JP3626220B2 - Pneumatic cylinder stop control device - Google Patents

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JP3626220B2
JP3626220B2 JP29755393A JP29755393A JP3626220B2 JP 3626220 B2 JP3626220 B2 JP 3626220B2 JP 29755393 A JP29755393 A JP 29755393A JP 29755393 A JP29755393 A JP 29755393A JP 3626220 B2 JP3626220 B2 JP 3626220B2
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piston rod
distance
stop
pneumatic cylinder
brake mechanism
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憲司 福嶋
伸広 藤原
正幸 渡辺
斉 山本
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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、繰り返し動作する空気圧シリンダを、予測制御および学習制御することによって指定位置に停止させる空気圧シリンダの停止制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から知られている空気圧シリンダの停止制御装置においては、周辺インターフェース・アダプタ(PIA)、A/D変換器を通してピストンロッドの位置を位置センサによって、例えば1msec程度の、一定時間ごとに検出し、位置情報として制御装置に入力し、制御装置においてピストンロッドの位置情報と停止設定位置との誤差を演算し、その演算結果によって比例制御弁(駆動弁)の制御量を決定し、サーボアンプを介して比例制御弁の弁開口面積を制御してピストンロッドの移動を制御し、同様に、その演算結果によって制御弁(ブレーキ弁)の制御量を決定し、サーボアンプを介して制御弁の開閉を制御してピストンロッドのブレーキ機構(ロックアップ機構)を作動することによって、ピストンロッドの位置決め停止制御を行っていた。
【0003】
そして、この場合、始動時には、空気圧シリンダに作用する摩擦、負荷などが予測困難であるため、空気圧シリンダのピストンロッドが指定位置を通り過ぎてトラブルを生じるおそれがある。
この指定位置を通り過ぎることによるトラブルの発生を防止するために、最初の動作時には、指定位置の所定距離手前、例えば約2mmだけ手前でブレーキ機構を作動してピストンロッドを一旦停止させ、2回目以降の動作において、最初の動作時のブレーキ機構を作動した位置と実際の停止位置の結果に基づいて、停止位置と指定位置を一致させるように、ブレーキ機構を作動する位置を修正し、更に学習制御を導入して、停止位置の精度を高めている(実公平3−41124号公報参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来の空気圧シリンダの停止制御装置においては、前記のように始動時に指定位置の2mm程度手前でピストンロッドを一旦停止させていた。しかし、停止すべき指定位置によって、ブレーキ機構を作動させるときのピストンロッドの速度が異なるため、指定位置と実際の停止位置との間に相当の誤差があり、そのため2回目以降の学習制御が正常に行われるまでに、かなりの時間を要するという問題があった。
本発明は、始動時に予測制御を行って、始動時の指定位置と実際の停止位置との間の誤差を少なくして、2回目以降の動作の学習制御を行い易くすることを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、空気圧シリンダが、ピストンロッドを制動するブレーキ機構と、該ピストンロッドの位置を検出する位置センサを具え、制御装置から出力される電気信号に応じた圧縮空気を出力する駆動弁によって該ピストンロッドの移動を制御して指定位置に停止させる空気圧シリンダの停止制御装置において、最初の指定位置停止動作を予測制御によって制御し、2回目以後の指定位置停止動作を学習制御によって制御し、該予測制御を、ピストンロッドの移動すべき指定距離に応じて2以上の領域に分け、第1領域では予め定められた距離だけ指定位置の手前でブレーキ機構を作動させ、第2領域以降の各領域では、ピストンロッドの移動速度及びピストンロッドの負荷の大きさと停止に要する移動距離との関係を示す速度データテーブルを用意し、予め定められた距離だけ指定位置の手前で移動速度を検出し、速度データテーブルを用いて前記移動速度と負荷から移動距離を求め、指定位置から移動距離だけ手前でブレーキ機構を作動させることを技術的手段とする。
