JP6404842B2 - Servo cylinder system - Google Patents

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Description

本発明は、位置検出手段が検出する制御対象の検出位置と目標位置との偏差に基づいてコントローラからサーボバルブに指令電圧を出力することにより、エアシリンダの圧力室に圧縮エアを給排気し、制御対象の位置を制御するサーボシリンダシステムに関する。   According to the present invention, compressed air is supplied to and exhausted from the pressure chamber of the air cylinder by outputting a command voltage from the controller to the servo valve based on the deviation between the detection position of the control target detected by the position detection means and the target position. The present invention relates to a servo cylinder system that controls the position of a control target.

サーボシリンダシステムは、エアシリンダの圧力室に供給する圧縮エアの給排気をサーボバルブにより行い、エアシリンダに制御対象を進退させる。制御対象の位置は、位置検出手段により検出される。コントローラは、位置検出手段が検出する検出位置を入力して目標位置と比較し、その偏差に基づいてサーボバルブに出力する指令電圧をPID制御することにより、制御対象の位置をフィードバック制御する。かかるサーボシリンダシステムは、コンパクトで軽く、低コストであるため、半導体製造設備をはじめとする広範な分野において使用されている(例えば特許文献1、特許文献2等参照)。   The servo cylinder system supplies and exhausts compressed air supplied to the pressure chamber of the air cylinder by a servo valve, and causes the air cylinder to advance and retract. The position of the control target is detected by the position detection means. The controller inputs the detection position detected by the position detection means, compares it with the target position, and performs PID control of the command voltage output to the servo valve based on the deviation, thereby feedback-controlling the position of the controlled object. Such a servo cylinder system is compact, light, and low in cost, and thus is used in a wide range of fields including semiconductor manufacturing equipment (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

特開平7−35107号公報JP-A-7-35107 特開2006−57724号公報JP 2006-57724 A

しかしながら、従来のサーボシリンダシステムには、以下の問題があった。例えば、サーボシリンダシステムを半導体製造設備に使用する場合、半導体の微細化に伴い、サーボシリンダシステムには、制御対象の位置を高精度で制御することが求められる。ところが、サーボシリンダシステムは、エアシリンダやサーボバルブ、位置検出手段の特性により、製品間で応答性に差が生じ、位置制御性能を製品間で均一化するのが困難であった。また、サーボシリンダシステムは、例えばエアシリンダやサーボバルブの摺動部の摩耗等の経年劣化が原因で、応答性が変化し、位置制御性能を維持できないことがあった。   However, the conventional servo cylinder system has the following problems. For example, when a servo cylinder system is used in a semiconductor manufacturing facility, as the semiconductor becomes finer, the servo cylinder system is required to control the position of a controlled object with high accuracy. However, in the servo cylinder system, there is a difference in responsiveness among products due to the characteristics of the air cylinder, the servo valve, and the position detecting means, and it is difficult to make the position control performance uniform among the products. In addition, the servo cylinder system may not be able to maintain the position control performance due to a change in responsiveness due to, for example, aged deterioration such as wear of a sliding portion of an air cylinder or a servo valve.

従来は、サーボシリンダシステムの応答性の差や変化を許容するか、応答性の差や変化を解消するようにコントローラがPIDパラメータを調整する必要があった。しかし、前者では、サーボシリンダシステムの位置制御精度が低くなる。また後者では、PIDパラメータの調整が複雑になり、調整に多くの時間を要する。   Conventionally, it has been necessary for the controller to adjust the PID parameter so as to allow or eliminate the difference or change in the response of the servo cylinder system. However, in the former, the position control accuracy of the servo cylinder system is lowered. In the latter case, the adjustment of the PID parameter is complicated, and the adjustment takes a lot of time.

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、応答性を改善し、位置制御性能の均一化と維持を図ることができるサーボシリンダシステムを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a servo cylinder system capable of improving responsiveness and achieving uniform position control performance.

本発明の一態様は、上記課題を解決するために、次のような構成を有している。   One embodiment of the present invention has the following configuration in order to solve the above problems.

(1)圧力室の圧力に応じて制御対象を直線方向に進退させるエアシリンダと、前記圧力室に圧縮エアを給排気するサーボバルブと、前記制御対象の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段が検出する検出位置を入力して目標位置との偏差を求め、前記偏差に基づいて前記サーボバルブに指令電圧を刻々と変化させて出力するコントローラと、を有するサーボシリンダシステムにおいて、前記コントローラは、ティーチング動作時は、前記制御対象を所定のホームポジションへ移動させた後、前記ホームポジションからティーチング規定移動量離れたティーチング規定移動位置まで前記制御対象を第1方向に移動させ前記制御対象が前記ホームポジションと前記ティーチング規定移動位置との間に設定された第1ティーチングポジションを通過するときに前記コントローラが前記サーボバルブに出力している指令電圧を第1駆動開始指令電圧として記憶し、その後、前記ティーチング規定移動位置まで移動した前記制御対象を前記ホームポジションまで第2方向に移動させ、前記ホームポジションと前記ティーチング規定移動位置との間に設定された第2ティーチングポジションを通過するときに前記コントローラが前記サーボバルブに出力している指令電圧を第2駆動開始指令電圧として記憶するティーチング手段と、通常動作時は、前記制御対象を現在の位置から目標位置まで第1方向に移動させる動作指示を入力した場合に、前記動作指示を入力したあと最初に前記偏差に基づいて算出した第1指令電圧に前記第1駆動開始指令電圧を加算して第2指令電圧を算出し、前記第2指令電圧を前記サーボバルブに出力する一方、前記制御対象を現在の位置から目標位置まで第2方向に移動させる動作指示を入力した場合に、前記動作指示を入力したあと最初に前記偏差に基づいて算出した第1指令電圧に前記第2駆動開始指令電圧を加算して第2指令電圧を算出し、前記第2指令電圧を前記サーボバルブに出力する始動時電圧調整手段を有すること、を特徴とする。 (1) an air cylinder that advances and retracts a control object in a linear direction according to the pressure in the pressure chamber, a servo valve that supplies and exhausts compressed air to and from the pressure chamber, a position detection unit that detects a position of the control object, In a servo cylinder system comprising: a controller that inputs a detection position detected by a position detection means, obtains a deviation from a target position, and changes and outputs a command voltage to the servo valve on the basis of the deviation; the controller, at teaching operation, after moving the control target to a predetermined home position, moving the control object in a first direction from said home position to the teaching defined movement position away teaching prescribed amount of movement, the control first teaching port that target is set between the teaching defined movement position and the home position The command voltage the controller is output to the servo valve when passing through the Deployment stored as first drive start command voltage, then second to the teaching defined movement position the home position the controlled object has moved to The command voltage output from the controller to the servo valve when passing the second teaching position set between the home position and the specified teaching movement position is set to the second drive start command voltage. teaching means and, during normal operation for storing as the basis the control object if you enter an operation instruction of moving in the first direction from the current position to the target position, the deviation initially after entering the operating instructions adding the first drive start command voltage to the first command voltage is calculated Te to calculate the second command voltage And, the second command voltage while outputting to the servo valve, the control target when you enter an operation instruction of moving in the second direction from the current position to the target position, the first after entering the operating instructions A starting voltage adjusting means for calculating the second command voltage by adding the second drive start command voltage to the first command voltage calculated based on the deviation and outputting the second command voltage to the servo valve; It is characterized by this.

ここで、「所定のホームポジションから移動させる」ことには、所定のホームポジションから制御対象をエアシリンダから進出させる方向へ移動させる場合や、所定のホームポジションから制御対象をエアシリンダ側へ後退させる方向へ移動させる場合、更に、所定のホームポジションから制御対象をエアシリンダから突出させる方向へ移動させた後、エアシリンダ側へ向かって後退させるように往復して移動させる場合を含む。   Here, “move from a predetermined home position” means that the control object is moved from the predetermined home position in the direction of advancing from the air cylinder, or the control object is moved backward from the predetermined home position toward the air cylinder. In the case of moving in the direction, it further includes a case where the control object is moved from a predetermined home position in a direction to protrude from the air cylinder and then moved back and forth so as to move backward toward the air cylinder.

上記構成では、コントローラが、ティーチング手段により、サーボシリンダシステムの構成部品を実際に稼動させてサーボバルブに指令電圧を出力し、制御対象をホームポジションから移動させる。このとき、コントローラは、制御対象がホームポジションから所定量離れたティーチングポジションを通過するときの指令電圧を検出して、駆動開始指令電圧として記憶する。そのため、駆動開始指令電圧は、当該サーボシリンダシステムがエアシリンダを確実に始動させることができる値になる。   In the above configuration, the controller actually operates the components of the servo cylinder system by the teaching means, outputs the command voltage to the servo valve, and moves the control target from the home position. At this time, the controller detects a command voltage when the control target passes through a teaching position that is a predetermined amount away from the home position, and stores it as a drive start command voltage. Therefore, the drive start command voltage is a value that allows the servo cylinder system to reliably start the air cylinder.

コントローラは、制御対象を現在の位置から目標位置へ移動させる動作指示を入力した場合に、位置検出手段が検出する検出位置と目標位置との偏差に基づいてサーボバルブに指令電圧を出力する。このとき、コントローラは、始動時電圧調整手段により、動作指示を入力したあと最初に偏差に基づいて算出した第1指令電圧に、上記のティーチング動作で記憶した駆動開始指令電圧を加算することにより、第2指令電圧を算出し、その第2指令電圧をサーボバルブに出力する。エアシリンダは、第1指令電圧よりも大きい第2指令電圧が印加されるので、サーボバルブに第2指令電圧が出力されると直ぐに始動し、制御対象を現在の位置から目標位置へ向かって移動させ始める。エアシリンダやサーボバルブは、始動時に大きな力を要するが、始動後はスムーズに動きやすい。そのため、サーボシリンダシステムは、エアシリンダが始動した後は、コントローラが検出位置と目標位置との偏差に基づいて出力する指令電圧に応じて制御対象を目標位置へ移動させる。   The controller outputs a command voltage to the servo valve based on the deviation between the detection position detected by the position detection means and the target position when an operation instruction for moving the control target from the current position to the target position is input. At this time, the controller adds the drive start command voltage stored in the above teaching operation to the first command voltage calculated based on the deviation first after the operation instruction is input by the starting voltage adjusting means. The second command voltage is calculated, and the second command voltage is output to the servo valve. Since the second command voltage higher than the first command voltage is applied to the air cylinder, the air cylinder starts as soon as the second command voltage is output to the servo valve, and moves the control target from the current position toward the target position. Start letting. Air cylinders and servo valves require a large force at the start, but move easily after the start. Therefore, after the air cylinder is started, the servo cylinder system moves the control target to the target position in accordance with the command voltage output from the controller based on the deviation between the detection position and the target position.

このように、上記構成のサーボシリンダシステムは、動作指示を入力すると、最初に、偏差のみに基づいて算出した第1指令電圧よりも大きい第2指令電圧をサーボバルブに出力するので、サーボシリンダシステムを構成するエアシリンダやサーボバルブなどの構成部品が特性を製品間で異ならせたり、経年劣化したりしても、エアシリンダを応答性良く始動させることができる。そのため、上記構成のサーボシリンダシステムは、製品の特性や劣化状態に応じて応答性を改善し、位置制御性能を製品間で均一化できると共に、初期の位置制御性能を維持できる。   As described above, when the servo cylinder system configured as described above receives an operation instruction, it first outputs a second command voltage, which is larger than the first command voltage calculated based only on the deviation, to the servo valve. Even if the components such as the air cylinder and servo valve that make up the valve have different characteristics among products or deteriorate over time, the air cylinder can be started with good responsiveness. Therefore, the servo cylinder system configured as described above can improve the responsiveness according to the characteristics and deterioration state of the product, uniformize the position control performance among products, and maintain the initial position control performance.

(2)(1)記載の構成において、前記ティーチング手段は、前記ホームポジションへ移動する前における前記制御対象の位置の違いによって生じる前記第1駆動開始指令電圧の差が最小となる位置に、前記第1ティーチングポジションが設定される一方、前記ホームポジションへ移動する前における前記制御対象の位置の違いによって生じる前記第2駆動開始指令電圧の差が最小となる位置に、前記第2ティーチングポジションが設定されていること、が好ましい。 (2) In the configuration described in (1), the teaching means is located at a position where a difference in the first drive start command voltage caused by a difference in position of the control target before moving to the home position is minimized. while first teaching position is Ru is set, the difference becomes a minimum position of the second drive start command voltage caused by the difference in the position of the control target in before moving to the home position, the second teaching position is set It is preferable that

(3)(1)又は(2)に記載の構成において、前記ティーチング手段は、前記制御対象を前記ホームポジションへ移動させる前に、前記エアシリンダから最も遠い最大進出位置に前記制御対象を進出させるように、前記サーボバルブに指令電圧を出力する準備手段を有することが好ましい。 (3) In the configuration described in (1) or (2), said teaching means, before moving the controlled object to said home position, advance the controlled object farthest maximum advanced position from said air cylinder It is preferable to have preparation means for outputting a command voltage to the servo valve.

上記構成では、ティーチング動作時に安定した制御を行うのに十分な距離があるので、制御対象を最大進出位置以外の位置からホームポジションに到達させる場合よりも、オーバーシュートを低減し、制御対象を早くホームポジションに到達させることができる。よって、上記構成によれば、制御対象をホームポジションに短時間で精度良く到達させることができる。   In the above configuration, there is a sufficient distance for stable control during teaching operation, so overshoot is reduced and the control target is made faster than when the control target reaches the home position from a position other than the maximum advance position. You can reach your home position. Therefore, according to the said structure, a control object can be reached to a home position accurately in a short time.

