DE112004000574T5 - Mehrventilpositioniersystem für fluidbetriebene Zylinder - Google Patents

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John Largo Bugel
Jeff Sarasota Moler
Mark Parrish Oudshoorn
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Abstract

Vorrichtung zum Steuern einer Position eines fluidbetriebenen Zylinders mit wenigstens einer Fluidkammer, die von einem Kolben definiert ist, der innerhalb eines Gehäuses zur Bewegung zwischen ersten und zweiten Bewegungssendlagen angeordnet ist, wobei die Vorrichtung umfasst:
einen Mehrventilverteiler mit wenigstens einem Fluideinlassanschluss, wenigstens einem Fluidauslassanschluss und wenigstens einem Fluidablassanschluss,
wenigstens ein elektrisch betätigtes, proportionales Flusssteuerventil, das mit dem Mehrventilverteiler verbunden ist und in Fluidverbindung mit jedem Einlassanschluss und jedem Auslassanschluss eines zu steuernden, fluidbetriebenen Zylinders steht, um einen Fluidfluss in und aus der wenigstens einen Fluidkammer des zu steuernden, fluidbetriebenen Zylinders selektiv und proportional zu steuern,
wenigstens einen Drucksensor, um Fluiddruck hinsichtlich jeder Kammer des zu steuernden, fluidbetriebenen Zylinders zu messen,
wenigstens einen diskreten Positionssensor, der dem zu steuernden, fluidbetriebenen Zylinder zugeordnet ist, um eine diskrete vorbestimmte Position des Kolbens innerhalb des zu steuernden Zylinders zu erfassen und
ein Steuerprogramm, das betriebsfähig mit dem wenigstens einen...

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Diese Anmeldung nimmt den Zeitrang der am 4. April 2003 eingereichten, provisorischen Patentanmeldung Nr. 60/460,549 in Anspruch und ist eine teilweise Weiterführung der am 23. Januar 2004 eingereichten Anmeldung Nr. 10/763,500, von denen beide in ihrer Gesamtheit hier durch Bezugnahme aufgenommen sind.
  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mehrventilpositioniersystem für einen fluidbetriebenen Zylinder, der wenigstens eine expandierbare Kammer aufweist, die durch ein Gehäuse definiert ist, das einen bewegbaren Kolben umschließt.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Verkäufe von Zylinderpositioniersystemen fielen im Allgemeinen in eine von zwei Kategorien, einfach und komplex. Ein einfaches System ist nicht teuer und verwendet typischerweise Zeitgeber oder Endschalter, um eine Steuerung zu erreichen. Auch wenn dieser Systemtyp bedeutsame Kostenvorteile aufweist, hat er einige Leistungsnachteile. Systemen mit Endschaltern fehlt es an der Fähigkeit, die Stelle oder Stellen, an denen der Zylinder anhält, dynamisch zu ändern, und zeitgebergesteuerte Systeme erfordern konstanten Druck, Last und Verschleiß. Komplexe Systeme sind hinsichtlich Druck-, Last- und Verschleißänderungen toleranter, weisen aber hinsichtlich Kosten und Komplexität Nachteile auf. Komplexe Systeme können zwischen 10- und 20-mal mehr als das einfache System kosten. Die komplexen Systeme verwenden typischerweise empfindliche oder teure Sensortechnologie und erfordern eine geübte, erfahrene Person zur Installation.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es wäre bei der vorliegenden Erfindung wünschenswert, ein nicht teures und genaues Positioniersystem für fluidbetriebene Zylinder bereitzustellen. Es wäre wünschenswert, ein System bereitzustellen, das hinsichtlich Druck-, Last- und Verschleißänderungen relativ tolerant ist, wobei niedrige Kosten und Einfachheit beibehalten werden. Dementsprechend offenbart die vorliegende Erfindung ein genaues und nicht teures Positioniersystem und -verfahren für fluidbetriebene Zylinder. Das Positionieren eines Zylinders oder einer Ventilhauptstufe auf der Grundlage von Differenzialdruck gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein lebensfähiges Steuerverfahren sein, das kosteneffektiver ist und sich vollständig von derzeitigen Angeboten von Industriemarktführern unterscheidet. Die vorliegende Erfindung verwendet nicht standardisierte teure Komponenten und Verfahren, um eine Steuerung mit einer Genauigkeit zu erreichen, die der eines teuren Systems nahe kommt, aber mit zu einem einfachen System vergleichbaren Kosten.
  • Ein Positioniersteuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung wird verwendet, um einen fluidbetriebenen Zylinder zu steuern, der wenigstens eine Fluidkammer aufweist, die durch einen Kolben definiert ist, der in einem Gehäuse zur Bewegung zwischen ersten und zweiten Bewegungsendlagen angeordnet ist. Das System weist wenigstens zwei elektrisch betätigte, proportionale Flussventile auf, die mit jedem Anschluss des fluidbetriebenen Zylinders verbunden sind, um zum selektiven und proportionalen Steuern eines Fluidflusses in und aus der wenigstens einen Fluidkammer des zu steuernden, fluidbetriebenen Zylinders gesteuert zu werden. Es ist wenigstens ein Drucksensor vorgesehen, um Fluiddruck hinsichtlich jeder Kammer des zu steuernden, fluidbetriebenen Zylinders zu messen. Wenigstens ein diskreter Positionssensor ist benachbart zu einer mittleren Stelle des zu steuernden, fluidbetriebenen Zylinders angeordnet, um eine diskrete zentrierte Position des Kolbens innerhalb des Zylinders zu erfassen. Ein Steuerprogramm gemäß der vorliegenden Erfindung ist betriebsfähig mit den wenigstens zwei Ventilen, dem wenigstens einen Drucksensor und dem wenigstens einen Positionssensor verbunden, um eine Betätigung der wenigstens zwei Ventile in Antwort auf von dem wenigstens einen Drucksensor gemessenen Druck und eine von dem wenigstens einen Positionssensor gemessene Lage zu steuern.
  • Ein Mehrventilpositioniersystem gemäß der vorliegenden Erfindung wurde, zum Beispiel und nicht als Einschränkung, beispielsweise ein Verteiler für Ventile einer Viererbaugruppe, in erster Linie zur Steuerung von pneumatischen Zylindern entwickelt. Ein Zylinder weist zwei aktive Kammern auf, die eine Änderung von Position und Kraft des Zylindergestänges bewirken. Die Viererbaugruppe verbindet zwei Proportionalventile mit jeder dieser Kammern, eines, um Fluid, wie zum Beispiel Luft, der Kammer zuzuführen, und eines, um Fluid, wie zum Beispiel Luft, von der Kammer zu entfernen. Die Ventile sind verbunden, um eine Verkleinerung der Gehäusegröße zu ermöglichen und die erforderliche Anzahl an Fluidverbindungen von acht auf vier zu reduzieren. Der Verteiler nimmt auch die Steuerelektronik und drei Druckwandler auf. Die Elektronik zusammen mit On-Board-Software steuert die vier Ventile in Antwort auf Steuerbefehle von einer externen Quelle, d. h. ein Netzwerk oder eine Personal-Computer-Verbindung. Die Druckwandler überwachen Einlassdruck und Druck auf beiden Seiten des Zylinders, um eine Steuerung dahingehend zu erreichen, Fluid, wie zum Beispiel Luft, zu und von dem Zylinder zu verteilen, wodurch eine genaue Steuerung der von dem Gestänge abgegebenen Kraft ermöglicht wird. Es wird davon ausgegangen, dass die vorliegende Erfindung einen oder mehrere der folgenden neuen Aspekte aufweist: (1) eine Kombination von vier elektrisch betätigten, magnetspulenlosen, unmittelbar wirkenden Proportionalventilen mit einer Steuerelektronik in einen einzelnen Verteiler zur Zylindersteuerung, (2) Integration von Druckwandlern an dem Einlass zu dem Verteiler und beiden Auslässen, (3) Verwendung eines Druckunterschieds, um eine Positions- und Kraftsteuerung des Zylindergestänges festzulegen, (4) Integration von Steuerelektronik zur Positions- und Kraftkontrolle unmittelbar in der Ventilbaugruppe, (5) Betrieb der Ventilbaugruppe nur unter Verwendung der Leistung von der Steuerlogikquelle, in diesem Fall ein USB-Anschluss eines Notebook-Computers, und/oder (6) Verringerung von Größe und Gewicht der Ventilbaugruppe, wobei eine angemessene Leistung bereitgestellt wird, um es zu ermöglichen, die Ventilbaugruppe in den Zylinder zu integrieren.
  • Es wäre bei der vorliegenden Erfindung wünschenswert, sehr hohe Leistungsstufen für pneumatische Aktuatoren ohne komplexe Sensor/Rückkopplungs-Systeme bereitzustellen. Die vorliegende Erfindung findet hauptsächlich Anwendungen bei pneumatischen Zylindern, indem, zum Beispiel und nicht als Einschränkung, ein "Basis"-Zylinder verwendet wird, der mit "einfachen" Positionssensoren ausgestattet ist, wobei die vorliegende Erfindung für die Fähigkeit sorgen kann, die Stoppposition des Zylinderkolbens an jeder Stelle des Hubs genau einzustellen, Beschleunigung/Verzögerung längs des Hubs einzustellen und die Geschwindigkeit längs des Hubs einzustellen, wobei alle Einstellungen "im Flug" durchgeführt werden können, und die vorliegende Erfindung kann die von dem Zylinder aufgebrachte Kraft einstellen und steuern, Betriebsstatistiken des Zylinderbetriebs und Diagnoseinformationen für den gesteuerten Zylinder bereitstellen. Die vorliegende Erfindung kann auch verwendet werden, um für eine Steuerung von "großen" Prozesssteuerventilen zu sorgen. Verschiedene Industrien, zum Beispiel Petrochemie, Wasserbehandlung, Nahrungsmittel- und Getränkeverarbeitung, verwenden Ventile mit Innendurchmessern größer als ein Inch (1"). Derartige Ventile werden regelmäßig statt einfach ein/aus in einem proportionalen Modus betrieben. Eine automatisierte Steuerung solcher Ventile wird typischerweise mittels eines unmittelbar angeschlossenen Elektromotors oder durch Betrieb eines pneumatisch angetriebenen Aktuators erreicht. Die vorliegende Erfindung kann die Steuerung derartiger pneumatischer Aktuatoren verbessern. Die vorliegende Erfindung kann auch andere pneumatische Aktuatoren steuern oder als Positioniervorrichtung für ein großes Ventil dienen. Sie kann auch verwendet werden, um eine Druckregelung, wie ein I/P- oder V/P-Wandler, bereitzustellen. Es gibt weitere andere Anwendungen, die eine pneumatische Betätigung verwenden, beispielsweise rotatorische Motoren. Die vorliegende Erfindung kann verwendet werden, um für eine verbesserte Steuerung derartiger Vorrichtungen zu sorgen.
