JP2002147406A - 空気圧機器の動作シミュレート結果表示処理装置および結果表示処理記録物 - Google Patents
空気圧機器の動作シミュレート結果表示処理装置および結果表示処理記録物Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B17/00—Systems involving the use of models or simulators of said systems
- G05B17/02—Systems involving the use of models or simulators of said systems electric
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B19/00—Testing; Calibrating; Fault detection or monitoring; Simulation or modelling of fluid-pressure systems or apparatus not otherwise provided for
- F15B19/007—Simulation or modelling
Landscapes
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Actuator (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】簡易に空気圧機器の組み合わせを選定すること
ができる空気圧機器の動作シミュレート結果表示処理装
置および結果表示処理記録物を提供する。 【解決手段】シミュレート演算装置２３によって電磁
弁、スピードコントローラ、空気圧シリンダおよびこれ
らを接続する配管の予め定めた複数の組み合わせに対し
て空気圧シリンダの負荷割合毎に空気圧シリンダのピス
トン駆動のために電磁弁を励磁したときからピストンが
その移動終端位置に達するまでの移動時間および移動終
端位置に達したときのピストンの移動速度を求め、前記
複数の組み合わせに対して負荷割合毎にシミュレーシト
演算装置２３によって求めたピストンの移動時間および
移動速度を、空気圧シリンダのストロークを基準として
表示制御手段２３−４の制御の下に出力装置２５に重畳
して表示した。
ができる空気圧機器の動作シミュレート結果表示処理装
置および結果表示処理記録物を提供する。 【解決手段】シミュレート演算装置２３によって電磁
弁、スピードコントローラ、空気圧シリンダおよびこれ
らを接続する配管の予め定めた複数の組み合わせに対し
て空気圧シリンダの負荷割合毎に空気圧シリンダのピス
トン駆動のために電磁弁を励磁したときからピストンが
その移動終端位置に達するまでの移動時間および移動終
端位置に達したときのピストンの移動速度を求め、前記
複数の組み合わせに対して負荷割合毎にシミュレーシト
演算装置２３によって求めたピストンの移動時間および
移動速度を、空気圧シリンダのストロークを基準として
表示制御手段２３−４の制御の下に出力装置２５に重畳
して表示した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は空気圧機器の動作を
数値シミュレートした結果に基づきピストンの移動時間
および移動速度を重畳して表示処理する空気圧機器の動
作シミュレート結果表示処理装置および結果表示処理記
録物に関する。
数値シミュレートした結果に基づきピストンの移動時間
および移動速度を重畳して表示処理する空気圧機器の動
作シミュレート結果表示処理装置および結果表示処理記
録物に関する。
【０００２】
【従来の技術】空気圧シリンダを含む空気圧機器の動作
をシミュレートすることにより、空気圧機器を選択する
方法が種々提案されている。
をシミュレートすることにより、空気圧機器を選択する
方法が種々提案されている。
【０００３】この選択方法として例えば特開２０００−
１７９５０３号公報に示されているものがある。
１７９５０３号公報に示されているものがある。
【０００４】この方法は、空気圧アクチュエータデータ
ベース、電磁弁データベース、駆動制御機器データベー
ス、配管データベース、管継手データベース、排気処理
機器データベースにそれぞれ空気圧アクチュエータ、電
磁弁、駆動制御機器、配管、管継手、排気処理機器に関
する品番などのデータを蓄積し、システムを構成する空
気圧機器に必要な条件を計算し、その計算結果に適合し
た空気圧機器を各データベースから選定する。この選定
において、第１段階で基礎方程式にしたがった計算に基
づいて負荷条件、強度条件および速度条件を満たす空気
圧アクチュエータを空気圧アクチュエータデータベース
から選定し、第２段階で速度条件の判別式を満たす電磁
弁を電磁弁データベース、排気処理機器データベースか
ら排気処理機器を選定し、第３段階で速度条件の判別式
を満たす駆動制御機器、配管、管継手を駆動制御機器デ
ータベース、配管データベース、管継手データベースか
らそれぞれ選定するものである。
ベース、電磁弁データベース、駆動制御機器データベー
ス、配管データベース、管継手データベース、排気処理
機器データベースにそれぞれ空気圧アクチュエータ、電
磁弁、駆動制御機器、配管、管継手、排気処理機器に関
する品番などのデータを蓄積し、システムを構成する空
気圧機器に必要な条件を計算し、その計算結果に適合し
た空気圧機器を各データベースから選定する。この選定
において、第１段階で基礎方程式にしたがった計算に基
づいて負荷条件、強度条件および速度条件を満たす空気
圧アクチュエータを空気圧アクチュエータデータベース
から選定し、第２段階で速度条件の判別式を満たす電磁
弁を電磁弁データベース、排気処理機器データベースか
ら排気処理機器を選定し、第３段階で速度条件の判別式
を満たす駆動制御機器、配管、管継手を駆動制御機器デ
ータベース、配管データベース、管継手データベースか
らそれぞれ選定するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の選択方
法によるときは、空気圧アクチュエータ、電磁弁、駆動
制御機器、配管、管継手、排気処理機器に関する品番な
どのデータを、予め空気圧アクチュエータデータベー
ス、電磁弁データベース、駆動制御機器データベース、
配管データベース、管継手データベース、排気処理機器
データベースに蓄積しておく必要があるという問題点が
ある。
法によるときは、空気圧アクチュエータ、電磁弁、駆動
制御機器、配管、管継手、排気処理機器に関する品番な
どのデータを、予め空気圧アクチュエータデータベー
ス、電磁弁データベース、駆動制御機器データベース、
配管データベース、管継手データベース、排気処理機器
データベースに蓄積しておく必要があるという問題点が
ある。
【０００６】さらに空気圧機器選定のために、基礎方程
式にしたがった計算に基づいて負荷条件、強度条件およ
び速度条件を満たす空気圧アクチュエータを空気圧アク
チュエータデータベースから選定し、速度条件の判別式
を満たす電磁弁を電磁弁データベースから選択し、排気
処理機器を排気処理機器データベースから選定し、速度
条件の判別式を満たす駆動制御機器、配管、管継手を駆
動制御機器データベース、配管データベース、管継手デ
ータベースからそれぞれ選定し、選定の度毎に基礎方程
式に基づく計算を行い、かつ速度条件の判別式を満たす
か否かの判定を行わなければならず、選定のための処理
