JPH03237301A - Position detector for liquid pressure cylinder - Google Patents

Position detector for liquid pressure cylinder

Info

Publication number
JPH03237301A
JPH03237301A JP21749690A JP21749690A JPH03237301A JP H03237301 A JPH03237301 A JP H03237301A JP 21749690 A JP21749690 A JP 21749690A JP 21749690 A JP21749690 A JP 21749690A JP H03237301 A JPH03237301 A JP H03237301A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic
rod
phase
coil
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP21749690A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Yuasa
康弘 湯浅
Yuji Matsuki
裕二 松木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SG KK
Original Assignee
SG KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SG KK filed Critical SG KK
Priority to JP21749690A priority Critical patent/JPH03237301A/en
Publication of JPH03237301A publication Critical patent/JPH03237301A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Actuator (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain the position of this cylinder continuously with high resolution by varying the magnetic resistance of a coil part on the side of a cylinder main body continuously through one cycle and detecting the position of a rod continuously within a range of one cycle correspondingly. CONSTITUTION:Primary coils A1 - D1 and secondary coils A2 - D2 are provided individually for respective groups A - D. A magnetic circuit varies in reactance among respective phases A - D according to th linear displacement of a magnetic ring rod 2 and deviates by 90 deg., phase by phase. The primary coils of the phases A and C excited in mutually opposite-phase relation with a sine wave signal sinomegat and the outputs of secondary coils A2 and C2 are added in in-phase relation. The phases B and D are the same. When the output signal Y of a detection part 20 is Ksin(omegat+phi) and K is a constant, a phase shift phicorresponding to a reference signal sinomegat is measured to detect the position of the rod 21. The absolute linear position within a range of a distance P can be detected with the electric phase shift value phi of the signal Y.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、空気圧その他の流体圧シリンダのピストン
ロッド付置を検出する′3A置に関し、特にアブソリュ
ート付置検出が可能なものに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a '3A position for detecting the piston rod position of a pneumatic or other fluid pressure cylinder, and particularly relates to a system capable of absolute position detection.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来は六気圧シリンダその他流体FF、シリンダの動作
はフルストローク運動のみであったが、最近ではブレー
キ付シリンダを用いることによって任意のストローク中
間位置で停止ヒさせるようにすることが行なわれている
。そのような従来技術の一例を第1図及び第2図に示す
、シリンダ1にはブレーキ2が設けられており、ブレー
キ用電磁弁3の切換えによってブレーキ用シリンダ4が
作動し、これによりピストンロッド5にブレーキをかけ
るようになっている。6はシリンダ1のロッド駆動方向
を切換えるための方向制御弁であり、7は空気源、8,
9は駆動スピード制御用の絞り弁、である。シリンダの
ストローク位置を検出するための検出部10は、ロッド
5に常時接触して該ロッド5の直線運動に追従して回転
するローラ]、 Oaと、このローラ10aの回転に応
性してインクリメンタルパルスを発生するインクリメン
タルエンコーダ10b  (第2図)とを含んでいる。
Conventionally, the operation of six-atmosphere cylinders and other fluid FF cylinders was limited to full stroke motion, but recently, cylinders with brakes have been used to stop the cylinders at arbitrary mid-stroke positions. An example of such conventional technology is shown in FIGS. 1 and 2. A cylinder 1 is provided with a brake 2, and a brake cylinder 4 is actuated by switching a brake solenoid valve 3, whereby a piston rod It is designed to apply the brakes to 5. 6 is a direction control valve for switching the rod driving direction of the cylinder 1; 7 is an air source; 8;
9 is a throttle valve for controlling drive speed. The detection unit 10 for detecting the stroke position of the cylinder is configured to detect a roller Oa which is in constant contact with the rod 5 and rotates following the linear motion of the rod 5, and an incremental pulse in response to the rotation of the roller 10a. It includes an incremental encoder 10b (FIG. 2) that generates .

シリンダロッド5が原点付置にあるとき、原点セットス
イッチ11によってカウンタ12をリセットし、以後エ
ンコーダ10bから与えられるインクリメンタルパルス
を該カウンタ12でカウントする。
When the cylinder rod 5 is in the home position, a counter 12 is reset by the home setting switch 11, and thereafter the counter 12 counts incremental pulses given from the encoder 10b.

カウンタ12のカウント値はシリンダロッド位置を示し
ており、設定器13で設定された各神動作の設定位置と
このカウント値とが比較回路14で比較される。比較回
路14の比較動作及びドライブ回路16の動作はシーケ
ンス回路15によって制御される。比較回路14の出力
がドライブ回路16に与えられ、方向制御弁6及びブレ
ーキ弁3を切換作動するためのドライブ信号が比較結果
に応じて該弁3,6に与えられる0例えば、所望のスト
ローク中間位置を設定器13で設定し、検出部10を用
いて測定したロッド5の現装置がこの設定位置に一致し
たときブレーキ弁3を切換えてブレーキ2を作動させ、
同時に方向制御弁7を中立位置に切換えて、ロッド5を
停止する・米国特許第3956973号に示されたシリ
ンダのピストンロッド位置検出装置は、ピストンロッド
の周囲に所定ピッチの凹曲部を螺旋状に設け、ピックア
ップコイルにより該凹凸部に応答したパルス列をピスト
ンロッド直線変位に応じて得るようにしたものである。
The count value of the counter 12 indicates the cylinder rod position, and a comparison circuit 14 compares the set position of each actuator operation set by the setting device 13 with this count value. The comparison operation of the comparison circuit 14 and the operation of the drive circuit 16 are controlled by the sequence circuit 15. The output of the comparison circuit 14 is given to the drive circuit 16, and a drive signal for switching the direction control valve 6 and the brake valve 3 is given to the valves 3 and 6 according to the comparison result. The position is set using the setting device 13, and when the current position of the rod 5 measured using the detection unit 10 matches this set position, the brake valve 3 is switched to operate the brake 2,
At the same time, the direction control valve 7 is switched to the neutral position and the rod 5 is stopped.The cylinder piston rod position detection device shown in U.S. Pat. A pulse train responsive to the uneven portion is obtained by a pickup coil in accordance with the linear displacement of the piston rod.