  • Andere Anwendungen der vorliegenden Erfindung werden Fachleuten auf dem Gebiet ersichtlich, wenn die folgende Beschreibung der besten Art, die zur Umsetzung der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Beschreibung hier nimmt Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, in denen durchgehend für die verschiedenen Ansichten gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen und bei denen:
  • 1 eine vereinfachte schematische Darstellung einer Mehrfachventilkonfiguration zum Steuern eines Fluidflusses hinsichtlich wenigstens einer expandierbaren Kammer eines fluidbetriebenen Zylinders gemäß einem in einem Speicher gesteuertem Steuerprogramm ist,
  • 2 eine vereinfachte schematische Ansicht eines Flussdiagramms für das Steuerprogramm gemäß der vorliegenden Erfindung ist, und
  • 3 eine perspektivische Explosionsansicht eines Mehrventilverteilers zur Steuerung eines Fluidflusses hinsichtlich eines fluidbetriebenen Zylinders gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Die vorliegende Erfindung implementiert ein Steuerschema für pneumatische Zylinder mit zu einem einfachen System vergleichbaren Kosten, aber mit einer Leistung, die der eines komplexen Systems nahe kommt. Das Steuerschema gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Kombination von Hardware und Software. Die Hardware unterstützt die benötigten Funktionen. Der tatsächliche Betrieb wird jedoch durch die Software festgelegt. Ferner ist die Software derart aufgebaut, dass Variablen den tatsächlichen endgültigen Betrieb bestimmt. Dieser Ansatz ermöglicht zum Beispiel eine Vielzahl an Bewegungsprofilen, d. h. eine Steuerung von Beschleunigungs-/Verzögerungsprofilen, Geschwindigkeit, Zeitablauf, Kraft, Wiederholung etc. Zusätzlich erlaubt dieses Steuerschema einen Betrieb von entweder zweifach wirkenden Zylindern oder einfach wirkenden Zylindern. Mit anderen Worten, die vorliegende Erfindung kann Zylinder mit einer Fluidsteuerung an beiden Seiten oder Zylinder mit Fluid an einer Seite und einem Mechanismus, wie zum Beispiel einer Feder, um eine Rückwärtsbewegung zu bewirken, an der anderen Seite betreiben. Auch wenn die hier enthaltene Beschreibung auf pneumatisch betriebene Zylinder gerichtet ist, ist das beschriebene Steuerschema gemäß der vorliegenden Erfindung auch für andere Fluide, wie zum Beispiel Hydraulikflüssigkeiten und andere Flüssigkeiten, gültig. Bei einer anderen Anwendung dieses Steuerschemas kann der Zylinder durch ein Hauptstufenventil ersetzt sein. Diese sind typischerweise sehr große Ventile. In diesem Fall wirkt das Steuerschema als proportionale Steuereinrichtung für die Hauptstufe, was eine proportionale Positionierung des Hauptstufenventils ermöglicht. Historisch hat die Ventilindustrie komplexe Verfahren, wie zum Beispiel Drehmomentenmotoren oder proportionale Ventile mit Präzisionsrückkopplung, verwendet, um solche Hauptstufenventile zu steuern. Die für diese Anwendung verwendete Vorrichtung wird als Ventilpositioniersteuerung bezeichnet. Das hier beschriebene Steuerschema gemäß der vorliegenden Erfindung kann daher verwendet werden, um die vorhandene Positioniersteuerung zu ersetzen. So wie der Zylinder kann das Hauptstufenventil mit verschiedenen Fluiden betrieben werden und kann als zweifach wirkende oder als einfach wirkende Hauptstufenpositioniervorrichtung arbeiten.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren zum Steuern eines pneumatischen Standardzylinders mit angemessener Genauigkeit entwickelt werden, indem der Druck an einer oder beiden Seiten des Kolbens überwacht und geändert wird. Die grundlegende Theorie hinter diesem Typ einer Zylindersteuerung besteht darin, dass, wenn ein bekanntes Volumen, d. h. eine Zylinderkammer, eine vorgegebene Größe an Luftdruck innerhalb des bekannten Volumens aufweist, es eine bekannte Kraft auf die Kammer ausübt. Dies ist durch die grundlegende Formel angegeben: Kraft = Druck × Fläche (1)
  • Bei einer bekannten Last und einigen angemessenen Annahmen über Reibung können die Kräfte an jeder Seite des Kolbens in einem pneumatischen Zylinder berechnet werden. Diese Kräfte hängen unmittelbar von dem sich über eine bekannte Strecke bewegenden Kolben ab. Die Theorie hinter dieser Annahme ist im nächsten Abschnitt nachgewiesen.
  • Um diese Typ einer Steuerung zu implementieren, werden drei Variablen überwacht. Zuerst sind zwei Signale, die dem Druck in beiden Kammern des Zylinders entsprechen, erforderlich. Dies wird durch Druckwandler an jedem Einlass zu dem Zylinder erreicht. Zusätzlich wird ein Hall-Effekt-Sensor oder ein anderer Typ eines diskreten Positionssensors an einem mittleren Hub verwendet, um das System hin und wieder erneut zu kalibrieren, wodurch die Systemgenauigkeit aufrecht erhalten wird.
  • Für das anfängliche Konzept werden einige Variablen als bekannt und konstant angenommen. Diese umfassen Zylinderlast, Reibung und Verschleiß. Bei der vorliegenden Erfindung könnten diese in Echtzeit unter Verwendung gebräuchlicher Mess- und Steuerverfahren, wie zum Beispiel adaptive Algorithmen, wenn erwünscht, ermittelt und kompensiert werden.
  • Für diese Erläuterung werden Ineffizienten, wie zum Beispiel Kompressionswärme, Reibung und Verluste aufgrund einer Änderung der Luftrichtung, ignoriert. Diese Beschreibung ist für einen zweifach wirkenden Zylinder gültig, bei dem das Ende mit dem Gestänge das "Last"-Ende bezeichnet wird und das gegenüber liegende Ende das "Kopf"-Ende ist.
  • Für eine vorgegebene Fluidmasse ist die Gleichung, die das Verhältnis zwischen Druckdifferenz innerhalb zweier Kammern bestimmt:
    Figure 00060001
    wobei PC und TC Druck, Volumen und Temperatur für die Kammer 1 (oder Kopfende) sind und Pl, Vl und Tl Druck, Volumen und Temperatur für die Kammer 2 (Lastende) sind.
  • Wenn wir annehmen, dass die Temperaturen gleich sind, vereinfacht sich die Gleichung zu: PC·VC = Pl·Vl (3)
  • Wie bereits oben beschrieben: F = P·A (4)wobei F, P und A Kraft, Druck bzw. Fläche angeben.
  • Dies zeigt, dass die in dem Zylinder ausgeübte Kraft eine Funktion des Drucks an dem Ende des Kolbens multipliziert mit der wirksamen Fläche ist. Die wirksame Fläche des Kopfendes des Kolbens ist einfach die innere Fläche des Zylinders und wird angegeben durch:
    Figure 00060002
  • Di ist der innere Durchmesser des Zylinders und AC ist die Fläche des Kopfendes des Zylinders.
  • Die Fläche für das Lastende des Kolbens ist einfach die obige Gleichung abzüglich der Fläche des Gestänges:
    Figure 00070001
  • Nun, da die Fläche des Kolbens bekannt ist, folgt, dass das Volumen der Kammern beschrieben werden kann als:
    Für das Kopfende: VC = AC·LC (7)
  • LC ist die Länge von dem inneren Ende des Kopfendes zu der Oberfläche des Kolbens.
  • Für das Lastende: Vl = Al·Ll (8)
  • Ll ist die Länge von dem inneren Ende des Kopfendes zu der Oberfläche des Kolbens.
  • Daher ist das Volumen an Luft in dem Kopfende des Zylinders:
    Figure 00070002
  • Und das Volumen an Luft in dem Lastende des Zylinders ist:
    Figure 00070003
  • Eine Kombination davon mit Gleichung 2 ergibt:
    Figure 00080001
  • Schließlich sind die Drücke, die erforderlich sind, um den Zylinder um eine bestimmte Strekke zu bewegen:
    Figure 00080002
  • Bezugnehmend auf 1, kann eine Implementierung des Steuerverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Konfiguration mit mehreren Ventilen, wie zum Beispiel eine Vierventilbaugruppe, durchgeführt werden, die mit zwei Druckwandlern verbunden ist, d. h. ein Wandler für jeden Anschluss des fluidbetriebenen Zylinders. Die Wandler können gebrauchsfertige Teile, die von Händlern, wie zum Beispiel DigiKey, kommerziell verfügbar sind. Operationsverstärker können zur Signalumformung in einer herkömmlichen Schaltkreiskonfiguration verwendet werden und analoge Eingänge der Ventilbaugruppe speisen. Ein Positionierungssteuersystem 10 gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 1 veranschaulicht, um einen fluidbetriebenen Zylinder 12 zu steuern, der wenigstens eine Fluidkammer 14, 16 aufweist, die durch einen Kolben 18 definiert ist, der in einem Gehäuse 20 zur Bewegung zwischen ersten und zweiten Bewegungsendlagen 22, 24 angeordnet ist. Das System 10 kann wenigstens zwei elektrisch betätigte, proportionale Flussventile 26, 28, 30, 32 aufweisen, die mit jedem Anschluss 34, 36 des zu steuernden, fluidbetriebenen Zylinders 12 verbunden sind. Die Ventile 26, 28, 30, 32 steuern selektiv und proportional einen Fluidfluss in und aus der wenigstens einen Fluidkammer 14, 16 des zu steuernden, fluidbetriebenen Zylinders 12. Wenigstens ein Drucksensor 38, 40 ist vorgesehen, um Fluiddruck hinsichtlich jeder Kammer 14, 16 des zu steuernden, fluidbetriebenen Zylinders 12 zu messen. Wenigstens ein diskreter Positionssensor 42 ist benachbart einer mittleren Stelle des nutzbaren Hubs des zu steuernden, fluidbetriebenen Zylinders 12 angeordnet, um eine diskrete zentrierte Position des Kolbens 18 in dem Gehäuse 20 zu erfassen. Eine zentrale Verarbeitungseinheit 44 weist ein Steuerprogramm auf und ist betriebsfähig mit den wenigstens zwei Ventilen 26, 28, 30, 32, dem wenigstens einen Drucksensor 38, 40 und dem wenigstens einen Positionssensor 42 verbunden, um eine Betätigung der wenigstens zwei Ventile 26, 28, 30, 32 in Antwort auf durch den wenigstens einen Drucksensor 38, 40 gemessenen Druck und eine von dem wenigstens einen Positionssensor 42 gemessene Lage zu steuern.
