JPH06241210A - Piston stop detecting device - Google Patents

Piston stop detecting device

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JPH06241210A
JPH06241210A JP5475293A JP5475293A JPH06241210A JP H06241210 A JPH06241210 A JP H06241210A JP 5475293 A JP5475293 A JP 5475293A JP 5475293 A JP5475293 A JP 5475293A JP H06241210 A JPH06241210 A JP H06241210A
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piston
magnetic field
stop
output voltage
signal
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克久 田中
Masahiro Furuya
昌弘 古谷
Takuji Yamada
拓治 山田
Takeshi Nakamura
武 中村
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Abstract

PURPOSE:To provide a piston stop detecting device capable of certainly detecting the stop of a piston without generating wasteful waiting time even if the stop position of the piston in a cylinder is varied. CONSTITUTION:A magnet ring 14 is attached to a piston 12, and a sensor main body 22 containing a hole element 26 is attached to a cylinder tube 20, moreover a signal output line 30 is connected to a processing unit 36 through an amplifier 32 and an AD converter 34. When the piston 12 is moved and entered within the range R shown by the figure (B), the output voltage 40 of the hole element 26 exceeds the reference level L, thereby the piston detecting signal is turned on. When the piston 12 is stopped within the range R, the output voltage 40 becomes constant from the time of the stop, moreover the rate of change of the output voltage 40 becomes 0. As a result, the conditions under which the piston detecting signal is turned on and also the rate of change of the output voltage is 0 are satisfied, thereby the piston detecting signal is turned on, so that the stop of the piston 12 is detected.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、ピストンに永久磁石
等の磁界発生手段を取り付けて、シリンダに設けられた
磁界検出手段で磁界の大きさを検出することによって、
ピストンの停止を検知するピストン停止検知装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention has a magnetic field generating means such as a permanent magnet attached to a piston, and the magnetic field detecting means provided in the cylinder detects the magnitude of the magnetic field.
The present invention relates to a piston stop detection device that detects a stop of a piston.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動加工装置等においては、ワークを把
持する装置等にエアシリンダ等のシリンダ機構が用いら
れる。自動加工装置等をシーケンス制御するために、か
かるシリンダ機構の動作中におけるピストンの位置を検
出する装置が用いられる。このようなピストン位置の検
出装置の具体例としては、例えば特開昭64−6980
6号公報に記載された流体圧シリンダのピストン位置検
出装置の発明がある。この公報に記載されたピストン位
置検出装置では、ピストンの外周部に永久磁石が取り付
けられており、この永久磁石による磁界がシリンダの外
周部に設けられた磁界検出手段で検出されることによっ
てピストンの位置が検出される。そして、このピストン
位置検出装置においては、検出精度を向上させるため
に、磁界検出手段としてのホール素子の感応方向が、ピ
ストンの移動方向と垂直に向くように取付けられてい
る。これによって、ピストンが検出される範囲が狭くな
り、より高い精度でピストン位置を検出することができ
る。
2. Description of the Related Art In an automatic processing apparatus or the like, a cylinder mechanism such as an air cylinder is used as an apparatus for holding a work. A device for detecting the position of the piston during the operation of the cylinder mechanism is used for sequence control of the automatic processing device and the like. A specific example of such a piston position detecting device is, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 64-6980.
There is an invention of a piston position detection device for a fluid pressure cylinder described in Japanese Patent No. In the piston position detecting device described in this publication, a permanent magnet is attached to the outer peripheral portion of the piston, and the magnetic field generated by the permanent magnet is detected by the magnetic field detecting means provided on the outer peripheral portion of the cylinder, whereby the piston The position is detected. Further, in this piston position detecting device, in order to improve the detection accuracy, the sensitive direction of the Hall element as the magnetic field detecting means is mounted so as to be perpendicular to the moving direction of the piston. As a result, the range in which the piston is detected is narrowed, and the piston position can be detected with higher accuracy.