特開昭50−13754号公報に示されたシリンダ位置
検出装置は、ピストンロッド等の接触を機械的に検出す
るリミットスイッチの代わりに、シリンダ本体内の所定
位置に設置した1次及び2次コイルを利用して非接触で
ピストンが所定位置に11!IIIしたか否かを検出す
るものであり、電磁結合された1次及び2次コイルの対
をシリンダ内に設け、ピストンロッドの移動に応じて移
動する高透磁率部材が1次及び2次コイルの電磁結合領
域内に侵入したか否かによって、ピストンが所定イ1′
I。
The cylinder position detection device disclosed in JP-A-50-13754 uses primary and secondary coils installed at predetermined positions within the cylinder body instead of a limit switch that mechanically detects contact with a piston rod, etc. The piston is placed in the specified position without contact using the 11! A pair of electromagnetically coupled primary and secondary coils is installed in the cylinder, and a high magnetic permeability member that moves in accordance with the movement of the piston rod connects the primary and secondary coils. Depending on whether or not the piston enters the electromagnetic coupling area of
I.

[(ストロークエンド)に達したかどうかを検出するも
のである。
[This is to detect whether the (stroke end) has been reached.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

第1図に示したような従来のピストンロッド位置検出装
置は、インクリメンタルパルスカウント方式で拉[検出
を行うため、位置検出精度に難があり1例えば、停電等
のt[’!遮断が起こった場合は、シリンダをi点に戻
さねばならない等の問題点がある。また、ロッド付置検
出部lOはローラ10aとロッド5の摩擦によって変位
が伝達されるようになっていたため、スリップが起きた
場合。
The conventional piston rod position detection device shown in FIG. 1 uses an incremental pulse counting method to detect the position of the piston rod, so there is a problem with the accuracy of position detection. If a blockage occurs, there are problems such as having to return the cylinder to point i. In addition, since displacement is transmitted to the rod-attached detection section 10 by friction between the roller 10a and the rod 5, if slipping occurs.

位置検出が不正確となるという欠点があった。There was a drawback that position detection was inaccurate.

また、特開昭50−13754号公報に示されたシリン
ダ位置検出装置は、ストロークエンドを検出することが
できるだけであり、ピストンロッド位置を連続的に検出
することはできなかった。
Further, the cylinder position detecting device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 13754/1980 was only able to detect the end of the stroke, and was unable to continuously detect the piston rod position.

これに対して上記米国特許に示されたものは、ピックア
ップコイルにより得たパルス列をカウントすることによ
りピストンロッド位置を連続的に検出することが可能で
あるが、1個の凹凸部につきlパルスの分解能であるた
め、検出分解能が極めて粗いという欠点がある。また、
上記と同様に。
On the other hand, in the method shown in the above-mentioned US patent, the piston rod position can be continuously detected by counting the pulse train obtained by the pickup coil, but it is possible to continuously detect the piston rod position by counting the pulse train obtained by the pickup coil. Since the detection resolution is very low, the detection resolution is extremely coarse. Also,
Same as above.

インクリメンタルパルスカウントであるため、電源投入
時や停電復帰時にピストン位置を−11,初期Q h’
ffiに戻さねばないという不都合があった。
Since it is an incremental pulse count, when turning on the power or recovering from a power failure, the piston position is -11, initial Q h'
There was the inconvenience of having to go back to ffi.

この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、ピストン
ロッド位置を高分解能で連続的にかつアブソリュートで
検出することができる流体床シリンダの<ty [検出
装置を提(It L、ようとするものである。
This invention has been made in view of the above points, and aims to provide a detection device for a fluid bed cylinder that can continuously and absolutely detect the piston rod position with high resolution. It is something.

〔a題を解決するための手段〕[Means for solving problem a]

この発明に係る流体圧シリンダの位置検出装置は、所定
の交流信号により励磁される1次コイルを少なくとも有
し、流体圧シリンダのシリンダ本体側に固定されて、該
シリンダのピストンロッドに対して相対的に移動可能な
コイル部と、前記ロッドの位置に応じて前記コイル部の
磁気回路における磁気抵抗を変化させるために、前記ロ
ッドに設けられた磁性体部と非磁性体部の繰返しからな
る磁気目盛部と、61i記磁気目盛部の前記コイル部に
対する相対的持直に応じた該コイル部における磁気抵抗
変化に基づき、前記ロッドの位置を示すデータを前記コ
イル部より取り出す検出回路とを具え、前記磁気目盛部
における前記磁性体部と非磁性体部の繰返しlサイクル
の範囲における前記コイル部における磁気抵抗の連続的
変化に応じて前記ロッドの位置を連続的に検出すること
ができ。
A position detection device for a fluid pressure cylinder according to the present invention has at least a primary coil excited by a predetermined alternating current signal, and is fixed to a cylinder body side of a fluid pressure cylinder, and is arranged relative to a piston rod of the cylinder. a magnetic body consisting of a repeating magnetic part and non-magnetic part provided on the rod in order to change the magnetic resistance in the magnetic circuit of the coil part according to the position of the rod; comprising a scale part and a detection circuit that extracts data indicating the position of the rod from the coil part based on a change in magnetic resistance in the coil part according to the relative stiffness of the magnetic scale part 61i with respect to the coil part, The position of the rod can be continuously detected in accordance with continuous changes in magnetic resistance in the coil portion within the range of one cycle of repetition of the magnetic material portion and the non-magnetic material portion in the magnetic scale portion.

