JPH06200906A - 油圧サーボ系のサーボバルブ制御装置 - Google Patents

油圧サーボ系のサーボバルブ制御装置

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JPH06200906A
JPH06200906A JP34768192A JP34768192A JPH06200906A JP H06200906 A JPH06200906 A JP H06200906A JP 34768192 A JP34768192 A JP 34768192A JP 34768192 A JP34768192 A JP 34768192A JP H06200906 A JPH06200906 A JP H06200906A
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hydraulic
servo system
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Tsutomu Mizuno
勉 水野
Michiaki Andou
途朗 安藤
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Alpha Denshi KK
Amada Co Ltd
Alpha Electronics Corp
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Alpha Denshi KK
Amada Co Ltd
Alpha Electronics Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 オイルハンマ現象を生じることない高速、高
精度の油圧サーボ系を実現すること。 【構成】 油圧サーボ系のサーボバルブ1の動作をフィ
ードバック制御するサーボバルブ制御装置に於いて、ゲ
イン設定信号を入力してこのゲイン設定信号に応じて前
記サーボバルブを含む油圧サーボ系のゲインを可変設定
するゲイン設定手段3を設け、油圧サーボ系に於ける制
御量を入力してこの制御量に応じてゲイン設定信号を発
生し、これをゲイン設定手段3へ出力するゲイン設定信
号発生手段5を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、油圧サーボ系のサーボ
バルブ制御装置に関し、サーボバルブの動作をフィード
バック制御するサーボバルブ制御装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】一般にフィードバック制御方式の油圧サ
ーボ系に於いては、位置決めモジュールが動作指令を受
けると、位置決めモジュールが、スプール開度指令をサ
ーボバルブ制御装置に与え、これに応じてサーボバルブ
制御装置がサーボバルブを駆動することにより、油圧シ
リンダ装置に対する油圧の流量が制御され、油圧シリン
ダ装置に対する油圧の流量制御によりピストンに変位が
生じ、そしてこのピストンの変位量が変位センサにより
検出され、このピストン変位量が位置決めモジュールに
フィードバックされる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述の如きフィードバ
ック制御方式の油圧サーボ系に於いて、例えば、パンチ
プレスに於けるニブリングパターンによるラム駆動のた
めに、油圧シリンダ装置のピストンを、初期位置よりラ
ム下死点位置となる所定の制御目標位置にまで変位さ
せ、その後にピストンを元の初期位置にまで戻す如き往
復動作させる場合、油圧サーボ系のループゲインを大き
くすると、時間遅れ、制御目標値に対する偏差が少なく
なる反面、ピストンが元の初期位置に戻る手前に於ける
偏差が増加し、オイルハンマ現象が生じる。
【0004】本発明は、従来の油圧サーボ系に於ける上
述の如き問題点に着目してなされたものであり、オイル
ハンマ現象を低減させて低振動とすると共に高速、高精
度の油圧サーボ系を実現できるサーボバルブ制御装置を
提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述の如き目的は、本発
明によれば、油圧サーボ系のサーボバルブの動作をフィ
ードバック制御するサーボバルブ制御装置に於いて、ゲ
イン設定信号を入力し、当該ゲイン設定信号に応じて前
記サーボバルブを含む油圧サーボ系のゲインを可変設定
するゲイン設定手段を備えて油圧サーボ系のサーボバル
ブ制御装置によって達成される。しかも、油圧サーボ系
のサーボバルブ制御装置において、油圧サーボ系に於け
る制御量を入力し入力制御量とサーボアンプ内の状態量
に応じてゲイン設定信号を発生してこれをゲイン設定手
段へ出力するゲイン設定信号発生手段を有していること
が望ましいものである。
【0006】
【作用】上述の如き構成によれば、ゲイン設定信号発生
手段が油圧サーボ系に於ける制御量を入力して当該制御
量に応じてゲイン設定信号を発生し、このゲイン設定信
号によりゲイン設定手段が油圧サーボ系の制御量、換言
すれば油圧サーボ系の動作状態に応じて油圧サーボ系の
ゲインを可変設定する。
