JPH0970700A - 油圧プレス装置の圧力制御方法並びにその制御装置 - Google Patents
油圧プレス装置の圧力制御方法並びにその制御装置Info
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- JPH0970700A JPH0970700A JP15432896A JP15432896A JPH0970700A JP H0970700 A JPH0970700 A JP H0970700A JP 15432896 A JP15432896 A JP 15432896A JP 15432896 A JP15432896 A JP 15432896A JP H0970700 A JPH0970700 A JP H0970700A
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Landscapes
- Control Of Presses (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Control Of Fluid Pressure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 油圧シリンダの流量制御及び圧力制御を単一
の制御弁により行うことができる油圧プレス装置におい
て、この制御弁の動作に制限を加えて加圧製品の品質の
向上、安全性の高揚を図らせる。 【構成】 プレスするための油圧シリンダ11の流量制
御及び圧力制御を単一の制御弁1により行わせる油圧プ
レス装置において、油圧シリンダ11の増圧動作時に制
御弁1のスプール位置を制御する電気的指令に対し制限
を与えて、スプールの移動範囲を規制させるようにす
る。この場合の規制が、一つは油圧シリンダ11におけ
るピストンロッドの負荷に対する圧力を減じさせる側へ
の作動を防止するためのものであり、今一つは油圧シリ
ンダ11が過大な出力を発生するのを防止するためのも
のである。
の制御弁により行うことができる油圧プレス装置におい
て、この制御弁の動作に制限を加えて加圧製品の品質の
向上、安全性の高揚を図らせる。 【構成】 プレスするための油圧シリンダ11の流量制
御及び圧力制御を単一の制御弁1により行わせる油圧プ
レス装置において、油圧シリンダ11の増圧動作時に制
御弁1のスプール位置を制御する電気的指令に対し制限
を与えて、スプールの移動範囲を規制させるようにす
る。この場合の規制が、一つは油圧シリンダ11におけ
るピストンロッドの負荷に対する圧力を減じさせる側へ
の作動を防止するためのものであり、今一つは油圧シリ
ンダ11が過大な出力を発生するのを防止するためのも
のである。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高圧鋳造機、ダイ
カストマシン、射出成形装置、プレス機械、粉末成形装
置等の機械装置、特にプレスに用いる油圧シリンダの流
量制御、圧力制御を単一の制御弁によって行わせるよう
にした油圧プレス装置に関し、詳細には油圧プレス装置
の圧力制御時の制御方法並びにその制御装置に関する。
カストマシン、射出成形装置、プレス機械、粉末成形装
置等の機械装置、特にプレスに用いる油圧シリンダの流
量制御、圧力制御を単一の制御弁によって行わせるよう
にした油圧プレス装置に関し、詳細には油圧プレス装置
の圧力制御時の制御方法並びにその制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の機械装置における高圧鋳造機に
関する典型的な先行技術として、例えば特開平 4− 134
65号公報が挙げられる。この先行技術から明らかなよう
に、従来の高圧鋳造機は射出動作においては流量制御弁
を働かせ、一方、増圧動作においては圧力制御弁を働か
せていた。しかしこのような制御方法では、2個の制御
弁を用いているために、部品点数が多くコスト高になる
とともに、制御対象が2系統に亘るため制御手段も繁雑
になり、さらに、流量制御から増圧制御への切替えが円
滑に移行できなくてサージ圧を発生したり、動作の時間
遅れが大きくなる等の問題があった。このようなことか
ら、上記問題点の改善を図るべく本出願人は、流量制
御、圧力制御を単一の制御弁で行えるようにした制御方
法並びに装置について特願平 5− 88689号、特願平 6−
161380号、特願平 6−275152号によってさきに提案して
きた。
関する典型的な先行技術として、例えば特開平 4− 134
65号公報が挙げられる。この先行技術から明らかなよう
に、従来の高圧鋳造機は射出動作においては流量制御弁
を働かせ、一方、増圧動作においては圧力制御弁を働か
せていた。しかしこのような制御方法では、2個の制御
弁を用いているために、部品点数が多くコスト高になる
とともに、制御対象が2系統に亘るため制御手段も繁雑
になり、さらに、流量制御から増圧制御への切替えが円
滑に移行できなくてサージ圧を発生したり、動作の時間
遅れが大きくなる等の問題があった。このようなことか
ら、上記問題点の改善を図るべく本出願人は、流量制
御、圧力制御を単一の制御弁で行えるようにした制御方
法並びに装置について特願平 5− 88689号、特願平 6−
161380号、特願平 6−275152号によってさきに提案して
きた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の各提
案発明において使用される流体圧制御弁、即ち流量制
御、圧力制御を単一の弁構造で行わせる制御弁について
は、その開度特性(開口面積線図)は図7に示されるよ
うなものである。図7を参照して、この制御弁は圧力制
御に際しては、主としてポジション(b) 及びその近辺を
用いるようにし、流量制御の際には、シリンダ伸長側ポ
ジション (c)〜(e) あるいはシリンダ縮小側ポジション
(f)〜(g) のいずれも大きな開度の範囲までを用いるよ
うにしたものである。
案発明において使用される流体圧制御弁、即ち流量制
御、圧力制御を単一の弁構造で行わせる制御弁について
は、その開度特性(開口面積線図)は図7に示されるよ
うなものである。図7を参照して、この制御弁は圧力制
御に際しては、主としてポジション(b) 及びその近辺を
用いるようにし、流量制御の際には、シリンダ伸長側ポ
ジション (c)〜(e) あるいはシリンダ縮小側ポジション
(f)〜(g) のいずれも大きな開度の範囲までを用いるよ
うにしたものである。
【0004】このような開度特性を有することが原因
で、例えば目標圧力が実際の圧力よりもかなり低いよう
な場合には、圧力を急激に下げさせようとするためのフ
ィードバック制御が掛かって、弁のスプールは圧力制御
のポジション(b) の近辺を外れてシリンダ縮小側ポジシ
ョン (f)〜(g) の大きな開度の位置まで移動することが
起こる。そしてこの動作によって圧力は素早く低下する
が、弁の動作遅れがあることが原因で、圧力が低下した
後にも即座に圧力制御のポジション(b) の近辺の小さな
開度のポジションの範囲まで戻れなくなることがある。
そのために、油圧シリンダとしての射出シリンダが瞬間
的に縮小して金型キャビティが拡張する結果、金型内の
溶湯は負圧になり、引け巣を生じてしまって製品の強度
の低下をもたらすおそれが考えられる。
で、例えば目標圧力が実際の圧力よりもかなり低いよう
な場合には、圧力を急激に下げさせようとするためのフ
ィードバック制御が掛かって、弁のスプールは圧力制御
のポジション(b) の近辺を外れてシリンダ縮小側ポジシ
ョン (f)〜(g) の大きな開度の位置まで移動することが
起こる。そしてこの動作によって圧力は素早く低下する
が、弁の動作遅れがあることが原因で、圧力が低下した
後にも即座に圧力制御のポジション(b) の近辺の小さな
開度のポジションの範囲まで戻れなくなることがある。
そのために、油圧シリンダとしての射出シリンダが瞬間
的に縮小して金型キャビティが拡張する結果、金型内の
溶湯は負圧になり、引け巣を生じてしまって製品の強度
の低下をもたらすおそれが考えられる。
【0005】また逆に、目標圧力が実際の圧力よりも高
い場合には、圧力を急激に上げる目的でフィードバック
が掛かって、スプールは伸長側ポジション (c)〜(e) の
大きな開度の範囲まで移動する。この動作によって圧力
は上昇するが、弁の動作遅れがあることが原因となっ
て、圧力が上昇した後にも即座に圧力制御のポジション
(b) の近辺の小さな開度のポジションの範囲まで戻るこ
とができなくなる。そのため、シリンダヘッド側の圧力
が過剰に上昇する。つまり、シリンダのスリーブを介し
て押し込まれている金型内の溶湯の圧力が過剰に上昇
し、最悪の場合、金型の型締め力を超える圧力となり、
溶湯が金型外へ吹き出して製品の品質を損なわせるおそ
れがある。
い場合には、圧力を急激に上げる目的でフィードバック
が掛かって、スプールは伸長側ポジション (c)〜(e) の
大きな開度の範囲まで移動する。この動作によって圧力
は上昇するが、弁の動作遅れがあることが原因となっ
て、圧力が上昇した後にも即座に圧力制御のポジション
(b) の近辺の小さな開度のポジションの範囲まで戻るこ
とができなくなる。そのため、シリンダヘッド側の圧力
が過剰に上昇する。つまり、シリンダのスリーブを介し
て押し込まれている金型内の溶湯の圧力が過剰に上昇
し、最悪の場合、金型の型締め力を超える圧力となり、
溶湯が金型外へ吹き出して製品の品質を損なわせるおそ
れがある。
【0006】本発明は、このような問題点の解消を図る
ために成されたものであり、本発明の目的は、プレスす
るための油圧シリンダの流量制御及び圧力制御を該シリ
ンダの油圧系に設けられる単一の制御弁により行うこと
ができる高圧鋳造機等の油圧プレス装置において、この
油圧プレス装置が有する装置上、制御上での長所を活か
しながら、製品の加圧処理の際に制御弁の動作遅れに起
因する擾乱が発生するのを未然に防止することによる製
品の強度保持、品質の向上、並びに安全性の高揚を図る
ことにある。
ために成されたものであり、本発明の目的は、プレスす
るための油圧シリンダの流量制御及び圧力制御を該シリ
ンダの油圧系に設けられる単一の制御弁により行うこと
ができる高圧鋳造機等の油圧プレス装置において、この
油圧プレス装置が有する装置上、制御上での長所を活か
しながら、製品の加圧処理の際に制御弁の動作遅れに起
因する擾乱が発生するのを未然に防止することによる製
品の強度保持、品質の向上、並びに安全性の高揚を図る
ことにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため以下に述べる構成としたものである。即
ち、本発明は、プレスするための油圧シリンダの流量制
御及び圧力制御を該シリンダの油圧系に設けられる単一
の制御弁により行わせる油圧プレス装置において、油圧
シリンダの増圧動作時に前記制御弁のスプール位置を制
御する電気的指令に対し制限を与えて、スプールの移動
範囲を規制することを特徴とする油圧プレス装置の圧力
制御方法である。
達成するため以下に述べる構成としたものである。即
ち、本発明は、プレスするための油圧シリンダの流量制
御及び圧力制御を該シリンダの油圧系に設けられる単一
の制御弁により行わせる油圧プレス装置において、油圧
シリンダの増圧動作時に前記制御弁のスプール位置を制
