JPS608502A - 油圧シリンダとその制御方法 - Google Patents
油圧シリンダとその制御方法Info
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- JPS608502A JPS608502A JP11605983A JP11605983A JPS608502A JP S608502 A JPS608502 A JP S608502A JP 11605983 A JP11605983 A JP 11605983A JP 11605983 A JP11605983 A JP 11605983A JP S608502 A JPS608502 A JP S608502A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高圧入容量の油圧制御を高速且つ高精度で行う
ことができるようにした油圧シリンダと、該シリンダを
高速から低速まで微細旧つ高精度に制御する方法に関す
るものである。
ことができるようにした油圧シリンダと、該シリンダを
高速から低速まで微細旧つ高精度に制御する方法に関す
るものである。
近時、駆動用の油圧シリンダは、マシンテサイン上小型
化される傾向が高いが、所要の駆動力を得るため使用さ
せる油圧が２００〜２５０ｋｌζ／ ｃｎ？と高圧であ
ったり、或は、高速駆動するため、例えば１５０〜２０
０ Ｑ ／ｍｉｎ程度の大容量の油量が給υ１されるよ
うにされたものが多い。従来、このような条件で作動す
る油圧シリンダを制御するためサーボ弁が使用されてい
るが、精度の面及υ・価格の面で未だ充分満足できるも
のはない。即ち高’Ａ：’ｉ度の制御のためには複離な
構造で高価格のサーボ弁を使用しなけ］ｔばならないか
らである。
化される傾向が高いが、所要の駆動力を得るため使用さ
せる油圧が２００〜２５０ｋｌζ／ ｃｎ？と高圧であ
ったり、或は、高速駆動するため、例えば１５０〜２０
０ Ｑ ／ｍｉｎ程度の大容量の油量が給υ１されるよ
うにされたものが多い。従来、このような条件で作動す
る油圧シリンダを制御するためサーボ弁が使用されてい
るが、精度の面及υ・価格の面で未だ充分満足できるも
のはない。即ち高’Ａ：’ｉ度の制御のためには複離な
構造で高価格のサーボ弁を使用しなけ］ｔばならないか
らである。
一般に、油圧シリンダは圧延機やプレス機械、或は、工
作機械やいわゆるロボット等における駆動源として、各
種形式のもの、例えば、スローク作動形成は回転作動形
のものが広範な分野で多用されているので、高い精度で
制御できる高圧、高速タイプの油圧シリンダがそのサー
ボ弁を含み低価格で供給さＡしるようになれば、各方面
に於て種々の利益をもたらすことは明白である。
作機械やいわゆるロボット等における駆動源として、各
種形式のもの、例えば、スローク作動形成は回転作動形
のものが広範な分野で多用されているので、高い精度で
制御できる高圧、高速タイプの油圧シリンダがそのサー
ボ弁を含み低価格で供給さＡしるようになれば、各方面
に於て種々の利益をもたらすことは明白である。
本発明は上記のような点に鑑み、高圧、高速で且つ高い
制御精度を得ることのできる油圧シリンダと、その制御
方法を提供することを目的としてなされたもので、油圧
シリンダの構成は、圧油が給４１１ニされてシリンダ内
をビス１ヘン乃至はプランジャが往復摺動又は回転する
油圧シリンダに於て、その圧油給排口部に、独立した駆
動源により作動される複数の開閉弁を並列に有し且つ各
開閉弁が個々に、又は同時に、若しくはそのいくつかを
組合せて開閉されるようにした弁機構を設けたことを特
徴とするものであり、また、この油圧シリンダを制御す
る方法は、圧油が給排されてシリンダ内をビスＩ−ン乃
至はプランジャか往復摺動又は回転する油圧シリンダに
於て、その圧油給排口部に、独立した駆動源により作動
さり、る複数の開閉ブｒを並列に有し且つ各開閉弁が個
々に、又は同１：１に、若しくはそのいくつかを組合せ
て開閉されるようにした弁機構を設けた油圧シリンダの
前記ピストン乃至はプランジャに連結されているロッド
又は頓に、その変位量に対応したパルス信号を検出する
検出器を設ける一方、前記検出器から検出さ汎るバルン
、信号を前記ロッド又は軸の現在位置信号に、またこの
現在位置信号を適宜の基Ｊ’４Ｑ ＩＩ；７間パルスに
対応させて前記ロット又は軸の現在速度信号にそれぞれ
形成し、これらの現在位置信号ｋｌζ／速度信号を、前
記ロッド又は軸に関し予め任意に設定する変速、停止を
含む予定位置信号及び各予定位置における予定速度信号
と比１１つ演算し、この演算結果に基いてｉＩｆ記各開
閉ｊｔの各開閉駆動源を作動させることを特徴とするも
のである。
制御精度を得ることのできる油圧シリンダと、その制御
方法を提供することを目的としてなされたもので、油圧
シリンダの構成は、圧油が給４１１ニされてシリンダ内
をビス１ヘン乃至はプランジャが往復摺動又は回転する
油圧シリンダに於て、その圧油給排口部に、独立した駆
動源により作動される複数の開閉弁を並列に有し且つ各
開閉弁が個々に、又は同時に、若しくはそのいくつかを
組合せて開閉されるようにした弁機構を設けたことを特
徴とするものであり、また、この油圧シリンダを制御す
る方法は、圧油が給排されてシリンダ内をビスＩ−ン乃
至はプランジャか往復摺動又は回転する油圧シリンダに
於て、その圧油給排口部に、独立した駆動源により作動
さり、る複数の開閉ブｒを並列に有し且つ各開閉弁が個
々に、又は同１：１に、若しくはそのいくつかを組合せ
