JPH0442561Y2 - - Google Patents

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JPH0442561Y2
JPH0442561Y2 JP1987079442U JP7944287U JPH0442561Y2 JP H0442561 Y2 JPH0442561 Y2 JP H0442561Y2 JP 1987079442 U JP1987079442 U JP 1987079442U JP 7944287 U JP7944287 U JP 7944287U JP H0442561 Y2 JPH0442561 Y2 JP H0442561Y2
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piston
circuit
electromagnetic switching
voltage
signal
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Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案はピストンシリンダ装置の位置決め制御
回路に係わり、特に中間位置にピストンを保持で
きるピストンシリンダ装置において高い位置決め
精度を有する位置決め制御回路に関するものであ
る。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a positioning control circuit for a piston cylinder device, and particularly to a positioning control circuit that has high positioning accuracy in a piston cylinder device that can hold a piston in an intermediate position. be.

[従来の技術] 従来、シリンダの中央位置にピストンの中立点
を有し任意の中央位置にピストンを保持すること
のできるピストンシリンダ装置としては、第5
図、第6図又は第7図に示されるようなものであ
つた。第5図のピストンシリンダ装置は特開昭57
−9306号に開示されている。各図において、10
1,102はピストンシリンダ装置であり、10
3はシリンダ、104はピストン、105,10
6はシリンダ103内の左右の油室内に設けら
れ、ピストンを中立位置に設定するためのスプリ
ングである。各ピストン104にはピストンロツ
ドを介してフイードバツクセンサ4が備えられて
いる。上記ピストンシリンダ装置101,102
に対しては、シリンダ103内の左右の各油室に
連通されピストン104の位置を制御する油圧回
路が設けられており、この油圧回路において、1
07は油圧ポンプ、108は油圧タンク、109
〜113は電磁切換弁である。各電磁切換弁10
9〜113は、各々所定の作用に必要とされる2
つの流路形態を含み、これらの弁の油圧回路上の
流路形態を変更するための電磁コイル114と、
流路形態を元に復帰させるためのスプリング11
5とを有している。
[Prior Art] Conventionally, as a piston cylinder device that has a neutral point of the piston at the center position of the cylinder and can hold the piston at an arbitrary center position, there is a fifth piston cylinder device.
It was as shown in FIG. 6 or 7. The piston cylinder device shown in Fig. 5 was published in Japanese Patent Application Laid-open No. 57.
-Disclosed in No. 9306. In each figure, 10
1,102 is a piston cylinder device; 10
3 is a cylinder, 104 is a piston, 105, 10
Reference numeral 6 denotes springs provided in the left and right oil chambers of the cylinder 103 for setting the piston to a neutral position. Each piston 104 is equipped with a feedback sensor 4 via a piston rod. The piston cylinder device 101, 102
is provided with a hydraulic circuit that communicates with the left and right oil chambers in the cylinder 103 and controls the position of the piston 104.
07 is a hydraulic pump, 108 is a hydraulic tank, 109
-113 are electromagnetic switching valves. Each electromagnetic switching valve 10
9 to 113 are each 2 required for a predetermined action.
an electromagnetic coil 114 for changing the flow path configuration on the hydraulic circuit of these valves;
Spring 11 for restoring the flow path configuration to its original state
5.

また第6図中に示される116は一方向弁であ
る。
Further, 116 shown in FIG. 6 is a one-way valve.

[考案が解決しようとする問題点] 第5図及び第6図に示されるピストンシリンダ
装置101,102を制御する油圧回路において
は、安全性を確保するため、いずれの油圧回路に
関しても各回路内のすべての電磁切換弁をオフ状
態にすることによつて、スプリング105,10
6の作用でピストン104がシリンダ103内の
中立位置に戻るように構成されている。従つて、
反対にピストン104の位置決めを行う場合に
は、任意の電磁切換弁をオン状態にすることが必
要であり、そのためピストンの位置決め精度が電
磁切換弁をオンにするときに生じるオン遅れ時間
に依存することになる。このオン遅れ時間は、電
磁コイル114のインダクタンスが影響するた
め、電磁切換弁をオフすることによつてピストン
位置決めをする場合に生じるオフ遅れ時間に比較
して大きな値となり、その結果電磁切換弁のオン
によるピストン位置決めはオフによるピストンン
位置決めよりもその位置決め精度が悪くなるとい
う問題を有していた。
[Problems to be solved by the invention] In the hydraulic circuits that control the piston cylinder devices 101 and 102 shown in FIGS. 5 and 6, in order to ensure safety, each hydraulic circuit is By turning off all the electromagnetic switching valves, the springs 105, 10
6, the piston 104 returns to the neutral position within the cylinder 103. Therefore,
On the other hand, when positioning the piston 104, it is necessary to turn on any electromagnetic switching valve, and therefore the accuracy of piston positioning depends on the ON delay time that occurs when turning on the electromagnetic switching valve. It turns out. This ON delay time is affected by the inductance of the electromagnetic coil 114, so it becomes a larger value compared to the OFF delay time that occurs when piston positioning is performed by turning off the electromagnetic switching valve. Piston positioning by turning on has a problem in that the positioning accuracy is worse than piston positioning by turning off.

