JPH0726562Y2 - Hydraulic actuator drive - Google Patents

Hydraulic actuator drive

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JPH0726562Y2
JPH0726562Y2 JP1988058659U JP5865988U JPH0726562Y2 JP H0726562 Y2 JPH0726562 Y2 JP H0726562Y2 JP 1988058659 U JP1988058659 U JP 1988058659U JP 5865988 U JP5865988 U JP 5865988U JP H0726562 Y2 JPH0726562 Y2 JP H0726562Y2
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JP
Japan
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valve
pressure
hydraulic cylinder
flow rate
hydraulic
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謙一郎 伊達
憲一 宮田
裕平 佐藤
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本考案は、油圧アクチュエータの必要流量を演算して方
向流量調整弁のストローク量とその方向を決定し、これ
により油圧アクチュエータを速度制御する油圧アクチュ
エータ駆動装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] A. Field of Industrial Application The present invention calculates the required flow rate of the hydraulic actuator to determine the stroke amount and direction of the directional flow rate adjusting valve, and thereby controls the speed of the hydraulic actuator. The present invention relates to an actuator drive device.

B.従来の技術 本出願人は、特願昭62−51478号明細書にこの種の油圧
アクチュエータ駆動装置が用いられるリーダレスアース
オーガを先に提案した。
B. Prior Art The present applicant previously proposed a readerless earth auger in which a hydraulic actuator driving device of this type is used in Japanese Patent Application No. 62-51478.

この機械では、油圧ショベル本体の上部旋回体に第1の
アームを回動可能に取付け、この第1のアームの先端に
第2のアームを、さらにこの第2のアームの先端に第3
のアームをそれぞれ回動可能に取付けている。これらの
第1,第2,第3のアームは、それぞれ油圧シリンダにより
駆動され、第3のアームの先端にはオーガマシンが取付
け吊持され、その下端にオーガスクリュが回転可能に取
付けられる。そして、軌跡制御レバーを操作することに
より、例えば第1のアームを固定し、第2,第3のアーム
を軌跡制御して、第3のアームの先端を同一半径のまま
降下させ、これにより第3のアーム先端に取付けられた
オーガスクリュが回転しながら垂直のまま下降し地面に
孔が穿設される。
In this machine, a first arm is rotatably attached to an upper revolving structure of a hydraulic excavator body, a second arm is attached to the tip of the first arm, and a third arm is attached to the tip of the second arm.
Each of the arms is rotatably attached. These first, second, and third arms are each driven by a hydraulic cylinder, an auger machine is attached and suspended at the tip of the third arm, and an auger screw is rotatably attached to the lower end thereof. Then, by operating the trajectory control lever, for example, the first arm is fixed, the trajectory of the second and third arms is controlled, and the tip of the third arm is lowered with the same radius. The August screw attached to the tip of the arm 3 descends vertically while rotating and a hole is made in the ground.

第5図は、この種の作業機の油圧シリンダ駆動回路の従
来例を示す。演算装置1は、第3のアーム先端が垂直軌
跡を描くように各油圧シリンダの必要流量を演算して信
号線l1またはl2を介して電磁比例減圧弁2に流量指令を
出力する。電磁比例減圧弁2はその流量指令に応じてた
パイロット圧力をパイロットラインPl1またはPl2を介し
て方向流量調整弁3に送る。さらに、そのパイロット圧
力に応じて方向流量調整弁3のスプールが所定方向にス
トロークし所定の開口面積を開き、油圧ポンプ4から油
圧シリンダ5へ必要流量を送る。またこのとき、高圧選
択弁6aにより油圧シリンダ5側の高圧力が圧力調整弁6b
に導かれ、方向流量調整弁3のポンプ側圧力と油圧シリ
ンダ側圧力の差が常時一定に保たれ、これにより、圧力
変動による流量変化を制御し、必要流量が油圧シリンダ
5に供給される。なお第5図は、軌跡制御のために駆動
される2本のアームのうち1本のアームの駆動回路を示
している。
FIG. 5 shows a conventional example of a hydraulic cylinder drive circuit for a work machine of this type. The arithmetic unit 1 calculates the required flow rate of each hydraulic cylinder so that the tip of the third arm draws a vertical locus, and outputs a flow rate command to the electromagnetic proportional pressure reducing valve 2 via the signal line l 1 or l 2 . The electromagnetic proportional pressure reducing valve 2 sends the pilot pressure according to the flow rate command to the directional flow rate adjusting valve 3 via the pilot line Pl 1 or Pl 2 . Further, according to the pilot pressure, the spool of the directional flow control valve 3 strokes in a predetermined direction to open a predetermined opening area, and the required flow rate is sent from the hydraulic pump 4 to the hydraulic cylinder 5. At this time, the high pressure on the hydraulic cylinder 5 side is controlled by the high pressure selection valve 6a so that the pressure adjustment valve 6b
The pressure difference between the pump side pressure of the directional flow rate adjusting valve 3 and the hydraulic cylinder side pressure is constantly kept constant, whereby the flow rate change due to pressure fluctuation is controlled and the required flow rate is supplied to the hydraulic cylinder 5. Note that FIG. 5 shows a drive circuit for one of the two arms driven for trajectory control.

