60−162513号公報および特開昭
62−130705号公報に開示の装置は、図8に示す
とおり、ピストン41を摺動可能に内蔵するシリンダラ
ム42、同シリンダラム42をピストン41と同ストロ
ーク方向に内蔵したピストンチューブ43から構成さ
れ、ピストン41とシリンダラム42が別々の独立した
油圧回路を有するサーボ弁44、45により制御される
構成となっている。
As a countermeasure against this, a cylinder ram that is provided in the cylinder tube and that makes a stroke operation and a piston that makes a stroke operation in the same direction as the stroke direction of the ram are provided in the cylinder ram. A device for controlling the stroke movement of the ram by an independent hydraulic control system (JP-A-60-162513 and JP-A-62-130705) has been proposed. As shown in FIG. 8, the devices disclosed in JP-A-60-162513 and JP-A-62-130705 disclose a cylinder ram 42 in which the piston 41 is slidably incorporated, and the cylinder ram 42 is the piston 41. The piston 41 and the cylinder ram 42 are controlled by servo valves 44 and 45 having separate independent hydraulic circuits.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記特開昭60−16
2513号公報および特開昭62−130705号公報
に開示の装置は、大流量化と高精度、高応答性を両立さ
せるという目的を達成し得るものの、油圧シリンダ装置
全体が複雑かつ、大規模にならざるを得ず、新設時には
設備費が高価となり必ずしも採用できず、また、既設設
備にあっては、シリンダの更新あるいは大幅な改造を必
要とし、改造費用ならびに改造工数を要するため、一般
的には採用できないという難点を有している。しかも、
上記油圧シリンダ装置は、機構が複雑なため、故障頻度
が大きく、メンテナンス工数が大となる欠点を有してい
る。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
The devices disclosed in Japanese Patent No. 2513 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-130705 can achieve the object of achieving both high flow rate, high accuracy, and high responsiveness, but the entire hydraulic cylinder device is complicated and large-scaled. Inevitably, the equipment cost will be high when newly installed and it cannot always be adopted.In addition, existing equipment requires renewal of the cylinder or major modification, which requires modification cost and man-hours. Has the drawback that it cannot be adopted. Moreover,
The above-mentioned hydraulic cylinder device has the drawbacks that the mechanism is complicated and therefore the failure frequency is high and the maintenance man-hour is large.

【0008】この発明の目的は、構造が簡単で既設設備
にも容易に適用でき、安価でかつ実用性が高く、高速性
能、高精度、高応答性を有する油圧式サーボ装置を提供
することにある。
An object of the present invention is to provide a hydraulic servo device which has a simple structure and can be easily applied to existing equipment, is inexpensive and highly practical, and has high speed performance, high accuracy and high responsiveness. is there.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意検討を行った。その結果、大小2種類
以上の流量特性を有する複数のサーボ弁を並列に配設
し、一つの制御回路で複数のサーボ弁を同時に、かつお
互いの干渉を無くして使用可能とすることによって、安
価で高速性能と高精度、高応答性とを具備した油圧式サ
ーボ装置が得られるとの結論に至り、この発明に到達し
た。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted extensive studies to achieve the above object. As a result, by arranging a plurality of servo valves having two or more kinds of large and small flow rate characteristics in parallel and using a plurality of servo valves at the same time with one control circuit and without mutual interference, it is possible to reduce the cost. Therefore, the inventors have reached the conclusion that a hydraulic servo device having high-speed performance, high accuracy, and high responsiveness can be obtained, and reached the present invention.

【0010】すなわちこの発明は、サーボ弁等の流量調
整弁を用いて油圧シリンダーの位置、速度、圧力等を、
制御部に入力される検出器からのフィードバック信号と
予め定めた設定値との比較演算結果に基いて制御する油
圧式サーボ装置において、大小2種類以上の流量特性を
有する複数のサーボ弁を並列に配設し、制御部から各サ
ーボ弁へのサーボ電流指令もしくは開度指令の途中に指
令信号の大小に対応する特性を有する関数発生器を設
け、個々のサーボ電流もしくは開度指令を調節可能とし
たのである。
That is, according to the present invention, the position, speed, pressure, etc. of the hydraulic cylinder are changed by using a flow rate adjusting valve such as a servo valve.
In a hydraulic servo device that controls based on a comparison calculation result of a feedback signal from a detector input to a control unit and a preset set value, a plurality of servo valves having two or more kinds of large and small flow rate characteristics are connected in parallel. A function generator having characteristics corresponding to the magnitude of the command signal is provided in the middle of the servo current command or opening command from the control unit to each servo valve, and individual servo current or opening command can be adjusted. I did.