上記構成では、ティーチング動作開始時に制御対象がどの位置で停止していても、ティーチング動作で検出する駆動開始指令電圧の差が小さくなる。そのため、ティーチング動作を行った時の制御対象の位置がどこであったとしても、制御対象を目標位置へ移動させる場合に、動作指示を入力したあと最初に偏差のみに基づいて算出した第1指令電圧よりも大きい第2指令電圧をサーボバルブに出力し、エアシリンダを直ぐに始動させることができる。よって、上記構成によれば、制御対象の位置に応じてティーチング動作や通常動作の制御を変えなくても、応答性を改善できる。   In the above configuration, the difference in the drive start command voltage detected by the teaching operation is small regardless of the position where the control object is stopped when the teaching operation is started. Therefore, regardless of the position of the control target when the teaching operation is performed, when the control target is moved to the target position, the first command voltage calculated based on only the deviation first after inputting the operation instruction The second command voltage that is larger than that is output to the servo valve, and the air cylinder can be started immediately. Therefore, according to the above configuration, the responsiveness can be improved without changing the teaching operation or the normal operation control according to the position of the control target.

従って、本発明によれば、エアシリンダが始動するときの応答性を改善し、位置制御性能の均一化と維持を図ることができるサーボシリンダシステムを提供することができる。   Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a servo cylinder system that can improve responsiveness when the air cylinder is started, and can achieve uniform position control performance and maintenance.

本発明の実施形態に係るサーボシリンダシステムの回路図である。1 is a circuit diagram of a servo cylinder system according to an embodiment of the present invention. ティーチングプログラムのフローチャートである。It is a flowchart of a teaching program. ティーチング動作を説明するグラフであって、横軸に時間を示し、左側縦軸に位置を示し、右側縦軸に指令電圧を示す。It is a graph explaining teaching operation | movement, Time is shown on a horizontal axis, a position is shown on the left vertical axis | shaft, and a command voltage is shown on the right vertical axis | shaft. 制御対象の移動開始位置の差によるエアシリンダの動き方の違いを説明する図である。It is a figure explaining the difference in the way of movement of an air cylinder by the difference in the movement start position of a controlled object. ティーチング動作開始時の制御対象の位置の差による上昇用及び下降用の駆動開始指令電圧の違いを説明する図である。It is a figure explaining the difference in the drive start command voltage for a raise and a fall by the difference in the position of the control object at the time of teaching operation start. 図5のA部を拡大した図である。It is the figure which expanded the A section of FIG. ティーチング規定移動量試験の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of a teaching prescribed movement amount test. ティーチングポジション試験の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of a teaching position test. 通常動作プログラムのフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of a normal operation program.

以下に、本発明に係るサーボシリンダシステムの実施形態について図面に基づいて説明する。以下の説明では、まずサーボシリンダシステム1の概略構成を説明する。次に、ティーチング動作について説明する。それから、通常動作について説明する。その後、ティーチング動作開始時に制御対象9を下限位置へ移動させてからホームポジションHPへ移動させる理由を説明する。そして、ティーチング規定移動量Z及び第1及び第2ティーチングポジションX1,X2(ティーチングポジションの一例)を決定する方法を説明する。そして最後に本実施形態のサーボシリンダシステム1の作用効果を説明する。   Hereinafter, an embodiment of a servo cylinder system according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the schematic configuration of the servo cylinder system 1 will be described first. Next, the teaching operation will be described. Then, normal operation will be described. Then, the reason why the control object 9 is moved to the lower limit position at the start of the teaching operation and then moved to the home position HP will be described. A method for determining the specified teaching movement amount Z and the first and second teaching positions X1, X2 (an example of the teaching position) will be described. Finally, the function and effect of the servo cylinder system 1 of this embodiment will be described.

<サーボシリンダシステムの概略構成>
図1は、本発明の実施形態に係るサーボシリンダシステム1の回路図である。サーボシリンダシステム1は、サーボバルブ2と、エアシリンダ3と、位置検出センサ4と、コントローラ5を備え、制御対象9の位置を制御する。サーボシリンダシステム1は、コントローラ5が記憶するティーチングプログラム5a(後述の図2参照)と通常動作プログラム5b(特に、後述の図9のS26〜S29,S31に示す始動時電圧調整手段)に特徴がある。
<Schematic configuration of servo cylinder system>
FIG. 1 is a circuit diagram of a servo cylinder system 1 according to an embodiment of the present invention. The servo cylinder system 1 includes a servo valve 2, an air cylinder 3, a position detection sensor 4, and a controller 5, and controls the position of the control target 9. The servo cylinder system 1 is characterized by a teaching program 5a (see FIG. 2 described later) and a normal operation program 5b (especially, starting voltage adjusting means shown in S26 to S29 and S31 of FIG. 9 described later) stored in the controller 5. is there.

図1に示すようにエアシリンダ3は、制御対象9を上下方向に進退させるように配設されている。エアシリンダ3は、シリンダ本体31にピストン33が摺動可能に装填されている。シリンダ本体31の圧力室32は、ピストン33により、第1圧力室32aと第2圧力室32bに気密に区画されている。シリンダ本体31は、第1圧力室32aに連通するように第1操作ポート31aが形成され、第2圧力室32bに連通するように第2操作ポート31bが開設されている。エアシリンダ3は、第1及び第2操作ポート31a,31bが第1及び第2給排通路6b,6cを介してサーボバルブ2に接続され、第1及び第2圧力室32a,32bの内圧が制御される。ピストン33には、出力ロッド34が連結されている。制御対象9は、出力ロッド34の先端部に結合され、ピストン33と一体的に進退する。   As shown in FIG. 1, the air cylinder 3 is disposed so as to move the control object 9 forward and backward. In the air cylinder 3, a piston 33 is slidably loaded in a cylinder body 31. The pressure chamber 32 of the cylinder body 31 is airtightly divided into a first pressure chamber 32 a and a second pressure chamber 32 b by a piston 33. In the cylinder body 31, a first operation port 31a is formed so as to communicate with the first pressure chamber 32a, and a second operation port 31b is established so as to communicate with the second pressure chamber 32b. In the air cylinder 3, the first and second operation ports 31a and 31b are connected to the servo valve 2 via the first and second supply / discharge passages 6b and 6c, and the internal pressures of the first and second pressure chambers 32a and 32b are reduced. Be controlled. An output rod 34 is connected to the piston 33. The control object 9 is coupled to the tip of the output rod 34 and moves forward and backward integrally with the piston 33.

このようなエアシリンダ3は、第1圧力室32aの内圧による下向きの力に制御対象9の重量を加えた力と第2圧力室32bの内圧による上向きの力との差に応じてピストン33がシリンダ本体31内で往復直線運動し、制御対象9を下降(進出)させたり、上昇(後退)させたりする。位置検出センサ4は、シリンダ本体31の側面に取り付けられ、ピストン33の位置から制御対象9の位置を検出する。   In such an air cylinder 3, the piston 33 has a piston 33 corresponding to a difference between a force obtained by adding the weight of the control target 9 to the downward force due to the internal pressure of the first pressure chamber 32 a and the upward force due to the internal pressure of the second pressure chamber 32 b. A reciprocating linear motion is performed in the cylinder body 31, and the control object 9 is lowered (advanced) or raised (retreated). The position detection sensor 4 is attached to the side surface of the cylinder body 31 and detects the position of the control object 9 from the position of the piston 33.

サーボバルブ2は、周知の方向切換弁である。サーボバルブ2は、コントローラ5から出力される指令電圧が電磁ソレノイド23に印加されると、スプール22が指令電圧に比例してハウジング21内で移動し、第1ポート21aと第2ポート21bと第3ポート21cと排気流路21dとの連通状態を切り換えるように、構成されている。   The servo valve 2 is a well-known direction switching valve. When the command voltage output from the controller 5 is applied to the electromagnetic solenoid 23, the servo valve 2 moves the spool 22 in the housing 21 in proportion to the command voltage, and the first port 21a, the second port 21b, The communication state between the 3 port 21c and the exhaust passage 21d is switched.

第1〜第3ポート21a〜21cはハウジング21に開設されている。第1ポート21aは、入力通路6aを介して、圧縮エア供給源に接続されている。第2ポート21bは、第1給排通路6bを介してエアシリンダ3の第1操作ポート31aに接続されている。第3ポート21cは、第2給排通路6cを介してエアシリンダ3の第2操作ポート31bに接続されている。排気流路21dは、図示しない排気ポートに接続されている。スプール22は、電磁ソレノイド23に指令電圧が印加されないときには、第1ポート21aを第2ポート21bと第3ポート21cの何れにも連通させない中立位置に配置される。この状態では、サーボバルブ2は、第1及び第2圧力室32a,32bに圧縮エアを給排気しない。この場合、エアシリンダ3は、出力ロッド34の下端部に制御対象9が結合するため、制御対象9の重量によりピストン33が下降してシリンダ本体31の下端面に当接する。   The first to third ports 21 a to 21 c are opened in the housing 21. The first port 21a is connected to a compressed air supply source via the input passage 6a. The second port 21b is connected to the first operation port 31a of the air cylinder 3 through the first supply / discharge passage 6b. The third port 21c is connected to the second operation port 31b of the air cylinder 3 through the second supply / discharge passage 6c. The exhaust passage 21d is connected to an exhaust port (not shown). The spool 22 is disposed at a neutral position where the first port 21a does not communicate with any of the second port 21b and the third port 21c when the command voltage is not applied to the electromagnetic solenoid 23. In this state, the servo valve 2 does not supply or exhaust compressed air to the first and second pressure chambers 32a and 32b. In this case, since the controlled object 9 is coupled to the lower end portion of the output rod 34 in the air cylinder 3, the piston 33 is lowered by the weight of the controlled object 9 and comes into contact with the lower end surface of the cylinder body 31.

一方、スプール22は、電磁ソレノイド23に指令電圧が印加されると、その指令電圧に応じて、第1位置又は第2位置へ向かって移動する。第1位置では、第2ポート21bが第1ポート21aに連通し、第3ポート21cが排気流路21dに連通する。この場合、エアシリンダ3は、第1圧力室32aに圧縮エアが供給され、第2圧力室32bから圧縮エアが排気されるため、制御対象9を下降させる。一方、第2位置では、第3ポート21cが第1ポート21aに連通し、第2ポート21bが排気流路21dに連通する。この場合、エアシリンダ3は、第2圧力室32bに圧縮エアが供給され、第1圧力室32aから圧縮エアが排気されるため、制御対象9を上昇させる。尚、サーボバルブ2は、スプール22が指令電圧に比例して移動することにより開度調整され、圧縮エアの給排気量を制御する。   On the other hand, when a command voltage is applied to the electromagnetic solenoid 23, the spool 22 moves toward the first position or the second position in accordance with the command voltage. In the first position, the second port 21b communicates with the first port 21a, and the third port 21c communicates with the exhaust passage 21d. In this case, since the compressed air is supplied to the first pressure chamber 32a and the compressed air is exhausted from the second pressure chamber 32b, the air cylinder 3 lowers the control target 9. On the other hand, in the second position, the third port 21c communicates with the first port 21a, and the second port 21b communicates with the exhaust passage 21d. In this case, since the compressed air is supplied to the second pressure chamber 32b and the compressed air is exhausted from the first pressure chamber 32a, the air cylinder 3 raises the control target 9. The servo valve 2 is adjusted in opening degree by the spool 22 moving in proportion to the command voltage, and controls the supply / exhaust amount of compressed air.

位置検出センサ28は、スプール22の位置を検出する。比較部26と調整部27は、位置検出センサ28が検出するスプール22の位置をコントローラ5の指令に一致させるように、コントローラ5からサーボバルブ2に出力される指令電圧を調整する。   The position detection sensor 28 detects the position of the spool 22. The comparison unit 26 and the adjustment unit 27 adjust the command voltage output from the controller 5 to the servo valve 2 so that the position of the spool 22 detected by the position detection sensor 28 matches the command of the controller 5.

コントローラ5は、周知のマイクロコンピュータである。コントローラ5は、位置検出ライン7を介して位置検出センサ4に電気的に接続され、位置検出センサ4が検出した制御対象の位置(検出位置)を入力する。また、コントローラ5は、指令電圧出力ライン8を介してサーボバルブ2に接続され、サーボバルブ2の動作を制御する指令電圧をサーボバルブ2に出力する。コントローラ5は、ティーチングプログラム5aと通常動作プログラム5bとをメモリに格納している。ティーチングプログラム5aと通常動作プログラム5bの詳細は、後述する。   The controller 5 is a known microcomputer. The controller 5 is electrically connected to the position detection sensor 4 via the position detection line 7 and inputs the position of the control target (detection position) detected by the position detection sensor 4. The controller 5 is connected to the servo valve 2 via the command voltage output line 8 and outputs a command voltage for controlling the operation of the servo valve 2 to the servo valve 2. The controller 5 stores a teaching program 5a and a normal operation program 5b in a memory. Details of the teaching program 5a and the normal operation program 5b will be described later.

