JP2006515409A - Position control system for fluid operated cylinders - Google Patents

Position control system for fluid operated cylinders Download PDF

Info

Publication number
JP2006515409A
JP2006515409A JP2006501113A JP2006501113A JP2006515409A JP 2006515409 A JP2006515409 A JP 2006515409A JP 2006501113 A JP2006501113 A JP 2006501113A JP 2006501113 A JP2006501113 A JP 2006501113A JP 2006515409 A JP2006515409 A JP 2006515409A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fluid
piston
housing
chamber
operated cylinder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2006501113A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4690309B2 (en
Inventor
モーラー,ジェフ
アレックシィ,マイク
アウトショールン,マーク
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
VIKING TECHNOLOGIES LC
Original Assignee
VIKING TECHNOLOGIES LC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by VIKING TECHNOLOGIES LC filed Critical VIKING TECHNOLOGIES LC
Publication of JP2006515409A publication Critical patent/JP2006515409A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4690309B2 publication Critical patent/JP4690309B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/006Hydraulic "Wheatstone bridge" circuits, i.e. with four nodes, P-A-T-B, and on-off or proportional valves in each link
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/04Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed
    • F15B11/046Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed depending on the position of the working member
    • F15B11/048Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed depending on the position of the working member with deceleration control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B9/00Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member
    • F15B9/02Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type
    • F15B9/08Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type controlled by valves affecting the fluid feed or the fluid outlet of the servomotor
    • F15B9/09Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type controlled by valves affecting the fluid feed or the fluid outlet of the servomotor with electrical control means
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/43Programme-control systems fluidic
    • G05B19/44Programme-control systems fluidic pneumatic
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30Directional control
    • F15B2211/305Directional control characterised by the type of valves
    • F15B2211/3056Assemblies of multiple valves
    • F15B2211/30565Assemblies of multiple valves having multiple valves for a single output member, e.g. for creating higher valve function by use of multiple valves like two 2/2-valves replacing a 5/3-valve
    • F15B2211/30575Assemblies of multiple valves having multiple valves for a single output member, e.g. for creating higher valve function by use of multiple valves like two 2/2-valves replacing a 5/3-valve in a Wheatstone Bridge arrangement (also half bridges)
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30Directional control
    • F15B2211/31Directional control characterised by the positions of the valve element
    • F15B2211/3105Neutral or centre positions
    • F15B2211/3111Neutral or centre positions the pump port being closed in the centre position, e.g. so-called closed centre
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30Directional control
    • F15B2211/31Directional control characterised by the positions of the valve element
    • F15B2211/3144Directional control characterised by the positions of the valve element the positions being continuously variable, e.g. as realised by proportional valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30Directional control
    • F15B2211/315Directional control characterised by the connections of the valve or valves in the circuit
    • F15B2211/3157Directional control characterised by the connections of the valve or valves in the circuit being connected to a pressure source, an output member and a return line
    • F15B2211/31576Directional control characterised by the connections of the valve or valves in the circuit being connected to a pressure source, an output member and a return line having a single pressure source and a single output member
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30Directional control
    • F15B2211/32Directional control characterised by the type of actuation
    • F15B2211/327Directional control characterised by the type of actuation electrically or electronically
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63Electronic controllers
    • F15B2211/6303Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6306Electronic controllers using input signals representing a pressure
    • F15B2211/6309Electronic controllers using input signals representing a pressure the pressure being a pressure source supply pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63Electronic controllers
    • F15B2211/6303Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6306Electronic controllers using input signals representing a pressure
    • F15B2211/6313Electronic controllers using input signals representing a pressure the pressure being a load pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63Electronic controllers
    • F15B2211/6303Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6336Electronic controllers using input signals representing a state of the output member, e.g. position, speed or acceleration
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/705Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
    • F15B2211/7051Linear output members
    • F15B2211/7053Double-acting output members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/765Control of position or angle of the output member
    • F15B2211/7656Control of position or angle of the output member with continuous position control
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/41Servomotor, servo controller till figures
    • G05B2219/41304Pneumatic
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/41Servomotor, servo controller till figures
    • G05B2219/41309Hydraulic or pneumatic drive

Abstract

位置制御システムを使用して、流体作動式シリンダ12を制御するが、これはハウジング20内に位置して動程の第1端限界22と第2端限界24の間を移動するピストン18によって画定される少なくとも1つの流体チャンバ14を有する。このシステムは、少なくとも2つの電子起動式比例流制御弁26、30を含み、それらは、シリンダの各口それぞれに連結されて、少なくとも1つのチャンバに出入りする流体流れを選択的に、比例的に制御する。少なくとも1つの圧力感知器38、40が設けられて、各チャンバそれぞれについての流体圧力を測定する。少なくとも1つの分離型位置感知器42が、シリンダの中点に隣接して位置して、ピストンの個別の中心位置を感知する。制御装置44はプログラムを含み、動作可能に接続されて、少なくとも1つの圧力感知器によって測定された圧力と、少なくとも1つの位置感知器によって測定された位置とに応答して、少なくとも2つの弁の起動を制御する。A position control system is used to control the fluid operated cylinder 12, which is defined by a piston 18 located within the housing 20 and moving between a first end limit 22 and a second end limit 24 of travel. At least one fluid chamber 14. The system includes at least two electronically actuated proportional flow control valves 26, 30 that are connected to each of the respective ports of the cylinder to selectively and proportionally flow fluid into and out of at least one chamber. Control. At least one pressure sensor 38, 40 is provided to measure fluid pressure for each chamber. At least one separate position sensor 42 is positioned adjacent to the midpoint of the cylinder to sense the individual center position of the piston. The controller 44 includes a program and is operably connected to the at least two valves in response to the pressure measured by the at least one pressure sensor and the position measured by the at least one position sensor. Control startup.

Description

本出願は、2003年1月23日出願の仮出願第60/442,191号の継続出願、2003年5月16日出願の仮出願第60/471,031号の継続出願、2003年4月4日出願の仮出願第60/460,549号の継続出願であり、それらすべての全体を参照により本明細書の一部とする。
本発明は、ハウジングおよび可動ピストンによって画定される少なくとも1つの拡張可能なチャンバを有する流体作動式シリンダのための精確な位置制御システムに関する。
This application is a continuation application of provisional application 60 / 442,191 filed on January 23, 2003, a continuation application of provisional application 60 / 471,031 filed on May 16, 2003, April 2003. This is a continuation application of provisional application No. 60 / 460,549, filed four days, all of which are hereby incorporated by reference in their entirety.
The present invention relates to an accurate position control system for a fluid operated cylinder having at least one expandable chamber defined by a housing and a movable piston.

シリンダ位置決めシステムの販売はこれまで、一般的に2つの分類、単純と複合のうちの一方に該当した。単純システムは低コストであり、通常は制御を行うのにタイムスイッチまたはリミットスイッチを使用する。このタイプのシステムは大幅にコスト優位であるが、いくつかの性能上の欠点を有する。リミットスイッチシステムには、シリンダが停止する1つまたは複数のポイントを力学的に変更する能力がない。タイミング制御システムは、一定の圧力、一定の負荷、および一定の損耗を必要とする。複合システムは、圧力、負荷、および損耗の変化をより大きく許容するが、コストおよび複雑さで欠点を有する。複合システムは、単純システムの10から20倍のコストが掛かる可能性がある。複合システムは通常、壊れやすいまたはコスト高の感知器技術を使用し、設置するために、訓練を受けた、経験のある要員を必要とする。   The sale of cylinder positioning systems has hitherto generally fall into one of two categories: simple and complex. Simple systems are low cost and typically use time switches or limit switches to provide control. This type of system is significantly more cost-effective, but has some performance drawbacks. Limit switch systems do not have the ability to dynamically change one or more points at which the cylinder stops. Timing control systems require constant pressure, constant load, and constant wear. The complex system tolerates more changes in pressure, load, and wear, but has disadvantages in cost and complexity. Complex systems can cost 10 to 20 times more than simple systems. Complex systems typically require trained and experienced personnel to use and install fragile or costly sensor technology.

本発明では、低コストで精確な流体作動式シリンダ位置決めシステムを提供することが望ましい。圧力、負荷、および損耗の変化に対して比較的耐久性があると同時に、低コストと単純さを維持するシステムを提供することが望ましい。したがって、本発明は、精確で低コストの流体作動式シリンダ位置決めシステムおよび方法を開示する。本発明によって、圧力差に基づいてシリンダまたは弁のメインステージを位置決めすることは、より低コストであり、産業リーダらが現在提示しているものとは完全に異なる、実行可能な制御方法であり得る。本発明は、標準的な、低コストの構成要素および技法を使用して、高コストのシステムの精確さに迫る精確さで、しかし単純システムに匹敵するコストで制御を達成する。   In the present invention, it is desirable to provide a low cost, accurate fluid operated cylinder positioning system. It would be desirable to provide a system that is relatively durable against changes in pressure, load, and wear while maintaining low cost and simplicity. Accordingly, the present invention discloses an accurate and low cost fluid operated cylinder positioning system and method. According to the present invention, positioning the main stage of a cylinder or valve based on the pressure difference is a lower cost and feasible control method that is completely different from what industry leaders currently present. obtain. The present invention uses standard, low cost components and techniques to achieve control with accuracy approaching that of high cost systems, but at a cost comparable to simple systems.