いま、方向流量調整弁3のスプールがストロークしてあ
る開口面積を保持している場合の油圧回路を模式的に表
わすと第6図の通りである。第6図において、A1,A2
は、方向流量調整弁3のポンプ吐出側とタンクもどり側
の開口面積を、P1,P2,P3,P4は、図示各点の圧力をそれ
ぞれ表わす。油圧シリンダ5を収縮する際に油圧シリン
ダ5に矢印a方向の負荷が作用している場合、管路7,8
の圧力はP2>P3となり、高圧選択弁6aにより圧力調整弁
6bに圧力P2が導かれ、ポンプ吐出側における方向流量調
整弁3の前後の圧力P1とP2の差圧が一定に保たれる。圧
力P1,P2の差が変化しなければ、ある開口面積A1に対応
する流量が略一定と成るから、軌跡制御演算で求められ
た必要流量にしたがって電磁比例減圧弁2への指令値を
求め、これにより方向流量調整弁3をストロークさせて
油圧シリンダ5を駆動すれば、軌跡制御が可能となる。
FIG. 6 schematically shows the hydraulic circuit in the case where the spool of the directional flow control valve 3 holds the stroked opening area. In Figure 6, A1, A2
Represents the opening area of the directional flow rate adjusting valve 3 on the pump discharge side and the tank return side, and P1, P2, P3, and P4 represent the pressures at respective points in the figure. When a load in the direction of arrow a is applied to the hydraulic cylinder 5 when the hydraulic cylinder 5 is contracted, the pipelines 7, 8
Pressure is P2> P3, and the high pressure selection valve 6a
The pressure P2 is guided to 6b, and the differential pressure between the pressures P1 and P2 before and after the directional flow rate adjusting valve 3 on the pump discharge side is kept constant. If the difference between the pressures P1 and P2 does not change, the flow rate corresponding to a certain opening area A1 becomes substantially constant, so the command value to the electromagnetic proportional pressure reducing valve 2 is calculated according to the required flow rate calculated by the trajectory control calculation. As a result, when the directional flow rate adjusting valve 3 is stroked to drive the hydraulic cylinder 5, locus control becomes possible.

C.考案が解決しようとする問題点 ところが、油圧シリンダ5を収縮させる際に油圧シリン
ダ5にb方向の負荷が作用している場合には、管路7,8
の圧力がP2<P3となり、高圧選択弁6aにより圧力調整弁
6bへ圧力P3が導かれてしまい、圧力P1とP2の差圧が油圧
シリンダ5の負荷方向に依存して変化してしまう。この
ため、負荷a方向のときと同一速度で油圧シリンダ5を
駆動しようとして制御された開口面積A1を流れる流量が
異なり、同じ指令値にも拘らず異なる流量が油圧シリン
ダ5に送られる。この結果、軌跡制御の基準位置からの
偏差が大きくなり、所望の精度が得られない。
C. Problems to be solved by the device However, when the hydraulic cylinder 5 is contracted when a load in the b direction is applied to the hydraulic cylinder 5, the pipelines 7, 8
Pressure becomes P2 <P3, and the high pressure selection valve 6a
The pressure P3 is guided to 6b, and the differential pressure between the pressures P1 and P2 changes depending on the load direction of the hydraulic cylinder 5. Therefore, the flow rate flowing through the controlled opening area A1 to drive the hydraulic cylinder 5 at the same speed as in the load a direction is different, and different flow rates are sent to the hydraulic cylinder 5 despite the same command value. As a result, the deviation of the trajectory control from the reference position becomes large, and desired accuracy cannot be obtained.

負荷方向をセンサでモニタして開口面積A1を補正しても
良いが、センサが必要であり、かつ演算装置での演算が
多くなり、コストアップの要因となる。
The opening area A1 may be corrected by monitoring the load direction with a sensor, but a sensor is required, and the number of calculations in the calculation device increases, which causes a cost increase.

本考案の目的は、作用する負荷方向に拘らず演算された
必要流量が油圧アクチュエータに供給されるようにした
油圧アクチュエータ駆動装置を提供することにある。
It is an object of the present invention to provide a hydraulic actuator drive device that supplies a required flow rate calculated to a hydraulic actuator regardless of the direction of a load acting on the hydraulic actuator.

