(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮空気で作動する、プレス機械に設けられたダイクッション装置やノックアウト装置等のアクチュエータの、空圧源とアクチュエータとの間に第１電磁弁を、アクチュエータと大気との間に第２電磁弁を設け、この第１電磁弁と第２電磁弁を開閉して空圧を調節する空圧制御装置において、
空圧源の空圧を測定する第１圧力センサーと、それぞれのアクチュエータには、その空圧を測定する第２圧力センサーと、その空圧等を設定する条件設定手段とを設け、
（イ）空圧源とアクチュエータの実際空圧との差圧、並びにアクチュエータと大気との差圧である基準差圧を、空圧制御の単位量毎に変化させて、第１電磁弁並びに第２電磁弁をパルス作動させ、パルス作動前後のアクチュエータの実際空圧の差である作動差圧が単位量変化するに要するパルス時間を得て、この基準差圧とパルス時間とをそれぞれ組として、アクチュエータ毎にあらかじめ記憶する。
（ロ）第１電磁弁が閉の場合で、条件設定手段で設定したアクチュエータの設定空圧が、アクチュエータの実際の空圧より高く、前記設定空圧と前記実際空圧との差があらかじめ定めた値以下の場合は、実際の基準差圧に一致する記憶した基準差圧の時のパルス時間を得て、第１電磁弁をこのパルス時間作動させる。
（ハ）第２電磁弁が閉の場合で、条件設定手段で設定したアクチュエータの設定空圧が、アクチュエータの実際の空圧より低く、前記設定空圧と前記実際空圧との差があらかじめ定めた値以下の場合は、実際の基準差圧に一致する記憶した基準差圧の時のパルス時間を得て、第２電磁弁をこのパルス時間作動させる。
以上の構成により、あらかじめ記憶した基準差圧とパルス時間を使用して、アクチュエータの空圧制御を行うことを特徴とするプレス機械の空圧制御装置。
【請求項２】
請求項１において、作動差圧が、あらかじめ定めた値以下の場合、この作動差圧毎に、基準差圧と作動差圧とその時のパルス時間とをそれぞれ組としてあらかじめ記憶し、実際の基準差圧と作動差圧とに一致する記憶した基準差圧と作動差圧の時のパルス時間を得て、このパルス時間によりアクチュエータの空圧制御を行うことを特徴とするプレス機械の空圧制御装置。
【請求項３】
圧縮空気で作動する、プレス機械に設けられたダイクッション装置やノックアウト装置等のアクチュエータの空圧を、空圧源とアクチュエータとの間に第１電磁弁を、アクチュエータと大気との間に第２電磁弁を設け、この第１電磁弁と第２電磁弁を開閉して空圧を調節する空圧制御装置において、
空圧源の空圧を測定する第１圧力センサーと、それぞれのアクチュエータに、その空圧を測定する第２圧力センサーと、その空圧等を設定する条件設定手段とを設け、
（イ）空圧源の空圧とその時のアクチュエータの実際空圧との差圧、並びにアクチュエータの空圧と大気との差圧である基準差圧を、空圧制御の単位量毎に変化させて、開状態の第１電磁弁並びに第２電磁弁を閉作動させ、開から閉にする直前の前記実際空圧と、閉にした後の安定した前記実際空圧の差である作動差圧を得て、この基準差圧と作動差圧をそれぞれ組として、アクチュエータ毎にあらかじめ記憶する。
（ロ）条件設定手段で設定したアクチュエータの設定空圧とアクチュエータの実際空圧の差が前以て定めた一定値以上の場合は、昇圧する時は第１電磁弁を、減圧する時は第２電磁弁を作動させて管路を開とする。
（ハ）アクチュエータの前記設定空圧がアクチュエータの実際空圧より高い場合は、その時点の実際の基準差圧に一致する記憶した基準差圧の時の作動差圧を得て、この作動差圧に前記実際空圧を加え、この加えた値が前記設定空圧になったら、第１電磁弁を作動させて管路を閉とする。
