JPH0221001A - Accurate positioning method for pneumatic cylinder - Google Patents
Accurate positioning method for pneumatic cylinderInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(イ)産業上の利用分野
本発明は、空気圧シリンダの位置決めを高精度で行う方
法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Field of Industrial Application The present invention relates to a method for positioning a pneumatic cylinder with high precision.
(ロ)従来技術
空気圧シリンダのピストンを全ストロークの途中で任意
に停止させる装置は従来から種々提案されている。この
ような従来の装置の一つに特開昭52−67479号公
報に記載されたものがある。この従来の装置は、ピスト
ンを所望の停止位置の手前でピストン両側の室に同じ圧
力の流体圧を導入してピストンに制動力を作用して減速
し、所定の時間減速した後口ツタアップ式の機械的制動
装置によりピストンを最終的に停止させるものである。(B) Prior Art Various devices have been proposed in the past for arbitrarily stopping the piston of a pneumatic cylinder midway through its full stroke. One such conventional device is the one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-67479. This conventional device decelerates the piston by applying a braking force to the piston by introducing fluid pressure of the same pressure into the chambers on both sides of the piston before the piston reaches the desired stopping position. The piston is finally stopped by a mechanical braking device.
上記公報に記載された装置を含め従来の装置の行う位置
決め方法では、中間停止制度は高々±0.1mm程度で
あり、精密な位置決めの目的には使用に供し得ない。こ
のため空気圧シリンダは全ストロークで使用するか、或
は粗い中間停止の場合に使用するしか用途が無かった。In the positioning method performed by conventional devices including the device described in the above-mentioned publication, the intermediate stop precision is approximately ±0.1 mm at most, and cannot be used for the purpose of precise positioning. For this reason, pneumatic cylinders were only used for the full stroke or for rough intermediate stops.
ところで、本発明者は空気圧シリンダにおけるピストン
の始動初期における動作、すなわちピストンの位置と速
度との関係について種々実験をして調べたところ、ピス
トンの起動時、特にピストンの変位が0.5mm以下の
場合には速度が極めて低いことを見出した。すなわち、
空気圧シリンダの起動時におけるピストンの位置と速度
との間には第3図に示されるような関係があることがわ
かった。同図は複数の測定結果の代表的なものを示すグ
ラフであるが、その図からから明らかなように、ピスト
ンの起動時にはピストンの変位が0.5mm以内のとき
はそれ以上のときに比べてピストンの速度が0.5mm
/secと、極めて低いことが解る。本発明は、正にシ
リンダのこのような性質を利用するものである。By the way, the present inventor conducted various experiments and investigated the operation of a pneumatic cylinder at the initial stage of piston startup, that is, the relationship between the position and speed of the piston, and found that when the piston is started, especially when the piston displacement is 0.5 mm or less, We found that the speed was extremely low in some cases. That is,
It has been found that there is a relationship as shown in FIG. 3 between the position and velocity of the piston when the pneumatic cylinder is activated. The figure is a graph showing representative results of multiple measurements, and as is clear from the figure, when the piston starts moving, when the piston displacement is within 0.5 mm, compared to when it is more than 0.5 mm, it is clear that Piston speed is 0.5mm
/sec, which is extremely low. The present invention utilizes exactly this property of the cylinder.
(ハ)発明が解決しようとする課題
本発明が解決しようとする課題は、上記のようなシリン
ダの性質を利用して、ロックアツプ式ブレーキ機構によ
りピストンを停止目標のごく近くに一旦停止させた後ピ
ストン両側の室の圧力バランスをくずしてピストンを微
少移動させることによりピストンの精密位置決めを行う
ことである。(c) Problems to be solved by the invention The problems to be solved by the present invention are to utilize the above-mentioned properties of the cylinder to stop the piston very close to the stop target using a lock-up brake mechanism. Precise positioning of the piston is achieved by slightly moving the piston by disrupting the pressure balance in the chambers on both sides of the piston.
本発明は、また、位置検出センサとして長いストローク
の比較的粗い分解能を有するものと短いストロークの高
分解能を有するものとを併用して位置決め精度の向上を
図ることを課題とする。Another object of the present invention is to improve positioning accuracy by using both a position detection sensor with relatively coarse resolution for long strokes and a sensor with high resolution for short strokes.