がきわめて複雑であり、簡易に空気圧機器を選定するこ
とができないという問題点があった。
式にしたがった計算に基づいて負荷条件、強度条件およ
び速度条件を満たす空気圧アクチュエータを空気圧アク
チュエータデータベースから選定し、速度条件の判別式
を満たす電磁弁を電磁弁データベースから選択し、排気
処理機器を排気処理機器データベースから選定し、速度
条件の判別式を満たす駆動制御機器、配管、管継手を駆
動制御機器データベース、配管データベース、管継手デ
ータベースからそれぞれ選定し、選定の度毎に基礎方程
式に基づく計算を行い、かつ速度条件の判別式を満たす
か否かの判定を行わなければならず、選定のための処理
がきわめて複雑であり、簡易に空気圧機器を選定するこ
とができないという問題点があった。
【０００７】本発明は、簡易に空気圧機器の組み合わせ
を選定することができる空気圧機器の動作シミュレート
結果表示処理装置および結果表示処理記録物を提供する
ことを目的とする。
を選定することができる空気圧機器の動作シミュレート
結果表示処理装置および結果表示処理記録物を提供する
ことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる空気圧機
器の動作シミュレート結果表示処理装置は、電磁弁、ス
ピードコントローラ、空気圧シリンダおよびこれらを接
続する配管の予め定めた複数の組み合わせに対して空気
圧シリンダの負荷割合毎に空気圧シリンダのピストン駆
動のための電磁弁励磁時から前記空気圧シリンダのピス
トンがその移動終端位置に達するまでのピストンの移動
時間および前記ピストンが移動終端位置に達したときの
前記ピストンの移動速度を求めるシミュレーション手段
と、前記複数の組み合わせに対して前記負荷割合毎にシ
ミュレーション手段によって求めた前記ピストンの移動
時間および前記ピストンの移動速度を空気圧シリンダの
ストロークを基準として表示装置に重畳表示する表示制
御手段と、を備えたことを特徴とする。
器の動作シミュレート結果表示処理装置は、電磁弁、ス
ピードコントローラ、空気圧シリンダおよびこれらを接
続する配管の予め定めた複数の組み合わせに対して空気
圧シリンダの負荷割合毎に空気圧シリンダのピストン駆
動のための電磁弁励磁時から前記空気圧シリンダのピス
トンがその移動終端位置に達するまでのピストンの移動
時間および前記ピストンが移動終端位置に達したときの
前記ピストンの移動速度を求めるシミュレーション手段
と、前記複数の組み合わせに対して前記負荷割合毎にシ
ミュレーション手段によって求めた前記ピストンの移動
時間および前記ピストンの移動速度を空気圧シリンダの
ストロークを基準として表示装置に重畳表示する表示制
御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】本発明にかかる空気圧機器の動作シミュレ
ート結果表示処理装置によれば、シミュレーション手段
によって電磁弁、スピードコントローラ、空気圧シリン
ダおよびこれらを接続する配管の予め定めた複数の組み
合わせに対して空気圧シリンダの負荷割合毎に空気圧シ
リンダのピストン駆動のための電磁弁励磁時から空気圧
シリンダのピストンがその移動終端位置に達するまでの
ピストンの移動時間および前記ピストンが移動終端位置
に達したときのピストンの移動速度が求められ、前記複
数の組み合わせに対して前記負荷割合毎にシミュレーシ
ョン手段によって求めたピストンの移動時間および移動
速度が表示手段に表示制御手段の制御の下に空気圧シリ
ンダのストロークを基準として重畳して表示される。
ート結果表示処理装置によれば、シミュレーション手段
によって電磁弁、スピードコントローラ、空気圧シリン
ダおよびこれらを接続する配管の予め定めた複数の組み
合わせに対して空気圧シリンダの負荷割合毎に空気圧シ
リンダのピストン駆動のための電磁弁励磁時から空気圧
シリンダのピストンがその移動終端位置に達するまでの
ピストンの移動時間および前記ピストンが移動終端位置
に達したときのピストンの移動速度が求められ、前記複
数の組み合わせに対して前記負荷割合毎にシミュレーシ
ョン手段によって求めたピストンの移動時間および移動
速度が表示手段に表示制御手段の制御の下に空気圧シリ
ンダのストロークを基準として重畳して表示される。
【００１０】本発明にかかる空気圧機器の動作シミュレ
ート結果表示処理記録物は、電磁弁、スピードコントロ
ーラ、空気圧シリンダおよびこれらを接続する配管の予
め定めた複数の組み合わせに対して空気圧シリンダの負
荷割合毎に空気圧シリンダのピストン駆動のための電磁
弁励磁時から前記空気圧シリンダのピストンがその移動
終端位置に達するまでのピストンの移動時間および前記
ピストンが移動終端位置に達したときの前記ピストンの
移動速度を、前記複数の組み合わせに対して前記負荷割
合毎に空気圧シリンダのストロークを基準として重畳記
録したことを特徴とする。
ート結果表示処理記録物は、電磁弁、スピードコントロ
ーラ、空気圧シリンダおよびこれらを接続する配管の予
め定めた複数の組み合わせに対して空気圧シリンダの負
荷割合毎に空気圧シリンダのピストン駆動のための電磁
弁励磁時から前記空気圧シリンダのピストンがその移動
終端位置に達するまでのピストンの移動時間および前記
ピストンが移動終端位置に達したときの前記ピストンの
移動速度を、前記複数の組み合わせに対して前記負荷割
合毎に空気圧シリンダのストロークを基準として重畳記
録したことを特徴とする。
【００１１】本発明にかかる空気圧機器の動作シミュレ
ート結果表示処理記録物によれば、電磁弁、スピードコ
ントローラ、空気圧シリンダおよびこれらを接続する配
管の予め定めた複数の組み合わせに対して空気圧シリン
ダの負荷割合毎に空気圧シリンダのピストン駆動のため
の電磁弁励磁時から前記空気圧シリンダのピストンがそ
の移動終端位置に達するまでのピストンの移動時間およ
び前記ピストンが移動終端位置に達したときのピストン
の移動速度が、前記複数の組み合わせに対して前記負荷
割合毎に空気圧シリンダのストロークを基準として重畳
記録される。
ート結果表示処理記録物によれば、電磁弁、スピードコ
ントローラ、空気圧シリンダおよびこれらを接続する配
管の予め定めた複数の組み合わせに対して空気圧シリン
ダの負荷割合毎に空気圧シリンダのピストン駆動のため
の電磁弁励磁時から前記空気圧シリンダのピストンがそ
の移動終端位置に達するまでのピストンの移動時間およ
び前記ピストンが移動終端位置に達したときのピストン
の移動速度が、前記複数の組み合わせに対して前記負荷
割合毎に空気圧シリンダのストロークを基準として重畳
記録される。
【００１２】したがって、本発明の空気圧機器の動作シ
ミュレート結果表示処理装置および結果表示処理記録物
によれば、動作シミュレート結果表示処理装置によって
表示された表示内容および記録物によって、電磁弁、ス
ピードコントローラ、空気圧シリンダおよびこれらを接
続する配管の予め定めた複数の組み合わせでピストンが
所望の時間に移動終端位置に達するかおよび移動終端位
置におけるピストンの移動速度が所望の速度であるかが
わかり、電磁弁、スピードコントローラ、空気圧シリン
ダおよびこれらを接続する配管の予め定めた複数の組み
合わせの中から所望の組み合わせを容易に判断すること
ができる。
ミュレート結果表示処理装置および結果表示処理記録物
によれば、動作シミュレート結果表示処理装置によって
表示された表示内容および記録物によって、電磁弁、ス
ピードコントローラ、空気圧シリンダおよびこれらを接