【0006】
【作用】
本発明の空気圧シリンダの停止制御装置においては、最初の指定位置停止動作を予測制御により制御し、2回以後の指定位置停止動作は学習制御により制御する際、この予測制御をピストンロッドの移動すべき指定距離に応じて2以上の領域に分けて行い、第1領域では指定位置の所定距離手前でブレーキ機構を作動させ、第2領域以降の各領域では、ピストンロッドの速度と停止移動距離の関係が定められたデータを用い、このデータから得られた距離だけ指定位置より手前でブレーキ機構を作動させる。
このようにすると、始動時の指定位置と実際の停止位置との間の誤差を少なくして、2回目以降の学習制御を行い易くすることができる。
【0007】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。
図1は、本発明の実施例の空気シリンダ及び空気圧回路図を示す。
図1における符号の1は空気圧シリンダ、2はブレーキ機構、3はピストンロッド、4は位置センサ、5,5、5は圧力調整弁、6は5ポート3位置の
駆動弁、7は3ポート2位置のブレーキ弁、8はコントローラ、9は空気圧源である。
【0008】
図1によって本発明の実施例の空気シリンダ及び空気圧回路を説明する。
圧縮空気は、空気圧源9から圧力調整弁5,5を通り、5ポート3位置の
駆動弁6によって方向を制御されて空気圧シリンダ1のヘッド側又はロッド側に流入し、空気圧シリンダ1のピストンロッド3が前方又は後方に移動する。空気圧シリンダ1内にブレーキ機構2が配設され、空気圧源9からの圧縮空気が圧力調整弁5を通り、3ポート2位置のブレーキ弁7によって制御されてブレーキ機構2に流入するとブレーキ機構が作動してピストンロッド3が停止する。また、ピストンロッド3に位置センサ4が対向して配置され、位置センサ4の出力信号はコントローラ8に入力される。そして、駆動弁6及びブレーキ弁7はコントローラ8からの信号によって制御される。
【0009】
図2は、本発明の実施例のコントローラソフトのフローチャートである。
このフローチャートの通信処理においてはコントローラが立ち上がるまでの通信処理を行い、具体的には、メインCPUでディップスイッチ等の設定条件を確認し、その情報をサブCPUに転送し、転送された情報をサブCPUによって処理し、表示部(LCD,LED)に表示命令を出力する。
【0010】
さらに具体的に説明すると、このディップスイッチはコントローラ初期(出荷時の状態)においては全てOFFに設定されており、ディップスイッチNo.1は原点リミットの有無を設定するもので、OFF設定時は、コントローラに0.8秒間パルスが入力されない時、シリンダ停止と判断し、そこを原点とする(表示:0.0)。ON設定時は、パルスが0.8秒間入力されないことと、原点側に取りつけたスイッチ(オートスイッチ等)がONしたとき原点と判断する。スイッチの信号はコントローラINPUT側端子のNo.10(原点入力)に接続する。
【0011】
ディップスイッチNo.2はブレーキ論理切り換えを設定するもので、ブレーキ用バルブの論理切り換えスイッチである。コントローラのブレーキ用バルブ出力(BR)ONでロック状態とするか、OFFでロック状態とするかのどちらかである。
【0012】
ディップスイッチNo.3はカウント方向切り換え(原点の取り方によって設定する)を設定するものであり、OFF設定時は、シリンダ出側をプラスカウント、ON設定時は、シリンダ戻側をプラスカウントする。
【0013】
ディップスイッチNo.4はメモリクリアを設定するものであり、コントローラにメモリされたデータが全て消去される。ONに設定して電源再投入又はリセットでメモリをクリアする。
【0014】
また、このフローチャートの〔受信データチェック〕においては通信処理で行うメインCPUからサブCPU、さらにサブCPUから表示までのデータ転送に誤り又は異常が発生していないかをチェックする。
【0015】
また、〔キースイッチ処理〕においては、コントローラに取りつけてあるキーシートボタン(UP,DOWN等のスイッチ)の信号を、サブCPUで取込み処理を行う。
【0016】