【0003】自動加工装置等においては、かかるピスト
ン位置検出装置を応用して、ピストンの停止の検知も行
われる。このようなピストン停止検知装置の具体例につ
いて、図3および図4を参照して説明する。図3は従来
例のピストン停止検知装置を取り付けたワーク把持装置
を示す正面図であり、図4は従来例のピストン停止検知
装置を取り付けたワーク把持装置の動作を示すタイミン
グチャートである。図3において、参照符号102は、
ロボットのハンド部104の先端に取り付けられたワー
ク把持装置である。このワーク把持装置102は、駆動
装置106と、この駆動装置106によって開閉する一
対の把持爪108Aおよび108Bを中心として構成さ
れている。駆動装置106は、圧縮エアによって内蔵さ
れたピストン(図示省略)がスライドするエアシリンダ
となっている。そして、このピストンの進退に伴って、
一対の把持爪108A,108Bが開閉する。これによ
って、一対の把持爪108A,108Bの内側にワーク
Wを把持し、あるいは開放することができる。
In an automatic machining apparatus or the like, the stop of the piston is also detected by applying the piston position detecting apparatus. A specific example of such a piston stop detection device will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a front view showing a work gripping device equipped with a conventional piston stop detection device, and FIG. 4 is a timing chart showing an operation of the work gripping device equipped with a conventional piston stop detection device. In FIG. 3, reference numeral 102 indicates
The work gripping device is attached to the tip of the hand unit 104 of the robot. The work gripping device 102 is mainly composed of a driving device 106 and a pair of gripping claws 108A and 108B that are opened and closed by the driving device 106. The drive device 106 is an air cylinder in which a piston (not shown) contained by compressed air slides. And with the advance and retreat of this piston,
The pair of grip claws 108A and 108B open and close. As a result, the work W can be grasped or released inside the pair of grasping claws 108A and 108B.

【0004】図3に示されるように、この駆動装置10
6の側面には、オートスイッチ110が取り付けられて
いる。このオートスイッチ110は、把持爪108A,
108Bが矢印WA,WB方向へそれぞれ駆動されてワ
ークWを把持した際の、前記エアシリンダ内でのピスト
ンの停止を検知するものである。このオートスイッチ1
10によるピストン停止の検知は、上記公報に記載され
たピストン位置検出装置と同様の原理で行われる。すな
わち、内蔵されたピストンの外周部に永久磁石が取り付
けられており、この永久磁石による磁界がオートスイッ
チ110内に設けられた磁界検出手段で検出される。こ
こで、オートスイッチ110は、把持爪108A,10
8BがワークWを把持した際にピストンが停止する位置
の近傍に取り付けられている。従って、ワークWが把持
されてピストンが停止したときには、オートスイッチ1
10内の磁界検出手段で検出される磁界が所定の大きさ
以上になる。これによって、オートスイッチ110から
ピストン停止検知信号が制御装置112に出力され、ワ
ークWの把持が確認される。
As shown in FIG. 3, this drive unit 10
An auto switch 110 is attached to the side surface of 6. The auto switch 110 includes a grip claw 108A,
108B detects the stop of the piston in the air cylinder when the workpiece W is gripped by being driven in the directions of arrows WA and WB, respectively. This auto switch 1
The piston stop detection by 10 is performed on the same principle as the piston position detecting device described in the above publication. That is, a permanent magnet is attached to the outer peripheral portion of the built-in piston, and the magnetic field generated by this permanent magnet is detected by the magnetic field detection means provided in the auto switch 110. Here, the auto switch 110 includes the grip claws 108A, 10A.
8B is attached near the position where the piston stops when the work W is gripped. Therefore, when the work W is gripped and the piston stops, the auto switch 1
The magnetic field detected by the magnetic field detecting means in 10 becomes a predetermined magnitude or more. Accordingly, the piston stop detection signal is output from the auto switch 110 to the control device 112, and the grip of the work W is confirmed.

