JPS61277410A - Pressure compensator of reciprocating motion equipment in thrust direction - Google Patents
Pressure compensator of reciprocating motion equipment in thrust directionInfo
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- JPS61277410A JPS61277410A JP12107985A JP12107985A JPS61277410A JP S61277410 A JPS61277410 A JP S61277410A JP 12107985 A JP12107985 A JP 12107985A JP 12107985 A JP12107985 A JP 12107985A JP S61277410 A JPS61277410 A JP S61277410A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は、出力軸に回転運動および推力方向の往復直線
運動を与えるための推力方向往復運動装置に関し、特に
その軸線方向の推力を油圧系により補償するための装置
に係る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field of the Invention The present invention relates to a thrust direction reciprocating motion device for imparting rotational motion and reciprocating linear motion in the thrust direction to an output shaft, and in particular, the present invention relates to a thrust direction reciprocating motion device for imparting rotational motion and reciprocating linear motion in the thrust direction to an output shaft, and in particular, the thrust in the axial direction is compensated by a hydraulic system. It pertains to equipment for
従来技術
例えばプラスチックの混線装置などでは、推力軸に軸線
を中心とする回転運動の他、軸線方向の往復直線運動が
与えられる。シ起がって、この種の駆動装置は、回転駆
動系の他、往復運動の駆動系を備えている。In the prior art, for example, in a plastic crosstalk device, the thrust shaft is given not only rotational motion about the axis, but also reciprocating linear motion in the axial direction. In other words, this type of drive device includes a reciprocating drive system in addition to a rotary drive system.
従来の往復駆動機構は、機械的クランク機構により構成
し、大きな推力を受けながら、出力軸に軸線方向の往復
直線運動を与えるか、またはサーボモータによって、送
りねじユニットを動作させ、出力軸と送りねじユニット
との相対的な回転運動によって軸線方向に往復直線運動
を与えるようにしている。Conventional reciprocating drive mechanisms consist of a mechanical crank mechanism that applies a reciprocating linear motion in the axial direction to the output shaft while receiving a large thrust, or a servo motor that operates a feed screw unit to connect the output shaft and the feed. Reciprocating linear motion is provided in the axial direction by rotational motion relative to the screw unit.
前者のクランク機構では、機械要素の連結部分に摩擦力
が働いて、熱が発生するため、動力の損失が太き(、ま
たその際の発熱が他の機械要素に及ぼす影響も無視でき
ない。また後者の送りねじユニットによるものでは、送
りねじユニットのねじ面の面圧が過大となり、部材の寿
命を著しく害する他、これを駆動するサーボモータの所
要の動力も増加して、大型のモータを使用せざるをえず
、これが技術的または経済的な限界となっている。In the former crank mechanism, frictional force acts on the connecting parts of the mechanical elements and heat is generated, resulting in a large loss of power (and the effect of the generated heat on other mechanical elements cannot be ignored. With the latter type of feed screw unit, the surface pressure on the screw surface of the feed screw unit becomes excessive, which significantly shortens the life of the component, and the required power of the servo motor that drives it also increases, making it necessary to use a large motor. This is a technical or economic limit.
発明の目的
したがって、本発明の目的は、送りねじユニット式の推
力方向の往復直線運動装置において、その機構、特にそ
の送りねじユニット以外の部分で、出力軸に発生する強
大な変化する推力を受は止めることによって、送りねじ
ユニットなどの機械要素に掛かる推力方向の荷重を軽減
し、またそれを駆動するためのサーボモータの駆動力を
小さくできるようにすることである。OBJECTS OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a feed screw unit type reciprocating linear motion device in the thrust direction, in which the mechanism, particularly the portions other than the feed screw unit, can receive the enormous changing thrust generated in the output shaft. By stopping this, the load in the thrust direction applied to mechanical elements such as the feed screw unit can be reduced, and the driving force of the servo motor for driving the same can be reduced.
発明の概要
そこで、本発明は、出力軸の後端部分に複動型の油圧シ
リンダを設け、この油圧シリンダのピストンによって、
出力軸に働く推力に対し、逆方向の力を作用させ、推力
を相殺するようにしている。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, the present invention provides a double-acting hydraulic cylinder at the rear end portion of the output shaft, and uses the piston of this hydraulic cylinder to
A force in the opposite direction is applied to the thrust acting on the output shaft to cancel out the thrust.
