JPH0677879B2

JPH0677879B2 - 加工機械の電気液圧サ−ボ装置

Info

Publication number: JPH0677879B2
Application number: JP60148519A
Authority: JP
Inventors: 恒夫木暮; 輝明本宮; 宝木部
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 1985-07-06
Filing date: 1985-07-06
Publication date: 1994-10-05
Anticipated expiration: 2009-10-05
Also published as: JPS629799A

Description

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

［従来技術の説明］従来より、加工機械の電気液圧サーボ装置は各種提案さ
れ、又、実用化されている。これら電気液圧サーボ装置
は、基本的には所定圧力の液体の流量制御を行なって、
作動体の位置及び速度の制御を行うものであり、作動体
を位置及び速度に関して所望のものに制御することが可
能である。

［例えば、昭和58年10月30日、株式会社オーム社発行の
自動制御ハンドブック（機器・応用編）405−426頁］。

しかしながら、従来の電気油圧サーボ装置にあっては作
動体を位置及び速度に関して所望のものに制御できるも
のの、作動体の加工圧までは十分に制御することはでき
なかった。

例えば、折曲機械における折曲終了位置でのダイに対す
るパンチの制御は位置決め制御に合わせて圧力制御を行
うのが望ましく又、この圧力制御の内容は、圧印（コイ
ニング）作業、位置決めによる折曲作業等作業種に応じ
て変更可能とするのが望ましいのである。

又、例えば、樹脂等の成型加工に用いられるインジェク
ション機械におけるピストン押圧作業は、所定速度で所
定位置に押圧すれば十分かのようであるが、実際には、
成型加工機械の成型圧力に関連して、圧力制御を合わせ
て行うのがより好ましいのである。つまり、例えば、樹
脂成型金型への射出において、初期において比較的弱い
圧力で所定樹脂を所定の金型に射出することとし、樹脂
が成型金型内に略十分充填された段階で圧力上昇を見て
最後に比較的強い圧力で射出するようにすれば、樹脂材
料の無駄を無くし、かつ、十分な充填が可能となる態様
等が考えられるのである。又、この場合でも樹脂の種別
により、又、金型種別により圧力制御の内容を変更可能
とすることも望まれる。

［発明の目的］この発明は上記に鑑み、位置及び速度の制御に会わせて
圧力制御をすることが可能であり、かつ、圧力制御の内
容を各種モードで変更可能の加工機械の電気液圧サーボ
装置を提供することを目的とする。

［発明の概要］上記目的を達成するためにこの発明では、第１図に装置
の概要図を示したように、所定圧力の液体をサーボ弁１
を介してシリンダに供給し該シリンダ内のピストンとロ
ッドを介して接続された作動体３を位置及び速度制御す
る加工機械の電気液圧サーボ装置５において、前記液体
の圧力及び前記作動体の移動速度を指定する液圧及び作
動体速度指令手段７と、該手段７で指令された圧力の液
体を生成する圧液生成手段９と、該手段９で生成された
圧液をサーボ弁１に供給する圧液供給手段11と、前記液
圧及び作動体速度指令手段７からの作動体速度の指令を
受けてサーボ弁開度を制御するサーボ弁制御手段13と、
前記作動体３の位置を検出する作動体位置位置検出手段
15と、制御モードを設定するモード設定手段17と、該手
段の設定モード及び前記作動体３の現在位置とに基づい
て前記液圧及び作動体速度指令手段７の指令値を変更す
る条件設定手段19と、を有せしめて加工機械の電気液圧
サーボ装置５を構成し、作動体３を設定モードに応じて
位置及び速度制御すると共に圧力制御するようにした。

［実施例の説明］以下、この発明の実施例を説明する。

第２図〜第11図はこの発明に係るサーボ装置を折曲機械
に適用した実施例を示している。

第２図は折曲機械の側面図、第３図は折曲機械の正面
図、第４図は油圧回路の系統図、第５図は電気回路のブ
ロック図、第６図は同調回路の詳細図、第７図は寸動モ
ードのフローチャート、第８図は連転モードのフローチ
ャート、第９図は両手押釦操作モードのフローチャー
ト、第10図は単動モードのフローチャート、第11図は単
動モード下での各部材の動作状態を示すタイムチャート
である。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

