JPH04357307A - Pneumatic cylinder positioning device - Google Patents

Pneumatic cylinder positioning device

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Publication number
JPH04357307A
JPH04357307A JP3020991A JP3020991A JPH04357307A JP H04357307 A JPH04357307 A JP H04357307A JP 3020991 A JP3020991 A JP 3020991A JP 3020991 A JP3020991 A JP 3020991A JP H04357307 A JPH04357307 A JP H04357307A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cylinder
solenoid valve
pressure
slider
volume
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
JP3020991A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Kariya
仮 屋   威
Nobutaka Kiku
菊   信 隆
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.)
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
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 Aisin Seiki Co Ltd filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
Priority to JP3020991A priority Critical patent/JPH04357307A/en
Publication of JPH04357307A publication Critical patent/JPH04357307A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To enable stable positioning by computing a volume inside a cylinder from a cylinder inner diameter, cylinder stroke and each measured value of pressure changes, varying a total effective sectional area of a plurality of solenoid valves according to the computed result, and thereby keeping pressure in the cylinder constant. CONSTITUTION:In a magnetic rodless pneumatic cylinder 1, magnets are assembled in a piston and a cylinder movable part outside the cylinder. The cylinder movable part that is, a slider 3 is moved together with the movement of the piston through the magnetic connection of both magnets. The piston is moved and controlled by opening/closing a supplying solenoid valve 31 and a plurality of exhausting solenoid valves 32(32a to 32d) parallelly connected to each other, arranged in a solenoid valve box 29. A volume inside the cylinder chamber is computed based on each measured value of pneumatic pressures and a cylinder inner diameter. A total effective sectional area is varied by controlling the exhausting solenoid valves 32 having effective sectional areas proportional to the cylinder volume. Pressure in the cylinder is thus kept constant.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明はロツドレス型空気圧シリ
ンダにて作動するロボツトの位置決め制御装置に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positioning control system for a robot operated by a rodless pneumatic cylinder.

【0002】0002

【従来の技術】本発明に係る従来技術としてロボツトハ
ンドとして使用される駆動部をエヤーシリンダで作動す
るエヤーシリンダ制御方式があるが、この方式は摩擦力
の変動が大きくなると位置決め精度が悪化するものであ
る。
[Prior Art] As a prior art related to the present invention, there is an air cylinder control method in which a drive unit used as a robot hand is operated by an air cylinder, but with this method, positioning accuracy deteriorates when fluctuations in frictional force become large. It is.

【0003】これの改良装置として当出願人の出願によ
る特願平2−337830号がある。この装置はエヤー
シリンダ制御方式のスライダの位置決め方法に於て任意
の位置で位置決めする場合に、シリンダの両側に取りつ
けてある1個づつの電磁弁を用い動作中の変位、速度、
加速度を計測しこれらの値からクローン摩擦の設定誤差
を推定し、この値から摩擦に相当する差圧の補正を行う
ものである。
As an improved device for this, there is Japanese Patent Application No. 2-337830 filed by the present applicant. This device uses one solenoid valve installed on both sides of the cylinder to control displacement, speed, and
The acceleration is measured, the setting error of Crohn's friction is estimated from these values, and the differential pressure corresponding to the friction is corrected from this value.

【0004】しかし前記制御方法は、電磁弁の有効断面
積が一定であるために流量は常に一定であり、ピストン
が右端近傍から右へ移動する時、排気側の容積が小さく
なるため圧力の変化が大きく、図4(a)に示す様にオ
ーバラン現象を生じ位置決め時間が長くなる。
However, in the above control method, since the effective cross-sectional area of the solenoid valve is constant, the flow rate is always constant, and when the piston moves from near the right end to the right, the volume on the exhaust side decreases, so the pressure changes. is large, causing an overrun phenomenon as shown in FIG. 4(a), which increases the positioning time.

