JP2019190542A - Speed control device of fluid pressure actuator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流体圧アクチュエータの速度制御装置に関する。 The present invention relates to a fluid pressure actuator speed control device.
空気圧を駆動エネルギとして対象物を目標速度で移動するアクチュエータの発明が特許文献1に開示されている。特許文献1の発明では、アクチュエータのシリンダに供給される空気量が設定値となるように、シリンダへの空気供給経路中の空気の通流抵抗を制御している。それにより、アクチュエータのピストンの速度を目標値に制御している。
アクチュエータの作動速度は、各種の外部要因により変動する。例えば、アクチュエータにかかる負荷の大きさの変化、アクチュエータの作動に伴う摺動抵抗の変化などが作動速度の変動要因となる。そのため、係る外部変動要因が存在する状況において、作動速度を目標値に維持するためには、アクチュエータに供給される空気圧や空気供給経路中の通流抵抗を手動にて随時調整する必要がある。 The operating speed of the actuator varies depending on various external factors. For example, a change in the magnitude of the load applied to the actuator, a change in sliding resistance associated with the operation of the actuator, and the like are factors of fluctuations in the operating speed. Therefore, in order to maintain the operating speed at the target value in a situation where such an external variation factor exists, it is necessary to manually adjust the air pressure supplied to the actuator and the flow resistance in the air supply path as needed.
本発明の課題は、空気圧等の流体圧を駆動エネルギとして対象物を目標速度で移動するアクチュエータの速度制御装置において、アクチュエータの速度を目標速度となるようにフィードバック制御することにより、外部変動要因の存在に係わらず、アクチュエータの速度を目標速度に維持可能とすることにある。 An object of the present invention is to provide an actuator speed control device that moves a target object at a target speed using fluid pressure such as air pressure as drive energy, thereby performing feedback control so that the speed of the actuator becomes the target speed. Regardless of the existence, the speed of the actuator can be maintained at the target speed.
本発明の第1発明は、流体圧源から流体圧の供給を受けて作動され、対象物を移動する流体圧アクチュエータの速度制御装置であって、前記流体圧アクチュエータに流体を供給する経路中に設けられ、該経路を通流する流体の通流抵抗を設定する絞り弁と、該絞り弁の通流抵抗を調整する絞り弁調整器と、前記流体圧アクチュエータによる前記対象物の移動速度を代表する速度代表値を検出するセンサと、該センサにより検出される速度代表値が、目標値となるように前記絞り弁調整器を調整制御する制御手段とを備える。 A first aspect of the present invention is a speed control device for a fluid pressure actuator that is actuated by supply of fluid pressure from a fluid pressure source and moves an object, in a path for supplying fluid to the fluid pressure actuator. A throttle valve provided to set the flow resistance of the fluid flowing through the path, a throttle valve regulator for adjusting the flow resistance of the throttle valve, and the moving speed of the object represented by the fluid pressure actuator A sensor for detecting a representative speed value, and control means for adjusting and controlling the throttle valve regulator so that the representative speed value detected by the sensor becomes a target value.
第1発明によれば、流体圧アクチュエータの作動速度が目標値から外れると、制御手段は、絞り弁調整器を制御して、作動速度が目標値となるように絞り弁を調整する。従って、外部変動要因の存在に係わらず、流体圧アクチュエータの速度を目標速度に維持することができる。 According to the first invention, when the operating speed of the fluid pressure actuator deviates from the target value, the control means controls the throttle valve regulator to adjust the throttle valve so that the operating speed becomes the target value. Therefore, the speed of the fluid pressure actuator can be maintained at the target speed regardless of the presence of external variation factors.
本発明の第2発明は、上記第1発明において、前記流体圧アクチュエータは複数個から成り、該複数個の流体圧アクチュエータを同じ速度で同時に作動させて一つの対象物を移動するように構成されており、前記絞り弁、前記絞り弁調整器、前記センサ、及び前記制御手段は、前記各流体圧アクチュエータに対応してそれぞれ備え、前記各制御手段は、前記各流体圧アクチュエータの作動速度を一致させるように制御する。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the fluid pressure actuator includes a plurality of fluid pressure actuators, and the plurality of fluid pressure actuators are simultaneously operated at the same speed to move one object. The throttle valve, the throttle valve regulator, the sensor, and the control means are provided corresponding to the fluid pressure actuators, respectively, and the control means match the operating speeds of the fluid pressure actuators. To control.
