JP3127171U - Air cylinder drive - Google Patents
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Abstract
【課題】従来ON/OFF制御で使われてきたロッドを有するエアシリンダを使い、精密な位置制御や力制御を行うことができるエアシリンダ駆動装置を提供する。
【解決手段】ロッドを有するエアシリンダ1と、エアシリンダ1に接続されるエアサーボ弁3と、エアサーボ弁3を駆動するコントローラ6と、エアシリンダ1のロッドに連結されその変位を検出する変位計7とを備え、コントローラ6は入力する指令信号と変位計7の変位信号との偏差を増幅してエアサーボ弁3を駆動し、前記偏差がゼロになるようにフィードバック制御する。またはエアシリンダ1のロッドに連結されそのロッドの負荷力を検出するロードセルを備え、コントローラ6は入力する指令信号とロードセルの負荷力信号との偏差を増幅してエアサーボ弁3を駆動し、前記偏差がゼロになるように制御する。前記ロードセルはロッドと負荷される部材との間に介設される。
【選択図】 図1To provide an air cylinder drive device that can perform precise position control and force control using an air cylinder having a rod that has been used in conventional ON / OFF control.
An air cylinder having a rod, an air servo valve connected to the air cylinder, a controller for driving the air servo valve, and a displacement meter connected to the rod of the air cylinder and detecting displacement thereof. The controller 6 amplifies the deviation between the input command signal and the displacement signal of the displacement meter 7 to drive the air servo valve 3, and performs feedback control so that the deviation becomes zero. Alternatively, a load cell connected to the rod of the air cylinder 1 and detecting the load force of the rod is provided, and the controller 6 drives the air servo valve 3 by amplifying the deviation between the input command signal and the load force signal of the load cell. Is controlled to be zero. The load cell is interposed between a rod and a member to be loaded.
[Selection] Figure 1
Description
本考案は、部品の疲労耐久試験機あるいは位置決め装置に関し、特には装置を構成するエアシリンダの駆動装置に関する。 The present invention relates to a component fatigue endurance tester or positioning device, and more particularly to a drive device for an air cylinder constituting the device.
従来、汎用のエアシリンダは負荷を所定距離移動させる目的、例えば材料試験における負荷機構として使用される。図3は、一般的なエアシリンダ駆動装置の概略を示す図である。図3において、エアシリンダ1は、チューブと、ピストンとロッドなどで構成され、一般的な汎用品である。圧縮空気源2は、圧縮空気を電磁弁31へ供給する。圧縮空気の圧力は例えば0.3〜0.7MPaである。電磁弁31は、入力するON/OFF制御信号に従って、エアシリンダ1へ接続されている2本のエア配管に対して給気・排気の切り替えをする。負荷対象物32は固定用の治具9、10により固定される。治具9はロッドの先端に締着され、治具10はエアシリンダ1とともに筐体(図示しない)に定着される。 Conventionally, general-purpose air cylinders are used for the purpose of moving a load by a predetermined distance, for example, as a load mechanism in a material test. FIG. 3 is a diagram showing an outline of a general air cylinder driving device. In FIG. 3, the air cylinder 1 is composed of a tube, a piston, a rod, and the like, and is a general general-purpose product. The compressed air source 2 supplies compressed air to the electromagnetic valve 31. The pressure of the compressed air is, for example, 0.3 to 0.7 MPa. The electromagnetic valve 31 switches between air supply and exhaust for the two air pipes connected to the air cylinder 1 in accordance with an input ON / OFF control signal. The load object 32 is fixed by the fixing jigs 9 and 10. The jig 9 is fastened to the tip of the rod, and the jig 10 is fixed together with the air cylinder 1 to a housing (not shown).
負荷対象物32に圧縮方向の負荷加重を作用させるON/OFF制御信号が入力した場合、電磁弁31はエアシリンダ1の左の部屋に圧縮空気を給気すると同時に、エアシリンダ1の右の部屋の空気を大気へ放出する。負荷対象物32に引張方向の負荷加重を作用させるON/OFF制御信号が入力した場合は、左右の部屋の給気・排気を逆にする。ロッドの停止位置をエアシリンダ1のストロークエンド以外に設定する場合は、所定位置にストッパー(図示しない)を配設する。図3に示すエアシリンダ駆動装置は、ON/OFF制御で作動する装置であり、精密な位置制御や力制御を行うのは困難を伴う。 When an ON / OFF control signal for applying a load load in the compression direction is input to the load object 32, the electromagnetic valve 31 supplies compressed air to the left chamber of the air cylinder 1 and at the same time the right chamber of the air cylinder 1. The air is released into the atmosphere. When an ON / OFF control signal for applying a load load in the tensile direction is input to the load object 32, the air supply / exhaust of the left and right rooms are reversed. When the stop position of the rod is set at a position other than the stroke end of the air cylinder 1, a stopper (not shown) is disposed at a predetermined position. The air cylinder driving device shown in FIG. 3 is a device that operates by ON / OFF control, and it is difficult to perform precise position control and force control.