D.問題点を解決するための手段 一実施例を示す第1図により説明すると、本考案は、油
圧ポンプ63およびタンクを油圧シリンダ26のシリンダボ
トム側室もしくはシリンダロッド側室に接続する一対の
管路65,66,68,69に介装され、油圧シリンダ26に駆動方
向と駆動速度と調節する方向流量調整弁64と、油圧シリ
ンダ26によって駆動される作業対象(24)の位置および
その駆動指令信号に基づいて油圧シリンダ26に供給する
必要流量と駆動方向とを演算し、その演算結果により方
向流量調整弁64に駆動指令を出力する演算手段41と、こ
の演算された駆動指令に藻基づいて方向流量調整弁64を
駆動する駆動手段61と、方向流量調整弁64と油圧シリン
ダ26との間の一対の管路68,69に間に設けられ、両管路
(68,69)におけるいずれか高圧側の管路の圧油を選択
する高圧選択弁67aと、高圧選択弁67aによって選択され
る圧油によって、油圧ポンプ63から方向流量調整弁64に
供給される吐出圧油を所定の圧力に制御する圧力補償弁
67と、高圧選択弁67aと油圧シリンダ26との間の一対の
管路68,69に、方向流量調整弁64から油圧シリンダ26へ
の圧油の流れのみを許容するチェック弁70b,71bと一対
の管路(68,69)の一方の管路の圧油によって他方の管
路の開口面積を調整するカウンタバランス弁部材70a,71
aとからなるカウンタバランス弁70,71とをそれぞれ備え
ることにより、上述の問題点を解決する。
D. Means for Solving the Problems Referring to FIG. 1 showing an embodiment, the present invention provides a pair of pipelines connecting a hydraulic pump 63 and a tank to a cylinder bottom side chamber or a cylinder rod side chamber of a hydraulic cylinder 26. Directional flow rate adjusting valve 64, which is installed in 65, 66, 68, 69 and adjusts the driving direction and the driving speed in the hydraulic cylinder 26, the position of the work target (24) driven by the hydraulic cylinder 26, and its driving command signal. The calculation means 41 for calculating the required flow rate to be supplied to the hydraulic cylinder 26 and the driving direction based on the calculation result, and outputting the driving command to the direction flow rate adjusting valve 64 based on the calculation result, and the direction based on the calculated driving command based on the algae. The drive means 61 for driving the flow rate adjusting valve 64 and the pair of pipelines 68, 69 between the directional flow regulating valve 64 and the hydraulic cylinder 26 are provided between the two, and the high pressure in either of the pipelines (68, 69) is high. High pressure to select pressure oil in side pipe A selection valve 67a, the pressure oil selected by the high pressure selection valve 67a, the pressure compensating valve for controlling the discharge pressure oil supplied from the hydraulic pump 63 to the directional flow control valve 64 to a predetermined pressure
67, a pair of conduits 68, 69 between the high pressure selection valve 67a and the hydraulic cylinder 26, and a pair of check valves 70b, 71b for allowing only the flow of pressure oil from the directional flow rate adjusting valve 64 to the hydraulic cylinder 26. Counterbalance valve members 70a, 71 for adjusting the opening area of the other pipeline by the pressure oil in one of the pipelines (68, 69)
The above-mentioned problems are solved by providing the counter balance valves 70 and 71 composed of a and a, respectively.

E.作用 方向流量調整弁64がP−A,B−T連通の場合について説
明する。油圧アクチュエータ26に作用する負荷aに抗し
て油圧アクチュエータ26を収縮する場合、油圧ポンプ63
の吐出油は、Pポート、Aポート、カウンタバランス弁
70の経路で油圧アクチュエータ26に流れ、管路68に所定
の圧力が立つ。このため、油圧アクチュエータ26の戻り
側のカウンタバランス弁71が十分大きな絞り面積とな
り、ポンプ吐出側の管路68の圧力がタンク戻り側の管路
69の圧力よりも高くなる。
E. The case where the operation direction flow rate adjusting valve 64 communicates with P-A and B-T will be described. When the hydraulic actuator 26 is contracted against the load a acting on the hydraulic actuator 26, the hydraulic pump 63
The discharge oil is P port, A port, counter balance valve
Flowing to the hydraulic actuator 26 through the route 70, a predetermined pressure is established in the pipe line 68. Therefore, the counterbalance valve 71 on the return side of the hydraulic actuator 26 has a sufficiently large throttle area, and the pressure of the pipe line 68 on the pump discharge side is equal to the line on the tank return side.
Higher than 69 pressure.

一方、油圧アクチュエータ26に作用する負荷bと同方向
に油圧アクチュエータ26を収縮する場合、ポンプ吐出側
の管路68に十分な圧力が立たないから、油圧アクチュエ
ータ26の戻り側のカウンタバランス弁71が絞られ、これ
よりポンプ吐出側の管路68に負荷aの場合とほぼ等しい
圧力が立つとともに、タンク戻り側の管路69の圧力が十
分に低い圧力となる。いま、圧力補償弁67は、ポンプ吐
出側の管路68とタンク戻り側の管路69のうち高圧側圧力
により方向流量調製弁64のPポートとAポート間の圧力
差を一定にするから、上述のように、油圧シリンダ26に
作用する負荷方向に拘らずに、管路68の圧力をほぼ一定
の高圧力に、管路69をほぼタンク圧にすれば、所定の開
口面積が与えられると通過流量が一定に制御され、精度
の高い駆動が行なわれる。
On the other hand, when the hydraulic actuator 26 is contracted in the same direction as the load b acting on the hydraulic actuator 26, sufficient pressure does not rise in the pipe line 68 on the pump discharge side. The pressure is reduced, and a pressure substantially equal to that in the case of the load a is established in the pipe line 68 on the pump discharge side, and the pressure in the pipe line 69 on the tank return side is sufficiently low. Now, since the pressure compensation valve 67 makes the pressure difference between the P port and the A port of the directional flow regulating valve 64 constant by the high pressure side pressure in the pump discharge side pipe line 68 and the tank return side pipe line 69, As described above, regardless of the load direction acting on the hydraulic cylinder 26, if the pressure of the pipeline 68 is set to a substantially constant high pressure and the pipeline 69 is set to the tank pressure, a predetermined opening area is provided. The passing flow rate is controlled to be constant, and highly accurate driving is performed.

