JPH07259801A - Air servocylinder system - Google Patents

Air servocylinder system

Info

Publication number
JPH07259801A
JPH07259801A JP6077991A JP7799194A JPH07259801A JP H07259801 A JPH07259801 A JP H07259801A JP 6077991 A JP6077991 A JP 6077991A JP 7799194 A JP7799194 A JP 7799194A JP H07259801 A JPH07259801 A JP H07259801A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
solenoid valve
pneumatic cylinder
control
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6077991A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Minoru Ito
稔 伊藤
Masayuki Kudo
真之 工藤
Masayuki Koketsu
雅之 纐纈
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CKD Corp
Original Assignee
CKD Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CKD Corp filed Critical CKD Corp
Priority to JP6077991A priority Critical patent/JPH07259801A/en
Publication of JPH07259801A publication Critical patent/JPH07259801A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To provide an air servocylinder system which can realize excellent position precision, the speed precision of super slow speed drive and followability. CONSTITUTION:In the case of an air servocylinder system having a pneumatic pressure cylinder 1; control valves 6, 7 to control fluid pressure; a control circuit to control signals to the control valves 6, 7; and a position detecting means 2 that detects the drive position of the pneumatic pressure cylinder 1 and conducts feedback to the control circuit, the control valves are solenoid valves that conduct time opening/closing action according to pulse frequency, and these solenoid valves are made up of a solenoid valve 6 for feeding that carries out the feeding of air to a pressure chamber in the pneumatic pressure cylinder 1 and a solenoid valve 7 for discharge that carries out the discharge of the air of the pressure chamber, and the control circuit possesses an amplification means 4 to amplify a difference between the position sensor signal of the position detecting means 2 and an input signal inputted from the outside so as to command a free piston position to the control valves 6, 7; and a pulse conversion means 5 to convert a signal from the amplification means 4 into a pulse signal.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、空気圧により駆動され
るシリンダユニットに関し、さらに詳細には超低速駆動
が可能で、途中位置での停止も含めて正確な位置精度
と、高い応答性能とを備えた位置制御シリンダユニット
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cylinder unit driven by air pressure. More specifically, it can be driven at an extremely low speed, and can achieve accurate position accuracy including stop at an intermediate position and high response performance. The present invention relates to a position control cylinder unit provided.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体製造設備をはじめとする広
範な分野において、物品の搬送用に流体圧シリンダユニ
ットが使用されている。例えば半導体製造分野において
は、多種類の製造装置間もしくは装置内で、ウェハある
いはウェハカセットを搬送する必要があるからである。
ここで、ウェハの搬送には高い位置精度が要求される場
合が多い。特にウェハ上に微細回路の加工を行う工程に
おいては、位置決め精度の良否が製品歩留まりに大きく
影響するからである。また、半導体製造工程はその性質
上パーティクルの発生やウェハへの衝撃を極度に嫌うた
め、超低速駆動であってもやはり高い位置精度が要求さ
れる。このような場合、空気圧シリンダ以外の例えばパ
ルスモータ等を駆動源とする方法も考えられるが、大形
化や相当なコスト上昇を伴ってしまう。そのため、小型
化及び低コスト化が可能な空気圧シリンダを用いた搬送
装置が望まれている。
2. Description of the Related Art Conventionally, fluid pressure cylinder units have been used for conveying articles in a wide range of fields including semiconductor manufacturing equipment. This is because, for example, in the field of semiconductor manufacturing, it is necessary to transfer wafers or wafer cassettes between or within various types of manufacturing equipment.
Here, in many cases, high positional accuracy is required for wafer transportation. This is because, particularly in the process of processing a fine circuit on a wafer, the quality of positioning accuracy has a great influence on the product yield. Further, since the semiconductor manufacturing process is extremely disliked by the generation of particles and the impact on the wafer due to its nature, high positional accuracy is still required even at ultra-low speed driving. In such a case, a method of using a pulse motor or the like other than the pneumatic cylinder as a drive source is conceivable, but the size becomes large and the cost increases considerably. Therefore, there is a demand for a transfer device using a pneumatic cylinder that can be reduced in size and cost.

【0003】ここで、図12において、実公平5ー42
242号公報により開示された従来のエアーサーボシリ
ンダシステムを示す。負荷51が、それを駆動する複動
形空気圧シリンダ52内のピストン52cに係合したロ
ッド52dの先端に設けられている。その複動形空気圧
シリンダ52は、ピストン52cによってヘッド側圧力
室52aと、ロッド側圧力室52bに仕切られている。
そして、ヘッド側圧力室52aと、ロッド側圧力室52
bには、それぞれ圧力調整を行うための電空比例弁5
3,54が接続され、各々に空気源55が接続されてい
る。
Here, in FIG. 12, the actual fairness is 5-42.
1 shows a conventional air servo cylinder system disclosed by Japanese Patent No. 242. A load 51 is provided at the tip of a rod 52d engaged with a piston 52c in a double-acting pneumatic cylinder 52 that drives the load 51. The double-acting pneumatic cylinder 52 is partitioned by a piston 52c into a head side pressure chamber 52a and a rod side pressure chamber 52b.
Then, the head side pressure chamber 52a and the rod side pressure chamber 52
b is an electropneumatic proportional valve 5 for adjusting the pressure.
3, 54 are connected, and an air source 55 is connected to each.

【0004】一方、ロッド側には、負荷1の現在位置を
アナログ信号として検出する直線運動形のポテンショメ
ータ56が備えられている。そして、そのポテンショメ
ータ56にはA/D変換器57を介してマイクロコンピ
ュータ58が接続されている。また、このマイクロコン
ピュータ58には、フロッピーディスクドライブ59、
計測値と設定値との誤差を表示する誤差表示器60、そ
して、デジタル信号をアナログ信号に変換するD/A変
換器61が接続されている。更に、このD/A変換器6
1には、PID調節器62を介して、電空比例弁53,
54に接続されたサーボアンプ63に接続されている。
この電空比例弁53,54は、与えられた電圧値に比例
して弁開度を調節する機能を有する弁である。
On the other hand, a linear movement type potentiometer 56 for detecting the current position of the load 1 as an analog signal is provided on the rod side. A microcomputer 58 is connected to the potentiometer 56 via an A / D converter 57. Further, the microcomputer 58 includes a floppy disk drive 59,
An error indicator 60 for displaying an error between a measured value and a set value and a D / A converter 61 for converting a digital signal into an analog signal are connected. Furthermore, this D / A converter 6
1 through the PID controller 62, the electropneumatic proportional valve 53,
It is connected to the servo amplifier 63 connected to 54.
The electro-pneumatic proportional valves 53, 54 are valves having a function of adjusting the valve opening in proportion to a given voltage value.

【0005】このような構成によるエアーサーボシリン
ダシステムは次のように作用する。電空比例弁53,5
4の開閉動作により、空気源55から供給される空気圧
の調整が行われる。先ず、フロッピーディスクドライブ
59からマイクロコンピュータ58に目標停止位置が設
定される。そして、負荷51の現在位置がポテンショメ
ータ56で検出され、その検出信号がA/D変換器を介
して割り込み処理によりマイクロコンピュータ58に入
力される。ここで、目標停止位置との誤差が演算され、
制御電圧信号が出力される。
The air servo cylinder system having such a structure operates as follows. Electro-pneumatic proportional valve 53,5
By the opening / closing operation of 4, the air pressure supplied from the air source 55 is adjusted. First, a target stop position is set in the microcomputer 58 from the floppy disk drive 59. Then, the current position of the load 51 is detected by the potentiometer 56, and the detection signal is input to the microcomputer 58 by interrupt processing via the A / D converter. Here, the error from the target stop position is calculated,
The control voltage signal is output.

