JPH09174300A

JPH09174300A - 液圧作動加圧加工装置

Info

Publication number: JPH09174300A
Application number: JP35023495A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yamada; 孝山田; Nobuhiro Iwabuchi; 信宏岩淵; Kazuyuki Harada; 和幸原田
Original assignee: Toyooki Kogyo Co Ltd
Current assignee: Toyooki Kogyo Co Ltd
Priority date: 1995-12-22
Filing date: 1995-12-22
Publication date: 1997-07-08
Anticipated expiration: 2015-12-22
Also published as: JP3833291B2

Abstract

(57)【要約】【目的】液圧シリンダを利用した加圧加工装置で、液
圧シリンダのための液圧ポンプ駆動の際の動力損失を低
減する。【構成】液圧ポンプ１を駆動する電動機４のための制
御装置１７を設け、制御装置１７には、電動機４を駆動
するインバータ１８と、液圧シリンダ５による加圧加工
の際のフィードバック信号を入力して電動機回転速度を
変化させるようインバータ１８を制御するインバータ制
御装置１９を設け、電動機４を加圧加工の状態に応じ可
変速駆動するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液圧ポンプからの
加圧液を受けて作動する液圧シリンダを利用し、かし
め、絞り加工、圧入、粉末成形などの各種プレス加工を
行う液圧作動加圧加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】このような液圧作動加圧加工装置が、実
開平２─１１７００号公報に記載されている。このもの
では、電磁切換弁により油圧シリンダの作動方向を切り
換えるとともに、油圧シリンダへの圧油の供給経路に設
けた電磁比例式のリリーフ弁により供給油圧を制御する
ことで適正な加圧加工を行うようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようにリリーフ弁
を用いて供給油圧を制御する場合、油圧ポンプからの供
給油のうち油圧シリンダへ送られる以外はリリーフ弁か
らタンクへ戻されるから、油圧ポンプが費やした動力の
うち、この戻し量に相当分は損失となり、そして、加圧
加工が行われるときには、加圧加工が開始される以前の
前進作動時や、加圧加工終了後の後退作動時に比べ油圧
シリンダの速度は遅くて油圧シリンダへ送られる流量が
少ないのが普通であるから、油圧ポンプからの供給油の
大部分がタンクへ戻されることになり、大きな動力損失
が生じる問題点がある。

【０００４】本発明は、液圧ポンプからの無駄な吐出を
抑えて、動力損失の小さな液圧作動加圧加工装置を実現
しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このため本発明では、液
圧シリンダから突出したピストンロッドの作動により加
圧加工をを行う液圧作動加圧加工装置において、液圧シ
リンダを電動機で駆動される両回転形の液圧ポンプに閉
回路接続する。さらに、電動機を駆動するインバータ
と、液圧シリンダでの加圧加工に伴うフィードバック信
号を入力して電動機の回転速度を変化させるようインバ
ータを制御するインバータ制御部とを有した電動機駆動
のための制御装置を設けて、電動機を加圧加工の状態に
応じ可変速駆動するようにした。

【０００６】そして、このものにおいては、加圧加工に
伴うフィードバック信号を入力するインバータ制御部
が、インバータを介して電動機の回転速度を、電動機で
駆動される液圧ポンプから適正な加圧加工に要する吐出
量が得られるよう変化させることができるので、液圧ポ
ンプからの無駄な吐出が抑えられて、動力損失を少なく
することができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。図１において、１は、正転時には給排通路２が吐出
側で給排通路３が吸入側、逆転時には給排通路３が吐出
側で給排通路２が吸入側となる両回転形の油圧ポンプで
あり、４は、この油圧ポンプ１を駆動する電動機であ
る。そしてこの電動機４は、周知の交流用の誘導電動機
となっている。また、５は、油圧ポンプ１からの圧油を
受けて作動する片ロッド形の油圧シリンダで、その、キ
ャップ側の作動室６とヘッド側の作動室７が、それぞれ
給排通路２、３に接続されて、油圧ポンプ１に閉回路接
続されている。８は、油圧シリンダ５のピストンであ
り、９はピストン８に一体連結したピストンロッドであ
る。