御する電気的指令に対し制限を与えて、スプールの移動
範囲を規制することを特徴とする油圧プレス装置の圧力
制御方法である。
【0008】本発明はまた、前記圧力制御方法におい
て、電気的指令に対し与える上記制限が、油圧シリンダ
におけるピストンロッドの負荷に対する圧力を減じさせ
る側への作動を防止するためのものである油圧プレス装
置の圧力制御方法であり、また、電気的指令に対し与え
る上記制限が、油圧シリンダの過剰な出力が発生するの
を防止するためのものである油圧プレス装置の圧力制御
方法である。
て、電気的指令に対し与える上記制限が、油圧シリンダ
におけるピストンロッドの負荷に対する圧力を減じさせ
る側への作動を防止するためのものである油圧プレス装
置の圧力制御方法であり、また、電気的指令に対し与え
る上記制限が、油圧シリンダの過剰な出力が発生するの
を防止するためのものである油圧プレス装置の圧力制御
方法である。
【0009】本発明はまた、前記圧力制御方法におい
て、油圧シリンダの増圧動作時に前記制御弁を制御する
に際し、目標値と実測値の圧力偏差の積分値をフィード
バックして油圧シリンダの圧力室内あるいは油圧配管内
の圧力を制御するフィードバック制御手法を含み、制御
弁のスプール位置を制御する電気的指令を決める演算過
程において、この電気的指令に与える前記制限から圧力
偏差の積分値を含むフィードバックの値が外れた場合に
は、この圧力偏差の積分値を領域外に外れる以前の値に
保持したままフィードバック制御する油圧プレス装置の
圧力制御方法である。
て、油圧シリンダの増圧動作時に前記制御弁を制御する
に際し、目標値と実測値の圧力偏差の積分値をフィード
バックして油圧シリンダの圧力室内あるいは油圧配管内
の圧力を制御するフィードバック制御手法を含み、制御
弁のスプール位置を制御する電気的指令を決める演算過
程において、この電気的指令に与える前記制限から圧力
偏差の積分値を含むフィードバックの値が外れた場合に
は、この圧力偏差の積分値を領域外に外れる以前の値に
保持したままフィードバック制御する油圧プレス装置の
圧力制御方法である。
【0010】本発明はまた、前記圧力制御方法におい
て、最終点での目標値が0kgf/cm2 である圧力制御を行
う場合に、圧力制御の最終点での実質的な目標値を圧力
検出器のオフセット量に見合った適当に低い値に自動あ
るいは手動により設定し直すようにする油圧プレス装置
の圧力制御方法である。
て、最終点での目標値が0kgf/cm2 である圧力制御を行
う場合に、圧力制御の最終点での実質的な目標値を圧力
検出器のオフセット量に見合った適当に低い値に自動あ
るいは手動により設定し直すようにする油圧プレス装置
の圧力制御方法である。
【0011】本発明はまた、プレスするための油圧シリ
ンダの流量制御及び圧力制御を該シリンダの油圧系に設
けられる単一の制御弁により行わせる油圧プレス装置に
おいて、油圧シリンダの増圧動作時に前記制御弁のスプ
ール位置を制御する電気的指令に対しその値が設定した
領域から外れないように制限を与えてスプールの移動範
囲を規制する指令制御手段が、前記制御弁の電気制御系
に設けられてなることを特徴とする油圧プレス装置の圧
力制御装置である。
ンダの流量制御及び圧力制御を該シリンダの油圧系に設
けられる単一の制御弁により行わせる油圧プレス装置に
おいて、油圧シリンダの増圧動作時に前記制御弁のスプ
ール位置を制御する電気的指令に対しその値が設定した
領域から外れないように制限を与えてスプールの移動範
囲を規制する指令制御手段が、前記制御弁の電気制御系
に設けられてなることを特徴とする油圧プレス装置の圧
力制御装置である。
【0012】本発明はまた、前記圧力制御装置におい
て、前記指令制御手段が、油圧シリンダにおけるピスト
ンロッドの負荷に対する圧力を減じさせる側への作動を
防止するためのものである油圧プレス装置の圧力制御装
置であり、また、前記指令制御手段が、射出シリンダの
過剰な出力が発生するのを防止するためのものである油
圧プレス装置の圧力制御装置である。
て、前記指令制御手段が、油圧シリンダにおけるピスト
ンロッドの負荷に対する圧力を減じさせる側への作動を
防止するためのものである油圧プレス装置の圧力制御装
置であり、また、前記指令制御手段が、射出シリンダの
過剰な出力が発生するのを防止するためのものである油
圧プレス装置の圧力制御装置である。
【0013】本発明はまた、前記圧力制御装置におい
て、油圧シリンダの増圧動作時に前記制御弁を制御する
に際し、目標値と実測値の圧力偏差の積分値をフィード
バックして油圧シリンダの圧力室内あるいは油圧配管内
の圧力を制御するフィードバック制御手段と、制御弁の
スプール位置を制御する電気的指令を決める演算過程に
おいて、この電気的指令に与える前記制限から圧力偏差
の積分値を含むフィードバックの値が外れた場合には、
この圧力偏差の積分値を領域外に外れる以前の値に保持
したままフィードバック制御する指令制御手段とが、前
記制御弁の電気制御系に設けられている油圧プレス装置
の圧力制御装置である。
て、油圧シリンダの増圧動作時に前記制御弁を制御する
に際し、目標値と実測値の圧力偏差の積分値をフィード
バックして油圧シリンダの圧力室内あるいは油圧配管内
の圧力を制御するフィードバック制御手段と、制御弁の
スプール位置を制御する電気的指令を決める演算過程に
おいて、この電気的指令に与える前記制限から圧力偏差
の積分値を含むフィードバックの値が外れた場合には、
この圧力偏差の積分値を領域外に外れる以前の値に保持
したままフィードバック制御する指令制御手段とが、前
記制御弁の電気制御系に設けられている油圧プレス装置
の圧力制御装置である。
【0014】本発明はまた、前記圧力制御装置におい
て、最終点での目標値が0kgf/cm2 である圧力制御を行
う場合に、圧力制御の最終点での実質的な目標値を圧力
検出器のオフセット量に見合った適当に低い値に自動あ
るいは手動により設定し直す設定制御手段が、前記制御
弁の電気制御系に設けられている油圧プレス装置の圧力
制御装置である。
て、最終点での目標値が0kgf/cm2 である圧力制御を行
う場合に、圧力制御の最終点での実質的な目標値を圧力
検出器のオフセット量に見合った適当に低い値に自動あ
るいは手動により設定し直す設定制御手段が、前記制御
弁の電気制御系に設けられている油圧プレス装置の圧力
制御装置である。
【0015】
【発明の実施の形態】上記各手段を特徴として備える本
発明によれば、プレスするための油圧シリンダ、例えば
射出シリンダの増圧動作時に前記制御弁のスプール位置
を制御する電気的指令に対し制限を与えて、スプールの
移動範囲を規制することによって、射出シリンダの負荷
である金型内が負圧になることによる製品の引け巣の発
生が防止され、また、逆に溶湯の圧力過上昇に起因する
溶湯の吹き出しの発生が防止される。例えば図3及び図
4を参照して、図4上で射出シリンダ11を制御する油
圧制御弁1のシリンダ伸長側ポジション (c)〜(e) の範
囲まであるいはシリンダ縮小側ポジション (f)〜(g) の
範囲まで大きく移動しないように、増圧動作時のスプー
ルの位置を圧力制御のポジション(b) の近辺の範囲ある
いはシリンダ伸長側及び縮小側での小さな開度の範囲に
ストロークを規制するために、出力電圧を一定の範囲に
制限する。
発明によれば、プレスするための油圧シリンダ、例えば
射出シリンダの増圧動作時に前記制御弁のスプール位置
を制御する電気的指令に対し制限を与えて、スプールの
移動範囲を規制することによって、射出シリンダの負荷
である金型内が負圧になることによる製品の引け巣の発
生が防止され、また、逆に溶湯の圧力過上昇に起因する
溶湯の吹き出しの発生が防止される。例えば図3及び図
4を参照して、図4上で射出シリンダ11を制御する油
圧制御弁1のシリンダ伸長側ポジション (c)〜(e) の範
囲まであるいはシリンダ縮小側ポジション (f)〜(g) の
範囲まで大きく移動しないように、増圧動作時のスプー
ルの位置を圧力制御のポジション(b) の近辺の範囲ある
いはシリンダ伸長側及び縮小側での小さな開度の範囲に
ストロークを規制するために、出力電圧を一定の範囲に
制限する。
【0016】そこで、仮にスプールストローク [mm] と
指令電圧 [V]が1:1に対応し、油圧制御弁1の動作遅
れが有ったとしても射出シリンダ11が縮小したり、過
剰な出力を発生したりしないための指令電圧の範囲が−
3〜1V の値であるとすると、−3V 未満の指令がフィ
ードバックされた場合は−3V を出力し、1V 超過の指
令がフィードバックされた場合は1V を出力し、−3V
以上、1V 以下の指令がフィードバックされた場合は指
令通りの電圧を出力するようにプログラミングする。こ
れは、例えば図7において射出シリンダ11が縮小しな
い範囲はP→B間が開き始めるまでの範囲(図上の
(h)位置まで)、過剰な出力が発生しない範囲は、B
→D間,P→A間の開度が急に大きくなり始める点(図
上の(d)位置)までの範囲である。
指令電圧 [V]が1:1に対応し、油圧制御弁1の動作遅
れが有ったとしても射出シリンダ11が縮小したり、過
剰な出力を発生したりしないための指令電圧の範囲が−
3〜1V の値であるとすると、−3V 未満の指令がフィ
ードバックされた場合は−3V を出力し、1V 超過の指
令がフィードバックされた場合は1V を出力し、−3V
以上、1V 以下の指令がフィードバックされた場合は指
令通りの電圧を出力するようにプログラミングする。こ
れは、例えば図7において射出シリンダ11が縮小しな
い範囲はP→B間が開き始めるまでの範囲(図上の
(h)位置まで)、過剰な出力が発生しない範囲は、B
→D間,P→A間の開度が急に大きくなり始める点(図
上の(d)位置)までの範囲である。
【0017】このようにすることによって、増圧制御時
にはフィードバックされた指令が射出シリンダを縮小さ
せる(金型キャビティを拡げる)ような指令であったと
しても、スプールがある範囲以上は移動しないように電
気指令をコントロールしているために、射出シリンダ1
1が縮小することを防ぎ、その結果、製品に引け巣が生
じなくなる。
にはフィードバックされた指令が射出シリンダを縮小さ
せる(金型キャビティを拡げる)ような指令であったと
しても、スプールがある範囲以上は移動しないように電
気指令をコントロールしているために、射出シリンダ1
1が縮小することを防ぎ、その結果、製品に引け巣が生
じなくなる。
【0018】またこのようにすることによって、増圧制
御時にはフィードバックされた指令が射出シリンダ11
で過剰な出力を発生させるような指令であったとして
も、スプールがある範囲以上は移動しないように電気指
令をコントロールしているために、射出シリンダ11が
過剰な出力を発生することを防ぎ、その結果、金型内の
圧力が過大に上昇して溶湯が金型外へ吹き出すことがな
くなる。
御時にはフィードバックされた指令が射出シリンダ11
で過剰な出力を発生させるような指令であったとして
も、スプールがある範囲以上は移動しないように電気指
令をコントロールしているために、射出シリンダ11が
過剰な出力を発生することを防ぎ、その結果、金型内の
圧力が過大に上昇して溶湯が金型外へ吹き出すことがな
くなる。
【0019】以上述べるとおりの構成を有し、作用を成
す本発明方法を適用することによって、前掲の課題とさ
れる問題は基本的には解決されるものであるが、増圧制