ここで、油圧シリンダの各シリンダ室は、それを高める
方向の油圧源と、その圧力を低下させる方向に働くサー
ボ逃がし弁とによって、適切な圧力値に調整される。ま
た出力軸の往復直線運動によって、その内部圧力が脈動
的に変動するが、そのような圧力の変動は、油圧系の蓄
圧器によって吸収される。またサーボ逃がし弁の制御部
は、油圧シリンダのシリンダ室の内部圧力を圧力センサ
ーなどにより検出し、同時に、前記クランク運動または
送りねじユニットの駆動力を検出し、それらの関係が常
に希望の関係にあるように、上記サーボ逃がし弁のオン
・オフ動作を制御することによって、油圧系の圧力を常
に最適な圧力値に自動的に調整している。Here, each cylinder chamber of the hydraulic cylinder is adjusted to an appropriate pressure value by a hydraulic pressure source that increases the pressure and a servo relief valve that decreases the pressure. Further, the internal pressure fluctuates pulsatingly due to the reciprocating linear motion of the output shaft, but such pressure fluctuations are absorbed by the pressure accumulator of the hydraulic system. Furthermore, the control section of the servo relief valve detects the internal pressure in the cylinder chamber of the hydraulic cylinder using a pressure sensor, etc., and at the same time detects the crank movement or the driving force of the feed screw unit, so that the relationship between them is always the desired one. By controlling the on/off operation of the servo relief valve, the pressure in the hydraulic system is always automatically adjusted to the optimum pressure value.
実施例の構成
以下、本発明の実施例の構成を図面に基づいて具体的に
説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The structure of an embodiment of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
まず第1図は、本発明の前提となる推力方向往復運動袋
Wt1を駆動対象の混練押し出し機2とともに示してい
る。この推力方向往復運動装置1は、ギヤケース3の内
部で出力軸4を備えており、またその外部で、出力軸4
に回転を与えるためのメインモータ5および出力軸4に
推力方向、すなわち軸線方向の往復直線運動を与えるた
めに、サーボモータ6を備えている。First, FIG. 1 shows a thrust direction reciprocating bag Wt1, which is the premise of the present invention, together with a kneading extruder 2 to be driven. This thrust direction reciprocating device 1 includes an output shaft 4 inside a gear case 3, and an output shaft 4 outside the gear case 3.
A main motor 5 is provided to provide rotation to the main motor 5, and a servo motor 6 is provided to provide reciprocating linear motion in the thrust direction, that is, the axial direction, to the output shaft 4.
上記出力軸4は、前方の軸受け7により回転自在で、し
かも推力方向、つまり軸線方向に摺動可能な状態で支持
されており、一部に形成されたスプライン9の部分でス
プラインスリーブ10にはまり合い、また他の部分に固
定された雌ねじ11の部分で、送りナツト12の雄ねじ
8にねじ対偶のもとに連結されている。The output shaft 4 is rotatably supported by a front bearing 7 and slidably in the thrust direction, that is, in the axial direction, and is fitted into a spline sleeve 10 with a spline 9 formed in a part. A part of the female thread 11 which is mated and fixed to another part is connected to the male thread 8 of the feed nut 12 under a threaded pair.
上記スプラインスリーブ10は、出力軸4に回転運動の
みを伝達するためのものであり、前後端で玉軸受13に
よって、上記ギヤケース3に対して回転自在に支持され
、その中間部分で出力ギヤ14を回り止め状態で保持し
ている。また上記送りナツト12は、出力軸4に推力方
向の直線往復運動を与えるためのものであり、出力ギヤ
15の中心に回り止め状態で、かつ推力を受は止め得る
状態で固定され、しかもその出力ギヤ15を介し、前後
の玉軸受16によってギヤケース3の部分に回転自在に
間接的に支持されている。The spline sleeve 10 is for transmitting only rotational motion to the output shaft 4, and is rotatably supported with respect to the gear case 3 by ball bearings 13 at the front and rear ends, and supports the output gear 14 at the intermediate portion. It is held in a non-rotating state. The feed nut 12 is for giving linear reciprocating motion in the thrust direction to the output shaft 4, and is fixed to the center of the output gear 15 in a non-rotating state and in a state capable of receiving and stopping the thrust. It is rotatably indirectly supported by the gear case 3 via the output gear 15 by front and rear ball bearings 16 .
一方、上記メインモータ5の回転は、例えばタイミング
ベルト・プーリ17により中間軸18に伝達される。こ
の中間軸18は、玉軸受19によってギヤケース3の部
分で回転自在に支持されており、上記出力ギヤ14に噛
み谷うギヤ20、およびベベルギヤ21を支持している
。このこのベベルギヤ21は、軸23に固定されたベベ
ルギヤ22と噛み合っている。この軸23は、ギヤケー
ス3に対し回転自在に支持されており、一端でギヤ24
を支持し、かつ先端部でアブソリュート型のエンコーダ
25に連結されている。On the other hand, the rotation of the main motor 5 is transmitted to the intermediate shaft 18 by, for example, a timing belt/pulley 17. The intermediate shaft 18 is rotatably supported in the gear case 3 by a ball bearing 19, and supports a gear 20 meshing with the output gear 14 and a bevel gear 21. This bevel gear 21 meshes with a bevel gear 22 fixed to a shaft 23. This shaft 23 is rotatably supported by the gear case 3, and has one end connected to the gear 24.
and is connected to an absolute type encoder 25 at the tip.