  • Der wenigstens eine diskrete Positionssensor 42 kann einen ersten Positionssensor 42, der benachbart zu einer mittleren Stelle des fluidbetriebenen Zylinders angeordnet ist, und einen zweiten Positionssensor 46 oder 48 aufweisen, der benachbart zu einem Bewegungsende des Kolbens 18 in dem Gehäuse 20 angeordnet ist, um für eine sanfte Stoppverzögerung des Kolbens 18 vor einem Kontakt mit einer Endwand des Gehäuses 20 zu sorgen, die die wenigstens eine Kammer 14, 16 definiert. Die wenigstens eine Kammer 14, 16 kann eine erste expandierende Fluidkammer 14 benachbart zu einem Bewegungsende des Kolbens 18 in dem Gehäuse 20 und eine zweite expandierbare Fluidkammer 16 benachbart zu einem anderen Bewegungsende des Kolbens 18 in dem Gehäuse 20 aufweisen. Die wenigstens zwei elektrisch betätigten proportionale Flussventile 26, 28, 30, 32 können ein erstes Ventil 26, das der ersten expandierbaren Fluidkammer 14 zugeordnet ist, um einen Fluidfluss in die erste expandierbare Fluidkammer 14 hinein selektiv und proportional zu steuern, und ein zweites Ventil 28 aufweisen, das der ersten expandierbaren Fluidkammer 14 zugeordnet ist, um einen Fluidfluss aus der ersten expandierbaren Fluidkammer 14 heraus selektiv und proportional zu steuern.
  • Der wenigstens eine Drucksensor 38, 40 kann einen ersten Drucksensor 38, der der ersten expandierbaren Fluidkammer 14 zugeordnet ist, und einen zweiten Drucksensor 40 aufweisen, der der zweiten expandierbaren Fluidkammer 16 zugeordnet ist. Ein dritter Drucksensor 50 kann vorgesehen sein, um den Druck der Quelle für unter Druck gesetztes Fluid zu überwachen. Der wenigstens eine diskrete Positionssensor 42 kann einen ersten Positionssensor 42, der benachbart einer mittleren Stelle des fluidbetriebenen Zylinders 12 angeordnet ist, einen zweiten Positionssensor 46, der benachbart einem Bewegungsende des Kolbens 18 in dem Gehäuse 20 angeordnet ist, um für eine sanfte Stoppverzögerung des Kolbens 18 vor einem Kontakt mit einer Endwand des Gehäuses 20 zu sorgen, die die erste Kammer 14 definiert, und einen dritten Positionssensor 48 aufweisen, der benachbart zu einem gegenüber liegenden Bewegungsende des Kolbens 18 in dem Gehäuse 20 angeordnet ist, um für eine sanfte Stoppverzögerung des Kolbens vor einem Kontakt mit einer Endwand des Gehäuses 20 zu sorgen, die die zweite Fluidkammer 16 definiert.
  • Das Steuerprogramm gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Grundposition initialisieren, die der zentrierten Position des Kolbens 18 in dem Gehäuse 20 entspricht, wenn der Kolben 18 von dem wenigstens einen diskreten Positionssensor 42 erfasst wird, der benachbart zu der Position auf der Hälfte des Weges relativ zu dem Gehäuse 20 angeordnet ist. Das Steuerprogramm gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch einen Wert berechnen, der einem Druck entspricht, der in der wenigstens einen expandierbaren Fluidkammer 14, 16 erforderlich ist, um den Kolben 18 um eine gewünschte Strecke innerhalb des Gehäuses 20 ausgehend von der diskreten zentrierten Position zu bewegen, die auf halben Weg relativ zu dem Gehäuse 20 angeordnet ist. Das Steuerprogramm kann die wenigstens zwei elektrisch betätigten Proportionalflusssteuerventile 26, 28 und/oder 30, 32 steuern, um den berechneten Druck in der wenigstens einen expandierbaren Fluidkammer 14, 16 zu erhalten, der der gewünschten Bewegungsstrecke für den Kolben 18 innerhalb des Gehäuses 20 entspricht. Verschiedene Mittel können vorgesehen sein, um den Kolben 18 in Richtung auf die diskrete zentrierte Position relativ zu dem Gehäuse 20 vorzuspannen. Wenn nur eine einzelne expandierbare Fluidkammer von der vorliegenden Erfindung gesteuert werden soll, kann die Vorspanneinrichtung eine beliebige geeignete mechanische Vorrichtung aufweisen, zum Beispiel und nicht als Einschränkung, eine Rückstellfederkraft. Wenn zwei expandierbare Fluidkammern 14, 16 von dem System 10 gemäß der vorliegenden Erfindung gesteuert werden sollen, entspricht die Vorspanneinrichtung der zweiten expandierbaren Fluidkammer. Es sollte erkannt werden, dass die Druckberechnungen, die oben detaillierter beschrieben wurden, so modifiziert werden können, dass sie einem Druck entsprechen, der gegen eine mechanische Federkraft wirkt, wenn der geeignete Druck ermittelt wird, der in einer einzelnen expandierbaren Fluidkammer bereit zu stellen ist, und dass Modifikationen der Druckberechnungen auch durchgeführt werden könnten, statt der hier im Einzelnen beschriebenen Einzelgestängekolbenkonfiguration eine Doppelkolbengestängekonfiguration zu berücksichtigen.
  • Der Zylinder 12 weist vorzugsweise zwei aktive expandierbare Fluidkammern 14, 16 auf, die eine Änderung von Position und Kraft des Kolbens 18 und dem angeschlossenen Gestänge bewirken. Zwei proportionale Steuerventile 26, 28 oder 30, 32 sind mit jeder Kammer 14, 16 verbunden. Ein Ventil entfernt Fluid, zum Beispiel und nicht als Einschränkung, ein Fluid, wie zum Beispiel komprimierte Luft oder Hydraulikfluid, von der angeschlossenen Kammer, während das andere Ventil unter Druck gesetztes Fluid der angeschlossenen Kammer zuführt. Das System umfasst eine Steuerelektronik 44 und vorzugsweise drei Druckwandler 38, 40. Die Steuerelektronik 44 zusammen mit der On-Board-Software steuert die vier proportionalen Steuerventile 26, 28, 30, 32 in Antwort auf Steuerbefehle von einer externen Quelle, zum Beispiel und nicht als Einschränkung, beispielsweise Steuerbefehle von einem Netzwerk oder einer Computerworkstation. Die Druckwandler 38, 40, 50 überwachen den Druck der Zufuhr unter Druck gesetzten Fluids und beide expandierbare Fluidkammern 14, 16, um die Verteilung unter Druck gesetzten Fluids zu und von den expandierbaren Kammern 14, 16 zu steuern, um für eine genaue Positionierungssteuerung des Kolbens 18 und der von dem angeschlossenen Gestänge abgegebenen Kraft zu sorgen. Bei der bevorzugten Konfiguration können die proportionalen Steuerventile 26, 28, 30, 32 piezoelektrisch betätigte Steuerventile eines Typs sein, der mit denen vergleichbar ist, die in dem am 15. April 2003 erteilten U.S.-Patent Nr. 6,548,938 beschrieben sind, oder ein piezoelektrischer Aktuator des Typs, der mit dem vergleichbar ist, der in dem am 9. Dezember 2003 erteilten U.S. Design-Patent Nr. D483,335 oder der am 3. Juli 2003 veröffentlichten, offengelegten PCT-Anmeldung Nr. WO 04/006,349 oder der am 25. März 2003 veröffentlichten, offengelegten PCT-Anmeldung Nr. WO 03/083,957 oder der am 22. Januar 2003 veröffentlichten, offengelegten PCT-Anmeldung Nr. WO 03/067,674 oder am 29. März 2001 veröffentlichten, offengelegten PCT-Anmeldung Nr. WO 01/80,326 oder der am 29. März 2001 veröffentlichten, offengelegten PCT-Anmeldung Nr. WO 01/79,731 beschrieben ist, von denen alle in ihrer Gesamtheit hier durch Bezugnahme aufgenommen sind. Vorzugsweise wird, zum Beispiel und nicht als Einschränkung, der piezoelektrische Aktuator zum Proportionalventilbetrieb über eine unmittelbare Steuerung der an den Piezo angelegten Spannung oder durch Überwachung der Menge an Energie in dem piezoelektrischen Aktuator und unter Verwendung einer Stromladungssteuerung gesteuert, die sich von einer Pulsbreitenmodulation unterscheidet, die zur Proportionalsteuerung von magnetspulenbetriebenen Ventilen verwendet wird.
  • Bezugnehmend auf 2 steuert der Softwarekode beide Ventilpaare an jeder Seite des Zylinders gleichzeitig, wie in dem Steuerflussdiagramm beschrieben. Das Steuerprogramm gemäß der vorliegenden Erfindung kann am Besten unter Bezugnahme auf 2 verstanden werden. Das Steuerprogramm beginnt, indem es in Schritt 100 das System initialisiert. Während des Initialisierungsschritts 100 lokalisiert das Steuerprogramm eine durch einen Hall-Effekt-Sensor angegebene Grund- oder kolbenzentrierte Position und gleicht den Druck auf beiden Seiten des Kolbens 18 zu einander aus, so dass dort keine Bewegung des Kolbens 18 in dem Gehäuse vorliegt. Zum Beispiel und nicht als Einschränkung kann das Steuersystem für ein System mit relativ konstanten Betriebszuständen den Druck auf beiden Seiten des Zylinders auf 50 psi (engl.: pound per square inch) bringen, während es sich an der zentrierten Position befindet, was durch die Signale verifiziert werden kann, die von dem wenigstens einem Positionssensor 42 und dem wenigstens einen Drucksensor 38, 40 erhalten werden. Sobald das System in Schritt 100 initialisiert ist, geht das Steuerprogramm zu der Abfrage 102 weiter, um zu ermitteln, ob eine Änderung der Position erwünscht ist. Wenn eine Änderung der Position nicht erwünscht ist, geht das Steuerprogramm zu dem Anfang der Abfrage 102 zurück. Wenn eine Änderung der Position erwünscht ist, geht das Steuerprogramm zu Schritt 104 weiter, wo der erforderliche Druck basierend auf der gewünschten Bewegung berechnet wird. Das Steuerprogramm geht dann zu der Abfrage 106 weiter, wo ermittelt wird, ob die gewünschte Position sich in Richtung auf das Kopfende des Zylinders 12 zu befindet. Wenn sich die gewünschte Position in Richtung auf das Kopfende zu befindet, verzweigt sich das Programm zu Schritt 100, wo der Druck in dem Lastende der expandierbaren Fluidkammer des Zylinders 20 erhöht wird. Wenn sich die gewünschte Position in Antwort auf die Abfrage 106 nicht Richtung auf das Kopfende zu befindet, verzweigt das Steuerprogramm zu Schritt 110, wo der Druck in dem Kopfende der expandierbaren Fluidkammer des Zylinders 20 erhöht wird.