御時における油圧制御弁1のフィードバック制御に、従
来から広く行われるI(積分)制御方法が含まれている
条件の下では、請求項1乃至請求項3並びに請求項6乃
至請求項8に記載される電気的制限を加えることによっ
て、以下に示されるような問題が生じることがある。
す本発明方法を適用することによって、前掲の課題とさ
れる問題は基本的には解決されるものであるが、増圧制
御時における油圧制御弁1のフィードバック制御に、従
来から広く行われるI(積分)制御方法が含まれている
条件の下では、請求項1乃至請求項3並びに請求項6乃
至請求項8に記載される電気的制限を加えることによっ
て、以下に示されるような問題が生じることがある。
【0020】I(積分)制御は、下式(A)のような関
係により、理想的には目標値と実測値の偏差の累積値を
フィードバック制御することで、目標値と実測値の定常
偏差を0にする働きがある。
係により、理想的には目標値と実測値の偏差の累積値を
フィードバック制御することで、目標値と実測値の定常
偏差を0にする働きがある。
【0021】 V(t)=KI×SumI(t)+α =KI×(SumI(t−dt)+e(t))+α ……(A) ここで、V(t) :時間tにおける電気的指令 e(t) :時間tにおける目標圧力と圧力検出器
で検出した実測圧力との偏差 SumI(t) :時間tにおける偏差の積分値 KI :偏差の積分値にかかる係数 dt :時間刻み(アナログ制御ではdt→
0) α :他の制御手法を同時に行う場合の電気
的指令の変化分(例えばP(比例)制御)
で検出した実測圧力との偏差 SumI(t) :時間tにおける偏差の積分値 KI :偏差の積分値にかかる係数 dt :時間刻み(アナログ制御ではdt→
0) α :他の制御手法を同時に行う場合の電気
的指令の変化分(例えばP(比例)制御)
【0022】例えば図9に示すように、第1の圧力P1
から第2の圧力P2 まで一定時間Tの間に変化させるよ
うな設定目標に対してI(積分)制御を用いた場合、油
圧制御弁1の始動時の動作遅れがあるために実測値が目
標値を上回る時間Ta まで偏差の積分値SumI(t)は
増加し続ける。
から第2の圧力P2 まで一定時間Tの間に変化させるよ
うな設定目標に対してI(積分)制御を用いた場合、油
圧制御弁1の始動時の動作遅れがあるために実測値が目
標値を上回る時間Ta まで偏差の積分値SumI(t)は
増加し続ける。
【0023】ここで、偏差積分値SumI(t)が増加し
電気的指令V(t)(=KI×SumI(t)+α)が上
記電気的制御範囲の最大値Vmax を超えて、スプロール
ストロークが制限範囲の最大値に制限されていようと
も、SumI(t)は徒に増加し続ける。SumI(t)は
単調に増加し続け、実測値が目標値を上回ってe(t)
<0となる時点Ta では、KI×SumI(t)は最大値
Vmax をΔVだけ超えている。Ta の時点でSumI
(t)は最大値になり、以降、 SumI(t)=SumI(t−dt)+e(t) の計算にしたがい、SumI(t)は減少していく。
電気的指令V(t)(=KI×SumI(t)+α)が上
記電気的制御範囲の最大値Vmax を超えて、スプロール
ストロークが制限範囲の最大値に制限されていようと
も、SumI(t)は徒に増加し続ける。SumI(t)は
単調に増加し続け、実測値が目標値を上回ってe(t)
<0となる時点Ta では、KI×SumI(t)は最大値
Vmax をΔVだけ超えている。Ta の時点でSumI
(t)は最大値になり、以降、 SumI(t)=SumI(t−dt)+e(t) の計算にしたがい、SumI(t)は減少していく。
【0024】KI×SumI(t)<Vmax の範囲に入り
(図9の斜線が施された範囲)、電気的指令V(t)が
減少し始めるまでにはΔT(=Tb −Ta )の時間を要
する。この間、出力V(t)は圧力を下げるように減少
しなければならない筈であるのに、SumI(t)が減少
するのに時間を要するために、出力V(t)は徒に電圧
Vmax をΔTの間出力し続ける。その結果、圧力は大き
くオーバーシュートし、意図した以上に過大な圧力が発
生することになり、機械に過剰な力が加わり機械の寿命
を大きく損なうことになる。また、オーバーシュートが
大きいと圧力が整定する迄に時間がかかり、安定した運
転ができなくなる。
(図9の斜線が施された範囲)、電気的指令V(t)が
減少し始めるまでにはΔT(=Tb −Ta )の時間を要
する。この間、出力V(t)は圧力を下げるように減少
しなければならない筈であるのに、SumI(t)が減少
するのに時間を要するために、出力V(t)は徒に電圧
Vmax をΔTの間出力し続ける。その結果、圧力は大き
くオーバーシュートし、意図した以上に過大な圧力が発
生することになり、機械に過剰な力が加わり機械の寿命
を大きく損なうことになる。また、オーバーシュートが
大きいと圧力が整定する迄に時間がかかり、安定した運
転ができなくなる。
【0025】そこで、このような問題を解決するため
に、本発明は、油圧制御弁1のスプール位置を制御する
電気的指令を決定する処理過程において、前記電気的指
令が上記電気的制限範囲を外れた場合には、圧力偏差の
積分値を領域外に外れる以前の値に保持したままフィー
ドバック制御するようにしたのである。
に、本発明は、油圧制御弁1のスプール位置を制御する
電気的指令を決定する処理過程において、前記電気的指
令が上記電気的制限範囲を外れた場合には、圧力偏差の
積分値を領域外に外れる以前の値に保持したままフィー
ドバック制御するようにしたのである。
【0026】このような制御方法を用いることによっ
て、出力V(t)が増加しようとも圧力の変化に影響の
ない範囲で、徒に積分値SumI(t)だけが増加するこ
とはなく、積分値SumI(t)を必要最小な値に抑える
ことができる。そのため、図10に示されるように、偏
差e(t)<0になった時点Ta で、電気的指令V
(t)が減少し始めオーバーシュートを小さくする効果
が奏される。
て、出力V(t)が増加しようとも圧力の変化に影響の
ない範囲で、徒に積分値SumI(t)だけが増加するこ
とはなく、積分値SumI(t)を必要最小な値に抑える
ことができる。そのため、図10に示されるように、偏
差e(t)<0になった時点Ta で、電気的指令V
(t)が減少し始めオーバーシュートを小さくする効果
が奏される。
【0027】このようにオーバーシュートが小さくなる
ために、過剰な圧力が発生することを防止でき、機械装
置への負担を軽減できる。また、高圧鋳造機等の場合に
は、金型の型締め力を超える圧力が溶湯にかかり金型が
開いて溶湯が金型外に噴き出すといった危険を防ぐこと
が可能である。さらに、オーバーシュートが小さくなる
ことから整定時間が短くなり、安定した運転が可能にな
り、製品の品質向上につながる。
ために、過剰な圧力が発生することを防止でき、機械装
置への負担を軽減できる。また、高圧鋳造機等の場合に
は、金型の型締め力を超える圧力が溶湯にかかり金型が
開いて溶湯が金型外に噴き出すといった危険を防ぐこと
が可能である。さらに、オーバーシュートが小さくなる
ことから整定時間が短くなり、安定した運転が可能にな
り、製品の品質向上につながる。
【0028】ところで、油圧シリンダの押圧力によって
ゴム型を圧縮し、磁性体などの粉末を疑似等方加圧して
プレス成形する機械装置に関する先行技術が特開平 4−
363010号公報によって公知であり、この先行技術もまた
上記高圧鋳造機の制御手段と同じように、油圧シリンダ
の流量制御及び圧力制御を単一の制御弁によって行うも
のであり、従って、このような従来装置によっても本発
明に類似する解決手段が利用できることは一応予想し得
るものである。しかし、このような装置においては、得
られる製品が粉末体を押し固めたような脆弱な成型品で
あるために、割れを防ぐ目的で押圧力を急激な圧力変化
が起こらないように0 kgf/cm2まで滑らかに下げて行く
必要に迫られる。
ゴム型を圧縮し、磁性体などの粉末を疑似等方加圧して
プレス成形する機械装置に関する先行技術が特開平 4−
363010号公報によって公知であり、この先行技術もまた
上記高圧鋳造機の制御手段と同じように、油圧シリンダ
の流量制御及び圧力制御を単一の制御弁によって行うも
のであり、従って、このような従来装置によっても本発
明に類似する解決手段が利用できることは一応予想し得
るものである。しかし、このような装置においては、得
られる製品が粉末体を押し固めたような脆弱な成型品で
あるために、割れを防ぐ目的で押圧力を急激な圧力変化
が起こらないように0 kgf/cm2まで滑らかに下げて行く
必要に迫られる。
【0029】しかし、押圧力制御する際、油圧シリンダ
の圧力を検出するために用いる圧力検出器は一般に温度
ドリフトその他のオフセット値を持っており、圧力検出
器の示す圧力値が0 kgf/cm2であったとしても、真の圧
力値は0 kgf/cm2でない場合がある。圧力検出器の示す
圧力値が真の圧力値よりも小さい場合に、圧力制御の最
終目標値を0 kgf/cm2と設定したとすると、圧力制御手
段によって制御される圧力は圧力検出器の示す0 kgf/c
m2である。しかし、このときの真の圧力は0 kgf/cm2よ
りもオフセット値だけ高い圧力になってしまう(図11
参照)。
の圧力を検出するために用いる圧力検出器は一般に温度
ドリフトその他のオフセット値を持っており、圧力検出
器の示す圧力値が0 kgf/cm2であったとしても、真の圧
力値は0 kgf/cm2でない場合がある。圧力検出器の示す
圧力値が真の圧力値よりも小さい場合に、圧力制御の最
終目標値を0 kgf/cm2と設定したとすると、圧力制御手
段によって制御される圧力は圧力検出器の示す0 kgf/c
m2である。しかし、このときの真の圧力は0 kgf/cm2よ
りもオフセット値だけ高い圧力になってしまう(図11
参照)。
【0030】圧力制御動作が終了して油圧シリンダの縮
小動作に入ると、油圧シリンダは圧力検出器の示す圧力
とは無関係に縮小するため、縮小するにつれて真の圧力
は0kgf/cm2になる。このときの縮小速度はサイクルタ
イムに効いてくるため、できるだけ速い速度に設定す
る。そのため、0 kgf/cm2よりもオフセット量だけ高い
圧力値から真の圧力値の0 kgf/cm2への圧力変化は急激
な圧力変化となり、ゴム型全体にそれまでかかっていた
力が急になくなるため成型品の形によっては非対象な力
が瞬間的にかかって割れの原因となるのである。
小動作に入ると、油圧シリンダは圧力検出器の示す圧力
とは無関係に縮小するため、縮小するにつれて真の圧力
は0kgf/cm2になる。このときの縮小速度はサイクルタ
イムに効いてくるため、できるだけ速い速度に設定す
る。そのため、0 kgf/cm2よりもオフセット量だけ高い
圧力値から真の圧力値の0 kgf/cm2への圧力変化は急激
な圧力変化となり、ゴム型全体にそれまでかかっていた
力が急になくなるため成型品の形によっては非対象な力
が瞬間的にかかって割れの原因となるのである。
【0031】このような問題を解決するためとして本発
明は、圧力制御の最終点での目標値が0kgf/cm2 である
圧力制御を行う場合に、圧力制御の最終点での実質的な
目標値を圧力検出器のオフセット量に見合った適当に低
い値に自動あるいは手動により設定し直すようにしてい
る。このときのオフセット値は、圧力検出器の温度ドリ
フトの最大値に誤差分の余裕を見込んで決定する。