【0006】その制御電圧信号は、D/A変換器61に
よりアナログ電圧信号に変換された後、PID調節器6
2を介してサーボアンプ63に入力される。そして、サ
ーボアンプ63から電流信号として電空比例弁53,5
4のソレノイドに送られ、空気圧シリンダ52内の圧力
室52a,52bの一方に空気圧を供給すると共に、他
方から排気することによりピストン52cを駆動する。
そして、駆動終期においては、順次減少する複数の信号
を断続的なパルスとして電空比例弁に印加して、目標停
止位置に精度良く停止するよう速度を漸減させるように
したものである。
The control voltage signal is converted into an analog voltage signal by the D / A converter 61, and then the PID controller 6
2 is input to the servo amplifier 63. Then, as a current signal from the servo amplifier 63, the electropneumatic proportional valves 53, 5
No. 4 solenoid, the air pressure is supplied to one of the pressure chambers 52a and 52b in the pneumatic cylinder 52, and the piston 52c is driven by exhausting air from the other.
At the end of driving, a plurality of signals that decrease in sequence are applied as intermittent pulses to the electropneumatic proportional valve to gradually reduce the speed so as to accurately stop at the target stop position.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来のエアーサーボシリンダシステムにおいては、以
下の問題点があった。例えば半導体製造設備のウェハ搬
送装置等で要求される超低速駆動に関しては何ら考慮さ
れておらず、これら従来技術による空気圧シリンダで超
低速駆動を行うと、飛び出し現象の繰り返し、いわゆる
ステップスリップ現象が起こり、ピストンは段付きの動
きを示しスムーズな駆動が得られないものとなる。
However, the conventional air servo cylinder system described above has the following problems. For example, no consideration is given to the ultra-low speed drive required in the wafer transfer device of semiconductor manufacturing equipment, etc., and when the ultra-low-speed drive is performed by the pneumatic cylinders according to these conventional techniques, repeated pop-out phenomenon, so-called step slip phenomenon occurs , The piston shows a stepped movement and a smooth drive cannot be obtained.

【0008】そこで、この現象について図13に示した
一般的なピストンを参照して説明する。図13の空気圧
シリンダが、一定速度で左向きに駆動している状態(以
下、定常状態という)を考える。この定常状態では、図
13中の推力F4は推力F3より僅かに大きく、そして
推力F4と推力F3との差による駆動力が、速度Vに対
応する摩擦力Fgと釣合い、定速(V)摺動状態となっ
ている。
Therefore, this phenomenon will be described with reference to the general piston shown in FIG. Consider a state in which the pneumatic cylinder in FIG. 13 is driven leftward at a constant speed (hereinafter, referred to as a steady state). In this steady state, the thrust force F4 in FIG. 13 is slightly larger than the thrust force F3, and the driving force due to the difference between the thrust force F4 and the thrust force F3 balances with the friction force Fg corresponding to the velocity V, so that the constant velocity (V) sliding is achieved. It is in motion.

【0009】この状態から、何らかの外乱により、速度
Vより少し速い速度V1に、摺動速度が変化したとす
る。すると、速度V1に対応する摩擦力Fhは、摩擦力
Fgより小さいので、推力F4と推力F3との差による
駆動力が摩擦力Fhに打ち勝ち、ピストンはさらに加速
されることになる。このときピストンは急激に加速さ
れ、図中の作用室の圧力P3および圧力P4に無視でき
ない影響を与える。すなわち、作用室3は圧縮を受ける
ので、圧力P3は高くなる一方、作用室4は膨張するの
で、圧力P4は低くなる。この結果、推力F4は小さく
なり、推力F3は大きくなる。
It is assumed that the sliding speed changes from this state to a speed V1 which is slightly higher than the speed V due to some disturbance. Then, since the frictional force Fh corresponding to the speed V1 is smaller than the frictional force Fg, the driving force due to the difference between the thrust F4 and the thrust F3 overcomes the frictional force Fh, and the piston is further accelerated. At this time, the piston is rapidly accelerated and exerts a nonnegligible effect on the pressure P3 and the pressure P4 in the working chamber in the figure. That is, since the working chamber 3 is compressed, the pressure P3 becomes high, while the working chamber 4 expands, so the pressure P4 becomes low. As a result, the thrust F4 becomes smaller and the thrust F3 becomes larger.

【0010】そして推力F4と推力F3との大小関係が
逆転すると、こんどはピストンは減速され、摺動速度は
低下することになる。そして、摺動速度が下がると摩擦
力が増加するので、さらに強く減速され、停止または停
止に近い状態になってしまう。そしてピストンが停止し
て(または停止に近い状態で)いるときに、これを再始
動するためには、摩擦力Fgより大きい摩擦力F01に
打ち勝つために、定常状態での駆動力より大きい駆動力
が必要となる。そのような大きい駆動力を印加した場合
は、摺動速度が定常状態での速度Vに落ち着くことはな
く、ピストンは過剰に加速されることになり、こうした
速度変化を繰り返すこととなる。
When the magnitude relationship between the thrust F4 and the thrust F3 is reversed, the piston is decelerated and the sliding speed is reduced. Then, as the sliding speed decreases, the frictional force increases, so that the speed is further decelerated, and the vehicle comes to a stop or a state close to stop. Then, when the piston is stopped (or in a state close to the stop), in order to restart the piston, in order to overcome the frictional force F01 larger than the frictional force Fg, the driving force larger than the driving force in the steady state is used. Is required. When such a large driving force is applied, the sliding speed does not settle to the speed V in the steady state, the piston is excessively accelerated, and such speed change is repeated.

【0011】そのため、上記した従来のエアーサーボシ
リンダシステムでは、駆動終期に順次減少する複数の信
号を断続的なパルスによって速度を漸減させ、オーバー
ラン極力防止するようにしたものであるが、外乱による
速度変化に対応するものではなく、安定した速度を維持
することが困難となり、追随性が悪く結果として位置精
度が低下することとなる。特に、半導体製造装置(特
に、ステッパー等写真露光装置)のウェハ搬送機構で
は、回路パターンの加工寸法に応じてサブミクロンレベ
ルの位置決め精度が要求されるため、数mm/秒程度若
しくはそれ以下の駆動速度を必要としている。従って、
こうした段付き駆動をそのままウェハ搬送に用いては、
必要な位置精度は得られるべくもない。また、ウェハと
ウェハホルダもしくはウェハカセットとの衝突が多数回
起こり、半導体製造上好ましくないパーティクル発生や
ウェハ内部の欠陥発生の原因ともなる。
Therefore, in the above-mentioned conventional air servo cylinder system, the speed of the plurality of signals which are sequentially decreased at the end of driving is gradually reduced by intermittent pulses to prevent overrun as much as possible. It does not correspond to the speed change, and it becomes difficult to maintain a stable speed, the followability is poor, and as a result, the position accuracy decreases. In particular, a wafer transfer mechanism of a semiconductor manufacturing apparatus (especially, a photo exposure apparatus such as a stepper) requires a positioning accuracy of a submicron level depending on a processing dimension of a circuit pattern, and therefore, a driving speed of about several mm / sec or less. You need speed. Therefore,
Using such a step drive as it is for wafer transfer,
It is not possible to obtain the required positional accuracy. Further, collisions between the wafer and the wafer holder or the wafer cassette occur many times, which may cause generation of particles which are not preferable in semiconductor manufacturing and defects inside the wafer.