て開閉されるようにした弁機構を設けた油圧シリンダの
前記ピストン乃至はプランジャに連結されているロッド
又は頓に、その変位量に対応したパルス信号を検出する
検出器を設ける一方、前記検出器から検出さ汎るバルン
、信号を前記ロッド又は軸の現在位置信号に、またこの
現在位置信号を適宜の基Ｊ’４Ｑ ＩＩ；７間パルスに
対応させて前記ロット又は軸の現在速度信号にそれぞれ
形成し、これらの現在位置信号ｋｌζ／速度信号を、前
記ロッド又は軸に関し予め任意に設定する変速、停止を
含む予定位置信号及び各予定位置における予定速度信号
と比１１つ演算し、この演算結果に基いてｉＩｆ記各開
閉ｊｔの各開閉駆動源を作動させることを特徴とするも
のである。
次に、本発明の実施例を図に拠り説明する。
図に於て、１はシリンダ、２はそのピストン、３はピス
トンロッド、４，５は圧油の給、排油口で、１〜５によ
りストローク作動形の一般的な油圧シリンダの一例を構
成する。
トンロッド、４，５は圧油の給、排油口で、１〜５によ
りストローク作動形の一般的な油圧シリンダの一例を構
成する。
６は公知の４ボート切換弁、７は油ポンプ、８は油溜め
で、通常は配管４ａ、 ５ａが前記切換弁６を介して油
ポンプ７、油溜め８とシリンダＪの給。
で、通常は配管４ａ、 ５ａが前記切換弁６を介して油
ポンプ７、油溜め８とシリンダＪの給。
排油１コ４，５とを接続しているが、本発明シリンダの
一例は上記の圧油給徘系に以下に述べる構造を有するサ
ーボ弁９が挿入しである。
一例は上記の圧油給徘系に以下に述べる構造を有するサ
ーボ弁９が挿入しである。
而して、実施例のサーボ弁９は弁ｒ：Ｊ、９ａをその人
［コ側９１と出口側９２の間において、複数の開閉ブｔ
９３ａ〜９３ｅを介して並列に仕切ると共に、各弁９３
ａ〜９：３ｃにそＡしぞれ電磁プランジャなどによる駆
動源９４８〜９４ｅを設けて構成し、前記各弁を個別に
開閉できるようにしたものである。
［コ側９１と出口側９２の間において、複数の開閉ブｔ
９３ａ〜９３ｅを介して並列に仕切ると共に、各弁９３
ａ〜９：３ｃにそＡしぞれ電磁プランジャなどによる駆
動源９４８〜９４ｅを設けて構成し、前記各弁を個別に
開閉できるようにしたものである。
このようにすると、各ｆｆｔｌ閉弁９３ａ〜９３Ｇの開
又は閉状態の組合せ、或は、開度又は閉度の組合せによ
って、ピストンの作動状態、殊に速度を広範囲に亘り迅
速且つ微細に制御することができることになる。
又は閉状態の組合せ、或は、開度又は閉度の組合せによ
って、ピストンの作動状態、殊に速度を広範囲に亘り迅
速且つ微細に制御することができることになる。
即ち、第１図に図示したビス１ヘン２の右行行不−１に
於て、各開閉弁９３８〜９３Ｃを任意にそ汎らの全開状
態から全開状態の間におけば、シリンダ１から排出され
る油量が任意に制御さ、１１．るので、ピストン２の右
行行程における作動前４’、Ｔｔを連４ゾＣ的）う至は
段階的に変化させたり、或は、適で」状態に雁、持する
ことなどを任意に行うことかできるのである１、尚、上
記サーポブｔ９は例えば、第２１ｑｌに示すようにシリ
ンダ１に近接乃至はＩＩＷＧ接して設け、各弁９；３ぞ
」〜９３ｅの開閉によるロッド３の作ｆｆｉ！＋の応答
４１１性か損なわれないようにする。
於て、各開閉弁９３８〜９３Ｃを任意にそ汎らの全開状
態から全開状態の間におけば、シリンダ１から排出され
る油量が任意に制御さ、１１．るので、ピストン２の右
行行程における作動前４’、Ｔｔを連４ゾＣ的）う至は
段階的に変化させたり、或は、適で」状態に雁、持する
ことなどを任意に行うことかできるのである１、尚、上
記サーポブｔ９は例えば、第２１ｑｌに示すようにシリ
ンダ１に近接乃至はＩＩＷＧ接して設け、各弁９；３ぞ
」〜９３ｅの開閉によるロッド３の作ｆｆｉ！＋の応答
４１１性か損なわれないようにする。
而して、上記のサーボ弁９の開閉制御するため、本発明
では次のような構成を抹ン、）。
では次のような構成を抹ン、）。
マス、油圧シリンダのビス）−ンロノ）−３に、その進
退■、をその叶に対応したバルスイＬｊ″＋て］力出す
るＩＩ！ｌ長器１長久１０、前記ロソ１〜：）のイ１−
動時、１）ｉｉ記副長器１０から供給されるパルス４ニ
ア ’；ンを、当該ロッド３の現在位１αを表わす信号
１，１）とするとノ１、に。
退■、をその叶に対応したバルスイＬｊ″＋て］力出す
るＩＩ！ｌ長器１長久１０、前記ロソ１〜：）のイ１−
動時、１）ｉｉ記副長器１０から供給されるパルス４ニ
ア ’；ンを、当該ロッド３の現在位１αを表わす信号
１，１）とするとノ１、に。
現在速度形成部１３に於て適宜発１１ｊｃ ’Ａｇ ’
２から供給される時間パルスと対応させてロノ１〜：
３の現在速度を表わす信号ＬＳを形成するようにず′る
。
２から供給される時間パルスと対応させてロノ１〜：
３の現在速度を表わす信号ＬＳを形成するようにず′る
。
」二記の現在位置信号ＬＤ及び現在速度信号ｒ−ｓは、
それぞれ設定部１３に任意に設定した前記ロッド３に関
する減速、停止点を含む予定位置を表わす信号ＳＤ及び
各予定位置における予定速度を表ｂ−ｔ−４ｎ号ＳＳと
、位置比較部１４及び速度比較部１５において比較演算
され、それぞれの演算結果が処理部１６に供給される。
それぞれ設定部１３に任意に設定した前記ロッド３に関
する減速、停止点を含む予定位置を表わす信号ＳＤ及び
各予定位置における予定速度を表ｂ−ｔ−４ｎ号ＳＳと
、位置比較部１４及び速度比較部１５において比較演算
され、それぞれの演算結果が処理部１６に供給される。
処理部１６に於ては比較部Ｉｌｌ。
１５からの信号に」１シいて各駆動源９／Ｉｒｒ−り／
