JP3199783B2 - 流体回路 - Google Patents
流体回路Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、流体圧回路の流体圧力
を圧力センサを用いて検出する流体回路に関する。
を圧力センサを用いて検出する流体回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来例において流体圧力検出に用いられ
る空気圧によるブリッジ回路を以下に説明する。図７
は、ロボットのアームの先端に接続されて、物品等の搬
送に用いられる吸着用パッドの物品等に対する吸着状態
の確認を行うための空気圧ブリッジの回路構成図であ
り、図８は、微小距離等を測定する空気マイクロメータ
に用いられる空気圧ブリッジの回路構成図である。
る空気圧によるブリッジ回路を以下に説明する。図７
は、ロボットのアームの先端に接続されて、物品等の搬
送に用いられる吸着用パッドの物品等に対する吸着状態
の確認を行うための空気圧ブリッジの回路構成図であ
り、図８は、微小距離等を測定する空気マイクロメータ
に用いられる空気圧ブリッジの回路構成図である。
【０００３】図７における空気圧ブリッジ回路２は、可
変空気絞り弁Ｓ1 、検出部ノズルＳ 2 、基準可変絞り弁
Ｓ3 、Ｓ4 と、負圧源６と、圧力センサが内蔵された差
圧変換器８とから構成されている。
変空気絞り弁Ｓ1 、検出部ノズルＳ 2 、基準可変絞り弁
Ｓ3 、Ｓ4 と、負圧源６と、圧力センサが内蔵された差
圧変換器８とから構成されている。
【０００４】一方、図８に示す空気圧ブリッジ回路４
は、図７に示す空気圧ブリッジ回路２に対し、基準可変
絞り弁Ｓ4 側が常に排気される点、並びに負圧源６に代
替して正圧供給源７が接続されている点が異なる。
は、図７に示す空気圧ブリッジ回路２に対し、基準可変
絞り弁Ｓ4 側が常に排気される点、並びに負圧源６に代
替して正圧供給源７が接続されている点が異なる。
【０００５】なお、図７および図８において、参照符号
Ｗはワークを示し、また参照符号Ｐ A 、ＰB 、ＰC は夫
々の位置における流体の圧力を示し、さらに、図８にお
いて、参照符号９は差圧変換器を示している。
Ｗはワークを示し、また参照符号Ｐ A 、ＰB 、ＰC は夫
々の位置における流体の圧力を示し、さらに、図８にお
いて、参照符号９は差圧変換器を示している。
【０００６】ここで、空気圧ブリッジ回路２、４の動作
を説明すると、まず、検出部ノズルＳ2 をワークＷに近
接させない状態にし、基準可変絞り弁Ｓ4 を調節して差
圧変換器８、９に加わる圧力を平衡させ、圧力Ｐ1 ≒Ｐ
2 の状態にする。次に、検出部ノズルＳ2 をワークＷに
近接させ、その時に生じる圧力Ｐ1 とＰ2 との差圧（Ｐ
2 −Ｐ1 ）を図示しない圧力センサにより検出し、その
差圧（Ｐ2 −Ｐ1 ）に対応した電気信号に変換して、こ
れを差圧変換器８、９から出力する。
を説明すると、まず、検出部ノズルＳ2 をワークＷに近
接させない状態にし、基準可変絞り弁Ｓ4 を調節して差
圧変換器８、９に加わる圧力を平衡させ、圧力Ｐ1 ≒Ｐ
2 の状態にする。次に、検出部ノズルＳ2 をワークＷに
近接させ、その時に生じる圧力Ｐ1 とＰ2 との差圧（Ｐ
2 −Ｐ1 ）を図示しない圧力センサにより検出し、その
差圧（Ｐ2 −Ｐ1 ）に対応した電気信号に変換して、こ
れを差圧変換器８、９から出力する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の技術では、流体圧回路の抵抗素子として働く基準
可変絞り弁Ｓ3 、Ｓ4 が非線形特性を有し、また、図７
および図８における基準可変絞り弁Ｓ4 側の空気圧回路
は、常時、流体を吸引または排気することになり流体エ
ネルギを浪費しているという問題がある。ここで、流体
を吸引または排気することにより、使用流体圧が減少す
る結果、空気圧源が負圧の場合には吸着不足によるワー
ク等の落下を生じ、空気圧源が正圧の場合には、圧力不
足を生じるという問題もある。
従来の技術では、流体圧回路の抵抗素子として働く基準
可変絞り弁Ｓ3 、Ｓ4 が非線形特性を有し、また、図７
および図８における基準可変絞り弁Ｓ4 側の空気圧回路
は、常時、流体を吸引または排気することになり流体エ
ネルギを浪費しているという問題がある。ここで、流体
を吸引または排気することにより、使用流体圧が減少す
る結果、空気圧源が負圧の場合には吸着不足によるワー
ク等の落下を生じ、空気圧源が正圧の場合には、圧力不
足を生じるという問題もある。
【０００８】また、前記可変絞り弁Ｓ1 、Ｓ3 、Ｓ
4は、この種の装置に多数組み込まれており、しかも空
気中の塵埃等により目詰まりを起こしやすく、経時変化
も大きく、さらに圧力Ｐ1 側とＰ2 側との平衡をとるた
めの操作が面倒となる等の不都合が存在している。
4は、この種の装置に多数組み込まれており、しかも空
気中の塵埃等により目詰まりを起こしやすく、経時変化
も大きく、さらに圧力Ｐ1 側とＰ2 側との平衡をとるた
めの操作が面倒となる等の不都合が存在している。
【０００９】さらに、流体が流路を流れる際、圧力損失
を生じ、これが流路抵抗となって流路の任意の位置の圧
力を電気信号に変換した場合に誤差を生ずる原因となっ
ている。
を生じ、これが流路抵抗となって流路の任意の位置の圧
力を電気信号に変換した場合に誤差を生ずる原因となっ
ている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、第１の流体流路と第２の流体流路との
間に介装される可変絞り弁Ｓ1と、第１の流体流路と第
２の流体流路との間に介装される可変絞り弁Ｓ1と、ワ
ークＷを吸着する検出部ノズルＳ2と、前記可変絞り弁