【0007】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。
【0008】図1は本発明による油圧サーボ系のサーボ
バルブ制御装置の基本的構成を示している。この油圧サ
ーボ系は制御対象としてのサーボバルブ1と、ゲイン設
定手段3と、ゲイン設定信号発生手段5とを有してい
る。
【0009】サーボゲイン設定手段3は、目標値Rと位
置検出器により検出されるサーボバルブ1の開度、即ち
サーボバルブ1の制御量Yとの差による制御偏差Eを与
えられ、入力するゲイン設定信号Ksに応じてゲインK
を設定して操作量信号Uをサーボバルブ1へ出力するよ
うになっている。
【0010】ゲイン設定信号発生手段5は、サーボバル
ブ1の制御量Yを入力し、制御量Yに応じて予め定めら
れた特性に従って変化するゲイン設定信号Ksを発生
し、このゲイン設定信号Ksをサーボゲイン設定手段3
へ出力するようになっている。
【0011】これにより油圧サーボ系のゲインKはサー
ボバルブ1の制御量Yに応じて予め定められた特性に従
って変化する。
【0012】図2および図3は本発明によるサーボバル
ブ制御装置を含む油圧サーボ系をタレットパンチプレス
のラム駆動装置に適用した場合の一実施例を示してい
る。図2に示されている如く、タレットパンチプレス
は、上部タレットディスク11にパンチ13を、下部タ
レットディスク15にダイ17を各々保持している。パ
ンチ13はプレス位置にてラム19に接続されたストラ
イカ21の真下に位置してストライカ21により打圧さ
れるようになっている。
【0013】ラム19は、油圧シリンダ装置23のピス
トンロッド25と接続され、油圧シリンダ装置23によ
り上下方向に往復駆動されるようになっている。油圧シ
リンダ装置23はピストン27の両側に各々シリンダ室
29、31を有する復動式の油圧シリンダ装置であり、
シリンダ室31に油圧を供給されることによりラム19
を上昇駆動するようになっている。
【0014】シリンダ室29、31に対する油圧の供
給、排出はリニアサーボバルブ33により定量的に行わ
れるようになっている。
【0015】リニアサーボバルブ33は、電磁作動式の
リニアサーボバルブであり、リニアドライブマグネット
35に与えられる電流に応じてスプール開度を定量的に
変化するように構成されており、油圧ポンプ37、プレ
ッシャレギュレートバルブ39を含む油圧供給系より油
圧を与えられ、スプール開度に応じてシリンダ室29、
31に供給する油圧の流量を定量的に制御するようにな
っている。
【0016】リニアサーボバルブ33のリニアドライブ
マグネット35に与える電流の制御はサーボバルブ制御
装置41により行われるようになっている。
【0017】図3に示されている如く、サーボバルブ制
御装置41は、スプール開度指令発生部43、スプール
位置アンプ45、電流アンプ47を有している。
【0018】スプール開度指令発生部43はスプール開
度指令信号を発生してスプール開度指令信号を加え合わ
せ点49へ出力し、加え合わせ点49はスプール開度指
令信号とリニアサーボバルブ33に設けられた位置検出
器51により検出されるリニアサーボバルブ33のスプ
ール位置を示す位置フィードバック信号との差による制
御偏差をスプール位置アンプ45へ出力するようになっ
ている。
【0019】スプール位置アンプ45はゲイン可変型の
増幅器であり、入力したゲイン設定信号に応じてゲイン
を設定し、そのゲインをもって制御偏差を増幅して速度
指令信号として加え合わせ点53へ出力するようになっ
ている。
【0020】加え合わせ点53は速度指令信号と位置フ
ィードバック信号を微分する微分器55が出力する速度
フィードバック信号との差よる制御偏差を電流アンプ4
7へ出力するようになっている。
【0021】電流アンプ47は入力する制御偏差を所定
の増幅度をもって増幅してバルブ駆動電流をリニアサー
ボバルブ33のリニアドライブマグネット35へ供給す
るようになっている。
【0022】スプール位置アンプ45が入力するゲイン
設定信号はゲイン選択回路57が出力するようになって
いる。ゲイン選択回路57は、位置検出器51より位置
フィードバック信号を、微分器55より速度フィードバ
ック信号を各々入力し、これらより、油圧シリンダ装置
23のピストン変位を検出し、図4(b)に示されてい
る如く、ラム19の往復駆動に於いてピストン変位が零
点(初期位置)より最大になり、その後に零点近くにま
で戻る領域Aと、その零点近くにまで戻った点よりピス
トン変位が零点に戻るまでの領域Bとを判別し、領域A
に於いてはゲインを比較的大きい値に設定するゲイン設
定信号をスプール位置アンプ45へ出力し、領域Bに於
いてはゲインを比較的小さい値に設定するゲイン設定信
号をスプール位置アンプ45へ出力するように構成され
ている。
【0023】上述の如きによれば、ラム19の往復駆動
に於いて、ピストン変位が零点(初期位置)より最大に
なり、その後に零点近くにまで戻る領域Aに於いては、
ゲイン選択回路57がゲインを比較的大きい値に設定す
るゲイン設定信号をスプール位置アンプ45へ出力し、
これによりこの領域Aに於いては、スプール位置アンプ
45のゲインが比較的大きい値に設定される。このこと
により領域Aに於いては、時間遅れ、制御目標値に対す
