JP2831093B2 - 電気油圧式システム - Google Patents

電気油圧式システム

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JP2831093B2
JP2831093B2 JP2105136A JP10513690A JP2831093B2 JP 2831093 B2 JP2831093 B2 JP 2831093B2 JP 2105136 A JP2105136 A JP 2105136A JP 10513690 A JP10513690 A JP 10513690A JP 2831093 B2 JP2831093 B2 JP 2831093B2
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D7/00—Bending rods, profiles, or tubes
    • B21D7/06—Bending rods, profiles, or tubes in press brakes or between rams and anvils or abutments; Pliers with forming dies
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電気油圧式アクチュエータシステムに関し、
さらに詳細には曲げ工程中の管壁の薄肉化を防止するた
めの管材曲げ機械の制御に関する。
（従来の技術） アクチュエータシステム及び負荷の運動及び／又は圧
力の制御を目的とする電気油圧式制御の分野では多くの
技術応用が知られている。例えば、管材を曲げるための
典型的な機械では、曲げ工程中、管材は曲げヘッドの上
流で把持又はクランプされ、管壁の薄肉化を防止するた
めに曲げ工程中曲げヘッド方向に付勢される。クランプ
はストックの長手方向への滑動を許容しつつ、曲げアク
チュエータ及びダイの運動の関数として正確に制御され
た圧力で曲げヘッド内に管材を押圧することが好まし
い。
上述の特徴を有する管材曲げ機械では、押圧型アクチ
ュエータによって管クランプに供給される圧力が測定さ
れ、圧力逃し弁が調整されて圧力対時間の所望のプロフ
ィルが獲得される。しかしながら、これまでは、管材に
沿って締め付ける機械の滑動速度の制御や、かかる速度
の関数として管材に加えられる長手方向圧力の制御が試
みられることはなかった。結果的に、これまでに提案さ
れてきた制御システムでは、曲げ工程の所望の品質を有
する制御を獲得することはできず、特に曲げ工程中に管
壁の薄肉化を生じるおそれがあった。
（発明が解決しようとする課題） 従って、本発明の一般的目的は、アクチュエータ及び
負荷の圧力及び運動の双方を正確にかつより強力に制御
することが可能な電気油圧式アクチュエータシステムを
提供することにある。本発明の別の目的は、現時点の電
子制御処理能力に関する技術を組み入れて、新しいシス
テムを構築するにせよ既存のシステムに付加するにせ
よ、経済的かつ容易に実行可能な上記種類の電気油圧式
アクチュエータシステムを提供することにある。
本発明のさらに特定する目的は、正確にプログラム可
能な関数でもって、管材曲げ機械の押圧シリンダのよう
アクチュエータ負荷の圧力及び負荷を制御するための電
気油圧式システムを提供することにある。本発明のさら
に関連する目的は、曲げ工程中の薄肉化を防止するべく
曲げヘッド内に管材を長手方向に押圧するための押圧シ
リンダの制御を強化可能な管材曲げ用電気油圧式システ
ムを提供することにある。
（課題を解決するための手段） 本発明の第１の重要な観点によれば、油圧式アクチュ
エータに連結された可動負荷に供給される圧力を制御す
るための電気油圧式システムは、加圧された制御油をア
クチュエータに可変的に供給するべく弁制御電子信号に
呼応する電気油圧式弁を含んでいる。センサがアクチュ
エータの作業油圧力の関数として圧力フィードバック信
号を供給し、第２のセンサがアクチュエータに連結され
た負荷の速度の関数として速度フィードバック信号を供
給する。圧力誤差信号が、圧力フィードバック信号と制
御システムへの入力して受信された圧力命令信号との間
の差分の関数として獲得される。圧力誤差信号は速度フ
ィードバック信号の関数として変調され、弁に対して弁
