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JP7598034B2 - Method for positioning hydraulic cylinder and hydraulic device - Google Patents

Method for positioning hydraulic cylinder and hydraulic device Download PDF

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JP7598034B2
JP7598034B2 JP2022181261A JP2022181261A JP7598034B2 JP 7598034 B2 JP7598034 B2 JP 7598034B2 JP 2022181261 A JP2022181261 A JP 2022181261A JP 2022181261 A JP2022181261 A JP 2022181261A JP 7598034 B2 JP7598034 B2 JP 7598034B2
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pressure
hydraulic
hydraulic oil
control unit
piston rod
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淳一 宮城
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Daikin Industries Ltd
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Description

本開示は、油圧シリンダの位置決め方法、及び油圧装置に関するものである。 This disclosure relates to a method for positioning a hydraulic cylinder and a hydraulic device.

特許文献1には、両回転型の油圧ポンプと、油圧ポンプによる供給油の圧力で作動する油圧シリンダとを有する加工装置が開示されている。油圧シリンダのピストンロッドの伸縮は、油圧ポンプの回転方向により制御されるため方向切換え弁のない油圧閉回路が使用される。ピストンロッドに設けられる位置検出器は、油圧ポンプの回転速度や回転方向を制御し、ピストンロッドの位置決め制御機能を果たしている。 Patent Document 1 discloses a processing device having a bi-directional hydraulic pump and a hydraulic cylinder that operates with the pressure of oil supplied by the hydraulic pump. The extension and contraction of the piston rod of the hydraulic cylinder is controlled by the rotation direction of the hydraulic pump, so a hydraulic closed circuit without a directional control valve is used. A position detector attached to the piston rod controls the rotation speed and direction of the hydraulic pump, fulfilling the function of controlling the positioning of the piston rod.

特開平09ー174300号公報Japanese Patent Application Publication No. 09-174300

ところで、プレス機などの一般産業機械では高精度化に伴って片方向ポンプと油圧開回路によるシリンダの位置決め制御が模索されてきた。しかし片方向ポンプはポンプの吸込口、吐出口が決まっており作動油の流れ方向を方向切換え弁を作動させることでピストンロッドの伸縮を制御しており、方向切換え弁によるON/OFF切換えでは油圧シリンダの微細な位置決め制御はできないという課題があった。 In the meantime, with the trend towards higher precision in general industrial machinery such as presses, researchers have been exploring the use of one-way pumps and hydraulic open circuits to control cylinder positioning. However, one-way pumps have fixed suction and discharge ports, and the extension and contraction of the piston rod is controlled by operating a directional control valve to change the flow direction of the hydraulic oil, so there was an issue that the ON/OFF switching of the directional control valve did not allow for fine positioning control of the hydraulic cylinder.

本開示の目的は、片方向ポンプを備える油圧装置の油圧シリンダの位置決め制御する方法を提供することにある。 The object of the present disclosure is to provide a method for controlling the positioning of a hydraulic cylinder of a hydraulic device equipped with a one-way pump.

第1の態様は、
片方向に回転することで作動油を搬送する油圧ポンプ(130)と、
前記油圧ポンプ(130)を駆動するモータ(140)と、
前記油圧ポンプ(130)から供給される作動油により駆動される油圧シリンダ(110)と、
前記油圧シリンダ(110)に搬送される作動油の圧力を検出する圧力センサ(160)と、
前記圧力センサ(160)により検出される作動油の圧力を制御するために前記モータ(140)の回転数を制御する圧力制御部(211)と、
前記油圧ポンプ(130)と前記油圧シリンダ(110)の間に設けられ、作動油の流れ方向を切り換える方向切換弁(120)と、
前記油圧シリンダ(110)のピストンロッド(113)の位置を検出する位置センサ(190)と、
前記位置センサ(190)により検出される前記ピストンロッド(113)の位置と目標位置とに基づいて、前記油圧シリンダ(110)の操作量を決定する位置決め制御部(200)とを備える油圧装置の前記油圧シリンダ(110)の位置決め制御方法であって、
前記操作量は、前記圧力制御部(211)に入力され、
前記圧力制御部(211)は、
前記ピストンロッド(113)が前記目標位置に達していない場合、作動油の圧力を上昇させることで前記ピストンロッド(113)を前進させ、
前記ピストンロッド(113)が前記目標位置を越えた場合、作動油の圧力を低下させることで、前記ピストンロッド(113)に発生している負荷圧力の反力により前記ピストンロッド(113)を減速、または後退させる
油圧シリンダの位置決め制御方法である。
The first aspect is
A hydraulic pump (130) that rotates in one direction to transport hydraulic oil;
a motor (140) that drives the hydraulic pump (130);
a hydraulic cylinder (110) driven by hydraulic oil supplied from the hydraulic pump (130);
a pressure sensor (160) for detecting the pressure of the hydraulic oil delivered to the hydraulic cylinder (110);
a pressure control unit (211) that controls the number of revolutions of the motor (140) in order to control the pressure of the hydraulic oil detected by the pressure sensor (160);
a directional control valve (120) provided between the hydraulic pump (130) and the hydraulic cylinder (110) for switching the flow direction of hydraulic oil;
a position sensor (190) for detecting a position of a piston rod (113) of the hydraulic cylinder (110);
a positioning control unit (200) that determines an operation amount of the hydraulic cylinder (110) based on a position of the piston rod (113) detected by the position sensor (190) and a target position, comprising:
The manipulated variable is input to the pressure control unit (211),
The pressure control section (211)
If the piston rod (113) has not reached the target position, the pressure of the hydraulic oil is increased to advance the piston rod (113);
When the piston rod (113) exceeds the target position, the pressure of the hydraulic oil is reduced, and the piston rod (113) is decelerated or retreated by the reaction force of the load pressure generated in the piston rod (113). This is a hydraulic cylinder positioning control method.

第1の態様では、位置決め制御部(200)が演算した操作量は圧力制御部(211)に入力されるため、作動油の圧力に基づいてピストンロッド(113)の位置を制御できる。例えば、ピストンロッド(113)が目標位置に到達していない場合には、操作量に基づいて作動油の圧力を上昇させてピストンロッド(113)前進させ、ピストンロッド(113)が目標位置を越えた場合には、操作量に基づいて作動油の圧力を低下させることで、ロッドに発生している負荷圧力の反力によりピストンロッド(113)を目標位置まで減速、または後退させることができる。このように作動油の流量ではなく圧力に基づいてピストンロッド(113)の位置を制御することで、ピストンロッド(113)を前進させる場合のみならず負荷圧力の反力により後退させることが可能になるので、該ピストンロッド(113)の位置を正確に制御できる。 In the first embodiment, the amount of operation calculated by the positioning control unit (200) is input to the pressure control unit (211), so that the position of the piston rod (113) can be controlled based on the pressure of the hydraulic oil. For example, when the piston rod (113) has not reached the target position, the pressure of the hydraulic oil is increased based on the amount of operation to advance the piston rod (113), and when the piston rod (113) has passed the target position, the pressure of the hydraulic oil is decreased based on the amount of operation, so that the piston rod (113) can be decelerated to the target position or retracted by the reaction force of the load pressure generated on the rod. By controlling the position of the piston rod (113) based on the pressure rather than the flow rate of the hydraulic oil in this way, it is possible to not only advance the piston rod (113) but also retract it by the reaction force of the load pressure, so that the position of the piston rod (113) can be accurately controlled.

第2の態様は、第1の態様において、
前記油圧装置(100)は、作動油の圧力を制限する圧力リミッタ(350)をさらに備え、
入力された前記操作量に基づく圧力が制限圧力以上である場合、該制限圧力を前記圧力制御部(211)に出力するように働き、
前記制限圧力は可変である。
The second aspect is the first aspect,
The hydraulic device (100) further includes a pressure limiter (350) that limits a pressure of the hydraulic oil.
When the pressure based on the input operation amount is equal to or greater than a limit pressure, the limit pressure is output to the pressure control unit (211);
The limiting pressure is variable.

第2の態様では、例えば、プレス工程経過後に圧抜きを行う場合、圧力リミッタ(350)の制限圧力を徐々に下げていくことで、作動油の圧力をショックレスに低下させることができる。これにより、プレス工程における油圧シリンダ(110)の位置決め制御と、プレス工程後の圧抜き工程における油圧シリンダの圧力制御との両方を作動油の圧力制御に基づいて行うことができる。その結果、位置決め制御から圧抜きへの切り換えを連続的に行うことができる。また、制限圧力を可変とすることで、圧力の低下勾配(圧抜きカーブ)を自在に調整できるため、加工品の精度や品質にも貢献できる。 In the second aspect, for example, when depressurizing after the pressing process, the limiting pressure of the pressure limiter (350) is gradually lowered, thereby reducing the pressure of the hydraulic oil without shock. This allows both the positioning control of the hydraulic cylinder (110) in the pressing process and the pressure control of the hydraulic cylinder in the depressurizing process after the pressing process to be performed based on the pressure control of the hydraulic oil. As a result, switching from positioning control to depressurization can be performed continuously. In addition, by making the limiting pressure variable, the pressure reduction gradient (depressurization curve) can be freely adjusted, which contributes to the accuracy and quality of the processed product.

加えて、作動油の圧力は制限圧力以上に上昇しないため、例えば目標位置設定を誤って設定してしまい異常に高い圧力が発生しようとしても、圧力リミッタ(350)により制限されるので安全に目標位置や加工材料の調整、変更ができる。 In addition, the hydraulic oil pressure will not rise above the limit pressure, so even if an abnormally high pressure were to occur due to an incorrect target position setting, it would be limited by the pressure limiter (350), allowing the target position and processing material to be safely adjusted or changed.