続する配管の予め定めた複数の組み合わせでピストンが
所望の時間に移動終端位置に達するかおよび移動終端位
置におけるピストンの移動速度が所望の速度であるかが
わかり、電磁弁、スピードコントローラ、空気圧シリン
ダおよびこれらを接続する配管の予め定めた複数の組み
合わせの中から所望の組み合わせを容易に判断すること
ができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる空気圧機器
の動作シミュレート結果表示処理装置および結果表示処
理記録物を実施の一形態によって説明する。
の動作シミュレート結果表示処理装置および結果表示処
理記録物を実施の一形態によって説明する。
【００１４】図１は本発明の実施の一形態にかかる空気
圧機器の動作シミュレートを行うためのシミュレータを
示すブロック図であり、図２は本発明の実施の一形態に
かかる空気圧機器の動作シミュレート結果表示処理装置
の対象システム（空気圧機器システムとも記す）を示す
構成図である。
圧機器の動作シミュレートを行うためのシミュレータを
示すブロック図であり、図２は本発明の実施の一形態に
かかる空気圧機器の動作シミュレート結果表示処理装置
の対象システム（空気圧機器システムとも記す）を示す
構成図である。
【００１５】本発明の実施の一形態にかかる空気圧機器
の動作シミュレート結果表示処理装置の対象システム
は、図２に示すように、空気圧源１から出力される供給
空気を自動減圧弁２によって一定空気圧に制御し、自動
減圧弁２にて圧力制御された出力空気を電磁弁３を介し
て送出し、電磁弁３からの出力空気を並列接続された可
変絞り４−１と逆止弁４−２とからなる駆動制御機器を
構成するスピードコントローラ４を介してアクチュエー
タである片ロッドタイプの空気圧シリンダ５のヘッド側
室（充填側室とも記す）に供給し、空気圧シリンダ５の
ロッド側室（放出側室とも記す）から送出される放出空
気を並列接続された可変絞り６−１と逆止弁６−２とか
らなる駆動制御機器を構成するスピードコントローラ６
を介して電磁弁３に供給して電磁弁３から送出し、電磁
弁３から送出される空気圧シリンダ５からの放出空気は
排気処理装置であるサイレンサ７を介して大気に放出す
るように形成されている。
の動作シミュレート結果表示処理装置の対象システム
は、図２に示すように、空気圧源１から出力される供給
空気を自動減圧弁２によって一定空気圧に制御し、自動
減圧弁２にて圧力制御された出力空気を電磁弁３を介し
て送出し、電磁弁３からの出力空気を並列接続された可
変絞り４−１と逆止弁４−２とからなる駆動制御機器を
構成するスピードコントローラ４を介してアクチュエー
タである片ロッドタイプの空気圧シリンダ５のヘッド側
室（充填側室とも記す）に供給し、空気圧シリンダ５の
ロッド側室（放出側室とも記す）から送出される放出空
気を並列接続された可変絞り６−１と逆止弁６−２とか
らなる駆動制御機器を構成するスピードコントローラ６
を介して電磁弁３に供給して電磁弁３から送出し、電磁
弁３から送出される空気圧シリンダ５からの放出空気は
排気処理装置であるサイレンサ７を介して大気に放出す
るように形成されている。
【００１６】ここで、空気圧シリンダ５がロッド側を上
にして垂直に設けられ、質量Ｍのシリンダ負荷８が空気
圧シリンダ５のピストン５−２の負荷（空気圧シリンダ
５の負荷、または単に負荷とも記す）として設けてあ
る。スピードコントローラ４は配管距離を短縮するため
に空気圧シリンダ５のヘッド側空気接続口に直接接続さ
れ、スピードコントローラ６も配管距離を短縮するため
に空気圧シリンダ５のロッド側空気接続口に直接接続さ
れている。スピードコントローラ４および６を形成する
可変絞り４−１および６−１は全開に設定してある。ス
ピードコントローラ６はメータアウト回路である。ま
た、符号９は電磁弁３とスピードコントローラ４を接続
する空気配管を示し、符号１０はスピードコントローラ
６と電磁弁３を接続する空気配管を示す。
にして垂直に設けられ、質量Ｍのシリンダ負荷８が空気
圧シリンダ５のピストン５−２の負荷（空気圧シリンダ
５の負荷、または単に負荷とも記す）として設けてあ
る。スピードコントローラ４は配管距離を短縮するため
に空気圧シリンダ５のヘッド側空気接続口に直接接続さ
れ、スピードコントローラ６も配管距離を短縮するため
に空気圧シリンダ５のロッド側空気接続口に直接接続さ
れている。スピードコントローラ４および６を形成する
可変絞り４−１および６−１は全開に設定してある。ス
ピードコントローラ６はメータアウト回路である。ま
た、符号９は電磁弁３とスピードコントローラ４を接続
する空気配管を示し、符号１０はスピードコントローラ
６と電磁弁３を接続する空気配管を示す。
【００１７】本発明の実施の一形態における空気圧機器
の動作シミュレートは、上記した空気圧機器システムと
同様の空気圧機器システムであって、電磁弁３の有効断
面積、空気配管９および１０の内径および長さ、スピー
ドコントローラ４および６の有効断面積、空気圧シリン
ダ５の内径、空気圧シリンダ５のピストンロッド５−１
の断面積およびピストン５−２のストローク、サイレン
サ７の有効断面積等の、それぞれ異なるサイズの複数の
組み合わせの場合について各別にシミュレートを行う。
の動作シミュレートは、上記した空気圧機器システムと
同様の空気圧機器システムであって、電磁弁３の有効断
面積、空気配管９および１０の内径および長さ、スピー
ドコントローラ４および６の有効断面積、空気圧シリン
ダ５の内径、空気圧シリンダ５のピストンロッド５−１
の断面積およびピストン５−２のストローク、サイレン
サ７の有効断面積等の、それぞれ異なるサイズの複数の
組み合わせの場合について各別にシミュレートを行う。
【００１８】次に、本発明の実施の一形態にかかる空気
圧機器の動作シミュレートを行うためのシミュレータの
ブロック図について説明する。
圧機器の動作シミュレートを行うためのシミュレータの
ブロック図について説明する。
【００１９】図１（ａ）に示すように、シミュレータ２
０は、自動減圧弁２の出力空気圧力Ｐｓ、空気温度θ、
ガス定数Ｒ、空気圧シリンダ５の設置角度δ０、空気圧
シリンダ５の負荷８の質量Ｍ、空気圧シリンダ５のピス
トン５−２の運動時の摩擦力Ｆｒ、空気圧シリンダ５の
ヘッド側室の受圧面積Ａｃｕおよび空気圧シリンダ５の
ロッド側室の受圧面積Ａｃｄ（＝ヘッド側室の受圧面積
Ａｃｕ−ピストンロッド５−１の有効断面積）を設定す
るほかに、電磁弁３の有効断面積、スピードコントロー
ラ４の有効断面積、空気配管９の有効断面積とに基づい
た直列合成から求めた空気圧シリンダ５のヘッド側の管
路の有効断面積Ｓｅｈ、電磁弁３の有効断面積、スピー
ドコントローラ６の有効断面積、サイレンサ７の有効断
面積、空気配管１０の有効断面積に基づいた直列合成か
ら求めた空気圧シリンダ５のロッド側の管路の有効断面
積Ｓｅｒを設定するための入力装置２１を備えている。
０は、自動減圧弁２の出力空気圧力Ｐｓ、空気温度θ、
ガス定数Ｒ、空気圧シリンダ５の設置角度δ０、空気圧
シリンダ５の負荷８の質量Ｍ、空気圧シリンダ５のピス
トン５−２の運動時の摩擦力Ｆｒ、空気圧シリンダ５の
ヘッド側室の受圧面積Ａｃｕおよび空気圧シリンダ５の
ロッド側室の受圧面積Ａｃｄ（＝ヘッド側室の受圧面積
Ａｃｕ−ピストンロッド５−１の有効断面積）を設定す
るほかに、電磁弁３の有効断面積、スピードコントロー
ラ４の有効断面積、空気配管９の有効断面積とに基づい