【0005】このようなピストン停止の検知方法におい
ては、ワークWの寸法のばらつきによるピストン停止位
置のばらつきが問題となる。すなわち、ワークWの寸法
によってワーク把持時の把持爪108A,108Bの開
き具合が異なり、これに応じてピストンの停止位置も変
化する。従って、上記公報に記載されたピストン位置検
出装置のようにピストンの検出範囲を狭くすると、ピス
トンの停止位置がこの検出範囲からはみ出してしまうこ
とがある。このような場合には、ワーク寸法のばらつき
によるピストン停止位置の範囲の広がりに応じて、検出
と判断する磁界の大きさ(出力信号)のレベルを下げる
ことによって検出範囲を広くとることが行われている。
すなわち、図4のタイミングチャートに示されるよう
に、ワーク寸法のばらつきによって、ワークWを把持し
た時の把持爪108A,108Bの開き具合は、点P1
から点P2までの範囲内でばらつく。このうち把持爪1
08A,108Bが最も開いた点P1に対応するピスト
ンの位置が検出範囲に入るように、オートスイッチ11
0の出力レベルが設定される。これによって、把持爪1
08A,108Bが閉じてワークWを把持する途中で点
P1に達した時に、オートスイッチ110がONとな
り、制御装置112に信号が出力される。
In such a piston stop detection method, there is a problem in that the piston stop position varies due to the variation in the dimension of the work W. That is, the opening degree of the grip claws 108A and 108B when gripping the work differs depending on the size of the work W, and the stop position of the piston also changes accordingly. Therefore, if the detection range of the piston is narrowed as in the piston position detection device described in the above publication, the stop position of the piston may be out of this detection range. In such a case, the detection range is widened by lowering the level of the magnetic field (output signal) that is determined to be detected according to the expansion of the range of the piston stop position due to the variation in the work size. ing.
That is, as shown in the timing chart of FIG. 4, the opening degree of the gripping claws 108A and 108B when the work W is gripped is determined by the point P1 due to the variation in the work size.
To the point P2. Of these, the grip claw 1
Auto switch 11 so that the position of the piston corresponding to the point P1 where 08A and 108B are most opened is within the detection range.
An output level of 0 is set. As a result, the grip claw 1
When the points P1 are reached while gripping the work W by closing the 08A and 108B, the auto switch 110 is turned on and a signal is output to the control device 112.

【0006】しかしながら、このようにオートスイッチ
110の検出範囲を広くしたことによって、把持爪10
8A,108Bが点P1に到達しても、まだワークWが
把持されていない可能性がある。そこで確実にワーク把
持の判断を行うため、図4に示されるように、オートス
イッチ110がONの状態が一定時間Tだけ継続した時
点で、初めてワーク把持と判断して制御装置112をO
Nにする。これによって、ワーク寸法のばらつきに起因
して駆動装置106のピストンの停止位置がばらつく場
合でも、確実にピストンが停止した場合のみを検知する
ことができる。
However, since the detection range of the auto switch 110 is widened in this way, the grip claw 10
Even if 8A and 108B reach the point P1, the work W may not be gripped yet. Therefore, in order to reliably judge the work grip, as shown in FIG. 4, when the auto switch 110 is kept ON for a certain time T, it is judged that the work is gripped for the first time, and the control device 112 is turned off.
Set to N. As a result, even if the stop position of the piston of the drive device 106 varies due to the variation in the work size, it is possible to detect only when the piston has reliably stopped.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
技術においては、図4に示される点P2で実際にワーク
Wが把持されてピストンが停止した後も、時間tが経過
するまでは停止と判断されない。従って、この間は制御
装置112は次の動作を実行することができず、無駄な
待ち時間tが発生することになる。特に、自動加工装置
等においては、ワーク把持装置102のようなシリンダ
機構が多数使用されているために、全体としての無駄時
間は大きなものとなり、装置の運転効率が著しく低下す
るという問題点があった。そこで本発明においては、シ
リンダ内でのピストンの停止位置のばらつきがあって
も、無駄な待ち時間を作ることなく、かつ確実にピスト
ンの停止を検知することができるピストン停止検知装置
を提供することを目的とする。
However, in the above technique, even after the work W is actually gripped at the point P2 shown in FIG. 4 and the piston is stopped, it is determined that the work is stopped until the time t elapses. Not done. Therefore, during this period, the control device 112 cannot execute the next operation, resulting in an unnecessary waiting time t. In particular, in an automatic processing apparatus or the like, a large number of cylinder mechanisms such as the work gripping apparatus 102 are used, so that the dead time becomes large as a whole and the operating efficiency of the apparatus is significantly lowered. It was In view of this, the present invention provides a piston stop detection device that can reliably detect the stop of a piston without creating a useless waiting time, even if the stop position of the piston in the cylinder varies. With the goal.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】そこで本発明において
は、上記課題を解決するために、シリンダ内でスライド
するピストンの停止を検知する装置であって、前記ピス
トンに設けられた磁界発生手段と、前記ピストンが停止
する位置の近傍の前記シリンダに設けられ、磁界の大き
さに比例した信号を出力する磁界検出手段と、前記磁界
検出手段から出力される信号の大きさの変化率を演算す
る変化率演算手段と、該変化率演算手段により演算され
た変化率が零でかつ前記磁界検出手段から出力された信
号が所定の大きさ以上のときに停止検知信号を出力する
停止検知信号出力手段とを有するピストン停止検知装置
を創出した。ここで、変化率が零とは、信号処理におい
て零と判定される零に近い値をも含むものであり、数学
的に厳密に零であることを意味するものではない。
In order to solve the above problems, the present invention provides a device for detecting the stoppage of a piston that slides in a cylinder, wherein the magnetic field generating means is provided in the piston. A magnetic field detection unit that is provided in the cylinder near the position where the piston stops and that outputs a signal proportional to the magnitude of the magnetic field; and a change that calculates the rate of change in the size of the signal output from the magnetic field detection unit. Rate calculation means, and stop detection signal output means for outputting a stop detection signal when the change rate calculated by the change rate calculation means is zero and the signal output from the magnetic field detection means is equal to or larger than a predetermined magnitude. We have created a piston stop detection device. Here, the change rate of zero includes a value close to zero which is determined to be zero in the signal processing, and does not mean that it is mathematically strictly zero.