第2発明によれば、複数の流体圧アクチュエータにより一つの対象物を移動する場合、各流体圧アクチュエータは、それぞれ独立して同一の目標速度となるように制御され、結果として、各流体圧アクチュエータは同一速度で作動される。そのため、各流体圧アクチュエータは対象物を各位置で均等に作動することができる。従って、各流体圧アクチュエータの速度が違うことにより、各流体圧アクチュエータが各移動方向とは違う方向へ動かす力を対象物から受ける不具合を抑制することができ、流体圧アクチュエータの破損を抑制することができる。 According to the second invention, when one object is moved by a plurality of fluid pressure actuators, each fluid pressure actuator is controlled independently to have the same target speed, and as a result, each fluid pressure actuator Are operated at the same speed. Therefore, each fluid pressure actuator can evenly operate the object at each position. Therefore, since the speed of each fluid pressure actuator is different, it is possible to suppress the problem that each fluid pressure actuator receives a force that moves the object in a direction different from each moving direction from the object, and to suppress the breakage of the fluid pressure actuator. Can do.
本発明の第3発明は、上記第1又は第2発明において、前記流体圧アクチュエータは、繰り返し作動されるものであり、前記制御手段は、前記流体圧アクチュエータが所定回数繰り返し作動される間、前記センサにより検出される速度代表値の平均値を算出する平均値算出手段を備え、前記平均値算出手段により算出された平均値が前記目標値となるように制御する。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the fluid pressure actuator is repeatedly operated, and the control unit is configured to perform the operation while the fluid pressure actuator is repeatedly operated a predetermined number of times. An average value calculating unit that calculates an average value of the speed representative values detected by the sensor is provided, and the average value calculated by the average value calculating unit is controlled to be the target value.
第3発明によれば、流体圧アクチュエータは、速度代表値の所定回数の平均値に基づいて、その速度を制御されるため、外部変動要因により流体圧アクチュエータの速度が頻繁に変動しても、その影響で流体圧アクチュエータの速度制御がハンチングを起こすことを抑制することができる。 According to the third invention, the speed of the fluid pressure actuator is controlled based on an average value of a predetermined number of speed representative values. Therefore, even if the speed of the fluid pressure actuator frequently fluctuates due to an external variation factor, As a result, the speed control of the fluid pressure actuator can be prevented from causing hunting.
本発明の第4発明は、上記第1〜第3発明のいずれかにおいて、前記対象物は、前記流体圧アクチュエータによって所定の第1位置から該第1位置とは離れた第2位置へ移動されるものであり、前記速度代表値は、前記流体圧アクチュエータによって前記対象物を前記第1位置から前記第2位置へ移動するのに要する時間である。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the object is moved from a predetermined first position to a second position separated from the first position by the fluid pressure actuator. The speed representative value is a time required to move the object from the first position to the second position by the fluid pressure actuator.
第4発明によれば、対象物が第1位置から第2位置へ移動する時間を計測することにより流体圧アクチュエータの平均速度を簡単に求めることができる。従って、流体圧アクチュエータの1回の起動から停止までの平均速度を、速度計により計測する場合に比べて簡単且つ正確に計測することができる。 According to the fourth invention, the average speed of the fluid pressure actuator can be easily obtained by measuring the time required for the object to move from the first position to the second position. Therefore, the average speed from one start to stop of the fluid pressure actuator can be measured easily and accurately compared to the case of measuring with a speedometer.
本発明の第5発明は、上記第1〜第3発明のいずれかにおいて、前記対象物は、前記流体圧アクチュエータによって所定の第1位置と該第1位置に対して上方に離れた第2位置との間を往復移動されるものであり、前記対象物を前記第1位置から前記第2位置へ移動させるときに前記流体圧アクチュエータに流体を供給する第1経路と、前記対象物を前記第2位置から前記第1位置へ移動させるときに前記流体圧アクチュエータに流体を供給する第2経路と、前記流体圧源からの流体圧を前記第1経路又は前記第2経路のいずれかに切り換えて供給する切換弁と、前記流体圧源の出力を高低2段階に切り換えるポンプ出力切換手段とを備え、前記絞り弁調整器は、前記第1経路中に設けられた前記絞り弁に設けられており、前記ポンプ出力切換手段は、前記対象物を前記第2位置から前記第1位置へ移動させるとき、前記流体圧源の出力を低い側に切り換える。 According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the object is a predetermined first position and a second position separated upward from the first position by the fluid pressure actuator. A first path for supplying a fluid to the fluid pressure actuator when the object is moved from the first position to the second position, and the object is moved to the first position. A second path for supplying fluid to the fluid pressure actuator when moving from the second position to the first position, and switching the fluid pressure from the fluid pressure source to either the first path or the second path. A switching valve to be supplied, and pump output switching means for switching the output of the fluid pressure source in two steps, high and low, and the throttle valve regulator is provided in the throttle valve provided in the first path. , Pump output off Means, when moving the object from the second position to the first position, switching the output of said fluid pressure source to the low side.