た直列合成から求めた空気圧シリンダ５のヘッド側の管
路の有効断面積Ｓｅｈ、電磁弁３の有効断面積、スピー
ドコントローラ６の有効断面積、サイレンサ７の有効断
面積、空気配管１０の有効断面積に基づいた直列合成か
ら求めた空気圧シリンダ５のロッド側の管路の有効断面
積Ｓｅｒを設定するための入力装置２１を備えている。
【００２０】さらに、シミュレータ２０には、図１
（ｂ）に示す如き、空気圧シリンダ５の負荷割合（負荷
率とも記す）αと空気圧シリンダ５の各定格受圧面積別
のピストン５−２の定格ストロークとを組み合わせた可
変パラメータテーブルが格納されたテーブル領域のほか
に作業領域を備えたＲＡＭ２２と、演算プログラムが格
納されたＲＯＭ２４と、ＲＯＭ２４に格納されたプログ
ラムに基づいてＲＡＭ２２に格納されている可変パラメ
ータテーブルを参照してシミュレート演算を行うＣＰＵ
からなるシミュレート演算装置２３と、シミュレート演
算装置２３による演算結果である、電磁弁３の励磁時か
らピストン５−２の移動終端位置に達するまでに要する
時間とピストン５−２がその移動終端位置に達したとき
におけるピストン５−２の移動速度とを空気圧シリンダ
５のストロークを基準として重畳表示する出力装置２５
とを備えている。
（ｂ）に示す如き、空気圧シリンダ５の負荷割合（負荷
率とも記す）αと空気圧シリンダ５の各定格受圧面積別
のピストン５−２の定格ストロークとを組み合わせた可
変パラメータテーブルが格納されたテーブル領域のほか
に作業領域を備えたＲＡＭ２２と、演算プログラムが格
納されたＲＯＭ２４と、ＲＯＭ２４に格納されたプログ
ラムに基づいてＲＡＭ２２に格納されている可変パラメ
ータテーブルを参照してシミュレート演算を行うＣＰＵ
からなるシミュレート演算装置２３と、シミュレート演
算装置２３による演算結果である、電磁弁３の励磁時か
らピストン５−２の移動終端位置に達するまでに要する
時間とピストン５−２がその移動終端位置に達したとき
におけるピストン５−２の移動速度とを空気圧シリンダ
５のストロークを基準として重畳表示する出力装置２５
とを備えている。
【００２１】ＲＡＭ２２に格納されている可変パラメー
タテーブルの一例は詳細には、図１（ｂ）に示すごとく
であって、空気圧シリンダ５の全負荷割合を１００％と
した場合の負荷割合αを１０％、３０％、５０％、７０
％とし、各負荷割合の場合について、空気圧シリンダ５
の各定格受圧面積別にピストン５−２の定格ストローク
を５０ｍｍ、１００ｍｍ、１５０ｍｍ、２００ｍｍ、２
５０ｍｍ、３００ｍｍ、３５０ｍｍ、４００ｍｍとした
場合を例示し、負荷割合と定格ストロークをパラメータ
としている。
タテーブルの一例は詳細には、図１（ｂ）に示すごとく
であって、空気圧シリンダ５の全負荷割合を１００％と
した場合の負荷割合αを１０％、３０％、５０％、７０
％とし、各負荷割合の場合について、空気圧シリンダ５
の各定格受圧面積別にピストン５−２の定格ストローク
を５０ｍｍ、１００ｍｍ、１５０ｍｍ、２００ｍｍ、２
５０ｍｍ、３００ｍｍ、３５０ｍｍ、４００ｍｍとした
場合を例示し、負荷割合と定格ストロークをパラメータ
としている。
【００２２】シミュレート演算装置２３は機能的に、可
変パラメータテーブルの異なるパラメータの組み合わせ
を読み出す可変パラメータ更新読み込み手段２３−１
と、読み出した定格ストロークであるピストン５−２の
移動終端位置（以下、単に移動終端位置とも記す）にピ
ストン５−２が到達したかを判別する移動終端位置到達
判別手段２３−２と、空気圧シリンダ５のピストン５−
２がその移動終端位置に到達するまでの時間および移動
終端位置におけるピストン５−２の移動速度を演算する
演算手段２３−３と、演算手段２３−３による演算到達
時間および演算移動速度を、出力装置２５に空気圧シリ
ンダ５のストロークを基準として負荷割合毎に重畳表示
させる表示制御手段２３−４とを備えている。
変パラメータテーブルの異なるパラメータの組み合わせ
を読み出す可変パラメータ更新読み込み手段２３−１
と、読み出した定格ストロークであるピストン５−２の
移動終端位置（以下、単に移動終端位置とも記す）にピ
ストン５−２が到達したかを判別する移動終端位置到達
判別手段２３−２と、空気圧シリンダ５のピストン５−
２がその移動終端位置に到達するまでの時間および移動
終端位置におけるピストン５−２の移動速度を演算する
演算手段２３−３と、演算手段２３−３による演算到達
時間および演算移動速度を、出力装置２５に空気圧シリ
ンダ５のストロークを基準として負荷割合毎に重畳表示
させる表示制御手段２３−４とを備えている。
【００２３】図２に示した空気圧機器システムを等価的
に示せば、図３に示す如くに、電磁弁３のオン、オフに
基づく切替接点ｂおよびｃと、自動減圧弁２からの空気
（出力空気圧力Ｐｓ）を電磁弁３の空気流入側の有効断
面積、空気配管９の移動断面積、スピードコントローラ
４の有効断面積および空気圧シリンダ５のヘッド側接続
口の有効断面積に基づくシリンダヘッド側管路の等価有
効断面積Ｓｅｈに基づく抵抗と、電磁弁３の空気流出側
の有効断面積、空気配管１０の有効断面積、スピードコ
ントローラ６の有効断面積および空気圧シリンダ５のロ
ッド側接続口の有効断面積に基づくシリンダロッド側管
路の等価有効断面積Ｓｅｒに基づく抵抗とで示すことが
できる。ここで、Ｐｃｕは空気圧シリンダ５のヘッド側
室における空気圧力を示し、Ｐｃｄは空気圧シリンダ５
のロッド側室における空気圧力を示し、Ｐａは大気圧を
示し、矢印は空気圧シリンダピストン５−２の移動方向
の正の方向を示している。
に示せば、図３に示す如くに、電磁弁３のオン、オフに
基づく切替接点ｂおよびｃと、自動減圧弁２からの空気
（出力空気圧力Ｐｓ）を電磁弁３の空気流入側の有効断
面積、空気配管９の移動断面積、スピードコントローラ
４の有効断面積および空気圧シリンダ５のヘッド側接続
口の有効断面積に基づくシリンダヘッド側管路の等価有
効断面積Ｓｅｈに基づく抵抗と、電磁弁３の空気流出側
の有効断面積、空気配管１０の有効断面積、スピードコ
ントローラ６の有効断面積および空気圧シリンダ５のロ
ッド側接続口の有効断面積に基づくシリンダロッド側管
路の等価有効断面積Ｓｅｒに基づく抵抗とで示すことが
できる。ここで、Ｐｃｕは空気圧シリンダ５のヘッド側
室における空気圧力を示し、Ｐｃｄは空気圧シリンダ５
のロッド側室における空気圧力を示し、Ｐａは大気圧を
示し、矢印は空気圧シリンダピストン５−２の移動方向
の正の方向を示している。
【００２４】空気圧シリンダ５をその設置位置を含めて
示せば一般的に図４に示す如くであり、δ０は水平位置
とピストンロッド５−１とのなす角度を示し、Ａｃｕは
ヘッド側室の空気圧シリンダ５の受圧面積を示し、Ａｃ
ｄは空気圧シリンダ５のロッド側室の受圧面積を示し、
Ｇｈは空気圧シリンダ５のヘッド側室への空気質量流量
を示し、Ｇｒは空気圧シリンダ５のロッド側室の空気質
量流量を示している。
示せば一般的に図４に示す如くであり、δ０は水平位置
とピストンロッド５−１とのなす角度を示し、Ａｃｕは
ヘッド側室の空気圧シリンダ５の受圧面積を示し、Ａｃ
ｄは空気圧シリンダ５のロッド側室の受圧面積を示し、
Ｇｈは空気圧シリンダ５のヘッド側室への空気質量流量
を示し、Ｇｒは空気圧シリンダ５のロッド側室の空気質
量流量を示している。
【００２５】上記のように組み合わされた空気圧機器に
おいて、電磁弁３の励磁時からピストン５−２が移動終
端位置に到達するまでの到達時間と移動終端位置におけ
るピストン５−２の移動速度を求めるためのシミュレー