Ｓ1を通過した第１流体流路における流体の圧力ＰAを電
気信号に変換して、ＰA対応電気信号を出力する第１圧
力変換器と、前記可変絞り弁Ｓ1の前段の第２流体流路
における流体の圧力ＰBを電気信号に変換して、ＰB対応
電気信号を出力する第２圧力変換器と、前記第１圧力変
換器の出力信号であるＰA対応電気信号を電圧ＶAに変換
する第１圧力対応電圧発生器と、前記第２圧力変換器の
出力信号であるＰB対応電気信号を電圧ＶBに変換する第
２圧力対応電圧発生器と、分圧することにより、前記電
圧ＶAを基準電圧ＶCに調整する可変抵抗Ｒ1および可変
抵抗Ｒ2を含むブリッジ回路と、前記電圧ＶBと基準電圧
ＶCとの電圧差（ＶB−ＶC）を検出して出力信号を導出
する電圧差検出器とを備え、前記ブリッジ回路を構成す
る可変抵抗Ｒ1および可変抵抗Ｒ2を調整して平衡させ電
圧ＶB≒ＶCの状態とし、前記検出部ノズルＳ2にワーク
Ｗを吸着させることにより、圧力ＰAと圧力ＰBに差圧が
発生し、この差圧を前記電圧差（ＶB−ＶC）として出力
することを特徴とする。
めに、本発明は、第１の流体流路と第２の流体流路との
間に介装される可変絞り弁Ｓ1と、第１の流体流路と第
２の流体流路との間に介装される可変絞り弁Ｓ1と、ワ
ークＷを吸着する検出部ノズルＳ2と、前記可変絞り弁
Ｓ1を通過した第１流体流路における流体の圧力ＰAを電
気信号に変換して、ＰA対応電気信号を出力する第１圧
力変換器と、前記可変絞り弁Ｓ1の前段の第２流体流路
における流体の圧力ＰBを電気信号に変換して、ＰB対応
電気信号を出力する第２圧力変換器と、前記第１圧力変
換器の出力信号であるＰA対応電気信号を電圧ＶAに変換
する第１圧力対応電圧発生器と、前記第２圧力変換器の
出力信号であるＰB対応電気信号を電圧ＶBに変換する第
２圧力対応電圧発生器と、分圧することにより、前記電
圧ＶAを基準電圧ＶCに調整する可変抵抗Ｒ1および可変
抵抗Ｒ2を含むブリッジ回路と、前記電圧ＶBと基準電圧
ＶCとの電圧差（ＶB−ＶC）を検出して出力信号を導出
する電圧差検出器とを備え、前記ブリッジ回路を構成す
る可変抵抗Ｒ1および可変抵抗Ｒ2を調整して平衡させ電
圧ＶB≒ＶCの状態とし、前記検出部ノズルＳ2にワーク
Ｗを吸着させることにより、圧力ＰAと圧力ＰBに差圧が
発生し、この差圧を前記電圧差（ＶB−ＶC）として出力
することを特徴とする。
【００１１】また、本発明は、第１の流体流路と第２の
流体流路との間に介装される絞り弁と、前記第１流体流
路における流体の圧力を電気信号に変換する第１の変換
回路と、前記第１流体流路の圧力Ａと前記第２流体流路
の圧力Ｂの差圧を電気信号に変換する第２の変換回路
と、前記第１変換回路の出力信号ＰA と前記第２変換回
路の出力信号（ＰB −ＰA ）を演算回路に入力してＰA
＋（ＰB −ＰA ）からなる演算を行う演算回路と、前記
第１変換回路と前記演算回路の出力側に接続され、前記
第１変換回路の出力信号ＰA と前記演算回路の出力信号
ＰBとの偏差を出力する偏差出力回路と、を備えること
を特徴とする。
流体流路との間に介装される絞り弁と、前記第１流体流
路における流体の圧力を電気信号に変換する第１の変換
回路と、前記第１流体流路の圧力Ａと前記第２流体流路
の圧力Ｂの差圧を電気信号に変換する第２の変換回路
と、前記第１変換回路の出力信号ＰA と前記第２変換回
路の出力信号（ＰB −ＰA ）を演算回路に入力してＰA
＋（ＰB −ＰA ）からなる演算を行う演算回路と、前記
第１変換回路と前記演算回路の出力側に接続され、前記
第１変換回路の出力信号ＰA と前記演算回路の出力信号
ＰBとの偏差を出力する偏差出力回路と、を備えること
を特徴とする。
【００１２】さらに、本発明は、第１の流体流路と第２
の流体流路との間に介装される絞り弁と、前記第１流体
流路における流体の圧力を電気信号に変換する第１の変
換回路と、前記第１流体流路の圧力Ａと前記第２流体流
路の圧力Ｂの差圧を電気信号に変換する第２の変換回路
と、前記第１変換回路の出力信号ＰBと前記第２変換回
路の出力信号（ＰA −ＰB ）を演算回路に入力してＰB
＋（ＰA −ＰB ）からなる演算を行う演算回路と、前記
第１変換回路と前記演算回路の出力側に接続され、前記
第１変換回路の出力信号ＰB と前記演算回路の出力信号
ＰAとの偏差を出力する偏差出力回路と、を備えること
を特徴とする。
の流体流路との間に介装される絞り弁と、前記第１流体
流路における流体の圧力を電気信号に変換する第１の変
換回路と、前記第１流体流路の圧力Ａと前記第２流体流
路の圧力Ｂの差圧を電気信号に変換する第２の変換回路
と、前記第１変換回路の出力信号ＰBと前記第２変換回
路の出力信号（ＰA −ＰB ）を演算回路に入力してＰB
＋（ＰA −ＰB ）からなる演算を行う演算回路と、前記
第１変換回路と前記演算回路の出力側に接続され、前記
第１変換回路の出力信号ＰB と前記演算回路の出力信号
ＰAとの偏差を出力する偏差出力回路と、を備えること
を特徴とする。
【００１３】さらにまた、本発明は、第１の流体流路と
第２の流体流路との間に介装される絞り弁と、前記第１
流体流路における流体の圧力を電気信号に変換する第１
の変換回路と、前記第２流体流路における流体の圧力を
電気信号に変換する第２の変換回路と、大気圧を電気信
号に変換する第３の変換回路と、前記第１乃至第３変換
回路の出力側に接続され、前記第１変換回路の出力信号
Ａと前記第２変換回路の出力信号Ｂと前記第３変換回路
の出力信号Ｃを入力し、予め設定された前記絞り弁の流
量特性に基づいて、前記絞り弁を通過する流量を演算す
る演算手段と、を備えることを特徴とする。
第２の流体流路との間に介装される絞り弁と、前記第１
流体流路における流体の圧力を電気信号に変換する第１
