JPS608501A - 油圧制御装置 - 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、出力軸の移動方向が相互に異なる様数の油圧
シリンダを備えた油圧制御装置に関するものである。

（従来技術） 従来の油圧制御装置、例えば茜業用ロボット等には、被
搬送物（以下、ワークという。）を相互に異なる複数の
方向へ移動させるため、複数の油圧シリンダの出力軸の
移動−后を移動量検出計により検出し、予め設定した目
標移動量と比較して、各油圧シリンダに供給さ几る作動
油の流量をフィードバック制御できるよう油圧サーボパ
ルプを使用したものが知らハているが、このものは油圧
系の制御が複雑であり、かつ製作費が非常に高価で、作
動油の間鹿等のメンテナンスが大変煩しいものになって
いる。

これに対し近年では、第１図に示すように、各油圧シリ
ンダ１，２．３に電流比例式方向切換弁４．５．６　’
ｒ接続し、バルブコントローラ７．８．９カら電流比例
式方向切換弁４．５．６に供給さｎるソレノイド電流を
調整することにより、油圧シリンダ１．２．３の出力軸
１ａ、２ａ、３ａの移動速度を高速から低速に変速し得
るようにしたものが出現している。なお、第１図中、１
０は油圧ユニット、１１．１２．１３は前記出力軸１ａ
　ｅ２ａ　ｅ３ａの移動量を検・出する移動量検出計、
１４は各出力軸１　ａ　、２ａ　、３ａの設定移動量を
記憶する記憶装置、１５は入力ポート１５ａ、１５ｂと
出力ポート１５Ｇを備えた制御用コンピュータである。

しかしながら、このものにおいて油温か変化した場合に
は、油圧シリンダ１．２゜３に供給される作動油の設定
流量が油温変化に対応して変化するために、油圧シリン
ダ１．２．３の出力軸１ａ。

２ａ、３ａの停止位置精度のバラツキが犬になる。

また、このものは複数の方向切換弁ごとにそ九ソｆ’Ｌ
　ハ／Ｌ／　フコントローラを接続しなければ油圧制御
を行うことができない。

（発明の目的） 本発明は、この点に鑑みなさｆｌａｔもので、その目的
は、油温変化に対する油圧シリンダの出力軸の停止位置
精度の向上を図ると共に、パル、プコントローラは各方
向切換弁ごとに設けることなく１個で済み、油圧制御系
の簡易化を実現した油圧制御装置を提供することにある
。

（発明の構成） この目的を達成するため、本発明の構成は、出力軸の移
動方向を相互に異ならせて配設した複数の油圧シリンダ
と、各出力軸の移動方向を切り換える方向切換弁と、各
出力軸の移動量を検出する移動量検出計と、方向切換弁
の入口側に共通して接続さｆ′した１個の温度補償付流
量制御弁と、各出力軸の設定移動量を記憶する記憶装置
と、記憶装置に記憶された設定移動量と移動量検出計に
より検出された移動量との差に基いて温度補償付流量制
御弁及び方向切換弁を制御する制御装置とからなること
を特徴とするものである。

（作用） このような構成において、各油圧シリンダに供給される
作動油の流量は、１個の温度補償付流量制御弁によって
順次一方向ずつ制御させることができ、この場合、作動
油の油温が変化してもこれに対しては前記流量制御弁に
より温麿補償が行わハるので、油温変化による出力軸の
停止位置精度のバラツキは非常に小さくなる二重た、各
油圧シリンダの出力軸は流量制御弁によって順次一方向
づつ制御する構成とすることにより、バルブコントロー
ラは流量制御弁と制御装置の間に１個たけ設けｒＬばよ
いので、構造および油圧制御が簡易化する。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図について説明すると、第２
図は直交三軸方向に移動する搭載装置を示す平面図、第
３図はその仙１面図、第４図は第２図のものの油圧−′
電気系統図である。図において、搭載装置本体１６の上
部には図示しない車両用エンジン等のワークが載置され
るワーク取付ベース１７全備え、ワーク取付ベース１７
は前後方向　（ＸＸ方向）、左右方向（ＹＹ方向）、上
下方向（ＺＺ方向）の互に直交する三方向に移動可能に
設けられている。

すなわち、ワーク取付ベース１７は前後方向に延びるガ
イドレール１８、左右方向に延びるガイドレール１９、
上下方向に延びるガイドピン２０によってそれぞれ前後
方向、左右方向、上下方向へ移動可能に支持さｎている
。

