JPH0465241B2 - - 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方法および装
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接続し、
個々のアクチユエータが客体を駆動制御するとと
もに、一のアクチユエータが他のアクチユエータ
を駆動制御することで、前記客体を複数のアクチ
ユエータにより関連して制御するアクチユエータ
の制御方法および装置に関する。

［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。

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１０
ｆ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１
０ｆ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。

［発明が解決しようとす課題］ 以上のように構成されるアクチユエータにおい
ては、夫々のエアシリンダ１０ａ乃至１０ｆが個
別の電磁弁６ａ乃至６ｆを介して個別のドライバ
４ａ乃至４ｆに接続されるとともに、個別の検出
器１２ａ乃至１２ｆに接続されている。従つて、
このような構成では、エアシリンダ１０ａ乃至１
０ｆを相互に関連させて動作させることは極めて
困難であつた。

また、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１
０ｆ、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。

そこで、本発明は、アクチユエータを共通の流
体供給回路、電源回路および信号伝達回路を介し
て接続し、且つ、アクチユエータ間での信号の授
受を行うことにより、複数のアクチユエータを相
互に関連させて客体をシーケンス制御することが
でき、しかも、電源、制御信号用導線、流体圧用
配管等の配線、配管部分等の簡素化が図られ、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
提供することを目的とする。

［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
個相互に接続されたアクチユエータにより客体を
シーケンス制御する方法であつて、 前記各アクチユエータに対して、共有する流体
供給回路、共有する電源回路および共有する信号
伝達回路より、アクチユエータ本体を駆動する流
体、アクチユエータを駆動するための電力および
アクチユエータを制御するための制御信号を供給
し、前記各アクチユエータにおける前記各アクチ
ユエータ本体を同時に駆動制御するとともに、一
のアクチユエータから他のアクチユエータに対し
て制御信号を送給し、前記送給された制御信号に
従つて前記他のアクチユエータにおけるアクチユ
エータ本体を駆動制御することを特徴とする。

また、本発明は、各アクチユエータに共通に接
続され、アクチユエータ本体を駆動する流体を供
給する流体供給回路と、 各アクチユエータに共通に接続され、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、 各アクチユエータに共通に接続され、アクチユ
エータを制御するための制御信号を供給する信号
伝達回路とを備え、 前記各アクチユエータは、前記流体供給回路か
ら供給される流体によりアクチユエータ本体を駆
動する駆動部と、 前記信号伝達回路から供給される制御信号より
自己のアクチユエータに係る制御信号を選択し、
前記駆動部に供給するとともに、他のアクチユエ
ータを制御するための制御信号を前記信号伝達回
路を介して前記他のアクチユエータに供給するコ
ミユニケーシヨンインタフエースと、 からなることを特徴する。

［作 用］ 本発明によれば、各アクチユエータに対する流
体供給回路、電源回路および信号伝達回路を共通
として、配線、配管等を簡素化するとともに、ノ
イズや配線ミス等を回避し、また、アクチユエー
タ相互で制御信号の授受を行い、相互に協調して
客体のシーケンス制御を行う。

［実施例］ 次に、本発明に係るアクチユエータの制御方法
および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の外部に延在させて
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に連結する筐体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、筐体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
と筐体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終の管継手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の所定の制御部６０
に導入される。これらの信号は、光フアイバ３
２、コネクタ９０ａ，９０ｂを介してコンピユー
タ３０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
８２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。このようなシーケンス制御
システムで個々のアクチユエータ２０ａ乃至２０
ｆ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
制御に関するコミユニケーシヨンが可能となり、
CPU７４で行う集中制御よりも迅速、確実に客
体を相関動作させることができる。

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、コミユニケーシヨンインタフ
エースを介してアクチユエータ間で制御信号の授
受を可能としたため、一のアクチユエータが他の
アクチユエータの動作を制御することができ、こ
れによつて、客体を複数のアクチユエータによつ
て相互に関連させてシーケンス制御することがで
きる。また、前記各アクチユエータは、共通の流
体供給回路、電源回路および信号伝達回路によつ
て接続されるため、配線、配管等の簡素化を容易
に図ることができるとともに、ノイズの発生や配
線ミスを回避することができ、さらに、シーケン
サマニホールドも不要とすることができる。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。

【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、制御系と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、
並設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…筐体、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，８２ａ，８２
ｂ…管継手、８４ａ，８４ｂ，８６ａ，８６ｂ…
コネクタ、８８…分岐装置、９０…分岐装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数個相互に接続されたアクチユエータによ
   り客体をシーケンス制御する方法であつて、 前記各アクチユエータに対して、共有する流体
   供給回路、共有する電源回路および共有する信号
   伝達回路より、アクチユエータ本体を駆動する流
   体、アクチユエータを駆動するための電力および
   アクチユエータを制御するための制御信号を供給
   し、前記各アクチユエータにおける前記各アクチ
   ユエータ本体を同時に駆動制御するとともに、一
   のアクチユエータから他のアクチユエータに対し
   て制御信号を送給し、前記送給された制御信号に
   従つて前記他のアクチユエータにおけるアクチユ
   エータ本体を駆動制御することを特徴とするアク
   チユエータの制御方法。 ２ 各アクチユエータに共通に接続され、アクチ
   ユエータ本体を駆動する流体を供給する流体供給
   回路と、 各アクチユエータに共通に接続され、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、 各アクチユエータに共通に接続され、アクチユ
   エータを制御するための制御信号を供給する信号
   伝達回路とを備え、 前記各アクチユエータは、前記流体供給回路か
   ら供給される流体によりアクチユエータ本体を駆
   動する駆動部と、 前記信号伝達回路から供給される制御信号より
   自己のアクチユエータに係る制御信号を選択し、
   前記駆動部に供給するとともに、他のアクチユエ
   ータを制御するための制御信号を前記信号伝達回
   路を介して前記他のアクチユエータに供給するコ
   ミユニケーシヨンインタフエースと、 からなることを特徴するアクチユエータの制御装
   置。