明は、圧力制御の最終点での目標値が0kgf/cm2 である
圧力制御を行う場合に、圧力制御の最終点での実質的な
目標値を圧力検出器のオフセット量に見合った適当に低
い値に自動あるいは手動により設定し直すようにしてい
る。このときのオフセット値は、圧力検出器の温度ドリ
フトの最大値に誤差分の余裕を見込んで決定する。
【0032】上述する解決手段を採用したことによっ
て、図12に示す如く真の圧力が0kgf/cm2 となるまで
は真の圧力値は目標値からオフセット値の分だけは、外
れているものの、設定した圧力変化の傾きに従い滑らか
に0kgf/cm2 まで低下する。真の圧力が0kgf/cm2 まで
低下してからは、真の圧力が0kgf/cm2 を保ったまま、
スプールはストロークして行き、請求項1乃至請求項3
で設定したスプールストロークの電気的制限範囲の低圧
側の限界(図7の場合では(h) の位置)まで移動する。
この間は目標値に関わらず圧力は0kgf/cm2 である。し
かも、スプールストロークが電気的に制限されているた
め、油圧シリンダが縮小してしまうこともない。このよ
うな動作をするために急激な圧力変化を起こすこともな
く滑らかに0kgf/cm2 まで確実に圧力を落とすことがで
き、成型品の割れの心配もない。
て、図12に示す如く真の圧力が0kgf/cm2 となるまで
は真の圧力値は目標値からオフセット値の分だけは、外
れているものの、設定した圧力変化の傾きに従い滑らか
に0kgf/cm2 まで低下する。真の圧力が0kgf/cm2 まで
低下してからは、真の圧力が0kgf/cm2 を保ったまま、
スプールはストロークして行き、請求項1乃至請求項3
で設定したスプールストロークの電気的制限範囲の低圧
側の限界(図7の場合では(h) の位置)まで移動する。
この間は目標値に関わらず圧力は0kgf/cm2 である。し
かも、スプールストロークが電気的に制限されているた
め、油圧シリンダが縮小してしまうこともない。このよ
うな動作をするために急激な圧力変化を起こすこともな
く滑らかに0kgf/cm2 まで確実に圧力を落とすことがで
き、成型品の割れの心配もない。
【0033】
【実施例】以下、本発明の実施例について添付図面を参
照しながら説明する。図1は、本発明の第1実施例に係
る高圧鋳造機に使用される油圧制御弁の主要部を断面示
する構造図、図2は、図1におけるスプール部の拡大図
である。図1に示す油圧制御弁(以下、制御弁と略称す
る)1は、本体弁部2と、左右両カバー部3,4と、ア
ダプタプレート部5と、パイロット弁部6と、差動トラ
ンス部7とによって構成される。本体弁部2の弁穴部分
には、メインスプール8が摺動可能に挿設される。左右
両カバー部3,4には、パイロット室3a,4aがそれ
ぞれ設けられている。アダプタプレート部5を介して本
体部2に一体的に取り付けられるパイロット弁部6とし
ては、高応答の例えばトルクモータ駆動の2段サーボ弁
が用いられ、該パイロット弁部6によってパイロット室
3a又はパイロット室4aにパイロット圧を導き、差動
トランス部7でメインスプール8の位置を検出してアン
プによる(マイナー)フィードバック制御でスプール位
置を制御する。
照しながら説明する。図1は、本発明の第1実施例に係
る高圧鋳造機に使用される油圧制御弁の主要部を断面示
する構造図、図2は、図1におけるスプール部の拡大図
である。図1に示す油圧制御弁(以下、制御弁と略称す
る)1は、本体弁部2と、左右両カバー部3,4と、ア
ダプタプレート部5と、パイロット弁部6と、差動トラ
ンス部7とによって構成される。本体弁部2の弁穴部分
には、メインスプール8が摺動可能に挿設される。左右
両カバー部3,4には、パイロット室3a,4aがそれ
ぞれ設けられている。アダプタプレート部5を介して本
体部2に一体的に取り付けられるパイロット弁部6とし
ては、高応答の例えばトルクモータ駆動の2段サーボ弁
が用いられ、該パイロット弁部6によってパイロット室
3a又はパイロット室4aにパイロット圧を導き、差動
トランス部7でメインスプール8の位置を検出してアン
プによる(マイナー)フィードバック制御でスプール位
置を制御する。
【0034】本体弁部2の弁穴部分には、図2に示すよ
うにパイロット室3aに近い左側から右側に向けて、差
動ポートD,一方のアクチュエータポートB,圧源ポー
トP,他方のアクチュエータポートA及びタンクポート
Tの5個のポートが隣合って設けられる。一方、メイン
スプール8には、中央部に小径部8A、その左右両側に
大径部8B,8C、さらにその左右両側に小径部8D,
8Eがそれぞれ設けられ、更に、メインスプール8内に
は、縦穴8Fが軸方向に延びて穿設されているととも
に、該縦穴8Fに連通する横穴8G,8Hがスプール胴
部にそれぞれ開口して設けられている。横穴8Gは、大
径部8Bと小径部8Dの境界部分に跨がって開口し、横
穴8Hは、小径部8Eの右隣側に開口している。また、
大径部8Bは、小径部8A側の端縁部にノッチ(切り欠
き)8Iが切設され、大径部8Cの左右両端縁部には、
ノッチ8J,8Kがそれぞれ切設されている。なお、縦
穴8Fは、スプール右端部の開口部分が栓によって液密
に封鎖されている。
うにパイロット室3aに近い左側から右側に向けて、差
動ポートD,一方のアクチュエータポートB,圧源ポー
トP,他方のアクチュエータポートA及びタンクポート
Tの5個のポートが隣合って設けられる。一方、メイン
スプール8には、中央部に小径部8A、その左右両側に
大径部8B,8C、さらにその左右両側に小径部8D,
8Eがそれぞれ設けられ、更に、メインスプール8内に
は、縦穴8Fが軸方向に延びて穿設されているととも
に、該縦穴8Fに連通する横穴8G,8Hがスプール胴
部にそれぞれ開口して設けられている。横穴8Gは、大
径部8Bと小径部8Dの境界部分に跨がって開口し、横
穴8Hは、小径部8Eの右隣側に開口している。また、
大径部8Bは、小径部8A側の端縁部にノッチ(切り欠
き)8Iが切設され、大径部8Cの左右両端縁部には、
ノッチ8J,8Kがそれぞれ切設されている。なお、縦
穴8Fは、スプール右端部の開口部分が栓によって液密
に封鎖されている。
【0035】上記の構造を有する制御弁1は、射出用油
圧シリンダ回路中に使用される場合は、図4にシンボル
図で示しているように、次の (a)〜(g) の7ポジション
で表す機能を有するものが用いられる。即ち、(a) 圧源
ポートPが閉じられ、差動ポートDが絞りを介してタン
クポートTに接続され、Aポートは絞りを介してタンク
ポートTに接続され、BポートはタンクポートTに接続
される中立ポジション、(b) Aポートが絞りをそれぞれ
介して圧源ポートPとタンクポートTとに接続され、差
動ポートDが絞りを介してBポート及びタンクポートT
に接続される圧力制御ポジション、(c) Aポートが絞り
を介して圧源ポートPに接続され、Bポートが絞りをそ
れぞれ介して差動ポートDとタンクポートTとに接続さ
れるメータイン・メータアウト制御ポジション、(d) A
ポートが絞りを介して圧源ポートPに接続され、Bポー
トが絞りを介して差動ポートDに接続され、タンクポー
トTが閉じられる差動絞り制御ポジション、(e) Aポー
トが圧源ポートPに接続され、Bポートが差動Dポート
に接続され、タンクポートTが閉じられる差動制御ポジ
ション、(f) Bポートが絞りを介して圧源ポートPに接
続され、Aポートと差動ポートDとが絞りをそれぞれ介
してタンクポートTに接続される復動絞り制御ポジショ
ン、(g) AポートがタンクポートTに、Bポートが圧源
ポートPにそれぞれ接続され、差動ポートDが絞りを介
してタンクポートTに接続される復動制御ポジション。
圧シリンダ回路中に使用される場合は、図4にシンボル
図で示しているように、次の (a)〜(g) の7ポジション
で表す機能を有するものが用いられる。即ち、(a) 圧源
ポートPが閉じられ、差動ポートDが絞りを介してタン
クポートTに接続され、Aポートは絞りを介してタンク
ポートTに接続され、BポートはタンクポートTに接続
される中立ポジション、(b) Aポートが絞りをそれぞれ
介して圧源ポートPとタンクポートTとに接続され、差
動ポートDが絞りを介してBポート及びタンクポートT
に接続される圧力制御ポジション、(c) Aポートが絞り
を介して圧源ポートPに接続され、Bポートが絞りをそ
れぞれ介して差動ポートDとタンクポートTとに接続さ
れるメータイン・メータアウト制御ポジション、(d) A
ポートが絞りを介して圧源ポートPに接続され、Bポー
トが絞りを介して差動ポートDに接続され、タンクポー
トTが閉じられる差動絞り制御ポジション、(e) Aポー
トが圧源ポートPに接続され、Bポートが差動Dポート
に接続され、タンクポートTが閉じられる差動制御ポジ
ション、(f) Bポートが絞りを介して圧源ポートPに接
続され、Aポートと差動ポートDとが絞りをそれぞれ介
してタンクポートTに接続される復動絞り制御ポジショ
ン、(g) AポートがタンクポートTに、Bポートが圧源
ポートPにそれぞれ接続され、差動ポートDが絞りを介
してタンクポートTに接続される復動制御ポジション。
【0036】図3には、本発明の第1実施例に係る高圧
鋳造機の射出用油圧シリンダ回路が示される。図3に示
される油圧シリンダ11は、例えば高圧鋳造機の金型に
溶湯を射出し押圧する装置の射出シリンダとして用いら
れる。この射出シリンダ11は、射出動作を行った後、
押圧動作を行うが、その動作を行わせるための油圧回路
は、射出シリンダ11と、油圧ライン12と、タンクラ
イン13と、パイロットチェック弁14と、前記制御弁
1で実現される射出制御弁と、差動チェック弁16とを
含み形成される油圧回路、この油圧回路の作動をコント
ロールするコントローラ10、油圧回路における油圧力
や弁の動作状態などを検出して前記コントローラ10に
信号を伝達する各検出器によって構成される。
鋳造機の射出用油圧シリンダ回路が示される。図3に示
される油圧シリンダ11は、例えば高圧鋳造機の金型に
溶湯を射出し押圧する装置の射出シリンダとして用いら
れる。この射出シリンダ11は、射出動作を行った後、
押圧動作を行うが、その動作を行わせるための油圧回路
は、射出シリンダ11と、油圧ライン12と、タンクラ
イン13と、パイロットチェック弁14と、前記制御弁
1で実現される射出制御弁と、差動チェック弁16とを
含み形成される油圧回路、この油圧回路の作動をコント
ロールするコントローラ10、油圧回路における油圧力
や弁の動作状態などを検出して前記コントローラ10に
信号を伝達する各検出器によって構成される。
【0037】射出シリンダ11は片ロッド複動型の油圧
シリンダから成り、射出動作時に容積増加するヘッド側
室のシリンダポートには、パイロットチェック弁14が
接続され、射出動作時に容積減少するロッド側室のシリ
ンダポートには、射出制御弁1がBポートを介して接続
される。射出シリンダ11には、ヘッド側室の圧力を検
出する圧力センサ26と、ロッドの位置、速度を検出す
る位置センサ27とがそれぞれ取付けられる。油圧ライ
ン12は、油圧ポンプ15と、該油圧ポンプ15から負
荷側への圧油の流れを許容するチェック弁17と、電磁
弁21を持つリリーフ弁20と、高圧アキュムレータ2
2と、油送り管23とを備えて、所定の圧力の油が油送
り管23に供給される。この油送り管23には、前記射
出制御弁1が圧源ポートPを介して接続される。