また、このフローチャートの〔モード切り換え処理〕においては、コントローラに取りつけられているキースイッチを付属のキーによってプリセットモードからプログラムモード、さらにRUNモードへと切り換えることができ、切り換え信号はサブCPUに伝えられ、各モード表示に切り換える処理が行われる。
【0017】
また、各モードを説明すると、プリセットモードでは初期データの入力・処理を行い、プログラムモードでは位置決めデータの入力・処理を行い、RUNモードでは制御開始状態となり、シーケンサ(PC)から送られてくる信号の処理を行う。このRUNモードが本発明の要部であり、空気圧シリンダの予測制御と学習制御を行う。
【0018】
図3は、本発明の実施例の空気圧シリンダの予測制御及び学習制御のフローチャートである。
このフローチャートによって本発明の実施例の空気圧シリンダ制御装置の動作を説明する。
この空気圧シリンダ制御装置は、空気圧シリンダ1(図1参照、以降の符号も同じ)を同じ位置に繰り返し指定位置に停止させる場合に適しており、ピストンロッドの最初の指定位置停止動作は予測制御によって指定位置に停止させ、2回目以降の指定位置停止動作は学習制御によって指定位置に停止させる。
【0019】
スタートさせると、学習データの有無が判断されるが、最初の動作であって学習データがない場合は〔学習データ無?〕がYESと判断されて、予測制御に進み、2回目以降の動作で学習データがある場合には〔学習データ無?〕がNOと判断されて学習制御に進む。
【0020】
図3に示されているように、この予測制御では、ピストンロッド3の移動すべき指定距離別に、SからSまでの第1領域▲1▼、SからSまでの第2領域
▲2▼、Sを超える第3領域▲3▼の3つの領域に分けている。
ここで、移動すべき指定距離別に分けた理由は、ピストンロッド3の移動距離によってピストンロッド3の移動速度や加速度が変化し、ブレーキ機構2を作動させてからピストンロッド3が停止するまでの時間が異なるからである。
【0021】
第1領域▲1▼は移動距離(S〜S)が短く、ピストンロッド3の加速の初期
段階であって、ピストンロッド3の移動速度幅が広くないため、ピストンロッド3の停止すべき指定位置よりL手前の位置でブレーキ弁7を操作してブレーキ機構2を作動させ、ピストンロッド3を停止させる。
例えば、移動距離50mmの指定位置で停止させたいときは、位置センサ4からの情報により現在位置を確認し、指定位置よりも2mm手前の48mmの位置でブレーキ機構2を作動する。このように、指定位置より所定距離だけ手前の位置でブレーキ機構2を作動させるため、ソフトウェアが簡単になる。
【0022】
第2領域▲2▼は移動距離が(S〜S)であって、ピストンロッド3の加速の
中後期段階であって、第1領域▲1▼に較べるとピストンロッド3の移動速度幅が広くなるため、移動速度の大きさによって、ブレーキ機構2の作動後の停止に要する移動距離が相当異なる。
そこで、ピストンロッド3の移動速度及びピストンロッド3に作用する負荷の大きさと、停止に要する移動距離との関係を実験によって求め、負荷を考慮した速度と移動距離との関係を表す速度データテーブルを作成し、コントローラ8のメモリに記憶させる。
【0023】
そして、指定距離よりL手前の位置でピストンロッド3の移動速度を検出し、速度データテーブルを用いて検出された移動速度と負荷から選択されたデータをブレーキ機構2を作動させるべき位置とし、その位置でブレーキ機構2を作動させる。
例えば、移動距離80mmの指定位置で停止させたいときは、位置センサ4からの情報により現在位置を確認し、指定位置よりも40mm手前の位置のとき(移動距離40mmのとき)にピストンロッド3の移動速度を検出し、速度データテーブルを用いて得られたデータをブレーキ機構2を作動させるべき位置とし、その位置でブレーキ機構2を作動させて停止させる。
【0024】
第3領域▲3▼は移動距離がSを超える領域であって、ピストンロッド3は定速度で移動しているため、検出時の速度が第2領域▲2▼の時と同様になった場合でも、ピストンロッド3の停止に要する移動距離は第2領域▲2▼のときとは異なる。
そこで、第2領域▲2▼のときとは若干異なる別の速度データを作成し、コントローラ8のメモリに記憶させ、第2領域▲2▼のときと同様にして作動させる。
以上のようにして、学習値を持たない最初の位置決め動作の制御が行われ、このときに得られたデータが学習データとして記憶される。
【0025】
2回目以降の動作は学習制御により制御され、ピストンロッド3の位置決め時に発生したエラーによって現在のブレーキデータを補正して次回のブレーキデータとする。
このように補正するのは、空気圧シリンダ1の使用による摩耗等の影響により停止位置がずれるからである。