ｌｃを制御、’ｌｌｌするための信号が形成されるので
、インターフェイス部１７を経由した上記制御信号によ
り各駆動源９４８〜９４（！を駆動するようにして本発
明における制御系の一例を形成する。
ｌｃを制御、’ｌｌｌするための信号が形成されるので
、インターフェイス部１７を経由した上記制御信号によ
り各駆動源９４８〜９４（！を駆動するようにして本発
明における制御系の一例を形成する。
尚、上記例に於て、開閉弁の形式は実施例のものに限ら
れず、また、駆動源９４ａ〜９４ｅには電磁ソレノイド
に限られず、各種形式のサーボモータ或は、流体アクチ
ェータなどを用いてもよい。
れず、また、駆動源９４ａ〜９４ｅには電磁ソレノイド
に限られず、各種形式のサーボモータ或は、流体アクチ
ェータなどを用いてもよい。
このようにするとサーボ弁９の各開閉弁９３ａ〜９３ｅ
が個々に、または、同時に、若しくは何組かをまとめて
、連続的乃至は段階的或は固定的に制御できることにな
る。
が個々に、または、同時に、若しくは何組かをまとめて
、連続的乃至は段階的或は固定的に制御できることにな
る。
例えば、早送りの場合には全ての開閉弁が開、中間的送
り速度では開閉弁９３ａ、 ！４３ｃ、 ９３ｅＯ：Ｉ
ｔ）ｊか開、遅送りでは開閉弁９３ｂ、 ９３ｅのみが
開、微速送りでは開閉弁９３ｅのみが開、停止時にはす
べての開閉弁が閉状態にするといった具合に、設定部１
３に設定される変速、停止点を含む予定位置と、これら
の各予定位置における日ソ１−３の予定速度域を予め設
定しておけば、名聞閉弁がロッド′）の所定位置に於て
選択されて開閉されるので、ロッ１〜３の予定位置にお
ける予定速度をよりｊル連１」、つ市確に実現すること
ができることは勿論、ピストンロッド３の予定位置にお
ける任意の予定速度を前記各開閉弁を任府、に開閉制御
することにより自由に制御できる。
り速度では開閉弁９３ａ、 ！４３ｃ、 ９３ｅＯ：Ｉ
ｔ）ｊか開、遅送りでは開閉弁９３ｂ、 ９３ｅのみが
開、微速送りでは開閉弁９３ｅのみが開、停止時にはす
べての開閉弁が閉状態にするといった具合に、設定部１
３に設定される変速、停止点を含む予定位置と、これら
の各予定位置における日ソ１−３の予定速度域を予め設
定しておけば、名聞閉弁がロッド′）の所定位置に於て
選択されて開閉されるので、ロッ１〜３の予定位置にお
ける予定速度をよりｊル連１」、つ市確に実現すること
ができることは勿論、ピストンロッド３の予定位置にお
ける任意の予定速度を前記各開閉弁を任府、に開閉制御
することにより自由に制御できる。
尚、第１図に於て、５１ａは油がり管５ａをサーボ弁９
の手前で切換弁５ｂを介して分岐したバイパス戻り管で
、切換弁６を切換えてビス１ヘンロツ１り３を早戻り（
図の左行行程）させるとき、戻り油をサーボ弁９を経由
させず油溜め８に直接戻す場合に使用するものである。
の手前で切換弁５ｂを介して分岐したバイパス戻り管で
、切換弁６を切換えてビス１ヘンロツ１り３を早戻り（
図の左行行程）させるとき、戻り油をサーボ弁９を経由
させず油溜め８に直接戻す場合に使用するものである。
また、上記実施例は、油圧シリンダ１が片ロツＩ−のス
トローク作動タイプのものについて述べたが、本発明は
両ロッドタイプにも適用でき、また、シリンダがいわゆ
るロータリシリンダであっても適用できること勿論であ
る。
トローク作動タイプのものについて述べたが、本発明は
両ロッドタイプにも適用でき、また、シリンダがいわゆ
るロータリシリンダであっても適用できること勿論であ
る。
尚、シリンダがロータリシリンダのときには上記実施例
の副長器ｌＯに代え、ロータリピストンに連結されてい
る出力軸に、その回転角に対応した ノパルス信号を出
力するパルスエンコーダなどを用いる。
の副長器ｌＯに代え、ロータリピストンに連結されてい
る出力軸に、その回転角に対応した ノパルス信号を出
力するパルスエンコーダなどを用いる。
第２図は、本発明シリンダの別例を示すもので、サーボ
弁９をシリンダ１の油排出口５に隣設し、排出口５から
みて切換弁６はサーボ弁９の後方に設けたものである。
弁９をシリンダ１の油排出口５に隣設し、排出口５から
みて切換弁６はサーボ弁９の後方に設けたものである。
ここで、バイパス戻り１ｆ５１ａは排出１コ５に隣設し
た副排出口５１に連結され、サーボ弁９の出口９２側の
後方で切換弁５ｂを介して戻り管５ａに連結してあり、
また、前記切換弁５ｂは切換弁６の切換作動と連動して
切換えられるようにしである。
た副排出口５１に連結され、サーボ弁９の出口９２側の
後方で切換弁５ｂを介して戻り管５ａに連結してあり、
また、前記切換弁５ｂは切換弁６の切換作動と連動して
切換えられるようにしである。
本発明は以」二の通りであって、従来迅速旧つやｊｌ細
な制御を行うことがローコストのサーボ弁ては困難であ
った、高圧或は人容惜で作動する油圧シリンダを簡潔な
構造でしかも微細旧つ迅速な作動が可能なサーボ弁を以
って制御するようにしたから、油圧シリンダを駆動源と
する各種機械、装置１１の制御をローコストで迅速４」
つ高精度になすことができ産業上きわめて有用である。
な制御を行うことがローコストのサーボ弁ては困難であ
った、高圧或は人容惜で作動する油圧シリンダを簡潔な
構造でしかも微細旧つ迅速な作動が可能なサーボ弁を以
って制御するようにしたから、油圧シリンダを駆動源と
する各種機械、装置１１の制御をローコストで迅速４」
つ高精度になすことができ産業上きわめて有用である。
第１図は本発明シリンダの一例の制御系統の一例を示す
ブロック図、第２図は本発明シリングの別例を示すブロ