  • Nachdem entweder der Schritt 108 oder der Schritt 110 durchgeführt wurde, geht das Programm zu der Abfrage 112 weiter, wo ermittelt wird, ob die Drücke an jeder Seite des Kolbens 18 gleich sind. Wenn die Drücke nicht gleich sind, verzweigt das Programm zu Schritt 114, um den wenigstens einen Positionssensor 42 zu überwachen und die zentrierte Grundposition des Kolbens 18 erneut einzustellen. Nach der Durchführung des Schritts 114 geht das Programm zu dem Anfang der Abfrage 112 zurück. Wenn bei der Abfrage 112 die Drükke gleich sind, geht das Steuerprogramm zu der Abfrage 116 weiter, wo ermittelt wird, ob sich die gewünschte Position in Richtung auf das Lastende des Zylinders 20 zu befindet. Wenn sich in Antwort auf die Abfrage 116 die gewünschte Position in Richtung auf das Lastende zu befindet, geht das Steuerprogramm zu Schritt 118 weiter, wo der Druck in dem Lastende der expandierbaren Fluidkammer des Zylinders 20 verringert wird. Wenn sich die gewünschte Position in Antwort auf die Abfrage 116 nicht in Richtung auf das Lastende zu befindet, geht das Steuerprogramm zu Schritt 120 weiter, wo der Druck in dem Kopfende der expandierbaren Fluidkammer des Zylinders 20 verringert wird.
  • Nachdem entweder der Schritt 118 oder der Schritt 120 durchgeführt wurde, geht das Programm zu der Abfrage 122 weiter, wo ermittelt wird, ob die Drücke an beiden Seiten des Kolbens 18 gleich sind. Wenn die Drücke an beiden Seiten des Kolbens 20 in Antwort auf die Abfrage 122 nicht gleich sind, verzweigt das Steuerprogramm zu Schritt 124, um den wenigstens einen Positionssensor 42 zu überwachen und die zentrierte Grundposition des Kolbens 18 in dem Gehäuse 20 erneut einzustellen. Nach der Durchführung des Schritts 124 geht das Steuerprogramm zu dem Anfang der Abfrage 122 zurück, um zu ermitteln, ob die Drücke an beiden Seiten des Kolbens 18 gleich sind. Wenn die Drücke an beiden Seiten des Kolbens 18 in Antwort auf die Abfrage 122 gleich sind, geht das Steuerprogramm zu Schritt 126 weiter, was angibt, dass der Kolben 18 die Bewegung durchgeführt hat, weil der Kolben die gewünschte Position erreicht hat, und die aktuelle Position wird durch das Steuerprogramm gespeichert. Nach Durchführung des Schritts 126 kehrt das Steuerprogramm zum Anfang der Abfrage 102 zurück.
  • Es sollte erkannt werden, dass das in 2 beschriebene Steuerprogramm einem Zylinder 12 entspricht, der erste und zweite expandierbare Fluidkammern 14, 16 aufweist, die durch eine Kolben 18 definiert sind, der in einem Gehäuse 20 zur Bewegung zwischen ersten und zweiten Bewegungsendlagen angeordnet ist. Wenn nur eine einzelne expandierbare Fluidkammer vorgesehen ist, kann das in 2 veranschaulichte Steuerprogramm modifiziert werden, indem die Abfrage 116, die Schritte 118, 120, die Abfrage 122 und der Schritt 124 weggelassen werden. Wenn bei dieser Konfiguration die Antwort auf die Abfrage 112 ja ist, kann das Steuerprogramm unmittelbar zu dem Schritt 126 weiter gehen und wie zuvor beschrieben weiter arbeiten. Wie zuvor oben detaillierter beschrieben, kann diese Konfiguration eine mechanische Einrichtung aufweisen, um den Kolben 18 in Richtung auf die zentrierte Grundposition relativ zu dem Gehäuse 20 vorzuspannen, zum Beispiel und nicht als Einschränkung, beispielsweise eine mechanische Federkraft.
  • Bezugnehmend auf 3, weist die vorliegende Erfindung eine Kombination von vier unabhängig steuerbaren piezoangetriebenen Aktuatoren auf. Jeder Aktuator ist mit einem "Zwei-Weg"-Ventil kombiniert. Die Ventile sind gemäß der vorliegenden Erfindung proportional betreibbar. Die Ventile sind vorzugsweise druckgeregelt, um Flusseigenschaften zu verbessern. Die Ventile sind in Fluidverbindung miteinander über einen Mehrventilverteiler verbunden, so dass die vier Ventile zwei "Paare" von Ventilen definieren. Der Mehrventilverteiler gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht eine proportionale Steuerung sowohl des Einlasses als auch des Auslasses an jeder Seite des Aktuators, zum Beispiel und nicht als Einschränkung, beispielsweise ein fluidbetriebener Zylinder. Der Verteiler ist so angeordnet, dass es vier Anschlüsse gibt, zum Beispiel und nicht als Einschränkung, beispielsweise pneumatische Anschlüsse. Diese Anschlüsse weisen einen Einlass, zwei Auslässe (einen an jeder Seite des Zylinders) und einen Ablass auf. Die Anschlüsse sind bemessen, um die maximale Flussfähigkeit der Ventile bereitzustellen. Drucksensoren sind in dem Verteiler in Verbindung mit dem Einlassanschluss und jedem der Auslassanschlüsse angeordnet. Eine Steuerelektronik kann innerhalb der "Basis" des Gehäuses befestigt sein, das die Aktuatoren, die Ventile und den Verteiler enthält. Die Steuerelektronik kann einen Mikrokontroller aufweisen, um den exakten Betrieb der Ventile festzulegen. Die Steuerelektronik kann auch ein maßgeschneidertes Leistungssystem aufweisen, um den Piezoaktuatoren die geeignete Leistung bereitzustellen. Der Mikrokontroller kann ein oder mehrere Eingangssignale von den Drucksensoren und einem oder mehreren Positionssensoren empfangen, die an dem pneumatischen Aktuator angeordnet sind. Es kann eine elektrische Verbindung zur Kommunikation mit einem Steuernetzwerk und dazu vorgesehen sein, Betriebsleistung bereitzustellen. Eine zweite Verbindung kann mit den Positionssensoren kommunizieren. Die Drucksensoren können unmittelbar mit der Elektronik verbunden sein. Die gesamte Anordnung kann in einer einzelnen, kompakten Einheit untergebracht sein. Die einzelne, kompakte Einheit kann ausgelegt sein, um eine Befestigung an der Seite eines pneumatischen Aktuators zu erleichtern. Es sollte jedoch erkannt werden, dass die einzelne, kompakte Einheit auf einfache Weise an jeder beliebigen gewünschten Stelle befestigt werden kann.
  • Die Verwendung von Piezoaktuatoren ermöglicht verglichen mit Magentspulenaktuatoren ein Verhalten mit viel höherer Geschwindigkeit. Ansprechzeiten hinsichtlich der Betätigungsgeschwindigkeit in der Größenordung von 1 ms können mit Piezoaktuatoren möglich sein, verglichen mit zwischen 5 ms und 50 ms oder längeren Ansprechzeiten hinsichtlich der Betätigungsgeschwindigkeit von typischen Magnetspulenaktuatoren. Die Verbesserung hinsichtlich der Schnelligkeit gemäß der vorliegenden Erfindung erhöht die mögliche Betriebsrate eines fluidbetriebenen Zylinderaktuators und des Prozesses oder der Vorrichtung, der bzw. die diesen steuert. Wichtiger ist, dass die Verbesserung hinsichtlich der Schnelligkeit der vorliegenden Erfindung eine genaue Steuerung des fluidbetriebene Zylinderaktuators unterstützt, indem für eine schnelle Reaktion auf Änderungen von Betriebszuständen gesorgt wird. Die Verwendung der Piezoaktuatoren ermöglicht die Verwendung einer relativ einfachen Elektronik zum proportionalen Betrieb. Dies wiederum ermöglicht eine genaue Steuerung der Ventile und daher des pneumatischen Aktuators. Der Piezoaktuator sorgt verglichen mit magnetspulenbasierten Ventilen für eine kompakte und relativ leichte Baugruppe. Dies ermöglicht eine Vielzahl an Befestigungstechniken und -positionen einschließlich einer Befestigung unmittelbar an dem pneumatischen Aktuator. Ein Befestigen der vorliegenden Erfindung unmittelbar an dem Aktuator kann aus einigen Gründen wichtig sein. Erstens, indem der Abstand von den Ventilen zu dem Aktuator minimiert wird, kann die Fluidmenge, zum Beispiel komprimierte Luft, die pro Zyklus verwendet wird, verringert werden. Dies kann bei einer hochproduktiven Anlage oder, wenn in Verbindung mit "großen" Aktuatoren verwendet, recht bedeutsam sein. Zweitens, eine Verkleinerung des Abstands erhöht die Ansprechempfindlichkeit des pneumatischen Aktuators. Zum unter Druck setzen der Luftrufuhrleitungen wird weniger Luft und Zeit benötigt. Drittens, ein Verkleinern des Abstandes kann die Leistung verbessern, indem die "Steifigkeit" des pneumatischen Systems erhöht wird, was wiederum dazu beiträgt, Nichtlinearitäten des Systems zu minimieren. Beispielsweise kann es bei vielen Anwendungen, die magnetspulenbasierte Ventile verwenden, typisch sein, dass die Ventile mittels mehrere Meter an Kunststoffröhren verbunden sind. Die Länge der Röhren kann sich beim unter Druck setzen leicht "aufblasen", aber ausreichen, um eine genaue Steuerung bei einer hohe Leistung erfordernden Anwendung zu beeinträchtigen. Die Piezoaktuatoren können verglichen mit Magnetspulen deutlich weniger Leistung verbrauchen. Ein Verbrauch von weniger Leistung ermöglicht Betriebsverfahren, die derzeit bei magnetspulenbasierten Systemen unmöglich sind. Typischerweise zieht eine Magnetspule, wenn betätigt, zwischen 0,5 Watt (W) bis 20 Watt (W). Proportionale magnetspulenbetriebene Ventile mit Flussraten, die mit der Mehrventilverteilerbaueinheit gemäß der vorliegenden Erfindung vergleichbar sind, ziehen jeweils leicht 10 Watt (W). Die zugeordnete Elektronik für vier proportionale Magnetventile kann zusätzlich 10 Watt (W) bis 50 Watt (W) ziehen. Ein Gesamtleistungsverbrauch von 50 Watt (W) bis 100 Watt (W) kann in hohem Maße wahrscheinlich sein. Zum Vergleich, jeder Piezoaktuator kann gerade einmal 0,010 Watt (W) verbrauchen und die Elektronik verbraucht im Allgemeinen weniger als 1 Watt (W), was gesamt näherungsweise 1 Watt (W) oder weniger ausmacht. Ein derartig geringer Leistungsverbrauch stellt umfassende Optionen zur Vernetzung und Verfahren zum Bereitstellen von Leistung bereit, was wiederum die Installationskomplexität und Kosten, verglichen mit magnetspulenbasierten Systemen, reduzieren kann. Ferner führt der Leistungsverbrauch der vorliegenden Erfindung zu einer vernachlässigbaren Wärmeerzeugung verglichen mit Magnetspulen. Die bevorzugte Auslegung für den Fluidteil des Ventils kann druckgeregelt sein. Das druckgeregelte Fluidventil sorgt für die Möglichkeit eines deutlich größeren Flusses für eine vorgegebene Piezoaktuatorgröße. Der Gewinn an größerem Fluss kann näherungsweise bis zum fünffachen betragen, verglichen mit einem nicht druckgeregelten Ventil. Verglichen mit Konkurrenzsystemen, die auf elektronischen Servomotoren basieren, stellt die vorliegende Erfindung nicht die gleiche Genauigkeit bereit. Anschaffungs- und Aufbaukosten der vorliegenden Erfindung können jedoch viel geringer sein. Für hohe Leistung kann eine geschlossene Rückkopplungsschleife der Position des pneumatischen Aktuators bei geringen Kosten für die vorliegende Erfindung als für vergleichbare elektronische Servos ergänzt werden. Verglichen mit Konkurrenzsystemen, die eine magnetspulenbasierte Pneumatik verwenden, sorgt die vorliegende Erfindung für ein hohes Leistungsniveau ohne die bei den magnetspulenbasierten Systemen erforderliche Positionsrückkopplung. Eine Ergänzung der vorliegenden Erfindung durch eine Rückkopplung könnte zu einem System mit einer Leistung führen, die ein magnetspulenbasiertes System übertrifft. Es ist gezeigt worden, dass eine herkömmliche Steuerung mit offener Regelschleife ohne Positionsrückkopplung bei der vorliegenden Erfindung eine Genauigkeit und Wiederholbarkeit bereitstellt, die besser als näherungsweise 1 % eines vollen Hubs für ein System mit relativ konstanten Betriebszuständen sein kann. Es wird davon ausgegangen, dass die Leistung mit einer Positionsrückkopplung in der Größenordnung von besser als 0,5 mm sein kann. Konkurrenzsysteme, die auf herkömmlichen Ein/Aus-Spulenventilen basieren, weisen auf Kosten der Steuerungsflexibilität und Leistung den Vorteil einfacher Ventile auf. Konkurrenzsysteme, die auf herkömmlichen proportionalen Spulenventilen basieren, weisen den Vorteil einer verbesserten Leistung verglichen mit einem grundlegenden Ein/Aus-Betrieb auf, aber bei viel höheren Kosten. Weil der Ventilbetrieb von der Bewegung einer einzelnen Spule relativ zu den Öffnungen mit festgelegter Beabstandung bestimmt wird, ist die Leistung zusätzlich bedeutsam eingeschränkt verglichen mit einzeln gesteuerten Proportionalventilen bei hoher Anspruchempfindlichkeit, wie in der vorliegenden Erfindung offenbart. Konkurrenzsysteme, die auf einzelnen Magnetventilen basieren, sind regelmäßig maßgeschneiderte Anordnungen. Als solche neigen die Konkurrenzsysteme dazu, groß und schwer zu sein, was verhindert, dass die Konkurrenzsysteme an dem pneumatischen Aktuator befestigbar sind, wenn das Gewicht oder Größe eine Rolle spielt, beispielsweise bei Befestigung an Roboterarmen.