ところで、エアシリンダ3は、物理的には、ピストン33がシリンダ本体31の下端面に当接するまで制御対象9を降下(進出)させることができる(このときの制御対象9の位置を「下端位置」という。)。また、エアシリンダ3は、物理的には、ピストン33がシリンダ本体31の上端面に当接するまで制御対象9を上昇(後退)させることができる(このときの制御対象9の位置を「上端位置」という。)。この物理的な制御対象9の移動範囲を「物理的移動範囲」という。しかし、サーボシリンダシステム1は、第1及び第2圧力室32a,32bの内圧を調整することによりエアシリンダ3を駆動させ、制御対象9の位置を制御する。そのため、サーボシリンダシステム1は、物理的移動範囲より狭い範囲でしか制御対象9の位置を制御できない。この制御範囲を「制御可能範囲」という。そこで、以下の説明において、圧力室32の圧力でピストン33をシリンダ本体31の下端面側へ最大限移動させたときの制御対象9の位置(制御可能範囲の中で最も低い位置、制御対象9を最も進出させるように制御できる位置)を「下限位置(最大進出位置の一例)」といい、圧力室32の圧力でピストン33をシリンダ本体31の上端側へ最大限移動させたときの制御対象9の位置(制御可能範囲の中で最も高い位置、制御対象9を最も後退させるように制御できる位置)を「上限位置」という。   By the way, the air cylinder 3 can physically lower the control object 9 until the piston 33 contacts the lower end surface of the cylinder body 31 (the position of the control object 9 at this time is “lower end position”). "). Further, the air cylinder 3 can physically raise (retreat) the control object 9 until the piston 33 comes into contact with the upper end surface of the cylinder body 31 (the position of the control object 9 at this time is referred to as “upper position”). "). This movement range of the physical control object 9 is referred to as “physical movement range”. However, the servo cylinder system 1 drives the air cylinder 3 by adjusting the internal pressures of the first and second pressure chambers 32a and 32b, and controls the position of the control target 9. Therefore, the servo cylinder system 1 can control the position of the control target 9 only in a range narrower than the physical movement range. This control range is referred to as a “controllable range”. Therefore, in the following description, the position of the control target 9 (the lowest position in the controllable range, the control target 9 when the piston 33 is moved to the lower end surface side of the cylinder body 31 to the maximum by the pressure of the pressure chamber 32. (The position that can be controlled so as to be advanced most) is called the “lower limit position (an example of the maximum advanced position)”, and is the control target when the piston 33 is moved to the upper end side of the cylinder body 31 to the maximum by the pressure of the pressure chamber 32 The position 9 (the highest position in the controllable range, the position where the control object 9 can be controlled to move backward most) is referred to as an “upper limit position”.

<ティーチング動作について>
次に、図2及び図3に基づいてティーチング動作について説明する。図2は、ティーチングプログラム5aのフローチャートである。図3は、ティーチング動作を説明するグラフであって、横軸に時間を示し、左側縦軸に位置検出センサ4が検出する制御対象9の位置を示し、右側縦軸にコントローラ5がサーボバルブ2に出力する指令電圧を示す。
<About teaching operation>
Next, the teaching operation will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a flowchart of the teaching program 5a. FIG. 3 is a graph for explaining the teaching operation. The horizontal axis indicates time, the left vertical axis indicates the position of the control object 9 detected by the position detection sensor 4, and the right vertical axis indicates the controller 5 by the servo valve 2. Indicates the command voltage to be output.

ティーチング動作は、コントローラ5が図2に示すティーチングプログラム5aを実行することにより、行われる。ティーチング動作では、サーボシリンダシステム1を実際に稼動させて、エアシリンダ3を始動させるために必要な駆動開始指令電圧を検出し、コントローラ5に記憶する。ティーチング動作は、電源投入直後、必ず1回行う。電源を切らなければ、再度実行する必要はない。   The teaching operation is performed by the controller 5 executing the teaching program 5a shown in FIG. In the teaching operation, the servo cylinder system 1 is actually operated to detect the drive start command voltage necessary for starting the air cylinder 3 and store it in the controller 5. The teaching operation must be performed once immediately after turning on the power. If the power is not turned off, there is no need to execute again.

コントローラ5は、ティーチング動作を開始すると、先ず図2のステップ1(以下「S1」と略記する。)において、制御対象9を下限位置へ移動させる。具体的には、図3に示すように、コントローラ5は、サーボバルブ2のスプール22を第1位置の方向へ移動させるように指令電圧を出力する。エアシリンダ3は、第1圧力室32aを加圧され、第2圧力室32bを減圧され、制御対象9を下降させ始める。コントローラ5は、制御対象9が下限位置に近づくと、エアシリンダ3が制御対象9の下降速度を弛めて制御対象9を下限位置で精度良く停止させるように、指令電圧をサーボバルブ2に出力する。   When starting the teaching operation, the controller 5 first moves the control object 9 to the lower limit position in step 1 of FIG. 2 (hereinafter abbreviated as “S1”). Specifically, as shown in FIG. 3, the controller 5 outputs a command voltage so as to move the spool 22 of the servo valve 2 toward the first position. The air cylinder 3 pressurizes the first pressure chamber 32a, depressurizes the second pressure chamber 32b, and starts to lower the control target 9. When the control object 9 approaches the lower limit position, the controller 5 outputs a command voltage to the servo valve 2 so that the air cylinder 3 slows down the control object 9 and stops the control object 9 accurately at the lower limit position. To do.

そして、図2のS2において、コントローラ5は、制御対象9をホームポジションHPへ移動させる。ここで、ホームポジションHPとは、駆動開始指令電圧を検出する場合に、エアシリンダ3を始動させる基準になる位置をいう。本実施形態では、上限位置をホームポジションHPとする。本処理を具体的に説明すると、図3に示すように、コントローラ5は、サーボバルブ2のスプール22を第2位置の方向へ移動させる指令電圧を出力する。これにより、エアシリンダ3は、第2圧力室32bの内圧による上向きの力が、第1圧力室32aの内圧による下向きの力に制御対象9の重量を加えた力より大きくなり、ピストン33が制御対象9と一体的に上昇する。   Then, in S2 of FIG. 2, the controller 5 moves the control object 9 to the home position HP. Here, the home position HP refers to a position that serves as a reference for starting the air cylinder 3 when a drive start command voltage is detected. In the present embodiment, the upper limit position is the home position HP. More specifically, as shown in FIG. 3, the controller 5 outputs a command voltage for moving the spool 22 of the servo valve 2 in the direction of the second position. Thereby, in the air cylinder 3, the upward force due to the internal pressure of the second pressure chamber 32b becomes larger than the force obtained by adding the weight of the control target 9 to the downward force due to the internal pressure of the first pressure chamber 32a, and the piston 33 is controlled. Ascends integrally with the subject 9.

図2のS3に示すように、コントローラ5は、制御対象9がホームポジションHPに到達すると、1秒間待つ。具体的には、コントローラ5は、図3のS3に示すように、位置検出センサ4の検出位置を入力し、制御対象9がホームポジションHP(上限位置)に到達したことを確認すると、制御対象9をホームポジションHPに停止させるように指令電圧を出力する。これにより、指令電圧と制御対象9の位置が安定する。尚、この待機時間は任意に設定できる。   As shown in S3 of FIG. 2, the controller 5 waits for one second when the control object 9 reaches the home position HP. Specifically, as shown in S3 in FIG. 3, the controller 5 inputs the detection position of the position detection sensor 4 and confirms that the control object 9 has reached the home position HP (upper limit position). A command voltage is output so as to stop 9 at the home position HP. Thereby, the command voltage and the position of the controlled object 9 are stabilized. This standby time can be set arbitrarily.

図2のS4において、コントローラ5は、制御対象9をティーチング規定移動量Zだけ下降させ始める。ここで、ティーチング規定移動量Zとは、駆動開始指令電圧を検出するために、制御対象9をホームポジションHPから下降(進出)及び上昇(後退)させる距離をいう。また、制御対象9が、ホームポジションHPからティーチング規定移動量Zだけ移動した位置を「ティーチング規定移動位置」という。ティーチング規定移動量Zは、後述する方法により、決定される。本実施形態では、ティーチング規定移動量Zを4mmとする。具体的には、図3に示すように、コントローラ5は、サーボバルブ2のスプール22を第1位置側へ移動させる指令電圧を出力する。エアシリンダ3は、第1圧力室32aの内圧による下向きの力に制御対象9の重量を加えた力が、第2圧力室32bの内圧による上向きの力より大きくなると、ピストン33が制御対象9と一体的に下降し始める。   In S4 of FIG. 2, the controller 5 starts to lower the control object 9 by the teaching specified movement amount Z. Here, the teaching specified movement amount Z refers to a distance by which the controlled object 9 is lowered (advanced) and raised (retreated) from the home position HP in order to detect a drive start command voltage. Further, a position where the control object 9 has moved from the home position HP by the teaching specified movement amount Z is referred to as a “teaching specified movement position”. The teaching prescribed movement amount Z is determined by a method described later. In the present embodiment, the teaching specified movement amount Z is 4 mm. Specifically, as shown in FIG. 3, the controller 5 outputs a command voltage for moving the spool 22 of the servo valve 2 to the first position side. When the force obtained by adding the weight of the control target 9 to the downward force due to the internal pressure of the first pressure chamber 32a becomes larger than the upward force due to the internal pressure of the second pressure chamber 32b, the air cylinder 3 It begins to descend integrally.

コントローラ5は、S5において、制御対象9が第1ティーチングポジションX1を通過したか否かを判断する。ここで、第1ティーチングポジションX1とは、エアシリンダ3が制御対象9を下降させ始めるときにコントローラ5が出力する指令電圧を検出する位置をいう。第1ティーチングポジションX1は、ホームポジションHPと第1ティーチング規定移動位置との間に設定される。第1ティーチングポジションX1の決定方法は、後述する。本実施形態では、ホームポジションHPから0.7mm下降した位置を第1ティーチングポジションX1とする。   In S5, the controller 5 determines whether or not the control object 9 has passed the first teaching position X1. Here, the first teaching position X1 refers to a position where the command voltage output by the controller 5 is detected when the air cylinder 3 starts to lower the control target 9. The first teaching position X1 is set between the home position HP and the first teaching prescribed movement position. A method for determining the first teaching position X1 will be described later. In the present embodiment, a position that is lowered 0.7 mm from the home position HP is defined as a first teaching position X1.

図2及び図3に示すように、コントローラ5は、第1ティーチングポジションX1を通過するまでは(S5:NO)、指令電圧を検出せずに、制御対象9を下降させための指令電圧をサーボバルブ2に出力する。一方、コントローラ5は、制御対象9が第1ティーチングポジションX1を通過したら(S5:YES)、S6において、サーボバルブ2に現在出力している指令電圧を、下降用駆動開始指令電圧Y1(駆動開始指令電圧の一例)として保存する。このように、コントローラ5は、当該サーボシリンダシステム1を構成するエアシリンダ3、サーボバルブ2、位置検出センサ4を稼動させて、エアシリンダ3が制御対象9を下降させ始めるときの下降用駆動開始指令電圧Y1を検出して記憶するので、システム構成部品の現時点の特性や状態を反映した下降用駆動開始指令電圧Y1を認識できる。 As shown in FIGS. 2 and 3, the controller 5 is to pass through a first teaching position X1 (S5: NO), without detecting a command voltage, the command voltage for Ru lowers the controlled object 9 Output to servo valve 2. On the other hand, when the control object 9 passes the first teaching position X1 (S5: YES), the controller 5 converts the command voltage currently output to the servo valve 2 to the descent drive start command voltage Y1 (drive start) in S6. Save as an example of the command voltage. In this way, the controller 5 operates the air cylinder 3, the servo valve 2, and the position detection sensor 4 constituting the servo cylinder system 1, and starts driving for lowering when the air cylinder 3 starts to lower the control target 9. Since the command voltage Y1 is detected and stored, the descent drive start command voltage Y1 reflecting the current characteristics and state of the system components can be recognized.

その後、コントローラ5は、図2のS7において、制御対象9がティーチング規定移動位置に到達したか否かを判断する。図2及び図3に示すように、コントローラ5は、制御対象9がティーチング規定移動位置に到達するまでは(S7:NO)、エアシリンダ3が制御対象9を下降させるようにサーボバルブ2に指令電圧を出力する。一方、コントローラ5は、制御対象9がティーチング規定移動位置に到達したと判断すると(S7:YES)、4秒間待機する。すなわち、コントローラ5は、制御対象9をティーチング規定移動位置で4秒間停止させるようにサーボバルブ2に指令電圧を出力する。これにより、指令電圧と制御対象9の位置が安定する。この待機時間は、任意に設定できる。   Thereafter, the controller 5 determines whether or not the control object 9 has reached the teaching prescribed movement position in S7 of FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, the controller 5 instructs the servo valve 2 to cause the air cylinder 3 to lower the control object 9 until the control object 9 reaches the teaching specified movement position (S7: NO). Output voltage. On the other hand, when the controller 5 determines that the control object 9 has reached the teaching prescribed movement position (S7: YES), the controller 5 stands by for 4 seconds. That is, the controller 5 outputs a command voltage to the servo valve 2 so as to stop the control object 9 at the teaching specified movement position for 4 seconds. Thereby, the command voltage and the position of the controlled object 9 are stabilized. This waiting time can be set arbitrarily.