前記電磁比例弁SOLEは電気回線L1を介して前記制御盤39
から電気信号を入力し、この信号に基づいて前記油路OL
1の油圧を所定のものに調整する。本例では電磁比例弁S
OLEとして圧力調整誤差２％以下のものを使用した。従
って、本例では油路OL1の圧力を誤差２％以内で所定の
ものに設定可能である。

サーボ部55は２つのサーボ弁37（37A,37B）で構成され
ている。

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

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

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

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

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

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

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

前記ソレノイドパイロット弁SOL2−Ａ（SOL2−Ｂ）は前
記ラム27の高速下降に際してオンとされてパイロットチ
ェック弁PCV1をオンとし、シリンダ33A下室からの排油
をカウンタバランス弁CBVを通すことなく油路OL4に排出
する作用を為す。なお、前記ソレノイド弁SOL1−A,SOL1
−Ｂ、及び、これらパイロットソレノイド弁SOL2−A,SO
L2−Ｂの詳細な作用については第11図で詳述する。

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

なお、図示の通り、ラム27の両端部に設けた検出ヘッド
47A,47Bからの位置検出信号は電気回線L4,L5を介して制
御盤39に送られている。第５図で詳述する制御盤39内の
ラム制御モジュールRCMはこの回線L4,L5からの信号を位
置制御の帰還信号として入力しラム27が所定位置、所定
速度となるようにサーボ弁37A,33Bを制御しているので
ある。

第５図に電気回路の詳細図を示した。

電気回路53はNC装置NCと、ラム制御モジュールRCMとか
ら成る。

NC装置NCは、主制御部55とシーケンサ及びリレー部57
と、通信部59とを有している。

主制御部55は図示しない中央処理装置（CPU）、リード
オンリーメモリ（ROM）、ランダムアクセスメモリ（RA
M）等を有し、全体を総括制御する。

シーケンサ及びリレー部57は上昇、下降指令用のフット
ペタルスイッチDS、US、電磁比例弁SOLE用のアンプ61、
ソレノイド弁SOL1−A,SOL1−Ｂ、そののスイッチSWn、
その他のソレノイドSOLn等と接続され、これらスイッチ
から入力されるスイッチ情報を所定手段で処理して所定
のソレノイドを適時に作動させる役目を為す。

シーケンサ及びリレー部57にアンプ61を介して接続され
た電磁比例弁SOLEは、シーケンサで定められる条件に応
じて作動され、第４図に示した油路OL4の圧力を適正に
制御する。

通信処理部59はNC装置NCとラム制御モジュールRCMとの
通信を行うためのものである。

なお、主制御部55はペンダント41と接続されているが、
ペンダント41の操作パネルにはマニュアルデータインプ
ット装置MDi、モード選択スイッチ61、ラム27（第３図
参照）の現在位置や油圧等を表示する表示器63、手動パ
ルス発生器65等が設けられている。モード選択スイッチ
61は、手動、自動モードの他、寸動、単動、連続運転
（以下、連転と略称する）、両手操作等のモード選択を
行うためのものである。手動パルス発生器65は手動で回
転操作され回転量に応じたパルス信号を発生するもので
ある。主制御部は手動モード時にこの手動パルス発生器
65が回転された場合には所定のサンプリングタイム毎の
パルス量を読み取って、読取量をデータとして通信処理
部59を介してラム制御モジュールRCMに送信する。

ラム制御モジュールRCMは通信処理部67と、コマンド解
析部69と、２つのサーボ制御弁部71,73と、同調回路S
C、並びに、ドライバDVとを有している。

通信処理部67は前記通信処理部57との通信をシリアル通
信回路L6を介して行うものである。

コマンド解析部69は前記シーケンサ及びリレー部57とス
テータス回線L7を介して接続されており、シーケンサ及
びリレー部57に発生したステータス情報を入力し、入力
したステータス情報を解析して、解析結果をサーボ弁制
御部71（73）に連絡する。

