JPH0665885B2 - アクチュエータの制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、アクチュエータの制御装置に関する。

［従来の技術］ 液体エネルギを機械的エネルギに変換するために従来か
ら各種のアクチュエータが採用され広汎に普及してい
る。周知の通り、アクチュエータは、往復動形と回転形
とに大きく分けることができるが、個々のアクチュエー
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。従って、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ュエー
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、コントロールボックスとアクチュエータとは
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
チュ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には一対のリミットスイッチ（図示せ
ず）が設けられ、これあのリミットスイッチの検出した
信号をコントローラ２にフィードバックするために、別
途、検出信号伝達用配線が設けられ、これが検出器１２
ａ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、誤動作が惹起するのも稀ではなかった。

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、アクチュ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。従って、アクチュエータの動作時間にも制約が
出てくる等の不都合があった。

そこで、本発明は、各アクチュエータに制御手段を設
け、該制御手段を信号伝達手段によって接続し、該制御
手段にはコミュニケーションインタフェースを設けて前
記各アクチュエータ間を共通の信号伝達手段で接続して
配線を簡素化し、制御の確実性を向上させ、誤動作を回
避することができるとともにレスポンスも迅速に行われ
るアクチュ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、複数個のアク
チュエータと、前記アクチュエータの駆動制御を行う制
御手段と、 前記制御手段と夫々直接に若しくはコネクタによって間
接的に接続される、複数のアクチュエータを制御するた
めの制御信号を送給する信号伝達手段と、を備え、 前記制御手段は夫々のアクチュエータに付設された筐体
内に設けられ、前記信号伝達手段から送給される前記ア
クチュエータの制御信号を取り込むコミュニケーション
インタフェースを有し、前記コミュニケーションインタ
フェースは自らのアクチュエータの制御信号と他のアク
チュエータの制御信号とを判別し、他のアクチュエータ
の制御信号を該他のアクチュエータに対して送給するも
のであることを特徴とする。

［作用］ 本発明に係るアクチュエータの制御装置では、各アクチ
ュエータに付設された筐体内のコミュニケーションイン
タフェースが信号伝達手段から送られてくる自らのアク
チュエータの制御信号を取り込み、他のアクチュエータ
の制御信号は該他のアクチュエータに送給して当該アク
チュエータを駆動制御する。このようにして、共通の信
号伝達手段を用いて制御信号を各アクチュエータに供給
して個々のアクチュエータを夫々の制御手段で制御する
ことができる。

［実施例］ 次に、本発明に係るアクチュ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ュエータを示し、これらのア
クチュエータ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、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には一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ュエータ２
０ａ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、アクチュエータ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、前記アクチュエー
タ２０ａ乃至２０ｆには、信号生成手段としてのコンピ
ュータ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受信するために信号伝達手段として
のループ状の光ファイバ３２が接続される。この場合、
光ファイバ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ュエータの内部構
造について、第３図を参照して説明する。

個々のアクチュエータ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３４にブロック体
からなる制御手段としての制御装置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ッド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３
８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、設置装置３６について説明する。制御装置３６
は、夫々のアクチュエータ２０ａ乃至２０ｆに付設され
た筐体５０内にある弁機構５２、入出力回路５４、検出
装置５６、駆動装置５８および演算装置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。前記空気供給管路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６
６、６８を介して接続され、他方において、演算装置６
０にバス線７０を介して接続されている（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を介して演算装
置６０に供給される。すなわち、演算装置６０は、その
内部に記憶メモリ７２、ＣＰＵ７４およびコミュニケー
ションインタフェース７５を含む。コミュニケーション
インタフェース７５は、自ら有するアドレスに基づき光
ファイバ３２から送給されてくるコミュニケーションモ
ジュール等のデータ信号を取り込み、内蔵されるＣＰＵ
７４に送る。また、アクチュエータ２０ａ乃至２０ｆの
動作中に係るデータ信号をコンピュータ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
ュエータ２０ａ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アクチュエータ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ュエータ
２０ａ乃至２０ｆにループ状に接続される光ファイバ３
２、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。

アクチュエータ２０ａ乃至２０ｆを構成する筺体５０の
上面には、第１のソケット７６と第２のソケット７８と
を配設し、夫々のソケット７６、７８に給気用チューブ
管継手８０ａ、８２ａ、排気用チューブ管継手８０ｂ、
８２ｂ、導線２６用のコネクタ８４ａ、８４ｂ、８６
ａ、８６ｂおよび一対の光ファイバ用コネクタ８８ａ、
８８ｂ、９０ａ、９０ｂを形成する。破線で示すよう
に、給気用チューブ管継手８０ａは、第２ソケット７８
の排気用チューブ管継手８０ｂと筺体５０の内部で接続
され、給気用チューブ管継手８２ａも排気用チューブ管
継手８２ｂと同様に接続されるものである。導線用のコ
ネクタ８４ａ、８４ｂ、８６ａ、８６ｂおよび光ファイ
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ュエータの作用並
びに効果について説明する。