また上記サーボモータ6は、ギヤケース3の外側面に取
り付けられており、モータ軸26の回転は、そのギヤ2
7、中間軸28のギヤ29.30を介し、前記出力ギヤ
15に伝達される。なお、この中間軸28は、玉軸受3
1によってギヤケース3に支持されており、その延長部
分に取り付けられたベベルギヤ32によって差動歯車機
構34のベベルギヤ33に噛み合っている。そして、こ
の差動歯車機構34は、一方の入力側のベベルギヤ33
の回転、および上記ギヤ24に噛み合う他方の入力側の
ギヤ35の回転差を出力として、検出軸36およびギヤ
37.38を介し、差動検出用のエンコーダ39に伝達
する。The servo motor 6 is attached to the outer surface of the gear case 3, and the rotation of the motor shaft 26 is controlled by the gear 2.
7. It is transmitted to the output gear 15 via the gears 29 and 30 of the intermediate shaft 28. Note that this intermediate shaft 28 is connected to the ball bearing 3
1 is supported by the gear case 3, and meshes with a bevel gear 33 of a differential gear mechanism 34 by a bevel gear 32 attached to an extended portion thereof. This differential gear mechanism 34 has a bevel gear 33 on one input side.
and the rotation difference between the gear 35 on the other input side that meshes with the gear 24 are transmitted as outputs to the encoder 39 for differential detection via the detection shaft 36 and gears 37 and 38.
ところで、駆動対象の混線押し出し機2は、スクリュー
ハウジング41の内部で、駆動対象のスクリュー40を
回転自在で、しかも推力方向に摺動可能な状態で備えて
いる。このスクリュー40は、カップリング42によっ
て上記出力軸4に連結されている。そして、上記スクリ
ューハウジング41は、外周部分でヒータ46を備え、
また内部でスクリュー40の切り欠き部分を通過可能な
ビン47を備え、また先端の開口部分で油圧によって押
されているノズル48と接している。なお混練対象の材
料43は、ホッパー44の内部に収納され、アジテータ
45によって混ぜ合わせられながら、スクリュー40の
基端部分に送りこまれる。By the way, the mixed wire extruder 2 to be driven includes a screw 40 to be driven inside a screw housing 41 in a state in which it is rotatable and slidable in the thrust direction. This screw 40 is connected to the output shaft 4 by a coupling 42. The screw housing 41 is provided with a heater 46 at the outer peripheral portion,
It also has a bottle 47 that can pass through the notch of the screw 40 inside, and is in contact with a nozzle 48 pushed by hydraulic pressure at the opening at the tip. The material 43 to be kneaded is stored inside a hopper 44 and fed into the base end portion of the screw 40 while being mixed by an agitator 45.
次に第2図は、制御装置50および変速制御装置51を
示している。上記サーボモータ6は、サーボドライバー
52によって制御される。また前記メインモータ5は、
制御装置50とは別の変速制御装置51により所定の速
度で回転するよう制御される。そして、前記エンコーダ
25.39は、それぞれコントローラ53に接続されて
おり、このコントローラ53は、サーボモータ6のサー
ボドライバー52および位置指令メモリ49に接続され
ている。Next, FIG. 2 shows a control device 50 and a speed change control device 51. As shown in FIG. The servo motor 6 is controlled by a servo driver 52. Further, the main motor 5 is
It is controlled to rotate at a predetermined speed by a speed change control device 51 that is separate from the control device 50. The encoders 25 and 39 are each connected to a controller 53, which in turn is connected to a servo driver 52 of the servo motor 6 and a position command memory 49.
さて、本発明の圧力補償装置54は、第1図に示すよう
に、出力軸4の後端部分で、複動型の油圧シリンダ55
を備えている。この油圧シリンダ55は、ギヤケース3
の後端面に固定されており、そのピストン56は、これ
と一体向な中空のピストンロッド57によりギヤケース
3に対し0リング58を介在させながら、摺動自在には
まっており、その内部でスラスト軸受59を介在させな
がら、出力軸4の延長部分4aに同心的に挿入されてい
る。なおこの延長部分4aの後端部分は、ピストン56
に固定されたスリーブ60から外部に突出し、ロータリ
ー継手61によって、冷却用オイル62を循環的に取り
入れられるようになっている。Now, as shown in FIG. 1, the pressure compensator 54 of the present invention has a double-acting hydraulic cylinder 55 at the rear end portion of the output shaft 4.
It is equipped with This hydraulic cylinder 55 is connected to the gear case 3
The piston 56 is fixed to the rear end surface, and the piston 56 is slidably fitted into the gear case 3 with an O-ring 58 interposed therebetween by a hollow piston rod 57 that is integral with the piston rod, and a thrust bearing is mounted inside the piston 56. 59, and is inserted concentrically into the extension portion 4a of the output shaft 4. Note that the rear end portion of this extension portion 4a is a piston 56.
A rotary joint 61 protrudes outward from a sleeve 60 fixed to the rotary joint 61 so that cooling oil 62 can be taken in cyclically.