【0009】[0009]

【作用】さて、上記構成を備えた本発明に係るピストン
停止検知装置においては、ピストンに磁界発生手段が、
シリンダに磁界検出手段がそれぞれ設けられている。磁
界検出手段はピストンの停止位置の近傍に設けられてお
り、磁界の大きさに比例した信号を出力する。さて、ピ
ストンがこの磁界検出手段の近傍で停止すると、ピスト
ンに設けられた磁界発生手段が磁界検出手段から所定距
離以内に近づくことになる。これによって、磁界検出手
段により検出される磁界は所定の大きさ以上になり、磁
界検出手段からの出力信号が所定の大きさ以上になる。
一方、ピストンが停止すると、磁界発生手段と磁界検出
手段との距離も一定に保たれる。従って、磁界検出手段
で検出される磁界の大きさは一定となり、磁界検出手段
からの出力信号の大きさも一定となる。この結果、変化
率演算手段によって演算される磁界検出手段からの出力
信号の変化率は零となり、このとき磁界検出手段からの
出力信号は所定の大きさ以上であるため、停止検知信号
出力手段から停止検知信号が出力される。これによっ
て、ピストンの停止後直ちに停止検知信号が出力され、
無駄な待ち時間を生ずることがない。しかも、磁界検出
手段からの出力信号の変化率が零という条件を加えるこ
とによって、実際にピストンが停止した場合のみを確実
に検知することができる。このようにして、ピストン停
止位置のばらつきがあっても無駄な待ち時間を作ること
なく、確実にピストンの停止を検知することができる。
Now, in the piston stop detection device according to the present invention having the above structure, the magnetic field generating means is provided in the piston,
The cylinder is provided with magnetic field detecting means. The magnetic field detecting means is provided near the stop position of the piston and outputs a signal proportional to the magnitude of the magnetic field. When the piston stops near the magnetic field detecting means, the magnetic field generating means provided on the piston approaches within a predetermined distance from the magnetic field detecting means. As a result, the magnetic field detected by the magnetic field detecting means becomes a predetermined magnitude or more, and the output signal from the magnetic field detecting means becomes a predetermined magnitude or more.
On the other hand, when the piston stops, the distance between the magnetic field generating means and the magnetic field detecting means is also kept constant. Therefore, the magnitude of the magnetic field detected by the magnetic field detecting means is constant, and the magnitude of the output signal from the magnetic field detecting means is also constant. As a result, the change rate of the output signal from the magnetic field detecting means calculated by the change rate calculating means becomes zero. At this time, since the output signal from the magnetic field detecting means is equal to or larger than a predetermined value, the stop detecting signal output means outputs the change signal. A stop detection signal is output. As a result, a stop detection signal is output immediately after the piston stops,
There is no unnecessary waiting time. Moreover, by adding the condition that the rate of change of the output signal from the magnetic field detecting means is zero, it is possible to reliably detect only when the piston actually stops. In this way, even if there are variations in the piston stop position, it is possible to reliably detect the stop of the piston without creating unnecessary waiting time.