F.実施例 第1図〜第4図に基づいて本考案の一実施例を説明す
る。まず本考案に係る油圧アクチュエータ駆動装置が用
いられる多関節アーム作業機について第3図により説明
する。
F. Embodiment One embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, an articulated arm working machine in which the hydraulic actuator drive system according to the present invention is used will be described with reference to FIG.

第3図において、上部旋回体1には第1のアーム21が回
動支点22に回動可能に取付けられ、この第1のアーム21
は第1のアーム用シリンダ23によって駆動される。第1
のアーム21の先端には第2のアーム24が回動支点25に回
動可能に取付けられ、この第2のアーム24は第2のアー
ム用シリンダ26によって駆動される。第2のアーム24の
先端には第3のアーム27が回動支点28に回動可能に取付
けられ、この第3のアーム27は第3のアーム用シリンダ
29によって駆動される。第3のアーム27の先端には、ピ
ン30によりオーガマシン31が吊持され、オーガマシン31
に内蔵されたモータと減速機によってオーガスクリュ32
が駆動される。
In FIG. 3, a first arm 21 is rotatably attached to a rotary fulcrum 22 on the upper revolving structure 1.
Is driven by the first arm cylinder 23. First
A second arm 24 is rotatably attached to a rotation fulcrum 25 at the tip of the arm 21, and the second arm 24 is driven by a second arm cylinder 26. A third arm 27 is rotatably attached to a rotation fulcrum 28 at the tip of the second arm 24, and the third arm 27 is a third arm cylinder.
Driven by 29. An auger machine 31 is suspended by a pin 30 at the tip of the third arm 27.
August Cru 32 by the motor and reducer built into
Is driven.

また、第3図において、第1のアーム21の回動支点22近
傍には、第1のアーム21の対地角を検出する対地角度計
33が設けられ、第2のアーム24の回動支点25および第3
のアーム27との回動支点28にはそれぞれ相対角度を検出
する相対角度計34,35が設けられている。ここで相対角
度は、第1のアームの軸芯と第2,第3のアームの軸芯と
がなす角度である。なお、対地角度計33として重錘振子
式角度計、相対角度計34,35としてポテンショメータま
たはロータリエンコーダが用いられる。
Further, in FIG. 3, in the vicinity of the rotation fulcrum 22 of the first arm 21, a ground angle meter for detecting the ground angle of the first arm 21.
33 is provided, and the rotation fulcrum 25 of the second arm 24 and the third
Relative angle meters 34 and 35 for detecting a relative angle are respectively provided on a fulcrum 28 of rotation with respect to the arm 27. Here, the relative angle is an angle formed by the axis of the first arm and the axes of the second and third arms. A weight pendulum type angle meter is used as the ground angle meter 33, and a potentiometer or a rotary encoder is used as the relative angle meters 34 and 35.

第4図にその全体の制御系の概略構成を示す。FIG. 4 shows a schematic configuration of the entire control system.

対地角度計33,相対角度計34,35の出力α,θ,θ
はマイクロプロセッサ等を有する演算制御回路41に入力
される。42はアーム長設定器であり第1〜第3のアーム
21,24,27の基準長さl1〜l3をキーで設定し演算制御回路
41に入力する。また、43は、軌跡制御用操作レバー43a
の操作量に応じた作業速度でアースオーガ31を同一作業
半径のまま昇降させる速度信号設定装置であり、ここか
ら速度指令信号vが演算制御回路41に入力される。
Outputs α 1 , θ 2 , θ 3 from the ground angle meter 33, relative angle meters 34, 35
Is input to the arithmetic control circuit 41 having a microprocessor or the like. 42 is an arm length setting device, which is the first to third arms
Set the reference length l 1 to l 3 of 21, 24, 27 with the key and the operation control circuit
Enter in 41. In addition, 43 is a locus control operation lever 43a.
Is a speed signal setting device that raises and lowers the earth auger 31 while keeping the same work radius at a work speed corresponding to the operation amount of, from which a speed command signal v is input to the arithmetic control circuit 41.

演算制御回路41は、例えば特公昭61−45025号に開示さ
れているような軌跡制御演算を行う。本例では、第3の
アーム27の先端Coの軌跡が作業半径R=一定となるよう
な垂直軌跡制御を行う。さらに第4図において、演算制
御回路41は、アースオーガ31を垂直に押圧すべく各油圧
シリンダ26,29の伸縮量を演算し、各油圧シリンダ26,29
の伸縮を制御する油圧駆動回路60に駆動信号i11,i12
i21,i22を供給する。
The arithmetic control circuit 41 performs a locus control arithmetic as disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 61-45025. In this example, vertical locus control is performed so that the locus of the tip Co of the third arm 27 is constant at the working radius R =. Further, in FIG. 4, the arithmetic control circuit 41 calculates the expansion / contraction amount of each hydraulic cylinder 26, 29 so as to vertically press the earth auger 31, and the hydraulic cylinder 26, 29 is compressed.
To the hydraulic drive circuit 60 that controls expansion and contraction of the drive signals i 11 , i 12 ,
Supply i 21 , i 22 .