かつ前記磁性体部と非磁性体部の繰返し複数サイクルに
わたって該検出が可能であることを特徴とするものであ
る。
Further, the detection is possible over a plurality of cycles of repeating the magnetic body portion and the non-magnetic body portion.

一実施態様として、前記コイル部が、複数の1次コイル
及び2次コイルを有するものであり、前記検出回路が1
位相のずれた複数の基準交流信号によって前記各工法コ
イルを個別に励磁する回路と、前記各1次コイルに対応
する2次コイルの出力を合計して、前記ロッドの相対的
直線位置に従って前記基準交流信号を位相シフトした出
力信号を発生する出力回路と、前記基準交流信号の所定
の1つと前記出力回路からの出力信号との位相差を検出
し、検出したrI″l相差データを前記ロッド位置デー
タとして出力する回路とを有するものである。
In one embodiment, the coil section has a plurality of primary coils and a plurality of secondary coils, and the detection circuit has one
A circuit that individually excites each of the construction method coils using a plurality of phase-shifted reference AC signals, and a circuit that excites the respective construction method coils individually, and adds up the outputs of the secondary coils corresponding to each of the primary coils to generate the reference according to the relative linear position of the rod. an output circuit that generates an output signal that is a phase-shifted AC signal, detects a phase difference between a predetermined one of the reference AC signals and the output signal from the output circuit, and converts the detected rI''l phase difference data to the rod position. It has a circuit that outputs it as data.

更に一実施態様として、前記1次コイルが、前記ロッド
のi!!線変位方向に関して所定の距離だけ互いに離隔
して配置され、180°または360°以外の所定の位
相差(,60/d度)を持つ基準交流信号によって個別
に励磁される少なくとも2個の1次コイルからなるもの
であり、前記磁気目盛部における前記磁性体部と非磁性
体部の繰返しlサイクルのピッチをPとするとき、前記
各1次コイルの離隔距離をPX (n±(1/d))(
但し、nは任意の整数)に設定したことを特徴とするも
のである0例えば、基準交流信号として正弦波信号と余
弦波信号の2種類を使用するとすると、その位相差は9
0°=360/4度であり、各1次コイルの離隔距離は
P×{n±(1/4))に設定する。
In a further embodiment, the primary coil is configured to have an i! of the rod. ! At least two primaries arranged at a predetermined distance from each other with respect to the linear displacement direction and individually excited by a reference AC signal having a predetermined phase difference (,60/d degree) other than 180° or 360°. It consists of a coil, and when the pitch of 1 repeated cycle of the magnetic material part and the non-magnetic material part in the magnetic scale part is P, the separation distance of each of the primary coils is PX (n±(1/d ))(
However, n is an arbitrary integer).For example, if two types of reference AC signals, a sine wave signal and a cosine wave signal, are used, the phase difference between them is 9.
0°=360/4 degrees, and the separation distance between each primary coil is set to P×{n±(1/4)).

後述する実施例との対応を示すと、コイル部に相当する
ものが1次コイルA1〜D1と2次コイルA2〜D2と
をケーシング22に収納して成る部分であり、磁気目盛
部に相当するものがピストンロッド2工の周囲に交互に
繰返し設けられた磁性リング21b及び非磁性スペーサ
21cの部分であり、検出回路に相当するものが1次コ
イルA1〜D1を励磁する回路部分及び2次コイルA2
〜D2の出力を合計して取り出す回路部分とその位相ず
れを測定する変換回路23の部分である。
To show the correspondence with the embodiment described later, what corresponds to the coil part is a part formed by housing the primary coils A1 to D1 and the secondary coils A2 to D2 in the casing 22, and corresponds to the magnetic scale part. These are the magnetic rings 21b and non-magnetic spacers 21c that are alternately and repeatedly provided around the two piston rods, and the parts that correspond to the detection circuit are the circuit parts that excite the primary coils A1 to D1 and the secondary coil. A2
- A circuit section that adds up the outputs of D2 and extracts the output, and a section of the conversion circuit 23 that measures the phase shift.

〔作  用〕[For production]

ピストンロッドには、磁性体部と非磁性体部の繰返しか
らなる磁気目盛部が設けられており、ピストンロッドの
位置に応じて該磁気目盛部に対するコイル部の相対的位
置関係が変化する。この磁気目盛部に対するコイル部の
相対的位置関係の変化に応じて、コイル部の磁気回路に
おける磁気抵抗が変化し、検出回路では、この磁気抵抗
変化に基づき、ロッド位置を示すデータをコイル部よす
取り出すことができる。
The piston rod is provided with a magnetic scale section consisting of a repeating magnetic material section and non-magnetic material section, and the relative positional relationship of the coil section with respect to the magnetic scale section changes depending on the position of the piston rod. The magnetic resistance in the magnetic circuit of the coil changes in accordance with the change in the relative positional relationship of the coil with respect to the magnetic scale. Based on this change in magnetic resistance, the detection circuit sends data indicating the rod position from the coil. It can be taken out.

磁気目盛部における磁性体部と非磁性体部の繰返し1サ
イクルの範囲においてロッド位置が変化すると、コイル
部における磁気抵抗が1サイクルにわたって連続的に変
化し、これに応じてロッドの位置を該1サイクルの範囲
において連続的に検出することができる。この付置検出
データは該1サイクルの範囲ではアブソリュートなデー
タとして与えられる。また、磁気目感部において磁性体
部と非磁性体部は繰返し設けられているため、この繰返
し複数サイクルにわたる広い範囲でロッド位置検出が可
能である。
When the rod position changes within the range of one repeated cycle of the magnetic material part and the non-magnetic material part in the magnetic scale part, the magnetic resistance in the coil part changes continuously over one cycle, and the rod position changes accordingly. It can be detected continuously over a range of cycles. This attached detection data is given as absolute data within the range of one cycle. Further, since the magnetic body portion and the non-magnetic body portion are repeatedly provided in the magnetic eye sensing portion, the rod position can be detected over a wide range over a plurality of repeated cycles.

従って、この発明によれば、ピストンロッドイα匿を高
分解能で連続的にかつアブソリュートで検出することが
できる。
Therefore, according to the present invention, the piston rod error can be detected continuously and absolutely with high resolution.

〔実施例〕〔Example〕

以下、添付図面を参照してこの発明の一実施例を詳細に
説明しよう。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第3図において、符号i〜4,6〜9は第1図に示され
た同一符号のものと同じである。
In FIG. 3, symbols i-4, 6-9 are the same as those shown in FIG. 1.

第3図では、シリンダ1に対するピストンロッド21の
相対的な直線付置を検出するための検出部20は、非接
触で該ロッド位置を検出する可変磁気抵抗型の位置検出
器である。この検出部20は、軸方向にずれた所定の配
置で配設された4個の1次コイルA1〜D1と、これに
対応して設けられた2次コイルA2〜D2とをケーシン
グ22に収納して成るコイル部を含み、このコイル部は
シリンダ1の端部においてコイルの円筒空間がロッド2
1と同心になるように該ロッド21を該コイル室間にス
ライド自7Eに貫通させた状態で固定されている。ロッ
ド21は、シリンダ1内のピストン21cを一端に取付
けた円柱形の心棒21aと、この心棒21. aの周囲
に軸方向に交互に嵌着された複数の所定幅の環状の磁性
リング21b及び環状の非磁性スペーサ21cと、これ
らの最外周に嵌着された円筒状の非磁性体から成るスリ
ーブ21dとを含んでいる。非磁性スペーサ21cは固
形の非磁性物質または空気である。−例としPは任意の
数)であり、スペーサ21cも同様であり、交互配列に
おける1ピッチ分の間隔はrPJである。この実施例に
おいて、コイルは4つの相で動作するように設けられて
いる。これらの相を9!宜上A 、 B 、 C,p 
7;jる符号を用いて区別する。
In FIG. 3, the detection unit 20 for detecting the relative linear placement of the piston rod 21 with respect to the cylinder 1 is a variable magnetic resistance type position detector that detects the position of the rod in a non-contact manner. This detection unit 20 houses four primary coils A1 to D1 arranged in a predetermined arrangement shifted in the axial direction and secondary coils A2 to D2 provided correspondingly to the four primary coils A1 to D1, which are housed in a casing 22. The cylindrical space of the coil is connected to the rod 2 at the end of the cylinder 1.
The rod 21 is fixed in a state where it passes through the slide 7E between the coil chambers so as to be concentric with the coil chamber 1. The rod 21 includes a cylindrical mandrel 21a to which a piston 21c in the cylinder 1 is attached at one end, and this mandrel 21. a plurality of annular magnetic rings 21b and annular nonmagnetic spacers 21c of a predetermined width that are alternately fitted in the axial direction around a, and a sleeve made of a cylindrical nonmagnetic material that is fitted on the outermost circumference of these rings 21b and annular nonmagnetic spacers 21c; 21d. The non-magnetic spacer 21c is a solid non-magnetic material or air. - For example, P is an arbitrary number), and the same applies to the spacers 21c, and the interval of one pitch in the alternate arrangement is rPJ. In this embodiment, the coils are arranged to operate in four phases. 9 of these phases! Gijo A, B, C, p
7; Use the following symbols to differentiate.