【0010】[0010]

【実施例】次に、本発明を具現化した一実施例につい
て、図1および図2を参照して説明する。図1は、本発
明に係るピストン停止検知装置の一実施例を示す図であ
る。図1(A)は本実施例のピストン停止検知装置の全
体構成を示す図であり、図1(B)はピストン位置に対
するホール素子の出力電圧の特性を示す図である。図1
(A)に示されるように、本実施例のピストン停止検知
装置2は、シリンダチューブ20とこのシリンダチュー
ブ20内にスライド可能に嵌合されたピストン12を有
するエアシリンダ機構に設けられている。シリンダチュ
ーブ20は非磁性材料からなり、ピストン12の外周に
は磁界発生手段として永久磁石からなるマグネットリン
グ14が装着されている。また、ピストン12にはピス
トンロッド10が固定されており、ピストンロッド10
の他端には、駆動されるべき部材(図示省略)が取り付
けられている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, one embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a piston stop detection device according to the present invention. FIG. 1A is a diagram showing the overall configuration of the piston stop detection device of this embodiment, and FIG. 1B is a diagram showing the characteristics of the output voltage of the Hall element with respect to the piston position. Figure 1
As shown in (A), the piston stop detection device 2 of this embodiment is provided in an air cylinder mechanism having a cylinder tube 20 and a piston 12 slidably fitted in the cylinder tube 20. The cylinder tube 20 is made of a non-magnetic material, and a magnet ring 14 made of a permanent magnet is attached to the outer circumference of the piston 12 as a magnetic field generating means. Further, the piston rod 10 is fixed to the piston 12, and the piston rod 10
A member (not shown) to be driven is attached to the other end of the.

【0011】シリンダチューブ20の外周部には、図示
しない取付け具によって、センサ本体22が取付け位置
変更可能に取り付けられている。このセンサ本体22の
内部には基板24が固定されている。そして、この基板
24の下面には、磁界検出手段としてホール素子26が
固定されている。このホール素子26は板状に形成され
ており、素子面に対して垂直な方向の磁界に感応して、
その強さに応じた信号電圧を出力する特性を有する。こ
のホール素子26の信号出力端子28は、信号出力線3
0に接続されている。信号出力線30はセンサ本体22
の外部に取り出され、アンプ32およびADコンバータ
34を介して、演算処理部36に接続されている。ホー
ル素子26の出力電圧はアンプ32で増幅され、ADコ
ンバータ34でデジタル変換された後に、演算処理部3
6に入力される。演算処理部36は、CPU(中央処理
装置)およびRAM,ROMのメモリ装置を中心とした
コンピュータシステムであり、ホール素子26からの出
力信号の演算処理を行う。
The sensor body 22 is attached to the outer peripheral portion of the cylinder tube 20 by an attachment tool (not shown) so that the attachment position can be changed. A substrate 24 is fixed inside the sensor body 22. A Hall element 26 is fixed to the lower surface of the substrate 24 as a magnetic field detecting means. The Hall element 26 is formed in a plate shape and is sensitive to a magnetic field in a direction perpendicular to the element surface,
It has a characteristic of outputting a signal voltage according to its strength. The signal output terminal 28 of the hall element 26 is connected to the signal output line 3
It is connected to 0. The signal output line 30 is the sensor body 22.
Is taken out and connected to the arithmetic processing unit 36 via the amplifier 32 and the AD converter 34. The output voltage of the Hall element 26 is amplified by the amplifier 32, converted into a digital signal by the AD converter 34, and then calculated by the arithmetic processing unit 3.
6 is input. The arithmetic processing unit 36 is a computer system centered on a CPU (central processing unit) and a memory device such as a RAM and a ROM, and performs arithmetic processing on an output signal from the Hall element 26.