  • Auch wenn die Ventile bei der derzeitigen Ausführungsform einen Flusskoeffizienten (CV) von näherungsweise 1,0 haben, sind andere Größen, kleiner und größer, möglich. Die derzeitige Ausführungsform nutzt Schnellverbindungsröhren für die pneumatischen Verbindungen. Es gibt, wie Fachleuten auf dem Gebiet gut bekannt, verschiedene alternative Verbindungsoptionen. Zum Beispiel und nicht als Einschränkung können Verbindungen umfassen: Rohrfittings, hinsichtlich der Ventilbaugruppe und des pneumatischen Aktuators baueinheitliche pneumatische Durchgänge, etc. Die Mehrventilverteilerbaugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung kann zur Veranschaulichung als auf einer Vierventilkonfiguration basierend beschrieben werden. Die in der vorliegenden Erfindung beschriebene Vierventilkonfiguration kann für pneumatische Aktuatoren geeignet sein, die in beiden Richtungen eine aktive Steuerung erfordern. Bestimmte Aktuatoren benötigen diese Steuerebene nicht und weisen eine hinsichtlich des pneumatischen Aktuators baueinheitlich integrierte Feder auf, um eine "Rückstell"-Kraft bereitzustellen. In diesem Fall kann die Mehrventilverteilerbaugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung mit nur zwei Ventilen ausgestattet sein, anstelle der zuvor beschriebenen Vierventilkonfiguration. Die Zweiventilverteilerbaugruppe kann, wie Fachleuten auf dem Gebiet ersichtlich sein sollte, einen Betrieb des fluidbetriebenen Zylinders in eine Richtung steuern, wobei die Rückstellkraft, wie zum Beispiel eine baueinheitlich integrierte Feder, die Kraft in der entgegengesetzten Richtung steuert. Zusätzlich zu der Steuerung eines pneumatischen Zylinders kann die vorliegende Erfindung verwendet werden, um andere Typen pneumatischer Aktuatoren zu steuern, zum Beispiel große Prozessventile oder pneumatische Motoren. Die oben beschriebene beispielhafte Ausführungsform basiert auf der Verwendung eines universellen seriellen Bus' (USB; engl.: universal serial bus) für Personal Computer (PC) für: Steuersignale, Programmierung des Mikrocontrollers und für die gesamte Betriebsleistung. Mit einer relativ unkomplizierten Modifikation wird davon ausgegangen, dass beliebige kommerziell verfügbare industrielle Steuersysteme angepasst werden können, um gemäß der vorliegenden Erfindung zu arbeiten. Aufgrund des geringen Leistungsverbrauchs der Ventilbaugruppe kann die vorliegende Erfindung auf einzigartige Weise geeignet sein, einen hochfrequenz-(RF; engl.: radio frequency)-basierten Ventilbetrieb oder einen Betrieb zu unterstützen, bei dem die elektrische Quelle von relativ niedriger Leistung ist, wie zum Beispiel Batterien, immanent sichere Systeme, Datenkommunikationsnetzwerke, Fotovoltaikvorrichtungen oder eine andere lokale Leistungserzeugung kleinsten Maßstabs. Das System der vorliegenden Erfindung kann Zweiwegkommunikation unterstützen, um Betriebs- und Diagnoseinformationen bereitzustellen. Der Mikrokontroller kann eine erweiterte Sensoreingabe zum verbesserten Betrieb unterstützen einschließlich: absolute Positionserfassung des pneumatischen Aktuators, was wiederum eine Steuerung mit geschlossenem Regekreis der Position des pneumatischen Aktuators, Fluidfluss und verschiedene Temperaturen unterstützen kann. Die vorliegende Erfindung kann physikalisch umorientiert oder sogar aufgeteilt sein, so dass sich zwei Ventile an oder ganz nahe zu jedem Ende eines pneumatischen Zylinders befinden, um die Leistung weiter zu maximieren. Auch wenn eine Gruppierung der Elektronik zusammen mit den Ventilen Vorteile bietet und bei der vorliegenden Erfindung bevorzugt ist, sollte es von Fachleuten auf dem Gebiet erkannt werden, dass die Elektronik alternativ in einem Abstand von den Ventilen angeordnet sein kann. Eine Schlüsselstellung für den Betrieb und Leistung der vorliegenden Erfindung kann die Verwendung eines Paars an unabhängig steuerbaren, proportionalen, piezobetätigten Ventilen hoher Geschwindigkeit sein. Es sollte beachtet werden, dass die Ventile in jedem Paar hinsichtlich von Flussraten nicht die gleiche Leistung haben müssen. Es kann zum Beispiel wünschenswert sein, ein Ventil für eine höhere Flussrate als das andere auszulegen.
  • Auch wenn die Erfindung in Verbindung mit dem beschrieben worden ist, was derzeit als die praktikabelste und bevorzugte Ausführungsform betrachtet wird, sollte nachvollzogen werden, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern im Gegenteil vorgesehen ist, verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen, die in dem Geist und Umfang der beigefügten Ansprüche liegen, abzudecken, deren Umfang in Übereinstimmung mit der breitesten Interpretation zu bringen ist, um alle derartigen Modifikationen und äquivalente Strukturen zu umfassen, wie es gemäß dem Gesetz zulässig ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Ein Positionssteuersystem wird zum Steuern eines fluidbetriebenen Zylinders (12) verwendet, der wenigstens eine Fluidkammer (14) aufweist, die durch einen Kolben (18) definiert ist, der innerhalb eines Gehäuses (20) zur Bewegung zwischen ersten und zweiten Bewegungsendlagen (22, 24) angeordnet ist. Das System weist wenigstens zwei elektrisch betätigte, proportionale Flusssteuerventile (26, 30), auf, die mit jedem Anschluss des Zylinders verbunden sind, um Fluidfluss in und aus der wenigstens einen Kammer selektiv und proportional zu steuern. Wenigstens ein Drucksensor (38, 40) ist vorgesehen, um Fluiddruck hinsichtlich jeder Kammer zu messen. Wenigstens ein diskreter Positionssensor (42) ist benachbart zu einer mittleren Stelle des Zylinders angeordnet, um eine diskrete zentrierte Position des Kolbens zu erfassen. Ein Kontroller (44) umfasst ein Programm und ist betriebsfähig angeschlossen, um eine Betätigung der wenigstens zwei Ventile in Antwort auf durch den wenigstens einen Drucksensor gemessenen Druck und eine von dem wenigstens einen Positionssensor gemessene Lage zu steuern.