【0026】
学習制御について説明する。
前記のように、RUNモードが開始されたとき、その動作が2回目以降であって学習データがある場合には〔学習データ無?〕がNOと判断されて、そのデータを〔学習ブレーキデータセット〕によってセットして学習制御に進む。
【0027】
しかし、その動作が最初の動作であって学習データがなく、〔学習データ無?〕がYESと判断されたときは、前記のように予測制御によって、短距離の第1領域▲1▼、中距離の第2領域▲2▼、長距離の第3領域▲3▼に応じて、高精度の指定位置とブレーキ機構を作動させる位置の間の距離を決定する。
この高精度の指定位置とブレーキ機構2を作動させる位置の間の距離が入力されて2回目以降のピストンロッド3の移動と指定位置停止動作が学習制御によって開始される。
【0028】
2回目以降のピストンロッド3の稼働中に、ピストンロッド3を停止制御してから実際に停止するまでの位置をチェックする時間間隔をセットする(停止チェックタイマーセット)。
【0029】
ピストンロッド3を停止制御してから実際に停止するまでの位置をチェックするために、ピストンロッド3が停止したときは(運転完了(停止)?YES)、その結果によって学習データを更新する(学習データ更新)。
この場合の更新は、前段の動作において生じる設定位置から実際に停止した位置までの距離(誤差)に基づいて、次のブレーキ機構2を作動させる位置を補正することを意味している。
【0030】
先の学習データの更新によっても位置停止誤差が設定範囲内におさまらない場合(位置停止誤差≦設定範囲?NO)は、再び上記のピストンロッド3の停止制御から実際に停止するまでの位置をチェックし、その結果によって学習データを更新する(再トライ処理)。
これらの結果はディスプレイ上に表示され(位置表示)メイン処理される(メイン処理)。
【0031】
ピストンロッド3が停止していないときは(運転完了(停止)?NO)、その結果をディスプレイ上に表示し(位置表示)メイン処理される(メイン処理)。
【0032】
先の学習データの更新によっても位置停止誤差が設定範囲内におさまっている場合(位置停止誤差≦設定範囲?YES)は、次の停止位置をセットする(次の位置セット)。
【0033】
この実施例において、S=5mm、S=65mm、S=100mmとし
、L=2mm、L=40mmとしたとき満足すべき結果が得られた。
【0034】
【発明の効果】
本発明によると、空気圧シリンダの停止制御の最初の指定位置制御動作を複数の速度領域に分けた高精度の予測制御行い、2回目以後の指定位置制御動作をそのデータに基づいて学習制御を行うため、学習制御への移行が順調に行われ、空気圧シリンダの停止制御を精度高く、かつ、迅速化することができる。
また、予測制御を、ピストンロッドの移動すべき指定距離に応じて2以上の領域に分け、第1領域では予め定められた距離だけ指定位置の手前でブレーキ機構を作動させ、第2領域以降の各領域では、ピストンロッドの移動速度及びピストンロッドの負荷の大きさと停止に要する移動距離との関係を示す速度データテーブルを用意し、予め定められた距離だけ指定位置の手前で移動速度を検出し、速度データテーブルを用いて前記移動速度と負荷から移動距離を求め、指定位置から移動距離だけ手前でブレーキ機構を作動させる。このように、移動すべき指定距離が短いときは、第1領域の制御により簡単に行う。そして、移動距離が短くないときは、第2領域以降の制御により行われ、予め用意された速度データテーブルを用いて移動距離を求めるので、非常に精度の高い制御が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の空気シリンダ及び空気圧回路図である。
【図2】本発明の実施例のコントローラソフトのフローチャートである。
【図3】本発明の実施例の空気圧シリンダの予測制御及び学習制御のフローチャートである。
【符号の説明】
1 空気圧シリンダ
2 ブレーキ機構
3 ピストンロッド
4 位置センサ
,5、5 圧力調整弁
6 5ポート3位置の駆動弁
7 3ポート2位置のブレーキ弁
8 コントローラ
9 空気圧源
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a pneumatic cylinder stop control device for stopping a pneumatic cylinder that repeatedly operates at a specified position by predictive control and learning control.