【０００８】ピストンロッド９の突出端には、ピストン
ロッド９を突出させる油圧シリンダ５の前進作動の際
に、ワーク１０に当接して、ワーク１０を加圧加工する
加工具１１が一体的に連結されている。そして、加工具
１１とピストンロッド９の間には、加圧加工の際の加圧
力を検出する加圧力検出器１２が介在設置してあり、こ
こでは、加圧力検出器１２として、圧電式のロードセル
を利用している。１３は位置検出器で、ピストンロッド
９及びこれに連結された加工具１１の位置を検出するよ
う、その可動部分をピストンロッド９に、また、固定部
分を油圧シリンダ６に、それぞれ取り付けている。そし
てここでは、位置検出器１３として、単位長さの変位に
対してアップダウン用のパルスが得られる磁歪式のリニ
ヤスケールを利用している。

【０００９】１４は逆止め弁であり、給排通路３とタン
ク１５間に、タンク１５から給排通路３方向へ自由流れ
となるよう設置されている。１６はパイロット操作式の
逆止め弁で、給排通路２とタンク１５間に、タンク１５
から給排通路２方向へ自由流れとなるよう設置されると
ともに、給排通路３からのパイロット圧力を受けて、給
排通路２からタンク１５への逆流を許すように開く、制
御流れ作動を行うようになっている。

【００１０】１７は、電動機４のための制御装置であ
り、電動機４へ駆動電力を出力するインバータ１８と、
インバータ１８からの出力周波数を変化させるようイン
バータ１８を制御する、インバータ制御装置１９を有し
ている。なお、インバータ１８は、図示しないが、入力
する交流電力を直流化するコンバータ部と、転流コンデ
ンサやスイッチング素子等を備えて、コンバータ部から
の直流をスイッチング素子の動作に応じた周波数の交流
電力に変換して出力できるものである。これにより、電
動機４はインバータ１８の出力に応じて、正逆両方向で
可変速に駆動でき、また非回転状態とすることができる
ようになっている。

【００１１】２０は、電動機４回転軸の回転変位を検出
するロータリーエンコーダである。エンコーダ２０から
は電動機４回転軸の単位回転角変位に対するアップダウ
ン用のパルスがカウンタ２１（図２）へ出力され、単位
時間内に入力するエンコーダ２０からのパルスをカウン
タ２１で計数することで、電動機４の回転速度を検出す
るようにしており、エンコーダ２０とカウンタ２１によ
り回転速度検出器を構成する。

【００１２】インバータ制御装置１９は、マイクロコン
ピュータ２２を備えている。このマイクロコンピュータ
２２は、バスライン２３で接続される、入力部２４、出
力部２５、ＣＰＵ２６、ＲＯＭとＲＡＭとを含むメモリ
ー２７を有し、この入力部２４には、前期カウンタ２１
からの電動機４の回転速度Ｓｍを示す信号が入力される
とともに、加圧力検出器１２からＡＤ変換器２８を介し
て加圧力Ｐを示す信号が入力される。２９は、位置検出
器１３からのパルスを積算してピストンロッド９即ち加
工具１１の位置Ｌを示す信号を入力部２４へ出力するカ
ウンタである。

【００１３】３０は、油圧シリンダ６の前進作動の際、
加圧加工を始める前にピストンロッド９を減速させる、
減速開始位置Ｌ１を設定してこの信号を入力部２４に出
力する設定器である。また、３１は、加圧加工のための
制御を開始する位置Ｌ２を設定してこの信号を入力部２
４に出力する設定器であり、なお、この位置Ｌ２は、加
工具１１がワーク１０のごく近くに接近した位置となる
よう選定される。３２は、加圧加工前にピストンロッド
９を高速で前進させるための電動機４の回転速度Ｓ１を
設定し、また、３３は、加圧加工後にピストンロッド８
を高速で後退させるための電動機４の回転速度Ｓ２を設
定して、これらの信号をそれぞれ入力部２４に出力する
設定器である。そして、３４は、前記位置Ｌ２に達して
から加圧加工を終了させるまでのタイマ設定時間Ｔを定
める設定器、３５は、加圧加工の際の加圧力Ｐｓを設定
する設定器、さらに、３６は、加圧加工の際のピストン
ロッド９即ち加工具１１が到達すべき位置Ｌｓを設定す
る設定器であり、これら各設定器３４、３５、３６も、
設定値の信号を入力部２４へ出力する。

