JP2007206936A - 流量制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】目標流量に自動的に調整することができる流量制御システムを提供すること。また、流量が目標流量から外れたときに目標流量に自動的に復帰させることができる流量制御システムを提供すること。
【解決手段】流量制御システム１０は、流量センサ１０１と、流量センサ１０１で測定される測定値が目標値になるように、流量センサ１０１の出力に基づいて流量制御弁５０の開度を可変制御する制御回路１０２とを備える流量コントローラ１００と、流量コントローラ１００への流体供給をＯＮ／ＯＦＦ制御する開閉弁１２と、開閉弁１２および流量コントローラ１００を制御するコントローラ１４とを有し、コントローラ１４から制御回路１０２に対して弁開度保持信号が入力されている間、制御回路１０２は、流量センサ１０１の出力に基づく流量制御弁５０の開度可変制御を停止し、弁開度保持信号が入力された時点における流量制御弁５０の開度を保持する。
【選択図】図１

Description

本発明は、流量を設定された目標値に制御する流量制御システムに関する。さらに詳細には、流量調整を自動的に行うことができる流量制御システムに関するものである。

電子部品の搬送には、真空吸着による吸着搬送が広く用いられている。この搬送方法では、吸着ノズルの先端に電子部品を真空吸引することにより電子部品を保持する。そして、吸着ノズルに保持された電子部品をリリースする際には、真空吸引を解除することにより電子部品を吸着ノズルから離脱させる。このとき、電子部品の吸着ノズルからの離脱を迅速・確実に行うために、吸着ノズル内に正圧空気を付与して真空を破壊するとともに、吸着ノズルからわずかに空気を吹き出させて電子部品を離脱させるエアブローが行われている。そして、このとき実行されるエアブローの流量調整は、手動で絞り弁（スピコン）の開度を調整することにより行われている（特許文献１）。

特開２００４−０２３０２７号公報

しかしながら、上記したシステムでは、エアブローの流量を調整するためには、手動にて絞り弁（スピコン）の開度を調整することが必要であり、その調整に時間がかかるという問題があった。そして、エアブローの流量調整は、搬送する電子部品が変わるごとに行う必要があり、その都度、手動にて絞り弁の開度調整を行わなければならず非常に手間がかかるという問題もあった。

また、上記したシステムでは、元圧が変動した場合などに、絞り弁の開度が一定である（変化しない）から、エアブローの流量が変化して目標流量から外れてしまうという問題もあった。そして、エアブローの流量が目標流量から外れてしまうと、電子部品の吸着ノズルからの離脱を迅速かつ確実に行うことができなくなる。このため、このような場合には、手動にて絞り弁の開度調整を再度行わなければならず非常に手間がかかる。

このような問題を解決するために流量コントローラを利用してエアブローの流量制御を行うことも考えられる。ところが、流量コントローラは応答速度が遅いため、電子部品の搬送等のように高速なタクトタイムが要求される場合、流量制御を要求に追従させることができない。つまり、十分な流量制御を行うことができない。

そこで、本発明は上記した課題を解決するためになされたものであり、目標流量に自動的に調整することができる流量制御システムを提供することを課題とする。また、本発明は、流量が目標流量から外れたときに、流量を目標流量に自動的に復帰させる（再調整する）ことができる流量制御システムを提供することも課題とする。

上記課題を解決するためになされた本発明に係る流量制御システムは、流量を測定する流量センサと、前記流量センサで測定される測定値が目標値になるように、前記流量センサの出力に基づいて流量制御弁の開度を可変制御する制御回路とを備える流量コントローラと、前記流量コントローラへの流体供給をＯＮ／ＯＦＦ制御する開閉弁と、前記開閉弁および流量コントローラを制御する制御手段とを有する流量制御システムにおいて、前記制御手段から前記制御回路に対して弁開度保持信号が入力されている間、前記制御回路は、前記流量センサの出力に基づく前記流量制御弁の開度可変制御を停止し、前記弁開度保持信号が入力された時点における前記流量制御弁の開度を保持することを特徴とする。

