JPH10504371A - 液圧駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 液圧駆動装置、特に液圧シリンダーピストン組立体のための制御装置が開示され、この制御装置において、駆動装置、液圧源、及びレザーバの間の液圧媒体流れ通路を制御する弁は、電子制御装置によって制御することができる。圧力センサー、及び時間に応答して検知された圧力値を微分する回路が設けられ、駆動装置のそれぞれの出力変数を検知する。圧力変化信号は、弁を駆動するために使用されて、制御特性を改善し、流体媒体における振動を抑制し、またはスタンピング、ニブリング、又はシアリングマシンによって発生するハンマリングノイズを削減する。

Description

【発明の詳細な説明】 液圧駆動制御装置 本発明は、請求の範囲第１項の前段に記載される液圧駆動装置の制御装置に関 し、より詳細には液圧シリンダーピストン組立体に関する。 液圧ピストンシリンダー組立体には、その位置、圧力、力、又は速度を制御す る閉ループが組み込まれていることが多い。従って、例えばピストンの行程は、 距離トランスデューサによって決定され、この実測値と所望値とが電子制御装置 へ搬送され、ここでこの二つの値から偏差信号が発生され、そこで駆動装置、流 体圧源、及びリザーバ間の流体通路を制御する弁を制御するための位置決め変数 が発生される。 制御装置の特性は、閉ループ内で特定の出力変数をフィードバックすることに よって、改善することができる。 例えば、駆動装置の速度及び加速度等の出力変数が、ピストンの制御を改善す るためにフィードバックされる。 出力変数は、モデルゼネレータを使って、検知され、又はそれぞれ計算される 。距離信号の特性により、微分によっては通常、改善はみられない。 片側若しくは両側ピストンロッドを備えるピストンシリンダー組立体において 、両側のシリンダーチャンバの差圧は、出力変数の制御に使用することができる 。 しかしながら、液圧駆動装置のある種の操作条件には、単 に距離、速度、又は加速度を検知することによって、若しくは差圧を検知するこ とによってのみでは、適切に制御することができないものもある。例えば大型の プレスの戻り行程において、シリンダースペースからリザーバへ移動した流体の デコンプレッション及び復元のための開放弁は、特に細長い管路におけるひどい 振動の原因となり、また流体の体積が大きいと、必要な出力変数をほとんど測定 することができないため、この振動は、いかなる公知の速度または加速度フィー ドバック手段によっても制御することができない。これは特に、適当な距離検知 装置を備えていないプランジャーシリンダーを有する低周波液圧駆動装置の出力 変数制御についていえることである。さらに別の適用としては、例えばスタンピ ング及びニブリングマシンにおける液圧駆動装置の騒音低減がある。騒音は主に 工具が材料を切断することによって発生する。負荷のもとでの切断によりピスト ンが非常に加速され、その結果大きな騒音が生じる。 本発明の目的は、低周波液圧駆動装置の抑制のための、及び／又は、大容量の 空間又は大容量の管路において発生する振動を抑制するための、特に高周波駆動 装置の切断ノイズを低減するための制御装置を提供することにある。この目的は 、請求の範囲第１項の特徴部分によって解決される。 本発明によれば、抑制操作のために必要な出力変数は、液圧を測定することに より検知し、圧力信号を微分して圧力変化信号を発生させる。この圧力変化信号 は、加速度の変化に正比例する。本発明によれば、慣用の位置制御又はモデルか ら加速度変化を低下させることは意図していない。むしろ、 され、まさにこの信号が弁の制御に使用される。圧力勾配の決定及び処理は、ア ナログ及びデジタルの電子制御装置で容易に行うことができる。圧力は非常に簡 単に測定することができる。 検知された圧力信号は、一回以上微分することができる。単一の微分工程は経 験に従って常に可能であり、複数回の微分操作は、比較的小さい外乱変数が、さ らに信号を使用することにより問題が生じる程度まで増幅されることを意味する 。従って、数学的モデルにおいて複数の微分信号を発生することが好ましく、検 知された圧力信号は数学的モデルに搬送され、そのモデルは知られている駆動装 置の制御特性を真似る。従って、微分工程は上述の外乱変数から独立する。 例えば本発明は、上述のプレス及び他の大型プレス、例えば液体体積の高い低 周波液圧駆動装置等の管路の振動を抑制するために使用することができる。本発 明による抑制操作又は周波数増加は実質的に液圧の制御を改善し、例えばプレス のサイクル時間を短縮する。特定の適用はニブリングマシンの切断ノイズを抑制 することである。従って、負荷圧力が検知され、微分され、方向に感応性である 位置制御の位置決め信号に重ねられ、それにより弁は圧力低下速度に比例して閉 鎖し、若しくは反対方向に開放する。 従って、切断衝撃の能動的抑制作用、よって効果的な騒音の低減が達成される 。本発明によれば、弁の一時的閉鎖時間 の間の速度低下は比較的短い。 原則として、切断点は単に負荷圧力の検知に基づいて電子制御装置によって決 定することができる。従って、弁の閉鎖は、所望の弁変数、材料の操作変数例え ばシートの厚さ、材料の種類、及び使用する工具の特性等を記憶した理論回路に 応答して制御することができる。よって、弁に送られる制御信号は、一連のテス トを行って決定しなければならない。本出願人は、独立クレームにこの形式の制 御方法を特徴付ける資格があると考える。しかしながら、確実にするために、検 知された圧力が微分され、位置決め信号に圧力変化信号が重ねられるので、本発 明の制御方法は優れているに違いない。両方法の組合せは、フィードバックルー プの効率を改善するのに適当であるはずだ。 本発明の上述及び他の目的、特徴、並びに利点は、添付図面に示した以下の本 発明の説明的実施態様の詳細な説明を鑑みることにより明らかとなるであろう。 図面はニブリングマシンの騒音消音化のための制御装置の線図を示す。 図に示された駆動装置は、ピストン端面に隣接するチャンバー２及びピストン のピストンロッド側に位置するチャンバー３を備える液圧シリンダー１によって 実行される。プランジャー４は、型５上に配置された被削材を切断するように操 作される。上方チャンバー２は、管８及び比例方向弁１０によって流体圧力源、 つまりアキュムレータ１４を含む可変容量形ポンプ１１に接続される。ピストン ロッド側のチャンバー３は管１２によってポンプ１１に接続される。 駆動装置１には、位置決め制御装置が備えられる。よって、位置に関する実測 値の信号を規定するプランジャー４の行程に応答して信号を搬送する距離トラン スデューサ１５が設けられる。制御装置１６は、実測値信号とプランジャーの所 望位置を規定する所望信号とを組み合わせて、偏差信号を発生する。偏差信号に 応答して、位置信号が発生され、線１８を通して弁１０の駆動段１９に供給され る。 スタンピング行程を行っている間、比例弁１０は、ポンプ１１からの圧力流体 が、管８を通してシリンダーチャンバー２に供給され、プランジャー４を下方に 押圧するように調節される。下方チャンバー３から移動した流体は、弁１０に向 かっても流れる。プランジャー４が被削材６に接触すると、管８内の負荷圧力が 相応じて増加する。この圧力は、圧力センサー２０によって検知され、微分段２ １において圧力変化信号が発生され、この信号は追加点２２において弁１０の位 置決め信号に重ねられる。微分段２１によって提供された圧力変化信号は、線１ ８上の位置決め信号に重ねられ、それにより材料を切断する際の圧力降下によっ て弁１０を閉鎖するか、若しくは逆方向に弁を開放する。つまり弁の操作は圧力 変化信号の方向に応答する。 図示された制御装置にはさらに、流体及び低周波液圧駆動装置の振動の抑制に 備える。従って弁は、圧力変化信号が重ねられた制御装置の位置決め信号によっ て制御され、それにより液圧組立体の操作を改善するように変化が抑制される。 前述の通り、検知された圧力信号は、一回以上微分するこ 信号は２２において位置決め信号に追加される。前述の通り、圧力信号に特有の 外乱変数があまり高度に増幅されないように、どちらの微分段も、それ自体知ら れている数学的モデルで置換してもよい。 実施態様は、弁１０を制御するための位置制御装置を示す。本発明はこれに限 定されるものではない。むしろトランスデューサ１５によって提供された実際の 位置弁のフィードバックを削除するのであれば、微分圧力信号は開ループ制御に 供給してもよい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ライナート，ミヒャエル ドイツ連邦共和国デー−97816・ローア・ アム・マイン，ファイルヒェンヴェック・ １エー (72)発明者 ノイマン，ヨーアヒム ドイツ連邦共和国デー−97816・ローア・ アム・マイン，ルパートシュッテンナー・ シュトラーセ・59