の変換回路と、前記第２流体流路における流体の圧力を
電気信号に変換する第２の変換回路と、大気圧を電気信
号に変換する第３の変換回路と、前記第１乃至第３変換
回路の出力側に接続され、前記第１変換回路の出力信号
Ａと前記第２変換回路の出力信号Ｂと前記第３変換回路
の出力信号Ｃを入力し、予め設定された前記絞り弁の流
量特性に基づいて、前記絞り弁を通過する流量を演算す
る演算手段と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
【作用】上記の本発明に係る流体回路では、第１流体流
路の流体の圧力を電気信号に変換する第１圧力変換器
と、前記電気信号を電圧に変換する第１圧力対応電圧発
生器の出力信号Ａと、第２流体流路の流体の圧力を電気
信号に変換する第２圧力変換器と、前記電気信号を電圧
に変換する第２圧力対応電圧発生器の出力信号Ｂとの偏
差を求め、その偏差に対応した流体圧力を検出すること
ができる。
路の流体の圧力を電気信号に変換する第１圧力変換器
と、前記電気信号を電圧に変換する第１圧力対応電圧発
生器の出力信号Ａと、第２流体流路の流体の圧力を電気
信号に変換する第２圧力変換器と、前記電気信号を電圧
に変換する第２圧力対応電圧発生器の出力信号Ｂとの偏
差を求め、その偏差に対応した流体圧力を検出すること
ができる。
【００１５】また、第１流体流路の圧力を電気信号に変
換する第１変換回路を備えてその出力信号ＰA と、前記
第１流体流路の圧力Ａと第２流体流路の圧力Ｂの差圧を
電気信号に変換する第２変換回路を備えてその出力信号
（ＰB −ＰA ）とを、ＰA ＋（ＰB −ＰA ）からなる演
算を行う演算回路に入力して、前記演算回路から出力信
号ＰB を出力し、前記出力信号ＰA と出力信号ＰB との
偏差を求め、その偏差に対応した流体圧力を検出するこ
とも可能である。
換する第１変換回路を備えてその出力信号ＰA と、前記
第１流体流路の圧力Ａと第２流体流路の圧力Ｂの差圧を
電気信号に変換する第２変換回路を備えてその出力信号
（ＰB −ＰA ）とを、ＰA ＋（ＰB −ＰA ）からなる演
算を行う演算回路に入力して、前記演算回路から出力信
号ＰB を出力し、前記出力信号ＰA と出力信号ＰB との
偏差を求め、その偏差に対応した流体圧力を検出するこ
とも可能である。
【００１６】さらに、第１流体流路の圧力を電気信号に
変換する第１変換回路の出力信号Ａと、第２流体流路の
圧力を電気信号に変換する第２変換回路の出力信号Ｂ
と、大気圧を電気信号に変換する第３変換回路の出力信
号Ｃを演算手段に入力し、前記演算手段は、予め設定さ
れた絞り弁の流量特性に基づいて演算を行うことにより
前記絞り弁を通過する流量を検出することができる。
変換する第１変換回路の出力信号Ａと、第２流体流路の
圧力を電気信号に変換する第２変換回路の出力信号Ｂ
と、大気圧を電気信号に変換する第３変換回路の出力信
号Ｃを演算手段に入力し、前記演算手段は、予め設定さ
れた絞り弁の流量特性に基づいて演算を行うことにより
前記絞り弁を通過する流量を検出することができる。
【実施例】本発明に係る流体回路について好適な実施例
を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明す
る。
を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明す
る。
【００１７】図１は、本発明の第１の実施例に係る流体
回路の構成図である。
回路の構成図である。
【００１８】流体回路１０は、可変空気絞り弁Ｓ1 、検
出部ノズルＳ2 、第１圧力変換器１２、第２圧力変換器
１４、第１圧力対応電圧発生器１６、第２圧力対応電圧
発生器１８、電圧差検出器２０、可変抵抗Ｒ1、Ｒ2 お
よび負圧源２２から構成される。この場合、参照符号Ｐ
A 、ＰB は夫々の位置における流体の圧力を示し、ま
た、参照符号ＶA 、ＶB 、ＶC は夫々の位置における電
圧を示し、さらに、参照符号Ｗは、搬送される物品等の
ワークを示す。
出部ノズルＳ2 、第１圧力変換器１２、第２圧力変換器
１４、第１圧力対応電圧発生器１６、第２圧力対応電圧
発生器１８、電圧差検出器２０、可変抵抗Ｒ1、Ｒ2 お
よび負圧源２２から構成される。この場合、参照符号Ｐ
A 、ＰB は夫々の位置における流体の圧力を示し、ま
た、参照符号ＶA 、ＶB 、ＶC は夫々の位置における電
圧を示し、さらに、参照符号Ｗは、搬送される物品等の
ワークを示す。
【００１９】ここで、第１と第２の圧力変換器１２、１
４は、各々、可変空気絞り弁Ｓ1 の前後の第１流体流路
１９と第２流体流路２１の流体の圧力を検出して、その
検出圧力に対応した電気信号を発生させる。
４は、各々、可変空気絞り弁Ｓ1 の前後の第１流体流路
１９と第２流体流路２１の流体の圧力を検出して、その
検出圧力に対応した電気信号を発生させる。
【００２０】また、図２は、図１の負圧源２２に代替し
て、正圧供給源２６が接続されている場合の流体回路２
４の構成図であり、空気圧源が負圧源２２と正圧源２６
のみ異なるだけで回路構成は同様であるので、その詳細
な説明を省略する。
て、正圧供給源２６が接続されている場合の流体回路２
４の構成図であり、空気圧源が負圧源２２と正圧源２６
のみ異なるだけで回路構成は同様であるので、その詳細
な説明を省略する。
【００２１】次に、上記のように構成される流体回路１
０の動作を説明する。
０の動作を説明する。
【００２２】初めに、第１圧力変換器１２は、可変空気
絞り弁Ｓ1 を通過した第１流体流路１９の流体の圧力Ｐ
A を電気信号に変換して、ＰA 対応電気信号を出力す
る。同様に、第２圧力変換器１４は、可変空気絞り弁Ｓ
1 の前段の第２流体流路２１の流体の圧力ＰB を電気信
