JPH04507066A - 液圧駆動装置 - 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】 液圧駆動装置 本発明は、請求の範囲第１項の前提概念に記載された要件を備えた、工作機械の 工具ヘッドを供給運動、前進運動、及び後退運動させるための液圧駆動装置に関 するものである。

この種の液圧駆動装置は、ドイツ特許公開第３４３８６００号公報から知られて いる。

この公知の液圧駆動装置では、工具と連結される液圧モータのピストンは追従調 節弁によって制御される。

追従調節弁は、可動な駆動要素の位置目標値を電子機械的に制御可能に予設定し 、且つ駆動要素の位置実際値を機械的にアンサーバックする。この場合、位置目 標値の予設定と位置実際値のアンサーバックのために、ねじスピンドルと、該ね じスピンドルのねじに噛み合い、中空軸として構成されるスピンドルナツトとが 設けられ、このスピンドル・ナツトシステムの両要素の一方が、位置目標値の予 設定のために電動機によって駆動可能であり、他の要素が、位置実際値のアンサ ーバックのために駆動可能である。この場合、位置目標値予設定と位置実際値ア ンサーバックの変化の割合が等しいと、スピンドルとナツトが同じ回転数で回転 し、軸方向へ相対運動を実施しない。追従調節弁の範囲内には、弁操作部材が設 けられている。弁操作部材は、スピンドルとナツトが異なる回転数で回転したと きに、ナツトにスピンドルに対する相対運動を実施させ、従って、実際位置の変 化の割合が位置目標値予設定の変化よりも小さい場合に、その都度望ましい運動 方向を得るため圧力媒体が貫流する供給経路の貫流横断面積が大きくなるように 追従調節弁を制御する。そしてこの貫流横断面積は、変化の割合が等しいときに は一定になる。電動機の運動を制御するために必要な信号は、ＮＧ副制御たはＣ ＮＣ制御のためのインターフェースを備えた電子的な制御ユニットによって生じ る。駆動装置によって駆動される工具が所定の位置に達したかどうか、及び／ま たはいつ達したかどうかを確定するためには、工具が作業行程を実施したかどう かを検出する必要がある。例えばプレス機や型押し機の場合のように、所定の終 端位置に達したかどうかに作業結果が依存している場合に作業行程の終端位置を 正確に検出することができるように、監視装置が設けられている。監視装置は、 追従調節弁の操作部材の基本位置からの間隔を監視し、この間隔が所定の最小値 を下回っている場合には、即ち工具が死点に接近している場合には、位置を表す 監視信号を生じさせる。これにより、工具の“プログラミングされた”死点を広 範囲の使用例に対して十分正確に確定し、工具がその作業行程を実施したことを 表示することができる。工具の一定のストローク及び工作物の一定の材料厚さま たは工作物の変形量に装置を調整するためには、目標値予設定装置を目的に応じ てプログラミングすればよい。死点の検出は、接近スイッチを用いて行われる。

接近スイッチは、伝動装置を介して弁操作部材によって駆動される回転翼が予め 設定された所定の位置に達したときに応答する。この所定の位置は、弁操作部材 の“中央位置”に対応している。弁操作部材が中央位置を占めるのは、目標位置 と実際位置とが一致したとき、即ち工具が死点に達したときである。

この公知の液圧駆動装置の場合、追従調節弁がいり完全に制御されたか、即ち調 節回路の遅延誤差（Ｓｃｈｌｅｐｐｆａｈｌｅｒ）がいつ非常に大きくなったか をも検知される。このことは、駆動要素と障害物の間に衝突が生じたことの指標 となる。そしてこの時駆動要素が遮断される。この場合、駆動要素の運動方向も 考慮され、即ち監視装置によって生じる信号の組合せに基づき、衝突が“前進” 方向で起こったか、または“後退”方向で起こったかどうかを検知することがで きる。

この公知の液圧駆動装置の場合、監視装置が遅延誤差ΔＳの種々の閾値に設定可 能であるので、監視装置は種々の使用目的に十分に適合することができるが、遅 延誤差が閾値を下回っている場合に遅延誤差をその大きさに従って検知すること は不可能である。従って、この駆動装置を備えた機械の作動中に生じる遅延誤差 の変化、例えば遅延誤差が大きくなったことを検知することができない。

従って本発明の課題は、遅延誤差ΔＳを連続的に且つ継続的に検知することがで きるように、冒頭で述べた種類の駆動装置を改良することである。

この課題は、本発明によれば、請求の範囲第１項の特徴部分によって解決される 。

本発明によれば、監視装置は回転位置検知装置を有している。この回転位置検知 装置は、目標値予設定軸が実施した回転の総数を直接表す量と、目標値予設定軸 の１回転内での方位位置を直接表す量とに対応する出力をデジタル形式で生じさ せる。さらに電子的な距離検出装置が設けられている。この距離検出装置の出力 は、目標値予設定軸のニュートラル位置からの軸方向における変位または弁操作 部材のニュートラル位置からの変位を直接に表す量であり、従って工具または液 圧モータの駆動要素の実際位置が目標位置からずれている遅延誤差ΔＳを直接に 表す量である。