【0012】次に、このホール素子26から出力される
信号(出力電圧)の特性について、図1(B)を参照し
て説明する。図1(B)に示されるように、ホール素子
26の出力電圧40は、ピストン12の位置の変化によ
って、ホール素子26の取付け位置を中心として対称の
山形の曲線となる。すなわち、ピストン12の中心がホ
ール素子26の取付け位置の中心に対応する点Sに位置
するときにホール素子26の出力電圧40は最大とな
り、ピストン12の中心が点Sから離れるに従って出力
電圧40は減少する。従って、ピストン12が移動して
点Sの近傍で停止すると、ホール素子26の出力電圧5
0は、その停止位置に対応する一定の大きさとなる。こ
こで、ピストン12がホール素子26の取付け中心位置
(停止予定位置)Sの近傍にきたことを示す信号を出力
するために、図1(B)に示されるように出力電圧の基
準レベルLが設定される。この基準レベルLは、ピスト
ン12の停止位置のばらつきが図1(B)の範囲R内に
確実に入るように設定される。
Next, the characteristics of the signal (output voltage) output from the Hall element 26 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1 (B), the output voltage 40 of the Hall element 26 becomes a hill-shaped curve symmetrical about the mounting position of the Hall element 26 due to the change of the position of the piston 12. That is, when the center of the piston 12 is located at the point S corresponding to the center of the mounting position of the Hall element 26, the output voltage 40 of the Hall element 26 becomes maximum, and the output voltage 40 increases as the center of the piston 12 moves away from the point S. Decrease. Therefore, when the piston 12 moves and stops near the point S, the output voltage 5
0 has a fixed size corresponding to the stop position. Here, in order to output a signal indicating that the piston 12 has come near the mounting center position (scheduled stop position) S of the Hall element 26, the reference level L of the output voltage is set as shown in FIG. Is set. The reference level L is set so that the variation in the stop position of the piston 12 is surely within the range R of FIG.

【0013】このホール素子26の出力電圧の演算処理
部36における処理について、図2を参照して説明す
る。図2は、ホール素子26の出力電圧に対する演算処
理の手順を示す説明図である。以下に説明する処理は、
図1(A)に示される演算処理部36において実行され
る。ピストン12が図1(B)に示される範囲Rに入る
と、図2(A)に示される出力電圧50は、あらかじめ
設定された基準レベルLを越える。これによって、図2
(B)に示されるピストン検知信号52がONになる。
同時に、図2(C)に示されるように、図2(A)の出
力電圧50の変化率(時間微分値)54が演算される。
そして、図2(B)のピストン検知信号52がONで、
かつ図2(C)の出力電圧変化率54が零という条件が
満たされると、図2(D)に示されるピストン停止検知
信号56がONとなる。
The processing of the output voltage of the Hall element 26 in the arithmetic processing unit 36 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram showing a procedure of calculation processing for the output voltage of the Hall element 26. The process described below
It is executed by the arithmetic processing unit 36 shown in FIG. When the piston 12 enters the range R shown in FIG. 1 (B), the output voltage 50 shown in FIG. 2 (A) exceeds the preset reference level L. As a result, FIG.
The piston detection signal 52 shown in (B) is turned on.
At the same time, as shown in FIG. 2C, the change rate (time differential value) 54 of the output voltage 50 in FIG. 2A is calculated.
Then, when the piston detection signal 52 of FIG. 2 (B) is ON,
When the condition that the output voltage change rate 54 in FIG. 2C is zero is satisfied, the piston stop detection signal 56 shown in FIG. 2D is turned ON.