(ニ)問題を解決するだめの手段
上記問題を解決するため、本願の一つの発明は、ピスト
ンの位置を検出するセンサ及び該ピストンを所望の位置
で停止させるロックアツプ式ブレーキ機構を備えた空気
圧シリンダの精密位置決め方法において、停止目標より
一定距離手前から該ロックアツプ式ブレーキ機構により
該ピストンにブレーキをかけて該ピストンを停止目標の
約±0.5mm以内に一旦停止させ、停止抜法ピストン
の前後の室内の圧力バランスを取った後該停止目標側の
室を密閉し、該ブレーキ機構の動作を解除した後該停止
目標側の室内の空気圧を僅かに抜くことにより該ピスト
ンを微動させ、該センサにより検出された停止目標直前
において再び該ブレーキ機構を動作して該ピストンにブ
レーキをかけるように構成されている。(d) Means for solving the problem In order to solve the above problem, one invention of the present application provides a pneumatic cylinder equipped with a sensor that detects the position of a piston and a lock-up brake mechanism that stops the piston at a desired position. In the precision positioning method, the lock-up type brake mechanism applies a brake to the piston from a certain distance before the stop target, and temporarily stops the piston within about ±0.5 mm of the stop target, and then After the pressure in the chamber is balanced, the chamber on the stop target side is sealed, and after the operation of the brake mechanism is released, the air pressure in the chamber on the stop target side is slightly released to cause the piston to move slightly. Immediately before the detected stop target, the brake mechanism is operated again to apply a brake to the piston.
本願の他の発明は、上記発明において、該センサとして
、長ストロークの比較的粗い分解能を有するセンサと停
止目標付近専用の短いストロークの高分解能のセンサと
を併用するようになっている。Another invention of the present application is that in the above invention, a long stroke sensor with relatively coarse resolution and a short stroke high resolution sensor dedicated to the vicinity of the stop target are used together.
(ホ)作用
停止目標に接近した位置でロックアツプ式ブレーキ機構
によりピストン及びピストンロッドを一旦停止させ、そ
の後ピストン両側の室内の圧力の不釣り合いを利用して
微速度で移動させてそのブレーキ機構で停止させるので
、ピストン及びピストンロッドを精密に位置決めできる
。(e) The piston and piston rod are temporarily stopped by a lock-up brake mechanism at a position close to the action stop target, and then moved at a very slow speed using the unbalance of pressure in the chambers on both sides of the piston, and then stopped by the brake mechanism. Therefore, the piston and piston rod can be precisely positioned.
(へ)実施例
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。(F) Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図において、本発明の精密位置決め方法を実施する
だめの装置の一例が示されている。同図において、1は
シリンダ、2はシリンダのピストン、3はピストンロッ
ド、4はピストンロッド3に機械的にブレーキをかける
ブレーキ機構であって空気圧が供給されていないときに
ばね(図示せず)等によりブレーキをかける公知の構造
のロックアツプ式ブレーキ機構である。ピストンロッド
3には磁歪振動型位置センサ6が接続されている。In FIG. 1, an example of an apparatus for implementing the precision positioning method of the present invention is shown. In the figure, 1 is a cylinder, 2 is a piston of the cylinder, 3 is a piston rod, and 4 is a brake mechanism that mechanically applies a brake to the piston rod 3, and a spring (not shown) is used when air pressure is not supplied. This is a lock-up type brake mechanism with a known structure that applies the brakes using the following methods. A magnetostrictive vibration type position sensor 6 is connected to the piston rod 3.
この磁歪振動型位置センサは1ストンロツド3に取り付
けられたリングマグネット7とそのリングマグネットと
組み合うセンサプローブ8とを有している公知の構造の
ものである。This magnetostrictive vibration type position sensor has a known structure including a ring magnet 7 attached to a one-stone rod 3 and a sensor probe 8 that engages with the ring magnet.