これから得られる本発明による装置の有利な機能的な特性は以下のとおりである 。

目標値予設定軸の位置が測定のために監視されることにより、駆動装置の作動状 態に対して重要な瞬間的な位置目標値が正確に“知られ、′不正確性は伴わない 。この不正確性は、例えば目標値予設定軸を駆動するために設けられるステッピ ングモータをパルス制御する場合、制御のパルス連続周波数が高すぎてステッピ ングモータが制御パルスをいわば“見落とす”ことによって生じるものである。

追従調節弁の弁操作部材の静止位置からの変位を継続的に測定することにより、 即ち駆動装置によって駆動される工具の位置の単位に換算することができる調節 装置の遅延誤差を測定することにより、同時に工具の実際の位置をも検知するこ とができる。従って、本発明による駆動装置を使用して実施される処理過程の各 段階において、処理プロセスがどの程度進行したかを正確に検出することができ る。

この検出を具体的に、簡単に利用することにより、例えば周期的に反復される同 種の処理過程が多数存在する場合、駆動装置により駆動される工具の一定の目標 位置で遅延誤差ΔＳがどの程度の大きさであるかが評価される。この場合、工具 の一定の目標位置に関して遅延誤差ΔＳが複数の作業過程にわたって連続的に増 加することが判明した場合には、工具が“悪く″　（鈍く）なり、よってすぐに 交換しなければならないことの指標となる。

本発明による駆動装置を工作機械に装備させることにより、工作機械の誤作動が 差し迫っていることを検知することができ、従って工作機械を損傷させることに もなりうろこの誤作動を適時に回避させることもできる。

他方本発明による駆動装置においては、遅延誤差ΔＳが増大しているが、この増 大が周期的に反復している加工過程において常に同じ割合であり、従って位置目 標値予設定制御の点から見て加工過程が最適に“プログラミングされておらず、 即ち位置目標値予設定が早く行なわれすぎるような加工段階をも検知することが できる。

工具の摩耗を早期に認識するという観点と、加工過程の最適な制御（プログラミ ング）の観点から見て、請求の範囲第２項に従い電子的な制御・処理ユニットを 設け、該制御・処理ユニットが、回転位置検出装置と距離検出装置との出力を処 理して、以下の作動を行なうための制御信号を発するようにするのが有利である 。：ｉ　遅延誤差の一定保持、及び／またはｉｉ　調節回路の回路増幅変化によ る遅延誤差の減少化、及び／または 伍　遅延誤差ΔＳが調整可能に予め設定された工具特有の値を下回ったときに駆 動装置を遮断する。

この制御ユニットにより、例えば望ましい程度の動力学と穏やかな作動とをベス トに組み合わせるために駆動装置を利用することができる。

請求の範囲第３項に従って、位置目標値予設定を監視するために設けられる回転 位置検出装置を構成し、且つこの回転位置検出装置の回転する検知要素を、駆動 装置の追従調節弁の目標値予設定軸に配置することにより、最終的に工具の重要 な位置目標値を非常に正確に検知することが可能になる。なぜなら、スリップま たは遊びを伴う伝動装置或いは伝動要素が位置目標値予設定軸と回転位置検出装 置の間に接続されていないからである。

同様のことは、遅延誤差測定の制度に関連して、請求の範囲第４項にしたがって 構成された距離測定システムに対してもいえる。この距離検出システムにより、 追従調節弁の目標値予設定軸の軸方向における偏位を監視することができる。

請求の範囲第５項に従って追従調節弁の位置実際値アンサーバックスピンドルを 配置することにより、軸方向のサイズが好ましいほどに小さい駆動装置が得られ る。

請求の範囲第６項に従って、追従調節弁の制御モータを、駆動装置の作動中に液 圧オイルで完全に充填される漏れオイル室に配置することにより、駆動装置の作 業媒体を簡単に制御モータの冷却に利用することができる。

これによって制御モータは比較的高い電力によって制御され、駆動装置全体の動 力学が良好になる。

さらに、請求の範囲第７項に従って回転位置・遅延誤差測定システムをも“オイ ルのなかに”入れることにより、即ち制御モータの収容室と連通している駆動装 置のケーシング室のなかに収容することにより、パツキン及び高精度の加工を必 要とするパツキン面を省略することができるので、駆動装置の構成を極めて簡潔 にすることができる。この場合、上記の測定システムと、制御モータと、漏れオ イル室とを有しているケーシング部分を外部に対して密封しさえすればよく、ケ ーシング内部の対応する収容空間相互をパツキンする必要もない。駆動装置の作 動を制御するために設けられる電子的な制御装置の、制御モータを直接に制御す るために設けられる出力段も、駆動装置の無圧の漏れオイル室に一緒に収納する ことができ、従って簡単に冷却することができる。この場合、回転位置検出装置 及び距離検出装置のセンサ要素を電子的な制御ユニットに接続させている給電線 、制御線、及び信号伝送線は絶縁されており、駆動装置のケーシングから液密に 引き出さねばならないことは言うまでもない。これは技術的に問題ない。