サーボ弁制御部71は位置決め状態管理部75、外部信号ス
テータス処理部77、カウンタを内蔵した現在位置検出部
79、速度パターン設定部81、指令値演算出力部83を有し
ている。

状態管理部75は現在位置管理部等を有し、通信処理部67
及びコマンド解析部69から所定信号を入力して、サーボ
弁37Aを適正制御すべくサーボ弁制御部71の全体を総括
管理している。

速度パターン設定部81は１又は複数の速度パターンを有
しており、設定された制御モードに応じて、或いは、現
在状態に応じて所定の速度パターンを抽出し、これを指
令値演算出力部83に提供する。速度パターンは位置に対
する速度のパターンの他、時間に対する速度のパター
ン、その他圧力に対する速度のパターン等指定できる
が、ここでは、位置に対する速度のパターンのみが格絡
されており、例えば所定位置への位置決め指令に対し
て、現在位値からの位置決め位置間を、所定加速度の加
速域、所定速度の等速域、所定減速度の減速域に区分す
る速度パターンが格納されているとする。

指令値演算出力部83は速度パターン設定部81で設定され
る速度パターンに従って指令電圧を演算し、演算された
電圧をサーボアンプ85Aへ出力する。

サーボアンプ85Aは、入力電圧を増幅し、増幅電圧をサ
ーボ弁37Aへ出力する。なお、サーボアンプ85Aには、検
出ヘッド47Aからのパルス信号が周波数−電圧変換器F/V
を介して帰還されている。

外部信号ステータス処理部77は外部信号、即ち、オーバ
ートラベルスイッチOTや、原点スイッチSW4−Ａ等から
のスイッチ信号を入力し、これら信号を入力し状態管理
部75に知らしめる。又、外部信号ステータス処理部77
は、状態管理部75からの信号を入力し、ドライバ79に前
記ソレノイドSOL2−Ａへの作動信号を出力する。このよ
うに、外部信号ステータス処理部77を設け、ここでオー
バートラベル信号や原点スイッチ信号を入力し又、前記
ソレノイドパイロット弁のソレノイドSO2−Ａに作動信
号を与えるようにしたのは処理速度の都合からであり、
通信処理部67を介することなく信号処理することとし
て、信号処理時間を、10〜20msとすることができるから
である。

因みに、原点スイッチSW4−Ａは第３図に示したラム27
の原点位置に設けられ、ラム27が原点位置に来たときに
この原点スイッチSW4−Ａが作動するのであるが、状態
管理部75は外部信号ステータス処理部77を介して原点ス
イッチSW4−Ａの入力をいち速く知ることができ、原点
位置を正確に知ることができるのである。

なお、前記ソレノイドSOL2−Ａをいち速く作動させなけ
ればならない理由は第11図で詳述する。

サーボ弁制御部73の構成はサーボ弁制御部71と同じであ
り、ここではサーボ弁37Bの制御が行われる。参照符号S
W4−Ｂは第３図に示したラム27の右端側に設けられた原
点スイッチを示している。

サーボ弁制御部71と73との間には同調回路SCを設けてい
る。

第６図に同調回路SCの詳細図を関連部材と共に示してあ
る。

同調回路SCはラム27を水平動作させるに際して利用され
るものである。

図示の通り、前記状態管理部75には演算子A₁が、前記サ
ーボアンプ85A、85Bには演算子（増幅器）A₃,A₅が又、
同調回路SCには演算子A₂,A₄,A₆,A₇,A₈,A₉が含まれてい
る。演算子A₆とA₇とで傾り算出部89を、演算子A₈とA₉と
で平均値算出部91を構成している。

第５図で説明したように、状態管理部75は位置管理部を
有しているが、演算子A₁はこの位置管理部内に設けられ
ている。一方、前記サーボアンプ85A（85B）は第５図に
示した指令値演算出力部83から指令電圧を入力すると共
に適宜周波数電圧変換器F/Vを介して速度の帰還信号を
得て、その電圧を演算子A₅（A₃）でＧ倍に増幅し、サー
ボ弁37A（37B）を駆動している。演算子（増幅器）A₃,A
₅のゲインＧは可変であり、ラムの上昇、下降、曲げ作
業の作業状態に応じて最適ゲインに設定されるものであ
る。