第5発明によれば、対象物を第1位置から第2位置へ上昇移動するときは、絞り弁調整器により対象物の移動速度を目標値に一致させるように制御する。一方、対象物を第2位置から第1位置へ下降移動するときは、絞り弁調整器による対象物の移動速度の制御は行わず、対象物の重力を利用して自然落下させる。このとき、ポンプ出力は低くされる。そのため、絞り弁調整器が第1経路のみに設けられ、構成が簡素化される。また、対象物の重力を利用して自然落下させるため、対象物を移動するために必要なエネルギを抑制することができる。対象物を自然落下させる場合、各流体圧アクチュエータを個々に作動させる流体圧は小さいため、外部変動要因により各流体圧アクチュエータにおける作動速度に差が生じても、その速度差は対象物の重力によりある程度自動調整される。そのため、各流体圧アクチュエータの速度が違うことにより、各流体圧アクチュエータが各移動方向とは違う方向へ動かす力を対象物から受ける不具合を抑制することができ、流体圧アクチュエータの破損を抑制することができる。 According to the fifth aspect of the invention, when the object is moved upward from the first position to the second position, the throttle valve adjuster is controlled so as to make the moving speed of the object coincide with the target value. On the other hand, when the object is moved downward from the second position to the first position, the movement speed of the object is not controlled by the throttle valve adjuster, and is naturally dropped using the gravity of the object. At this time, the pump output is lowered. Therefore, the throttle valve adjuster is provided only in the first path, and the configuration is simplified. Moreover, since it falls naturally using the gravity of a target object, energy required in order to move a target object can be suppressed. When an object falls naturally, the fluid pressure that individually activates each fluid pressure actuator is small. Therefore, even if there is a difference in the operation speed of each fluid pressure actuator due to external fluctuation factors, the speed difference depends on the gravity of the object. It is automatically adjusted to some extent. Therefore, the speed of each fluid pressure actuator is different, so that it is possible to suppress the problem that each fluid pressure actuator receives a force that moves in a direction different from each moving direction from the object, and to suppress the damage of the fluid pressure actuator. Can do.
<第1実施形態の構成>
図1は、本発明の第1実施形態を示す。第1実施形態は、一つのアクチュエータ10により対象物Tを水平方向に往復移動させるものに適用している。
<Configuration of the first embodiment>
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. The first embodiment is applied to one in which the object T is reciprocated in the horizontal direction by one
アクチュエータ10は、シリンダ11内でピストン13が摺動自在にされており、シリンダ11内の空間は、ピストン13により2つの圧力室14、15に分割されている。ピストン13の圧力室15側の面には、ピストンロッド12の一端部が固定されており、ピストンロッド12の他端部には、アクチュエータ10により移動される対象物Tが固定されている。
In the
各圧力室14、15には、それぞれ空気圧経路31、32を介して空気圧ポンプ(本発明の流体圧源に相当)40が接続されている。各空気圧経路31、32と空気圧ポンプ40との間には、切換弁33が設けられており、この切換弁33の切換作動により空気圧ポンプ40からの空気圧を各空気圧経路31、32のいずれかに切り換えて供給可能としている。また、各空気圧経路31、32中で、各圧力室14、15と切換弁33との間には、絞り弁21、22がそれぞれ介挿されている。
A pneumatic pump (corresponding to a fluid pressure source of the present invention) 40 is connected to each
各絞り弁21、22内には、第1経路31aと第2経路31bの2つの経路を備え、絞り弁21の第1経路31aには逆止弁23が接続されており、絞り弁21の第2経路31bには絞り弁が接続されている。また、絞り弁22の第1経路31aには絞り弁が接続されており、絞り弁22の第2経路31bには逆止弁24が接続されている。空気圧ポンプ40からの空気圧が空気圧経路31に供給されると、絞り弁21、22の各第1経路31aを通じて空気が流れる。一方、空気圧ポンプ40からの空気圧が空気圧経路32に供給されると、絞り弁21、22の各第2経路31bを通じて空気が流れる。また、各絞り弁21、22の絞り弁開度は、絞り弁調整器25、26により調整可能とされている。絞り弁開度が調整されることにより各絞り弁21、22の空気の通流抵抗が調整される。
Each
シリンダ11の外周上には、ピストン13の摺動範囲の両端位置に対応して第1、第2近接スイッチ51、52が設けられている。第1、第2近接スイッチ51、52は、ピストン13が接近すると、検出信号をそれぞれ発生する。
On the outer periphery of the
第1、第2近接スイッチ51、52の検出信号は、制御回路60に入力され、制御回路60は、アクチュエータ10により移動される対象物Tの移動速度が目標値となるように絞り弁調整器25、26を制御する。また、制御回路60は、空気圧ポンプ40を作動させ、それにより発生された空気圧を各圧力室14、15に切り換えて供給するため、空気圧ポンプ40及び切換弁33を制御する。制御回路60は、プログラム制御のコンピュータにより構成されている。
The detection signals of the first and second proximity switches 51 and 52 are input to the