請求の範囲第８項により、位置目標値予設定を監視するために設けられる回転位 置検出装置の特殊な構成が得られる。回転検出装置は、３．６Ｘ１０−２の回転 角度を検出することができる。

駆動装置の遅延誤差ΔＳを検出し、該遅延誤差ΔＳの最大量の少なくとも１／１ ００まで正確に測定する距離検出装置に関しては、請求の範囲第９項にその基本 的な構成が開示され、請求の範囲第１０項に有利な構成が開示されている。

距離検出装置の出力信号を請求の範囲第１１項に従って評価することにより、距 離検出装置のある特定の出力信号レベルに対する追従調節弁の弁操作部材のニュ ートラル位置の関係付けを省略することができ、従って時間を要する位置調整過 程及び校正過程を省略することができる。

次に、本発明の実施例を添付の図面を用いて詳細に説明する。

第１図は　ピストン位置の目標値と調節の遅延誤差とを測定する測定システムを 備えた、本発明による液圧駆動装置の有利な１実施例を示す図、 第２ａ図は　第１図の測定システムの回転位置検出装置の部分詳細図、 第２ｂ図は　第１図の測定システムの参照信号検出装置の部分詳細図、 第２ｃ図は　第１図の測定システムの遅延誤差検出装置の部分詳細図、 である。

第１図に詳細に図示し、全体を符号１０で示した本発明による液圧駆動装置は、 液圧モータ１１と、該液圧モータ１１によって作動位置にもたらされる工具（図 示せず）の位置の目標値を電気的に制御して予設定し、且つ位置実際値を機械的 にアンサーバックする追従調節弁１２と、位置目標値の予設定を制御するための 電子的な制御ユニット１３と、全体を符号１４で示した測定システムとを有して いる。測定システム１４は、工具または駆動ピストン１６の調節された位置目標 値を測定し、且つ粗削り誤差ΔＳを検出して、工具または駆動ピストン１６を、 調節された位置目標値に追従させる。

上記の構成要素１１ないし１４は駆動装置１０の機能にとって重要な構成要素で あり、該駆動装置１０の液圧モータ１１ど、追従調節弁１２と、測定システム１ ４とは、共通のケーシング１７に収納されるコンパクトなユニットとして構成さ れている。追従調節弁１２は、ユニット１１．、］、２．１４の中心軸線１８に 沿って見て、液圧モータ１１と測定システム１４の間に配置されている。

液圧モータ１１は、図示した特殊な実施例では、線形液圧シリンダと１−で構成 されている。この線形液圧シリンダの、ピストン棒１９に固定されているピスト ン１６は、ケーシング１７の、液圧シリンダ１１のケーシング１７′を形成して いる部分の内側で、液圧シリンダ１１の２個の駆動圧力室２１と２２を、圧力が 漏れないように且つ容積可変に互いに仕切っている。簡単に図示した圧力供給装 置２４の、追従調節弁１２によって制御される（高圧Ｐへの二者択一的な接続） 出口２３、または無圧のタンクＴへの接続部２６により、駆動ピストン１６は矢 印２７と２８で示した運動方向へ（前進運動及び後退運動）駆動可能である。

追従調節弁１２は、その機能に従えば４ボート３位置切り換え弁である。そのニ ュートラルな基本位置０は遮断位置であり、この位置では、両駆動圧力室２１と ２２は圧力供給装置のＰ接続部２３に対してもＴ接続部２６に対しても遮断され ている。

追従調節弁１２の、駆動装置１０の前進運動に関係づけられる機能位置工では、 液圧シリンダ１１の図面で左側の駆動圧力室２１が、追従調節弁１２の貫流経路 ２９を介して、圧力供給装置２４のＰ圧力比ロ２３に接続される。−力値の駆動 圧力室２２は、圧力供給装置２４のタンク２６へ通じる別の貫流経路３１を介し て、圧力軽減される。追従調節弁１２がこの機能位置Ｉにあるとき、液圧シリン ダ１１のピストン１６は矢印２７の方向へ、第１図では右側へ移動する。

追従調節弁１２の、後退運動に関係づけられる機能位置■では、第１図で左側の 駆動圧力室２１が、追従調節弁１２の貫流経路３２を介して、圧力供給装置２４ の無圧のタンク接続部２６に連通ずる。一方液圧シリンダ１１の他の圧力駆動室 ２２は、追従調節弁１２の機能位置■で作用する第２の貫流経路３３を介して、 圧力供給装置２４のＰ圧力用ロ２３に接続される。追従調節弁１２がこの機能位 置Ｈにあるときには、液圧シリンダ１１の駆動ピストン１６は矢印２８の方向へ 、第１図では左側へ移動する。