[0002]
[Prior art]
In a conventionally known pneumatic cylinder stop control device, the position of a piston rod is detected by a position sensor through a peripheral interface adapter (PIA), an A / D converter, for example, every 1 msec, Position information is input to the control device, and the control device calculates the error between the position information of the piston rod and the stop setting position, and determines the control amount of the proportional control valve (drive valve) based on the calculation result. The movement of the piston rod is controlled by controlling the valve opening area of the proportional control valve. Similarly, the control amount of the control valve (brake valve) is determined by the calculation result, and the control valve is opened and closed via the servo amplifier. Control and stop of piston rod positioning by operating the piston rod brake mechanism (lock-up mechanism) I had done.
[0003]
In this case, since it is difficult to predict the friction and load acting on the pneumatic cylinder at the time of starting, there is a possibility that the piston rod of the pneumatic cylinder passes through the designated position and causes a trouble.
In order to prevent troubles caused by passing through the designated position, at the first operation, the piston rod is temporarily stopped by operating the brake mechanism just before a predetermined distance of the designated position, for example, about 2 mm, and the second and subsequent times. In the operation of, based on the result of the actual stop position and the position where the brake mechanism was operated at the time of the first operation, the position where the brake mechanism is operated is corrected so that the stop position matches the specified position, and further learning control is performed. To improve the accuracy of the stop position (see Japanese Utility Model Publication No. 3-41124).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional pneumatic cylinder stop control device, as described above, the piston rod is temporarily stopped about 2 mm before the designated position at the time of starting. However, since the speed of the piston rod when operating the brake mechanism differs depending on the designated position to be stopped, there is a considerable error between the designated position and the actual stop position, so that the learning control after the second time is normal. There was a problem that it took a considerable amount of time to be performed.
It is an object of the present invention to perform predictive control at the time of starting to reduce an error between a specified position at the time of starting and an actual stop position, thereby facilitating learning control of the second and subsequent operations.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, the pneumatic cylinder includes a brake mechanism that brakes the piston rod, and a position sensor that detects the position of the piston rod, and the drive valve that outputs compressed air corresponding to an electric signal output from the control device. In a pneumatic cylinder stop control device that controls the movement of the piston rod to stop at a specified position, the first specified position stop operation is controlled by predictive control, and the second and subsequent specified position stop operations are controlled by learning control. The predictive control is divided into two or more areas according to the designated distance to which the piston rod should move. In the first area, the brake mechanism is operated in front of the designated position by a predetermined distance. in the speed data table showing the relationship between the size and the movement distance required to stop the loading of the moving speed and the piston rod of the piston rod Prepared to detect the moving speed before the specified position by a predetermined distance, obtains a moving distance from the moving speed and load by using the velocity data table, to operate the brake mechanism in front by the movement distance from a specified position This is a technical measure.
[0006]
[Action]
In the pneumatic cylinder stop control device of the present invention, when the first designated position stop operation is controlled by predictive control, and the designated position stop operation after the second time is controlled by learning control, this predictive control is performed by moving the piston rod. It is divided into two or more areas according to the designated distance. In the first area, the brake mechanism is operated a predetermined distance before the designated position. In each area after the second area, the speed of the piston rod and the stop movement distance are Using the data for which the relationship is determined, the brake mechanism is operated before the designated position by the distance obtained from this data.
In this way, the error between the designated position at the start and the actual stop position can be reduced, and the second and subsequent learning controls can be easily performed.
[0007]
【Example】
Examples of the present invention will be described below.
FIG. 1 shows an air cylinder and pneumatic circuit diagram of an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, reference numeral 1 is a pneumatic cylinder, 2 is a brake mechanism, 3 is a piston rod, 4 is a position sensor, 5 1 , 5 2 , and 5 3 are pressure regulating valves, 6 is a drive valve at 5 port 3 position, 7 is 3 port 2 position brake valve, 8 is a controller, 9 is an air pressure source.