【0014】さて、以上のような構成を有する本実施例
のピストン停止検知装置2におけるピストン停止の検知
の手順について、図1および図2を参照して説明する。
ピストン12が図1(A)の矢印Gの方向に移動する
と、図2(A)に示されるように、出力電圧50は次第
に傾きを大きくしながら増加する。これによって、図2
(C)に示される出力電圧変化率54も、次第に増加し
ていく。続いて、ピストン12がさらに矢印Gの方向に
移動することによって、図2(A)の出力電圧50は、
点50aにおいて基準レベルLを越える。これによっ
て、図2(B)に示されるピストン検知信号52が点5
2aからONになる。ピストン12が図1(B)の範囲
R内で停止すると、図2(A)に示されるように、停止
した点50bから出力電圧50は一定の値となる。これ
によって、図2(C)に示される出力電圧変化率54
は、点54bにおいて零となる。この結果、図2(B)
のピストン検知信号52がONで、かつ図2(C)の出
力電圧変化率54が零という条件が満たされるため、図
2(D)に示されるように、点56bにおいてピストン
停止検知信号56がONとなる。このようにして、ピス
トン12の停止位置のばらつきがあっても、無駄な待ち
時間を作ることなく、かつ確実に、ピストン停止を検知
することができる。
Now, the procedure for detecting the piston stop in the piston stop detecting device 2 of the present embodiment having the above-mentioned structure will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
When the piston 12 moves in the direction of arrow G in FIG. 1 (A), the output voltage 50 gradually increases while increasing the slope, as shown in FIG. 2 (A). As a result, FIG.
The output voltage change rate 54 shown in (C) also gradually increases. Subsequently, as the piston 12 further moves in the direction of arrow G, the output voltage 50 of FIG.
The reference level L is exceeded at the point 50a. As a result, the piston detection signal 52 shown in FIG.
Turns on from 2a. When the piston 12 stops within the range R of FIG. 1 (B), the output voltage 50 becomes a constant value from the stopped point 50b, as shown in FIG. 2 (A). As a result, the output voltage change rate 54 shown in FIG.
Becomes zero at the point 54b. As a result, FIG. 2 (B)
2C is ON, and the output voltage change rate 54 of FIG. 2C is zero, the piston stop detection signal 56 is changed at the point 56b as shown in FIG. 2D. Turns on. In this way, even if the stop position of the piston 12 varies, it is possible to reliably detect the piston stop without creating an unnecessary waiting time.

【0015】なお、本実施例においては、図2(C)に
示される出力電圧変化率54が最初に零になった時点
で、ピストン停止検知信号56をONにしている。しか
し、演算処理部36における信号処理の繰り返し時間間
隔が極めて短い場合には、図2(A)に示される出力電
圧50がまだ変化している途中でも、瞬間的に出力電圧
50の変化率が零と判定される可能性がある。このよう
な場合には、図2(C)の出力電圧変化率54が二回以
上の繰り返し処理で連続して零になったときに、ピスト
ン停止と判断する手法をとることもできる。これによっ
て、出力信号処理の繰り返し時間間隔を極めて短くした
場合でも、確実なピストン停止の判断を行うことができ
る。
In this embodiment, the piston stop detection signal 56 is turned on when the output voltage change rate 54 shown in FIG. 2 (C) first becomes zero. However, when the repeating time interval of the signal processing in the arithmetic processing unit 36 is extremely short, the rate of change of the output voltage 50 is instantaneously changed even while the output voltage 50 shown in FIG. 2A is still changing. It may be determined to be zero. In such a case, when the output voltage change rate 54 of FIG. 2 (C) becomes zero continuously by repeating the process twice or more, it is possible to determine that the piston is stopped. As a result, even if the repetition time interval of the output signal processing is made extremely short, it is possible to make a reliable determination of piston stop.

【0016】本実施例においては、磁界の大きさに比例
した信号を出力する磁界検出手段としてホール素子26
を用いた例について説明したが、MR素子等の他の磁界
検出手段を使用してもよい。また、磁界発生手段として
永久磁石14を用いた例について説明したが、電磁コイ
ル等の他の磁界発生手段を用いることもできる。ピスト
ン停止検知装置のその他の部分の構造,形状,大きさ,
材質,数,配置等についても、本実施例に限定されるも
のではない。
In this embodiment, the Hall element 26 is used as a magnetic field detecting means for outputting a signal proportional to the magnitude of the magnetic field.
However, other magnetic field detecting means such as an MR element may be used. Further, although the example in which the permanent magnet 14 is used as the magnetic field generating means has been described, other magnetic field generating means such as an electromagnetic coil may be used. Structure, shape, size of other parts of piston stop detection device
The material, number, arrangement, etc. are not limited to those in this embodiment.

【0017】さらに本実施例に固有の効果として、永久
磁石14を取り付けたピストン12とシリンダチューブ
20は、従来使用されているオートスイッチ付きシリン
ダのシリンダ部と同様の構造であるため、オートスイッ
チを演算処理部36が接続されたホール素子26と交換
するだけで、容易に本実施例の構成を実現できる。ま
た、ホール素子26を取付け位置変更可能にシリンダチ
ューブ20の外周に取り付けているため、ピストン12
の停止位置の大幅な変更があった場合でも直ちに対処で
きるという利点がある。
Further, as an effect peculiar to this embodiment, since the piston 12 and the cylinder tube 20 to which the permanent magnet 14 is attached have the same structure as the cylinder portion of the conventionally used cylinder with an auto switch, the auto switch is The configuration of the present embodiment can be easily realized only by replacing the arithmetic processing unit 36 with the connected Hall element 26. Further, since the hall element 26 is attached to the outer periphery of the cylinder tube 20 so that the attachment position can be changed, the piston 12
Even if there is a large change in the stop position of, there is an advantage that it can be dealt with immediately.