Claims (22)

  1. Vorrichtung zum Steuern einer Position eines fluidbetriebenen Zylinders mit wenigstens einer Fluidkammer, die von einem Kolben definiert ist, der innerhalb eines Gehäuses zur Bewegung zwischen ersten und zweiten Bewegungssendlagen angeordnet ist, wobei die Vorrichtung umfasst: einen Mehrventilverteiler mit wenigstens einem Fluideinlassanschluss, wenigstens einem Fluidauslassanschluss und wenigstens einem Fluidablassanschluss, wenigstens ein elektrisch betätigtes, proportionales Flusssteuerventil, das mit dem Mehrventilverteiler verbunden ist und in Fluidverbindung mit jedem Einlassanschluss und jedem Auslassanschluss eines zu steuernden, fluidbetriebenen Zylinders steht, um einen Fluidfluss in und aus der wenigstens einen Fluidkammer des zu steuernden, fluidbetriebenen Zylinders selektiv und proportional zu steuern, wenigstens einen Drucksensor, um Fluiddruck hinsichtlich jeder Kammer des zu steuernden, fluidbetriebenen Zylinders zu messen, wenigstens einen diskreten Positionssensor, der dem zu steuernden, fluidbetriebenen Zylinder zugeordnet ist, um eine diskrete vorbestimmte Position des Kolbens innerhalb des zu steuernden Zylinders zu erfassen und ein Steuerprogramm, das betriebsfähig mit dem wenigstens einen Ventil, dem wenigstens einen Drucksensor und dem wenigstens einen Positionssensor verbunden ist, um eine Betätigung des wenigstens einen Ventils in Antwort auf von dem wenigstens eine Drucksensor gemessenen Druck und in Antwort auf eine von dem wenigstens einen Positionssensor gemessene Position zu steuern.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der wenigstens eine diskrete Positionssensor ferner umfasst: einen ersten Positionssensor, der benachbart einer mittleren Stelle des Betriebshubs des fluidbetriebenen Zylinders angeordnet ist, und einen zweiten Positionssensor, der benachbart zu einem Ende einer Bewegung des Kolbens in dem zu steuernden Zylinder anordnet ist, um für eine sanfte Stoppverzögerung des Kolbens vor einem Kontakt mit einer Endwand des zu steuernden Zylinders zu sorgen, die die wenigstens eine Kammer definiert.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit: dem wenigstens einen elektrisch betätigten, proportionalen Flussventil, das ein erstes Ventil, das der ersten expandierbaren Fluidkammer zugeordnet ist, um Fluidfluss in die erste expandierbare Fluidkammer hinein selektiv und proportional zu steuern, und ein zweites Ventil aufweist, das der ersten expandierbaren Fluidkammer zugeordnet ist, um einen Fluidfluss aus der ersten expandierbaren Fluidkammer heraus selektiv und proportional zu steuern.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit: der wenigstens einen expandierbaren Fluidkammer, die eine erste expandierbare Fluidkammer benachbart zu einem Bewegungsende des Kolbens in dem zu steuernden Zylinder und eine zweite expandierbare Fluidkammer benachbart zu einem anderen Bewegungsende des Kolbens in dem zu steuernden Zylinder aufweist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, ferner mit: dem wenigstens einen Drucksensor, der einen ersten Drucksensor, der der ersten expandierbaren Fluidkammer zugeordnet ist, und einen zweiten Drucksensor aufweist, der der zweiten expandierbaren Fluidkammer zugeordnet ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4, ferner mit: dem wenigstens einen diskreten Positionssensor, der einen ersten Positionssensor, der benachbart zu einer mittleren Stelle des Betriebshubs des zu steuernden, fluidbetriebenen Zylinders angeordnet ist, einen zweiten Positionssensor, der benachbart zu einem Bewegungsende des Kolbens in dem zu steuernden Zylinder angeordnet ist, um für eine sanfte Stoppverzögerung des Kolbens vor einem Kontakt mit einer Endwand des zu steuernden Zylinders zu sorgen, die eine Kammer definiert, und einen dritten Positionssensor aufweist, der benachbart zu einem gegenüber liegenden Bewegungsende des Kolbens in dem zu steuernden Zylinder angeordnet ist, um für eine sanfte Stoppverzögerung des Kolbens vor einem Kontakt mit einer Endwand des zu steuernden Zylinders zu sorgen, die eine andere Kammer definiert.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit: dem Steuerprogramm, um eine Grundposition zu initialisieren, wenn der Kolben von dem wenigstens einen diskreten Positionssensor erfasst wird, der hinsichtlich des zu steuernden Zylinders benachbart zu der Position halber Strecke angeordnet ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit: dem Steuerprogramm zum Berechnen eines benötigten Drucks in der wenigstens einen expandierbaren Fluidkammer, um den Kolben innerhalb des zu steuernden Zylinders ausgehend von der diskreten zentrierten Position, die auf halbem Weg hinsichtlich des zu steuernden Zylinders angeordnet ist, um eine gewünschte Strecke zu bewegen, und zum Steuern des wenigstens einen elektrisch betätigten, proportionalen Flussventils, um den berechneten Druck innerhalb der wenigstens einen expandierbaren Fluidkammer zu erreichen, der der gewünschten Bewegungsstrecke für den Kolben innerhalb des zu steuernden Zylinders entspricht.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit: einer Einrichtung, um den Kolben in Richtung auf die diskrete zentrierte Position hinsichtlich des zu steuernden Zylinders vorzuspannen.
  10. Verfahren zum Steuern eines fluidbetriebenen Zylinders, der wenigstens eine Fluidkammer aufweist, die durch einen Kolben definiert ist, der innerhalb eines Gehäuses zur Bewegung zwischen ersten und zweiten Bewegungsendlagen angeordnet ist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Befestigen wenigstens eines elektrisch betätigten, proportionalen Flussventils an einem Mehrventilverteiler, der wenigstens einen Fluideinlassanschluss, wenigstens einen Fluidauslassanschluss und wenigstens einen Fluidablassanschluss aufweist, selektiv und proportional Steuern von Fluidfluss in und aus der wenigstens einen Fluidkammer des zu steuernden, fluidbetriebenen Zylinders mit wenigstens einem elektrisch betätigten, proportionalen Flussventil, das mit jedem Anschluss des zu steuernden, fluidbetriebenen Zylinders verbunden ist, Messen von Fluiddruck hinsichtlich jeder Kammer des zu steuernden, fluidbetriebenen Zylinders mit wenigstens einem Drucksensor, Erfassen einer diskreten Position des Kolbenbetriebshubs innerhalb des Zylinders mit wenigstens einem diskreten Positionssensor, der benachbart einer mittleren Stelle des zu steuernden, fluidbetriebenen Zylinders angeordnet ist, und Steuern einer Betätigung des wenigstens einen Ventils in Antwort auf von dem wenigstens einen Drucksensor gemessenen Drucks und in Antwort auf eine von dem wenigsten einen Positionssensor gemessene Position mit einem Steuerprogramm, das betriebsfähig mit dem wenigstens einen Ventil, dem wenigstens einem Drucksensor und dem wenigstens einen Positionssensor verbunden ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Schritt, die Position mit dem wenigstens einen diskreten Positionssensor zu erfassen, ferner die Schritte umfasst: Anordnen eines ersten Positionssensors benachbart zu einer mittleren Stelle des fluidbetriebenen Zylinders, und Anordnen eines zweiten Positionssensors benachbart zu einem Bewegungsende des Kolbens in dem Gehäuse, Erfassen einer diskreten Position benachbart zu einem Bewegungsende des Kolbens hinsichtlich des Gehäuses mit zweiten Positionssensor, und Verzögern des Kolbens zu einem sanften Stopp vor einem Kontrakt mit einer Endwand des Gehäuses, die die wenigstens eine Kammer definiert, mit dem Steuerprogramm in Antwort auf den zweiten Positionssensor.
  12. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Schritt, den Fluidfluss mit wenigstens zwei elektrisch betätigten, proportionalen Flussventilen zu steuern, ferner die Schritte umfasst: Bereitstellen eines ersten Ventils, das der ersten expandierbaren Fluidkammer zugeordnet ist, um Fluidfluss in die erste expandierbare Fluidkammer hinein selektiv und proportional zu steuern, und Bereitstellen eines zweiten Ventils, das der ersten expandierbaren Fluidkammer zugeordnet ist, um Fluidfluss aus der ersten expandierbaren Fluidkammer heraus selektiv und proportional zu steuern.
  13. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die wenigstens eine expandierbare Fluidkammer ferner die Schritte umfasst: Bereitstellen einer ersten expandierbaren Fluidkammer benachbart zu einem Bewegungsende des Kolbens in dem Gehäuse, und Bereitstellen einer zweiten expandierbaren Fluidkammer benachbart einem anderen Bewegungsende des Kolbens in dem Gehäuse.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem der Schritt, Druck mit wenigstens einem Drucksensor zu erfassen, ferner die Schritte umfasst: Bereitstellen eines ersten Drucksensors, der der ersten expandierbaren Fluidkammer zugeordnet ist, und Bereitstellen eines zweiten Drucksensors, der der zweiten expandierbaren Fluidkammer zugeordnet ist.
  15. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem der Schritt, die Position mit wenigstens einem diskreten Positionssensor zu erfassen, ferner die Schritte umfasst: Bereitstellen eines ersten Positionssensors, der benachbart zu einer mittleren Stelle des fluidbetriebenen Zylinders angeordnet ist, Bereitstellen eines zweiten Positionssensors, der benachbart zu einem Bewegungsende des Kolbens in dem Gehäuse angeordnet ist, um für eine sanfte Stoppverzöge rung des Kolbens vor einem Kontakt mit einer Endwand des Gehäuses zu sorgen, die eine Kammer definiert, und Bereitstellen eines dritten Positionssensors, der benachbart zu einem gegenüber liegenden Bewegungsende des Kolbens in dem Gehäuse angeordnet ist, um für eine sanfte Stoppverzögerung des Kolbens vor einem Kontakt mit einer Endwand des Gehäuses zu sorgen, die eine andere Kammer definiert.
  16. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Schritt, mit einem Steuerprogramm zu steuern, ferner den Schritt umfasst: Initialisieren einer Grundposition, wenn der Kolben von dem wenigstens einen diskreten Positionssensor erfasst wird, der an der diskreten zentrierten Position hinsichtlich des Gehäuses anzuordnen ist.
  17. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Schritt, mit einem Steuerprogramm zu steuern, ferner die Schritte umfasst: Berechnen eines benötigten Drucks in der wenigstens einen expandierbaren Fluidkammer, um den Kolben innerhalb des Gehäuses ausgehend von der diskreten zentrierten Position, die auf halben Weg hinsichtlich des Gehäuses angeordnet ist, um eine gewünschte Strecke zu bewegen, und Steuern der wenigstens zwei elektrisch betätigten, proportionalen Flussventile, um den berechneten Druck innerhalb der wenigstens einen expandierbaren Fluidkammer zu erhalten, der der gewünschten Bewegungsstrecke für den Kolben innerhalb des Gehäuses entspricht.
  18. Verfahren nach Anspruch 10, ferner den Schritt umfassend: Vorspannen des Kolbens in Richtung auf die diskrete zentrierte Position hinsichtlich des Gehäuses zu.
  19. Vorrichtung zum Steuern eines fluidbetriebenen Zylinders, der zwei Fluidkammern aufweist, die von einem Kolben definiert sind, der innerhalb eines Gehäuses zur Bewegung zwischen ersten und zweiten Bewegungsendlagen angeordnet ist, wobei die Vorrichtung umfasst: einen Mehrventilverteiler, der wenigstens einen Fluideinlassanschluss, wenigstens einen Fluidauslassanschluss und wenigstens einen Fluidablassanschluss aufweist, vier elektrisch betätigte, proportionale Flussventile, wobei zwei Ventile mit jedem Anschluss des zu steuernden, fluidbetriebenen Zylinders verbunden sind, um Fluid fluss in und aus den zwei Fluidkammern des zu steuernden, fluidbetriebenen Zylinders selektiv und proportional zu steuern, zwei Drucksensoren mit einem Drucksensor zum Messen von Fluiddruck hinsichtlich jeder Kammer des zu steuernden, fluidbetriebenen Zylinders, wenigstens einen diskreten Positionssensor, der benachbart zu einer mittleren Stelle des zu steuernden, fluidbetriebenen Zylinders angeordnet ist, um eine diskrete zentrierte Position des Kolbens innerhalb des zu steuernden Zylinders zu erfassen, und ein Steuerprogramm, das betriebsfähig mit den vier Ventilen, den zwei Drucksensoren und dem wenigstens einen Positionssensor verbunden ist, um eine Betätigung der vier Ventile in Antwort auf von den zwei Drucksensoren gemessenen Druck und in Antwort auf eine von dem wenigstens einen Positionssensor gemessene Position zu steuern.