２１．２２．２３はそｎぞれワーク取付ベース１７ヲ前
後方向、左右方向、上下方向へ移動させるための駆動用
油圧シリンダで、特に油圧シリンダ２３は、移動ストロ
ークが長いためにラムシリンダを使用しており、油圧シ
リンダ２３の出力軸２３ａを下降させるためのパイロッ
ト操作チェック弁２４ヲ備えている。各油圧シリンダ２
１．２２．２３　の移動量はＩＪ　＝アスケール等の移
動量検出計２５゜２６．２７によって検出されるように
なっており、ここではインクルメンタル方式全採用して
いるために、各油圧シリンダ２１．２２．２３の出力軸
２１ａ。

２２ａ、２３ａの移動方向の適所にはリミットスイッチ
等の原位置検出用スイッチ２８　、２９．３Ｑが取り付
けられている。

３１．３２．３３は各油圧シリンダ２１．２２．２３の
入口側に接続された電磁方向切換弁で、各出力軸２１ａ
、２２ａ、２３ａの移動方向を切り換える機能を有して
いる。３４は前記電磁方向切換弁３１．３２．３３　。

Ｋ供給さｎる作動油の流量を制御する圧力温度補償付電
流比例式流量制御弁で、電磁方向切換弁３１．３２．３
３の入口側に共通して１個だけ設けら１ている。流量制
御弁３４に流入する作動油の流量はバルブコントローラ
３５から供給さ九るソレノイド電流の大きさに応じて電
気的にコントロールされるようになっている　（第６図
参照）。

３６は各油圧シリンダ２１．２２．２３の出力軸２１ａ
。

２２ａ　、２３ａの設定移動量を予め記憶する記憶装置
で、ワーク取付ベース１７に載置さｎるワークの種類に
応じて出力軸２１ａ　、２２ａ　、２３ａの移動順序、
停止位置および二段速設定時の低速設定距離がティーチ
ングボックス３７により記憶さｎている。

３８は制御装置としての制御用マイクロコンピュータで
、マイクロコンピュータ３８は、各移動量検出計２５．
２６．２７が検出した出力軸２１ａ、２２ａ。

２３ａの移動量を人力する入力ボート３９と、各スイッ
チ２８．２９．３０が検出した出力軸２１ａ、２２ａ、
２３ａの位置情報を入力する入カポ−）４０と、ティー
チングポック３７により記憶される出力軸２１ａ。

２２ａ、２３ａの設定移動量を入力する入力ポート４１
と、出力軸２１ａ、２３ａの移動量および移動速度の指
令をバルブコントローラ３５に出力する出力ポート４２
とを備えている。

このマイクロコンピュータ３８は、記憶装置３６に予め
記憶さｆＬり出力軸２１ａ　、　２２ａ　、　２３ａの
設定移動量と、各移動量検出計２５．２６．２７により
検出さｆ′Ｌｆ？：、出力軸２１ａ　、２２ａ　、２３
ａ　ノ移動量とを比較し、その両者の差に基いてバルブ
コントローラ３５に流量指示の指令全出力し、流量ａ制
御弁３４を卸Ｊ御する他に、谷亀磁方向切換弁３１，３
２．３３の切換信号およびマイクロコンピュータ３８の
同辺機器（凹陥）の制御を行っている。

なお、第２図ないし一３４図において、４３は流量制側
ｊ弁３４に供給さ′ｉ’Ｌる作動油の油圧ユニットで、
該両者３４．４３の間には油圧ポンプ４４、油圧計４５
、油フィルタ４６、逆流防止用チェック弁４７が順次設
けられており、４８はマイクロコンピュータ３８０制御
盤である。

ここで、前述のティーチングボックス３７により記憶装
置３６にティーチングを実際に行うときは、マイクロコ
ンピュータ３８をティーチモー　ド軸２１ａ・２２ａ、
２３ａの移動方向の順序、移動量、および低速設定距離
の王者を一つのステップとして、例えは、次のように移
動軌跡順に入力していく。

次に、この搭載装置の油圧−電気制御系の動作について
上記のプログラム例と第５図の制御タイムチャーＩｆ用
いて説明する。

先ず、作業者はワーク取付ベース１７に車両用エンジン
等のワークを載せた後、ワークの種類に応じて記憶装置
３６のプログラム番号を指定し起動することにより、ス
テップ■の設定動作を開始させる。ステップ■において
は油圧ゾリンタ２１の出力軸２１ａ　’に高速で前進さ
せるための流量指示がマイクロコンピュータ３８の出力
ポート４２よりバルブコントローラ３５に出力ハレる。