それから、図2のS9において、コントローラ5は、制御対象9をホームポジションHPへ向かって上昇(後退)させ始める。具体的には、図3に示すように、コントローラ5は、サーボバルブ2のスプール22を第2位置側へ移動させるように指令電圧を出力する。エアシリンダ3は、第2圧力室32bの内圧による上向きの力が、第1圧力室32aの内圧による下向きの力に制御対象9の重量を加えた力より大きくなると、ピストン33が制御対象9と一体的に上昇し始める。   Then, in S9 of FIG. 2, the controller 5 starts to raise (retreat) the control target 9 toward the home position HP. Specifically, as shown in FIG. 3, the controller 5 outputs a command voltage to move the spool 22 of the servo valve 2 to the second position side. When the upward force due to the internal pressure of the second pressure chamber 32b becomes greater than the force obtained by adding the weight of the control target 9 to the downward force due to the internal pressure of the first pressure chamber 32a, the air cylinder 3 causes the piston 33 to It begins to rise together.

そして、図2のS10において、コントローラ5は、制御対象9が第2ティーチングポジションX2を通過したか否かを判断する。ここで、第2ティーチングポジションX2とは、エアシリンダ3が制御対象9を上昇させ始めるときにコントローラ5が出力する指令電圧を検出する位置をいう。第2ティーチングポジションX2は、ティーチング規定移動位置とティーチングポジションHPとの間に設定される。第2ティーチングポジションX2は、後述する決定方法により決定される。本実施形態では、第2ティーチングポジションX2は、ホームポジションHPから3.3mm下降した位置(ティーチング規定移動位置から0.7mm上昇した位置)とする。   Then, in S10 of FIG. 2, the controller 5 determines whether or not the control object 9 has passed the second teaching position X2. Here, the second teaching position X2 refers to a position where the command voltage output by the controller 5 is detected when the air cylinder 3 starts to raise the control object 9. The second teaching position X2 is set between the teaching specified movement position and the teaching position HP. The second teaching position X2 is determined by a determination method described later. In the present embodiment, the second teaching position X2 is a position that is lowered by 3.3 mm from the home position HP (a position that is raised by 0.7 mm from the teaching prescribed movement position).

図2及び図3に示すように、コントローラ5は、制御対象9が第2ティーチングポジションX2を通過するまでは(S10:NO)、サーボバルブ2に出力する指令電圧を検出せずに、エアシリンダ3に制御対象9を上昇させるための指令電圧をサーボバルブ2に出力する。一方、コントローラ5は、制御対象9が第2ティーチングポジションX2を通過したら(S10:YES)、S11において、サーボバルブ2に現在出力している指令電圧を検出し、上昇用駆動開始指令電圧Y2(駆動開始指令電圧の一例)として保存する。これにより、コントローラ5は、エアシリンダ3やサーボバルブ2、位置検出センサ4を実際に使用して上昇用駆動開始指令電圧Y2を検出して記憶するので、システム構成備品の現時点の特性や状態を反映した上昇用駆動開始指令電圧Y2を認識できる。   As shown in FIGS. 2 and 3, the controller 5 detects the command voltage output to the servo valve 2 without detecting the command voltage until the controlled object 9 passes the second teaching position X2 (S10: NO). 3 outputs a command voltage for raising the control object 9 to the servo valve 2. On the other hand, when the control object 9 has passed the second teaching position X2 (S10: YES), the controller 5 detects the command voltage currently output to the servo valve 2 in S11, and increases the drive start command voltage Y2 ( Saved as an example of drive start command voltage. As a result, the controller 5 detects and stores the ascending drive start command voltage Y2 by actually using the air cylinder 3, the servo valve 2, and the position detection sensor 4, so that the current characteristics and state of the system components are displayed. The reflected drive start command voltage Y2 can be recognized.

その後、図2に示すように、S12において、コントローラ5は、制御対象9がホームポジションHPに到達したか否かを判断する。制御対象9がホームポジションHPに到達していない場合には(S12:NO)、コントローラ5は、図3に示すように、エアシリンダ3が制御対象9を上昇させるようにサーボバルブ2に指令電圧を出力し続ける。一方、図2に示すように、制御対象9がホームポジションHPに到達したと判断した場合には(S12:YES)、処理を終了する。具体的には、図3に示すように、コントローラ5は、位置検出センサ4がピストン33を介して制御対象9の上限位置を検出すると、上限位置で停止するようにサーボバルブ2の指令電圧を制御する。この場合、エアシリンダ3は、制御対象9をホームポジションHP(上限位置)に配置した状態で停止する。これにより、後述する通常動作を行う際に、エアシリンダ3やサーボバルブ2が動き出しやすい。   Thereafter, as shown in FIG. 2, in S12, the controller 5 determines whether or not the control object 9 has reached the home position HP. When the control object 9 has not reached the home position HP (S12: NO), the controller 5 instructs the servo valve 2 to increase the control object 9 as shown in FIG. Will continue to be output. On the other hand, as shown in FIG. 2, when it is determined that the control object 9 has reached the home position HP (S12: YES), the process is terminated. Specifically, as shown in FIG. 3, when the position detection sensor 4 detects the upper limit position of the control target 9 via the piston 33, the controller 5 sets the command voltage of the servo valve 2 to stop at the upper limit position. Control. In this case, the air cylinder 3 stops in a state where the control object 9 is disposed at the home position HP (upper limit position). As a result, the air cylinder 3 and the servo valve 2 are likely to start moving when performing a normal operation described later.

<通常動作について>
次に、通常動作を説明する。コントローラ5は、通常動作プログラム5bを実行することにより、制御対象9を現在の位置から目標位置へ移動させる。
<Regarding normal operation>
Next, normal operation will be described. The controller 5 moves the controlled object 9 from the current position to the target position by executing the normal operation program 5b.

すなわち、図9のS21に示すように、コントローラ5は、例えば作業者がスタートスイッチを押下すると、動作指示を受け取る。そして、コントローラ5は、S22において、制御対象9の現在位置を確認する。具体的には、コントローラ5は、位置検出センサ4がピストン33を介して検出する制御対象9の検出位置を入力する。そして、S23において、コントローラ5は、制御対象9の現在位置と目標位置との偏差(現在位置から目標位置までの距離)を算出する。そして、コントローラ5は、S24において、偏差が0より大きいか否かを判断する。   That is, as shown in S21 of FIG. 9, the controller 5 receives an operation instruction when, for example, the operator presses the start switch. And the controller 5 confirms the present position of the control object 9 in S22. Specifically, the controller 5 inputs the detection position of the control object 9 detected by the position detection sensor 4 via the piston 33. In S23, the controller 5 calculates the deviation (the distance from the current position to the target position) between the current position of the control object 9 and the target position. Then, the controller 5 determines whether or not the deviation is larger than 0 in S24.

コントローラ5は、偏差が0より大きい場合には(S24:YES)、S25において、偏差に応じた指令電圧を計算する。この指令電圧は、位置検出センサ4の検出位置のみに基づいて算出されており、駆動開始指令電圧が反映されていない。   When the deviation is larger than 0 (S24: YES), the controller 5 calculates a command voltage corresponding to the deviation in S25. This command voltage is calculated based only on the detection position of the position detection sensor 4 and does not reflect the drive start command voltage.

そして、S26において、コントローラ5は、動き始めか否かを判断する。具体的には、コントローラ5は、動作指示を受け取った後(S1参照)の最初(1回目)の指令電圧制御か否かにより判断する。コントローラ5は、今回の制御が動き始めであると判断した場合には(S26:YES)、S27において、制御対象9を上昇させるのか下降させるのかを判断する。制御対象9が上昇する場合と下降する場合とで、エアシリンダ3が実際に動き始めるときに必要な駆動開始指令電圧(上昇用駆動開始指令電圧Y2、下降用駆動開始指令電圧Y1)が異なるため、制御対象9が移動する方向を確認する必要があるからである。   In S <b> 26, the controller 5 determines whether or not movement starts. Specifically, the controller 5 makes a determination based on whether or not it is the first (first) command voltage control after receiving the operation instruction (see S1). When the controller 5 determines that the current control starts to move (S26: YES), in S27, the controller 5 determines whether the controlled object 9 is to be raised or lowered. The drive start command voltage (the drive start command voltage for rising Y2 and the drive start command voltage for lowering Y1) required when the air cylinder 3 actually starts to move is different depending on whether the control target 9 is rising or falling. This is because it is necessary to confirm the direction in which the controlled object 9 moves.

コントローラ5は、制御対象9を上昇させる場合には(S27:YES)、S28においてエアシリンダ3を上昇させる動作指示を受け取ったあと最初に(1回目に)算出した第1指令電圧に、ティーチング動作により記憶した上昇用駆動開始指令電圧Y2を加算して第2指令電圧を算出する。そして、S29において、コントローラ5は、第2指令電圧をサーボバルブ2に出力する。これにより、サーボバルブ2には、エアシリンダ3を確実に上昇させ始める上昇用駆動開始指令電圧Y2以上で、第1指令電圧より大きい第2指令電圧が動作指示を入力した直後に印加される。そのため、エアシリンダ3は、構成部品の特性が他の製品と異なったり、構成部品が劣化したりして、第1指令電圧がサーボバルブ2に印加されるだけでは上昇し始めなくても、第2指令電圧がサーボバルブ2に印加されると直ぐに上昇し始める。そのため、第2指令電圧が出力されてからエアシリンダ3が制御対象9を上昇させ始めるまでの応答時間が極力短くなる。その後、S22に戻る。   When the controller 5 raises the controlled object 9 (S27: YES), the teaching operation is performed to the first command voltage calculated first (first time) after receiving the operation instruction to raise the air cylinder 3 in S28. The second drive voltage is calculated by adding the rising drive start command voltage Y2 stored in the above. In S <b> 29, the controller 5 outputs the second command voltage to the servo valve 2. As a result, the servo valve 2 is applied with a second command voltage that is equal to or higher than the ascending drive start command voltage Y2 that starts to ascend the air cylinder 3 and is greater than the first command voltage immediately after the operation instruction is input. Therefore, even if the air cylinder 3 does not start to rise when the first command voltage is applied to the servo valve 2 because the characteristics of the component parts are different from those of other products or the component parts deteriorate, 2 As soon as the command voltage is applied to the servo valve 2, it starts to rise. Therefore, the response time from when the second command voltage is output until the air cylinder 3 starts to raise the control target 9 is shortened as much as possible. Thereafter, the process returns to S22.

一方、コントローラ5は、制御対象9を下降させる場合には(S27:NO)、S31においてエアシリンダ3を下降させるために動作指示を受け取ったあと最初に(1回目に)算出した第1指令電圧に、ティーチング動作により記憶した下降用駆動開始指令電圧Y1を加算して、第2指令電圧を算出する。その後、S29において、コントローラ5は、第2指令電圧をサーボバルブ2に出力する。これにより、サーボバルブ2には、エアシリンダ3を確実に下降させ始める下降用駆動開始指令電圧Y1以上で、第1指令電圧より大きい第2指令電圧が印加される。そのため、エアシリンダ3は、構成部品の特性が他の製品と異なったり、構成部品が劣化したりして、第1指令電圧がサーボバルブ2に印加されただけでは下降し始めなくても、第2指令電圧がサーボバルブ2に印加されると直ぐに下降し始める。そのため、第2指令電圧が出力されてからエアシリンダ3が制御対象9を下降させ始めるまでの応答時間が極力短くなる。その後、S22に戻る。   On the other hand, when the controller 5 lowers the control object 9 (S27: NO), the first command voltage calculated first (first time) after receiving the operation instruction to lower the air cylinder 3 in S31. In addition, the descent drive start command voltage Y1 stored by the teaching operation is added to calculate the second command voltage. Thereafter, in S29, the controller 5 outputs the second command voltage to the servo valve 2. As a result, the servo valve 2 is applied with the second command voltage that is equal to or higher than the descent drive start command voltage Y1 that starts to lower the air cylinder 3 reliably and is larger than the first command voltage. Therefore, even if the air cylinder 3 does not start to drop when the first command voltage is applied to the servo valve 2 because the characteristics of the component parts are different from those of other products or the component parts deteriorate, 2 When the command voltage is applied to the servo valve 2, it begins to drop immediately. Therefore, the response time from when the second command voltage is output until the air cylinder 3 starts to lower the control target 9 is shortened as much as possible. Thereafter, the process returns to S22.

コントローラ5は、S22に戻り、制御対象9を目標位置へ向かって移動させる。具体的には、コントローラ5は、S22〜S24において、制御対象9の現在位置と目標位置との偏差を求め、偏差が0より大きいか否かを判断する。制御対象9が目標位置に到達しない場合には、偏差が0より大きいので(S24:YES)、コントローラ5は、S25において、検出位置と目標位置との偏差応じた指令電圧を算出する。この時点では、エアシリンダ3は動き始めた後であり、動き始めでない(動作指示を入力したあと最初の指令電圧制御ではない)ので(S26:NO)、S30において、S25で算出した指令電圧をそのまま第2指令電圧としてサーボバルブ2に出力する。その後、S22に戻る。この処理を繰り返すことにより、制御対象9が目標位置へ向かって移動する。つまり、コントローラ5は、エアシリンダ3が動き始めた後は、周知技術と同様にして、位置検出センサ4が検出する検出位置に基づいて制御対象9の位置をフィードバック制御する。コントローラ5は、制御対象9が目標位置に到達し、制御対象9の現在位置と目標位置との偏差が0になると(S24:NO)、処理を終了する。   The controller 5 returns to S22 and moves the control object 9 toward the target position. Specifically, the controller 5 obtains a deviation between the current position of the control object 9 and the target position in S22 to S24, and determines whether or not the deviation is greater than zero. When the control object 9 does not reach the target position, the deviation is larger than 0 (S24: YES), and therefore the controller 5 calculates a command voltage corresponding to the deviation between the detected position and the target position in S25. At this time, since the air cylinder 3 has started to move and has not started to move (it is not the first command voltage control after the operation instruction is input) (S26: NO), the command voltage calculated in S25 is obtained in S30. The second command voltage is output to the servo valve 2 as it is. Thereafter, the process returns to S22. By repeating this process, the control object 9 moves toward the target position. That is, after the air cylinder 3 starts to move, the controller 5 feedback-controls the position of the control target 9 based on the detection position detected by the position detection sensor 4 in the same manner as in the well-known technique. When the control object 9 reaches the target position and the deviation between the current position of the control object 9 and the target position becomes 0 (S24: NO), the controller 5 ends the process.