上記問題点を更に具体的に詳述する。 The above problems will be explained in more detail.

ピストンの位置決めのため使用される電磁切換
弁の流路形態が変化するのは、圧力バランス形式
の切換弁では、復帰用スプリングのスプリング力
よりも電磁コイルの吸引力の方が強くなつたとき
である。また圧力バランス形式でない切換弁で
は、シート面の断面積と圧力の積によつて算出さ
れる力よりも電磁コイルの吸引力が強くなつたと
きである。
The flow path configuration of the electromagnetic switching valve used to position the piston changes when the attraction force of the electromagnetic coil becomes stronger than the spring force of the return spring in pressure-balanced switching valves. be. In the case of a switching valve that is not a pressure balance type, this occurs when the attraction force of the electromagnetic coil becomes stronger than the force calculated by the product of the cross-sectional area of the seat surface and the pressure.

一般的に電磁コイルの吸引力は、固定鉄心と可
動鉄心のギヤツプ長の2乗に逆比例する。従つ
て、第8図に示すように両鉄心が離れている状態
で電磁コイルに通電することにより可動鉄心が吸
引方向へ動き始める電流値と、両鉄心が吸着され
ている状態で電磁コイルへの通電量を徐々に下げ
ることにより可動鉄心が吸着解除の方向へ動き始
める電流値とは異なつたものとなる。
Generally, the attractive force of an electromagnetic coil is inversely proportional to the square of the gap length between the fixed core and the movable core. Therefore, as shown in Fig. 8, the current value at which the movable core starts to move in the attracting direction by energizing the electromagnetic coil when both cores are separated, and the current value to the electromagnetic coil when both cores are attracted, are By gradually lowering the amount of current, the current value becomes different from the current value at which the movable iron core begins to move in the direction of releasing the adsorption.

また同じく第8図に示すように、電磁コイルは
電圧が印加されてもそのインダクタンスのために
電流が急激に流れず、一定の遅れ時間が生じる。
この遅れ時間を数式で表すと、例えば電磁切換弁
をオン状態からオフ状態に変化させると同時に通
電を行つてオフ状態からオン状態に変化させ、更
にスイツチング素子の保護素子としてフライホイ
ールダイオードを使用した場合の遅れ時間tfは、 tf=−(L/R)1oge[{1−(I2/Im)
}/{1−(I1/Im)}] の式で表わされる。ここで、 R:電磁コイルの抵抗値 L:電磁コイルのインダクタンス I1:電磁切換弁がオン状態からオフ状態に切
換わるときのコイル電流値 I2:電流切換弁オフ状態からオン状態に切換
わるときのコイル電流値 Im:コイル電流が飽和したときの電流値 である。
Also, as shown in FIG. 8, even when a voltage is applied to the electromagnetic coil, the current does not flow rapidly due to its inductance, and a certain delay time occurs.
Expressing this delay time mathematically, for example, when a solenoid switching valve is changed from an on state to an off state, electricity is applied at the same time to change it from an off state to an on state, and a flywheel diode is used as a protection element for the switching element. The delay time tf in the case is tf=-(L/R)1og e [{1-(I2/Im)
}/{1-(I1/Im)}] Here, R: Resistance value of the electromagnetic coil L: Inductance of the electromagnetic coil I1: Coil current value when the electromagnetic switching valve switches from the on state to the off state I2: The current value when the current switching valve switches from the off state to the on state Coil current value Im: Current value when the coil current is saturated.

また、保護素子としてバリスタやツエナーダイ
オードを使用したときの遅れ時間tzは、 tz=−(L/R)1oge {1−(I2/Im)} の式で表わされる。
Further, the delay time tz when a varistor or Zener diode is used as a protection element is expressed by the following formula: tz=-(L/R)1og e {1-(I2/Im)}.

上記のようなオン遅れ時間tf,tzは、電磁コイ
ルの時定数τをL/Rとすると、τ/2〜τ程度
の大きさとなる。従つて時定数の比較的少ない電
磁切換弁であつても、オン遅れ時間は5〜
10msec程度となる。このようなオン遅れ時間が
存在するため、第6図に示されるような通常両側
の電磁切換弁112,113がオン状態にある油
圧回路において、一方の側の電磁切換弁をオフに
してピストン104を移動させ、目標位置に到達
したとき両方の電磁切換弁をオン状態にしてピス
トン104を他の位置に保持しようとしても、行
過ぎ量esが生じる。この行過ぎ量esは、シリンダ
速度をvsとすると es=vs×tf で表わされる。
The on-delay times tf and tz as described above have a magnitude of about τ/2 to τ, where the time constant τ of the electromagnetic coil is L/R. Therefore, even if it is a solenoid switching valve with a relatively small time constant, the on-delay time will be 5 to 5.
It will be about 10msec. Because such an ON delay time exists, in a hydraulic circuit in which the electromagnetic switching valves 112 and 113 on both sides are normally in the on state as shown in FIG. 6, when the electromagnetic switching valve on one side is turned off and the piston 10 Even if an attempt is made to move the piston 104 and hold the piston 104 at another position by turning on both electromagnetic switching valves when the target position is reached, an overtravel amount es occurs. This overshoot amount es is expressed as es=vs×tf, where vs is the cylinder speed.