[0008]
An air cylinder and a pneumatic circuit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
Compressed air, through a pressure regulating valve 5 1, 5 2 from an air pressure source 9 is controlled direction flows into the head side or the rod side of the pneumatic cylinder 1 by the driving valve 6 of 5-port 3-position, the pneumatic cylinder 1 The piston rod 3 moves forward or backward. Braking mechanism 2 is arranged in the pneumatic cylinder 1, the street compressed air pressure regulating valve 3 from the air pressure source 9, 3 when being controlled by the brake valve 7 of port 2 position flows to the brake mechanism 2 brake mechanism The piston rod 3 is stopped by operating. A position sensor 4 is disposed opposite to the piston rod 3, and an output signal from the position sensor 4 is input to the controller 8. The drive valve 6 and the brake valve 7 are controlled by signals from the controller 8.
[0009]
FIG. 2 is a flowchart of the controller software according to the embodiment of the present invention.
In the communication process of this flowchart, the communication process is performed until the controller starts up. Specifically, the main CPU confirms the setting conditions such as the dip switch, transfers the information to the sub CPU, and transfers the transferred information to the sub CPU. Processing is performed by the CPU, and a display command is output to the display unit (LCD, LED).
[0010]
More specifically, the dip switches are all set to OFF at the initial stage of the controller (the factory state). 1 is for setting the presence or absence of an origin limit. When set to OFF, when no pulse is input to the controller for 0.8 seconds, it is determined that the cylinder is stopped, and that is the origin (display: 0.0). When set to ON, it is determined that the pulse is not input for 0.8 seconds and that the origin is set when a switch (such as an auto switch) attached to the origin is turned on. The switch signal is the No. of the controller INPUT terminal. Connect to 10 (origin input).
[0011]
Dip switch No. Reference numeral 2 designates a brake logic changeover switch, which is a brake valve logic changeover switch. Either the locked state is set when the brake valve output (BR) of the controller is ON or the locked state is set when OFF.
[0012]
Dip switch No. 3 is used to set the count direction switching (set by setting the origin). When OFF is set, the cylinder outlet side is positively counted, and when ON is set, the cylinder return side is positively counted.
[0013]
Dip switch No. 4 is a memory clear setting, and all data stored in the controller is erased. Set to ON and clear the memory by power-on or reset.
[0014]
In the [Received data check] of this flowchart, it is checked whether an error or abnormality has occurred in data transfer from the main CPU to the sub CPU and further from the sub CPU to the display performed in the communication process.
[0015]
In [Key switch processing], the sub CPU performs the capture processing of the signals of the key sheet buttons (UP, DOWN, etc.) attached to the controller.
[0016]
In the [mode switching processing] of this flowchart, the key switch attached to the controller can be switched from the preset mode to the program mode and further to the RUN mode by using the attached key, and the switching signal is transmitted to the sub CPU. Then, a process for switching to each mode display is performed.
[0017]
In each preset mode, initial data is input / processed in the preset mode, positioning data is input / processed in the program mode, control is started in the RUN mode, and a signal sent from the sequencer (PC) is sent. Perform the process. This RUN mode is the main part of the present invention and performs predictive control and learning control of the pneumatic cylinder.
[0018]
FIG. 3 is a flowchart of predictive control and learning control of the pneumatic cylinder according to the embodiment of the present invention.
The operation of the pneumatic cylinder control apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to this flowchart.
This pneumatic cylinder control device is suitable for the case where the pneumatic cylinder 1 (see FIG. 1 and the following symbols are the same) is repeatedly stopped at the same position at the designated position, and the first designated position stop operation of the piston rod is performed by predictive control. The operation is stopped at the designated position, and the second and subsequent designated position stopping operations are stopped at the designated position by learning control.
[0019]
When it is started, the presence / absence of learning data is determined, but if there is no learning data in the first operation, [no learning data? ] Is determined as YES, the process proceeds to predictive control, and if there is learning data in the second and subsequent operations, [no learning data? ] Is determined as NO, and the process proceeds to learning control.
[0020]
As shown in FIG. 3, in this predictive control, the specified distance-to be movement of the piston rod 3, a second region of the first region ▲ 1 ▼ from S 1 to S 2, from S 2 to S 3 It is divided into three areas (2) and a third area ( 3 ) exceeding S3.
