JPH04204037A - 電気油圧式材料試験機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアクチュエータとして電気油圧式アクチュエー
タを使用している電気油圧式材料試験機の制御装置に関
するものである。

（従来の技術〕 電気油圧式材料試験機では、アクチュエータを駆動する
ことによって試験片に加えられた荷重或いは試験片の変
位を荷重検出器或いは変位検出器で検出し、各検出器か
ら出力された検出信号と予め設定された設定信号とを比
較し、その偏差が零となるように荷重或いは変位のフィ
ードバック制御を行っている。このフィードバック制御
において、負荷状態で制御対象（制御モード）を荷重或
いは変位に切換える際、制御切換えの前後で荷重や変位
量が変化しないようにする必要がある。

そこで従来は、制御切換え前にこれから切換えようとす
る制御に対応する検出器からの検出信号を取込み、この
取込んだ検出信号に等しい設定信号を出力すると同時に
スイッチを切換えて荷重から変位、変位から荷重への制
御切換えを行っている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、電気油圧式アクチュエータに使用されている
サーボ弁は一般に、外部からの微少な電気信号を大きな
流体圧出力に増幅するためのもので、コイルに供給され
る電流に比例して、かつ電流の極性に応じてフラッパを
回動変位させ、これに応じてスプールを摺動し、供給圧
力ボートからの流体を一方のシリンダボートへ、また他
方のシリンダボートからの流体を戻りボートへ流すよう
にしている。そして、サーボ弁には、中立点において両
シリンダボートへの流体圧力が等しくなるようにスプー
ルやフラッパの位置を調整するための調整機構が設けら
れている。しかし、サーボ弁のメカニカルな中立点はサ
ーボ弁を長期にわたって使用していると、−ｉに多少ず
れてくることが避けられない。

このようにサーボ弁にメカニカルな中立点のずれが生じ
ると、サーボ弁のスプール変位−圧力特性が、第２図の
実線から点線のように変化するようになる。このためサ
ーボ弁を中立位置に保持しようとしたときには、フラッ
パを変位させるコイルにそのずれに相当する大きさの電
流が流れ続ける。

また、サーボ弁においては、荷重制御に使用される圧力
特性と変位制御に使用される流量特性とに差があり、サ
ーボアンプにおいては、その利得が有限である。このた
め、上述のようにスプールの中立点にずれがあると、例
え上述のように制御の切換えに際し、変更した設定信号
を出力すると同時にスイッチを切換えても、制御の切換
え、特に荷重から変位への切換えがスムーズに行えな（
なり、試験片に切換え前よりも大きな変位が加わり試験
片を破損させてしまうというような問題があった。

よって本発明は、上述した従来の問題点に鑑み、電気油
圧式アクチュエータのサーボ弁の機械的な中立点がずれ
ていても、制御の切換えをスムーズに行うことのできる
電気油圧式材料試験機の制御装置を提供することを課題
としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため本発明により成された電気油圧
式材料試験機の制御装置は、試験片に加える変位又は荷
重を設定するための設定変位信号又は荷重設定信号を発
生する設定信号発生器と、試験片の変位を検出して変位
検出信号を発生する変位検出器と、試験片に作用する荷
重を検出して荷重検出信号を発生する荷重検出器と、前
記設定信号発生器からの設定変位信号又は設定荷重信号
と前記変位検出器からの変位検出信号又は前記荷重検出
器からの荷重検出信号とを入力してその差に相当する偏
差信号を出力する加算手段とを備え、前記偏差信号を電
気油圧式アクチュエータのサーボ弁に供給して設定変位
信号又は設定荷重信号に応じた変位又は荷重を試験片に
加えるようにした電気油圧式材料試験機の制御装置にお
いて、任意の静的状態において、前記サーボ弁のコイル
に流れる電流の大きさ及び極性を検出する電流検出手段
と、該電流検出手段によって検出した電流の大きさ及び
極性に応じた電流を前記加算手段の出力に加算する電流
加算手段とを備えることを特徴としている。

〔作　用〕

上記構成において、電流検出手段が、任意の静的状態に
おいて、電気油圧式アクチュエータのサーボ弁のコイル
に流れる電流の大きさ及び極性を検出し、この電流検出
手段によって検出した電流の大きさ及び極性に応じた電
流に基づいて、電流加算手段が静的状態においてサーボ
弁に流れる電流を打ち消す。

従って、サーボ弁にはサーボ弁の機械的な中立点からの
ずれによる電流が流れることがなく、す−ボ弁は真の偏
差信号によって作動されるようになるので、制御を荷重
から変位、又はこれと逆に切換えの際に、サーボ弁にお
ける荷重制御に使用される圧力特性と変位制御に使用さ
れる流量特性とに差や、有限の利得のサーボアンプによ
って、制御の切換えがスムーズに行えなくなることがな
くなり、切換えと同時に、試験片に切換え前よりも大き
な変位が加わって試験片を破損させてしまうというよう
な問題が解消される。