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．液圧駆動装置、特に液圧ピストンシリンダー組立体のための制御装置であっ て、駆動装置、流体圧力源、及びリザーバの間の流体通路を調節するための、電 子制御装置によって制御される弁を備える装置において、前記制御装置には、駆 動装置の出力変数を決定するための圧力センサー（２０）と、圧力信号を時間の 関数として単一又は複数の段に微分して、圧力変化信号を発生する回路手段とが 設けられ、該圧力変化信号が弁（１０）を制御するために使用されることを特徴 とする制御装置。 ２．前記微分回路が少くとも微分段（２１）を備えることを特徴とする、請求の 範囲第１項に記載の制御装置。 ３．前記微分回路が数学的モデルによって規定される、請求の範囲第１項に記載 の制御装置。 ４．低周波液圧駆動装置を抑制するために、前記弁を、前記圧力変化信号によっ て制御する、請求の範囲第１項に記載の制御装置。 ５．特に管路内での大容量の流体の振動を抑制するために、前記弁を、前記圧力 変化信号によって制御する、請求の範囲第１項に記載の制御装置。 ６．スタンピング又はニブリングマシンの騒音低減のために、前記弁を前記圧力 変化信号によって制御する、請求の範囲第１項に記載の制御装置。 ７．前記圧力変化信号を、制御ループ又は開放制御装置の位 置決め信号に重ねる、請求の範囲第１項に記載の装置。