なお、弁開度保持信号が入力されている間とは、弁開度保持信号が有効である間という意味である。従って、弁開度保持信号が入力されている間とは、弁開度保持信号のみを使用する場合であれば、弁開度保持信号が入力され続けている間を意味し、弁開度保持信号の他に解除信号を使用する場合であれば、弁開度保持信号が入力されてから解除信号が入力されるまでの間を意味する。

この流量制御システムでは、制御手段によって開閉弁が開閉制御されてシステムに対する流体の供給がＯＮ／ＯＦＦされる。そして、システムに流体が供給されている状態においては、流量コントローラに備わる流量センサにて流量が検出されており、検出された流量が目標流量になるように、制御回路によって流量制御弁の開度が可変制御（フィードバック制御）される。

ここで、制御手段から制御回路に対して弁開度保持信号が入力されている間は、制御回路が流量センサの出力に基づく流量制御弁の開度可変制御を停止し、弁開度保持信号が入力された時点における流量制御弁の開度を保持する。なお、制御手段から制御回路への弁開度保持信号の入力は、制御手段に入力される各種信号に基づいて行うようにしても良いし、オペレータからの入力指示に基づいて行うようにしてもよい。

従って、この流量制御システムでは、開閉弁を開状態にしておき、流量コントローラにて目標流量が安定して供給されるようになったときに、制御手段から制御回路に対して弁開度保持信号が入力されるようにすることにより、そのときの流量制御弁の開度が保持される。つまり、流量制御弁が従来の絞り弁の役割を果たすことになる。そして、流量制御弁の開度調整は自動的に行われるため、流量を目標流量に調整することを自動的に行うことができる。その後は、制御手段により開閉弁をＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、目標流量にて流体を供給することができる。

例えば、電子部品のリリースに本発明の流量制御システムを適用すると、ワークごとに設定されている目標流量になるように、流量制御弁の開度が自動的に設定保持され、リリース時に制御手段により開閉弁がＯＮ／ＯＦＦ制御される。このように、本発明の流量制御システムによれば、エアブローの流量調整を、搬送する電子部品が変わるごとに自動的に調整することができる。また、リリース時には開閉弁をＯＮ／ＯＦＦ制御するだけなので（流量コントローラ内の流量制御弁は作動しないので）、高速なタクトタイムが要求される場合にも十分な流量制御を行うことができる。

なお、本発明の流量制御システムは、電子部品の吸着搬送におけるリリース時のエアブローの流量コントロールの他、部品圧送（風圧で部品を送る）におけるエア流量コントロールや、気体充填における充填流量コントロールなどにも適用することができる。

本発明に係る流量制御システムにおいては、前記流量センサで検出される流量が目標流量範囲内になると、前記制御回路はスイッチ出力をＯＮにし、前記制御手段は、前記スイッチ出力がＯＮ状態であることを検出すると、前記制御回路に前記弁開度保持信号を入力することが望ましい。

こうすることにより、流量センサで検出される流量が目標流量（許容範囲を含む）になったときに、制御回路によりスイッチ出力がＯＮされて、制御手段から制御回路に対して弁開度保持信号が入力される。このため、制御回路が流量センサの出力に基づく流量制御弁の開度可変制御を停止し、弁開度保持信号が入力された時点、つまり目標流量が得られる流量制御弁の開度を保持する。このように、弁開度保持信号が自動的に入力されるので、目標流量を予め設定しておくだけで、目標流量になるように流量コントロールを自動的に行うことなことができる。

また、本発明に係る流量制御システムにおいては、前記流量センサで検出される流量が目標流量範囲外になると、前記制御回路はスイッチ出力をＯＦＦにし、前記制御手段は、前記スイッチ出力がＯＦＦになったことを検出すると、前記制御回路への前記弁開度保持信号の入力を停止することが望ましい。