【0012】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、優れた位置精度、超低速駆動の
速度精度および追随性を実現できるエアーサーボシリン
ダシステムを提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide an air servo cylinder system which can realize excellent position accuracy, speed accuracy of ultra-low speed drive, and followability. To do.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明のエアーサーボシ
リンダシステムは、ピストンのパッキンが無潤滑状態で
摺動速度の増大とともに摩擦係数が増大する性質の材質
からなる超低速空気圧シリンダと、空気圧シリンダに供
給される空気圧を制御する制御弁と、制御弁の駆動を制
御する制御弁駆動回路と、空気圧シリンダの駆動位置を
検出する位置検出手段とを有し、位置検出手段が検出し
た位置情報を制御回路にフィードバックして空気圧シリ
ンダの駆動位置を制御するエアーサーボシリンダシステ
ムにおいて、前記制御弁が、パルス周波数に応じて時間
開閉動作する電磁弁であって、前記空気圧シリンダ内の
圧力室に空気圧供給源からの空気圧の供給を行う供給用
電磁弁、及び圧力室の空気圧の排出を行う排出用電磁弁
とから構成され、前記制御回路が、前記制御弁に任意の
ピストン位置を指令するために外部から入力された入力
信号と前記位置検出手段の位置センサ信号との差を増幅
する増幅手段と、その増幅された信号を前記制御弁を駆
動するためのパルス信号に変換するパルス変換手段とを
有するものである。また、本発明のエアーサーボシリン
ダシステムは、前記制御弁が、前記供給用電磁弁と、前
記排出用電磁弁と、前記供給用電磁弁及び前記排出用電
磁弁から供給或は排出される空気圧によって駆動され、
前記空気圧シリンダ内の圧力室に供給する空気圧供給源
からの空気圧を制御するためのメインバルブとによって
構成されているものである。
SUMMARY OF THE INVENTION An air servo cylinder system of the present invention comprises an ultra-low speed pneumatic cylinder and a pneumatic cylinder made of a material having a property that the coefficient of friction increases as the sliding speed increases with the packing of the piston unlubricated. A control valve that controls the air pressure supplied to the control valve, a control valve drive circuit that controls the drive of the control valve, and position detection means that detects the drive position of the pneumatic cylinder. In an air servo cylinder system that feeds back to a control circuit to control the driving position of a pneumatic cylinder, the control valve is a solenoid valve that opens and closes in time according to a pulse frequency, and supplies pneumatic pressure to a pressure chamber in the pneumatic cylinder. A supply solenoid valve for supplying air pressure from a source, and a discharge solenoid valve for discharging air pressure in the pressure chamber, The control circuit uses an amplifying means for amplifying a difference between an input signal input from the outside for instructing the control valve of an arbitrary piston position and a position sensor signal of the position detecting means, and the amplified signal. And a pulse conversion means for converting into a pulse signal for driving the control valve. Further, in the air servo cylinder system of the present invention, the control valve controls the supply solenoid valve, the discharge solenoid valve, the supply solenoid valve, and the air pressure supplied or discharged from the discharge solenoid valve. Driven,
And a main valve for controlling the air pressure from an air pressure supply source that is supplied to the pressure chamber in the pneumatic cylinder.

【0014】[0014]

【作用】前記構成による本発明のエアーサーボシリンダ
システムでは、位置検出手段が空気圧シリンダにおける
ピストン位置を検知し、位置センサ信号として出力す
る。そして、シリンダに任意のピストン位置を指令する
入力信号と、位置検出手段からの位置センサ信号とが制
御回路に入力される。制御回路では、増幅手段がその入
力信号と位置センサ信号との差が増幅され、その増幅さ
れた信号がパルス変換手段に入力され、パルス変換手段
によって増幅手段から入力された信号がパルス変換され
て制御弁に入力される。そして、制御弁では、供給用電
磁弁と排出用電磁弁とが、入力されたパルス信号のパル
ス周波数に応じて時間開閉動作し、空気圧供給源からの
空気圧が空気圧シリンダの圧力室に供給され、あるいは
排出される。
In the air servo cylinder system of the present invention having the above construction, the position detecting means detects the piston position in the pneumatic cylinder and outputs it as a position sensor signal. Then, an input signal for commanding an arbitrary piston position to the cylinder and a position sensor signal from the position detecting means are input to the control circuit. In the control circuit, the amplification means amplifies the difference between the input signal and the position sensor signal, the amplified signal is input to the pulse conversion means, and the pulse conversion means performs pulse conversion on the signal input from the amplification means. Input to control valve. Then, in the control valve, the supply solenoid valve and the discharge solenoid valve are opened and closed according to the pulse frequency of the input pulse signal, the air pressure from the air pressure supply source is supplied to the pressure chamber of the pneumatic cylinder, Alternatively, it is discharged.

【0015】前記構成を有する本発明では、ピストンと
シリンダの間の空気圧シールを受け持つパッキンとし
て、摺動速度の増大とともにその摩擦係数が増大する材
質のものを用い、該パッキン部分を無潤滑下にて使用す
る。そのため、ステップスリップの発生に対しても即時
に対応でき、高い速度精度、位置精度が可能となった。
また、本発明のエアーサーボシリンダシステムでは、空
気圧供給源から空気圧シリンダに供給する空気圧を制御
するメインバルブを、更に供給用電磁弁と排出用電磁弁
とによってメインバルブへの空気圧の供給或は排出によ
って駆動する。これは、メインバルブによって空気圧を
供給するので、応答性の高い駆動を行うことができる。
In the present invention having the above-mentioned structure, as the packing which takes charge of the air-pressure seal between the piston and the cylinder, a material whose friction coefficient increases with an increase in sliding speed is used, and the packing part is lubricated. To use. Therefore, the occurrence of step slips can be dealt with immediately, and high speed accuracy and position accuracy are possible.
Further, in the air servo cylinder system of the present invention, the main valve for controlling the air pressure supplied from the air pressure supply source to the pneumatic cylinder is further provided, and the supply solenoid valve and the discharge solenoid valve are used to supply or discharge the air pressure to the main valve. Driven by. Since air pressure is supplied by the main valve, a highly responsive drive can be performed.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明のエアーサーボシリンダシステ
ムを具体化した第1実施例を図面を参照して説明する。
まず、本実施例のエアーサーボシリンダシステムの制御
系全体について図1に基づき説明する。図1において、
エアーサーボシリンダシステムは次のような構成を有す
る。超低速単動空気圧シリンダ(以下、単に「空気圧シ
リンダ」という)1に、空気圧シリンダ1のピストンと
連動して、その位置と比例する電圧信号を出力すること
により、空気圧シリンダ1のピストン位置を検知するポ
テンショメータ2が係設されている。そして、空気圧シ
リンダ1に供給する空気圧を調整する給気用電磁弁6、
排出用電磁弁7とが空気圧シリンダ1に接続され、空気
圧の供給又は排出を行なうよう構成されたものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment embodying the air servo cylinder system of the present invention will be described below with reference to the drawings.
First, the entire control system of the air servo cylinder system of this embodiment will be described with reference to FIG. In FIG.
The air servo cylinder system has the following configuration. The piston position of the pneumatic cylinder 1 is detected by outputting a voltage signal proportional to the position of the piston of the pneumatic cylinder 1 to an ultra-low speed single acting pneumatic cylinder (hereinafter simply referred to as "pneumatic cylinder") 1. The potentiometer 2 is attached. Then, an air supply solenoid valve 6 for adjusting the air pressure supplied to the pneumatic cylinder 1,
A discharge solenoid valve 7 is connected to the pneumatic cylinder 1 and is configured to supply or discharge pneumatic pressure.

【0017】さらに、制御特性微調整のためのアンプ3
がポテンショメータ2に接続され、コントローラ9から
の入力信号とアンプ3からの位置センサ信号との差を増
幅する比例ゲイン4がそれぞれに接続されている。そし
て、比例ゲイン4からの増幅信号をパルス変換するパル
ス変換器5が、給気用電磁弁6、排出用電磁弁7それぞ
れに接続されている。また、供給用電磁弁6に接続され
たエアボンベ8は、空気圧シリンダ1に空気圧を供給す
るものである。
Further, an amplifier 3 for fine adjustment of control characteristics
Is connected to the potentiometer 2, and a proportional gain 4 for amplifying the difference between the input signal from the controller 9 and the position sensor signal from the amplifier 3 is connected to each. A pulse converter 5 that performs pulse conversion on the amplified signal from the proportional gain 4 is connected to each of the air supply solenoid valve 6 and the discharge solenoid valve 7. An air cylinder 8 connected to the supply solenoid valve 6 supplies air pressure to the pneumatic cylinder 1.