シリンダlは空気圧制御回路10に接続されている。こ
の空気圧制御回路lOは、空気圧源Pに接続された方向
制御弁11と、空気圧源Pとシリンダlのロックアツプ
式ブレーキ機構との間に接続されたブレーキ用のオンオ
フ弁12と、方向制御弁11の一つのポートとシリンダ
1の一方(図でピストンの左側)の室C8との間に接続
されたレギュレータ13及び速度コントローラ14と、
方向制御弁11の他のポートとシリンダ1の他方の室C
2との間に接続された第1及び第2のオンオフ弁15及
び16と、第2のオンオフ弁12に並列の速度コントロ
ーラ17と、シリンダlの他方の室C2に直列に接続さ
れた第3のオンオフ弁18及び速度コントローラ19と
を備えている。Cylinder l is connected to a pneumatic control circuit 10. This pneumatic control circuit IO includes a directional control valve 11 connected to a pneumatic pressure source P, a brake on-off valve 12 connected between the pneumatic pressure source P and a lock-up brake mechanism of a cylinder l, and a directional control valve 11 A regulator 13 and a speed controller 14 connected between one port of the cylinder 1 and a chamber C8 on one side of the cylinder 1 (on the left side of the piston in the figure);
The other port of the directional control valve 11 and the other chamber C of the cylinder 1
2, a speed controller 17 connected in parallel to the second on-off valve 12, and a third on-off valve 17 connected in series to the other chamber C2 of the cylinder l. The on/off valve 18 and speed controller 19 are provided.
また位置センサ6のセンサプローブ8にはパルス幅−電
圧変換器21 、 A/D変換器22、コンピュータ2
3が接続されている。Further, the sensor probe 8 of the position sensor 6 includes a pulse width-voltage converter 21, an A/D converter 22, and a computer 2.
3 is connected.
上記構成において、初期状態ではブレーキ機構用のオン
オフ弁12はオフになっていてピストンロッド3はブレ
ーキ機構4が係合してロックされている。一方、方向制
御弁11は中立位置になっていて、第1及び第2のオン
オフ弁15及び16はオンにかつ第3のオンオフ弁18
はオフになっている。したがって、シリンダ1の両側の
室C1及びC2には空気圧源Pからの空気圧が同時に供
給される。このとき室内の空気圧の作用面積差に応じて
室CIの空気圧をレギュレータ13により室C2の空気
圧より低くしてあり、ピストン2の両面に作用する力は
釣り合っている。In the above configuration, in the initial state, the on/off valve 12 for the brake mechanism is turned off, and the piston rod 3 is engaged with the brake mechanism 4 and locked. On the other hand, the directional control valve 11 is in the neutral position, the first and second on-off valves 15 and 16 are on, and the third on-off valve 18 is on.
is turned off. Therefore, air pressure from the air pressure source P is simultaneously supplied to the chambers C1 and C2 on both sides of the cylinder 1. At this time, the air pressure in the chamber CI is made lower than the air pressure in the chamber C2 by the regulator 13 in accordance with the difference in the area of action of the air pressure in the room, and the forces acting on both surfaces of the piston 2 are balanced.
シリンダ1を動作させてピストン2及びピストンロッド
3を高速で動かす場合、まずオンオフ弁12のソレノイ
ド12aに通電して動作させる。When operating the cylinder 1 to move the piston 2 and piston rod 3 at high speed, first, the solenoid 12a of the on-off valve 12 is energized and operated.
すると空気圧源Pからの空気圧がブレーキ機構4に供給
され、ピストンロッドに作用していたブレーキを解放す
る。そして更に方向制御弁11の一方のソレノイドll
aに通電すると、シリンダ1の一方の室C1は空気圧源
Pと通じたままになっているが、他方の室C2は大気中
に解放される。Then, air pressure from the air pressure source P is supplied to the brake mechanism 4, releasing the brake acting on the piston rod. Furthermore, one solenoid ll of the direction control valve 11
When energized, one chamber C1 of the cylinder 1 remains in communication with the source of air pressure P, while the other chamber C2 is opened to the atmosphere.
そのため室C1には空気圧が供給されかつ室C2からは
空気圧がオンオフ弁15及び16を介して排出され、ピ
ストン2及びピストンロッド3は右側(第1図で)に急
速に移動する。ピストンロッド3の移動は位置検出セン
サ6によって測定され、その情報はA/D変換器22を
介してコンピュータ23に入力されている。ピストンロ
ッド3の位置が停止目標すなわち目標停止位置に近付く
とコンピュータ23からの指令によりオンオフ弁16の
ソレノイド16aへの通電が停止されオフとなる。Therefore, air pressure is supplied to chamber C1 and air pressure is discharged from chamber C2 via on-off valves 15 and 16, causing piston 2 and piston rod 3 to rapidly move to the right (in FIG. 1). The movement of the piston rod 3 is measured by the position detection sensor 6, and the information is input to the computer 23 via the A/D converter 22. When the position of the piston rod 3 approaches the stop target, that is, the target stop position, the energization to the solenoid 16a of the on-off valve 16 is stopped in response to a command from the computer 23, and the solenoid 16a is turned off.