追従調節弁１２は、説明のために第１図では半分図示されスライド弁であること を前提としている。このスライド弁の“ピストン“３４は、４ボート３位置切り 換え弁によって代表される。追従調節弁１２は比例弁として構成される。この比 例弁は、その遮断基本位置Ｏから見て、その弁ピストン３４が左側へ移動するに つれて、即ち液圧モータ１１を前進方向２７へ付勢するために左側へ移動するに つれて、貫流経路２９と３１の横断面を大きくさせ、弁ピストン３４が右側へ移 動すると、即ち液圧モータ１１を後退方向２８へ付勢すると、貫流経路３２と３ ３の横断面を大きくさせる。この場合弁ピストン３４は、駆動ピストン】６の運 動方向とは逆側へ移動する。

以上説明した追従調節弁１２を、液圧モータ１】のピストン１６及び液圧モータ １１によって駆動される工具の運動を制御するために、適宜その種々の機能位置 ０及びＩまたは■で制御することができるように、次のような構成要素が設けら れている。

ケーシング１７の中央部分１７″であって、追従調節弁１２のケーシングを形成 しているブロック状の中央部分１７″の、駆動装置１０の長手軸線１８と同軸の 中心の穴３６内には、中空軸３７が回転可能に且つ軸方向へ移動可能に支持され ている。中空軸３７は、液圧モータ１１側の端部部分に雌ねじ３８を備えている 。この雌ねじ３８を介して中空軸３７は、中央の長尺のねじスピンドル３９に噛 み合う。ねじスピンドル３９は、液圧モータ１１の駆動ピストン１６に固定され ている。中空軸３７は、液圧モータ１１の駆動ピストン１６の位置目標値を予め 設定するため、電動機４１によって駆動可能である。電動機４１への給電は、位 置目標値の予設定のために、電子制御ユニット１３の電気的な出力信号によって 制御される。

電動機４１は、図示した特殊な実施例では、ケーシングに固定される固定子４２ と、軸方向へ往復動可能な回転子４３とを有している。回転子４３の回転軸は、 中空軸３７の一部分によって構成されている。このようにして中空軸３７は回転 し４３と相対回転不能に、且つ移動不能に連結されている。従って電動機４１の 回転子４３は、中空軸３７の、ねじスピンドル３９により軸方向へ貫通されてい る部分４４を介して、ケーシング１７のブロック状の中央部分１７″に回転可能 に支持され、且つ回転子４３を担持している中空軸３７の延設されている部分４ ６によって、ケーシング１７の中間壁４８の中心の穴４７内で回転可能に支持さ れている。中間壁４８は、大体において液圧モータ４１と追従調節弁１２によっ て占められている空間４９を、測定システム１４を受容するために設けられてい るケーシング室５１に対して仕切っている。これらの空間４９と５１は圧力が漏 れないように互いに密閉されておらず、総じて駆動装置１０の漏れ油室を形成し ている。ケーシング１７の、追従調節弁１２を収容している中央の部分１７′′ には、基本形状においてくびき状の弁操作部材５２が軸方向に移動可能に、しか じ回動不能に支持されている。弁操作部材５２は、互いに平行に延びている２個 のくびきアーム５３と５４を有している。くびきアーム５３と５４は、駆動装置 １０の中心の長手軸線１８に平行に延びている案内棒５６であってブロック状の 中心のケーシング部分１７′″の半径方向側方の案内穴５７を貫通している案内 棒５６によって、互いに固定され、それぞれ１個の操作ビン５８または５９を介 して軸方向において弁ピストン３４の互いに対向している側面に係合している。

この場合、操作ビン５８．５９または弁ピストン３４におけるくびきアーム５３ と５４の支持は形状拘束的である。

両くびきアーム５３と５４は、互いに整列し駆動装置１０の中心の長手軸線１８ と同軸の穴６１と６２を有している。穴６１と６２の直径は中空軸３７の外径よ りもわずかに大きく、その結果中空軸３７は、容易な回転のために十分な遊隙を 持って、弁操作部材５２のくびきアーム５３と５４の穴６】と６２を貫通するこ とができる。

弁操作部材５２は、該弁操作部材５２に対する中空軸３７の容易な回転を実現さ せている球軸受６３と６４を介して、中空軸３７の半径方向の連行フランジ６６ と６７の間で軸方向に遊隙なしに支持されている。

駆動装置１０の上記の構成要素の基本的な構成の作用を説明するために、まず、 液圧モータは、追従調節弁１２がその遮断位置０を占める静止位置から矢印２７ の方向へ前進運動を実施するものとする。

このため、電気的な駆動モータ４１は、電子的な制御ユニット１３の出力信号に より、次のような回転方向（駆動モータ４１は二者択一的な回転方向へ駆動可能 である）へ駆動され、即ちこの回転方向とは、回転子４３と中空軸３７とが、当 初静止しているねじスピンドル３９と中空軸３７とのねじ係合により、前進方向 ２７とは逆方向２８へ軸方向へ移動せし、められ、この軸方向への移動が、中空 軸３７と一緒に軸方向へ移動する弁操作部材５２を介して、追従調節弁１２の弁 ビス）・ン３４にも伝えられ、それによって追従調節弁１２が、前進駆動に関係 づけられる機能位置Ｉに達するような回転方向である。その結果、液圧モータ１ １の第１図で左側の駆動圧力室２１が圧力で付勢され、同時に他の駆動圧力室２ ２への圧力付勢が軽減されるので、液圧モータ１１のピストン］６は前進方向２ ７へ移動せしめられる。この移動は、ねじスピンドル３９と中空軸３７の雌ねじ ３８とが形状拘束的に噛み合っているので、中空軸３７及び弁ピストン３４へも 伝えられる。従って弁ピストン３４は、再びその基本位置０の方向へ移動し、即 ち追従調節弁１２の貫流経路２９と３１の有効横断面積を減少させる。