次に、第3図は本発明の圧力補償装置54の構成を示し
ている。上記油圧シリンダ55の一方のシリンダ室63
は、管路65により蓄圧器66、圧力センサー67に接
続されており、さらに分岐し、管路70によりサーボ逃
がし弁68、基準圧力センサ−69および油圧ポンプ7
1の吐き出し側に接続されている。この油圧ポンプ71
は、ポンプ駆動用のモータ72に連結されており、吸い
込み側で、ストレーナ73によってオイルタンク74に
収納された駆動オイル75中に没している。Next, FIG. 3 shows the configuration of the pressure compensator 54 of the present invention. One cylinder chamber 63 of the hydraulic cylinder 55
is connected to a pressure accumulator 66 and a pressure sensor 67 through a conduit 65, and further branches to a servo relief valve 68, a reference pressure sensor 69, and a hydraulic pump 7 through a conduit 70.
Connected to the outlet side of 1. This hydraulic pump 71
is connected to a pump driving motor 72, and is immersed in driving oil 75 stored in an oil tank 74 by a strainer 73 on the suction side.
また上記油圧シリンダ55の他方のシリンダ室64は、
同様に管路77を介し、バイパス用のサーボ逃がし弁7
8、蓄圧器79および圧力センサー80に接続されてお
り、さらに分岐し管路81によってサーボ逃がし弁82
、およびリリーフ弁83を経て上記油圧ポンプ71の吐
き出し側に接続されている。そして、上記サーボ逃がし
弁68.78.82およびリリーフ弁83の戻し側の部
分は管路85によって駆動オイル75の内部に没してい
る。なお、上記油圧ポンプ71の吐き出し側に圧力計8
4が付設されている。The other cylinder chamber 64 of the hydraulic cylinder 55 is
Similarly, a servo relief valve 7 for bypass is connected via a conduit 77.
8, is connected to a pressure accumulator 79 and a pressure sensor 80, and further branches to a servo relief valve 82 via a pipe line 81.
, and is connected to the discharge side of the hydraulic pump 71 via a relief valve 83. The return side portions of the servo relief valves 68, 78, 82 and the relief valve 83 are submerged in the driving oil 75 through a conduit 85. In addition, a pressure gauge 8 is installed on the discharge side of the hydraulic pump 71.
4 is attached.
これらの圧力センサー67.80および基準圧力センサ
−69は、第4図に示子ように、サーボドライバー52
とともにコントローラ86に接続されており、またこの
コントローラ86は、制御対象のサーボ逃がし弁68.
78.82にそれぞれ接続されている。また前記コント
ローラ53は、電流検出器89に接続された検出回路8
7にも接続されており、この検出回路87およびコント
ローラ86は、相互に接続されている。上記の検出回路
89は、サーボモータ6とサーボドライバー52との間
に流れる電流の値を検出している。These pressure sensors 67, 80 and reference pressure sensor 69 are connected to the servo driver 52 as shown in FIG.
The controller 86 is also connected to the servo relief valves 68 .
78 and 82, respectively. The controller 53 also includes a detection circuit 8 connected to a current detector 89.
7, and this detection circuit 87 and controller 86 are connected to each other. The detection circuit 89 described above detects the value of the current flowing between the servo motor 6 and the servo driver 52.
なおポンプ駆動用のモータ7°2は、メインコントロー
ラ88の制御下に置かれている。Note that the pump driving motor 7°2 is placed under the control of the main controller 88.
発明の作用
次に、上記推力方向往復運動装置1の一連の動作ととも
に、本発明の圧力補償装置54の作用を説明する。Operation of the Invention Next, the operation of the pressure compensator 54 of the present invention will be explained together with a series of operations of the thrust direction reciprocating device 1.
まず、変速制御装置51は、メインモータ5を所定の速
度で回転させている。このときメインモータ5の回転は
、タイミングベルト・プーリ17、中間軸18、ギヤ2
0および出力ギヤ14を介し、スプラインスリーブ10
に伝達される。そこで、このスプラインスリーブlOは
、出力軸4の推力方向の直線運動を許容しながら、その
回転運動のみを出力軸4に伝達する。このようにして、
出力軸4は、所定の速度で混線押し出し機2のスクリュ
ー40を回転させている。First, the speed change control device 51 rotates the main motor 5 at a predetermined speed. At this time, the rotation of the main motor 5 is controlled by the timing belt/pulley 17, the intermediate shaft 18, and the gear 2.
0 and the output gear 14, the spline sleeve 10
transmitted to. Therefore, this spline sleeve IO transmits only the rotational motion to the output shaft 4 while allowing the linear motion of the output shaft 4 in the thrust direction. In this way,
The output shaft 4 rotates the screw 40 of the mixed extruder 2 at a predetermined speed.
一方、コントローラ53は、エンコーダ25によって出
力軸4の回転角を検出し、検出時の回転角のときに、出
力軸4に与えるべき推力方向の変位量を位置指令メモリ
49から順次読み取っていく。このような変位量は、出
力軸4の回転角ごとに例えば正弦波のような曲線として
、予め入力されている。On the other hand, the controller 53 detects the rotation angle of the output shaft 4 using the encoder 25, and sequentially reads from the position command memory 49 the amount of displacement in the thrust direction to be applied to the output shaft 4 at the detected rotation angle. Such a displacement amount is input in advance as a sinusoidal curve for each rotation angle of the output shaft 4, for example.