第3の態様は、
片方向に回転することで作動油を搬送する油圧ポンプ(130)と、
前記油圧ポンプ(130)を駆動するモータ(140)と、
前記油圧ポンプ(130)から供給される作動油により駆動される油圧シリンダ(110)と、
前記油圧シリンダ(110)に搬送される作動油の圧力を検出する圧力センサ(160)と、
前記圧力センサ(160)により検出される作動油の圧力を制御するために前記モータ(140)の回転数を制御する圧力制御部(211)と、
前記油圧ポンプ(130)と前記油圧シリンダ(110)の間に設けられ、作動油の流れ方向を切り換える方向切換弁(120)と、
前記油圧シリンダ(110)のピストンロッド(113)の位置を検出する位置センサ(190)と、
前記位置センサ(190)により検出される前記ピストンロッド(113)の位置と目標位置とに基づいて、前記油圧シリンダ(110)の操作量を決定する位置決め制御部(200)とを備える油圧装置の前記油圧シリンダ(110)の位置決め制御方法であって、
前記操作量は、前記圧力制御部(211)に入力され、
前記圧力制御部(211)は、
前記ピストンロッド(113)が前記目標位置に達していない場合、作動油の圧力を上昇させることで前記ピストンロッド(113)を前進させ、
前記ピストンロッド(113)が前記目標位置を越えた場合、作動油の圧力を低下させることで、前記ピストンロッド(113)に発生している負荷圧力の反力により前記ピストンロッド(113)を減速、または後退させる油圧装置である。
The third aspect is
A hydraulic pump (130) that rotates in one direction to transport hydraulic oil;
a motor (140) that drives the hydraulic pump (130);
a hydraulic cylinder (110) driven by hydraulic oil supplied from the hydraulic pump (130);
a pressure sensor (160) for detecting the pressure of the hydraulic oil delivered to the hydraulic cylinder (110);
a pressure control unit (211) that controls the number of revolutions of the motor (140) in order to control the pressure of the hydraulic oil detected by the pressure sensor (160);
a directional control valve (120) provided between the hydraulic pump (130) and the hydraulic cylinder (110) for switching the flow direction of hydraulic oil;
a position sensor (190) for detecting a position of a piston rod (113) of the hydraulic cylinder (110);
a positioning control unit (200) that determines an operation amount of the hydraulic cylinder (110) based on a position of the piston rod (113) detected by the position sensor (190) and a target position, comprising:
The manipulated variable is input to the pressure control unit (211),
The pressure control section (211)
If the piston rod (113) has not reached the target position, the pressure of the hydraulic oil is increased to advance the piston rod (113);
This is a hydraulic device that, when the piston rod (113) passes the target position, reduces the pressure of the hydraulic oil, thereby slowing down or retracting the piston rod (113) by the reaction force of the load pressure generated in the piston rod (113).

第3の態様では、第1の態様と同一の効果を得ることができる。 In the third aspect, the same effect as in the first aspect can be obtained.

第4の態様は、第3の態様において、
前記油圧装置(100)は、作動油の圧力を制限する圧力リミッタ(350)をさらに備え、
入力された前記操作量に基づく圧力が制限圧力以上である場合、該制限圧力を前記圧力制御部(211)に出力するように働き、
前記制限圧力は可変である。
The fourth aspect is the third aspect,
The hydraulic device (100) further includes a pressure limiter (350) that limits a pressure of the hydraulic oil.
When the pressure based on the input operation amount is equal to or greater than a limit pressure, the limit pressure is output to the pressure control unit (211);
The limiting pressure is variable.

第4の態様では、第2の態様と同一の効果を得ることができる。 In the fourth aspect, the same effect as in the second aspect can be obtained.

図1は、実施形態に係る油圧装置を用いた加工装置の概略ブロック図である。FIG. 1 is a schematic block diagram of a processing device using a hydraulic device according to an embodiment. 図2は、方向制御弁の切り換えを説明する図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the switching of the directional control valve. 図3は、加工装置の動作を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the operation of the processing device.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。また、以下に説明する各実施形態、変形例、その他の例等の各構成は、本発明を実施可能な範囲において、組み合わせたり、一部を置換したりできる。 The following describes embodiments of the present invention with reference to the drawings. Note that the following embodiments are essentially preferred examples and are not intended to limit the scope of the present invention, its applications, or its uses. Furthermore, the configurations of the embodiments, variations, other examples, etc. described below can be combined or partially substituted within the scope of the present invention.

(1)加工装置の全体構成
図1に示すように、本実施形態の加工装置(1)は、プレス機である。プレス機は金属、ゴム、樹脂などのプレス材料を圧縮することにより所定の形状、寸法に成型する。一般に機械歯車などの機構部品の成型は高い寸法精度が求められる。
(1) Overall Configuration of the Processing Apparatus As shown in Fig. 1, the processing apparatus (1) of this embodiment is a press machine. A press machine compresses press materials such as metal, rubber, and resin to form them into a predetermined shape and dimensions. In general, high dimensional accuracy is required for the molding of mechanical parts such as machine gears.

加工装置(1)は、油圧装置(100)、主機制御部(300)及び金型(400)を備える。油圧装置(100)は、油圧シリンダ(110)、方向切換弁(120)、油圧ポンプ(130)、モータ(140)、タンク(150)、圧力センサ(160)、リリーフ弁(170)、回転センサ(180)、位置センサ(190)、位置決め制御部(200)及び圧力流量制御部(210)を備える。油圧装置(100)は、作動油が流通する油配管によって構成される回路(220)を有する。回路(220)には、油圧シリンダ(110)、タンク(150)、油圧ポンプ(130)、方向切換弁(120)及びリリーフ弁(170)が接続する。回路(220)は、作動油がタンク(150)と油圧シリンダ(110)との間を往復移動するように構成される。油配管は、第1上配管(221)、第2上配管(222)、第1下配管(223)、第2下配管(224)を有する。 The processing device (1) includes a hydraulic device (100), a main machine control unit (300), and a mold (400). The hydraulic device (100) includes a hydraulic cylinder (110), a directional control valve (120), a hydraulic pump (130), a motor (140), a tank (150), a pressure sensor (160), a relief valve (170), a rotation sensor (180), a position sensor (190), a positioning control unit (200), and a pressure flow control unit (210). The hydraulic device (100) includes a circuit (220) configured by oil piping through which hydraulic oil flows. The hydraulic cylinder (110), the tank (150), the hydraulic pump (130), the directional control valve (120), and the relief valve (170) are connected to the circuit (220). The circuit (220) is configured so that hydraulic oil moves back and forth between the tank (150) and the hydraulic cylinder (110). The oil piping includes a first upper piping (221), a second upper piping (222), a first lower piping (223), and a second lower piping (224).

(1-2)タンク
タンク(150)は、作動油を貯留する。タンク(150)には、第1下配管(223)の一端、及び第2下配管(224)の一端が接続される。
(1-2) Tank The tank (150) stores hydraulic oil. One end of the first lower pipe (223) and one end of the second lower pipe (224) are connected to the tank (150).

(1-3)油圧ポンプ
本実施形態の油圧ポンプ(130)は、片方向に回転することで作動油を搬送する片方向ポンプである。油圧ポンプ(130)は、第2下配管(224)に接続される。油圧ポンプ(130)は、タンク(150)から吸い上げた油を第2下配管(224)に吐出する。
(1-3) Hydraulic Pump The hydraulic pump (130) of this embodiment is a one-way pump that rotates in one direction to transport hydraulic oil. The hydraulic pump (130) is connected to the second lower pipe (224). The hydraulic pump (130) pumps oil from the tank (150) and discharges it to the second lower pipe (224).

(1-4)油圧シリンダ
本実施形態の油圧シリンダ(110)は、片ロッド油圧シリンダである。油圧シリンダ(110)は、油圧ポンプ(130)から供給される作動油により駆動される。油圧シリンダ(110)は、シリンダ部(111)、ピストン(112)及びロッド(113)を備える。シリンダ部(111)に内蔵するピストン(112)とロッド(113)は一体で上下方向に移動する。シリンダ部(111)には、第1上配管(221)の一端が接続する第1ポート(P1)と、第2上配管(222)の一端が接続する第2ポート(P2)とを有する。
(1-4) Hydraulic Cylinder The hydraulic cylinder (110) of this embodiment is a single-rod hydraulic cylinder. The hydraulic cylinder (110) is driven by hydraulic oil supplied from a hydraulic pump (130). The hydraulic cylinder (110) includes a cylinder portion (111), a piston (112), and a rod (113). The piston (112) and the rod (113) housed in the cylinder portion (111) move vertically as a unit. The cylinder portion (111) has a first port (P1) to which one end of the first upper pipe (221) is connected, and a second port (P2) to which one end of the second upper pipe (222) is connected.

シリンダ部(111)には、第1ポート(P1)及び第2ポート(P2)を介して作動油が流出入する。第1ポート(P1)は、シリンダ部(111)のヘッド側空間(S1)に設けられる。第2ポート(P2)は、シリンダのロッド側空間(S2)に設けられる。ピストン(112)はロッド(113)と一体化されてシリンダ部(111)に内蔵される。 Hydraulic oil flows in and out of the cylinder section (111) via a first port (P1) and a second port (P2). The first port (P1) is provided in the head side space (S1) of the cylinder section (111). The second port (P2) is provided in the rod side space (S2) of the cylinder. The piston (112) is integrated with the rod (113) and is built into the cylinder section (111).

ピストン(112)は、第1ポート(P1)と第2ポート(P2)との間で、シリンダ部(111)内壁を摺動して上下方向に移動する。ピストン(112)は、シリンダ部(111)内の空間をヘッド側空間(S1)とロッド側空間(S2)とに区画する。ピストン(112)の上下移動によって、ヘッド側空間(S1)及びロッド側空間(S2)の空間容積は変化する。 The piston (112) moves vertically between the first port (P1) and the second port (P2) by sliding on the inner wall of the cylinder section (111). The piston (112) divides the space inside the cylinder section (111) into a head side space (S1) and a rod side space (S2). The spatial volumes of the head side space (S1) and the rod side space (S2) change due to the vertical movement of the piston (112).