短時間調節の“振動”が続いたあと、定常状態が生じる。

この定常状態では、中空軸３７は次のような回転数で駆動され、即ちねじスピン ドル３９に対する中空軸３７の回転相対運動に対応するような軸方向への移動が 中空軸３７とねじスピンドル３９とに生じ、この軸方向への移動がピストン１６ の前進速度に等しいような回転数で駆動される。この定常状態、即ちピストン１ ６の一定の前進速度に対応する駆動装置１０の作動状態では、駆動ピストン１６ の前進速度の実際値と目標値とは等しく、弁操作部材５２は静止状態にあり、追 従調節弁１２はその機能位置工において次のような時間だけ開弁じ、即ち圧力で 付勢された駆動圧力室２１に流入し１、或いは圧力軽減された駆動圧力室２２か ら流出するオイルの体積流ｄＶ／ｄｔが正確に値Ｆ＊ｄＳ／ｄｔを持つような時 間だけ開弁する。ここでＦは駆動ピストン１６の圧力付勢面積であり、ｄｓ／ｄ ｔは矢印２７の方向における前進速度である。

電動機４１の回転方向へ逆転させて液圧モータ１１を後退させる際の駆動装置１ ０の作用もこれに対応している。この場合１図示した特殊な実施例の場合には、 駆動ピストン］６の有効横断面積が小さくなるにすぎない。

しかしながら、駆動ピストン１６の運動速度の実際値と目標値とが等しくなって いる駆動装置１０の定常状態においては、駆動ピストン１６の位置の瞬間的な目 標値と実際値との間にはずれがある。このずれは、定常状態を維持するために必 要な追従調節弁１２の基本位置Ｏからの偏位ストロークに等しく、調節の遅延誤 差ΔＳに対応している。この遅延誤差ΔＳだけ駆動ピストン１６または工具の位 置の実際値は目標値に遅れている。

測定システム１４（その説明のために第２ａ、２ｂ。

２ｃ図をも参照されたい）は、基本形状においてほぼ回転対称な検知要素６８． ６９．７１を有している。検知要素６８，６９．７１は、第１図に図示した構成 で、互いに間隔を持って相対回転不能に且つ移動不能に、測定システム１４の収 容室５１内へ突出している中空軸３７の端部部分７２上に配置されている。

第１の機械的な検知要素６８は、中心の長手軸線１８に平行に延びている歯７３ を備えた歯車の形状を有している。歯７３は、ケーシングに固定されるセンサ要 素７４と７５のそばを通過する際に、これらのセンサ要素７４と７５にパルス状 の交流電圧出力信号を生じさせる。

即ち、最大レベルと最小レベルの間にある電圧パルスの列を生じさせる。この電 圧パルスのパルス形状は、中空軸３７または電動機４１の回転子４の回転数が所 定の回転数のときサインカーブに極めて類似している。

センサ要素７４と７５としては、既に知られているいわゆるフィールドプレート センサ（Ｆｅｌｄｐｌａｔｌｅｎｆｉｈｌｅ＋）が用いられる。フィールドプレ ートセンサにおいては、出力信号の振幅は機械的な検知要素６８の回転速度に依 存していない。即ちその出力信号の信号レベルは、一定の上部極値及び下部極値 の間で変動する。従って、両センサ要素７４と７５の出力信号はレベルに従って も評価することができる。

両センナ要素７４と７５は、それらの出力信号の間に９０’の位相ずれが生じる ような間隔Δψで配置されている。従って、両センナ要素７４と７５の出力信号 の時間的な経緯及び時間的な変化（時間的な微分商）を継続的に監視することに より、中空軸の回転方向を検出することができる。

センサ出力信号のこの評価は、両センサ要素７４と７５の出力信号が送られる電 子的な制御ユニット１３において公知のアルゴリズムに応じて行われる。

このように歯車状の検知要素６８と、これに付設されているセンサ要素７４と７ ５とは、角度位置測定システムを形成している。この角度位置測定システムでは 、検知要素６８の周囲に等間隔で配分されている歯７３の数量が多ければ多いほ ど、且つ両センナ要素７４と７５の出力信号の振幅の測定精度が高ければ高いほ ど、角度位置の測定精度は高い。このような測定精度により、連続する２個の歯 の角度間隔を１／１００の精度で検出することができる。２個の連続する歯７３ の角度間隔が３゜６″である場合、角度位置測定システム６８，７４．７中空軸 ３７とともに回転する第２の機械的な検知要素６９は、その周囲にたとえばＶ字 状のただ１つのスリット５６、またはとんがった突起７６″を有しているリング フランジ状の要素として構成されている。この検知要素６９に付設されケーシン グに固定配置される電子的なセンサユニット７７のそばをスリット５６または突 起７６″が通過することによりその都度参照パルスが発生する。

