JPH0465243B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、客体を駆動制御するアクチユエータ
の位置、速度、加速度等の状態を検知するセンサ
からの出力信号を外部装置に伝送する装置に関す
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８は、前記電磁弁６ａ乃至６ｆを経てエアシリ
ンダ１０ａ乃至１０ｆ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。

［発明が解決しようとす課題］ すなわち、コントローラ２−電磁弁６ａ乃至６
ｆ、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。

また、コントローラ２またはコントローラ２を
全体として制御するCPUは、アクチユエータの
数が増大することにより、そのレスポンス並びに
指示が迅速に行われなくなる。従つて、アクチユ
エータの動作時間にも制約が出てくる等の不都合
があつた。

そこで、本発明は、客体を駆動制御するアクチ
ユエータの位置、速度、加速度等の状態を検出す
るセンサからの出力信号を、当該アクチユエータ
に一体に設けたブロツク体内のインタフエース回
路で処理し、入出力ポートを介して外部装置に送
給することにより、外部信号検出部の影響を受け
ることなく、高精度な制御を行うことができると
ともに、配線等を簡素化し、システム構成の変更
等に対する対応も容易となるセンサ出力伝送装置
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、客体
を駆動制御するアクチユエータの位置、速度、加
速度等の状態を検知するセンサからの出力信号を
外部装置に伝送する装置であつて、 前記アクチユエータと一体に構成された矩形状
のブロツク体内に配設され、前記センサからの出
力信号を外部装置に対してシリアル伝送すべく所
定の信号処理を施すインタフエース回路と、 前記ブロツク体の側部に配設され、前記インタ
フエース回路と前記外部装置とを接続するための
入出力ポートと、 を備えることを特徴とする。

［作 用］ 本発明に係るセンサ出力伝送装置では、客体を
駆動制御するアクチユエータの位置、速度、加速
度等の状態をセンサによつて検知し、その出力信
号を前記アクチユエータに一体に構成されたブロ
ツク体内のインタフエース回路に供給し、そこで
所定の処理を行い、シリアル信号として入出力ポ
ートを介して外部装置に送出する。この場合、前
記センサと前記インタフエース回路との間の配線
が簡素化されるため、センサからの信号が確実に
インタフエース回路に供給される。また、前記イ
ンタフエース回路は、前記外部装置での信号処理
の一部を代することができる。

［実施例］ 次に、本発明に係るセンサ出力伝送装置につい
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（外部
制御装置）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、外
形形状が矩形状に構成されており、シリンダ部３
４にブロツク体からなる制御装置３６が一体的に
接続されている。シリンダ部３４は、シリンダ３
８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、この筐体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。

アクチユエータ２０ａ乃至２０ｆを構成する筐
体５０の上面には、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８０ａ，８０ｂ、排
気用チユーブ管継手８２ａ，８２ｂ、導線２６用
のコネクタ８４ａ，８４ｂ，８６ａ，８６ｂおよ
び一対の光フアイバ用コネクタ８８ａ，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７
８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，８６ａ，８６ｂおよ
び光フアイバ用コネクタ８８ａ，８８ｂ，９０
ａ，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所定の制御部６０に
導入される。すなわち、前記コミユニケーシヨン
インタフエース７５は、当該アクチユエータ２０
ａ乃至２０ｆに係るアドレス信号に付随するデー
タ信号を制御部６０に導く一方、それ以外のアド
レス信号およびデータ信号を他のアクチユエータ
２０ａ乃至２０ｆにそのまま転送する。そして、
これらの信号は、光フアイバ３２、コネクタ９０
ａ，９０ｂを介してコンピユータ３０に帰還す
る。

このようにして信号を送受信することにより、
配線が簡素化され、ノイズの混入や配線ミスが生
じることがなくなる。

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
号等の状態信号を入出力回路５４に送る。入出力
回路５４は、前記状態信号に対して所定の信号処
理を行い、シリアル信号とした後、コネクタ９０
ａ，９０ｂを介して制御部６０に送り、記憶メモ
リ７２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、確実な相
関動作を達成できる。

第７図は、上述したアクチユエータ２０ａ乃至
２０ｆを用いて構成したネツトワークシステムを
示す。

この場合、光フアイバ３２または同軸ケーブル
からなるネツトワークは、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中を伝送される信号から
夫々のアクチユエータ２０ａ乃至２０ｆのアドレ
スに付随する信号を取り出して供給する分岐装置
８８ａ乃至８８ｆを有する。また、光フアイバ３
２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。

このようにネツトワークシステムを構成するこ
とにより、複数のアクチユエータ２０ａ乃至２０
ｆよりなる複雑なシステムを簡便化することがで
きるとともに、これらのアクチユエータ２０ａ乃
至２０ｆの増減が極めて容易であるため、システ
ムの構築も容易となる。なお、アクチユエータ２
０ａ乃至２０ｆと一体の制御装置３６に組み込ま
れているコミユニケーシヨンインタフエース７５
は、分岐装置８８ａ乃至８８ｆ側に設けることも
可能である。

［発明の効果］ 本発明によれば、客体を駆動制御するアクチユ
エータの位置、速度、加速度等の状状態をセンサ
によつて検知し、この状態信号を当該アクチユエ
ータと一体に構成されているブロツク体内のイン
タフエース回路において処理することでシリアル
信号を生成している。従つて、前記状態信号に基
づき所定の処理を行う外部装置での負担が軽減さ
れるとともに、センサとインタフエース回路との
間の配線も簡素化され、これによつてノイズ等の
ない高精度な状仲態信号を得ることもできる。さ
らに、前記ブロツク体の外形形状を矩形状として
その側部に信号入出力のための入出力ポートを設
けたため、外部装置との接続が容易となる効果も
得られる。

【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
エータの制御装置の説明図、第５図は、アクチユ
エータの制御装置へ流体圧供給系、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、ループ状のネツトワークに分岐装置を介
してアクチユエータを接続したネツトワークシス
テムの説明図である。 ２０ａ〜２０ｆ…アクチユエータ、２２…空気
供給管路、２４ａ〜２４ｃ…エア供給源、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、８８，９０…分岐装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 客体を駆動制御するアクチユエータの位置、
   速度、加速度等の状態を検知するセンサからの出
   力信号を外部装置に伝送する装置であつて、 前記アクチユエータと一体に構成された矩形状
   のブロツク体内に配設され、前記センサからの出
   力信号を外部装置に対してシリアル伝送すべく所
   定の信号処理を施すインタフエース回路と、 前記ブロツク体の側部に配設され、前記インタ
   フエース回路と前記外部装置とを接続するための
   入出力ポートと、 を備えることを特徴とするセンサ出力伝送装置。 ２ 請求項１記載の装置において、インタフエー
   ス回路は、センサより取り込んだ状態検出信号を
   随時保持する記憶手段を有することを特徴とする
   センサ出力伝送装置。