JPH07190704A - ピストン位置検出装置 - Google Patents

ピストン位置検出装置

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JPH07190704A
JPH07190704A JP33039793A JP33039793A JPH07190704A JP H07190704 A JPH07190704 A JP H07190704A JP 33039793 A JP33039793 A JP 33039793A JP 33039793 A JP33039793 A JP 33039793A JP H07190704 A JPH07190704 A JP H07190704A
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JP
Japan
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output
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signal
selection signal
magnetic
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Application number
JP33039793A
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English (en)
Inventor
Hideki Uchiyama
英樹 内山
Takuji Yamada
拓治 山田
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SMC Corp
Original Assignee
SMC Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】外部の磁界発生源による磁界の強さに起因する
ピストン位置検出信号の誤動作を簡単な回路構成で確実
に回避することが可能なピストン位置検出装置を提供す
る。 【構成】ピストン位置検出信号出力回路22は、ピスト
ンに装着された磁石による磁界の強さを検出する磁気検
出センサ18と、この磁気検出センサ18から出力され
る磁界の強さに対応した電圧V1 と設定電圧V2 との比
較結果を出力する比較器26と、空気圧シリンダの外部
の磁界発生源による磁界の強さを検出する磁気検出セン
サ19〜21と、磁気検出センサ19〜21から出力さ
れる信号を微分する微分回路30と、この微分された信
号を所定時間保持した出力選択信号を出力する出力選択
信号生成回路32と、前記出力選択信号によって前記比
較器26から出力されるピストン位置検出信号の出力を
所定期間保持する出力回路28とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はピストン位置検出装置に
関し、一層詳細には、圧縮空気の作用下に空気圧シリン
ダ内を摺動するピストンの位置を検出するピストン位置
検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、溶接ロボットでは、ワークを溶
接する際に、溶接ロボットのワーク固定台に位置決めさ
れたワークを空気圧シリンダのピストンロッドの先端部
に取着された押圧部材によって押圧して固定した後、ワ
ークの溶接部に溶接電流を通電して溶接している。
【0003】この場合、前記空気圧シリンダのピストン
には、磁界発生源としての永久磁石が装着され、この永
久磁石の磁界の強さを空気圧シリンダの筒部外周に配設
した磁気検出センサによって検出することにより、空気
圧シリンダ内のピストン位置を検出し、このピストン位
置の検出結果に基づいてワークが押圧されているか否か
を溶接ロボットの制御装置によって判定している。
【0004】ところで、前記ピストン位置を検出する磁
気検出センサは磁界の強さを検出して誤動作することが
あり、この誤動作を回避する技術的思想が実開昭62−
150605号公報に開示されている。
【0005】前記公報に開示されている技術は、ピスト
ンに装着された永久磁石の磁界の強さを検出する第1の
磁界検出手段と、空気圧シリンダの外部に発生源を持つ
磁界に対して前記第1の磁界検出手段より高感度な第2
の磁界検出手段とを、空気圧シリンダの外部に装着し、
前記第1の磁界検出手段から出力される検出結果と第2
の磁界検出手段から出力される検出結果とを出力選択手
段に対して出力するものであり、外部からの磁界の検出
信号が第2の磁界検出手段から出力されていないとき、
前記出力選択手段は第1の磁界検出手段の検出結果をそ
のまま出力し、また、外部からの磁界の検出信号が第2