この間に、差動歯車機構34は、メインモータ5の回転
、すなわち出力軸4の回転と、サーボモータ6の回転、
つまり送りナツト12の回転を取り入れ、それらの回転
差を検出し、その回転差をエンコーダ39に伝える。こ
の結果、エンコーダ39の出力信号は、出力軸4と送り
ナツト12との相対的な回転差と対応している。During this time, the differential gear mechanism 34 controls the rotation of the main motor 5, that is, the rotation of the output shaft 4, and the rotation of the servo motor 6.
That is, the rotation of the feed nut 12 is taken in, the rotation difference between them is detected, and the rotation difference is transmitted to the encoder 39. As a result, the output signal of the encoder 39 corresponds to the relative rotational difference between the output shaft 4 and the feed nut 12.
そこで、コントローラ5は、出力軸4のある回転角の目
標の変位量と、エンコーダ25の出力としての回転差を
比較し、その偏差に基づいて上記サーボモータ6のサー
ボドライバー52に回転指令を与える。この結果、サー
ボモータ6は、出力軸4に推力方向の目標の変位量を与
えるべく、送りナツト12を回転させることになる。Therefore, the controller 5 compares the target displacement amount of a certain rotation angle of the output shaft 4 with the rotation difference as the output of the encoder 25, and gives a rotation command to the servo driver 52 of the servo motor 6 based on the deviation. . As a result, the servo motor 6 rotates the feed nut 12 in order to give the output shaft 4 a target displacement amount in the thrust direction.
例えば、送りナツト12が、出力軸4と同じ回転数で回
転していると、雌ねじ11と送りナツト12との間に推
力方向の相対的な変位が現れないため、出力軸4は、ス
クリュー40の推力方向に移動しないまま、回転するこ
とになる。しかし、送りナツト12が出力軸4よりも大
きな回転数で同一方向に回転すると、出力軸4は、スク
リュー40とともに後退方向、つまり図面上で右方向移
動することになる。また逆に、送りナツト12が出力軸
4の回転方向と同じ回転方向で、それよりも低い回転数
で回転すると、出力軸4およびスクリュー40は、前進
方向つまり図面上左方向に移動することになる。For example, if the feed nut 12 is rotating at the same rotation speed as the output shaft 4, there will be no relative displacement in the thrust direction between the female screw 11 and the feed nut 12, and the output shaft 4 will rotate at the same rotation speed as the output shaft 4. It will rotate without moving in the direction of the thrust. However, when the feed nut 12 rotates in the same direction at a higher rotational speed than the output shaft 4, the output shaft 4 moves backward together with the screw 40, that is, to the right in the drawing. Conversely, when the feed nut 12 rotates in the same rotation direction as the output shaft 4 but at a lower rotation speed, the output shaft 4 and the screw 40 move forward, that is, to the left in the drawing. Become.
このようにして、サーボモータ6が出力軸4と同じ方向
で、しかもそれとある回転数を中心として目標の変位量
、例えば正弦波の曲線に沿って、増速および減速を周期
的に繰り返すことによって、出力軸4は、回転しながら
、同時に雌ねじ11および送りナツト12のねじ作用に
よってスクリュー40とともにその推力方向に往復直線
運動を繰り返すことになる。しかも、この往復直線運動
のストロークおよび相対位置は、コントローラ53に入
力すべきデータを変更することによって、自由に設定で
きることになる。In this way, the servo motor 6 periodically repeats acceleration and deceleration in the same direction as the output shaft 4 and around a certain rotational speed along a target displacement amount, for example, along a sine wave curve. While rotating, the output shaft 4 repeats reciprocating linear motion together with the screw 40 in the direction of its thrust due to the screw action of the female screw 11 and the feed nut 12 at the same time. Moreover, the stroke and relative position of this reciprocating linear motion can be freely set by changing the data to be input to the controller 53.
このようにして、スクリュニー40は材料43をその螺
締によって順次送りながら溶融状態で混線し、ノズル4
8の部分から前方に押し出す。この間に、ピン47は、
材料43の送り方向の進行を妨げることにより、材料4
3に剪断力を作用させ、混線作業を助長している。既に
述べたように、スクリュー40の螺締部分に切り欠きが
設けであるため、スクリュー40が出力軸4に駆動され
て、推力方向に往復直線運動をするとき、ピン47は、
そのスクリュー40の螺締の切も欠き部分を通過し、機
械的な回転および往復運動を許容する。なお混練後の材
料43は、ノズル48を押し開けて、間欠的に外部に放
出される。In this way, the screw knee 40 feeds the material 43 one after another by screwing it, mixes the material 43 in a molten state, and sends the material 43 through the nozzle 4.
Push forward from part 8. During this time, pin 47
By preventing the material 43 from progressing in the feeding direction, the material 4
A shearing force is applied to 3 to facilitate cross-wire work. As already mentioned, since the screw 40 has a notch in the screwed part, when the screw 40 is driven by the output shaft 4 and makes a reciprocating linear movement in the thrust direction, the pin 47
The threaded notch of the screw 40 also passes through the cutout portion, allowing mechanical rotation and reciprocating motion. The material 43 after kneading is intermittently discharged to the outside by pushing open the nozzle 48.