【0018】次に、エアーサーボシリンダシステムを構
成する空気圧シリンダ等について、図面に基づき説明す
る。図2は、空気圧シリンダの外観を示す斜視図であ
る。また、図3は空気圧シリンダの左方からの側面図で
ある。空気圧シリンダは、上部にポテンショメータ2
と、供給用、排出用電磁弁(以下、単に「電磁弁」とい
う)6,7と制御回路10とを固設して一体としたもの
である。制御回路10は、前記のアンプ3と比例ゲイン
4及びパルス変換手段5を内蔵するものであり、これら
は電磁弁6,7の弁開閉を制御する機能を有するもので
あり、その詳細については後述する。 一方、図3で
は、空気圧シリンダ1上に、カバー11がポテンショメ
ータ2等を覆って設けられている。そして、そのカバー
11には、コントローラ9からの入力信号を供給するた
めの電気信号コネクタと、ポテンショメータ3を調節す
るための調節手段が設けられている。また、カバーとは
別にエアボンベからの空気圧を取り入れるためのエアー
供給ポート13、エアーシリンダ2内の空気圧を大気へ
放出するためのエアー排出ポート14が設けられてい
る。
Next, pneumatic cylinders and the like constituting the air servo cylinder system will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of the pneumatic cylinder. 3 is a side view of the pneumatic cylinder from the left side. The pneumatic cylinder has a potentiometer 2 on top.
The solenoid valves for supply and discharge (hereinafter, simply referred to as "electromagnetic valve") 6, 7 and the control circuit 10 are fixed and integrated. The control circuit 10 incorporates the amplifier 3, the proportional gain 4 and the pulse conversion means 5, which have the function of controlling the opening and closing of the solenoid valves 6 and 7, and the details thereof will be described later. To do. On the other hand, in FIG. 3, a cover 11 is provided on the pneumatic cylinder 1 so as to cover the potentiometer 2 and the like. The cover 11 is provided with an electric signal connector for supplying an input signal from the controller 9 and an adjusting means for adjusting the potentiometer 3. In addition to the cover, an air supply port 13 for taking in the air pressure from the air cylinder and an air discharge port 14 for releasing the air pressure in the air cylinder 2 to the atmosphere are provided.

【0019】かかる空気圧シリンダ1及びその空気圧シ
リンダ1に係設されたポテンショメータ3の断面図を図
4に示す。空気圧シリンダ1は、シリンダハウジング2
1によりその外形を形成している。シリンダハウジング
21は、密閉リング24によってピストン駆動室25
と、ピストンロッド23をポテンショメータ3に連結す
るための連結室26とに分離されている。そして、その
ピストン駆動室25は、軸方向に摺動自在に嵌合される
ピストン22が嵌挿され、更に圧力室25aと作用室2
5bとに分離されている。ここで、圧力室25aは、密
閉リング24とピストン22によって仕切られた空間で
あり、電磁弁6,7により調節される空気圧が供給され
るポート27が形成されている。一方、作用室25b
は、ピストン25と密閉蓋29によって仕切られた空間
であり、ピストン25を圧力室15a方向へ付勢する復
帰バネ28が挟持されている。
FIG. 4 shows a sectional view of the pneumatic cylinder 1 and the potentiometer 3 mounted on the pneumatic cylinder 1. Pneumatic cylinder 1 is cylinder housing 2
1, the outer shape is formed. The cylinder housing 21 has a piston drive chamber 25 formed by a sealing ring 24.
And a connection chamber 26 for connecting the piston rod 23 to the potentiometer 3. The piston drive chamber 25 is fitted with the piston 22 slidably fitted in the axial direction, and further the pressure chamber 25a and the working chamber 2 are inserted.
5b and separated. Here, the pressure chamber 25a is a space partitioned by the sealing ring 24 and the piston 22, and has a port 27 to which air pressure adjusted by the solenoid valves 6 and 7 is supplied. On the other hand, the working chamber 25b
Is a space partitioned by the piston 25 and the sealing lid 29, and a return spring 28 for urging the piston 25 toward the pressure chamber 15a is held.

【0020】ピストン22は、その外周面に環状凹溝3
0が形成され、そこに空気圧をシールするためのリング
状パッキン31が2本重合して嵌装されている。また、
ピストン22の中心を貫いて固着されたピストンロッド
23は、密閉リング24と密閉蓋29を貫いて設けられ
ている。この密閉リング24の内周面には環状凹溝32
が形成され、そこに空気圧をシールするためのリング状
パッキン33が2本重合して嵌装されている。一方、密
閉蓋29の内周面には、ピストン22の駆動の際ピスト
ンロッド23が回転しないように、環状のゴムよりなる
回り止め34が設けられている。また、連結室26は、
蓋35によって閉じられている。
The piston 22 has an annular groove 3 on its outer peripheral surface.
0 is formed, and two ring-shaped packings 31 for sealing the air pressure are superposed and fitted therein. Also,
The piston rod 23 fixed through the center of the piston 22 is provided through the sealing ring 24 and the sealing lid 29. An annular groove 32 is formed on the inner peripheral surface of the sealing ring 24.
Is formed, and two ring-shaped packings 33 for sealing the air pressure are superposed and fitted therein. On the other hand, on the inner peripheral surface of the sealing lid 29, a detent 34 made of an annular rubber is provided so that the piston rod 23 does not rotate when the piston 22 is driven. In addition, the connection chamber 26,
It is closed by a lid 35.

【0021】そして、リング状パッキン31とシリンダ
ハウジング21の内壁との間の摺動には、潤滑剤を全く
使用せず、リング状パッキン31は無潤滑下において、
摺動速度の増大とともにその摩擦係数が増大する性質を
持つ材質から成り、ここではフッ素樹脂製のものであ
る。かかる空気圧シリンダ1は、エアボンベ8からの空
気圧の供給を、電磁弁6により調節した上で、圧力室2
5aに受ける。一方、圧力室25a内の圧力が高すぎる
場合には、電磁弁7によって大気へ排出する。従って、
電磁弁6,7の弁開度の変化により圧力室25aに供給
される空気圧が変化すると、ピストン22は、圧力室2
5aの圧力と復帰バネ28の付勢力との均衡により所定
の位置へ移動する。
No lubricant is used for sliding between the ring-shaped packing 31 and the inner wall of the cylinder housing 21, and the ring-shaped packing 31 is unlubricated.
It is made of a fluororesin here, which is made of a material having a property that its friction coefficient increases as the sliding speed increases. In the pneumatic cylinder 1, the supply of the air pressure from the air cylinder 8 is adjusted by the solenoid valve 6, and then the pressure chamber 2
Receive at 5a. On the other hand, when the pressure in the pressure chamber 25a is too high, it is discharged to the atmosphere by the solenoid valve 7. Therefore,
When the air pressure supplied to the pressure chamber 25a changes due to the change in the valve opening of the solenoid valves 6 and 7, the piston 22 moves to the pressure chamber 2
It moves to a predetermined position by the balance between the pressure of 5a and the urging force of the return spring 28.