しかし近年、サーボ機構を利用して位置制御・力制御特性を向上させるシステムも提案されており、空気圧を利用した高性能のアクチュエータの実用化が進められている。油圧式サーボと同様な制御システムを空気圧で構築し、精度の高い制御を実現した、疲労耐久試験機が提案されている。(例えば非特許文献1参照)
従来ON/OFF制御で使われてきたロッドを有するエアシリンダを使い、精密な位置制御や力制御を行うことができるエアシリンダ駆動装置を提供する。 Provided is an air cylinder driving device capable of performing precise position control and force control using an air cylinder having a rod that has been used in conventional ON / OFF control.
圧縮空気源からの圧縮空気がバルブを介して供給されこの圧縮空気により作動するロッドを有するエアシリンダを備えたエアシリンダ駆動装置において、前記バルブをエアサーボ弁で構成するとともに、該エアサーボ弁を駆動制御するコントローラと、前記エアシリンダのロッドに連結されその変位を検出する変位計とを備え、前記コントローラは入力する指令信号と前記変位計の変位信号との偏差がゼロになるように制御する。前記変位計はエアシリンダに並列して設置することが望ましい。 In an air cylinder driving apparatus having an air cylinder having a rod which is supplied with compressed air from a compressed air source through a valve and is actuated by the compressed air, the valve is constituted by an air servo valve and the air servo valve is driven and controlled. And a displacement meter connected to the rod of the air cylinder and detecting the displacement thereof, the controller controls so that the deviation between the input command signal and the displacement signal of the displacement meter becomes zero. The displacement meter is preferably installed in parallel with the air cylinder.
圧縮空気源からの圧縮空気がバルブを介して供給されこの圧縮空気により作動するロッドを有するエアシリンダを備えたエアシリンダ駆動装置において、前記バルブをエアサーボ弁で構成するとともに、該エアサーボ弁を駆動制御するコントローラと、前記エアシリンダのロッドに連結されそのロッドの負荷力を検出するロードセルとを備え、前記コントローラは入力する指令信号と前記ロードセルの負荷力信号との偏差がゼロになるように制御する。前記ロードセルはロッドと負荷される部材との間に介設することが望ましい。 In an air cylinder driving apparatus having an air cylinder having a rod which is supplied with compressed air from a compressed air source through a valve and is actuated by the compressed air, the valve is constituted by an air servo valve and the air servo valve is driven and controlled. And a load cell connected to the rod of the air cylinder for detecting the load force of the rod, and the controller controls the deviation between the input command signal and the load force signal of the load cell to be zero. . The load cell is preferably interposed between the rod and the member to be loaded.
本考案のエアシリンダ駆動装置では、従来ON/OFF制御で使われてきた汎用のエアシリンダがサーボ制御され、該エアシリンダのロッドは任意位置または任意負荷力で制御・駆動されるため、油圧を使用しない小形疲労耐久試験機あるいは位置決め装置への適用が期待できる。また、この小形疲労耐久試験機においては、主要部のアクチュエータが汎用のエアシリンダで構成されるため、安価な装置の提供が期待できる。 In the air cylinder drive device of the present invention, a general-purpose air cylinder that has been conventionally used in ON / OFF control is servo-controlled, and the rod of the air cylinder is controlled and driven by an arbitrary position or an arbitrary load force. Application to a small fatigue endurance tester or positioning device that is not used is expected. Further, in this small fatigue endurance tester, since the actuator of the main part is composed of a general-purpose air cylinder, provision of an inexpensive device can be expected.
圧縮空気源より供給される圧縮空気は、フィルタを通過し清浄化され、レギュレータで一定圧力に調整される。 The compressed air supplied from the compressed air source passes through the filter, is purified, and is adjusted to a constant pressure by a regulator.