シリンダから成り、射出動作時に容積増加するヘッド側
室のシリンダポートには、パイロットチェック弁14が
接続され、射出動作時に容積減少するロッド側室のシリ
ンダポートには、射出制御弁1がBポートを介して接続
される。射出シリンダ11には、ヘッド側室の圧力を検
出する圧力センサ26と、ロッドの位置、速度を検出す
る位置センサ27とがそれぞれ取付けられる。油圧ライ
ン12は、油圧ポンプ15と、該油圧ポンプ15から負
荷側への圧油の流れを許容するチェック弁17と、電磁
弁21を持つリリーフ弁20と、高圧アキュムレータ2
2と、油送り管23とを備えて、所定の圧力の油が油送
り管23に供給される。この油送り管23には、前記射
出制御弁1が圧源ポートPを介して接続される。
【0038】タンクライン13は、油槽24と、油戻し
管25とを備えて、射出シリンダ11や各弁で作動した
後の圧油が油戻し管25を経、油槽24に戻されるよう
になっている。前記油戻し管25には、射出制御弁1が
タンクポートTを介して接続される。一方、射出制御弁
1は、Aポートが管路によってパイロットチェック弁1
4に接続されるとともに、差動ポートDとAポートと
が、差動チェック弁16を備える管路によって接続され
る。なお、パイロットチェック弁14は、電磁弁19に
よって弁開閉が成される。また、差動チェック弁16
は、差動ポートDからAポートと同一の管路への圧油の
流れを許容するように設けられる。
管25とを備えて、射出シリンダ11や各弁で作動した
後の圧油が油戻し管25を経、油槽24に戻されるよう
になっている。前記油戻し管25には、射出制御弁1が
タンクポートTを介して接続される。一方、射出制御弁
1は、Aポートが管路によってパイロットチェック弁1
4に接続されるとともに、差動ポートDとAポートと
が、差動チェック弁16を備える管路によって接続され
る。なお、パイロットチェック弁14は、電磁弁19に
よって弁開閉が成される。また、差動チェック弁16
は、差動ポートDからAポートと同一の管路への圧油の
流れを許容するように設けられる。
【0039】前記コントローラ10は、中央演算処理装
置CPU,メモリより構成される周知のマイクロコンピ
ュータを制御要素に備え、CPUは、予め設定されるプ
ログラムに従って圧力センサ26,位置センサ27,射
出制御弁1のメインスプール8の変位に対応する差動ト
ランス部7からの外部データを取込んだり、メモリとの
間でデータの授受を行って演算処理し、必要に応じてデ
ィジタル出力信号を制御用のアナログ信号に変えて射出
制御弁1のパイロット弁部6に出力する。このコントロ
ーラ10におけるコントローラ部 100は、圧力制御手段
と、射出速度制御手段と、指令制御手段とを備えてい
て、それらの各手段の制御の態様については、以下に述
べる射出動作及び押圧動作の説明によって明らかにされ
る。
置CPU,メモリより構成される周知のマイクロコンピ
ュータを制御要素に備え、CPUは、予め設定されるプ
ログラムに従って圧力センサ26,位置センサ27,射
出制御弁1のメインスプール8の変位に対応する差動ト
ランス部7からの外部データを取込んだり、メモリとの
間でデータの授受を行って演算処理し、必要に応じてデ
ィジタル出力信号を制御用のアナログ信号に変えて射出
制御弁1のパイロット弁部6に出力する。このコントロ
ーラ10におけるコントローラ部 100は、圧力制御手段
と、射出速度制御手段と、指令制御手段とを備えてい
て、それらの各手段の制御の態様については、以下に述
べる射出動作及び押圧動作の説明によって明らかにされ
る。
【0040】射出制御弁1は、トルクモータで駆動する
高応答の2段サーボ弁をパイロット弁部6として有し、
これによって本体弁部2の主弁の切換方向と開度とを制
御する。この主弁の位置は、スプール位置を差動トラン
ス部7で検出し、増幅器29を介してアンプ30でフィ
ードバック制御することにより、スプールストロークの
制御、即ち、弁開度の制御が行われる。 (1) 射出制御、 中立位置: 圧源ポートPは閉じられ、Aポートはノッ
チ8K(絞り)を介してタンクポートTに接続、Bポー
トは横穴8Gの一部開口(絞り)を介して差動ポートD
に、また、横穴8G,縦穴8F,横穴8Hを介してタン
クポートTに接続している。パイロットチェック弁14
が閉じており、射出シリンダ11のロッドは伸長も縮小
もしなく停止している。 圧力制御ポジション(b) →メータイン・メータアウト制
御ポジション(c) への切り換え: メインスプール8が
僅かに右移動して、圧源ポートPがノッチ8J(絞り)
を介してAポートに接続され、圧力制御になり、次い
で、Bポートが横穴8G,縦穴8F,横穴8Hの一部開
口(絞り)を介してタンクポートTに接続、Aポートが
ノッチ8J(絞り)を介して圧源ポートPに接続され、
メータイン・メータアウト制御になる。メータイン側の
開口面積は、圧力制御特性とメータイン流量制御特性を
勘案して決められ、また、メータアウト側の開口面積
は、メータイン側の開口面積に対してシリンダのヘッド
側、ロッド側の面積比や、ダンピングとしてどの程度
の、あるいは減速時にどの程度の圧力をロッド側に立て
たいかを勘案して決められる。
高応答の2段サーボ弁をパイロット弁部6として有し、
これによって本体弁部2の主弁の切換方向と開度とを制
御する。この主弁の位置は、スプール位置を差動トラン
ス部7で検出し、増幅器29を介してアンプ30でフィ
ードバック制御することにより、スプールストロークの
制御、即ち、弁開度の制御が行われる。 (1) 射出制御、 中立位置: 圧源ポートPは閉じられ、Aポートはノッ
チ8K(絞り)を介してタンクポートTに接続、Bポー
トは横穴8Gの一部開口(絞り)を介して差動ポートD
に、また、横穴8G,縦穴8F,横穴8Hを介してタン
クポートTに接続している。パイロットチェック弁14
が閉じており、射出シリンダ11のロッドは伸長も縮小
もしなく停止している。 圧力制御ポジション(b) →メータイン・メータアウト制
御ポジション(c) への切り換え: メインスプール8が
僅かに右移動して、圧源ポートPがノッチ8J(絞り)
を介してAポートに接続され、圧力制御になり、次い
で、Bポートが横穴8G,縦穴8F,横穴8Hの一部開
口(絞り)を介してタンクポートTに接続、Aポートが
ノッチ8J(絞り)を介して圧源ポートPに接続され、
メータイン・メータアウト制御になる。メータイン側の
開口面積は、圧力制御特性とメータイン流量制御特性を
勘案して決められ、また、メータアウト側の開口面積
は、メータイン側の開口面積に対してシリンダのヘッド
側、ロッド側の面積比や、ダンピングとしてどの程度
の、あるいは減速時にどの程度の圧力をロッド側に立て
たいかを勘案して決められる。
【0041】Bポート→タンクポートTの面積が大きい
間は、ロッド側の油は殆どが油槽24に流れて複動回路
を形成し、Bポート→タンクポートTが絞られるにつれ
てBポートの圧力が上昇し、Bポート→差動ポートDに
流れる流量が増加して差動チェック弁16を介してヘッ
ド側に流入し、差動回路を形成しつつ伸長速度が速くな
る。
間は、ロッド側の油は殆どが油槽24に流れて複動回路
を形成し、Bポート→タンクポートTが絞られるにつれ
てBポートの圧力が上昇し、Bポート→差動ポートDに
流れる流量が増加して差動チェック弁16を介してヘッ
ド側に流入し、差動回路を形成しつつ伸長速度が速くな
る。
【0042】差動絞り制御ポジション(d) : Aポート
がノッチ8J(絞り)を介して圧源ポートPに接続さ
れ、Bポートが横穴8Gの一部開口(絞り)を介して差
動ポートDに接続され、タンクポートTが閉じられて、
完全に差動回路になるが、Bポート→差動ポートD間の
絞りによって圧損分だけロッド側圧力はヘッド側圧力よ
りも高圧であって、ダンピングが効いている。
がノッチ8J(絞り)を介して圧源ポートPに接続さ
れ、Bポートが横穴8Gの一部開口(絞り)を介して差
動ポートDに接続され、タンクポートTが閉じられて、
完全に差動回路になるが、Bポート→差動ポートD間の
絞りによって圧損分だけロッド側圧力はヘッド側圧力よ
りも高圧であって、ダンピングが効いている。
【0043】差動制御ポジション(e) : Aポートが圧
源ポートPに接続され、Bポートが差動Dポートに接続
され、タンクポートTが閉じられるので、メータイン
側、メータアウト側共絞り効果は持たせず、バルブ圧損
をできるだけ小さくする。減速時には、差動絞り制御ポ
ジション(d) →メータイン・メータアウト制御ポジショ
ン(c) と弁を閉じるにつれてメータイン絞りで圧源から
の供給油が絞られるだけでなく、Bポート→差動ポート
D、Bポート→タンクポートTのメータアウト絞りでロ
ッド側からの流出量が絞られるため、ロッド側に圧力が
立上がってメータアウト制御により確実に減速ができる
ことになる。
源ポートPに接続され、Bポートが差動Dポートに接続
され、タンクポートTが閉じられるので、メータイン
側、メータアウト側共絞り効果は持たせず、バルブ圧損
をできるだけ小さくする。減速時には、差動絞り制御ポ
ジション(d) →メータイン・メータアウト制御ポジショ
ン(c) と弁を閉じるにつれてメータイン絞りで圧源から
の供給油が絞られるだけでなく、Bポート→差動ポート
D、Bポート→タンクポートTのメータアウト絞りでロ
ッド側からの流出量が絞られるため、ロッド側に圧力が
立上がってメータアウト制御により確実に減速ができる
ことになる。
【0044】上記射出制御弁1を使用して行う射出シリ
ンダ11の速度制御の態様が、図5にブロック回路で示
される。コントローラ部 100における射出速度制御手段
に入った速度指令値は、電圧に変換されてアンプ30に
出力される。アンプ出力により射出制御弁1を制御し該
弁1の出力流量で射出シリンダ11の速度を制御する。
射出シリンダ11の速度パターンは、例えばシリンダス
トローク位置に関して設定されており、射出シリンダ1
1のロッド位置を位置センサ27で検出し、更に、位置
センサ27の出力の微分値により速度信号を作って、各
ストローク位置に対する速度の信号を射出速度制御手段
内で速度指令値と比較することにより、通常は指令値と
の差によって、速度のリアルタイムフィードバック制御
を行い、実際の速度を目標速度に一致させる。
ンダ11の速度制御の態様が、図5にブロック回路で示
される。コントローラ部 100における射出速度制御手段
に入った速度指令値は、電圧に変換されてアンプ30に
出力される。アンプ出力により射出制御弁1を制御し該
弁1の出力流量で射出シリンダ11の速度を制御する。
射出シリンダ11の速度パターンは、例えばシリンダス
トローク位置に関して設定されており、射出シリンダ1
1のロッド位置を位置センサ27で検出し、更に、位置
センサ27の出力の微分値により速度信号を作って、各
ストローク位置に対する速度の信号を射出速度制御手段
内で速度指令値と比較することにより、通常は指令値と
の差によって、速度のリアルタイムフィードバック制御
を行い、実際の速度を目標速度に一致させる。
【0045】(2) 増圧制御、 溶湯の金型内への充填が完了する直前に射出の減速を行
って射出制御弁1を中立位置近傍で圧力制御ポジション
(b) に切換えて増圧制御を行う。この場合の射出シリン
ダ11の押圧力(増圧)制御態様が、図6にブロック回
路で示される。コントローラ部 100における圧力制御手
段に圧力指令が入力され、射出シリンダ11のヘッド側