（ニ）アクチュエータの前記設定空圧がアクチュエータの実際空圧より低い場合は、その時点の実際の基準差圧に一致する記憶した基準差圧の時の作動差圧を得て、この作動差圧を前記実際空圧に加え、この加えた値が前記設定空圧になったら、第２電磁弁を作動させて管路を閉とする。
以上の構成により、あらかじめ記憶した基準差圧と作動差圧を使用して、アクチュエータの空圧制御を行うことを特徴とするプレス機械の空圧制御装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２と請求項３とを兼ね備えたことを特徴とするプレス機械の空圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
電磁弁を用いて、プレス機械に設けられる圧縮空気で作動するダイクッション装置やノックアウト装置等のアクチュエータの空圧を調節する空圧制御装置の技術に属する。
【０００２】
【従来の技術】
アクチュエータに、圧力センサーと電磁弁と空圧設定手段を設け、条件設定手段で設定された空圧と圧力センサーから得た実際空圧との偏差に応じて、設定された空圧が実際空圧より高い場合は、アクチュエータに空圧源から電磁弁により圧縮空気を供給し・供給を停止し、あるいは設定された空圧が実際空圧より低い場合は、アクチュエータの圧縮空気を大気中に放出し・放出を停止して空圧制御する従来技術がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この従来技術では、設定空圧の単位量と実際空圧の計測単位量は同一にしている。
この単位量と同一の単位量で電磁弁を開閉する場合、有効面積が大きい電磁弁を使用すると、電磁弁による圧縮空気の供給と放出が高頻度で繰り返されて、電磁弁がハンチング状態になると言う問題があり、また、前記有効面積が小さい電磁弁だと、実際空圧が設定空圧になるのに長時間を要すると言う欠点がある。
【０００４】
そこで、この従来技術では、空圧の調節時間を短縮するために有効面積の大きい電磁弁を使用し、設定空圧の単位量と実際空圧の計測単位量とを同一にするが、電磁弁による空圧制御はこの同一の単位量の数倍を不感帯にして、ハンチング状態にならないようにしている。
このため、この従来技術では、不感帯の影響により実際空圧のばらつきが大きくなると言う問題がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
空圧源からアクチュエータに圧縮空気を供給し・供給を停止する電磁弁、あるいはアクチュエータの圧縮空気を大気中に放出し・放出を停止する電磁弁は、供給と放出を短時間で行える大きい有効面積の電磁弁とする。
【０００６】
設定空圧と実際空圧の差が、あらかじめ決められた範囲内の時は、電磁弁は前もって記憶したパルス時間だけ作動させ、圧縮空気を供給、あるいは放出する。
このパルス時間は、その時の基準差圧でその時の実際空圧が空圧制御の１単位量、あるいは複数単位量変化するのに必要な時間であり、供給及び放出時の基準差圧とその時のパルス時間を組にしてあらかじめ記憶しておくものとする。
【０００７】
ここで言う基準差圧は、供給は空圧源の空圧とアクチュエータの実際空圧との差、放出はアクチュエータの実際空圧と大気圧の差である。
この基準差圧を、空圧制御の単位量毎に変化させた時の、基準差圧と、実際空圧が空圧制御の１単位量、あるいは複数単位量変化するパルス時間を組にして、あらかじめ記憶しておく。
【０００８】
電磁弁を空圧制御の１単位量、あるいは複数単位量のパルス時間作動させると、実際空圧は１単位量、あるいは複数単位量変化した値になる。
必要に応じて設定空圧と実際空圧の差を求め、この差がゼロになるまで、１単位量、あるいは複数単位量のパルス時間作動させる。