そこで、平均値算出部89は検出ヘッド47A及び47Bからの
帰還信号を演算子A₉で和すると共に1/2倍して平均値を
求め、演算子A₈でこの値をH₁倍してラム27の中心位置信
号としてこの信号を前記演算子A₁に帰還している。これ
により状態管理部75の現在位置管理部はラム27の中心位
置を管理することが可能となる。

又、傾り演算部91は演算子A₇を値いて検出ヘッド47A,47
Bからの帰還信号の差を求めると共にこれを1/2倍し、ラ
ム27の傾り値ｅを演算し、この傾り値ｅを演算子A₆でH₂
倍して前記演算子A₂及びA₄に与えている。演算子A₂で所
定値から傾り値を引き、一方、演算子A₄で所定値から傾
り値ｅを加えて、ラム27を水平に保つべく適正の値をそ
れぞれの演算子A₃又はA₅に出力するのである。

従って、同調回路SCを用うれば、ラム27は常時水平動作
を行うようになる。

なお、以上示した同調回路SCは、２つのサーボ弁制御部
を互いに同調される方式であるが、この他、一方のサー
ボ弁を基準として、他のサーボ弁を追従させる方式でも
ラム27の水平を保つことは可能である。

又、原点位置の設定作業を行う場合に両サーボ弁を独自
に制御したり、又場合によっては一方のサーボ弁を閉塞
したままで他方のサーボ弁を制御したいようなこともあ
るが、このような場合には同調回路SCを断として使用す
れば良いものである。

次に、第２図及び第３図を参照しながら第７図〜第10図
に基づいて折曲機械の作業モードについて説明する。

第７図は寸動モードの説明図である。

寸動モードは、フットペタルFSの足踏操作に基づいてラ
ム27を自由に上昇又は下降させることができるものであ
る。一般に、上昇又は下降速度ほ常時低速とされてい
る。なお、ラム27がフットペタルFSの操作に従って移動
される場合、移動途中において関連部材、例えば第４図
に示した各弁、第５図に示したリレー等が動作するが、
説明を容易とするために、ここではこれらの関連部材の
動作については説明を省略する。

ステップ701でフットペタル操作が行われたらステップ7
03へ移行する。ステップ703は操作されたフットペタル
スイッチが下降用のペタルDSであったか上昇用のペタル
USであったかが判断され、下降用ペタルDSであったなら
ステップ705へ、上昇用ペタルUSであったならステップ7
07へ移行する。下降用及び上昇用のフットペタルが共に
操作された場合には上昇用ペタルUSの方を優先すること
としているが、これは本例に示した折曲機械21がラム27
を下降させて折曲加工を行う形式のものであることから
の安全上の配慮である。

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

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

以上のように単動モードでは、ペタルDS、又はUSの足踏
操作に基いて、ラム27を自由に昇降駆動することが可能
であり、ラム27を所望位置に停止させることも可能であ
る。

第10図及び第11図は単動モードの説明図である。

単動モードは下降用ペタルDSを下限位置まで連続的に踏
み続けた場合に、ラム27に一サイクルの折曲作業を行わ
せることを基本としたモードである。第11図は単動作モ
ードにおいて下降用ペタルDSを上限位置P₀から下限位置
P₁₀まで踏み続けた場合の動作例を示したタイムチャー
トである。

なお、図示の通り本例では、下降速度切換位置P₆、プル
バック位置P₉、上昇速度切換位置P₁₁を設定し、各位置
でラム27の速度を切換えたり、第４図に示した油路OL4
の圧力を切換え制御するようにしている。