ック図である。 ■ シリンダ、２ ピストン、３ ビス１ヘンロツド、
４，５・・・給、排油口、６・・４ボー１−切換フｒ、
７・・・油ポンプ、８・・油溜め、９ サーボ弁、り０
弁箱、９１・・入口側、９２・・出１−」側、！］ ：
ｌ ａ〜９ ：＋ ａ・・開閉弁、９４ａ−９４ｃ・・
駆動源、１０ｄ１り長久、１１呪在速度形成部、１２・
・・発振器、１３ 設定部、１４・位置比較部、１５・
・速度比較部、１６・・処理部代理人 小 泉 良 邦 第Ｊ凶 第２凶 手続補正書 昭和５９年１月１ヌ日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 １、事件の表示 昭和５８年特許願第１１６０５９号２
、発明の名称 油圧シリンダとその制御方法３、補正を
する者 代表者 新 藤 満 三 部 明細書全文 −、 ｂ、補正の内容 明、−１出金文を別紙の通り補正する。 ７、添付出類の目録 全文訂正明細書 １通 以上 明 細 書 １、発明の名称 油圧シリンダとその制御方法 ２、特許請求の範囲 （１） 圧油が給排されてシリンダ内をピストン乃至は
プランジャが往復摺動又は回転する油圧シリンダに於て
、その圧油給排口部に、独立した駆動源により作動され
る複数の開閉弁を並列に有し且つ各開閉弁が個々に、又
は同時に、若しくはそのいくつかを組合せて開閉される
ようにした弁機構を設けたことを特徴どする油圧シリン
ダ。 （２） 油圧シリンダの前記ピストン乃至はプランジャ
に連結されているロッド又は軸に、その変位量にヌリ応
したパルス信号を検出する検出器を設（プる一方、前記
検出器から検出されるパルス信号を前記ロッド又は軸の
現在位置信号に、またこの現在位置信号を適宜の基準時
間パルスに対応させて前記ロッド又は軸の現在速度信号
にそれぞれ形成し、これらの現在位置信号及び現在速度
信号を、前記０ツド又は軸に関し予め任意に設定する変
速、停止を含む予定位置信号及び各予定位置にお【プる
予定速度信号と比較演算し、この演梓・結果に基づいて
前記各開閉弁の各開閉駆動源を作動させることを特徴と
する油圧シリンダの制御方法。 ３、発明の詳細な説明 本発明は高圧大容量の油圧制御を高速且つ高精度で行う
ことができるようにし１．：？１１１圧シリンダと、該
シリンダを高速から低速まで微細且つ６１６度に制御覆
る方法に関するものである。 近時、駆動用の油圧シリンダは、マシンプリ゛イン上小
型化される傾向が高いか、所要の駆動力を得るため使用
される油圧が２００〜２５０ｋｇ／Ｃｌ１１２と高圧で
あったり、或は、高速駆動するため、例えば１５０〜２
００交／ ｍ ｉ ｎ程麿の大容量の油量が給排される
ようにされたものが多い。従来、このような条件で作動
する油圧シリンダを制御するためサーボ弁が使用されて
いるか、精度の面及び価格の面で未だ充分満足できるも
のはない。即ち高精度の制御のためには複雑な構造で高
価格のナーボ弁を使用しなければならないからである。 一般に、油圧シリンダは圧延機やプレス機械、或は、工
作機械やいわゆるロボット等にお（プる駆動源として、
各種形式のもの、例えば、ストローク作動形成は回転作
動形のものが広範な分野で多用されているので、高い精
度で制御できる高圧、高速タイプの油圧シリンダがその
サーボ弁を含み低価格で供給されるようになれば、各方
面に於て種々の利益をもたらすことは明白である。 本発明は上記のような点に鑑み、高圧、高速で且つ高い
制御精度を得ることのできる油圧シリンダと、その制御
方法を提供することを目的としてなされたもので、油圧
シリンダの構成は、圧油が給排されてシリンダ内をピス
トン乃至はプランジャが往復摺動又は回転する油圧シリ
ンダに於て、その圧油給排口部に、独立した駆動源によ
り作動される複数の開閉弁を並列に有し且つ各開閉弁が
個々に、又は同時に、若しくはそのいくつかを組合せて
開閉されるようにした弁機構を設けたことを特徴とづ−
るものである。また、この油圧シリンダを制御する方法
は、圧油が給排されてシリンダ内をピストン乃至はプラ
ンジャが往復摺動又は回転する油圧シリンダに於て、そ
の圧油給１−１）口部に、独立した駆動源により作動さ
れる複数の開閉弁を並列に有し且つ各開閉弁が個々に、
又は同断に、若しくはそのいくつかを組合せて開閉され
るようにした弁機構を設（プた油圧シリンダの前記ピス
トン乃至は１ランジ１７に連結されＣいるロッド又は軸
に、その変位置に対応したパルス信号を検出Ｊる検出器
を設ける一方、前記検出器から検出されるパルス信号を
前記ロッド又は軸の現在位置信号に、またこの現在位置
信号を適宜の基準時間パルスに対応させて前記ロッド又
は軸の現在速度信号にそれぞれ形成し、これらの現在位
置信号及び現在速度信号を、前記ロッド又は軸に関し予
め任ハに設定する変速、停止を含む予定位置イム号及び
各予定位置における予定速度信号と比較演算し、この演
算結果に基づいて前記各開閉弁の各開閉駆動源を作動さ
せることを特徴とするものである。 次に、本発明の実施例を図に拠り説明する。 図に於て、１はシリンダ、２はそのピストン、３はピス
トンロッド、４，５は圧油の給、排油口で、１〜５によ
りストローク作動形の一般的な油圧シリンダの一例を構
成する。 ６は公知の４ボート切換弁、７は油ポンプ、８は油溜め
で、通常は配管４ａ 、５ａが前記切換弁６を介して油
ポンプ７、油溜め８とシリンダ１の給、排油口４．５と
をそれぞれ接続しＣいるが、本実施例に係るシリンダに
は上記の圧油給排系に以下に述べる構造を有するサーボ
弁９が挿入しである。 而して、本実施例に示したサーボ弁９は弁箱９ａをその