バルブコントローラ３５がこの流Ｒ４Ｅｆ示を受けると
、バルブコントローラ３５は第５図、第６図に示すよう
に予め設定さｆＬｆＣ，高速用のツレ・′イド電流比例
式流量制御弁３４に出力し筒速設定の流量を得る。、 次に、マイクロコンピュータ３８の出力ポート４２によ
り′電磁方向切換弁３１にソレノイド電流が出力さｎ前
進ｇｌｌのポーｌ−を開き油圧シリンダ２１の出力軸２
１ａ　ｉ高速で前進させる。出力ｍ　２１ａが前進する
と同時に、移動量検出計２５により出力軸２１ａの移動
量が検出されマイクロコンピュータ３８の入力ボート３
９に送らｎる。

然る後、油圧シリンダ２１の出方軸２１ａが移動量４０
ｗＩｎだけ前進すると、マイクロコンピュータ３８から
バルブコントローラ３５に出力軸２１ａ　ｆ低速で前進
させるための流量指示が出力さｎ１パルプコントローラ
３５はこれを受けて予め設定された低速用のソレノイド
電流Ｂ２電流比例式流量制御弁３４に出力し低速設定の
流量を得、こ九により出力軸２１ａは低速で前進するよ
うになる。

そして、出力軸２１ａが低速で移動量１０咽だけ前進し
たとき、マイクロコンピュータ３８の出力ポート４２か
ら電磁方向切換弁３１へのソレノイド電流の通電がカッ
トさｎ１電磁方向切換弁３１を中立位置に戻し出力軸２
１ａの前進動作が停止さｆＬる。この後、続いて油圧シ
リンダ２３の出力１ｉ［１］　２３ａを高速で上昇させ
るべく、マイクロコンピュータ３８の出力ポート４２に
よりバルブコントローラ３５に上昇の流量指示が出方さ
ｎ１ステツプ■の設定動作に移る。

ステップ■では出力軸２３ａ　’ｚ高速で上昇させるた
めに、マイクロコンピュータ３８よりバルブコントロー
ラ３５に高速の流量指示が出力さｎると、バルブコント
ａ−ラ３５は高速用のソレノイド電流Ａｉ電流比例式流
量制御弁３４に出力し高速設定の流量を得る。次に、マ
イクロコンピュータ３８の出力ポート４２から電磁方向
切換弁３３にソレノイド電流を出力し上昇側のポート−
＋開＊、油圧シリンダ２３の出力軸２３８　ｋ高速で上
昇させ、とｎと同時に移動量検出計２７により出力軸２
３ａの移動量が検出されマイクロコンピュータ３８ノ入
カポート３９に送られる。

出力軸２３ａが移動量１８５　ｍｍだけ高速で上昇する
と、マイクロコンピュータ３８の出力ポート４２より低
速の流量指示が出力されることにより、パルプコントロ
ーラ３５はこ九ヲ受けて低速用のソレノイド電流Ｂｉ電
流比例式流量制御弁３４に出力して低速設定の流量を得
、出力軸２３ａは低速で上昇するようになる。出力軸２
３ａが低速で移動量１５　ｍだけ上昇するに至り、マイ
クロコンピュータ３８の出力ポート４２がら電磁方向切
換弁３３へのソレノイド電流の通電がカットされ、電磁
方向切換弁３３を中立位置に戻し出力軸２３ａの上昇動
作が停止する。

ステップ■以下の動作は上記したことと同様の動作サイ
クルが繰り返さｎることにより、各油圧シリンダ２１．
２２．２３の出力軸２１ａ　、２２ａ　、２３ａは記憶
装置３６に予め入力した通りに順次蹴動され、最後のス
テップにおける設定動作がすべて完了すると、ワーク取
付ペース１７は目的とする所定の三次元位置に自動的に
停止する。

ここで、各油圧シリンダ２１．２２．２３の出力軸２１
ａ、２２ａ　、２３ａが停止したときの停止位置精度に
ついて述べると、本実施例では各出力軸２１ａ。

２２ａ、２３ａの動作時間の短縮および停止位置精度の
向上を図るために、動作の初期において高速設定、動作
の終期において低速設定を実施しているために、各出力
軸２１ａ　、２２ａ　、２３ａの停止位置精度を決定す
る要因としては主に次のような要因が考えられる。

（１）　電気制御系における応答遅れ （２）電磁方向切換弁３１．３２．３３が停止指令を受
けてから実際に閉じるまでの時間遅れ （３）動作終期における低速速度の設定上記（１）の電
気制御系における応答遅れについては、制御装置として
マイクロコンピュータ３８ヲ使用したことにより、応答
遅ｎ時間を数ｍ５ｅＣに短縮できる。上記（２）の電磁
方向切換弁３１゜３２．３３が停止指令を受けてから実
際に閉じる時間については、高速から低速に切り換わる
電磁方向切換弁３１．３２゜３３ヲ使用しているので、
例えば第７図に示すように、図中破線Ｓで表わした従来
のものでは約３６ｍ５ｅＣ以上を要していたのを、図中
実線ＴＩ　、Ｔ２　（ＴＩ　。

Ｔ２は本実施例のものの前進時、後退時を示し、このこ
とは第８図も同様である。）で表わした本実施例のもの
では約２０ｍ５ｅＣ以下に時間短縮できる。

′＝ｉた、上記（３）の動作終期における低速速度につ
いては、スプール位置をフィードバック制御する電流比
例式流量制御弁３４を使用しているので、使用時におけ
る速度変動が極力抑制さｎ１停止位置精度のバラツキが
従来に比べ非常に小さくなっている。なお、この流量制
御弁３４は圧力・温度補償機能を有しているために、作
動油゛の油温変化が生じてもこ九による流量変化は、第
８図に示すように、０．５１７ｍ　ｉ　ｎすなわち定格
流量の２．５ｑ６以下に抑えることができ、殆ど無視で
きるものとなっている。なお、第８図中破線８１．８２
は従来のものの前進時・後退時を示し、このことは第９
図も同様である。

したがって、この油圧制御系では第９図中実線Ｔ、Ｔ’
、Ｔ　（Ｔ、Ｔ、ＴＨそｎぞｎ速度設定の異なる本実施
例のものの特性を示す。）で示すように、速度設定を変
えてもあるいは油温変化があっても、停止位置精度は０
．１ｍ以下の変動範囲に収めることができ、従来に較べ
て停止位置精度が大幅に向上している。

上記実施例では、流量制御弁として圧力補償機能と温度
補償機能の双方を有するものを使用したが、温度補償機
能のみを有するものを使用しても本発明の目的は達成さ
ｎるものである。

また、実施例では直交３軸の油圧シリンダを装備した搭
載装置を一例としたが、２軸あるいは４軸以上の油圧シ
リンダ全装備したものであってもよく、産業用ロボット
やＮＣ工作機械等の油圧制御装置としても広範囲に通用
できるものである。

（発明の効果） 以上のように本発明によれは、１個の流量制御弁で複截
の油圧シリンダの流量制御を行うことができ、従来に較
べて構造及び制御系が簡易化し、メンテナンスが容易に
なり製作コストも低減する。

捷た、前記流量制御弁は温度補償機能を有しているので
、作動油に油温変化が生じても、従来のように始動時に
ウオーミングアンプ運転等を行うことなく安定した流量
制御が可能となり、各油圧シリンダの出力軸の停止位＠
精度が従来のものと比較して大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のものの油圧制御系統図、第２図は本発明
の一実施例を示す平面図、第３図は第２図の正面図、 第４図は第２図のものの油圧制御系統図、第５図は第４
図の制御タイムチャート、第６図は第４図の流量制御弁
のソレノイド電流に対する流量特性図、 第７図は方向切換弁の応答速度特性図、第８図は流量制
御弁の油温に対する流量特性図、 第９図は出力軸の油温に対する停止位置精度特性図であ
る。 ２１．２２．２３・・・油圧シリンダ ２１ａ　、２２ａ　、２３ａ・・−出力軸２５．２６．
２７・・・移動量検出計 ３１．３２．３３・・・電磁方向切換弁３４・・・電流
比例式流量制御弁 ３５・・・バルブコントローラ ３６・・・記憶装置 ３８・・・マイクロコンピュータ （ほか１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　出力軸の移動方向を相互に異ならせて配設した
   複数の油圧シリンダと、前記各出力軸の移動方向を切り
   換える方向切換弁と、前記各出力軸の移動量を検出する
   移動量検出計と、前記各方向切換弁の入口側に共通して
   接続された１個の温度補償付流量制御弁と、前記各出力
   軸の設定移動量を記憶する記憶装置と、該記憶装置に記
   憶された設定移動量と前記移動量検出計により検出され
   た移動量との差に基いて前記温度補償付流量制御弁及び
   方向切換弁を制御する制御装置とからなることを特徴と
   する油圧制御装置。