JPS6124805A - 流量サ−ボ弁の診断方法 - Google Patents

流量サ−ボ弁の診断方法

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JPS6124805A
JPS6124805A JP14647384A JP14647384A JPS6124805A JP S6124805 A JPS6124805 A JP S6124805A JP 14647384 A JP14647384 A JP 14647384A JP 14647384 A JP14647384 A JP 14647384A JP S6124805 A JPS6124805 A JP S6124805A
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JP
Japan
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servo valve
operating speed
flow rate
operational speed
flow
Prior art date
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Pending
Application number
JP14647384A
Other languages
English (en)
Inventor
Seiji Motoishi
元石 誠司
Akio Miyake
三宅 章雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Publication of JPS6124805A publication Critical patent/JPS6124805A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B19/00Testing; Calibrating; Fault detection or monitoring; Simulation or modelling of fluid-pressure systems or apparatus not otherwise provided for
    • F15B19/005Fault detection or monitoring

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば油圧シリンダ等の流体駆動装置の駆動
制御を行なう流量サーボ弁の診断方法に関し、更に詳述
すれば該流量サーボ弁の監視を常時精細に行い得る流量
サーボ弁の8#断方法を提案するものである。
〔従来技術〕
サーボ系に組込まれた流体駆動装置、例えば圧油を作動
媒体とする油圧シリンダの駆動制御は油圧ポンプ等の圧
油供給源から供給される圧油の流量を圧油供給源〜油圧
シリンダ間に配した流量サーボ弁にて開面することによ
り行われる。従って流量サーボ弁に異常が発生し、また
、性能が経時的に劣化する場合には油圧シリンダの正確
な駆動制御が行えなくなるので、流量サーボ弁の正常。
異常を診断することは重要である。
従来、この種の診断は流量サーボ弁、油圧シリンダ等で
構成される油圧サーボ系の制御性が悪化した場合に、流
量サーボ弁をサーボ系から取外し、流量サーボ弁専用の
診断装置にてその正常、異常を判定することとしていた
しかしながら、このような従来方法は診断に長時間を要
し、特にサーボ系の制御性の悪化は必ずしもサーボ系の
異常に起因するものではなく他の要因によっても生じる
ため、斯かる場合には多大の無駄時間を生じ、診断に更
に一層長時間を要する結果、サーボ系の実操業中は診断
を頻繁に行うことができず、従ってサーボ弁の異常発生
成いは異常の進行状況を精細に把握することができない
という難点があった。
〔目的〕
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、流量
サーボ弁の出力流量と相関関係を有する流体駆動装置の
作動速度を実測し、これを基準の条件下での値に換算し
た値と、前記サーボ弁の駆動電流を測定し、サーボ弁の
正常時にはこの駆動電流によって本来期待される作動速
度とを比較し、両者の差によって流量サーボ弁の正常、
異常を判定することとして、常時流量サーボ弁の精細な
監視が行える流量サーボ弁の診断方法を提供することを
目的とする。
〔発明の構成〕
本発明に係る流量サーボ弁の診断方法は流量サーボ弁を
経た流体が供給される流体駆動装置の作動速度を実測し
、また、該流量サーボ弁の入側。
出側間の差圧及び流体温度を測定し、これらの測定結果
に基づき実測した作動速度を所定の差圧。
流体温度の条件下における作動速度に換算し、一方、前
記サーボ弁の駆動電流を測定し、該駆動電流によって本
来期待される流体駆動装置の期待作動速度を求め、該期
待作動速度と前記換算作動速度とを比較し、両者の差が
所定値以上である場合は流量サーボ弁が異常であると判
定することを特徴とする。
〔実施例〕