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明においては、ピストンに磁界発生
手段を、シリンダに磁界検出手段を設け、検出される磁
界の大きさとその変化率とからピストンの停止を判断す
るピストン停止検知装置を創出したために、ピストンの
停止位置のばらつきがあっても無駄な待ち時間を作るこ
となく、確実にピストンの停止を検知できる。これによ
って、シリンダ機構が多数使用される自動加工装置等の
運転効率を著しく向上させることができ、極めて実用的
なピストン停止検知装置となる。
According to the present invention, the piston stop detection device for determining the stop of the piston from the magnitude of the detected magnetic field and the change rate thereof is provided by providing the piston with the magnetic field generating means and the cylinder with the magnetic field detecting means. In addition, even if there is a variation in the stop position of the piston, it is possible to reliably detect the stop of the piston without creating an unnecessary waiting time. As a result, the operating efficiency of an automatic processing device or the like in which a large number of cylinder mechanisms are used can be significantly improved, and the piston stop detection device becomes extremely practical.

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

【図1】本発明に係るピストン停止検知装置の一実施例
を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a piston stop detection device according to the present invention.

【図2】ピストン停止検知装置の一実施例における出力
信号の処理を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing processing of an output signal in an embodiment of the piston stop detection device.

【図3】従来例のピストン停止検知装置を取り付けたワ
ーク把持装置を示す正面図である。
FIG. 3 is a front view showing a work gripping device to which a piston stop detection device of a conventional example is attached.

【図4】従来例のピストン停止検知装置を取り付けたワ
ーク把持装置の動作を示すタイミングチャートである。
FIG. 4 is a timing chart showing the operation of a work gripping device to which a conventional piston stop detection device is attached.

【符号の説明】 2 ピストン停止検知装置 12 ピストン 14 磁界発生手段 20 シリンダ 26 磁界検出手段 36 変化率演算手段 36 停止検知信号出力手段[Explanation of reference numerals] 2 piston stop detection device 12 piston 14 magnetic field generation means 20 cylinder 26 magnetic field detection means 36 change rate calculation means 36 stop detection signal output means

フロントページの続き (72)発明者 山田 拓治 茨城県筑波郡谷和原村絹の台4丁目2番2 号 エスエムシー株式会社筑波技術センタ ー内 (72)発明者 中村 武 茨城県筑波郡谷和原村絹の台4丁目2番2 号 エスエムシー株式会社筑波技術センタ ー内Front page continuation (72) Inventor Takuji Yamada 4-2-2 Kinunodai, Taniwahara-mura, Tsukuba-gun, Ibaraki SMC Tsukuba Technology Center (72) Inventor Takeshi Nakamura 4-chome, Taniwahara-mura, Tsukuba-gun, Ibaraki No. 2 SMC Tsukuba Technology Center

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリンダ内でスライドするピストンの停
止を検知する装置であって、 前記ピストンに設けられた磁界発生手段と、 前記ピストンが停止する位置の近傍の前記シリンダに設
けられ、磁界の大きさに比例した信号を出力する磁界検
出手段と、 前記磁界検出手段から出力される信号の大きさの変化率
を演算する変化率演算手段と、 該変化率演算手段により演算された変化率が零でかつ前
記磁界検出手段から出力された信号が所定の大きさ以上
のときに停止検知信号を出力する停止検知信号出力手
段、とを有するピストン停止検知装置。
1. A device for detecting a stop of a piston sliding in a cylinder, comprising magnetic field generating means provided in the piston, and a magnetic field magnitude provided in the cylinder near a position where the piston stops. Magnetic field detecting means for outputting a signal proportional to the magnetic field, change rate calculating means for calculating the change rate of the magnitude of the signal output from the magnetic field detecting means, and the change rate calculated by the change rate calculating means is zero. And a stop detection signal output means for outputting a stop detection signal when the signal output from the magnetic field detection means is equal to or larger than a predetermined magnitude, and a piston stop detection device.
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