  20. Vorrichtung nach Anspruch 19, ferner mit: dem wenigstens einen diskreten Positionssensor, der einen ersten Positionssensor, der benachbart zu einer mittleren Stelle des Betriebshubs des zu steuernden, fluidbetriebenen Zylinders angeordnet ist, einen zweiten Positionssensor, der benachbart zu einem Bewegungsende des Kolbens in dem zu steuernden Zylinder angeordnet ist, um für eine sanfte Stoppverzögerung des Kolbens vor einem Kontakt mit einer Endwand des zu steuernden Zylinders zu sorgen, die die erste Kammer definiert, und einen dritten Positionssensor aufweist, der benachbart zu einem gegenüber liegenden Bewegungsende des Kolbens in dem zu steuernden Zylinder angeordnet ist, um für eine sanfte Stoppverzögerung des Kolbens vor einem Kontakt mit einer Endwand des zu steuernden Zylinders zu sorgen, die die zweite Kammer definiert.
  21. Vorrichtung nach Anspruch 19, ferner mit: dem Steuerprogramm, um eine Grundposition zu initialisieren, wenn der Kolben von dem wenigstens einen diskreten Positionssensor erfasst wird, der benachbart zu der Strecke auf halben Weg hinsichtlich des zu steuernden Zylinders angeordnet ist.
  22. Vorrichtung nach Anspruch 19, ferner mit: dem Steuerprogramm zum Berechnen eines benötigten Drucks in jeder der ersten und zweiten expandierbaren Fluidkammern, um den Kolben innerhalb des Gehäuses ausgehend von der diskreten zentrierten Position, die auf halbem Weg hinsichtlich des Gehäuses angeordnet ist, um eine gewünschte Strecke zu bewegen, und zum Steuern des wenigstens einen elektrisch betätigten, proportionalen Flussventils, um den berechneten Druck innerhalb jeder der ersten und zweiten exponierbaren Fluidkammern zu erreichen, der der gewünschten Bewegungsstrecke für den Kolben innerhalb des Gehäuses entspricht.
DE112004000574T 2003-04-04 2004-04-02 Mehrventilpositioniersystem für fluidbetriebene Zylinder Ceased DE112004000574T5 (de)

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US10/763,500 2004-01-23
US10/763,500 US7021191B2 (en) 2003-01-24 2004-01-23 Accurate fluid operated cylinder positioning system
PCT/US2004/010263 WO2004090340A1 (en) 2003-04-04 2004-04-02 Multi-valve fluid operated cylinder positioning system

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GB (1) GB2414817B (de)
WO (1) WO2004090340A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007020321A1 (de) * 2007-03-16 2008-09-18 Voith Turbo H + L Hydraulic Gmbh & Co. Kg Pneumatikregeleinrichtung und Verfahren hierfür
DE102015219164B3 (de) * 2015-10-05 2017-04-06 Festo Ag & Co. Kg Pneumatisches System und Verfahren zur Inbetriebnahme eines pneumatischen Systems
DE102021212780A1 (de) 2021-11-12 2023-05-17 Festo Se & Co. Kg Verfahren zum Betreiben eines Fluidsystems und Fluidsystem
DE102021214395A1 (de) 2021-12-15 2023-06-15 Festo Se & Co. Kg Verfahren zur Regelung einer Piezoventileinrichtung, Reglervorrichtung und fluidisches System

Families Citing this family (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4183577B2 (ja) * 2003-07-25 2008-11-19 武蔵エンジニアリング株式会社 液滴調整方法及び液滴吐出方法並びにその装置
KR100598852B1 (ko) * 2004-11-24 2006-07-11 현대자동차주식회사 위치 변환장치
ES2313664T3 (es) * 2005-04-21 2009-03-01 KOENIG & BAUER AKTIENGESELLSCHAFT Mecanismo impresor con al menos dos cilindros que actuan conjuntamente entre si.
US7270046B2 (en) * 2005-12-12 2007-09-18 Husco International, Inc. Integrated valve assembly and computer controller for a distributed hydraulic control system
DE102006011156A1 (de) * 2006-03-10 2007-09-13 Robert Bosch Gmbh Stellvorrichtung
JP4353333B2 (ja) * 2007-03-30 2009-10-28 Ｓｍｃ株式会社 複動形エアシリンダの位置決め制御機構
JP4353335B2 (ja) * 2007-03-30 2009-10-28 Ｓｍｃ株式会社 複動形エアシリンダの位置決め制御機構
US7775295B1 (en) * 2008-01-23 2010-08-17 Glendo Corporation Proportional pilot-controlled pneumatic control system for pneumatically powered hand-held tools
DE102008007651B3 (de) * 2008-02-06 2009-09-24 Samson Aktiengesellschaft Stellungsregler für doppeltwirkenden, pneumatischen Stellantrieb, doppeltwirkender, pneumatischer Stellantrieb und Verfahren zum Betreiben des doppeltwirkenden, pneumatischen Stellantriebs
EP2335126A1 (de) * 2008-10-14 2011-06-22 Circor Instrumentation Technologies, Inc. Verfahren und vorrichtung für niederleistungs- und/oder hochdruck-flusssteuerung
GB0818935D0 (en) * 2008-10-16 2008-11-19 Otv Sa Water purification system and apparatus
DE102008053844B4 (de) * 2008-10-30 2010-09-30 Samson Ag Elektro-pneumatisches System, Anordnung und Verfahren zum Steuern eines doppelt wirkenden pneumatischen Stellantriebs
US9120492B2 (en) 2008-12-03 2015-09-01 Aventics Corporation Control valve assembly for load carrying vehicles
US7980269B2 (en) * 2008-12-03 2011-07-19 Robert Bosch Gmbh Control valve assembly for load carrying vehicles
DE102009017879A1 (de) * 2009-04-17 2010-10-21 Festo Ag & Co. Kg Fluidtechnisches System
US8375989B2 (en) * 2009-10-22 2013-02-19 Eaton Corporation Method of operating a control valve assembly for a hydraulic system
US9909601B2 (en) * 2010-11-16 2018-03-06 Illinois Tool Works Inc. Motor control
CN202493525U (zh) * 2011-03-08 2012-10-17 费希尔控制国际公司 控制阀组件以及用于阀致动器的旁通装置
DE102012005593A1 (de) * 2012-03-20 2013-09-26 Robert Bosch Gmbh Hydraulische Pilotventilanordnung und hydraulische Ventilanordnung damit
US20130305916A1 (en) * 2012-05-17 2013-11-21 PHD. Inc. Pneumatic cylinder with pressure moderator
CN102979782B (zh) * 2012-11-07 2015-05-20 中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所 一种作动筒同步极限限位装置
CN103244500A (zh) * 2013-04-25 2013-08-14 无锡艾森保自动化装备有限公司 多功能液压装置
DE102014211258A1 (de) * 2014-06-12 2015-12-17 Materialforschungs- und -prüfanstalt an der Bauhaus-Universität Weimar Vorrichtung zur Erzeugung definierter Druckverläufe
US9546672B2 (en) * 2014-07-24 2017-01-17 Google Inc. Actuator limit controller
GB201514921D0 (en) * 2015-08-21 2015-10-07 Rolls Royce Plc Actuator control
DE102015121719A1 (de) * 2015-12-14 2017-06-14 Abb Schweiz Ag Ventilanordnung zur hydraulischen Ansteuerung einer Kolben-Zylinderanordnung eines Hoch- oder Mittelspannungsleistungsschalters
US10281055B2 (en) * 2016-02-09 2019-05-07 Parker-Hannifin Corporation Hydraulic servo valve
DE102016206822A1 (de) * 2016-04-21 2017-10-26 Festo Ag & Co. Kg Verfahren zur Druckluftversorgung eines Druckluftverbrauchers, Ventileinrichtung und Datenträger mit einem Computerprogramm
DE102016206821A1 (de) * 2016-04-21 2017-10-26 Festo Ag & Co. Kg Verfahren zum Betreiben einer Ventileinrichtung, Ventileinrichtung und Datenträger mit einem Computerprogramm
WO2017187934A1 (ja) * 2016-04-27 2017-11-02 Smc株式会社 シリンダの動作状態監視装置
WO2017210450A1 (en) * 2016-06-01 2017-12-07 Nikon Corporation Control system for controlling a fluid actuator
SE541823C2 (en) 2016-06-09 2019-12-27 Husqvarna Ab Improved arrangement and method for operating a hydraulic cylinder
IT201600084066A1 (it) * 2016-08-09 2018-02-09 Safen Fluid And Mech Engineering S R L Procedimento per l'alimentazione di un'utenza pneumatica
JP6944627B2 (ja) 2016-10-03 2021-10-06 Smc株式会社 シリンダの動作状態監視装置
JP6868166B2 (ja) * 2016-10-03 2021-05-12 Smc株式会社 シリンダの動作状態監視装置
US10532821B2 (en) * 2016-11-04 2020-01-14 Eaton Intelligent Power Limited Fluid system having a control valve and a monitoring system therefor
US10323384B2 (en) 2016-12-08 2019-06-18 Caterpillar Inc. Active damping ride control system for attenuating oscillations in a hydraulic actuator of a machine
EP3583322A4 (de) 2017-02-15 2020-12-16 Nikon Corporation Anordnung eines doppelventilfluidaktuators
US20190078592A1 (en) * 2017-09-12 2019-03-14 Triline Automation Universal actuator valve systems and methods thereof
FR3072440B1 (fr) * 2017-10-13 2019-11-29 Parker Hannifin Emea S.A.R.L. Vanne configurable pour la distribution d’un fluide et procede de parametrage de cette vanne
CN107725509B (zh) * 2017-10-16 2019-08-02 南京航空航天大学 基于高速开关阀气压平衡调控策略的敏捷位置控制系统和方法
CN110758951B (zh) * 2018-07-27 2022-04-15 比亚迪股份有限公司 液压控制系统和具有其的垃圾车
EP3850223A4 (de) * 2018-09-14 2022-07-20 Precision Planting LLC Fluidsteuerungsanordnung und system
DE102018217337A1 (de) * 2018-10-10 2020-04-16 Festo Se & Co. Kg Bewegungsvorrichtung, Reifenhandhabungsvorrichtung und Verfahren zum Betrieb eines fluidischen Aktors
CA3119312A1 (en) * 2018-11-09 2020-05-14 Flowserve Management Company Fluid exchange devices and related controls, systems, and methods
WO2020163190A1 (en) 2019-02-05 2020-08-13 Swagelok Company Integrated actuator manifold for multiple valve assembly
DE102019204497B3 (de) * 2019-03-29 2020-09-03 Festo Se & Co. Kg System und Verfahren
US11466426B2 (en) 2019-05-09 2022-10-11 Caterpillar Trimble Control Technologies Llc Material moving machines and pilot hydraulic switching systems for use therein
DE102019218485B4 (de) * 2019-11-28 2022-03-31 Festo Se & Co. Kg Arbeitseinrichtung