以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述する
。第1図は本発明に係る流量サーボ弁の診断方法を油圧
サーボ系に適用した実施例を示すブロック図である。
図中1は複動型の油圧シリンダであって、各油室には流
量サーボ弁2を介して油圧ポンプ3がら圧油が供給され
るようになっている。流量サーボ弁2は圧油を供給すべ
き油圧シリンダlの油室及び圧油の流量を制御するため
のものであって、その駆動制御はサーボ増幅器4から与
えられる流量サーボ弁駆動電流により行われる。この駆
動電流は油圧シリンダ1の位置指令信号と油圧シリンダ
Iの位置を検出する位置検出器5の位置信号との差によ
って定まる。
各油室に供給される圧油流量により油圧シリンダIが作
動し、そのロッドlaが進出、退入し、これによりロッ
ドIaの先端に連結しである図示しない負荷が駆動され
ることになる。
位置検出器5の出力はA/D変換器6にてディジタル信
号りに変換され、作動速度算出回路7に与えられる。シ
リンダ作動速度算出回路7は入力信号を微5)シ、下記
(1)式のよ・うに油圧シリンダ1の作動速度V′を算
出する。
L 算出結果V′は換算回路19に与えられる。
サーボ増幅器4の入力電流はA/D変換器8にてディジ
タル信号Iに変換され、後述する無駄時間補正回路20
に与えられるようになっている。
さて、油圧ポンプ3と油圧シリンダ10油室の1つを接
続する配管9のサーボ弁2の入側、出側には夫々圧力計
10.11を取付けてあり、また、圧力計11側には温
度計12を取付kJである。圧力計10゜11は夫々サ
ーボ弁2の入側、出側の圧油の圧力を検出し、検出結果
をA/D変換器13.14に夫々入力する。A/D変換
器13.14は入力信号をディジタル信号P、、P2に
変換し換算回路19に与える。
温度計12は圧油の温度を検出し、検出結果をA/D変
換器15に入力する。A/D変換器15は入力信号をデ
ィジタル信号T′に変換し換算回路19に与える。換算
回路19はこれらの信号を一旦記憶する。
換算回路19はサーボ系の実操業中における圧油の温度
変化等により変動する油圧シリンダ1の作動速度の実測
値V′を圧油の油温及びサーボ弁2の入側、出側間の差
圧が所定の値となる条件下における値に換算することに
より、操業条件の変動に左右されない、サーボ弁2の正
常、異常の判断指標となる換算作動速度を求めるだめの
ものである。
ここに換算作動速度がサーボ弁2の正常、異常の判断指
標たり得るのは、サーボ弁2が正常である場合はチー2
jζ弁駆動電流とその出力流量とが比例し、また、出力
流量と作動速度が比例するので、駆動電流と作動速度が
比例関係にあり、駆動電流から期待できる作動速度と換
算作動速度とが著しく離れノこ値となる場合はサーボ:
Jr−2の異常と判定することができるからでJ)る。
さて、流れが平行二面間流れである場合のサーボ弁2の
出力流iQは下記(2)式で示される。
12・ν・ρ・l 但し、 ΔP:ナーボ弁2の入側、出側間の差圧Ckg/cm”
b =二面間の隙間寸法(c+n) W :隙間の奥行寸法(cm) ν :動粘度(cm 2“7秒) ρ :圧油の密度(kg・秒2/cI114)β ニー
面間距離(cm、) ここにす、w、  ρ、lは操業条件の変動に拘わらす
略一定であるので、上記(2)式は下記(3)式で示さ
れる。
ΔP Q=に−(cn+3/秒)  ・(311すし、Kは定
数である。
上記(3)式から解るように出力流量Qは操業中におり
る圧油の温度変化による動粘度νの変化により、また、
負荷等による差圧ΔPの変化により変動する。そして、
出力流量Qの変動に伴いこれと比例関係を有する実測作
動速度V′も変動する。
従って、サーボ系の操業条件の変動に拘わらずサーボ弁
2の正當、異常を同一基準にて診断するためには予め定
めた油温TD、差圧ΔPoとなる〉標準の条件下におけ
る値に換算する必要があるのである。
さて、換算回路19は圧力信号P、P2から差圧ΔP′
を求める。
八P ’ =P、−P2    ・・・(4)また、油
温信号T′と、予め固定しである動粘度と油温との関係
のテーブルとにより、油温T′における動粘度ν′を求
め、標準条件下におりる値として設定しである差圧ΔP
o及び油温Toの場合の動粘度ν。とを用いて下記(5
)式に示す演算を実行し、実測作動速度V′を標準条件
下における作動速度Vに換算する。
ΔP′  ν0 そして、この作動速度■を比較判定回路22に与える。
さて、前述した如く無駄時間補正回路20にはA/D変
換器8を介して実測サーボ弁駆動電流信号Iが入力され
ることになるが、この実測サーボ弁駆動電流とサーボ弁
2を介して駆動される油圧シリンダ1の作動時点には第
2図に示す如くΔLだけの無駄時間要素が存在する。こ
れは配管9のサーボ弁2〜油圧シリンダ1間に位置する
部分の長さにより定まる値である。そこで、無駄時間補
正回路20はこの無駄時間要素ΔLを解消ずべく、無駄
時間ΔLだりサーボ弁駆動電流信号Iを遅延さゼて、Δ
L経過後この信号を規準化回路21に入力する。
規準化回路21には第3図に示す如き比例関係にある実