一方、油圧ポンプ71は、常時、モータ72の回転力を
取り入れて、所定の圧力値の圧油76をサーボ逃がし弁
68.82を介し、蓄圧器、66.79および油圧シリ
ンダ55のそれぞれのシリンダ室63.64に供給して
いる。このため、出力軸4の推力は、油圧シリンダ55
のピストン56によっても分担されることになる。した
がって、圧油76の圧力は、出力軸4の後退方向の推力
、つまりその反力に対し、十分に耐え得る圧力値に設定
されていなければならない。On the other hand, the hydraulic pump 71 always takes in the rotational force of the motor 72 and supplies the pressure oil 76 at a predetermined pressure value to each cylinder of the pressure accumulator, 66.79, and the hydraulic cylinder 55 via the servo relief valve 68.82. It supplies chambers 63 and 64. Therefore, the thrust of the output shaft 4 is generated by the hydraulic cylinder 55.
This will also be shared by the piston 56 of. Therefore, the pressure of the pressure oil 76 must be set to a pressure value that can sufficiently withstand the thrust of the output shaft 4 in the backward direction, that is, the reaction force thereof.
そこでコントローラ86は、圧力センサー67.80か
らの圧力信号を入力とし蓄圧器66.79の内部圧力値
、すなわち、油圧シリンダ55のシリンダ室63.64
の圧力値を個別的に検出し、その検出結果に基づいて、
サーボ逃がし弁68.78.82のオン・オフ状態を制
御する。シリンダ室63.64の内部圧力が、所定の圧
力値より高まったとき、サーボ逃がし弁68.78.8
2は、それぞれ別々にオン・オフ動作をし、その圧油7
6を管路85を経て、オイルタンク74に戻す。Therefore, the controller 86 inputs the pressure signal from the pressure sensor 67.80 and calculates the internal pressure value of the pressure accumulator 66.79, that is, the cylinder chamber 63.64 of the hydraulic cylinder 55.
Detect the pressure values individually, and based on the detection results,
Controls the on/off state of the servo relief valves 68, 78, and 82. When the internal pressure of the cylinder chamber 63.64 rises above a predetermined pressure value, the servo relief valve 68.78.8
2 performs on/off operation separately, and the pressure oil 7
6 is returned to the oil tank 74 via a pipe 85.
なお、この動作中に、検出回路87は、サーボモータ6
に流れる電流値信号を受け、コントローラ53からの位
置信号を入力とし、サーボ逃がし弁68.78.820
オン・オフ動作のタイミングを取っている。シリンダ室
63の内部圧力が急に高くなるとき、シリンダ室64の
圧油76は、サーボ逃がし弁82を経ないで、直接サー
ボ逃がし弁78から外部に速やかに排出されるため、油
圧シリンダ55のピストン5Gは、第3図で左方向に早
い速度での移動を可能としている。これによって、出力
軸4の推力が油圧シリンダ55によって、速やかに分担
できる状態になる。この油圧シリンダ55は、既に述べ
たように、複動型のものであり、それぞれのシリンダ室
63.64の圧力値が個別に制御されるため、出力軸4
は、いずれの方向でも、出力軸4の推力に十分対抗しう
るだけの油圧力を受けることになる。なお、油圧ポンプ
71の吐き出し側の油圧が低いとき、基準圧力センサ−
69は、その状態を検知し、サーボ逃がし弁68.78
.82のオン(開動作)を禁止するために、コントロー
ラ86に信号を送り続ける。Note that during this operation, the detection circuit 87 detects that the servo motor 6
The servo relief valve 68, 78, 820
It takes the timing of on/off operation. When the internal pressure of the cylinder chamber 63 suddenly increases, the pressure oil 76 in the cylinder chamber 64 is directly discharged to the outside from the servo relief valve 78 without passing through the servo relief valve 82. The piston 5G is capable of moving leftward in FIG. 3 at a high speed. As a result, the thrust of the output shaft 4 can be quickly shared by the hydraulic cylinder 55. As already mentioned, this hydraulic cylinder 55 is of a double-acting type, and the pressure values of each cylinder chamber 63 and 64 are individually controlled, so that the output shaft 4
is subjected to hydraulic pressure sufficient to counteract the thrust of the output shaft 4 in either direction. Note that when the oil pressure on the discharge side of the hydraulic pump 71 is low, the reference pressure sensor
69 detects the state and connects the servo relief valve 68.78
.. In order to prohibit turning on (opening operation) 82, a signal continues to be sent to controller 86.
ところで、出力軸4が軸線方向に往復するとき、その推
力もまた脈動的に変化することになる。したがって、圧
油76の圧力値は、その推力の脈動的な変化と同期して
、コントローラ86の制御のもとでも、脈動的に変化す
ることになる。このような圧力値の脈動的な変化は、蓄
圧器66.79の機能によって、ある程度吸収される。By the way, when the output shaft 4 reciprocates in the axial direction, its thrust also changes in a pulsating manner. Therefore, the pressure value of the pressure oil 76 changes in a pulsating manner under the control of the controller 86 in synchronization with the pulsating change in its thrust. Such pulsating changes in pressure values are absorbed to some extent by the function of the pressure accumulators 66,79.