この結果、アクチュエータの実際空圧を設定空圧に一致出来、制御量が実際空圧の１単位量とすることが可能になる。
【０００９】
設定空圧と実際空圧の差が、あらかじめ決められた範囲を超える時は、実際の基準差圧と記憶した基準差圧が一致する時の作動差圧を求め、実際空圧とこの作動差圧の和が、設定空圧になった時に電磁弁の作動を停止して、管路を閉とする。
【００１０】
この作動差圧は電磁弁が停止する時点の実際空圧と、電磁弁の作動遅れ後の実際空圧との差である。
この結果、アクチュエータの実際空圧を設定空圧の単位量に一致出来、制御量が実際空圧の単位量に一致することが可能になる。
【００１１】
以上の結果、従来技術の欠点や問題点が解消出来る。
【００１２】
【作用】
アクチュエータの実際空圧を空圧制御の１単位量、あるいは複数単位量だけ変化させるために電磁弁が作動するパルス時間や、作動中の電磁弁を停止した時のアクチュエータの空圧の変化量である作動差圧を基準差圧と組にして前もって記憶しておき、この記憶した基準差圧とパルス時間や作動差圧を利用して、電磁弁を用いて、本空圧制御装置によりアクチュエータの空圧制御を行うので、アクチュエータの実際空圧を、その設定空圧に一致させることが出来る。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を、図１から図５により説明する。
個々のアクチュエータ３の空気回路４は、圧縮空気の供給源１とアクチュエータ３の間に設けられた第１電磁弁２Ａと、アクチュエータ３と大気の間に設けられた第２電磁弁２Ｂと、アクチュエータ３の空圧を測定する第２圧力センサー１３により構成されており、空圧源１には空圧を測定する第１圧力センサー１２が設けられている。
この空圧源１と個々のアクチュエータ３の図１では省略している空気回路４とは管路で結合されている。
また、本実施例では２方向電磁弁である第１電磁弁２Ａと第２電磁弁２Ｂで構成しているが、１個の４方向センタークローズ式３ポジション電磁弁で構成してもよい。
【００１４】
図２に示した空圧制御装置１１のブロック図は、１個の第１圧力センサー１２と、アクチュエータの個数に応じて設けられる第２圧力センサー１３と、アクチュエータの空圧やその他の制御条件を設定する条件設定手段１４と、第１電磁弁２Ａと第２電磁弁２Ｂへの出力信号１７と、表示手段１６と、制御装置１５とにより構成されている。
この制御装置１５は、入出力演算処理部１５Ａと、パルス時間データを記憶する第１記憶部１５Ｂと、作動差圧データを記憶する第２記憶部１５Ｃと、条件設定手段１４で入力される設定圧力データ等を記憶する第３記憶部１５Ｄとで構成されている。
【００１５】
第１圧力センサー１２からは空圧源１の空圧信号が、第２圧力センサー１３からはアクチュエータ３の空圧信号が、圧力設定手段からはアクチュエータ毎に設定する空圧の設定空圧等が制御装置１５に入力され、表示手段１６には制御状態やアクチュエータ３の空圧等の信号が、出力信号１７は第１電磁弁２Ａ・第２電磁弁２Ｂの開閉信号が、制御装置１５から出力されている。
【００１６】
図３（ａ）に、空圧源１の空圧がＰＳの時、第１電磁弁２Ａにパルス時間Ｔ１の時間だけ駆動信号を与えた状態を一例として図示している。
第１電磁弁２Ａの弁部は図３（ｂ）に示すように開く動作をし、図３（ｃ）に示すようにアクチュエータ３の空圧はＰ１からＰ２に変化する。
【００１７】
基準差圧ΔＰ１はΔＰ１＝ＰＳ−Ｐ１であり、ΔＰ２＝Ｐ２−Ｐ１とすると、電磁弁がＴ１時間のパルス信号により作動すると、アクチュエータ３の実際空圧はΔＰ２変化している。
このΔＰ２を空圧制御の１単位量変化させるその時の基準差圧ΔＰ１とその時のパルス時間であるＴ１とを組にして、あるいは１単位量を含む複数単位量毎に変化させ、その時の基準差圧ΔＰ１と変化させるｎ単位量とその時のパルス時間であるＴ１とを組にして、あらかじめ第１記憶部１５Ｂに記憶している。
