JPH01316504A - アクチュエータの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は油圧や空気圧等の流体圧を用いてアクチュエー
タを制御するアクチュエータの制御装置に関し、特に、
アクチュエータに供給する流体圧の応答性、制御性を向
上せしめて、アクチュエータの作動量を正確且つ迅速に
制御できるようにしたアクチュエータの制御装置に関す
る。

従来の技術 従来のアクチュエータの制御装＠を第２図を参照して説
明する。

圧力源５１とアクチュエータ５２の圧力室５３をメイン
ライン５４で連結する。メインライン５４にスプール弁
５５を配置する。スプール弁５５とアクチュエータ５２
の圧力室５３との間のメインライン５４ａの圧力を検出
する圧力検出器５６を設りる。スプール弁５５の開度を
コントローラ５７で制御する。コントローラ５７は圧力
検出器５６からの検出圧力信号５８と目標圧力信号５９
とを入力して、両信号との比較値に基づいてスプール弁
５５に制御信号６０を供給して開度を制御する。即ち、
メインライン５４ａを経由する圧力フィードバック制御
によりメインライン５４ａの圧力を制御する。このよう
な圧力制御に基づいてアクチュエータ５２の作動量を制
御する。

本発明が解決しようとする課題 この場合、アクチュエータ５２の作動量を迅速且つ正確
に制御できない問題がある。これは、アクチュエータ５
２の圧力室５３に供給する圧力の応答性、制御性が悪い
ためである。即ち、スプール弁５５の開度を制御して流
量を制御した結果として圧力を制御するものであり、開
度と圧力の関係は非線形であるので、目標圧力信＠５９
と圧力検出器５６で検出した検出圧力信＠５８とを比較
しながら、徐々にスプール弁５５０開度を制御しなけれ
ばならないためである。このために応答性が悪く、制御
が複雑になる。線形近似して制御すると限られた条件の
下でしか制御できないばかりでなく不正確になる。

本発明の技術的課題は、従って、アクチュ１−夕の圧力
室に供給する圧力の応答性、制御制を向上せしめて、ア
クチュエータの作動量を迅速且つ正確に制御できるよう
にすることである。

課題を解決するための手段 上記の技術的課題を解決するために講じた本発明の技術
的手段は、アクチュエータの圧力室に減圧弁の二次側を
連結し、減圧弁の設定圧力を調整する手段に駆動手段を
連結し、アクチュエータの作動量と調整手段の調整ωと
の関係を記憶したコントローラで駆動手段を駆動して調
整手段の調整量を調整し、アクチュエータの作＠すを制
御するようにした、ものである。

作用 上記の技術的手段の作用は下記の通りである。

コントローラ内のコンピュータには減圧弁の設定圧力を
調整する手段の調整量とアクヂュ１−夕の作動量との関
係が記憶されている。減圧弁は圧力自己調整機能を有し
ており、設定圧力と調整手段の調整量は線形関係にある
。また、減圧弁の設定圧力とアクチュエータの作動量も
線形関係にあるので、減圧弁の調整手段の調整量とアク
チュエータの作動量とは線形関係にある。コントローラ
を通して所望のアクチュＴ−夕の作動組信号を入力すれ
ば、上記の記憶された関係に基づいて作動組信号に対す
る調整手段の調整量が演算され、駆動手段に制御信号が
供給される。この制御信号に基づいて駆動手段が駆動さ
れ調整手段の調整量が調整される。このようにして、減
圧弁の設定圧力が設定され、この所望の設定圧力に設定
された減圧弁の二次側の圧力がアクチュエータの圧力室
に導入され、作動量が制御される。従って、駆動手段は
コントローラからの制御信号に基づいて調整手段を一気
に操作することができるので、減圧弁の設定圧力は素早
く設定されると共に設定が容易で正確になり、アクチュ
エータの作動量が迅速且つ正確に制御される。

