JPH0463243B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、アクチユエータの制御装置に関し、
一層詳細には複数個関連して配設された個々のア
クチユエータに共通するように流体供給回路、電
源回路および制御回路を連結接続し、個々のアク
チユエータは自ら必要とされる制御信号のみを取
り込み、共通する流体と電源とを用いて駆動制御
されるように構成したアクチユエータの制御装置
に関する。

［従来の技術］ 流体エネルギを機械的エネルギに変換するため
に従来から各種のアクチユエータが採用され広汎
に普及している。周知の通り、アクチユエータ
は、往復動形と回転形とに大きく分けることがで
きるが、個々のアクチユエータは流体圧を受容し
排出するための圧力供給系と、弁体等の開度調整
を行うための電力供給系とを付設しているのが一
般的である。従つて、前記圧力供給系および電力
供給系は、管体および導線を介して夫々のアクチ
ユエータに接続されている。

［発明が解決しようとする課題］ このため、コントロールボツクスとアクチユエ
ータとは互いに管体と導線とにより結合されるた
めに機構の大型化と複雑化を招き、またシーケン
サを含む制御系も小型化できない等の不都合が確
認されている。

例えば、第１図に従来技術に係る空気圧を利用
したアクチユエータの実施例を示す。この従来例
では、コントローラ２を構成する複数個のドライ
バ４ａ乃至４ｆからマニホールド型の個々の電磁
弁６ａ乃至６ｆに対して駆動用電気信号を送給す
るための一対の導線が接続されており、さらに空
気圧供給系からのエアは、管体８を介し前記電磁
弁６ａ乃至６ｆを経てエアシリンダ１０ａ乃至１
０ｆに到達している。一方、エアシリンダ１０ａ
乃至１０ｆ内の図示しないピストンの動作位置を
検出するために、夫々のエアシリンダ１０ａ乃至
１０ｆには一対のリミツトスイツチ（図示せず）
が設けられ、これらのリミツトスイツチの検出し
た信号をコントローラ２にフイードバツクするた
めに、別途、検出信号伝達用配線が設けられ、こ
れが検出器１２ａ乃至１２ｆに接続されているの
が実情である。すなわち、コントローラ２−電磁
弁６ａ乃至６ｆ、電磁弁６ａ乃至６ｆ−エアシリ
ンダ１０ａ乃至１０ｆ、エアシリンダ１０ａ乃至
１０ｆ−コントローラ２の間に、一対の導線乃至
管体が配設されているために構成がすこぶる煩雑
で小型化が困難であり、しかも結合用の導線およ
び管体が長くなるために外部信号系の影響を受け
易くなり、誤動作等が惹起するのも稀ではなかつ
た。

本発明は、アクチユエータに対する電源、制御
信号用導線、流体圧用配管等の配線、配管部分の
簡素化が図られ、小型化が可能となり、また狭小
な空間で効果的に機能することが可能なアクチユ
エータの制御装置を提供するのにある。

［課題を解決するための手段］ 前記の課題を解決するために、本発明は、複数
のアクチユエータを直列に連結し、アクチユエー
タ本体を動作させる流体を供給する流体供給回路
と、 各アクチユエータを駆動するための電力を供給
する電源回路と、 各アクチユエータを直列に接続し、前記アクチ
ユエータを特定するアドレス信号と、前記アドレ
ス信号に付随するデータ信号とを供給する信号伝
達回路と、 前記アドレス信号および前記データ信号を生成
する信号生成手段とを備え、 前記各アクチユエータは、前記流体供給回路か
ら供給される流体を制御する弁機構と、 前記弁機構を駆動する駆動部と、 前記流体によるアクチユエータ本体の動作状態
を検出する検出部と、 前記信号伝達回路より供給される前記アドレス
信号に従つて当該アクチユエータに係るデータ信
号を取り込み、当該アクチユエータの動作制御を
行うとともに、他のアクチユエータに対して、ア
ドレス信号および前記検出部により検出されたア
クチユエータ本体の動作状態を含むデータ信号を
送給する制御部と、 からなることを特徴とする。