このため室C2から大気中に排出される空気圧は速度コ
ントローラ17を通されて絞られることになり、ピスト
ン及びピストンロッドは減速される。Therefore, the air pressure discharged into the atmosphere from the chamber C2 is passed through the speed controller 17 and throttled, and the piston and piston rod are decelerated.
そして更に目標停止位置に近付くとオンオフ弁12のソ
レノイド12aへの通電が停止されてオフとなり、ブレ
ーキ機構4がら空気圧が排出されてブレーキが動作して
ピストンロッドが停止する。When the target stop position is further approached, the energization of the solenoid 12a of the on-off valve 12 is stopped and turned off, air pressure is discharged from the brake mechanism 4, the brake is operated, and the piston rod is stopped.
この場合、ピストン2及びピストンロッド3は停止目標
位置の約±0.5mmの範囲内に停止するように位置セ
ンサで位置を検出しながら制御する。In this case, the piston 2 and the piston rod 3 are controlled while detecting their positions with a position sensor so as to stop within a range of approximately ±0.5 mm from the target stop position.
次に、ブレーキ機構4によりピストンロッドにブレーキ
をかけた状態で方向制御弁11のソレノイドllaへの
通電を止めてオフにして中立位置にする。するとシリン
ダlの両室C1及びC2は同時に流体源に接続されて加
圧状層になり、前述と同様にピストンの両側に作用する
力が釣り合う。Next, with the brake mechanism 4 applying a brake to the piston rod, the energization to the solenoid lla of the directional control valve 11 is stopped to turn it off to bring it to the neutral position. Both chambers C1 and C2 of cylinder l are then connected simultaneously to a fluid source and become a pressurized layer, and the forces acting on both sides of the piston are balanced, as before.
そこで次ぎはオンオフ弁15のソレノイド15aへの通
電を止めてオフにして室C2を閉鎖する。Therefore, the next step is to stop energizing the solenoid 15a of the on-off valve 15 and turn it off, thereby closing the chamber C2.
この状態でオンオフ弁12をオンにしてブレーキ機構4
を解放してもピストン及びピストンロッドは停止したま
まとなる。In this state, the on-off valve 12 is turned on and the brake mechanism 4
Even if the piston and piston rod are released, the piston and piston rod remain stopped.
次ぎにオンオフ弁18のソレノイド18aにパルス的に
通電して動作させると室C2内の流体圧は少しずつ大気
中に放出される。このため室C2内の流体圧が室C4内
の流体圧よりも僅かに低くなるためピストンの両側に作
用する力の釣り合いが崩れてピストン及びピストンロッ
ドが約0 、5 mm/ s e cという微速度で移
動し始める。Next, when the solenoid 18a of the on-off valve 18 is activated in a pulsed manner, the fluid pressure in the chamber C2 is gradually released into the atmosphere. As a result, the fluid pressure in chamber C2 becomes slightly lower than the fluid pressure in chamber C4, and the balance of forces acting on both sides of the piston is disrupted, causing the piston and piston rod to move at a slight rate of about 0.5 mm/sec. Start moving at speed.
ピストン2及びピストンロッド3が微速度で移動中に位
置検出センサ6によりピストン2又はピストンロッド3
が目標停止位置に到着したことを検出すると、直ちにオ
ンオフ弁12のソレノイドへの通電が断たれてそのオン
オフ弁はオフになり、ブレーキ機構4によりピストンロ
ッドにブレーキラ作用させ、ピストンロッド及びピスト
ンを瞬時に停止させる。While the piston 2 and piston rod 3 are moving at a very slow speed, the position detection sensor 6 detects whether the piston 2 or the piston rod 3 is
When it is detected that the solenoid of the on-off valve 12 has arrived at the target stop position, the power to the solenoid of the on-off valve 12 is immediately cut off, the on-off valve is turned off, and the brake mechanism 4 applies a brake force to the piston rod, causing the piston rod and piston to Stop it instantly.