発明の効果 上記のように本発明によれば、アクチＩＴ−夕の作動量
を迅速且つ正確に制御することができるので、ロボット
のアクチュＴ−夕のような高性能な制御の要求される分
野にも用いることができる。

実施例 上記の技術的手段の具体例を示す実施例を説明する（第
１図参照）。

圧力源１とアクチュエータ２の圧力室３とをメインライ
ン４及び減圧弁５を介して連結する。アクチュエータ２
と減圧弁５は直接連結されている。

減圧弁５のケーシングは圧力設定ばね６を収容するスプ
リング・ケース７と、パイロット弁８を配置したバルブ
・ケース９と、主弁１０を配置した本体１１とからなる
。

スプリング・ケース７とバルブ・ケース９の間にダイヤ
フラム１２を挾んで配置する。ダイヤフラム１２の上面
にはダイヤフラムディスク１３を当接ぜしめ、ダイヤフ
ラムディスク１３にリリーフ弁座１４をねじ結合して、
ダイヤフラム１２とダイヤフラムディスク１３とリリー
フ弁座］４＠連結固定する。

スプリング・ケース７内に収容した圧力設定ばね６の下
９ａはダイヤフラムディスク１３を介してダイヤフラム
１２の上面に当接する。圧力設定ばね６の上端はスプリ
ングシート１５の下面に当接する。スプリングシート１
５を貫通して調整手段としての調整ねじ１６を取り付け
る。スプリングシート１５の外形とこれに当接するスプ
リング・ケース７の内周壁の形状は１−ラック形状に形
成している。ダイヤフラム１２の上方空間は通路１７を
通して外気に連結し、下方空間は通路１８を通して下記
の出口通路１９に連結する。

スプリング・ケース７の上方に調整ねじ１６を回転操作
する駆動手段としての電動機２０を連結する。電動機２
０にその出力軸の回転位置を検出するロータリエンコー
ダ２１を取り付ける。電動機２０にはコントローラ２２
が信号線２３を介して結線されている。

本体１１には入口通路２４と出口通路１９を形成する。

入口通路２４と出口通路１９は主弁座２５に設（プた主
弁口２６を通して連結する。主弁］Ｏは主弁口２６の下
方に位置し、その上端はピストン２７に連結する。ピス
トン２７は本体１１の内周に取り付けたシリンダ２８内
を摺動する。ビスｉ〜ン２７にはその外周囲に環状の溝
を二つ設けてピストンリングを配置すると共に、上面と
下面を連結する通路２９を開ける。

パイロット弁８は入口通路２４に通じる通路３０とピス
トン２７の上方空間に通じる通路３１の間に位置し、パ
イロット弁体３２がパイロット弁座３３内を開動しパイ
ロット弁口を下方から開閉する。パイロット弁体３２は
下方からばね３４で上方に付勢されている。パイロット
弁体３２の上端部はリリーフ弁座１４に接離してリリー
フ弁口を開閉するリリーフ弁体を兼ねている。

アクチュエータ２はシリンダ３５と、シリンダ３５内に
往復摺動可能に配置したピストン３６と、ビス（ヘン３
６に一端を固定し他端をシリンダ３５の外側に伸長した
ピストンロッド３７と、ピストン３６の戻しとしてシリ
ンダ３５内に配置したスプリング３８と、ピストン３６
の外周とシリンダ３５の間に配置したシール手段３９と
、シリンダ３５に開けた外気に連通する通路４０とから
なる。

シリンダ３５の上端にはフランジを形成して減圧弁５の
本体１１の下端の７ランジに連結する。圧力室３は減圧
弁５の出口通路１９に直接連結している。

コントローラ２２内のコンピュータにはアクチュエータ
２のピストンロッド３７の作動量と調整ねじ１６の回転
位置との関係が記憶されてあり、所望の作動単信＠（参
照番号４１）を入力すれば。