【0005】またピストンが左端から右へ移動する時排
気側の容積が大きいために圧力の変化が小さく図4(b
)に示す様に位置決め時間が長くなり精度の劣化を招く
ものである。
Furthermore, when the piston moves from the left end to the right, the volume on the exhaust side is large, so the change in pressure is small;
), the positioning time becomes longer and the accuracy deteriorates.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点はエヤーシリンダ制御方式に於てピストンが左方向又
は右方向へ移動する場合の容積変化に対して動作速度、
位置決め時間等の位置決め性能を更に向上させる装置を
技術的課題とするものである。
[Problem to be Solved by the Invention] The problem to be solved is that in the air cylinder control system, when the piston moves to the left or right, the operating speed and
The technical problem is to develop a device that further improves positioning performance such as positioning time.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、位置センサー
を配置したスライダを有するロツドレス空気圧シリンダ
の両端に空気管を設け、前記配管にそれぞれ圧力センサ
ー及び電磁弁を設け、一方の配管はサイレンサ、他方の
配管に排気口を設け、前記圧力センサー、位置センサー
及び電磁弁を制御する制御装置よりなる空気圧シリンダ
装置のスライダの位置決め装置に於て、排気口側に複数
の電磁弁を配置し、スライダを任意の位置で位置決めす
る場合に、シリンダ内径、ストローク、及び動作時にお
ける変化を測定し、これらの値からシリンダ室内の容積
を演算し、その容積に比例して前記複数の電磁弁の総有
効断面積を変化させることにより、スライダの位置決め
時のシリンダ内の圧力変動を常に一定に保持する空気圧
シリンダ位置決め装置。
[Means for Solving the Problems] The present invention provides air pipes at both ends of a rodless pneumatic cylinder having a slider on which a position sensor is arranged, a pressure sensor and a solenoid valve on each of the pipes, and one pipe has a silencer, In a slider positioning device for a pneumatic cylinder device, the other piping is provided with an exhaust port, and a plurality of solenoid valves are arranged on the exhaust port side, and the slider When positioning the valve at a desired position, measure the cylinder inner diameter, stroke, and changes during operation, calculate the volume inside the cylinder chamber from these values, and calculate the total effective volume of the plurality of solenoid valves in proportion to the volume. A pneumatic cylinder positioning device that constantly maintains constant pressure fluctuations within the cylinder during slider positioning by changing the cross-sectional area.

【0008】[0008]

【作用】シリンダ内径、ストローク及び動作時における
圧力変化を測定し、その値よりシリンダ内の容積を演算
し、その容積に比例して容積が大きい場合は複数個の電
磁弁の総有効断面積を大きくし、又容積が小さい場合に
は前記複数個の総有効面積を小さくすることによりスピ
ードコントロールを通じて送られる流量を変化させ、シ
リンダ内の圧力変動を一定に保ち安定した位置決めを行
うものである。
[Operation] Measure the cylinder inner diameter, stroke, and pressure change during operation, calculate the volume inside the cylinder from the measured values, and if the volume is large in proportion to the volume, calculate the total effective cross-sectional area of multiple solenoid valves. If the volume is small, the total effective area of the plurality of cylinders is made small to change the flow rate sent through the speed control, thereby keeping the pressure fluctuation inside the cylinder constant and stable positioning.

【0009】[0009]

【実施例】図1、及び図2は空気圧シリンダを組込んだ
位置決め装置と制御装置及び電磁弁ボツクの説明図であ
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIGS. 1 and 2 are explanatory diagrams of a positioning device incorporating a pneumatic cylinder, a control device, and a solenoid valve box.

【0010】1は空気圧シリンダ、2はシリンダ可動部
、3はスライダ、4はガイドレール、5はガイドベアリ
ング、6はフレーム、7は位置センサ、8は位置センサ
用スケール、9は分岐管、10は圧力センサ、11はチ
ユーブ、12は電磁弁、13は給気口、14は排気口、
15は給気配管、16は制御装置、17はCPU、18
はアツプダウンカウンタ、19はA/D変換器、20は
電磁弁駆動回路、21はメモリ、22は入出力回路(I
/O)、23はサイレンサ、24はピストン、25は側
板、26は圧力センサ信号線、27は位置センサ信号線
、28は電磁弁駆動電力線、29は電磁弁ボツクス、3
0はスピードコントローラ、31は供給用電磁弁、32
は排気用電磁弁がある。
1 is a pneumatic cylinder, 2 is a cylinder movable part, 3 is a slider, 4 is a guide rail, 5 is a guide bearing, 6 is a frame, 7 is a position sensor, 8 is a scale for position sensor, 9 is a branch pipe, 10 is a pressure sensor, 11 is a tube, 12 is a solenoid valve, 13 is an air supply port, 14 is an exhaust port,
15 is an air supply pipe, 16 is a control device, 17 is a CPU, 18
is an up-down counter, 19 is an A/D converter, 20 is a solenoid valve drive circuit, 21 is a memory, and 22 is an input/output circuit (I
/O), 23 is a silencer, 24 is a piston, 25 is a side plate, 26 is a pressure sensor signal line, 27 is a position sensor signal line, 28 is a solenoid valve driving power line, 29 is a solenoid valve box, 3
0 is a speed controller, 31 is a supply solenoid valve, 32
has a solenoid valve for exhaust.

【0011】前記磁気式ロツドレス型の空気圧シリンダ
のシリンダ内部のピストン24、シリンダ外部のシリン
ダ可動部2にそれぞれ磁石が組みこまれ、それらの磁気
結合によりピストン24の動作に伴いシリンダ可動部2
が移動する構造である。
Magnets are incorporated in the piston 24 inside the cylinder and the cylinder movable part 2 outside the cylinder of the magnetic rodless type pneumatic cylinder, and due to their magnetic coupling, the cylinder movable part 2 moves as the piston 24 moves.
is a moving structure.