こうすることにより、流量センサで検出される流量が目標流量（許容範囲を含む）から外れたときに、制御回路によりスイッチ出力がＯＦＦにされて、制御手段から制御回路に対する弁開度保持信号の入力が停止される。このため、制御回路が流量制御弁の開度保持を停止し、流量センサの出力に基づく流量制御弁の開度可変制御を開始する。これにより、再度、流量を目標流量に調整することができる。その後、制御手段から制御回路に対して弁開度保持信号が入力されると、そのときの流量制御弁の開度が保持される。このように、流量が目標流量から外れた場合でも、流量を目標流量に自動的に調整（補正）することができる。

上記課題を解決するためになされた本発明に係る流量コントローラは、流量を測定する流量センサと、前記流量センサで測定される測定値が目標値になるように、前記流量センサの出力に基づいて流量制御弁の開度を可変制御する制御回路と有する流量コントローラにおいて、前記制御回路は、外部信号が入力されている間、前記流量制御弁の開度の可変制御を停止して、前記外部信号が入力された時点における前記流量制御弁の開度を保持することを特徴とする。

この流量コントローラでは、流量センサにて流量が検出されており、検出された流量が目標流量になるように、制御回路によって流量制御弁の開度が可変制御（フィードバック制御）されている。一方、流量コントローラに外部信号が入力されている間は、制御回路が流量センサの出力に基づく流量制御弁の開度可変制御を停止し、外部信号が入力された時点における流量制御弁の開度を保持する。なお、外部信号の入力は、各種信号に基づいて自動的に行うようにしても良いし、オペレータからの入力指示に基づいて行うようにしてもよい。

従って、この流量コントローラを使用することにより、目標流量が安定して供給されるようになったときに、外部信号を入力することで、そのときの流量制御弁の開度が保持される。このように外部信号を流量コントローラに入力するだけで、流量制御弁の開度調整を行うことができる。これにより、従来のように手動にて弁開度を調整することなく、流量を目標流量に自動的に調整することができる。

本発明に係る流量コントローラにおいては、前記制御回路は、前記流量センサで検出される流量が目標流量範囲内になると、スイッチ出力をＯＮにすることが望ましい。

こうすることにより、流量センサで検出される流量が目標流量（許容範囲を含む）になったときに、制御回路によりスイッチ出力がＯＮされる。そして、このスイッチ出力がＯＮされたことを利用して外部信号を流量コントローラに入力するようにすれば、外部信号を入力する手間が省けるとともに、流量制御弁の開度調整を迅速かつ正確に行うことができる。

また、本発明に係る流量コントローラにおいては、前記制御回路は、前記流量制御弁の開度を保持制御しているときに、前記流量センサで検出される流量が目標流量範囲外になると、前記流量制御弁の開度の可変制御を開始することが望ましい。

こうすることにより、流量センサで検出される流量が目標流量（許容範囲を含む）から外れたときに、制御回路が流量制御弁の開度保持を停止し、流量センサの出力に基づく流量制御弁の開度可変制御を開始する。これにより、再度、流量を目標流量に調整することができる。その後、流量が目標流量になったときに外部信号を流量コントローラに入力すると、そのときの流量制御弁の開度が保持される。このように、流量が目標流量から外れた場合でも、流量を目標流量に自動的に調整（補正）することができる。

本発明に係る流量制御システムによれば、上記した通り、流量を目標流量に自動的に調整することができる。また、元圧が変動した場合などにより流量が目標流量から外れたときには、流量を目標流量になるように自動的に復帰させる（再調整する）ことができる。

以下、本発明の流量制御システムを具体化した最も好適な実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。そこで、まず、本実施の形態に係る流量制御システムの構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、流量制御システムの概略構成を示すブロック図である。

本実施の形態に係る流量制御システム１０には、図１に示すように、流体の供給源１１と、レギュレータ１２と、開閉弁１３と、流量コントローラ１００と、コントローラ１４と、ノズル１５とが備わっている。この流量制御システム１０では、供給源１１からの流体がレギュレータ１２により調圧された後に開閉弁１３に供給されている。そして、開閉弁１３が開閉されることにより、流体が流量コントローラ１００を介してノズル１５から噴出されるようになっている。このとき、流量コントローラ１００によって、ノズル１５から噴出される流体の流量が目標流量になるように自動的に調整されるようになっている。なお、コントローラ１４は、開閉弁１３のＯＮ／ＯＦＦ制御（開閉制御）および流量コントローラ１００の統括制御を行うものである。