入口側９１と出口側９２の間において、複数の開閉弁９
３ａ〜９３ｅを介し′Ｃ並列に仕切ると共に、多弁９３
ａ〜９３ｅにそれぞれ電磁プランジャなどによる駆動８
１９４ ａ〜９４ｅを設けて構成し、前記多弁を個別に
開閉できるようにしたものである。 このようにすると、各開閉弁９３ａ〜９３ｅの聞又は閉
状態の組合せ、或は、開度又は閉度の組合Ｕによって、
ピストンの作動状態、殊に速度を広範囲に亘り迅速且つ
微細に制御づることができることになる。 即ち、第１図に図示したピストン２の右行行程に於て、
各開閉弁９３ａ〜９３ｅを任意にそれらの全開状態から
全開状態の間にお【ノば、シリンダ１から排出される油
量が任意に制御されるので、ピストン２の右行行程にお
（プる作動態様を連続的乃至は段階的に変化させたり、
或は、適宜状態に維持することなどを任意に行うことが
できるのＣある。尚、第１図に於て、５１ａは油戻り管
５ａをサーボ弁９の手前で切換弁５ｂを介しＣ分岐した
バイパス戻り管で、切換弁６を切換えでピストンロッド
３を早戻り〈図の左行行程）さＵるとき、戻り油をサー
ボ弁９を経由させず油溜め８に直接戻す場合に使用覆る
ものである。 第２図は、シリンダの別個を示すもので、」ノーボ弁９
をシリンダ１の油排出口５に隣設し、排出口５からみて
切換弁６はサーボ弁９の後りに設置プだものである。こ
こで、バイパス戻り管５１ａは排出口５に隣設した副排
出口５１に連結され、サーボ弁９の出口９２側の後方で
切換弁５ｂを介しＣ戻り管５ａに連結してあり、また、
前記切換弁５ｂは切換弁６の切換作動と連動して切換え
られるようにしである。 尚、第１図に示したサーボ弁９は例えば、第２図に示す
ようにシリンダ１に近接乃至は隣接して設（プ、多弁９
３ａ〜９３ｅの開閉にょるロッド３の作動の応答特性が
損なわれないようにするのが好ましい。 尚、開閉弁の形式は図示のものに限られず、また、駆動
源９４ａ〜９４ｅは電磁ソレノイドに限られず、各種形
式のサーボモータ或は、流体アクチュュータなどを用い
ても同様である。 また、以上の油圧シリンダの実施例は、油圧シリンダ１
が片ロッドのストローク作動タイプのものについて）ホ
べたが、本発明は両ロッドタイプにも適用でき、また、
シリンダがいわゆるロータリシリンダであっても適用で
きること勿論である。 上記のサーボ弁９を開閉制御するため、本例では次のよ
うな機構を採る。 第１図に示したように、油圧シリンダのビス１ヘンロツ
ド３に、その進退量をその岸に対応したパルス信号で検
出する副長器１０を設置ノ、１１ａ記ロツド３の作動時
、前記測長器１０から供給されるパルス信号を、当該ロ
ッド３の現在位置を表わ１信号ＬＤとすると共に、現在
速度形成部１１に於て適宜発振器１２から供給される時
間パルスと対応させてロッド３の現在速度を表わ１信号
ＬＳを形成するようにする。 上記の現在位置信号ＬＤ及び現在速度信号ＬＳは、それ
ぞれ設定部１３に任意に設定した前記ロッド３に関する
減速、停止点を含む予定位置を表わＪ−信号ＳＤ及び各
予定位置における予定速度を表わす信号ＳＳと、位置比
較部１４及び速度比較部１５において比較演算され、そ
れぞれの演算結果が処理部１６に供給される。処理部１
６に於ては比較部１４．１５からのイム号に基づいて各
駆動源９４ａ〜９４ｅを制御するための信号が形成され
るので、インターフェイス部１７を経由しｌｃ上記制御
信号により各駆動源９４ａ〜９４ｅを駆動づるようにし
ている。 例えば、早送りの揚台には全ての開閉弁が、間中間的送
り速度では開閉弁９３ａ 、９３Ｃ。 ９３ｅのみが間、遅送りでは開閉弁９３ｂ。 ９３ｅのみが開、微速送りでは開閉弁９３ｅのみが間、
停止時にはターベての開閉弁が開状態にＪるといった具
合に、設定部１３に設定される変速、停止点を含む予定
位置と、これらの各予定位置におけるロッド３の予定速
度域を予め設定しておけば、各開閉弁がロッド３の所定
位置に於て選択されて開閉されるので、ロッド３の予定
位置にＪ＞ける予定速度をより迅速且つ正確に実現する
ことができることは勿論、ピストンロッド３の予定位置
にお【ノる任意の予定速度を自由に制御できるのである
。 尚、シリンダがロータリシリンダのとぎには上記実施例
の副長器１０に代え、ロータリピストンに連結されてい
る出力軸に、その回転角に対応したパルス信号を出力す
るパルスエンコーダなどを用いる。 本発明は以上の通りであって、従来迅速且つ微細なｆ！
１１御を行うことが０−コストのサーボ弁では困難であ
った。高圧或いは大容量で作動する油圧シリンダを簡潔
な構造でしかも微細且つ迅速な作動が可能なサーボ弁を
以って制御覆るようにしたから、油圧シリンダを駆動源
とりる各種機械、装置の制御をローコストで迅速且つ高
精度になづことかでき産業上きわめで有用Ｃある。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明シリンダの一例の制御系統の一例を示づ
一ブロック図、第２図は本発明シリンダの別個を承りブ
ロック図である。 １・・・シリンダ ２・・・ピストン ３・・・ピストンロッド ４，５・・・給、排油口６・
・・４ボート切換弁 ７・・・油ポンプ８・・・油溜め
９・・・−リーーホ弁９ａ・・・弁箱 ９１・・・入
口側 ９２・・・出口側 ９３ａ〜９３ｅ・・・開閉弁 ９４ａ・〜９４Ｃ・・・駆動源 １０・・・測長器 １１・・・現在速度形成部１２・・
・発振器 １３・・・設定部 １４・・・位置比較部 １５・・・速度比較部１６・・
・処理部
ブロック図、第２図は本発明シリングの別例を示すブロ