しかし、この油圧系に制御遅れがあって、それが出力軸
4の往復運動と共振すると、油圧系にハンチング現象が
起きやすい状態になる。このような油圧系のハンチング
現象は、出力軸4の最大推力の発生区間でのみサーボ逃
がし弁78を動作させるか、シリンダ室63.64の圧
力値の設定によって、出力軸4の振動的な動きを阻止す
れば、一層確実に防止できる。However, if there is a control delay in this hydraulic system and it resonates with the reciprocating motion of the output shaft 4, the hunting phenomenon is likely to occur in the hydraulic system. Such a hunting phenomenon in the hydraulic system can be prevented by operating the servo relief valve 78 only in the area where the maximum thrust of the output shaft 4 is generated, or by setting the pressure value of the cylinder chamber 63, 64 to prevent vibrational movement of the output shaft 4. This can be prevented more reliably by preventing it.
なお油圧シリンダ55および蓄圧器66.79の内部の
圧油76は、高い温度になっているが、サーボ逃がし弁
68.78.82から排出され、機外に設けられたオイ
ルタンク74に収容され、再び利用される過程で、その
熱を外部に発散させ、推力方向往復運動装置1の部分に
熱的な悪影響を与えないようになっている。Although the pressure oil 76 inside the hydraulic cylinder 55 and pressure accumulator 66.79 is at a high temperature, it is discharged from the servo relief valve 68.78.82 and stored in an oil tank 74 provided outside the machine. In the process of being used again, the heat is dissipated to the outside so as not to have an adverse thermal effect on the parts of the thrust direction reciprocating device 1.
このようにして、圧力補償装置54は、出力軸4の軸線
方向のいずれの方向の推力をも油圧シリンダ55の作用
によって受は止めているため、出力軸4の往復直線運動
時の軸線方向の力は、送りねじユニット、つまり雌ねじ
14および送りナツト22の部分にほとんど作用しない
。したがって、その送りねじユニットの部分での熱の発
生が抑えられ、またそれの駆動に必要なサーボモータ4
の駆動トルクが小さくて済むことになる。In this way, the pressure compensator 54 stops receiving thrust in any direction in the axial direction of the output shaft 4 by the action of the hydraulic cylinder 55. Almost no force acts on the lead screw unit, i.e. the internal thread 14 and the lead nut 22 part. Therefore, the generation of heat in the feed screw unit is suppressed, and the servo motor 4 required to drive it is suppressed.
This means that only a small driving torque is required.
発明の効果 本発明では、下記のような効果が得られる。Effect of the invention The present invention provides the following effects.
まず第1に、出力軸に発生ずぶ軸線方向の力が油圧シリ
ンダによって受は止められるから、送りねじユニットの
ねじの面圧や、それらの軸受は部分の荷重が小さくなる
ため、それらの摩耗や発熱が最小限度に抑えられる他、
サーボモータのトルクが小さくて済み、したがって全体
的な装置の構 、成が小型で安価に製作できる。First of all, the axial force generated on the output shaft is stopped by the hydraulic cylinder, which reduces the surface pressure on the threads of the feed screw unit and the load on those bearings, which reduces their wear and tear. In addition to minimizing heat generation,
The torque of the servo motor is small, so the overall device structure can be made compact and inexpensive.
第2に、コントローラが出力軸の実際の力を測定し、そ
れに応じて油圧シリンダの内部圧力を自動的に調整し、
その出力軸の推力の変動に追従するから、定常運転時は
もちろんのこと、始動時においても常に推力に比例する
力が得られるため、出力軸の回転運動および往復直線運
動に広い範囲での自由度が得られる。Second, the controller measures the actual force on the output shaft and automatically adjusts the internal pressure of the hydraulic cylinder accordingly,
Since it follows the fluctuations in the thrust of the output shaft, a force proportional to the thrust is always obtained not only during steady operation but also at startup, so the rotational movement and reciprocating linear movement of the output shaft can be performed over a wide range of freedom. degree is obtained.
第3に、油圧シリンダが複動型のシリンダとして構成さ
れており、一方のシリンダ室の他、他方のシリンダ室に
も圧力制御系が設けられているため、出力軸のいずれの
方向の推力に対しても十分に対応できる。Thirdly, the hydraulic cylinder is configured as a double-acting cylinder, and a pressure control system is provided not only in one cylinder chamber but also in the other cylinder chamber, so the thrust force in either direction of the output shaft is It can also be adequately addressed.
