(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーボモータにより駆動される双方向ポンプを用いて復動シリンダを制御する液圧装置におけるラム移動制御装置であって、前記ラムをラム移動パターンに従って移動させるべく前記サーボモータを制御する速度分配処理部と、前記ラムの移動速度を算出するラム移動速度算出部と、前記ラムの移動速度が予め設定されているウォーミングアップ解除速度を超えたか否かを判断する解除速度判断部と、を備え前記速度分配処理部が、前記解除速度判断部によりラム移動速度がウォーミングアップ解除速度を超えたと判断されるまでラム指令速度を目標ラム速度以下の一定の速度に抑えると共に前記解除速度判断部によりラム移動速度がウォーミングアップ解除速度を超えたと判断されたら目標ラム速度まで加速すべく指令するものであることを特徴とする液圧装置におけるラム移動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、双方向ポンプを使用した復動シリンダにより、ラムを上下移動させてワークにプレス加工等を行う液圧装置におけるラム移動方法および液圧装置におけるラム移動制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
双方向ポンプにより復動シリンダを作動させてラムを上下移動させる液圧装置の場合、ラムの移動を開始する際の復動シリンダの圧力は負圧状態にある。このため、双方向ポンプを作動させて作動油を復動シリンダに供給してラムを移動させるためには、無駄な時間が発生する。このラムの無駄時間によってラムにショックが発生するため、このショック現象を回避するためにウォーミングアップを行っている。
【０００３】
このため、従来の液圧装置におけるラム移動方法では、ラム移動パターンに従ってラムの移動を開始すると、最高速度に達する前に所定速度で一定タイマ時間だけラムに対する速度分配指令をクランプして、ウォーミングアップを行うようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのような双方向ポンプを使用した液圧装置にあっては、直前の動作状態の違いによりラムの無駄時間が一定ではないという問題がある。すなわち、一定タイマ時間を用いた方法では、タイマ時間が短すぎてショックが発生したり、逆にタイマ時間が長すぎてタクトタイムに影響が出たりする場合がある。
この発明の目的は、以上のような従来の技術の問題点に着目してなされたものであり、ラムの無駄時間が変化しても、ショックなく最短の時間でラムを移動させることのできる液圧装置におけるラム移動方法および液圧装置におけるラム移動制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１による発明の液圧装置におけるラム移動制御装置は、サーボモータにより駆動される双方向ポンプを用いて復動シリンダを制御する液圧装置におけるラム移動制御装置であって、前記ラムをラム移動パターンに従って移動させるべく前記サーボモータを制御する速度分配処理部と、前記ラムの移動速度を算出するラム移動速度算出部と、前記ラムの移動速度が予め設定されているウォーミングアップ解除速度を超えたか否かを判断する解除速度判断部と、を備え前記速度分配処理部が、前記解除速度判断部によりラム移動速度がウォーミングアップ解除速度を超えたと判断されるまでラム指令速度を目標ラム速度以下の一定の速度に抑えると共に前記解除速度判断部によりラム移動速度がウォーミングアップ解除速度を超えたと判断されたら目標ラム速度まで加速すべく指令するものであることを特徴とするものである。
【０００６】
従って、ラム移動パターンに従って速度分配処理部からラムの移動指令が発せられたら、ラム移動速度算出部により算出されるラムの移動速度が所定のウォーミングアップ解除速度に達したと解除速度判断部が判断するまでは、ラム指令速度を目標速度以下のある一定のウォーミングアップ速度に抑えて指令し、ラム移動速度算出部により算出されるラムの移動速度が所定のウォーミングアップ解除速度を超えたと解除速度判断部が判断したら、ウォーミングアップ速度を解除して目標速度まで加速させる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２９】
図２および図３には、液圧装置としての一例の例えば油圧式のプレスブレーキ１の全体が示されている。このプレスブレーキ１では、左右に立設された側板３Ｌ、３Ｒを有し、この側板３Ｌ、３Ｒの上部前端面にはラムとしての上部テーブル５Ｕが上下移動自在に設けられていると共に、側板３Ｌ、３Ｒの下部前面には固定した下部テーブル５Ｌを備えている。
【００３０】
上部テーブル５Ｕの下端部には、中間板７を介してパンチＰが交換自在に設けられている。また、下部テーブル５Ｌの上端部には、ダイベース９を介してダイＤが交換自在に設けられている。
【００３１】
なお、上部テーブル５Ｕの高さ位置を測定するためのラム位置検出手段としてのリニアスケール１１が設けられており、既知である中間板７およびパンチＰの高さを用いてダイＤとの間隔を求めることができる。
【００３２】