【0012】前記シリンダ1の両端はフレーム6に固定
された側板25に支持されている。
Both ends of the cylinder 1 are supported by side plates 25 fixed to the frame 6.

【0013】シリンダ可動部2にはスライダ3が取付け
られており、スライダ3はフレーム6に取りつけられて
いるガイドレール4上を摺動するガイドベアリング5に
より支持されている。
A slider 3 is attached to the cylinder movable portion 2, and the slider 3 is supported by a guide bearing 5 that slides on a guide rail 4 attached to a frame 6.

【0014】シリンダ可動部2に平行してフレーム6に
取りつけられている位置センサスケール8にそつて一定
の距離を離して位置センサ7がシリンダ可動部2に取付
けられている。
A position sensor 7 is attached to the cylinder movable section 2 at a fixed distance apart from a position sensor scale 8 which is attached to the frame 6 parallel to the cylinder movable section 2.

【0015】シリンダ両側には分岐管9を介して圧力セ
ンサ10が取付けられもう一方からチユーブ11を介し
て電磁弁ボツクス29に接続されている、電磁弁ボツク
ス29の給気口には供給配管13が接続され、排気口1
4にはサイレンサ23が接続されている。
A pressure sensor 10 is attached to both sides of the cylinder via a branch pipe 9, and the other side is connected to a solenoid valve box 29 via a tube 11. A supply pipe 13 is connected to the air supply port of the solenoid valve box 29. is connected and exhaust port 1
4 is connected to a silencer 23.

【0016】制御装置16には圧力センサ信号線26、
位置センサ信号線27、電磁弁駆動電力線28が接続さ
れている。
The control device 16 includes a pressure sensor signal line 26,
A position sensor signal line 27 and a solenoid valve drive power line 28 are connected.

【0017】また、図2に示すように電磁弁ボツクス2
9内にはチユーブ11から分岐された複数の排気用電磁
弁32a,32b・・・に接続されており、排気用電磁
弁32a,32b・・・の排気側にはそれぞれ1つづつ
4個のスピードコントローラ30a,30b・・・が取
りつけられており、有効断面積が1:2:4:8の割合
になつている。
Furthermore, as shown in FIG. 2, a solenoid valve box 2
9 is connected to a plurality of exhaust electromagnetic valves 32a, 32b... branched from the tube 11, and four exhaust electromagnetic valves 32a, 32b..., one each on the exhaust side. Speed controllers 30a, 30b, . . . are attached, and the effective cross-sectional area is in the ratio of 1:2:4:8.

【0018】また供給側には供給用電磁弁31が取付け
られている。
A supply solenoid valve 31 is also installed on the supply side.

【0019】前記構成に於て、排気用電磁弁32a,3
2b・・・の指令方法は、スライダ3の位置を位置セン
サ7、位置センサ信号線27、アツプダウンカウンタ1
8により測定し、それからシンリダ室内の容積を演算し
、それに比例した有効断面積を持つ電磁弁を4bit1
6段階で指令を行う。
In the above configuration, the exhaust solenoid valves 32a, 3
2b..., the position of the slider 3 is determined by the position sensor 7, the position sensor signal line 27, and the up/down counter 1.
8, then calculate the volume inside the cylinder chamber, and select a solenoid valve with an effective cross-sectional area proportional to it using 4 bits 1.
Commands are given in 6 steps.

【0020】制御装置内部の電磁弁駆動回路20により
排気用電磁弁32a,32b・・・に通電されると排気
状態になりシリンダ室の圧力が低下する。
When the exhaust electromagnetic valves 32a, 32b, . . . are energized by the electromagnetic valve drive circuit 20 inside the control device, they enter an exhaust state and the pressure in the cylinder chamber decreases.

【0021】又排気電磁弁32a,32b・・・の電通
を切り供給用電磁弁31に通電すると給気状態となりシ
リンダ室内の圧力が増加し供給圧に達する。
Further, when the exhaust solenoid valves 32a, 32b, . . . are de-energized and the supply solenoid valve 31 is energized, air is supplied, and the pressure in the cylinder chamber increases to reach the supply pressure.

【0022】シリンダ室内の圧力は圧力センサ10、圧
力信号線26、A/D変換器19により測定されるもの
である。
The pressure inside the cylinder chamber is measured by a pressure sensor 10, a pressure signal line 26, and an A/D converter 19.