［作用］ 本発明によれば、個々のアクチユエータの制御
部は、アドレス信号に従つて自己のデータ信号を
取り込み、このデータ信号に基づいて弁機構を駆
動する信号を駆動部に供給する。アクチユエータ
本体は、各アクチユエータを直列に連結する流体
供給回路から前記弁機構を介して供給される流体
により動作する。そして、前記アクチユエータ本
体の動作状態が検出部によつて検出され、データ
信号の一部として共通の信号伝達回路を介して他
のアクチユエータに送給される。

［実施例］ 次に、本発明に係るアクチユエータの制御装置
について好適な実施例を挙げ、添付の図面を参照
しながら以下詳細に説明する。

第２図において、参照符号２０ａ乃至２０ｆ
は、互いに関連的に配置されたアクチユエータを
示し、これらのアクチユエータ２０ａ乃至２０ｆ
は、共有する流体供給回路としての一本の空気供
給管路２２、好ましくはループ状に延在する空気
供給管路２２により互いに連結されている。管路
２２には所定間隔離間して空気供給源２４ａ乃至
２４ｃが接続され、略等圧で個々のアクチユエー
タ２０ａ乃至２０ｆに駆動源としての加圧空気を
送給するように構成している。

一方、アクチユエータ２０ａ乃至２０ｆには、
これらを並列に接続し、後述する電磁弁を付勢す
るための電源回路としての導線２６が接続され、
この導線２６は、電源２８に接続されている。さ
らにまた、前記アクチユエータ２０ａ乃至２０ｆ
には、信号生成手段としてのコンピユータ３０か
らのアドレス信号およびデータ信号をシリアルま
たはパラレルに受信するために信号伝達回路とし
ての光フアイバ３２が接続される。この場合、光
フアイバ３２は、同軸ケーブルに置換することが
できる。これにより耐ノイズ性の向上が図れる。

次に、以上のように構成されるアクチユエータ
の内部構造について、第３図を参照して説明す
る。

個々のアクチユエータ２０ａ乃至２０ｆは、シ
リンダ部３４と制御装置３６とから基本的に構成
される。シリンダ部３４は、シリンダ３８の内部
にピストン４０を移動自在に配設するとともに前
記ピストン４０に連結するピストンロツド４２の
一端部は、前記シリンダ３８の外部に延材させて
ピストン４０の往復動作を図示しない他の機器に
伝達する。なお、シリンダ３８の両端部に夫々空
気の供給乃至導出を行うための第１ポート４４と
第２ポート４６とを形成し、また、前記シリンダ
３８にピストン４０の位置、速度、加速度、シリ
ンダ内流体圧等を検出するセンサ４８を装着して
おく。

次いで、制御装置３６について説明する。制御
装置３６は、前記シリンダ３８に連結する筺体５
０を具有し、この筺体５０内に弁機構５２、入出
力回路５４、検出部５６、駆動部５８および制御
部６０を含む。弁機構５２は、図示しないが電磁
弁を含み、この電磁弁の開度調整下に空気供給管
路６２，６４を介して第１ポート４４、第２ポー
ト４６へ所定圧の空気を送給するように構成して
いる。前記管路２２は弁機構５２に接続してい
る。

入出力回路５４は、一方においてセンサ４８と
導線６６，６８を介して接続し、他方において制
御部６０にバス線７０を介して接続している（第
４図参照）。

検出装置５６は、ピストン４０の速度、加速
度、シリンダ部３４内の流体圧力等をセンサ４８
を介して検出するものであり、その結果は入出力
回路５４を介して制御部６０に供給される。すな
わち、制御部６０は、その内部に記憶メモリ７
２、CPU７４およびコミユニケーシヨンインタ
フエース７５を含む。コミユニケーシヨンインタ
フエース７５は、自ら有するアドレスに基づき光
フアイバ３２から送給されてくるコミユニケーシ
ヨンモジユール等のデータ信号を取り込み、内蔵
するCPU７４に送る。また、当該アクチユエー
タ２０ａ乃至２０ｆの動作中に係るデータ信号を
コンピユータ３０にアドレス信号とともに送給
し、あるいは、一の客体を他のアクチユエータ２
０ａ乃至２０ｆと協働して移動させる如く、相関
的に付勢制御される場合には他のアクチユエータ
２０ａ乃至２０ｆの制御信号を送信することが可
能である。