上記の結果、例えば8mmのストロークを0.2sec
で移動するピストンを有するピストンシリンダ装
置において、10msecのオン遅れ時間があると0.4
mmの行過ぎ量が生じ、このため、目標値に対して
±0.4mmの範囲は制御不能な値となる。このよう
に、電磁切換弁のオンによる位置決めは精度が悪
いものであつた。
As a result of the above, for example, a stroke of 8mm is 0.2sec.
In a piston-cylinder device with a piston that moves at
An overshoot of mm occurs, and as a result, the range of ±0.4 mm with respect to the target value becomes an uncontrollable value. As described above, positioning by turning on the electromagnetic switching valve has poor accuracy.

上記のごとき位置決め精度の問題を解決するた
め、従来パルス幅制御方法という方法が存在し
た。この方法は、第7図に示されるような油圧回
路の構成において、電磁切換弁に対して目標値と
ピストンの現在位置に比例した幅を有するパルス
を与えることによつて、ピストンが目標位置に到
達する前に電磁切換弁への通電を停止し、これに
より電磁切換弁のオフ遅れ時間やフイードバツク
信号の位相遅れ時間を補償すると共に、電磁切換
弁において半開き状態を作りだし目標位置付近で
ピストンの移動速度を小さくし、以つて位置決め
精度を向上させるものである。
In order to solve the above-mentioned problem of positioning accuracy, a method called a pulse width control method has conventionally existed. In this method, in the hydraulic circuit configuration shown in Fig. 7, the piston is moved to the target position by applying a pulse having a target value and a width proportional to the current position of the piston to the electromagnetic switching valve. The power to the electromagnetic switching valve is stopped before the target position is reached, thereby compensating for the off delay time of the electromagnetic switching valve and the phase delay time of the feedback signal, and creating a half-open state in the electromagnetic switching valve to move the piston near the target position. This reduces the speed and improves positioning accuracy.

しかしながら、上記方法によれば印加されるパ
ルス電圧によつて電磁切換弁がオン・オフを常に
繰返すことになり、ピストンが微振動を行うとい
う欠点を有する。従つて、上記方法を第5図及び
第6図に示す電磁切換弁に適用した場合ピストン
を中間位置に保持して微振動をなくすという本来
の目的を達成することができない。
However, according to the above method, the electromagnetic switching valve is constantly turned on and off by the applied pulse voltage, which has the disadvantage that the piston vibrates slightly. Therefore, when the above method is applied to the electromagnetic switching valve shown in FIGS. 5 and 6, it is impossible to achieve the original purpose of holding the piston in an intermediate position and eliminating minute vibrations.

本考案の目的は、ピストンに微振動を生じるこ
となく中間位置に保持することができると共に、
遅れ時間を補償することによつて応答性を改善し
高い位置決め精度を有するピストンシリンダ装置
の位置決め制御回路を提供することにある。
The purpose of this invention is to be able to hold the piston in an intermediate position without causing slight vibrations, and to
It is an object of the present invention to provide a positioning control circuit for a piston cylinder device that improves responsiveness and has high positioning accuracy by compensating for delay time.

[問題点を解決するための手段] 本考案において、上記目的は、ピストンシリン
ダ装置に備えられ、油圧回路の流路を変更するた
めの少なくとも2個の電磁切換弁に通電し、これ
らの電磁切換弁をオン状態にすることによりピス
トンを中間状態に維持し得るピストンシリンダ装
置の位置決め制御回路において、前記ピストンの
位置を指示する指令装置と、前記ピストンの位置
を検出するフイードバツクセンサと、前記指令装
置からの指令信号と前記フイードバツクセンサか
らのフイードバツク信号との差を検出する偏差検
出回路と、前記偏差検出回路の出力信号に基づ
き、前記ピストンを保持し続けるか又はいずれの
方向に移動するかを判断するヒステリシス付きウ
インドコンパレータ回路と、前記ヒステリシス付
きウインドコンパレータ回路の基準電圧と前記ヒ
ステリシス付きウインドコンパレータ回路の入力
電圧のいずれか一方にデイザ信号を加算するデイ
ザ信号加算手段とを設けることによつて達成され
る。
[Means for Solving the Problems] In the present invention, the above object is to energize at least two electromagnetic switching valves provided in the piston cylinder device and for changing the flow path of the hydraulic circuit, and to switch the electromagnetic switching valves. A positioning control circuit for a piston cylinder device capable of maintaining a piston in an intermediate state by turning on a valve, comprising: a command device for instructing the position of the piston; a feedback sensor for detecting the position of the piston; a deviation detection circuit that detects a difference between a command signal from a command device and a feedback signal from the feedback sensor; and a deviation detection circuit that detects a difference between a command signal from a command device and a feedback signal from the feedback sensor, and a control device that determines whether to continue holding the piston or move it in any direction based on the output signal of the deviation detection circuit. and a dither signal addition means for adding a dither signal to either the reference voltage of the window comparator circuit with hysteresis or the input voltage of the window comparator circuit with hysteresis. It is achieved by doing so.