【0023】この様に電磁弁の総有効面積を大きくし、
又容積が小さい場合には電磁弁の総有効面積を小さくす
ることにより、具体的には32a,32b・・・のうち
の1個、又は2個を閉止することにより総有効面積は小
さくなる。
[0023] In this way, the total effective area of the solenoid valve is increased,
If the volume is small, the total effective area of the solenoid valve is reduced, specifically by closing one or two of the solenoid valves 32a, 32b, . . . .

【0024】このように有効断面積を変化させ、流量を
可変にすることにより、シリンダ内の圧力変動を一定に
保ち安定した位置決めを可能とするものである。
By changing the effective cross-sectional area and making the flow rate variable in this way, pressure fluctuations within the cylinder can be kept constant and stable positioning can be achieved.

【0025】図3は本実施例による安定したシリンダ内
の圧力変動を示すもので、従来例のようなオーバラン現
象もなく、かつ短時間に一定になることにを示すもので
ある。
FIG. 3 shows stable pressure fluctuations in the cylinder according to this embodiment, and shows that there is no overrun phenomenon as in the conventional example, and the pressure becomes constant in a short time.

【0026】[0026]

【効果】本発明は次の効果を有する。すなわち、(1)
ロングストロークの場合でもシリンダの中間でも端点付
近でも常に安定した位置決め時間を保持することができ
る。
[Effects] The present invention has the following effects. That is, (1)
Even in the case of long strokes, stable positioning time can be maintained at all times, whether in the middle of the cylinder or near the end points.

【0027】(2)有効断面積Sを変化させることによ
り高速動作や低速動作用途に応じた速度が設定できる。
(2) By changing the effective cross-sectional area S, it is possible to set a speed suitable for high-speed operation or low-speed operation.

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

【図1】空気圧シリンダを組み込んだ位置決め装置及び
制御装置の説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a positioning device and a control device incorporating a pneumatic cylinder.

【図2】電磁弁ボツクス内のブロツク図。FIG. 2 is a block diagram inside the solenoid valve box.

【図3】本実施例によるシリンダ内の圧力変化図。FIG. 3 is a pressure change diagram within the cylinder according to this embodiment.

【図4】従来例によるシリンダ内の圧力変化図で(a)
はピストンの右行時、(b)はピストンの左行時の場合
を示す。
[Figure 4] (a) is a pressure change diagram in the cylinder according to the conventional example.
(b) shows the case when the piston moves to the right, and (b) shows the case when the piston moves to the left.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  空気圧シリンダ 3  スライダ 7  位置センサ 10  圧力センサ 12  電磁弁 14  排気口 31  供給用電磁弁 32  排気用電磁弁 1 Pneumatic cylinder 3 Slider 7 Position sensor 10 Pressure sensor 12 Solenoid valve 14 Exhaust port 31 Solenoid valve for supply 32 Solenoid valve for exhaust

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  位置センサーを配置したスライダを有
するロツドレス空気圧シリンダの両端に空気管を設け、
前記配管にそれぞれ圧力センサー及び電磁弁を設け、一
方の配管はサイレンサ、他方の配管に排気口を設け、前
記圧力センサー、位置センサー及び電磁弁を制御する制
御装置よりなる空気圧シリンダ装置のスライダ位置決め
装置に於て、排気口側に複数の電磁弁を配置し、スライ
ダを任意の位置で位置決めする場合に、シリンダ内径、
ストローク及び動作時における変位を測定し、これらの
値からシリンダ室内の容積を演算し、その容積に比例し
て前記電磁弁の総有効断面積を変化させることによりス
ライダの位置決め時のシリンダ内の圧力変動を常に一定
に保持する、空気圧シリンダ位置決め装置。
Claim 1: A rodless pneumatic cylinder having a slider on which a position sensor is arranged, air pipes provided at both ends,
A slider positioning device for a pneumatic cylinder device, comprising a pressure sensor and a solenoid valve in each of the pipes, a silencer in one pipe and an exhaust port in the other pipe, and a control device for controlling the pressure sensor, position sensor, and solenoid valve. When arranging multiple solenoid valves on the exhaust port side and positioning the slider at an arbitrary position, the cylinder inner diameter,
By measuring the stroke and displacement during operation, calculating the volume inside the cylinder chamber from these values, and changing the total effective cross-sectional area of the solenoid valve in proportion to the volume, the pressure inside the cylinder when positioning the slider can be adjusted. A pneumatic cylinder positioning device that keeps fluctuations constant.
JP3020991A 1991-02-25 1991-02-25 Pneumatic cylinder positioning device Pending JPH04357307A (en)

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JP3020991A JPH04357307A (en) 1991-02-25 1991-02-25 Pneumatic cylinder positioning device

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013541048A (en) * 2010-10-11 2013-11-07 アドレンズ ビーコン インコーポレイテッド Powerless concept for wire frame of fluid filled lens
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