電子的なセンサ要素７７（その構成は角度位置測定システム６８．７４．７５の センサ要素７４．７５の構成に対応している）の参照パルスが発生することによ り、いわば参照面がマーキングされる。この参照面には、中空軸３７が１回転す るうちに両センサ要素７４と７５によって検出可能な中空軸３７の角度位置を関 係づけることができる。従って、中空軸３７が一定の回転方向に回転しているど きにセンサ要素７４ど７５、場合によっては７７から放たれる角度位置パルスと 回転数パルスとにより、電子的な制御ユニット１３での適宜な評価によって液圧 モータ１１の駆動ピストン１６のための位置目標値予設定を簡単にコントロール することができる。

歯車状の検知要素６８とリングフランジ状の検知要素６９及びこれらの検知要素 に付設される電子的なセンサ要素７４と７５または７７は次のように配置され、 構成されている。即ち、少なくとも角度位置測定システム６８．７４．７５の両 センナ要素７４と７５の出力信号は、駆動装置１０の作動中に可能な中空軸３７ の軸方向・＼の移動により、従って検知要素６８と６９の軸方向−一の移動によ り影響を受けないように配置され、構成されでいる。これは、両センサ要素７４ と７５の出ノＪ信号がその振幅（信号レベル）に関してできるだｉづ正確に評価 できるようにするためである。

センサ要素７７によって生じる出力１８号の振幅がリングフランジ状の検知要素 ６９の軸方向への変位とともに変化しないこと、少なくとも大きく変位しないこ とは、参照測定システム６９．７７にとって必ずしも強制的に必要であることで はないが、しかし合目的である。これとは異なり、測定システム１４の、第３の 回転する検知要素７１と、同様にケーシングに固定される少なくとも１個の別の 電子的なセンナ要素７８とを有している部分システムは、次のように構成されて いる。即ち、この第３の電子的なセンサ要素７８によって生じる出力信号の出力 信号レベルが検知要素７１または中空軸３７の軸方向への変位によって著しく変 化し、有利には線形的な関係で変化して、これに関する変化から、またはセンサ 要素７８の出力信号の量から、駆動装置１０の作動中に重要な遅延誤差ΔＳを十 分正確に決定することができるように構成されている。

このため、第１図かられかるように遅延誤差測定システム７１．７８の簡単な構 成では、遅延誤差測定システム７１．．７８の機械的な検知要素７１は、円錐形 のフランク７９と８１を備えたリングリブとして構成されている。フランク７９ と８１は、鋭いリングエツジ８２に沿って互いに接触している。リングエツジ８ ２がセンサ要素７８に対して相対的に軸方向へ変位することにより、センサ要素 ７８の出ツノ信号レベルが影響を受ける。

センサ要素７８どしては、角度位置測定システム６８゜７４．７５に対して既に 説明したものと同タイプの要素が設けられる。遅延誤差ΔＳの単位でセンサ要素 ７８の出力信号のレベルを簡単に評価することができるように、追従調節弁１２ の遮断基本位置０と機械的な検知要素７１の位置とを関係づけるのが好ましい。

ここで検知要素７１の位置とは、遅延誤差測定システム７１．７８のセンサ要素 ７８の出力信号が高い極値または低い極値に対応しているような位置である。こ のようにすると、センサ要素７８の出力信号レベルの変化は、一方向または他方 向での遅延誤差ΔＳと一義的に関係する。

これに必要な遅延測定システム７１．７８の位置調整は次のようにして実現する ことができ、即ち検知要素７１が中空軸端部部分７２のねじ８３に係合可能であ り、よって軸方向に移動可能に配置され、図示していない固定ナツトにより固定 可能であることによって実現される。

第１図に図示した、リングエツジ８２の面に関して対称な検知要素７１の構成の 代わりに、例えば第２Ｃ図の上部に図示するように、機械的な検知要素として円 錐形のリング７１′を設けてもよい。これは、センサ要素７８の出力信号レベル ど遅延誤差ΔＳとを一義的に関係づけるためである。第２Ｃ図に図示したように 構成された遅延誤差測定システム７１’、７８の機械的な検知要素７１′では、 遅延誤差ΔＳの単位での同様の校正が次のようにして簡単に可能である。中空軸 ３７または検知要素７１′が変位をしない間に駆動装置をオンにすることにより 、センナ要素７８の出力信号レベルを遅延誤差測定のための参照点として記憶し 、遅延誤差測定のための修正量として考慮する。

これに必要な修正回路または評価回路は、電子回路技術にたずされる専門家であ れば目的を認識して簡単に実現することができ、従ってこれに関する詳細は省略 する二七にする。