制御信号を供給する。特に、本発明の好適な実施例にお
いては、速度フィードバック信号はシステムに対する速
度制限命令信号入力と比較されて、速度フィードバック
信号が制限命令信号を超過した場合に速度差分信号を展
開する。圧力誤差信号は速度差分信号の関数として変調
され、速度制限命令入力関連するレベルよりも大きくな
らないようにアクチュエータ及び負荷の速度を保持す
る。
本発明の現在のところ最適と考えられる第２の重要な
観点によれば、管材曲げ用電気油圧式システムは、マン
ドレルを備えた曲げヘッドと曲げダイに連結されたアク
チュエータを含み、管材に係合してマンドレルの周りで
管材を曲げる。電気油圧式弁は押圧シリンダに制御油を
可変的に供給するべく弁制御電子信号に呼応し、クラン
プの滑動速度が決定される。入力命令信号はかかる滑動
速度の関数として変調され、弁に供給される弁制御信号
が展開される。本発明の好適な実施例においては、滑動
速度が速度制限命令を比較され、滑動速度が速度制限を
超過した場合の速度差分が展開され、入力命令信号が変
調されて、滑動速度が速度制限命令のレベル以下に保持
される。
本発明の好適な実施例においては、入力命令は曲げヘ
ッド内に管材を供給する圧力を制御する圧力命令の形式
をとる。第２のフィードバック制御ループは、上述の速
度フィードバック制御ループに加えて、押圧アクチュエ
ータに供給される油圧圧力を測定するための圧力センサ
を含んでいる。測定差荒れた圧力は圧力命令と比較さ
れ、弁制御信号が命令と測定された圧力の差分の関数と
して展開される。結果的に得られる圧力誤差が弁制御信
号を展開するために使用されて、管クランプの滑動速度
が速度制限命令を超過した場合にのみ速度制御ループに
よって変調される。
本発明の別の目的、特徴及び作用効果は、以下の説
明、特許請求の範囲の記載及び添付図面に基づきさらに
よく理解されよう。
（実施例及び作用） 第１図は本発明の好適な実施例に基づく管材曲げ装置
10を示している。曲げヘッド12はマンドレル14と曲げア
クチュエータ又はシリンダ18のピストン20に連結された
ダイ16を含んでいる。管材22が断続式駆動装置24によっ
てマンドレル14とダイ16の間で方向26に送られる。クラ
ンプ機構28が管材の方向26への動きに関し曲げヘッド12
の上流に配置され、管材を選択的に把持すべくクランプ
アクチュエータ又はシリンダ32のピストン30に連結され
る。曲げシリンダ18とクランプシリンダ32は加圧された
制御油を各シリンダに選択的に供給するべく関連するソ
レノイド弁34,36に連結されている。ソレノイド弁34,36
及び管材供給機構24は主制御器38に連結されて、以下に
説明するように、協働して動作する。
押圧式アクチュエータ又はシリンダ40は、クランプ機
構28に連結されたロッド44を備えたピストン42と、加圧
された制御油をピストン42の両側で受けるための好適な
ポートを備えている。シリンダ40の流体ポートは、ポン
プ48からフィルタ50を介して流体を供給するサーボ弁46
に連結され、流体をシリンダ40から冷却装置54及びフィ
ルタ56を介して油だめ52に戻す。ソレノイド弁58はシリ
ンダ40のロッド側とサーボ弁46の戻りポートの間に連結
され、リザーバ52へのロッド側シリンダの圧力を選択的
に緩衝するべく制御器38から電子制御信号を受信する。
弁制御器60はサーボ弁46のトルクモータに弁制御信号を
供給する。電気音響センサ62その他好適なセンサがシリ
ンダ40上に取り付けられて、シリンダ40内のピストン42
の位置を示す信号Ｙを弁制御器60に供給する。圧力セン
サ64が、流体圧力を示す対応する信号Ｐを制御器60に供
給するために、押圧シリンダ40のロッドから離れた側の
制御油の駆動圧力に応答する。弁制御器60は好ましくは
高速双方向直列データバス66によって主制御器38に連結
され、弁制御器に入力命令信号を供給し、さらにシステ
ム動作を示す信号を弁制御器から受信する。
押圧シリンダ40、サーボ弁46、弁制御器60、音響セン
サ62及び圧力センサ64は好ましくは、第２図に示すよう
に一体型アセンブリ68内に組み込まれる。サーボ弁46は
タッププレート70によって押圧シリンダ40のマニホルド
ハウジング72に取り付けられる。タッププレート70はサ