第11図において、（ａ）図は下降用ペタルDSの操作状態
を示している。（ｂ）図はラム速度を示している。
（ｃ）図は加工圧力の変化状態を示している。（ｄ）図
は第４図に示した油路OL4の圧力状態を示してる。
（ｅ）図はソレノイド弁SOL1−Ａ、SOL1−Ｂの動作状態
を示している。（ｆ）はサーボ弁37（37A,37Bの）の開
度状態を示している。（ｇ）図はパイロットソレノイド
弁SOL2−Ａ、SOL2−Ｂの動作状態を示している。

上限位置P₀で下降用ペタルDSが押圧されるとラム27は上
限位置P₀から下限位置P₁₀に向って下降を開始する。下
降速度ｖは第５図に示した速度パターン設定部81によっ
て設定された速度となるが、この速度ｖはラム27が衝撃
動作を行なうことがない程度に緩やかに上昇され、以後
所定の高速vmaxとされるようになっている。

なお、このとき、給油圧力ｐは比較的低い圧力p₁となる
ように電磁比例弁SOLEで調整されている。又、このとき
ソレノイド弁SOL1−Ａ、SOL1−Ｂはオンとされ（（ｅ）
図）、パイロットソレノイド弁SOL2−Ａ、SOL2−Ｂもオ
ンとされている（（ｇ）図）。サーボ弁37A,37Bの開度
は（ｆ）図に示したようにラム27を下降させる方向（第
４図において共に右方向に移動した状態）で比較的大き
く開かれている。従って、第４図において油路OL3及びO
L5には圧力p₁の油が導かれ、ピストンPSA,PSBは共に下
方向に押圧され、油はパイロットチェック弁PCV₁、PCV₂
を素通りして油タンクTANKに返されている。

ラム27が下降速度切換位置P₆に達したら、ここで、第５
図に示した現在位置検出部79がこの位置P₆を検出して、
パイロットソレノイド弁SOL2−A,SOL2−Ｂを素早くオフ
とすると共にサーボ弁37A,37Bを所定開度に絞って行く
（（ｆ）図）。これにより、ラム27の下降速度が低速化
されると共に、第４図に示したパイロットチェック弁PC
V1,PCV2がオフとされ、シリンダ33A及び33Bの下室には
カウンタバランス弁CBVで設定された圧力がかけられる
ようになる。

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

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

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

下限位置P₁₀は第５図に示した現在位置検出部79で検出
されており、ラム27はこの位置P₁₀に正確に位置決め制
御されることになる。又、このとき、サーボ弁37A,37B
は共に独自に位置決め制御されているので、折曲機の両
端で位置ずれをすることはない。

下限位置P₁₀では所定時間停止され、その後、時刻T₁₁で
ソレノイド弁SOL1−A,SOL1−Ｂがオフとされるようにな
っている。その後、サーボ弁37A,37Bの開放制御に伴な
って第４図に示した油路OL4,OL6に圧油が供給されてラ
ム27は緩やかに上昇する。そして、上昇速度切換位置P
₁₁で給油圧力ｐは低下され（（ｄ）図）サーボ弁37A,37
Bがより大きく開かれて（（ｆ）図）ラム27は大きな速
度で上限位置P₀に向って上昇する。

以上の単動モードでのラム27の速度は第５図に示した速
度パターン設定部81で自由に設定され得るものである。
又、給油圧力ｐも電磁比例弁SOLEによって自由に調整さ
れ得るものであ。

従って、第11図に示した例では、ラム27の速度v,給油圧
力ｐは共に直線的に制御された例を示したが、より円滑
な制御を狙いとして曲線的に制御され得ることは勿論で
ある。

なお、第11図に破線で示したように、ラム27が下降中に
下降用ペタルDSをオフとした場合には、第４図に示した
パイロットソレノイド弁SOL2−A,SOL2−Ｂは瞬時にオフ
動作されることになるが、ここに、ソレノイド弁SOL1−
A,SOL1−Ｂは遅れ△T₂を持ってオフ動作されるようにし
ている。

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

第10図において、ステップ1001はフットペタルFSの操作
時にラム27がいずれの位置にあるかを判断するものであ
る。そして、ラム27が上限位置〜下降速度切換位置にあ
る場合にはステップ1003へ移行する。ラム27が下降速度
切換位置〜プルバック位置にあるときにはステップ1005
へ移行する。ラム27がプルバック位置〜下限位置にある
ときにはステップ1007へ移行する。ラムが下限位置〜上
限位置にあるときにはステップ1009へ移行する。