<ティーチング動作時に制御対象9を下限位置へ移動させてからホームポジションHPへ移動させる理由について>
図2のS1,S2に示すように、ティーチングプログラム5aは、制御対象9を一旦下限位置へ移動させてから、ホームポジションHP(上限位置)へ移動させる。これは、ティーチング動作時に、エアシリンダ3が制御対象9をホームポジションHPに短時間で安定して移動させるようにするためである。これについて図4に基づいて具体的に説明する。図4は、制御対象の移動開始位置の差によるエアシリンダの動き方の違いを説明する図である。
<Reason for moving the control object 9 to the lower limit position and then to the home position HP during teaching operation>
As shown in S1 and S2 of FIG. 2, the teaching program 5a once moves the control object 9 to the lower limit position and then moves it to the home position HP (upper limit position). This is because the air cylinder 3 stably moves the control object 9 to the home position HP in a short time during the teaching operation. This will be specifically described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining the difference in the movement of the air cylinder due to the difference in the movement start position of the controlled object.

図4(a)に示すように、エアシリンダ3は、図中P1に示すように上端位置からホームポジションHPへ制御対象9を移動させる場合、図中P2に示すようにホームポジションHPを超えて制御対象9を下降させる。その後、エアシリンダ3は、図中P3に示すようにホームポジションHPへ向かって制御対象9を上昇させてから、制御対象9をホームポジションHPに安定させる。   As shown in FIG. 4 (a), when the control target 9 is moved from the upper end position to the home position HP as indicated by P1 in the figure, the air cylinder 3 exceeds the home position HP as indicated by P2 in the figure. The control object 9 is lowered. Thereafter, the air cylinder 3 raises the control target 9 toward the home position HP as indicated by P3 in the figure, and then stabilizes the control target 9 at the home position HP.

また例えば、図4(b)に示すように、エアシリンダ3は、図中P11に示すようにホームポジションHPと下限位置との間の位置からホームポジションHPへ制御対象9を移動させる場合、図中P12に示すように、ホームポジションHPを超えて制御対象9を上昇させる。その後、エアシリンダ3は、図中P13に示すように、ホームポジションHPへ向かって制御対象9を下降させてから、制御対象9をホームポジションHPに安定させる。   Further, for example, as shown in FIG. 4B, the air cylinder 3 is moved when the control object 9 is moved from the position between the home position HP and the lower limit position to the home position HP as indicated by P11 in the figure. As shown in the middle P12, the control object 9 is raised beyond the home position HP. Thereafter, the air cylinder 3 lowers the control object 9 toward the home position HP as shown by P13 in the figure, and then stabilizes the control object 9 at the home position HP.

更に例えば、図4(c)に示すように、エアシリンダ3は、図中P21に示すように、下限位置から制御対象9を移動させる場合、安定した制御を行うのに十分な距離があるため、オーバーシュートを低減し、制御対象9をホームポジションHPに早く安定させることができる。   Further, for example, as shown in FIG. 4C, the air cylinder 3 has a sufficient distance to perform stable control when the control object 9 is moved from the lower limit position, as indicated by P21 in the figure. The overshoot can be reduced, and the controlled object 9 can be quickly stabilized at the home position HP.

よって、ティーチング動作時には、制御対象を下限位置へ移動させてからホームポジションHPへ移動させると、制御対象9をホームポジションHPに到達させるときのオーバーシュートを低減し、ホームポジションHPに早く到達させて安定させることができる。   Therefore, during the teaching operation, if the controlled object is moved to the lower limit position and then moved to the home position HP, the overshoot when the controlled object 9 reaches the home position HP is reduced, and the home position HP is quickly reached. It can be stabilized.

<ティーチング規定移動量及びティーチングポジションの決定方法について>
次に、ティーチング規定移動量及びティーチングポジションの決定方法について、図5〜図8を参照して説明する。まず、これらを決定する必要性について説明する。
<How to determine teaching movement amount and teaching position>
Next, a method for determining the teaching movement amount and the teaching position will be described with reference to FIGS. First, the necessity to determine these will be described.

発明者らは、1個のサーボシリンダシステム1について、ティーチング動作を開始するときの制御対象9の位置を上端位置とした第1事例と、ティーチング動作を開始するときの制御対象9の位置を、上端位置と下端位置との中間位置とした第2事例と、ティーチング動作を開始するときの制御対象9の位置を下端位置とした第3事例について、ティーチングプログラム5aを実行し、コントローラ5が出力する指令電圧の変動を調べる実験を行った。その結果を、図5に示す。図5は、ティーチング動作開始時の制御対象の位置の差による上昇用及び下降用の駆動開始指令電圧の違いを説明する図であって、横軸に時間を示し、左側縦軸に制御対象9の位置を示し、右側縦軸にコントローラ5がサーボバルブ2に出力する指令電圧を示す。   The inventors, for one servo cylinder system 1, the first case where the position of the controlled object 9 when starting the teaching operation is the upper end position, and the position of the controlled object 9 when starting the teaching operation, The teaching program 5a is executed and the controller 5 outputs the second case in which the upper end position and the lower end position are in the middle and the third case in which the position of the control target 9 when starting the teaching operation is the lower end position. An experiment was conducted to examine the fluctuation of the command voltage. The result is shown in FIG. FIG. 5 is a diagram for explaining the difference between the drive start command voltages for ascending and descending due to the difference in the position of the controlled object at the start of the teaching operation, where the horizontal axis indicates time and the left vertical axis indicates the controlled object 9. The command voltage output from the controller 5 to the servo valve 2 is shown on the right vertical axis.

図5に示すように、第1〜第3事例は、ティーチング動作を開始するときの制御対象9の位置によって、制御対象9の位置変動や指令電圧の変動に差が生じる。   As shown in FIG. 5, in the first to third cases, a difference occurs in the position fluctuation of the control object 9 and the fluctuation of the command voltage depending on the position of the control object 9 when starting the teaching operation.

図6は、図5のA部を拡大した図である。図中太線に示すように、第1事例では、制御対象9がホームポジションHPから第1ティーチングポジションX1まで下降したときの指令電圧Y11が、5.225Vであった。図中太い点線に示すように、第2事例では、制御対象9がホームポジションHPから第1ティーチングポジションX1まで下降したときの指令電圧Y12が、5.177Vであった。図中太い二点鎖線に示すように、第3事例では、制御対象9がホームポジションHPから第1ティーチングポジションX1まで下降したときの指令電圧Y13が、5.110Vであった。よって、ティーチング動作を開始するときの制御対象9の位置によって、下降用駆動開始指令電圧Y11〜Y13には、0.115Vの差が生じる。   FIG. 6 is an enlarged view of part A in FIG. As indicated by the thick line in the figure, in the first case, the command voltage Y11 when the controlled object 9 is lowered from the home position HP to the first teaching position X1 was 5.225V. As shown by the thick dotted line in the figure, in the second case, the command voltage Y12 when the control object 9 is lowered from the home position HP to the first teaching position X1 was 5.177V. As shown by the thick two-dot chain line in the figure, in the third case, the command voltage Y13 when the control object 9 drops from the home position HP to the first teaching position X1 was 5.110V. Therefore, depending on the position of the control object 9 when starting the teaching operation, a difference of 0.115 V is generated in the descent drive start command voltages Y11 to Y13.

また図中細い実線に示すように、第1事例では、制御対象9がティーチング規定移動位置から第2ティーチングポジションX2まで上昇したときの指令電圧Y21が、4.140Vであった。図中細い点線に示すように、第2事例では、制御対象9がティーチング規定移動位置から第2ティーチングポジションX2まで上昇したときの指令電圧Y22が、4.125Vであった。図中細い二点鎖線に示すように、第3事例では、制御対象9がティーチング規定移動位置から第2ティーチングポジションX2まで上昇したときの指令電圧Y23が、4.135Vであった。よって、ティーチング動作を開始するときの制御対象9の位置によって、上昇用駆動開始指令電圧Y21〜Y23には、0.015Vの差が生じる。 Further, as indicated by a thin solid line in the figure, in the first case, the command voltage Y21 when the control object 9 is raised from the teaching specified movement position to the second teaching position X2 is 4.140V. As indicated by the thin dotted line in the figure, in the second case, the command voltage Y22 when the control object 9 has risen from the teaching specified movement position to the second teaching position X2 was 4.125V. As shown by the thin two-dot chain line in the figure, in the third case, the command voltage Y23 when the control object 9 is raised from the teaching specified movement position to the second teaching position X2 is 4.135V. Therefore, depending on the position of the control object 9 when starting the teaching operation, a difference of 0.015 V is generated in the drive start command voltages for raising Y21 to Y23.

このように、ティーチング動作は、ティーチング動作開始時における制御対象9の位置の差によって、下降用駆動開始指令電圧Y1の差と上昇用駆動開始指令電圧Y2の差を生じる。この下降用駆動開始指令電圧Y1の差と上昇用駆動開始指令電圧Y2の差が大きいと、通常動作時に、エアシリンダ3が始動するときの応答性を改善できない恐れがある。具体的には、通常動作開始時に制御対象9が上端位置にある場合、第1事例によって記憶した下降用駆動開始指令電圧Y1(5.225V)をサーボバルブ2に出力しなければ、エアシリンダ3が下降し始めない。しかし、ティーチング動作を第3事例によって行った場合、通常動作時開始時に制御対象9を上端位置に配置するエアシリンダ3は、コントローラ5が下降指令開始電圧Y3(5.110V)をサーボバルブ2に出力しても、指令電圧が不足し、エアシリンダ3が応答性良く下降し始めない。よって、制御対象9の位置によって生じる下降用駆動開始指令電圧Y1の差と上昇用駆動開始指令電圧Y2の差は、極力小さくすることが望ましい。ティーチング動作開始時の制御対象9の位置によって、通常動作時のエアシリンダ3が始動するときの応答性がばらつくのを低減するためである。 As described above, the teaching operation causes a difference between the descending drive start command voltage Y1 and the ascending drive start command voltage Y2 due to the difference in the position of the control target 9 at the start of the teaching operation. If the difference between the descending drive start command voltage Y1 and the ascending drive start command voltage Y2 is large, the responsiveness when the air cylinder 3 is started may not be improved during normal operation. Specifically, when the control object 9 during normal operation start is in the upper end position, to be output lowering drive start command voltage stored by the first instance Y 1 1 a (5.225V) to the servo valve 2, the air The cylinder 3 does not start to descend. However, when the teaching operation is performed according to the third case, the air cylinder 3 in which the control object 9 is arranged at the upper end position at the start of the normal operation, the controller 5 applies the lowering command start voltage Y 13 (5.110 V) to the servo valve. Even if output to 2, the command voltage is insufficient, and the air cylinder 3 does not begin to descend with good responsiveness. Therefore, it is desirable that the difference between the descent drive start command voltage Y1 and the rise drive start command voltage Y2 caused by the position of the control target 9 be as small as possible. This is to reduce variations in response when the air cylinder 3 is started during normal operation depending on the position of the control target 9 when starting the teaching operation.

そこで、発明者らは、ティーチング動作時に、制御対象9の位置によって生じる下降用駆動開始指令電圧Y1の差と上昇用駆動開始指令電圧Y2の差を小さくするように、ティーチング規定移動量Zと第1及び第2ティーチングポジションX1,X2を決定することにした。この決定方法を図7及び図8に基づいて説明する。   Therefore, the inventors set the teaching prescribed movement amount Z and the first movement amount Z so as to reduce the difference between the descent drive start command voltage Y1 and the descent drive start command voltage Y2 caused by the position of the control target 9 during the teaching operation. The first and second teaching positions X1 and X2 are decided. This determination method will be described with reference to FIGS.

まず、ティーチング規定移動量を決定する方法を説明する。発明者らは、ティーチング規定移動量Zと下降用駆動開始指令電圧Y1と上昇用駆動開始指令電圧Y2との関係を調べるティーチング規定移動量試験を行った。ティーチング規定移動量試験では、ティーチング動作を開始するときの制御対象9の位置が異なる点と、ティーチング規定移動量Zが異なる点を除き、同じティーチング動作で下降用駆動開始指令電圧Y1と上昇用駆動開始指令電圧Y2を測定した。   First, a method for determining the teaching prescribed movement amount will be described. The inventors conducted a teaching prescribed movement amount test for examining the relationship between the teaching prescribed movement amount Z, the descending drive start command voltage Y1, and the ascending drive start command voltage Y2. In the teaching specified movement amount test, the descent drive start command voltage Y1 and the ascending drive are the same in the teaching operation except that the position of the controlled object 9 when starting the teaching operation is different and the teaching specified movement amount Z is different. The start command voltage Y2 was measured.