左右の側板３Ｌ、３Ｒの上部前面には油圧シリンダ１３L、１３Ｒが各々設け られており、この油圧シリンダ１３L、１３Ｒのピストン１５L、１５Ｒに装着されているピストンロッド１７L、１７Ｒの下端に前述の上部テーブル５Ｕが取り 付けられている。なお、詳細は後述するが上部テーブル５Ｕの移動等を制御するラム移動制御装置としての制御装置１９がプレスブレーキ１に隣接して設けられている。
【００３３】
次に、図１を参照して、この発明に係るラム移動方法を実施する油圧回路および制御装置１９について説明する。なお、左右の油圧シリンダ１３L、１３Ｒに 対して、まったく同様の油圧回路が設けられると共に制御装置１９により同様に制御されるので、以下においては、左側の油圧シリンダ１３Ｌについて説明することとする。
【００３４】
ラムである上部テーブル５Ｕを上下移動させる油圧シリンダ１３Ｌのシリンダヘッド側シリンダ室２１は、配管２３を介して双方向ポンプである双方向ポンプ２５の一方の側に接続されている。配管２３の途中には配管２７が接続されており、チェック弁２９を介してオイルタンク３１に接続されている。なお、双方向ポンプ２５は、サーボモータ３３により作動する。また。シリンダヘッド側シリンダ室２１は、配管３５によりプレフィル弁３７を介してオイルタンク３１に接続されている。
【００３５】
一方、油圧シリンダ１３Ｌのロッド側シリンダ室３９には、ロッド側のシリンダ側配管４１が接続されており、カウンタバランス弁４３と速度切換え弁４５が並列に設けられている。これらカウンタバランス弁４３と速度切換え弁４５は、双方向ポンプ側配管４７により双方向ポンプ２５の他方の側に接続されている。
また、双方向ポンプ側配管４７の途中には配管４９が接続されており、この配管４９はチェック弁５１を介してオイルタンク３１に接続されている。
【００３６】
上記構成により、サーボモータ３３の回転により双方向ポンプ２５を正方向へ回転させ、オイルタンク３１からチェック弁５１、配管４９を経て配管２３を通ってシリンダヘッド側シリンダ室２１に作動油を供給すると、ピストン１５Ｌが下降して上部テーブル５ＵおよびパンチＰが下降する。
【００３７】
一方、サーボモータ３３により双方向ポンプ２５を逆方向に回転させると、作動油はオイルタンク３１からチェック弁２９、配管２７を経て双方向ポンプ側配管４７、速度切換え弁４５のチェック弁およびシリンダ側配管４１を通ってロッド側シリンダ室３９に供給され、ピストンロッド１７Ｌが上昇して上部テーブル５ＵおよびパンチＰを上昇させる。
【００３８】
なお、上部テーブル５Ｕの上下位置はリニアスケール１１により検出される。また、ロッド側シリンダ室３９の圧力が所定値よりも高くなると、パイロット信号５３によりプレフィル弁３７が開き、シリンダヘッド側シリンダ室２１からプレフィル弁３７を通って作動油が直接オイルタンク３１に送られるようになっている。
【００３９】
制御装置１９では、ラムである上部テーブル５Uの目標位置や移動速度等の移 動指令に対する種々のパラメータを入力する目標位置等入力手段５５が設けられており、この目標位置等入力手段５５により入力されたパラメータに応じてラム速度分配処理部５７が上部テーブル５Uの移動パターンを指令する。そして、こ のラム速度分配処理部５７からの指令信号から指令位置カウンタ５９が上部テーブル５Uの指令位置を読み取る。
【００４０】
一方、上部テーブル５Uの位置を検出するリニアスケール１１からの現実の位 置信号を実位置カウンタ６１が読み取ってフィードバックし、このフィードバック信号と前述の指令位置カウンタ５９により読み取られた指令位置を加算器６３が加算する。この加算器６３により加算された信号に上部テーブル位置ループゲインを上部テーブル位置ループゲイン乗算部６５で乗算する。
【００４１】
そして、この信号をＤ／A変換器６７によりＤ／Ａ変換してサーボアンプ６９ を介してサーボモータ３３に伝える。なお、サーボモータ３３にはロータリーエンコーダ７１が取り付けられており、サーボモータ３３の回転数をサーボアンプ６９にフィードバックして、所定の回転数を確保するようにしている。
【００４２】
なお、前述の実位置カウンタ６１には上部テーブル５Ｕの移動速度を算出する上部テーブル移動速度算出部７３が接続されており、この上部テーブル移動速度算出部７３および速度分配処理部５７には、上部テーブル移動速度算出部７３により算出された上部テーブル５Ｕの移動速度を予め設定されているウォーミングアップ解除速度（以後、「ＷＵＰ解除速度」で示す）を超えたか否かを判断する解除速度判断部７５が接続されている。また、速度分配処理部５７には、ウォーミングアップ時間を計測するタイマとしてＷＵＰタイマ７７が接続されている。
次に、図４を参照して、速度分配処理部５７における処理内容について説明する。
【００４３】
速度分配処理部５７では、テーブル移動パターンに従って上部テーブル５Ｕを移動させる。すなわち、図４中実線で示されているように、テーブル移動パターンでは、停止状態の上部テーブル５Ｕの移動を開始（分配開始）すると、ウォーミングアップ速度（以後、「ＷＵＰ速度」で示す）まで加速する。
【００４４】
ここで、ＷＵＰ速度はウォーミングアップを行っているときの上部テーブル５Ｕの指令速度を示すパラメータであり、例えば目標最高速度を１００として％で示される。そして、ＷＵＰ速度を一定時間保持し、その後ＷＵＰ速度を解除して最高速度まで加速するように指令する。
【００４５】