ロッド(113)の一端はピストン(112)に固定され、他端は上側金型(410)に固定される。ロッド(113)はピストン(112)と一体に、上下方向に移動する。以下の説明では、ロッド(113)が下方に移動することを前進といい、ロッドが上方に移動することを後退という場合がある。ロッド(113)は、ピストンロッド(113)である。 One end of the rod (113) is fixed to the piston (112), and the other end is fixed to the upper die (410). The rod (113) moves vertically together with the piston (112). In the following explanation, the downward movement of the rod (113) may be referred to as forward movement, and the upward movement of the rod may be referred to as backward movement. The rod (113) is a piston rod (113).

(1-5)金型
金型(400)は、油圧シリンダ(110)の下方に配置される。金型(400)は、上側金型(410)と下側金型(420)とを有する。上側金型(410)は、ロッド(113)に接続される。これにより、上側金型(410)は上下方向に移動する。下側金型(420)は、上側金型(410)の下方に固定される。プレス材料は、上側金型(410)と下側金型(420)の間でプレスされる。
(1-5) Mold The mold (400) is disposed below the hydraulic cylinder (110). The mold (400) has an upper mold (410) and a lower mold (420). The upper mold (410) is connected to the rod (113). This allows the upper mold (410) to move in the vertical direction. The lower mold (420) is fixed below the upper mold (410). The press material is pressed between the upper mold (410) and the lower mold (420).

(1-6)方向切換弁
図1に示すように、方向切換弁(120)は、油圧ポンプ(130)と油圧シリンダ(110)の間に設けられ、作動油の流れ方向を切り換える。方向切換弁(120)には、第1上配管(221)、第1下配管(223)、第2上配管(222)及び第2下配管(224)のそれぞれの一端が接続される。
1, the directional control valve (120) is provided between the hydraulic pump (130) and the hydraulic cylinder (110) to switch the flow direction of the hydraulic oil. One end of each of the first upper pipe (221), the first lower pipe (223), the second upper pipe (222), and the second lower pipe (224) is connected to the directional control valve (120).

図2に示すように、方向切換弁(120)は、第1状態、第2状態及び停止状態に切り換えられる。第1状態では、第2上配管(222)と第1下配管(223)とが連通し、第1上配管(221)と第2下配管(224)とが連通する(図2(a))。第2状態では、第1上配管(221)と第1下配管(223)とが連通し、第2上配管(222)と第2下配管(224)とが連通する(図2(b))。停止状態では、第1上配管(221)と第2上配管(222)と第1下配管(223)とが連通し(図1)、第2下配管(224)は回路(220)内から遮断される。 As shown in FIG. 2, the directional control valve (120) can be switched among a first state, a second state, and a stop state. In the first state, the second upper pipe (222) and the first lower pipe (223) communicate with each other, and the first upper pipe (221) and the second lower pipe (224) communicate with each other (FIG. 2(a)). In the second state, the first upper pipe (221) and the first lower pipe (223) communicate with each other, and the second upper pipe (222) and the second lower pipe (224) communicate with each other (FIG. 2(b)). In the stop state, the first upper pipe (221), the second upper pipe (222), and the first lower pipe (223) communicate with each other (FIG. 1), and the second lower pipe (224) is blocked from within the circuit (220).

第1状態では、タンク(150)から第2下配管(224)に吸い上げられた作動油は第1上配管(221)を経由してヘッド側空間(S1)に流入すると同時に、ロッド側空間(S2)の作動油は第2上配管(222)、リリーフ弁(170)、第1下配管(223)を経由してタンク(150)内に流入する。これにより、作動油の圧力はピストン(112)に対して下向きに働くため、ピストン(112)及びロッド(113)は下方へ移動する。 In the first state, the hydraulic oil pumped up from the tank (150) to the second lower pipe (224) flows into the head side space (S1) via the first upper pipe (221), and at the same time, the hydraulic oil in the rod side space (S2) flows into the tank (150) via the second upper pipe (222), the relief valve (170), and the first lower pipe (223). As a result, the pressure of the hydraulic oil acts downward on the piston (112), so that the piston (112) and the rod (113) move downward.

一方、第2状態では、タンク(150)から第2下配管(224)に吸い上げられた作動油は逆止弁(CV)と第2上配管(222)を経由してロッド側空間(S2)に流入すると同時に、ヘッド側空間(S1)の作動油は第1上配管(221)及び第1下配管(223)を経由してタンク(150)内に流入する。これにより、作動油の圧力はピストン(112)に対して上向きに働くことで、ピストン(112)及びロッド(113)は上方へ移動する。 On the other hand, in the second state, the hydraulic oil pumped up from the tank (150) to the second lower pipe (224) flows into the rod side space (S2) via the check valve (CV) and the second upper pipe (222), and at the same time, the hydraulic oil in the head side space (S1) flows into the tank (150) via the first upper pipe (221) and the first lower pipe (223). As a result, the pressure of the hydraulic oil acts upward on the piston (112), causing the piston (112) and the rod (113) to move upward.

(1-7)リリーフ弁
リリーフ弁(170)は、第2上配管(222)に設けられる。具体的にリリーフ弁(170)は、第2上配管(222)に設けられる逆止弁(CV)をバイパスするように設けられる。リリーフ弁(170)は、ピストン(112)が上側金型(410)の重量により自重降下することを制止できる最低限度の圧力に設定される。逆止弁(CV)は、第2上配管(222)の作動油がロッド側空間(S2)に向かう流れを許容し、その逆の流れを制限する。これにより、ピストン(112)が下方へ移動しようとするとき、第2上配管(222)の作動油はリリーフ弁(170)を流通することになる。逆止弁(CV)及びリリーフ弁(170)は、一体化されてカウンタバランス弁として機能する。
(1-7) Relief Valve The relief valve (170) is provided in the second upper pipe (222). Specifically, the relief valve (170) is provided so as to bypass the check valve (CV) provided in the second upper pipe (222). The relief valve (170) is set to a minimum pressure that can prevent the piston (112) from descending due to its own weight caused by the weight of the upper die (410). The check valve (CV) allows the hydraulic oil in the second upper pipe (222) to flow toward the rod side space (S2) and restricts the reverse flow. As a result, when the piston (112) tries to move downward, the hydraulic oil in the second upper pipe (222) flows through the relief valve (170). The check valve (CV) and the relief valve (170) are integrated to function as a counterbalance valve.

(1-8)モータ
モータ(140)は、油圧ポンプ(130)を駆動する。モータ(140)は、サーボモータで選択制御部(213)から出力される回転指令により制御される。モータ(140)は、通常は第2下配管(224)の作動油を油圧シリンダ(110)に向かって流れるように回転するが、第2下配管(224)の作動油の圧力を低下させる動作の時には、一時的に逆回転して第2下配管(224)の作動油をタンク(150)に逆流させることもできる。
(1-8) Motor The motor (140) drives the hydraulic pump (130). The motor (140) is a servo motor and is controlled by a rotation command output from the selection control unit (213). The motor (140) normally rotates to cause the hydraulic oil in the second lower pipe (224) to flow toward the hydraulic cylinder (110). However, when an operation is performed to reduce the pressure of the hydraulic oil in the second lower pipe (224), the motor (140) can temporarily rotate in the reverse direction to cause the hydraulic oil in the second lower pipe (224) to flow back into the tank (150).

(1-9)回転センサ
回転センサ(180)は、モータ(140)の回転数を検出する。回転センサ(180)は、モータ(140)回転数の検出値を流量制御部(212)に送信する。
(1-9) Rotation Sensor The rotation sensor (180) detects the number of rotations of the motor (140). The rotation sensor (180) transmits the detected value of the number of rotations of the motor (140) to the flow rate control unit (212).

(1-10)圧力センサ
圧力センサ(160)は、油圧装置(100)の作動油の圧力を検出する。具体的に、圧力センサ(160)は、第2下配管(224)に接続され、方向切換弁(120)が動作中は油圧シリンダ(110)に搬送される作動油の圧力を検出する。プレス工程においてはプレス材料に加わる圧力値を反映する。ロッドの上昇工程では金型の自重を反映する。以下では、作動油の圧力を単に「圧力」という場合がある。
(1-10) Pressure Sensor The pressure sensor (160) detects the pressure of the hydraulic oil of the hydraulic device (100). Specifically, the pressure sensor (160) is connected to the second lower pipe (224), and detects the pressure of the hydraulic oil being conveyed to the hydraulic cylinder (110) while the directional control valve (120) is operating. In the pressing process, it reflects the pressure value applied to the press material. In the rod lifting process, it reflects the weight of the die itself. Hereinafter, the pressure of the hydraulic oil may be simply referred to as "pressure".

(1-11)位置センサ
位置センサ(190)は、ロッド(113)の現在位置を検出する。プレス工程の下死点においては、ロッドの現在位置を検出することで加工材料の加工寸法を把握できる。位置センサ(190)は、ロッド(113)の位置情報を位置決め制御部(200)に入力する同時に、主機側の工程指令値を発生する部分にもフィードバックされて加工工程の切換え進捗に使われる。
(1-11) Position Sensor The position sensor (190) detects the current position of the rod (113). At the bottom dead center of the press process, the machining dimensions of the material can be ascertained by detecting the current position of the rod. The position sensor (190) inputs position information of the rod (113) to the positioning control unit (200), and at the same time, the information is also fed back to the part generating process command values on the main machine side, and is used for switching the machining process.

(1-12)位置決め制御部
位置決め制御部(200)は、位置センサ(190)により検出されるロッド(113)の現在位置と位置指令部から入力される目標位置とに基づいて、操作量を決定する。ロッド(113)の目標位置は、プレス工程全体にわたり位置指令部(310)で連続的に設定される。
(1-12) Positioning Control Unit The positioning control unit (200) determines an amount of operation based on the current position of the rod (113) detected by the position sensor (190) and a target position input from a position command unit. The target position of the rod (113) is continuously set by the position command unit (310) throughout the entire pressing process.