Here, the reason for dividing by the designated distance to be moved is that the moving speed and acceleration of the piston rod 3 change depending on the moving distance of the piston rod 3, and the time from when the brake mechanism 2 is operated until the piston rod 3 stops. This is because they are different.
[0021]
The first region {circle around ( 1 )} has a short moving distance (S 1 to S 2 ), is an initial stage of acceleration of the piston rod 3, and the moving speed width of the piston rod 3 is not wide, so the piston rod 3 should be stopped. The brake valve 7 is operated at a position before L 1 from the specified position to operate the brake mechanism 2 and stop the piston rod 3.
For example, when it is desired to stop at a specified position with a moving distance of 50 mm, the current position is confirmed based on information from the position sensor 4 and the brake mechanism 2 is operated at a position 48 mm before 2 mm from the specified position. As described above, since the brake mechanism 2 is operated at a position a predetermined distance before the designated position, the software is simplified.
[0022]
The second region {circle around ( 2 )} has a moving distance of (S 2 to S 3 ) and is in the middle / late stage of acceleration of the piston rod 3, and the moving speed width of the piston rod 3 compared to the first region {circle around (1)}. Therefore, the moving distance required to stop the brake mechanism 2 after the operation varies considerably depending on the magnitude of the moving speed.
Therefore, a relationship between the moving speed of the piston rod 3 and the magnitude of the load acting on the piston rod 3 and the moving distance required for stopping is obtained by experiments, and a speed data table representing the relationship between the speed and the moving distance in consideration of the load is provided. Created and stored in the memory of the controller 8.
[0023]
Then, to detect the moving speed of the piston rod 3 by L 2 position before than the specified distance, the data selected from the moving speed and load which is detected by the speed data table and position to actuate the brake mechanism 2, The brake mechanism 2 is operated at that position.
For example, when it is desired to stop at a specified position with a moving distance of 80 mm, the current position is confirmed from information from the position sensor 4, and when the position is 40 mm before the specified position (when the moving distance is 40 mm), the piston rod 3 The moving speed is detected, and the data obtained using the speed data table is set as a position where the brake mechanism 2 is to be operated, and the brake mechanism 2 is operated and stopped at that position.
[0024]
The third region ( 3) is a region where the moving distance exceeds S3, and the piston rod 3 is moving at a constant speed, so the speed at the time of detection is the same as in the second region (2). Even in this case, the moving distance required for stopping the piston rod 3 is different from that in the second region (2).
Therefore, another speed data slightly different from that in the second area (2) is created, stored in the memory of the controller 8, and operated in the same manner as in the second area (2).
As described above, the first positioning operation having no learning value is controlled, and the data obtained at this time is stored as learning data.
[0025]
The second and subsequent operations are controlled by learning control, and the current brake data is corrected by the error generated when the piston rod 3 is positioned to obtain the next brake data.
The reason for this correction is that the stop position is shifted due to the influence of wear or the like due to the use of the pneumatic cylinder 1.
[0026]
Learning control will be described.
As described above, when the RUN mode is started, if the operation is performed for the second time or later and there is learning data, [no learning data? ] Is determined as NO, the data is set by [learning brake data set], and the process proceeds to learning control.
[0027]
However, the operation is the first operation and there is no learning data. ] Is determined as YES, according to the first area (1) for short distance, the second area (2) for medium distance, and the third area (3) for long distance by predictive control as described above. The distance between the designated position with high accuracy and the position where the brake mechanism is operated is determined.
The distance between this highly accurate designated position and the position for operating the brake mechanism 2 is input, and the second and subsequent movements of the piston rod 3 and the designated position stop operation are started by learning control.
[0028]
During the second and subsequent operations of the piston rod 3, a time interval for checking the position from when the piston rod 3 is stopped to when it is actually stopped is set (stop check timer setting).
[0029]
In order to check the position from the stop control of the piston rod 3 to the actual stop, when the piston rod 3 stops (operation completed (stop)? YES), the learning data is updated according to the result (learning) Data update).
The update in this case means that the position at which the next brake mechanism 2 is operated is corrected based on the distance (error) from the set position generated in the previous operation to the actually stopped position.
[0030]
If the position stop error does not fall within the set range even after the previous learning data is updated (position stop error ≤ set range? NO), check the position from the stop control of the piston rod 3 to the actual stop again. The learning data is updated according to the result (retry process).