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

ステップ1017及び1019はラム27を高速度で下降速度切換
位置まで高速下降させることを示している、ステップ11
9で下降速度切換位置が判断されれば端子Ｂを介してス
テップ1005へ移行されるが、ステップ1011でフットペタ
ルがオフされたことが判断された場合にはラム27はステ
ップ1013でその場停止される。

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

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

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

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

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

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

ステップ1051は上昇用ペタルUSが操作されているのでス
テップ1053で上昇用ペタルUSのオフが判断されるまでラ
ム27を高速上昇させ、図示していないが上限位置に達す
ればここで停止する。そしてステップ1053で上昇用ペタ
ルUSがオフされたことが判断された場合にはステップ10
55で、以後、下降用ペタルDSの操作を無効として、言い
換えれば折曲加工のやり直しはできないこととしてステ
ップ1057でその場停止し、端子Ｃを介してステップ1007
へ移行する。

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

ステップ1061及びステップ1063は所定時間ラム27を下限
位置に停止させ、ラム27の下端に取付けられたパンチ31
で図示しない材料を加圧することを示している。ステッ
プ1065はラム27を所定時間経過後に所定シーケンスに従
って、上限位置まで上昇させることを示している。所定
シーケンスとは、第11図の時間T₁₂以後に示した処理で
ある。

ステップ1059で上昇用ペタルUSがオンされた場合にはラ
ム27が加圧中であってもループを脱出し、ステップ1067
で以後の下降用ペタルDSの操作を無効として、ステップ
1069へ移行する、ステップ1069はラム27を所定シーケン
スに従いながら上限位置に向って上昇させるものであ
る。ステップ1073で上昇用ペタルの操作が中止されたな
らステップ1075でその場停止をするようになっている。

第８図は連転モードの説明図である。

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

ステップ801はラム27が上昇中に下降用ペタルDSが継続
してオンされたか否かが判断され、継続してオンされて
いたならステップ803へ移行するが、途中でオフされた
なら第10図に示したＤ端子へ入り、ステップ1067へ移行
する。

ステップ803では下降用ペタルDSが上限位置で継続して
所定時間以上オンされていたか否かが判断され、所定時
間以上オンされていたなら、ステップ805で次の単動運
動に移行してゆくことを示している。下降用ペタルが上
限位置で所定時間内にオフとされた場合にはステップ80
7へ移行し、上限位置で停止する。

第９図は両手押釦操作モードの説明図である。

両手押釦操作モードは両手で押釦を操作したときのみラ
ム上限位置〜プルバック位置まで下降することができる
ようにしたものである。

ステップ901はフットペタル、又は図示しない両手押釦
の操作位置を判断するものである。操作時のラム位置が
上限位置〜プルバック位置であればステップ903へ移行
するがそうでなければステップ913へ移行し単動処理
（第10図参照）が行われる。

ステップ903は、両手押釦操作か否かを判断するもので
あり、両手押釦操作であればステップ907へ移行し、ラ
ム27はステップ907,909でプルバック位置まで下降さ
れ、以後はステップ903の単動処理に移ってゆく。

以上、第７図〜第10図を用いて説明した作業別のモード
では、第７図に示した寸動モードと第10図に示した単動
モード給油圧力及び速度パターンが共に異ならしめられ
ている。

しかし、第11図に示したような給油圧力や速度パター
ン、並びに各制御弁の制御様式は各モード別に定められ
るものであり単独に設計されていてもよいのである。こ
の実施例では、第５図に示したように給油圧力を無段開
に調整できる電磁比例弁SOLEと速度パターン設定部81と
を設けているのでこれら変更は極めて容易に行える。

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

以上第１図〜第11図に示した実施例によれば以下の通り
の効果がある。

油圧回路に第４図に示したサーボ弁37A,37Bを設け、
第５図に示した電気回路53でこのサーボ弁37A,37Bを駆
動するので、ラム27を所望の速度パターンで昇降駆動す
ることができる。