室の圧力センサ26で検出し、圧力制御手段にフィード
バックして目標値との差でフィードバック制御すること
により、ヘッド側室の圧力のリアルタイムフィードバッ
ク制御ができる。
って射出制御弁1を中立位置近傍で圧力制御ポジション
(b) に切換えて増圧制御を行う。この場合の射出シリン
ダ11の押圧力(増圧)制御態様が、図6にブロック回
路で示される。コントローラ部 100における圧力制御手
段に圧力指令が入力され、射出シリンダ11のヘッド側
室の圧力センサ26で検出し、圧力制御手段にフィード
バックして目標値との差でフィードバック制御すること
により、ヘッド側室の圧力のリアルタイムフィードバッ
ク制御ができる。
【0046】圧源ポートP→Aポート、Aポート→タン
クポートTは、メインスプール8におけるノッチ8J,
8Kの微小面積で流量制御される。前述したようにシリ
ンダヘッド側、即ち、Aポートの圧力を検出して、コン
トローラ部 100によるフィードバック制御によって、圧
源ポートP→Aポート、Aポート→タンクポートTの少
なくとも一方の流量を自動制御することにより、ヘッド
側の圧力が目標圧力に制御される。この圧力制御時に
は、Bポート→タンクポートTは、P→Aポート、Aポ
ート→タンクポートTに比して大きく開いており、圧損
にはならず、複動回路としてメータイン制御となってい
る。ここで、コントローラ部 100内の演算処理により、
アンプ31への指令電圧を一定範囲に制限する。この動
作を図8の流れ図に従って以下に説明する。
クポートTは、メインスプール8におけるノッチ8J,
8Kの微小面積で流量制御される。前述したようにシリ
ンダヘッド側、即ち、Aポートの圧力を検出して、コン
トローラ部 100によるフィードバック制御によって、圧
源ポートP→Aポート、Aポート→タンクポートTの少
なくとも一方の流量を自動制御することにより、ヘッド
側の圧力が目標圧力に制御される。この圧力制御時に
は、Bポート→タンクポートTは、P→Aポート、Aポ
ート→タンクポートTに比して大きく開いており、圧損
にはならず、複動回路としてメータイン制御となってい
る。ここで、コントローラ部 100内の演算処理により、
アンプ31への指令電圧を一定範囲に制限する。この動
作を図8の流れ図に従って以下に説明する。
【0047】図8は、増圧時の電気指令に制限を設ける
ためにコントローラ部 100に備えられる指令制御手段の
動作態様を説明する流れ図であるが、この指令制御手段
がスタートすると、先ず、stepS1でコントローラ部 100
が圧力センサ26からの圧力信号を受け取る。次いで、
stepS2に移行してこの圧力信号と所定の押圧力指令の値
とを比較し、例えば PID制御のようなフィードバックを
行って、指令電圧VFを算出する。このフィードバック
後の指令電圧VF をstepS3及びstepS4で最小値Vmin 及
び最大値Vmax と比較する。
ためにコントローラ部 100に備えられる指令制御手段の
動作態様を説明する流れ図であるが、この指令制御手段
がスタートすると、先ず、stepS1でコントローラ部 100
が圧力センサ26からの圧力信号を受け取る。次いで、
stepS2に移行してこの圧力信号と所定の押圧力指令の値
とを比較し、例えば PID制御のようなフィードバックを
行って、指令電圧VFを算出する。このフィードバック
後の指令電圧VF をstepS3及びstepS4で最小値Vmin 及
び最大値Vmax と比較する。
【0048】ここで、最小値Vmin は、射出制御弁1で
動作遅れが有ったとしても射出シリンダ11が縮小した
り、過剰な出力を発生したりしない指令電圧の範囲の最
小の値であり、最大値Vmax は、同じように射出制御弁
1で動作遅れが有ったとしても射出シリンダ11が縮小
したり、過剰な出力を発生したりしない指令電圧の範囲
の最大の値である。stepS3において、もしも指令電圧V
F が最小値Vmin と比較してそれ以上の場合には、続い
てstepS4に移って最大値Vmax と比較して、もし指令電
圧VF が最大値Vmax 以下であるとすると、stepS5に進
んで指令電圧VF をそのままアナログ信号に変換して射
出制御弁1に指令として出力する。
動作遅れが有ったとしても射出シリンダ11が縮小した
り、過剰な出力を発生したりしない指令電圧の範囲の最
小の値であり、最大値Vmax は、同じように射出制御弁
1で動作遅れが有ったとしても射出シリンダ11が縮小
したり、過剰な出力を発生したりしない指令電圧の範囲
の最大の値である。stepS3において、もしも指令電圧V
F が最小値Vmin と比較してそれ以上の場合には、続い
てstepS4に移って最大値Vmax と比較して、もし指令電
圧VF が最大値Vmax 以下であるとすると、stepS5に進
んで指令電圧VF をそのままアナログ信号に変換して射
出制御弁1に指令として出力する。
【0049】一方、stepS3において、指令電圧VF が最
小値Vmin と比較して小さい場合には、stepS6に移って
最小値Vmin を指令電圧VF に置き換えてアナログ信号
に変換して、アンプ31を経、射出制御弁1に指令とし
て出力する。また、stepS4において、指令電圧VF が最
大値Vmax と比較して大きい場合には、stepS7に移って
最大値Vmax を指令電圧VF に置き換えてアナログ信号
に変換して、アンプ31を経、射出制御弁1に指令とし
て出力する。
小値Vmin と比較して小さい場合には、stepS6に移って
最小値Vmin を指令電圧VF に置き換えてアナログ信号
に変換して、アンプ31を経、射出制御弁1に指令とし
て出力する。また、stepS4において、指令電圧VF が最
大値Vmax と比較して大きい場合には、stepS7に移って
最大値Vmax を指令電圧VF に置き換えてアナログ信号
に変換して、アンプ31を経、射出制御弁1に指令とし
て出力する。
【0050】ここで、増圧制御の時に実施されるフィー
ドバック制御にI(積分)制御が含まれる場合には、コ
ントローラ部 100内の演算処理により、積分値の上限を
制限する。この場合の動作を図13の流れ図に従って以
下に説明する。この図13には、I(積分)制御におけ
る積分値の上限を制限するためにコントローラ部 100内
に備えられる指令制御手段の動作態様が示されるが、こ
の指令制御手段がスタートすると、先ず処理1の段階に
よって、目標圧力と実測圧力の偏差e(t)を算出す
る。
ドバック制御にI(積分)制御が含まれる場合には、コ
ントローラ部 100内の演算処理により、積分値の上限を
制限する。この場合の動作を図13の流れ図に従って以
下に説明する。この図13には、I(積分)制御におけ
る積分値の上限を制限するためにコントローラ部 100内
に備えられる指令制御手段の動作態様が示されるが、こ
の指令制御手段がスタートすると、先ず処理1の段階に
よって、目標圧力と実測圧力の偏差e(t)を算出す
る。
【0051】次に処理2の段階に移行して、仮に、VV
(t)=KI×(SumI(t−dt)+e(t))+α
を算出し、その結果、次の段階の条件分岐1内の式を満
たす場合、即ち、VV(t)がVmax 以下、あるいはVmi
n 以上の場合には処理3の段階の演算を実行し、即ち、 VF(t)=VV(t) SumI(t)=SumI(t−dt)+e(t) として、通常のI(積分)制御の手順を踏んでVF(t)
を出力する。
(t)=KI×(SumI(t−dt)+e(t))+α
を算出し、その結果、次の段階の条件分岐1内の式を満
たす場合、即ち、VV(t)がVmax 以下、あるいはVmi
n 以上の場合には処理3の段階の演算を実行し、即ち、 VF(t)=VV(t) SumI(t)=SumI(t−dt)+e(t) として、通常のI(積分)制御の手順を踏んでVF(t)
を出力する。
【0052】一方、条件分岐1内の式を満たさない場
合、即ち、VV(t)がVmax よりも大きい、あるいはV
min よりも小さい場合には、処理1内で求めたVV(t)
を採用せずに、新たに処理4の段階に移行して下記式の
演算を実行し、即ち、 VF(t)=KI×(SumI(t−dt))+α SumI(t)=SumI(t−dt) として、VF(t)を出力する。ここで、処理3、処理4
内の下段の式は、次回の処理、即ち時間t+dtにおけ
る処理で用いるSumIを用意している。
合、即ち、VV(t)がVmax よりも大きい、あるいはV
min よりも小さい場合には、処理1内で求めたVV(t)
を採用せずに、新たに処理4の段階に移行して下記式の
演算を実行し、即ち、 VF(t)=KI×(SumI(t−dt))+α SumI(t)=SumI(t−dt) として、VF(t)を出力する。ここで、処理3、処理4
内の下段の式は、次回の処理、即ち時間t+dtにおけ
る処理で用いるSumIを用意している。
【0053】増圧制御が終わった後に行われるロッド縮
小側(復動側)の動作は、制御弁1のメインスプール8
を中立位置から図3上で左移動させて、Bポートがノッ
チ8I(絞り)を介して圧源ポートPに接続され、Aポ
ートと差動ポートDとが絞りであるノッチ8Kと横穴8
Gの開口一部をそれぞれ介してタンクポートTに接続さ
れる復動絞り制御ポジション(f) と、Aポートがタンク
ポートTに、Bポートが圧源ポートPにそれぞれ接続さ
れ、差動ポートDが横穴8Gの開口一部(絞り)を介し
てタンクポートTに接続される復動制御ポジション(g)
とに順次切換えることによって行われるが、その際、パ
イロットチェック弁14は開かせておく。
小側(復動側)の動作は、制御弁1のメインスプール8
を中立位置から図3上で左移動させて、Bポートがノッ
チ8I(絞り)を介して圧源ポートPに接続され、Aポ
ートと差動ポートDとが絞りであるノッチ8Kと横穴8
Gの開口一部をそれぞれ介してタンクポートTに接続さ
れる復動絞り制御ポジション(f) と、Aポートがタンク
ポートTに、Bポートが圧源ポートPにそれぞれ接続さ
れ、差動ポートDが横穴8Gの開口一部(絞り)を介し
てタンクポートTに接続される復動制御ポジション(g)
とに順次切換えることによって行われるが、その際、パ
イロットチェック弁14は開かせておく。
【0054】図14には、本発明の第2実施例に係る粉
末成形機のプレス用油圧シリンダについての油圧回路が
示される。この油圧回路は図3図示油圧回路に類似し、
対応する部材には同一の参照符号が付されている。粉末
成形するためのプレス用油圧シリンダ11、流量及び圧
力の制御を行う流量圧力制御弁(制御弁と略称する)
1、油圧シリンダ11のヘッド側圧力を検出する圧力セ
ンサ26、停止保持の目的に用いられるノーリーク弁3
7、圧力制御時に油圧シリンダ11のロッド側圧力をタ
ンク圧(≒0 kgf/cm2)に確実に落とさせるための切替
弁36を含んで油圧回路が構成される。なお、圧源はポ
ンプ15A,15B、リリーフ弁20,32,35によ
って構成され、切替弁21,33,34の励磁の組み合
わせによって圧力設定を行う。
末成形機のプレス用油圧シリンダについての油圧回路が
示される。この油圧回路は図3図示油圧回路に類似し、
対応する部材には同一の参照符号が付されている。粉末
成形するためのプレス用油圧シリンダ11、流量及び圧
力の制御を行う流量圧力制御弁(制御弁と略称する)
1、油圧シリンダ11のヘッド側圧力を検出する圧力セ
ンサ26、停止保持の目的に用いられるノーリーク弁3
