JPH03117703A

JPH03117703A - アクチュエータの制御方法

Info

Publication number: JPH03117703A
Application number: JP23127990A
Authority: JP
Inventors: Shigekazu Nagai; 茂和永井; Tetsuo Kukuminato; 久々湊　哲夫
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 1990-08-31
Filing date: 1990-08-31
Publication date: 1991-05-20
Anticipated expiration: 2009-08-24
Also published as: JPH0665885B2

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、アクチュエータの制御方法に関し、−層詳細
には複数個関連して配設された個々のアクチュエータに
通信機能、記憶機能、プログラム実行機能等の諸機能を
持たせ、これを関連させて効果的に制御するようにした
アクチュエータの制御方法に関する。

［従来の技術］例えば、流体エネルギを機械的エネルギに変換するため
に、従来から各種のアクチュエータが採用され広汎に普
及している。周知の通り、アクチュエータは、往復動形
と回転形とに大きく分けることができるが、個々のアク
チュエータは流体圧を受容し排出するための圧力供給系
と、弁体等の開度調整を行うための電力供給系とを付設
しているのが一般的である。

［発明が解決しようとする課題］前記圧力供給系および電力供給系は、管体および導線を
介して夫々のアクチュエータに接続されている。

このため、コントロールボックスとアクチュ二一夕とは
互いに管体と導線とにより結合されるために機構の大型
化と複雑化を招き、またシーケンサを含む制御系も小型
化できない等の不都合が確認されている。

例えば、第１図に従来技術に係る空気圧を利用したアク
チュエータの実施例を示す。この従来例では、コントロ
ーラ２を構成する複数個のドライバ４ａ乃至４ｆからマ
ニホールド型の個々の電磁弁６ａ乃至６−ｆに対して駆
動用電気信号を送給するための一対の導線が接続されて
おり、さらに空気圧供給系８は、前記電磁弁６ａ乃至゛
６ｆを経てエアシリンダ１０ａ乃至１０ｆに到達してい
る。一方、エアシリンダｌｏａ乃至１０ｆ内の図示しな
いピストンの動作位置を検出するために、夫々のエアシ
リンダ１０ａ乃至１０ｆには一対のリミットスイッチ（
図示せず）が設けられ、これらのリミットスイッチの検
出した信号をコントローラ２にフィードバックするため
に、別途、検出信号伝達用配線が設けられ、これが検出
器１２ａ乃至１２ｆに接続されているのが実情である。

すなわち、コントローラ２−電磁弁６ａ乃至５ｆ、電磁
弁６ａ乃至６ｆ−エアシリンダＩＱａ乃至１０ｆ１エア
シリンダ１０ａ乃至１０ｆ−コントローラ２の間に、一
対の導線乃至管体が配設されているために構成がすこぶ
る煩雑で小型化が困難であり、しかも結合用の導線およ
び管体が長くなるために外部信号系の影響を受は易くな
り、誤動作等が惹起するのも稀ではなかった。

なお、前記の難点は流体圧機器に関連して説明されてい
るが、特に、電動モータ等を利用した広義のアクチュエ
ータにも同様に存在している。

従って、本発明の目的は、個々のアクチュエータの制御
信号が確実に送給され、誤動作が回避できるアクチュエ
ータの制御方法を提供するにある。

［課題を解決するための手段］前記の課題を解決するために、本発明は複数個相互に接
続配置したアクチュエータに夫々が共有する電源系から
所定の電圧・電流を供給し、前記夫々のアクチュエータ
は、自ら保有するアドレスに基づき他のアクチュエータ
から発せられる制御信号の中から自らの制御信号を取り
入れてこの信号に基づき当該アクチュエータを付勢制御
し、且つ他のアクチュエータの制御信号を送給すること
を特徴とする。

［作用］複数のアクチュエータに対して共通に電源が供給される
。個々のアクチュエータは自らのアドレスに基づいて他
のアクチュエータから送給される制御信号を取り込み、
付勢、威勢される。