ーボ弁46とシリンダ40のロッドから離れた側のポートの
間で流体通路に圧力センサ64を連結するために用いられ
る。弁制御器60はサーボ弁46上に取り付けられ、主制御
器38（第１図）、圧力センサ64及び電気音響センサ62に
対する多重接続器を備えている。米国特許第4,757,747
号には、弁46のトルクモータに制御信号を供給するため
のマイクロプロセッサベースの制御電子回路を含む一体
型アセンブリに組み込まれた制御器60、サーボ弁46、ア
クチュエータ40及びセンサ62が開示されている。上記特
許に開示された制御用電子回路はまた、電気音響センサ
62を起動し、アクチュエータのピストン位置を示す信号
Ｙをそこから受信するための機能を含んでいる。米国特
許第4,811,561号は関連するサーボ弁を備えたアクチュ
エータと高速双方向直列通信及び制御バス66（第１図）
によって主制御器に連結された制御器とを含む電気油圧
式システムが開示されている。上記米国特許は、両方と
も本件出願人に譲渡されたものであり、ここに参考まで
に組み入れられる。
一般的な動作時には、管材供給機構24が起動されマン
ドレル14とダイ16の間に所定の長さの管材22が供給され
る。それから、管材の運動が制動され、シリンダ32が起
動されて管材をクランプする。曲げシリンダ18が起動さ
れてマンドレル14の周りで管材22を曲げる。同時に、押
圧シリンダ40が起動されて管材22を方向26の曲げヘッド
12方向に付勢する。クランプ28が圧力が接続する限り管
材22に沿った滑動を許容する。かかる曲げヘッド内の圧
力は、それが適切に制御される場合には、曲げ工程中の
管材の壁の薄肉化を防止することができる。
第３図は、最適な制御器動作のモードで公的にプログ
ラミングされた、サーボ弁46と押圧シリンダ40に連結さ
れた弁制御器60の機能的ブロック図である。比較器74
は、動作の圧力制御モード時に主制御器38（第１図）か
ら入力圧力信号Pcを受信するか、又は動作の位置制御モ
ード時に入力位置命令信号Ycを受信する。センサ64から
の圧力フィードバック信号Ｐ及びセンサ62からの位置フ
ィードバック信号Ｙはスイッチ76に供給されて、（主制
御器から）圧力／位置モード選択を受信し、比較器74の
第２入力に選択されたセンサ信号出力を供給する。動作
の選択されたモードに応じて圧力誤差又は位置誤差を示
す比較器74の出力が第２の比較器76の一方の入力に供給
される。押圧シリンダ40の滑動速度Ｖはシリンダ位置セ
ンサ信号Ｙに基づき段80において計算され、かかる速度
は段82において守勢魚信号38からの速度制限命令信号V1
と段82で比較される。押圧シリンダ40の滑動速度が速度
制限命令を超過した場合に、速度誤差信号Evが比例／積
分（PI:Proportional/Integral）制御及び進み／遅れ比
較器ネットワーク84を介して比較器78の第２の入力に送
られる。
比較器78は誤差信号Ｅを比例／積分制御ネットワーク
86に送り、該ネットワークが次いで対応する弁制御信号
Ｕを電子スイッチ88の信号入力に供給する。スイッチ88
の別の信号入力が主制御器38（第１図）から弁命令信号
Uoを受信し、スイッチ88は主制御器からの開／閉ループ
モード選択入力により制御される。スイッチ88の出力が
パルスは場変調制御弁制御信号としてサーボ弁46のトル
クモータに供給される。
動作時、スイッチ88が通常は命令Ｕがサーボ弁46に供
給される閉ループ制御（図示せず）に設定され、スイッ
チ76が通常は第３図に示すように圧力信号フィードバッ
クに設定される。圧力命令Pcが押圧シリンダ40の実際の
圧力と比較され、圧力誤差信号が比較器74で発生され
る。押圧シリンダ44で滑動速度が速度制限命令V1に相当
するレベルを下回っている限りは、比較器74の圧力誤差
出力が比較器78によって制御ネットワーク86に供給され
る。しかしながら、押圧シリンダ40の滑動速度が制限命
令V1のレベルを超過した場合には、比較器74の圧力誤差
出力が、それに対応して、速度誤差ＥVにより減少さ
れ、サーボ弁46に対する命令Ｕを変調し、滑動速度が所
望の制限速度以下に維持されるレベルにまで制御油流量
を減少させる。圧力命令Pc対時間、及び速度制限命令V1
とのプロフィルは、最適の品質の曲げを獲得するべく曲
げヘッド12において動作を選択的に調整可能であるもの