空気供給源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、アクチュ
エータ２０ａの管継手８０ａを介して弁機構５２に導入
され、前記の通り、この空気は管継手８０ｂを介して次
段のアクチュエータ２０ｂに同圧で到達する。アクチュ
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給気用チューブ管
継手８０ａ、８２ａに至ると、今度は、排気用チューブ
管継手８０ｂ、８２ｂを介して空気供給源２４ａ乃至２
４ｃへ帰還される。電源２８を付勢すれば、その電源２
８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ュエータ２０ａ乃至２０ｆのコ
ネクタ８４ａ、８４ｂを経て駆動装置５８等へ供給され
る。

一方、光ファイバ３２から送給される光信号化された個
々のアクチュエータ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のコミュニケーションインタフェース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ＣＰＵ７４に導入される。すなわち、前記コミュニケ
ーションインタフェース７５は、当該アクチュエータ２
０ａ乃至２０ｆに係るアドレス信号に付随するデータ信
号を演算装置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ュエータ２０ａ乃至２０
ｆにそのまま転送する。そして、これらの信号は、光フ
ァイバ３２、コネクタ９０ａ、９０ｂを介して主制御装
置としてのコンピュータ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、ＣＰＵ７
４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装置５
８に送給して弁機構５２等の付勢、減勢制御を行う。検
出装置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
５４はこれを再びＣＰＵ７４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ュニケーション
インタフェース７５を介してコンピュータ３０に送給す
る。このような制御システムで個々のアクチュエータ２
０ａ乃至２０ｆは、夫々制御されることになる。

なお、複数個のアクチュエータ２０ａ乃至２０ｆ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、演
算装置６０から他のアクチュエータ２０ａ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
該アクチュエータ２０ａ乃至２０ｆの制御を行うことが
可能となる。すなわち、アクチュエータ２０ａ乃至２０
ｆ相互間で制御に関するコミュニケーションが可能とな
り、従来技術が行っていた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ュエータの制御装置の他の
実施例を示す。

この場合、光ファイバ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、個々のアクチュエータ
２０ａ乃至２０ｆに対して前記光ファイバ３２に夫々の
アクチュエータ２０ａ乃至２０ｆのアドレスにより信号
を導出する分岐装置９２ａ乃至９２ｆを設けている。光
ファイバ３２とコンピュータ３０とは他の分岐装置９４
を介して接続される。

［発明の効果］ 本発明によれば、客体を駆動制御する複数のアクチュエ
ータの夫々に対して筐体を設け、この筐体内に制御手段
を配設している。そしてこの制御手段に設けられたコミ
ュニケーションインタフェースを介して信号伝達回路か
ら送られてくる自らのアクチュエータの制御信号を取り
込み制御すると共に他のアクチュエータの制御信号はそ
のまま該他のアクチュエータ側へと送給する。これによ
ってアクチュエータ相互間の配線を簡素化することがで
き、ノイズの発生や、配線ミス等の不都合を回避するこ
とが可能となり、しかもレスポンスも迅速化できる。さ
らに、制御手段をアクチュエータに付設された筐体内に
配設しているため、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信
頼性の向上が達成される等、種々の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来技術に係るアクチュエータと、配管系、
制御系との接続関係を示す説明図、 第２図乃至第７図は、本発明に係るものであり、第２図
は、並設されたアクチュ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、アクチュエータの内部構造を示す説明図、 第４図は、アクチュエータの制御装置の説明図、 第５図は、アクチュ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、アクチュ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
れるアクチュエータの説明図である。 ２０ａ〜２０ｆ…アクチュエータ、２２…空気供給管路 ２４ａ〜２４ｃ…空気供給源、２６…導線 ２８…電源、３０…コンピュータ ３２…光ファイバ、３４…シリンダ部 ３６…制御装置、３８…シリンダ ４０…ピストン、４２…ピストンロッド 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…検出装置、５８…駆動装置 ６０…演算装置、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…コミュニケーションインタフェース ７６…第１ソケット、７８…第２ソケット ８０ａ、８０ｂ、８２ａ、８２ｂ…チューブ管継手 ８４ａ、８４ｂ、８６ａ、８６ｂ、８８ａ、８８ｂ、９
０ａ、９０ｂ…コネクタ ９２ａ〜９２ｆ、９４…分岐装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−142104（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−45605（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−64502（ＪＰ，Ａ) 特公 昭56−49027（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数個のアクチュエータと、 前記アクチュエータの駆動制御を行う制御手段と、 前記制御手段と夫々直接に若しくはコネクタによって間
   接的に接続される、複数のアクチュエータを制御するた
   めの制御信号を送給する信号伝達手段と、を備え、 前記制御手段は夫々のアクチュエータに付設された筐体
   内に設けられ、前記信号伝達手段から送給される前記ア
   クチュエータの制御信号を取り込むコミュニケーション
   インタフェースを有し、前記コミュニケーションインタ
   フェースは自らのアクチュエータの制御信号と他のアク
   チュエータの制御信号とを判別し、他のアクチュエータ
   の制御信号を該他のアクチュエータに対して送給するも
   のであることを特徴とするアクチュエータの制御装置。