ック図である。 ■ シリンダ、２ ピストン、３ ビス１ヘンロツド、
４，５・・・給、排油口、６・・４ボー１−切換フｒ、
７・・・油ポンプ、８・・油溜め、９ サーボ弁、り０
弁箱、９１・・入口側、９２・・出１−」側、！］ ：
ｌ ａ〜９ ：＋ ａ・・開閉弁、９４ａ−９４ｃ・・
駆動源、１０ｄ１り長久、１１呪在速度形成部、１２・
・・発振器、１３ 設定部、１４・位置比較部、１５・
・速度比較部、１６・・処理部代理人 小 泉 良 邦 第Ｊ凶 第２凶 手続補正書 昭和５９年１月１ヌ日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 １、事件の表示 昭和５８年特許願第１１６０５９号２
、発明の名称 油圧シリンダとその制御方法３、補正を
する者 代表者 新 藤 満 三 部 明細書全文 −、 ｂ、補正の内容 明、−１出金文を別紙の通り補正する。 ７、添付出類の目録 全文訂正明細書 １通 以上 明 細 書 １、発明の名称 油圧シリンダとその制御方法 ２、特許請求の範囲 （１） 圧油が給排されてシリンダ内をピストン乃至は
プランジャが往復摺動又は回転する油圧シリンダに於て
、その圧油給排口部に、独立した駆動源により作動され
る複数の開閉弁を並列に有し且つ各開閉弁が個々に、又
は同時に、若しくはそのいくつかを組合せて開閉される
ようにした弁機構を設けたことを特徴どする油圧シリン
ダ。 （２） 油圧シリンダの前記ピストン乃至はプランジャ
に連結されているロッド又は軸に、その変位量にヌリ応
したパルス信号を検出する検出器を設（プる一方、前記
検出器から検出されるパルス信号を前記ロッド又は軸の
現在位置信号に、またこの現在位置信号を適宜の基準時
間パルスに対応させて前記ロッド又は軸の現在速度信号
にそれぞれ形成し、これらの現在位置信号及び現在速度
信号を、前記０ツド又は軸に関し予め任意に設定する変
速、停止を含む予定位置信号及び各予定位置にお【プる
予定速度信号と比較演算し、この演梓・結果に基づいて
前記各開閉弁の各開閉駆動源を作動させることを特徴と
する油圧シリンダの制御方法。 ３、発明の詳細な説明 本発明は高圧大容量の油圧制御を高速且つ高精度で行う
ことができるようにし１．：？１１１圧シリンダと、該
シリンダを高速から低速まで微細且つ６１６度に制御覆
る方法に関するものである。 近時、駆動用の油圧シリンダは、マシンプリ゛イン上小
型化される傾向が高いか、所要の駆動力を得るため使用
される油圧が２００〜２５０ｋｇ／Ｃｌ１１２と高圧で
あったり、或は、高速駆動するため、例えば１５０〜２
００交／ ｍ ｉ ｎ程麿の大容量の油量が給排される
ようにされたものが多い。従来、このような条件で作動
する油圧シリンダを制御するためサーボ弁が使用されて
いるか、精度の面及び価格の面で未だ充分満足できるも
のはない。即ち高精度の制御のためには複雑な構造で高
価格のナーボ弁を使用しなければならないからである。 一般に、油圧シリンダは圧延機やプレス機械、或は、工
作機械やいわゆるロボット等にお（プる駆動源として、
各種形式のもの、例えば、ストローク作動形成は回転作
動形のものが広範な分野で多用されているので、高い精
度で制御できる高圧、高速タイプの油圧シリンダがその
サーボ弁を含み低価格で供給されるようになれば、各方
面に於て種々の利益をもたらすことは明白である。 本発明は上記のような点に鑑み、高圧、高速で且つ高い
制御精度を得ることのできる油圧シリンダと、その制御
方法を提供することを目的としてなされたもので、油圧
シリンダの構成は、圧油が給排されてシリンダ内をピス
トン乃至はプランジャが往復摺動又は回転する油圧シリ
ンダに於て、その圧油給排口部に、独立した駆動源によ
り作動される複数の開閉弁を並列に有し且つ各開閉弁が
個々に、又は同時に、若しくはそのいくつかを組合せて
開閉されるようにした弁機構を設けたことを特徴とづ−
るものである。また、この油圧シリンダを制御する方法
は、圧油が給排されてシリンダ内をピストン乃至はプラ
ンジャが往復摺動又は回転する油圧シリンダに於て、そ
の圧油給１−１）口部に、独立した駆動源により作動さ
れる複数の開閉弁を並列に有し且つ各開閉弁が個々に、
又は同断に、若しくはそのいくつかを組合せて開閉され
るようにした弁機構を設（プた油圧シリンダの前記ピス
トン乃至は１ランジ１７に連結されＣいるロッド又は軸
に、その変位置に対応したパルス信号を検出Ｊる検出器
を設ける一方、前記検出器から検出されるパルス信号を
前記ロッド又は軸の現在位置信号に、またこの現在位置
信号を適宜の基準時間パルスに対応させて前記ロッド又
は軸の現在速度信号にそれぞれ形成し、これらの現在位
置信号及び現在速度信号を、前記ロッド又は軸に関し予
め任ハに設定する変速、停止を含む予定位置イム号及び
各予定位置における予定速度信号と比較演算し、この演
算結果に基づいて前記各開閉弁の各開閉駆動源を作動さ
せることを特徴とするものである。 次に、本発明の実施例を図に拠り説明する。 図に於て、１はシリンダ、２はそのピストン、３はピス
トンロッド、４，５は圧油の給、排油口で、１〜５によ
りストローク作動形の一般的な油圧シリンダの一例を構
成する。 ６は公知の４ボート切換弁、７は油ポンプ、８は油溜め
で、通常は配管４ａ 、５ａが前記切換弁６を介して油
ポンプ７、油溜め８とシリンダ１の給、排油口４．５と
をそれぞれ接続しＣいるが、本実施例に係るシリンダに
は上記の圧油給排系に以下に述べる構造を有するサーボ
弁９が挿入しである。 而して、本実施例に示したサーボ弁９は弁箱９ａをその
入口側９１と出口側９２の間において、複数の開閉弁９