［実施例］次に、本発明に係るアクチュエータの制御方法について
その制御装置との関係で好適な実施例を挙げ、添付の図
面を参照しながら以下詳細１こ言％明する。

第２図において、参照符号２０ａ乃至２Ｏｆは、互いに
関連的に配置されたアクチュエータを示し、これらのア
クチュエータ２０ａ乃至２０ｆは、共有する一本の空気
供給管路、好ましくはループ状に延在する空気供給管路
２２により互いに連結されている。管路２２には所定間
隔離間してエア供給源２４ａ乃至２４．ｃが接続され、
略等圧で個々のアクチュエータ２０ａ乃至２０１に駆動
源としての加圧空気を送給するよう構成している。

一方、アクチュエータ２０ａ乃至２Ｏｆには後述する電
磁弁を付勢するためにこれらを並列に接続する導線２６
が接続され、この導線２６は、電源２８に接続されてい
る。さらにまた、前記アクチュエータ２０ａ乃至２Ｏｆ
にはコンピュータ３０からのアドレス信号およびデータ
信号をシリアルまたはパラレルに受信するために光ファ
イバ３２が接続される。この場合、光ファイバ３２は、
同軸ケーブルに置換することができる。これにより耐ノ
イズ性の向上が図れる。

次に、以上のように構成されるアクチュエータの内部構
造について、第３図を参照して説明する。

個々のアクチュエータ２０ａ乃至２Ｏｆは、シリンダ部
３４と制御部３６とから基本的に構成される。シリンダ
部３４は、シリンダ３８の内部にピストン４０を移動自
在に配設するとともに前記ピストン４０に連結するピス
トンロッド４２の一端部は、前記シリンダ３８の外部に
延在させてピストン４０の往復動作を図示しない他の機
器に伝達する。なお、シリンダ３８の両端部に夫々空気
の供給乃至導出を行うための第１ポート４４と第２ポー
ト４６とを形成し、また、前記シリンダ３８にピストン
４０の位置、速度、加速度、シリンダ内流体圧等を検出
するセンサ４８を装着しておく。

次いで、制御部３６について説明する。制御部３６は、
前記シリンダ３８に連結する筐体５０を具有し、この筐
体５０内に弁機構５２、入出力回路５４、検出装置５６
、駆動装置５８および演算装置６０を含む。弁機構５２
は、図示しないが電磁弁を含み、この電磁弁の開度調整
下に空気供給管路６２．６４を介して第１ポート４４、
第２ポート４６へ所定圧の空気を送給するように構成し
ている。前記管路２２は弁機構５２に接続している。

入出力回路５４は、一方においてセンサ４８と導線６６
．６８を介して接続し、他方において演算装置６０にバ
ス線７０を介して接続している（第４図参照）。

検出装置５６は、ピストン４０の速度、加速度、シリン
ダ部３４内の流体圧力等の検出をセンサ４８を介して検
出するものであり、その結果は入出力回路５４を介して
演算装置６０に供給される。すなわち、演算装置６０は
、その内部に記憶メモリ７２、ＣＰＵ７４およびコミュ
ニケーションインタフェース７５を含む。コミュニケー
ションインクフェース７５（ま、自ら有するアドレスに
基づき光ファイバ３２から送給されてくるコミュニケー
ションモジュール等のデータ信号を取り込み自ら内蔵す
るＣＰＵ７４に送る。また、当該アクチュエータ２０ａ
乃至２０［の動作中に係るデータ信号をコンピュータ３
０にアドレス信号とともに送給し、あるいは、−の客体
を他のアクチュエータ２０ａ乃至２Ｏｆと協働して移動
させる如く、相関的に付勢制御される場合には他のアク
チュエータ２０ａ乃至２Ｏｆの制御信号を送信すること
が可能である。

そこで、以上のように構成される個々のアクチュエータ
２０ａ乃至２Ｏｆにループ状に接続される光ファイバ３
２、空気供給管路２２および導線２６の具体的接続方法
を第５図および第６図に示す。すなわち、筐体５０の上
面に第１のソケット７６と第２のソケット７８とを配設
し、夫々のソケット７６．７８に給気用チューブ管継手
８０ａ、８０ｂ、排気用チューブ管継手８２ａ、８２ｂ
、導線２６用のコネクタ８４ａ、８４ｂ、８６ａ、８６
ｂおよび一対の光フアイバ用コネクタ８８ａ、８８ｂ、
９０ａ、９０ｂを形成する。破線で示すように、給気用
チューブ管継手８０ａは、第２ソケツト７８の給気用チ
ューブ管継手８０ｂと筺体５０の内部で接続され、排気
用チューブ管継手８２ａも管継手８２ｂと同様に接続さ
れるものである。導線用コネクタ８４ａ、８４ｂ、８６
ａ、８６ｂおよび光ファイバ用コネクタ８８ａ、８８ｂ
、９０ａ、９０ｂも同様である。このように構成するこ
とにより実質的に空気供給系、電源供給系および制御系
がループ化される。

次に、以上のように構成されるアクチュエータの作用並
びに効果について説明する。

エア供給源２４ａ乃至２４Ｃから所定圧の空気を空気供
給管路２２を介して送給すると、この空気は、アクチュ
エータ２０ａの管継手８０ａを介して弁機構５２に導入
され、一方、前記の通り、この空気は管継手８０ｂを介
して次段のアクチュエータ２０ｂに同圧て到達する。ア
クチュエータ２０ａ乃至２Ｏｆは、並列的に接続されて
いるために、次々と同圧で供給されて最終の管継手８２
ａ、８２ｂに至ると今度は排気用チューブ管継手８２ａ
、８２ｂを介してエア供給源へ帰還される。電源２８を
付勢すれば、その電源２８から供給される所定の電圧、
電流は、導線２６を介して送給され個々のアクチュエー
タ２０ａ乃至２Ｏｆのコネクタ８４ａ、８４ｂを経て駆
動装置５８等へ供給される。

一方、光ファイバ３２から送給される光信号化された個
々のアクチュエータ２０ａ乃至２０［のアドレス信号と
データ信号は、コネクタ８８ａ、８８ｂを介して制御部
３６のコミュニケーンヨンインタフェース７５に至り、
その特定のアドレス信号に係るデータ信号のみ所定の演
算装置６０に導入される。これらの信号は、光ファイバ
３２、コネクタ９０ａ、９０ｂを介してコンピュータ３
０に帰還する。

そこで、制御部３６に取り込まれた信号は、演算装置６
０で演算処理され、記憶メモリ７２に記憶されているピ
ストン４０の位置、速度、加速度、流体圧等のデータと
併せてデータ処理され、その処理後の信号を駆動装置５
８に送給して弁機構５２等の付勢、減勢制御を行う。検
出装置５６は、センサ４８等から検出されてくるピスト
ン位置信号等を入出力回路５４に送り、この入出力回路
５４はこれを再び演算装置６０に送り、記憶メモリ７２
に最新のデータとして蓄えるとともにコミュニケーショ
ンインタフェース７５を介してコンピュータ３０に送給
する。

このような制御システムで個々のアクチュエータ２０ａ
乃至２Ｏｆは、夫々制御されることになる。

なお、複数個のアクチュエータ２０ａ乃至２０ｆが相関
的に付勢制御される場合等においては、前記の通り演算
装置６０から他のアクチュエータ２０ａ乃至２Ｏｆのア
ドレス信号とデータ信号とを送給し、これに基づき当該
アクチュエータ２０ａ乃至２Ｏｆの制御を行うことが可
能となる。すなわち、アクチュエータ２０ａ乃至２Ｏｆ
相互間で制御に関するコミニユケーションが可能となり
、ＣＰＵ７４で行う集中制御よりも迅速、確実な相関動
作を達成できる。

第７図に本発明に係るアクチュエータの制御装置の他の
実施例を示す。

この場合、光ファイバ３２または同軸ケーブルからなる
制御系は、ループ化されており、個々のアクチュエータ
２０ａ乃至２Ｏｆに対して前記光ファイバ３２に夫々の
アクチュエータ２０ａ乃至２Ｏｆのアドレスにより信号
を導出する分岐装置８８を設けている。光ファイバ３２
とコンピュータ３０とは他の接続装置９０を介して接続
される。

［発明の効果］本発明によれば、以上のように個々のアクチュエータに
演算装置等を組み込むとともに電り系を共有しているた
めに個々のアクチュエータに対する配線等が不要となり
、さらにシーケンサマニホールドも不要とすることがで
きる。しかも流体供給系、電気系、制御系をループ化す
ればアクチュエータの拡張、縮小は任意のままである。

このため、アクチュエータの配線、配管系の簡素化とア
クチュエータの確実な動作が得られ、しかも配線等によ
る占有面積が少なくなるので構造的に小型化が促進され
て設備全体の低廉化と信頼性の向上が達成される等、種
々の効果が得られる。

さらに、自らの特定されるアドレスによって、個々のア
クチュエータの制御信号を取り込むことにより、この方
法を実施するための装置が小型化される一方、従来存在
していた個々のアクチュエータの並列的に接続される導
線を近接して配置することにより生起する可能性のある
ノイズに起因する誤動作から回避可能である。

なお、本発明方法は流体系も含めて説明したが、例えば
、流体系を用いない電動モータの相関的制御にも利用可
能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来技術に係るアクチュエータと、配管系、
制御系との接続関係を示す説明図、第２図以下は、本発
明に係るものであり、第２図は、並設されたアクチュエ
ータとそれを相互に接続するループ化された流体圧供給
系、電気系、制御系との関係を示す説明図、第３図は、アクチュエータの内部構造を示す説明図、第４図は、アクチュエータの制御部の説明図、第５図は
、アクチュエータの制御部へ流体圧供給系、電気系、制
御系が接続される状態の説明図、第６図は、アクチュエータ間をループ状に接続した流体
圧供給系、電気系、制御系をまとめた状態の斜視説明図
、第７図は、ループ状の制御系に分岐装置を介して接続さ
れるアクチュエータの説明図である。２・・・コントローラ４ａ〜４ｆ・・・ドライバ６ａ〜６ｆ・・・電磁弁８・・・空気圧供給系１０２〜１０ト・・エアシリンダ２０ａ〜２Ｏｆ・・・アクチュエータ２２・・・空気供給管路２４ａ〜２４ｃ・・・エア供給源２６・・・導線２８・・・電源３０・・・コンピュータ３２・・・光ファイバ３４・・・シリンダ部３６・・・制御部３８・・・シリンダ４０・・・ピストン４２・・・ピストンロッド４４・・・第１ボート４６・・・第２ポート４８・・・センサ５０・・・筐体５２・・・弁機構５４・・・入出力回路５６・・・検出装置５８・・・駆動装置６０・・・演算装置６２．６４・・・空気供給管路６６．６８・・・導線７０・・・バス線７２・・・記憶メモリ７．４・・・ＣＰＵ７５・・・コミュニケーションインタフェース７６・・
・第１ソケツト７８・・・第２ソケツト８０ａ、８０ｂ、８２ａ、８２ｂ−・・管継手８４ａ、
８４ｂ、８６ａ、８６ｂ−・・コネクタ８８・・・分岐
装置９０・・・接続装置

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数個相互に接続配置したアクチュエータに夫々
が共有する電源系から所定の電圧・電流を供給し、前記
夫々のアクチュエータは、自ら保有するアドレスに基づ
き他のアクチュエータから発せられる制御信号の中から
自らの制御信号を取り入れてこの信号に基づき当該アク
チュエータを付勢制御し、且つ他のアクチュエータの制
御信号を送給することを特徴とするアクチュエータの制
御方法。