第６図に示した同調回路により、ラム27を常時水平を
保ちつつ駆動することができる。

第４図に示した電磁比例弁SOLEを第５図に示したシー
ケンサ及びリレー部57で駆動するので給油圧力を所望の
ものとすることができ、ラム27に所望の加工圧力を発生
させることができる。言い替えれば、圧力制御のオープ
ンループ制御を行うことができる。

第４図に示した回路遮断用ソレノイド弁SOL1−A,SOL1
−Ｂに加えてカウンタバランスCBVを有効とするパイロ
ットチェック回路（パイロットチェック弁PCV1,PCV2と
パイロットソレノイド弁SOL2−A,SOL2−Ｂ）を設けたの
で、第11図で説明したように、ラム停止時の２重の安全
対策が行われる。そして、ソレノイド弁SOL1−A,SOL1−
Ｂを時間△T₂だけ遅延動作させているので、ラム停止時
に機械に衝撃を与えることがなく、機械精度を狂わして
しまう恐れがない。

第４図、第５図に示されるように、サーボ弁37A,37B
の制御は別途のルーフで行われるので、ラム27の両端を
独自に駆動することができ、水平動作可能であることに
加えて、故意に傾らせて制御することも可能である。こ
のことは、例えば原点位置決め時に又は、下限位置設定
作業時に有効である。

第５図に示されるようにラム制御モジュールRCMをユ
ニット化できるので、NC装置側では、単に移動指令、速
度パターン選択指令のみを出力すればよく、どの機械に
でも着脱自在の態様となるので、機械設計が容易とな
る。

次に、第12図〜第14図を用いてこの発明の他の実施例を
説明する。

第12図は折曲機械におけるスプリングバック量の自動検
出を行う実施例を示している。

この実施例に使用できる装置は、第１図〜第11図で示し
たものを略そのまま利用することが可能である。例え
ば、第５図に示した電気回路（例えばNC装置の主制御
部）にスプリングバック量の検出指令用のプログラムを
挿入するだけでよい。

ステップ1201は下限位置で所定時間加圧処理する工程を
示してある（第10図ステップ1061参照）。ステップ101
で加工処理が行われたらステップ1203へ移行し、ここで
サーボループを解除する。

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

第４図に示したピストンPSA,PSBの下室側面積をＳ、給
油圧力をｐとするならば、釣合いの条件はF₁＝２・ｐ・
Ｓであるので、ｐ＝F₁/（２・Ｓ）に調整すれば、ラム2
7の自重と上昇力が釣合うことになる。これによりラム2
7は折曲材料のはね返り剛性に応じて少し上昇する。

ステップ1209は所定時間後にラム27の現在位置を読み込
む処理を示している。ラム27の現在位置は第５図に示し
た現在位置検出部79で検出されている。

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

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

第13図は片荷重制御の実施例を示している。

本例は、折曲機において、幅の短い材料を金型端部で折
曲可能とするものである。装置は第１〜第11図で示した
ものをそのまま使用することが可能である。

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

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

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

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

なお、以上に示した主シリンダ33Aの圧力制御では第５
図に示した指令値演算出力部83の位置決め位置を下限位
置より十分下方に位置指令すると共に、電磁比例弁SOLE
の調整圧力を所望のものに設定しておくことで行われ得
る。

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

第14図はラム両端を個別に速度制御する実施例を示して
いる。

機械は例えば剪断機械であるとする。電気油圧回路は第
４図、第５図に示されるものと同一とする。但し、本例
では第５図に示した同調回路87は除かれる。

第５図にも示されるように、各サーボ弁37A,37Bは独立
に速度制御することが可能である。そこで、第14図
（ａ）に示した剪断機械のラム89のロッド35Aを速度v₁
で、ロッド35Bをv₂で制御する。Ｗは剪断される材料を
示している。