第1図はこの油圧駆動回路60を説明する図であり、第2
にアーム24を駆動する油圧シリンダ26のみのものを示し
ている。油圧駆動回路60は電磁比例減圧弁61,62を有
し、これらのソレノイド部61S,62Sに上述の駆動信号
i11,i12が供給される。この電磁比例減圧弁61,62の出
力ポートは、油圧ポンプ63と油圧シリンダ26との間に設
けられた方向流量調整弁64のパイロットポート64a,64b
に接続され、入力される駆動信号i11,i12に応じて電磁
比例減圧弁61,62が2次圧力を出力すると、その2次圧
力に応じて方向流量調整弁64の切換方向および開口面積
が制御される。
FIG. 1 is a diagram for explaining the hydraulic drive circuit 60, and FIG.
Only the hydraulic cylinder 26 that drives the arm 24 is shown in FIG. The hydraulic drive circuit 60 has electromagnetic proportional pressure reducing valves 61 and 62, and the above-mentioned drive signals are supplied to these solenoid parts 61S and 62S.
i 11 , i 12 are supplied. The output ports of the electromagnetic proportional pressure reducing valves 61, 62 are pilot ports 64a, 64b of a directional flow rate adjusting valve 64 provided between the hydraulic pump 63 and the hydraulic cylinder 26.
When the electromagnetic proportional pressure reducing valves 61 and 62 output secondary pressure in accordance with the input drive signals i 11 and i 12 , the switching direction and opening area of the directional flow control valve 64 are changed in accordance with the secondary pressure. Is controlled.

また、方向流量調整弁64ののPポートおよびTポートに
それぞれ接続された管路65および66間には圧力調整弁67
bが、AポートおよびBポートに接続された管路68およ
び69間には高圧選択弁67aがそれぞれ介装される。ここ
で、高圧選択弁67aおよび圧力調整弁67bは圧力補償弁67
を構成し、方向流量調整弁64のPポートとA,Bポート間
の圧力差を一定に保持する。また、油圧シリンダ26のシ
リンダ室とAポートとを連通する管路68およびボトム室
とBポートとを連通する管路69には、カウンタバランス
弁70および72がそれぞれ介装されている。カウンタバラ
ンス弁70および71はれぞれ管路68,69に立つ圧力に応じ
た絞り面積となる弁部材70a,71aと、管路68および69の
圧力で開かれるチェック弁70b,71bとを有する。72は、
パイロット油圧回路のリリーフ弁、73は、アクチュエー
タ駆動回路のリリーフ弁、74はパイロット系の油圧ポン
プである。
Further, the pressure adjusting valve 67 is provided between the pipe lines 65 and 66 connected to the P port and the T port of the directional flow adjusting valve 64, respectively.
A high pressure selection valve 67a is provided between the pipe lines 68 and 69 connected to the A port and the B port, respectively. Here, the high pressure selection valve 67a and the pressure adjustment valve 67b are the pressure compensation valve 67a.
The pressure difference between the P port of the directional flow control valve 64 and the A and B ports is kept constant. Further, counter balance valves 70 and 72 are provided in a pipe line 68 that communicates between the cylinder chamber of the hydraulic cylinder 26 and the A port, and a pipe line 69 that communicates between the bottom chamber and the B port. Each of the counterbalance valves 70 and 71 has a valve member 70a, 71a having a throttle area corresponding to the pressure on the pipes 68, 69, and check valves 70b, 71b opened by the pressure of the pipes 68, 69. . 72 is
A pilot hydraulic circuit relief valve, 73 is an actuator drive circuit relief valve, and 74 is a pilot hydraulic pump.

次に動作を説明する。Next, the operation will be described.