【００１４】ＣＰＵ２６は、入力部２４からこれらの信
号を読み込みつつ、メモリー２７に格納されたプログラ
ムに応じて、電動機４の回転速度を制御するために、イ
ンバータ１８への制御信号Ｎを逐次作りだして出力部２
５を介してインバータ１８へ出力する。ここで、メモリ
ー２７には、加圧加工の際に、加圧力Ｐｓを制御する場
合と、ピストンロッド９即ち加工具１１の到達すべき位
置Ｌｓを制御する場合との二通りのプログラムが、番地
を異ならせて格納されるようになっており、動作を開始
させる際の制御端子３７への信号の有無により、どの番
地からプログラムを開始するかを選択することで、前記
加圧力Ｐｓの制御と位置Ｌｓの制御が選択できるように
している。そして、加圧力Ｐｓを制御する場合の手順が
図３から図９に示してあり、また、位置Ｌｓを制御する
場合の手順が図１０から図１２に示してある。

【００１５】すなわち、加圧力制御が選択された場合、
ピストンロッド９が後退端に位置する状態から動作が開
始されると、ステップ５０で減速開始位置Ｌ１、加圧力
制御を開始する位置Ｌ２、前進後退の設定速度Ｓ１、Ｓ
２、タイマ作動の設定時間Ｔ、加圧力の設定値Ｐｓが読
み込まれ、次いでステップ５１の前進速度制御が行われ
る。この前進速度制御では、図４のように、ステップ５
２でピストンロッド９の位置Ｌが読み込まれ、ステップ
５３で、このＬが前記Ｌ２より小さいとき、ステップ５
４において、位置Ｌに回転速度設定値Ｓを示す信号を対
応させる関数ｆに基づき該設定値Ｓを得る。

【００１６】即ち、関数ｆは、前進速度制御の開始と同
時に、ピストンロッド９を微小な速度で前進させるよう
電動機４を微速で正転させる予め定めたＳ３の大きさに
立ち上がったのち、前記前進速度の設定値Ｓ１に達する
まで位置Ｌの増加に対し正転方向に増加し、このＳ１に
達した後は、位置Ｌが前記Ｌ１に達するまでＳ１に保た
れる回転速度設定値Ｓを与える。さらに、関数ｆは、位
置ＬがＬ１より大きくなると前記Ｓ３に達するまで位置
Ｌの増加に対し減少し、Ｓ３に達した後は、Ｓ３に保た
れる回転速度設定値Ｓを与える。この、Ｓ１に達するま
での位置Ｌの増加に対するＳの増加の度合いと、Ｓ３に
達するまでの位置Ｌの増加に対するＳの減少の度合い
は、予め定められている。

【００１７】次いでステップ５５で、電動機４の回転速
度Ｓｍが読み込まれ、ステップ５６で、回転速度設定値
Ｓを示す信号と実回転速度Ｓｍを示す信号の差に応じて
この差を解消するに要するインバータ１８への制御信号
Ｎが演算され、なお、ここでＫは比例定数である。そし
て、ステップ５７でこのＮが出力される。このような手
順が、ステップ５３において位置Ｌが加圧力制御開始位
置Ｌ２に達することが検出されるまで反復され、電動機
４の回転速度Ｓｍは関数ｆで与えられる設定値Ｓに制御
されるのである。そして、Ｌ２に達したことが検出され
ると、ステップ５８（図３）で設定時間Ｔのタイマ計時
が開始されて、ステップ５９の加圧力制御が開始され
る。

【００１８】この加圧力制御においては、図６に示すよ
うに、ステップ６０で加圧力Ｐが読み込まれ、ステップ
６１で、加圧力の設定値Ｐｓと実加圧力Ｐの差に対し回
転速度設定値Ｓを示す信号を対応させる関数ｇに基づ
き、ＰｓとＰの差を解消するに要する回転速度設定値Ｓ
を得る。この関数ｇは、この実施例では、図７に示すよ
うに、回転速度設定値Ｓを、ＰｓがＰより所定値以上大
きいと正転方向のＳ３とするとともに、ＰがＰｓより所
定値以上大きいと逆転方向のＳ３とし、また、ＰｓがＰ
より所定値より小さく、かつ、ＰがＰｓより所定値より
小さい範囲では、ＰｓとＰが等しければ零となる、Ｐｓ
−Ｐに比例した回転速度設定値Ｓを与えるようにしてい
る。

【００１９】次いでステップ６２で電動機４の回転速度
Ｓｍが読み込まれ、ステップ６３で、回転速度設定値Ｓ
を示す信号とと実回転速度Ｓｍを示す信号の差に応じて
この差を解消するに要するインバータ１８への制御信号
Ｎが演算され、ステップ６４でこのＮが出力される。こ
のような手順が、ステップ６５（図３）においてタイム
アップが検出されるまで、即ちタイマ設定時間Ｔの間、
反復され、加圧力Ｐは設定値のＰｓとなるよう制御され
るのである。