号に変換して、ＰB 対応電気信号を出力する。なお、前
記第１および第２圧力変換器１２、１４の内部には、図
示しない半導体圧力センサが内蔵されている。次に、前
記第１および第２圧力変換器１２、１４の出力信号であ
るＰA 対応電気信号とＰB 対応電気信号を夫々圧力対応
電圧発生器１６、１８に入力することにより、圧力ＰA
および圧力ＰB に対応する電圧ＶA 、電圧ＶB を発生さ
せることができる。電圧ＶA は可変抵抗Ｒ1 を調節して
分圧することにより基準電圧ＶC とし、電圧差検出器２
０は、電圧ＶB と基準電圧ＶC との電圧差（ＶB −
ＶC ）を検出して出力信号を取り出すことができる。
絞り弁Ｓ1 を通過した第１流体流路１９の流体の圧力Ｐ
A を電気信号に変換して、ＰA 対応電気信号を出力す
る。同様に、第２圧力変換器１４は、可変空気絞り弁Ｓ
1 の前段の第２流体流路２１の流体の圧力ＰB を電気信
号に変換して、ＰB 対応電気信号を出力する。なお、前
記第１および第２圧力変換器１２、１４の内部には、図
示しない半導体圧力センサが内蔵されている。次に、前
記第１および第２圧力変換器１２、１４の出力信号であ
るＰA 対応電気信号とＰB 対応電気信号を夫々圧力対応
電圧発生器１６、１８に入力することにより、圧力ＰA
および圧力ＰB に対応する電圧ＶA 、電圧ＶB を発生さ
せることができる。電圧ＶA は可変抵抗Ｒ1 を調節して
分圧することにより基準電圧ＶC とし、電圧差検出器２
０は、電圧ＶB と基準電圧ＶC との電圧差（ＶB −
ＶC ）を検出して出力信号を取り出すことができる。
【００２３】このような動作のもとに、まず検出部ノズ
ルＳ2 を非吸着状態にし、可変抵抗Ｒ1 、Ｒ2 を調節し
てブリッジ回路を平衡させ電圧ＶB ≒ＶC の状態にす
る。次に、検出部ノズルＳ2 にワークＷを吸着させるこ
とにより圧力ＰA と圧力ＰB に差圧（ＰB −ＰA ）が発
生し、この差圧（ＰB −ＰA ）は、電圧ＶB と基準電圧
ＶC との電圧差（ＶB −ＶC ）として検出することがで
きる。
ルＳ2 を非吸着状態にし、可変抵抗Ｒ1 、Ｒ2 を調節し
てブリッジ回路を平衡させ電圧ＶB ≒ＶC の状態にす
る。次に、検出部ノズルＳ2 にワークＷを吸着させるこ
とにより圧力ＰA と圧力ＰB に差圧（ＰB −ＰA ）が発
生し、この差圧（ＰB −ＰA ）は、電圧ＶB と基準電圧
ＶC との電圧差（ＶB −ＶC ）として検出することがで
きる。
【００２４】同様に、図２に示す流体回路２４では、検
出部ノズルＳ2 からワークＷに対して送出される流体の
圧力ＰB と第１流体通路１９の流体の圧力ＰA との差圧
（Ｐ B −ＰA ）が電圧差（ＶB −ＶC ）として検出され
る。
出部ノズルＳ2 からワークＷに対して送出される流体の
圧力ＰB と第１流体通路１９の流体の圧力ＰA との差圧
（Ｐ B −ＰA ）が電圧差（ＶB −ＶC ）として検出され
る。
【００２５】この実施例の場合、制作が困難で高価な可
変空気絞り弁Ｓ1 は１個でよく、また、圧力ＰA を線形
特性の良好な第１圧力変換器１２によって検出し、電圧
信号として得ているため、安価で且つ高精度に圧力を検
出可能な流体回路１０、２４を提供することができる。
変空気絞り弁Ｓ1 は１個でよく、また、圧力ＰA を線形
特性の良好な第１圧力変換器１２によって検出し、電圧
信号として得ているため、安価で且つ高精度に圧力を検
出可能な流体回路１０、２４を提供することができる。
【００２６】次に、流体回路に圧力変換器および差圧変
換器の両方を用い、演算回路を組み込んだ第２の実施例
について説明する。
換器の両方を用い、演算回路を組み込んだ第２の実施例
について説明する。
【００２７】図３および図４は、第２の実施例に係る流
体回路３０、３２の構成図である。流体回路３０、３２
は、ともに、第１流体流路２３の圧力ＰC に対応する電
気信号（以下、ＰC 対応電気信号という）と、第２流体
流路２５の圧力ＰD に対応する電気信号（以下、ＰD 対
応電気信号という）を取り出して比較することにより圧
力を検出することができる。なお、図３と図４におい
て、同一の構成要素には同一の参照符号を付して説明す
る。
体回路３０、３２の構成図である。流体回路３０、３２
は、ともに、第１流体流路２３の圧力ＰC に対応する電
気信号（以下、ＰC 対応電気信号という）と、第２流体
流路２５の圧力ＰD に対応する電気信号（以下、ＰD 対
応電気信号という）を取り出して比較することにより圧
力を検出することができる。なお、図３と図４におい
て、同一の構成要素には同一の参照符号を付して説明す
る。
【００２８】図３および図４における流体回路３０、３
２は、それぞれ可変空気絞り弁Ｓ1 、検出部ノズル
Ｓ2 、負圧源３４、圧力変換器３６、差圧変換器３８、
Ａ／Ｄ変換器４０、４２、演算回路４４、第１圧力対応
電圧発生器４６、第２圧力対応電圧発生器４８および電
圧差検出器５０から構成されている。なお、参照符号Ｐ
C 、ＰD は、夫々の位置における圧力を示し、参照符号
ＶC 、ＶD 、ＶE は夫々の位置における電圧を示し、さ
らに、Ｒ1 、Ｒ2 は可変抵抗を示している。
２は、それぞれ可変空気絞り弁Ｓ1 、検出部ノズル
Ｓ2 、負圧源３４、圧力変換器３６、差圧変換器３８、
Ａ／Ｄ変換器４０、４２、演算回路４４、第１圧力対応
電圧発生器４６、第２圧力対応電圧発生器４８および電
圧差検出器５０から構成されている。なお、参照符号Ｐ
C 、ＰD は、夫々の位置における圧力を示し、参照符号
ＶC 、ＶD 、ＶE は夫々の位置における電圧を示し、さ
らに、Ｒ1 、Ｒ2 は可変抵抗を示している。
【００２９】次に、図３に示す流体回路３０の動作を説
明する。
明する。
【００３０】圧力変換器３６は、内蔵された半導体圧力