位置決め制御部(200)は、目標位置に現在位置を追従させるような操作量を演算する。この操作量は後述の圧力リミッタ(350)を介して上限を制限されてから圧力制御部(211)に入力される。圧力制御部(211)は圧力センサ(160)による現在圧力が上記操作量に一致させるようにモータ(140)を回転制御する。結果としてプレスの下死点では加工材料の厚さを一定に維持するように操作量が演算される。言い換えると、ロッドの現在位置が目標値を維持するように圧力操作量が演算される。実施例では流量制御部(212)には最大流量が入力されており選択制御部(213)は常に圧力制御部(211)を選択している。 The positioning control unit (200) calculates an amount of manipulation to make the current position follow the target position. This amount of manipulation is input to the pressure control unit (211) after being limited in upper limit by the pressure limiter (350) described below. The pressure control unit (211) controls the rotation of the motor (140) so that the current pressure from the pressure sensor (160) matches the above amount of manipulation. As a result, the amount of manipulation is calculated to maintain a constant thickness of the processed material at the bottom dead center of the press. In other words, the pressure manipulation amount is calculated so that the current position of the rod maintains the target value. In this embodiment, the maximum flow rate is input to the flow rate control unit (212), and the selection control unit (213) always selects the pressure control unit (211).

(1-13)圧力流量制御部
圧力流量制御部(210)は、圧力制御部(211)、流量制御部(212)及び選択制御部(213)を備える。
(1-13) Pressure and Flow Control Unit The pressure and flow control unit (210) includes a pressure control unit (211), a flow control unit (212), and a selection control unit (213).

圧力制御部(211)は、圧力センサ(160)の検出値、及び圧力リミッタ(350)から出力される圧力指令値に基づいて圧力を制御する。 The pressure control unit (211) controls the pressure based on the detection value of the pressure sensor (160) and the pressure command value output from the pressure limiter (350).

流量制御部(212)は、回転センサ(180)の検出値、及び流量指令部(340)から出力される流量指令値に基づいてポンプの吐き出し方向の流量を制御する。実施例では流量制御部(212)には最大流量が入力されており選択制御部(213)は常に圧力制御部(211)を選択している。ロッド(113)の移動速度は位置指令を連続的に動かすことにより制御している。 The flow control unit (212) controls the flow rate in the discharge direction of the pump based on the detection value of the rotation sensor (180) and the flow rate command value output from the flow rate command unit (340). In this embodiment, the maximum flow rate is input to the flow rate control unit (212), and the selection control unit (213) always selects the pressure control unit (211). The movement speed of the rod (113) is controlled by continuously moving the position command.

選択制御部(213)は、圧力制御部(211)からの出力値及び流量制御部(212)からの出力値のいずれかを選択し、選択された出力値を回転指令値としてモータ(140)に出力する機能を有するが、実施例では流量制御部(212)には最大流量が入力されており選択制御部(213)は常に圧力制御部(211)を選択している。 The selection control unit (213) has a function of selecting either the output value from the pressure control unit (211) or the output value from the flow control unit (212) and outputting the selected output value as a rotation command value to the motor (140). In this embodiment, the maximum flow rate is input to the flow control unit (212), and the selection control unit (213) always selects the pressure control unit (211).

圧力流量制御部(210)は作動油の圧力および流量のリミッタとして働きどちらか一方でも指令値を超えるとモータ回転を低下させ、結果として圧力または流量の一方が指令値に等しくなるように働く。本実施形態の選択制御部(213)を内蔵する圧力流量制御部(210)は、片方向ポンプの制御コントローラとしてポンプ、モータとセットにして広く一般に利用されているものが使用される。 The pressure and flow control unit (210) acts as a limiter for the hydraulic oil pressure and flow rate, and reduces the motor rotation when either one exceeds the command value, so that either the pressure or the flow rate becomes equal to the command value. The pressure and flow control unit (210) incorporating the selection control unit (213) of this embodiment is a commonly used controller that is commonly used in combination with a pump and a motor as a control controller for a one-way pump.

(2)主機制御部
主機制御部(300)は、プログラマブル ロジック コントローラ(programmable logic controller、PLC)で構成される。主機制御部(300)は、工程指令部(370)と、圧力リミッタ(350)と、連動切換部(380)と、正負反転部(360)とを有する。工程指令部(370)は、位置指令部(310)と、切換指令部(320)と、圧力指令部(330)と、流量指令部(340)とを有する。工程指令部(370)のそれぞれは、例えばソフトウェアとして内蔵される。
(2) Main Machine Control Unit The main machine control unit (300) is composed of a programmable logic controller (PLC). The main machine control unit (300) has a process command unit (370), a pressure limiter (350), an interlocking switching unit (380), and a positive/negative reversal unit (360). The process command unit (370) has a position command unit (310), a switching command unit (320), a pressure command unit (330), and a flow rate command unit (340). Each of the process command units (370) is built in as software, for example.

位置指令部(310)は、ロッド(113)の目標位置を設定し、該目標位置の指令を位置決め制御部(200)に出力する。本実施形態では、ロッド(113)が最も後退した点(上端)を原点にして下方向を正方向としている。 The position command unit (310) sets a target position for the rod (113) and outputs a command for the target position to the positioning control unit (200). In this embodiment, the origin is the point (upper end) where the rod (113) is furthest back, and the downward direction is the positive direction.

切換指令部(320)は、方向切換弁(120)のソレノイドにリレースイッチを介して電流を供給して、第1状態、第2状態、及び停止状態に切り替える。 The switching command unit (320) supplies current to the solenoid of the directional control valve (120) via a relay switch to switch between the first state, the second state, and the stopped state.

圧力指令部(330)は、所定の圧力値を圧力リミッタ(350)に出力する。 The pressure command unit (330) outputs a predetermined pressure value to the pressure limiter (350).

流量指令部(340)は、所定の流量指令を流量制御部(212)に出力する。実施例では最大値に固定している。 The flow rate command unit (340) outputs a predetermined flow rate command to the flow rate control unit (212). In this embodiment, it is fixed to a maximum value.

圧力リミッタ(350)は、作動油の圧力をソフトウェアで制限する。圧力リミッタ(350)は、該圧力リミッタ(350)に入力された圧力値が制限圧力値以上である場合、該制限圧力値を圧力制御部(211)に出力する。例えば、圧力リミッタ(350)は、位置決め制御部(200)から入力された操作量に基づく圧力が制限圧力値以上である場合、該制限圧力値を圧力制御部(211)に出力する。 The pressure limiter (350) limits the pressure of the hydraulic oil by software. If the pressure value input to the pressure limiter (350) is equal to or greater than the limit pressure value, the pressure limiter (350) outputs the limit pressure value to the pressure control unit (211). For example, if the pressure based on the operation amount input from the positioning control unit (200) is equal to or greater than the limit pressure value, the pressure limiter (350) outputs the limit pressure value to the pressure control unit (211).

制限圧力値は、例えばユーザの設定に基づいて決定される。制限圧力値は可変である。制限圧力値は、ロッド(113)の移動中は必要圧力以上に設定されるが、プレス後の圧抜き工程では時間経過に伴って徐々に減少するように設定される。例えば、圧力リミッタ(350)に入力された操作量は、制限圧力値を超えることはなく、制限圧力値の減少に伴って操作量も徐々に減少していく。これにより、圧力制御部(211)へ出力される圧力指令値も徐々に減少するように変化する。 The limit pressure value is determined, for example, based on a user setting. The limit pressure value is variable. The limit pressure value is set to a value equal to or higher than the required pressure while the rod (113) is moving, but is set to gradually decrease over time during the depressurization process after pressing. For example, the operation amount input to the pressure limiter (350) will not exceed the limit pressure value, and the operation amount gradually decreases as the limit pressure value decreases. As a result, the pressure command value output to the pressure control unit (211) also changes to gradually decrease.

連動切換部(380)は、切換指令部(320)から方向切換弁(120)の制御(切り換え)信号を受け付ける。また、連動切換部(380)は、位置決め制御部(200)から操作量を受け付ける。連動切換部(380)の機能については後述する。 The interlocking switching unit (380) receives a control (switching) signal for the directional control valve (120) from the switching command unit (320). The interlocking switching unit (380) also receives an operation amount from the positioning control unit (200). The function of the interlocking switching unit (380) will be described later.

正負反転部(360)は、方向切換弁(120)と同期して油圧シリンダ(110)に対する操作力の符号を反転させる。具体的に、ロッド(113)が前進する場合は、位置決め制御部(200)から正値の操作量が圧力制御部(211)に入力される一方、ロッド(113)が後退する場合は、上端を原点にして下方向を正方向としているために位置決め制御部(200)から負値の操作量が発生する。しかし、正負反転部(360)が方向切換弁(120)と連動して負値は正値に反転することで、ロッド(113)が後退する場合も正値の操作量が圧力制御部(211)に入力される。これにより、ロッド(113)が後退する場合も、前進する場合と同じようにロッド(113)の位置決め制御を行うことができる。 The positive/negative reversing unit (360) reverses the sign of the operating force applied to the hydraulic cylinder (110) in synchronization with the directional control valve (120). Specifically, when the rod (113) advances, a positive operating amount is input from the positioning control unit (200) to the pressure control unit (211), whereas when the rod (113) retreats, a negative operating amount is generated from the positioning control unit (200) because the upper end is the origin and the downward direction is the positive direction. However, the positive/negative reversing unit (360) works in conjunction with the directional control valve (120) to reverse the negative value to a positive value, so that a positive operating amount is input to the pressure control unit (211) even when the rod (113) retreats. This allows the positioning control of the rod (113) to be performed in the same way when the rod (113) retreats as when it advances.