【0011】また、サーボ弁等の流量調整弁を用いて油
圧シリンダーの位置、速度、圧力等を、制御部に入力さ
れる検出器からのフィードバック信号と予め定めた設定
値との比較演算結果に基いて制御する油圧式サーボ装置
において、大小2種類以上の流量特性を有する複数のサ
ーボ弁を並列に配置し、制御部から各サーボ弁へのサー
ボ電流指令もしくは開度指令の途中に周波数帯域の異な
る複数のフィルターを設け、周波数帯に応じて個々のサ
ーボ弁のサーボ電流もしくは開度指令を調節可能とした
のである。さらに、大小2種類以上の流量特性を有する
複数のサーボ弁と共に、大流量電磁弁を配設したのであ
る。
Further, by using a flow rate adjusting valve such as a servo valve, the position, speed, pressure, etc. of the hydraulic cylinder are compared with a feedback signal from a detector input to the control unit and a comparison calculation result with a predetermined set value. In a hydraulic servo device that is controlled based on the above, a plurality of servo valves having flow characteristics of two or more types of large and small are arranged in parallel, and a frequency band of a frequency band is provided in the middle of a servo current command or an opening command from the control unit to each servo valve. By providing different filters, the servo current or opening command of each servo valve can be adjusted according to the frequency band. Further, a large flow solenoid valve is provided together with a plurality of servo valves having two or more types of large and small flow characteristics.

【0012】[0012]

【作用】この発明に係る油圧式サーボ装置は、大小2種
類以上の流量特性を有する複数のサーボ弁を並列に配置
し、制御部からの大流量サーボ弁および小流量サーボ弁
の開度信号もしくはサーボ電流の大小を、関数発生器も
しくはフィルターにより区分し、一つの制御回路で複数
のサーボ弁を同時に、かつお互いの干渉を無くして使用
可能としたから、大流量サーボ弁と小流量サーボ弁の長
所を活かしながら併用することによって、高速性能と、
高精度、高応答性の双方が達成される。しかも、大流量
サーボ弁と小流量サーボ弁の油圧系統を個々に独立せし
めることなく、一つの制御回路、油圧系統としたら、機
構が簡単で安価である。
In the hydraulic servo system according to the present invention, a plurality of servo valves having two or more kinds of flow characteristics of large and small are arranged in parallel, and the opening signals of the large flow servo valve and the small flow servo valve from the control unit or The magnitude of the servo current is divided by the function generator or filter, and multiple servo valves can be used simultaneously with one control circuit and without mutual interference, so that the large flow servo valve and the small flow servo valve can be used. High-speed performance and
Both high precision and high responsiveness are achieved. In addition, the mechanism is simple and inexpensive if a single control circuit and hydraulic system are used without separately making the hydraulic systems for the large flow rate servo valve and the small flow rate servo valve independent.

【0013】また、圧延機の油圧圧下装置等、微妙な油
圧シリンダ動作を高頻度で実施するシステムにおいて
は、この発明の油圧式サーボ装置を用いることにより、
高精度、高応答性は、小流量サーボ弁の開閉制御により
実施されるから、大流量サーボ弁のスプールが、開度0
の付近で高頻度で開閉動作することによるスプールの摩
耗、スティック等の発生を防止でき、大流量サーボ弁の
寿命延長と、制御性能の低下を防止できる。
Further, in a system such as a hydraulic pressure reducing device of a rolling mill which carries out a subtle operation of a hydraulic cylinder at high frequency, by using the hydraulic servo device of the present invention,
High accuracy and high responsiveness are achieved by controlling the opening and closing of the small flow rate servo valve, so the spool of the large flow rate servo valve has an opening of 0.
It is possible to prevent the abrasion of the spool, the occurrence of sticks, etc. due to the frequent opening and closing operations in the vicinity of, and the extension of the life of the large flow rate servo valve and the deterioration of the control performance.