この際ブレーキ動作時間の一定の遅れを児込んで目標停
止位置の僅か手前からブレーキ動作を行うように微調整
することにより更に精度が向上する。At this time, accuracy can be further improved by making fine adjustments so that the brake operation is performed slightly before the target stop position, with a certain delay in the brake operation time.
以上の動作を繰り返してピストン及び(又は)ピストン
ロッドの停止位置を精密に制御する。By repeating the above operations, the stopping position of the piston and/or piston rod is precisely controlled.
なお、上記制御のシーケンスをフローチャートで表せば
、第2図に示されるようになる。The above control sequence can be expressed as a flowchart as shown in FIG. 2.
[試験例1]
全ストローク300+omの空気圧シリンダを使用し、
位置検出センサとして磁歪管内臓のセンサプローブによ
りリングマグネットの位置を検出する方法のものを採用
した。また、出力はDCアナログ出力で、300mm全
ストロークでOvないしIOV変化する。A/D変換器
に12bitのものを使用したため、センサの分解能は
73μmである。[Test Example 1] Using a pneumatic cylinder with a full stroke of 300+ ohm,
As the position detection sensor, we adopted a method that detects the position of the ring magnet using a sensor probe built into a magnetostrictive tube. Also, the output is a DC analog output, and changes from Ov to IOV over a full stroke of 300mm. Since a 12-bit A/D converter was used, the resolution of the sensor was 73 μm.
このような条件の下で停止位置100i+m5150m
m及び200mmについてそれぞれ50回繰り返して試
験したところ、それぞれ第3図ないし第5図のグ、ラフ
に示されるようになる。このグラフにおいて、縦軸は位
置検出センサの出力をA/D変換した値を示しく A/
D変換の量子化単位は73μmである)、縦軸上に口で
示した位置が目標停止位置である。まI;、Δでプロッ
トした点が最初のブレーキによる停止位置でOでプロッ
トした点が2回目のブレーキによる停止位置である。Under these conditions, the stopping position is 100i+m5150m
When the test was repeated 50 times for each length of m and 200 mm, the results were obtained as shown in graphs in FIGS. 3 to 5, respectively. In this graph, the vertical axis indicates the value obtained by A/D converting the output of the position detection sensor.
The quantization unit of D conversion is 73 μm), and the position indicated by the mouth on the vertical axis is the target stop position. The point plotted with I;, Δ is the stopping position due to the first brake, and the point plotted with O is the stopping position due to the second braking.
上記グラフからも明らかなように、最初のブレーキによ
る停止位置のばらつきは511μ重であるのに対して2
回目のブレーキによる最終停止位置のばらつきが146
Jmとなり、高精度の位置決めができていることがわか
る。As is clear from the above graph, the variation in the stopping position due to the first brake is 511μ, whereas the variation in the stopping position due to the first brake is 2
The variation in the final stopping position due to the second brake is 146
Jm, indicating that highly accurate positioning is possible.
第6図において、位置検出センサとして高分解能差動ト
ランス9を併用して位置制御する場合の回路図が示され
ている。なお、シリンダ駆動用の流体圧回路及び動作は
前記実施例と同じであるからそれらの詳細な説明は省略
し、試験結果のみを以下で示す。In FIG. 6, a circuit diagram is shown in which a high-resolution differential transformer 9 is also used as a position detection sensor for position control. Incidentally, since the fluid pressure circuit for driving the cylinder and its operation are the same as in the previous embodiment, a detailed explanation thereof will be omitted, and only the test results will be shown below.
[試験例2]
この試験に使用した差動トランスは、直線度0.77%
(全ストローク8.5mmで出力電圧0ないし1OV)
であり、試験に使用した部分を校正した結果、分解能は
1.9μmであった。[Test Example 2] The differential transformer used in this test had a linearity of 0.77%.
(Output voltage 0 to 1OV at full stroke 8.5mm)
As a result of calibrating the part used in the test, the resolution was 1.9 μm.
このような条件の下で、目標停止位置をI OO+am
。Under these conditions, the target stopping position is I OO+am
.
最初のブレーキの制動位置を95.2mm (オーバー
ランを4.8mmと見積もった)とし、2回目のブレー
キの制動位置を99.998n+m (オーバーラーン
を2μと見積もった)とし、200回繰り返して試験し
ところ。The first braking position was 95.2mm (overrun was estimated to be 4.8mm), the second braking position was 99.998n+m (overrun was estimated to be 2μ), and the test was repeated 200 times. However.