[作用] 本考案に係わるピストンシリンダ装置の位置決
め制御装置においては、指令信号とフイードバツ
ク信号との偏差信号を入力するコンパレータ回路
をヒステリシス付きウインドコンパレータ回路と
し、そのヒステリシス付きウインドコンパレータ
回路の基準電圧とその入力電圧のいずれか一方に
デイザ信号を加算することにより、ヒステリシス
付きウインドコンパレータ回路からの出力電圧
は、パルス電圧がオフするときに偏差に比例した
所定のオフ時間が確保されるオン/オフパルス波
形となり、このため、電磁切換弁にオフパルスを
与えているにも係わらず電磁切換弁オフ時の遅れ
時間でピストンが動かずいつまでもオフパルスを
与え続ける偏差の範囲が少なくなる。この結果と
して、オフパルスを出力しても、少ない偏差の範
囲ではデイザ信号の1/2周期以下の時間間隔で
出力パルスをオフからオンに変化させ、ピストン
を停止させることが可能となるので、パルス幅制
御と同様の効果として、電磁切換弁のオン遅れ時
間やフイードバツク信号の位相遅れを補償する効
果が得られる。以上により、電磁切換弁の応答性
を向上し、ピストンの位置決め精度が高められ
る。
[Function] In the positioning control device for a piston cylinder device according to the present invention, the comparator circuit that inputs the deviation signal between the command signal and the feedback signal is a window comparator circuit with hysteresis, and the reference voltage of the window comparator circuit with hysteresis and its By adding a dither signal to either input voltage, the output voltage from the hysteretic window comparator circuit becomes an on/off pulse waveform that ensures a predetermined off time proportional to the deviation when the pulse voltage turns off. Therefore, even though an off pulse is applied to the electromagnetic switching valve, the range of deviation in which the piston does not move due to the delay time when the electromagnetic switching valve is turned off and the off pulse continues to be applied is reduced. As a result, even if an off pulse is output, within a small deviation range, it is possible to change the output pulse from off to on at a time interval of 1/2 period or less of the dither signal and stop the piston. As an effect similar to width control, it is possible to obtain an effect of compensating for the ON delay time of the electromagnetic switching valve and the phase delay of the feedback signal. As described above, the responsiveness of the electromagnetic switching valve is improved and the positioning accuracy of the piston is increased.

[実施例] 以下に本考案の実施例を添附図面に基ずいて説
明する。
[Examples] Examples of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

第1図は本考案に係わる位置決め制御回路の第
1実施例を示し、この制御回路はウインドコンパ
レータ回路の基準電圧にデイザ電圧を加算するよ
うに構成されている。この制御回路は第6図の油
圧回路に適用されるものである。また、電気的論
理回路を付加することによつて第5図の油圧回路
に適用することもできる。
FIG. 1 shows a first embodiment of a positioning control circuit according to the present invention, and this control circuit is configured to add a dither voltage to a reference voltage of a window comparator circuit. This control circuit is applied to the hydraulic circuit shown in FIG. It can also be applied to the hydraulic circuit of FIG. 5 by adding an electrical logic circuit.

第1図において、符号1は、第6図でフイード
バツクセンサとして示されたフイードバツク用位
置センサとしての作用を有する差動トランスであ
り、差動トランス1はピストンの位置を検出す
る。差動トランス1の出力は、検波回路2によつ
てピストンのストロークに比例した直流電圧に変
換され、次段の偏差検出回路3に入力される。ま
た、ジヨイステツク4によつて与えられる指令電
圧も偏差検出回路3に入力される。偏差検出回路
3はジヨイステツク4からの指令電圧と差動トラ
ンス1からのフイードバツク電圧との差を出力す
る。偏差検出回路3では、実際上両電圧の和が出
力されるのであるが、フイードバツク電圧は出力
電圧を反転させることによつて得ているので、加
算回路によつて偏差を得るようにしている。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a differential transformer that functions as a feedback position sensor shown as a feedback sensor in FIG. 6, and the differential transformer 1 detects the position of a piston. The output of the differential transformer 1 is converted by a detection circuit 2 into a DC voltage proportional to the stroke of the piston, and is input to a deviation detection circuit 3 at the next stage. Further, the command voltage given by the joystick 4 is also input to the deviation detection circuit 3. The deviation detection circuit 3 outputs the difference between the command voltage from the joystick 4 and the feedback voltage from the differential transformer 1. The deviation detection circuit 3 actually outputs the sum of both voltages, but since the feedback voltage is obtained by inverting the output voltage, the deviation is obtained by the addition circuit.