<制御回路60によるアクチュエータ10の制御>
図1の状態で、空気圧ポンプ40を作動させると、空気圧ポンプ40が発生する空気圧は、切換弁33、空気圧経路31、絞り弁21における第1経路31aの逆止弁23を介してシリンダ11の圧力室14に供給される。また、圧力室15の空気圧は、空気圧経路32、絞り弁22における第1経路31a、切換弁33を介してサイレンサ35から大気中に放出される。そのため、ピストン13、ピストンロッド12、対象物Tは、絞り弁22の開度に応じた速度で、図1で右側に移動される。
<Control of
When the
その後、ピストン13が図1の仮想線で示すように右側端部まで移動すると、第2近接スイッチ52がピストン13の位置を検出して制御回路60に検出信号を入力する。この検出信号により制御回路60は、ピストン13が図1の実線で示す左側端部から仮想線で示す右側端部まで移動する時間を計測する。この計測時間によりピストン13の移動速度が目標値に対して速いか遅いかを判断し、絞り弁調整器26を制御して絞り弁22の開度を調整する。
Thereafter, when the
対象物Tが図1の仮想線で示す右側に移動した状態から実線で示す左側に移動させるときは、切換弁33を切換作動して、空気圧ポンプ40が発生する空気圧を、空気圧経路32、絞り弁22における第2経路31bの逆止弁24を介してシリンダ11の圧力室15に供給する。また、圧力室14の空気圧は、空気圧経路31、絞り弁21における第2経路31b、切換弁33を介してサイレンサ34から大気中に放出される。そのため、ピストン13、ピストンロッド12、対象物Tは、絞り弁21の開度に応じた速度で、図1で左側に移動される。
When the object T is moved to the left side indicated by the solid line from the state moved to the right side indicated by the phantom line in FIG. 1, the switching
ピストン13が図1の実線で示す左側端部まで移動すると、第1近接スイッチ51がピストン13の位置を検出して制御回路60に検出信号を入力する。この検出信号により制御回路60は、ピストン13が図1の仮想線で示す右側端部から実線で示す左側端部まで移動する時間を計測する。この計測時間によりピストン13の移動速度が目標値に対して速いか遅いかを判断し、絞り弁調整器25を制御して絞り弁21の開度を調整する。
When the
以上の作動を繰り返すことによりアクチュエータ10は対象物Tを往復移動することができる。
By repeating the above operation, the
なお、制御回路60は、第1、第2近接スイッチ51、52の検出信号に基づいてピストン13が左側端部と右側端部との間を移動する時間を計測しており、制御回路60のこの部分の機能は、第1、第2近接スイッチ51、52と共に本発明におけるセンサを構成している。
The
<絞り弁21、22の開度調整>
図2は、制御回路60の制御プログラムのうち、絞り弁調整器25、26を制御する絞り弁調整ルーチンを示す。絞り弁調整ルーチンは、アクチュエータ10により対象物Tが一端から他端まで移動される毎に実行される。即ち、第1、第2近接スイッチ51、52の検出信号が制御回路60に入力される都度実行される。
<Opening adjustment of
FIG. 2 shows a throttle valve adjustment routine for controlling the
絞り弁調整ルーチンが起動されると、ステップS1において、アクチュエータ10による対象物Tの移動時間tのデータが取り込まれる。移動時間tは、アクチュエータ10におけるピストン13がシリンダ11内で一端から他端まで移動する時間であり、第1近接スイッチ51及び第2近接スイッチ52の検出信号の時間差により検出される。
When the throttle valve adjustment routine is started, data of the movement time t of the object T by the
ステップS2では、カウンタCがインクリメントされる。カウンタCは、絞り弁調整ルーチンの実行回数を計数するものであり、次のステップS3では、カウンタCが予め設定した所定回数「5」以上か否か判定される。カウンタCが「5」に達するまではステップS3は否定判断されて絞り弁調整ルーチンの処理を終了するが、カウンタCが「5」に達してステップS3が肯定判断されると、ステップS4において移動時間tの5回分の平均値taを算出する。 In step S2, the counter C is incremented. The counter C counts the number of executions of the throttle valve adjustment routine. In the next step S3, it is determined whether or not the counter C is equal to or greater than a predetermined number “5” set in advance. Until the counter C reaches “5”, a negative determination is made in step S3 and the process of the throttle valve adjustment routine ends. When the counter C reaches “5” and an affirmative determination is made in step S3, the process moves in step S4. The average value ta for 5 times t is calculated.
ステップS5では、算出された平均値taが下限値ts以上か否かが判定される。平均値taが下限値ts以上であれば、ステップS5は肯定判断されて、ステップS7において、算出された平均値taが上限値tl以下か否かが判定される。ステップS5が否定判断された場合は、図3においてAの領域にあり、ステップS6が否定判断された場合は、図3においてCの領域にあり、ステップS5及びステップS6が共に肯定判断された場合は、図3においてBの領域にある。 In step S5, it is determined whether or not the calculated average value ta is greater than or equal to the lower limit value ts. If the average value ta is greater than or equal to the lower limit value ts, an affirmative determination is made in step S5, and in step S7, it is determined whether or not the calculated average value ta is less than or equal to the upper limit value tl. When step S5 is negatively determined, it is in the region A in FIG. 3, and when step S6 is negatively determined, it is in the region C in FIG. 3, and both step S5 and step S6 are positively determined. Is in the region B in FIG.