このように構成された作業機においては、まず、第1〜
第3のアーム駆動用操作レバーを操作することにより所
望の作業半径を得る。次いで、軌跡制御用操作レバー43
aを操作すると、演算制御回路41において操作開始時の
作業半径R0が所定の演算式から求められ、この作業半径
にて第3のアーム27先端Coを垂直に軌跡する作業が開始
される。速度信号設定装置43はレバー43aの操作量に応
じた速度でアースオーガ31を降下させるべく速度信号v
を設定し演算制御回路41に入力する。演算制御回路41
は、相対角度計34,35からの入力信号により第3図に示
すアーム27の先端位置Coの座標(R0、Y0)およびアーム
24の先端位置Boの座標を演算する。さらに、C0からΔY1
だけ下方のアーム27における先端位置の目標点C1の座標
(R0,Y0−ΔY1)を求めるとともに、第3にアーム27の
先端が目標点C1まで移動した場合に第2のアーム24の先
端Boが位置すべき目標点B2の座標を演算する。これらの
目標点C1、B2に関する演算結果と速度指定信号vとから
各油圧シリンダ26,29に供給する必要流量を演算する。
そしてその結果に基づいて、電磁比例減圧弁61,62に駆
動信号i11,i12を出力する。電磁比例減圧弁61,62は、
入力された駆動信号i11,i12に応じて操作されその操作
量にしたがった2次圧力を方向流量調整弁64のパイロッ
トポートに供給する。これにより方向流量調整弁64はそ
の2次圧力に応じた方向に所定量だけストロークし、例
えばPポートとAポート間に必要流量に対応した開口面
積のポンプ吐出側通路が形成され、TポートとBポート
間にタンク戻り側通路が形成され、油圧ポンプ63からの
吐出油がシリンダ26に供給されてタンクに戻る。これに
よりシリンダ26は所定の速度で伸縮する。
In the working machine thus configured, firstly,
A desired working radius is obtained by operating the third arm drive operating lever. Next, the trajectory control operation lever 43
When a is operated, the operation control circuit 41 calculates the work radius R 0 at the start of the operation from a predetermined calculation formula, and the work of vertically traversing the tip Co of the third arm 27 is started at this work radius. The speed signal setting device 43 uses the speed signal v in order to lower the earth auger 31 at a speed according to the operation amount of the lever 43a.
Is input to the arithmetic control circuit 41. Arithmetic control circuit 41
Is the coordinates (R 0 , Y 0 ) of the tip position Co of the arm 27 shown in FIG. 3 and the arm according to the input signals from the relative angle meters 34, 35.
Calculate the coordinates of 24 tip positions Bo. Furthermore, from C 0 to ΔY 1
The coordinates (R 0 , Y 0 −ΔY 1 ) of the target point C 1 at the tip position of the arm 27 below is determined, and thirdly, when the tip of the arm 27 moves to the target point C 1 , the second arm The coordinates of the target point B 2 where the tip Bo of 24 should be located are calculated. The required flow rate to be supplied to each hydraulic cylinder 26, 29 is calculated from the calculation result regarding these target points C 1 , B 2 and the speed designation signal v.
Then, based on the result, drive signals i 11 and i 12 are output to the electromagnetic proportional pressure reducing valves 61 and 62. The electromagnetic proportional pressure reducing valves 61, 62 are
The secondary pressure that is operated according to the input drive signals i 11 and i 12 and that follows the operation amount is supplied to the pilot port of the directional flow control valve 64. As a result, the directional flow control valve 64 strokes in the direction corresponding to the secondary pressure by a predetermined amount, and a pump discharge side passage having an opening area corresponding to the required flow rate is formed between the P port and the A port, for example, and is connected to the T port. A tank return side passage is formed between the B ports, and the oil discharged from the hydraulic pump 63 is supplied to the cylinder 26 and returns to the tank. As a result, the cylinder 26 expands and contracts at a predetermined speed.

いま、方向流量調整弁64のスプールが所定量だけストロ
ークしてPポートとAポート間にある開口面積を保持し
ている場合の油圧回路を模式的に表わすと第2図の通り
である。第2図において、A1,A2は、方向流量調整弁64
のPポートとAポート間およびTポートとBポート間の
開口面積を、P1,P2,P3,P4は、図示各点の圧力をそれぞ
れ表わす。油圧シリンダ26に矢印a方向の負荷が作用す
る場合に油圧シリンダ26を収縮するとき、油圧ポンプ63
の吐出油はカウンタバランス弁70のチェック弁70bを開
いてシリンダ室に送られる。このとき管路68に立つ圧力
によりカウンタバランス弁71の弁部材71aが十分に開か
れるので、ボトム室からカウンタバランス弁71の弁部材
71aを通ってTポートとBポート間を介してタンクに流
れる。したがって、両管路68および69の圧力はP2>P3と
なり、高圧選択弁67aにより圧力調整弁67bに圧力P2が導
かれる。
FIG. 2 schematically shows the hydraulic circuit when the spool of the directional flow control valve 64 is stroked by a predetermined amount to maintain the opening area between the P port and the A port. In FIG. 2, A1 and A2 are directional flow control valves 64
The opening areas between the P port and the A port and between the T port and the B port, and P1, P2, P3, and P4 represent the pressure at each point in the figure. When the hydraulic cylinder 26 is contracted when a load in the direction of arrow a acts on the hydraulic cylinder 26, the hydraulic pump 63
The discharged oil is sent to the cylinder chamber by opening the check valve 70b of the counter balance valve 70. At this time, the valve member 71a of the counterbalance valve 71 is sufficiently opened by the pressure rising in the pipe 68, so that the valve member of the counterbalance valve 71 from the bottom chamber is opened.
It flows to the tank through 71a between T port and B port. Therefore, the pressure in both pipes 68 and 69 is P2> P3, and the pressure P2 is guided to the pressure adjusting valve 67b by the high pressure selection valve 67a.