5はヒステリシス付きウインドコンパレータ回
路であり、これは2つの比較器6a,6bを含
み、各比較器6a,6bにはそれぞれ正帰還用の
抵抗7,8,9,10を設けている。偏差検出回
路3の出力は、一方の比較器6aの負入力端子と
他方の比較器6bの正入力端子のそれぞれに入力
される。
Reference numeral 5 denotes a window comparator circuit with hysteresis, which includes two comparators 6a and 6b, each of which is provided with positive feedback resistors 7, 8, 9, and 10, respectively. The output of the deviation detection circuit 3 is input to each of the negative input terminal of one comparator 6a and the positive input terminal of the other comparator 6b.

11はデイザ電圧発生回路であり、具体的には
積分回路と正帰還を備えた比較器とによつて構成
された三角波発生回路である。この三角波発生回
路によつて生じる三角波をデイザ電圧として使用
する。この実施例では、三角波をデイザとして使
用するが、その他にノコギリ波、繰返し方形波を
1次遅れ回路に通すことにより得られる電圧波形
などを利用することもできる。
Reference numeral 11 denotes a dither voltage generation circuit, specifically a triangular wave generation circuit composed of an integrating circuit and a comparator with positive feedback. The triangular wave generated by this triangular wave generating circuit is used as a dither voltage. In this embodiment, a triangular wave is used as the dither, but other voltage waveforms such as a sawtooth wave or a voltage waveform obtained by passing a repetitive square wave through a first-order delay circuit may also be used.

12は6個の抵抗を含んで成る抵抗回路であ
り、ウインドコンパレータ回路5内の各比較器6
a,6bの比較用基準電圧を作り出すと共に、各
基準電圧に対してデイザ電圧発生回路11から与
えられるデイザ電圧を加算する作用を有してい
る。
12 is a resistance circuit including six resistors, and each comparator 6 in the window comparator circuit 5
It has the function of producing reference voltages for comparison of a and 6b, and adding the dither voltage given from the dither voltage generation circuit 11 to each reference voltage.

13は駆動回路で、ウインドコンパレータ回路
5の2つの出力のそれぞれに対して同一回路構成
の2段のトランジスタ14,15が設けられる。
2つのトランジスタ14,15の間には通電状態
を示すための発光素子16が配設されている。1
7,18はそれぞれ第3図に示した電磁切換弁1
12,113に相当するものである。駆動回路1
3は電磁切換弁17,18を十分にオン、オフで
きるようにウインドコンパレータ回路5の出力を
増幅する。なお、駆動回路13において、19は
電磁切換弁17,18をオン・オフしたときに発
生する逆起電力からパワー用トランジスタ15を
保護するための素子である。
Reference numeral 13 denotes a drive circuit, in which two stages of transistors 14 and 15 having the same circuit configuration are provided for each of the two outputs of the window comparator circuit 5.
A light emitting element 16 is disposed between the two transistors 14 and 15 to indicate the energized state. 1
7 and 18 are the electromagnetic switching valves 1 shown in Fig. 3, respectively.
This corresponds to 12,113. Drive circuit 1
3 amplifies the output of the window comparator circuit 5 so that the electromagnetic switching valves 17 and 18 can be turned on and off sufficiently. In the drive circuit 13, 19 is an element for protecting the power transistor 15 from back electromotive force generated when the electromagnetic switching valves 17 and 18 are turned on and off.

次に上記構成を有するピストン位置決め制御回
路の動作を説明する。
Next, the operation of the piston positioning control circuit having the above configuration will be explained.

第2図はデイザの加算がない場合のウインドコ
ンパレータ回路5の各比較器6a,6bの出力状
態を示す。図中、横軸は正負の偏差を示し、縦軸
は電圧を示す。また、20は比較器6aの出力、
すなわち電磁切換弁17の動作状態を示し、21
は比較器6bの出力、すなわち電磁切換弁18の
動作状態を示す。偏差が0の付近では比較器6
a,6bの出力はいずれも1であり、従つて電磁
切換弁17,18はいずれもオン状態である。そ
して偏差が正方向に大きくなると電磁切換弁17
がオフになり、偏差が負方向に大きくなると電磁
切換弁18がオフになる。各比較器6a,6bで
は、正帰還によるヒステリシスがあるため、オフ
からオンに変化する時の偏差に比較してオンから
オフに変化する時の偏差が大きくなるという特性
を有している。ところが、前述した回路構成で
は、ウインドコンパレータ回路5の各基準電圧に
デイザ電圧が加算されているため、各比較器6
a,6bがオフからオンに変化する時の偏差、オ
ンからオフに変化する時の偏差は時間が経過する
と共に変化する。この変化の状態を第3図に示
す。
FIG. 2 shows the output states of the comparators 6a and 6b of the window comparator circuit 5 when there is no dither addition. In the figure, the horizontal axis shows positive and negative deviations, and the vertical axis shows voltage. Further, 20 is the output of the comparator 6a,
That is, the operating state of the electromagnetic switching valve 17 is shown, and 21
indicates the output of the comparator 6b, that is, the operating state of the electromagnetic switching valve 18. When the deviation is around 0, comparator 6
The outputs of a and 6b are both 1, so both electromagnetic switching valves 17 and 18 are in the on state. When the deviation increases in the positive direction, the electromagnetic switching valve 17
is turned off, and when the deviation increases in the negative direction, the electromagnetic switching valve 18 is turned off. Each comparator 6a, 6b has hysteresis due to positive feedback, so it has a characteristic that the deviation when changing from on to off is larger than the deviation when changing from off to on. However, in the circuit configuration described above, since the dither voltage is added to each reference voltage of the window comparator circuit 5, each comparator 6
The deviation when a and 6b change from off to on and the deviation when they change from on to off change as time passes. The state of this change is shown in FIG.