(3)ロッドの位置決め制御の課題
両回転型の油圧ポンプ備えた油圧装置では、モータの回転方向を正値と負値とに切り換えることで油圧ポンプの吐出流量の方向が制御される。そのためポンプと油圧シリンダは直結され油圧閉回路とする必要があった。油圧閉回路は一般に油圧モータと組み合わされる回路である。
(3) Issues with rod positioning control In hydraulic equipment equipped with a bi-directional hydraulic pump, the direction of the hydraulic pump's discharge flow rate is controlled by switching the rotation direction of the motor between positive and negative. For this reason, the pump and the hydraulic cylinder must be directly connected to form a closed hydraulic circuit. A closed hydraulic circuit is generally a circuit that is combined with a hydraulic motor.

油圧シリンダのように伸縮時に油の収支バランスが大きく異なる機器に接続すると閉回路に併設されるチェック弁での圧力損失が大きくなり油圧回路に負圧が発生しやすく油圧機器の動作や寿命に悪影響する。 When connected to equipment such as hydraulic cylinders, where the oil balance changes significantly when the cylinder expands or contracts, the pressure loss at the check valve installed in the closed circuit increases, making it easier for negative pressure to occur in the hydraulic circuit, adversely affecting the operation and lifespan of the hydraulic equipment.

そのため一般産業機械の油圧回路は片方向ポンプと油圧開回路の構成で油圧シリンダの移動方向は方向切換え弁を使うのが一般的である。また両回転型の油圧ポンプは吐出口と吸込口が入れ替わるので構造上、流体騒音を抑制する対策がとりにくく騒音レベルが高い。用途も建設機械の走行用に特化されているため入手性、コストなどの問題もあった。 For this reason, hydraulic circuits in general industrial machinery are generally configured with a one-way pump and hydraulic open circuit, with a directional control valve used to control the direction of movement of the hydraulic cylinder. Also, because the discharge and suction ports of bi-directional hydraulic pumps are interchangeable, the structure makes it difficult to take measures to suppress fluid noise, resulting in high noise levels. As their use is specialized for driving construction machinery, there are also issues with availability and cost.

このような背景で、プレス機などの一般産業機械では高精度化に伴って片方向ポンプと油圧開回路によるシリンダの位置決め制御が模索されてきた。しかし片方向ポンプはポンプの吸込口、吐出口が決まっており作動油の流れ方向を方向切換え弁を作動させることでロッドの伸縮を制御しており、方向切換え弁によるON/OFF切換えでは油圧シリンダの微細な位置決め制御はできないという課題があった。 In light of this, cylinder positioning control using one-way pumps and hydraulic open circuits has been explored as precision increases in general industrial machinery such as presses. However, one-way pumps have fixed suction and discharge ports, and the extension and contraction of the rod is controlled by operating a directional control valve to change the flow direction of the hydraulic oil, so there was an issue that fine positioning control of hydraulic cylinders was not possible using ON/OFF switching with a directional control valve.

具体的に、片方向ポンプ用のコントローラは流量も圧力も正値のみで、負値は無視される。そのため、流量指令によりポンプの作動方向を変えることができず目標位置を越えたロッドを目標位置まで後退させることができない。この場合、方向制御弁を切り換えることでロッドを後退させることはできる。しかし、方向制御弁によるON/OFF制御では、目標位置を越えて前進したピストンロッドを目標位置に戻す微調整(例えば、数マイクロメートル)の位置制御は困難である。 Specifically, controllers for one-way pumps only have positive values for both flow rate and pressure, and ignore negative values. As a result, the direction of pump operation cannot be changed by a flow rate command, and a rod that has passed the target position cannot be retracted to the target position. In this case, the rod can be retracted by switching the directional control valve. However, with ON/OFF control using a directional control valve, it is difficult to perform fine position control (for example, a few micrometers) to return a piston rod that has advanced beyond the target position to the target position.

さらに、ON/OFF切換えをサーボ弁に置き換える方法は一部実用化されてきたがアキュームレータの使用をともない省エネ、安全性の課題があった。 Furthermore, while the method of replacing ON/OFF switching with servo valves has been partially put to practical use, there are issues with energy conservation and safety associated with the use of accumulators.

このことに対し、本実施形態の油圧装置(100)は、ロッドの位置決めを制御する位置決め制御部(200)を備える。位置決め制御部(200)から出力される操作量に基づいてロッド(113)の位置が制御される。以下、本実施形態の油圧シリンダ(110)の位置決め制御方法について説明する。 In response to this, the hydraulic device (100) of this embodiment is equipped with a positioning control unit (200) that controls the positioning of the rod. The position of the rod (113) is controlled based on the amount of operation output from the positioning control unit (200). The following describes a method for controlling the positioning of the hydraulic cylinder (110) of this embodiment.

(4)油圧装置の動作
油圧装置(100)の動作について図3を用いて説明する。油圧装置(100)の動作は、待機ステップ、高速下降ステップ、低速下降ステップ、位置決めステップ、圧抜きステップ、高速上昇ステップ、待機ステップを順に行う。この一連の動作(プレス工程)により1つのプレス材料が成型される。複数のプレス材料を連続で成型する場合、プレス工程が繰り返し行われる。ロッド(113)の位置決め制御は、待機ステップ以外の全工程で動作する。本実施形態の油圧装置(100)では、圧力流量制御部(210)の圧力制御部(211)のみを使って流量制御部(212)は最大流量に固定している。圧力流量制御部(210)では、選択制御部(213)は、圧力制御部(211)からの出力値のみを受信し、該出力値に基づいた回転指令値をモータ(140)に出力する。従って、以下では圧力制御部(211)が、圧力センサ(160)により検出される作動油の圧力を制御するためにモータ(140)の回転数を制御するものとして説明する。
(4) Operation of the Hydraulic Device The operation of the hydraulic device (100) will be described with reference to FIG. 3. The operation of the hydraulic device (100) is performed in the following order: standby step, high-speed lowering step, low-speed lowering step, positioning step, depressurization step, high-speed rising step, and standby step. One press material is molded by this series of operations (pressing process). When multiple press materials are molded continuously, the pressing process is repeated. The positioning control of the rod (113) operates in all processes except the standby step. In the hydraulic device (100) of this embodiment, only the pressure control unit (211) of the pressure and flow control unit (210) is used, and the flow control unit (212) is fixed to the maximum flow rate. In the pressure and flow control unit (210), the selection control unit (213) receives only the output value from the pressure control unit (211) and outputs a rotation command value based on the output value to the motor (140). Therefore, in the following description, it is assumed that the pressure control section (211) controls the number of revolutions of the motor (140) in order to control the pressure of the hydraulic oil detected by the pressure sensor (160).

(4-1)待機ステップ
待機ステップでは、ロッド(113)は最も後退した位置(最も高い位置)に維持される。具体的に、主機制御部(300)は、方向切換弁(120)を停止状態にする。このことで、回路(220)には作動油が流れない。また、位置決め制御部(200)は、操作量を出力しないように現在位置と同じ値を位置指令値にして、圧力制御部(211)はモータ(140)の回転数をゼロに制御する。これにより、ロッド(113)は最も後退した位置で静止した状態を維持する。
(4-1) Standby Step In the standby step, the rod (113) is maintained in the most retracted position (highest position). Specifically, the main engine control unit (300) stops the directional control valve (120). This prevents hydraulic oil from flowing through the circuit (220). The positioning control unit (200) sets the same value as the current position as the position command value so as not to output the manipulated variable, and the pressure control unit (211) controls the number of rotations of the motor (140) to zero. This causes the rod (113) to remain stationary in the most retracted position.

(4-2)高速下降ステップ
高速下降ステップでは、主機制御部(300)は、方向切換弁(120)を停止状態から第1状態に切り換える。同時に位置指令部(310)からは下降側に変化する位置指令値を位置決め制御部(200)に入力する。位置決め制御部(200)は位置センサ(190)からの現在位置と比較して位置指令値に追従できるよう操作量を演算する。この操作量が圧力制御部(211)に入力されると、圧力制御部(211)は、圧力センサ(160)からの現在圧力と比較して操作量に等しい現在圧力が発生するようモータ(140)の回転数を上昇させ調整する。その結果、位置指令の変化に現在位置が追従してロッドの速度が間接的に高速に維持される。高速下降ステップの開始時に、圧力リミッタ(350)は、この工程で必要な圧力より高い圧力に設定される。
(4-2) High-speed descent step In the high-speed descent step, the main machine control unit (300) switches the directional control valve (120) from the stopped state to the first state. At the same time, the position command unit (310) inputs a position command value that changes to the descent side to the positioning control unit (200). The positioning control unit (200) calculates an operation amount so as to follow the position command value by comparing it with the current position from the position sensor (190). When this operation amount is input to the pressure control unit (211), the pressure control unit (211) increases and adjusts the rotation speed of the motor (140) so as to generate a current pressure equal to the operation amount by comparing it with the current pressure from the pressure sensor (160). As a result, the current position follows the change in the position command, and the speed of the rod is indirectly maintained at a high speed. At the start of the high-speed descent step, the pressure limiter (350) is set to a pressure higher than the pressure required for this process.

モータ(140)の回転により、タンク(150)内の作動油は、第2下配管(224)及び第1上配管(221)を経由して、ヘッド側空間(S1)へ流入し、ロッド側空間(S2)内の作動油は、第2上配管(222)及び第1下配管(223)を経由してタンク(150)へ流入していく。 When the motor (140) rotates, the hydraulic oil in the tank (150) flows into the head side space (S1) via the second lower pipe (224) and the first upper pipe (221), and the hydraulic oil in the rod side space (S2) flows into the tank (150) via the second upper pipe (222) and the first lower pipe (223).

これにより、ピストン(112)は下方へ移動すると共にロッド(113)は下降する。ピストン(112)に発生する負荷圧力は位置決め制御部(200)の操作量の値まで上昇する。 As a result, the piston (112) moves downward and the rod (113) descends. The load pressure generated in the piston (112) rises to the value of the operation amount of the positioning control unit (200).