の磁界検出手段から出力されている場合は、この外部か
らの磁界によって第1の磁界検出手段の検出結果が誤動
作するものとして、第2の磁界検出手段が外部からの磁
界を検出している期間、第1の磁界検出手段の検出結果
を出力するものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術における磁気検出センサの誤動作を回避する方法
では、外部の磁界発生源から第1の磁界検出手段に対し
て作用する三次元方向のベクトルを有する夫々の磁界の
強さによる第1の磁界検出手段の誤動作を回避するため
には、三次元座標におけるX軸、Y軸およびZ軸方向の
磁界の強さを検出する3つの第2の磁界検出手段を配設
し、さらに、夫々の第2の磁界検出手段に対応した3つ
の出力選択回路および夫々の出力選択回路から出力され
る信号の論理和演算をする論理和演算回路が必要とな
り、このため、電気回路が複雑になるとともに、ピスト
ン位置検出装置の製作コストが上昇するという問題があ
る。
【0007】本発明はこのような問題を解決するために
なされたものであり、ピストンに装着された永久磁石に
よる磁界の強さをシリンダの外部に取着された磁気検出
センサによって検出することにより、空気圧シリンダ内
を摺動するピストンの位置を検出するピストン位置検出
装置において、空気圧シリンダの外部の磁界発生源によ
る磁界の強さに起因する前記ピストン位置検出信号の誤
動作を簡単な回路構成で確実に回避することが可能なピ
ストン位置検出装置を提供することを目的とする。
【0008】
【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、空気圧シリンダ内を摺動するピストン
の外周に装着された環状の磁石による磁界の強さを検出
して、前記ピストンの位置を検出するピストン位置検出
装置であって、前記空気圧シリンダの筒部外周に取着さ
れて、前記磁石による磁界の強さを検出する第1の磁気
検出手段と、前記第1の磁気検出手段から出力される前
記磁石による磁界の強さに対応する電圧と予め設定され
た設定電圧とを比較してピストン位置検出信号を出力す
る比較手段と、前記磁石による磁界の強さを検出しない
位置に配設され、前記シリンダに作用する外部の磁界発
生源による三次元方向のベクトルを有する夫々の磁界の
強さを検出する複数の磁気検出センサからなる第2の磁
気検出手段と、直列に接続され、且つ他の抵抗とで分圧
回路を構成する前記夫々の磁気検出センサから出力され
る磁気検出信号を微分する微分手段と、前記微分手段か
ら出力される微分信号に基づいて、前記微分信号を所定
期間保持した出力選択信号を生成する出力選択信号生成
手段と、前記出力選択信号生成手段から出力選択信号が
出力されないとき、前記比較手段から出力されたピスト
ン位置検出信号を出力し、且つ前記出力選択信号生成手
段から出力選択信号が出力されたとき、当該出力選択信
号が出力される期間中、前記比較手段から出力されるピ
ストン位置検出信号の出力を保持する出力手段と、を備
えることを特徴とする。
【0009】
【作用】本発明に係るピストン位置検出装置では、空気
圧シリンダ内を摺動するピストンの外周に装着された環
状の磁石の磁界の強さを第1の磁気検出手段によって検
出して、当該磁界の強さに対応した電圧と設定電圧とを
比較手段で比較し、ピストン位置検出信号を出力手段に
対して出力する。
【0010】一方、前記空気圧シリンダに対して作用す
る外部の磁界発生源による磁界の強さを、複数の磁気セ
ンサからなる第2の磁気検出手段によって検出して、当
該検出信号を微分手段に対して出力する。前記微分手段
は前記検出信号を微分して出力選択信号生成手段に対し
て出力し、前記出力選択信号生成手段は前記微分手段か
ら出力された微分信号を所定期間保持した出力選択信号
を生成して前記出力手段に対して出力する。
【0011】前記出力手段は前記出力選択信号が出力さ
れないとき、前記比較手段から出力された信号を出力
し、一方、前記出力選択信号が出力されたとき、当該出
力選択信号が出力されたときの前記比較手段の出力を所
定期間保持する。
【0012】このように、外部の磁界発生源による磁界
の強さが空気圧シリンダに対して作用したとき、比較手
段から出力されるピストン位置検出信号を所定期間保持
することができる。
【0013】
【実施例】次に、本発明に係るピストン位置検出装置に
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。
【0014】図1は本発明を実施するピストン位置検出
装置10の構成を示す。
【0015】ピストン位置検出装置10は、空気圧シリ
ンダ12の外周部に取着され、ピストン14の外周に固
着された環状の磁石16による磁界の強さを検出する磁