【００２０】ステップ６５でタイムアップが検出される
と、ステップ６６の後退速度制御が開始される。この後
退速度制御では、図８のように、ステップ６７でピスト
ンロッド９の位置Ｌが読み込まれ、ステップ６８で、こ
のＬが作動開始時の零より大きいとき、ステップ６９に
おいて、位置Ｌに回転速度設定値Ｓを示す信号を対応さ
せる関数ｈに基づき該設定値Ｓを得る。

【００２１】図９に示すように、この関数ｈは、後退速
度制御の開始と同時に、ピストンロッド９を後退させる
よう逆転方向へＳ３の大きさに立ち上がるとともに前記
後退速度の設定値Ｓ２に達するまで位置Ｌの減少に対し
逆転方向に増加し、このＳ２に達した後は、位置Ｌが予
め定められた減速開始位置Ｌ３に達するまでＳ２に保た
れる回転速度設定値Ｓを与える。さらに関数ｈは、位置
ＬがＬ３より小さくなると前記Ｓ３に達するまで位置Ｌ
の減少に対し減少し、Ｓ３に達した後は、Ｓ３に保たれ
る設定値Ｓを与える。このＳ２達するまでの位置Ｌの減
少に対するＳの増加の度合いと、Ｓ３に達するまでの位
置Ｌの減少に対するＳの減少の度合いは、予め定められ
ている。

【００２２】次いでステップ７０で、電動機４の回転速
度Ｓｍが読み込まれ、ステップ７１で、回転速度設定値
Ｓを示す信号と実回転速度Ｓｍを示す信号の差に応じて
この差を解消するに要するインバータ１７への制御信号
Ｎが演算され、ステップ７２でこのＮが出力される。こ
のような手順が、ステップ６８において位置Ｌが作動開
始時の位置に達することが検出されるまで反復され、電
動機４の回転速度Ｓｍは関数ｈで与えられるＳに制御さ
れるのであり、ピストンロッド９が作動開始時の位置に
達すると作動が終了する。

【００２３】そして、このような制御の手順において、
電動機４の回転速度の設定値Ｓを生じる回転速度設定機
構が形成されるとともに、回転速度設定値Ｓを示す信号
と実回転速度Ｓｍを示す信号の差に応じてこの差を解消
するようインバータ１７への制御信号Ｎを変化させる制
御信号調整機構が形成される。さらに、回転速度設定機
構においては、加圧加工の開始前に回転速度の設定値を
Ｓ１からＳ３に低下させる如き、前進減速設定機構と、
加圧加工後の後退作動時において、停止前に回転速度の
設定値をＳ２からＳ３に低下させる如き、後退減速設定
機構が形成されるとともに、加圧力制御をおこなう際
に、加圧力Ｐの検出値に応じ、関数ｇに基づき所要回転
速度を得るために回転速度の設定値Ｓを変化させる、調
整機構が形成されるのである。

【００２４】また、加圧加工の際に位置制御を行うこと
が選択されたときは、図１０に示すように、ステップ５
０で、加圧力の設定値Ｐｓの代わりにピストンロッド９
の位置の設定値Ｌｓが読み込まれ、また、タイマ計時を
開始するステップ５８の後に加圧力制御の代わりにステ
ップ５９で位置制御を行う点で前記加圧力制御を行う場
合と異なるが、他の点では、前記加圧力制御を行う場合
と全く同じである。

【００２５】そして、ステップ５９の位置制御の詳細
は、図１１に示すように、ステップ６０で位置Ｌが読み
込まれる。そしてステップ６１で、位置の設定値Ｌｓと
実位置Ｌの差に対し回転速度設定値Ｓを示す信号を対応
させる関数ｊに基づき、ＬｓとＬの差を解消するに要す
る回転速度設定値Ｓを得る。

【００２６】この関数ｊは、この実施例では、図１２に
示すように、回転速度設定値Ｓを、ＬｓがＬより所定値
以上大きいと正転方向のＳ３にするとともに、ＬがＬｓ
より所定値以上大きいと逆転方向のＳ３にし、また、Ｌ
ｓがＬより所定値より小さく、かつ、ＬがＬｓより所定
値より小さい範囲では、ＬｓとＬが等しければ零とな
る、Ｌｓ−Ｌに比例した回転速度設定値Ｓを与えるよう
にしている。