7、圧力制御時に油圧シリンダ11のロッド側圧力をタ
ンク圧(≒0 kgf/cm2)に確実に落とさせるための切替
弁36を含んで油圧回路が構成される。なお、圧源はポ
ンプ15A,15B、リリーフ弁20,32,35によ
って構成され、切替弁21,33,34の励磁の組み合
わせによって圧力設定を行う。
【0055】上記油圧回路において、制御弁1が速度制
御と圧力制御とに使用される単一の制御弁を構成してい
る点は図3図示油圧回路における制御弁1と同様であ
り、速度制御及び圧力制御の態様については図14に基
づいて以下に説明する。 下降動作: 油圧シリンダ11の位置に対して速度パ
ターンが設定されており、ノーリーク弁37及び切替弁
21,34を切替え、制御弁1を位置 (b)→ (c)→ (d)
の順に開いて圧源の圧力を油圧シリンダ11のヘッド側
に作用させる。ロッド側から出た圧油は、ノーリーク弁
37と制御弁1のB→Tラインを介してタンクに戻る。
油圧シリンダ11の速度は、制御弁1のP→A、B→T
ライン絞りの開口面積によって制御される。
御と圧力制御とに使用される単一の制御弁を構成してい
る点は図3図示油圧回路における制御弁1と同様であ
り、速度制御及び圧力制御の態様については図14に基
づいて以下に説明する。 下降動作: 油圧シリンダ11の位置に対して速度パ
ターンが設定されており、ノーリーク弁37及び切替弁
21,34を切替え、制御弁1を位置 (b)→ (c)→ (d)
の順に開いて圧源の圧力を油圧シリンダ11のヘッド側
に作用させる。ロッド側から出た圧油は、ノーリーク弁
37と制御弁1のB→Tラインを介してタンクに戻る。
油圧シリンダ11の速度は、制御弁1のP→A、B→T
ライン絞りの開口面積によって制御される。
【0056】圧力制御: 油圧シリンダ11の先端が
成型品に接触し、ヘッド側の圧力が予め設定した閾値以
上に上昇したことを圧力センサ26によって検出する
と、圧力制御開始のタイミングと判断し、流量制御から
圧力制御に切り替わる。前記閾値は速度制御時に発生す
る油圧シリンダ11のヘッド側圧力と圧力制御時に発生
する油圧シリンダ11のヘッド側圧力とを比較して適当
な値に決める。
成型品に接触し、ヘッド側の圧力が予め設定した閾値以
上に上昇したことを圧力センサ26によって検出する
と、圧力制御開始のタイミングと判断し、流量制御から
圧力制御に切り替わる。前記閾値は速度制御時に発生す
る油圧シリンダ11のヘッド側圧力と圧力制御時に発生
する油圧シリンダ11のヘッド側圧力とを比較して適当
な値に決める。
【0057】制御弁1が圧力制御に切り替わると切替弁
21の励磁を解いて、切替弁33、36を励磁する。こ
の場合、制御弁1は位置 (c)となる。この (c)位置では
P→A、A→Tの流れがあり、切り換えポートAの圧力
は各々への流量により、ポンプ圧源とタンクの中間圧に
制御される。即ち、制御弁1のストローク位置によっ
て、P→A、A→Tにおける面積が変わるため、切り換
えポートAの圧力が決まる。
21の励磁を解いて、切替弁33、36を励磁する。こ
の場合、制御弁1は位置 (c)となる。この (c)位置では
P→A、A→Tの流れがあり、切り換えポートAの圧力
は各々への流量により、ポンプ圧源とタンクの中間圧に
制御される。即ち、制御弁1のストローク位置によっ
て、P→A、A→Tにおける面積が変わるため、切り換
えポートAの圧力が決まる。
【0058】時間に対して圧力パターンが設定されてお
り、圧力センサ26によって圧力を検出し、フィードバ
ック制御することにより、ヘッド側の圧力制御、即ち、
油圧シリンダ11の押圧力制御ができる。このとき、油
圧シリンダ11の圧力を0kgf/cm2まで急激な圧力変化
を起こすことなく確実に落とす目的で、圧力制御の最終
点での設定値を圧力センサ26のオフセット値よりも適
当に低い値に自動あるいは手動で設定する。なお、この
第2実施例の場合においても制御弁1を指令制御手段に
よってコントロールすることは第1実施例と同様であっ
て、油圧シリンダ11の圧力制御動作時に制御弁1のス
プール位置を制御する電気的指令に対して制限を与え
て、スプールの移動範囲を規制して、過剰な圧力や負圧
の発生を防止するようにコントロールすることは言うま
でもない。
り、圧力センサ26によって圧力を検出し、フィードバ
ック制御することにより、ヘッド側の圧力制御、即ち、
油圧シリンダ11の押圧力制御ができる。このとき、油
圧シリンダ11の圧力を0kgf/cm2まで急激な圧力変化
を起こすことなく確実に落とす目的で、圧力制御の最終
点での設定値を圧力センサ26のオフセット値よりも適
当に低い値に自動あるいは手動で設定する。なお、この
第2実施例の場合においても制御弁1を指令制御手段に
よってコントロールすることは第1実施例と同様であっ
て、油圧シリンダ11の圧力制御動作時に制御弁1のス
プール位置を制御する電気的指令に対して制限を与え
て、スプールの移動範囲を規制して、過剰な圧力や負圧
の発生を防止するようにコントロールすることは言うま
でもない。
【0059】また、I(積分)制御が制御手法に含まれ
る場合には、制御弁1のスプール位置を制御する電気的
指令を決める演算過程において、前記電気的指令が上記
電気的制限範囲を外れた際、第1実施例と同様に圧力偏
差の積分値を領域外に外れる以前の値に保持したままフ
ィードバック制御して、過剰な圧力の発生を防ぎ、安定
した動作を行わせるようにすることは言うまでもない。
る場合には、制御弁1のスプール位置を制御する電気的
指令を決める演算過程において、前記電気的指令が上記
電気的制限範囲を外れた際、第1実施例と同様に圧力偏
差の積分値を領域外に外れる以前の値に保持したままフ
ィードバック制御して、過剰な圧力の発生を防ぎ、安定
した動作を行わせるようにすることは言うまでもない。
【0060】上昇動作: 時間に対して設定された圧
力パターンにおける終了点を上昇開始のタイミングと判
断し、圧力制御から上昇動作に切り替わる。この切り替
わりと同時に切替弁33,36の励磁を中止し、切替弁
21を励磁する。制御弁1は位置 (a)に切り替わって、
圧源の圧油を油圧シリンダ11のロッド側に流入させ
る。ヘッド側の圧油は制御弁1のA→Tのラインを介し
てタンクに戻る。油圧シリンダ11の速度は、制御弁1
のP→A、B→Tライン絞りの開口面積によって制御さ
れる。
力パターンにおける終了点を上昇開始のタイミングと判
断し、圧力制御から上昇動作に切り替わる。この切り替
わりと同時に切替弁33,36の励磁を中止し、切替弁
21を励磁する。制御弁1は位置 (a)に切り替わって、
圧源の圧油を油圧シリンダ11のロッド側に流入させ
る。ヘッド側の圧油は制御弁1のA→Tのラインを介し
てタンクに戻る。油圧シリンダ11の速度は、制御弁1
のP→A、B→Tライン絞りの開口面積によって制御さ
れる。
【0061】停止: 油圧シリンダ11の位置が最縮
小位置になった時点で、上昇動作から停止状態に切り替
わる。停止状態に切り替わると切替弁21、34の励磁
を解き、ポンプ15A、15Bをアンロードする。制御
弁1は中立位置 (b)に復帰して、油圧シリンダ11のヘ
ッド圧、ロッド圧をタンク圧に落とさせる。その際、ノ
ーリーク弁37と制御弁1の切り替わりのタイミングに
よっては油圧シリンダ11ロッド側に圧力がこもってし
まい、圧縮性の分だけ油圧シリンダ11が縮小すること
があるが、最縮小位置近傍での位置精度はそれほど高く
する必要はないので何ら問題とならない。
小位置になった時点で、上昇動作から停止状態に切り替
わる。停止状態に切り替わると切替弁21、34の励磁
を解き、ポンプ15A、15Bをアンロードする。制御
弁1は中立位置 (b)に復帰して、油圧シリンダ11のヘ
ッド圧、ロッド圧をタンク圧に落とさせる。その際、ノ
ーリーク弁37と制御弁1の切り替わりのタイミングに
よっては油圧シリンダ11ロッド側に圧力がこもってし
まい、圧縮性の分だけ油圧シリンダ11が縮小すること
があるが、最縮小位置近傍での位置精度はそれほど高く
する必要はないので何ら問題とならない。
【0062】
【発明の効果】以上述べるように本発明によれば、溶湯
を射出するための射出シリンダ等の如き油圧シリンダに
対する流量制御及び圧力制御を単一の制御弁により行わ
せるに際し、油圧シリンダの増圧動作時に前記制御弁の
スプール位置を制御する電気的指令に対し制限を与え
て、スプールの移動範囲を規制するようにしたから、電
気指令を急激にかつ大きな変化で増加又は減少させるよ
うなフィードバック制御の場合に、バルブの動作遅れに
起因するシリンダのオーバーラン現象を防止することが
できる。
を射出するための射出シリンダ等の如き油圧シリンダに
対する流量制御及び圧力制御を単一の制御弁により行わ
せるに際し、油圧シリンダの増圧動作時に前記制御弁の
スプール位置を制御する電気的指令に対し制限を与え
て、スプールの移動範囲を規制するようにしたから、電
気指令を急激にかつ大きな変化で増加又は減少させるよ
うなフィードバック制御の場合に、バルブの動作遅れに
起因するシリンダのオーバーラン現象を防止することが
できる。
【0063】本発明はまた、この電気的指令の制限が、
油圧シリンダにおけるピストンロッドの負荷に対する圧
力を減じさせる側への作動を防止するためのものである
ことによって、負荷側で生じる負圧を回避して製品に引
け巣などの強度低下につながる現象が生じることを防
ぎ、製品の強度が保持される。さらに、電気的指令に対
し与える上記制限が、油圧シリンダの過剰な出力が発生
するのを防止するためのものであることによって、金型
内の溶湯等の負荷側の圧力が過大に上昇するのを防止し
て、品質を損なわせることがなくなるとともに、作業上
の安全性が高揚される。
油圧シリンダにおけるピストンロッドの負荷に対する圧
力を減じさせる側への作動を防止するためのものである
ことによって、負荷側で生じる負圧を回避して製品に引
け巣などの強度低下につながる現象が生じることを防
ぎ、製品の強度が保持される。さらに、電気的指令に対
し与える上記制限が、油圧シリンダの過剰な出力が発生
するのを防止するためのものであることによって、金型
内の溶湯等の負荷側の圧力が過大に上昇するのを防止し
て、品質を損なわせることがなくなるとともに、作業上
の安全性が高揚される。
【0064】本発明はまた、制御弁のスプール位置を制
御する電気的指令を決める演算過程において、この電気
的指令に与える前記制限から圧力偏差の積分値が外れた
場合には、この圧力偏差の積分値を領域外に外れる以前
の値に保持したままフィードバック制御するようにした
ことによって、制御弁の動作遅れによるオーバーシュー
トをなくして機械装置に過大な力が加わるのを防いで機
械寿命を延ばすことが可能である。
御する電気的指令を決める演算過程において、この電気
的指令に与える前記制限から圧力偏差の積分値が外れた
場合には、この圧力偏差の積分値を領域外に外れる以前
の値に保持したままフィードバック制御するようにした
ことによって、制御弁の動作遅れによるオーバーシュー
トをなくして機械装置に過大な力が加わるのを防いで機
械寿命を延ばすことが可能である。
【0065】本発明はまた、最終点での目標値が0kgf/
cm2 である圧力制御を行う場合に、圧力制御の最終点で
の実質的な目標値を圧力検出器のオフセット量に見合っ
た適当に低い値に自動あるいは手動により設定し直すよ
うにすることによって、急激な圧力変化を起こさずに滑