気抵抗素子からなる磁気検出センサ18と、前記磁石1
6による磁界の影響を受けない位置に配設され、空気圧
シリンダ12の外部の磁気発生源による磁界の強さを検
出する磁気抵抗素子からなる磁気センサ19、20およ
び21を備え、磁気センサ19〜21は直列に接続さ
れ、且つ他の抵抗とで分圧回路を構成し、磁気検出セン
サ19は予め設定された基準となる三次元座標系におけ
るX軸方向の磁界の強さを検出し、磁気検出センサ20
は基準となる三次元座標系におけるY軸方向の磁界の強
さを検出し、磁気検出センサ21は基準となる三次元座
標系におけるZ軸方向の磁界の強さを検出する。
【0016】ピストン位置検出装置10は、前記磁気検
出センサ18および磁気検出センサ19〜21から出力
される磁界の強さに対応する夫々の電圧に基づいてピス
トン位置検出信号をシーケンサ24に対して出力するピ
ストン位置検出信号出力回路22を備え、シーケンサ2
4は前記ピストン位置検出信号に基づいて図示しない溶
接ロボットに対して駆動信号を出力する。
【0017】図2はピストン位置検出信号出力回路22
の構成を示すブロック図である。
【0018】ピストン位置検出信号出力回路22は、比
較器26と、電圧設定器27と、出力回路28と、微分
回路30と、出力選択信号生成回路32とから構成さ
れ、比較器26は磁気検出センサ18から出力される磁
石16による磁界の強さに対応する電圧V1 と電圧設定
器27に予め設定された設定電圧V2 を比較し、この比
較結果の信号を出力回路28に対して出力する。
【0019】一方、微分回路30は磁気検出センサ19
〜21のいずれかから出力される電圧を微分した微分信
号を出力選択信号生成回路32に対して出力し、出力選
択信号生成回路32は前記微分信号に基づいて前記比較
器26から出力される信号を所定期間保持するか否かの
出力選択信号を出力回路28に対して出力する。
【0020】前記ピストン14にはピストンロッド34
が軸着され、さらに、ピストン14によって区分された
二つの室には流体用の管路36、37が夫々連通されて
いる。
【0021】以上ように構成されるピストン位置検出装
置10において、空気圧シリンダ12内を摺動するピス
トン14の位置を検出する動作について、図3のタイミ
ングチャートを参照して説明する。
【0022】図示しない圧縮空気供給源から管路36を
介してシリンダ室38に供給された圧縮空気の作用下に
ピストン14が図1矢印G方向に移動を開始し、磁石1
6による磁界の強さに対応した電圧V1 が磁気検出セン
サ18から出力され、この電圧V1 と電圧設定器27に
予め設定された設定電圧V2 とが比較器26において比
較され、電圧V1 <設定電圧V2 であるとき、比較器2
6から電圧「H」が出力される(図3(イ)参照)。
【0023】このとき、外部の磁界発生源による磁界の
強さ(以下、磁気ノイズという)が磁気検出センサ19
〜21には検出されていない。従って、出力選択信号生
成回路32から出力される電圧は「H」となり(図3
(ロ)参照)、このため、比較器26から出力される電
圧「H」の信号が、そのまま出力回路28からシーケン
サ24に対して出力される(図3(ハ)参照)。
【0024】さらに、ピストン14が移動して所定の位
置L1 (図1参照)に達し、磁気検出センサ18から出
力される電圧V1 が設定電圧V2 より高くなると、比較
器26から出力回路28に対して電圧「L」が出力され
る(図3(ニ)参照)。この場合も、磁気検出センサ1
9〜21に磁気ノイズが検出されていないと(図3
(ホ)参照)。従って、比較器26から出力された電圧
「L」は出力回路28からシーケンサ24に対して出力
される(図3(ヘ)参照)。
【0025】次いで、ピストン14が空気圧シリンダ1
2の終端LO に達して(図1参照)、ピストンロッド3
4の先端部に取着された押圧部材によってワークが押圧
され、所定時間経過後シーケンサ24から図示しない溶
接ロボットに対して溶接電流の通電信号が出力されてワ
ークが溶接される。
【0026】前記溶接電流の通電によって生じた磁気ノ
イズが磁気検出センサ19、20または21によって検
出されて、この磁気ノイズに対応した電圧V3 が微分回
路30に対して出力され、さらに微分回路30で微分さ
れる。
【0027】前記微分信号が微分回路30から出力選択
信号生成回路32に対して出力されると、この微分信号
に基づいて出力選択信号生成回路32は出力回路28に
対して信号「L」が出力され(図3(ト)参照)、該信
号「L」は所定期間t保持され、この信号「L」の期間
だけ出力回路28からシーケンサ24に対して出力され
る信号が保持される。
【0028】このとき、前記溶接電流の通電によって生
じた磁気ノイズが磁気検出センサ18によって検出さ
れ、比較器26から電圧「H」が出力回路28に対して