【0014】前記大小2種類以上の流量特性を有する複
数のサーボ弁と共に、大流量電磁弁を配設したから、小
流量サーボ弁と大流量電磁弁を組合わせ、あるいは小流
量サーボ弁と大流量電磁弁、大流量サーボ弁を組合わ
せ、ロール替えあるいは板破断、絞り込み等の異常時の
ロール避難用の高速開閉動作が必要とされる場合は、大
流量電磁弁あるいは大流量電磁弁と大流量サーボ弁で実
施し、高応答性、高精度開閉を小流量サーボ弁で実施し
ても、前記と同様の効果を得ることができる。
Since a large flow solenoid valve is provided together with a plurality of servo valves having two or more large and small flow rate characteristics, a small flow servo valve and a large flow solenoid valve are combined, or a small flow servo valve and a large flow rate are provided. When a solenoid valve and a large flow servo valve are combined and a high-speed opening / closing operation is required for roll evacuation in the event of roll changes, plate breakage, narrowing, etc., a large flow solenoid valve or a large flow solenoid valve and a large flow rate The same effect as described above can be obtained even if the servo valve is used and high-responsiveness, high-precision opening / closing is performed by the small flow rate servo valve.

【0015】[0015]

【実施例】以下にこの発明の詳細を実施の一例を示す図
1ないし図5に基いて説明する。図1はこの発明の油圧
式サーボ装置の関数発生器を設けた制御系のブロック
図、図2はこの発明の油圧式サーボ装置の周波数帯域の
異なるフィルターを設けた制御系のブロック図、図3は
この発明の油圧系統図、図4は従来技術、本発明装置の
実施例1および本発明装置の実施例2の位置制御系のス
テップ応答の一例を示す説明図、図5は図2の周波数帯
域の異なるフィルターの特性を示す線図である。図1に
おいて、1は大流量サーボ弁、2は小流量サーボ弁、3
はシリンダのピストンチューブ、4はピストンチューブ
3内に設けたシリンダラムである。5は位置制御部、6
は位置指令信号、7および8は関数発生器、9はシリン
ダラム4の位置を検出する位置検出器で、位置検出器9
で検出されたシリンダラム4の位置は加算器10にフィ
ードバックされる。加算器10は、位置指令信号6と位
置検出器9からフィードバックされるシリンダラム4の
位置信号とを比較演算し、その偏差を位置制御部5に出
力するよう構成する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram of a control system provided with a function generator of a hydraulic servo device of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a control system provided with filters of different frequency bands of the hydraulic servo device of the present invention, FIG. Is a hydraulic system diagram of the present invention, FIG. 4 is an explanatory view showing an example of a step response of the position control system of the prior art, the first embodiment of the present invention device and the second embodiment of the present invention device, and FIG. 5 is the frequency of FIG. It is a diagram which shows the characteristic of the filter which a band differs. In FIG. 1, 1 is a large flow rate servo valve, 2 is a small flow rate servo valve, 3
Is a piston tube of the cylinder, and 4 is a cylinder ram provided in the piston tube 3. 5 is a position controller, 6
Is a position command signal, 7 and 8 are function generators, 9 is a position detector for detecting the position of the cylinder ram 4, and the position detector 9
The position of the cylinder ram 4 detected in 1 is fed back to the adder 10. The adder 10 is configured to compare and calculate the position command signal 6 and the position signal of the cylinder ram 4 fed back from the position detector 9, and output the deviation to the position control unit 5.