測サーボ弁駆動電流とサーボ弁2が正常である場合にこ
れによって本来期待される油圧シリンダlの作動速度と
の関係が設定されており、無駄時間補正回路20からの
信号が入力された時点での駆動電流に対応する作−速度
を期待作動速度V。
として比較判定回路22に与える。なお、この関係は標
準条件下にて定められたものである。ここに無駄時間補
正回路20の作用により比較判定回路22に与えられる
換算作動速度Vと期待作動速度v。
との入力時における時間差はない。
さて、比較判定回路22には第4図に示すような正常、
異常判定域が設定されており、換算作動速度■と期待作
動速度V、とを比較し、両者の差の絶対値I V−V。
1が第4図に斜線で示す正常域に相当するαよりも小な
る場合はサーボ弁2が正常であると判定して同等信号を
発しないが、その差がαよりも人となる異常域にある場
合はサーボ弁2が異常であると判定して表示器23に表
示する。
なお、第4図より換算作動速度Vが操業中正常域の境界
線方向に移動する場合はサーボ弁2の劣化が進行してい
ると判定することができるので、サーボ弁2の経時変化
をも監視することが可能である。
〔効果〕
このような本発明による場合は圧力計10.11にて流
量サーボ弁2の入側、出側の差圧を測定し、また、温度
計12にて圧油の油温を測定し、これらの測定結果に基
づき換算回路19にて実測作動速度V′を操業条件の変
動に左右されない標準条件下におりる作動速度Vに換算
し、また、配管系の管路長に起因するサーボ系の無駄時
間要素Δtを無駄時間補正回路20にて解消することに
より、入力側のサーボ弁駆動電流と出力側の油圧シリン
ダ1の作動速度との関係を正しく対応せしめ、正対後の
サーボ弁駆動電流に基づき規準化回路21にて期待作動
速度■。を求め、これら■とVOとの差V−V。と所定
基準値αとを比較することによりサーボ弁2の正常、異
常を判定するものであるので、サーボ弁2の診断を正確
に行うことができる。
また、本発明による場合はサーボ系からサーボ弁2を分
離することなく直接量−ボ弁2の診断を行うものである
ので、サーボ弁2の監視を常時行うことができ、従って
サーボ弁2の異常発生に迅速な対応がとれる。更にはサ
ーボ弁2が正常であるにも拘わらずサーボ系の制御性が
悪い場合にはサーボ弁2以外の他の要因によって制御性
が悪化していることが同様の理由により即座に判明する
のでサーボ系の異常発生にも迅速な対応がとれる。
なお、上述の実施例では本発明を油圧サーボ系に適用し
た場合に・ついて説明したが、水圧サーボ系にも適用で
きることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示すものであり、第1図は本発
明を油圧サーボ系に適用した実施例を示すブロック図、
第2図は実測サーボ弁駆動電流と油圧シリンダの作動速
度との関係を示すグラフ、第3スインヂは規準化回路の
動作説明のためのグラフ、第4図は流量サーボ弁の正常
、異常域を示すグラフである。 ■・・・油圧シリンダ 2・・・流量サーボ弁7・・・
作動速度算出回路 10.11・・・圧力計 12・・
・温度計 19・・・換算回路 20・・・無駄時間補
正回路21・・・規準化回路 22・・・比較判定回路
時 許 出願人  住友金属工業株式会社代理人 弁理
士  河  野  登  夫ΔL 第2図 第 3 図 第 4 図 手続補正?)(方式) 昭和59年11月2日 2、発明の名称 流量サーボ弁の診断方法3、補正をす
る者 事件との関係  特許出願人 所在地  大阪市東区北浜5丁目15番地名 称  (
211)住友金属工業株式会社代表者熊谷典文 4、代理人 住 所 ■543大阪市天王寺区四天王寺1丁目14番
22号 日進ビル207号河野特許事務所(電話06−
779−3088)昭和59年10月9日 (発送日5
9.10’、 30)6、?di正の対象 明細書の「図面の簡単な説明」の欄 7、補正の内容 明細書の第13頁1行目に1゛第3スイツチ」とあるを
、「第3図」と訂正する。 一9只−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.流量サーボ弁を経た流体が供給される流体駆動装置
    の作動速度を実測し、また、該流量サーボ弁の入側,出
    側間の差圧及び流体温度を測定し、これらの測定結果に
    基づき実測した作動速度を所定の差圧,流体温度の条件
    下における作動速度に換算し、 一方、前記サーボ弁の駆動電流を測定し、 該駆動電流によって本来期待される流体駆動装置の期待
    作動速度を求め、該期待作動速度と前記換算作動速度と
    を比較し、両者の差が所定値以上である場合は流量サー
    ボ弁が異常であると判定することを特徴とする流量サー
    ボ弁の診断方法。
JP14647384A 1984-07-13 1984-07-13 流量サ−ボ弁の診断方法 Pending JPS6124805A (ja)

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