【００２７】次いでステップ６２で電動機４の回転速度
Ｓｍが読み込まれ、ステップ６３で、回転速度設定値Ｓ
を示す信号と実回転速度Ｓｍを示す信号の差に応じてこ
の差を解消するに要するインバータ１７への制御信号Ｎ
が演算され、ステップ６４でこのＮが出力される。この
ような手順が、ステップ６５（図１０）においてタイム
アップが検出されるまで、即ちタイマ設定時間Ｔの間、
反復され、ＬがＬｓに制御されるのである。そして、こ
のような位置制御の手順においても、前記同様電動機４
の回転速度設定値Ｓを生じる回転速度設定機構が形成さ
れるとともに、電動機４の実回転速度Ｓｍを示す信号か
ら、この設定値Ｓに応じた回転速度を得るようインバー
タ１７への制御信号Ｎを変化させる制御信号調整機構が
形成され、さらに、回転速度設定機構においては、位置
Ｌをその設定値Ｌｓに保つよう、関数ｊによりＬに応じ
て回転速度設定値Ｓを変化させる、調整機構が形成され
るのである。

【００２８】次のこの実施例の作動を説明する。今、ピ
ストンロッド９が後退端に位置させて停止した図１の状
態より、作動を開始すると、前進速度制御を受け、正転
方向に始動する電動機４は、増速過程を経て、設定値Ｓ
１に応じた一定の回転速度で正転する。なお、開始にあ
たって、制御端子３７への入力はなくて加圧加工の際に
加圧力制御を行うことが選択されたとする。油圧ポンプ
１は、電動機４の回転速度に応じた流量の圧油を給排通
路２に吐出するので、この圧油が作動室６に供給されて
前進作動する油圧シリンダ５のピストンロッド９の前進
速度も、電動機４の回転速度に対応したものとなり、増
速過程を経て、前記設定値Ｓ１に対応した一定速度に達
する。

【００２９】なお、油圧シリンダ５の前進作動時に、給
排通路３をへて油圧シリンダ５の作動室７から油圧ポン
プ１へ戻される流量は、ピストン８の受圧面積が作動室
６側より作動室７側が小さいことより、作動室６へ供給
される油圧ポンプ１の吐出流量より少ないが、逆止め弁
１４が開きタンク１５から不足分が補給されて油圧ポン
プ１の吸入作用は支障なく行われる。

【００３０】そして、ピストンロッド９が、減速開始位
置Ｌ１に達すると電動機４は減速してＳ３の速度に達
し、油圧シリンダ５のピストンロッド９も、減速過程を
経た後、Ｓ３に応じた微速で前進し、ピストンロッド９
が位置Ｌ２に達すると、加圧力制御が開始され、加工具
１１がワーク１０に当接する。このように、微速状態で
加工具１１がワーク１０に当接するので、ワーク１０や
加工具１１に無用な損傷を与えることを防止できる。

【００３１】加圧力制御においては、電動機４は正転、
逆転あるいは非回転状態をとる如くその回転速度が制御
されて油圧シリンダ５のピストンロッド９による加圧力
Ｐが設定値Ｐｍに保たれ、これにより、ワーク１０へ適
正な加工がなされる。そして、タイマ設定時間Ｔが経過
すると、加圧加工が終了し、電動機４が逆転されて油圧
シリンダ５が復帰作動する。このとき電動機４は設定値
Ｓ２に達するまで増速され、そして、ピストンロッド９
が停止位置近傍のＬ３に達するとＳ２からＳ３に達する
まで減速されるので、ピストンロッド９の速度もこれに
対応した速度に制御されて、ピストンロッド９が初期位
置に達すれば作動が終了され、電動機４が停止し、油圧
シリンダ５が停止されて、再度の作動開始に備えるので
ある。

【００３２】この油圧シリンダ５の復帰時には、作動室
６から給排通路２へと、油圧ポンプ１吸入側へ排出され
る流量は、作動室７へ供給される、油圧ポンプ１から吐
出される流量より多いが、給排通路３からの圧力で逆止
め弁１６が開くことで過剰な流量が給排通路２からタン
ク１５へ排出されるので、油圧ポンプ１の吸入作用に支
障はない。また、復帰作動の開始直後では、電動機４の
逆転に、ピストン８が直ちに追従して復帰作動をせず、
給排通路２に負圧が生じることがある。このような場
合、逆止め弁１６により、タンク１５からの吸入が許さ
れるので、吸入作用が阻害されてキャビテーションが生
じる事態を防止でき、良好なポンプ作動を維持できる。
そして、油圧シリンダ５のピストン８及びピストンロッ
ド９は、電動機４回転速度が停止の前にＳ３に低下され
るので、このＳ３に対応した微速状態まで速度が低下し
て停止されるので、高速状態のままピストン８が油圧シ
リンダ６の後退側端壁に衝突するような事態が防止で
き、油圧シリンダ５の不要な損傷を防止できる。