一方、油圧シリンダ26に矢印b方向の負荷が作用する場
合に油圧シリンダ26を収縮するとき、油圧ポンプ63の吐
出油はカウンタバランス弁70のチェック弁70bを開いて
シリンダ室に送られる。このとき,管路68に立つ圧力は
上述の負荷方向aに比べて低く、カウンタバランス弁71
の弁部材71aにより管路69が絞られる。したがって、管
路68の圧力P2が従来の第6図の場合のように低圧力にな
らず負荷a方向とほぼ同一の圧力となり、しかもボトム
室からカウンタバランス弁71の弁部材71aを通ってさら
にTポートとBポート間を介してタンクに流れる管路69
の圧力P3が負荷方向aと同様にほぼタンク圧となるか
ら、負荷方向aの場合と同様にP2>P3となり、高圧選択
弁67aにより圧力調整弁67bに圧力P2が導かれる。この結
果、PポートとAポート間における方向流量調整弁64の
前後の圧力P1とP2の差圧が負荷方向に拘らず一定に保た
れる。圧力P1,P2の差が変化しなければ、ある開口面積A
1に対応する流量が略一定となるから、軌跡制御演算で
求められた必要流量にしたがって電磁比例減圧弁61,62
への指令値を求め、これにより方向流量調整弁64をスト
ロークさせて油圧シリンダ26を駆動すれば、軌跡制御が
可能となる。
On the other hand, when the hydraulic cylinder 26 is contracted when a load in the direction of arrow b acts on the hydraulic cylinder 26, the discharge oil of the hydraulic pump 63 opens the check valve 70b of the counter balance valve 70 and is sent to the cylinder chamber. At this time, the pressure rising in the pipe 68 is lower than in the load direction a, and the counter balance valve 71
The pipe 69 is throttled by the valve member 71a. Therefore, the pressure P2 in the conduit 68 does not become a low pressure as in the case of the conventional FIG. 6 and becomes almost the same pressure in the load a direction, and moreover, from the bottom chamber through the valve member 71a of the counterbalance valve 71. Pipe line 69 that flows to the tank through the T port and the B port
Since the pressure P3 in FIG. 3 is almost the same as the tank pressure in the load direction a, P2> P3 as in the case of the load direction a, and the high pressure selection valve 67a guides the pressure P2 to the pressure adjusting valve 67b. As a result, the pressure difference between the pressures P1 and P2 before and after the directional flow control valve 64 between the P port and the A port is kept constant regardless of the load direction. If the difference between the pressures P1 and P2 does not change, there is a certain opening area A
Since the flow rate corresponding to 1 is almost constant, the electromagnetic proportional pressure reducing valves 61, 62 are operated according to the required flow rate obtained by the trajectory control calculation.
The locus control becomes possible by obtaining the command value to the hydraulic cylinder 26 by making the stroke of the directional flow control valve 64 by this.

なお本考案は、上述のように第1〜第3の3本のアーム
を有せず、上部旋回体に回動可能に取付けられた第1の
アームと、この第1のアームの先端に回動可能に取付け
られた第2のアームとを有し、第2のアームの先端に作
業用アタッチメントが取付けられる油圧ショベルにも適
用できる。さらに、多関節アーム作業機のみならず、作
業機に所定動作を行なわせるために油圧アクチュエータ
に供給する必要流量を演算し、この演算流量に基づいて
方向流量調整弁64のストローク量を演算して駆動すると
ともに、相反する出力方向にそれぞれ負荷が作用する油
圧アクチュエータを備えた作業機の駆動装置に本考案を
適用できる。また、油圧アクチュエータとして油圧シリ
ンダの場合について説明したが、油圧モータ、油圧ロー
タリアクチュエータなど他の油圧アクチュエータの駆動
回路でも良い。
The present invention does not have the first to third arms as described above, but has the first arm rotatably attached to the upper revolving structure and the rotation at the tip of the first arm. The present invention can also be applied to a hydraulic excavator having a second arm movably attached and having a work attachment attached to the tip of the second arm. Furthermore, not only the articulated arm working machine, but also the necessary flow rate to be supplied to the hydraulic actuator in order to cause the working machine to perform a predetermined operation is calculated, and the stroke amount of the directional flow control valve 64 is calculated based on this calculated flow rate. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to a drive device for a working machine equipped with hydraulic actuators that are driven and that have loads acting in opposite output directions. Further, the case where the hydraulic cylinder is used as the hydraulic actuator has been described, but a drive circuit of another hydraulic actuator such as a hydraulic motor or a hydraulic rotary actuator may be used.

G.考案の効果 本考案によれば、油圧アクチュエータに作用する負荷方
向に拘らず方向流量調整弁の通路前後の圧力差が一定と
され、演算された必要量が油圧アクチュエータに供給さ
れるから、精度の高い制御が可能となる。例えば本考案
を多関節アーム作業機としてリーダレスアースオーガに
軌跡制御装置に用いれば、オーガの押し込みと引抜きの
ように油圧アクチュエータの負荷方向が相反する場合で
も、オーガの軌跡がほぼ一定となり、その精度が向上す
る。また、負荷方向を検出するセンサが不要であり、負
荷方向による流量補正演算も不要となるから、装置のコ
ストアップを招来することなく精度の向上が図れる。
G. Effect of the Invention According to the present invention, the pressure difference before and after the passage of the directional flow control valve is made constant regardless of the load direction acting on the hydraulic actuator, and the calculated necessary amount is supplied to the hydraulic actuator. Highly accurate control is possible. For example, if the present invention is used as a trajectory control device for a leaderless earth auger as a multi-joint arm working machine, the trajectory of the auger becomes almost constant even when the load directions of the hydraulic actuators are opposite such as pushing and pulling the auger. Accuracy is improved. Further, since the sensor for detecting the load direction is unnecessary and the flow rate correction calculation based on the load direction is also unnecessary, the accuracy can be improved without increasing the cost of the device.