る偏差が小さい値になり、速応性と高精度性とが保た
れ、またラム19の高速駆動が可能になる。
【0024】これに対しピストン変位が零点近くにまで
戻った点よりピストン変位が零点に戻るまでの領域Bに
於いては、スプール位置アンプ45のゲインが比較的小
さい値に切り替え設定される。このことにより領域Bに
於いてオイルハンマ現象が発生することが回避される。
【0025】図4(a)は上述の如きゲイン調整下に於
けるリニアサーボバルブ33のスプールの速度変化とス
プール変位を各々示しており、また図4(b)はこの時
の油圧シリンダ装置23のピストン変位特性を示してい
る。
【0026】すなわち、ニブリング加工において、例え
ば1打目、2打目ではゲインを図5にて実線で示すごと
くゲインを大にし、1打目から2打目へ移る間すなわち
クランプされたワークを移動させているとき、ゲインを
点線で示すごとく、小となるように、前記ゲイン選択回
路57で切換えることができる。したがって、ニブリン
グ加工中に低振動となり、振動音を小さくさせることが
できる。
【0027】以上に於ては、本発明を特定の実施例につ
いて詳細に説明したが、本発明は、これに限定されるも
のではなく、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能で
あることは当業者にとって明らかであろう。図1におい
て、ゲイン設定信号発生手段5を2点鎖線で示すごと
く、サーボバルブ1の制御量のフィードバックを取り込
まず、予め外部に設けてもよい。
【0028】
【発明の効果】以上の説明から理解される如く、本発明
によるサーボバルブ制御装置によれば、ゲイン設定信号
発生手段が油圧サーボ系に於ける制御量を入力して当該
制御量に応じてゲイン設定信号を発生し、このゲイン設
定信号によりゲイン設定手段が油圧サーボ系の動作状態
に応じて油圧サーボ系のゲインを可変設定するから、オ
イルハンマ現象の低減が図られ低振動となると共に高
速、高精度の油圧サーボ系が実現されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による油圧サーボ系のサーボバルブ制御
装置の基本的構成を示すブロック線図である。
【図2】本発明によるサーボバルブ制御装置を含む油圧
サーボ系をタレットパンチプレスのラム駆動装置に適用
した場合の一実施例を示す要部の構成図である。
【図3】本発明によるサーボバルブ制御装置を含む油圧
サーボ系をタレットパンチプレスのラム駆動装置に適用
した場合のサーボバルブ制御装置の一実施例を示すブロ
ック線図である。
【図4】(a)は本発明によるサーボバルブ制御装置に
よるゲイン調整下に於けるリニアサーボバルブのスプー
ルの速度変化とスプール変位を各々示し、(b)はこの
時の油圧シリンダ装置のピストン変位特性を示すグラフ
である。
【図5】ニブリング加工における油圧サーボ系に於ける
スプール開度とピストン変位との関係を示すグラフであ
る。
【符号の説明】
1 サーボバルブ 3 ゲイン設定手段 5 ゲイン設定信号発生手段 13 パンチ 17 ダイ 19 ラム 21 ストライカ 23 油圧シリンダ装置 33 リニアサーボバルブ 41 サーボバルブ制御装置 43 スプール開度指令発生部 45 スプール位置アンプ 47 電流アンプ 51 位置検出器 57 ゲイン選択回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 油圧サーボ系のサーボバルブの動作をフ
    ィードバック制御するサーボバルブ制御装置に於いて、
    ゲイン設定信号を入力し当該ゲイン設定信号に応じて前
    記サーボバルブを含む油圧サーボ系のゲインを可変設定
    するゲイン設定手段を備えてなることを特徴とする油圧
    サーボ系のサーボバルブ制御装置。
  2. 【請求項2】 油圧サーボ系に於ける制御量を入力し入
    力制御量とサーボアンプ内の状態量に応じてゲイン設定
    信号を発生してこれをゲイン設定手段へ出力するゲイン
    設定信号発生手段を有していることを特徴とする請求項
    1記載の油圧サーボ系のサーボバルブ制御装置。
JP34768192A 1992-12-28 1992-12-28 油圧サーボ系のサーボバルブ制御装置 Expired - Fee Related JP3265020B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002297243A (ja) * 2001-03-30 2002-10-11 Sumitomo Heavy Ind Ltd スプール型流量制御弁及びその制御装置
JP2013032913A (ja) * 2011-07-07 2013-02-14 Shimadzu Corp 材料試験機

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002297243A (ja) * 2001-03-30 2002-10-11 Sumitomo Heavy Ind Ltd スプール型流量制御弁及びその制御装置
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