【0016】なお、関数発生器7、8は、図1中に示し
てあるような特性を有しており、関数発生器7は、位置
制御部5の出力を入力として、入力が大きいときに有効
となり、入力の小さいときに無効もしくはゲインを十分
小さくするような特性となっている。また、関数発生器
8は、位置制御部5の出力を入力として、入力が小さい
ときに有効となり、入力の大きいときは一定の出力に制
限されるような特性となっている。したがって、位置制
御部5からのサーボ電流指令または開度指令が大の場合
は、関数発生器8の出力が一定に制限され、関数発生器
7により大流量サーボ弁1のサーボ電流または開度が制
御される。逆に位置制御部5からのサーボ電流指令また
は開度指令が小の場合は、関数発生器7の出力が無効も
しくはゲインが十分小さく制限され、関数発生器8によ
り小流量サーボ弁2のサーボ電流または開度が制御され
る。
The function generators 7 and 8 have the characteristics shown in FIG. 1, and the function generator 7 receives the output of the position control unit 5 as an input and when the input is large. It is valid and has a characteristic that it is invalid or the gain is sufficiently small when the input is small. Further, the function generator 8 has such a characteristic that the output of the position control unit 5 is effective when the input is small and is limited to a constant output when the input is large. Therefore, when the servo current command or the opening command from the position controller 5 is large, the output of the function generator 8 is limited to a constant value, and the function generator 7 controls the servo current or the opening of the large flow rate servo valve 1. Controlled. Conversely, when the servo current command or the opening command from the position control unit 5 is small, the output of the function generator 7 is invalid or the gain is limited to a sufficiently small value, and the function generator 8 causes the servo current of the small flow rate servo valve 2 to be reduced. Alternatively, the opening degree is controlled.

【0017】図3において、11はオイルタンク、12
は油圧ポンプ、13は油圧ポンプ12を駆動するモータ
ー、1は大流量サーボ弁、2は小流量サーボ弁、3はシ
リンダのピストンチューブ、4はピストンチューブ3内
に設けたシリンダラム、14はアキュムレータ、15は
減圧弁で、シリンダラム4の加圧側油室16には、並列
に配設された大流量サーボ弁1および小流量サーボ弁2
と圧油配管で接続されている。
In FIG. 3, 11 is an oil tank and 12
Is a hydraulic pump, 13 is a motor for driving the hydraulic pump 12, 1 is a large flow servo valve, 2 is a small flow servo valve, 3 is a piston tube of a cylinder, 4 is a cylinder ram provided in the piston tube 3, and 14 is an accumulator. , 15 are pressure reducing valves, and the pressurizing side oil chamber 16 of the cylinder ram 4 has a large flow rate servo valve 1 and a small flow rate servo valve 2 arranged in parallel.
And is connected by pressure oil piping.

【0018】図2において、1は大流量サーボ弁、2は
小流量サーボ弁、3はシリンダのピストンチューブ、4
はピストンチューブ3内に設けたシリンダラムである。
5は増幅器等で構成される位置制御部、6は位置指令信
号、21、22および23は周波数帯域の異なるフィル
ター、9はシリンダラム4の位置を検出する位置検出器
で、位置検出器9で検出されたシリンダラム4の位置は
加算器10にフィードバックされる。加算器10は、位
置指令信号6と位置検出器9からフィードバックされる
シリンダラム4の位置信号とを加算し、その偏差を位置
制御部5に出力するよう構成する。
In FIG. 2, 1 is a large flow rate servo valve, 2 is a small flow rate servo valve, 3 is a cylinder piston tube, 4
Is a cylinder ram provided in the piston tube 3.
Reference numeral 5 is a position control unit composed of an amplifier, 6 is a position command signal, 21 and 22 and 23 are filters having different frequency bands, 9 is a position detector for detecting the position of the cylinder ram 4, and 9 is a position detector 9. The detected position of the cylinder ram 4 is fed back to the adder 10. The adder 10 is configured to add the position command signal 6 and the position signal of the cylinder ram 4 fed back from the position detector 9, and output the deviation to the position control unit 5.