第1表及び第2表に示されるようになった。The results are now shown in Tables 1 and 2.
第1表 停止位置(mm) +o。Table 1 Stop position (mm) +o.
停止誤差(μm) −1,90+1.9 +
3.11度数(計200) 7 119
73 1第2表
平均停止位置(mm) 偏り(μm) 標準偏差、−
I(μm)1段停止 99.647
1102段停止 100.0006
+0.6 1これらの表からも明
らかなように、位置検出センサの高分解能化により、停
止精度を向上することができた。しかも、停止誤差は−
1,9〜+3.8j1m。Stopping error (μm) -1,90+1.9 +
3.11 degrees (total 200) 7 119
73 1 Table 2 Average stopping position (mm) Deviation (μm) Standard deviation, -
I (μm) 1 step stop 99.647
1102 step stop 100.0006
+0.6 1 As is clear from these tables, the stopping accuracy was able to be improved by increasing the resolution of the position detection sensor. Moreover, the stopping error is -
1.9~+3.8j1m.
標準偏差を1μmと非常によい結果が得られることが明
らかである。It is clear that very good results can be obtained with a standard deviation of 1 μm.
[試験例3]
上記二つの試験例では無負荷状態での試験であったが、
この試験では質量10kgの慣性負荷を加えた場合につ
いて行った。なお制御装置は試験例2の場合と同じであ
る。この試験結果を表で表せば第3表及び第4表に示さ
れるようになる。[Test Example 3] The above two test examples were conducted under no-load conditions;
In this test, an inertial load of 10 kg was applied. Note that the control device was the same as in Test Example 2. The results of this test are shown in Tables 3 and 4.
第3表
停止誤差 −3,8−1,90,0+1.9 +5.
7 +7.6 +9.5度数(200) 3
26 !H511633停止誤差 +11.4
・・・ +17.1 ・・・ +26.6度数
1 ・・・ 1 ・・・ 1第4表
平均停止位置(關) 偏り(μm) 標準偏差、−1
(μm)1段停止 99.784110
2段停止 ・100.0009 +0.9
3上記表からも明らかなように、負荷をかけ
た場合の影響は、無負荷の場合の標準偏差が1μmであ
るのに対して負荷時のそれが3J+aに増加しかつ偏り
も無負荷時に+0.6μmであったものが+0.9にな
りいずれも増加している。これは負荷時の場合、慣性負
荷のもつ運動エネルギが大きくなるためと考えられる。Table 3 Stop error -3,8-1,90,0+1.9 +5.
7 +7.6 +9.5 degree (200) 3
26! H511633 Stop error +11.4
... +17.1 ... +26.6 Frequency 1 ... 1 ... 1 Table 4 Average stopping position (related) Deviation (μm) Standard deviation, -1
(μm) 1st step stop 99.784110 2nd step stop ・100.0009 +0.9
3 As is clear from the above table, the effect of applying a load is that while the standard deviation in the case of no load is 1 μm, the standard deviation of the standard deviation in the case of no load increases to 3J+a, and the deviation is also +0 in the case of no load. What was .6 μm became +0.9, which is an increase in both cases. This is thought to be because the kinetic energy of the inertial load increases when the load is applied.
しかし、運動エネルギが速度の2乗に比例することから
、運動速度の非常に小さい時を利用する本発明方法では
影響は小さい。However, since kinetic energy is proportional to the square of velocity, the influence is small in the method of the present invention, which utilizes times when the kinetic velocity is very low.
なお、本実施例では位置検出センサに磁歪振動型センサ
6と高分解能差動トランス9を併用するよう説明したが
、勿論光学式、電磁式その他の位置センサを使用しても
よく、また、シリンダ1又はピストンロッド3に内蔵さ
れた位置センサであってもよい。In this embodiment, it has been explained that the magnetostrictive vibration type sensor 6 and the high-resolution differential transformer 9 are used together as the position detection sensor, but it is of course possible to use an optical type, electromagnetic type or other position sensor. 1 or a position sensor built into the piston rod 3.
(ト)効果
本発明によれば次のような効果を奏することが可能とな
る。(g) Effects According to the present invention, the following effects can be achieved.