［実施例〕 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明による電気油圧式材料試験機の制御装置
の一実施例を示す図である。同図において、１は図示し
ない試験片の変位を検出する変位検出器、２は変位検出
器１の検出信号を増幅する変位アンプ、３は試験片に作
用する荷重を検出する荷重検出器、４は荷重検出器３の
検出信号を増幅する荷重アンプである。変位アンプ２及
び荷重アンプ４の各検出信号は、制御入力端子を有する
電子切換スイッチ５を介して第１の加算点６の一人力に
供給される。７は目標負荷に対応した設定信号を出力す
る設定信号発生器であり、この設定信号発生器７の出力
は加算点６の士人力に供給される。加算点６の出力には
、設定信号と検出信号との差である偏差信号が出力され
、これがサーボアンプ８、電流加算点９を介して図示し
ない電気油圧式アクチュエータのサーボ弁１０に供給さ
れる。

１１は予め定められた制御プログラムに従って動作する
ＣＰＵＩ　１　ａ、ＲＯＭＩ　ｌ　ｂ、ＲＡＭ１１ｃな
どを備えるマイクロコンピュータにより構成された制御
器である。この制御器１１は、予め定められた制御プロ
グラムに従って動作し、変位アンプ２及び荷重アンプ４
からの各検出信号と、サーボアンプ８の出力に接続され
た電流検出器１２が上記サーボ弁１０のコイルに流れる
電流を検出して発生する検出信号とをＡ／Ｄ変換器１３
を介してそれぞれ入力する。そして制御器１１は、上記
入力した検出信号を処理し、上記切換スイッチ５に対し
て切換制御信号を出力すると共に、上記設定信号発生器
７に対して設定信号のレヘルを設定するための信号を出
力する。また制御器１１は、サーボ弁１０の機械的な中
立点のずれによって流れる電流を打ち消すための信号を
出力し、これをＤ／Ａ変換器１４を介して上記電流加算
点９の他の十人力に入力する。

以上の構成において、制御器１１は、任意の静的な状態
で、電流検出器１３が検出している、サーボ弁１０のコ
イルに流れている電流の大きさ及び極性をＡ／Ｄ変換器
１２を介して入力してＲＡＭ１ｌｃ中の所定のエリアに
格納する。このＲＡＭ１１ｃに格納した信号は、荷重検
出器３の出力の検出信号が０となるなる電流値に対応す
るものである。

その後、制御器１１は、上記ＲＡＭ１１ｃに格納した信
号に基づいて上記コイルに流れる電流を打ち消す大きさ
及び極性の信号をＤ／Ａ変換器１４を介して出力し、こ
れを電流加算点９に入力する。このことによって、サー
ボ弁１０の機械的中立点のずれによりサーボ弁１０に流
される電流が打ち消され、サーボ弁１０は真の偏差信号
によって作動されるようになる。

従って、制御を荷重から変位、又はこれと逆に切換えの
際に、上述した従来の方法と同様に、制御切換え前にこ
れから切換えようとする制御に対応する検出器１又は３
からの検出信号を取込み、この取込んだ検出信号に等し
い設定信号を出力すると同時にスイッチ５を切換えるよ
うにしても、サーボ弁１０における荷重制御に使用され
る圧力特性と変位制御に使用される流量特性とに差や、
有限の利得のサーボアンプ８によって、制御の切換えが
スムーズに行えなくなることがなくなり、切換えと同時
に、試験片に切換え前よりも大きな変位が加わって試験
片を破損させてしまうというような問題が解消される。

［効　果］ 以上説明したように本発明によれば、サーボ弁にはサー
ボ弁の機械的な中立点からのずれによる電流が流れるこ
とがなく、サーボ弁は真の偏差信号によって作動される
ようになるので、制御を荷重から変位、又はこれと逆に
切換えがスムニズに行われ、試験片が破損されることが
なくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電気油圧式材料試験機の制御装置
の一実施例を示す図、 第２図は従来の問題点を説明するためのサーボ弁の圧力
特性を示す図である。 １・・・変位検出器、３・・・荷重検出器、５・・・電
子切換スイッチ、６・・・加算点（加算手段）、７・・
・設定信号発生器、９・・・電流加算点（を流加算手段
）、１０・・・サーボ弁、１３・・・を流検出器（電流
検出手段）。 特許出願人　　　　　　　　株式会社鷺宮製作所第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 試験片に加える変位又は荷重を設定するための設定変位
   信号又は荷重設定信号を発生する設定信号発生器と、試
   験片の変位を検出して変位検出信号を発生する変位検出
   器と、試験片に作用する荷重を検出して荷重検出信号を
   発生する荷重検出器と、前記設定信号発生器からの設定
   変位信号又は設定荷重信号と前記変位検出器からの変位
   検出信号又は前記荷重検出器からの荷重検出信号とを入
   力してその差に相当する偏差信号を出力する加算手段と
   を備え、前記偏差信号を電気油圧式アクチュエータのサ
   ーボ弁に供給して設定変位信号又は設定荷重信号に応じ
   た変位又は荷重を試験片に加えるようにした電気油圧式
   材料試験機の制御装置において、 任意の静的状態において、前記サーボ弁のコイルに流れ
   る電流の大きさ及び極性を検出する電流検出手段と、 該電流検出手段によって検出した電流の大きさ及び極性
   に応じた電流を前記加算手段の出力に加算し、前記静的
   状態において前記サーボ弁に流れる電流を打ち消す電流
   加算手段とを備える、ことを特徴とする電気油圧式材料
   試験機の制御装置。