ロッド(113)の下端が所定の位置に達したことを位置センサ(190)が検知すると、位置指令部(310)は位置指令の変化速度を低速に変化させる。ここで、所定の位置は上側金型(410)がプレス材料に接触する直前の位置である。 When the position sensor (190) detects that the lower end of the rod (113) has reached a predetermined position, the position command unit (310) slows down the rate of change of the position command. Here, the predetermined position is the position immediately before the upper die (410) comes into contact with the press material.

(4-3)低速下降ステップ
低速下降ステップでは、位置指令値の変化が低速になるため位置決め制御部(200)は、高速下降ステップと比べてより低い操作量を演算する。この操作量が圧力制御部(211)に入力されると、圧力制御部(211)は、圧力センサ(160)からの現在圧力と比較して操作量に等しい現在圧力が発生するようモータ(140)の回転数を低下させ調整する。その結果、位置指令の変化に現在位置が追従してロッド(113)の移動速度が間接的に低速になる。圧力リミッタ(350)は、この工程で必要な圧力より高い圧力に設定される。
(4-3) Slow descent step In the slow descent step, the position command value changes slowly, so the positioning control unit (200) calculates a lower manipulated variable compared to the fast descent step. When this manipulated variable is input to the pressure control unit (211), the pressure control unit (211) reduces and adjusts the rotation speed of the motor (140) so that a current pressure equal to the manipulated variable is generated in comparison with the current pressure from the pressure sensor (160). As a result, the current position follows the change in the position command, and the moving speed of the rod (113) indirectly slows down. The pressure limiter (350) is set to a pressure higher than the pressure required for this process.

上側金型(410)がプレス材料に接触すると加工圧力が発生する(図3の時点a)。負荷圧力の上昇にともなってモータ(140)の回転数が低下してロッド(113)の下降速度が低下し始めるが、位置決め制御部(200)が位置変化をフィードバックしているので操作量をただちに上昇させ圧力制御部(211)に指令する。結果として負荷圧力が上昇してモータ回転は低速工程の速度に維持される。位置指令は所定の下死点に到達した時点で停止するので位置決め保圧ステップに移行する。 When the upper die (410) comes into contact with the press material, processing pressure is generated (point a in Figure 3). As the load pressure rises, the rotation speed of the motor (140) decreases and the descending speed of the rod (113) begins to decrease, but since the positioning control unit (200) is feeding back the position change, it immediately increases the operation amount and issues a command to the pressure control unit (211). As a result, the load pressure rises and the motor rotation is maintained at the speed of the low-speed process. The position command stops when the specified bottom dead center is reached, so the process moves to the positioning and pressure holding step.

(4-4)位置決め保圧ステップ
位置決め保圧ステップでは、位置指令部(310)は目標位置を一定時間停止させる。位置決め制御部(200)は、この間にロッド(113)が目標位置に停止するように操作量を演算する。この操作量は、ロッド(113)を目標位置に保つための圧力指令値として圧力制御部(211)に入力される。圧力制御部(211)は、圧力センサ(160)からの現在圧力と比較して操作量に等しい現在圧力が発生するようモータ(140)の回転数を調整する。位置指令が停止しているため結果としてモータ(140)の回転数はほぼゼロに維持される。しかし、上側金型(410)にはプレス材料からの反力(上向きの力)が働くため、ロッド(113)はプレス材料に押されて後退しようとする。そのためモータ(140)の回転数は単純に停止しているわけではなく、負荷圧力に対抗して目標位置を維持できるようなトルクを発生させている。
(4-4) Positioning and Pressure Holding Step In the positioning and pressure holding step, the position command unit (310) stops the target position for a certain period of time. The positioning control unit (200) calculates the amount of operation so that the rod (113) stops at the target position during this time. This amount of operation is input to the pressure control unit (211) as a pressure command value for holding the rod (113) at the target position. The pressure control unit (211) adjusts the number of revolutions of the motor (140) so that a current pressure equal to the amount of operation is generated by comparing it with the current pressure from the pressure sensor (160). Since the position command is stopped, the number of revolutions of the motor (140) is maintained at almost zero as a result. However, since a reaction force (upward force) from the press material acts on the upper die (410), the rod (113) is pushed by the press material and tries to move backward. Therefore, the number of revolutions of the motor (140) is not simply stopped, but a torque is generated to maintain the target position against the load pressure.

位置決め保圧ステップでは、このような操作量に基づいて、ロッド(113)は目標位置付近において数マイクロメートルの精度で位置制御される。本実施形態では、圧力制御部(211)は、ロッド(113)が目標位置に達していない場合、作動油の圧力を上昇させることでロッド(113)を前進させ、ロッド(113)が目標位置を越えた場合、作動油の圧力を低下させることで、ロッド(113)に発生している負荷圧力の反力によりロッド(113)を後退させる。このように、本実施形態では作動油の圧力を操作量としてロッド(113)の位置決め制御が行われる。仮に位置決め制御部(200)で演算された操作量をモータ(140)の回転数を直接制御している流量制御部(212)に入力した場合は、流量制御部(212)の入力値が正値に限定されるためロッド(113)を目標値に向かって前進させることはできるが、目標値を超えた場合に後退させることができない。そのため、ロッド(113)の精密な位置決め制御ができない。位置決め保圧ステップでは必要流量はゼロなのでモータ(140)の回転数はゼロ付近で正負に微調整して位置保持する必要がある。これに対して本開示では位置決め保圧ステップでも作動油の圧力は正値であるため、これを操作量として制御することでロッド(113)の精密な位置決め制御を実現している。 In the positioning and pressure-holding step, the position of the rod (113) is controlled to an accuracy of several micrometers near the target position based on such an operation amount. In this embodiment, when the rod (113) has not reached the target position, the pressure control unit (211) advances the rod (113) by increasing the pressure of the hydraulic oil, and when the rod (113) has exceeded the target position, the pressure control unit (211) decreases the pressure of the hydraulic oil to cause the rod (113) to retreat by the reaction force of the load pressure generated in the rod (113). In this way, in this embodiment, the positioning control of the rod (113) is performed using the pressure of the hydraulic oil as the operation amount. If the operation amount calculated by the positioning control unit (200) is input to the flow control unit (212) that directly controls the rotation speed of the motor (140), the input value of the flow control unit (212) is limited to a positive value, so the rod (113) can be advanced toward the target value, but cannot be retreated when the target value is exceeded. Therefore, precise positioning control of the rod (113) is not possible. In the positioning and pressure-maintaining step, the required flow rate is zero, so the number of rotations of the motor (140) must be finely adjusted positively or negatively around zero to maintain the position. In contrast, in this disclosure, the pressure of the hydraulic oil is a positive value even in the positioning and pressure-maintaining step, so precise positioning control of the rod (113) is achieved by controlling this as the manipulated variable.

(4-5)圧抜きステップ
圧抜きステップでは、圧力指令部(330)は制限圧力値をゼロになるまで徐々に低下させていく。圧力リミッタ(350)に入力される操作量は、制限圧力値の低下に伴って強制的に徐々に低下していく。これにより、圧力リミッタ(350)から出力される圧力指令値も徐々に低下する。圧力制御部(211)では、入力される圧力センサ(160)からの検出値より圧力指令値の方が小さくなるため、負値の操作量が演算される結果、モータ回転は反転する。これによりシリンダヘッド側に圧縮された油は、逆回転する油圧ポンプ(130)によりタンク(150)に戻されて圧力を低下させる。すなわち、圧力制御部(211)の入力は正値に限定されているが演算結果は正負に反転可能となる。別の言い方をすると、位置決め保圧ステップでは、所定の正値となる現在圧力が発生している間モータ(140)の回転数はほぼゼロに維持されており、その後、圧抜きステップにおいて正値となる現在圧力がゼロになるまで低下すると共にモータ(140)の回転数も低下していくが、ほぼゼロの状態から低下するため結果的にモータ(140)は逆回転することになる。このように、圧力を低下させるとき時には油圧ポンプ(130)を一時的に両回転型のポンプとして動作させることができる。
(4-5) Depressurization Step In the depressurization step, the pressure command unit (330) gradually reduces the limit pressure value until it becomes zero. The operation amount input to the pressure limiter (350) is forcibly gradually reduced in accordance with the reduction in the limit pressure value. As a result, the pressure command value output from the pressure limiter (350) also gradually reduces. In the pressure control unit (211), since the pressure command value becomes smaller than the detection value input from the pressure sensor (160), a negative operation amount is calculated, and the motor rotation is reversed. As a result, the oil compressed to the cylinder head side is returned to the tank (150) by the hydraulic pump (130) rotating in the reverse direction, thereby reducing the pressure. That is, although the input to the pressure control unit (211) is limited to a positive value, the calculation result can be reversed to positive or negative. In other words, in the positioning and pressure holding step, the rotation speed of the motor (140) is maintained at approximately zero while a predetermined positive current pressure is generated, and then, in the depressurization step, the current positive pressure decreases until it becomes zero, and the rotation speed of the motor (140) also decreases, but since the rotation speed decreases from a state of approximately zero, the motor (140) ends up rotating in the reverse direction. In this way, when the pressure is decreased, the hydraulic pump (130) can be temporarily operated as a bidirectional pump.

具体的に、圧抜きステップにおいて、モータ(140)の回転数がゼロからさらに低下して負値となることでモータ(140)は逆回転し、プレス材料に係る負荷圧力が低下していく。制限圧力値と現在圧力がともにゼロに達するとモータ(140)の回転数は圧力制御部(211)によりゼロに復帰して圧抜きステップは終了する。圧抜きステップの終了時には方向切換弁(120)を停止状態に切り替え、次ステップに備えて一時的に待機状態とする。 Specifically, in the depressurization step, the rotation speed of the motor (140) decreases from zero to a negative value, causing the motor (140) to rotate in the reverse direction, decreasing the load pressure on the press material. When the limit pressure value and the current pressure both reach zero, the rotation speed of the motor (140) is returned to zero by the pressure control unit (211), and the depressurization step ends. At the end of the depressurization step, the directional control valve (120) is switched to a stopped state and temporarily put into a standby state in preparation for the next step.