本発明による位置制御システムは、流体作動式シリンダで使用されるが、それが有する少なくとも1つの流体チャンバは、ハウジング内に位置して動程の第1端限界と第2端限界の間を移動するピストンによって画定される。このシステムは、少なくとも2つの電子起動式比例流弁を含み、それらは、制御される流体作動式シリンダの各口に連結されて、制御される流体作動式シリンダの少なくとも1つの流体チャンバに出入りする流体流れを選択的に、比例的に制御する。制御される流体作動式シリンダの各チャンバそれぞれに関する流体圧力を測定するために、少なくとも1つの圧力感知器が設けられる。少なくとも1つの分離型位置感知器が、制御される流体作動式シリンダの中点に隣接して位置して、シリンダ内のピストンの個別の中心位置を感知する。本発明による制御プログラムは、少なくとも2つの弁、少なくとも1つの圧力感知器、および少なくとも1つの位置感知器に動作可能に接続されて、少なくとも1つの圧力感知器によって測定された圧力と、少なくとも1つの感知器によって測定された位置とに応答して、少なくとも2つの弁の起動を制御する。   The position control system according to the invention is used in a fluid-operated cylinder, but at least one fluid chamber which it has is located in the housing and moves between a first end limit and a second end limit of travel. Defined by the piston to be The system includes at least two electronically actuated proportional flow valves that are connected to each port of the controlled fluid operated cylinder to enter and exit at least one fluid chamber of the controlled fluid operated cylinder. Selectively and proportionally control fluid flow. At least one pressure sensor is provided for measuring the fluid pressure for each chamber of the fluid operated cylinder to be controlled. At least one separate position sensor is positioned adjacent to the midpoint of the controlled fluid operated cylinder to sense the individual center position of the piston within the cylinder. The control program according to the present invention is operatively connected to at least two valves, at least one pressure sensor, and at least one position sensor, the pressure measured by the at least one pressure sensor, and at least one In response to the position measured by the sensor, it controls the activation of at least two valves.

本発明を実行するために企図された最良の態様についての以下の記述が、添付図面と併せて読まれる時、本発明の他の用途が、当業者に明らかとなろう。
本明細書の記述は添付図面を参照するが、その中で、同様の参照数字は、いくつかの図面のすべてで同様の部分を指す。
Other uses of the present invention will become apparent to those skilled in the art when the following description of the best mode contemplated for carrying out the invention is read in conjunction with the accompanying drawings.
The description herein refers to the accompanying drawings, in which like reference numerals refer to like parts throughout the several views.

本発明は、単純システムに匹敵するコストで、しかし複合システムの性能に迫る性能で、空気圧シリンダ制御スキームを実施する。本発明による制御スキームは、ハードウェアとソフトウェアの組合せである。ハードウェアは、必要な機能を支援する。しかし実際の動作はソフトウェアによって決定される。さらにソフトウェアは、可変部分が実際の最終動作を決定するように構築される。この手法は、例えば様々な運動プロフィル、即ち加速/減速プロフィルの制御、速度、タイミング、力、繰り返しなどを可能にする。さらに、この制御スキームは、二重作動シリンダまたは単一作動シリンダのいずれの動作をも可能にする。言い換えれば、本発明は、両側に流体制御を備えたシリンダ、または片側に流体制御を、他方側に回帰を引き起こすバネなどの機構を備えたシリンダを作動させることができる。本明細書に含まれる記述は、空気圧作動式シリンダを対象としているが、本発明によるここに述べる制御スキームは、油圧水力学または他の液体などの他の流体にも適用される。この制御スキームのさらに他の用途では、シリンダをメインステージ弁に代えることもできる。これらは通常極めて大きな弁である。この場合、制御スキームは、メインステージに対する比例案内として働き、メインステージ弁の比例位置決めを可能にする。従来、弁産業は、そのようなメインステージ弁を制御する精確さのフィードバックを用いて、トルクモータまたは比例弁などの複合方法を使用してきた。この用途で使用されるデバイスは、弁位置決め制御と呼ばれる。本発明による本明細書で述べる制御スキームは、したがって既存の位置決め制御に代えて使用することができる。シリンダと同様に、メインステージ弁は、様々な流体で作動させることができ、二重作動メインステージ位置決め装置として、または単一作動メインステージ位置決め装置として動作することができる。   The present invention implements a pneumatic cylinder control scheme at a cost comparable to a simple system, but at a performance approaching that of a complex system. The control scheme according to the present invention is a combination of hardware and software. The hardware supports the necessary functions. However, the actual operation is determined by software. In addition, the software is constructed such that the variable part determines the actual final behavior. This approach allows, for example, control of various motion profiles, ie acceleration / deceleration profiles, speed, timing, force, repetition, etc. Furthermore, this control scheme allows the operation of either a double working cylinder or a single working cylinder. In other words, the present invention can operate a cylinder with fluid control on both sides, or a cylinder with a mechanism such as a spring that causes fluid control on one side and regression on the other side. Although the description contained herein is directed to pneumatically actuated cylinders, the control scheme described herein according to the present invention also applies to other fluids such as hydraulic hydraulics or other liquids. In still other applications of this control scheme, the cylinder can be replaced with a main stage valve. These are usually very large valves. In this case, the control scheme acts as a proportional guide for the main stage, allowing proportional positioning of the main stage valve. Traditionally, the valve industry has used complex methods such as torque motors or proportional valves with accurate feedback to control such main stage valves. The device used in this application is called valve positioning control. The control scheme described herein according to the present invention can therefore be used in place of existing positioning controls. Similar to the cylinder, the main stage valve can be operated with a variety of fluids and can operate as a dual-acting main stage positioner or as a single-acting main stage positioner.

本発明によれば、ピストンの一方側若しくは両側への圧力を監察し、変更することによって、妥当な精確さを備えた標準的な空気圧シリンダを制御する方法を開発することができる。このタイプのシリンダ制御の背後にある基本理論は、既知容積、即ちシリンダチャンバが、その既知容積内に所与量の空気圧を有する場合、それはチャンバに既知の力を及ぼすということである。これは、以下の基本式によって示される:
力=圧力×面積 (1)
既知の負荷、および摩擦に関するいくらかの妥当な想定によって、空気圧シリンダのピストンの各側それぞれへの力を計算することができる。これらの力は、既知距離を移動するピストンに直接一致する。この想定の背後にある理論を次のセクションで証明する。
According to the present invention, a method of controlling a standard pneumatic cylinder with reasonable accuracy can be developed by monitoring and changing the pressure on one or both sides of the piston. The basic theory behind this type of cylinder control is that if a known volume, i.e. a cylinder chamber, has a given amount of air pressure within that known volume, it exerts a known force on the chamber. This is shown by the following basic formula:
Force = pressure x area (1)
With a known load and some reasonable assumptions about friction, the force on each side of the piston of the pneumatic cylinder can be calculated. These forces directly correspond to a piston moving a known distance. The theory behind this assumption is proved in the next section.

このタイプの制御を実施するために、3つの可変部分が監察される。第1に、シリンダの両チャンバ内の圧力に対応する2つの信号が必要である。これは、シリンダの各入口それぞれの圧力変換器によって達成される。さらにホール効果感知器、または他のタイプの分離型位置感知器が、ストロークの真ん中で使用されて、システムを時折再調整し、そのようにしてシステムの精確さを維持する。
最初の構想のために、いくつかの可変部分は既知で一定であると想定する。これらには、シリンダ負荷、摩擦、および損耗が含まれる。本発明では、これらは必要に応じて、一般的な測定と、適合アルゴリズムなどの制御方法とを使用して、リアルタイムで決定し、補償することもできる。
To carry out this type of control, three variable parts are monitored. First, two signals corresponding to the pressure in both chambers of the cylinder are required. This is accomplished by a pressure transducer at each inlet of the cylinder. In addition, Hall effect sensors, or other types of separate position sensors, are used in the middle of the stroke to occasionally readjust the system, thus maintaining the accuracy of the system.
For the initial concept, assume that some variable parts are known and constant. These include cylinder load, friction, and wear. In the present invention, these can also be determined and compensated for in real time using general measurements and control methods such as an adaptation algorithm, if desired.