続いて、流量コントローラ１００について、図２〜図６を参照しながら説明する。図２は、流量コントローラの概略構成を示す断面図である。図３は、流量コントローラの制御系を示すブロック図である。図４は、流量コントローラに組み込まれた流量制御弁の概略構成を示す断面図である。図５は、流量コントローラに組み込まれた流量センサの概略構成を示す断面図である。図６は、流量センサに備わる積層フィルタの分解斜視図である。

この流量コントローラ１００は、図２および図３に示すように、流量制御弁５０と、流量センサ１０１と、制御回路１０２とを備えている。そして、コントローラ１４により設定された目標流量と流量センサ１０１の検出値とを一致させるように、制御回路１０２が流量制御弁５０の弁開度を可変制御するようになっている。
また、コントローラ１４から弁開度保持信号が制御回路１０２に入力されると、制御回路１０２が流量制御弁５０の弁開度を保持するようになっている。このように、流量コントローラ１００は、絞り弁としても機能するようになっている。

ここで、流量制御弁５０は、図４に示すように、大別して駆動部２０と弁部３０とを備えている。駆動部２０には、円筒状のコイルボビン２１に導電性の巻線が巻き付けられ構成されたコイル２２が設けられている。コイルボビン２１の上端開口部には、中空形状の第１固定鉄心２３ａが装填され、その第１固定鉄心２３ａの下方に可動鉄心２４がコイルボビン２１の下端開口部から嵌挿されている。また、コイルボビン２１の下部には第２固定鉄心２３ｂが配設されている。そして、第１固定鉄心２３ａと可動鉄心２４との対向部分がテーパ状（上向き凸状）に形成されている。

コイルボビン２１と可動鉄心２４との間には、非磁性体のフレアパイプ２８が配置されている。このフレアパイプ２８は、円筒部２８ａと円筒部２８ａの下端外周に形成された円板部２８ｂとを備えている。そして、円筒部２８ａの上部が第１固定鉄心２３ａに溶接され、円板部２８ｂの一部が第２固定鉄心２３ｂと弁ボディ３２とに狭持されている。

第１固定鉄心２３ａ内には、可動鉄心２４を常に図中下向きに付勢するためのスプリング２５およびスプリング押さえ２６が配設されている。そして、スプリング押さえ２６の上部に調整ネジ２７が設けられている。これにより、調節ネジ２７を操作することにより、スプリング押さえ２６の位置を調整してスプリング２５による可動鉄心３４の付勢力を調整することができるようになっている。従って、弁組み立て時にスプリング２５のセット荷重を常に一定にすることができる。

また、可動鉄心２４の下方端には、コイルボビン２１の内径よりも大きい径を有する鍔部２４ａが形成されている。これにより、第２固定鉄心２３ｂと可動鉄心２４とのギャップ間において磁束が通る面積を大きくしている。このため、第１固定鉄心２３ａと可動鉄心２４との対向部分をテーパ状に形成しているが、固定鉄心２３ａ，２３ｂによる可動鉄心２４の吸引力の低下が抑制されるようになっている。

一方、弁部３０には、可動鉄心２４の鍔部２４ａ内に組み込まれた弁体３１と弁ボディ３２とが備わっている。弁ボディ３２には、弁体３１を備える鍔部２４ａが配置される弁室３３が形成されている。また、弁ボディ３２には、入口流路３４と、出口流路３５とが形成されている。これら入口流路３４と出口流路３５とは、弁室３３を介して連通している。そして、弁室３３と出口流路３５との連通部に弁座３６が形成されている。

ここで、弁体３１が弁座３６に当接した状態において、第１固定鉄心２３ａと可動鉄心２４との間隔Ｄ１が、鍔部２４ａとフレアパイプ２８の円板部２８ｂとの間隔Ｄ２よりも大きくなるように、可動鉄心２４が配置されている。これにより、弁全開時に、可動鉄心２４が第１固定鉄心２３ａに密着しないようになっている。なぜなら、可動鉄心２４は、第１固定鉄心２３ａに接触する前に鍔部２４ａの上面がフレアパイプ２８の円板部２８ｂに当接してしまうからである。また、鍔部２４ａの上面がフレアパイプ２８の円板部２８ｂに当接するので、可動鉄心２４が第２固定鉄心２３ｂに密着することもない。