遅延誤差の測定精度を高めるため、遅延誤差ΔＳの変化の意味を検出することか できる装置と組み合わせて、第２ｃ図の下部に図示したように、遅延誤差測定シ ステムの範囲内に機械的な検知要素７１′を設けることも有利である。この検知 要素７１“の半径は、遅延誤差の測定のために利用される検知要素７１“の軸方 向の長さＬの範囲内で最小値ｒど最大値Ｒの間で周期的に、有利には、図示した ように線形的に変化する。この場合、遅延誤差の変化の方向を検知する七ンサシ ステムは、センサ要素７８と同タイプの２個のセンナ要素７８′と７８′′によ って簡単に実現可能である。センサ要素７８゛と７８″とは間隔ΔＬを持って配 置され、この間隔ΔＬは、センサ要素７８′と７８″の出力信号が、検知要素７ １“の周期的な構造に対して９０６の位相ずれ、またはその奇数倍の位相ずれを 持つように選定されている。従って、角度位置測定システム６８と同様に、ここ でも遅延誤差ΔＳの絶対値に加えて、遅延誤差ΔＳの変化の方向をも検知要素７ １′”の軸方向の変位から検出することができる。これに関する両センサ要素７ ８′と７８”の配置は、その軸方向の間隔ΔＬが値１／４１を持つような配置で おる。ここで１は、検知要素７１′′の周期構造の周期長さである。遅延誤差測 定システム７１″″、７８″、７８”のこのような構成でも、調整作動及び監視 作動の開始前、または開始と同時に両センサ要素７８゛と７８′°の出力信号の 組合せを記憶させ、以後の測定のための参照量として考慮することにより“校正 ”が可能である。