センサ（図示せず）により、可変空気絞り弁Ｓ1 を通過
した第１流体流路２３の流体の圧力ＰC をＰC 対応電気
信号に変換する。差圧変換器３８は、前記可変空気絞り
弁Ｓ1 を通過した第１流体流路２３の流体の圧力Ｐ
C と、可変空気絞り弁Ｓ1 の前段の第２流体流路２５の
流体の圧力ＰD とを受け、該差圧変換器３８の内部に設
けられた半導体圧力センサ（図示せず）により検知し
て、前記圧力ＰC と圧力ＰDとの圧力差を電気信号とし
ての差圧信号（ＰD −ＰC ）に変換して出力する。
センサ（図示せず）により、可変空気絞り弁Ｓ1 を通過
した第１流体流路２３の流体の圧力ＰC をＰC 対応電気
信号に変換する。差圧変換器３８は、前記可変空気絞り
弁Ｓ1 を通過した第１流体流路２３の流体の圧力Ｐ
C と、可変空気絞り弁Ｓ1 の前段の第２流体流路２５の
流体の圧力ＰD とを受け、該差圧変換器３８の内部に設
けられた半導体圧力センサ（図示せず）により検知し
て、前記圧力ＰC と圧力ＰDとの圧力差を電気信号とし
ての差圧信号（ＰD −ＰC ）に変換して出力する。
【００３１】なお、Ａ／Ｄ変換器４０、４２は、圧力変
換器３６および差圧変換器３８の夫々から出力されたア
ナログ信号をデジタル信号に変換するものである。この
デジタル化されたＰC 対応電気信号（以下、これを必要
に応じＰC とする）および差圧信号（ＰD −ＰC ）を演
算回路４４に入力する。演算回路４４では、前記入力さ
れた信号により、ＰC ＋（ＰD −ＰC ）という演算を行
い、演算回路４４の出力側からＰD 対応電気信号を取り
出すことができる。
換器３６および差圧変換器３８の夫々から出力されたア
ナログ信号をデジタル信号に変換するものである。この
デジタル化されたＰC 対応電気信号（以下、これを必要
に応じＰC とする）および差圧信号（ＰD −ＰC ）を演
算回路４４に入力する。演算回路４４では、前記入力さ
れた信号により、ＰC ＋（ＰD −ＰC ）という演算を行
い、演算回路４４の出力側からＰD 対応電気信号を取り
出すことができる。
【００３２】ここで取り出されたＰD 対応電気信号は、
第２流体流路２５の圧力ＰD をダイレクトに電気信号に
変換した場合と比較して、負圧源３４の圧力変動による
誤差を生ずることがない。一方、流体は粘性を持ってお
り、この粘性によって流体流路内の流れに摩擦損失が生
じ、これが各流路において流路抵抗として働き誤差を発
生させる原因となっている。本実施例における流体回路
３０では、差圧変換器３８の出力側から差圧信号（ＰD
−ＰC ）を取り出して電気信号に変換してから、演算回
路４４において、ＰC ＋（ＰD −ＰC ）という演算を行
い、ＰD 対応電気信号を取り出しているので、誤差のな
い値を演算回路４４の出力側から出力することが可能で
ある。
第２流体流路２５の圧力ＰD をダイレクトに電気信号に
変換した場合と比較して、負圧源３４の圧力変動による
誤差を生ずることがない。一方、流体は粘性を持ってお
り、この粘性によって流体流路内の流れに摩擦損失が生
じ、これが各流路において流路抵抗として働き誤差を発
生させる原因となっている。本実施例における流体回路
３０では、差圧変換器３８の出力側から差圧信号（ＰD
−ＰC ）を取り出して電気信号に変換してから、演算回
路４４において、ＰC ＋（ＰD −ＰC ）という演算を行
い、ＰD 対応電気信号を取り出しているので、誤差のな
い値を演算回路４４の出力側から出力することが可能で
ある。
【００３３】このようにして出力されたＰC 対応電気信
号を第１圧力対応電圧発生器４６に入力し、同様に、Ｐ
D 対応電気信号を第２圧力対応電圧発生器４８に入力す
る。前記第１圧力対応電圧発生器４６および第２圧力対
応電圧発生器４８では、圧力ＰC および圧力ＰD に対応
する電圧ＶC 、電圧ＶD を発生させることができる。電
圧ＶC は可変抵抗Ｒ1 、Ｒ2 を調節して分圧することに
より、基準電圧ＶE とし、電圧差検出器５０は、電圧Ｖ
D と基準電圧ＶE との電圧差（ＶD −ＶE ）を検出して
出力信号を取り出すことができる。
号を第１圧力対応電圧発生器４６に入力し、同様に、Ｐ
D 対応電気信号を第２圧力対応電圧発生器４８に入力す
る。前記第１圧力対応電圧発生器４６および第２圧力対
応電圧発生器４８では、圧力ＰC および圧力ＰD に対応
する電圧ＶC 、電圧ＶD を発生させることができる。電
圧ＶC は可変抵抗Ｒ1 、Ｒ2 を調節して分圧することに
より、基準電圧ＶE とし、電圧差検出器５０は、電圧Ｖ
D と基準電圧ＶE との電圧差（ＶD −ＶE ）を検出して
出力信号を取り出すことができる。
【００３４】このような動作のもとに、まず、検出部ノ
ズルＳ2 にワークＷを近接させない状態で可変抵抗
Ｒ1 、Ｒ2 を調節してブリッジ回路を平衡させ、電圧Ｖ
D ≒ＶE の状態にする。次に、検出部ノズルＳ2 にワー
クＷを吸着させることにより圧力ＰC と圧力ＰD に差圧
（ＰD −ＰC ）が発生し、この差圧（ＰD −ＰC ）は、
電圧ＶD と基準電圧ＶE との電圧差（ＶD −ＶE ）とし
て検出することができる。
ズルＳ2 にワークＷを近接させない状態で可変抵抗
Ｒ1 、Ｒ2 を調節してブリッジ回路を平衡させ、電圧Ｖ
D ≒ＶE の状態にする。次に、検出部ノズルＳ2 にワー
クＷを吸着させることにより圧力ＰC と圧力ＰD に差圧
（ＰD −ＰC ）が発生し、この差圧（ＰD −ＰC ）は、
電圧ＶD と基準電圧ＶE との電圧差（ＶD −ＶE ）とし
て検出することができる。
【００３５】同様にして、図４の流体回路３２におい
て、演算回路４４に差圧信号（ＰC −ＰD ）とＰD 対応
電気信号を入力し、演算回路４４において、ＰD ＋（Ｐ
C −Ｐ D ）という演算を行うことにより、演算回路４４