上記した流量制御弁５０は、通常時（コイル２２に通電していない状態）には、スプリング２５によって可動鉄心２４が下方へ付勢されているので、可動鉄心２４の下端に配置されている弁体３１が弁座３６に当接している。このため、入口流路３４と出口流路３５とが遮断されており弁閉状態となっている。

そして、コイル２２に通電すると、固定鉄心２３ａ，２３ｂが、スプリング２５の付勢力に抗して、可動鉄心２４を図中上方へ吸引して保持する。これにより、弁体３１が弁座３６から離間し、入口流路３４と出口流路３５とが連通して弁開状態となる。このとき、コイル２２に流す電流を変化させれば、固定鉄心２３ａ，２３ｂの吸引力が変わる。コイル２２に流す電流を増加させると吸引力が増し、コイル２２に流す電流を減少させると吸引力が減る。そして、このように吸引力を変化させることにより、可動鉄心２４のストローク量を変化させて、弁体３１と弁座３６の間隔（つまり弁開度）を制御することができる。これにより、出口流路３５から流出させる流体の流量を制御することができる。具体的には、コイル２２に流す電流を増加させると流量が多くなり、コイル２２に流す電流を減少させると流量が減る。

ここで、流量制御弁５０では、第１固定鉄心２３ａと可動鉄心２４との対向部分をテーパ状に形成しているので、固定鉄心２３ａ，２３ｂの吸引力と可動鉄心２４のストローク量との線形比例領域が大きく比例特性が良い。

また、流量制御弁５０では、可動鉄心２４の下方端にコイルボビン２１の内径よりも大きい径を有する鍔部２４ａを形成しているので、固定鉄心２３ａ，２３ｂの吸引力が大きく磁気特性が向上している。これにより、流量制御弁５０では、第１固定鉄心２３ａと可動鉄心２４との対向部分をテーパ状に形成したことによる固定鉄心２３ａ，２３ｂの吸引力の低下が抑制されている。

また、流量制御弁５０では、第１固定鉄心２３ａと可動鉄心２４との間隔Ｄ１が、鍔部２４ａとフレアパイプ２８の円板部２８ｂとの間隔Ｄ２よりも大きくなるように、可動鉄心２４が配置されているので、弁全開時において、可動鉄心２４が固定鉄心２３ａに密着することがない。このため、流量制御弁５０では、弁閉方向に開度を制御する際に、コイル２２に流す電流が所定値になるまでは可動鉄心２４が固定鉄心２３ａから離れなくなるということが防止されている。そして、コイル２２に流す電流の減少量に比例して流量を減少させることができる。

一方、コイル２２への通電を停止すると、可動鉄心２４が固定鉄心２３ａ，２３ｂに吸引されなくなるので、スプリング２５の付勢力によって可動鉄心３４が下方へ移動し、弁体３１が弁座３６に当接する。これにより、入口流路３４と出口流路３５とが遮断されて弁閉状態となる。

次に、流量センサ１０１は、図５に示すように、ボディ１４１と、センサ基板１２１と、積層フィルタ１５０とを備えている。そして、積層フィルタ１５０がボディ１４１の流路空間１４４に装着された状態で、センサ基板１２１がシールパッキン１４８を介しボディ１４１にネジ固定で密着されている。これにより、センサ流路Ｓ、およびセンサ流路Ｓに対するバイパス流路である主流路Ｍが形成されている。

積層フィルタ１５０は、図６に示すように、４種類の薄板を合計１１枚積層したものである。すなわち、下から順に、メッシュ板１５１、第１遮蔽板１５２，１５２，１５２，１５２、メッシュ板１５１、第２遮蔽板１５３、メッシュ板１５１、第２遮蔽板１５３、メッシュ板１５１、および第３遮蔽板１５４が積層されて接着されたものである。これらの各薄板１５１〜１５４は、すべて厚さが０．５ｍｍ以下であり、エッチングにより各形状の加工（マイクロマシニング加工）がなされたものである。