【００３３】また、作動の開始にあたって、制御端子３
７へ信号が入力され、加圧加工の際に位置制御を行うこ
とが選択された場合には、前進するピストンロッド９が
Ｌ２に達したときから、タイマ設定時間Ｔの間に位置制
御が行われる以外は、上記と同様に作動する。そして、
この位置制御においても、電動機４は正転、逆転あるい
は非回転状態をとる如くその回転速度が制御されて油圧
シリンダ５のピストンロッド９の位置Ｌが設定値Ｌｍが
設定値Ｌｍに保たれ、これにより、ワーク１０に対する
加工具１１の進出量が設定値Ｌｍに応じ定められること
でワーク１０へ適正な加工がなされる。

【００３４】この作動において、油圧ポンプ１からは、
電動機４の回転速度に応じた量の圧油しか吐出されず、
加圧加工前または後の前進、後退作動では、電動機４が
回転速度制御を受けることにより油圧シリンダ５の速度
制御が行われ、加圧加工の際には、加圧力あるいはピス
トンロッド９の位置を設定値に保つに必要な速度に電動
機４の回転速度が制御されるので、油圧ポンプ１からの
無駄な吐出は、油圧ポンプ１や油圧シリンダ５等で生じ
る漏れに相当分程度の少ないものに抑えることができ、
動力損失をきわめて少なくできる。

【００３５】そして、油圧シリンダ５の作動方向は油圧
ポンプ１の回転方向により定まるので、作動方向変更の
ために切換弁を設ける必要がなくて、油圧回路が簡単に
なるとともに、加圧加工の前及び後の油圧シリンダ５の
先進作動、後退作動は、電動機４の設定速度Ｓ１、Ｓ２
に応じた高速状態で行うことができ、サイクルタイムが
大きくなることが防止でき、しかも、これらＳ１、Ｓ２
は、設定器３０、３１で適宜設定できるので、都合のい
い速度を容易に選定できる。また、前進作動での減速開
始位置Ｌ１や、加圧加工開始位置Ｌ２をワーク１０の高
さに応じて適宜設定することで、ワーク１０に応じた最
適の前進作動を得ることができるし、タイマ設定時間Ｔ
の間、加圧力制御や、位置制御による加圧加工を行うの
で、確実な加圧加工を得ることができる。また、加圧加
工の際に加圧力制御を行うか、位置制御を行うかを選択
できるので、より短時間に、より正確な加圧加工が得ら
れる方をワーク１０に応じて選択することで、一層好適
な加圧加工を行うことができる。

【００３６】図１３は油圧回路の異なった実施例を示
す。先の実施例との相違点を説明すると、このもので
は、油圧シリンダ５のピストン８、ピストンロッド９及
び加工具１１の重量が大きく、単にピストン８を後退端
で停止させるのみでは、これらが自重により、前進方向
へと下降してしまう場合の、このような自重による下降
を防止するカウンタバランス弁８０を給排通路３に設置
している。８１は、給排通路３から作動室７へ圧油を供
給する際、カウンタバランス弁８０をバイパスするよ
う、該弁８０と並列に設けた逆止め弁である。そして、
パイロット操作式の逆止め弁１６の給排通路２側には、
絞り８３が設けられ、さらに、給排通路２は、この通路
２方向へ自由流れとなる逆止め弁８４を介し、タンク１
５に接続されている。

【００３７】そしてこのものでは、電動機４の正転時に
は、ウンタバランス弁８０を開いて作動室７からの圧油
が排出されるとともに、逆転時には、逆止め弁８１を経
て作動室７へ圧油が供給されて、先の実施例と同様な作
用効果を奏する。さらに、電動機４の停止時には、カウ
ンタバランス弁８０の閉止でピストン８等の自重による
降下（前進作動）が防止される。そして、電動機４を逆
転させる油圧シリンダ５の後退作動時には、逆止め弁１
６が、給排通路３の圧力で開くことにより、給排通路２
より油圧ポンプ１が吸入する以上の過剰流量がタンク１
５へ排出されるが、このとき、絞り８３の作用で給排通
路２に圧力が生じるので、油圧ポンプ１の吸入作用が良
好になされる。また、油圧シリンダ５の後退開始直後に
ピストン８が電動機４の作動に直ちに応じて移動しない
とき、逆止め弁８４は、タンク１５からの吸入を許すよ
う開いて油圧ポンプ１のキャビテーション発生を防止す
る。