これを説明する目的で、圧縮熱、摩擦、および空気の方向の変更による損失などの非効率性を無視する。この記述は、二重作動シリンダに当てはまるが、そこでは棒が付いた端部は「負荷」端部と呼び、対向する端部は「キャップ」端部と呼ぶ。
2つのチャンバ内の圧力差の関係を決定する方程式は以下の通りである:
For the purpose of illustrating this, inefficiencies such as compression heat, friction, and losses due to changes in air direction are ignored. This description applies to double acting cylinders, where the end with the bar is called the “load” end and the opposite end is called the “cap” end.
The equation that determines the relationship between the pressure differences in the two chambers is as follows:

Figure 2006515409
Figure 2006515409

ここでP、V、Tはチャンバ1(またはキャップ端部)の圧力、容積、および温度であり、P、V、Tはチャンバ2(または負荷端部)の圧力、容積、および温度である。
温度が等しいと想定する場合、方程式は以下のように簡略化される:
・V=P・V (3)
既述のように:
F=P・A (4)
ここでF、P、およびAはそれぞれ、力、圧力、および面積を表す。
Where P c , V c and T c are the pressure, volume and temperature of chamber 1 (or cap end), and P l , V l and T l are the pressure and volume of chamber 2 (or load end). , And temperature.
Assuming the temperatures are equal, the equation is simplified as follows:
P c · V c = P l · V l (3)
As already mentioned:
F = P ・ A (4)
Here, F, P, and A represent force, pressure, and area, respectively.

これは、シリンダ内に及ぼされた力は、ピストンのその端部への圧力に実行面積を乗じた関数であることを証明する。ピストンのキャップ端部の実行面積は、単純にシリンダの内部面積であり、以下によって表される:   This proves that the force exerted in the cylinder is a function of the pressure on its end of the piston multiplied by the effective area. The effective area of the piston cap end is simply the internal area of the cylinder and is represented by:

Figure 2006515409
Figure 2006515409

は、シリンダの内側直径であり、Aはシリンダのキャップ端部の面積である。
ピストンの負荷端部の面積は、単純に上記の方程式から棒の面積を減じたものである:
Di is the inner diameter of the cylinder, and Ac is the area of the cap end of the cylinder.
The piston load end area is simply the above equation minus the bar area:

Figure 2006515409
Figure 2006515409

ピストンの面積が既知であると、チャンバの容積は以下のように述べることができる:
キャップ端部では:
=A・L (7)
は、キャップ端部の内側端部からピストンの表面までの長さである。
負荷端部では:
=A・L (8)
は、キャップ端部の内側端部からピストンの表面までの長さである。
If the area of the piston is known, the chamber volume can be stated as follows:
At the cap end:
V c = A c · L c (7)
L c is the length from the inner end of the cap end to the surface of the piston.
At the load end:
V l = A l·L l (8)
L 1 is the length from the inner end of the cap end to the surface of the piston.

したがって、シリンダのキャップ端部内の空気の体積は以下の通りである:   Thus, the volume of air in the cylinder cap end is as follows:

Figure 2006515409
Figure 2006515409

シリンダの負荷端部内の空気の体積は以下の通りである: The volume of air in the load end of the cylinder is as follows:

Figure 2006515409
Figure 2006515409

これと方程式2を組み合わせると以下の通りである: Combining this with Equation 2 gives:

Figure 2006515409
Figure 2006515409

最後に、シリンダをある距離だけ移動させるのに必要な圧力は: Finally, the pressure required to move the cylinder a distance is:

Figure 2006515409
Figure 2006515409

次に図1を参照すると、本発明による制御方法の実施を、4本弁パックなどの多数弁構成を、2つの圧力変換器と連結させることによって、即ち流体作動式シリンダの各口それぞれに変換器を1つずつ連結させて行うことができる。この変換器は、DigiKeyなどの製造供給元から市販されている既製部品であることができる。OpAmpsを、標準型回路構成の信号処理に使用し、弁パックのアナログ入力にかけることが可能である。本発明による位置制御システム10を図1に示すが、これが制御する流体作動式シリンダ12は、少なくとも1つの流体チャンバ14、16を有し、それらは、ハウジング20内に位置して動程の第1端限界と第2端限界22、24の間を移動するピストン18によって画定される。システム10は、少なくとも2つの電子起動式比例流弁26、28、30、32を含み、それらは、制御される流体作動式シリンダ12の各口34、36に連結される。弁26、28、30、32は、制御される流体作動式シリンダ12の少なくとも1つの流体チャンバ14、16に出入りする流体流れを選択的に、比例的に制御する。制御される流体作動式シリンダ12の各チャンバ14、16それぞれに関する流体圧力を測定するために、少なくとも1つの圧力感知器38、40が設けられる。少なくとも1つの分離型位置感知器42が、制御される流体作動式シリンダ12の中点に隣接して位置して、ハウジング20内のピストン18の個別の中心位置を感知する。中央処理ユニット44は、制御プログラムを含み、少なくとも2つの弁26、28、30、32、少なくとも1つの圧力感知器38、40、および少なくとも1つの位置感知器42に動作可能に接続されて、少なくとも1つの圧力感知器38、40によって測定された圧力と、少なくとも1つの感知器42によって測定された位置とに応答して、少なくとも2つの弁26、28、30、32の起動を制御する。   Referring now to FIG. 1, the implementation of the control method according to the present invention is converted by connecting a multi-valve arrangement such as a four-valve pack with two pressure transducers, ie each port of a fluid operated cylinder. This can be done by connecting the vessels one by one. This transducer can be a ready-made part that is commercially available from a manufacturer such as DigiKey. OpAmps can be used for signal processing of standard circuit configurations and applied to the analog input of the valve pack. A position control system 10 according to the present invention is shown in FIG. 1, wherein a fluid operated cylinder 12 that it controls has at least one fluid chamber 14, 16, which is located within a housing 20 and has a first stroke. It is defined by a piston 18 that moves between a first end limit and a second end limit 22,24. System 10 includes at least two electronically actuated proportional flow valves 26, 28, 30, 32 that are connected to respective ports 34, 36 of the fluid operated cylinder 12 to be controlled. Valves 26, 28, 30, 32 selectively and proportionally control fluid flow into and out of at least one fluid chamber 14, 16 of the fluid operated cylinder 12 being controlled. At least one pressure sensor 38, 40 is provided to measure fluid pressure for each chamber 14, 16 of the controlled fluid operated cylinder 12, respectively. At least one separate position sensor 42 is positioned adjacent to the midpoint of the fluid-operated cylinder 12 to be controlled to sense the individual center position of the piston 18 within the housing 20. The central processing unit 44 includes a control program and is operably connected to at least two valves 26, 28, 30, 32, at least one pressure sensor 38, 40, and at least one position sensor 42, and at least Responsive to the pressure measured by one pressure sensor 38, 40 and the position measured by at least one sensor 42, activation of at least two valves 26, 28, 30, 32 is controlled.

少なくとも1つの分離型位置感知器42は、流体作動式シリンダの中点に隣接して位置する第1位置感知器42と、ハウジング20のピストン18の動程の一方端部に隣接して位置して、少なくとも1つのチャンバ14、18を画定するハウジング20の端壁と接触する前に、ピストン18の穏やかな停止減速をもたらす第2位置感知器46または48とを含むことができる。少なくとも1つのチャンバ14、16は、ハウジング20のピストン18の動程の一方端部に隣接する第1の拡張可能な流体チャンバ14と、ハウジング20のピストン18の動程の他方端部に隣接する第2の拡張可能な流体チャンバ16とを含むことができる。少なくとも2つの電子起動式比例流弁26、28、30、32は、第1の拡張可能な流体チャンバ14に関連付けられて第1の拡張可能な流体チャンバ14に流入する流体流れを選択的に、比例的に制御する第1弁26と、第1の拡張可能な流体チャンバ14に関連付けられて第1の拡張可能な流体チャンバ14から流出する流体流れを選択的に、比例的に制御する第2弁28とを含むことができる。   At least one separate position sensor 42 is positioned adjacent to one end of the travel of the piston 18 of the housing 20 and the first position sensor 42 positioned adjacent to the midpoint of the fluid operated cylinder. And a second position sensor 46 or 48 that provides a gentle stop deceleration of the piston 18 before contacting the end wall of the housing 20 that defines the at least one chamber 14, 18. At least one chamber 14, 16 is adjacent to the first expandable fluid chamber 14 adjacent one end of the stroke of the piston 18 of the housing 20 and the other end of the stroke of the piston 18 of the housing 20. A second expandable fluid chamber 16. At least two electronically actuated proportional flow valves 26, 28, 30, 32 selectively select a fluid flow associated with the first expandable fluid chamber 14 into the first expandable fluid chamber 14, A first valve 26 that proportionally controls and a second that selectively and proportionally controls the fluid flow associated with the first expandable fluid chamber 14 and out of the first expandable fluid chamber 14. A valve 28 may be included.

