JPH06159323A - アクチュエータの制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 サーボ弁を使用せずに複数の液圧アクチュエ
ータを同期的かつスムーズに動作させる。 【構成】 複数の液圧アクチュエータ１と２の流入及び
流出流量を入力信号に応じて制御する比例流量調整弁３
と４と、あらかじめ設定された動作パターンに基づく流
量信号を比例流量調整弁３と４に出力する手段１１とを
備える。アクチュエータ１と２のストローク位置を検出
する手段７と８と、検出したストローク位置の差があら
かじめ設定された値に等しくなるように流量信号を補正
する手段１２とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の液圧アクチュエ
ータを同期的に駆動するための制御回路の改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】複数の油圧シリンダを同時に駆動する油
圧回路においては、例えば油圧シリンダを伸長側に駆動
する油室同士と、収縮側に駆動する油室同士とを方向切
換弁を介して、油圧ポンプとタンクとにそれぞれ並列に
接続し、これらの接続方向切り換えることにより、伸長
駆動時には伸長駆動用の油室に同時に作動油が供給さ
れ、収縮駆動時には収縮駆動用の油室に同時に作動油が
供給されるようにしている。

【０００３】

【発明の課題】ところで、複数の油圧シリンダを用いて
ブレードを駆動する裁断機などにおいては、各油圧シリ
ンダの伸縮動作の同期を高精度に管理する必要がある
が、上記のような単純な回路ではこのような要求を満た
すことは困難であった。また、上記回路の場合には、方
向切換弁の切り換えに伴って作動油の流れが急激に変化
するために、油圧シリンダの始動や停止時にショックが
伴うという問題もあった。

【０００４】そこで、こうした用途に関しては、油圧回
路の途中にサーボ弁を設けて流量制御を行っているが、
サーボ弁は作動油のコンタミネーションにより動作に支
障を来しやすいために頻繁な保守点検を必要とし、また
埃や塵の多い動作環境には不向きであった。

【０００５】本発明は、上記問題点を解決すべくなされ
たもので、サーボ弁を使用せずに複数の液圧アクチュエ
ータを同期的かつスムーズに動作させることを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の液圧ア
クチュエータを同期的に駆動するアクチュエータの制御
回路において、各アクチュエータの流入及び流出流量を
入力信号に応じて制御する比例流量調整弁と、あらかじ
め設定された動作パターンに基づく流量信号を比例流量
調整弁に出力する手段と、各アクチュエータのストロー
ク位置を検出する手段と、検出手段の検出した各アクチ
ュエータのストローク位置の差を演算する手段と、演算
手段の演算した差があらかじめ設定された値に等しくな
るように前記流量信号を補正する手段とを備えている。

【０００７】

【作用】あらかじめ設定された動作パターンに基づく流
量信号より比例流量調整弁が流量制御を行うことによ
り、アクチュエータの始動や停止がスムーズに行われ
る。また、各アクチュエータのストローク位置を検出し
て、その差が設定値に等しくなるように流量信号を補正
することにより、各アクチュエータの動作の同期性が常
に高精度に保たれる。

【０００８】

【実施例】図１〜図３に本発明の実施例を示す。

【０００９】図１は複数の油圧シリンダ１と２の収縮動
作により、裁断刃２０を駆動して裁断台２１上の裁断物
２２を裁断するように構成された裁断機を示す。

【００１０】油圧シリンダ１はピストンロッド１Ａを収
縮側に駆動する油室１５と、伸長側に駆動する油室１６
を備える。

【００１１】油室１５は方向切換弁５のポート５Ａに接
続される。油室１６は比例流量調整弁３を介して方向切
換弁５のポート５Ｂに接続される。

【００１２】油圧シリンダ１にはピストンロッド１Ａの
ストローク位置を検出するストロークセンサ７が取り付
けられる。

【００１３】油圧シリンダ２は油圧シリンダ１と同様に
構成され、ピストンロッド２Ａ、油室１７、１８及びス
トロークセンサ４を備え、油室１７が方向切換弁５のポ
ート５Ａに、油室１８が比例流量調整弁４を介して方向
切換弁５のポート５Ｂにそれぞれ接続される。