の出力側からＰC 対応電気信号を取り出すことができ、
他方からＰD 対応電気信号を取り出すことができる。
て、演算回路４４に差圧信号（ＰC −ＰD ）とＰD 対応
電気信号を入力し、演算回路４４において、ＰD ＋（Ｐ
C −Ｐ D ）という演算を行うことにより、演算回路４４
の出力側からＰC 対応電気信号を取り出すことができ、
他方からＰD 対応電気信号を取り出すことができる。
【００３６】以上のようにして、取り出したＰC 対応電
気信号およびＰD 対応電気信号を、夫々第１圧力対応電
圧発生器４６および第２圧力対応電圧発生器４８に入力
して、図３と同様の作用のもとに電圧差検出器５０にお
いて電圧ＶD と基準電圧ＶE との電圧差（ＶD −ＶE ）
として検出することができる。
気信号およびＰD 対応電気信号を、夫々第１圧力対応電
圧発生器４６および第２圧力対応電圧発生器４８に入力
して、図３と同様の作用のもとに電圧差検出器５０にお
いて電圧ＶD と基準電圧ＶE との電圧差（ＶD −ＶE ）
として検出することができる。
【００３７】なお、演算回路４４から出力されるＰC 対
応電気信号は、第１流体流路２３の圧力ＰC に対応して
誤差のない値で電気信号として取り出すことができるこ
とは、図３と同様である。
応電気信号は、第１流体流路２３の圧力ＰC に対応して
誤差のない値で電気信号として取り出すことができるこ
とは、図３と同様である。
【００３８】次に、本発明の第３の実施例に係る流体回
路を図５に示す。
路を図５に示す。
【００３９】本実施例の流体回路６０は、可変空気絞り
弁Ｓ1 と圧力源６２との間の流体流路６４、および可変
空気絞り弁Ｓ1 と検出部ノズルＳ2 との間の流体流路６
６に夫々圧力変換器６８、７０およびＡ／Ｄ変換器７
２、７４を接続し、前記Ａ／Ｄ変換器７２、７４の出力
端は夫々コントローラ７６に接続する。また、前記コン
トローラ７６には、Ａ／Ｄ変換器８０を介して大気圧側
の圧力変換器７８が接続されている。前記Ａ／Ｄ変換器
７２、７４、８０の出力端側には、Ｉ／Ｏインタフェー
ス８２が接続され、前記Ｉ／Ｏインタフェース８２の出
力端に演算手段として機能するＣＰＵ８４が接続され、
前記ＣＰＵ８４には電圧／圧力変換テーブルが格納され
たメモリ８６およびＩ／Ｆ８８、９０、９２が接続され
ている。なお、前記Ｉ／Ｆ９２の出力端には、表示器９
４が接続されるとともに、Ｉ／Ｆ９０にキーボード９６
が接続されている。また、Ｉ／Ｆ８８には、音、光を出
力し、あるいは信号を受信して他の目的に供するための
出力機器８９が接続される。
弁Ｓ1 と圧力源６２との間の流体流路６４、および可変
空気絞り弁Ｓ1 と検出部ノズルＳ2 との間の流体流路６
６に夫々圧力変換器６８、７０およびＡ／Ｄ変換器７
２、７４を接続し、前記Ａ／Ｄ変換器７２、７４の出力
端は夫々コントローラ７６に接続する。また、前記コン
トローラ７６には、Ａ／Ｄ変換器８０を介して大気圧側
の圧力変換器７８が接続されている。前記Ａ／Ｄ変換器
７２、７４、８０の出力端側には、Ｉ／Ｏインタフェー
ス８２が接続され、前記Ｉ／Ｏインタフェース８２の出
力端に演算手段として機能するＣＰＵ８４が接続され、
前記ＣＰＵ８４には電圧／圧力変換テーブルが格納され
たメモリ８６およびＩ／Ｆ８８、９０、９２が接続され
ている。なお、前記Ｉ／Ｆ９２の出力端には、表示器９
４が接続されるとともに、Ｉ／Ｆ９０にキーボード９６
が接続されている。また、Ｉ／Ｆ８８には、音、光を出
力し、あるいは信号を受信して他の目的に供するための
出力機器８９が接続される。
【００４０】本実施例の流体回路６０は以上のように構
成され、次にその動作を説明する。
成され、次にその動作を説明する。
【００４１】先ず、可変空気絞り弁Ｓ1 を通過する流体
の圧力ＰA と、可変空気絞り弁Ｓ1 を通過する前段の流
体の圧力ＰB を圧力変換器６８、７０を介してＡ／Ｄ変
換器７２、７４に入力する。すなわち、各流体の圧力Ｐ
A 、ＰB は圧力変換器６８、７０でアナログの電気信号
に変換され、前記変換された電気信号はＡ／Ｄ変換器７
２、７４によりデジタルの電気信号に変換されてコント
ローラ７６のＩ／Ｏインタフェース８２に入力される。
同様にして大気圧Ｐ0 も圧力変換器７８によって電気信
号に変換され、Ａ／Ｄ変換器８０を介して該Ｉ／Ｏイン
タフェース８２に入力される。コントローラ７６のＣＰ
Ｕ８４では、メモリ８６に格納された電圧／圧力変換テ
ーブルにより各電気信号が対応する圧力値に変換され
る。
の圧力ＰA と、可変空気絞り弁Ｓ1 を通過する前段の流
体の圧力ＰB を圧力変換器６８、７０を介してＡ／Ｄ変
換器７２、７４に入力する。すなわち、各流体の圧力Ｐ
A 、ＰB は圧力変換器６８、７０でアナログの電気信号
に変換され、前記変換された電気信号はＡ／Ｄ変換器７
２、７４によりデジタルの電気信号に変換されてコント
ローラ７６のＩ／Ｏインタフェース８２に入力される。
同様にして大気圧Ｐ0 も圧力変換器７８によって電気信
号に変換され、Ａ／Ｄ変換器８０を介して該Ｉ／Ｏイン
タフェース８２に入力される。コントローラ７６のＣＰ
Ｕ８４では、メモリ８６に格納された電圧／圧力変換テ
ーブルにより各電気信号が対応する圧力値に変換され
る。
【００４２】一方、ＣＰＵ８４では、ワークＷを吸着し
ない初期状態において、仮想のブリッジ回路を平衡状態
とすべくＰA ×Ｓ4 ＝ＰB ×Ｓ3 が成り立つように
Ｓ3 、Ｓ 4 の値を設定する。前記設定指示は、キーボー
ド９６を介して行う。
ない初期状態において、仮想のブリッジ回路を平衡状態
とすべくＰA ×Ｓ4 ＝ＰB ×Ｓ3 が成り立つように
Ｓ3 、Ｓ 4 の値を設定する。前記設定指示は、キーボー
ド９６を介して行う。
【００４３】次に、検出部ノズルＳ2 にワークＷを吸着