第1図は推力方向往復運動装置の断面図、第2図は制御
装置のブロック線図、第3図は本発明の圧力補償装置の
配管図、第4図はコントローラの部分のブロック線図で
ある。
1・・推力方向往復運動装置、2・・混練押し出し機、
4・・出力軸、5・・・メインモータ、6・・サーボモ
ータ、11・・雌ねじ、12・・送りナツト、25.3
9・・エンコーダ、34・・差動歯車機構、50・・制
御装置、51・・変速制御装置、52・・サーボドライ
バー、53.86・・コントローラ、54・・圧力補償
装置、55・・複動型の油圧シリンダ、56・・ピスト
ン、63.64・・シリンダ室、66.79・・蓄圧器
、67・・圧力センサー、68.82・・サーボ逃がし
弁、69・・・基準圧力センサ−,71・・油圧ポンプ
、78・・サーボ逃がし弁、80・・圧力センサー。
第3図
第4図Fig. 1 is a sectional view of the thrust direction reciprocating device, Fig. 2 is a block diagram of the control device, Fig. 3 is a piping diagram of the pressure compensator of the present invention, and Fig. 4 is a block diagram of the controller portion. be. 1. Thrust direction reciprocating device, 2. Kneading extruder,
4...Output shaft, 5...Main motor, 6...Servo motor, 11...Female thread, 12...Feed nut, 25.3
9... Encoder, 34... Differential gear mechanism, 50... Control device, 51... Speed change control device, 52... Servo driver, 53. 86... Controller, 54... Pressure compensator, 55... Double Dynamic hydraulic cylinder, 56... Piston, 63.64... Cylinder chamber, 66.79... Pressure accumulator, 67... Pressure sensor, 68.82... Servo relief valve, 69... Reference pressure sensor. , 71... Hydraulic pump, 78... Servo relief valve, 80... Pressure sensor. Figure 3 Figure 4
Claims (1)
ニットにより軸線方向の往復運動を与える推力方向往復
運動装置において、上記出力軸の後端にその回転運動を
許容する状態でピストンにより連結された複動型の油圧
シリンダと、この油圧シリンダの各シリンダ室に管路に
よりそれぞれ蓄圧器を介して接続された油圧源と、この
油圧源のそれぞれの圧力を信号によって独立に、しかも
任意に自動的に設定変化させ得る圧力制御回路と、前記
送りねじユニットの駆動力を検出して、その値が常に規
定範囲にあるように推力補償圧力を自動的に計算して、
信号を出す制御部とを具備することを特徴とする推力方
向往復運動装置の圧力補償装置。In a thrust direction reciprocating motion device that gives an output shaft a rotational motion about the axis and a reciprocating motion in the axial direction by a feed screw unit, the output shaft is connected to the rear end of the output shaft by a piston in a state that allows the rotational motion. A double-acting hydraulic cylinder, a hydraulic power source connected to each cylinder chamber of this hydraulic cylinder via a pressure accumulator via a pipeline, and the pressure of each hydraulic power source can be independently and arbitrarily automatically controlled by a signal. A pressure control circuit that can be set and changed, detects the driving force of the feed screw unit, and automatically calculates the thrust compensation pressure so that the value is always within a specified range.
1. A pressure compensation device for a reciprocating motion device in a thrust direction, comprising a control section that outputs a signal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12107985A JPS61277410A (en) | 1985-06-03 | 1985-06-03 | Pressure compensator of reciprocating motion equipment in thrust direction |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12107985A JPS61277410A (en) | 1985-06-03 | 1985-06-03 | Pressure compensator of reciprocating motion equipment in thrust direction |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61277410A true JPS61277410A (en) | 1986-12-08 |
JPH0586325B2 JPH0586325B2 (en) | 1993-12-10 |
Family
ID=14802332
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12107985A Granted JPS61277410A (en) | 1985-06-03 | 1985-06-03 | Pressure compensator of reciprocating motion equipment in thrust direction |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61277410A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009029131A (en) * | 2007-07-25 | 2009-02-12 | Buss Ag | Mixing and kneading machine for continuous preparation process and method for carrying out continuous preparation process with mixing and kneading machine |
CN103153069A (en) * | 2010-08-16 | 2013-06-12 | B&P工艺设备和系统有限责任公司 | Gear box with variably coupled oscillation and rotation for kneading machine |
-
1985
- 1985-06-03 JP JP12107985A patent/JPS61277410A/en active Granted
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009029131A (en) * | 2007-07-25 | 2009-02-12 | Buss Ag | Mixing and kneading machine for continuous preparation process and method for carrying out continuous preparation process with mixing and kneading machine |
CN103153069A (en) * | 2010-08-16 | 2013-06-12 | B&P工艺设备和系统有限责任公司 | Gear box with variably coupled oscillation and rotation for kneading machine |
JP2013540571A (en) * | 2010-08-16 | 2013-11-07 | ビーアンドピー プロセス エクイップメント アンド システムズ, エルエルシー | Gearbox for kneaders with variable combination of vibration and rotation |
US8807825B2 (en) | 2010-08-16 | 2014-08-19 | B&P Process Equipment And Systems, Llc | Gear box with variably coupled oscillation and rotation for kneading machine |
US9566719B2 (en) | 2010-08-16 | 2017-02-14 | B&P Littleford, LLC | Kneading method and apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0586325B2 (en) | 1993-12-10 |
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