(4-6)高圧上昇ステップ
高圧上昇ステップでは、ロッド(113)を待機位置まで後退させる。まず切換指令部(320)が連動切換部(380)を使って方向切換弁(120)を停止状態から第2状態(b)に切り換える。位置指令部(310)は、位置指令を原点待機位置に向かって高速で減少させる。位置決め制御部(200)は、位置センサ(190)の値と比較して操作量を演算するが、現在位置より待機位置の値が小さいので操作量は負値で演算される。これを連動切換部(380)と正負反転部(360)とで正値に加工して、圧力制御部(211)に出力する。圧力リミッタ(350)は、この工程で必要な圧力より高い圧力に設定される。
(4-6) High Pressure Rising Step In the high pressure rising step, the rod (113) is retracted to the standby position. First, the switching command unit (320) switches the directional control valve (120) from the stopped state to the second state (b) using the interlocking switching unit (380). The position command unit (310) quickly decreases the position command toward the home standby position. The positioning control unit (200) compares the value of the position sensor (190) to calculate the manipulated variable, but since the standby position value is smaller than the current position, the manipulated variable is calculated as a negative value. This is converted to a positive value by the interlocking switching unit (380) and the positive/negative reversal unit (360) and is output to the pressure control unit (211). The pressure limiter (350) is set to a pressure higher than the pressure required in this process.

具体的に、主機制御部(300)は、圧抜きステップの終了時に方向切換弁(120)を停止状態から第2状態に切り換える。同時に連動切換部(380)が位置決め制御部(200)から出力される操作量を正負反転部(360)により反転させる。位置決め制御部(200)は、現在位置より待機位置の値が小さいので操作量は負値で演算する。これが連動切換部(380)と正負反転部(360)で正値に加工され、圧力制御部(211)入力される。圧力制御部(211)は、入力された圧力指令値に基づいてモータ(140)の回転数を上げることにより負荷圧力を圧力指令値まで上昇させる。結果として、ロッド(113)が待機位置に達するまで位置指令値に対して現在位置が追従して第3回転数を維持する。これにより、ロッド(113)の後退時においても位置決め制御によりロッド(113)の速度制御も位置決め停止も可能になる。 Specifically, the main engine control unit (300) switches the directional control valve (120) from the stopped state to the second state at the end of the depressurization step. At the same time, the interlocking switching unit (380) inverts the manipulated variable output from the positioning control unit (200) by the positive/negative reversing unit (360). The positioning control unit (200) calculates the manipulated variable as a negative value because the standby position value is smaller than the current position. This is converted to a positive value by the interlocking switching unit (380) and the positive/negative reversing unit (360) and input to the pressure control unit (211). The pressure control unit (211) increases the rotation speed of the motor (140) based on the input pressure command value to increase the load pressure to the pressure command value. As a result, the current position follows the position command value until the rod (113) reaches the standby position, and the third rotation speed is maintained. This makes it possible to control the speed and stop the rod (113) by positioning control even when the rod (113) is retreating.

このとき、ヘッド側空間(S1)の作動油は第1上配管(221)、第1下配管(223)を経由してタンク(150)に流入すると同時に、タンク(150)の作動油は、第2下配管(224)、第2上配管(222)を経由してロッド側空間(S2)へ流入していく。これにより、ピストン(112)はロッド(113)とともに上昇する。ピストン(112)には主に上側金型の自重よる負荷圧力が発生するが圧力制御部(211)がこれを制御することによりロッド(113)の上昇速度を維持している。 At this time, the hydraulic oil in the head side space (S1) flows into the tank (150) via the first upper pipe (221) and the first lower pipe (223), while the hydraulic oil in the tank (150) flows into the rod side space (S2) via the second lower pipe (224) and the second upper pipe (222). As a result, the piston (112) rises together with the rod (113). A load pressure is generated on the piston (112) mainly due to the weight of the upper die, but the pressure control unit (211) controls this to maintain the rising speed of the rod (113).

ロッド(113)が待機位置に達すると、再び待機ステップが実行される。具体的に、主機制御部(300)は、流量指令値、及び圧力指令値をゼロにすると共に、方向切換弁(120)を停止状態に切り換える。結果、ロッドは停止してモータの回転数はゼロに制御される。また圧力指令値がゼロのためモータの回転トルクも作動油の圧力もゼロになる。 When the rod (113) reaches the standby position, the standby step is executed again. Specifically, the main engine control unit (300) sets the flow command value and pressure command value to zero, and switches the directional control valve (120) to a stopped state. As a result, the rod stops and the motor rotation speed is controlled to zero. In addition, because the pressure command value is zero, the motor rotation torque and hydraulic oil pressure also become zero.

(5)特徴
(5-1)特徴1
本実施形態の油圧シリンダ(110)の位置決め方法は、位置決め制御部(200)が演算する操作量が入力された圧力制御部(211)が、ロッド(113)が目標位置に達していない場合、作動油の圧力を上昇させることでロッド(113)を前進させ、ロッド(113)が目標位置を越えた場合、作動油の圧力を低下させることで、ロッド(113)に発生している負荷圧力の反力によりロッド(113)を減速、または後退させる。
(5) Features (5-1) Feature 1
In the positioning method of the hydraulic cylinder (110) of this embodiment, the pressure control unit (211), to which the operation amount calculated by the positioning control unit (200) is input, moves the rod (113) forward by increasing the pressure of the hydraulic oil if the rod (113) has not reached the target position, and decreases the pressure of the hydraulic oil if the rod (113) has passed the target position, thereby slowing down or retracting the rod (113) by the reaction force of the load pressure generated in the rod (113).

これによると、位置決め制御部(200)が演算する操作量を圧力制御部(211)に入力して作動油の圧力値を操作することによりロッド(113)の位置を制御できる。ロッド(113)が目標値を越えた場合も圧力を低下させることで、ロッド(113)に発生している負荷圧力の反力によりロッド(113)を目標位置まで減速、または後退させることができる。 This makes it possible to control the position of the rod (113) by inputting the manipulated variable calculated by the positioning control unit (200) into the pressure control unit (211) and manipulating the pressure value of the hydraulic oil. Even if the rod (113) exceeds the target value, the pressure can be reduced, and the rod (113) can be decelerated or retreated to the target position by the reaction force of the load pressure generated in the rod (113).

このように、流量指令値では負値の入力によるモータ(140)の逆回転が利用できない片方向ポンプであっても、位置決め操作量をポンプの圧力指令値として利用することで、特殊な両回転型ポンプや閉回路などを使用することなく、汎用の片方向ポンプを使った開回路で、安価に、かつ、精密にロッド(113)の位置制御を行うことができる。 In this way, even in the case of a one-way pump in which the flow rate command value cannot be used to reverse the rotation of the motor (140) by inputting a negative value, by using the positioning operation amount as the pump pressure command value, it is possible to inexpensively and precisely control the position of the rod (113) with an open circuit using a general-purpose one-way pump, without using a special bidirectional pump or closed circuit.

さらに、ロッド(113)の後退時には方向切換弁(120)と連動して位置決め操作量を反転させるだけで、前進時と同様に負荷圧力を圧力指令値により操作する方法で位置決め制御が可能になる。 Furthermore, when the rod (113) moves backward, the positioning control can be performed by simply reversing the positioning operation amount in conjunction with the directional control valve (120), and the load pressure can be controlled by the pressure command value, just as when the rod moves forward.

(5-2)特徴2
本実施形態の油圧シリンダ(110)の位置決め方法では、作動油の圧力を制限する圧力リミッタ(350)が、入力された操作量に基づく圧力が制限圧力以上である場合、該制限圧力を圧力制御部(211)に出力する。制限圧力は可変である。
(5-2) Feature 2
In the method for positioning the hydraulic cylinder (110) of the present embodiment, the pressure limiter (350) that limits the pressure of the hydraulic oil outputs the limit pressure to the pressure control section (211) when the pressure based on the input operation amount is equal to or higher than the limit pressure. The limit pressure is variable.

これによると、位置決めステップ経過時に圧力リミッタ(350)が制限圧力を下げていくことで圧力制御部(211)に入力される圧力指令値を低下させることができる。これによって、圧抜きステップが行われる。 According to this, the pressure limiter (350) reduces the limiting pressure during the positioning step, thereby lowering the pressure command value input to the pressure control unit (211). This allows the depressurization step to be performed.

このように、油圧シリンダ(110)の位置決め制御を作動油の圧力制御に基づいて行うことにより、位置制御と圧力制御のそれぞれの指令値を操作するだけで外部から制御状態の切換えを行わなくても自動的に制御状態が切り替わる。 In this way, by controlling the positioning of the hydraulic cylinder (110) based on the pressure control of the hydraulic oil, the control state can be automatically switched by simply manipulating the command values for position control and pressure control, without having to switch the control state from the outside.

加えて、制限圧力値を可変とすることで、圧力の低下勾配(圧抜きカーブ)を自在に調整できるため、プレス加工品の精度や品質にも貢献できる。 In addition, by making the limit pressure value variable, the pressure drop gradient (pressure release curve) can be freely adjusted, which contributes to the precision and quality of pressed products.

加えて、作動油の圧力は制限圧力以上に上昇しないため、例えば目標位置設定を誤って設定して異常に高い圧力が発生しようとしても、圧力リミッタ(350)により制限されるため、安全に目標位置や加工材料の調整や変更ができる。 In addition, the hydraulic oil pressure will not rise above the limit pressure, so even if an abnormally high pressure were to be generated, for example, by incorrectly setting the target position, it will be limited by the pressure limiter (350), allowing the target position and processing material to be adjusted or changed safely.

(6)その他の実施形態
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
(6) Other Embodiments The above-described embodiment may be configured as follows.