させ、その時の可変空気絞り弁Ｓ1 を通過した流体の圧
力ＰA 、可変空気絞り弁Ｓ1 を通過する前段の流体の圧
力Ｐ B 、大気圧Ｐ0 および前記設定したＳ3 、Ｓ4 の値
を用いてＣＰＵ８４で演算する。
させ、その時の可変空気絞り弁Ｓ1 を通過した流体の圧
力ＰA 、可変空気絞り弁Ｓ1 を通過する前段の流体の圧
力Ｐ B 、大気圧Ｐ0 および前記設定したＳ3 、Ｓ4 の値
を用いてＣＰＵ８４で演算する。
【００４４】すなわち、前記入力された各圧力ＰA 、Ｐ
B およびＰ0 に基づいて、Ｑ＝ｆ（ＰC 、Ｐ0 、Ｓ4 ）
を表す差圧流量特性曲線（図６参照）から流量Ｑを求め
る。ここで、前記差圧流量特性曲線は、各ＰC の値に対
する大気圧Ｐ0と流量との関数を示し、ＰC はＰA 、Ｐ
B からなる関数ｇ（ＰA 、ＰB ）を示す。これらの関数
ｆおよびｇは、可変空気絞り弁Ｓ1 および検出部ノズル
Ｓ2 の特性によって決定される。このようにして流量Ｑ
1 が設定された後、さらに、前記流量Ｑ1 をＱ＝ｆ（Ｐ
A 、ＰC 、Ｓ3 ）に代入してＰC の値を設定する。この
ようにして設定されたＰC の値を再度上式Ｑ＝ｆ
（ＰC 、Ｐ0 、Ｓ4 ）に代入し、これを繰り返すことに
より両式を充足させる流量Ｑを求めることができる。こ
の流量Ｑは、可変空気絞り弁Ｓ1 を通過する流量を示し
ている。従って、前記演算結果である流量Ｑの値に基づ
いて、ワークＷが確実に吸着されているかどうかを確認
することができる。前記流量Ｑをもとにして判断し、こ
の判断結果からＩ／Ｆ９２を介して出力信号、圧力異常
信号、圧力表示信号、圧力状態信号等を出力することが
できる。なお、このようにして流量Ｑを求めた場合、検
出部ノズルＳ2 の非線形特性を充分に考慮して、高精度
な制御を行うことが可能となる。
B およびＰ0 に基づいて、Ｑ＝ｆ（ＰC 、Ｐ0 、Ｓ4 ）
を表す差圧流量特性曲線（図６参照）から流量Ｑを求め
る。ここで、前記差圧流量特性曲線は、各ＰC の値に対
する大気圧Ｐ0と流量との関数を示し、ＰC はＰA 、Ｐ
B からなる関数ｇ（ＰA 、ＰB ）を示す。これらの関数
ｆおよびｇは、可変空気絞り弁Ｓ1 および検出部ノズル
Ｓ2 の特性によって決定される。このようにして流量Ｑ
1 が設定された後、さらに、前記流量Ｑ1 をＱ＝ｆ（Ｐ
A 、ＰC 、Ｓ3 ）に代入してＰC の値を設定する。この
ようにして設定されたＰC の値を再度上式Ｑ＝ｆ
（ＰC 、Ｐ0 、Ｓ4 ）に代入し、これを繰り返すことに
より両式を充足させる流量Ｑを求めることができる。こ
の流量Ｑは、可変空気絞り弁Ｓ1 を通過する流量を示し
ている。従って、前記演算結果である流量Ｑの値に基づ
いて、ワークＷが確実に吸着されているかどうかを確認
することができる。前記流量Ｑをもとにして判断し、こ
の判断結果からＩ／Ｆ９２を介して出力信号、圧力異常
信号、圧力表示信号、圧力状態信号等を出力することが
できる。なお、このようにして流量Ｑを求めた場合、検
出部ノズルＳ2 の非線形特性を充分に考慮して、高精度
な制御を行うことが可能となる。
【００４５】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る流体回路で
は、次のような効果を有する。
は、次のような効果を有する。
【００４６】流体の圧力を電気信号に変換する第１、第
２圧力変換器を設けることにより、流体回路の抵抗要素
となる可変絞り弁の個数を減らすことができる。
２圧力変換器を設けることにより、流体回路の抵抗要素
となる可変絞り弁の個数を減らすことができる。
【００４７】また、流体回路内の圧力Ａと圧力Ｂとの差
圧を電気信号に変換し、演算回路に入力して演算を行う
ことにより、流路の圧力損失から生じる流路抵抗による
誤差をなくすことができる。
圧を電気信号に変換し、演算回路に入力して演算を行う
ことにより、流路の圧力損失から生じる流路抵抗による
誤差をなくすことができる。
【００４８】さらに、変換した電気信号を数値演算等の
演算手段に入力して絞り弁の流量特性から前記絞り弁を
通過する流量を求めることにより、ワーク等の吸着の確
認等を行うことができる。これによって安価且つ高精度
な流体回路を提供することができる。
演算手段に入力して絞り弁の流量特性から前記絞り弁を
通過する流量を求めることにより、ワーク等の吸着の確
認等を行うことができる。これによって安価且つ高精度
な流体回路を提供することができる。
【図１】本発明の第１の実施例に係る負圧の場合におけ
る流体回路の構成図である。
る流体回路の構成図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る正圧の場合におけ
る流体回路の構成図である。
る流体回路の構成図である。
【図３】本発明の第２の実施例に係る流体回路の構成図
である。
である。
【図４】本発明の第２の実施例に係る流体回路の構成図
である。
である。
【図５】本発明の第３の実施例に係る流体回路の構成図
である。
である。
【図６】流量特性を示す関係説明図である。
【図７】従来例における流体回路の構成図である。
【図８】従来例における流体回路の構成図である。
２、４…空気圧ブリッジ回路 ６、７、２２、２６、３４…空気圧源 ８、９、３８…差圧変換器 １０、２４、３０、３２、６０…流体回路 １２、１４、３６、６８、７０、７８…圧力変換器 １６、１８、４６、４８…圧力対応電圧発生器 １９、２３…第１流体流路 ２０、５０…電圧差検出器 ２１、２５…第２流体流路 ４４…演算回路