【００１８】
同様に、空圧源１の空圧がＰＳの時、第１電磁弁２Ａに与えられていた連続作動信号を切った状態を、図４（ａ）に一例として図示している。
第１電磁弁２Ａの弁部は図４（ｂ）に示すように動作し、図４（ｃ）に示すようにアクチュエータ３の空圧はＰ１からＰ２に変化する。
【００１９】
基準差圧ΔＰ１をΔＰ１＝ＰＳ−Ｐ１とし、ΔＰ２＝Ｐ２−Ｐ１とすると、このΔＰ２が作動差圧であり、基準差圧ΔＰ１を空圧制御の単位量毎に変化させ、基準差圧ΔＰ１とその時の作動差圧ΔＰ２とを組にして、あらかじめ第２記憶部１５Ｃに記憶している。
第１電磁弁２Ａ側の状態を図３、図４により説明したが、第２電磁弁２Ｂ側は、ΔＰ１＝Ｐ１となる以外は同様である。
【００２０】
個々のアクチュエータ３の空圧制御フローは、図５に示されている。
空圧源１の空圧をＰＳ、条件設定手段１４で設定され第３記憶部１５Ｄに記憶されたアクチュエータ３の設定空圧をＰＰ、第２圧力センサー１３で計測するアクチュエータ３の現時点の実際空圧をＰ１、空圧制御後のアクチュエータ３の空圧をＰ２とする。
ｘは、電磁弁をパルス時間で制御するか、連続作動で制御するかの境界条件であり、空圧の制御単位量の数倍の正の値であり、あらかじめ設定している。
【００２１】
（ＰＰ−Ｐ１）を実際の偏差ΔＰ３とし、この偏差ΔＰ３がゼロより大きい正の場合はアクチュエータの増圧制御となるため電磁弁ＳＶ（２Ａ）の開閉を行う図５（ａ）、（ｃ）で図示し、偏差ΔＰ３がゼロより小さい負の場合はアクチュエータの減圧制御となるため電磁弁ＳＶ（２Ｂ）の開閉を行う図５（ｂ）、（ｄ）で図示している。
電磁弁ＳＶ（２Ａ）と電磁弁ＳＶ（２Ｂ）は、アクチュエータの増圧と減圧で制御する目的は異なるが、基本的な動作フローは同じであるため、代表例として図５（ａ）、（ｃ）で説明する。
電磁弁ＳＶ（２Ａ）をパルス時間で制御するか、連続作動で制御するかの境界条件であるＸが偏差ΔＰ３より小さい場合は図５（ａ）のパルス時間制御、境界条件Ｘが偏差ΔＰ３より大きい場合は図５（ｃ）の連続作動制御となる。
【００２２】
【発明の効果】
空圧調節は、アクチュエータの設定空圧と実際空圧の差が小さい時は、電磁弁をパルス時間作動させて、大きい時は電磁弁の作動遅れを見込んで制御することにより、実際空圧を設定空圧に一致させられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のアクチュエータの空圧回路を示す。
【図２】本発明の空圧制御装置のブロック図を示す。
【図３】本発明の電磁弁の弁をパルス時間だけ開にした時の変化を示す。
【図４】本発明の電磁弁の弁を開状態から閉にした時の変化を示す。
【図５】本発明の空圧制御装置の制御フローを示す。
【符号の説明】
１は空圧源、２Ａと２Ｂは電磁弁、３はアクチュエータ、４は個々のアクチュエータの空圧回路、１２は第１圧力センサー、１３はアクチュエータ毎に設けられた第２圧力センサー、１４は条件設定手段、入力演算処理部１５Ａと第１記憶部１５Ｂと第２記憶部１５Ｃと第３記憶部１５Ｄよりなる１５は制御装置、１６は表示装置、１７はアクチュエータ毎に設けられた電磁弁の開閉信号、ＰＳは空圧源の空圧、ＰＰはアクチュエータの設定空圧、Ｐ１は制御直前のアクチュエータの空圧、Ｐ２は制御後のアクチュエータの空圧、ΔＰ１は基準差圧、ΔＰ２は作動差圧、ΔＰ３はＰＰ−Ｐ１、である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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