３ａ〜９３ｅを介し′Ｃ並列に仕切ると共に、多弁９３
ａ〜９３ｅにそれぞれ電磁プランジャなどによる駆動８
１９４ ａ〜９４ｅを設けて構成し、前記多弁を個別に
開閉できるようにしたものである。 このようにすると、各開閉弁９３ａ〜９３ｅの聞又は閉
状態の組合せ、或は、開度又は閉度の組合Ｕによって、
ピストンの作動状態、殊に速度を広範囲に亘り迅速且つ
微細に制御づることができることになる。 即ち、第１図に図示したピストン２の右行行程に於て、
各開閉弁９３ａ〜９３ｅを任意にそれらの全開状態から
全開状態の間にお【ノば、シリンダ１から排出される油
量が任意に制御されるので、ピストン２の右行行程にお
（プる作動態様を連続的乃至は段階的に変化させたり、
或は、適宜状態に維持することなどを任意に行うことが
できるのＣある。尚、第１図に於て、５１ａは油戻り管
５ａをサーボ弁９の手前で切換弁５ｂを介しＣ分岐した
バイパス戻り管で、切換弁６を切換えでピストンロッド
３を早戻り〈図の左行行程）さＵるとき、戻り油をサー
ボ弁９を経由させず油溜め８に直接戻す場合に使用覆る
ものである。 第２図は、シリンダの別個を示すもので、」ノーボ弁９
をシリンダ１の油排出口５に隣設し、排出口５からみて
切換弁６はサーボ弁９の後りに設置プだものである。こ
こで、バイパス戻り管５１ａは排出口５に隣設した副排
出口５１に連結され、サーボ弁９の出口９２側の後方で
切換弁５ｂを介しＣ戻り管５ａに連結してあり、また、
前記切換弁５ｂは切換弁６の切換作動と連動して切換え
られるようにしである。 尚、第１図に示したサーボ弁９は例えば、第２図に示す
ようにシリンダ１に近接乃至は隣接して設（プ、多弁９
３ａ〜９３ｅの開閉にょるロッド３の作動の応答特性が
損なわれないようにするのが好ましい。 尚、開閉弁の形式は図示のものに限られず、また、駆動
源９４ａ〜９４ｅは電磁ソレノイドに限られず、各種形
式のサーボモータ或は、流体アクチュュータなどを用い
ても同様である。 また、以上の油圧シリンダの実施例は、油圧シリンダ１
が片ロッドのストローク作動タイプのものについて）ホ
べたが、本発明は両ロッドタイプにも適用でき、また、
シリンダがいわゆるロータリシリンダであっても適用で
きること勿論である。 上記のサーボ弁９を開閉制御するため、本例では次のよ
うな機構を採る。 第１図に示したように、油圧シリンダのビス１ヘンロツ
ド３に、その進退量をその岸に対応したパルス信号で検
出する副長器１０を設置ノ、１１ａ記ロツド３の作動時
、前記測長器１０から供給されるパルス信号を、当該ロ
ッド３の現在位置を表わ１信号ＬＤとすると共に、現在
速度形成部１１に於て適宜発振器１２から供給される時
間パルスと対応させてロッド３の現在速度を表わ１信号
ＬＳを形成するようにする。 上記の現在位置信号ＬＤ及び現在速度信号ＬＳは、それ
ぞれ設定部１３に任意に設定した前記ロッド３に関する
減速、停止点を含む予定位置を表わＪ−信号ＳＤ及び各
予定位置における予定速度を表わす信号ＳＳと、位置比
較部１４及び速度比較部１５において比較演算され、そ
れぞれの演算結果が処理部１６に供給される。処理部１
６に於ては比較部１４．１５からのイム号に基づいて各
駆動源９４ａ〜９４ｅを制御するための信号が形成され
るので、インターフェイス部１７を経由しｌｃ上記制御
信号により各駆動源９４ａ〜９４ｅを駆動づるようにし
ている。 例えば、早送りの揚台には全ての開閉弁が、間中間的送
り速度では開閉弁９３ａ 、９３Ｃ。 ９３ｅのみが間、遅送りでは開閉弁９３ｂ。 ９３ｅのみが開、微速送りでは開閉弁９３ｅのみが間、
停止時にはターベての開閉弁が開状態にＪるといった具
合に、設定部１３に設定される変速、停止点を含む予定
位置と、これらの各予定位置におけるロッド３の予定速
度域を予め設定しておけば、各開閉弁がロッド３の所定
位置に於て選択されて開閉されるので、ロッド３の予定
位置にＪ＞ける予定速度をより迅速且つ正確に実現する
ことができることは勿論、ピストンロッド３の予定位置
にお【ノる任意の予定速度を自由に制御できるのである
。 尚、シリンダがロータリシリンダのとぎには上記実施例
の副長器１０に代え、ロータリピストンに連結されてい
る出力軸に、その回転角に対応したパルス信号を出力す
るパルスエンコーダなどを用いる。 本発明は以上の通りであって、従来迅速且つ微細なｆ！
１１御を行うことが０−コストのサーボ弁では困難であ
った。高圧或いは大容量で作動する油圧シリンダを簡潔
な構造でしかも微細且つ迅速な作動が可能なサーボ弁を
以って制御覆るようにしたから、油圧シリンダを駆動源
とりる各種機械、装置の制御をローコストで迅速且つ高
精度になづことかでき産業上きわめで有用Ｃある。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明シリンダの一例の制御系統の一例を示づ
一ブロック図、第２図は本発明シリンダの別個を承りブ
ロック図である。 １・・・シリンダ ２・・・ピストン ３・・・ピストンロッド ４，５・・・給、排油口６・
・・４ボート切換弁 ７・・・油ポンプ８・・・油溜め
９・・・−リーーホ弁９ａ・・・弁箱 ９１・・・入
口側 ９２・・・出口側 ９３ａ〜９３ｅ・・・開閉弁 ９４ａ・〜９４Ｃ・・・駆動源 １０・・・測長器 １１・・・現在速度形成部１２・・
・発振器 １３・・・設定部 １４・・・位置比較部 １５・・・速度比較部１６・・
・処理部
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｌ 圧油が給排されてシリンダ内をピストン乃至はプラ