【0019】なお、周波数帯域の異なるフィルター2
1、22、23は、図5に示すとおり、(a)図のフィ
ルター21は低い周波数帯のみ通過させる特性、(b)
図のフィルター22は中程度の周波数帯のみ通過させる
特性、(c)図のフィルター23は高い周波数帯のみ通
過させる特性を有している。したがって、位置制御部5
からのサーボ電流指令または開度指令が大で低周波数帯
の場合は、フィルター21によりゲインが設定され、大
流量サーボ弁1のサーボ電流または開度が制御される。
逆に位置制御部5からのサーボ電流指令または開度指令
が小で高周波数帯の場合は、フィルター23によりゲイ
ンが設定され、小流量サーボ弁2のサーボ電流または開
度が制御される。
Filters 2 having different frequency bands
As shown in FIG. 5, Nos. 1, 22 and 23 are characteristics that the filter 21 of FIG.
The filter 22 in the figure has a characteristic of passing only a medium frequency band, and the filter 23 of (c) has a characteristic of passing only a high frequency band. Therefore, the position control unit 5
When the servo current command or the opening command from is large and in the low frequency band, the gain is set by the filter 21 and the servo current or the opening of the large flow rate servo valve 1 is controlled.
Conversely, when the servo current command or the opening command from the position controller 5 is small and in the high frequency band, the gain is set by the filter 23 and the servo current or the opening of the small flow rate servo valve 2 is controlled.

【0020】図4において、従来例は図6、7に示す油
圧式サーボ装置、実施例1は図1および図3に示す油圧
式サーボ装置、実施例2は図2および図3に示すサーボ
装置の位置制御系のステップ応答の線図である。図4の
サーボ指令Aは、大流量サーボ弁1のサーボ開度、サー
ボ指令Bは、小流量サーボ弁2のサーボ開度を示す。ま
た、サーボ流量は、実施例1および2においては大流量
サーボ弁1および小流量サーボ弁2の流量の合成で、破
線は小流量サーボ弁2の流量を表している。位置フィー
ドバックは、位置検出器9からのフィードバックを表し
ている。この図4から明らかなとおり、図1、図3に示
す実施例1、図2、図3に示す実施例2の方法で油圧シ
リンダの位置制御を実施すれば、大小流量の異なるサー
ボ弁1、2を並列に配設して組合わせることによって、
あたかも一つのサーボ弁を用いるのと同等の、あるいは
それ以上の応答性を出すことが可能である。
In FIG. 4, the conventional example is the hydraulic servo device shown in FIGS. 6 and 7, the first embodiment is the hydraulic servo device shown in FIGS. 1 and 3, and the second embodiment is the servo device shown in FIGS. 2 and 3. 3 is a diagram of a step response of the position control system of FIG. The servo command A in FIG. 4 indicates the servo opening of the large flow rate servo valve 1, and the servo command B indicates the servo opening of the small flow rate servo valve 2. The servo flow rate is a combination of the flow rates of the large flow rate servo valve 1 and the small flow rate servo valve 2 in Embodiments 1 and 2, and the broken line represents the flow rate of the small flow rate servo valve 2. Position feedback represents feedback from the position detector 9. As is clear from FIG. 4, if the hydraulic cylinder position control is performed by the method of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 3, and the second embodiment shown in FIGS. By arranging 2 in parallel and combining them,
It is possible to obtain a response that is equal to or higher than that using one servo valve.

【0021】また、図1、図3に示す実施例1では、位
置偏差の小さいときは関数発生器8により小流量サーボ
弁2でのみ位置制御を実施するようになっており、図
2、図3に示す実施例2では、高周波数領域、すなわち
フィルター23を通過する通常の制御範囲においては、
小流量サーボ弁2のみで位置制御するようになってい
る。したがって圧延機等圧延中は、位置変化量が小さ
く、かつ高周波数領域の変化が大きい場合にあっては、
小流量サーボ弁2のみが使用されることが多く、ロール
替えあるいは板破断、絞り込み等の異常時のロール避難
用の急速ロール開閉等極まれに短時間で大きな位置変化
量の必要なときだけ、大流量サーボ弁1が使用されるこ
ととなる。
In the first embodiment shown in FIGS. 1 and 3, when the position deviation is small, the function generator 8 controls the position of the small flow rate servo valve 2 only. In the second embodiment shown in FIG. 3, in the high frequency region, that is, in the normal control range passing through the filter 23,
The position is controlled only by the small flow rate servo valve 2. Therefore, when the amount of positional change is small and the change in the high frequency range is large during rolling of a rolling mill,
Only the small flow rate servo valve 2 is often used, and only when a large amount of position change is needed in a very short time, such as rapid roll opening / closing for roll evacuation in the event of abnormal roll replacement, plate breakage, narrowing, etc. The flow rate servo valve 1 will be used.