少なくとも1つの圧力感知器38、40は、第1の拡張可能な流体チャンバ14に関連づけられる第1圧力感知器38と、第2の拡張可能な流体チャンバ16に関連づけられる第2圧力感知器40とを含むことができる。加圧流体源の圧力を監察するために、第3圧力感知器50を設けることができる。少なくとも1つの分離型位置感知器42は、流体作動式シリンダ12の中点に隣接して位置する第1位置感知器42と、ハウジング20のピストン18の動程の一方端部に隣接して位置して、少なくとも1つのチャンバ14、18を画定するハウジング20の端壁と接触する前に、ピストン18の穏やかな停止減速をもたらす第2位置感知器46と、ハウジング20のピストン18の動程の反対端部に隣接して位置して、第2流体チャンバ16を画定するハウジング20の端壁と接触する前に、ピストンの穏やかな停止減速をもたらす第3位置感知器48とを含むことができる。   The at least one pressure sensor 38, 40 includes a first pressure sensor 38 associated with the first expandable fluid chamber 14 and a second pressure sensor 40 associated with the second expandable fluid chamber 16. Can be included. A third pressure sensor 50 can be provided to monitor the pressure of the pressurized fluid source. At least one separate position sensor 42 is positioned adjacent to the first position sensor 42 located adjacent to the midpoint of the fluid operated cylinder 12 and one end of the travel of the piston 18 of the housing 20. A second position sensor 46 that provides a gentle stop deceleration of the piston 18 before contacting the end wall of the housing 20 defining at least one chamber 14, 18, and the travel of the piston 18 of the housing 20. A third position sensor 48 positioned adjacent to the opposite end and providing a gentle stop deceleration of the piston before contacting the end wall of the housing 20 defining the second fluid chamber 16 may be included. .

本発明による制御プログラムは、ハウジング20に対する中間位置に隣接して位置する少なくとも1つの分離型位置感知器42によって、ピストン18が感知された時、ハウジング20内のピストンの中心位置に対応して、定位置を初期化することができる。本発明による制御は、少なくとも1つの拡張可能な流体チャンバ14、16で、ピストン18を、ハウジング20に対して中間に位置する個別の中心位置から、所望の距離をハウジング20内で移動させるのに必要な圧力の量に対応する値を計算することもできる。制御プログラムは、少なくとも2つの電子起動式比例流制御弁26、28、および/または30、32を制御して、ハウジング20内でのピストン18の所望の移動距離に対応する計算圧力を、少なくとも1つの拡張可能な流体チャンバ14、16内で獲得することができる。様々な手段を設けて、ハウジング20に対する個別の中心位置に向けてピストン18にバイアスをかけることができる。本発明によって制御されるために、単一の拡張可能な流体チャンバしか設けられない場合、バイアスがけ手段は、限定ではなく例として、戻りバネの力などの任意の適切な機械的デバイスを含むことができる。本発明によるシステム10によって制御されるために、2つの拡張可能な流体チャンバ14、16が設けられる場合、バイアスがけ手段は、第2の拡張可能な流体チャンバに対応する。単一の拡張可能な流体チャンバに与える適切な圧力量を決定する際に、上により詳しく述べた圧力計算を、バネの機械的力に対して作用する圧力に対応するように修正することができること、ならびに、圧力計算の修正は、本明細書で詳しく述べる単一棒ピストンの構成ではなく、二重ピストン棒の構成に合うように行うこともできることを認識されたい。   The control program according to the present invention corresponds to the central position of the piston in the housing 20 when the piston 18 is sensed by at least one separate position sensor 42 located adjacent to the intermediate position relative to the housing 20. A fixed position can be initialized. The control according to the present invention allows at least one expandable fluid chamber 14, 16 to move the piston 18 a desired distance within the housing 20 from a discrete central position intermediate to the housing 20. A value corresponding to the amount of pressure required can also be calculated. The control program controls at least two electronically activated proportional flow control valves 26, 28, and / or 30, 32 to produce a calculated pressure corresponding to the desired travel distance of the piston 18 within the housing 20 at least one. Can be obtained in two expandable fluid chambers 14,16. Various means can be provided to bias the piston 18 toward individual central positions relative to the housing 20. Where only a single expandable fluid chamber is provided to be controlled by the present invention, the biasing means includes, by way of example and not limitation, any suitable mechanical device such as a return spring force. Can do. If two expandable fluid chambers 14, 16 are provided to be controlled by the system 10 according to the present invention, the biasing means corresponds to a second expandable fluid chamber. In determining the appropriate amount of pressure to apply to a single expandable fluid chamber, the pressure calculation detailed above can be modified to correspond to the pressure acting on the mechanical force of the spring. It should be recognized that the pressure calculation modifications can also be made to fit the double piston rod configuration, rather than the single rod piston configuration detailed herein.

シリンダ12は、動作する2つの拡張可能な流体チャンバ14、16を有することが好ましく、それらは、ピストン18および連結棒の位置および力に変更をもたらす。2つの比例制御弁26、28または30、32が、各チャンバ14、16それぞれに連結される。一方の弁は、限定としてではなく例として、圧縮空気または油圧油などの流体を、連結チャンバから移動させ、他方の弁は、連結チャンバに加圧流体を供給する。このシステムは制御電子装置44と、好ましくは3つの圧力変換器40、42、48とを含む。制御電子装置44は、搭載されたソフトウェアとともに、限定ではなく例として、ネットワークまたはコンピュータワークステーションからの指令などの、外部源の指令に応答して4つの比例制御弁26、28、30、32を制御する。圧力変換器38、40、50は、加圧流体供給と、両方の拡張可能な流体チャンバ14、16との圧力を監察し、それによって、拡張可能なチャンバ14、16に出入りする加圧流体の配量を制御して、ピストン18の精確な位置決め、および精確な連結棒の出力を実現することを目指す。好ましい構成では、比例制御弁26、28、30、32は、2003年4月15日発行の米国特許第6,548,938号に記載のものと類似のタイプの圧電起動式制御弁、あるいは2003年12月9日発行の米国意匠特許第D483335号、または2003年7月3日発行のPCT公告出願第WO 04/006349号、または2003年3月25日発行のPCT公告出願第WO 03/083957号、または2003年1月22日発行のPCT公告出願第WO 03/067674号、または2001年3月29日発行のPCT公告出願第WO 01/80326号、または2001年3月29日発行のPCT公告出願第WO 01/79731号に記載のものと類似のタイプの圧電起動式制御弁であることができ、これらすべての特許および出願の全体を、参照により本明細書の一部とする。限定ではなく例として述べるが、圧電起動装置は、比例弁動作のために、圧電起動装置にかかる電圧を直接制御することによって、または圧電起動装置内のエネルギー量を監察し、電流充電制御を使用することによって制御されることが好ましく、それは、電磁作動式弁の比例制御に使用するパルス幅変調方式とは異なる。   The cylinder 12 preferably has two expandable fluid chambers 14, 16 that operate, which cause changes in the position and force of the piston 18 and connecting rod. Two proportional control valves 26, 28 or 30, 32 are connected to each chamber 14, 16 respectively. One valve, by way of example and not limitation, moves fluid, such as compressed air or hydraulic oil, from the connection chamber, and the other valve supplies pressurized fluid to the connection chamber. The system includes control electronics 44 and preferably three pressure transducers 40, 42, 48. The control electronics 44, along with the on-board software, includes four proportional control valves 26, 28, 30, 32 in response to commands from an external source, such as, but not limited to, commands from a network or computer workstation. Control. The pressure transducers 38, 40, 50 monitor the pressure of the pressurized fluid supply and both expandable fluid chambers 14, 16, thereby allowing the pressurized fluid to enter and exit the expandable chambers 14, 16. The aim is to achieve precise positioning of the piston 18 and precise output of the connecting rod by controlling the metering. In a preferred configuration, the proportional control valves 26, 28, 30, 32 are a piezoelectric activated control valve of a type similar to that described in US Pat. No. 6,548,938 issued April 15, 2003, or 2003. US Design Patent No. D48335, issued December 9, 2003, PCT Publication Application No. WO 04/006349, issued July 3, 2003, or PCT Publication Application No. WO 03/083957, issued March 25, 2003 PCT publication application WO 03/067674 issued January 22, 2003, or PCT publication application WO 01/80326 issued March 29, 2001, or PCT issued March 29, 2001 It can be a type of piezoelectric actuated control valve similar to that described in published application WO 01/79731, all these The entire patent and application are hereby incorporated by reference. By way of example and not limitation, the piezoelectric starter uses current charge control for proportional valve operation by directly controlling the voltage across the piezoelectric starter or by monitoring the amount of energy in the piezoelectric starter It is preferably controlled by doing so, which is different from the pulse width modulation scheme used for proportional control of electromagnetically operated valves.