そこで、以上のように構成される個々のアクチ
ユエータ２０ａ乃至２０ｆにループ状に接続され
る光フアイバ３２、空気供給管路２２および導線
２６の具体的接続方法を第５図および第６図に示
す。すなわち、筺体５０の上面に第１のソケツト
７６と第２のソケツト７８とを配設し、夫々のソ
ケツト７６，７８に給気用チユーブ管継手８０
ａ，８０ｂ、排気用チユーブ管継手８２ａ，８２
ｂ、導線２６用のコネクタ８４ａ，８４ｂ，８６
ａ，８６ｂおよび一対の光フアイバ用コネクタ８
８ａ，８８ｂ，９０ａ，９０ｂを形成する。破線
で示すように、給気用チユーブ管継手８０ａは、
第２ソケツト７８の給気用チユーブ管継手８０ｂ
と筺体５０の内部で接続され、排気用チユーブ管
継手８２ａも管継手８２ｂと同様に接続されるも
のである。導線用コネクタ８４ａ，８４ｂ，８６
ａ，８６ｂおよび光フアイバ用コネクタ８８ａ，
８８ｂ，９０ａ，９０ｂも同様である。このよう
に構成することにより実質的に空気供給系、電源
供給系および制御系がループ化される。

次に、以上のように構成されるアクチユエータ
の作用並びに効果について説明する。

エア供給源２４ａ乃至２４ｃから所定圧の空気
を空気供給管路２２を介して送給すると、この空
気は、アクチユエータ２０ａの管継手８０ａを介
して弁機構５２に導入され、一方、前記の通り、
この空気は管継手８０ｂを介して次段のアクチユ
エータ２０ｂに同圧で到達する。アクチユエータ
２０ａ乃至２０ｆは、並列的に接続されているた
めに、次々と同圧で供給されて最後の管継手８２
ａ，８２ｂに至ると今度は排気用チユーブ管継手
８２ａ，８２ｂを介してエア供給源へ帰還され
る。電源２８を付勢すれば、その電源２８から供
給される所定の電圧、電流は、導線２６を介して
送給され個々のアクチユエータ２０ａ乃至２０ｆ
のコネクタ８４ａ，８４ｂを経て駆動部５８等へ
供給される。

一方、光フアイバ３２から送給される光信号化
された個々のアクチユエータ２０ａ乃至２０ｆの
アドレス信号とデータ信号は、コネクタ８８ａ，
８８ｂを介して制御装置３６のコミユニケーシヨ
ンインタフエース７５に至り、その特定のアドレ
ス信号に係るデータ信号のみ所定の制御部６０に
導入される。これらの信号は、光フアイバ３２、
コネクタ９０ａ，９０ｂを介してコンピユータ３
０に帰還する。

そこで、制御装置３６に取り込まれた信号は、
制御部６０で演算処理され、記憶メモリ７２に記
憶されているピストン４０の位置、速度、加速
度、流体圧等のデータと併せてデータ処理され、
その処理後の信号を駆動部５８に送給して弁機構
５２等の付勢、滅勢制御を行う。検出部５６は、
センサ４８等から検出されてくるピストン位置信
号等を入出力回路５４に送り、この入出力回路５
４はこれを再び制御部６０に送り、記憶メモリ７
２に最新のデータとして蓄えるとともにコミユニ
ケーシヨンインタフエース７５を介してコンピユ
ータ３０に送給する。このような制御システムで
個々のアクチユエータ２０ａ乃至２０ｆは、夫々
制御されることになる。

なお、複数個のアクチユエータ２０ａ乃至２０
ｆが相関的に付勢制御される場合等においては、
前記の通り制御部６０から他のアクチユエータ２
０ａ乃至２０ｆのアドレス信号とデータ信号とを
送給し、これに基づき当該アクチユエータ２０ａ
乃至２０ｆの制御を行うことが可能となる。すな
わち、アクチユエータ２０ａ乃至２０ｆ相互間で
制御に関するコミニユケーシヨンが可能となり、
CPU７４で行う集中制御よりも迅速、確実な相
関動作を達成できる。

第７図に本発明に係るアクチユエータの制御装
置の他の実施例を示す。

この場合、光フアイバ３２または同軸ケーブル
からなる制御系は、ループ化されており、個々の
アクチユエータ２０ａ乃至２０ｆに対して前記光
フアイバ３２に夫々のアクチユエータ２０ａ乃至
２０ｆのアドレスにより信号を導出する分岐装置
８８ａ乃至８８ｆを設けている。光フアイバ３２
とコンピユータ３０とは他の分岐装置９０を介し
て接続される。

［発明の効果］ 本発明によれば、以上のように、個々のアクチ
ユエータに弁機構、駆動部、検出部および制御部
を組み込むとともに、流体供給回路および信号伝
達回路を共有化して各アクチユエータを直列に接
続し、各アクチユエータのアドレス信号に付随さ
せてデータ信号を供給している。そのため、個々
のアクチユエータに対する配管、配線等が不要と
なり、アクチユエータの配線、配管系の簡素化が
達成され、且つ制御回路用の導線が錯綜しないた
めにノイズの影響を蒙ることがなく、アクチユエ
ータの確実な動作が得られる。しかも、配線等に
よる占有面積が少なくなるので構造的に小型化が
促進されて設備全体の低廉化とアクチユエータの
動作に対する信頼性の向上が達成される。

また、個々のアクチユエータの検出部において
検出されたデータをデータ信号として他のアクチ
ユエータに迅速且つ簡便に供給することができる
ため、これによつてアクチユエータ相互の関連す
る動作制御を容易に行うことも可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来技術に係るアクチユエータと、
配管系、制御系の接続関係を示す説明図、第２図
以下は、本発明に係るものであり、第２図は、並
列されたアクチユエータとそれを相互に接続する
ループ化された流体圧供給系、電気系、制御系と
の関係を示す説明図、第３図は、アクチユエータ
の内部構造を示す説明図、第４図は、アクチユエ
ータの制御部の説明図、第５図は、アクチユエー
タの制御部へ流体圧供給系、電気系、制御系が接
続される状態の説明図、第６図は、アクチユエー
タ間をループ状に接続した流体圧供給系、電気
系、制御系をまとめた状態の斜視説明図、第７図
は、ループ状の制御系に分岐装置を介して接続さ
れるアクチユエータの説明図である。 ２０ａ〜２０ｆ……アクチユエータ、２２……
空気供給管路、２４ａ〜２４ｃ……空気供給源、
２６……導線、２８……電源、３０……コンピユ
ータ、３２……光フアイバ、３４……シリンダ
部、３６……制御装置、３８……シリンダ、４０
……ピストン、４２……ピストンロツド、４４…
…第１ポート、４６……第２ポート、４８……セ
ンサ、５０……筺体、５２……弁機構、５４……
入出力回路、５６……検出部、５８……駆動部、
６０……制御部、６２，６４……空気供給管路、
６６，６８……導線、７０……バス線、７２……
記憶メモリ、７４……CPU、７５……コミユニ
ケーシヨンインタフエース、７６……第１ソケツ
ト、７８……第２ソケツト、８０ａ，８０ｂ，８
２ａ，８２ｂ……管継手、８４ａ，８４ｂ，８６
ａ，８６ｂ……コネクタ、８８……分岐装置、９
０……分岐装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数のアクチユエータを直列に連結し、アク
   チユエータ本体を動作させる流体を供給する流体
   供給回路と、 各アクチユエータを駆動するための電力を供給
   する電源回路と、 各アクチユエータを直列に接続し、前記アクチ
   ユエータを特定するアドレス信号と、前記アドレ
   ス信号に付随するデータ信号とを供給する信号伝
   達回路と、 前記アドレス信号および前記データ信号を生成
   する信号生成手段とを備え、 前記各アクチユエータは、前記流体供給回路か
   ら供給される流体を制御する弁機構と、 前記弁機構を駆動する駆動部と、 前記流体によるアクチユエータ本体の動作状態
   を検出する検出部と、 前記信号伝達回路より供給される前記アドレス
   信号に従つて当該アクチユエータに係るデータ信
   号を取り込み、当該アクチユエータの動作制御を
   行うとともに、他のアクチユエータに対して、ア
   ドレス信号および前記検出部により検出されたア
   クチユエータ本体の動作状態を含むデータ信号を
   送給する制御部と、 からなることを特徴とするアクチユエータの制御
   装置。