Aの領域は、絞り弁21、22の開度が大きいため空気圧ポンプ40からシリンダ11に供給される空気量が多すぎてピストン13の移動速度が速すぎることを意味する。そのため、ステップS7において、絞り弁21、22の開度Sをαだけ小さくする。
A region A means that the
Cの領域は、絞り弁21、22の開度が小さいため空気圧ポンプ40からシリンダ11に供給される空気量が少なすぎてピストン13の移動速度が遅すぎることを意味する。そのため、ステップS8において、絞り弁21、22の開度Sをαだけ大きくする。
The region C means that the
Bの領域は、対象物Tの移動時間tの平均値taが上限値tlと下限値tsとの間にあり、ピストン13の移動速度が遅くも速くもない丁度良い状態にあることを意味する。そのため、このときは絞り弁21、22の開度Sは変更されない。
The region B means that the average value ta of the moving time t of the object T is between the upper limit value tl and the lower limit value ts, and the moving speed of the
ステップS5又はステップS6において、対象物Tの移動時間tの妥当性が判断されると、ステップS9において、カウンタCがクリアされる。従って、対象物Tの移動が5回行われる毎に移動時間tの5回分の平均値taが求められ、対象物Tの移動時間tの妥当性が判断される。そして、対象物Tの移動時間tの平均値taが上限値tlと下限値tsとの間にない場合は、絞り弁21、22の開度調整が行われる。
When the validity of the moving time t of the object T is determined in step S5 or step S6, the counter C is cleared in step S9. Therefore, every time the target T is moved five times, an average value ta for the five times of the movement time t is obtained, and the validity of the movement time t of the target T is determined. When the average value ta of the movement time t of the object T is not between the upper limit value tl and the lower limit value ts, the opening adjustment of the
<第1実施形態の作用、効果>
第1実施形態によれば、アクチュエータ10により移動される対象物Tの移動時間の平均値taが目標値である上限値tlと下限値tsとの間の範囲から外れると、制御回路60により絞り弁調整器25、26は制御され、対象物Tの移動時間が目標範囲(図3のBの領域)となるように絞り弁21、22を調整する。従って、各種の外部変動要因の存在に係わらず、アクチュエータ10の速度を目標速度に維持することができる。
<Operation and effect of the first embodiment>
According to the first embodiment, when the average value ta of the movement time of the object T moved by the
第1実施形態によれば、アクチュエータ10は、対象物Tの移動時間tの所定回数(5回)の平均値taに基づいて、その速度を制御されるため、外部変動要因により流体圧アクチュエータの速度が頻繁に変動しても、その影響でアクチュエータ10の速度制御がハンチングを起こすことを抑制することができる。しかも、移動時間tを目標値になるように制御する際、目標値を上限値tlと下限値tsにより設定し、目標値に幅を持たせているため、制御のハンチングを抑制する効果を更に高めることができる。
According to the first embodiment, the speed of the
第1実施形態によれば、対象物Tが移動する時間tを計測することによりアクチュエータ10の作動速度、即ち対象物Tの移動速度の平均値taを求めており、対象物Tの移動の平均速度を簡単に求めることができる。従って、対象物Tが一端から他端まで移動する間の平均速度を、速度計により計測する場合に比べて簡単且つ正確に計測することができる。
According to the first embodiment, the operating speed of the
<第2実施形態の構成>
図4〜7は、本発明の第2実施形態を示す。第2実施形態が、第1実施形態に対して特徴とする点は、一つの対象物Tを4つのアクチュエータ10により上下方向に移動するものに適用した点である。その他の構成は、細部を除いて基本的に両者同一であり、同一の部分には同一の符号を付して再度の説明を省略する。
<Configuration of Second Embodiment>
4 to 7 show a second embodiment of the present invention. The feature of the second embodiment with respect to the first embodiment is that one object T is applied to one that moves up and down by four
図4のように、高さが低く平面方向に広い6面体形状の対象物Tに対して、対向する2つの側壁に2個ずつのブラケットBを固定し、このブラケットBにより4つのアクチュエータ10のピストンロッド12を結合している。
As shown in FIG. 4, two brackets B are fixed to two opposing side walls with respect to a hexahedron-shaped target T that is low in height and wide in the plane direction. The
図5は、図4においてX方向から見た対象物T及びアクチュエータ10を示しており、図5にて左右のアクチュエータ10に対して第1実施形態の場合と同様に、切換弁33、空気圧ポンプ40等が接続されている。ここでは、左右のアクチュエータ10は、切換弁33に対して並列接続されるように、空気圧経路31A、31B、32A、32Bが接続されている。なお、第1実施形態では、シリンダ11内の2つの圧力室14、15に接続された空気圧経路31、32に対してそれぞれ絞り弁21が接続されていたのに対し、ここでは、一方の空気圧経路32A、32Bに対してのみ絞り弁21が接続されている。各絞り弁21は、ピストン13が上昇するとき空気圧経路32Bの空気の流れが逆止弁23により阻止され、ピストン13が下降するとき空気圧経路32Bの空気の流れが逆止弁23により許容されるようにされている。
FIG. 5 shows the object T and the
図5では、左右に一つずつのアクチュエータ10が示されているが、図4のようにアクチュエータ10は、全部で4つあり、図5の各アクチュエータ10に隠れる位置に一つずつのアクチュエータ10が存在する。隠れたアクチュエータ10も切換弁33に対して並列接続されている。