【0022】空気圧シリンダ1の上部にはポテンショメ
ータ2が設けられている。ポテンショメータ2は、空気
圧シリンダ1のピストンロッド23と連動しており、も
って空気圧シリンダ1におけるピストン22の位置をモ
ニタするものである。ポテンショメータ2内には不図示
の可変抵抗が内蔵されている。かかる可変抵抗から図中
右方には、抵抗ロッド36が延出している。抵抗ロッド
36は軸方向に摺動可能であり、可変抵抗の内部の接点
位置を変えることにより、2次電圧を変えるものであ
る。そして、連結室26内のピストンロッド23の端部
と、抵抗ロッド31の端部は、連結バー37を介して機
械的に連結されている。したがって、ピストンロッド2
3と抵抗ロッド36とは相互に連動し、ピストンロッド
23が駆動され軸方向に摺動すると抵抗ロッド36も軸
方向に摺動し、2次電圧を変える。かかる可変抵抗の2
次電圧は、空気圧シリンダ2のピストン22の現在位置
を示すポテンショメータ2の出力信号として、図1に示
すようにアンプ3を介してコントローラ9からの入力信
号と比較され比例ゲイン4に入力される。
A potentiometer 2 is provided above the pneumatic cylinder 1. The potentiometer 2 is interlocked with the piston rod 23 of the pneumatic cylinder 1 and thus monitors the position of the piston 22 in the pneumatic cylinder 1. A potentiometer 2 has a built-in variable resistor (not shown). A resistance rod 36 extends from the variable resistance to the right in the figure. The resistance rod 36 is slidable in the axial direction, and the secondary voltage is changed by changing the contact position inside the variable resistor. The end of the piston rod 23 inside the connecting chamber 26 and the end of the resistance rod 31 are mechanically connected via a connecting bar 37. Therefore, the piston rod 2
When the piston rod 23 is driven and slides in the axial direction, the resistance rod 36 also slides in the axial direction and changes the secondary voltage. 2 of such variable resistance
The next voltage is input to the proportional gain 4 as an output signal of the potentiometer 2 indicating the current position of the piston 22 of the pneumatic cylinder 2 with an input signal from the controller 9 via the amplifier 3 as shown in FIG.

【0023】次に、前記構成を有するエアーサーボシリ
ンダシステムの動作について説明する。まず、コントロ
ーラ9が、生産計画による搬送手順に基づき、空気圧シ
リンダ1のピストン位置を決定し、これを基準信号とし
てアンプ3からの信号と比較して比例ゲイン4に伝達す
る。そして、比例ゲイン4は、かかる2つの信号の差を
増幅し、その増幅信号をパルス変換器5へ入力し、そこ
でパルス信号に変換して開閉信号として電磁弁6,7へ
伝達する。電磁弁6,7は、パルス周波数に応じた時間
開閉動作することで圧力室内の圧力を調節する。そして
パルス周波数による弁の時間開閉によりパルス状の空気
圧が供給され、あるいは排出されることにより、空気圧
シリンダ2、即ち、圧力室25aの空気圧を調節する。
Next, the operation of the air servo cylinder system having the above construction will be described. First, the controller 9 determines the piston position of the pneumatic cylinder 1 based on the transportation procedure according to the production plan, compares this with the signal from the amplifier 3 as a reference signal, and transmits it to the proportional gain 4. The proportional gain 4 amplifies the difference between the two signals, inputs the amplified signal to the pulse converter 5, converts the amplified signal into a pulse signal, and transmits the pulse signal to the solenoid valves 6 and 7 as an open / close signal. The solenoid valves 6 and 7 adjust the pressure in the pressure chamber by opening and closing for a time corresponding to the pulse frequency. Then, the air pressure in the pneumatic cylinder 2, that is, the pressure chamber 25a is adjusted by supplying or discharging the pulsed air pressure by opening / closing the valve at the pulse frequency.

【0024】そのため、空気圧シリンダ1は、以下の動
作をする。まず、圧力室25aに高い圧力が供給されて
いる状態から低い圧力に下げられた場合を考える。この
とき空気圧シリンダ1は、圧力室25aの圧力が下がる
とピストン22に働いていた力の釣合が破れ、復帰バネ
28の付勢力が上回ることとなる。このためピストン2
2は左方へ、再び圧力室25aの圧力と復帰バネ28の
付勢力とが釣り合う位置まで移動する。すなわちピスト
ン22と密閉リングが接する状態になる。
Therefore, the pneumatic cylinder 1 operates as follows. First, consider a case where the state in which a high pressure is supplied to the pressure chamber 25a is lowered to a low pressure. At this time, in the pneumatic cylinder 1, when the pressure in the pressure chamber 25a decreases, the balance of the force acting on the piston 22 is broken, and the urging force of the return spring 28 exceeds. For this reason piston 2
2 moves to the left again to a position where the pressure in the pressure chamber 25a and the urging force of the return spring 28 balance each other. That is, the piston 22 and the sealing ring are in contact with each other.

【0025】次に、圧力室25aに低い圧力が供給され
ている状態から高い圧力に上げられた場合を考える。こ
のとき空気圧シリンダ1は、はじめピストン22と密閉
リングが接した状態にある。圧力室25aの圧力が上が
ると、ピストン22に働いていた力の釣合が破れ、圧力
室25aの圧力が上回ることとなる。このためピストン
22は、圧力室25aの圧力と復帰バネ28の付勢力と
が釣り合う位置まで移動する。すなわち空気圧シリンダ
1は、ピストン22が右方へ移動し図4に示す状態にな
る。
Next, consider the case where the pressure is increased from a state where a low pressure is supplied to the pressure chamber 25a to a high pressure. At this time, in the pneumatic cylinder 1, the piston 22 and the sealing ring are initially in contact with each other. When the pressure in the pressure chamber 25a rises, the force balance acting on the piston 22 is broken, and the pressure in the pressure chamber 25a exceeds. Therefore, the piston 22 moves to a position where the pressure in the pressure chamber 25a and the urging force of the return spring 28 are balanced. That is, in the pneumatic cylinder 1, the piston 22 moves to the right and enters the state shown in FIG.

【0026】次に、かかる本実施例のエアーサーボシリ
ンダシステムの、位置精度の測定結果について説明す
る。測定は、全体コントローラ9からのコマンド信号を
0V→5Vに、または5V→0Vに変化させ、このとき
の空気圧シリンダ2におけるピストン22の位置を実測
することによって行った。測定結果を図5のグラフに示
す。図5のグラフは、横軸にコマンド信号の電圧を、縦
軸にピストンストロークをとったものであり、実線は押
し出し時(0V→5V)、破線は吸引時(5V→0V)
における測定結果である。図5によれば、ピストンスト
ロークは、コマンド電圧の0Vから5Vまでの変化に対
して、0mmから45mmまで変化しており、直線性も
良好である。また、図中実線と破線とがほとんど乖離し
ていないことから、ピストン22の動きにおけるヒステ
リシス成分は無視できることがわかる。これらのことか
ら、エアーサーボトシリンダの位置精度が優れているこ
とが理解できる。
Next, the measurement result of the position accuracy of the air servo cylinder system of this embodiment will be described. The measurement was performed by changing the command signal from the overall controller 9 to 0V → 5V or 5V → 0V and measuring the position of the piston 22 in the pneumatic cylinder 2 at this time. The measurement results are shown in the graph of FIG. In the graph of FIG. 5, the command signal voltage is plotted on the horizontal axis and the piston stroke is plotted on the vertical axis. The solid line is for extrusion (0 V → 5 V) and the broken line is for suction (5 V → 0 V).
It is a measurement result in. According to FIG. 5, the piston stroke changes from 0 mm to 45 mm with respect to the change of the command voltage from 0 V to 5 V, and the linearity is also good. Further, since the solid line and the broken line in the figure are not substantially separated from each other, it can be understood that the hysteresis component in the movement of the piston 22 can be ignored. From these, it can be understood that the position accuracy of the air servo cylinder is excellent.