【００３８】また、図１４は、作動室６への供給油圧を
圧力検出器８５で検出することで、加圧力を検出する場
合を示している。なお、圧力検出器８５として、例え
ば、半導体歪みゲージ式のように圧力に応じたアナログ
電圧を出力するものが利用でき、この出力は、前記同
様、ＡＤ変換器をへてデジタル信号に変換のうえ、イン
バータ制御装置へ出力するのである。一般にピストンロ
ッド９による加圧力には、作動室６への供給油圧の他、
作動室７の油圧、ピストン８及びピストンロッド９に働
く摩擦力、油圧シリンダ５を垂直設置するときにはピス
トン８、ピストンンロッド９及び加工具１１の重量など
が影響する。しかし、一番大きな影響を与えるのは作動
室６への供給油圧であるので、さほど精度を必要としな
い場合には、前記各実施例のように直接加圧力を検出す
る事なく、作動室６への供給油圧を検出することで、加
圧力の検出に代用できるのである。

【００３９】なお、各実施例では油圧作動の場合を示し
たが、例えば、水圧ポンプで水圧用のシリンダを駆動す
る場合のような、各種液圧作動の場合に適用できる。

【００４０】

【発明の効果】このように本発明によると、電動機の回
転速度を、電動機で駆動される液圧ポンプから適正な加
圧加工に要する吐出量が得られるよう、変化させること
ができるので、液圧ポンプからの無駄な吐出が抑えられ
て、動力損失を少なくすることができる。また、液圧シ
リンダは、両回転形の液圧ポンプに閉回路接続するの
で、液圧シリンダの作動方向を切換弁を用いることなく
変更でき、液圧回路の構成を簡単にすることができる。

【００４１】そして、液圧シリンダを、加圧加工の開始
前に減速して加圧加工を行うようにした場合には、加圧
加工がピストンロッドの低速状態で開始されるので、被
加工物の損傷を防止でき、サイクルタイムを無闇に大き
くすることなく良好な加圧加工が可能となる。

【００４２】また、液圧シリンダの後退作動の際に、ピ
ストンを減速したうえで停止させるようにした場合に
は、ピストンが高速状態で停止側端壁へ衝突することが
防止されて、液圧シリンダの損傷を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を油圧回路図と共に示す構
成説明図。