In FIG. 5, one
図6のように、制御回路60の入力回路には、各アクチュエータ10の第1近接スイッチ51及び第2近接スイッチ52がそれぞれ接続されている。また、制御回路60の出力回路には、切換弁33の上昇側コイル33a及び下降側コイル33bが接続され、空気圧ポンプ40が接続されている。更に、制御回路60の出力回路には、各絞り弁調整器25がそれぞれ接続されている。
As shown in FIG. 6, the
<制御回路60によるアクチュエータ10の制御>
図5の状態で、空気圧ポンプ40を作動させると、空気圧ポンプ40が発生する空気圧は、切換弁33、空気圧経路31A又は31Bを介して各アクチュエータ10のシリンダ11の圧力室14に供給される。また、各アクチュエータ10の圧力室15の空気圧は、空気圧経路32A又は32B、絞り弁21における第1経路32a、切換弁33を介して大気中に放出される。そのため、各アクチュエータ10は、絞り弁21の開度に応じた速度で、対象物Tを上昇させる。
<Control of
When the
その後、対象物Tが図5に仮想線で示す上昇位置(本発明の第2位置に相当)まで移動して各ピストン13が図5に仮想線で示す上昇端部に到達すると、各第2近接スイッチ52がピストン13の位置を検出して制御回路60に検出信号を入力する。この検出信号により制御回路60は、各ピストン13が図5に実線で示す下降端部から仮想線で示す上昇端部まで移動する時間を計測する。この計測時間により各ピストン13の移動速度が目標値に対して速いか遅いかを判断し、絞り弁調整器25を制御して絞り弁21の開度を調整する。このときの調整は各アクチュエータ10に対応する各絞り弁調整器25毎に独立して行われる。
Thereafter, when the object T moves to the ascending position indicated by the phantom line in FIG. 5 (corresponding to the second position of the present invention) and each
対象物Tを図5に仮想線で示す上昇位置に移動した状態から図5に実線で示す下降位置(本発明の第1位置に相当)に下降させるときは、切換弁33を切換作動して、空気圧ポンプ40が発生する空気圧を、空気圧経路32A又は32B、各絞り弁21における第2経路32bの逆止弁23を介して各シリンダ11の圧力室15に供給する。また、各圧力室14の空気圧は、空気圧経路31A又は31B、切換弁33を介して大気中に放出される。そのため、各アクチュエータ10は、絞り弁21の開度とは関係なく下降される。このときの下降速度は、空気圧ポンプ40により供給される空気圧と対象物Tの重力により決定される。このように対象物Tの重力が下降速度に影響するため、下降速度が速すぎないように空気圧ポンプ40により供給される空気圧は、対象物Tを上昇させる場合に比べて小さくされる。
When the object T is lowered to the lowered position (corresponding to the first position of the present invention) indicated by the solid line in FIG. 5 from the state where it is moved to the raised position indicated by the phantom line in FIG. The air pressure generated by the
以上の作動を繰り返すことによりアクチュエータ10は対象物Tを上下に往復移動することができる。
By repeating the above operation, the
<空気圧ポンプ40の出力制御>
図7は、制御回路60の制御プログラムのうち、空気圧ポンプ40の出力を制御する空気圧ポンプ制御ルーチンを示す。空気圧ポンプ制御ルーチンは、各アクチュエータ10により対象物Tが下降位置と上昇位置との間で移動される毎に実行される。即ち、第1、第2近接スイッチ51、52の検出信号が制御回路60に入力される都度実行される。
<Output control of
FIG. 7 shows a pneumatic pump control routine for controlling the output of the
空気圧ポンプ制御ルーチンが起動されると、ステップS11において、切換弁33の上昇側コイル33aがオンされたか否かが判定される。上昇側コイル33aがオンされていて切換弁33が空気圧ポンプ40からの空気圧を圧力室14に供給する側に切り換えられている場合は、ステップS11は肯定判断されてステップS12において空気圧ポンプ40を定格出力で作動させる。一方、上昇側コイル33aがオンされておらず、切換弁33が空気圧ポンプ40からの空気圧を圧力室15に供給する側に切り換えられている場合は、ステップS11は否定判断されてステップS13において空気圧ポンプ40を定格出力よりも低い低出力で作動させる。
When the pneumatic pump control routine is activated, it is determined in step S11 whether or not the ascending
<第2実施形態の作用、効果>
第2実施形態によれば、4つのアクチュエータ10により一つの対象物Tを移動する場合、各アクチュエータ10は、それぞれ独立して同一の目標速度となるように制御され、結果として、各アクチュエータ10は同一速度で作動される。そのため、各アクチュエータ10は対象物Tを各位置で均等に作動することができる。従って、各アクチュエータ10の速度が違うことにより、各アクチュエータ10が各移動方向とは違う方向へ動かす力を対象物Tから受ける不具合を抑制することができる。
<Operation and effect of the second embodiment>
According to the second embodiment, when one object T is moved by the four
第2実施形態によれば、対象物Tを下降した位置から上昇した位置へ上昇移動するときは、絞り弁調整器25により対象物Tの移動速度を目標値に一致させるように制御する。一方、対象物Tを上昇した位置から下降した位置へ下降移動するときは、絞り弁調整器25による対象物Tの移動速度の制御は行わず、対象物Tの重力を利用して自然落下させる。このとき、空気圧ポンプ40の出力は低くされる。そのため、絞り弁調整器25は空気圧経路32A及び32Bのみに設けられ、構成が簡素化される。また、対象物Tの重力を利用して自然落下させるため、対象物Tを移動するために必要なエネルギを抑制することができる。対象物Tを自然落下させる場合、各アクチュエータ10を個々に作動させる流体圧は小さいため、外部変動要因により各アクチュエータ10における作動速度に差が生じても、その速度差は対象物Tの重力によりある程度自動調整される。そのため、各アクチュエータ10の速度が違うことにより、各アクチュエータ10が各移動方向とは違う方向へ動かす力を対象物Tから受ける不具合を抑制することができる。