一方、センサ基板１２１には、複数の測定用熱線が設けられた測定チップ１１１が実装され、その裏面に電気素子１３１、１３２、１３３、１３４などで構成される電気回路が設けられている。この電気回路は、基板制御部１０２と接続されている。そして、センサ基板１２１および測定チップ１１１には、実装時に互いに重なり合う溝が形成されている。これらにより、測定チップ１１１が実装されたセンサ基板１２１をボディ１４１にシールパッキン１４８を介して密着すると、ボディ１４１の流路空間１４４において、センサ基板１２１と測定チップ１１１との間にセンサ流路Ｓが形成されるとともに、センサ流路Ｓに測定用熱線が橋を渡すように設けられる。

このような流量センサ１０１では、被測定流体がメッシュ板１５１を含む積層フィルタ１５０を通過した後にセンサ流路Ｓに流れ込む。これにより、センサ流路Ｓに流れ込む被測定流体の流れが整えられるので安定した測定出力を得ることができるようになっている。

次に、上記した流量制御システム１０の動作について説明する。まず、コントローラ１４から流量コントローラ１００に対して目標流量値が入力される。これにより、その目標流量データが制御回路１０２に入力される。そして、目標流量値が入力されると、コントローラ１４により、開閉弁１３が開状態にされる。そうすると、供給源１１からレギュレータ１２により調圧された流体が流量コントローラ１００に供給され、流量センサ１０１にてそのときの流量が検出される。この検出された流量データは、制御回路１０２に入力される。

そして、流量コントローラ１００において、ノズル１５に供給する流量が目標流量になるように流量制御が行われる。具体的には、制御回路１０２が、目標流量データと流量データとを比較して両者が等しくなるように、流量制御弁５０の弁開度をフィードバック制御する。このフィードバック制御により、流量制御弁５０の弁開度が調整されて目標流量が得られる。

このとき、流量センサ１０１から制御回路１０２に入力される流量データが目標流量値の±ｘ％ＦＳ（予め設定された許容範囲であり、請求項における「目標流量範囲」に相当する）に達すると、制御回路１０２はスイッチ出力をＯＮにする。そして、このスイッチ出力がＯＮされたことがコントローラ１４にて検出されると、コントローラ１４は弁開度保持信号を流量コントローラ１００の制御回路１０２に入力する。
弁開度保持信号が制御回路１０２に入力されると、制御回路１０２は流量制御弁５０のフィードバック制御を停止し、そのときの流量制御弁５０の弁開度を保持する。これにより、流量制御弁５０は絞り弁として機能することになる。従って、元圧の変動等がなければ、流量コントローラ１００に供給された流体は、目標流量にてノズル１５に供給されることになる。

その後、コントローラ１４によって開閉弁１３がＯＮ／ＯＦＦ制御されることにより、所定のタイミングでノズル１５から目標流量にて流体を噴出することができる。このように、本実施の形態に係る流量制御システム１０によれば、ノズル１５から噴出する流量を目標流量に自動的に調整することができる。
また、ノズル１５からの流体の噴出・停止は、コントローラ１４による開閉弁１３のＯＮ／ＯＦＦ制御によって行われる（流量制御弁５０はフィードバック制御されていない）ので、高速なタクトタイムが要求される場合にも対応することができる。

ここで、元圧が変動したり、流量制御弁５０の温度上昇により弁開度が変化したりなどして、流量センサ１０１で検出される流量が目標流量（許容範囲を含む）から外れると、制御回路１０２はスイッチ出力をＯＦＦする。そうすると、コントローラ１４は、制御回路１０２に対する弁開度保持信号の入力を停止する。このため、制御回路１０２は流量制御弁５０の弁開度保持を停止し、流量センサ１０１の出力に基づくフィードバック制御を開始する。

そして、流量センサ１０１から制御回路１０２に入力される流量データが目標流量範囲に入ると、制御回路１０２はスイッチ出力を再度ＯＮにする。そして、このスイッチ出力のＯＮがコントローラ１４にて検出されると、コントローラ１４は弁開度保持信号を流量コントローラ１００の制御回路１０２に再度入力する。
弁開度保持信号が制御回路１０２に入力されると、制御回路１０２は流量制御弁５０のフィードバック制御を再度停止し、そのときの流量制御弁５０の弁開度を再度保持する。これにより、流量制御弁５０は絞り弁として再度機能することになる。これにより、再度、流量コントローラ１００からノズル１５に供給される流量を目標流量に調整することができる。このように、流量制御システム１０は、流量が目標流量から外れた場合でも、流量を目標流量に自動的に復帰させる（再調整する）ことができる。

その後、上記した動作が繰り返し行われる。そして、ワークが変更される際には、目標流量値が変更されて、上記した動作が行われる。従って、ワークを変更する際には目標流量値のみを変更するだけで、自動的にその目標流量にてノズル１５から流体を噴射することができる。
このように、本実施の形態に係る流量制御システム１０によれば、ワークごとに対応して設定される目標流量値を入力するだけで、常にノズル１５から噴射される流量を自動的に目標流量に調整することができる。従って、従来のように、目標流量から外れた場合やワークを変更する場合であっても、手動にて流量を調整する必要がなくなるので作業効率が格段に向上する。

ここで、本実施の形態に係る制御システム１０を用い、複数の目標流量を設定した場合のノズル１５から噴射される流体の流量を調べた結果を図７に示す。図７は、ノズルから噴射される流量の経時変化を示す図である。ここでは、流体に空気を使用し、レギュレータ１２にて１００ｋＰａに調圧している。そして、目標流量として２０Ｌ／ｍｉｎ（実線）、１０Ｌ／ｍｉｎ（破線）、および２Ｌ／ｍｉｎ（一点鎖線）を設定し、それぞれ断続的に（開閉弁１３をＯＮ／ＯＦＦして）ノズル１５から流体を噴射した。

図７から解るように、２０Ｌ／ｍｉｎ（実線）の目標流量設定では、２０Ｌ／ｍｉｎより若干少なめではあるが、各回ともノズル１５から噴射される流量は安定している。また、１０Ｌ／ｍｉｎ（破線）の目標流量設定では、１０Ｌ／ｍｉｎより若干多めではあるが、各回ともノズル１５から噴射される流量は安定している。また、２Ｌ／ｍｉｎ（一点鎖線）の目標流量設定では、２Ｌ／ｍｉｎより若干多めではあるが、各回ともノズル１５から噴射される流量は安定している。
このように、制御システム１０を用いることにより、目標流量値を設定するだけでノズル１５からその目標流量にて空気（流体）を噴射することができる。

そして、上記した流量制御システム１０は、例えば、電子部品の吸着搬送におけるリリース時のエア流量コントロール、部品圧送（風圧で部品を送る）におけるエア流量コントロール、あるいは気体充填における充填流量コントロールなど多様な用途に利用することができる。そして、流量制御システム１０を利用することにより、各用途において、ワークが変わったときでも、そのワークごとに適切な流量（目標流量）に自動的に調整することができる。また、元圧の変動などにより流量が変わり目標流量範囲外になった場合でも、自動的に目標流量に戻すことができる。さらに、高速なタクトタイムを必要とする場合でも十分に対応することができる。

以上、詳細に説明したように本実施の形態に係る流量制御システム１０では、流量が目標流量範囲に入ると、制御回路１０２がスイッチ出力をＯＮにし、それを検出したコントローラ１４が弁開度保持信号を流量コントローラ１００の制御回路１０２に入力する。そして、弁開度保持信号が制御回路１０２に入力されると、制御回路１０２が流量制御弁５０のフィードバック制御を停止し、そのときの流量制御弁５０の弁開度を保持する。これにより、流量制御弁５０は絞り弁として機能し、流体は目標流量にてノズル１５に供給される。このように、流量制御装置は、ノズル１５から噴射される流量を目標流量に自動的に調整することができる。