第3図において、22はオンからオフに変化す
る基準電圧であり、23はオフからオンに変化す
る基準電圧であり、なだらかに上昇する曲線24
は偏差値の変化を示している。また第3図の下側
には曲線24が24a,24bの2通りの変化を
示した時に、それぞれに対応する電磁切換弁のオ
ン・オフ動作を示し、25は24aに対応し、2
6は24bに対応する。
In FIG. 3, 22 is a reference voltage that changes from on to off, 23 is a reference voltage that changes from off to on, and a gently rising curve 24
indicates the change in deviation value. In addition, the lower part of FIG. 3 shows the on/off operation of the electromagnetic switching valve when the curve 24 shows two changes 24a and 24b, and 25 corresponds to 24a and 2
6 corresponds to 24b.

偏差がない場合には、25,26が示すように
電磁切換弁はオン状態に保たれる。ジヨイステツ
ク4が操作されることによつて偏差値が徐々に増
加すると、曲線24は最初に基準電圧23と交差
する。ここでは電磁切換弁に対する出力は変化し
ない。その後、オンからオフへ変化する基準電圧
22の谷の部分で交差し、この時には電磁切換弁
はオフの状態になり、偏差が少なくなるようにピ
ストンが移動して24bの軌跡を描く。そして、
オフからオンに変化する基準電圧と交差した時に
電磁切換弁はオフからオンに変化し、ピストンの
移動を停止する。
If there is no deviation, the electromagnetic switching valve is kept in the on state, as indicated by 25 and 26. When the deviation value increases gradually by operating the joystick 4, the curve 24 first intersects the reference voltage 23. Here, the output to the electromagnetic switching valve does not change. Thereafter, the reference voltage 22 intersects at the valley part where it changes from on to off, and at this time, the electromagnetic switching valve is in the off state, and the piston moves so as to reduce the deviation, drawing a trajectory 24b. and,
When the reference voltage that changes from off to on is crossed, the electromagnetic switching valve changes from off to on and stops the movement of the piston.

電磁切換弁をオフ状態にしたにもかかわらずピ
ストンが移動していない場合又はフイードバツク
信号の位相遅れ等によつて偏差が全く減少しなか
つた場合には、第3図における24aに示すよう
に、デイザ電圧波形の1/2周期以下の時間間隔
で電磁切換弁の出力状態はオフ状態からオン状態
に変化する。このようなことから、デイザ電圧波
形の1/2周期は、電磁切換弁が半開きの状態を
確保できる程度の期間、又は電磁コイルの逆起電
力が有効な間の期間にオン状態とするのがよく、
約1〜2msec程度となる。
If the piston does not move even though the electromagnetic switching valve is turned off, or if the deviation does not decrease at all due to a phase delay in the feedback signal, etc., as shown at 24a in FIG. The output state of the electromagnetic switching valve changes from the OFF state to the ON state at a time interval of 1/2 period or less of the dither voltage waveform. For this reason, it is recommended that the 1/2 period of the dither voltage waveform be turned on during a period that allows the electromagnetic switching valve to remain half-open or while the back electromotive force of the electromagnetic coil is effective. often,
It will be about 1 to 2 msec.

また、基準電圧22の谷の電圧値と基準電圧2
3の山の電圧値とが重なるように設定した方が好
ましい。
In addition, the voltage value of the valley of the reference voltage 22 and the reference voltage 2
It is preferable to set the voltage value so that it overlaps with the voltage value of the peak 3.