■空気圧シリンダの精密位置決めが可能となり、安価(
ポールねじパルスモータ方式よりも)な精密送りテーブ
ルを製造できる。■Precise positioning of pneumatic cylinders is possible and is inexpensive (
It is possible to manufacture a precision feeding table that is more precise than the pole screw pulse motor method.
010μm以下の誤差で目標停止位置に合わせて停止で
きるため、精密ロボットの駆動ができる。Since the robot can be stopped at the target stop position with an error of less than 0.010 μm, precision robots can be driven.
■半導体プロセスに駆動装置に応用できる。■Can be applied to drive devices in semiconductor processes.
第1図は本発明の空気圧シリンダの精密位置決め方法を
実施するための装置の回路図、第2図は第1図の装置の
制御のシーケンスのフローチャートを示す図、第3図な
いし第5図は試験結果を示すグラフ図、第6図は位置決
め方法を実施する他の装置を示す図である。
1ニジリンダ 2:ピストン
3:ピストンロッド 4ニブレ一キm構6:位置検出
センサ 11:方向制御弁12.15.16.18:
オンオフ弁
イ立JI?J>@、15 (700m−)本4図
、孕、5
コ
仇■ボあ鵠夷(200馴)FIG. 1 is a circuit diagram of an apparatus for carrying out the precision positioning method of a pneumatic cylinder of the present invention, FIG. 2 is a flowchart of the control sequence of the apparatus of FIG. 1, and FIGS. 3 to 5 are A graphical diagram showing the test results, FIG. 6 is a diagram showing another apparatus for carrying out the positioning method. 1 Niji cylinder 2: Piston 3: Piston rod 4 Nibble mechanism 6: Position detection sensor 11: Directional control valve 12.15.16.18:
On-off valve i standing JI? J>@, 15 (700m-) book 4, pregnant, 5
Claims (1)
所望の位置で停止させるロックアップ式ブレーキ機構を
備えた空気圧シリンダの精密位置決め方法において、停
止目標より一定距離手前から該ロックアップ式ブレーキ
機構により該ピストンにブレーキをかけて該ピストンを
停止目標の約±0.5mm以内に一旦停止させ、停止後
該ピストンの前後の室内の圧力バランスを取った後該停
止目標側の室を密閉し、該ブレーキ機構の動作を解除し
た後該停止目標側の室内の空気圧を僅かに抜くことによ
り該ピストンを微動させ、該センサにより検出された停
止目標直前において再び該ブレーキ機構を動作して該ピ
ストンにブレーキをかけることを特徴とする空気圧シリ
ンダの精密位置決め方法。 2、該センサとして、長ストロークの比較的粗い分解能
を有するセンサと停止目標付近専用の短いストロークの
高分解能のセンサとを併用する特許請求の範囲1に記載
の空気圧シリンダの精密位置決め方法。[Claims] 1. In a method for precision positioning of a pneumatic cylinder equipped with a sensor that detects the position of a piston and a lock-up brake mechanism that stops the piston at a desired position, the lock is set from a certain distance before the target stop position. The up-type brake mechanism applies a brake to the piston to temporarily stop the piston within approximately ±0.5 mm of the stop target, and after the piston stops, the pressure in the chambers before and after the piston is balanced, and then the chamber on the stop target side After sealing and releasing the operation of the brake mechanism, the piston is slightly moved by slightly releasing the air pressure in the chamber on the side of the stop target, and the brake mechanism is operated again just before the stop target detected by the sensor. A method for precisely positioning a pneumatic cylinder, the method comprising: applying a brake to the piston. 2. The method for precisely positioning a pneumatic cylinder according to claim 1, which uses, as the sensor, a long stroke sensor with relatively coarse resolution and a short stroke high resolution sensor dedicated to the vicinity of the stop target.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16964488A JPH0221001A (en) | 1988-07-07 | 1988-07-07 | Accurate positioning method for pneumatic cylinder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP16964488A JPH0221001A (en) | 1988-07-07 | 1988-07-07 | Accurate positioning method for pneumatic cylinder |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0221001A true JPH0221001A (en) | 1990-01-24 |
Family
ID=15890302
Family Applications (1)
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JP16964488A Pending JPH0221001A (en) | 1988-07-07 | 1988-07-07 | Accurate positioning method for pneumatic cylinder |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH0221001A (en) |
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-
1988
- 1988-07-07 JP JP16964488A patent/JPH0221001A/en active Pending
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