また、流量センサ１０１で検出されている流量が目標流量範囲から外れると、制御回路１０２がスイッチ出力をＯＦＦにし、それを検出したコントローラ１４が制御回路１０２に対する弁開度保持信号の入力を停止する。これにより、制御回路１０２が流量制御弁５０の弁開度保持を停止し、流量センサ１０１の出力に基づくフィードバック制御を開始する。そして、流量が再度目標流量範囲に入ると、制御回路１０２がスイッチ出力を再度ＯＮにし、それを検出したコントローラ１４が弁開度保持信号を流量コントローラ１００の制御回路１０２に再度入力する。これにより、制御回路１０２が流量制御弁５０のフィードバック制御を停止し、そのときの流量制御弁５０の弁開度を保持する。このように、流量制御システム１０は、流量が目標流量から外れた場合でも、ノズル１５から噴射される流量を目標流量に自動的に復帰させる（再調整する）ことができる。

なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。

実施の形態に係る流量制御システムの概略構成を示すブロック図である。 流量コントローラの概略構成を示す断面図である。 流量コントローラの制御系の構成を示すブロック図である。 流量コントローラに組み込まれた流量制御弁の概略構成を示す断面図である。 流量コントローラに組み込まれた流量センサの概略構成を示す断面図である。 流量センサに備わる積層フィルタの分解斜視図である。 ノズルから噴射される流量の経時変化を示す図である。

符号の説明

１０ 流量制御システム
１１ 流体供給源
１２ レギュレータ
１３ 開閉弁
１４ コントローラ
１５ ノズル
５０ 流量制御弁
１００ 流量コントローラ
１０１ 流量センサ
１０２ 制御回路

Claims (6)

1. 流量を測定する流量センサと、前記流量センサで測定される測定値が目標値になるように、前記流量センサの出力に基づいて流量制御弁の開度を可変制御する制御回路とを備える流量コントローラと、前記流量コントローラへの流体供給をＯＮ／ＯＦＦ制御する開閉弁と、前記開閉弁および流量コントローラを制御する制御手段とを有する流量制御システムにおいて、
   前記制御手段から前記制御回路に対して弁開度保持信号が入力されている間、前記制御回路は、前記流量センサの出力に基づく前記流量制御弁の開度可変制御を停止し、前記弁開度保持信号が入力された時点における前記流量制御弁の開度を保持することを特徴とする流量制御システム。
2. 請求項１に記載する流量制御システムにおいて、
   前記流量センサで検出される流量が目標流量範囲内になると、前記制御回路はスイッチ出力をＯＮにし、
   前記制御手段は、前記スイッチ出力がＯＮ状態であることを検出すると、前記制御回路に前記弁開度保持信号を入力することを特徴とする流量制御システム。
3. 請求項２に記載する流量制御システムにおいて、
   前記流量センサで検出される流量が目標流量範囲外になると、前記制御回路はスイッチ出力をＯＦＦにし、
   前記制御手段は、前記スイッチ出力がＯＦＦになったことを検出すると、前記制御回路への前記弁開度保持信号の入力を停止することを特徴とする流量制御システム。
4. 流量を測定する流量センサと、前記流量センサで測定される測定値が目標値になるように、前記流量センサの出力に基づいて流量制御弁の開度を可変制御する制御回路と有する流量コントローラにおいて、
   前記制御回路は、外部信号が入力されている間、前記流量制御弁の開度の可変制御を停止して、前記外部信号が入力された時点における前記流量制御弁の開度を保持することを特徴とする流量コントローラ。
5. 請求項４に記載する流量コントローラにおいて、
   前記制御回路は、前記流量センサで検出される流量が目標流量範囲内になると、スイッチ出力をＯＮにすることを特徴とする流量コントローラ。
6. 請求項４または請求項５に記載する流量コントローラにおいて、
   前記制御回路は、前記流量制御弁の開度を保持制御しているときに、前記流量センサで検出される流量が目標流量範囲外になると、前記流量制御弁の開度の可変制御を開始することを特徴とする流量コントローラ。

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