次に図2を参照すると、制御流れ図で述べるように、ソフトウェアコードは、シリンダの各側それぞれの両対の弁を同時に制御する。本発明による制御プログラムは、図2を参照することで最も良く理解することができる。制御プログラムは、ステップ100でシステムを初期化することによって開始することができる。初期化ステップ100中、制御プログラムは、ホール効果感知器によって示される通りの定位置またはピストン中心位置を見出し、ピストン18の両側に圧力を、相互の側に等しくなるようにかけて、ハウジング内でピストン18が動かないようにする。限定ではなく例として述べるが、制御システムは、シリンダが中心位置にある間、シリンダの両側の圧力を50psiにもたらすことができ、その中心位置は、少なくとも1つの位置感知器42と、少なくとも1つの圧力感知器38、40とから受け取られる信号によって実証される。一旦システムがステップ100に初期化されると、制御プログラムは質問102へと進んで、位置の変更が所望されるか否かを決定する。位置の変更が所望されない場合、制御プログラムは質問102の最初に戻る。位置の変更が所望される場合、制御プログラムはステップ104へと進み、そこで所望の動きに基づいて必要な圧力が計算される。制御プログラムは次いで質問106に進み、そこで所望位置が、シリンダ12のキャップ端部の方であるか否かが決定される。所望位置がキャップ端部の方である場合、プログラムはステップ108に分岐し、そこでシリンダ20の負荷端部拡張可能流体チャンバで圧力が上げられる。質問106に応答して、所望位置がキャップ端部の方でない場合、制御プログラムはステップ110へと枝分かれし、そこでシリンダ20のキャップ端部拡張可能流体チャンバで圧力が上げられる。   Referring now to FIG. 2, as described in the control flow diagram, the software code simultaneously controls both pairs of valves on each side of the cylinder. The control program according to the present invention can best be understood with reference to FIG. The control program can be started by initializing the system at step 100. During the initialization step 100, the control program finds the home position or piston center position as indicated by the Hall effect sensor and applies pressure on both sides of the piston 18 to equalize the sides, and the piston 18 within the housing. Prevent from moving. By way of example and not limitation, the control system can provide a pressure of 50 psi on both sides of the cylinder while the cylinder is in the center position, which center position includes at least one position sensor 42 and at least one position sensor. This is demonstrated by the signals received from the pressure sensors 38,40. Once the system is initialized to step 100, the control program proceeds to question 102 to determine whether a change of position is desired. If a change of position is not desired, the control program returns to the beginning of question 102. If a change of position is desired, the control program proceeds to step 104 where the required pressure is calculated based on the desired movement. The control program then proceeds to question 106 where it is determined whether the desired position is towards the cap end of the cylinder 12. If the desired position is towards the cap end, the program branches to step 108 where the pressure is increased in the load end expandable fluid chamber of the cylinder 20. In response to query 106, if the desired position is not toward the cap end, the control program branches to step 110 where the pressure is increased in the cap end expandable fluid chamber of cylinder 20.

ステップ108またはステップ110のいずれかを実行した後、プログラムは質問112へと進み、そこでピストン18の両側の圧力が等しいか否かが決定される。圧力が等しくない場合、プログラムはステップ114へと枝分かれして、少なくとも1つの位置感知器42を監察し、ピストン18の中心定位置をリセットする。ステップ114を実行した後、制御プログラムは質問112の始めに戻る。質問112で圧力が等しい場合、制御プログラムは質問116に進み、そこで所望位置がシリンダ20の負荷端部の方であるか否かが決定される。質問116に応答して、所望位置が負荷端部の方にある場合、制御プログラムはステップ118に進み、そこでシリンダ20の負荷端部拡張可能流体チャンバで圧力が下げられる。質問116に応答して、所望位置が負荷端部の方にない場合、制御プログラムはステップ120に進み、そこでシリンダ20のキャップ端部拡張可能流体チャンバで圧力が下げられる。   After performing either step 108 or step 110, the program proceeds to question 112 where it is determined whether the pressures on both sides of the piston 18 are equal. If the pressures are not equal, the program branches to step 114 to monitor at least one position sensor 42 and reset the center position of the piston 18. After executing step 114, the control program returns to the beginning of question 112. If the pressure is equal in question 112, the control program proceeds to question 116 where it is determined whether the desired position is towards the load end of the cylinder 20. In response to query 116, if the desired position is towards the load end, the control program proceeds to step 118 where the pressure is reduced at the load end expandable fluid chamber of cylinder 20. In response to question 116, if the desired position is not towards the load end, the control program proceeds to step 120 where the pressure is reduced at the cap end expandable fluid chamber of cylinder 20.

ステップ118または120のいずれかを実行した後、プログラムは質問122に進み、ピストン18の両側の圧力が等しいか否かが決定される。質問122に応答して、ピストン20の両側の圧力が等しくない場合、制御プログラムはステップ124に進んで、少なくとも1つの位置感知器42を監察し、ハウジング20のピストン18の中心定位置をリセットする。ステップ124を実行した後、制御プログラムは質問122の始めに戻って、ピストン18の両側の圧力が等しいか否かを決定する。質問122に応答して、ピストン18の両側の圧力が等しい場合、制御プログラムはステップ126に進んで、ピストン18が移動を完了されたことを示すが、これは、ピストンが所望位置に到達し、現位置が制御プログラムによって保存されるからである。ステップ126を実行した後、制御プログラムは質問102の始めに戻る。   After performing either step 118 or 120, the program proceeds to question 122 to determine if the pressure on both sides of the piston 18 is equal. If the pressure on both sides of the piston 20 is not equal in response to the query 122, the control program proceeds to step 124 to monitor the at least one position sensor 42 and reset the center home position of the piston 18 in the housing 20. . After performing step 124, the control program returns to the beginning of question 122 to determine whether the pressures on both sides of piston 18 are equal. In response to question 122, if the pressure on both sides of piston 18 is equal, the control program proceeds to step 126 to indicate that piston 18 has completed movement, which has reached the desired position, This is because the current position is saved by the control program. After executing step 126, the control program returns to the beginning of question 102.

図2で述べた制御プログラムは、シリンダ12に対応し、これが有する第1の拡張可能な流体チャンバ14と第2の拡張可能な流体チャンバ16は、ハウジング20内に位置して動程の第1端限界と第2端限界の間を移動するピストン18によって画定されることを認識されたい。拡張可能な流体チャンバが1つしか設けられない場合、図2で示す制御プログラムを、質問116、ステップ118、120、質問122およびステップ124を消去することによって修正することができる。この構成では、質問112に対する答えがイエスの場合、制御プログラムは直接ステップ126に進み、上述の通りに進んで行くことができる。既により詳しく述べたように、この構成は、ハウジング20に対する中心定位置に向けてピストン18にバイアスをかける、限定ではなく例として、バネの機械力などの機械的手段を含むことができる。   The control program described in FIG. 2 corresponds to the cylinder 12, which has a first expandable fluid chamber 14 and a second expandable fluid chamber 16 located in the housing 20 and having a first stroke. It will be appreciated that it is defined by a piston 18 that moves between an end limit and a second end limit. If only one expandable fluid chamber is provided, the control program shown in FIG. 2 can be modified by eliminating question 116, steps 118, 120, question 122, and step 124. In this configuration, if the answer to question 112 is yes, the control program proceeds directly to step 126 and can proceed as described above. As already described in more detail, this configuration may include mechanical means such as, but not limited to, a mechanical force of a spring that biases the piston 18 toward a central home position relative to the housing 20.

本発明を、現在最も実用的かつ好ましい実施形態であると考えられるものに関連して述べたが、本発明は、ここに開示する実施形態に限定されるものではなく、そうではなく、添付請求項の精神および範囲に含まれる様々な修正形態および同等構成物を網羅するよう意図されており、その範囲は、法の下で許容されるすべてのこのような修正形態および同等構造を包含するように、最も広い解釈を与えられるものである。   Although the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiments, the present invention is not limited to the embodiments disclosed herein, but rather is It is intended to cover various modifications and equivalent arrangements that fall within the spirit and scope of the section, and that scope encompasses all such modifications and equivalent structures that are allowed under the law. Is given the widest interpretation.

メモリーに記憶された制御プログラムによって、流体作動式シリンダの少なくとも1つの拡張可能なチャンバについて、流体流れを制御する多数弁構成の簡略化した系統図である。FIG. 4 is a simplified system diagram of a multi-valve configuration for controlling fluid flow for at least one expandable chamber of a fluid operated cylinder by means of a control program stored in memory. 本発明による制御プログラムの簡略化した工程系統図である。It is a simplified process flow diagram of a control program according to the present invention.