ションプログラムについて図５および図６に示すフロー
チャートに基づいて説明する。
おいて、電磁弁３の励磁時からピストン５−２が移動終
端位置に到達するまでの到達時間と移動終端位置におけ
るピストン５−２の移動速度を求めるためのシミュレー
ションプログラムについて図５および図６に示すフロー
チャートに基づいて説明する。
【００２６】シミュレーションプログラムが開始される
と、空気圧シリンダ５の内径、ロッド径およびストロー
ク、スピードコントローラ４および６の自由流れおよび
制御流れのときの有効断面積、電磁弁３の空気流入側室
および流出側室の有効断面積、空気配管９および１０の
有効断面積、サイレンサ７の有効断面積から直列合成式
によって求めた有効断面積が初期条件として入力装置２
１から設定される（ステップＳ１）。
と、空気圧シリンダ５の内径、ロッド径およびストロー
ク、スピードコントローラ４および６の自由流れおよび
制御流れのときの有効断面積、電磁弁３の空気流入側室
および流出側室の有効断面積、空気配管９および１０の
有効断面積、サイレンサ７の有効断面積から直列合成式
によって求めた有効断面積が初期条件として入力装置２
１から設定される（ステップＳ１）。
【００２７】ステップＳ１に続いて、ＲＡＭ２２中の可
変パラメータテーブルから最初の可変パラメータ条件が
可変パラメータ更新読み込み手段２３−１の制御の下に
読み込まれる（ステップＳ２）。この場合の最初の可変
パラメータは例えば、負荷割合が１０％、移動終端位置
である空気圧シリンダ５の定格ストロークが５０ｍｍで
ある。
変パラメータテーブルから最初の可変パラメータ条件が
可変パラメータ更新読み込み手段２３−１の制御の下に
読み込まれる（ステップＳ２）。この場合の最初の可変
パラメータは例えば、負荷割合が１０％、移動終端位置
である空気圧シリンダ５の定格ストロークが５０ｍｍで
ある。
【００２８】ステップＳ２に続いて、変数ｎが０に設定
されると共に電磁弁３が励磁される（ステップＳ３）。
ステップＳ３に続いて到達時間および移動速度の演算が
演算手段２３−３の制御の下になされる（ステップＳ
４）。ステップＳ４については図６に基づいて後程説明
する。
されると共に電磁弁３が励磁される（ステップＳ３）。
ステップＳ３に続いて到達時間および移動速度の演算が
演算手段２３−３の制御の下になされる（ステップＳ
４）。ステップＳ４については図６に基づいて後程説明
する。
【００２９】ステップ４において、ピストン５−２の変
位ｘ〔ｎ〕が移動終端位置か否かがチェックされる（ス
テップＳ５）。ステップＳ５において変位ｘ〔ｎ〕が移
動終端位置でないと判別されたときは、ステップＳ５に
続いて変数ｎのインクリメント、すなわちｎ＝ｎ＋１が
実行され（ステップＳ１０）、変位ｘ〔ｎ〕が移動終端
位置であると判別されるまで、ステップＳ４から再び実
行される。
位ｘ〔ｎ〕が移動終端位置か否かがチェックされる（ス
テップＳ５）。ステップＳ５において変位ｘ〔ｎ〕が移
動終端位置でないと判別されたときは、ステップＳ５に
続いて変数ｎのインクリメント、すなわちｎ＝ｎ＋１が
実行され（ステップＳ１０）、変位ｘ〔ｎ〕が移動終端
位置であると判別されるまで、ステップＳ４から再び実
行される。
【００３０】ステップＳ５において、変位ｘ〔ｎ〕が移
動終端位置であると判別されたときは、ステップＳ５に
続いて移動終端位置および負荷割合における（ｎ×Δ
ｔ）が演算されて演算結果が記憶される（ステップＳ
６）。ステップＳ６に続いて移動終端位置および負荷割
合におけるピストン５−２の移動速度ｕ〔ｎ〕が記憶さ
れる（ステップＳ７）。ここで、（ｎ×Δｔ）はピスト
ン５−２の駆動のために電磁弁３が励磁されたときから
ピストン５−２がその移動終端位置に達するまでの時間
を示している。
動終端位置であると判別されたときは、ステップＳ５に
続いて移動終端位置および負荷割合における（ｎ×Δ
ｔ）が演算されて演算結果が記憶される（ステップＳ
６）。ステップＳ６に続いて移動終端位置および負荷割
合におけるピストン５−２の移動速度ｕ〔ｎ〕が記憶さ
れる（ステップＳ７）。ここで、（ｎ×Δｔ）はピスト
ン５−２の駆動のために電磁弁３が励磁されたときから
ピストン５−２がその移動終端位置に達するまでの時間
を示している。
【００３１】ステップＳ７に続いて、図１（ｂ）に示し
た全可変パラメータが読み込まれたか否かがチェックさ
れ（ステップＳ８）、ステップＳ８において全可変パラ
メータが読み込まれていないと判別されたときは、ステ
ップＳ８に続いて次の可変パラメータ条件が読み込まれ
て（ステップＳ１１）、ステップＳ８において全可変パ
ラメータが読み込まれたと判別されるまで、ステップＳ
１１に続きステップＳ３から実行が繰り返される。
た全可変パラメータが読み込まれたか否かがチェックさ
れ（ステップＳ８）、ステップＳ８において全可変パラ
メータが読み込まれていないと判別されたときは、ステ
ップＳ８に続いて次の可変パラメータ条件が読み込まれ
て（ステップＳ１１）、ステップＳ８において全可変パ
ラメータが読み込まれたと判別されるまで、ステップＳ
１１に続きステップＳ３から実行が繰り返される。
【００３２】したがって、ステップＳ８において全可変
パラメータが読み込まれたと判別されたときは、ピスト
ン５−２の移動終端位置および負荷割合αに対して記憶
した到達時間である（ｎ×Δｔ）とピストン５−２の移
動終端位置および負荷割合αに対して記憶したピストン
５−２の移動終端位置における移動速度ｕ〔ｎ〕が読み
出されて、ピストン５−２の移動終端位置および負荷割
合αに対して到達時間と移動速度をプロットして、ピス
トン５−２の到達時間および移動速度が出力装置２５に
表示制御手段２３−４の制御の下に円滑に結んだ描画が
される（ステップＳ９）。
パラメータが読み込まれたと判別されたときは、ピスト
ン５−２の移動終端位置および負荷割合αに対して記憶
した到達時間である（ｎ×Δｔ）とピストン５−２の移
動終端位置および負荷割合αに対して記憶したピストン
５−２の移動終端位置における移動速度ｕ〔ｎ〕が読み
出されて、ピストン５−２の移動終端位置および負荷割
合αに対して到達時間と移動速度をプロットして、ピス
トン５−２の到達時間および移動速度が出力装置２５に
表示制御手段２３−４の制御の下に円滑に結んだ描画が
される（ステップＳ９）。
【００３３】したがって、このステップＳ９の実行によ
って、各負荷割合αに対して、空気圧シリンダ５を駆動
するために電磁弁３を励磁したときからピストン５−２
の移動終端位置にピストン５−２が到達するまでの時間
（黒丸）とピストン５−２の移動終端位置におけるピス
トン５−２の移動速度（ｘ印）とが各定格ストローク、
本例では、５０ｍｍ、１００ｍｍ、１５０ｍｍ、２００
ｍｍ、２５０ｍｍ、３００ｍｍ、３５０ｍｍ、４００ｍ
ｍのそれぞれについてプロットされ、プロットされた時
間、移動速度がそれぞれ各別に円滑に結ばれて図７に実
線で示す図形が表示される。この表示を記録物として印
刷して出力する。
って、各負荷割合αに対して、空気圧シリンダ５を駆動
するために電磁弁３を励磁したときからピストン５−２
の移動終端位置にピストン５−２が到達するまでの時間
（黒丸）とピストン５−２の移動終端位置におけるピス
トン５−２の移動速度（ｘ印）とが各定格ストローク、
本例では、５０ｍｍ、１００ｍｍ、１５０ｍｍ、２００
ｍｍ、２５０ｍｍ、３００ｍｍ、３５０ｍｍ、４００ｍ
ｍのそれぞれについてプロットされ、プロットされた時
間、移動速度がそれぞれ各別に円滑に結ばれて図７に実