以上説明したように、本実施例においては、指
令電圧とフイードバツク電圧との偏差信号を入力
するコンパレータ回路をヒステリシスを有する2
つの比較器6a,6bで構成し、その比較器の基
準電圧にデイザ電圧を加算するので、比較器6
a,6bより出力されるオン/オフパルス波形
は、第3図に示すようにパルス電圧がオフすると
きに偏差に比例した所定のオフ時間が確保される
波形となり、電磁切換弁にオフパルスを与えてい
るにも係わらず電磁切換弁オフ時の遅れ時間でピ
ストンが動かずいつまでもオフパルスを与え続け
る偏差の範囲が少なくなる。この結果、オフパル
スを出力しても、少ない偏差の範囲ではデイザ信
号の1/2周期以下の時間間隔で出力パルスがオ
ンになり、ピストンを停止させるので、パルス幅
制御と同様の効果として、電磁切換弁のオン遅れ
時間やフイードバツク信号の位相遅れを補償する
効果が得られる。以上により、電磁切換弁の応答
性を向上し、ピストンの位置決め精度が高められ
る。
As explained above, in this embodiment, the comparator circuit that inputs the deviation signal between the command voltage and the feedback voltage is configured to have hysteresis.
It consists of two comparators 6a and 6b, and the dither voltage is added to the reference voltage of the comparator, so the comparator 6a and 6b
The on/off pulse waveforms output from a and 6b are waveforms that ensure a predetermined off time proportional to the deviation when the pulse voltage turns off, as shown in Figure 3, and give an off pulse to the electromagnetic switching valve. Despite this, the range of deviation in which the piston does not move due to the delay time when the electromagnetic switching valve is turned off and continues to give an off pulse indefinitely is reduced. As a result, even if an off-pulse is output, the output pulse will turn on at a time interval of 1/2 period or less of the dither signal in a small deviation range and stop the piston, so the electromagnetic The effect of compensating for the ON delay time of the switching valve and the phase delay of the feedback signal can be obtained. As described above, the responsiveness of the electromagnetic switching valve is improved and the positioning accuracy of the piston is increased.

第4図は本考案に係わるピストン位置決め制御
回路の第2実施例を示す。この制御回路では、入
力された指令電圧とフイードバツク電圧との偏差
にデイザ電圧を加算するように構成されている。
第4図中、27は加算回路で、ここには偏差検出
回路3からの偏差出力とデイザ電圧発生回路11
からのデイザ電圧とが入力され、偏差出力とデイ
ザ電圧とが加算される。その他の構成については
第1図で示したものとほぼ同一であり、同一要素
には同一符号を付している。ただし、抵抗回路2
8はウインドコンパレータ回路4の各比較器の基
準電圧を作り出す作用のみを有する。上記制御回
路の動作も基本的に前記第1実施例に係わる制御
回路と同じである。
FIG. 4 shows a second embodiment of the piston positioning control circuit according to the present invention. This control circuit is configured to add a dither voltage to the deviation between the input command voltage and the feedback voltage.
In FIG. 4, 27 is an adder circuit, which includes the deviation output from the deviation detection circuit 3 and the dither voltage generation circuit 11.
The dither voltage is inputted, and the deviation output and the dither voltage are added. The rest of the structure is almost the same as that shown in FIG. 1, and the same elements are given the same reference numerals. However, resistance circuit 2
8 has only the function of creating a reference voltage for each comparator of the window comparator circuit 4. The operation of the control circuit is also basically the same as that of the control circuit according to the first embodiment.

なお前記偏差検出回路3は線形特性を有してお
り、またデイザ電圧発生回路11から出力される
デイザを、前記指令電圧あるいは前記フイードバ
ツク電圧に加算することもできる。
The deviation detection circuit 3 has a linear characteristic, and the dither output from the dither voltage generation circuit 11 can also be added to the command voltage or the feedback voltage.

[考案の効果] 以上の説明で明らかなように、本考案によれ
ば、デイザを利用し、電磁切換弁の弁の動作やピ
ストンの移動状態に関係なくデイザ電圧波形の
1/2周期以下の時間で電磁切換弁をオン状態に
するため、オン信号を与える時には電磁切換弁は
完全にオフ状態になつておらず、応答性を改善す
ることができる。またオフ状態になる時間はピス
トンの移動速度に反比例するため、パルス幅制御
による効果を生じ、位置決め制御を従来の0.5mm
程度から0.05〜0.1mm程度に高めることができる。
[Effects of the invention] As is clear from the above explanation, according to the invention, by using dither, it is possible to control the dither voltage waveform at 1/2 period or less regardless of the operation of the electromagnetic switching valve or the movement state of the piston. Since the electromagnetic switching valve is turned on in time, the electromagnetic switching valve is not completely off when the on signal is applied, and responsiveness can be improved. In addition, since the time for the off state is inversely proportional to the moving speed of the piston, the effect of pulse width control is produced, and the positioning control is reduced from the conventional 0.5mm
It can be increased from about 0.05 to 0.1 mm.

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

第1図は本考案の第1実施例によるピストンシ
リンダ装置の位置決め制御回路を示す回路図、第
2図はデイザの加算がない場合のウインドコンパ
レータ回路の特性図、第3図はデイザが加算され
た場合のウインドコンパレータ回路の出力状態と
電磁切換弁のオン・オフ動作の関係を示すタイム
チヤート、第4図は本考案の第2実施例によるピ
ストンシリンダ装置の位置決め制御回路を示す回
路図、第5図は従来のピストンシリンダ装置とそ
の油圧回路を示す概略図、第6図は従来の他のピ
ストンシリンダ装置とその油圧回路を示す概略
図、第7図は従来のさらに他のピストンシリンダ
装置とその油圧回路を示す概略図、第8図は電磁
切換弁のコイル電圧とコイル電流との関係を示す
波形図である。 図中、符号1……作動トランス(フイードバツ
クセンサ)、2……検波回路、3……偏差検出回
路、4……ジヨイステツク(指令装置)、5……
ヒステリシス付きウインドコンパレータ回路、6
a,6b……比較器、11……デイザ電圧発生回
路、12……抵抗回路、13……駆動回路、1
7,18……電磁切換弁。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a positioning control circuit for a piston-cylinder device according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a characteristic diagram of a window comparator circuit without dither addition, and FIG. 3 is a characteristic diagram with dither addition. FIG. 4 is a time chart showing the relationship between the output state of the window comparator circuit and the on/off operation of the electromagnetic switching valve when Fig. 5 is a schematic diagram showing a conventional piston cylinder device and its hydraulic circuit, Fig. 6 is a schematic diagram showing another conventional piston cylinder device and its hydraulic circuit, and Fig. 7 is a schematic diagram showing another conventional piston cylinder device and its hydraulic circuit. A schematic diagram showing the hydraulic circuit, and FIG. 8 is a waveform diagram showing the relationship between the coil voltage and coil current of the electromagnetic switching valve. In the figure, numerals 1... operating transformer (feedback sensor), 2... detection circuit, 3... deviation detection circuit, 4... joystick (command device), 5...
Window comparator circuit with hysteresis, 6
a, 6b...Comparator, 11...Dither voltage generation circuit, 12...Resistance circuit, 13...Drive circuit, 1
7, 18... Solenoid switching valve.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 (1) ピストンシリンダ装置に備えられ、油圧回路
の流路を変更するための少なくとも2個の電磁
切換弁に通電し、これらの電磁切換弁をオン状
態にすることによりピストンを中間状態に維持
し得るピストンシリンダ装置の位置決め制御回
路において、 前記ピストンの位置を指示する指令装置と、 前記ピストンの位置を検出するフイードバツ
クセンサと、 前記指令装置からの指令信号と前記フイード
バツクセンサからのフイードバツク信号との差
を検出する偏差検出回路と、 前記偏差検出回路の出力信号に基づき、前記
ピストンを保持し続けるか又はいずれの方向に
移動するかを判断するヒステリシス付きウイン
ドコンパレータ回路と、 前記ヒステリシス付きウインドコンパレータ
回路の基準電圧と前記ヒステリシス付きウイン
ドコンパレータ回路の入力電圧のいずれか一方
にデイザ信号を加算するデイザ信号加算手段と
から成ることを特徴とするピストンシリンダ装
置の位置決め制御回路。 (2) 前記デイザ信号加算手段は、前記ヒステリシ
ス付きウインドコンパレータ回路に含まれる複
数の基準電圧のそれぞれに前記デイザ信号を加
算することを特徴とする実用新案登録請求の範
囲第1項記載のピストンシリンダ装置の位置決
め制御回路。 (3) 前記デイザ信号加算手段は、前記指令信号に
前記デイザ信号を加算することを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載のピストンシリンダ装
置の位置決め制御回路。 (4) 前記デイザ信号加算手段は、前記フイードバ
ツク信号に前記デイザ信号を加算することを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載のピストン
シリンダ装置の位置決め制御回路。 (5) 前記デイザ信号加算手段は、前記偏差検出回
路の出力信号にデイザ信号を加算することを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載のピストン
シリンダ装置の位置決め制御回路。
[Claims for Utility Model Registration] (1) At least two electromagnetic switching valves provided in the piston cylinder device for changing the flow path of the hydraulic circuit are energized and these electromagnetic switching valves are turned on. A positioning control circuit for a piston cylinder device capable of maintaining a piston in an intermediate state by: a command device for instructing the position of the piston; a feedback sensor for detecting the position of the piston; a command signal from the command device; a deviation detection circuit that detects a difference from the feedback signal from the feedback sensor; and a hysteresis device that determines whether to continue holding the piston or to move it based on the output signal of the deviation detection circuit. A piston cylinder device comprising: a window comparator circuit; and dither signal addition means for adding a dither signal to either the reference voltage of the window comparator circuit with hysteresis or the input voltage of the window comparator circuit with hysteresis. Positioning control circuit. (2) The piston cylinder according to claim 1, wherein the dither signal addition means adds the dither signal to each of a plurality of reference voltages included in the window comparator circuit with hysteresis. Device positioning control circuit. (3) The positioning control circuit for a piston cylinder device according to claim 1, wherein the dither signal addition means adds the dither signal to the command signal. (4) The positioning control circuit for a piston cylinder device according to claim 1, wherein the dither signal addition means adds the dither signal to the feedback signal. (5) The positioning control circuit for a piston cylinder device according to claim 1, wherein the dither signal addition means adds a dither signal to the output signal of the deviation detection circuit.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56143802A (en) * 1980-04-09 1981-11-09 Hitachi Ltd Electric-oil pressure servo controller

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