この試験では、ホームポジションHPを上限位置とする点、第1ティーチングポジションX1をホームポジションHPから0.7mm下降した位置とする点、第2ティーチングポジションX2をホームポジションHPから3.3mm下降した位置(ティーチング規定移動位置から0.7mm上昇した位置)とする点が、共通する。一方、ティーチング動作開始時の制御対象9の位置は、上端位置と、上端位置と下端位置との間の中間位置と、下端位置とする点で相違する。また、ティーチング規定移動量Zは、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mmとする点で、相違する。   In this test, the home position HP is the upper limit position, the first teaching position X1 is 0.7 mm lower than the home position HP, and the second teaching position X2 is 3.3 mm lower than the home position HP. A common point is that the position is 0.7 mm higher than the teaching specified movement position. On the other hand, the position of the control object 9 at the start of the teaching operation is different in that the upper end position, the intermediate position between the upper end position and the lower end position, and the lower end position are used. Further, the teaching specified movement amount Z is different in that it is 1 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm, and 6 mm.

試験では、ティーチング規定移動量Z毎に、ティーチング動作開始時の制御対象9の位置を上端位置にした場合の下降用駆動開始指令電圧Y1及び上昇用駆動開始指令電圧Y2と、ティーチング動作開始時の制御対象9の位置を中間位置にした場合の下降用駆動開始指令電圧Y1及び上昇用駆動開始指令電圧Y2と、ティーチング動作開始時の制御対象9の位置を下端位置にした場合の下降用駆動開始指令電圧Y1及び上昇用駆動開始指令電圧Y2を測定した。そして、ティーチング規定移動量Z毎に、制御対象9の位置による下降用駆動開始指令電圧Y1の差と上昇用駆動開始指令電圧Y2の差を算出した。その結果を、図7に示す。   In the test, for each teaching specified movement amount Z, the lowering drive start command voltage Y1 and the upward drive start command voltage Y2 when the position of the control target 9 at the start of the teaching operation is set to the upper end position, Lowering drive start command voltage Y1 and rising drive start command voltage Y2 when the position of the control object 9 is set to the intermediate position, and lowering drive start when the position of the control object 9 at the start of the teaching operation is set to the lower end position The command voltage Y1 and the rising drive start command voltage Y2 were measured. Then, for each teaching specified movement amount Z, the difference between the descent drive start command voltage Y1 and the descent drive start command voltage Y2 depending on the position of the control target 9 was calculated. The result is shown in FIG.

図7に示すように、ティーチング規定移動量が1mmの場合、下降用駆動開始指令電圧Y1の差は0.173V、上昇用駆動開始指令電圧Y2の差は0.136Vであった。ティーチング規定移動量が2mmの場合、下降用駆動開始指令電圧Y1の差は0.096V、上昇用駆動開始指令電圧Y2の差は0.037Vであった。ティーチング規定移動量が3mmの場合、下降用駆動開始指令電圧Y1の差は0.047V、上昇用駆動開始指令電圧Y2の差は0.014Vであった。ティーチング規定移動量が4mmの場合、下降用駆動開始指令電圧Y1の差は0.033V、上昇用駆動開始指令電圧Y2の差は0.006Vであった。ティーチング規定移動量が5mmの場合、下降用駆動開始指令電圧Y1の差は0.036V、上昇用駆動開始指令電圧Y2の差は0.005Vであった。ティーチング規定移動量が6mmの場合、下降用駆動開始指令電圧Y1の差は0.034V、上昇用駆動開始指令電圧Y2の差は0.007Vであった。   As shown in FIG. 7, when the specified teaching movement amount is 1 mm, the difference in the descending drive start command voltage Y1 is 0.173V, and the difference in the ascending drive start command voltage Y2 is 0.136V. When the specified teaching movement amount was 2 mm, the difference in the descending drive start command voltage Y1 was 0.096V, and the difference in the ascending drive start command voltage Y2 was 0.037V. When the specified teaching movement amount was 3 mm, the difference in the descending drive start command voltage Y1 was 0.047V, and the difference in the ascending drive start command voltage Y2 was 0.014V. When the specified teaching movement amount was 4 mm, the difference in the descending drive start command voltage Y1 was 0.033V, and the difference in the ascending drive start command voltage Y2 was 0.006V. When the specified teaching movement amount was 5 mm, the difference in the descent drive start command voltage Y1 was 0.036V, and the difference in the descent drive start command voltage Y2 was 0.005V. When the specified teaching movement amount was 6 mm, the difference in the descending drive start command voltage Y1 was 0.034V, and the difference in the ascending drive start command voltage Y2 was 0.007V.

よって、ティーチング規定移動量Zが1mm以上4mm未満の範囲では、下降用駆動開始指令電圧Y1の差(実線)と上昇用駆動開始指令電圧Y2の差(点線)のどちらも、減少傾向を示した。一方、ティーチング規定移動量Zが4mm以上になると、下降用駆動開始指令電圧Y1の差(実線)と上昇用駆動開始指令電圧Y2の差(点線)のどちらも安定した。よって、ティーチング規定移動量Zを4mm以上にすることにより、ティーチング動作開始時における制御対象9の位置によって生じる下降用駆動開始指令電圧Y1の差と上昇用駆動開始指令電圧Y2の差を共に小さくできる。   Therefore, in the range where the teaching specified movement amount Z is 1 mm or more and less than 4 mm, both the difference in the descent drive start command voltage Y1 (solid line) and the difference in the descent drive start command voltage Y2 (dotted line) showed a decreasing tendency. . On the other hand, when the specified teaching movement amount Z was 4 mm or more, both the difference in the descent drive start command voltage Y1 (solid line) and the difference in the descent drive start command voltage Y2 (dotted line) were stabilized. Therefore, by setting the teaching specified movement amount Z to 4 mm or more, both the difference between the descent drive start command voltage Y1 and the rise drive start command voltage Y2 caused by the position of the controlled object 9 at the start of the teaching operation can be reduced. .

次に、第1及び第2ティーチングポジションX1,X2を決定する方法を説明する。発明者らは、第1及び第2ティーチングポジションX1,X2と指令電圧との関係を調べるティーチングポジション試験を行った。ティーチングポジション試験では、制御対象9をホームポジションHPへ移動させる前の位置が異なる点と、ティーチングポジションが異なる点を除き、同じティーチング動作で下降用駆動開始指令電圧Y1と上昇用駆動開始指令電圧Y2を検出した。   Next, a method for determining the first and second teaching positions X1, X2 will be described. The inventors conducted a teaching position test to examine the relationship between the first and second teaching positions X1, X2 and the command voltage. In the teaching position test, the descent drive start command voltage Y1 and the descent drive start command voltage Y2 are the same in the teaching operation except that the position before the control object 9 is moved to the home position HP is different from the teaching position. Was detected.

この試験では、ホームポジションHPを上限位置とする点と、ティーチング規定移動量Zを4mmとする点が、共通する。一方、第1ティーチングポジションX1をホームポジションHPから0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm下降した位置にする点、第2ティーチングポジションX2をティーチング規定移動位置から0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm上昇した位置(ホームポジションHPから3.6mm、3.5mm、3.4mm、3.3mm、3.2mm、3.1mm下降した位置)にする点が相違する。   In this test, the point where the home position HP is the upper limit position and the point where the teaching prescribed movement amount Z is 4 mm are common. On the other hand, the point where the first teaching position X1 is lowered by 0.4mm, 0.5mm, 0.6mm, 0.7mm, 0.8mm, 0.9mm from the home position HP, and the second teaching position X2 is specified for teaching. Positions that are 0.4 mm, 0.5 mm, 0.6 mm, 0.7 mm, 0.8 mm, 0.9 mm up from the moving position (3.6 mm, 3.5 mm, 3.4 mm, 3.3 mm, The difference is that the position is lowered by 3.2 mm and 3.1 mm.

試験では、第1及び第2ティーチングポジションX1,X2毎に、ティーチング動作開始時の制御対象9の位置を上端位置にした場合の下降用駆動開始指令電圧Y1及び上昇用駆動開始指令電圧Y2と、ティーチング動作開始時の制御対象9の位置を中間位置にした場合の下降用駆動開始指令電圧Y1及び上昇用駆動開始指令電圧Y2と、ティーチング動作開始時の制御対象9の位置を下端位置にした場合の下降用駆動開始指令電圧Y1及び上昇用駆動開始指令電圧Y2を測定した。そして、第1及び第2ティーチングポジションX1,X2毎に、下降用駆動開始指令電圧Y1の差と上昇用駆動開始指令電圧Y2の差を算出した。その結果を、図8に示す。   In the test, for each of the first and second teaching positions X1, X2, the descent drive start command voltage Y1 and the descent drive start command voltage Y2 when the position of the controlled object 9 at the start of the teaching operation is set to the upper end position; When the drive start command voltage Y1 for descent and drive start command voltage Y2 for rise when the position of the control target 9 at the start of the teaching operation is set to the intermediate position, and the position of the control target 9 at the start of the teaching operation are set to the lower end position The drive start command voltage for lowering Y1 and the drive start command voltage for rising Y2 were measured. Then, for each of the first and second teaching positions X1 and X2, the difference between the descent drive start command voltage Y1 and the difference between the descent drive start command voltage Y2 was calculated. The result is shown in FIG.

図8に示すように、第1ティーチングポジションX1がホームポジションHPから0.4mm下降した位置、第2ティーチングポジションX2がティーチング規定移動位置から0.4mm上昇した位置では、下降用駆動開始指令電圧Y1の差は0.054V、上昇用駆動開始指令電圧Y2の差は0.007Vであった。第1ティーチングポジションX1がホームポジションHPから0.5mm下降した位置、第2ティーチングポジションX2がティーチング規定移動位置から0.5mm上昇した位置では、下降用駆動開始指令電圧Y1の差は0.044V、上昇用駆動開始指令電圧Y2の差は0.006Vであった。第1ティーチングポジションX1がホームポジションHPから0.6mm下降した位置、第2ティーチングポジションX2がティーチング規定移動位置から0.6mm上昇した位置では、下降用駆動開始指令電圧Y1の差は0.036V、上昇用駆動開始指令電圧Y2の差は0.005Vであった。第1ティーチングポジションX1がホームポジションHPから0.7mm下降した位置、第2ティーチングポジションX2がティーチング規定移動位置から0.7mm上昇した位置では、下降用駆動開始指令電圧Y1の差は0.030V、上昇用駆動開始指令電圧Y2の差は0.007Vであった。第1ティーチングポジションX1がホームポジションHPから0.8mm下降した位置、第2ティーチングポジションX2がティーチング規定移動位置から0.8mm上昇した位置では、下降用駆動開始指令電圧Y1の差は0.029V、上昇用駆動開始指令電圧Y2の差は0.006Vであった。第1ティーチングポジションX1がホームポジションHPから0.9mm下降した位置、第2ティーチングポジションX2がティーチング規定移動位置から0.9mm上昇した位置では、下降用駆動開始指令電圧Y1の差は0.030V、上昇用駆動開始指令電圧Y2の差は0.007Vであった。   As shown in FIG. 8, when the first teaching position X1 is lowered by 0.4 mm from the home position HP and the second teaching position X2 is raised by 0.4 mm from the specified teaching movement position, the lowering drive start command voltage Y1 Difference was 0.054V, and the difference in drive start command voltage Y2 was 0.007V. At the position where the first teaching position X1 is lowered by 0.5 mm from the home position HP and the second teaching position X2 is raised by 0.5 mm from the teaching specified movement position, the difference in the descent drive start command voltage Y1 is 0.044V, The difference in the drive start command voltage for rising Y2 was 0.006V. At the position where the first teaching position X1 is lowered by 0.6 mm from the home position HP and the position where the second teaching position X2 is raised by 0.6 mm from the teaching specified movement position, the difference in the descent driving start command voltage Y1 is 0.036V, The difference in the drive start command voltage Y2 for increase was 0.005V. At the position where the first teaching position X1 is lowered by 0.7 mm from the home position HP and the second teaching position X2 is raised by 0.7 mm from the teaching specified movement position, the difference in the descent driving start command voltage Y1 is 0.030V, The difference in the drive start command voltage Y2 for increase was 0.007V. At the position where the first teaching position X1 is lowered by 0.8 mm from the home position HP and the second teaching position X2 is raised by 0.8 mm from the specified teaching movement position, the difference in the descent driving start command voltage Y1 is 0.029V, The difference in the drive start command voltage for rising Y2 was 0.006V. At the position where the first teaching position X1 is lowered by 0.9 mm from the home position HP and the second teaching position X2 is raised by 0.9 mm from the specified teaching movement position, the difference in the descent drive start command voltage Y1 is 0.030V, The difference in the drive start command voltage Y2 for increase was 0.007V.

よって、下降用駆動開始指令電圧Y1の差(実線)は、第1ティーチングポジションX1をホームポジションHPから0.4mm以上0.7mm未満にすると、減少傾向を示す。しかし、下降用駆動開始指令電圧Y1の差(実線)は、第1ティーチングポジションX1をホームポジションHPから0.7mm以上下降させる位置にすると、安定した。よって、第1ティーチングポジションX1をホームポジションHPから0.7mm以上下降した位置にすることにより、ティーチング動作開始時の制御対象9の位置によって生じる下降用駆動開始指令電圧Y1の差を小さくできる。   Therefore, the difference (solid line) in the descent drive start command voltage Y1 shows a decreasing tendency when the first teaching position X1 is set to 0.4 mm or more and less than 0.7 mm from the home position HP. However, the difference (solid line) in the descent drive start command voltage Y1 was stable when the first teaching position X1 was lowered by 0.7 mm or more from the home position HP. Therefore, by setting the first teaching position X1 to a position that is lowered by 0.7 mm or more from the home position HP, the difference in the descent drive start command voltage Y1 caused by the position of the control target 9 at the start of the teaching operation can be reduced.