DE102020204484A1 (de) * 2020-04-07 2021-10-07 Festo Se & Co. Kg Druckluft-Bereitstellungseinrichtung, System und Verfahren
DE102020204735B3 (de) * 2020-04-15 2021-07-22 Festo Se & Co. Kg System und Verfahren
SE545154C2 (en) * 2021-02-11 2023-04-18 Staccato Technoligies Ab Pneumatic cylinder system

Family Cites Families (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3099289A (en) * 1960-06-20 1963-07-30 Zeno Hydraulic Corp Pressure fluid control system and flow control means therefor
US4007666A (en) 1974-05-23 1977-02-15 Pneumo Corporation Servoactuator
JPS6014201B2 (ja) 1975-12-01 1985-04-12 黒田精工株式会社 空圧デイジタルシリンダー装置
US4121504A (en) 1977-01-21 1978-10-24 Inovec, Inc. Cylinder positioning systems
US4450753A (en) 1980-05-12 1984-05-29 Ford Motor Company Electro-hydraulic proportional actuator
US4379335A (en) 1980-10-28 1983-04-05 Auto-Place, Inc. Electronic controller and portable programmer system for a pneumatically-powered point-to-point robot
CA1157142A (en) 1981-01-09 1983-11-15 Robert G. Dunn Diaphragm design for a bender type acoustic sensor
US4481768A (en) 1981-08-14 1984-11-13 International Robomation/Intelligence Pneumatic control system for machines
US4481451A (en) 1982-08-20 1984-11-06 Johnson Service Company Electronically controlled positioner for pneumatic actuators
US4686338A (en) 1984-02-25 1987-08-11 Kabushiki Kaisha Meidensha Contact electrode material for vacuum interrupter and method of manufacturing the same
JPS60180026A (ja) 1984-02-25 1985-09-13 株式会社明電舎 真空インタラプタの電極材料とその製造方法
US4763560A (en) * 1984-05-25 1988-08-16 Tokyo Precision Instruments Co., Ltd. Method and apparatus of controlling and positioning fluid actuator
US4628499A (en) 1984-06-01 1986-12-09 Scientific-Atlanta, Inc. Linear servoactuator with integrated transformer position sensor
ZA853166B (en) 1984-06-28 1985-12-24 Krupp Koppers Gmbh Stud,consisting of two components,for holding and/or cooling the ceramic lining in hot reaction chambers
US4790233A (en) * 1984-09-04 1988-12-13 South Bend Lathe, Inc. Method and apparatus for controlling hydraulic systems
US4736131A (en) 1985-07-30 1988-04-05 Nec Corporation Linear motor driving device
FR2600120B1 (fr) * 1986-06-12 1990-06-29 Bertin & Cie Procede et dispositif d'asservissement en position d'un verin pneumatique
US4741247A (en) 1986-09-17 1988-05-03 Rexa Corporation Pneumatic actuator apparatus
DE3708989C2 (de) 1987-03-19 1993-10-14 Festo Kg Steuervorrichtung für einen in einem doppeltwirkenden Zylinder verschiebbaren Kolben
US4819543A (en) * 1987-10-23 1989-04-11 Topworks, Inc. Electric and pneumatic feedback controlled positioner
US4929859A (en) 1987-12-25 1990-05-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Piezoelectric actuator having parallel arrangement of a single piezoelectric element and a pair of displacement magnification arms
EP0322503A3 (de) * 1987-12-29 1991-09-25 Daihatsu Diesel Mfg. Co., Ltd. Flüssigkeitsgerät
US4808874A (en) 1988-01-06 1989-02-28 Ford Aerospace Corporation Double saggital stroke amplifier
JPH01185175A (ja) 1988-01-14 1989-07-24 Nec Corp 機械的増幅機構
US4901625A (en) * 1989-01-03 1990-02-20 Increcyl, Inc. Apparatus and method for positioning equipment
LU87794A1 (fr) 1990-08-31 1991-02-18 Hydrolux Sarl Proportional-wegeventil in sitzbauweise
US5400824A (en) 1991-01-21 1995-03-28 Robert Bosch Gmbh Microvalve
US5154207A (en) * 1991-08-02 1992-10-13 Mosier Industries, Inc. Pressure control valve and transducer package
US5424941A (en) * 1991-08-02 1995-06-13 Mosier Industries, Inc. Apparatus and method for positioning a pneumatic actuator
US5425941A (en) 1991-08-16 1995-06-20 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture Biological control of diseases of harvested agricultural commodities using strains of the yeast Candida oleophola
JPH0587189A (ja) 1991-09-26 1993-04-06 Nissan Motor Co Ltd 振動吸収装置
US5271226A (en) 1992-04-24 1993-12-21 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of Commerce High speed, amplitude variable thrust control
EP0592030B1 (de) 1992-10-02 1998-05-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. Elektromechanische Verschiebevorrichtung und geeigneter Aktuator zur Verwendung in einer derartigen Verschiebevorrichtung
JP2884545B2 (ja) 1992-11-25 1999-04-19 キヤノン株式会社 シリンダ装置の制御方法
JP3005784B2 (ja) 1993-03-09 2000-02-07 株式会社新川 ワイヤクランパ
US5587536A (en) 1995-08-17 1996-12-24 Rasmussen; John Differential pressure sensing device for pneumatic cylinders
US5546847A (en) * 1995-09-12 1996-08-20 Caterpillar Inc. Hydraulic cylinder snubbing arrangement
US5950668A (en) * 1996-10-09 1999-09-14 Fisher Controls International, Inc. Control valve positioners having improved operating characteristics
US5994816A (en) 1996-12-16 1999-11-30 Mcnc Thermal arched beam microelectromechanical devices and associated fabrication methods
DE19723388C1 (de) 1997-06-04 1998-07-02 Draegerwerk Ag Modulare Piezoventilanordnung
DE19725918A1 (de) 1997-06-19 1998-12-24 Mannesmann Rexroth Ag Elektromagnetischer Stellantrieb
US6272401B1 (en) 1997-07-23 2001-08-07 Dresser Industries, Inc. Valve positioner system
DE19801338C1 (de) * 1998-01-16 1999-06-02 Festo Ag & Co Vorrichtung zur gedämpften Positionierung eines in einem Zylinder verschiebbaren Kolbens an wenigstens einem Festanschlag, insbesondere zur Endlagenpositionierung
JP4186135B2 (ja) 1998-05-15 2008-11-26 Ｓｍｃ株式会社 シリンダ用速度制御装置
US6003428A (en) * 1998-07-24 1999-12-21 Smc Pneumatics, Inc. Electro-pneumatic pressure control system for welding and like apparatus
IT1303102B1 (it) 1998-07-31 2000-10-30 Eltek Spa Dispositivo di attuazione bistabile.
US6305264B1 (en) 1998-11-05 2001-10-23 Smc Kabushiki Kaisha Actuator control circuit
US6291928B1 (en) 1998-12-16 2001-09-18 Active Control Experts, Inc. High bandwidth, large stroke actuator
US6234060B1 (en) 1999-03-08 2001-05-22 Lord Corporation Controllable pneumatic apparatus including a rotary-acting brake with field responsive medium and control method therefor
DE19912334C2 (de) 1999-03-19 2002-07-11 Bosch Gmbh Robert Vorsteuereinrichtung
WO2001031205A1 (en) 1999-10-27 2001-05-03 Tol-O-Matic, Inc. Precision servo control system for a pneumatic actuator
US6333583B1 (en) 2000-03-28 2001-12-25 Jds Uniphase Corporation Microelectromechanical systems including thermally actuated beams on heaters that move with the thermally actuated beams
DE10017760C1 (de) 2000-04-10 2001-08-16 Festo Ag & Co Piezokeramischer Biegewandler sowie Verwendung des piezokeramischen Biegewandlers
US6548938B2 (en) 2000-04-18 2003-04-15 Viking Technologies, L.C. Apparatus having a pair of opposing surfaces driven by a piezoelectric actuator
US6619142B1 (en) 2000-09-21 2003-09-16 Festo Ag & Co. Integrated fluid sensing device
EP1322545A2 (de) 2000-10-03 2003-07-02 Honeywell International Inc. Verfahren zum abgleichen von mikroverarbeiteten elektromechanischen (mems) sensorsbauelementen
US6431340B1 (en) 2000-11-07 2002-08-13 Siemens Vdo Automotive Corporation Soft stop mechanism and method
US6759790B1 (en) 2001-01-29 2004-07-06 Viking Technologies, L.C. Apparatus for moving folded-back arms having a pair of opposing surfaces in response to an electrical activation
US6879087B2 (en) 2002-02-06 2005-04-12 Viking Technologies, L.C. Apparatus for moving a pair of opposing surfaces in response to an electrical activation
US6467264B1 (en) * 2001-05-02 2002-10-22 Husco International, Inc. Hydraulic circuit with a return line metering valve and method of operation
DE10122297C1 (de) 2001-05-08 2002-06-27 Festo Ag & Co Vorrichtung zur gedämpften Positionierung eines in einem Zylinder verschiebbaren Kolbens in einer Anschlagposition
WO2004001871A2 (en) 2002-06-21 2003-12-31 Viking Technologies, L.C. Uni-body piezoelectric motor
AU2003256393A1 (en) 2002-07-03 2004-01-23 Viking Technologies, L.C. Temperature compensating insert for a mechanically leveraged smart material actuator
DE20212649U1 (de) 2002-08-17 2002-10-10 Festo Ag & Co Mehrwegeventil
US20040125472A1 (en) 2002-12-12 2004-07-01 R. Todd Belt Actuated deformable membrane mirror

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007020321A1 (de) * 2007-03-16 2008-09-18 Voith Turbo H + L Hydraulic Gmbh & Co. Kg Pneumatikregeleinrichtung und Verfahren hierfür
DE102015219164B3 (de) * 2015-10-05 2017-04-06 Festo Ag & Co. Kg Pneumatisches System und Verfahren zur Inbetriebnahme eines pneumatischen Systems
DE102021212780A1 (de) 2021-11-12 2023-05-17 Festo Se & Co. Kg Verfahren zum Betreiben eines Fluidsystems und Fluidsystem
DE102021214395A1 (de) 2021-12-15 2023-06-15 Festo Se & Co. Kg Verfahren zur Regelung einer Piezoventileinrichtung, Reglervorrichtung und fluidisches System

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