らかに0kgf/cm2 まで確実に減圧でき、成型品の割れを
防止し得る効果が奏される。
cm2 である圧力制御を行う場合に、圧力制御の最終点で
の実質的な目標値を圧力検出器のオフセット量に見合っ
た適当に低い値に自動あるいは手動により設定し直すよ
うにすることによって、急激な圧力変化を起こさずに滑
らかに0kgf/cm2 まで確実に減圧でき、成型品の割れを
防止し得る効果が奏される。
【図1】本発明の第1実施例に係る高圧鋳造機に使用さ
れる油圧制御弁1の主要部を断面示する構造図である。
れる油圧制御弁1の主要部を断面示する構造図である。
【図2】図1におけるスプール部の拡大図である。
【図3】本発明の第1実施例に係る高圧鋳造機の射出用
油圧シリンダの油圧回路図である。
油圧シリンダの油圧回路図である。
【図4】図3に示される油圧制御弁1の制御ポジション
を表すシンボル図である。
を表すシンボル図である。
【図5】図3に示される射出シリンダ11の速度制御手
段の態様を示すブロック回路図である。
段の態様を示すブロック回路図である。
【図6】図3に示される射出シリンダ11の圧力制御手
段の態様を示すブロック回路図である。
段の態様を示すブロック回路図である。
【図7】図3に示される油圧制御弁1の開度特性を表す
開口面積線図である。
開口面積線図である。
【図8】図3に示される油圧制御弁1に係る指令制御手
段の動作態様を説明する流れ図である。
段の動作態様を説明する流れ図である。
【図9】一般的なI(積分)制御手法における制御特性
を説明する線図である。
を説明する線図である。
【図10】本発明に係るI(積分)制御手法における制
御特性を説明する線図である。
御特性を説明する線図である。
【図11】一般的な圧力センサのオフセット量の影響下
におけるフィードバック制御特性を説明する線図であ
る。
におけるフィードバック制御特性を説明する線図であ
る。
【図12】圧力センサのオフセット量の影響における本
発明に係るフィードバック制御特性を説明する線図であ
る。
発明に係るフィードバック制御特性を説明する線図であ
る。
【図13】本発明の実施例に係るフィードバック制御に
I(積分)制御が含まれる場合のアルゴリズムを示す流
れ図である。
I(積分)制御が含まれる場合のアルゴリズムを示す流
れ図である。
【図14】本発明の第2実施例に係る粉末成形機のプレ
ス用油圧シリンダの油圧回路図である。
ス用油圧シリンダの油圧回路図である。
1…油圧制御弁 10…コントロー
ラ 11…油圧シリンダ 12…油圧ライ
ン 13…タンクライン 14…パイロッ
トチェック弁 15…油圧ポンプ 16…差動チェ
ック弁 17…チェック弁 23…油送り管 25…油戻し管 26…圧力セン
サ 27…位置センサ 28…線形差動
トランス 29…増幅器 30…アンプ 31…アンプ 32…リリーフ
弁 33…切替弁 34…切替弁 35…リリーフ弁 36…切替弁 37…ノーリーク弁 A…アクチュ
エータポート B…アクチュエータポート D…差動ポート P…圧源ポート T…タンクポー
ト
ラ 11…油圧シリンダ 12…油圧ライ
ン 13…タンクライン 14…パイロッ
トチェック弁 15…油圧ポンプ 16…差動チェ
ック弁 17…チェック弁 23…油送り管 25…油戻し管 26…圧力セン
サ 27…位置センサ 28…線形差動
トランス 29…増幅器 30…アンプ 31…アンプ 32…リリーフ
弁 33…切替弁 34…切替弁 35…リリーフ弁 36…切替弁 37…ノーリーク弁 A…アクチュ
エータポート B…アクチュエータポート D…差動ポート P…圧源ポート T…タンクポー
ト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G05D 16/20 G05D 16/20 A
Claims (10)
- 【請求項1】 プレスするための油圧シリンダの流量制
御及び圧力制御を該シリンダの油圧系に設けられる単一
の制御弁により行わせる油圧プレス装置において、油圧
シリンダの増圧動作時に前記制御弁のスプール位置を制
御する電気的指令に対し制限を与えて、スプールの移動
範囲を規制することを特徴とする油圧プレス装置の圧力
制御方法。 - 【請求項2】 電気的指令に対し与える上記制限が、油
圧シリンダにおけるピストンロッドの負荷に対する圧力
を減じさせる側への作動を防止するためのものである請
求項1に記載の油圧プレス装置の圧力制御方法。 - 【請求項3】 電気的指令に対し与える上記制限が、油
圧シリンダの過剰な出力が発生するのを防止するための
ものである請求項1または2に記載の油圧プレス装置の
圧力制御方法。 - 【請求項4】 油圧シリンダの増圧動作時に前記制御弁
を制御するに際し、目標値と実測値の圧力偏差の積分値
をフィードバックして油圧シリンダの圧力室内あるいは
油圧配管内の圧力を制御するフィードバック制御手法を
含み、制御弁のスプール位置を制御する電気的指令を決
める演算過程において、この電気的指令に与える前記制
限から圧力偏差の積分値を含むフィードバックの値が外
れた場合には、この圧力偏差の積分値を領域外に外れる
以前の値に保持したままフィードバック制御する請求項
1、2または3に記載の油圧プレス装置の圧力制御方
法。 - 【請求項5】 最終点での目標値が0kgf/cm2 である圧
力制御を行う場合に、圧力制御の最終点での実質的な目
標値を圧力検出器のオフセット量に見合った適当に低い
値に自動あるいは手動により設定し直すようにする請求
項1、2、3または4に記載の油圧プレス装置の圧力制
御方法。 - 【請求項6】 プレスするための油圧シリンダの流量制
御及び圧力制御を該シリンダの油圧系に設けられる単一
の制御弁により行わせる油圧プレス装置において、油圧
シリンダの増圧動作時に前記制御弁のスプール位置を制
御する電気的指令に対しその値が設定した領域から外れ
ないように制限を与えてスプールの移動範囲を規制する
指令制御手段が、前記制御弁の電気制御系に設けられて
なることを特徴とする油圧プレス装置の圧力制御装置。 - 【請求項7】 前記指令制御手段が、油圧シリンダにお
けるピストンロッドの負荷に対する圧力を減じさせる側
への作動を防止するためのものである請求項6に記載の
油圧プレス装置の圧力制御装置。 - 【請求項8】 前記指令制御手段が、油圧シリンダの過
剰な出力が発生するのを防止するためのものである請求
項6または7に記載の油圧プレス装置の圧力制御装置。 - 【請求項9】 油圧シリンダの増圧動作時に前記制御弁
を制御するに際し、目標値と実測値の圧力偏差の積分値
をフィードバックして油圧シリンダの圧力室内あるいは
油圧配管内の圧力を制御するフィードバック制御手段
と、制御弁のスプール位置を制御する電気的指令を決め
る演算過程において、この電気的指令に与える前記制限
から圧力偏差の積分値を含むフィードバックの値が外れ
た場合には、この圧力偏差の積分値を領域外に外れる以
前の値に保持したままフィードバック制御する指令制御
手段とが、前記制御弁の電気制御系に設けられている請
求項6、7または8に記載の油圧プレス装置の圧力制御
装置。 - 【請求項10】最終点での目標値が0kgf/cm2 である圧
力制御を行う場合に、圧力制御の最終点での実質的な目
標値を圧力検出器のオフセット量に見合った適当に低い
値に自動あるいは手動により設定し直す設定制御手段
が、前記制御弁の電気制御系に設けられている請求項
6、7、8または9に記載の油圧プレス装置の圧力制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15432896A JPH0970700A (ja) | 1995-06-26 | 1996-06-14 | 油圧プレス装置の圧力制御方法並びにその制御装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15937595 | 1995-06-26 | ||
| JP7-159375 | 1995-06-26 | ||
| JP15432896A JPH0970700A (ja) | 1995-06-26 | 1996-06-14 | 油圧プレス装置の圧力制御方法並びにその制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0970700A true JPH0970700A (ja) | 1997-03-18 |
Family
ID=26482649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15432896A Pending JPH0970700A (ja) | 1995-06-26 | 1996-06-14 | 油圧プレス装置の圧力制御方法並びにその制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0970700A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001079694A (ja) * | 1999-09-13 | 2001-03-27 | Pascal Kk | ダイクッション装置 |
| CN103057160A (zh) * | 2013-01-28 | 2013-04-24 | 华南理工大学 | 一种用于铆装设备的控制系统 |
| CN108825817A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-11-16 | 江苏金陵智造研究院有限公司 | 一种新型压力流量控制阀 |
| JP2019122986A (ja) * | 2018-01-16 | 2019-07-25 | ファナック株式会社 | モータ制御装置 |
| JP2022137937A (ja) * | 2021-03-09 | 2022-09-22 | Ubeマシナリー株式会社 | 押出プレス装置及び押出圧力制御方法 |
-
1996
- 1996-06-14 JP JP15432896A patent/JPH0970700A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001079694A (ja) * | 1999-09-13 | 2001-03-27 | Pascal Kk | ダイクッション装置 |
| CN103057160A (zh) * | 2013-01-28 | 2013-04-24 | 华南理工大学 | 一种用于铆装设备的控制系统 |
| JP2019122986A (ja) * | 2018-01-16 | 2019-07-25 | ファナック株式会社 | モータ制御装置 |
| US10605273B2 (en) | 2018-01-16 | 2020-03-31 | Fanuc Corporation | Motor control device |
| CN108825817A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-11-16 | 江苏金陵智造研究院有限公司 | 一种新型压力流量控制阀 |
| JP2022137937A (ja) * | 2021-03-09 | 2022-09-22 | Ubeマシナリー株式会社 | 押出プレス装置及び押出圧力制御方法 |
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