作動組信号４１に対する調整ねじ１６の調整量が演算さ
れ、電動機２０に信号線２３を介して制御信号が供給さ
れる。この制御信号に基づいて電動機２０が駆動され、
ロークリエンコーダ２１で電動機２０の回転位置を検出
して電動機２０は停止する。電動１２０の回転により調
整ねじ１６が回転してスプリングシート１５が上下に変
位し、圧力設定ばね６の弾性力が調整され、ダイヤフラ
ム１２に作用する弾性力が調整される。ダイヤフラム１
２が下方に変位するとパイロット弁体３２が押（）下げ
られ、入口通路２４の流体が通路３０．３１を通ってピ
ストン２７の上方空間に導入され、主弁１０がピストン
２７で押し下げられて主弁口２６が開かれ、入口通路２
４の流体が出口通路１９に流れる。出口通路１９は通路
１８を通してダイスフフラム１２の下方空間に連結され
ているので、出口通路２４に流出した流体でダイヤフラ
ム１２は上方に押し戻され、圧力設定ばね６の弾性力と
バランスした位置で、パイロット弁体３２がばね３４で
押し上げられて通路３０が塞がれ、主弁１０も主弁口２
６を塞ぐ。電動機２０の回転により、逆に、ダイヤフラ
ム１２が上方に変位すると、リリーフ弁体を兼ねたパイ
ロット弁体３２の上端部がリリーフ弁座１４のリリーフ
弁口を開け、出口通路１９の流体が通路１８、リリーフ
弁口、通路１７を通って外気に排出され、ダイヤフラム
１２の下方空間の圧力、即ち出口通路１９の圧力が低下
し、ダイヤフラム１２が下方に押し戻されて、圧力設定
ばね６０弾性力と出口通路１９の圧力がバランスした位
置でリリーフ弁口が塞がれる。このようにして、減圧弁
５の出口通路１９の圧力が所望の設定圧力に設定される
。出口通路１９はアクチュエータ２の圧力室３に連結し
ているので、この所望の設定圧力に設定された減圧弁の
出口通路１９の圧力がアクチュエータ２の圧力室３に導
入され、アクチュエータ２のピストンロッド３７の作動
量が制御される。

本実施例に於いては、減圧弁５とアクヂュエータ２を直
接連結しているので、圧力室３の圧力制御に時間的な遅
れが生じず、アクチュエータ２の応答性が向上する。

上記の実施例に於いては、エンコーダ２１を用いて電動
機２０の回転位＠を検出するようにしたが、ポテンショ
・メータ等を用いることもできる。

また、調整ねじ１６の回転位置を検出するようにしたり
、スプリングシート１５等の上下に変位する部材の位置
を検出するようにしてもよい。あるいは、電動機として
ステッピングモータを用いれば、位置検出手段は不要に
することもできる。

減圧弁５としてパイロット式減圧弁を用いたが、直動式
であってもよい。

また、より高精度な制御を行うために、出口通路１９や
圧力室３の圧力を検出したり、ピストンロッド３７の出
力位置を検出してコントローラ２２にフィードバックし
、微調整するようにしてもよい。

アクチュエータ２として往復動型アクチュエータを示し
たが、回転型アクチュエータであってもよい。また、ピ
ストン３６の戻しとしてスプリング３８を用いたが、ス
プリング３８を配置した側に、メインライン４から分岐
した分岐配管を連結し、分岐配管にもう一台の減圧弁を
配置してスプリング３８を配置した側の圧力を制御する
ようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例のアクチュエータの制御装置の
断面図、第２図は従来のアクチュエータの制御装置の機
構図である。 １：圧力源　　　　　　　２ニアクチ１エータ３：圧力
室　　　　　　　５：減圧弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、アクチュエータの圧力室に減圧弁の二次側を連結し
   、減圧弁の設定圧力を調整する手段に駆動手段を連結し
   、アクチュエータの作動量と調整手段の調整量との関係
   を記憶したコントローラで駆動手段を駆動して調整手段
   の調整量を調整し、アクチュエータの作動量を制御する
   ようにした、アクチュエータの制御装置。