と理解されるべきである。かかる選択と適合性は通常は
経験に応じて行われる。選択可能な位置制御及び動作の
開ループモードに関する機能はまず第１に保守と校正の
目的のために供されるものである。
（発明の効果） 以上のように、本発明によれば、アクチュエータ及び
負荷の圧力及び運動の双方を正確にかつより強力に制御
することが可能な電気油圧式アクチュエータシステムが
提供される。さらに、本発明によれば、現時点の電子制
御処理能力に関する技術を組み入れて、新しいシステム
を構築するにせよ既存のシステムに付加するにせよ、経
済的かつ容易に実行可能な上記種類の電気油圧式アクチ
ュエータシステムが提供される。
さらに、本発明によれば、正確にプログラム可能な関
数でもって、管材曲げ機械の押圧シリンダのようアクチ
ュエータ負荷の圧力及び負荷を制御するための電気油圧
式システムが提供される。さらに、本発明によれば、曲
げ工程中の薄肉化を防止するべく曲げヘッド内に管材を
長手方向に押圧するための押圧シリンダの制御を強化可
能な管材曲げ用電気油圧式システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の現在のところ最適の実施例に基づ
く、管材曲げ機械及び関連する制御システムの機能的ブ
ロック図であり、 第２図は、第１図に機能的に説明された、押圧シリンダ
と、弁と、弁制御器のアセンブリの側面図であり、さら
に、 第３図は、第１図の弁制御器の機能的ブロック図であ
る。 10……管材曲げ機械、 12……曲げヘッド、 14……マンドレル、 16……ダイ、 18……曲げアクチュエータ、 20……ピストン、 22……管材、 24……駆動装置、 26……管材運動方向、 28……クランプ機構、 30……ピストン、 32……クランプアクチュエータ、 34,36……ソレノイド弁、 38……主制御器、 40……シリンダ、 42……ピストン、 44……ロッド、 46……サーボ弁、 60……制御器、 62……電気音響センサ、 64……圧力センサ、

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】油圧式アクチュエータ手段に連結された可
    動負荷に供給される圧力を制御するための電気油圧式シ
    ステムであって、 加圧された制御油を上記アクチュエータ手段に可変的に
    供給するべく、弁制御電子信号に応答する電気油圧式弁
    と、 上記アクチュエータ手段の制御油圧力の関数として圧力
    フィードバック信号を供給するための手段と、 上記負荷の速度の関数として速度フィードバック信号を
    供給するための手段と、 上記圧力命令信号と上記圧力フィードバック信号との間
    の差分の関数として圧力誤差信号を供給するための手段
    と、さらに、 上記弁に上記弁制御信号を供給するべく、上記速度フィ
    ードバック信号の関数として上記圧力誤差信号を変調す
    るための手段とを含むことを特徴とする、電気油圧式シ
    ステム。
  2. 【請求項２】上記変調手段が、上記圧力誤差信号と上記
    速度フィードバック信号の差分の関数として上記弁制御
    信号を供給するための手段を含むことを特徴とする、請
    求項１に記載の電気油圧式システム。
  3. 【請求項３】上記変調手段が、速度制限命令信号を受信
    するための手段と、上記速度制限命令信号に対して上記
    速度フィードバック信号を比較して上記速度フィードバ
    ック信号が上記速度制限命令信号を超過した場合に速度
    差分信号を展開するための手段と、さらに、上記速度差
    分信号の関数として上記入力命令信号を変調するための
    手段とを含むことを特徴とする、請求項２に記載の電気
    油圧式システム。
  4. 【請求項４】マンドレルを備えた曲げヘッドと、管材に
    係合して上記マンドレルの周りで上記管材を曲げるため
    の手段と、さらに、マンドレルの周りで曲げ動作が行わ
    れている管に管材の薄肉化を減少させるための手段をと
    を含む、請求項１乃至３のいずれかに記載の電気油圧式
    システムにおいて、 上記マンドレルが、上記管材を把持するための手段と、
    上記管材を上記曲げヘッドの方向に長手方向に押圧する