Claims (22)

ハウジング内に位置して動程の第1端限界と第2端限界との間を移動するピストンによって画定される少なくとも1つの流体チャンバを有する流体作動式シリンダ用の位置制御システムであって、
制御される前記流体作動式シリンダの各口それぞれに連結されて、制御される前記流体作動式シリンダの前記少なくとも1つの流体チャンバに出入りする流体流れを選択的かつ比例的に制御する少なくとも2つの電子起動式比例流弁と、
制御される前記流体作動式シリンダの各チャンバそれぞれに関して、流体圧力を測定する少なくとも1つの圧力感知器と、
制御される前記流体作動式シリンダの中点に隣接して位置して、前記シリンダ内の前記ピストンの個別の中心位置を感知する少なくとも1つの分離型位置感知器と、
前記少なくとも2つの弁、前記少なくとも1つの圧力感知器、および前記少なくとも1つの位置感知器に動作可能に接続され、前記少なくとも1つの圧力感知器によって測定された圧力と、前記少なくとも1つの位置感知器によって測定された位置とに応答して、前記少なくとも2つの弁の起動を制御する制御プログラムとを備えることを特徴とする流体作動式シリンダ用の位置制御システム。
A position control system for a fluid operated cylinder having at least one fluid chamber defined by a piston located within a housing and moving between a first end limit and a second end limit of travel,
At least two electrons coupled to each of the ports of the fluid operated cylinder to be controlled to selectively and proportionally control the fluid flow into and out of the at least one fluid chamber of the fluid operated cylinder to be controlled. A starting proportional flow valve;
At least one pressure sensor for measuring fluid pressure for each chamber of the fluid operated cylinder to be controlled;
At least one separate position sensor located adjacent to a midpoint of the fluid-operated cylinder to be controlled to sense a discrete central position of the piston in the cylinder;
The pressure measured by the at least one pressure sensor and the at least one position sensor operatively connected to the at least two valves, the at least one pressure sensor, and the at least one position sensor; And a control program for controlling activation of the at least two valves in response to the position measured by the position control system for a fluid operated cylinder.
前記少なくとも1つの分離型位置感知器が、
前記流体作動式シリンダの中点に隣接して位置する第1位置感知器と、
前記ハウジングにおける前記ピストンの動程の一方端部に隣接して位置して、前記少なくとも1つのチャンバを画定する前記ハウジングの端壁と接触する前に、前記ピストンの穏やかな停止減速をもたらす第2位置感知器とをさらに備えることを特徴とする請求項1記載の流体作動式シリンダ用の位置制御システム。
The at least one separate position sensor comprises:
A first position sensor located adjacent to a midpoint of the fluid operated cylinder;
A second located adjacent to one end of the piston travel in the housing to provide a gentle stop deceleration of the piston before contacting the end wall of the housing defining the at least one chamber; The position control system for a fluid operated cylinder according to claim 1, further comprising a position sensor.
前記第1の拡張可能な流体チャンバと関連付けられて、前記第1の拡張可能な流体チャンバに出入りする流体流れを選択的かつ比例的に制御する第1弁と、前記第1の拡張可能な流体チャンバと関連付けられて、前記第1の拡張可能な流体チャンバに出入りする流体流れを選択的かつ比例的に制御する第2弁とを含む前記少なくとも2つの電子起動式比例流弁をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の流体作動式シリンダ用の位置制御システム。   A first valve associated with the first expandable fluid chamber for selectively and proportionally controlling fluid flow into and out of the first expandable fluid chamber; and the first expandable fluid. And further comprising the at least two electronically activated proportional flow valves including a second valve associated with the chamber for selectively and proportionally controlling fluid flow into and out of the first expandable fluid chamber. The position control system for a fluid operated cylinder according to claim 1. 前記ハウジングにおける前記ピストンの動程の一方端部に隣接する第1の拡張可能な流体チャンバと、前記ハウジングにおける前記ピストンの動程の他方端部に隣接する第2の拡張可能な流体チャンバとを含む前期少なくとも1つの拡張可能な流体チャンバをさらに備えることを特徴とする請求項1記載の流体作動式シリンダ用の位置制御システム。   A first expandable fluid chamber adjacent one end of the piston travel in the housing and a second expandable fluid chamber adjacent the other end of the piston travel in the housing; The position control system for a fluid-operated cylinder according to claim 1, further comprising at least one expandable fluid chamber including the preceding period. 前記第1の拡張可能な流体チャンバに関連付けられた第1圧力感知器と、前記第2の拡張可能な流体チャンバに関連付けられた第2圧力感知器とを含む前期少なくとも1つの圧力感知器をさらに備えることを特徴とする請求項4記載の流体作動式シリンダ用の位置制御システム。   At least one pressure sensor further comprising a first pressure sensor associated with the first expandable fluid chamber and a second pressure sensor associated with the second expandable fluid chamber; The position control system for a fluid operated cylinder according to claim 4, comprising: 前記流体作動シリンダの中点に隣接して位置する第1位置感知器と、前記ハウジングにおける前記ピストンの動程の一方端部に隣接して位置して、前記1つのチャンバを画定するハウジングの端壁と接触する前に、前記ピストンの穏やかな停止減速をもたらす第2位置感知器と、前記ハウジングにおける前記ピストンの動程の他方端部に隣接して位置して、他のチャンバを画定する前記ハウジングの端壁と接触する前に、前記ピストンの穏やかな停止減速をもたらす第3位置感知器とをさらに備えることを特徴とする請求項4記載の流体作動式シリンダ用の位置制御システム。   A first position sensor located adjacent to a midpoint of the fluid actuated cylinder; and an end of the housing located adjacent to one end of the piston travel in the housing to define the one chamber. A second position sensor providing a gentle stop deceleration of the piston before contacting the wall, and positioned adjacent to the other end of the piston travel in the housing to define another chamber; 5. The position control system for a fluid operated cylinder according to claim 4, further comprising a third position sensor for providing a gentle stop deceleration of the piston before contacting the end wall of the housing. 前記ハウジングに対する中間位置に隣接して位置する少なくとも前記1つの分離型位置感知器によって、前記ピストンが感知される時、定位置を初期化する制御プログラムをさらに備えることを特徴とする請求項1記載の流体作動式シリンダ用の位置制御システム。   2. A control program for initializing a home position when the piston is sensed by at least one separate position sensor located adjacent to an intermediate position relative to the housing. Position control system for fluid operated cylinders. 前記ピストンを、前記ハウジングに対して中間に位置する個別の中心位置から、所望の距離を前記ハウジング内で移動させるのに必要な前記少なくとも1つの拡張可能な流体チャンバにおける圧力を計算し、かつ、前記少なくとも2つの電子起動式比例流弁を制御して、前記ハウジング内での前記ピストンの所望の移動距離に対応する計算圧力を、前記少なくとも1つの拡張可能な流体チャンバ内で獲得する制御プログラムをさらに備えることを特徴とする請求項1記載の流体作動式シリンダ用の位置制御システム。   Calculating the pressure in the at least one expandable fluid chamber required to move the piston a desired distance within the housing from a discrete central position intermediate to the housing; and A control program for controlling the at least two electronically activated proportional flow valves to obtain a calculated pressure in the at least one expandable fluid chamber corresponding to a desired travel distance of the piston in the housing; The position control system for a fluid operated cylinder according to claim 1, further comprising: 前記ハウジングに対する個別の中心位置に向けて前記ピストンにバイアスをかける手段をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の流体作動式シリンダ用の位置制御システム。   2. A position control system for a fluid operated cylinder according to claim 1, further comprising means for biasing the piston toward individual central positions relative to the housing. ハウジング内に位置して動程の第1端限界と第2端限界の間を移動するピストンによって画定される少なくとも1つの流体チャンバを有する流体作動式シリンダ用の位置制御システムであって、
制御される前記流体作動式シリンダの各口それぞれに連結された少なくとも2つの電子記号式比例流弁によって制御される前記流体作動式シリンダの少なくとも1つの流体チャンバに出入りする流体流れを選択的かつ比例的に制御するステップと、
少なくとも1つの圧力感知器によって制御される前記流体作動式シリンダの各チャンバそれぞれに対する流体圧力を測定するステップと、
制御される前記流体作動式シリンダの中点に隣接して位置する少なくとも1つの分離型位置感知器によって、前記シリンダ内の前記ピストンの個別の中心位置を感知するステップと、
前記少なくとも2つの弁、前記少なくとも1つの圧力感知器、および前記少なくとも1つの位置感知器に動作可能に接続された制御プログラムによって、前記少なくとも1つの圧力感知器によって測定された圧力と、前記少なくとも1つの位置感知器によって測定された位置とに応答して、少前期なくとも2つの弁の起動を制御するステップとを含むことを特徴とする流体作動式シリンダ用の位置制御システム。
A position control system for a fluid operated cylinder having at least one fluid chamber defined by a piston located within a housing and moving between a first end limit and a second end limit of travel,
Selective and proportional to fluid flow in and out of at least one fluid chamber of the fluid operated cylinder controlled by at least two electronic symbolic proportional flow valves connected to each port of the fluid operated cylinder to be controlled. Step to control automatically,
Measuring fluid pressure for each chamber of the fluid operated cylinder controlled by at least one pressure sensor;
Sensing an individual center position of the piston within the cylinder by at least one separate position sensor located adjacent to a midpoint of the fluid operated cylinder to be controlled;
A pressure measured by the at least one pressure sensor by a control program operably connected to the at least two valves, the at least one pressure sensor, and the at least one position sensor; and the at least one Controlling the activation of at least two valves in response to the positions measured by the two position sensors.
前記少なくとも1つの分離型位置感知器による位置感知ステップが、
第1位置感知器を前記流体作動式シリンダの中点に隣接して配置するステップと、
第2位置感知器を前記ハウジングにおける前記ピストンの動程の一方端部に隣接して配置するステップと、
前記第2位置感知器によって、前記ハウジングに対する、前記ピストンの動程の一方端部に隣接する個別の位置を感知するステップと、
前記第2位置感知器に応答して、前記制御プログラムによって、前記少なくとも1つのチャンバを画定する前記ハウジングの端壁と接触する前に、前記ピストンを減速させて穏やかな停止に至らせるステップとをさらに含むことを特徴とする請求項10記載の流体作動式シリンダ用の位置制御システム。
A position sensing step by the at least one separate position sensor;
Positioning a first position sensor adjacent to a midpoint of the fluid operated cylinder;
Positioning a second position sensor adjacent one end of the piston travel in the housing;
Sensing by the second position sensor an individual position adjacent to one end of the piston travel relative to the housing;
Responsive to the second position sensor, causing the control program to decelerate the piston to a gentle stop before contacting the end wall of the housing defining the at least one chamber; The position control system for a fluid operated cylinder according to claim 10, further comprising:
前記少なくとも2つの電子起動式比例流弁によって、流体流れを制御するステップが、
前記第1の拡張可能な流体チャンバに関連付けられて、前記第1の拡張可能な流体チャンバに入る流体流れを選択的かつ比例的に制御する第1弁を提供するステップと、
前記第1の拡張可能な流体チャンバに関連付けられて、前記第1の拡張可能な流体チャンバから出る流体流れを選択的かつ比例的に制御する第2弁を提供するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項10記載の流体作動式シリンダ用の位置制御システム。
Controlling fluid flow by the at least two electronically activated proportional flow valves;
Providing a first valve associated with the first expandable fluid chamber for selectively and proportionally controlling fluid flow entering the first expandable fluid chamber;
Providing a second valve associated with the first expandable fluid chamber to selectively and proportionally control fluid flow exiting the first expandable fluid chamber. A position control system for a fluid operated cylinder according to claim 10.
前記少なくとも1つの拡張可能な流体チャンバが、
前記ハウジングにおける前記ピストンの動程の一方端部に隣接した第1の拡張可能な流体チャンバを提供するステップと、
前記ハウジングにおける前記ピストンの動程の他方端部に隣接した第2の拡張可能な流体チャンバを提供するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項10記載の流体作動式シリンダ用の位置制御システム。
The at least one expandable fluid chamber comprises:
Providing a first expandable fluid chamber adjacent one end of the piston travel in the housing;
11. A position control system for a fluid operated cylinder according to claim 10, further comprising providing a second expandable fluid chamber adjacent to the other end of travel of the piston in the housing. .
前記少なくとも1つの圧力感知による圧力感知ステップが、
前記第1の拡張可能な流体チャンバに関連付けられた第1圧力感知器を提供するステップと、
前記第2の拡張可能な流体チャンバに関連付けられた第2圧力感知器を提供するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項13記載の流体作動式シリンダ用の位置制御システム。
The pressure sensing step by the at least one pressure sensing comprises:
Providing a first pressure sensor associated with the first expandable fluid chamber;
The position control system for a fluid operated cylinder of claim 13, further comprising providing a second pressure sensor associated with the second expandable fluid chamber.
前記少なくとも1つの分離型位置感知器による位置感知ステップが、
前記流体作動式シリンダの中点に隣接して位置する第1位置感知器を提供するステップと、
前記ハウジングにおける前記ピストンの動程の一方端部に隣接して位置して、前記1つのチャンバを画定するハウジングの端壁と接触する前に、前記ピストンの穏やかな停止減速をもたらす第2位置感知器を提供するステップと、
前記ハウジングにおける前記ピストンの動程の反対端部に隣接して位置して、他のチャンバを画定するハウジングの端壁と接触する前に、前記ピストンの穏やかな停止減速をもたらす第3位置感知器を提供するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項13記載の流体作動式シリンダ用の位置制御システム。
A position sensing step by the at least one separate position sensor;
Providing a first position sensor located adjacent to a midpoint of the fluid operated cylinder;
Second position sensing located adjacent to one end of the piston travel in the housing to provide a gentle stop deceleration of the piston before contacting the end wall of the housing defining the one chamber Providing a vessel;
A third position sensor located adjacent to the opposite end of the piston travel in the housing to provide a gentle stop deceleration of the piston before contacting the end wall of the housing defining another chamber 14. The position control system for a fluid operated cylinder according to claim 13, further comprising the step of:
前記制御プログラムによって制御するステップが、
前記ピストンが、前記少なくとも1つの分離型位置感知器によって感知されて、前記ハウジングに対する個別の中心位置に配置される時、定位置を初期化するステップをさらに含むことを特徴とする請求項10記載の流体作動式シリンダ用の位置制御システム。
The step of controlling by the control program comprises:
The method of claim 10, further comprising initializing a home position when the piston is sensed by the at least one separate position sensor and positioned at a separate central position relative to the housing. Position control system for fluid operated cylinders.
前記制御プログラムによって制御するステップが、
前記ピストンを、前記ハウジングに対して中間に位置する個別の中心位置から、所望の距離を前記ハウジング内で移動させるのに必要な前記少なくとも1つの拡張可能な流体チャンバにおける圧力を計算するステップと、
前記少なくとも2つの電子起動式比例流弁を制御して、前記ハウジング内での前記ピストンの所望の移動距離に対応する計算圧力を、前記少なくとも1つの拡張可能な流体チャンバ内で獲得するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項10記載の流体作動式シリンダ用の位置制御システム。
The step of controlling by the control program comprises:
Calculating the pressure in the at least one expandable fluid chamber required to move the piston a desired distance within the housing from a discrete central position intermediate to the housing;
Controlling the at least two electronically activated proportional flow valves to obtain a calculated pressure in the at least one expandable fluid chamber corresponding to a desired travel distance of the piston in the housing. The position control system for a fluid operated cylinder according to claim 10, further comprising:
前記ハウジングに対する個別の中心位置に向けて前期ピストンにバイアスをかけるステップをさらに含むことを特徴とする請求項10記載の流体作動式シリンダ用の位置制御システム。   11. The position control system for a fluid operated cylinder according to claim 10, further comprising biasing the piston in the first direction toward a discrete central position relative to the housing. ハウジング内に位置して、動程の第1端限界と第2端限界の間を移動するピストンによって画定される2つの流体チャンバを有する流体作動式シリンダ用の位置制御システムであって、
2つの弁が、制御される前記流体作動式シリンダの各口それぞれに連結されて、制御される前記流体作動式シリンダの2つの流体チャンバに出入りする流体流れを選択的かつ比例的に制御する4つの電子作動型比例流弁と、
1つの圧力感知器が、制御される前記流体作動式シリンダの各チャンバそれぞれについて流体圧力を測定する、2つの圧力感知器と、
制御される前記流体作動式シリンダの中点に隣接して位置して、前記シリンダ内のピストンの個別の中心位置を感知する少なくとも1つの分離型位置感知器と、
前記4つの弁、前記2つの圧力感知器、および前記少なくとも1つの位置感知器に動作可能に接続されて、前記2つの圧力感知器によって測定された圧力と、前記少なくとも1つの位置感知器によって測定された位置とに応答して、前記4つの弁の起動を制御する制御プログラムとを備えることを特徴とする流体作動式シリンダ用の位置制御システム。
A position control system for a fluid operated cylinder having two fluid chambers defined by a piston located within a housing and moving between a first end limit and a second end limit of travel,
Two valves are connected to each port of the fluid operated cylinder to be controlled to selectively and proportionally control the fluid flow in and out of the two fluid chambers of the fluid operated cylinder to be controlled 4. Two electronically actuated proportional flow valves,
Two pressure sensors, one pressure sensor measuring fluid pressure for each chamber of the fluid-operated cylinder to be controlled;
At least one separate position sensor located adjacent to the midpoint of the fluid-operated cylinder to be controlled to sense individual center positions of pistons within the cylinder;
Pressure measured by the two pressure sensors and measured by the at least one position sensor operatively connected to the four valves, the two pressure sensors, and the at least one position sensor. And a control program for controlling activation of the four valves in response to the determined position.
前記流体作動式シリンダの中点に隣接して位置する第1位置感知器を含む少なくとも1つの分離型位置感知器と、前記ハウジングにおける前記ピストンの動程の一方端部に隣接して位置して、第1のチャンバを画定するハウジングの端壁と接触する前に前記ピストンの穏やかな停止減速をもたらす第2位置感知器と、前記ハウジングにおける前記ピストンの動程の反対端部に隣接して位置して、第2のチャンバを画定するハウジングの端壁と接触する前に前記ピストンの穏やかな停止減速をもたらす第3位置感知器とをさらに備えることを特徴とする請求項19記載の流体作動式シリンダ用の位置制御システム。   At least one separate position sensor including a first position sensor positioned adjacent to a midpoint of the fluid-operated cylinder; and positioned adjacent to one end of the piston travel in the housing. A second position sensor for providing a gentle stop deceleration of the piston before contacting the end wall of the housing defining the first chamber, and a position adjacent to the opposite end of the piston travel in the housing The fluid actuated of claim 19, further comprising a third position sensor for providing a gentle stop deceleration of the piston before contacting an end wall of the housing defining a second chamber. Position control system for cylinders. 前記ハウジングに対する中間位置に隣接して位置する前記少なくとも1つの分離型位置感知器によって前記ピストンが感知される時、定位置を初期化する制御プログラムをさらに備えることを特徴とする請求項19記載の流体作動式シリンダ用の位置制御システム。   20. The control program of claim 19, further comprising a control program for initializing a home position when the piston is sensed by the at least one separate position sensor located adjacent to an intermediate position relative to the housing. Position control system for fluid operated cylinders. 前記第1の拡張可能な流体チャンバおよび前記第2の拡張可能な流体チャンバのそれぞれで、前記ピストンを、前記ハウジングに対して中間に位置する個別の中心位置から、所望の距離を前記ハウジング内で移動させるのに必要な圧力を計算し、かつ、前記4つの電子起動式比例流弁を制御して、前記ハウジング内での前記ピストンの所望の移動距離に対応する計算圧力を、前記第1の拡張可能な流体チャンバおよび前記第2の拡張可能な流体チャンバのそれぞれでの中で獲得する前記制御プログラムをさらに備えることを特徴とする請求項19記載の流体作動式シリンダ用の位置制御システム。   In each of the first expandable fluid chamber and the second expandable fluid chamber, the piston is moved a desired distance within the housing from an individual central position intermediate to the housing. Calculating the pressure required to move and controlling the four electronically activated proportional flow valves to obtain a calculated pressure corresponding to the desired travel distance of the piston within the housing; 20. The position control system for a fluid operated cylinder according to claim 19, further comprising the control program acquired in each of the expandable fluid chamber and the second expandable fluid chamber.
JP2006501113A 2003-01-23 2004-01-23 Position control system for fluid operated cylinders Expired - Fee Related JP4690309B2 (en)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US44219103P 2003-01-24 2003-01-24
US60/442,191 2003-01-24
US46054903P 2003-04-04 2003-04-04
US60/460,549 2003-04-04
US47103103P 2003-05-16 2003-05-16
US60/471,031 2003-05-16
PCT/US2004/001853 WO2004065798A1 (en) 2003-01-24 2004-01-23 Accurate fluid operated cylinder positioning system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006515409A true JP2006515409A (en) 2006-05-25
JP4690309B2 JP4690309B2 (en) 2011-06-01