According to the second embodiment, when the object T moves upward from the lowered position to the raised position, the
上記各実施形態において、ステップS5〜ステップS8の処理は、本発明の制御手段に相当する。また、ステップS1〜ステップS4及びステップS9の処理は、本発明の平均値算出手段に相当する。また、ステップS11〜ステップS13の処理は、本発明のポンプ出力切換手段に相当する。 In each of the above embodiments, the processing in steps S5 to S8 corresponds to the control means of the present invention. Moreover, the process of step S1-step S4 and step S9 is corresponded to the average value calculation means of this invention. Moreover, the process of step S11-step S13 is corresponded to the pump output switching means of this invention.
<他の実施形態>
以上、特定の実施形態について説明したが、本発明は、それらの外観、構成に限定されず、種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、上記実施形態では、対象物Tを直線移動するものに本発明を適用したが、本発明は、対象物Tを移動軌跡が円弧をなすように移動するもの、若しくは対象物Tを回転移動するものに適用してもよい。また、直線移動するものの場合でも、上記実施形態のように水平方向、垂直方向への移動の他に斜め方向に移動するものに適用してもよい。
<Other embodiments>
As mentioned above, although specific embodiment was described, this invention is not limited to those external appearances and structures, A various change, addition, and deletion are possible. For example, in the above embodiment, the present invention is applied to an object that moves the object T linearly. However, the present invention is an object that moves the object T so that the movement trajectory forms an arc, or rotationally moves the object T. You may apply to what you do. In addition, even in the case of moving in a straight line, the present invention may be applied to one that moves in an oblique direction in addition to movement in the horizontal direction and vertical direction as in the above embodiment.
上記実施形態では、アクチュエータ10を作動する流体圧を空気圧としたが、流体圧は油圧、水圧、負圧等としてもよい。
In the above embodiment, the fluid pressure that operates the
上記実施形態では、センサにより検出される速度代表値をアクチュエータ10のピストン13がシリンダ11内の両端間を移動する時間としたが、ピストン13、対象物T等の移動速度を計測する速度計の計測値としてもよい。
In the above embodiment, the speed representative value detected by the sensor is the time for the
10 アクチュエータ(流体圧アクチュエータ)
11 シリンダ
12 ピストンロッド
13 ピストン
14、15 圧力室
21、22 絞り弁
23、24 逆止弁
25、26 絞り弁調整器
31、31A、31B、32、32A、32B 空気圧経路(経路)
31a、32a 第1経路
31b、32b 第2経路
33 切換弁
33a 上昇側コイル
33b 下降側コイル
34、35 サイレンサ
40 空気圧ポンプ(流体圧源)
51 第1近接スイッチ(センサ)
52 第2近接スイッチ(センサ)
60 制御回路
T 対象物
B ブラケット
10 Actuator (fluid pressure actuator)
11
31a, 32a 1st path |
51 First proximity switch (sensor)
52 Second proximity switch (sensor)
60 Control circuit T Object B Bracket
Claims (5)
前記流体圧アクチュエータに流体を供給する経路中に設けられ、該経路を通流する流体の通流抵抗を設定する絞り弁と、
該絞り弁の通流抵抗を調整する絞り弁調整器と、
前記流体圧アクチュエータによる前記対象物の移動速度を代表する速度代表値を検出するセンサと、
該センサにより検出される速度代表値が、目標値となるように前記絞り弁調整器を調整制御する制御手段と
を備える流体圧アクチュエータの速度制御装置。 A fluid pressure actuator speed control device that is actuated by supply of fluid pressure from a fluid pressure source and moves an object,
A throttle valve that is provided in a path for supplying fluid to the fluid pressure actuator and sets a flow resistance of the fluid flowing through the path;
A throttle valve regulator for adjusting the flow resistance of the throttle valve;
A sensor for detecting a representative speed value representative of the moving speed of the object by the fluid pressure actuator;
A fluid pressure actuator speed control device comprising: control means for adjusting and controlling the throttle valve regulator so that a speed representative value detected by the sensor becomes a target value.
