JPH04127404U - 空圧切換弁制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空圧シリンダを高速移動の後に低速移動へ切
り換える際のＰＣでのスキャンタイムに基づく切換出力
のばらつきを防止して一層の高速化を図る。 【構成】 空圧シリンダを高速前進，低速前進，高速後
進，低速後進と切換制御するシステムにおいて、前後進
端のリミットスイッチＬＳ１，ＬＳ２をメインプログラ
マブルコントローラＰＣ１に結線し、低速への切換の時
期を判断するための中間のリミットスイッチＬＳ３，Ｌ
Ｓ４をサブプログラマブルコントローラＰＣ２に結線す
ると共に、メイン／サブ間の信号授受により、メイン側
でのＬＳ１，ＬＳ２の検知状態に応じてサブ側はＬＳ
３，ＬＳ４の一方だけを監視する状態に切り換えられ
る。従って、スキャンタイムなしにかつ面倒な演算もな
しに中間位置到達を迅速に検知できる。また、メイン側
はシステム全体の制御も行うから、システム全体での相
対的動作関係も正常に保たれる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、多入力多出力型のプログラマブルコントローラにより空圧切換弁を 切換制御して、空圧シリンダを高速前進，低速前進，高速後進又は低速後進と、 前後進の速度を切り換えつつ駆動制御する空圧切換弁制御装置に係り、特にプロ グラマブルコントローラが多数の空圧シリンダや周辺機器のモータ等をも駆動制 御する場合のスキャンタイムの遅れによる不具合を防止した空圧切換弁制御装置 に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、例えば特開平２−１５４８７３号公報に記載の様に、空圧シリンダ を高速前進，低速前進，高速後進又は低速後進と、前後進合わせて４段階に速度 を切り換えつつ駆動制御することのできる空圧切換弁が知られており、各種の空 圧シリンダ駆動システムに適用されている。

【０００３】 こうした例として、図５に示す様に、空圧シリンダ６０のシリンダ室６０ａへ の給排気状態の切り換えと、給排気速度の調整とにより、ピストンロッド６４を 高速又は低速にて前進又は後進させる空圧切換弁１と、ピストンロッド６４が前 進端に移動してきたことを検知する前進端リミットスイッチＬＳ１と、ピストン ロッド６４が後進端に移動してきたことを検知する後進端リミットスイッチＬＳ ２と、ピストンロッド６４が前進端手前の所定位置まで移動してきたことを検知 する前進端手前リミットスイッチＬＳ３と、ピストンロッド６４が後進端手前の 所定位置まで移動してきたことを検知する後進端手前リミットスイッチＬＳ４と 、各リミットスイッチＬＳ１〜ＬＳ４からの入力状態を所定の順番に従って監視 した結果に基づいて、高速前進、低速前進、高速後進又は低速後進のいずれかの 速度指示出力を空圧切換弁１に対して出力する多入力多出力型のプログラマブル コントローラ１００とを備えた空圧シリンダ用切換弁制御装置が知られている。

【０００４】 このプログラマブルコントローラ１００は、 ピストンロッド６４の先端部に設けたドグ６４ａが前進端リミットスイッ チＬＳ１に当接すると、空圧切換弁１の二つのパイロットソレノイド５１，５４ を高速後進用の制御状態に切り換え、 ピストンロッド６４が後進する結果ドグ６４ａが前進端手前リミットスイ ッチＬＳ３に当接しても、そのままの制御を続行し、 さらに後進してドグ６４ａが後進端手前リミットスイッチＬＳ４に当接す ると、今度はパイロットソレノイド５１，５４を低速後進用の制御状態に切り換 え、 後進端においてドグ６４ａが後進端リミットスイッチＬＳ２に当接すると 、パイロットソレノイド５１，５４を高速前進用の制御状態に切り換え、 前進に切り換わった結果、ドグ６４ａが後進端手前リミットスイッチＬＳ ４に当接しても、そのままの制御を続行し、 さらに前進してドグ６４ａが前進端手前リミットスイッチＬＳ３に当接す ると、今度はパイロットソレノイド５１，５４を低速前進用の制御状態に切り換 え、 以下、〜の制御を繰り返すことで、ピストンロッド６４を高速前進→低速 前進→停止・高速後進→低速後進→停止・高速前進→…と４段階の前後進制御を することができる。

【０００５】 この様に、前進端手前リミットスイッチＬＳ３と後進端手前リミットスイッチ ＬＳ４については、単純に入力があったら直ちに制御状態を切り換えるのではな く、上記，にある様に制御の切換を行わない場合も存在する。従って、この システムで採用されている多入力多出力型のプログラマブルコントローラ１００ は、順番に入力状態を監視すると共に、各種の演算処理によって空圧切換弁１の 駆動状態を制御しているのである。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、こうしたシステムは、空圧シリンダをただ一つだけ駆動制御するだ けのものとしてよりも、他の多くの空圧シリンダやモータ等の周辺機器をも駆動 制御するものとして構成されるのが一般的である。従って、こうしたシステムに 用いられる多入力多出力型プログラマブルコントローラは、空圧シリンダ６０に 関するもの以外にも、多数のリミットスイッチやセンサからの入力状態を順番に 監視して各種の演算処理を実行し、演算結果に応じた出力を行う様に構成される 。このため、一つの入力状態の確認から演算出力までの時間及び次の入力状態の 監視までに長時間を要することとなり、ピストンロッド６４のドグ６４ａが前進 端手前リミットスイッチＬＳ３に当接したにも拘らず低速前進への切換出力が遅 れたりする、いわゆるスキャンタイムに基づく出力のばらつきがあった。

【０００７】 こうした低速移動への切換出力のばらつきがあると、減速開始位置がばらつい てしまい、予定位置へスムーズにピストンロッド６４を停止することができなく なる。このため、高速移動の速度を低目に設定したりする必要があり、空圧シリ ンダの駆動の高速化が十分に行えないという問題があった。

【０００８】 そこで、こうしたスキャンタイムに基づく問題を解決し、低速移動への切換出 力のばらつきを防止して、一層の高速化をすることができ、しかもスキャンタイ ムの問題だけに拘泥してシステム全体の制御に対する不具合の生じることもない 空圧切換弁制御装置の提供を目的として本考案を完成した。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び作用】

かかる目的を達成するために、本考案の空圧切換弁制御装置は、 空圧シリンダのシリンダ室への給排気状態の切り換えと、給排気速度の調整と により、ピストンロッドを高速又は低速にて前進又は後進させる空圧切換弁と、 ピストンロッドが前進端に移動してきたことを検知する前進端検知手段と、 ピストンロッドが後進端に移動してきたことを検知する後進端検知手段と、 ピストンロッドが前進端手前の所定位置まで移動してきたことを検知する前進 端手前検知手段と、 ピストンロッドが後進端手前の所定位置まで移動してきたことを検知する後進 端手前検知手段と、 各検知手段からの入力状態を所定の順番に従って監視した結果に基づいて、高 速前進、低速前進、高速後進又は低速後進のいずれかの速度指示出力を空圧切換 弁に対して出力する多入力多出力型のプログラマブルコントローラと を備えた空圧切換弁制御装置において、 多入力多出力型のプログラマブルコントローラを、前進端及び後進端検知手段 からの入力状態を監視するメインプログラマブルコントローラと、前進端手前及 び後進端手前検知手段からの入力状態を監視するサブプログラマブルコントロー ラとに分け、 メインプログラマブルコントローラへの前進端又は後進端検知手段からの入力 状態に応じ、ピストンロッドが前進端から後進端へ移動する間は後進端手前検知 手段からの入力状態の方だけを、後進端から前進端へ移動する間は前進端手前検 知手段からの入力状態の方だけをサブプログラマブルコントローラに監視させる サブ側監視状態切換手段を有すると共に、 メインプログラマブルコントローラは、前進端又は後進端の検知に応じ、サブ プログラマブルコントローラに対して前進又は後進指示を切換出力し、 サブプログラマブルコントローラは、この前進又は後進指示に、前進端手前又 は後進端手前検知手段からの入力状態による高速又は低速条件を加味し、その結 果を速度指示出力として空圧切換弁へ出力するよう構成されたことを特徴とする 。

【００１０】 本考案の空圧切換弁制御装置によれば、メインプログラマブルコントローラと 、サブプログラマブルコントローラとを分けたこと及びサブ側監視状態切換手段 を有することにより、ピストンロッドが前進端から後進端へ移動する間は、サブ プログラマブルコントローラでは後進端手前検知手段からの入力状態の方だけが 監視状態となる。この結果、前進端手前検知手段の検知状態は無視されることに なり、その時点までの経時的条件を一切考慮することなく、ピストンロッドが後 進端手前に移動してきたことだけを速やかに検知することができる。しかも、空 圧切換弁への最終的な速度指示出力は、メインプログラマブルコントローラから サブプログラマブルコントローラに対して出力される後進指示に、後進端手前検 知手段からの入力状態による高速又は低速条件を加味し、高速後進又は低速後進 のいずれかの出力としてサブプログラマブルコントローラ側で出力するよう構成 されているから、複雑な判断等を必要とせず、演算時間に基づく遅れも解消され る。

【００１１】 逆に、ピストンロッドが後進端から前進端へ移動する間は、サブプログラマブ ルコントローラでは前進端手前検知手段からの入力状態の方だけが監視状態とな るから、ピストンロッドが前進端手前に移動してきたことだけを速やかに検知す ることができると共に、前述同様、最終的な速度指示出力までの演算時間を大幅 に短縮することができる。

【００１２】 従って、ピストンロッドを前進端又は後進端にて予定通りにスムーズに停止さ せることができ、前進端から後進端手前まで及び後進端から前進端手前までの間 を移動する速度を大幅に高速化しても何等問題が生じることがない。

【００１３】 なお、複数のプログラマブルコントローラを空圧シリンダやその他の周辺機器 のアクチュエータ毎に設けることで単純にスキャンタイムの問題を解決すること もできるが、それでは各アクチュエータ同士の相対的な作動関係を制御すること ができなくなる。この点、本考案によれば、スキャンタイムの点から問題となる 部分ではあるが全体の制御における相対的作動関係には無関係な、空圧シリンダ の減速指示のための前進端手前及び後進端手前検知手段だけをサブプログラマブ ルコントローラで監視させ、全体の相対的作動関係を把握する上で重要となる前 進端及び後進端検知手段については従来同様に全体制御を司るメインプログラマ ブルコントローラにて受け持たせることとしたから、こうした問題も生じること がない。

【００１４】

【実施例】

次に、本考案を適用した実施例を図面に基づいて説明する。 図１は実施例としての空圧シリンダ駆動システムの全体構成を、図２はそのメ インプログラマブルコントローラＰＣ１とサブプログラマブルコントローラＰＣ ２との入出力結線図を、図３は空圧切換弁１の構造を、図４はその各制御状態を 示している。

【００１５】 この空圧シリンダ駆動システムは、図１に示す様に、空圧シリンダ６０のシリ ンダ室６０ａへの給排気状態の切り換えと、給排気速度の調整とにより、ピスト ンロッド６４を高速又は低速にて前進又は後進させる空圧切換弁１と、ピストン ロッド６４が前進端に移動してきたことを検知する前進端リミットスイッチＬＳ １と、ピストンロッド６４が後進端に移動してきたことを検知する後進端リミッ トスイッチＬＳ２と、ピストンロッド６４が前進端手前の所定位置まで移動して きたことを検知する前進端手前リミットスイッチＬＳ３と、ピストンロッド６４ が後進端手前の所定位置まで移動してきたことを検知する後進端手前リミットス イッチＬＳ４と、前進端及び後進端リミットスイッチＬＳ１，ＬＳ２からの入力 状態及び図示しない各種の周辺機器からの入力状態を所定の順番に従って監視す るメインプログラマブルコントローラＰＣ１と、前進端手前及び後進端手前リミ ットスイッチＬＳ３，ＬＳ４からの入力状態を監視するサブプログラマブルコン トローラＰＣ２とを備えている。

【００１６】 まず、図３に基づいて空圧切換弁１の構造を説明する。 空圧切換弁１は、筒状のハウジング２を有し、ハウジング２は上側の調整本体 部１０とこれに接続する下側の減圧弁本体部３０とからなっている。

【００１７】 調整本体部１０において、ハウジング２の内部孔１１に底壁１２，中間部フラ ンジ１３及び頂部フランジ１４が設けられ、底壁１２と中間部フランジ１３との 間には第１調圧ピストン１５が内部孔１１に気密に摺動可能に収容され、また、 中間部フランジ１３と頂部フランジ１４との間には第２調圧ピストン１６が気密 に摺動可能に収容されている。底壁１２と第１調圧ピストン１５との間の空間は 受圧室１７となっており、また、第１，第２調圧ピストン間の空間は背圧室１８ となっており、第２調圧ピストン１６と頂部フランジ１４との間の空間は調整室 １９となっている。

【００１８】 第２調圧ピストン１６は外向きのフランジ部１６ａと円筒部１６ｂと頂壁部１ ６ｃとからなっている。フランジ部１６ａは内部孔１１に対し摺動し、円筒部１ ６ｂは頂部フランジ１４の円筒部１４ｂの内面に対し摺動する。頂壁部１６ｃの 上端は外方に延出する当接部１６ｄとなっている。円筒部１４ｂの外周面はねじ 切りされ、これにロックナット２０が取り付けられ、その上側で円形のストッパ ２１が円筒部１４ｂにねじ込まれている。ストッパ２１と第２調圧ピストン１６ の当接部１６ｄとの間は調整可能のクリアランスＬとなっている。頂壁部１６ｃ の中心部にはねじ込みハンドル２２が取り付けられ、その下端はばね押え２３及 び第１調整ばね２４を介して第１調圧ピストン１５を下方に付勢している。第１ ，第２調圧ピストン１５，１６間には更に第２調整ばね２５が介装されている。 中間部フランジ１３にはブリード孔２６が設けられている。

【００１９】 減圧弁本体部３０において、ハウジング２の内部孔１１と同心の内部孔３１に は、底部フランジ３２，中間部フランジ３３及び上部フランジ３４が形成され、 上部フランジ３４は底壁１２と一体的に接続している。中間部フランジ３３の内 端の上部，下部にはそれぞれ円形の第２弁座３６，第１弁座３５が形成されてお り、また、中間部フランジ３３の内端により円形の二次圧室３７が形成されてい る。底部フランジ３２と中間部フランジ３３との間は一次圧室３８となっており 、この中に第１弁体３９が収容され、その下部は底部フランジ３２により形成さ れる第１弁体室４０に対し気密に摺動可能なっている。第１弁体３９の弁頭３９ ａは中間部フランジ３３の第１弁座３５に当接可能となっている。第１弁体３９ には二次圧室３７と第１弁体室４０とを連通する弁体孔３９ｂが設けられている 。第１弁体３９は第１弁体ばね４３により上方に付勢されている。中間部フラン ジ３３と上部フランジ３４との間は大気圧室４２となっており、大気に連通して いる。ここに第２弁体４１が収容されている。第２弁体４１の上部は上部フラン ジ３４により形成された第２弁体室４４に対し気密に摺動可能となっている。第 ２弁体４１の弁頭４１ａは中間部フランジ３３の第２弁座３６に当接可能となっ ている。第２弁体４１には二次圧室３７と第２弁体室４４とを連通する弁体孔４ １ｂが設けられている。第２弁体４１は第２弁体ばね４５により下方に付勢され ている。

【００２０】 第１調圧ピストン１５の中心部にはステム４６の上端部が固定され、ステム４ ６の中間部は底壁１２を気密に貫通し、かつ第２弁体４１に遊挿され、下部は第 ２弁体の落下を防ぐため直径が大きくなっている。また、ステム４６の下端は第 １調圧ピストン１５の下方へ移動の際、第１弁体３９の上面に当接可能となって いる。

【００２１】 一次圧室３８は一次圧室ポート４７を介して空気源４８に連通し、二次圧室３ ７は二次圧室通路４９を介して図示しない空気圧シリンダのシリンダ室に連通し ている。更に二次圧室３７は二次圧室ポート５０、３ポート２位置空圧電磁弁（ 以後３ポート電磁弁という）５１及び受圧室ポート５２を介して受圧室１７に連 通可能となっている。調整室１９は調整室ポート５３を介して５ポート２位置空 圧電磁弁（以後５ポート電磁弁という）５４に連通可能となり、５ポート電磁弁 ５４は３ポート電磁弁５１に接続しており、また、空気源４８に連通している。

【００２２】 上記の構成において、図示の状態では第１弁体３９はステム４６の下端と接触 しておらず、第１弁体ばね４３の弾性力を受け、弁頭３９ａが第１弁座３５に当 接している。また、第２弁体４１は第２弁体ばね４５の付勢力を受け弁頭４１ａ が第２弁座３６に当接している。更に第１調圧ピストン１５は底壁１２から離れ て受圧室１７を形成し、第２調圧ピストン１６は頂部フランジ１４に当接し、調 整室１９は大気に解放され、その容積は僅かになっている。そして受圧室１７と 二次圧室３７とは二次圧室ポート５０、３ポート電磁弁５１及び受圧室ポート５ ２を介して連通している。

【００２３】 この状態でハンドル２２を廻わしてばね押え２３及び第１調整ばね２４を介し て第１調整ピストン１５及びステム４６を押し下げると、第２弁体４１は第２弁 座３６に当接したままであり、第１弁体３９がステム４６に当接して押し下げら れる。この結果一次圧室３８と二次圧室３７とが連通し、空気源４８からの一次 空気が二次圧室３７に流れる。二次圧室３７に入った空気の一部は二次圧室ポー ト５０、３ポート電磁弁５１及び受圧室ポート５２を経て受圧室１７に流れ第１ 調圧ピストンを押し上げる。これに応じてステム４６が上昇し、また、第１弁体 ばね４３により第１弁体３９も上昇してステム４６に当接し、二次圧室３７の圧 力と第１調整ばね２４の付勢力とが釣合う。なお、二次圧室３７の圧力の調整は 調整室１９に５ポート電磁弁５４を介して空気源４８の加圧空気を導入し、第２ 調圧ピストン１６を押し下げることによっても可能である。第２調圧ピストン１ ６の移動量はストッパ２１と第２調圧ピストン１６の当接部１６ｄとのクリアラ ンスＬにより規制される。クリアランスＬはロックナット２０の回動により調節 可能である。

【００２４】 上記の構成の空圧切換弁１の作用を空圧切換弁１と空圧シリンダ６０との組み 合わせに就いて図４及び表１を使用して説明する。 図４は、空圧切換弁１の作動を模式的に示したものである。

【００２５】 （Ａ）は、ピストン６３を急速上昇させる場合を示し、３ポート電磁弁５１（ 表１ではｓｏｌ１）、５ポート電磁弁５４（表１ではｓｏｌ２）に通電されて、 ５ポート電磁弁５４を介して調整室１９に空気源４８から加圧空気が導入され、 第２調圧ピストン１６を押し下げる状態である。これにともない第１調圧ピスト ン１５は押し下げられ、受圧室１７の空気は３ポート電磁弁５１及び５ポート電 磁弁５４を経て大気中に排気される。また、第１弁体３９はステム４６により押 し下げられて一次圧室３８と二次圧室３７とを連通し、空気源４８の空気が空圧 シリンダ６０のロッド側に供給され、ピストン６３がワークＷとともに急速上昇 する。二次圧室３７の圧力は一次圧力と等しくなっている。

【００２６】 （Ｂ）は、ピストン６３を減速上昇させる場合及び空圧シリンダ６０の上端で の停止の場合を示し、３ポート電磁弁５１を非通電、５ポート電磁弁５４を通電 にがなされた状態である。これにより５ポート電磁弁５４を介して調整室１９に 空気源４８から加圧空気が導入され、第２調圧ピストン１６を押し下げる。これ にともない第１調圧ピストン１５は押し下げられ、受圧室１７は３ポート電磁弁 ５１を介して二次圧室３７に連通する。二次圧は第１調整ばね２４により高圧に 調整され、二次圧室３７は一次圧室３８と小隙間を介して連通し、空気源４８の 加圧空気は一次圧室３８から徐々に二次圧室３７に、更に空圧シリンダ６０のロ ッド側のポート６１に流れるので、ピストン６３は減速上昇し上昇端に達する。

【００２７】 （Ｃ）は、ピストン６３を急速降下させる場合を示し、３ポート電磁弁５１を 通電、５ポート電磁弁５４を非通電にした状態である。これにより空気源４８の 加圧空気が５ポート電磁弁５４、３ポート電磁弁５１を経て、受圧室１７に導入 され、第１調圧ピストン１５が上昇する。これにともないステム４６を介して第 ２弁体４１が上昇し、二次圧室３７と大気圧室４２とが連通し、また、第１弁体 ３９が第１ばね４３により上昇して、二次圧室３７と一次圧室３８との連通を遮 断するので、空圧シリンダ６０のロッド６４側のシリンダ室内の空気が急速に大 気中に放出され、ピストンが急降下する。

【００２８】 （Ｄ）は、ピストン６３を減速降下及び下降端に位置させる場合を示し、３ポ ート電磁弁５１及び５ポート電磁弁５４を共に非通電にする。これにより空気源 ４８の加圧空気は空圧切換弁１には供給されず、二次圧室３７は二次圧室ポート ５０、３ポート電磁弁５１及び受圧室ポート５２を介して受圧室１７に連通する 。このため、第１調圧ピストン１５が空圧シリンダ６０の排出空気により上昇し 、ステム４６を介して第２弁体４１を上昇する。そして二次圧は第１調整ばね２ ４により高圧に調整されているので、第２弁体４１の上昇量は小さく、二次圧室 ３７と大気圧室４２とは小隙間を介して連通し、空圧シリンダ６０の空気は二次 圧室３７から減速されて大気圧室４２に流れるのでピストン６３は減速降下し、 降下端に達する。

【００２９】 なお、本実施例の第１調圧ピストン１５をダイアフラム等の調圧変位手段に置 換してもよい。

【００３０】

【表１】

【００３１】 次に、図２に基づいて制御系の結線状況等について説明する。 メインプログラマブルコントローラＰＣ１においては、前進端リミットスイッ チＬＳ１が専用の入力端子ＩＮ11に結線され、後進端リミットスイッチＬＳ２も 専用の入力端子ＩＮ12に結線され、その他の入力（例えばスタート・ストップス イッチや他の種々のアクチュエータからの各種検知信号等の多数の入力）もそれ ぞれ専用の入力端子ＩＮ13，ＩＮ14，…に結線されている。ここで、前進端リミ ットスイッチＬＳ１及び後進端リミットスイッチＬＳ２は、共通端子ＣＯＭ11と それぞれの入力端子ＩＮ11，ＩＮ12との間を結ぶ回路中に結線され、それぞれピ ストンロッド６４のドグ６４ａにより閉成された場合には、この回路に配設され た電源Ｂ１の電圧に応じた検知信号を各入力端子ＩＮ11，ＩＮ12に入力する様に 構成されている。メインプログラマブルコントローラＰＣ１は、その各入力端子 ＩＮ11，ＩＮ12，ＩＮ13，ＩＮ14，…を所定の順番に監視し、各入力状態に応じ た演算処理を行っている。

【００３２】 一方、サブプログラマブルコントローラＰＣ２においては、前進端手前リミッ トスイッチＬＳ３及び後進端手前リミットスイッチＬＳ４がこれらに共通の入力 端子ＩＮ21に結線されている。なお、前進端手前リミットスイッチＬＳ３及び後 進端手前リミットスイッチＬＳ４はそれぞれメインプログラマブルコントローラ ＰＣ１の各専用の出力端子ＯＵＴ11，ＯＵＴ12にも結線されている。そして、メ インプログラマブルコントローラＰＣ１の共通端子ＣＯＭ12と、サブプログラマ ブルコントローラＰＣ２の共通端子ＣＯＭ21との間が電源Ｂ２を介して結線され ている。この電源Ｂ２は、前進端手前及び後進端手前リミットスイッチＬＳ３， ＬＳ４に対して閉成時のオン信号電圧供給源として作用するためのものであるが 、前進端及び後進端リミットスイッチＬＳ１，ＬＳ２に対する電源Ｂ１の様な単 純な回路を構成しているわけではない。

【００３３】 この電源Ｂ２から前進端手前及び後進端手前リミットスイッチＬＳ３，ＬＳ４ に至る回路の途中には上述の様にメインプログラマブルコントローラＰＣ１が介 装された形になっており、出力端子ＯＵＴ11，ＯＵＴ12の出力状態により、リミ ットスイッチＬＳ３，ＬＳ４のいずれか一方にしか電源Ｂ２が接続されない様に なされている。なお、出力端子ＯＵＴ11と出力端子ＯＵＴ12とは、一方がオン状 態となると他方がオフ状態となる様に構成されている。

【００３４】 具体的な条件を説明すると、メインプログラマブルコントローラＰＣ１は、前 進端リミットスイッチＬＳ１が閉成されて入力端子ＩＮ11にオン信号が入力され ると、次に後進端リミットスイッチＬＳ２が閉成されるまでの間は出力端子ＯＵ Ｔ11をオフ、出力端子ＯＵＴ12をオンに維持する。従って、この間は、前進端手 前リミットスイッチＬＳ３が閉成されてもサブプログラマブルコントローラＰＣ ２の共通入力端子ＩＮ21にはオン信号は入力されず、後進端手前リミットスイッ チＬＳ４が閉成されて初めて共通入力端子ＩＮ21にオン信号が入力されるのであ る。即ち、この間はサブプログラマブルコントローラＰＣ２においては、後進端 手前リミットスイッチＬＳ４の入力状態だけが常時監視されていることになる。

【００３５】 一方メインプログラマブルコントローラＰＣ１は、後進端リミットスイッチＬ Ｓ２が閉成されて入力端子ＩＮ12にオン信号が入力されると、次に前進端リミッ トスイッチＬＳ１が閉成されるまでの間は出力端子ＯＵＴ11をオン、出力端子Ｏ ＵＴ12をオフに維持する。従って、この間はサブプログラマブルコントローラＰ Ｃ２においては、前進端手前リミットスイッチＬＳ３の入力状態だけが常時監視 されていることになる。

【００３６】 また、メインプログラマブルコントローラＰＣ１とサブプログラマブルコント ローラＰＣ２との間は、メイン側の出力端子ＯＵＴA ，ＯＵＴB と、サブ側の入 力端子ＩＮA ，ＩＮB とで結線されている。メインプログラマブルコントローラ ＰＣ１は、前進端リミットスイッチＬＳ１が閉成されて入力端子ＩＮ11にオン信 号が入力されると、次に後進端リミットスイッチＬＳ２が閉成されるまでの間は 出力端子ＯＵＴA をオフ、出力端子ＯＵＴB をオンに維持し、一方後進端リミッ トスイッチＬＳ２が閉成されて入力端子ＩＮ12にオン信号が入力されると、次に 前進端リミットスイッチＬＳ１が閉成されるまでの間は出力端子ＯＵＴA をオン 、出力端子ＯＵＴB をオフに維持する。

【００３７】 サブプログラマブルコントローラＰＣ２は、これらメインプログラマブルコン トローラＰＣ１の出力端子ＯＵＴA ，ＯＵＴB と接続された入力端子ＩＮA ，Ｉ ＮB への入力状態と、共通端子ＩＮ21への入力状態に応じて、空圧切換弁１のパ イロットソレノイド５１，５４を（通電−通電）、（非通電−通電）、（非通電 −非通電）、（通電−非通電）の４種類のいずれかの組合せに制御するために、 二つの３ポート電磁弁５１（ｓｏｌ１）制御用の出力端子ＯＵＴ21及び５ポート 電磁弁（ｓｏｌ２）制御用の出力端子ＯＵＴ22から各パイロットソレノイド５１ ，５４へ制御信号を出力する。

【００３８】 ここで、各リミットスイッチＬＳ１〜ＬＳ４の状態と、各端子ＩＮ11，ＩＮ12 ，ＯＵＴ11，ＯＵＴ12，ＯＵＴA （ＩＮA ），ＯＵＴB （ＩＮB ），ＩＮ21，Ｏ ＵＴ21，ＯＵＴ22のオン・オフ状態を表２に示しておく。なお、表中「○」がオ ン状態を、「×」がオフ状態を示している。また、空圧シリンダ６０は表中の矢 印の順番に動作している。

【００３９】

【表２】

【００４０】 以上の様に、本実施例によれば、空圧シリンダ６０の減速指示のタイミングを 与えるための前進端手前及び後進端手前リミットスイッチＬＳ３，ＬＳ４につい ては専用のサブプログラマブルコントローラＰＣ２にて監視し、しかも、図２に 示す様な結線関係にて、ピストンロッド６４が前進端から後進端へ移動する間は 後進端手前リミットスイッチＬＳ４からの入力状態の方だけを、後進端から前進 端へ移動する間は前進端手前リミットスイッチＬＳ３からの入力状態の方だけを 監視させる構成としたから、減速指示のタイミングを遅れることなく捉えること ができる。加えて、空圧切換弁１への最終的な速度指示出力は、メインプログラ マブルコントローラＰＣ１からサブプログラマブルコントローラＰＣ２に対して 出力される後進指示に、後進端手前リミットスイッチＬＳ４からの入力状態によ る高速又は低速条件を加味して高速後進又は低速後進のいずれかの出力としてサ ブプログラマブルコントローラＰＣ２側で出力するよう構成されているから、演 算時間に基づく遅れも解消される。

【００４１】 逆に、ピストンロッド６４が後進端から前進端へ移動する間は前進端手前リミ ットスイッチＬＳ３からの入力状態の方だけが監視状態となるから、ピストンロ ッド６４が前進端手前に移動してきたことを速やかに検知することができると共 に、前述同様、最終的な速度指示出力までの演算時間を大幅に短縮することがで きる。

【００４２】 従って、ピストンロッド６４を前進端又は後進端にて予定通りにスムーズに停 止させることができ、前進端から後進端手前まで及び後進端から前進端手前まで の間を移動する速度を大幅に高速化しても何等問題が生じることがない。

【００４３】 加えて、本実施例では、複数のプログラマブルコントローラを空圧シリンダ６ ０やその他の周辺機器のアクチュエータ毎に設けることで単純にスキャンタイム の問題を解決する手法ではなく、スキャンタイムの点から問題となる部分である が全体の制御における相対的作動関係には無関係な、空圧シリンダ６０の減速指 示のための前進端手前及び後進端手前リミットスイッチＬＳ３，ＬＳ４だけをサ ブプログラマブルコントローラＰＣ２で監視させ、システム全体の相対的作動関 係を把握する上で重要となる前進端及び後進端リミットスイッチＬＳ１，ＬＳ２ については従来同様に全体制御を司るメインプログラマブルコントローラＰＣ１ にて受け持たせることとしたから、スキャンタイムの問題は解消すると共に、一 方でシステム全体の相対的作動関係が制御できなくなるといった様な新たな問題 も生じることがない。

【００４４】 この結果、システム全体は従来同様に相対的作動関係を的確に把握しつつ駆動 制御することができ、しかも空圧シリンダ６０については、ピストンロッド６４ を前進端又は後進端にて予定通りにスムーズに停止させることができ、前進端か ら後進端手前まで及び後進端から前進端手前までの間を移動する速度を大幅に高 速化することができ、システム全体の効率的な運転を可能にすることができる。

【００４５】 以上本考案の一実施例を説明したが、本考案はこれに限定されず、その要旨を 逸脱しない範囲内の種々なる態様を採用することができる。

【００４６】

【考案の効果】

以上の如く本考案の空圧切換弁制御装置によれば、スキャンタイムに基づく問 題を解決し、低速移動への切換出力のばらつきを防止して、一層の高速化をする ことができる。しかも、スキャンタイムの問題だけに拘泥してシステム全体の制 御に対する不具合の生じることもない。

【００４７】 この結果、システム全体は従来同様に相対的作動関係を的確に把握しつつ駆動 制御することができ、しかも空圧シリンダについては、ピストンロッドを前進端 又は後進端にて予定通りにスムーズに停止させることができ、前進端から後進端 手前まで及び後進端から前進端手前までの間を移動する速度を大幅に高速化する ことができ、システム全体の効率的な運転を可能にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例の空圧シリンダ駆動システムの全体構
成図である。

【図２】 そのメインプログラマブルコントローラとサ
ブプログラマブルコントローラとの入出力結線図であ
る。

【図３】 実施例の空圧切換弁の構造を示す縦断面図で
ある。

【図４】 空圧切換弁の作動状態を示す模式図である。

【図５】 従来例の空圧シリンダ駆動システムの全体構
成図である。

【符号の説明】

１・・・空圧切換弁、３９・・・第１弁体、４１・・・
第２弁体、４８・・・空気源、５１・・・３ポート電磁
弁、５４・・・５ポート電磁弁、６０・・・空圧シリン
ダ、６０ａ・・・シリンダ室、６４・・・ピストンロッ
ド、６４ａ・・・ドグ、ＬＳ１・・・前進端リミットス
イッチ、ＬＳ２・・・後進端リミットスイッチ、ＬＳ３
・・・前進端手前リミットスイッチ、ＬＳ４・・・後進
端手前リミットスイッチ、ＯＵＴ・・・出力端子、ＰＣ
１・・・メインプログラマブルコントローラ、ＰＣ２・
・・サブプログラマブルコントローラ、Ｗ・・・ワー
ク。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 空圧シリンダのシリンダ室への給排気状
   態の切り換えと、給排気速度の調整とにより、ピストン
   ロッドを高速又は低速にて前進又は後進させる空圧切換
   弁と、ピストンロッドが前進端に移動してきたことを検
   知する前進端検知手段と、ピストンロッドが後進端に移
   動してきたことを検知する後進端検知手段と、ピストン
   ロッドが前進端手前の所定位置まで移動してきたことを
   検知する前進端手前検知手段と、ピストンロッドが後進
   端手前の所定位置まで移動してきたことを検知する後進
   端手前検知手段と、各検知手段からの入力状態を所定の
   順番に従って監視した結果に基づいて、高速前進、低速
   前進、高速後進又は低速後進のいずれかの速度指示出力
   を空圧切換弁に対して出力する多入力多出力型のプログ
   ラマブルコントローラとを備えた空圧切換弁制御装置に
   おいて、多入力多出力型のプログラマブルコントローラ
   を、前進端及び後進端検知手段からの入力状態を監視す
   るメインプログラマブルコントローラと、前進端手前及
   び後進端手前検知手段からの入力状態を監視するサブプ
   ログラマブルコントローラとに分け、メインプログラマ
   ブルコントローラへの前進端又は後進端検知手段からの
   入力状態に応じ、ピストンロッドが前進端から後進端へ
   移動する間は後進端手前検知手段からの入力状態の方だ
   けを、後進端から前進端へ移動する間は前進端手前検知
   手段からの入力状態の方だけをサブプログラマブルコン
   トローラに監視させるサブ側監視状態切換手段を有する
   と共に、メインプログラマブルコントローラは、前進端
   又は後進端の検知に応じ、サブプログラマブルコントロ
   ーラに対して前進又は後進指示を切換出力し、サブプロ
   グラマブルコントローラは、この前進又は後進指示に、
   前進端手前又は後進端手前検知手段からの入力状態によ
   る高速又は低速条件を加味し、その結果を速度指示出力
   として空圧切換弁へ出力するよう構成されたことを特徴
   とする空圧切換弁制御装置。