【0027】更に、高精度のポテンショメータを用いた
場合と比較してみる。図6は、押し出し時のピストンの
位置精度を測定したものであり、図7は、ヒステリシス
を比較したものである。先ず、図6に示されているよう
に、従来のポテンショメータを用いた場合では、位置ズ
レ最大0.4パーセントのズレが生じるのに対し、本実
施例のものでは、最大で0.2パーセントであり、その
精度が倍に向上したことが分かる。次に、ヒステリシス
に関しては、図7に示されているように、従来のポテン
ショメータを用いた場合では0.2パーセントほどのズ
レが生じるのに対し、本実施例のものでは、ほぼ0.1
パーセントであり、位置精度が優れていることが理解で
きる。また、空気圧シリンダに超低速空気圧シリンダを
用いることで、ステップスリックを効果的に防止でき、
これも上記した位置精度の向上の要因となっている。
Further, a comparison will be made with the case where a high precision potentiometer is used. FIG. 6 is a measurement of the positional accuracy of the piston at the time of extrusion, and FIG. 7 is a comparison of hysteresis. First, as shown in FIG. 6, when a conventional potentiometer is used, a positional deviation of 0.4% at maximum occurs, whereas in the present embodiment, a maximum of 0.2% occurs. Yes, the accuracy is doubled. Next, regarding the hysteresis, as shown in FIG. 7, in the case of using the conventional potentiometer, a shift of about 0.2% occurs, whereas in the present embodiment, it is almost 0.1.
It is a percentage, and it can be understood that the positional accuracy is excellent. Also, by using an ultra-low speed pneumatic cylinder for the pneumatic cylinder, step slick can be effectively prevented,
This is also a factor in improving the above-mentioned positional accuracy.

【0028】続いて、本実施例のエアーサーボシリンダ
システムの、超低速での追随性の実測結果を図8に示し
て説明する。測定は、コントローラ9から与えられるコ
マンド信号を、0V→5V(図8(a))或は5V→0
V(図8(b))の信号とし、そのときにおけるポテン
ショメータ2の出力値を記録することにより行った。こ
のときのピストンスピードは0.6mm/secであ
る。また、図8(a),(b)に示すのは、コントロー
ラ9からのコマンド値(カーブA)と、そのときのポテ
ンショメータ3の出力値(カーブB)との時間変化を示
すグラフである。
Next, the actual measurement result of the followability of the air servo cylinder system of this embodiment at ultralow speed will be described with reference to FIG. For the measurement, the command signal given from the controller 9 is changed from 0V → 5V (FIG. 8 (a)) or 5V → 0.
It was performed by setting the signal of V (FIG. 8B) and recording the output value of the potentiometer 2 at that time. The piston speed at this time is 0.6 mm / sec. Further, FIGS. 8A and 8B are graphs showing the time change between the command value (curve A) from the controller 9 and the output value of the potentiometer 3 (curve B) at that time.

【0029】そしてこの図から、いずれの場合であって
も、エアーサーボシリンダシステムにおけるポテンショ
メータ2の出力値は、1V→5V或は5V→1Vを呈し
ており、直線性も良好であることが分かる。特に、コマ
ンド信号に対する遅れが見られないことから、エアーサ
ーボシリンダシステムが、良好な追随性を有しているこ
とが理解される。ポテンショメータ2の出力値は、ハン
チングやオーバーシュートも起こしていない。これらの
ことおよび図5の結果から、エアーサーボシリンダシス
テムは、0.6mm/sec程度の速度域においても、
位置精度および速度精度が優れていることが理解され
る。
From this figure, in any case, it can be seen that the output value of the potentiometer 2 in the air servo cylinder system is 1V → 5V or 5V → 1V, and the linearity is also good. . In particular, it can be understood that the air servo cylinder system has a good followability since no delay is seen with respect to the command signal. The output value of the potentiometer 2 does not cause hunting or overshoot. From these facts and the results of FIG. 5, the air servo cylinder system can be used even in the velocity range of about 0.6 mm / sec.
It is understood that the position accuracy and the speed accuracy are excellent.

【0030】次に、本発明のエアーサーボシリンダシス
テムの第2実施例について説明する。図9は、本実施例
のエアーサーボシリンダシステムの制御系全体について
示した図である。本実施例において、第1実施例と同様
の部分は同一の符号を付し、その詳細な説明は省略す
る。本実施例では、供給用電磁弁6と排出用電磁弁7に
はメインバルブ41が接続されている。そして、そのメ
インバルブ41の入力ポートにはエアボンベ8が接続さ
れ、出力ポートには空気圧シリンダ1が接続されてい
る。
Next, a second embodiment of the air servo cylinder system of the present invention will be described. FIG. 9 is a diagram showing the entire control system of the air servo cylinder system of this embodiment. In this embodiment, the same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In this embodiment, a main valve 41 is connected to the supply solenoid valve 6 and the discharge solenoid valve 7. The air cylinder 8 is connected to the input port of the main valve 41, and the pneumatic cylinder 1 is connected to the output port.

【0031】次に、メインバルブ41の構成について説
明する。図10はメインバルブ41の断面を示した図で
ある。メインバルブ本体42の上面には、供給用電磁弁
6排出用電磁弁7に接続される給排気孔43が形成さ
れ、ダイヤフラム室44に連通している。このダイヤフ
ラム室44は、ダイヤフラム45によって更に下の空間
とは区別されている。その下の空間はメインバルブ本体
42の外部への通気孔46が設けられて流体が自由に流
れるようになっている。しかし、この下の空間との区別
は、中心を下方に伸びる押圧部48によって形成された
ダイヤフラム板47の周りを、ダイヤフラム45で張り
渡すように遮断されている。そして、ダイヤフラム板4
7下部に設けられた押圧部48下方には、スプリング4
9によって上方に付勢された弁体50が、その付勢力に
よって弁座51に当接されている。これにより、メイン
バルブ本体42に形成された流路52が、入力ポート5
3側と出力ポート54側とに区別された。
Next, the structure of the main valve 41 will be described. FIG. 10 is a view showing a cross section of the main valve 41. A supply / exhaust hole 43 connected to the supply solenoid valve 6 and the discharge solenoid valve 7 is formed on the upper surface of the main valve body 42, and communicates with the diaphragm chamber 44. The diaphragm chamber 44 is distinguished from the space below by the diaphragm 45. A vent hole 46 to the outside of the main valve body 42 is provided in the space below it so that the fluid can freely flow. However, the distinction from the space below is blocked by a diaphragm 45 extending around a diaphragm plate 47 formed by a pressing portion 48 extending downward at the center. And the diaphragm plate 4
Below the pressing portion 48 provided at the bottom of the spring 7, the spring 4
The valve body 50 biased upward by 9 is in contact with the valve seat 51 by the biasing force. As a result, the flow path 52 formed in the main valve body 42 becomes
It was distinguished into the 3 side and the output port 54 side.

【0032】このような構成による本実施例のエアーサ
ーボシリンダシステムによれば、比例ゲイン4からの出
力信号をパルス変換器5によってパルス信号に変換し、
供給用電磁弁6と排出用電磁弁7が駆動され、メインバ
ルブ41のダイヤフラム室44内への空気圧の供給また
は排出が行われる。このとき、ダイヤフラム室44内の
圧力調整によりダイヤフラム45が上下に移動し、同時
にダイヤフラム板47下部の押圧部48も移動する。そ
のため、押圧部48の下部先端に配設された弁体50を
スプリング49の付勢力に反して上下に移動させる。こ
れによって、エアボンベ8から入力ポート53に供給さ
れる空気圧が流路52を流れて、更に出力ポート54か
ら空気圧シリンダ1へ所定圧力の空気圧が供給され、ピ
ストン位置が制御される。
According to the air servo cylinder system of this embodiment having such a configuration, the output signal from the proportional gain 4 is converted into a pulse signal by the pulse converter 5,
The supply solenoid valve 6 and the discharge solenoid valve 7 are driven to supply or discharge the air pressure into the diaphragm chamber 44 of the main valve 41. At this time, the diaphragm 45 moves up and down due to the pressure adjustment in the diaphragm chamber 44, and at the same time, the pressing portion 48 below the diaphragm plate 47 also moves. Therefore, the valve body 50 arranged at the lower end of the pressing portion 48 is moved up and down against the biasing force of the spring 49. As a result, the air pressure supplied from the air cylinder 8 to the input port 53 flows through the flow path 52, and the air pressure of a predetermined pressure is further supplied from the output port 54 to the pneumatic cylinder 1 to control the piston position.