以下、本考案の2つの実施例について図を参照して説明する。 Hereinafter, two embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
はじめに第1の実施例について図1を参照して説明する。図1は、本考案のエアシリンダ駆動装置で変位計をエアシリンダに並列して設置した図である。図1において、エアシリンダ1は、チューブと、ピストンとロッドなどで構成され、従来ON/OFF制御で使われてきた汎用品である。前記チューブの内径は例えば80mmである。圧縮空気源2は、圧縮空気をエアサーボ弁3へ供給する。圧縮空気の圧力は例えば0.5MPaである。エアサーボ弁3は入力する制御信号に応じて、エアシリンダ1へ接続されるエア配管4、5の空気流量を変え、制御信号の極性に応じてエア配管4、5に対する給気・排気の切り替えをする。エア配管4またはエア配管5からの排気は、エアサーボ弁3に配設された大気開口部3aを介して大気に放出される。コントローラ6は、変位信号と指令信号との差を増幅し、制御信号としてエアサーボ弁3に送信しこれを駆動する。変位計7は、ロッドの変位を検出し、変位信号としてコントローラ6へ送信する。試験片8は固定用の治具9、10により固定される。治具9はロッドの先端に配設され、治具10は筐体(図示しない)に配設される。エアシリンダ1とエアサーボ弁3はベース板11に固定され、ベース板11は筐体(図示しない)に固定される。回り止め12はロッドの回転防止のガイドとして機能する。
First, a first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram in which a displacement meter is installed in parallel with an air cylinder in the air cylinder driving device of the present invention. In FIG. 1, an air cylinder 1 is composed of a tube, a piston, a rod, and the like, and is a general-purpose product that has been used in conventional ON / OFF control. The inner diameter of the tube is, for example, 80 mm. The compressed air source 2 supplies compressed air to the air servo valve 3. The pressure of the compressed air is, for example, 0.5 MPa. The air servo valve 3 changes the air flow rate of the
ロッドの位置(変位信号)が指令信号の示す位置より左にある場合は、コントローラ6はその差を増幅し、制御信号としてエアサーボ弁3へ送信する。エアサーボ弁3はエア配管4を介してエアシリンダ1の左の部屋に圧縮空気を給気すると同時にエア配管5を介して右の部屋の空気を排気しロッドの位置を右に移動させる。給気・排気の空気流量は制御信号により制御される。ロッドの位置(変位信号)が指令信号の示す位置より右にある場合は、制御信号の極性が反転し、エアサーボ弁3はエア配管5を介してエアシリンダ1の右の部屋に圧縮空気を給気すると同時にエア配管4を介して左の部屋の空気を排気しロッドの位置を左に移動させる。
When the rod position (displacement signal) is on the left side of the position indicated by the command signal, the controller 6 amplifies the difference and transmits it to the air servo valve 3 as a control signal. The air servo valve 3 supplies compressed air to the left chamber of the air cylinder 1 via the
本考案は以上の構成であるから、図1に示す装置は、コントローラ6に入力される指令信号(試験波形)と変位計7の変位信号との偏差を増幅してエアサーボ弁3を駆動し、前記偏差がゼロになるようにフィードバック制御する装置であり、容量が例えば2kNでストロークが例えば±25mmの小形疲労耐久試験機として機能する。 Since the present invention has the above-described configuration, the apparatus shown in FIG. 1 drives the air servo valve 3 by amplifying the deviation between the command signal (test waveform) input to the controller 6 and the displacement signal of the displacement meter 7. It is a device that performs feedback control so that the deviation becomes zero, and functions as a small fatigue endurance tester having a capacity of, for example, 2 kN and a stroke of, for example, ± 25 mm.
つぎに第2の実施例について図2を参照して説明する。図2は、本考案のエアシリンダ駆動装置でロードセルをロッドと負荷される部材との間に介設した図である。図2において、エアシリンダ1は、チューブと、ピストンとロッドなどで構成され、従来ON/OFF制御で使われてきた汎用品である。前記チューブの内径は例えば80mmである。圧縮空気源2は、圧縮空気をエアサーボ弁3へ供給する。圧縮空気の圧力は例えば0.5MPaである。エアサーボ弁3は入力する制御信号に応じて、エアシリンダ1へ接続されるエア配管4、5の空気流量を変え、制御信号の極性に応じてエア配管4、5に対する給気・排気の切り替えをする。エア配管4またはエア配管5からの排気は、エアサーボ弁3に配設された大気開口部3aを介して大気に放出される。コントローラ6は、負荷力信号と指令信号との差を増幅し、制御信号としてエアサーボ弁3に送信しこれを駆動する。ロードセル21は、ロッドの先端に配設され、負荷力を検出し、負荷力信号としてコントローラ6へ送信する。試験片8は固定用の治具9、10により固定される。治具9はロードセル21を介してロッドの先端に配設され、治具10は筐体(図示しない)に配設される。エアシリンダ1とエアサーボ弁3はベース板22に固定され、ベース板22は筐体(図示しない)に固定される。回り止め12はロッドの回転防止のガイドとして機能する。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a view in which a load cell is interposed between a rod and a member to be loaded in the air cylinder driving device of the present invention. In FIG. 2, the air cylinder 1 is a general-purpose product that includes a tube, a piston, a rod, and the like, and has been used in conventional ON / OFF control. The inner diameter of the tube is, for example, 80 mm. The compressed air source 2 supplies compressed air to the air servo valve 3. The pressure of the compressed air is, for example, 0.5 MPa. The air servo valve 3 changes the air flow rate of the