    べく上記把持手段に連結された油圧式アクチュエータ手
    段と、さらに、上記曲げヘッド内への上記管材の押圧を
    制御するべく上記管材押圧手段に連結された制御手段と
    から成り、 上記制御手段が、上記アクチュエータ手段に制御油を可
    変的に供給するべく弁制御電子信号に応答する電気油圧
    式弁手段と、入力命令電子信号を受信する手段と、上記
    管材把持手段での滑動速度を決定するべく上記管材把持
    手段委連結された手段と、さらに、上記弁制御信号とし
    て上記弁に対する上記入力命令信号の送信を変調するべ
    く上記滑動速度に応答する手段と化ら成ることを特徴と
    する、請求項１乃至３のいずれかに記載の電気油圧式シ
    ステム。
  5. 【請求項５】上記速度決定手段が、上記滑動速度の関数
    として速度電子信号を供給するための手段を含み、さら
    に、上記変調手段が上記入力命令信号と上記速度信号と
    の差分の関数として上記弁制御信号を供給するための手
    段を含むことを特徴とする、請求項４に記載の電気油圧
    式システム。
  6. 【請求項６】上記変調手段が、速度制限命令信号を受信
    するための手段と、上記速度制限命令信号に対して上記
    速度信号を比較して上記速度信号が上記速度制限命令信
    号を超過した場合に速度差分信号を展開するための手段
    と、さらに、上記速度差分信号の関数として上記入力命
    令信号を変調するための手段とからなることを特徴とす
    る、請求項５に記載の電気油圧式システム。
  7. 【請求項７】上記アクチュエータ手段で選択された制御
    変数を測定し対応する制御変数フィードバック電子信号
    を供給するための手段をさらに含み、上記入力命令を信
    号を受信するための手段が、上記選択された制御変数の
    制御に関する命令信号を受信するための手段と、さら
    に、上記選択された変数命令信号と上記制御変数フィー
    ドバック信号の差分の関数として上記弁制御信号を供給
    するための手段とを含むことを特徴とする、請求項５に
    記載の電気油圧式システム。
  8. 【請求項８】上記制御変数が上記アクチュエータ手段の
    位置を含むことを特徴とする、請求項７に記載の電気油
    圧式システム。
  9. 【請求項９】上記制御変数が上記アクチュエータ手段の
    圧力を含むことを特徴とする、請求項７に記載の電気油
    圧式システム。
  10. 【請求項１０】上記変数測定手段が、上記アクチュエー
    タ手段の位置及び圧力の関数としてのそれぞれのフィー
    ドバック信号を供給するためのアクチュエータ手段の第
    １及び第２のセンサと、上記入力命令信号受信手段との
    連結のために上記フィードバック信号管で選択を行うた
    めの手段とを含むことを特徴とする、請求項７に記載の
    電気油圧式システム。
  11. 【請求項１１】上記アクチュエータ手段が、シリンダ内
    を摺動可能なピストンを備えた線形アクチュエータと、
    上記把持手段に対し上記ピストンを連結するロッドと、
    上記ピストンの反対側で上記シリンダに上記弁手段から
    の制御油を供給するためのポートと、さらに、上記ピス
    トンの反対側での流体圧力の供給の間に上記ピストンの
    上記ロッド側の流体圧力を緩衝するべく上記ピストンの
    ロッド側の上記ポートに連結された第２の弁手段とを含
    むことを特徴とする、請求項４に記載の電気油圧式シス
    テム。
JP2105136A 1989-06-12 1990-04-20 電気油圧式システム Expired - Lifetime JP2831093B2 (ja)

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US364869 1989-06-12

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JPH0313233A JPH0313233A (ja) 1991-01-22
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