これに対して、上昇用駆動開始指令電圧Y2の差(点線)は、第2ティーチングポジションX2の違いにより、大きな差が見られなかった。よって、第2ティーチングポジションX2は、第1ティーチングポジションX1より自由に決定できる。そこで、制御を容易にするために、第2ティーチングポジションX2は、ホームポジションHPから第1ティーチングポジションまでの距離と同じ距離だけ、ティーチング規定移動位置から上昇した位置にすると良い。   On the other hand, the difference (dotted line) in the drive start command voltage for rising Y2 (dotted line) was not significantly different due to the difference in the second teaching position X2. Therefore, the second teaching position X2 can be determined more freely than the first teaching position X1. Therefore, in order to facilitate the control, the second teaching position X2 is preferably set to a position raised from the teaching prescribed movement position by the same distance as the distance from the home position HP to the first teaching position.

このように、ティーチング規定移動量Zと第1及び第2ティーチングポジションX1,X2は、ティーチング動作開始時に制御対象9の位置によって生じる下降用駆動開始指令電圧Y1と上昇用駆動開始指令電圧Y2の差が小さくなる(安定する)ように決定される。そのため、ティーチング動作開始時に制御対象9の位置が異なっても、下降用駆動開始指令電圧Y1と上昇用駆動開始指令電圧Y2の差を小さくできる。そのため、ティーチング動作を行った時の制御対象9の位置がどこであったとしても、下降用駆動開始指令電圧Y1以上で第1指令電圧より大きい第2指令電圧をサーボバルブ2に出力したときに、第2指令電圧を出力したときからエアシリンダ3が制御対象9を下降させ始めるまでの応答時間のばらつきを小さくできる。また、ティーチング動作を行った時の制御対象9の位置がどこであったとしても、上昇用駆動開始指令電圧Y2以上の第2指令電圧をサーボバルブ2に出力したときに、第2指令電圧を出力したときからエアシリンダ3が制御対象9を上昇させ始めるまでの応答時間のばらつきを小さくできる。   As described above, the teaching specified movement amount Z and the first and second teaching positions X1 and X2 are the difference between the descending drive start command voltage Y1 and the ascending drive start command voltage Y2 generated by the position of the controlled object 9 when the teaching operation is started. Is determined to be small (stable). Therefore, even if the position of the control target 9 is different at the start of the teaching operation, the difference between the descending drive start command voltage Y1 and the ascending drive start command voltage Y2 can be reduced. Therefore, no matter where the position of the control object 9 is when the teaching operation is performed, when the second command voltage higher than the first command voltage is output to the servo valve 2 at the lower drive start command voltage Y1 or higher, Variation in response time from when the second command voltage is output until the air cylinder 3 starts to lower the control target 9 can be reduced. In addition, wherever the position of the control target 9 when the teaching operation is performed, the second command voltage is output when the second command voltage equal to or higher than the drive start command voltage Y2 for raising is output to the servo valve 2. The variation in the response time from when the air cylinder 3 starts to raise the control target 9 can be reduced.

<作用効果について>
以上説明したように、本実施形態は、圧力室32の圧力に応じて制御対象9を直線方向に進退させるエアシリンダ3と、圧力室32に圧縮エアを給排気するサーボバルブ2と、制御対象9の位置を検出する位置検出センサ4(位置検出手段の一例)と、位置検出センサ4が検出する検出位置を入力して目標位置との偏差を求め、偏差に基づいてサーボバルブ2に指令電圧を出力するコントローラ5と、を有するサーボシリンダシステム1において、コントローラ5は、制御対象9を所定のホームポジションHPから移動させるように(ティーチング規定移動位置まで下降させた後、ティーチング規定移動位置からホームポジションHPまで上昇させるように)サーボバルブ2に指令電圧を出力し、制御対象9がホームポジションHPから所定量離れたティーチングポジション{ホームポジションHPから第1規定量(0.7mm)下降側へ離れた第1ティーチングポジションX1、及び、ホームポジションHPから第2規定量(3.3mm)下降側に離れた(ティーチング規定移動位置から0.7mm上昇側へ離れた)第2ティーチングポジションX2}を通過するときの指令電圧を検出して、駆動開始指令電圧(下降用駆動開始指令電圧Y1、上昇用駆動開始指令電圧Y2)として記憶するティーチングプログラム5a(ティーチング手段の一例)と、制御対象9を現在の位置から目標位置へ移動させる動作指示を入力した場合に、動作指示を入力したあと最初に偏差に基づいて算出した第1指令電圧に駆動開始指令電圧(下降用駆動開始指令電圧Y1又は上昇用駆動開始指令電圧Y2)を加算して第2指令電圧を算出し、第2指令電圧をサーボバルブ2に出力する通常動作プログラム5b(特に、図9のS26〜S29、S31、始動時電圧調整手段の一例)を有すること、を特徴とする。
<About the effects>
As described above, in the present embodiment, the air cylinder 3 that moves the control target 9 forward and backward in the linear direction according to the pressure in the pressure chamber 32, the servo valve 2 that supplies and exhausts compressed air to and from the pressure chamber 32, and the control target The position detection sensor 4 for detecting the position 9 (an example of position detection means) and the detection position detected by the position detection sensor 4 are input to obtain a deviation from the target position, and a command voltage is applied to the servo valve 2 based on the deviation. In the servo cylinder system 1 having the controller 5 for outputting the controller 5, the controller 5 moves the controlled object 9 from a predetermined home position HP (after lowering the teaching target movement position to the home position from the teaching predetermined movement position, Command voltage is output to the servo valve 2 so that the control target 9 is predetermined from the home position HP. Separated teaching position {first teaching position X1 separated from the home position HP to the first specified amount (0.7 mm) descending side, and separated from the home position HP to the second defined amount (3.3 mm) descending side ( A command voltage when passing through the second teaching position X2} (separated from the teaching specified movement position by 0.7 mm upward) is detected, and a drive start command voltage (lower drive start command voltage Y1, higher drive start command) is detected. When the teaching program 5a (an example of teaching means) stored as the voltage Y2) and the operation instruction for moving the control object 9 from the current position to the target position are input, based on the deviation first after the operation instruction is input A drive start command voltage (lower drive start command voltage Y1 or higher drive start command voltage is added to the calculated first command voltage. Y2) is added to calculate the second command voltage and output the second command voltage to the servo valve 2. The normal operation program 5b (especially, S26 to S29, S31 in FIG. 9, an example of the starting voltage adjusting means) It is characterized by having.

上記実施形態のサーボシリンダシステム1では、コントローラ5が、ティーチングプログラム5aを実行することにより、サーボシリンダシステム1の構成部品を実際に稼動させてサーボバルブ2に指令電圧を出力し、制御対象9をホームポジションHPから移動させる(ティーチング規定移動位置まで下降させた後、ティーチング規定移動位置からホームポジションHPまで上昇させる)。このとき、コントローラ5は、制御対象9がホームポジションHPから所定量離れたティーチングポジション{ホームポジションHPから第1規定量(0.7mm)下降側へ離れた第1ティーチングポジションX1、及び、ホームポジションHPから第2規定量(3.3mm)下降側に離れた(ティーチング規定移動位置から0.7mm上昇側へ離れた)第2ティーチングポジションX2}を通過するときの指令電圧を検出して、駆動開始指令電圧(下降用駆動開始指令電圧Y1又は上昇用駆動開始指令電圧Y2)として記憶する。そのため、駆動開始指令電圧は、当該サーボシリンダシステム1がエアシリンダ3を確実に始動させることができる(下降させ始める又は上昇させ始める)値になる。   In the servo cylinder system 1 of the above-described embodiment, the controller 5 executes the teaching program 5a to actually operate the components of the servo cylinder system 1 and output a command voltage to the servo valve 2. It moves from the home position HP (after being lowered to the teaching specified moving position, it is raised from the teaching specified moving position to the home position HP). At this time, the controller 5 teaches that the controlled object 9 is a teaching position away from the home position HP by a predetermined amount {the first teaching position X1 away from the home position HP to the first specified amount (0.7 mm) downward side, and the home position. Drive by detecting the command voltage when passing through the second teaching position X2} which is separated from the HP by the second specified amount (3.3 mm) downward (distant from the teaching specified movement position by 0.7 mm) It is stored as a start command voltage (decreasing drive start command voltage Y1 or ascending drive start command voltage Y2). Therefore, the drive start command voltage is a value that allows the servo cylinder system 1 to reliably start the air cylinder 3 (begin to lower or start to increase).

コントローラ5は、制御対象9を現在の位置から目標位置へ移動させる動作指示を入力した場合に、位置検出センサ4が検出する検出位置と目標位置との偏差に基づいてサーボバルブ2に指令電圧を出力する。このとき、コントローラ5は、通常動作プログラム5bのS26〜S29,S31(図9参照)により、動作指示を入力したあと最初に偏差に基づいて算出した第1指令電圧に、上記のティーチング動作で記憶した駆動開始指令電圧(下降用駆動開始指令電圧Y1又は上昇用駆動開始指令電圧Y2)を加算することにより、第2指令電圧を算出し、その第2指令電圧をサーボバルブ2に出力する。エアシリンダ3は、第1指令電圧よりも大きい第2指令電圧が印加されるので、サーボバルブ2に第2指令電圧が出力されると直ぐに始動し、制御対象9を現在の位置から目標位置へ向かって移動させ始める。エアシリンダ3やサーボバルブ2は、始動時に大きな力を要するが、始動後はスムーズに動きやすい。そのため、サーボシリンダシステム1は、エアシリンダ3が始動した後は、コントローラ5が検出位置と目標位置との偏差に基づいて出力する指令電圧に応じて制御対象9を目標位置へ移動させる。   When the controller 5 inputs an operation instruction to move the control object 9 from the current position to the target position, the controller 5 supplies a command voltage to the servo valve 2 based on the deviation between the detection position detected by the position detection sensor 4 and the target position. Output. At this time, the controller 5 stores the first command voltage calculated based on the deviation first by inputting the operation instruction according to S26 to S29 and S31 (see FIG. 9) of the normal operation program 5b in the above teaching operation. The second command voltage is calculated by adding the drive start command voltage (decreasing drive start command voltage Y1 or ascending drive start command voltage Y2), and the second command voltage is output to the servo valve 2. Since the second command voltage larger than the first command voltage is applied to the air cylinder 3, the air cylinder 3 starts as soon as the second command voltage is output to the servo valve 2, and the control target 9 is moved from the current position to the target position. Start moving towards. The air cylinder 3 and the servo valve 2 require a large force at the start, but are easy to move smoothly after the start. Therefore, after the air cylinder 3 is started, the servo cylinder system 1 moves the control target 9 to the target position according to the command voltage output from the controller 5 based on the deviation between the detected position and the target position.

このように、上記構成のサーボシリンダシステム1は、動作指示を入力すると、最初に、偏差のみに基づいて算出した第1指令電圧よりも大きい第2指令電圧をサーボバルブ2に出力するので、サーボシリンダシステム1を構成するエアシリンダ3やサーボバルブ2などの構成部品が特性を製品間で異ならせたり、経年劣化したりしても、エアシリンダ3を応答性良く始動させる(下降させ始める又は上昇させ始める)ことができる。そのため、上記構成のサーボシリンダシステム1は、製品の特性や劣化状態に応じて応答性を改善し、位置制御性能を製品間で均一化できると共に、初期の位置制御性能を維持できる。   As described above, when the operation instruction is input, the servo cylinder system 1 having the above configuration first outputs a second command voltage to the servo valve 2 that is larger than the first command voltage calculated based only on the deviation. Even if the components such as the air cylinder 3 and the servo valve 2 constituting the cylinder system 1 have different characteristics among products or deteriorate over time, the air cylinder 3 is started with good responsiveness (begins to descend or rise) Can start to). Therefore, the servo cylinder system 1 configured as described above can improve the responsiveness according to the characteristics and deterioration state of the product, uniformize the position control performance among products, and maintain the initial position control performance.