しかしながら、双方向ポンプ２５を用いた油圧回路においては、移動開始する際の油圧シリンダ１３Ｌの圧力は負圧状態にあるため、サーボモータ３３により双方向ポンプ２５を駆動させて作動油を油圧シリンダ１３Ｌに供給し、上部テーブル５Ｕを移動させるためには、無駄な時間が発生する。
【００４６】
このむだ時間は、移動開始する際の油圧シリンダ１３Ｌの圧力状態によって、異なるため（必ず負圧とは限らないため）、従来のように一定時間であるウォーミングアップ時間（以後、「ＷＵＰ時間」で示す）だけウォーミングアップを行うようにすると、図５に示されているように、むだ時間が長い場合にはショックを発生し、また図６に示されているように、むだ時間が短かい場合には上部テーブル５Ｕが最高速度に達するまでの時間が長くなってしまう。
【００４７】
そこで、この発明に係るラム移動方法では、図４中二点鎖線で示されるＷＵＰ解除速度をしきい値として設定し、リニアスケール１１により検出される上部テーブル５Ｕの位置の変化から得られる実際の上部テーブル５Ｕの移動速度がＷＵＰ解除速度を超えたらウォーミングアップを解除（ＷＵＰ解除）するようにする。
【００４８】
ここで、ＷＵＰ時間は、ＷＵＰタイマ７７によりカウントされて、分配開始からウォーミングアップを継続させる時間を示すパラメータであり、例えば０〜９．９９秒の範囲で設定される。また、ＷＵＰ解除速度は、ウォーミングアップを解除するしきい値としての上部テーブル５Ｕの指令速度であり、例えばＷＵＰ速度を１００として％で示される。
【００４９】
但し、上部テーブル５Ｕの実速度は、速度切換え弁４５を切換えた後等の分配開始時に不安定な場合があるので、分配開始後ＷＵＰタイマ７７で設定されている一定時間（以後、「ＷＵＰ時間」で示す）を経過するまでは、上部テーブル５Ｕの実速度がしきい値であるＷＵＰ速度を超えても、ウォーミングアップの解除を行わずにＷＵＰ速度のクランプを継続するようにする。
【００５０】
そして、ＷＵＰタイマ７７により設定されているＷＵＰ時間をカウントし、且つ実際の上部テーブル５Ｕの移動速度がＷＵＰ解除速度を超えたらウォーミングアップを解除して、上部テーブル５Ｕの指令速度を目標最高速度まで加速する。
以上の結果から、直前の動作状態の違いにより、分配開始時における上部テーブル５Ｕの移動の無駄時間が変化しても、ショックなく最短の時間で上部テーブル５Ｕを移動することができる。
【００５１】
なお、この発明は前述の発明の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。すなわち、前述の発明の実施の形態においては、上部テーブル５Ｕの速度をリニアスケール１１により検出される上部テーブル５Ｕの位置から判断したが、その他、上部テーブル５Ｕの位置偏差量、上部テーブル５Ｕの位置偏差量の変化量、油圧シリンダ１３L 、１３Ｒのヘッド側シリンダ室２１またはロッド側シリンダ室３９に設けられた油圧センサにより検出される制御側シリンダ内の圧力、あるいは、サーボモータ３３の回転指令の変化量等、上部テーブル５Ｕの位置信号以外から判断することもできる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明による液圧装置におけるラム移動制御装置では、ラム移動パターンに従って速度分配処理部からラムの移動指令が発せられたら、ラム移動速度算出部により算出されるラムの移動速度が所定のウォーミングアップ解除速度に達したと解除速度判断部が判断するまでは、ラム指令速度を目標速度以下のある一定のウォーミングアップ速度に抑えて指令するので、ラム移動開始時のショックを防止することができる。また、ラム移動速度算出部により算出されるラムの移動速度が所定のウォーミングアップ解除速度を超えたと解除速度判断部が判断したら、ウォーミングアップ速度を解除して目標速度まで加速させる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る液圧装置におけるラム移動制御装置を示すブロック図である。
【図２】液圧装置の一例としてのプレスブレーキの全体を示す正面図である。
【図３】図２中III方向から見た側面図である。
【図４】この発明に係る液圧装置におけるラム移動方法によるラムである上部テーブルの移動状態を示すタイムチャートである。
【図５】この発明を説明するための上部テーブルの移動状態を示すタイムチャートである。
【図６】この発明を説明するための上部テーブルの移動状態を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１  プレスブレーキ（液圧装置）
５Ｕ  上部テーブル（ラム）
１３Ｌ、１３Ｒ  復動シリンダ
１９  制御装置（ラム移動制御装置）
２５  双方向ポンプ
３３  サーボモータ
５７  ラム速度分配処理部
７３  上部テーブル移動速度算出部
７５  解除速度判断部
７７  ＷＵＰタイマ（タイマ）
【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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【図６】
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