線で示す図形が表示される。この表示を記録物として印
刷して出力する。
【００３４】上記のようにして、可変パラメータの全て
の組み合わせに対して空気圧シリンダ５を駆動するため
に電磁弁３を励磁したときから移動終端位置にピストン
５−２が到達するまでの時間（黒丸）とピストン５−２
の移動終端位置におけるピストン５−２の移動速度（ｘ
印）との描画の終了に続いて、空気圧シリンダシステム
の異なる組み合わせに対して、再び図５に示すフローチ
ャートを実行することによって、図８（ａ）、（ｂ）お
よび図９（ａ）、（ｂ）に示す他の空気圧機器の組み合
わせに対して空気圧シリンダ５を駆動するために電磁弁
３を励磁したときから移動終端位置にピストン５−２が
到達するまでの時間（黒丸）とピストン５−２の移動終
端位置におけるピストン５−２の移動速度（ｘ印）とに
基づく描画が行われる。
の組み合わせに対して空気圧シリンダ５を駆動するため
に電磁弁３を励磁したときから移動終端位置にピストン
５−２が到達するまでの時間（黒丸）とピストン５−２
の移動終端位置におけるピストン５−２の移動速度（ｘ
印）との描画の終了に続いて、空気圧シリンダシステム
の異なる組み合わせに対して、再び図５に示すフローチ
ャートを実行することによって、図８（ａ）、（ｂ）お
よび図９（ａ）、（ｂ）に示す他の空気圧機器の組み合
わせに対して空気圧シリンダ５を駆動するために電磁弁
３を励磁したときから移動終端位置にピストン５−２が
到達するまでの時間（黒丸）とピストン５−２の移動終
端位置におけるピストン５−２の移動速度（ｘ印）とに
基づく描画が行われる。
【００３５】図８および図９においてＭＢφ３２、ＭＢ
φ４０、ＭＢφ５０、ＭＢφ６３は、それぞれ空気圧シ
リンダ５の内径を示している。
φ４０、ＭＢφ５０、ＭＢφ６３は、それぞれ空気圧シ
リンダ５の内径を示している。
【００３６】次に、ステップＳ４における到達時間およ
び移動速度演算ルーチンについて図６に基づいて説明す
る。
び移動速度演算ルーチンについて図６に基づいて説明す
る。
【００３７】この説明に先立って、符号および空気圧シ
リンダヘッド側への空気質量流量Ｇｈ等について説明す
る。
リンダヘッド側への空気質量流量Ｇｈ等について説明す
る。
【００３８】θは空気温度を示し、ピストン５−２の移
動によっても変化がないものとする。Ｒはガス定数を示
し、Ｖｃｕは空気圧シリンダ５のヘッド側室の容積を示
し、Ｖｃｄは空気圧シリンダ５のロッド側室の容積を示
し、Ｐａは大気圧を示し、ａは空気圧シリンダ５のピス
トン５−２の加速度を示し、αは負荷割合を示し、Ｆｒ
は摩擦モデルを示し、ｇは重力の加速度を示し、κは空
気の比熱比を示す。
動によっても変化がないものとする。Ｒはガス定数を示
し、Ｖｃｕは空気圧シリンダ５のヘッド側室の容積を示
し、Ｖｃｄは空気圧シリンダ５のロッド側室の容積を示
し、Ｐａは大気圧を示し、ａは空気圧シリンダ５のピス
トン５−２の加速度を示し、αは負荷割合を示し、Ｆｒ
は摩擦モデルを示し、ｇは重力の加速度を示し、κは空
気の比熱比を示す。
【００３９】空気圧シリンダ５のヘッド側室への空気質
量流量Ｇｈは、下記の（１）式に示す如くに求められ
る。
量流量Ｇｈは、下記の（１）式に示す如くに求められ
る。
【００４０】
【数１】
【００４１】ここで、φ（Ｐｓ，Ｐｃｕ，θ）は、Ｐｃ
ｕ／Ｐｓ＞０．５２８のとき、下記の（２）式で求めら
れ、Ｐｃｕ／Ｐｓ≦０．５２８のとき、下記の（３）式
で求められる。
ｕ／Ｐｓ＞０．５２８のとき、下記の（２）式で求めら
れ、Ｐｃｕ／Ｐｓ≦０．５２８のとき、下記の（３）式
で求められる。
【００４２】
【数２】
【００４３】
【数３】
【００４４】空気圧シリンダ５のヘッド側室の空気圧力
Ｐｃｕおよび空気圧シリンダ５のロッド側室の空気圧力
Ｐｃｄは、下記の（４）式および（５）式で求められ
る。
Ｐｃｕおよび空気圧シリンダ５のロッド側室の空気圧力
Ｐｃｄは、下記の（４）式および（５）式で求められ
る。
【００４５】
【数４】
【００４６】
【数５】
【００４７】ピストン５−２の加速度は下記の（６）式
によって求められる。
によって求められる。
【００４８】
【数６】
【００４９】ここで、運動時の摩擦モデルＦｒは、下記
の（７）式によって示すように乾摩擦力と粘性摩擦力と
の和で表されるものとしている。
の（７）式によって示すように乾摩擦力と粘性摩擦力と
の和で表されるものとしている。
【００５０】
【数７】
【００５１】これらの（１）式〜（７）式は「油圧と空
気圧」第２８巻第７号、平成９年１１月号の第７６６頁
〜第７７１頁に記載された「管路を含む空気圧シリンダ
システムのシミュレーション」により公知であり、これ
らを利用してシミュレーションを行う。
気圧」第２８巻第７号、平成９年１１月号の第７６６頁
〜第７７１頁に記載された「管路を含む空気圧シリンダ
システムのシミュレーション」により公知であり、これ
らを利用してシミュレーションを行う。
【００５２】ステップＳ４における到達時間および移動
速度演算ルーチンが実行されると、空気圧シリンダ５の
ヘッド側室への空気質量流量ＧｈがＧｈ〔ｎ〕＝Ｓｅｈ
φ［Ｐｓ，Ｐｃｕ〔ｎ〕，θ］で求められ（ステップＳ
２１）、次いで空気圧シリンダ５のヘッド側室の容積Ｖ
ｃｕ〔ｎ〕がＶｃｕ〔ｎ〕＝Ａｃｕ・ｘ〔ｎ〕で求めら
れ（ステップＳ２２）、続いて、空気圧シリンダ５のヘ
ッド側室の圧力変化ｄＰｃｕ〔ｎ〕がｄＰｃｕ〔ｎ〕＝
（１／Ｖｃｕ〔ｎ〕）・［−Ａｃｕ・Ｐｃｕ〔ｎ〕・ｕ
〔ｎ〕＋Ｒ・θ・Ｇｈ〔ｎ〕］で求められる（ステップ
Ｓ２３）。
速度演算ルーチンが実行されると、空気圧シリンダ５の
ヘッド側室への空気質量流量ＧｈがＧｈ〔ｎ〕＝Ｓｅｈ
φ［Ｐｓ，Ｐｃｕ〔ｎ〕，θ］で求められ（ステップＳ
２１）、次いで空気圧シリンダ５のヘッド側室の容積Ｖ
ｃｕ〔ｎ〕がＶｃｕ〔ｎ〕＝Ａｃｕ・ｘ〔ｎ〕で求めら
れ（ステップＳ２２）、続いて、空気圧シリンダ５のヘ
ッド側室の圧力変化ｄＰｃｕ〔ｎ〕がｄＰｃｕ〔ｎ〕＝
（１／Ｖｃｕ〔ｎ〕）・［−Ａｃｕ・Ｐｃｕ〔ｎ〕・ｕ
〔ｎ〕＋Ｒ・θ・Ｇｈ〔ｎ〕］で求められる（ステップ
Ｓ２３）。
【００５３】ここで、ステップＳ２２は空気圧シリンダ
５のヘッド側室の容積Ｖｃｕ〔ｎ〕の定義であり、ステ
ップＳ２２を実行するのは空気圧シリンダ５のヘッド側
室の容積Ｖｃｕ〔ｎ〕がピストン５−２の変位ｘ〔ｎ〕
にて変化するためである。ステップＳ２３において負号
（−）を付したのは、空気圧シリンダ５のヘッド側室の
容積Ｖｃｕの増加（減少）によって空気圧シリンダ５ヘ
ッド側室の圧力Ｐｃｕは減少（増加）するためである。
ステップＳ２３は空気圧シリンダ５のヘッド側室の圧力
変化分を示している。
５のヘッド側室の容積Ｖｃｕ〔ｎ〕の定義であり、ステ
ップＳ２２を実行するのは空気圧シリンダ５のヘッド側
室の容積Ｖｃｕ〔ｎ〕がピストン５−２の変位ｘ〔ｎ〕
にて変化するためである。ステップＳ２３において負号
（−）を付したのは、空気圧シリンダ５のヘッド側室の
容積Ｖｃｕの増加（減少）によって空気圧シリンダ５ヘ
ッド側室の圧力Ｐｃｕは減少（増加）するためである。
ステップＳ２３は空気圧シリンダ５のヘッド側室の圧力
変化分を示している。
【００５４】ステップＳ２３に続いて、空気圧シリンダ
５のヘッド側室の圧力Ｐｃｕ〔ｎ〕がＰｃｕ〔ｎ〕＝Ｐ
ｃｕ〔ｎ−１〕＋ｄＰｃｕ〔ｎ〕×Δｔで求められる
（ステップＳ２４）。ステップＳ２１〜ステップＳ２４
は空気圧シリンダ５のヘッド側室に対する演算である。
次いで、空気圧シリンダ５のロッド側室への空気質量流