試験片8への力(負荷力信号)が指令信号の示す力より小さい場合は、コントローラ6はその差を増幅し、制御信号としてエアサーボ弁3へ送信する。エアサーボ弁3はエア配管4を介してエアシリンダ1の左の部屋に圧縮空気を給気すると同時にエア配管5を介して右の部屋の空気を排気しロッドを右に移動させる。給気・排気の空気流量は制御信号により制御される。試験片8への力(負荷力信号)が指令信号の示す力より大きい場合は、制御信号の極性が反転し、エアサーボ弁3はエア配管5を介してエアシリンダ1の右の部屋に圧縮空気を給気すると同時にエア配管4を介して左の部屋の空気を排気しロッドを左に移動させる。
When the force on the test piece 8 (load force signal) is smaller than the force indicated by the command signal, the controller 6 amplifies the difference and transmits it to the air servo valve 3 as a control signal. The air servo valve 3 supplies compressed air to the left chamber of the air cylinder 1 through the
本考案は以上の構成であるから、図2に示す装置は、コントローラ6に入力される指令信号(試験波形)とロードセル21の負荷力信号との偏差を増幅してエアサーボ弁3を駆動し、前記偏差がゼロになるようにフィードバック制御する装置であり、容量が例えば2kNでストロークが例えば±25mmの小形疲労耐久試験機として機能する。 Since the present invention has the above configuration, the apparatus shown in FIG. 2 drives the air servo valve 3 by amplifying the deviation between the command signal (test waveform) input to the controller 6 and the load force signal of the load cell 21. It is a device that performs feedback control so that the deviation becomes zero, and functions as a small fatigue endurance tester having a capacity of, for example, 2 kN and a stroke of, for example, ± 25 mm.
図1に示す第1の実施例においては、装置は小形疲労耐久試験機として機能しているが、試験片8と、治具9、10とを除去し、エアシリンダ1のロッドの先端に負荷対象物を配設することにより、装置は位置決め装置として機能する。このような位置決め装置にも本考案は適用可能である。
また、図1に示す第1の実施例では負荷力を検出するロードセルが配設されていないが、ロードセルを治具9とロッド先端との間に介設しその出力信号(負荷力信号)をコントローラ6へ送信するようにしてもよい。コントローラ6は送信される変位信号と負荷力信号を使い、試験片8の変形量と荷重の関係をサンプリングし、表示器に表示する。このような機能を有する小形疲労耐久試験機にも本考案は適用可能であり装置は図示例に限定されない。
In the first embodiment shown in FIG. 1, the apparatus functions as a small fatigue endurance tester, but the test piece 8 and jigs 9 and 10 are removed and a load is applied to the rod end of the air cylinder 1. By arranging the object, the device functions as a positioning device. The present invention can also be applied to such a positioning device.
In the first embodiment shown in FIG. 1, the load cell for detecting the load force is not provided. However, the load cell is interposed between the jig 9 and the rod tip, and the output signal (load force signal) is output. You may make it transmit to the controller 6. FIG. The controller 6 samples the relationship between the amount of deformation of the test piece 8 and the load using the displacement signal and load force signal transmitted, and displays them on the display. The present invention can be applied to a small fatigue durability tester having such a function, and the apparatus is not limited to the illustrated example.
部品の疲労耐久試験機あるいは位置決め装置に関し、特には装置を構成するエアシリンダの駆動装置に関する。 The present invention relates to a component fatigue endurance tester or a positioning device, and more particularly to an air cylinder driving device constituting the device.
1 エアシリンダ
2 圧縮空気源
3 エアサーボ弁
3a 大気開口部
4 エア配管
5 エア配管
6 コントローラ
7 変位計
8 試験片
9 治具
10 治具
11 ベース板
12 回り止め
21 ロードセル
22 ベース板
31 電磁弁
32 負荷対象物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Air cylinder 2 Compressed air source 3 Air servo valve 3a
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006007355U JP3127171U (en) | 2006-09-11 | 2006-09-11 | Air cylinder drive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006007355U JP3127171U (en) | 2006-09-11 | 2006-09-11 | Air cylinder drive |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2009192777A Continuation JP2009275917A (en) | 2009-08-24 | 2009-08-24 | Air cylinder driving device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP3127171U true JP3127171U (en) | 2006-11-24 |
Family
ID=43476906
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006007355U Ceased JP3127171U (en) | 2006-09-11 | 2006-09-11 | Air cylinder drive |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3127171U (en) |
-
2006
- 2006-09-11 JP JP2006007355U patent/JP3127171U/en not_active Ceased
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