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−316976（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−58042（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−75420（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01L 9/00 B25J 19/02
Claims (1)
- 【請求項１】第１の流体流路と第２の流体流路との間に
介装される可変絞り弁Ｓ1と、 ワークＷを吸着する検出部ノズルＳ2と、 前記可変絞り弁Ｓ1を通過した第１流体流路における流
体の圧力ＰAを電気信号に変換して、ＰA対応電気信号を
出力する第１圧力変換器と、 前記可変絞り弁Ｓ1の前段の第２流体流路における流体
の圧力ＰBを電気信号に変換して、ＰB対応電気信号を出
力する第２圧力変換器と、 前記第１圧力変換器の出力信号であるＰA対応電気信号
を電圧ＶAに変換する第１圧力対応電圧発生器と、 前記第２圧力変換器の出力信号であるＰB対応電気信号
を電圧ＶBに変換する第２圧力対応電圧発生器と、 分圧することにより、前記電圧ＶAを基準電圧ＶCに調整
する可変抵抗Ｒ1および可変抵抗Ｒ2を含むブリッジ回路
と、 前記電圧ＶBと基準電圧ＶCとの電圧差（ＶB−ＶC）を検
出して出力信号を導出する電圧差検出器とを備え、 前記ブリッジ回路を構成する可変抵抗Ｒ1および可変抵
抗Ｒ2を調整して平衡させ電圧ＶB≒ＶCの状態とし、前
記検出部ノズルＳ2にワークＷを吸着させることによ
り、圧力ＰAと圧力ＰBに差圧が発生し、この差圧を前記
電圧差（ＶB−ＶC）として出力することを特徴とする流
体回路。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23051691A JP3199783B2 (ja) | 1990-11-30 | 1991-09-10 | 流体回路 |
| EP92919504A EP0603396B1 (en) | 1991-09-09 | 1992-09-09 | Vacuum-chuck ascertaining apparatus and vacuum-chuck ascertaining pressure level setting method |
| PCT/JP1992/001148 WO1993004963A1 (en) | 1991-09-09 | 1992-09-09 | Vacuum-chuck ascertaining apparatus and vacuum-chuck ascertaining pressure level setting method |
| DE69225486T DE69225486T2 (de) | 1991-09-09 | 1992-09-09 | Gerät zur funktionsüberwachung eines sauggreifers und verfahren zur einstellung des druckniveaus für die funktionsüberwachung eines saugreifers |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-334816 | 1990-11-30 | ||
| JP33481690 | 1990-11-30 | ||
| JP23051691A JP3199783B2 (ja) | 1990-11-30 | 1991-09-10 | 流体回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0539801A JPH0539801A (ja) | 1993-02-19 |
| JP3199783B2 true JP3199783B2 (ja) | 2001-08-20 |
Family
ID=26529386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23051691A Expired - Fee Related JP3199783B2 (ja) | 1990-11-30 | 1991-09-10 | 流体回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3199783B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7278728B2 (ja) | 2018-08-01 | 2023-05-22 | 日本ギア工業株式会社 | バルブアクチュエータ |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8340791B2 (en) * | 2009-10-01 | 2012-12-25 | Rosemount Inc. | Process device with sampling skew |
| JP5556363B2 (ja) * | 2010-05-20 | 2014-07-23 | 富士電機株式会社 | 真空計 |
-
1991
- 1991-09-10 JP JP23051691A patent/JP3199783B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7278728B2 (ja) | 2018-08-01 | 2023-05-22 | 日本ギア工業株式会社 | バルブアクチュエータ |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0539801A (ja) | 1993-02-19 |
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