Family

ID=32777022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006501113A Expired - Fee Related JP4690309B2 (en) 2003-01-23 2004-01-23 Position control system for fluid operated cylinders

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP1595079A1 (en)
JP (1) JP4690309B2 (en)
CA (1) CA2513707C (en)
WO (1) WO2004065798A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020112166A (en) * 2019-01-08 2020-07-27 Ckd株式会社 Operation amount detection device of fluid pressure actuator

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100462883C (en) * 2006-02-23 2009-02-18 上海交通大学 Mesa ball X-Y trace pneumatic controller
US9128008B2 (en) 2012-04-20 2015-09-08 Kent Tabor Actuator predictive system
DE102016206822A1 (en) * 2016-04-21 2017-10-26 Festo Ag & Co. Kg Method for supplying compressed air to a compressed air consumer, valve device and data carrier with a computer program
US11224931B2 (en) 2016-05-20 2022-01-18 Nasarc Technologies Inc. Motion control method and system for servicing of welding torch
EP3583322A4 (en) * 2017-02-15 2020-12-16 Nikon Corporation Dual valve fluid actuator assembly

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4925362A (en) * 1972-06-30 1974-03-06
JPS63176801A (en) * 1987-01-13 1988-07-21 Kashio Denki Kk Control method for positioning of air cylinder
JPS63187703U (en) * 1987-05-26 1988-12-01
JPH02229902A (en) * 1989-03-01 1990-09-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd Pneumatic driving unit
JPH044301A (en) * 1990-04-18 1992-01-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Air pressure driving device
JPH07317701A (en) * 1994-05-24 1995-12-08 Sugimoto Seiki Kk Electromagnetic controller for cylinder and its controlling method
JP2000120603A (en) * 1998-10-16 2000-04-25 Husky Injection Molding Syst Ltd Intelligent hydraulic actuator, controlling device/ method for same, injection molding machine equipped with same, device for controlling its non-linear characteristic and storage medium

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4628499A (en) * 1984-06-01 1986-12-09 Scientific-Atlanta, Inc. Linear servoactuator with integrated transformer position sensor
DE3708989C2 (en) * 1987-03-19 1993-10-14 Festo Kg Control device for a piston displaceable in a double-acting cylinder
US5424941A (en) * 1991-08-02 1995-06-13 Mosier Industries, Inc. Apparatus and method for positioning a pneumatic actuator
JP2884545B2 (en) * 1992-11-25 1999-04-19 キヤノン株式会社 Control method of cylinder device
DE19801338C1 (en) * 1998-01-16 1999-06-02 Festo Ag & Co Damped piston positioning device with electronic regulator
DE10122297C1 (en) * 2001-05-08 2002-06-27 Festo Ag & Co Hydraulic circuit and control system for moving piston and locking it in position has proximity switches measuring cylinder position and sending signals to control circuit

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4925362A (en) * 1972-06-30 1974-03-06
JPS63176801A (en) * 1987-01-13 1988-07-21 Kashio Denki Kk Control method for positioning of air cylinder
JPS63187703U (en) * 1987-05-26 1988-12-01
JPH02229902A (en) * 1989-03-01 1990-09-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd Pneumatic driving unit
JPH044301A (en) * 1990-04-18 1992-01-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Air pressure driving device
JPH07317701A (en) * 1994-05-24 1995-12-08 Sugimoto Seiki Kk Electromagnetic controller for cylinder and its controlling method
JP2000120603A (en) * 1998-10-16 2000-04-25 Husky Injection Molding Syst Ltd Intelligent hydraulic actuator, controlling device/ method for same, injection molding machine equipped with same, device for controlling its non-linear characteristic and storage medium

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020112166A (en) * 2019-01-08 2020-07-27 Ckd株式会社 Operation amount detection device of fluid pressure actuator

Also Published As

Publication number Publication date
CA2513707C (en) 2011-10-11
EP1595079A1 (en) 2005-11-16
JP4690309B2 (en) 2011-06-01
CA2513707A1 (en) 2004-08-05
WO2004065798A8 (en) 2004-11-11
WO2004065798A1 (en) 2004-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7021191B2 (en) Accurate fluid operated cylinder positioning system
Gulati et al. A globally stable, load-independent pressure observer for the servo control of pneumatic actuators
US9394897B2 (en) Apparatus using electronically-controlled valves
JP4139802B2 (en) Fluid pressure valve configuration
KR102206932B1 (en) Actuator controller and method for regulating the movement of an actuator
JPH02161183A (en) Hydraulic circuit-controlling
CN103233932B (en) High integration hydraulic driving unit structure
JP2003214403A (en) System and method for controlling flow rate of working oil
JP2006515409A (en) Position control system for fluid operated cylinders
Habibi et al. Derivation of design requirements for optimization of a high performance hydrostatic actuation system
CN100507284C (en) Serial composite gas-liquid drive system
Maneetham et al. Modeling, simulation and control of high speed nonlinear hydraulic servo system
JP7195557B2 (en) hydraulic drive
Tripathi et al. Nonlinear feedforward control for electrohydraulic actuators with asymmetric piston areas
CN1742161A (en) Accurate fluid operated cylinder positioning system
Barth et al. A control design method for switching systems with application to pneumatic servo systems
JP2005538331A (en) Highly dynamic servo / valve controller
WO2021186998A1 (en) Control device and hydraulic system comprising same
Hassan et al. Experimental investigation of a temperature change inside pneumatic cylinder chambers
Pu et al. Steady state analysis of pneumatic servo drives
KR102196303B1 (en) An apparatus for diagnosing a pneumatic control valve using positioner model and method thereof
CN111412197B (en) Device for detecting amount of movement of fluid pressure actuator
Kumar et al. Pneumatic modelling for adroit manipulation platform
SU1716200A1 (en) Method of controlling position pneumatic actuator
RU2100791C1 (en) Method of determination of mechanical condition of steam turbine control and protection system elements

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070123

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091222

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100316

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100928

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101215

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110201

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110217

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140225

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees