JPH0431913A - サーボアクチエータの制御装置 - 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、サーボアクチエータの作動を制御する制御装
置に関するものである。

（従来の技術） 従来の技術として第６図に示すものがあった。

第６図において、１は油圧式の駆動シリンダであり、ケ
ース２内にピストン３を摺動可能に嵌合させ、ピストン
３に連結したロッド４をケース２から左方に突出させ、
ロッド４の左端にドグ５を取付け、上記ケース２には、
その左端の短縮用流体口と右端の伸長用流体口（共に符
号省略）とに短縮用油路６と伸長用油路７どを接続する
。

８は短縮用油路６と伸長用油路７とを油圧ポンプ等の流
体圧力源９に交互に連通させる電磁式の４ポ一ト３位置
切換弁（以下切換弁という）であり、切換弁８を短縮用
油路６と流体圧力源９とが連通ずる方向に作動させる第
１ソレノイド８ａと、切換弁８を伸長用油路７と流体圧
力源９とが連通ずる方向に作動させる第２ソレノイド８
ｂとを有する。

上記ドグ５の移動経路中に例えば４個のリミットスイッ
チ１０　（１０ａ〜１０ｄ）を左右方向に所定ピッチで
配列してフレームに固定し、これら各リミットスイッチ
１０ａ〜１０ｄをドグ５の左右方向の移動によって順次
作動させる。

そして、上記各リミットスイッチ１０ａ〜１０ｄの信号
を、予めプログラム設定した制御回路１１により入力し
て第１ソレノイド８ａと第２ソレノイド８ｂとに適宜駆
動信号を出力して駆動シリンダ１、つまりロッド４の作
動を制御する。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来のものは、ドグ５により多数のリミットスイッ
チ１０を作動させて駆動シリンダ１を制御するようにし
ていたので、駆動シリンダ１を無段階に制御することが
できず、また多数のリミットスイッチ１０およびこれら
の信号を判断する制御回路１１を要するため、電気回路
が複雑になり高価になる欠点があった。

本発明は上記欠点を解消した新規なサーボアクチエータ
の制御装置を得ることを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するために、以下の如く構成
したものである。

駆動シリンダの伸長用流体口と短縮用流体口とを流体圧
力源に交互に連通させる切換弁を設けるとともに、この
切換弁を一方向と他方向とに作動させる第１ソレノイド
と第２ソレノイドとを設け、駆動シリンダのロットの作
動方向に移動調節可能の可動体を設け、可動体とロッド
とのうち、一方にロッドの作動方向に離間する第１スイ
ッチと第２スイッチとを設け、他方に第１スイッチと第
２スイッチとの間に位置するドグを設け、第１スイッチ
を第１ソレノイドに、第２スイッチを第２ソレノイドに
それぞれ接続する構成にしたものである。

（作用） 本発明は上記構成にしたものであるから、例えばロツド
レこ伸長方向の負荷が加わり、このロットが伸長作動し
てドグが第１スイッチに接触すると、この第１スイッチ
がオン作動して第１ソレノイドに通電され、切換弁が一
方に作動されて短縮用流体口が流体圧力源に連通し、ロ
ッドが短縮作動される。

これにより、ドグが第１スイッチから離間してこの第１
スイッチがオフ作動して第１ソレノイドへの通電が遮断
され、切換弁が中立位置に復帰してロッドが停止される
。

逆に、ロットに短縮方向の負荷が加わり、このロットが
短縮作動してドグが第２スイッチに接触すると、この第
２スイッチがオン作動して第２ソレノイドに通電され、
切換弁が他方に作動されて伸長用流体口が流体圧力源に
連通し、ロットが伸長作動される。

これにより、ドグが第２スイッチから離間してこの第２
スイッチがオフ作動して第２ソレノイドへの通電が遮断
され、切換弁が中立位置に復帰してロッドが停止される
。

また、可動体をロットの短縮方向に移動させると、第１
スイッチがドグに接触してこの第１スイッチがオン作動
し、前述と同様にしてロットが短縮作動され、ドグが第
１スイッチから離間した状態でロットが停止される。

逆に可動体をロッドの伸長方向に移動させると、第２ス
イッチがドグに接触してこの第２スイッチがオン作動し
、前述と同様にしてロッドが伸長作動され、ドグが第２
スイッチから離間した状態でロットが停止される。

（実施例） 以下本発明の実施例を図面に基いて説明する。

図面において、第１は本発明の第１実施例を示す略画し
た側面図、第２図はその回路図、第３は第２実施例を示
す略画した側面図、第４図はその回路図、第５図は本発
明をロボットハントに適用した要部断面図である。

なお、第１図〜第５図中、第６図と同符号を附した箇所
は、第６図と略同構造であるので、その説明を省略する
。

第１図において、１５は可動体であり、この可動体１５
は１例えば伸縮調節可能のシリンダ（図示省略）に取付
けて左右方向、即ち駆動シリンダ１のロッド４の作動方
向に移動調節可能となっている。

上記可動体１５に、リミットスイッチからなる第１スイ
ッチ１６と第２スイッチ１７とを左右方向に配置して取
付ける。

上記第１スイッチ１６および第２スイッチ１７は、その
レバー１６ａ、１７ａを下方に突出させるとともに、そ
の下端をドグ５の左右側に接近配置する。

そして、第２図に示すように、電源回路１８から並列に
分岐した一方の分岐路１８ａに第１スイッチ１６と第１
ソレノイド８ａとを直列に接続し、他方の分岐回路１８
ｂに第２スイッチ１７と第２ソレノイド８ｂとを直列に
接続する。

上記第１実施例によれば、第１図の状態において、例え
ばロッド４に左方の負荷が加わり、このロッド４が伸長
作動されると、ドグ５が第１スイッチ１６のレバー１６
ａに接触して第１スイッチ１６をオン作動させる。

さすれば、第１ソレノイド８ａに電流が流れ、切換弁８
が第１図において右方に作動されて短縮用油路６が流体
圧力源９に連通し、ロッド４が右方（短縮方向）に作動
される。そして、トゲ５がレバー１６ａから離間して第
１スイッチ１６がオフ作動されると、上記第１ソレノイ
ド８ａへの通電が遮断され、切換弁８が中立位置に復帰
してロッド４が停止される。

逆に、ロッド４に右方の負荷が加わり、このロッド４が
短縮作動すると、ドグ５が第２スイッチ１７に接触して
この第２スイッチ１７をオン作動させる。

さすれば、第２ソレノイド８ｂに電流が流れて切換弁８
が左方に作動され、伸長用油路７が流体圧力源９に連通
し、ロッド４が伸長作動される。そして、ドグ５がレバ
ー１７ａから離間して第２スイッチ１７がオフ作動され
ると、第２ソレノイド８ｂへの通電が遮断され、切換弁
８が中立位置に復帰してロッド４が停止される。

これにより、駆動シリンダ１は、ドグ５が位置する部位
にて正確に位置決め制御されることになる。

また、可動体１５を右方に移動させると、レバー１６ａ
がドグ５に接触して第１スイッチ１６がオン作動し、前
述と同様にしてロッド４が短縮作動され、ドグ５がレバ
ー１６ａから離間した状態でロッド４が停止される。

逆に可動体１５を左方に移動させると、レバー１７ａが
ドグ５に接触して第２スイッチ１７がオン作動し、前述
と同様にしてロッド４が伸長作動され、ドグ５がレバー
１７ａから離間した状態でロッド４が停止される。

これにより、小さな出力ですむ可動体１５を左右動させ
ることによって、大出力を発揮する駆動シリンダ１を伸
縮作動させることができる。

次に第２実施例を第３図および第４図により説明する。

第３図において、２０は短縮用油路６を流体圧力源９に
連通・遮断させる電磁式の２ポート絞り切換弁（以下短
縮用絞り切換弁という）、２１は伸長用油路７を流体圧
力源９に連通・遮断させる電磁式の２ポ一ト２位置切換
弁（以下伸長用絞り切換弁という）であり、通常時に閉
塞付勢するスプリング２０ａ、２１ａ、および通電時に
開作動させる第１ソレノイド２０ｂ−第２ソレノイド２
１ｂとを有する。

１５は第１実施例と同様の可動体であり、この可動体１
５に可変抵抗器からなる第１可変抵抗器２２と第２可変
抵抗器２３とを左右方向に配置して取付ける。

上記第１可変抵抗器２２および第２可変抵抗器２３は、
そのレバー２２ａ、２３ａを下方に突出させるとともに
、その下端をドグ５の左右側に接近配置する。

上記第１可変抵抗器２２および第２可変抵抗器２３は、
レバー２２ａ、２３ａが上方に揺動するに従って抵抗が
小さくなるように設定する。

そして、第４図に示すように、電源回路１８から並列に
分岐した一方の分岐路１８ａに、第１可変抵抗器２２と
第１ソレノイド２０ｂとを直列に接続し、他方の分岐回
路１８ｂに第２可変抵抗器２３と第２ソレノイド２１ｂ
とを直列に接続する。

上記第２実施例によれば、ロッド４に左方（または右方
）の負荷が加わって、このロッド４が伸長（または短縮
）作動されると、ドグ５が第１可変抵抗器２２（または
第２可変抵抗器２３）のレバー２２ａ（またはレバー２
３ａ）に接触して第１可変抵抗器２２（または第２可変
抵抗器２３）をオン作動させる。

さすれば、第１ソレノイド２０ｂ（または第２ソレノイ
ド２１ｂ）に電流が流れ、短縮用絞り切換弁２０（また
は伸長用絞り切換弁２１）が第３図において右方（また
は左方）に作動されて短縮用油路６（または伸長用油路
７）が流体圧力源９に連通し、ロッド４が右方（または
左方）に作動される。そして、ドグ５が第１可変抵抗器
２２（または第２可変抵抗器２３）から離間してこれが
オフ作動されると、上記第１ソレノイド２０ｂ（または
第２ソレノイド２１ｂ）への通電が遮断され、短縮用絞
り切換弁２０（または伸長用絞り切換弁２１）が中立位
置に復帰してロッド４が停止される。

また、可動体１５を右方（または左方）に移動させると
、第１可変抵抗器２２（または第２可変抵抗器２３）が
ドグ５に接触してこれがオン作動し、前述と同様にして
ロッド４が短縮（または伸長）作動され、ドグ５が第１
可変抵抗器２２（または第２可変抵抗器２３）から離間
した状態でロッド４が停止される。

この場合、第１．第２可変抵抗器２２．２３は、レバー
２２ａ、２３ａの揺動量が大きくなると通電量が増大し
、揺動量が小さくなると通電量が減少するので、ドグ５
がレバー２２ａ。

２３ａを大きく揺動させた際には、これに伴って短縮用
絞り切換弁２０．伸長用絞り切換弁２１が大きく作動し
、流体圧力源９から短縮油路６、伸長油路７に多量の流
体が流入してロッド４を迅速に所定方向に作動させ、レ
バー２２ａ。

２３ａの揺動が小さくなるにつれてロッド４の作動速度
が低下することになる。

従って第２実施例によれば、駆動シリンダ１の制御が迅
速かつ滑らかに行われることになる。

次に第３実施例を第５図により説明する。

第３図において、２５はロボットハンドであり、以下の
如くなっている。

即ち、２６はロボットのアーム（図示省略）に支持され
るホルダであり、このホルダ２６の上下方向中間部に形
成したシリンダ室２７に駆動シリンダ１のピストン３を
左右摺動可能に嵌合させ、このピストン３に連結したロ
ッド４の左端をホルダ２６から左方に突出させる。

また、ホルダ２６の上下部に一対のガイドロッド２８．
２９を左右摺動可能に嵌合させるとともに、それぞれの
左端を左方に突出させる。

そして、上記ロッド４の左端および各ガイドロッド２８
．２９の左端に可動板３０を係止し、この可動板３０の
下端部と上記ホルダ２６の下端部とに、互いに対向する
可動爪３０ａと固定爪２６ａとを形成する。

上記ホルダ２６の上端部にエアシリンダ３２を取付ける
。

このエアシリンダ３２は、第２ケース３３を左右方向に
配置してホルダ２６に嵌合固定し、この第２ケース３３
に第２ピストン３４を摺動可能に嵌合させるとともに、
リターンスプリング３５により右方に移動付勢する。

上記第２ピストン３４に第２０ツド、即ち可動体１５を
連結してその左端部をホルダ２６から左方に突出させ、
この突出端部に円板状のドグ５を固定する。

また、第２ケース３３の右端に流入口３３ａを形成し、
この流入口を圧力調整弁３６を介してエアポンプ３７に
接続する。

前述したシリンダ室２７は、その左端と右端とに短縮用
流体口２７ａと、伸長用流体口２７ｂとを形成し、これ
らに短縮用油路６および伸長油路７を接続する。

上記短縮用油路６および伸長油路７は、第１実施例と同
様の切換弁８を介して圧力発生源９に接続する。

また、可動板３０の上端に、第１実施例と同様の第１．
第２スイッチ１６．１７を左右方向に配置して取付け、
これらのレバーを上方に突出させてドグ５の左右側に接
近配置する。

そして、第１スイッチ１６を切換弁８の第１ソレノイド
８ａに、第２スイッチ１７を切換弁８の第２ソレノイド
８ｂに接続し、これらを電源回路に並列に接続する。

上記第３実施例によれば、圧力調整弁３６を操作すると
、可動体１５が右方（または左方）に移動され、第１実
施例と同様に第１スイッチ１６（または第２スイッチ１
７）がドグ５に接触してこれがオン作動し、ロッド４が
短縮（または伸長）作動し、これにより可動爪３０ａが
固定爪２６ａに対して接離方向に移動される。

また、可動体１５が停止した状態で可動爪３０ａに左方
（または右方）の負荷が加わって、ロッド４が伸長（ま
たは短縮）作動されると。

第１実施例と同様にドグＳが第１スイッチ１６（または
第２スイッチ１７）に接触して第１スイッチ１６（また
は第２スイッチ１７）がオン作動し、第１ソレノイド８
ａ（または第２ソレノイド８ｂ）に電流が流れ、第１実
施例と同様にしてロッド４が右方（または左方）に作動
され、これにより、可動爪３０ａが所定の位置に保持さ
れ、可動爪３０ａと固定爪２６ａとの間隔が自動的に所
定値に保持されることになる。

そして、第３実施例によれば、圧力調整弁３６の操作に
より、可動体１５のストローク、従ってドグ５の移動量
を設定することにより、可動爪３０ａの移動量、つまり
可動爪３０ａと固定爪２６ａとの間隔が任意に決定され
るので、ワークの大きさに応じた間隔でワークを掴むこ
とができ、掴み動作が迅速になるとともに、混在した大
きさのワークを容易にかつ確実に掴むことができる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかな如く１本発明によれば、駆動シ
リンダを無段階に制御することができる。しかも構造が
簡素となって安価になるとともに、保守点検が容易にな
る等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１は本発明の第１実施例を示す略画した側面図、第２
図はその回路図、第３は第２実施例を示す略画した側面
図、第４図はその回路図、第５図は本発明をロボットハ
ンドに適用した要部断面図、第６図は従来例を示す略画
した側面図である。 １：ｊｌｌ！動シリフシリンダケース、３：ピストン、
４：ロッド、５：ドグ、５：短縮用油路。 ７：伸長用油路、８：切換弁、８ａ：第１ソレノイド、
８ｂ：第２ソレノイド、９：流体圧力源。 １５：可動体、１６：第１スイッチ、１６ａニレバー、
１７：第２スイッチ、１７ａニレバー１８：電源回路、
１８ａ、１８ｂ：第１．第２分岐回路。 ２０：短縮用絞り切換弁、２０ａニスプリング、２０ｂ
：第１ソレノイド、２１：伸長用絞り切換弁、２１ａニ
スプリング、２１ｂ：第２ソレノイド、２２：第１可変
抵抗器、２２ａニレバー、２３：第２可変抵抗器、２３
ａ：レバ２５：ロボットハンド、２６：ホルダ、２６ａ
：固定爪、２７：シリンダ室、２７ａ：短縮用流体口、
２７ｂ：伸長用流体０．２８，２９ニガイトロツド、３
０：可動板、３０ａ：可動爪、３２：エアシリンダ、３
３：第２ケース、３３ａ：流入口、３４：第２ピストン
、３５：リターンスプリング、３６：圧力調整弁、３７
：エアポンプ。 出願代理人　　　松　本　　久 第 ■ 図 第 図 ８ｂ 第 図 第 図 第 図 ８ｂ １ｂ 第 図 手 続 補 正 書 （方式） １、明細書第１７頁第９行目において ［・　・ ・第３は」 とあるを、 平成２年 ９月 「　・　・ ・第３図は」 と補正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、駆動シリンダの伸長用流体口と短縮用流体口とを流
   体圧力源に交互に連通させる切換弁を設けるとともに、
   この切換弁を一方向と他方向とに作動させる第１ソレノ
   イドと第２ソレノイドとを設け、駆動シリンダのロッド
   の作動方向に移動調節可能の可動体を設け、可動体とロ
   ッドとのうち、一方にロッドの作動方向に離間する第１
   スイッチと第２スイッチとを設け、他方に第１スイッチ
   と第２スイッチとの間に位置するドグを設け、第１スイ
   ッチを第１ソレノイドに、第２スイッチを第２ソレノイ
   ドにそれぞれ接続したことを特徴とするサーボアクチエ
   ータの制御装置。 ２、前記切換弁は絞り切換弁とし、前記第１スイッチお
   よび第２スイッチは可変抵抗器としたことを特徴とする
   請求項１記載のサーボアクチエータの制御装置。