前記流体圧アクチュエータは複数個から成り、該複数個の流体圧アクチュエータを同じ速度で同時に作動させて一つの対象物を移動するように構成されており、
前記絞り弁、前記絞り弁調整器、前記センサ、及び前記制御手段は、前記各流体圧アクチュエータに対応してそれぞれ備え、
前記各制御手段は、前記各流体圧アクチュエータの作動速度を一致させるように制御する
流体圧アクチュエータの速度制御装置。 In claim 1,
The fluid pressure actuator includes a plurality of fluid pressure actuators, and the fluid pressure actuators are simultaneously operated at the same speed to move one object.
The throttle valve, the throttle valve regulator, the sensor, and the control means are respectively provided corresponding to the fluid pressure actuators,
Each said control means controls so that the operating speed of each said fluid pressure actuator may be made to correspond. Speed control apparatus of a fluid pressure actuator.
前記流体圧アクチュエータは、繰り返し作動されるものであり、
前記制御手段は、
前記流体圧アクチュエータが所定回数繰り返し作動される間、前記センサにより検出される速度代表値の平均値を算出する平均値算出手段を備え、
前記平均値算出手段により算出された平均値が前記目標値となるように制御する
流体圧アクチュエータの速度制御装置。 In claim 1 or 2,
The fluid pressure actuator is operated repeatedly,
The control means includes
An average value calculating means for calculating an average value of speed representative values detected by the sensor while the fluid pressure actuator is repeatedly operated a predetermined number of times;
A fluid pressure actuator speed control device that controls the average value calculated by the average value calculation means to be the target value.
前記対象物は、前記流体圧アクチュエータによって所定の第1位置から該第1位置とは離れた第2位置へ移動されるものであり、
前記速度代表値は、前記流体圧アクチュエータによって前記対象物を前記第1位置から前記第2位置へ移動するのに要する時間である
流体圧アクチュエータの速度制御装置。 In any one of Claims 1-3,
The object is moved from a predetermined first position to a second position separated from the first position by the fluid pressure actuator,
The speed representative value is a time required to move the object from the first position to the second position by the fluid pressure actuator.
前記対象物は、前記流体圧アクチュエータによって所定の第1位置と該第1位置に対して上方に離れた第2位置との間を往復移動されるものであり、
前記対象物を前記第1位置から前記第2位置へ移動させるときに前記流体圧アクチュエータに流体を供給する第1経路と、
前記対象物を前記第2位置から前記第1位置へ移動させるときに前記流体圧アクチュエータに流体を供給する第2経路と、
前記流体圧源からの流体圧を前記第1経路又は前記第2経路のいずれかに切り換えて供給する切換弁と、
前記流体圧源の出力を高低2段階に切り換えるポンプ出力切換手段とを備え、
前記絞り弁調整器は、前記第1経路中に設けられた前記絞り弁に設けられており、
前記ポンプ出力切換手段は、前記対象物を前記第2位置から前記第1位置へ移動させるとき、前記流体圧源の出力を低い側に切り換える
流体圧アクチュエータの速度制御装置。 In any one of Claims 1-3,
The object is reciprocated between a predetermined first position and a second position separated upward with respect to the first position by the fluid pressure actuator,
A first path for supplying a fluid to the fluid pressure actuator when moving the object from the first position to the second position;
A second path for supplying fluid to the fluid pressure actuator when moving the object from the second position to the first position;
A switching valve that supplies the fluid pressure from the fluid pressure source by switching to either the first path or the second path;
A pump output switching means for switching the output of the fluid pressure source in two stages of high and low,
The throttle valve adjuster is provided in the throttle valve provided in the first path,
The pump output switching means switches the output of the fluid pressure source to a lower side when moving the object from the second position to the first position.
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