出力されても(図3(チ)参照)、出力回路28から出
力される信号は出力選択信号生成回路32から出力され
た信号「L」によって、保持されるため変化することが
ない。
【0029】以上説明したように、本実施例によれば、
磁気検出センサ19〜21のいずれかによって検出され
る夫々の磁気ノイズは微分回路30によって微分され、
この微分された磁気ノイズに対応した信号は出力選択信
号生成回路32に対して出力される。出力選択信号生成
回路32は、出力回路28に対して出力信号を所定時間
t保持する信号を出力するため、外部の磁界発生源によ
る磁界により磁気検出センサ18の出力が変化した場合
であっても、出力回路28からシーケンサ24に対して
出力されるピストン位置検出信号の誤動作を抑止するこ
とができる。
【0030】なお、本実施例では、磁気検出センサ18
から出力される検出された磁石16の磁界の強さに対応
する電圧が「L」の場合について説明したが、第1の磁
気検出センサ18から出力される電圧が「H」の場合で
あっても、出力選択信号生成回路32から信号「L」が
出力された場合は、出力回路28から出力される電圧は
前述の実施例と同様に所定時間t保持される。
【0031】
【発明の効果】本発明に係るピストン位置検出装置で
は、空気圧シリンダに対して外部の磁界発生源による磁
界の強さが作用したとき、比較手段から出力されるピス
トン位置検出信号を所定期間保持することができるた
め、空気圧シリンダに対して作用する外部の磁界発生源
による磁界の強さによってピストン位置検出信号が誤動
作することを阻止することができる。
【0032】さらに、夫々の磁気センサのいずれかに検
出された外部の磁気発生源による磁界の強さを単一の微
分回路で検出することができるため、電気回路の簡素化
が可能となり、ピストン位置検出装置の製作コストを削
減でき、安価なピストン位置検出装置の提供を実現する
ことが可能になるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に用いられるピストン位置検出
装置の構成を示す図である。
【図2】図1の実施例に示すピストン位置検出装置のピ
ストン位置検出信号出力回路の構成を示すブロック図で
ある。
【図3】図1に示す実施例において、出力選択信号生成
回路から出力される出力選択信号によって、出力回路か
ら出力される信号が保持される動作を説明するタイミン
グチャートである。
【符号の説明】
10…ピストン位置検出装置 12…空気圧シリ
ンダ 14…ピストン 16…磁石 18〜21…磁気検出センサ 22…ピストン位
置検出信号出力回路 24…シーケンサ 26…比較器 28…出力回路 30…微分回路 32…出力選択信号生成回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】空気圧シリンダ内を摺動するピストンの外
    周に装着された環状の磁石による磁界の強さを検出し
    て、前記ピストンの位置を検出するピストン位置検出装
    置であって、 前記空気圧シリンダの筒部外周に取着されて、前記磁石
    による磁界の強さを検出する第1の磁気検出手段と、 前記第1の磁気検出手段から出力される前記磁石による
    磁界の強さに対応する電圧と予め設定された設定電圧と
    を比較してピストン位置検出信号を出力する比較手段
    と、 前記磁石による磁界の強さを検出しない位置に配設さ
    れ、前記シリンダに作用する外部の磁界発生源による三
    次元方向のベクトルを有する夫々の磁界の強さを検出す
    る複数の磁気検出センサからなる第2の磁気検出手段
    と、 直列に接続され、且つ他の抵抗とで分圧回路を構成する
    前記夫々の磁気検出センサから出力される磁気検出信号
    を微分する微分手段と、 前記微分手段から出力される微分信号に基づいて、前記
    微分信号を所定期間保持した出力選択信号を生成する出
    力選択信号生成手段と、 前記出力選択信号生成手段から出力選択信号が出力され
    ないとき、前記比較手段から出力されたピストン位置検
    出信号を出力し、且つ前記出力選択信号生成手段から出
    力選択信号が出力されたとき、当該出力選択信号が出力
    される期間中、前記比較手段から出力されるピストン位
    置検出信号の出力を保持する出力手段と、 を備えることを特徴とするピストン位置検出装置。
JP33039793A 1993-12-27 1993-12-27 ピストン位置検出装置 Pending JPH07190704A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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