【0033】本実施例のエアーサーボシリンダシステム
では、上記第1実施例のものと同様の位置精度、駆動の
安定性に優れると共に、メインバルブ41を用いたこと
により、高応答サーボシリンダとなる。そこで、本実施
例の応答性をメインバルブを用いないものとの比較を図
11に示す。ここで図(a)が本実施例によるものであ
り、図(b)がメインバルブを用いないものである。こ
れから、従来のものが、ピストン22の全駆動(45m
m)するのに2秒程度必要であるのに、本実施例のもの
では1.2秒程度で全駆動を行うことができた。
The air servo cylinder system of this embodiment is excellent in position accuracy and driving stability similar to those of the first embodiment, and becomes a high response servo cylinder by using the main valve 41. Therefore, FIG. 11 shows a comparison of the response of this embodiment with that without the main valve. Here, FIG. 7A is according to this embodiment, and FIG. 8B is one without the main valve. From now on, the conventional one is fully driven by the piston 22 (45 m
m) requires about 2 seconds, but in the case of the present embodiment, the entire driving can be performed in about 1.2 seconds.

【0034】以上、本発明のエアーサーボシリンダシス
テムの実施例について説明したが、本発明は上記実施例
に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、実施例で用いた超低速空気圧シリンダの変わり
に、ベロフラム式空気圧シリンダとすることも可能であ
る。また、例えば、実施例で用いたポテンショメータに
変えて、磁気リニアスケールや光学式リニアスケール、
又は省スペースを考えてロータリーエンコーダを用いる
ことも可能である。
Although the embodiment of the air servo cylinder system of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
For example, instead of the ultra-low speed pneumatic cylinder used in the embodiment, a bellovram type pneumatic cylinder can be used. Further, for example, instead of the potentiometer used in the embodiment, a magnetic linear scale or an optical linear scale,
Alternatively, it is possible to use a rotary encoder in consideration of space saving.

【0035】[0035]

【発明の効果】上記構成を有する本発明のエアーサーボ
シリンダシステムは、制御弁が、パルス周波数に応じて
時間開閉動作する電磁弁であって、空気圧シリンダ内の
圧力室に空気圧供給源からの空気圧の供給を行う供給用
電磁弁、及び圧力室の空気圧の排出を行う排出用電磁弁
とから構成され、制御回路が、制御弁に任意のピストン
位置を指令するために外部から入力された入力信号と位
置検出手段の位置センサ信号との差を増幅する増幅手段
と、その増幅された信号を前記制御弁を駆動するための
パルス信号に変換するパルス変換手段とを有するもの
で、優れた位置精度、超低速駆動の速度精度およびその
追随性を実現できる位置制御シリンダユニットを提供す
ることが可能となった。また、本発明のエアーサーボシ
リンダシステムは、前記制御弁が、前記供給用電磁弁
と、前記排出用電磁弁と、空気圧供給源に接続され、前
記供給用電磁弁と前記排出用電磁弁とにより駆動され、
前記空気圧シリンダ内の圧力室に空気圧の供給を行うメ
インバルブによって構成されているので、位置精度、駆
動の安定性に優れると共に、高い応答性能を備えたもの
を提供することが可能となった。
In the air servo cylinder system of the present invention having the above structure, the control valve is a solenoid valve that opens and closes in time according to the pulse frequency, and the pressure chamber in the pneumatic cylinder is supplied with air pressure from the air pressure supply source. The control circuit is composed of a supply solenoid valve for supplying the air pressure and a discharge solenoid valve for discharging the air pressure in the pressure chamber.The control circuit inputs an input signal from the outside in order to command the control valve to an arbitrary piston position. And a position converting means for amplifying a difference between the position sensor signal of the position detecting means and a pulse converting means for converting the amplified signal into a pulse signal for driving the control valve. , It became possible to provide a position control cylinder unit that can realize the speed accuracy of ultra-low speed drive and its followability. Further, in the air servo cylinder system of the present invention, the control valve is connected to the supply solenoid valve, the discharge solenoid valve, and an air pressure supply source, and includes the supply solenoid valve and the discharge solenoid valve. Driven,
Since the main valve is configured to supply air pressure to the pressure chamber in the pneumatic cylinder, it is possible to provide the one having excellent position accuracy and driving stability and high response performance.

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

【図1】本発明の第1実施例のエアーサーボシリンダシ
ステムの制御系全体を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an entire control system of an air servo cylinder system according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施例のエアーサーボシリンダシ
ステムの外観を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing the outer appearance of the air servo cylinder system according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1実施例のエアーサーボシリンダシ
ステムの左方からの側面図である。
FIG. 3 is a side view from the left of the air servo cylinder system according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1実施例の空気圧シリンダ及びその
空気圧シリンダに係設されたポテンショメータの断面図
である。
FIG. 4 is a sectional view of a pneumatic cylinder and a potentiometer provided on the pneumatic cylinder according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1実施例のエアーサーボシリンダシ
ステムの位置精度の測定結果を示すグラフを表した図で
ある。
FIG. 5 is a graph showing a measurement result of position accuracy of the air servo cylinder system according to the first embodiment of the present invention.

【図6】押し出し時のピストンの位置精度を測定したグ
ラフを表した図である。
FIG. 6 is a diagram showing a graph in which the positional accuracy of a piston at the time of extrusion is measured.

【図7】ピストンのヒステリシスを表したグラフを示し
た図である。
FIG. 7 is a diagram showing a graph showing hysteresis of a piston.

【図8】超低速での追随性の実測結果を表したグラフを
示した図である。
FIG. 8 is a diagram showing a graph showing an actual measurement result of trackability at an ultra-low speed.

【図9】本発明の第2実施例のエアーサーボシリンダシ
ステムの制御系全体を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an entire control system of an air servo cylinder system according to a second embodiment of the present invention.

【図10】メインバルブの断面を示した図である。FIG. 10 is a view showing a cross section of a main valve.

【図11】ピストンの応答性を表したグラフを示した図
である。
FIG. 11 is a diagram showing a graph showing the response of the piston.

【図12】従来のエアーサーボシリンダシステムの制御
系全体を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing an entire control system of a conventional air servo cylinder system.

【図13】空気圧シリンダの1例のシール部分の構造を
示す断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a structure of a seal portion of an example of a pneumatic cylinder.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 空気圧シリンダ 2 ポテンショメータ 3 アンプ 4 比例ゲイン 5 パルス変換器 6 供給用電磁弁 7 排出用電磁弁 8 エアボンベ 1 Pneumatic cylinder 2 Potentiometer 3 Amplifier 4 Proportional gain 5 Pulse converter 6 Solenoid valve for supply 7 Solenoid valve for discharge 8 Air cylinder