【0022】なお、上記実施例においては、大小2種類
以上の流量特性を有する複数のサーボ弁を並列に配設し
た場合について述べたが、大小2種類以上の流量特性を
有する複数のサーボ弁と共に、大流量の電磁弁を配設
し、小流量サーボ弁と大流量電磁弁、あるいは小流量サ
ーボ弁と大流量電磁弁および大流量サーボ弁を組合わせ
ることによって、高精度、高応答性が要求されるときは
小流量サーボ弁を使用し、短時間で大きな位置変化量の
必要なときは大流量電磁弁または大流量電磁弁と大流量
サーボ弁でを使用すれば、急速ロール開閉をより効果的
に実施することができる。
In the above embodiment, the case where a plurality of servo valves having two or more large and small flow rate characteristics are arranged in parallel has been described, but a plurality of servo valves having two or more large and small flow rate characteristics are provided. High accuracy and high responsiveness are required by installing a large flow solenoid valve and combining a small flow servo valve and a large flow solenoid valve or a small flow servo valve and a large flow solenoid valve and a large flow servo valve. When using a small flow rate servo valve, and when a large amount of position change is required in a short time, use a large flow rate solenoid valve or a large flow rate solenoid valve and a large flow rate servo valve to achieve quick roll opening and closing. Can be implemented as

【0023】[0023]

【発明の効果】以上述べたとおり、この発明によれば、
微小かつ比較的高周波数の位置変化の機会が多い油圧サ
ーボ装置において、大流量サーボ弁が開度0近辺で頻繁
に開閉動作することによる劣化等が皆無となり、かつ大
流量サーボ弁の内部リーク等の影響の少ない油圧サーボ
装置を安価に提供することができる。なお、この発明
は、位置制御装置の例について説明したが、油圧圧力制
御、速度制御等にももとより適用可能である。
As described above, according to the present invention,
In a hydraulic servo system where there are many small and relatively high-frequency position changes, deterioration due to frequent opening / closing operations of the large flow rate servo valve is eliminated, and internal leakage etc. of the large flow rate servo valve is eliminated. It is possible to inexpensively provide a hydraulic servo device that is less affected by. Although the present invention has been described with respect to the example of the position control device, it can be applied to hydraulic pressure control, speed control and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の油圧サーボ装置の関数発生器を設け
た制御系のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a control system provided with a function generator of a hydraulic servo system according to the present invention.

【図2】この発明の油圧サーボ装置の周波数帯域の異な
るフィルターを設けた制御系のブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram of a control system provided with filters of different frequency bands in the hydraulic servo device according to the present invention.

【図3】この発明の位置制御装置の油圧系統図である。FIG. 3 is a hydraulic system diagram of the position control device of the present invention.

【図4】従来技術、本発明装置の実施例1および実施例
2の位置制御系のステップ応答の一例を示す説明図であ
る。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a step response of the position control system according to the first embodiment and the second embodiment of the conventional device of the present invention.

【図5】図2の周波数帯域の異なるフィルターの特性を
示す線図で、(a)図は低周波数帯、(b)図は中程度
の周波数帯、(c)図は高周波数帯の場合を示す。
5 is a diagram showing characteristics of filters having different frequency bands in FIG. 2, where (a) is a low frequency band, (b) is a medium frequency band, and (c) is a high frequency band. Indicates.

【図6】従来の一般的な油圧サーボ装置の制御系のブロ
ック図である。
FIG. 6 is a block diagram of a control system of a conventional general hydraulic servo device.

【図7】従来の一般的な位置制御装置の油圧系統図であ
る。
FIG. 7 is a hydraulic system diagram of a conventional general position control device.

【図8】従来の特開昭60−162513号公報の位置
制御装置の油圧系統図である。
FIG. 8 is a hydraulic system diagram of a conventional position control device disclosed in JP-A-60-162513.