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

第1図〜第4図は本考案を多関節アーム作業機であるリ
ーダレスアースオーガに用いた一実施例を示し、第1図
がその油圧シリンダ駆動回路の回路図、第2図がその模
式図、第3図はアースオーガの作業例を示す図、第4図
はその全体の制御系を示すブロック図である。 第5図が従来の油圧シリンダ駆動回路の回路図、第6図
がその模式図である。 21:第1のアーム 24:第2のアーム 27:第3のアーム 23,26,29:油圧シリンダ 33:対地角度計 34,35:相対角度計 41:演算制御回路 43:速度信号設定装置 60:油圧シリンダ駆動回路 61,62:電磁比例減圧弁 64:方向流量調整弁 67:圧力補償弁 67a:高圧選択弁 67b:圧力調整弁 68,69:管路 70,71:カウンタバランス弁
1 to 4 show an embodiment in which the present invention is applied to a readerless earth auger which is a multi-joint arm working machine. FIG. 1 is a circuit diagram of a hydraulic cylinder drive circuit thereof, and FIG. 2 is a schematic diagram thereof. FIG. 3 and FIG. 3 are diagrams showing a working example of the earth auger, and FIG. 4 is a block diagram showing the entire control system thereof. FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional hydraulic cylinder drive circuit, and FIG. 6 is a schematic diagram thereof. 21: First arm 24: Second arm 27: Third arm 23,26,29: Hydraulic cylinder 33: Ground angle meter 34,35: Relative angle meter 41: Arithmetic control circuit 43: Speed signal setting device 60 : Hydraulic cylinder drive circuit 61,62: Electromagnetic proportional pressure reducing valve 64: Directional flow rate adjusting valve 67: Pressure compensating valve 67a: High pressure selecting valve 67b: Pressure adjusting valve 68,69: Pipe line 70,71: Counter balance valve

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】油圧ポンプおよびタンクを油圧シリンダの
シリンダボトム側室もしくはシリンダロッド側室に接続
する一対の管路に介装され、前記油圧シリンダの駆動方
向と駆動速度とを調節する方向流量調整弁と、 前記油圧シリンダによって駆動される作業対象の位置お
よびその駆動指令信号に基づいて前記油圧シリンダに供
給する必要流量と駆動方向とを演算し、その演算結果に
より前記方向流量調整弁に駆動指令を出力する演算手段
と、 この演算された駆動指令に基づいて前記方向流量調整弁
を駆動する駆動手段と、 前記方向流量調整弁と前記油圧シリンダとの間の前記一
対の管路の間に設けられ、両管路におけるいずれか高圧
側の管路の圧油を選択する高圧選択弁と、 前記高圧選択弁によって選択される圧油によって、前記
油圧ポンプから方向流量調整弁に供給される吐出圧油を
所定の圧力に制御する圧力補償弁と、 前記高圧選択弁と前記油圧シリンダとの間の前記一対の
管路に、前記方向流量調整弁から前記油圧シリンダへの
圧油の流れのみを許容するチェック弁と前記一対の管路
の一方の管路の圧油によって他方の管路の開口面積を調
整するカウンタバランス弁部材とからなるカウンタバラ
ンス弁とをそれぞれ備えたことを特徴とする油圧アクチ
ュエータ駆動装置。
1. A directional flow rate adjusting valve for interposing a hydraulic pump and a tank in a pair of conduits connecting to a cylinder bottom side chamber or a cylinder rod side chamber of a hydraulic cylinder and adjusting a driving direction and a driving speed of the hydraulic cylinder. , A required flow rate to be supplied to the hydraulic cylinder and a drive direction are calculated based on a position of a work object driven by the hydraulic cylinder and a drive command signal thereof, and a drive command is output to the directional flow rate adjusting valve based on the calculation result. And a driving means for driving the directional flow rate adjusting valve based on the calculated drive command, and provided between the pair of pipelines between the directional flow rate adjusting valve and the hydraulic cylinder, The high-pressure selection valve that selects the pressure oil in the high-pressure side of either of the two pipelines and the hydraulic oil that is selected by the high-pressure selection valve From the directional flow regulating valve to the pressure compensating valve for controlling the discharge pressure oil supplied from the pump to the directional flow regulating valve to a predetermined pressure, and to the pair of pipelines between the high pressure selection valve and the hydraulic cylinder. A counterbalance valve including a check valve that allows only the flow of pressure oil to the hydraulic cylinder and a counterbalance valve member that adjusts the opening area of the other pipeline by the pressure oil of one pipeline of the pair of pipelines. And a hydraulic actuator drive device characterized by comprising:
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