【００１４】比例流量調整弁３と４は流量信号に比例し
た流量制御を行うバルブである。これらの比例流量調整
弁３と４には、特開平２−７２２０１号及び特開平２−
７６９０６号に開示されたバルブを使用する。これは、
電油変換弁に調整されたパイロット圧によりポペット弁
の位置を制御し、さらにポペット弁の上下流の圧力差を
検出してポペット弁の位置制御にフィードバックするよ
うにした高精度の比例流量調整弁である。

【００１５】方向切換弁５はコントローラ９がシーケン
ス回路６を介して出力する上昇及び下降指令信号に応じ
てポート５Ａと５Ｂを油圧ポンプ３０とタンク３１とに
選択的に接続する。

【００１６】コントローラ９にはストロークセンサ７と
８が検出した油圧シリンダ１と２のピストンロッド１Ａ
と２Ａのストローク位置信号が入力される。

【００１７】また、設定器１０から速度設定値と、減速
及び停止位置設定値及び偏差初期設定値が信号として入
力される。設定器１０にはこれらの設定値をあらかじめ
格納しておく。なお、初期偏差設定値は例えばゼロに設
定する。

【００１８】コントローラ９は図２に示すように構成さ
れる。すなわち、速度制御回路１１と、補正演算回路１
２と、停止位置判断回路１３と、加算回路１４とを備え
る。コントローラ９はまず停止位置判断回路１３により
油圧シリンダ１のストローク位置信号と設定された減速
及び停止位置設定値とを比較し、ストローク位置が減速
及び停止位置に一致しない場合には速度制御回路１１に
おいて速度設定値に対応する流量を演算し、流量信号を
比例流量調整弁３に出力する。

【００１９】また、減速位置と一致する場合は設定速度
に減速するために必要な流量を演算し、対応する流量信
号を比例流量調整弁３に出力する。

【００２０】さらに、停止位置と一致する場合は比例流
量調整弁３と４の流量をゼロにする流量信号を出力する
とともに、停止位置判断回路１３から指令信号を出力し
て方向切換弁５を遮断位置に切り換える。

【００２１】コントローラ９はまた、補正演算回路１２
においてストロークセンサ７と８から入力されるストロ
ーク位置信号の差を演算し、この差が偏差初期設定値に
等しくなるように、すなわちストローク位置信号の差が
ゼロになるような補正信号を加算回路１４に出力する。
加算回路１４は速度制御回路１１が比例流量調整弁４に
出力する流量信号をこの補正信号で補正する。

【００２２】次に作用を説明する。

【００２３】油圧シリンダ１と２の伸縮パターンはあら
かじめ設定器１０に設定されている。例えば、図１の状
態から裁断を行う場合には、コントローラ９がシーケン
ス回路６を介して方向切換弁５を切り換えて、ポート５
Ａを油圧ポンプ３０に、ポート５Ｂをタンク３１に接続
する。これにより油圧ポンプ３０の吐出油が油室１５と
１７に供給され、油室１６と１８の作動油がタンク３１
に流出する。

【００２４】一方、コントローラ９は設定器１０に設定
された速度に応じた流量信号を比例流量調整弁３と４に
出力する。これにより、油室１６と１８から流出する作
動油の流量が流量信号に対応して制御され、油圧シリン
ダ１と２は比例流量調整弁３と４によるメータアウト制
御の下でピストンロッド１Ａと２Ａを収縮させる。

【００２５】ピストンロッド１Ａと２Ａのストローク位
置はストロークセンサ７と８により検出され、コントロ
ーラ９はこれらのストローク位置に差が出ると、この差
がゼロになるように流量信号を補正して比例流量調整弁
４へ出力する。したがって、ピストンロッド１Ａと２Ａ
は常に同期的に収縮する。