【図２】本発明の第１実施例における制御装置のブロッ
ク図。

【図３】本発明の第１実施例における制御の手順を示す
流れ図

【図４】図３における前進速度制御を詳細に示す流れ
図。

【図５】図４における関数ｆを示す説明図。

【図６】図３における加圧力制御を詳細に示す流れ図。

【図７】図６における関数ｇを示す説明図。

【図８】図３における後退速度制御を詳細に示す流れ図

【図９】図９における関数ｈを示す説明図。

【図１０】本発明の第１実施例における制御の手順を示
す流れ図。

【図１１】図１０における位置制御の詳細を示す流れ
図。

【図１２】図１１における関数ｊを示す説明図。

【図１３】本発明の第２実施例を油圧回路図とともに示
す構成説明図。

【図１４】本発明の第３実施例を示す構成説明図。

【符号の説明】

１液圧ポンプ（油圧ポンプ）４電動機５液圧シリンダ（油圧シリンダ）１２加圧力検出器１３位置検出器１７制御装置１８インバータ１９インバータ制御装置２０ロータリエンコーダ２１カウンタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液圧シリンダから突出したピストンロッド
の作動により加圧加工を行う液圧作動加圧加工装置にお
いて、液圧シリンダが電動機で駆動される両回転形の液
圧ポンプに閉回路接続すると共に、電動機駆動のための
制御装置を設け、制御装置は、電動機を駆動するインバ
ータと、液圧シリンダでの加圧加工に伴うフィードバッ
ク信号を入力して電動機の回転速度を変化させるようイ
ンバータを制御するインバータ制御部とを有した液圧作
動加圧加工装置。
【請求項２】液圧シリンダの加圧力を検出する加圧力検
出器を設け、この加圧力検出器からの信号をフィードバ
ック信号としてインバータ制御部に入力する請求項１に
記載の液圧作動加圧加工装置。
【請求項３】液圧シリンダのピストンロッドの位置を検
出する位置検出器を設け、この位置検出器からの信号を
フィードバック信号としてインバータ制御部に入力する
請求項１に記載の液圧作動加圧加工装置。
【請求項４】液圧シリンダの加圧力を検出する加圧力検
出器と、液圧シリンダのピストンロッドの位置を検出す
る位置検出器とを設け、フィードバック信号として、こ
れら検出器からの信号を選択してインバータ制御部に入
力する請求項１に記載の液圧作動加圧加工装置。
【請求項５】電動機の回転速度検出器を備え、インバー
タ制御部が、電動機の回転速度を設定する回転速度設定
機構と、この設定機構による回転速度の設定信号と回転
速度検出器からのフィードバック信号をもとに回転速度
設定信号に対応した電動機の回転速度を得るようインバ
ータへの制御信号を変化させる制御信号調整機構とを有
するとともに、回転速度設定機構が、液圧シリンダでの
加圧加工によるフィードバック信号を入力して設定する
回転速度を変化させる調整機構を有した請求項１に記載
の液圧作動加圧加工装置。
【請求項６】電動機の回転速度検出器を備え、インバー
タ制御部が、電動機の回転速度を設定する回転速度設定
機構と、この設定機構による回転速度設定信号と回転速
度検出器からのフィードバック信号をもとに回転速度設
定信号に対応した電動機の回転速度を得るようインバー
タへの制御信号を変化させる制御信号調整機構とを有す
るとともに、回転速度設定機構が、加圧力検出器からの
フィードバック信号をもとに加圧加工の際に所定の加圧
力が得られるよう設定する回転速度を変化させる調整機
構を有した請求項２に記載の液圧作動加圧加工装置。
【請求項７】電動機の回転速度検出器を備え、インバー
タ制御部が、電動機の回転速度を設定する回転速度設定
機構と、この設定機構による回転速度設定信号と回転速
度検出器からのフィードバック信号をもとに回転速度設
定信号に対応した電動機の回転速度を得るようインバー
タへの制御信号を変化させる制御信号調整機構とを有す
るとともに、回転速度設定機構が、ピストンロッドの位
置を検出する位置検出器からのフィードバック信号をも
とに加圧加工の際にピストンロッドが所定の位置に達す
るよう設定する回転速度を変化させる調整機構を有した
請求項３に記載の液圧作動加圧加工装置。
【請求項８】電動機の回転速度検出器を備え、インバー
タ制御部が、電動機の回転速度を設定する回転速度設定
機構と、回転速度設定機構による回転速度設定信号と回
転速度検出器からのフィードバック信号をもとに回転速
度設定信号に対応した電動機の回転速度を得るようイン
バータへの制御信号を変化させる制御信号調整機構を有
するとともに、回転速度設定機構には、加圧力検出器か
らのフィードバック信号をもとに加圧加工の際に所定の
加圧力が得られるよう設定する回転速度を変化させる調
整機構と、ピストンロッドの位置を検出する位置検出器
からのフィードバック信号をもとに加圧加工の際にピス
トンロッドが所定の位置に達するよう設定する回転速度
を変化させる調整機構とが選択的に形成される請求項４
に記載の液圧作動加圧加工装置。
【請求項９】回転速度設定機構には、液圧シリンダが加
圧加工を行うため前進作動する際、液圧シリンダのピス
トンロッドが加圧加工開始位置の近傍に達すると電動機
が減速する回転速度を設定する前進減速設定機構を設
け、これにより、ピストンロッドを低速度に減速したう
えで加圧加工が開始されるようにした請求項５から請求
項８のいずれかに記載の液圧作動加圧加工装置。
【請求項１０】回転速度設定機構には、液圧シリンダが
加圧加工完了後に後退作動する際、液圧シリンダのピス
トンが後退端位置の近傍に達すると電動機が減速する回
転速度を設定する後退減速設定機構を設け、これによ
り、ピストンを低速度に減速したうえで停止させるよう
にした請求項５から請求項９のいずれかに記載の液圧作
動加圧加工装置。
【請求項１１】液圧シリンダを片ロッド形とし、液圧ポ
ンプと液圧シリンダのヘッド側の作動室を接続する通路
をこの通路方向へ自由流れとなる逆止め弁を介してタン
クへ接続すると共に、この通路からの圧力によりタンク
へ通じるよう開かれる開閉弁を介して液圧ポンプと液圧
シリンダのキャップ側の作動室を接続する通路をタンク
へ接続した請求項１から請求項１０のいずれかに記載の
液圧作動加圧加工装置。