補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）平成　３年１１月　５ 日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．工作機械の工具ヘッドを供給運動、前進運動、及び後退運動させるための液 圧駆動装置であって、ａ）工具に固定される可動な駆動要素を有している液圧モ ータであって、駆動要素が、工具を運動させるために駆動圧力室の圧力付勢及び 圧力軽減によリ駆動可能である液圧モータと、 ｂ）可動な駆動要素の位置目標値を電子機械的に制御可能に予設定し、且つ駆動 要素の位置実際値を機械的にアンサーバックするための追従調節弁と、を有し、 その際、 ｃ）位置目標値の予設定と位置実際値のアンサーバックのために、ねじスピンド ルと、該ねじスピンドルのねじに噛み合い、中空軸として構成されるスピンドル ナットとが設けられ、このスピンドル・ナットシステムの両要素の一方が、位置 目標値の予設定のために電動機によって駆動可能であり、他の要素が、位置実際 値のアンサーバックのために駆動され、且つ ｄ）電動機の運動制御のために必要な信号が、ＮＣ制御またはＣＮＣ制御用のイ ンターフェイスを備えた電子制御ユニットから発せられる、液圧駆動装置におい て、 ｅ）回転位置・角度位置検知システム（６８，７４，７５，６９，７７）が設け られ、該回転位置及び角度位置検知システム（６８，７４，７５，６９，７７） は、目標値予設定軸（３７）が実施する回転の総数を直接表す量と、目標値予設 定軸（３７）の１回転内での該目標値予設定軸（３７）の方向位置を直接表す量 とに対応する出力を生じさせること、ｆ）電子的な距離検出システム（７１，７ ８；７１′，７８′；７１′′）が設けられ、該距離検出システム（７１，７８ ；７１′，７８′；７１′′）の出力は、目標値予設定軸（３７）の静止位置及 び追従調節弁（１２）の操作部材（５２）の静止位置に関して、目標値予設定軸 （３７）の静止位置に対する軸方向の変位を直接表す量と、工具ヘッドまたは液 圧モータ（１１）の駆動要素（１６）の実際位置がその目標位置に対してずれて いる遅延誤差（ΔＳ）を直接表す量とに対応していること、を特徴とする液圧駆 動装置。 ２．位置目標値予設定を行うために電動機（４１）を制御する電子的な制御・処 理ユニット（１３）が設けられ、該制御・処理ユニット（１３）は、回転位置・ 角度位置検知システム（６８，７４，７５，６９，７７）及び距離検出システム （７１，７８；７１′，７８′；７１′′，７８′′）の出力を入力可能であり 、且つ制御・処理ユニット（１３）は、入力された前記出力を処理することによ り、少なくとも部分的な遅延誤差補正用の修正信号、及び／または遅延誤差（Δ Ｓ）を一定に保持するための修正信号、及び／または遅延誤差（ΔＳ）が調整可 能に予め設定される閾値を越えたときに駆動装置（１０）を遮断させるための修 正信号を生じさせることを特徴とする、請求項１に記載の液圧駆動装置。 ３．回転位置・角度位置検知システム（６８，７４，７５）が、周方向に見て周 期的に波状の輪郭または周期的に歯状の輪郭を備えた回転する検知要素（６８） であり、前記輪郭が少なくとも１個のセンサ要素（７４及び／または７５）のそ ばを通過することにより、目標値予設定軸（３７）の角度位置を表す電圧出力信 号が生じること、 前記検知要素（６８）が、目標値予設定軸（３７）の中心軸線（１８）及び実際 値アンサーバックスビンドル（３９）と同軸になるように目標値予設定軸（３７ ）と相対回転不能に連結され、一方センサ要素（７４及び／または７５）が機械 に固定して配置されていること、 及び／または目標値予設定軸（３７）と相対回転不能に連結される別の検知要素 （６９）が設けられ、該検知要素（６９）の周囲にただ１つの半径方向の突起（ ７６′）または半径方向の凹部（７６）が設けられ、該突起（７６′）または凹 部（７６）が機械に固定して配置される別の電子的なセンサ要素（７７）のそば を通過することにより、目標値予設定軸（３７）によって完全に実施される回転 の回数を表す参照信号が発生可能であることを特徴とする、請求項１または２に 記載の液圧駆動装置。 ４．追従調節弁（１２）の位置目標値予設定軸（３７）の軸方向における偏位を 検知するために設けられている距離測定システム（７１，７８；７１′，７８′ ；７１′′，７８′′）が、目標値予設定軸（３７）と相対回転不能に且つ移動 不能に連結されている検知要素（７１；７１′；７１′′）を有し、機械に固定 して配置され無接触に応答する少なくとも１個の電子的なセンサ要素（７８；７ ８′及び／または７８′′）に対する前記検知要素（７１；７１′；７１′′） の軸方向における変位により、電子的なセンサ要素（７８；７８′及び／または ７８′′）の出力信号が前記偏位に対して特徴的な量だけ変化すること、 位置目標値予設定のために設けられている電動機（４１）の回転子（４３）が目 標値予設定軸（３７）と相対回転不能に且つ移動不能に連結され、該目標値予設 定軸（３７）とともに、ケーシングに固定配置されている電動機（４１）の固定 子（４２）に対して軸方向へ移動可能に配置されていることを特徴とする、請求 項１から３までのいずれか１つに記載の液圧駆動装置。 ５．液圧モータ（１１）の駆動要素（１６）の移動距離に対応している少なくと も１個の長さ部分を備えた位置実際値アンサーバックスビンドル（３９）が、中 空軸として構成された目標値予設定軸（３７）によって取り囲まれていることを 特徴とする、請求項１から４までのいずれか１つに記載の液圧駆動装置。 ６．位置目標値予設定を制御するために設けられている電動機（４１）が、駆動 装置（１０）の漏れオイル室（４９，５１）の中に配置されていることを特徴と する、請求項１から５までのいずれか１つに記載の液圧駆動装置。 ７．回転位置・角度位置測定システム（６８，７４，７５，６９，７７）及び／ または遅延誤差測定システム（７１，７８；７１′，７８；７１′′，７８′， ７８′′）が、駆動装置（１０）の漏れオイル室（４９，５１）の中に配置され ていることを特徴とする、請求項６に記載の液圧駆動装置。 ８．回転位置・角度位置測定システム（６８，７４，７５）が、機械的な検知要 素として歯付き部材（６８）を有し、該歯付き部材（６８）が、その周囲に等間 隔で配分され軸方向に延びている１００個の歯（７３）を備えていること、２個 の電子的なセンサ要素（７４，７５）が設けられ、その方位間隔（Δφ）が、歯 付き部材（６８）の隣接する歯（７３）の角度間隔の四分の一の奇数倍であるこ と、両電子的なセンサ要素（７４，７５）が、公知の構造を有するフィールドプ レートセンサとして構成されていることを特徴とする、請求項１から７までのい ずれか１つに記載の液圧駆動装置。 ９．機械的な検知要素（７１；７１′；７１′′）が、中心の長手軸線（１８） に対して傾斜して延びる少なくとも１個のランプ面（７９及び／または８１）を 有し、検知要素（７１；７１′；７１′′）の軸方向における変位によって生じ るランプ面（７９及び／または８１）とそれぞれのセンサ要素（７８；７８′； ７８′′）との間隔の変化から、それぞれのセンサ要素（７８；７８′；７８′ ′）の出力信号の前記変位に比例した変化が得られることを特徴とする、請求項 １から８までのいずれか１つに記載の液圧駆動装置。 １０．遅延誤差測定システムの機械的な検知要素（７１′′）が、その長さ方向 に見て周期的に変化する直径を有していること、２個の電子的なセンサ要素（７ ８′，７８′′）が設けられ、検知要素（７１′′）の周期長さを１としてとき 、２個の電子的なセンサ要素（７８′，７８′′）は、軸方向において１／４１ の奇数倍の間隔（ΔＬ）で配置されていることを特徴とする、請求項９に記載の 液圧駆動装置。 １１．電子的な制御ユニット（１３）が修正または評価回路を有し、該修正また は評価回路により、回転位置・角度位置測定システム（６８，７４，７５，６９ ，７７）及び／または遅延誤差測定システム（７１，７８；７１′，７８；７８ ′，７８′′）の、追従調節弁（１２）の基本位置で生じる出力を、回転位置・ 角度位置測定または遅延誤差測定のための参照値として考慮可能であることを特 徴とする、請求項１から１０までのいずれか１つに記載の液圧駆動装置。