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ピストンのパッキンが無潤滑状態で摺動
速度の増大とともに摩擦係数が増大する性質の材質から
なる超低速空気圧シリンダと、空気圧シリンダに供給さ
れる空気圧を制御する制御弁と、制御弁の駆動を制御す
る制御弁駆動回路と、空気圧シリンダの駆動位置を検出
する位置検出手段とを有し、位置検出手段が検出した位
置情報を制御回路にフィードバックして空気圧シリンダ
の駆動位置を制御するエアーサーボシリンダシステムに
おいて、 前記制御弁が、パルス周波数に応じて時間開閉動作する
電磁弁であって、前記空気圧シリンダ内の圧力室に空気
圧供給源からの空気圧の供給を行う供給用電磁弁、及び
圧力室の空気圧の排出を行う排出用電磁弁とから構成さ
れ、 前記制御回路が、前記制御弁に任意のピストン位置を指
令するために外部から入力された入力信号と前記位置検
出手段の位置センサ信号との差を増幅する増幅手段と、
その増幅された信号を前記制御弁を駆動するためのパル
ス信号に変換するパルス変換手段とを有することを特徴
とするエアーサーボシリンダシステム。
1. An ultra-low speed pneumatic cylinder made of a material having a property that a packing of a piston is in a non-lubricated state and a friction coefficient increases with an increase in sliding speed, a control valve for controlling an air pressure supplied to the pneumatic cylinder, and a control It has a control valve drive circuit for controlling the drive of the valve and position detection means for detecting the drive position of the pneumatic cylinder, and feeds back the position information detected by the position detection means to the control circuit to control the drive position of the pneumatic cylinder. In the air servo cylinder system, the control valve is a solenoid valve that opens and closes according to a pulse frequency, and a supply solenoid valve that supplies air pressure from an air pressure supply source to a pressure chamber in the pneumatic cylinder, And a discharge solenoid valve for discharging the air pressure of the pressure chamber, and the control circuit commands the control valve to set an arbitrary piston position. Amplifying means for amplifying a difference between the inputted input signal the position sensor signal of the position detecting means from the outside in order,
An air servo cylinder system comprising: a pulse conversion unit that converts the amplified signal into a pulse signal for driving the control valve.
【請求項2】 請求項1に記載のエアーサーボシリンダ
システムにおいて、 前記制御弁が、 前記供給用電磁弁と、 前記排出用電磁弁と、 前記供給用電磁弁及び前記排出用電磁弁から供給或は排
出される空気圧によって駆動され、前記空気圧シリンダ
内の圧力室に供給する空気圧供給源からの空気圧を制御
するためのメインバルブとによって構成されていること
を特徴とするエアーサーボシリンダシステム。
2. The air servo cylinder system according to claim 1, wherein the control valve supplies from the supply solenoid valve, the discharge solenoid valve, the supply solenoid valve and the discharge solenoid valve. Is driven by the discharged air pressure, and is constituted by a main valve for controlling the air pressure from an air pressure supply source which supplies the pressure chamber in the pneumatic cylinder.
JP6077991A 1994-03-23 1994-03-23 Air servocylinder system Pending JPH07259801A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6077991A JPH07259801A (en) 1994-03-23 1994-03-23 Air servocylinder system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6077991A JPH07259801A (en) 1994-03-23 1994-03-23 Air servocylinder system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07259801A true JPH07259801A (en) 1995-10-09

Family

ID=13649300

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6077991A Pending JPH07259801A (en) 1994-03-23 1994-03-23 Air servocylinder system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07259801A (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007012307A2 (en) * 2005-07-26 2007-02-01 Sig Technology Ltd. Method and device for positioning a component
US8080029B2 (en) 2007-09-21 2011-12-20 Novartis Ag System for actuation of a vitreous cutter
US8162000B2 (en) 2006-12-13 2012-04-24 Novartis Ag Adjustable pneumatic system for a surgical machine
US9060841B2 (en) 2011-08-31 2015-06-23 Alcon Research, Ltd. Enhanced flow vitrectomy probe
US9241830B2 (en) 2006-12-15 2016-01-26 Novartis Ag Pressure monitor for pneumatic vitrectomy machine
US9326826B2 (en) 2006-10-30 2016-05-03 Novartis Ag Gas pressure monitor for pneumatic surgical machine
US10070990B2 (en) 2011-12-08 2018-09-11 Alcon Research, Ltd. Optimized pneumatic drive lines
WO2020157829A1 (en) * 2019-01-29 2020-08-06 株式会社エイシン技研 Servo valve unit
WO2020165991A1 (en) * 2019-02-14 2020-08-20 株式会社エイシン技研 Rotary drive device and control method thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56101404A (en) * 1980-01-16 1981-08-14 Ishikawajima Shibaura Kikai Kk Hydraulic controller
JPS5786601A (en) * 1980-11-14 1982-05-29 Shoketsu Kinzoku Kogyo Co Ltd Actuator controlling apparatus

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56101404A (en) * 1980-01-16 1981-08-14 Ishikawajima Shibaura Kikai Kk Hydraulic controller
JPS5786601A (en) * 1980-11-14 1982-05-29 Shoketsu Kinzoku Kogyo Co Ltd Actuator controlling apparatus

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007012307A2 (en) * 2005-07-26 2007-02-01 Sig Technology Ltd. Method and device for positioning a component
WO2007012307A3 (en) * 2005-07-26 2007-05-03 Sig Technology Ltd Method and device for positioning a component
US9326826B2 (en) 2006-10-30 2016-05-03 Novartis Ag Gas pressure monitor for pneumatic surgical machine
US8162000B2 (en) 2006-12-13 2012-04-24 Novartis Ag Adjustable pneumatic system for a surgical machine
US9241830B2 (en) 2006-12-15 2016-01-26 Novartis Ag Pressure monitor for pneumatic vitrectomy machine
US8080029B2 (en) 2007-09-21 2011-12-20 Novartis Ag System for actuation of a vitreous cutter
US9060841B2 (en) 2011-08-31 2015-06-23 Alcon Research, Ltd. Enhanced flow vitrectomy probe
US10070990B2 (en) 2011-12-08 2018-09-11 Alcon Research, Ltd. Optimized pneumatic drive lines
WO2020157829A1 (en) * 2019-01-29 2020-08-06 株式会社エイシン技研 Servo valve unit
CN112166256A (en) * 2019-01-29 2021-01-01 荣进科技有限公司 Servo valve unit and machine
US11566639B2 (en) 2019-01-29 2023-01-31 Eishin Technology Co., Ltd Servo valve unit and apparatus
WO2020165991A1 (en) * 2019-02-14 2020-08-20 株式会社エイシン技研 Rotary drive device and control method thereof
CN112166257A (en) * 2019-02-14 2021-01-01 荣进科技有限公司 Rotary driving device and control method thereof
US11181129B2 (en) 2019-02-14 2021-11-23 Eishin Technology Co., Ltd Rotary drive device and control method thereof
CN112166257B (en) * 2019-02-14 2022-08-05 荣进科技有限公司 Rotary driving device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6202681B1 (en) Vacuum pressure control system
US10260656B2 (en) Vacuum valve and vacuum pressure control system using the same
JP2000148254A (en) Vacuum pressure controller
US8210196B2 (en) Vacuum control system and vacuum control method
US11035488B2 (en) Vacuum valve and valve control device
JP5086166B2 (en) Vacuum pressure control system
US7036794B2 (en) Method for control of a vacuum valve arranged between two vacuum chambers
US7070159B2 (en) Vacuum regulating valve
JP4547674B2 (en) Vacuum pressure control system
WO1999063412A1 (en) Gas supply equipment with pressure type flow rate control device
JPH07259801A (en) Air servocylinder system
JP2001263532A (en) Pilot type 2-port vacuum valve
US6390888B1 (en) Grinder pressing device
US7163025B2 (en) Vacuum regulating valve
JP2004318895A (en) Proportional pressure regulator having positive and negative pressure delivery capability
US3728955A (en) Method and devices for regulating the pressure and its rate of variation in a chamber
JPS6162604A (en) Pneumatic cylinder device
JP2771953B2 (en) Cylinder type proportional control valve
JP3434960B2 (en) Pneumatic regulating valve
JP2624943B2 (en) Vacuum pressure control system
JPH0115721B2 (en)
CN114593110A (en) Control method and control arithmetic device for pneumatic actuator
JP2002132354A (en) Vacuum pressure controller
JPH0261676B2 (en)
JP2586128Y2 (en) Viscous fluid control device

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 9

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090204

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 10

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100204

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees