JP2010096324A - Fluid pressure unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流体圧ユニットに関し、特に、信頼性の向上対策に係るものである。 The present invention relates to a fluid pressure unit, and particularly relates to measures for improving reliability.
従来より、流体圧ポンプによって流体を圧送して工作機械等を駆動する流体圧ユニットが知られている。この種の流体圧ユニットとして、例えば特許文献１に開示されているような油圧ユニットがある。 Conventionally, a fluid pressure unit that drives a machine tool or the like by feeding a fluid with a fluid pressure pump is known. As this type of fluid pressure unit, there is a hydraulic unit as disclosed in Patent Document 1, for example.
上記特許文献１の油圧ユニットは、油圧ポンプの吐出側からタンクへ吐出油の一部を戻す通路を備えている。この通路には、流量を制限するための絞り弁と、その絞り弁を通過した油を冷却するためのラジエータファンとが設けられている。この油圧ユニットでは、常時、油圧ポンプから吐出された油のうち所定量の油だけは工作機械等に供給されずに上記通路に流れる。この通路に流れた油は、ラジエータファンによって冷却された後タンクへ流入する。これにより、タンク内の油の温度上昇が抑制される。
ところで、上記特許文献１のような油圧ユニットは、設置環境が悪いことが多く、ゴミ等の不純物が混入しやすい。例えば、ラジエータファンのモータ軸部にゴミ等が混入すると、ファンの回転力が低下し最悪の場合は停止してしまう。そうすると、ラジエータファンによる冷却効果が低下し、タンク内の油の温度上昇を抑制できなくなる。これにより、タンク内の油温が上昇し、油圧ポンプ自体の温度も上昇する。そうすると、油圧ポンプに連結されているモータの温度も上昇し、最終的にはモータが異常温度となり停止する。つまり、油圧ユニットが緊急停止してしまう。 By the way, the hydraulic unit as in Patent Document 1 often has a poor installation environment, and impurities such as dust are likely to be mixed therein. For example, if dust or the like is mixed into the motor shaft of the radiator fan, the rotational force of the fan is reduced and stops in the worst case. If it does so, the cooling effect by a radiator fan will fall, and it will become impossible to control the temperature rise of the oil in a tank. Thereby, the oil temperature in the tank rises and the temperature of the hydraulic pump itself also rises. As a result, the temperature of the motor connected to the hydraulic pump also rises, and eventually the motor becomes abnormal temperature and stops. That is, the hydraulic unit is stopped urgently.
また、タンク等の油にゴミ等が混入すると、そのゴミが上記通路の絞り弁に詰まるおそれがある。絞り弁が詰まると、上記通路へは油が流れないため、工作機械等へ供給される油量が増大して設定流量ないし設定圧力を超えてしまう。そうすると、油圧ポンプの吐出流量を減少させるため、モータの回転数が低下する。一般に油圧ポンプは低回転では駆動トルクが高くなるため、モータは低回転でトルク不足が生じて異常停止してしまう。つまり、この場合も油圧ユニットが緊急停止してしまう。 In addition, when dust or the like is mixed into the oil in the tank or the like, the dust may clog the throttle valve in the passage. When the throttle valve is clogged, oil does not flow into the passage, so the amount of oil supplied to the machine tool or the like increases and exceeds the set flow rate or set pressure. If it does so, in order to reduce the discharge flow rate of a hydraulic pump, the rotation speed of a motor will fall. In general, since a hydraulic pump has a high driving torque at a low rotation, the motor is abnormally stopped due to a shortage of torque at a low rotation. That is, in this case as well, the hydraulic unit is urgently stopped.
このように、油圧ユニットが緊急停止すると、工作機械が加工工程の途中で停止してしまうばかりでなく、その１台の油圧ユニットを修理するため加工ライン全体が一時的に停止してしまう等の多大な損害を受ける。つまり、予期せず油圧ユニットが突然停止してしまうため、対処の採りようがないという問題があった。 In this way, when the hydraulic unit stops urgently, the machine tool not only stops in the middle of the machining process, but the entire processing line temporarily stops to repair that one hydraulic unit. It takes a lot of damage. In other words, the hydraulic unit suddenly stopped unexpectedly, and there was a problem that it was impossible to take measures.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、油圧ユニットが緊急停止する前に、その緊急停止の要因となるラジエータファンや絞り弁等の油圧機器の異常を予知することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and its object is to predict an abnormality in a hydraulic device such as a radiator fan or a throttle valve that causes an emergency stop before the hydraulic unit stops in an emergency. It is in.
第１の発明は、流体タンク（11）と、可変速モータ（14）によって駆動され、上記流体タンク（11）の流体を流体圧アクチュエータに供給する流体圧ポンプ（13）と、上記流体タンク（11）の流体を冷却するための冷却ファン（24）とを備えている流体圧ユニットを前提としている。そして、本発明の流体圧ユニットは、上記可変速モータ（14）の回転数を制御して上記流体圧ポンプ（13）の吐出流量を設定値にする流量制御動作と、上記可変速モータ（14）の回転数を制御して上記流体圧ポンプ（13）の吐出圧力を所定のデッドヘッド圧力にする圧力制御動作とを切り換えて行う回転数制御手段（31,32,33）を備えると共に、上記流体圧ポンプ（13）の吐出圧力が上記デッドヘッド圧力となるデッドヘッド状態における上記可変速モータ（14）の回転数が予め定めた基準値を超えると、上記冷却ファン（24）の異常を予知させる異常警告手段（35）を備えているものである。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a fluid tank (11), a fluid pressure pump (13) driven by a variable speed motor (14) and supplying fluid in the fluid tank (11) to a fluid pressure actuator, and the fluid tank ( It assumes a fluid pressure unit equipped with a cooling fan (24) for cooling the fluid of 11). The fluid pressure unit of the present invention includes a flow rate control operation for controlling the rotational speed of the variable speed motor (14) to set the discharge flow rate of the fluid pressure pump (13) to a set value, and the variable speed motor (14 ) To control the rotational speed of the fluid pressure pump (13) so that the discharge pressure of the fluid pressure pump (13) is set to a predetermined dead head pressure. When the rotational speed of the variable speed motor (14) in a dead head state in which the discharge pressure of the fluid pressure pump (13) becomes the dead head pressure exceeds a predetermined reference value, an abnormality of the cooling fan (24) is predicted. An abnormality warning means (35) is provided.
上記第１の発明では、流体圧アクチュエータが例えば油圧シリンダである場合を考える。回転数制御手段（31,32,33）の流量制御動作では、流体圧ポンプ（13）の吐出流量が流量設定値になるように可変速モータ（14）の回転数が制御される。それによって、油圧シリンダは設定速度で伸縮動作する。また、回転数制御手段（31,32,33）の圧力制御動作では、流体圧ポンプ（13）の吐出圧力が所定のデッドヘッド圧力（圧力設定値）になるように可変速モータ（14）の回転数が制御される。それによって、油圧シリンダは停止したままワークを所定力で保持する。このように、流体圧ポンプ（13）の吐出流量はゼロまたはほぼゼロであるが吐出圧力が一定値（デッドヘッド圧力）に制御される状態をデッドヘッド状態という。 In the first invention, the case where the fluid pressure actuator is, for example, a hydraulic cylinder is considered. In the flow rate control operation of the rotational speed control means (31, 32, 33), the rotational speed of the variable speed motor (14) is controlled so that the discharge flow rate of the fluid pressure pump (13) becomes a flow rate set value. Thereby, the hydraulic cylinder expands and contracts at a set speed. Further, in the pressure control operation of the rotation speed control means (31, 32, 33), the variable speed motor (14) is controlled so that the discharge pressure of the fluid pressure pump (13) becomes a predetermined dead head pressure (pressure set value). The rotation speed is controlled. Thereby, the hydraulic cylinder holds the workpiece with a predetermined force while stopped. As described above, a state in which the discharge flow rate of the fluid pressure pump (13) is zero or almost zero, but the discharge pressure is controlled to a constant value (dead head pressure) is called a dead head state.
ここで、冷却ファン（24）の軸部にゴミ等が混入して冷却ファン（24）の回転数が低下すると、流体タンク（11）の流体への冷却作用が低下して流体温度が上昇する。それにより、流体の粘度が低下してしまう。そうすると、流体圧ポンプ（13）では内部リークが増加して容積効率が低下し、その結果、吐出圧力が低下する。デッドヘッド状態において、このように流体圧ポンプ（13）の吐出圧力が低下すると、その吐出圧力を所定のデッドヘッド圧力に戻す（昇圧させる）ため回転数制御手段（31,32,33）により可変速モータ（14）の回転数が増加される。その結果、可変速モータ（14）の回転数が基準値を超えると、異常警告手段（35）によって冷却ファン（24）の異常が予知される。 Here, if dust or the like enters the shaft portion of the cooling fan (24) and the rotation speed of the cooling fan (24) decreases, the cooling effect on the fluid in the fluid tank (11) decreases and the fluid temperature rises. . As a result, the viscosity of the fluid decreases. Then, in the fluid pressure pump (13), the internal leak increases and the volumetric efficiency decreases, and as a result, the discharge pressure decreases. When the discharge pressure of the fluid pressure pump (13) drops in this way in the dead head state, the rotation speed control means (31, 32, 33) allows the discharge pressure to be returned to a predetermined dead head pressure. The rotational speed of the transmission motor (14) is increased. As a result, when the rotational speed of the variable speed motor (14) exceeds the reference value, the abnormality warning means (35) predicts an abnormality of the cooling fan (24).
第２の発明は、流体タンク（11）と、可変速モータ（14）によって駆動され、上記流体タンク（11）の流体を流体圧アクチュエータに供給する流体圧ポンプ（13）と、流量調整弁（22）を有し、上記流体圧アクチュエータに供給される上記流体圧ポンプ（13）の吐出流体のうち所定量だけ上記流体タンク（11）に戻すバイパス通路（21）とを備えている流体圧ユニットを前提としている。そして、本発明の流体圧ユニットは、上記可変速モータ（14）の回転数を制御して上記流体圧ポンプ（13）の吐出流量を設定値にする流量制御動作と、上記可変速モータ（14）の回転数を制御して上記流体圧ポンプ（13）の吐出圧力を所定のデッドヘッド圧力にする圧力制御動作とを切り換えて行う回転数制御手段（31,32,33）を備えると共に、上記流体圧ポンプ（13）の吐出圧力が上記デッドヘッド圧力となるデッドヘッド状態における上記可変速モータ（14）の回転数が予め定めた基準値を下回ると、上記バイパス通路（21）の流量調整弁（22）の異常を予知させる異常警告手段（35）を備えているものである。 The second invention is a fluid pressure pump (13) that is driven by a fluid tank (11), a variable speed motor (14), and supplies the fluid in the fluid tank (11) to a fluid pressure actuator. And a bypass passage (21) for returning a predetermined amount of the fluid discharged from the fluid pressure pump (13) supplied to the fluid pressure actuator to the fluid tank (11). Is assumed. The fluid pressure unit of the present invention includes a flow rate control operation for controlling the rotational speed of the variable speed motor (14) to set the discharge flow rate of the fluid pressure pump (13) to a set value, and the variable speed motor (14 ) To control the rotational speed of the fluid pressure pump (13) so that the discharge pressure of the fluid pressure pump (13) is set to a predetermined dead head pressure. When the rotational speed of the variable speed motor (14) in a dead head state in which the discharge pressure of the fluid pressure pump (13) becomes the dead head pressure falls below a predetermined reference value, the flow rate adjustment valve of the bypass passage (21) An abnormality warning means (35) for predicting the abnormality of (22) is provided.
上記第２の発明では、常時、流体圧ポンプ（13）から吐出された流体の一部が流体圧アクチュエータへは供給されずバイパス通路（21）を通って流体タンク（11）に戻る。なお、この戻り流量はバイパス通路（21）の流量調整弁（22）によって調節される。 In the second invention, part of the fluid discharged from the fluid pressure pump (13) is not always supplied to the fluid pressure actuator and returns to the fluid tank (11) through the bypass passage (21). The return flow rate is adjusted by the flow rate adjustment valve (22) in the bypass passage (21).
また、上記第２の発明では、上記第１の発明と同様に、回転数制御手段（31,32,33）によって流量制御動作および圧力制御動作が行われる。つまり、流量制御動作では、流体圧ポンプ（13）の吐出流量が流量設定値になるように可変速モータ（14）の回転数が制御される。また、圧力制御動作では、流体圧ポンプ（13）の吐出圧力が所定のデッドヘッド圧力（圧力設定値）になるように可変速モータ（14）の回転数が制御される。 Further, in the second invention, similarly to the first invention, the flow rate control operation and the pressure control operation are performed by the rotation speed control means (31, 32, 33). That is, in the flow rate control operation, the rotation speed of the variable speed motor (14) is controlled so that the discharge flow rate of the fluid pressure pump (13) becomes the flow rate set value. In the pressure control operation, the rotation speed of the variable speed motor (14) is controlled so that the discharge pressure of the fluid pressure pump (13) becomes a predetermined dead head pressure (pressure set value).
ここで、流体タンク（11）等の流体にゴミ等が混入すると、そのゴミがバイパス通路（21）の流量調整弁（22）に詰まるおそれがある。流量調整弁（22）にゴミが詰まると、バイパス通路（21）を通じて流体タンク（11）に戻る流体量が減少する。そうすると、流体圧ポンプ（13）の吐出圧力が上昇する。デッドヘッド状態において、このように流体圧ポンプ（13）の吐出圧力が上昇すると、その吐出圧力を所定のデッドヘッド圧力に戻す（減圧させる）ため回転数制御手段（31,32,33）により可変速モータ（14）の回転数が減少される。その結果、可変速モータ（14）の回転数が基準値を下回ると、異常警告手段（35）によって流量調整弁（22）の異常が予知される。 Here, if dust or the like is mixed into the fluid in the fluid tank (11) or the like, the dust may be clogged in the flow rate adjustment valve (22) of the bypass passage (21). When the flow regulating valve (22) is clogged with dust, the amount of fluid returning to the fluid tank (11) through the bypass passage (21) decreases. Then, the discharge pressure of the fluid pressure pump (13) increases. When the discharge pressure of the fluid pressure pump (13) rises in this way in the dead head state, it can be controlled by the rotation speed control means (31, 32, 33) in order to return the discharge pressure to a predetermined dead head pressure. The rotational speed of the transmission motor (14) is reduced. As a result, when the rotational speed of the variable speed motor (14) falls below the reference value, the abnormality warning means (35) predicts an abnormality of the flow rate adjustment valve (22).
第３の発明は、流体タンク（11）と、可変速モータ（14）によって駆動され、上記流体タンク（11）の流体を流体圧アクチュエータに供給する流体圧ポンプ（13）と、該流体圧ポンプ（13）の吐出配管（18）に設けられる安全弁（16）とを備えている流体圧ユニットを前提としている。そして、本発明の流体圧ユニットは、上記可変速モータ（14）の回転数を制御して上記流体圧ポンプ（13）の吐出流量を設定値にする流量制御動作と、上記可変速モータ（14）の回転数を制御して上記流体圧ポンプ（13）の吐出圧力を所定のデッドヘッド圧力にする圧力制御動作とを切り換えて行う回転数制御手段（31,32,33）を備えると共に、上記流体圧ポンプ（13）の吐出圧力が上記デッドヘッド圧力となるデッドヘッド状態における上記可変速モータ（14）の回転数が予め定めた基準値を超えると、上記流体圧ポンプ（13）および上記安全弁（16）の少なくとも一方の異常を予知させる異常警告手段（35）を備えているものである。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a fluid pressure pump (13) that is driven by a fluid tank (11) and a variable speed motor (14) and supplies the fluid in the fluid tank (11) to a fluid pressure actuator; The premise is a fluid pressure unit including a safety valve (16) provided in the discharge pipe (18) of (13). The fluid pressure unit of the present invention includes a flow rate control operation for controlling the rotational speed of the variable speed motor (14) to set the discharge flow rate of the fluid pressure pump (13) to a set value, and the variable speed motor (14 ) To control the rotational speed of the fluid pressure pump (13) so that the discharge pressure of the fluid pressure pump (13) is set to a predetermined dead head pressure. When the rotational speed of the variable speed motor (14) in a dead head state in which the discharge pressure of the fluid pressure pump (13) becomes the dead head pressure exceeds a predetermined reference value, the fluid pressure pump (13) and the safety valve An abnormality warning means (35) for predicting at least one abnormality of (16) is provided.
上記第３の発明では、上記第１の発明と同様に、回転数制御手段（31,32,33）によって流量制御動作および圧力制御動作が行われる。つまり、流量制御動作では、流体圧ポンプ（13）の吐出流量が流量設定値になるように可変速モータ（14）の回転数が制御される。また、圧力制御動作では、流体圧ポンプ（13）の吐出圧力が所定のデッドヘッド圧力（圧力設定値）になるように可変速モータ（14）の回転数が制御される。 In the third aspect, as in the first aspect, the flow rate control operation and the pressure control operation are performed by the rotation speed control means (31, 32, 33). That is, in the flow rate control operation, the rotation speed of the variable speed motor (14) is controlled so that the discharge flow rate of the fluid pressure pump (13) becomes the flow rate set value. In the pressure control operation, the rotation speed of the variable speed motor (14) is controlled so that the discharge pressure of the fluid pressure pump (13) becomes a predetermined dead head pressure (pressure set value).
ここで、流体タンク（11）等の流体にゴミ等が混入し流体圧ポンプ（13）の摺動部に入り込むと、その摺動部が摩耗し内部リークが増大するおそれがある。これにより、流体圧ポンプ（13）の容積効率が低下して吐出圧力が低下する。デッドヘッド状態において、このように流体圧ポンプ（13）の吐出圧力が低下すると、上記第１の発明と同様に回転数制御手段（31,32,33）によって可変速モータ（14）の回転数が増加される。 Here, if dust or the like enters the fluid in the fluid tank (11) and enters the sliding portion of the fluid pressure pump (13), the sliding portion may be worn and internal leakage may increase. Thereby, the volumetric efficiency of the fluid pressure pump (13) is lowered, and the discharge pressure is lowered. When the discharge pressure of the fluid pressure pump (13) is thus reduced in the dead head state, the rotational speed of the variable speed motor (14) is controlled by the rotational speed control means (31, 32, 33) as in the first aspect of the invention. Is increased.
また、安全弁（16）が開いた際にゴミ等がその安全弁（16）のシート部等に詰まると、安全弁（16）が完全に閉じない状態となるおそれがある。そうなると、流体圧ポンプ（13）の吐出流体が安全弁（16）を通じてバイパスされるため、流体圧ポンプ（13）の吐出圧力は低下する。この場合も、デッドヘッド状態において可変速モータ（14）の回転数が増加される。このように、可変速モータ（14）の回転数が増加して基準値を超えると、異常警告手段（35）によって流体圧ポンプ（13）や安全弁（16）の異常が予知される。 Further, if dust or the like is clogged in the seat of the safety valve (16) when the safety valve (16) is opened, the safety valve (16) may not be completely closed. When this happens, the discharge fluid of the fluid pressure pump (13) is bypassed through the safety valve (16), so the discharge pressure of the fluid pressure pump (13) decreases. Also in this case, the rotational speed of the variable speed motor (14) is increased in the dead head state. Thus, when the rotation speed of the variable speed motor (14) increases and exceeds the reference value, the abnormality warning means (35) predicts an abnormality of the fluid pressure pump (13) or the safety valve (16).
第４の発明は、上記第２の発明において、上記バイパス通路（21）の流量調整弁（22）を通過した流体を冷却するための冷却ファン（24）を備えている。そして、本発明では、上記異常警告手段（35）は、上記デッドヘッド状態における上記可変速モータ（14）の回転数が上記基準値を超えると、上記冷却ファン（24）の異常を予知させるように構成されているものである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the cooling fan (24) for cooling the fluid that has passed through the flow rate adjusting valve (22) of the bypass passage (21) in the second aspect of the invention. In the present invention, the abnormality warning means (35) predicts an abnormality of the cooling fan (24) when the rotational speed of the variable speed motor (14) in the dead head state exceeds the reference value. It is composed of.
上記第４の発明では、流体圧ポンプ（13）の吐出流体の一部がバイパス通路（21）に流れ、冷却ファン（24）によって冷却された後流体タンク（11）に戻る。これにより、流体タンク（11）において流体の温度上昇が抑制される。 In the fourth aspect of the invention, part of the fluid discharged from the fluid pressure pump (13) flows into the bypass passage (21), is cooled by the cooling fan (24), and then returns to the fluid tank (11). Thereby, the temperature rise of the fluid is suppressed in the fluid tank (11).
ここで、冷却ファン（24）の軸部にゴミ等が混入して冷却ファン（24）の回転数が低下すると、バイパス通路（21）に流れた流体が殆ど冷却されずに流体タンク（11）に戻る。そのため、流体タンク（11）の流体温度が上昇する。そうすると、上記第１の発明と同様に、流体圧ポンプ（13）において容積効率が低下し吐出圧力が低下してしまう。デッドヘッド状態において、このように流体圧ポンプ（13）の吐出圧力が低下すると、その吐出圧力を所定のデッドヘッド圧力に戻す（昇圧させる）ため回転数制御手段（31,32,33）により可変速モータ（14）の回転数が増加される。その結果、可変速モータ（14）の回転数が基準値を超えると、異常警告手段（35）によって冷却ファン（24）の異常が予知される。つまり、本発明では、バイパス通路（21）の流量調整弁（22）の異常の他に、冷却ファン（24）の異常も予知される。 Here, if dust or the like enters the shaft portion of the cooling fan (24) and the rotation speed of the cooling fan (24) decreases, the fluid flowing in the bypass passage (21) is hardly cooled and the fluid tank (11) Return to. Therefore, the fluid temperature of the fluid tank (11) rises. If it does so, similarly to the said 1st invention, volumetric efficiency will fall in a fluid pressure pump (13), and discharge pressure will fall. When the discharge pressure of the fluid pressure pump (13) drops in this way in the dead head state, the rotation speed control means (31, 32, 33) allows the discharge pressure to be returned to a predetermined dead head pressure. The rotational speed of the transmission motor (14) is increased. As a result, when the rotational speed of the variable speed motor (14) exceeds the reference value, the abnormality warning means (35) predicts an abnormality of the cooling fan (24). That is, in the present invention, in addition to the abnormality of the flow rate adjustment valve (22) of the bypass passage (21), the abnormality of the cooling fan (24) is also predicted.
第５の発明は、上記第２の発明において、上記流体圧ポンプ（13）の吐出配管（18）に設けられる安全弁（16）を備えている。そして、本発明では、上記異常警告手段（35）は、上記デッドヘッド状態における上記可変速モータ（14）の回転数が上記基準値を超えると、上記流体圧ポンプ（13）および上記安全弁（16）の少なくとも一方の異常を予知させるように構成されているものである。 According to a fifth invention, in the second invention, a safety valve (16) provided in the discharge pipe (18) of the fluid pressure pump (13) is provided. In the present invention, the abnormality warning means (35), when the rotational speed of the variable speed motor (14) in the dead head state exceeds the reference value, the fluid pressure pump (13) and the safety valve (16 ) At least one of the abnormalities is predicted.
上記第５の発明では、流体圧ポンプ（13）の摺動部にゴミ等が入り込むと、その摺動部が摩耗し内部リークが増大するおそれがある。これにより、流体圧ポンプ（13）の容積効率が低下して吐出圧力が低下する。また、安全弁（16）が開いた際にゴミ等がその安全弁（16）のシート部等に詰まると、安全弁（16）が完全に閉じない状態となるおそれがある。そうなると、流体圧ポンプ（13）の吐出流体が安全弁（16）を通じてバイパスされるため、流体圧ポンプ（13）の吐出圧力は低下する。 In the fifth aspect of the invention, if dust or the like enters the sliding portion of the fluid pressure pump (13), the sliding portion may be worn and internal leakage may increase. Thereby, the volumetric efficiency of the fluid pressure pump (13) is lowered, and the discharge pressure is lowered. Further, if dust or the like is clogged in the seat of the safety valve (16) when the safety valve (16) is opened, the safety valve (16) may not be completely closed. When this happens, the discharge fluid of the fluid pressure pump (13) is bypassed through the safety valve (16), so the discharge pressure of the fluid pressure pump (13) decreases.
このように、デッドヘッド状態において、流体圧ポンプ（13）の吐出圧力が低下すると、その吐出圧力を所定のデッドヘッド圧力に戻す（昇圧させる）ため回転数制御手段（31,32,33）により可変速モータ（14）の回転数が増加される。その結果、可変速モータ（14）の回転数が基準値を超えると、異常警告手段（35）によって流体圧ポンプ（13）や安全弁（16）の異常が予知される。つまり、本発明では、バイパス通路（21）の流量調整弁（22）の異常の他に、流体圧ポンプ（13）や安全弁（16）の異常も予知される。 Thus, when the discharge pressure of the fluid pressure pump (13) decreases in the dead head state, the rotation speed control means (31, 32, 33) returns the discharge pressure to a predetermined dead head pressure (increases the pressure). The rotation speed of the variable speed motor (14) is increased. As a result, when the rotational speed of the variable speed motor (14) exceeds the reference value, abnormality of the fluid pressure pump (13) and the safety valve (16) is predicted by the abnormality warning means (35). That is, in the present invention, in addition to the abnormality of the flow rate adjustment valve (22) of the bypass passage (21), the abnormality of the fluid pressure pump (13) and the safety valve (16) is also predicted.
第６の発明は、上記第１乃至第５の何れか１の発明において、上記異常警告手段（35）は、上記回転数制御手段（31,32,33）による制御動作時に、上記流体圧ポンプ（13）の吐出圧力と上記デッドヘッド圧力との偏差および該吐出圧力の微分値が何れもゼロとなるときを上記デッドヘッド状態として検出するように構成されているものである。 A sixth invention is the fluid pressure pump according to any one of the first to fifth inventions, wherein the abnormality warning means (35) is controlled by the rotation speed control means (31, 32, 33). When the deviation between the discharge pressure of (13) and the dead head pressure and the differential value of the discharge pressure are all zero, the dead head state is detected.
上記第６の発明では、流体圧ポンプ（13）のデッドヘッド状態が次のように検出される。図２に示すように、デッドヘッド状態（Ａ点またはＡ’点）では、流体圧ポンプ（13）の吐出圧力と所定のデッドヘッド圧力との偏差がゼロまたはほぼゼロとなる。さらに、デッドヘッド状態では、流体圧ポンプ（13）の吐出圧力が所定のデッドヘッド圧力に保持されるため、その吐出圧力の微分値（即ち、変化量）がゼロまたはほぼゼロとなる。したがって、流体圧ポンプ（13）の吐出圧力が上記２つの条件を満たすことにより、デッドヘッド状態が検出される。 In the sixth aspect of the invention, the dead head state of the fluid pressure pump (13) is detected as follows. As shown in FIG. 2, in the dead head state (point A or point A '), the deviation between the discharge pressure of the fluid pressure pump (13) and the predetermined dead head pressure is zero or almost zero. Further, in the dead head state, the discharge pressure of the fluid pressure pump (13) is maintained at a predetermined dead head pressure, so that the differential value (that is, the amount of change) of the discharge pressure becomes zero or almost zero. Therefore, a dead head state is detected when the discharge pressure of the fluid pressure pump (13) satisfies the above two conditions.
第７の発明は、上記第６の発明において、上記異常警告手段（35）は、上記デッドヘッド状態を検出するごとに該デッドヘッド状態における上記可変速モータ（14）の回転数を記憶し、その直近に記憶した所定個分の回転数のうち最低回転数を選択して上記基準値と大小比較するように構成されているものである。 In a seventh aspect based on the sixth aspect, the abnormality warning means (35) stores the rotational speed of the variable speed motor (14) in the dead head state every time the dead head state is detected. A minimum number of rotations is selected from among the predetermined number of rotations stored most recently, and is compared in magnitude with the reference value.
上記第７の発明では、例えば複数の流体圧アクチュエータを１個ずつ駆動する場合、その流体圧アクチュエータごとに流体の漏れ量が異なるため、流体圧アクチュエータごとにデッドヘッド状態における吐出流量が僅かずつ異なる。したがって、デッドヘッド状態における可変速モータ（14）の回転数が流体圧アクチュエータごとに異なる。例えば、流体圧アクチュエータが５個ある場合、その５個分の可変速モータ（14）のデッドヘッド時の回転数が順に記憶されていく。そして、その５個のうち最低の回転数と基準値とが大小比較される。つまり、流体漏れ量が最も低い流体圧アクチュエータが基準となる。 In the seventh aspect of the invention, for example, when a plurality of fluid pressure actuators are driven one by one, the amount of fluid leakage is different for each fluid pressure actuator, so the discharge flow rate in the dead head state is slightly different for each fluid pressure actuator. . Therefore, the rotational speed of the variable speed motor (14) in the dead head state is different for each fluid pressure actuator. For example, when there are five fluid pressure actuators, the rotational speeds of the five variable speed motors (14) at the time of the dead head are sequentially stored. Then, the minimum rotation number among the five is compared with the reference value. That is, the fluid pressure actuator having the lowest fluid leakage amount is used as a reference.
以上のように、第１および第３の発明によれば、デッドヘッド状態における可変速モータ（14）の回転数が基準値を超える（上回る）と、冷却ファン（24）、流体圧ポンプ（13）、安全弁（16）の異常を予知させる警告表示をするようにした。また、第２の発明によれば、デッドヘッド状態における可変速モータ（14）の回転数が基準値を下回ると、流量調整弁（22）の異常を予知させる警告表示をするようにした。つまり、これらの発明は、このまま何もせずに放っておくと流体圧ユニットがいずれ緊急停止してしまうことを事前に知らせるようにした。したがって、警告表示がされてから例えば十数日間の間で作業時間外に冷却ファン（24）や流量調整弁（22）、流体圧ポンプ（13）、安全弁（16）の保守点検を行うことにより、少なくとも作業中において突然と流体圧ユニットが緊急停止してしまうことを回避することができる。これにより、流体圧ユニットの信頼性を向上させることができる。 As described above, according to the first and third inventions, when the rotational speed of the variable speed motor (14) in the dead head state exceeds (exceeds) the reference value, the cooling fan (24), the fluid pressure pump (13 ), Warning display to predict the abnormality of the safety valve (16). Further, according to the second aspect of the invention, when the rotational speed of the variable speed motor (14) in the dead head state falls below the reference value, a warning display for predicting an abnormality of the flow rate adjusting valve (22) is displayed. In other words, these inventions inform in advance that the fluid pressure unit will eventually urgently stop if left unattended as it is. Therefore, for example, by performing maintenance and inspection of the cooling fan (24), flow rate adjustment valve (22), fluid pressure pump (13), and safety valve (16) within 10 days after the warning is displayed. It is possible to avoid that the fluid pressure unit suddenly stops at least suddenly during the work. Thereby, the reliability of the fluid pressure unit can be improved.
また、デッドヘッド状態、即ち圧力制御時の可変速モータ（14）の回転数が基準値を超えているか下回っているかをみるようにしたため、運転を停止させることなく容易に冷却ファン（24）等の異常を予知させることができる。デッドヘッド状態は、流体圧ポンプ（13）の吐出流量がほぼゼロで吐出圧力がデッドヘッド圧力に制御される安定状態であるため、冷却ファン（24）や流量調整弁（22）等の異常が可変速モータ（14）の回転数の変化として表れる。したがって、その回転数をモニタリングすることで、冷却ファン（24）等の異常を確実に検知することができる。例えば図２のＢ点（流量制御時）では、一定流量をアクチュエータに供給し続けるため、冷却ファン（24）等の異常により流体圧ポンプ（13）の吐出圧力が変化しても吐出流量ひいては可変速モータ（14）の回転数は変化しない。また、図２のＣ点およびＤ点では、常に流体圧ポンプ（13）の吐出流量が変化している過渡状態であるため不安定である。よって、図２のＢ点〜Ｄ点は、流体圧ポンプ（13）の吐出流量の変化が冷却ファン（24）や流量調整弁（22）等の異常によるものであるかどうかを判定するのには適していない。 In addition, since the dead head condition, that is, whether the rotational speed of the variable speed motor (14) during pressure control exceeds or falls below the reference value, the cooling fan (24), etc. can be easily operated without stopping the operation. Can be predicted. The dead head state is a stable state in which the discharge flow rate of the fluid pressure pump (13) is almost zero and the discharge pressure is controlled to the dead head pressure, so there is an abnormality in the cooling fan (24), flow rate adjustment valve (22), etc. This appears as a change in the rotational speed of the variable speed motor (14). Therefore, by monitoring the rotation speed, it is possible to reliably detect an abnormality in the cooling fan (24) or the like. For example, at point B in Fig. 2 (during flow rate control), a constant flow rate is continuously supplied to the actuator. Therefore, even if the discharge pressure of the fluid pressure pump (13) changes due to an abnormality such as the cooling fan (24), the discharge flow rate can be The rotation speed of the transmission motor (14) does not change. Further, the points C and D in FIG. 2 are unstable because the discharge flow rate of the fluid pressure pump (13) is constantly changing. Therefore, points B to D in FIG. 2 are used to determine whether the change in the discharge flow rate of the fluid pressure pump (13) is due to an abnormality in the cooling fan (24), the flow rate adjustment valve (22), or the like. Is not suitable.
また、第６の発明によれば、流体圧ポンプ（13）の吐出圧力をモニタリングして、その吐出圧力に基づいてデッドヘッド状態を検出するようにした。つまり、吐出圧力と所定のデッドヘッド圧力（圧力設定値）との偏差がゼロ（またはほぼゼロ）で、且つ、吐出圧力の微分値がゼロ（またはほぼゼロ）となるときをデッドヘッド状態として検出するようにした。したがって、容易に且つ簡易にデッドヘッド状態を抽出することができ、そのため工作機械の運転サイクルをわざわざ停止する必要はない。 According to the sixth aspect of the invention, the discharge pressure of the fluid pressure pump (13) is monitored, and the dead head state is detected based on the discharge pressure. In other words, when the deviation between the discharge pressure and the predetermined dead head pressure (pressure set value) is zero (or almost zero) and the differential value of the discharge pressure is zero (or almost zero), it is detected as a dead head state. I tried to do it. Therefore, it is possible to easily and easily extract the dead head state, so that it is not necessary to stop the operation cycle of the machine tool.
また、第７の発明によれば、デッドヘッド状態を検出するごとに該デッドヘッド状態における可変速モータ（14）の回転数を記憶し、その直近に記憶した所定個分の回転数のうち最低回転数を選択して基準値と大小比較するようにした。例えば、５個のアクチュエータを順次駆動する場合、直近に記憶した５個の回転数の中から最低回転数が選択される。この最低回転数は、流体漏れ量が最も少ないアクチュエータに対するものである。したがって、冷却ファン（24）や流量調整弁（22）等の異常が吐出流量の変化（即ち、可変速モータ（14）の回転数の変化）として最も表れやすい。よって、その最低回転数をモニタリングすることで、冷却ファン（24）等の異常を確実に検知することができる。 According to the seventh aspect of the invention, each time the dead head state is detected, the rotation speed of the variable speed motor (14) in the dead head state is stored, and the minimum number of rotations of the predetermined number stored most recently is stored. The number of rotations was selected and compared with the reference value. For example, when five actuators are driven sequentially, the minimum number of rotations is selected from the five most recently stored number of rotations. This minimum speed is for the actuator with the least amount of fluid leakage. Therefore, abnormalities such as the cooling fan (24) and the flow rate adjusting valve (22) are most likely to appear as changes in the discharge flow rate (that is, changes in the rotational speed of the variable speed motor (14)). Therefore, by monitoring the minimum number of revolutions, it is possible to reliably detect an abnormality in the cooling fan (24) or the like.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１に示すように、本実施形態の油圧ユニット（1）は、本発明に係る流体圧ユニットを構成している。この油圧ユニット（1）は、例えば旋盤、研磨盤、表面仕上げ機械、削り盤、マシニングセンタ等の工作機械に用いられる。工作機械は、図示しないが、例えば心押台クランプや刃物台クランプ、チャック等のように、ワークや工具を固定する複数の油圧アクチュエータ（以下、単にアクチュエータという。）を有し、これらアクチュエータが油圧ユニット（1）によって駆動される。 As shown in FIG. 1, the hydraulic unit (1) of the present embodiment constitutes a fluid pressure unit according to the present invention. The hydraulic unit (1) is used for machine tools such as a lathe, a polishing machine, a surface finishing machine, a shaving machine, and a machining center. Although not shown, the machine tool has a plurality of hydraulic actuators (hereinafter simply referred to as actuators) for fixing a work and a tool, such as a tailstock clamp, a tool post clamp, and a chuck. Driven by unit (1).
上記油圧ユニット（1）は、油圧回路（10）と、該油圧回路（10）を制御するための制御ユニット（30）とを備えている。 The hydraulic unit (1) includes a hydraulic circuit (10) and a control unit (30) for controlling the hydraulic circuit (10).
上記油圧回路（10）は、油タンク（11）と、油圧ポンプ（13）と、該油圧ポンプ（13）を駆動するポンプ用モータ（14）と、絞り通路（21）と、ラジエータ（23）およびラジエータファン（24）とを備えている。 The hydraulic circuit (10) includes an oil tank (11), a hydraulic pump (13), a pump motor (14) for driving the hydraulic pump (13), a throttle passage (21), and a radiator (23). And a radiator fan (24).
上記油圧ポンプ（13）は、流体タンクである上記油タンク（11）の作動油を吸入して吐出する流体圧ポンプを構成している。この油圧ポンプ（13）は、例えばピストンポンプであり、固定容量型ポンプで構成されている。 The hydraulic pump (13) constitutes a fluid pressure pump that sucks and discharges hydraulic oil in the oil tank (11), which is a fluid tank. The hydraulic pump (13) is a piston pump, for example, and is a fixed displacement pump.
上記ポンプ用モータ（14）は、油圧ポンプ（13）に接続され、該油圧ポンプ（13）を駆動する可変速モータである。また、このポンプ用モータ（14）には、該ポンプ用モータ（14）の回転速度に応じたパルス信号を出力するパルスジェネレータ（15）が接続されている。 The pump motor (14) is a variable speed motor that is connected to the hydraulic pump (13) and drives the hydraulic pump (13). The pump motor (14) is connected to a pulse generator (15) that outputs a pulse signal corresponding to the rotational speed of the pump motor (14).
また、上記油圧ポンプ（13）の吸入側にはオイルフィルタ（12）が設けられている。油圧ポンプ（13）の吐出配管（18）には、油圧ポンプ（13）の吐出圧力が所定圧力を超えないように安全弁（16）が設けられている。また、油圧ポンプ（13）の吐出配管（18）には、油圧ポンプ（13）の吐出圧力を検出する圧力センサ（17）が設けられている。油圧ポンプ（13）の吐出配管（18）は、方向切換弁（図示せず）を介して工作機械側のアクチュエータに接続されている。 An oil filter (12) is provided on the suction side of the hydraulic pump (13). The discharge pipe (18) of the hydraulic pump (13) is provided with a safety valve (16) so that the discharge pressure of the hydraulic pump (13) does not exceed a predetermined pressure. The discharge pipe (18) of the hydraulic pump (13) is provided with a pressure sensor (17) for detecting the discharge pressure of the hydraulic pump (13). The discharge pipe (18) of the hydraulic pump (13) is connected to an actuator on the machine tool side via a direction switching valve (not shown).
上記絞り通路（21）は、油タンク（11）と油圧ポンプ（13）の吐出配管（18）とに接続されている。この絞り通路（21）には、本発明に係る流量調整弁である可変絞り弁（22）が設けられている。絞り通路（21）は、常時油圧ポンプ（13）から吐出された作動油の一部が工作機械側へは流れずに油タンク（11）に戻るように構成されている。この油タンク（11）への戻り量は可変絞り弁（22）によって調節される。絞り通路（21）は、本発明に係るバイパス通路を構成している。 The throttle passage (21) is connected to the oil tank (11) and the discharge pipe (18) of the hydraulic pump (13). The throttle passage (21) is provided with a variable throttle valve (22) which is a flow rate adjusting valve according to the present invention. The throttle passage (21) is configured such that part of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump (13) always returns to the oil tank (11) without flowing to the machine tool side. The return amount to the oil tank (11) is adjusted by the variable throttle valve (22). The throttle passage (21) constitutes a bypass passage according to the present invention.
上記ラジエータ（23）は、絞り通路（21）における可変絞り弁（22）の下流側に設けられている。このラジエータ（23）の近傍にはラジエータファン（24）が設けられている。このラジエータファン（24）は、ラジエータ（23）を通過する作動油を冷却するものである。これにより、油タンク（11）の作動油の温度が低下する。つまり、ラジエータファン（24）は、油タンク（11）の作動油を冷却して作動油の温度上昇を抑制するためのものであり、本発明に係る冷却ファンを構成している。なお、ラジエータファン（24）はファンモータによって駆動される。 The radiator (23) is provided downstream of the variable throttle valve (22) in the throttle passage (21). A radiator fan (24) is provided in the vicinity of the radiator (23). The radiator fan (24) cools the hydraulic oil that passes through the radiator (23). As a result, the temperature of the hydraulic oil in the oil tank (11) decreases. That is, the radiator fan (24) is for cooling the hydraulic oil in the oil tank (11) to suppress the temperature rise of the hydraulic oil, and constitutes a cooling fan according to the present invention. The radiator fan (24) is driven by a fan motor.
このように、上記絞り通路（21）、可変絞り弁（22）、ラジエータ（23）およびラジエータファン（24）は、油タンク（11）の作動油を冷却するための油冷却手段を構成している。また、一方で、絞り通路（21）を設けることにより、油圧ポンプ（13）が低回転領域で運転されるのを確実に回避することができる。一般に、油圧ポンプは低回転領域においては駆動トルクが不安定となる。本実施形態では、油圧ポンプ（13）から吐出された作動油の一部が絞り通路（21）へ流れるため、油圧ポンプ（13）の吐出流量は工作機械のアクチュエータで必要な流量よりも多くなる。そうすると、油圧ポンプ（13）は比較的高い回転領域で運転されることとなる。よって、油圧ポンプ（13）が低回転で運転されるのを避けることができ、圧力制御／流量制御を安定に行うことができる。 Thus, the throttle passage (21), the variable throttle valve (22), the radiator (23) and the radiator fan (24) constitute oil cooling means for cooling the hydraulic oil in the oil tank (11). Yes. On the other hand, by providing the throttle passage (21), it is possible to reliably avoid operating the hydraulic pump (13) in the low rotation region. In general, the driving torque of a hydraulic pump becomes unstable in a low rotation range. In the present embodiment, since a part of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump (13) flows to the throttle passage (21), the discharge flow rate of the hydraulic pump (13) is larger than the flow rate required by the actuator of the machine tool. . If it does so, a hydraulic pump (13) will be drive | operated in a comparatively high rotation area | region. Therefore, it is possible to avoid operating the hydraulic pump (13) at a low rotation, and pressure control / flow rate control can be performed stably.
また、上記油圧ポンプ（13）には、ドレン通路（25）が設けられている。このドレン通路（25）は、絞り通路（21）における可変絞り弁（22）とラジエータ（23）との間に接続されている。ドレン通路（25）では、油圧ポンプ（13）内で漏れた作動油が絞り通路（21）に流れる。 The hydraulic pump (13) is provided with a drain passage (25). The drain passage (25) is connected between the variable throttle valve (22) and the radiator (23) in the throttle passage (21). In the drain passage (25), the hydraulic oil leaked in the hydraulic pump (13) flows into the throttle passage (21).
上記制御ユニット（30）は、ＰＱ制御部（31）と、速度制御部（32）と、インバータ（33）と、速度検出部（34）と、異常警告部（35）とを備えている。 The control unit (30) includes a PQ control unit (31), a speed control unit (32), an inverter (33), a speed detection unit (34), and an abnormality warning unit (35).
上記ＰＱ制御部（31）は、圧力センサ（17）から油圧ポンプ（13）の吐出圧力が入力される。そして、ＰＱ制御部（31）は、入力された吐出圧力と、図２に示す吐出圧力−吐出流量特性（以下、Ｐ−Ｑ特性という。）とに基づいて速度指令を出力するものである。上記速度検出部（34）は、パルスジェネレータ（15）からパルス信号が入力され、そのパルス信号同士の間隔を測定することによりポンプ用モータ（14）の回転数（回転速度）を現在速度として検出するものである。上記速度制御部（32）は、ＰＱ制御部（31）から速度指令が、速度検出部（34）から現在速度が入力される。そして、速度制御部（32）は、速度指令と現在速度を用いて速度制御演算を行い、電流指令を出力するものである。上記インバータ（33）は、速度制御部（32）から電流指令が入力され、それに基づいてポンプ用モータ（14）の回転数を制御するものである。 The PQ controller (31) receives the discharge pressure of the hydraulic pump (13) from the pressure sensor (17). Then, the PQ control unit (31) outputs a speed command based on the input discharge pressure and the discharge pressure-discharge flow rate characteristic (hereinafter referred to as PQ characteristic) shown in FIG. The speed detector (34) receives the pulse signal from the pulse generator (15) and measures the interval between the pulse signals to detect the rotational speed (rotational speed) of the pump motor (14) as the current speed. To do. The speed controller (32) receives a speed command from the PQ controller (31) and a current speed from the speed detector (34). The speed control unit (32) performs a speed control calculation using the speed command and the current speed, and outputs a current command. The inverter (33) receives a current command from the speed controller (32) and controls the rotational speed of the pump motor (14) based on the current command.
本実施形態では、ＰＱ制御部（31）と速度制御部（32）とインバータ（33）が本発明に係る回転数制御手段を構成している。そして、これら回転数制御手段は、図２に示すＰ−Ｑ特性に基づいて、油圧ポンプ（13）の流量制御動作と圧力制御動作とを切り換えて行う。流量制御動作では、油圧ポンプ（13）の吐出流量が流量設定値Ｑａとなるようにポンプ用モータ（14）の回転数（回転速度）が制御される。圧力制御動作では、油圧ポンプ（13）の吐出圧力が所定のデッドヘッド圧力Ｐａ（圧力設定値Ｐａ）となるようにポンプ用モータ（14）の回転数（回転速度）が制御される。 In the present embodiment, the PQ control unit (31), the speed control unit (32), and the inverter (33) constitute the rotational speed control means according to the present invention. These rotational speed control means switch between the flow rate control operation and the pressure control operation of the hydraulic pump (13) based on the PQ characteristic shown in FIG. In the flow rate control operation, the rotational speed (rotational speed) of the pump motor (14) is controlled so that the discharge flow rate of the hydraulic pump (13) becomes the flow rate set value Qa. In the pressure control operation, the rotation speed (rotational speed) of the pump motor (14) is controlled so that the discharge pressure of the hydraulic pump (13) becomes a predetermined dead head pressure Pa (pressure set value Pa).
一方、上記異常警告部（35）は、本発明に係る異常警告手段を構成している。この異常警告部（35）は、油圧ポンプ（13）の吐出圧力がデッドヘッド圧力Ｐａとなるデッドヘッド状態を検出するように構成されている。そして、異常警告部（35）は、デッドヘッド状態におけるポンプ用モータ（14）の回転数に基づいて、可変絞り弁（22）やラジエータファン（24）等の異常を予知させるものである。回転数制御手段（31,32,33）および異常警告部（35）の制御動作の詳細については後述する。 On the other hand, the abnormality warning part (35) constitutes an abnormality warning means according to the present invention. The abnormality warning unit (35) is configured to detect a dead head state in which the discharge pressure of the hydraulic pump (13) becomes the dead head pressure Pa. The abnormality warning unit (35) predicts an abnormality of the variable throttle valve (22), the radiator fan (24), etc. based on the rotational speed of the pump motor (14) in the dead head state. Details of the control operations of the rotation speed control means (31, 32, 33) and the abnormality warning unit (35) will be described later.
−流量制御動作および圧力制御動作−
次に、上記油圧ユニット（1）における制御動作について図２を参照しながら説明する。
-Flow control operation and pressure control operation-
Next, the control operation in the hydraulic unit (1) will be described with reference to FIG.
制御ユニット（30）は、図２に示すＰ−Ｑ特性に基づいて油圧回路（10）を制御する。先ず、図２のＢ点では、回転数制御手段（31,32,33）によって流量制御が行われる。つまり、油圧ポンプ（13）の吐出流量が流量設定値Ｑａとなるようにポンプ用モータ（14）の回転数が制御される。このＢ点の流量制御時には、例えば、アクチュエータとしての油圧シリンダは一定速度で伸長動作または収縮動作を行い、ワークや工具が所定位置まで移動する。その際、油圧ポンプ（13）の吐出圧力は比較的低い値となる。 The control unit (30) controls the hydraulic circuit (10) based on the PQ characteristic shown in FIG. First, at point B in FIG. 2, the flow rate is controlled by the rotation speed control means (31, 32, 33). That is, the rotational speed of the pump motor (14) is controlled so that the discharge flow rate of the hydraulic pump (13) becomes the flow rate set value Qa. When controlling the flow rate at point B, for example, a hydraulic cylinder as an actuator performs an expansion operation or a contraction operation at a constant speed, and the workpiece or tool moves to a predetermined position. At that time, the discharge pressure of the hydraulic pump (13) becomes a relatively low value.
図２のＡ点では、回転数制御手段（31,32,33）によって圧力制御が行われる。つまり、油圧ポンプ（13）の吐出圧力がデッドヘッド圧力Ｐａとなるようにポンプ用モータ（14）の回転数が制御される。このＡ点の圧力制御時には、例えば、油圧シリンダは伸縮動作を行わず、ワークや工具が所定力でクランプされて保持される。この状態は、油圧ポンプ（13）の吐出流量が殆どゼロであり、デッドヘッド状態にある。 At point A in FIG. 2, pressure control is performed by the rotational speed control means (31, 32, 33). That is, the rotational speed of the pump motor (14) is controlled so that the discharge pressure of the hydraulic pump (13) becomes the dead head pressure Pa. At the time of pressure control at point A, for example, the hydraulic cylinder does not expand and contract, and the workpiece and tool are clamped and held with a predetermined force. In this state, the discharge flow rate of the hydraulic pump (13) is almost zero and is in a dead head state.
一方、図２のＣ点やＤ点の状態は、Ｂ点の流量制御からＡ点の圧力制御に変わる過渡状態である。流量制御時において、油圧シリンダが所定位置まで移動しこれ以上移動できなくなると、油圧ポンプ（13）の吐出圧力が上昇し始める。吐出圧力がさらに上昇していくと油圧ポンプ（13）の吐出流量が低下していき（Ｃ点、Ｄ点）、最終的にＡ点のデッドヘッド状態（圧力制御状態）に到達する。図２の曲線部分が油圧ポンプ（13）の最高出力（＝吐出流量×吐出圧力）を示しているが、Ｃ点やＤ点は過渡的にその最高出力を超えてオーバーシュートしている状態である。 On the other hand, the state at point C and point D in FIG. 2 is a transient state that changes from the flow control at point B to the pressure control at point A. When the hydraulic cylinder moves to a predetermined position and cannot move any more during flow rate control, the discharge pressure of the hydraulic pump (13) starts to increase. As the discharge pressure further increases, the discharge flow rate of the hydraulic pump (13) decreases (point C, point D), and finally reaches the dead head state (pressure control state) at point A. The curve in Fig. 2 shows the maximum output of the hydraulic pump (13) (= discharge flow rate x discharge pressure), but points C and D are transiently overshooting their maximum output. is there.
−異常予知動作−
次に、上記異常警告部（35）による油圧機器の異常予知動作について図３〜図６を参照しながら説明する。
-Abnormal prediction operation-
Next, the abnormality prediction operation of the hydraulic device by the abnormality warning unit (35) will be described with reference to FIGS.
異常警告部（35）は、図４のフローチャートに基づいて異常予知動作を行う。先ず、ステップＳＴ１では、異常警告部（35）によって油圧ポンプ（13）のデッドヘッド状態（即ち、図２のＡ点）が検出される。具体的に、異常警告部（35）は、圧力センサ（17）から出力される油圧ポンプ（13）の吐出圧力と所定のデッドヘッド圧力Ｐａとの偏差がゼロ（または、ほぼゼロ）で、且つ、その吐出圧力の微分値（変化量）がゼロ（または、ほぼゼロ）である場合、デッドヘッド状態であると判定する。つまり、デッドヘッド状態は、吐出圧力がデッドヘッド圧力Ｐａに保持されて変動しない状態であるため、上記の条件で確実に検出される。一方、図２のＢ点の状態は、吐出圧力は変動しないがデッドヘッド圧力Ｐａよりも低いため上記条件に合致しない。図２のＣ点の状態は、吐出圧力はデッドヘッド圧力Ｐａになっているが変動しているため上記条件に合致しない。図２のＤ点の状態は、吐出圧力がデッドヘッド圧力Ｐａよりも高く且つ変動しているため上記条件に合致しない。 The abnormality warning unit (35) performs an abnormality prediction operation based on the flowchart of FIG. First, in step ST1, the abnormality warning section (35) detects the dead head state (that is, point A in FIG. 2) of the hydraulic pump (13). Specifically, the abnormality warning unit (35) has zero (or almost zero) deviation between the discharge pressure of the hydraulic pump (13) output from the pressure sensor (17) and a predetermined dead head pressure Pa, and When the differential value (change amount) of the discharge pressure is zero (or almost zero), it is determined that the vehicle is in a dead head state. In other words, the dead head state is a state in which the discharge pressure is held at the dead head pressure Pa and does not fluctuate, and is thus reliably detected under the above conditions. On the other hand, the state at point B in FIG. 2 does not meet the above condition because the discharge pressure does not vary but is lower than the dead head pressure Pa. The state of point C in FIG. 2 does not meet the above condition because the discharge pressure is the dead head pressure Pa but fluctuates. The state at point D in FIG. 2 does not meet the above condition because the discharge pressure is higher than the dead head pressure Pa and fluctuates.
続くステップＳＴ２では、デッドヘッド状態におけるポンプ用モータ（14）の回転数が検出される。そして、ステップＳＴ３では、異常警告部（35）によって、ステップＳＴ２で検出したポンプ用モータ（14）の回転数が図３に示す「正常回転」の範囲内か否かが判定される。図３に示すように、ポンプ用モータ（14）の正常回転は、デッドヘッド圧力Ｐａおよび作動油の温度（油温）によって異なる。本実施形態では、「正常回転」の範囲がデッドヘッド圧力Ｐａおよび油温をパラメータとして予め実験で求められる。この「正常回転」の範囲がデッドヘッド状態におけるポンプ用モータ（14）の回転数の基準値となる。そして、ポンプ用モータ（14）の回転数が基準値である「正常回転」範囲を超える（上回る）と「高回転異常」となり、下回ると「低回転異常」となる。 In the subsequent step ST2, the rotational speed of the pump motor (14) in the dead head state is detected. In step ST3, the abnormality warning unit (35) determines whether the rotational speed of the pump motor (14) detected in step ST2 is within the range of “normal rotation” shown in FIG. As shown in FIG. 3, the normal rotation of the pump motor (14) varies depending on the dead head pressure Pa and the temperature of the hydraulic oil (oil temperature). In this embodiment, the range of “normal rotation” is obtained in advance by experiments using the dead head pressure Pa and the oil temperature as parameters. This “normal rotation” range is a reference value for the rotational speed of the pump motor (14) in the dead head state. Then, when the rotation speed of the pump motor (14) exceeds (exceeds) the “normal rotation” range which is the reference value, “high rotation abnormality” occurs, and when it falls below, “low rotation abnormality” occurs.
ステップＳＴ３においてポンプ用モータ（14）の回転数が「高回転異常」と判定されると、ステップＳＴ４へ移行して回転数上昇の警告表示がされる。また、ステップＳＴ３においてポンプ用モータ（14）の回転数が「低回転異常」と判定されると、ステップＳＴ５へ移行して回転数低下の警告表示がされる。上記のように警告表示がされても運転はそのまま継続される。なお、ステップＳＴ３でポンプ用モータ（14）の回転数が「正常回転」と判定されると、何も警告表示はされず運転が継続される。 If it is determined in step ST3 that the rotational speed of the pump motor (14) is “abnormally high rotational speed”, the routine proceeds to step ST4, where a warning for increasing the rotational speed is displayed. If it is determined in step ST3 that the rotation speed of the pump motor (14) is “low rotation abnormality”, the process proceeds to step ST5, where a warning indicating a decrease in the rotation speed is displayed. Even if the warning is displayed as described above, the operation is continued. If it is determined in step ST3 that the rotation speed of the pump motor (14) is “normal rotation”, no warning is displayed and the operation is continued.
ここで、デッドヘッド状態におけるポンプ用モータ（14）の回転数が上昇／低下して「正常回転」範囲を上回る／下回る原因（メカニズム）について図５を参照しながら説明する。 Here, the cause (mechanism) in which the rotation speed of the pump motor (14) in the dead head state increases / decreases and exceeds / belows the "normal rotation" range will be described with reference to FIG.
ゴミ等がラジエータファン（24）のモータ軸部に詰まると、そのモータの回転数が低下する（ステップＳＴ１１）。そうすると、ラジエータファン（24）による冷却効果が低下し、絞り通路（21）の作動油があまり冷却されずに油タンク（11）に戻る。そのため、油タンク（11）の油温が上昇する（ステップＳＴ１２）。作動油は温度が上昇すると粘度が低下するため、油圧ポンプ（13）では作動油の漏れ量が増加し容積効率が低下する。これにより、デッドヘッド状態においては、油圧ポンプ（13）の吐出圧力は低下してデッドヘッド圧力Ｐａを下回る。そうすると、油圧ポンプ（13）の吐出圧力をデッドヘッド圧力Ｐａに戻すため、回転数制御手段（31,32,33）によってポンプ用モータ（14）の回転数が増加される（ステップＳＴ１３）。その結果、デッドヘッド状態のポンプ用モータ（14）の回転数が「正常回転」範囲を上回る。 When dust or the like is clogged in the motor shaft of the radiator fan (24), the rotational speed of the motor decreases (step ST11). If it does so, the cooling effect by a radiator fan (24) will fall, and hydraulic oil of a throttle passage (21) will return to an oil tank (11), without being cooled very much. Therefore, the oil temperature of the oil tank (11) rises (step ST12). Since the viscosity of the hydraulic oil decreases as the temperature rises, in the hydraulic pump (13), the amount of hydraulic oil leakage increases and the volumetric efficiency decreases. As a result, in the dead head state, the discharge pressure of the hydraulic pump (13) decreases and falls below the dead head pressure Pa. Then, in order to return the discharge pressure of the hydraulic pump (13) to the dead head pressure Pa, the rotation speed of the pump motor (14) is increased by the rotation speed control means (31, 32, 33) (step ST13). As a result, the rotational speed of the pump motor (14) in the dead head state exceeds the “normal rotation” range.
また、ゴミ等が油タンク（11）等の作動油に混入することにより、例えば作動油の汚染度がＮＡＳ１２範囲外となる（ステップＳＴ１５）。このように作動油が汚染されることによって、油圧ポンプ（13）、安全弁（16）および可変絞り弁（22）のそれぞれに関する原因が発生する。 Further, when dust or the like is mixed into the hydraulic oil such as the oil tank (11), for example, the degree of contamination of the hydraulic oil is out of the NAS12 range (step ST15). As the hydraulic oil is contaminated in this way, causes for the hydraulic pump (13), the safety valve (16), and the variable throttle valve (22) are generated.
先ず、作動油に混入したゴミ等が油圧ポンプ（13）の摺動部に入り込むと、その摺動部が摩耗し内部リークが増大する（ステップＳＴ１６）。これにより、油圧ポンプ（13）の容積効率が低下する。そうすると、上記と同様に、油圧ポンプ（13）の吐出圧力はデッドヘッド圧力Ｐａを下回るため、回転数制御手段（31,32,33）によってポンプ用モータ（14）の回転数が増加される（ステップＳＴ１３）。その結果、デッドヘッド状態のポンプ用モータ（14）の回転数が「正常回転」範囲を上回る。 First, when dust or the like mixed in the hydraulic oil enters the sliding portion of the hydraulic pump (13), the sliding portion wears and internal leakage increases (step ST16). Thereby, the volumetric efficiency of the hydraulic pump (13) decreases. Then, similarly to the above, since the discharge pressure of the hydraulic pump (13) is lower than the dead head pressure Pa, the rotational speed control means (31, 32, 33) increases the rotational speed of the pump motor (14) ( Step ST13). As a result, the rotational speed of the pump motor (14) in the dead head state exceeds the “normal rotation” range.
また、安全弁（16）が開いた際にゴミ等がその安全弁（16）のシート部等に詰まると、安全弁（16）が完全に閉じない状態となるおそれがある。そうすると、常時、作動油が安全弁（16）を通じてバイパスされる（ステップＳＴ１７）。つまり、安全弁（16）において作動油の漏れが発生する。これにより、デッドヘッド状態においては、油圧ポンプ（13）の吐出圧力は低下してデッドヘッド圧力Ｐａを下回る。そうすると、上記のラジエータファン（24）の場合と同様に、回転数制御手段（31,32,33）によってポンプ用モータ（14）の回転数が増加される（ステップＳＴ１３）。その結果、デッドヘッド状態のポンプ用モータ（14）の回転数が「正常回転」範囲を上回る。 Further, if dust or the like is clogged in the seat of the safety valve (16) when the safety valve (16) is opened, the safety valve (16) may not be completely closed. Then, hydraulic oil is always bypassed through the safety valve (16) (step ST17). That is, hydraulic fluid leaks in the safety valve (16). As a result, in the dead head state, the discharge pressure of the hydraulic pump (13) decreases and falls below the dead head pressure Pa. Then, as in the case of the radiator fan (24), the rotational speed of the pump motor (14) is increased by the rotational speed control means (31, 32, 33) (step ST13). As a result, the rotational speed of the pump motor (14) in the dead head state exceeds the “normal rotation” range.
このように、本発明は、ポンプ用モータ（14）の回転数が上昇したことをもって、油圧ポンプ（13）や安全弁（16）等の流体機器における作動油の漏れ量増加という異常状態を検知するようにしている。 As described above, the present invention detects an abnormal state such as an increase in the amount of hydraulic oil leakage in a fluid device such as the hydraulic pump (13) or the safety valve (16) when the rotational speed of the pump motor (14) increases. I am doing so.
また、ゴミ等が可変絞り弁（22）に詰まると、絞り通路（21）へ流れる油量が低下する（ステップＳＴ１８）。そうすると、アクチュエータへ供給される油量は増加する。これにより、デッドヘッド状態においては、油圧ポンプ（13）の吐出圧力は上昇してデッドヘッド圧力Ｐａを上回る。そうすると、油圧ポンプ（13）の吐出圧力をデッドヘッド圧力Ｐａに戻すため、回転数制御手段（31,32,33）によってポンプ用モータ（14）の回転数が減少される（ステップＳＴ１９）。その結果、デッドヘッド状態のポンプ用モータ（14）の回転数が「正常回転」範囲を下回る。 Further, when dust or the like is clogged in the variable throttle valve (22), the amount of oil flowing into the throttle passage (21) decreases (step ST18). As a result, the amount of oil supplied to the actuator increases. Thereby, in the dead head state, the discharge pressure of the hydraulic pump (13) rises and exceeds the dead head pressure Pa. Then, in order to return the discharge pressure of the hydraulic pump (13) to the dead head pressure Pa, the rotational speed of the pump motor (14) is decreased by the rotational speed control means (31, 32, 33) (step ST19). As a result, the rotational speed of the pump motor (14) in the dead head state falls below the “normal rotation” range.
以上のような原因により、デッドヘッド状態においてポンプ用モータ（14）の回転数が「正常回転」範囲を上回ったり下回ったりすることとなる。したがって、回転数上昇の警告表示がされることによって、ラジエータファン（24）、油圧ポンプ（13）および安全弁（16）の少なくとも１つの異常を予知することができる。また、回転数低下の警告表示がされることによって、可変絞り弁（22）の異常を予知することができる。 For the above reasons, the rotational speed of the pump motor (14) may exceed or fall below the “normal rotation” range in the dead head state. Therefore, by displaying the warning indicating the increase in the rotational speed, it is possible to predict at least one abnormality of the radiator fan (24), the hydraulic pump (13), and the safety valve (16). Further, when the warning indicating the decrease in the rotational speed is displayed, it is possible to predict the abnormality of the variable throttle valve (22).
以上のように警告表示がされた後、点検／メンテナンスを何もせずに放っておくと、アクチュエータの作業工程中に油圧ユニット（1）が緊急停止してしまうこととなる。回転数上昇の警告表示の場合は、例えば油温上昇によってポンプ用モータ（14）の温度が異常上昇して緊急停止となる。回転数低下の警告表示の場合は、例えばポンプ用モータ（14）の低回転時のトルク不足により、圧力不安定が検出されて緊急停止となる。 If the inspection / maintenance is left without any warning after the warning is displayed as described above, the hydraulic unit (1) will be urgently stopped during the working process of the actuator. In the case of a warning indicating an increase in the rotational speed, for example, the temperature of the pump motor (14) abnormally rises due to an increase in the oil temperature, resulting in an emergency stop. In the case of a warning indicating a decrease in the rotational speed, pressure instability is detected due to insufficient torque at the time of low rotation of the pump motor (14), for example, and an emergency stop is made.
したがって、警告表示がされると例えば十数日間の間で、作業者が次のような点検／メンテナンスを行うことにより、各異常が解消される。図６（Ａ）に示すように、回転数上昇の警告表示がされた場合、先ずラジエータファン（24）の回転が正常であるかを点検する（ステップＳＴ２１）。そして、異常である場合はラジエータファン（24）を清掃または交換する（ステップＳＴ２２）。逆にラジエータファン（24）の回転が正常である場合は、安全弁（16）が正常であるかを点検する（ステップＳＴ２３）。そして、異常である場合は安全弁（16）を分解洗浄または圧力再設定を行う（ステップＳＴ２４）。逆に安全弁（16）が正常である場合は、油圧ポンプ（13）を交換する（ステップＳＴ２５）。一方、図６（Ｂ）に示すように、回転数低下の警告表示がされた場合は、可変絞り弁（22）を分解清掃を行う（ステップＳＴ２６）。これにより、ラジエータファン（24）や可変絞り弁（22）等の異常を早期発見し解消することができる。よって、作業中に油圧ユニット（1）が緊急停止するのを確実に回避することができる。 Accordingly, when the warning is displayed, each abnormality is resolved by performing the following inspection / maintenance by the operator during, for example, a dozen days. As shown in FIG. 6 (A), when a warning for increasing the rotation speed is displayed, it is first checked whether the rotation of the radiator fan (24) is normal (step ST21). If it is abnormal, the radiator fan (24) is cleaned or replaced (step ST22). Conversely, if the rotation of the radiator fan (24) is normal, it is checked whether the safety valve (16) is normal (step ST23). If it is abnormal, the safety valve (16) is disassembled and cleaned or the pressure is reset (step ST24). Conversely, if the safety valve (16) is normal, the hydraulic pump (13) is replaced (step ST25). On the other hand, as shown in FIG. 6B, when the warning indicating that the rotational speed has decreased is displayed, the variable throttle valve (22) is disassembled and cleaned (step ST26). As a result, abnormalities such as the radiator fan (24) and the variable throttle valve (22) can be detected early and eliminated. Therefore, it is possible to reliably avoid the emergency stop of the hydraulic unit (1) during the work.
−実施形態の効果−
以上のように、本実施形態では、デッドヘッド状態においてポンプ用モータ（14）の回転数が基準値である「正常回転」範囲を超える（上回る）と、運転を継続させたまま、ラジエータファン（24）、油圧ポンプ（13）および安全弁（16）の異常を予知させる警告表示をするようにした。また、デッドヘッド状態においてポンプ用モータ（14）の回転数が基準値である「正常回転」範囲を下回ると、運転を継続させたまま、可変絞り弁（22）の異常を予知させる警告表示をするようにした。つまり、本発明は、このまま何もせずに放っておくと油圧ユニット（1）がいずれ緊急停止してしまうことを事前に知らせるようにした。したがって、警告表示がされてから例えば十数日間の間で作業時間外にラジエータファン（24）等の保守点検を行うことにより、少なくとも作業中において突然と油圧ユニット（1）が緊急停止してしまうことを回避することができる。これにより、油圧ユニット（1）の信頼性を向上させることができる。
-Effect of the embodiment-
As described above, in the present embodiment, when the rotational speed of the pump motor (14) exceeds (exceeds) the “normal rotation” range that is the reference value in the dead head state, the radiator fan ( 24) A warning is displayed to predict the abnormality of the hydraulic pump (13) and safety valve (16). In addition, when the number of rotations of the pump motor (14) falls below the “normal rotation” range, which is the reference value in the dead head state, a warning display that predicts an abnormality of the variable throttle valve (22) is maintained while continuing the operation. I tried to do it. That is, according to the present invention, the hydraulic unit (1) will be informed in advance that it will eventually stop if it is left unattended as it is. Therefore, for example, when the maintenance and inspection of the radiator fan (24) and the like are performed outside the working hours within a period of ten days after the warning is displayed, the hydraulic unit (1) is suddenly stopped at least suddenly during the work. You can avoid that. Thereby, the reliability of the hydraulic unit (1) can be improved.
また、デッドヘッド状態、即ち圧力制御時のポンプ用モータ（14）の回転数が「正常回転」範囲かどうかをみるようにしたため、ラジエータファン（24）等の異常をより確実に予知させることができる。デッドヘッド状態は、油圧ポンプ（13）の吐出流量がほぼゼロで吐出圧力がデッドヘッド圧力Ｐａに制御される安定状態であるため、ラジエータファン（24）や可変絞り弁（22）等の異常がポンプ用モータ（14）の回転数の変化として表れやすい。したがって、その回転数をモニタリングすることで、ラジエータファン（24）等の異常を確実に検知することができる。例えば図２のＢ点（流量制御時）では、一定流量をアクチュエータに供給しているため、ポンプ用モータ（14）の回転数は変化しない。また、図２のＣ点およびＤ点では、常に油圧ポンプ（13）の吐出流量が変化している過渡状態であるため不安定である。よって、図２のＢ点〜Ｄ点は、油圧ポンプ（13）の吐出流量の変化がラジエータファン（24）や可変絞り弁（22）等の異常によるものであるかどうか判定するのには適していない。 In addition, because the dead head state, that is, whether the rotation speed of the pump motor (14) during pressure control is within the “normal rotation” range, abnormalities in the radiator fan (24), etc. can be predicted more reliably. it can. The dead head state is a stable state in which the discharge flow rate of the hydraulic pump (13) is almost zero and the discharge pressure is controlled to the dead head pressure Pa, so there is an abnormality in the radiator fan (24), variable throttle valve (22), etc. It tends to appear as a change in the rotation speed of the pump motor (14). Therefore, by monitoring the rotational speed, it is possible to reliably detect an abnormality in the radiator fan (24) or the like. For example, at point B in FIG. 2 (during flow rate control), since a constant flow rate is supplied to the actuator, the rotational speed of the pump motor (14) does not change. Further, the points C and D in FIG. 2 are unstable because they are in a transient state in which the discharge flow rate of the hydraulic pump (13) is constantly changing. Therefore, points B to D in FIG. 2 are suitable for determining whether the change in the discharge flow rate of the hydraulic pump (13) is due to abnormality of the radiator fan (24), the variable throttle valve (22), or the like. Not.
また、本実施形態では、油圧ポンプ（13）の吐出圧力をモニタリングして、その吐出圧力に基づいてデッドヘッド状態を検出するようにした。つまり、具体的には、吐出圧力と所定のデッドヘッド圧力Ｐａとの偏差がゼロ（またはほぼゼロ）で、且つ、吐出圧力の微分値がゼロ（またはほぼゼロ）となるときをデッドヘッド状態として検出するようにした。したがって、容易に且つ簡易にデッドヘッド状態を検出することができる。また、工作機械の運転中は図２のＡ点〜Ｄ点を繰り返し移動するが、その運転中においてＡ点（デッドヘッド状態）を自動的に抽出することができる。したがって、工作機械の運転を停止させることなく容易にラジエータファン（24）等の異常を予知させることができる。 In this embodiment, the discharge pressure of the hydraulic pump (13) is monitored, and the dead head state is detected based on the discharge pressure. Specifically, when the deviation between the discharge pressure and the predetermined dead head pressure Pa is zero (or almost zero) and the differential value of the discharge pressure is zero (or almost zero), the dead head state is set. It was made to detect. Therefore, the dead head state can be detected easily and simply. Further, while the machine tool is in operation, the points A to D in FIG. 2 are repeatedly moved, but the point A (dead head state) can be automatically extracted during the operation. Therefore, an abnormality such as the radiator fan (24) can be easily predicted without stopping the operation of the machine tool.
《その他の実施形態》
上記実施形態については以下のような構成としてもよい。
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About the said embodiment, it is good also as following structures.
例えば、上記実施形態における油圧ユニット（1）が複数のアクチュエータを順次駆動する場合、異常警告部（35）を以下のように構成してもよい。 For example, when the hydraulic unit (1) in the above embodiment sequentially drives a plurality of actuators, the abnormality warning unit (35) may be configured as follows.
複数のアクチュエータを駆動する場合、各アクチュエータごとに作動油の漏れ量が異なるため、アクチュエータごとにデッドヘッド状態における油圧ポンプ（13）の吐出流量が異なる（図２のＡ点、Ａ’点参照）。この場合、異常警告部（35）は、デッドヘッド状態を検出するごとにそのデッドヘッド状態におけるポンプ用モータ（14）の回転数を検出して記憶する（図４のステップＳＴ２）。そして、異常警告部（35）は、直近に記憶した所定個分の回転数の中から最低回転数を選択し、その最低回転数が基準値である「正常回転」範囲内であるか否かを判定する（図４のステップＳＴ３）。 When driving a plurality of actuators, the amount of hydraulic oil leakage differs for each actuator, so the discharge flow rate of the hydraulic pump (13) in the dead head state differs for each actuator (see points A and A 'in FIG. 2). . In this case, the abnormality warning unit (35) detects and stores the rotational speed of the pump motor (14) in the dead head state every time the dead head state is detected (step ST2 in FIG. 4). Then, the abnormality warning unit (35) selects the minimum number of rotations from the predetermined number of rotations stored most recently, and whether or not the minimum number of rotations is within the “normal rotation” range that is the reference value. Is determined (step ST3 in FIG. 4).
例えば、５個のアクチュエータを順次駆動する場合、直近に記憶した５個の回転数のうちから最低回転数が選択される。この最低回転数は、アクチュエータにおける作動油の漏れ量が最小の状態であり、油圧ユニット（1）自身のもつ特性に最も近い状態のものである。したがって、油圧ユニット（1）においてラジエータファン（24）や可変絞り弁（22）等の異常が油圧ポンプ（13）の吐出流量の変化（即ち、ポンプ用モータ（14）の回転数の変化）として最も表れやすい。よって、その最低回転数をモニタリングすることで、ラジエータファン（24）等の異常を確実に検知することができる。特に、旋盤等はワークを回転動作させることからジョイント部における漏れ量が多くなるため、以上の構成が有効となる。 For example, when five actuators are driven sequentially, the minimum number of rotations is selected from the five most recently stored rotation numbers. This minimum rotational speed is a state in which the amount of hydraulic oil leakage in the actuator is the minimum, and is the state closest to the characteristics of the hydraulic unit (1) itself. Therefore, in the hydraulic unit (1), abnormalities such as the radiator fan (24) and variable throttle valve (22) are caused by changes in the discharge flow rate of the hydraulic pump (13) (that is, changes in the rotational speed of the pump motor (14)). Most likely to appear. Therefore, by monitoring the minimum number of revolutions, it is possible to reliably detect abnormality such as the radiator fan (24). In particular, a lathe or the like rotates the workpiece, so that the amount of leakage at the joint portion increases, so the above configuration is effective.
また、上記実施形態の油圧回路（10）では、絞り通路（21）とドレン通路（25）の双方を備えるようにしたが、本発明は何れか一方を備えるようにしてもよい。つまり、上記実施形態において、本発明は、ドレン通路（25）を省略するようにしてもよいし、絞り通路（21）および可変絞り弁（22）を省略してドレン通路（25）にラジエータ（23）を設けるようにしてもよい。なお、後者の場合は、油圧ポンプ（13）、安全弁（16）およびラジエータファン（24）の異常のみが予知されることとなる。 In the hydraulic circuit (10) of the above embodiment, both the throttle passage (21) and the drain passage (25) are provided. However, the present invention may be provided with either one. That is, in the above embodiment, the present invention may omit the drain passage (25), omit the throttle passage (21) and the variable throttle valve (22), and add a radiator ( 23) may be provided. In the latter case, only the abnormality of the hydraulic pump (13), the safety valve (16), and the radiator fan (24) is predicted.
また、上記実施形態において、ラジエータ（23）およびラジエータファン（24）を省略するようにしてもよい。その場合は、油圧ポンプ（13）、安全弁（16）および可変絞り弁（22）の異常が予知されることとなる。このように、本発明は、油圧ポンプ（13）、安全弁（16）、可変絞り弁（22）およびラジエータファン（24）の何れか１つの異常のみを予知させるようにしてもよいことは勿論である。 In the above embodiment, the radiator (23) and the radiator fan (24) may be omitted. In that case, abnormalities of the hydraulic pump (13), the safety valve (16), and the variable throttle valve (22) are predicted. As described above, the present invention may predict only one abnormality of the hydraulic pump (13), the safety valve (16), the variable throttle valve (22), and the radiator fan (24). is there.
また、上記実施形態において、回転数上昇および回転数低下の双方の警告表示をするようにしたが、本発明は何れか一方のみを警告表示するようにしてもよいことは勿論である。 In the above-described embodiment, both the warning for increasing the rotational speed and the warning for decreasing the rotational speed are displayed, but it is needless to say that only one of the warnings may be displayed in the present invention.
また、上記実施形態において、可変絞り弁（22）ではなく他の流量調整弁であっても同様の作用効果を奏することは勿論である。 Further, in the above embodiment, it is a matter of course that the same effect can be obtained even if the flow rate adjusting valve is not the variable throttle valve (22).
また、本発明は、工作機械以外の装置や、作動油以外の流体を用いる流体圧ユニットであっても同様に適用することができる。 Further, the present invention can be similarly applied to a device other than a machine tool or a fluid pressure unit using a fluid other than hydraulic oil.
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 In addition, the above embodiment is an essentially preferable illustration, Comprising: It does not intend restrict | limiting the range of this invention, its application thing, or its use.
以上説明したように、本発明は、流体圧ポンプがデッドヘッド状態となる流体圧ユニットについて有用である。 As described above, the present invention is useful for a fluid pressure unit in which a fluid pressure pump is in a dead head state.
1 油圧ユニット（流体圧ユニット）
11 油タンク（流体タンク）
13 油圧ポンプ（流体圧ポンプ）
14 ポンプ用モータ（可変速モータ）
16 安全弁
18 吐出配管
21 絞り通路（バイパス通路）
22 絞り弁（流量調整弁）
24 ラジエータファン（冷却ファン）
31 ＰＱ制御部（回転数制御手段）
32 速度制御部（回転数制御手段）
33 インバータ（回転数制御手段）
35 異常警告部（異常警告手段）
1 Hydraulic unit (fluid pressure unit)
11 Oil tank (fluid tank)
13 Hydraulic pump (fluid pressure pump)
14 Pump motor (variable speed motor)
16 Safety valve
18 Discharge piping
21 Restriction passage (bypass passage)
22 Throttle valve (Flow adjustment valve)
24 Radiator fan (cooling fan)
31 PQ control unit (rotation speed control means)
32 Speed controller (rotational speed control means)
33 Inverter (speed control means)
35 Abnormal warning section (abnormal warning means)
Claims (7)
上記可変速モータ（14）の回転数を制御して上記流体圧ポンプ（13）の吐出流量を設定値にする流量制御動作と、上記可変速モータ（14）の回転数を制御して上記流体圧ポンプ（13）の吐出圧力を所定のデッドヘッド圧力にする圧力制御動作とを切り換えて行う回転数制御手段（31,32,33）を備えると共に、
上記流体圧ポンプ（13）の吐出圧力が上記デッドヘッド圧力となるデッドヘッド状態における上記可変速モータ（14）の回転数が予め定めた基準値を超えると、上記冷却ファン（24）の異常を予知させる異常警告手段（35）を備えている
ことを特徴とする流体圧ユニット。 A fluid pressure pump (13) that is driven by a fluid tank (11) and a variable speed motor (14) and supplies the fluid in the fluid tank (11) to a fluid pressure actuator, and cools the fluid in the fluid tank (11) A fluid pressure unit comprising a cooling fan (24) for
A flow rate control operation for controlling the rotational speed of the variable speed motor (14) to set the discharge flow rate of the fluid pressure pump (13) to a set value, and the rotational speed of the variable speed motor (14) to control the fluid A rotational speed control means (31, 32, 33) is provided that switches between a pressure control operation for setting the discharge pressure of the pressure pump (13) to a predetermined dead head pressure,
When the rotational speed of the variable speed motor (14) in a dead head state in which the discharge pressure of the fluid pressure pump (13) becomes the dead head pressure exceeds a predetermined reference value, the cooling fan (24) is abnormal. A fluid pressure unit comprising an abnormality warning means (35) for predicting.
上記可変速モータ（14）の回転数を制御して上記流体圧ポンプ（13）の吐出流量を設定値にする流量制御動作と、上記可変速モータ（14）の回転数を制御して上記流体圧ポンプ（13）の吐出圧力を所定のデッドヘッド圧力にする圧力制御動作とを切り換えて行う回転数制御手段（31,32,33）を備えると共に、
上記流体圧ポンプ（13）の吐出圧力が上記デッドヘッド圧力となるデッドヘッド状態における上記可変速モータ（14）の回転数が予め定めた基準値を下回ると、上記バイパス通路（21）の流量調整弁（22）の異常を予知させる異常警告手段（35）を備えている
ことを特徴とする流体圧ユニット。 A fluid tank (11), a fluid pressure pump (13) that is driven by a variable speed motor (14) and supplies the fluid in the fluid tank (11) to a fluid pressure actuator, and a flow rate adjustment valve (22); A fluid pressure unit comprising a bypass passage (21) for returning a predetermined amount of the fluid discharged from the fluid pressure pump (13) supplied to the fluid pressure actuator to the fluid tank (11),
A flow rate control operation for controlling the rotational speed of the variable speed motor (14) to set the discharge flow rate of the fluid pressure pump (13) to a set value, and the rotational speed of the variable speed motor (14) to control the fluid A rotational speed control means (31, 32, 33) is provided that switches between a pressure control operation for setting the discharge pressure of the pressure pump (13) to a predetermined dead head pressure,
When the rotational speed of the variable speed motor (14) in a dead head state where the discharge pressure of the fluid pressure pump (13) becomes the dead head pressure falls below a predetermined reference value, the flow rate of the bypass passage (21) is adjusted. A fluid pressure unit comprising an abnormality warning means (35) for predicting abnormality of the valve (22).
上記可変速モータ（14）の回転数を制御して上記流体圧ポンプ（13）の吐出流量を設定値にする流量制御動作と、上記可変速モータ（14）の回転数を制御して上記流体圧ポンプ（13）の吐出圧力を所定のデッドヘッド圧力にする圧力制御動作とを切り換えて行う回転数制御手段（31,32,33）を備えると共に、
上記流体圧ポンプ（13）の吐出圧力が上記デッドヘッド圧力となるデッドヘッド状態における上記可変速モータ（14）の回転数が予め定めた基準値を超えると、上記流体圧ポンプ（13）および上記安全弁（16）の少なくとも一方の異常を予知させる異常警告手段（35）を備えている
ことを特徴とする流体圧ユニット。 A fluid pressure pump (13) driven by a fluid tank (11) and a variable speed motor (14) and supplying fluid in the fluid tank (11) to a fluid pressure actuator, and a discharge pipe of the fluid pressure pump (13) A fluid pressure unit comprising a safety valve (16) provided in (18),
A flow rate control operation for controlling the rotational speed of the variable speed motor (14) to set the discharge flow rate of the fluid pressure pump (13) to a set value, and the rotational speed of the variable speed motor (14) to control the fluid A rotational speed control means (31, 32, 33) is provided that switches between a pressure control operation for setting the discharge pressure of the pressure pump (13) to a predetermined dead head pressure,
When the rotational speed of the variable speed motor (14) in a dead head state where the discharge pressure of the fluid pressure pump (13) becomes the dead head pressure exceeds a predetermined reference value, the fluid pressure pump (13) and the above A fluid pressure unit comprising an abnormality warning means (35) for predicting an abnormality of at least one of the safety valve (16).
上記バイパス通路（21）の流量調整弁（22）を通過した流体を冷却するための冷却ファン（24）を備え、
上記異常警告手段（35）は、上記デッドヘッド状態における上記可変速モータ（14）の回転数が上記基準値を超えると、上記冷却ファン（24）の異常を予知させるように構成されている
ことを特徴とする流体圧ユニット。 In claim 2,
A cooling fan (24) for cooling the fluid that has passed through the flow rate adjustment valve (22) of the bypass passage (21);
The abnormality warning means (35) is configured to predict an abnormality of the cooling fan (24) when the rotational speed of the variable speed motor (14) in the dead head state exceeds the reference value. A fluid pressure unit characterized by
上記流体圧ポンプ（13）の吐出配管（18）に設けられる安全弁（16）を備え、
上記異常警告手段（35）は、上記デッドヘッド状態における上記可変速モータ（14）の回転数が上記基準値を超えると、上記流体圧ポンプ（13）および上記安全弁（16）の少なくとも一方の異常を予知させるように構成されている
ことを特徴とする流体圧ユニット。 In claim 2,
A safety valve (16) provided in the discharge pipe (18) of the fluid pressure pump (13),
The abnormality warning means (35) detects an abnormality in at least one of the fluid pressure pump (13) and the safety valve (16) when the rotational speed of the variable speed motor (14) in the dead head state exceeds the reference value. It is comprised so that it may be predicted. The fluid pressure unit characterized by the above-mentioned.
上記異常警告手段（35）は、上記回転数制御手段（31,32,33）による制御動作時に、上記流体圧ポンプ（13）の吐出圧力と上記デッドヘッド圧力との偏差および該吐出圧力の微分値が何れもゼロとなるときを上記デッドヘッド状態として検出するように構成されている
ことを特徴とする流体圧ユニット。 In any one of Claims 1 thru | or 5,
The abnormality warning means (35) is configured to detect a deviation between the discharge pressure of the fluid pressure pump (13) and the dead head pressure and a differential of the discharge pressure during the control operation by the rotation speed control means (31, 32, 33). A fluid pressure unit configured to detect as a dead head state when the values are all zero.
上記異常警告手段（35）は、上記デッドヘッド状態を検出するごとに該デッドヘッド状態における上記可変速モータ（14）の回転数を記憶し、その直近に記憶した所定個分の回転数のうち最低回転数を選択して上記基準値と大小比較するように構成されている
ことを特徴とする流体圧ユニット。 In claim 6,
The abnormality warning means (35) stores the number of rotations of the variable speed motor (14) in the dead head state every time the dead head state is detected, and among the predetermined number of rotations stored in the immediate vicinity A fluid pressure unit configured to select a minimum number of revolutions and compare the magnitude with the reference value.
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