ロッド21の磁性リング21bの位置に応じて各相A−
Dに生じるリラクタンスが90度づつずれるようになっ
ており、例えば人相をコサイン相とすると、B相はサイ
ン相、C相はマイナスコサイン相、D相はマイナスサイ
ン相、となるようになっでいる。忍3図の実施例では、
各相A−D毎に個別ニ1 iコイルA1〜D1及び2次
コイルA2〜D2が設けられている。各コイルの長さは
磁性す「 飢3図の例では、人相のコイルA 1、−A 2  と
C相のコイルCI 、C2とが隣合って設けられており
、B相のコイルB1.B2とD相のコイルDI、L)2
も餉合って設けられている。また、A相とB相またはC
相とυ相のコイルの間隔はrP(n!1)J(nは任意
の目然数)である。この構成によって、ロッド21(詳
しくは磁性リング)の直a変位に応じて各相A−Dにお
ける磁気回路のリラクタンスが変化し、しかもそのリラ
クタンス変化の位相は各相毎に90度づつずれる(従っ
て人相とC相では180度ずれ、B相とD相とでも18
0Mずれる)ようになっている。例えば人相とC相の1
次コイルA1及びC1を正弦信号sinωtによって互
いに逆相で励磁し、2次コイルA2及びC2の出力を同
相で加算する。B相とD相も上述と同様に、1次コイル
B1 、DIを余弦信号COSωtで逆相励磁し、2欠
コイルB2.D2の出力を同相加算する。2次コイルの
出力は最終的に加算され、出力色°号Yを得る。一方、
これに限らず、人相とC相の1次コイルAI 、(lを
正弦信号sinωtによって同相で励磁し、2次コイル
A2.C2を逆相接続し、B相とD相の1次コイルBl
、DIを全5XM号e03ωtによって同相で励磁し、
2次コイルB2.D2を逆相接続し、最終的に2次コイ
ル出力を加算するようにしてもよい。
Each phase A- according to the position of the magnetic ring 21b of the rod 21
The reluctance generated in D is shifted by 90 degrees. For example, if the human face is a cosine phase, the B phase is a sine phase, the C phase is a minus cosine phase, and the D phase is a minus sine phase. There is. In the example of Shinobu 3 diagram,
Individual coils A1 to D1 and secondary coils A2 to D2 are provided for each phase A to D. In the example shown in Figure 3, the human-phase coils A 1 and -A 2 and the C-phase coils CI and C2 are provided adjacent to each other, and the B-phase coils B1, . B2 and D phase coil DI, L)2
They are also set up in tandem. Also, A phase and B phase or C
The interval between the phase and υ phase coils is rP(n!1)J (n is an arbitrary random number). With this configuration, the reluctance of the magnetic circuit in each phase A-D changes according to the direct a displacement of the rod 21 (more specifically, the magnetic ring), and the phase of the reluctance change shifts by 90 degrees for each phase (therefore, There is a 180 degree shift between the human face and C phase, and 18 degrees between B phase and D phase.
0M shift). For example, physiognomy and C phase 1
The secondary coils A1 and C1 are excited in opposite phases to each other by a sine signal sinωt, and the outputs of the secondary coils A2 and C2 are added in phase. Similarly to the above, for the B phase and D phase, the primary coils B1 and DI are excited in opposite phases with the cosine signal COSωt, and the two missing coils B2. The outputs of D2 are added in phase. The outputs of the secondary coils are finally summed to obtain the output color code Y. on the other hand,
The present invention is not limited to this, and the human-phase and C-phase primary coils AI and (l are excited in the same phase by a sine signal sinωt, the secondary coils A2 and C2 are connected in opposite phases, and the B-phase and D-phase primary coils Bl
, DI is excited in the same phase by all 5XM e03ωt,
Secondary coil B2. It is also possible to connect D2 in reverse phase and finally add the secondary coil output.

検出部20の出力毎号Yは、下記式に示すようにロッド
21における磁性リング21bの直罐位置fこ応じた位
相角φだけ基準交流信号(ainωtまたはcosωt
)を位相シフトしたものとなる。
Each output Y of the detection unit 20 is determined by the reference AC signal (ainωt or cosωt
) with a phase shift.

その理由は、各相A−Dのリラクタンスが90度づつず
れており、かつ一方の対(A、C)と他方の対(B、D
)の励磁信号の成気的位相が90度ずれているためであ
る。
The reason for this is that the reluctances of each phase A-D are shifted by 90 degrees, and one pair (A, C) and the other pair (B, D
) is out of phase with the excitation signal by 90 degrees.

Y=K sin (ωt + +Is )Kは祐釉の条
件に応じて定まる定数である。上記式で表わされた出力
侶gYの基準信号sinωtrこ対応する位相ずれφを
測定することにより、ロッド21の位置を検出すること
ができる。
Y=K sin (ωt + +Is) K is a constant determined according to the conditions of the glaze. The position of the rod 21 can be detected by measuring the phase shift φ corresponding to the reference signal sinωtr of the output gY expressed by the above equation.

位相ずれ貨φが全駒2πのときのロッド21の変位階は
磁性リング21bの1ピツチ長Pに相当する。すなわち
、倍4!fYll!:おける4気的位相ずれ埴φによれ
ば、距離Pの範囲内でのアブソリュートなiLQ位I置
装検出できるのである。距離P8越えてアブソリュート
な直:泉位1置を求めたい場合は、適宜任意の手段(こ
の検出稍度は距離Pを1゛単位とする粗いものでもよい
)を併設してロッド21]こおける個々の磁性リング2
1bの絶対番地を求め、この各リング21bの絶対番地
と上述の位相ずrLφにもとづく直・嫉位置検出f直と
の組合せを用いればよい。
When the phase shift piece φ is 2π for all the pieces, the displacement step of the rod 21 corresponds to one pitch length P of the magnetic ring 21b. In other words, times 4! fYll! According to the four phase shift values φ in :, it is possible to detect the absolute iLQ position I device within the range of distance P. If you want to find the absolute direct spring position beyond the distance P8, you can use any appropriate means (this detection accuracy may be rough with distance P in units of 1) and place the rod 21]. individual magnetic rings 2
1b, and use a combination of this absolute address of each ring 21b and the above-mentioned direct/direct position detection f-direction based on the phase shift rLφ.

第4−因において、検出部20の出力4N号Yが変換回
路261こ与えられ、上述の4気的位相ずれ量φが測定
される。この測定値がロッド21の現在位記(シリンダ
ストローク位置)を示すデータDXとして出力される。
In the fourth factor, the output 4N Y of the detection section 20 is applied to the conversion circuit 261, and the above-mentioned four-dimensional phase shift amount φ is measured. This measured value is output as data DX indicating the current position of the rod 21 (cylinder stroke position).

ロッド21の移動速度及び加速岐を検出するために速度
検出量に@24及び加速度検出回路25が設けられてい
る。この実施例では、速度及び加速度検出用の専用のセ
ンサは設けられていす、ロッド位置検出データDxを利
用して連ザを瑛出し、検出した速度データDvを利用し
て加速度を検出するようになっている。そのために、位
置データDxが速度検出回路24に入力され、速7f検
出回路24から出力された速度データDvが加速度検出
回路25に入力される。
In order to detect the moving speed and acceleration angle of the rod 21, a speed detection amount @24 and an acceleration detection circuit 25 are provided. In this embodiment, a dedicated sensor for detecting speed and acceleration is provided, rod position detection data Dx is used to detect the continuous movement, and detected speed data Dv is used to detect acceleration. ing. For this purpose, the position data Dx is input to the speed detection circuit 24, and the speed data Dv output from the speed 7f detection circuit 24 is input to the acceleration detection circuit 25.

ロッド21+ 、’%任意の位置で静止している場合は
位置データDxはその位置を示す値を維持し、変化しな
い。ロッド21が成る速度で移動している場合は、位置
データDxの値はロッド位置の変化に従って時間的に変
化する。従って、速度検出回路24において所定単位時
間(または期間)当りの位置データへの変化分を演算す
ることにより速度データDvが求まる。また、加速度検
出回路25にεいて所定単位時間(または期間)当りの
速度データDvの変化分を演算することにより加速度デ
ータDαが求められる。
When the rod 21+ is stationary at an arbitrary position, the position data Dx maintains the value indicating that position and does not change. When the rod 21 is moving at the same speed, the value of the position data Dx changes over time in accordance with changes in the rod position. Therefore, the speed data Dv is determined by calculating the change in position data per predetermined unit time (or period) in the speed detection circuit 24. Furthermore, acceleration data Dα is obtained by calculating the change in velocity data Dv per predetermined unit time (or period) using ε in the acceleration detection circuit 25.

オーバランROM(もしくはRAM)26は、様々な速
度値に対応するオーバラン量を予め記憶したものである
。同じく、オーバランROM(もしくはRAM)27は
、様々な加速度値に対応するオーバラン量を予め記憶し
たものである。ここで、オーバラン量とは、ブレーキ2
の作@開始位置から実際にロッド21が停止する位置ま
での距FMであり、このオーバラン量を様々な速度及び
加速度に対応して予め測定しく学習させ)、これをRO
M(またはRAM)26,271こ阿己憶しておく。
The overrun ROM (or RAM) 26 stores in advance overrun amounts corresponding to various speed values. Similarly, the overrun ROM (or RAM) 27 stores in advance overrun amounts corresponding to various acceleration values. Here, the overrun amount is the brake 2
This is the distance FM from the starting position to the position where the rod 21 actually stops (this overrun amount is measured and learned in advance in response to various speeds and accelerations), and this is determined by RO.
Memorize 26,271 M (or RAM).

現在の速度データ伽及び加速度データDcLに応じてR
OM26.27から夫々読み出されたオーバラン童デー
タ0VR1,0VR2はオーバラン景演算回路28に与
えられる。オーバラン量演算回I@28は、現速度に応
じた予測オーバラン量データOR1と、現加速度に応じ
た予測オーバラン翫データOR2と、設定器29で設定
された移動設定値(目標値) Sxとをパラメータとし
て実際のオーバラン量を予測するデータOVRを、計算
、選択、温合等を含む演算操作によって求める。
R according to the current speed data and acceleration data DcL
The overrun data 0VR1 and 0VR2 read from the OM26 and OM27 are applied to the overrun scene calculation circuit 28. The overrun amount calculation circuit I@28 calculates the predicted overrun amount data OR1 according to the current speed, the predicted overrun data OR2 according to the current acceleration, and the movement setting value (target value) Sx set by the setting device 29. Data OVR, which predicts the actual amount of overrun as a parameter, is obtained through arithmetic operations including calculation, selection, warming, and the like.

補償演算回路60は、位置データDxの値をオーバラン
蓋予測データQ V RIc応じて増加または減少し、
予測されるオーバラン分を補償した値Dx。
The compensation calculation circuit 60 increases or decreases the value of the position data Dx according to the overrun lid prediction data QVRIc,
A value Dx that compensates for the predicted overrun.

に変更する。比較回路61は、オーバラン補償済みのI
SI置データDxoと設定器29で設定された#動設定
値Sxつまり停止設定位置とを比較する。
Change to The comparison circuit 61 has an overrun compensated I
The SI position data Dxo is compared with the #movement setting value Sx set by the setting device 29, that is, the stop setting position.

この比較タイミングあるいは比較条件等はシーケンス回
路32によってシリンダ1の全体のシーケンス動作に従
って制御される。比較回路61の出力はドライブ回路3
3に与えられ、比較結果に応じて方向制御弁6.ブレー
キ弁3の切換駆動がなされる。
This comparison timing, comparison conditions, etc. are controlled by the sequence circuit 32 according to the overall sequence operation of the cylinder 1. The output of the comparison circuit 61 is sent to the drive circuit 3
3, and depending on the comparison result, the directional control valve 6. The brake valve 3 is driven to switch.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の通り、この発明によれば、ピストンロッドにおい
て磁性体部と非磁性体部の繰返しからなる磁気[I横部
を設け5この磁性体部と非磁性体部の繰返しlサイクル
の範囲においてロッド位置が変化するとき、シリンダ本
体側に設けたコイル部における磁気抵抗が1サイクルに
わたって連続的に変化し、これに応じてロッドの位置を
該1サイクルの範囲において連続的に検出することがで
きるようにしたため、この拉id検出データは該lサイ
クルの範囲ではアブソリュートなデータとして−ti−
ることかできると共に、磁性体部と非磁性体部の繰返し
複数サイクルにわたる広い範囲でロンド拉霞検出が可能
であり、従って、ピストンロッド位置を高分解能で連続
的にかつアブソリュートで検出することができる、とい
う優れた効果を奏する。
As described above, according to the present invention, the piston rod is provided with a magnetic [I horizontal part that is made up of repetitions of a magnetic part and a non-magnetic part. When the position changes, the magnetic resistance in the coil section provided on the cylinder body side changes continuously over one cycle, so that the position of the rod can be continuously detected within the range of one cycle. Therefore, this abduction ID detection data is treated as -ti- as absolute data within the range of the l cycle.
In addition, it is possible to detect the piston rod position in a wide range over multiple repeated cycles of magnetic and non-magnetic parts, and therefore it is possible to continuously and absolutely detect the piston rod position with high resolution. It has an excellent effect.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来のブレーキ付空気圧シリンダの側断面図及
び流体I′F、回路図、第2図は第1図のブレーキ付空
気圧シリンダの位置決定の制御系の従来例を示す電気的
ブロック図、第3図はこの発明の一実施例に係るブレー
キ付空気シリンダの側断面図及び流体圧回路図、第4図
は同実施例におけるイな置決め制御系の一例を示す電気
的ブロック図。 である。 1・・・シリンダ、2・・・ブレーキ、3・・・ブレー
キ弁、4・・・ブレーキ用シリンダ、5.21・・・ピ
ストンロッド、6・・・方向制御弁、7・・・空気源、
8,9・・・絞り弁、20・・・位置検出部、21a・
・・ロッドの心棒、21b・・・磁性リング、21c・
・・非磁性スペーサ、21cl・・・非磁性スリーブ、
21e・・・ピストン、A1〜D1・・・1次コイル、
A2〜D2・・・2次コイル22・・・コイル部のケー
シング、23・・・変換回路。
Fig. 1 is a side sectional view, fluid I'F, and circuit diagram of a conventional pneumatic cylinder with a brake, and Fig. 2 is an electrical block diagram showing a conventional example of a control system for position determination of the pneumatic cylinder with a brake shown in Fig. 1. 3 is a side sectional view and a fluid pressure circuit diagram of an air cylinder with a brake according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an electrical block diagram showing an example of a positioning control system in the embodiment. It is. 1... Cylinder, 2... Brake, 3... Brake valve, 4... Brake cylinder, 5.21... Piston rod, 6... Direction control valve, 7... Air source ,
8, 9... Throttle valve, 20... Position detection section, 21a.
...Rod stem, 21b...Magnetic ring, 21c.
...Non-magnetic spacer, 21cl...Non-magnetic sleeve,
21e...Piston, A1-D1...Primary coil,
A2 to D2... Secondary coil 22... Casing of the coil section, 23... Conversion circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 所定の交流信号により励磁される1次コイルを少な
くとも有し、流体圧シリンダのシリンダ本体側に固定さ
れて、該シリンダのピストンロッドに対して相対的に移
動可能なコイル部と、 前記ロッドの位置に応じて前記コイル部の磁気回路にお
ける磁気抵抗を変化させるために、前記ロッドに設けら
れた磁性体部と非磁性体部の繰返しからなる磁気目盛部
と、 前記磁気目盛部の前記コイル部に対する相対的位置に応
じた該コイル部における磁気抵抗変化に基づき、前記ロ
ッドの位置を示すデータを前記コイル部より取り出す検
出回路と を具え、前記磁気目盛部における前記磁性体部と非磁性
体部の繰返し1サイクルの範囲における前記コイル部に
おける磁気抵抗の連続的変化に応じて前記ロッドの位置
を連続的に検出することができ、かつ前記磁性体部と非
磁性体部の繰返し複数サイクルにわたって該検出が可能
であることを特徴とする流体圧シリンダの位置検出装置
。 2 前記コイル部が、複数の1次コイル及び2次コイル
を有するものであり、 前記検出回路が、位相のずれた複数の基準交流信号によ
って前記各1次コイルを個別に励磁する回路と、前記各
1次コイルに対応する2次コイルの出力を合計して、前
記ロッドの相対的直線位置に従って前記基準交流信号を
位相シフトした出力信号を発生する出力回路と、前記基
準交流信号の所定の1つと前記出力回路からの出力信号
との位相差を検出し、検出した位相差データを前記ロッ
ド位置データとして出力する回路とを有するものである
特許請求の範囲第1項に記載の流体圧シリンダの位置検
出装置。 3 前記1次コイルが、前記ロッドの直線変位方向に関
して所定の距離だけ互いに離隔して配置され、180°
または360°以外の所定の位相差(360/d度)を
持つ基準交流信号によって個別に励磁される少なくとも
2個の1次コイルからなるものであり、前記磁気目盛部
における前記磁性体部と非磁性体部の繰返し1サイクル
のピッチをPとするとき、前記各1次コイルの離隔距離
をP×{n±(1/d)}(但し、nは任意の整数)に
設定したことを特徴とする特許請求の範囲第2項に記載
の流体圧シリンダの位置検出装置。
[Claims] 1. A coil that has at least a primary coil excited by a predetermined alternating current signal, is fixed to the cylinder body side of a fluid pressure cylinder, and is movable relative to the piston rod of the cylinder. a magnetic scale section formed by repeating a magnetic section and a non-magnetic section provided on the rod in order to change the magnetic resistance in the magnetic circuit of the coil section according to the position of the rod; a detection circuit that extracts data indicating the position of the rod from the coil section based on a change in magnetic resistance in the coil section according to a relative position of the scale section with respect to the coil section; The position of the rod can be continuously detected according to continuous changes in the magnetic resistance in the coil part within the range of one repeated cycle of the magnetic part and the non-magnetic part, and A position detection device for a fluid pressure cylinder, characterized in that the detection is possible over a plurality of repeated cycles. 2. The coil section includes a plurality of primary coils and a secondary coil, and the detection circuit includes a circuit that individually excites each of the primary coils using a plurality of phase-shifted reference AC signals; an output circuit for summing outputs of secondary coils corresponding to each primary coil to generate an output signal that is phase-shifted from the reference AC signal according to the relative linear position of the rod; The fluid pressure cylinder according to claim 1, further comprising a circuit for detecting a phase difference between the output signal and the output signal from the output circuit, and outputting the detected phase difference data as the rod position data. Position detection device. 3. The primary coils are arranged apart from each other by a predetermined distance with respect to the linear displacement direction of the rod, and are arranged at a distance of 180°.
Alternatively, it consists of at least two primary coils that are individually excited by a reference AC signal having a predetermined phase difference (360/d degrees) other than 360°, and is non-contact with the magnetic body part in the magnetic scale part. When the pitch of one repeated cycle of the magnetic body portion is P, the separation distance between each of the primary coils is set to P×{n±(1/d)} (where n is an arbitrary integer). A position detection device for a fluid pressure cylinder according to claim 2.
JP21749690A 1990-08-18 1990-08-18 Position detector for liquid pressure cylinder Pending JPH03237301A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21749690A JPH03237301A (en) 1990-08-18 1990-08-18 Position detector for liquid pressure cylinder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21749690A JPH03237301A (en) 1990-08-18 1990-08-18 Position detector for liquid pressure cylinder

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19203790A Division JPH0374604A (en) 1990-07-20 1990-07-20 Positioning control device for fluid pressure cylinder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH03237301A true JPH03237301A (en) 1991-10-23

Family

ID=16705150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21749690A Pending JPH03237301A (en) 1990-08-18 1990-08-18 Position detector for liquid pressure cylinder

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH03237301A (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5788317A (en) * 1980-11-25 1982-06-02 S G:Kk Rotation angle detecting device
JPS57171204A (en) * 1981-04-10 1982-10-21 Festo Maschf Stoll G Position detector for working cylinder

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5788317A (en) * 1980-11-25 1982-06-02 S G:Kk Rotation angle detecting device
JPS57171204A (en) * 1981-04-10 1982-10-21 Festo Maschf Stoll G Position detector for working cylinder

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2884239B1 (en) Angular and axial position sensor arrangement
EP0115008B1 (en) Positioning control system for a fluid powered cylinder
US6753680B2 (en) Position sensor
US5412317A (en) Position detector utilizing absolute and incremental position sensors in combination
US7009387B2 (en) Tranducer of angular quantities for a cycle
US4991301A (en) Inductive displacement sensors
US4784002A (en) Torque sensor
EP0111866B1 (en) Apparatus for magnetically detecting positions
US7075196B1 (en) Integrated resolver for high pole count motors
US20170292855A1 (en) Multipole Magnet for Use With A Pitched Magnetic Sensor
JP2007509336A (en) High resolution multi-rotation measurement system and bearing having this system
CN112117079B (en) Encoder magnet structure, encoder, motor, electrical equipment and vehicle
WO2005119179A1 (en) Magnetic displacement detector
US6229231B1 (en) Reciprocating motor having controllable rotor position
JPH03237301A (en) Position detector for liquid pressure cylinder
EP0513837B1 (en) Rodless cylinder apparatus
EP4075100A1 (en) Proximity sensor to sense rotating shaft position and velocity
EP1784619B1 (en) Inductive position sensing device and method
JP3926902B2 (en) Cylinder position detector
JPH0226002Y2 (en)
KR102533280B1 (en) Position measuring apparatus of linear motion system and measuring method thereof
JPH05196478A (en) Position detection apparatus
JPH0587452B2 (en)
JPH0689761B2 (en) Positioning control device for fluid pressure cylinder
Wang et al. Recent Patents on Magnetic Encoder and its use in Rotating Mechanism