These results are displayed on the display (position display) and main processing (main processing) is performed.
[0031]
When the piston rod 3 is not stopped (operation completion (stop)? NO), the result is displayed on the display (position display) and main processing is performed (main processing).
[0032]
If the position stop error is within the set range even after the previous learning data is updated (position stop error ≦ set range? YES), the next stop position is set (next position set).
[0033]
In this example, satisfactory results were obtained when S 1 = 5 mm, S 2 = 65 mm, S 3 = 100 mm, L 1 = 2 mm, and L 2 = 40 mm.
[0034]
【The invention's effect】
According to the present invention, the first designated position control operation of the pneumatic cylinder stop control is performed by high-precision predictive control divided into a plurality of speed regions , and the second and subsequent designated position control operations are performed based on the data. Therefore, the shift to the learning control is smoothly performed, and the stop control of the pneumatic cylinder can be performed with high accuracy and speed.
Further, the predictive control is divided into two or more areas according to the designated distance to which the piston rod should move. In the first area, the brake mechanism is operated in front of the designated position by a predetermined distance. In each area, a speed data table showing the relationship between the moving speed of the piston rod and the magnitude of the load on the piston rod and the moving distance required for stopping is prepared, and the moving speed is detected before the specified position by a predetermined distance. Then, the moving distance is obtained from the moving speed and the load using the speed data table, and the brake mechanism is operated just before the moving distance from the designated position. As described above, when the designated distance to be moved is short, it is easily performed by controlling the first area. When the moving distance is not short, the control is performed by the control after the second region, and the moving distance is obtained using a speed data table prepared in advance, so that highly accurate control is realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram of an air cylinder and a pneumatic circuit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart of controller software according to the embodiment of this invention.
FIG. 3 is a flowchart of predictive control and learning control of the pneumatic cylinder according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pneumatic cylinder 2 Brake mechanism 3 Piston rod 4 Position sensor 5 1 , 5 2 , 5 3 Pressure adjustment valve 6 5 port 3 position drive valve 7 3 port 2 position brake valve 8 Controller 9 Air pressure source

Claims (1)

空気圧シリンダが、ピストンロッドを制動するブレーキ機構と、該ピストンロッドの位置を検出する位置センサを具え、制御装置から出力される電気信号に応じた圧縮空気を出力する駆動弁によって該ピストンロッドの移動を制御して指定位置に停止させる空気圧シリンダの停止制御装置において、最初の指定位置停止動作を予測制御によって制御し、2回目以後の指定位置停止動作を学習制御によって制御し、該予測制御を、ピストンロッドの移動すべき指定距離に応じて2以上の領域に分け、第1領域では予め定められた距離だけ指定位置の手前でブレーキ機構を作動させ、第2領域以降の各領域では、ピストンロッドの移動速度及びピストンロッドの負荷の大きさと停止に要する移動距離との関係を示す速度データテーブルを用意し、予め定められた距離だけ指定位置の手前で移動速度を検出し、速度データテーブルを用いて前記移動速度と負荷から移動距離を求め、指定位置から移動距離だけ手前でブレーキ機構を作動させることを特徴とする空気圧シリンダの停止制御装置。The pneumatic cylinder includes a brake mechanism that brakes the piston rod and a position sensor that detects the position of the piston rod, and the piston rod is moved by a drive valve that outputs compressed air corresponding to an electric signal output from the control device. In the pneumatic cylinder stop control device for controlling the engine to stop at the specified position, the first specified position stop operation is controlled by the predictive control, and the second and subsequent specified position stop operations are controlled by the learning control. The piston rod is divided into two or more areas according to the designated distance to which the piston rod should move. In the first area, the brake mechanism is operated before the designated position by a predetermined distance. In each area after the second area, the piston rod is operated. Prepare a speed data table that shows the relationship between the travel speed and piston rod load and the travel distance required for stopping, Detecting the front at the moving speed of only the specified position a distance defined order, obtains a moving distance from the moving speed and load by using the velocity data table, characterized in that actuating the brake mechanism in front by the movement distance from a specified position A pneumatic cylinder stop control device.
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