油圧装置(100)は、圧力制御部(211)を有していればよく、圧力流量制御部(210)でなくてもよい。 The hydraulic device (100) need only have a pressure control section (211), and does not necessarily have to have a pressure flow control section (210).

主機制御部(300)は、正負反転部(360)を備えていなくてもよい。一般に加工機はシリンダの前進で加工作業を行い、位置精度が必要となる場合があるが、後退時は原点復帰動作だけで高精度な位置決め制御も不要なことが多いため、通常の圧力流量制御部(210)のみで後退制御することができる。 The main machine control unit (300) does not need to be equipped with a positive/negative reversal unit (360). Generally, processing machines perform processing work by advancing a cylinder, and positional accuracy may be required, but when retracting, the cylinder often only needs to return to its original position and does not require high-precision positioning control, so retraction can be controlled by only the normal pressure and flow control unit (210).

実施例では位置決め制御部(200)は、汎用のコントローラを使用するが、位置制御演算(一般にはPID制御)をプログラマブルコントローラ(PLC)内部にソフトウェアで組み込むことも可能である。 In this embodiment, the positioning control unit (200) uses a general-purpose controller, but it is also possible to incorporate position control calculations (generally PID control) into a programmable logic controller (PLC) using software.

以上、実施形態および変形例を説明したが、特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。また、以上の実施形態および変形例は、本開示の対象の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。以上に述べた「第1」、「第2」、…という記載は、これらの記載が付与された語句を区別するために用いられており、その語句の数や順序までも限定するものではない。 Although the embodiments and modifications have been described above, it will be understood that various modifications of form and details are possible without departing from the spirit and scope of the claims. Furthermore, the above embodiments and modifications may be combined or substituted as appropriate as long as the functionality of the subject matter of this disclosure is not impaired. The descriptions "first," "second," etc. described above are used to distinguish the words to which these descriptions are attached, and do not limit the number or order of the words.

以上説明したように、本開示は、油圧シリンダの位置決め制御方法、及び油圧装置について有用である。 As described above, the present disclosure is useful for a method for controlling the positioning of a hydraulic cylinder and a hydraulic device.

100 油圧装置
110 油圧シリンダ
120 方向切換弁
130 油圧ポンプ
140 モータ
160 圧力センサ
190 位置センサ
211 圧力制御部
350 圧力リミッタ(圧力制限部)
100 Hydraulic system
110 Hydraulic cylinder
120 Directional valve
130 Hydraulic pump
140 Motor
160 Pressure Sensor
190 Position Sensor
211 Pressure control section
350 Pressure limiter

Claims (4)

片方向に回転することで作動油を搬送する油圧ポンプ(130)と、
前記油圧ポンプ(130)を駆動するモータ(140)と、
前記油圧ポンプ(130)から供給される作動油により駆動される油圧シリンダ(110)と、
前記油圧シリンダ(110)に搬送される作動油の圧力を検出する圧力センサ(160)と、
前記圧力センサ(160)により検出される作動油の圧力を制御するために前記モータ(140)の回転数を制御する圧力制御部(211)と、
前記油圧ポンプ(130)と前記油圧シリンダ(110)の間に設けられ、作動油の流れ方向を切り換える方向切換弁(120)と、
前記油圧シリンダ(110)のピストンロッド(113)の位置を検出する位置センサ(190)と、
前記位置センサ(190)により検出される前記ピストンロッド(113)の位置と目標位置とに基づいて、前記油圧シリンダ(110)の操作量を決定する位置決め制御部(200)と
を備える油圧装置の前記油圧シリンダ(110)の位置決め制御方法であって、
前記操作量は、前記圧力制御部(211)に入力され、
前記圧力制御部(211)は、
前記ピストンロッド(113)が前記目標位置に達していない場合、作動油の圧力を上昇させることで前記ピストンロッド(113)を前進させ、
前記ピストンロッド(113)が前記目標位置を越えた場合、作動油の圧力を低下させることで、前記ピストンロッド(113)に発生している負荷圧力の反力により前記ピストンロッド(113)を減速、または後退させ
前記ピストンロッド(113)が前記目標位置に一致する場合は作動油の現在圧力を維持する
油圧シリンダの位置決め制御方法。
A hydraulic pump (130) that rotates in one direction to transport hydraulic oil;
a motor (140) that drives the hydraulic pump (130);
a hydraulic cylinder (110) driven by hydraulic oil supplied from the hydraulic pump (130);
a pressure sensor (160) for detecting the pressure of the hydraulic oil delivered to the hydraulic cylinder (110);
a pressure control unit (211) that controls the number of revolutions of the motor (140) in order to control the pressure of the hydraulic oil detected by the pressure sensor (160);
a directional control valve (120) provided between the hydraulic pump (130) and the hydraulic cylinder (110) for switching the flow direction of hydraulic oil;
a position sensor (190) for detecting a position of a piston rod (113) of the hydraulic cylinder (110);
a positioning control unit (200) that determines an operation amount of the hydraulic cylinder (110) based on a position of the piston rod (113) detected by the position sensor (190) and a target position, comprising:
The manipulated variable is input to the pressure control unit (211),
The pressure control section (211)
If the piston rod (113) has not reached the target position, the pressure of the hydraulic oil is increased to advance the piston rod (113);
When the piston rod (113) exceeds the target position, the pressure of the hydraulic oil is reduced, and the piston rod (113) is decelerated or retreated by a reaction force of the load pressure generated on the piston rod (113) ;
When the piston rod (113) coincides with the target position, the current pressure of the hydraulic oil is maintained.
A method for controlling the positioning of a hydraulic cylinder.
前記油圧装置(100)は、作動油の圧力を制限する圧力リミッタ(350)をさらに備え、
圧力リミッタ(350)は、入力された前記操作量に基づく圧力が制限圧力以上である場合、該制限圧力を前記圧力制御部(211)に出力するように働き、
前記制限圧力は可変である
請求項1に記載の油圧シリンダの位置決め制御方法。
The hydraulic device (100) further includes a pressure limiter (350) that limits a pressure of the hydraulic oil.
the pressure limiter (350) functions to output the limit pressure to the pressure control section (211) when the pressure based on the input operation amount is equal to or greater than a limit pressure;
The method for controlling the positioning of a hydraulic cylinder according to claim 1 , wherein the limit pressure is variable.
片方向に回転することで作動油を搬送する油圧ポンプ(130)と、
前記油圧ポンプ(130)を駆動するモータ(140)と、
前記油圧ポンプ(130)から供給される作動油により駆動される油圧シリンダ(110)と、
前記油圧シリンダ(110)に搬送される作動油の圧力を検出する圧力センサ(160)と、
前記圧力センサ(160)により検出される作動油の圧力を制御するために前記モータ(140)の回転数を制御する圧力制御部(211)と、
前記油圧ポンプ(130)と前記油圧シリンダ(110)の間に設けられ、作動油の流れ方向を切り換える方向切換弁(120)と、
前記油圧シリンダ(110)のピストンロッド(113)の位置を検出する位置センサ(190)と、
前記位置センサ(190)により検出される前記ピストンロッド(113)の位置と目標位置とに基づいて、前記油圧シリンダ(110)の操作量を決定する位置決め制御部(200)とを備える油圧装置の前記油圧シリンダ(110)の位置決め制御方法であって、
前記操作量は、前記圧力制御部(211)に入力され、
前記圧力制御部(211)は、
前記ピストンロッド(113)が前記目標位置に達していない場合、作動油の圧力を上昇させることで前記ピストンロッド(113)を前進させ、
前記ピストンロッド(113)が前記目標位置を越えた場合、作動油の圧力を低下させることで、前記ピストンロッド(113)に発生している負荷圧力の反力により前記ピストンロッド(113)を減速、または後退させ
前記ピストンロッド(113)が前記目標位置に一致する場合は作動油の現在圧力を維持する
油圧装置。
A hydraulic pump (130) that rotates in one direction to transport hydraulic oil;
a motor (140) that drives the hydraulic pump (130);
a hydraulic cylinder (110) driven by hydraulic oil supplied from the hydraulic pump (130);
a pressure sensor (160) for detecting the pressure of the hydraulic oil delivered to the hydraulic cylinder (110);
a pressure control unit (211) that controls the number of revolutions of the motor (140) in order to control the pressure of the hydraulic oil detected by the pressure sensor (160);
a directional control valve (120) provided between the hydraulic pump (130) and the hydraulic cylinder (110) for switching the flow direction of hydraulic oil;
a position sensor (190) for detecting a position of a piston rod (113) of the hydraulic cylinder (110);
a positioning control unit (200) that determines an operation amount of the hydraulic cylinder (110) based on a position of the piston rod (113) detected by the position sensor (190) and a target position, comprising:
The manipulated variable is input to the pressure control unit (211),
The pressure control section (211)
If the piston rod (113) has not reached the target position, the pressure of the hydraulic oil is increased to advance the piston rod (113);
When the piston rod (113) exceeds the target position, the pressure of the hydraulic oil is reduced, and the piston rod (113) is decelerated or retreated by a reaction force of the load pressure generated on the piston rod (113) ;
When the piston rod (113) coincides with the target position, the current pressure of the hydraulic oil is maintained.
Hydraulic system.
前記油圧装置(100)は、作動油の圧力を制限する圧力リミッタ(350)をさらに備え、
圧力リミッタ(350)は、入力された前記操作量に基づく圧力が制限圧力以上である場合、該制限圧力を前記圧力制御部(211)に出力するように働き、
前記制限圧力は可変である
請求項3に記載の油圧装置。
The hydraulic device (100) further includes a pressure limiter (350) that limits a pressure of the hydraulic oil.
the pressure limiter (350) functions to output the limit pressure to the pressure control section (211) when the pressure based on the input operation amount is equal to or greater than a limit pressure;
The hydraulic system of claim 3 , wherein the limit pressure is variable.
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