量Ｇｒ〔ｎ〕がＧｒ〔ｎ〕＝Ｓｅｒφ［Ｐｃｄ〔ｎ〕，
Ｐａ，θ］で求められる（ステップＳ２５）。ステップ
Ｓ２５に続いて空気圧シリンダ５のロッド側室の容積Ｖ
ｃｄ〔ｎ〕がＶｃｄ〔ｎ〕＝Ａｃｄ・（移動終端位置−
ｘ〔ｎ〕）で求められる（ステップＳ２６）。
５のヘッド側室の圧力Ｐｃｕ〔ｎ〕がＰｃｕ〔ｎ〕＝Ｐ
ｃｕ〔ｎ−１〕＋ｄＰｃｕ〔ｎ〕×Δｔで求められる
（ステップＳ２４）。ステップＳ２１〜ステップＳ２４
は空気圧シリンダ５のヘッド側室に対する演算である。
次いで、空気圧シリンダ５のロッド側室への空気質量流
量Ｇｒ〔ｎ〕がＧｒ〔ｎ〕＝Ｓｅｒφ［Ｐｃｄ〔ｎ〕，
Ｐａ，θ］で求められる（ステップＳ２５）。ステップ
Ｓ２５に続いて空気圧シリンダ５のロッド側室の容積Ｖ
ｃｄ〔ｎ〕がＶｃｄ〔ｎ〕＝Ａｃｄ・（移動終端位置−
ｘ〔ｎ〕）で求められる（ステップＳ２６）。
【００５５】ステップＳ２６に続いて、空気圧シリンダ
５のロッド側室の圧力変化ｄＰｃｄ〔ｎ〕がｄＰｃｄ
〔ｎ〕＝（１／Ｖｃｄ〔ｎ〕）・［Ａｃｄ・Ｐｃｄ
〔ｎ〕・ｕ〔ｎ〕＋Ｒ・θ・Ｇｒ〔ｎ〕］で求められる
（ステップＳ２７）。ステップＳ２７においてＡｃｄ・
Ｐｃｄ〔ｎ〕・ｕ〔ｎ〕の符号が（＋）である理由は、
空気圧シリンダ５のロッド側室の容積Ｖｃｄの増加によ
って空気圧シリンダ５のロッド側室の空気圧力Ｐｃｄが
増加するためである。
５のロッド側室の圧力変化ｄＰｃｄ〔ｎ〕がｄＰｃｄ
〔ｎ〕＝（１／Ｖｃｄ〔ｎ〕）・［Ａｃｄ・Ｐｃｄ
〔ｎ〕・ｕ〔ｎ〕＋Ｒ・θ・Ｇｒ〔ｎ〕］で求められる
（ステップＳ２７）。ステップＳ２７においてＡｃｄ・
Ｐｃｄ〔ｎ〕・ｕ〔ｎ〕の符号が（＋）である理由は、
空気圧シリンダ５のロッド側室の容積Ｖｃｄの増加によ
って空気圧シリンダ５のロッド側室の空気圧力Ｐｃｄが
増加するためである。
【００５６】ステップＳ２７に続いて、空気圧シリンダ
５のロッド側室の圧力Ｐｃｄ〔ｎ〕がＰｃｄ〔ｎ〕＝Ｐ
ｃｄ〔ｎ−１〕＋ｄＰｃｄ〔ｎ〕×Δｔで求められる
（ステップＳ２８）。ステップＳ２５〜ステップＳ２８
は空気圧シリンダ５のロッド側室に対する演算である。
５のロッド側室の圧力Ｐｃｄ〔ｎ〕がＰｃｄ〔ｎ〕＝Ｐ
ｃｄ〔ｎ−１〕＋ｄＰｃｄ〔ｎ〕×Δｔで求められる
（ステップＳ２８）。ステップＳ２５〜ステップＳ２８
は空気圧シリンダ５のロッド側室に対する演算である。
【００５７】続いて負荷質量Ｍ＝Ａｃｕ・Ｐｓ・αによ
って負荷割合αが求められる（ステップＳ２９）。ステ
ップＳ２９に続いて、ピストン５−２の加速度ａ〔ｎ〕
が、ａ〔ｎ〕＝（１／Ｍ）［Ａｃｕ（Ｐｃｕ〔ｎ〕−Ｐ
ａ）−Ａｃｄ（Ｐｃｄ〔ｎ〕−Ｐａ）−Ｆｒ−Ｍ・ｇ・
ｓｉｎδ０］で求められる（ステップＳ３０）。
って負荷割合αが求められる（ステップＳ２９）。ステ
ップＳ２９に続いて、ピストン５−２の加速度ａ〔ｎ〕
が、ａ〔ｎ〕＝（１／Ｍ）［Ａｃｕ（Ｐｃｕ〔ｎ〕−Ｐ
ａ）−Ａｃｄ（Ｐｃｄ〔ｎ〕−Ｐａ）−Ｆｒ−Ｍ・ｇ・
ｓｉｎδ０］で求められる（ステップＳ３０）。
【００５８】ステップＳ３０に続いてピストン５−２の
移動速度ｕ〔ｎ〕が、ｕ〔ｎ〕＝ｕ〔ｎ−１〕＋ａ
〔ｎ〕×Δｔで求められる（ステップＳ３１）。ステッ
プＳ３１から明らかなようにピストン５−２の加速度ａ
〔ｎ〕を積分することによってピストン５−２の移動速
度ｕ〔ｎ〕が求められる。
移動速度ｕ〔ｎ〕が、ｕ〔ｎ〕＝ｕ〔ｎ−１〕＋ａ
〔ｎ〕×Δｔで求められる（ステップＳ３１）。ステッ
プＳ３１から明らかなようにピストン５−２の加速度ａ
〔ｎ〕を積分することによってピストン５−２の移動速
度ｕ〔ｎ〕が求められる。
【００５９】ステップＳ３１に続いてピストン５−２の
変位ｘ〔ｎ〕が、ｘ〔ｎ〕＝ｘ〔ｎ−１〕＋ｕ〔ｎ〕×
Δｔで求められる（ステップＳ３２）。ステップＳ３２
から明らかなようにピストン５−２の移動速度ｕ〔ｎ〕
を積分することによってピストン５−２の変位ｘ〔ｎ〕
が求められる。
変位ｘ〔ｎ〕が、ｘ〔ｎ〕＝ｘ〔ｎ−１〕＋ｕ〔ｎ〕×
Δｔで求められる（ステップＳ３２）。ステップＳ３２
から明らかなようにピストン５−２の移動速度ｕ〔ｎ〕
を積分することによってピストン５−２の変位ｘ〔ｎ〕
が求められる。
【００６０】ステップＳ３２の実行によって、到達時間
および速度演算ルーチンは終了し、ステップＳ３２に続
いてステップＳ５が実行されて（図５参照）、全可変パ
ラメータが読み込まれたと判別されたとき、全移動終端
位置および負荷割合αに対して記憶した到達時間である
（ｎ×Δｔ）と全移動終端位置および負荷割合αに対し
て記憶したピストン５−２の移動速度ｕ〔ｎ〕が読み出
されて、移動終端位置および負荷割合αに対してプロッ
トして、円滑に結ばれて到達時間および移動速度が出力
装置２５に表示制御手段２３−４の制御の下に、例え
ば、図８および図９の如く描画される。
および速度演算ルーチンは終了し、ステップＳ３２に続
いてステップＳ５が実行されて（図５参照）、全可変パ
ラメータが読み込まれたと判別されたとき、全移動終端
位置および負荷割合αに対して記憶した到達時間である
（ｎ×Δｔ）と全移動終端位置および負荷割合αに対し
て記憶したピストン５−２の移動速度ｕ〔ｎ〕が読み出
されて、移動終端位置および負荷割合αに対してプロッ
トして、円滑に結ばれて到達時間および移動速度が出力
装置２５に表示制御手段２３−４の制御の下に、例え
ば、図８および図９の如く描画される。
【００６１】したがって、図８および図９によって、ピ
ストン５−２が全ストロークを移動するのに要する時間
および移動終端位置におけるピストン５−２の移動速度
が表示画面および表示画面の記録物から判り、タイムシ
ーケンス決定のための参考になり、必要とする空気圧機
器の組み合わせを容易に判断することができる。
ストン５−２が全ストロークを移動するのに要する時間
および移動終端位置におけるピストン５−２の移動速度
が表示画面および表示画面の記録物から判り、タイムシ
ーケンス決定のための参考になり、必要とする空気圧機
器の組み合わせを容易に判断することができる。
【００６２】
【発明の効果】以上説明したように本発明にかかる空気
圧機器の動作シミュレート結果表示処理装置および結果
表示処理記録物によれば、空気圧シリンダのピストンが
全ストロークを移動するのに要する時間および移動終端
位置におけるピストンの移動速度が動作シミュレート結
果表示処理装置および結果表示処理記録物から判り、タ
イムシーケンス決定のための参考になり、必要とする空
気圧機器の組み合わせを容易に判断することができると
いう効果が得られる。
圧機器の動作シミュレート結果表示処理装置および結果
表示処理記録物によれば、空気圧シリンダのピストンが
全ストロークを移動するのに要する時間および移動終端
位置におけるピストンの移動速度が動作シミュレート結
果表示処理装置および結果表示処理記録物から判り、タ
イムシーケンス決定のための参考になり、必要とする空
気圧機器の組み合わせを容易に判断することができると
いう効果が得られる。
【図１】本発明の実施の一形態にかかる空気圧機器の動
作シミュレートを行うためのシミュレータを示すブロッ
ク図である。
作シミュレートを行うためのシミュレータを示すブロッ
ク図である。
【図２】本発明の実施の一形態にかかる空気圧機器の動
作シミュレート結果表示処理装置の対象システムを示す
構成図である。
作シミュレート結果表示処理装置の対象システムを示す
構成図である。
【図３】本発明の実施の一形態にかかる空気圧機器の動
作シミュレート結果表示処理装置の対象システムを等価
的に示した模式図である。