ンジャが往復摺動又は回転する油圧シリンダに於て、そ
の圧油給排口部に、独立した駆動源により作動される複
数の開閉弁を並列に有し且つ各開閉弁が個々に、又は同
時に、若しくはそのい−くつかを組合せて開閉されるよ
うにした弁機構を設けたことを特徴とする油圧シリンダ
。 ２ 油圧シリンダの前記ピストン乃至はプランジャに連
結されているロッド又は軸に、その変位量に対応したパ
ルス信号を検出する検出器を設ける一方、前記検出器か
ら検出されるパルス信号を前記ロッド又は軸の現在位置
信号に、またこの現在位置信号を適宜の基準時間パルス
に対応させて前記ロッド又は軸の現在速度信号にそれぞ
れ形成し、これらの現在位置信号及び現在速度信号を、
前記ロッド又は軸に関し予め任意に設定する変速、停止
を含む予定位置信号及び各予定位置における予定速度信
号と比較演算し、この演算結果に基Ｖ１て。 前記各開閉弁の各開閉駆動源を作動させることを特徴と
する油圧シリンダの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11605983A JPS608502A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | 油圧シリンダとその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11605983A JPS608502A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | 油圧シリンダとその制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS608502A true JPS608502A (ja) | 1985-01-17 |
Family
ID=14677685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11605983A Pending JPS608502A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | 油圧シリンダとその制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS608502A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61233202A (ja) * | 1985-04-09 | 1986-10-17 | Toshiba Corp | 液圧駆動制御装置 |
| JPS62248513A (ja) * | 1986-04-22 | 1987-10-29 | Amada Co Ltd | 折曲げ加工装置 |
| JPS62196905U (ja) * | 1986-06-06 | 1987-12-15 | ||
| JPS6399003U (ja) * | 1986-12-18 | 1988-06-27 | ||
| JPS6399002U (ja) * | 1986-12-18 | 1988-06-27 | ||
| JPH0382411U (ja) * | 1989-12-08 | 1991-08-22 | ||
| WO2002086327A1 (en) * | 2001-04-23 | 2002-10-31 | Matti Linjama | A control system and a method for controlling an actuator and for optimizing the control by means of sets of valves coupled in parallel |
| AT510947A5 (de) * | 2009-05-29 | 2012-07-15 | Metso Paper Inc | Hydraulikzylinderbaugruppe für eine maschine zur herstellung einer faserstoffbahn, insbesondere eine papier- oder kartonmaschine |
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| JPS55152901A (en) * | 1979-05-16 | 1980-11-28 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Hydraulic control circuit |
| JPS5694005A (en) * | 1979-12-27 | 1981-07-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Speed comtrol device for fluid pressure cylinder in fluid pressure system |
| JPS56109903A (en) * | 1980-02-01 | 1981-08-31 | Kanto Seiki Kogyo Kk | Speed control device in oil hydraulic circuit |
-
1983
- 1983-06-29 JP JP11605983A patent/JPS608502A/ja active Pending
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