また、本実施形態のサーボシリンダシステム1では、ティーチングプログラム5aは、ホームポジションHPへ移動する前における制御対象9の位置によって生じる駆動開始指令電圧(下降用駆動開始指令電圧Y1、上昇用駆動開始指令電圧Y2)の差が小さくなる範囲に、ティーチングポジション(第1又は第2ティーチングポジションX1,X2)が設定されている。そのため、ティーチング動作開始時に制御対象9がどの位置で停止していても、ティーチング動作で検出する駆動開始指令電圧(下降用駆動開始指令電圧Y1又は上昇用駆動開始指令電圧Y2)の差が小さくなる。そのため、ティーチング動作を行った時の制御対象9の位置がどこであったとしても、制御対象9を目標位置へ移動させる場合に、動作指示を入力したあと最初に偏差のみに基づいて算出した第1指令電圧より大きい第2指令電圧をサーボバルブに出力し、エアシリンダ3を直ぐに始動させる(下降させ始める、又は、上昇させ始める)ことができる。よって、本実施形態のサーボシリンダシステム1によれば、制御対象9の位置に応じてティーチング動作や通常動作の制御を変えなくても、応答性を改善できる。   Further, in the servo cylinder system 1 of the present embodiment, the teaching program 5a generates the drive start command voltage (the drive start command voltage for lowering Y1, the drive start command for rising) generated by the position of the control target 9 before moving to the home position HP. The teaching position (first or second teaching position X1, X2) is set in a range where the difference in voltage Y2) becomes small. For this reason, the difference in the drive start command voltage (the drive start command voltage for lowering Y1 or the drive start command voltage for increasing Y2) detected by the teaching operation becomes small regardless of the position where the control object 9 is stopped when the teaching operation is started. . Therefore, regardless of the position of the control object 9 when the teaching operation is performed, the first calculated based on only the deviation first after inputting the operation instruction when the control object 9 is moved to the target position. A second command voltage higher than the command voltage is output to the servo valve, and the air cylinder 3 can be started immediately (begin to lower or begin to rise). Therefore, according to the servo cylinder system 1 of the present embodiment, the responsiveness can be improved without changing the teaching operation or the control of the normal operation according to the position of the controlled object 9.

また、本実施形態のサーボシリンダシステム1では、ティーチングプログラム5aは、制御対象9をホームポジションHPへ移動させる前に、最も進出(下降)した位置である最大進出位置(下限位置)に制御対象9を移動させるように、サーボバルブ2に指令電圧を出力する準備手段(図2のS1、S2参照)を有する。これにより、サーボシリンダシステム1は、ティーチング動作時に安定した制御を行うのに十分な距離があるので、制御対象9を最大進出位置(下限位置)以外の位置からホームポジションHPに到達させる場合よりも、オーバーシュートを低減し、制御対象9を早くホームポジションHPに到達させることができる。よって、本実施形態のサーボシリンダシステム1によれば、制御対象9をホームポジションHPに短時間で精度良く到達させることができる。   Further, in the servo cylinder system 1 of the present embodiment, the teaching program 5a sets the control target 9 to the maximum advanced position (lower limit position) that is the most advanced (downward) position before moving the controlled object 9 to the home position HP. Is provided with a preparation means (see S1 and S2 in FIG. 2) for outputting a command voltage to the servo valve 2. As a result, the servo cylinder system 1 has a sufficient distance for performing stable control during the teaching operation, so that the control target 9 is made to reach the home position HP from a position other than the maximum advanced position (lower limit position). Therefore, the overshoot can be reduced and the control object 9 can be quickly reached the home position HP. Therefore, according to the servo cylinder system 1 of the present embodiment, the controlled object 9 can be accurately reached in the short time in the home position HP.

従って、本実施形態のサーボシリンダシステム1によれば、エアシリンダ3が始動するときの応答性を改善し、位置制御性能の均一化と維持を図ることができるサーボシリンダシステム1を提供することができる。   Therefore, according to the servo cylinder system 1 of the present embodiment, it is possible to provide the servo cylinder system 1 that can improve the responsiveness when the air cylinder 3 is started and can achieve uniform and maintained position control performance. it can.

尚、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、色々な応用が可能である。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Various application is possible.

(1)例えば、上記実施形態では、ピストン33の位置から制御対象9の位置を検出する位置検出センサ4により位置検出手段を構成した。これに対して、位置検出手段は、出力ロッド34の位置又は圧力室32の圧力を検知して制御対象9の位置を検出するものであっても良いし、制御対象9の位置を直接検出するものであっても良い。また、位置検出手段は、エアシリンダ3のピストン33の位置や圧力室32の圧力、出力ロッド34の位置をセンサで検出し、その検出結果をコントローラ5に出力し、コントローラ5が検出結果から制御対象9の位置を算出するように構成しても良い。 (1) For example, in the said embodiment, the position detection means was comprised by the position detection sensor 4 which detects the position of the control object 9 from the position of the piston 33. FIG. On the other hand, the position detecting means may detect the position of the control object 9 by detecting the position of the output rod 34 or the pressure of the pressure chamber 32, or directly detect the position of the control object 9. It may be a thing. The position detecting means detects the position of the piston 33 of the air cylinder 3, the pressure of the pressure chamber 32, and the position of the output rod 34 with a sensor, and outputs the detection result to the controller 5, which is controlled from the detection result. You may comprise so that the position of the object 9 may be calculated.

(2)例えば、上記実施形態では、1個のサーボバルブ2によって第1及び第2圧力室32a,32bに供給する圧縮エアを制御した。これに対して、第1操作ポート31aと第2操作ポート31bにそれぞれ1個ずつ給排気弁を設け、これら一対の給排気弁でサーボバルブを構成しても良い。 (2) For example, in the above embodiment, the compressed air supplied to the first and second pressure chambers 32a and 32b is controlled by one servo valve 2. On the other hand, one supply / exhaust valve may be provided for each of the first operation port 31a and the second operation port 31b, and a servo valve may be configured by the pair of supply / exhaust valves.

(3)例えば、上記実施形態では、ティーチングプログラム5aが制御対象9を下限位置へ移動させてからホームポジションHPへ移動させるようにサーボバルブ2に指令電圧を出力したが、制御対象9を下限位置以外の位置[例えば上限位置や、下限位置より僅かに(例えば0.1mm)上の位置など]へ移動させてからホームポジションへ移動させるようにサーボバルブ2に指令電圧を出力するようにしても良い。 (3) For example, in the above embodiment, the teaching program 5a outputs the command voltage to the servo valve 2 so as to move the controlled object 9 to the lower limit position and then to the home position HP. The command voltage may be output to the servo valve 2 so as to move to a home position after moving to a position other than [for example, an upper limit position or a position slightly above (for example, 0.1 mm) above the lower limit position]. good.

上記実施形態では、エアシリンダ3が出力ロッド34を下向きに突出させるように配置されている。これに対して、エアシリンダ3は、出力ロッド34を上向きに突出させるように配置してもよいし、出力ロッド34を水平方向に往復運動させるように配置しても良い。   In the said embodiment, the air cylinder 3 is arrange | positioned so that the output rod 34 may protrude below. On the other hand, the air cylinder 3 may be arranged so that the output rod 34 protrudes upward, or may be arranged so as to reciprocate the output rod 34 in the horizontal direction.

上記実施形態では、1回のティーチング動作により、下降用及び上昇用駆動開始指令電圧を検出して記憶するようにしたが、下降用駆動開始指令電圧と上昇用駆動開始指令電圧は、別個のティーチング動作で検出して記憶するようにしても良い。   In the above embodiment, the descending and ascending drive start command voltages are detected and stored by one teaching operation. However, the descending drive start command voltage and the ascending drive start command voltage are separately taught. You may make it detect and memorize | store by operation | movement.

上記実施形態では、ホームポジションHPを上限位置にしたが、制御可能範囲内であればホームポジションHPは任意の位置(例えば下限位置や、上限位置と下限位置との間の中間位置など)に設定しても良い。この場合、本実施形態と同じようにティーチング動作時に制御対象9の位置を制御しやすい。   In the above embodiment, the home position HP is set to the upper limit position, but the home position HP is set to an arbitrary position (for example, a lower limit position or an intermediate position between the upper limit position and the lower limit position) as long as it is within the controllable range. You may do it. In this case, it is easy to control the position of the controlled object 9 during the teaching operation as in the present embodiment.

1 サーボシリンダシステム
2 サーボバルブ
3 エアシリンダ
4 位置検出センサ(位置検出手段の一例)
5 コントローラ
5a ティーチングプログラム(ティーチング手段、準備手段の一例)
5b 通常動作プログラム(始動時電圧調整手段の一例)
9 制御対象
32 圧力室
HP ホームポジション
X1 第1ティーチングポジション(ティーチングポジションの一例)
X2 第2ティーチングポジション(ティーチングポジションの一例)
Y1 下降用駆動開始指令電圧(駆動開始指令電圧の一例)
Y2 上昇用駆動開始指令電圧(駆動開始指令電圧の一例)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Servo cylinder system 2 Servo valve 3 Air cylinder 4 Position detection sensor (an example of a position detection means)
5 Controller 5a Teaching program (an example of teaching means and preparation means)
5b Normal operation program (an example of starting voltage adjusting means)
9 Control target 32 Pressure chamber HP Home position X1 First teaching position (example of teaching position)
X2 Second teaching position (example of teaching position)
Y1 descending drive start command voltage (an example of drive start command voltage)
Y2 Ascent drive start command voltage (an example of drive start command voltage)

Claims (3)

圧力室の圧力に応じて制御対象を直線方向に進退させるエアシリンダと、前記圧力室に圧縮エアを給排気するサーボバルブと、前記制御対象の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段が検出する検出位置を入力して目標位置との偏差を求め、前記偏差に基づいて前記サーボバルブに指令電圧を刻々と変化させて出力するコントローラと、を有するサーボシリンダシステムにおいて、
前記コントローラは、
ティーチング動作時は、前記制御対象を所定のホームポジションへ移動させた後、前記ホームポジションからティーチング規定移動量離れたティーチング規定移動位置まで前記制御対象を第1方向に移動させ前記制御対象が前記ホームポジションと前記ティーチング規定移動位置との間に設定された第1ティーチングポジションを通過するときに前記コントローラが前記サーボバルブに出力している指令電圧を第1駆動開始指令電圧として記憶し、その後、前記ティーチング規定移動位置まで移動した前記制御対象を前記ホームポジションまで第2方向に移動させ、前記ホームポジションと前記ティーチング規定移動位置との間に設定された第2ティーチングポジションを通過するときに前記コントローラが前記サーボバルブに出力している指令電圧を第2駆動開始指令電圧として記憶するティーチング手段と、
通常動作時は、前記制御対象を現在の位置から目標位置まで第1方向に移動させる動作指示を入力した場合に、前記動作指示を入力したあと最初に前記偏差に基づいて算出した第1指令電圧に前記第1駆動開始指令電圧を加算して第2指令電圧を算出し、前記第2指令電圧を前記サーボバルブに出力する一方、前記制御対象を現在の位置から目標位置まで第2方向に移動させる動作指示を入力した場合に、前記動作指示を入力したあと最初に前記偏差に基づいて算出した第1指令電圧に前記第2駆動開始指令電圧を加算して第2指令電圧を算出し、前記第2指令電圧を前記サーボバルブに出力する始動時電圧調整手段を有すること、
を特徴とするサーボシリンダシステム。
An air cylinder for moving the control object in a linear direction in accordance with the pressure in the pressure chamber, a servo valve for supplying and exhausting compressed air to and from the pressure chamber, a position detection means for detecting the position of the control object, and the position detection means A servo cylinder system having a controller that inputs a detection position detected by the controller to obtain a deviation from a target position, and that changes a command voltage to the servo valve based on the deviation and outputs it.
The controller is
At teaching operation, after moving the control target to a predetermined home position, wherein moving the control object in the first direction from the home position to the teaching defined movement position away teaching prescribed amount of movement, the control target is the The command voltage output from the controller to the servo valve when passing the first teaching position set between the home position and the teaching specified movement position is stored as the first drive start command voltage , and then The controller is moved to the home position in the second direction when the control object moved to the teaching specified movement position and passes through a second teaching position set between the home position and the teaching specified movement position. Is output to the servo valve. A teaching means for storing the command voltage as the second drive start command voltage,
In normal operation, when an operation instruction for moving the control target from the current position to the target position in the first direction is input, the first command voltage calculated based on the deviation first after the operation instruction is input The second command voltage is calculated by adding the first drive start command voltage to the servo valve, and the second command voltage is output to the servo valve, while the control target is moved from the current position to the target position in the second direction. When the operation instruction to be input is input, the second command start voltage is calculated by adding the second drive start command voltage to the first command voltage first calculated based on the deviation after the operation instruction is input, Having a starting voltage adjusting means for outputting a second command voltage to the servo valve ;
Servo cylinder system characterized by
請求項1に記載するサーボシリンダシステムにおいて、
前記ティーチング手段は、前記ホームポジションへ移動する前における前記制御対象の位置の違いによって生じる前記第1駆動開始指令電圧の差が最小となる位置に、前記第1ティーチングポジションが設定される一方、前記ホームポジションへ移動する前における前記制御対象の位置の違いによって生じる前記第2駆動開始指令電圧の差が最小となる位置に、前記第2ティーチングポジションが設定されていること、
を特徴とするサーボシリンダシステム。
In the servo cylinder system according to claim 1,
The teaching means, while the the difference becomes the minimum position of the first drive start command voltage caused by the difference in the position of the control target in before moving to the home position, the first teaching position is Ru is set, the The second teaching position is set at a position where the difference in the second drive start command voltage caused by the difference in the position of the control object before moving to the home position is minimized;
Servo cylinder system characterized by
請求項1又は請求項2に記載するサーボシリンダシステムにおいて、
前記ティーチング手段は、前記制御対象を前記ホームポジションへ移動させる前に、前記エアシリンダから最も遠い最大進出位置に前記制御対象を進出させるように、前記サーボバルブに指令電圧を出力する準備手段を有すること、
を特徴とするサーボシリンダシステム。
In the servo cylinder system according to claim 1 or 2,
The teaching means, before moving the controlled object to said home position, said so as to advance the controlled object farthest maximum advanced position from the air cylinder, the preparation means for outputting a command voltage to the servo valve Having
Servo cylinder system characterized by
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