作シミュレート結果表示処理装置の対象システムを等価
的に示した模式図である。
【図４】本発明の実施の一形態にかかる空気圧機器の空
気圧シリンダの設置位置を示す模式図である。
気圧シリンダの設置位置を示す模式図である。
【図５】本発明の実施の一形態にかかるピストンの移動
終端位置への到達時間と移動終端位置におけるピストン
の移動速度を求めるためのフローチャートである。
終端位置への到達時間と移動終端位置におけるピストン
の移動速度を求めるためのフローチャートである。
【図６】本発明の実施の一形態にかかるピストンの移動
終端位置への到達時間と移動終端位置におけるピストン
の移動速度を求めるためのフローチャートである。
終端位置への到達時間と移動終端位置におけるピストン
の移動速度を求めるためのフローチャートである。
【図７】本発明の実施の一形態にかかる移動終端位置に
ピストンが到達するまでの時間と移動終端位置における
ピストンの移動速度の描画の説明図である。
ピストンが到達するまでの時間と移動終端位置における
ピストンの移動速度の描画の説明図である。
【図８】本発明の実施の一形態にかかる移動終端位置に
ピストンが到達するまでの時間と移動終端位置における
ピストンの移動速度の描画の説明図である。
ピストンが到達するまでの時間と移動終端位置における
ピストンの移動速度の描画の説明図である。
【図９】本発明の実施の一形態にかかる移動終端位置に
ピストンが到達するまでの時間と移動終端位置における
ピストンの移動速度の描画の説明図である。
ピストンが到達するまでの時間と移動終端位置における
ピストンの移動速度の描画の説明図である。
１…空気圧源 ２…自動減圧弁 ３…電磁弁 ４、６…スピードコン
トローラ ５…空気圧シリンダ ５−１…ピストンロッ
ド ５−２…ピストン ７…サイレンサ ８…負荷 ９、１０…空気配管 ２１…入力装置 ２２…ＲＡＭ ２３…シミュレート演算装置 ２３−１…可変パラメータ更新読み込み手段 ２３−２…移動終端位置到達判別手段 ２３−３…演算手段 ２３−４…表示制御手
段 ２４…ＲＯＭ ２５…出力装置
トローラ ５…空気圧シリンダ ５−１…ピストンロッ
ド ５−２…ピストン ７…サイレンサ ８…負荷 ９、１０…空気配管 ２１…入力装置 ２２…ＲＡＭ ２３…シミュレート演算装置 ２３−１…可変パラメータ更新読み込み手段 ２３−２…移動終端位置到達判別手段 ２３−３…演算手段 ２３−４…表示制御手
段 ２４…ＲＯＭ ２５…出力装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小根山 尚武 茨城県筑波郡谷和原村絹の台４−２−２ エスエムシー株式会社筑波技術センター内 Ｆターム(参考） 3H089 BB30 GG03 5B046 DA01 GA01 JA04
Claims (2)
- 【請求項１】電磁弁、スピードコントローラ、空気圧シ
リンダおよびこれらを接続する配管の予め定めた複数の
組み合わせに対して空気圧シリンダの負荷割合毎に空気
圧シリンダのピストン駆動のための電磁弁励磁時から前
記空気圧シリンダのピストンがその移動終端位置に達す
るまでのピストンの移動時間および前記ピストンが移動
終端位置に達したときの前記ピストンの移動速度を求め
るシミュレーション手段と、前記複数の組み合わせに対
して前記負荷割合毎にシミュレーション手段によって求
めた前記ピストンの移動時間および前記ピストンの移動
速度を空気圧シリンダのストロークを基準として表示装
置に重畳表示する表示制御手段と、を備えたことを特徴
とする空気圧機器の動作シミュレート結果表示処理装
置。 - 【請求項２】電磁弁、スピードコントローラ、空気圧シ
リンダおよびこれらを接続する配管の予め定めた複数の
組み合わせに対して空気圧シリンダの負荷割合毎に空気
圧シリンダのピストン駆動のための電磁弁励磁時から前
記空気圧シリンダのピストンがその移動終端位置に達す
るまでのピストンの移動時間および前記ピストンが移動
終端位置に達したときの前記ピストンの移動速度を、前
記複数の組み合わせに対して前記負荷割合毎に空気圧シ
リンダのストロークを基準として重畳記録したことを特
徴とする空気圧機器の動作シミュレート結果表示処理記
録物。
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| JP2000349630A JP2002147406A (ja) | 2000-11-16 | 2000-11-16 | 空気圧機器の動作シミュレート結果表示処理装置および結果表示処理記録物 |
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|---|---|---|---|
| JP2000349630A Pending JP2002147406A (ja) | 2000-11-16 | 2000-11-16 | 空気圧機器の動作シミュレート結果表示処理装置および結果表示処理記録物 |
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| US5315530A (en) | 1990-09-10 | 1994-05-24 | Rockwell International Corporation | Real-time control of complex fluid systems using generic fluid transfer model |
| DE4228797A1 (de) * | 1992-08-29 | 1994-03-03 | Porsche Ag | Schaltvorrichtung eines Kraftfahrzeuggetriebes |
| DE4445686C2 (de) * | 1994-12-21 | 1999-06-24 | Fraunhofer Ges Forschung | Mikroventilanordnung, insbesondere für pneumatische Steuerungen |
| JP3542295B2 (ja) | 1998-12-16 | 2004-07-14 | Ｓｍｃ株式会社 | 空気圧機器の選定方法 |
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- 2000-11-16 JP JP2000349630A patent/JP2002147406A/ja active Pending
-
2001
- 2001-10-29 TW TW090126807A patent/TW581845B/zh not_active IP Right Cessation
- 2001-11-13 KR KR10-2001-0070507A patent/KR100492022B1/ko not_active Expired - Lifetime
- 2001-11-14 DE DE10155765A patent/DE10155765A1/de not_active Ceased
- 2001-11-15 US US09/987,740 patent/US7076413B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-11-16 CN CNB011376864A patent/CN1242180C/zh not_active Expired - Lifetime
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