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

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

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

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

なお、傾き角θ₁,θ_２は材料を板厚に応じて、又、材料
の硬さ等に応じて、種々に変更することが可能であるこ
とは勿論であるが、これら変更は、機械的に変更するの
と違って第５図に示した速度パターンのみを変更すれば
よく、極めて容易に行われ得るものである。又、速度制
御の途中において加圧力も自由に設定可能であるから、
圧力、速度における各種の条件を付加してラム89を制御
することが可能である。

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

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

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

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

［発明の効果］以上のごとき実施例の説明より理解されるように、要す
るに本発明は、所定圧力の液体をサーボ弁を介してシリ
ンダに供給し該シリンダ内のピストンとロッドを介して
接続された作動体を位置及び速度制御する加工機械の電
気液圧サーボ装置において、前記液体の圧力及び前記作
動体の移動速度を指令する液圧及び作動体速度指令手段
と、該手段で指令された圧力の液体を生成する圧液生成
手段と、該手段で生成された圧液をサーボ弁に供給する
圧液供給手段と、前記液圧及び作動体速度指令手段から
の作動体速度の指令を受けてサーボ弁開度を制御するサ
ーボ弁制御手段と、前記作動体位置を検出する作動体位
置検出手段と、制御モードを設定するモード設定手段
と、該手段の設定モード及び前記作動体の現在位置とに
基づいて前記圧夜及び作動体速度指令手段の指令値を変
更する条件設定手段と、を備えてなり、前記圧液生成手
段は、前記液圧及び作動体速度指令手段の液圧指令に基
づいて所定圧を生成することができるものであり、前記
サーボ弁を開放操作することにより前記作動体に所望の
加圧力を発生させることのできる構成である。

したがって本発明においては、モード設定手段の設定モ
ードに合わせてシリンダによる作動体の位置，速度，圧
力の制御を容易に行えることは勿論のことであり、かつ
サーボ弁の開放時にはシリンダへ油圧ポンプの全圧を付
与することが可能であって極めて高圧を要する加工にも
対応し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の概要を示すブロック図、第２図〜第
14図はこの発明の実施例を示す図である。第２図は折曲機械の側面図、第３図は折曲機械の正面
図、第４図は油圧回路の系統図、第５図は電気回路のブ
ロック図、第６図は同調回路の詳細を示す回路図、第７
図は寸動モードのフローチャート、第８図は連動モード
のフローチャート、第９図は両手押釦操作モードのフロ
ーチャート、第10図は単動モードのフローチャート、第
11図は単動モード下での各部材の動作状態を示すタイム
チャート、第12図はスプリングバック量の検出例を示す
フローチャート、第13図は折曲機械における片荷重制御
を行う例を示すフローチャート、第14図は剪断機械にお
けるラム制御の例を示す説明図である。１……サーボ弁３……作動体５……加工機械の電気液圧サーボ装置７……液圧及び作動体速度指令手段９……圧液生成手段 11……圧液供給手段 13……サーボ弁制御手段 15……作動体位置検出手段 17……モード設定手段 19……条件設定手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定圧力の液体をサーボ弁を介してシリン
ダに供給し該シリンダ内のピストンとロッドを介して接
続された作動体を位置及び速度制御する加工機械の電気
液圧サーボ装置において、前記液体の圧力及び前記作動
体の移動速度を指令する液圧及び作動体速度指令手段
と、該手段で指令された圧力の液体を生成する圧液生成
手段と、該手段で生成された圧液をサーボ弁に供給する
圧液供給手段と、前記液圧及び作動体速度指令手段から
の作動体速度の指令を受けてサーボ弁開度を制御するサ
ーボ弁制御手段と、前記作動体位置を検出する作動体位
置検出手段と、制御モードを設定するモード設定手段
と、該手段の設定モード及び前記作動体の現在位置とに
基づいて前記液圧及び作動体速度指令手段の指令値を変
更する条件設定手段と、を備えてなり、前記圧液生成手
段は、前記液圧及び作動体速度指令手段の液圧指令に基
づいて所定圧を生成することができるものであり、前記
サーボ弁を開放操作することにより前記作動体に所望の
加圧力を発生させることのできる構成であることを特徴
とする加工機械の電気液圧サーボ装置。