【図9】油圧サーボ弁の内部リーク量の経時的な変化の
一例を示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing an example of changes over time in the internal leak amount of the hydraulic servo valve.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 大流量サーボ弁 2 小流量サーボ弁 3、43 ピストンチューブ 4、42 シリンダラム 5 位置制御部 6 位置指令信号 7、8 関数発生器 9、33 位置検出器 10、34 加算器 11、38 オイルタンク 12、39 油圧ポンプ 13 モーター 14 アキュムレータ 15 減圧弁 16、37 加圧側油室 21、22、23 フィルター 30 設定器 31 圧下用シリンダ 32 ピストンラム 35 制御部 36、44、45 サーボ弁 1 Large flow rate servo valve 2 Small flow rate servo valve 3,43 Piston tube 4,42 Cylinder ram 5 Position control section 6 Position command signal 7,8 Function generator 9,33 Position detector 10,34 Adder 11,38 Oil tank 12, 39 Hydraulic pump 13 Motor 14 Accumulator 15 Pressure reducing valve 16, 37 Pressure side oil chamber 21, 22, 23 Filter 30 Setting device 31 Pressure reduction cylinder 32 Piston ram 35 Control section 36, 44, 45 Servo valve

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 サーボ弁等の流量調整弁を用いて油圧シ
リンダーの位置、速度、圧力等を、制御部に入力される
検出器からのフィードバック信号と予め定めた設定値と
の比較演算結果に基いて制御する油圧式サーボ装置にお
いて、大小2種類以上の流量特性を有する複数のサーボ
弁を並列に配設し、制御部から各サーボ弁へのサーボ電
流指令もしくは開度指令の途中に指令信号の大小に対応
する特性を有する関数発生器を設け、個々のサーボ電流
もしくは開度指令を調節可能としたことを特徴とする請
求項1記載の油圧式サーボ装置。
1. A comparison calculation result of a feedback signal from a detector input to a control unit and a predetermined set value for the position, speed, pressure, etc. of a hydraulic cylinder using a flow rate adjusting valve such as a servo valve. In a hydraulic servo system that is controlled based on the above, a plurality of servo valves having two or more types of flow characteristics, large and small, are arranged in parallel, and a command signal is issued during the servo current command or opening command from the control unit to each servo valve. 2. The hydraulic servo device according to claim 1, wherein a function generator having characteristics corresponding to the magnitude of is provided so that each servo current or opening command can be adjusted.
【請求項2】 サーボ弁等の流量調整弁を用いて油圧シ
リンダーの位置、速度、圧力等を、制御部に入力される
検出器からのフィードバック信号と予め定めた設定値と
の比較演算結果に基いて制御する油圧式サーボ装置にお
いて、大小2種類以上の流量特性を有する複数のサーボ
弁を並列に配置し、制御部から各サーボ弁へのサーボ電
流指令もしくは開度指令の途中に周波数帯域の異なる複
数のフィルターを設け、周波数帯に応じて個々のサーボ
弁のサーボ電流もしくは開度指令を調節可能としたこと
を特徴とする油圧式サーボ装置。
2. The position, speed, pressure, etc. of the hydraulic cylinder are calculated using a flow rate adjusting valve such as a servo valve as a comparison calculation result of a feedback signal from a detector input to the control unit and a predetermined set value. In a hydraulic servo device that is controlled based on the above, a plurality of servo valves having flow characteristics of two or more types of large and small are arranged in parallel, and a frequency band of a frequency band is provided in the middle of a servo current command or an opening command from the control unit to each servo valve. A hydraulic servo device characterized in that a plurality of different filters are provided and the servo current or opening command of each servo valve can be adjusted according to the frequency band.
【請求項3】 大小2種類以上の流量特性を有する複数
のサーボ弁と共に、大流量電磁弁を配設したことを特徴
とする請求項目1または2記載の油圧式サーボ装置。
3. The hydraulic servo device according to claim 1, wherein a large flow solenoid valve is provided together with a plurality of servo valves having two or more types of large and small flow rate characteristics.
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