【００２６】そして、ストローク位置信号が、減速位置
に達すると、コントローラ９は設定器１０に設定された
減速パターンに沿って流量を演算し、対応する流量信号
を比例流量制御弁３と４に出力する。これによりピスト
ンロッド１Ａと２Ａの収縮速度が減速する。なお、この
減速区間においても、ストローク位置信号の比較による
比例流量制御弁４への出力信号の補正制御が行われる。

【００２７】ストローク位置信号が停止位置に等しくな
ると、コントローラ９は比例流量制調整弁３と４の流量
をゼロにし、方向切換弁５を遮断することにより、ピス
トンロッド１Ａと２Ａの収縮を停止させる。

【００２８】油圧シリンダ１と２の伸長動作についても
比例流量調整弁３と４によるメータイン制御のもとで、
同期的かつスムーズな動作が行える。

【００２９】このようにして、油圧シリンダ１と２は常
に同期的かつスムーズに動作するので、裁断刃２０の水
平確保が確実になり、裁断物２２は均一に裁断される。
また、裁断台２０の駆動に機械的なリンクを使用しない
ので、そのためのスペースや部品数、重量などを節約で
き、裁断機の構成の簡素化が可能となる。さらにサーボ
を使用しないため、コンタミネーションの影響を受けに
くく、埃や塵の多い作業環境においても動作は確実であ
る。

【００３０】以上は裁断機の実施例であるが、本発明は
裁断機に限定されず、複数のアクチュエータを使用する
一般の制御回路に適用可能である。その場合には、偏差
初期値をゼロ以外の値に設定することにより、アクチュ
エータ間に所定の偏差を保って同期制御することも可能
である。さらに、複数のアクチュエータのうちの一基の
アクチュエータを基準として他の油圧シリンダをこれに
同調させることで数多くのアクチュエータを同期制御す
ることも可能である。

【００３１】図３は本発明のさらに別の実施例を示し、
ここでは比例流量調整弁３と４に代えて、一方向のみの
流量制御を行う一般的な比例流量調整弁３Ａ，３Ｂと４
Ａ，４Ｂを使用している。本発明はこのような構成によ
っても実施可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明は、あらかじめ設定
された動作パターンに基づく流量信号を各液圧アクチュ
エータの比例流量調整弁に出力するとともに、各アクチ
ュエータのストローク位置を検出して、これらのストロ
ーク位置の差が小さくなる方向へ流量信号を補正するよ
うにしたので、アクチュエータの同期とスムーズな動作
とをサーボ弁を用いることなく実現することができる。

【００３３】このため、作動液のコンタミネーションに
関して特別の管理を必要とせず、苛酷な環境への適応性
が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す、裁断機の油圧回路図で
ある。

【図２】コントローラの内部構成を示すブロック図であ
る。

【図３】本発明の別の実施例を示す油圧シリンダ同期駆
動装置の油圧回路図である。

【符号の説明】

１，２ 油圧シリンダ ３，４ 比例流量調整弁 ７，８ ストロークセンサ ９ コントローラ １１ 速度制御回路 １２ 補正演算回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の液圧アクチュエータを同期的に駆
   動するアクチュエータの制御回路において、各アクチュ
   エータの流入及び流出流量を入力信号に応じて制御する
   比例流量調整弁と、あらかじめ設定された動作パターン
   に基づく流量信号を比例流量調整弁に出力する手段と、
   各アクチュエータのストローク位置を検出する手段と、
   検出手段の検出した各アクチュエータのストローク位置
   の差を演算する手段と、演算手段の演算した差があらか
   じめ設定された値に等しくなるように前記流量信号を補
   正する手段とを備えたことを特徴とする液圧アクチュエ
   ータの制御回路。