JPH07279904A - シリンダ装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ピストンの移動開始時の加速度を低下させて物
品の倒れを防止することができるシリンダ装置の制御方
法を提供する。 【構成】ピストンにより、第１及び第２の２つの室に仕
切られたシリンダの第１の室に第１の圧力の圧縮空気を
送入するとともに、第２の室を第１の圧力よりも低い第
２の圧力に減圧してピストンをシリンダの延出方向に沿
って比較的小さい第１の加速度で移動させ始める第１の
工程と、第２の室の空気を大気に排出してピストンを前
記第１の加速度よりも大きい第２の加速度で移動させる
第２の工程と、第２の室に第１の高圧よりも低い第３の
圧力の空気を送入してピストンの移動速度を減速させる
第３の工程とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は空気圧により駆動される
シリンダ装置の制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】シリンダ装置において、動き始めたピス
トンを途中で減速させることにより、シリンダの終点位
置でシリンダの内壁にピストンが高速で衝突することを
防止する方法としては、本願出願人が既に出願している
特願平４−３１４５６３号に示される様なものがある。

【０００３】この方法は、ピストンにより２つの室に仕
切られたシリンダの一方の室に第１の高圧の圧縮空気を
送入するとともに、他方の室から空気を排出して、ピス
トンをシリンダの延出方向に沿って移動させ、シリンダ
の中間位置に取りつけられたセンサの前をピストンが通
過してから所定の待ち時間の後に、他方の室に第１の高
圧よりも低い第２の高圧の空気を送入してピストンの移
動速度を減速させるというものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来例においては、ピストンを移動させ始めるときに前
記他方の室から空気を直接大気に開放していたため、ピ
ストンの移動の立ち上がり加速度が非常に大きくなり、
移載物品によっては加速度が大きすぎて物品が倒れると
いう問題点があった。

【０００５】また、上記の従来例では、シリンダ装置に
より実際にワークを搬送する前段階として、センサの前
を通過してからピストンを減速させるまでの待ち時間の
初期値としての目標待ち時間を設定するが、この目標待
ち時間を測定する際、シリンダが十分に暖まってピスト
ンが動き易くなっている状態で目標待ち時間を測定する
場合がある。この様な状態で測定された目標待ち時間
を、長時間停止させた後に初めてシリンダを動作させる
時に、実際の待ち時間として使用した場合には、ピスト
ンの動きがまだ重い状態であるので、ピストンが十分に
減速されないままで終点に到達し、停止時の衝撃が大き
くなるという問題点がある。

【０００６】従って、本発明は上述した課題に鑑みてな
されたものであり、その第１の目的は、ピストンの移動
開始時の加速度を低下させて物品の倒れを防止すること
ができるシリンダ装置の制御方法を提供することであ
る。

【０００７】また、本発明の第２の目的は、シリンダを
長時間停止させた後に初めて動作させる場合でも、ピス
トンの減速動作をスムーズに行なわせることができるシ
リンダ装置の制御方法を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し、目
的を達成するために、本発明のシリンダ装置の制御方法
は、ピストンにより、第１及び第２の２つの室に仕切ら
れたシリンダの前記第１の室に第１の圧力の圧縮空気を
送入するとともに、前記第２の室を前記第１の圧力より
も低い第２の圧力に減圧して前記ピストンを前記シリン
ダの延出方向に沿って比較的小さい第１の加速度で移動
させ始める第１の工程と、前記第２の室の空気を大気に
排出して前記ピストンを前記第１の加速度よりも大きい
第２の加速度で移動させる第２の工程と、前記第２の室
に前記第１の高圧よりも低い第３の圧力の空気を送入し
て前記ピストンの移動速度を減速させる第３の工程とを
具備することを特徴としている。

【０００９】また、この発明に係わるシリンダ装置の制
御方法において、前記第１の工程において、前記第２の
室の圧力を前記第２の圧力に保持する時間は任意に設定
されることを特徴としている。

【００１０】また、この発明に係わるシリンダ装置の制
御方法において、前記第１の工程は、前記ピストンを移
動させる前に前記第１の室と前記第２の室の空気を大気
に開放する第１のサブ工程を備えることを特徴としてい
る。

【００１１】また、この発明に係わるシリンダ装置の制
御方法において、前記第２の室を前記第２の圧力に減圧
させる動作と、前記第２の室に前記第３の圧力の空気を
送入する動作とは、同一の電磁弁により制御されること
を特徴としている。

【００１２】また、本発明のシリンダ装置の制御方法
は、ピストンにより、第１及び第２の２つの室に仕切ら
れたシリンダの前記第１の室に第１の高圧の圧縮空気を
送入すると共に、前記第２の室から空気を排気して前記
ピストンを前記シリンダの延出方向に沿って、前記第１
の室の端部であるスタート位置から前記第２の室の端部
であるエンド位置に向けて移動させる第１の工程と、前
記シリンダに配置されたところの、前記ピストンの位置
を検出する第１の検出手段により、前記ピストンが前記
第１の検出手段の位置と整合する位置を通過したことを
検出する第２の工程と、前記ピストンが前記第１の検出
手段と整合する位置を通過したことを検出した時点から
一定の待ち時間の経過後に、前記第２の室に前記第１の
高圧よりも低い第２の高圧の空気を送入して前記ピスト
ンの移動速度を減速させ、前記ピストンを前記エンド位
置に、衝撃が少ない状態で到達させる第３の工程とを具
備するシリンダ装置の制御方法において、シリンダの動
作を停止させていた時間が所定時間を越えた後にシリン
ダを再動作させる場合には、前記待ち時間に所定の定数
を乗じて、該乗じた値を新たな待ち時間に設定すること
を特徴としている。

【００１３】また、この発明に係わるシリンダ装置の制
御方法において、前記待ち時間を新たに設定する動作
は、シリンダを再動作させた後の１回目の動作時に行な
われることを特徴としている。

【００１４】

【作用】以上の様にこの発明に係わるシリンダ装置の制
御方法は構成されているので、ピストンを移動させ始め
る初期においては、第２の室を大気に開放せずに第１の
室に供給する空気よりも低い圧力に設定しておくことに
より、ピストンの加速度が過度に大きくなることを防止
でき、搬送される物品の倒れ等を防止することができ
る。

【００１５】また、第２の室を第２の圧力に減圧させる
動作と、第２の室に第３の圧力の空気を送入する動作と
を、同一の電磁弁により制御する様にしているので、装
置の構成が単純化されコストの低減を図ることができ
る。

【００１６】また、シリンダ装置を長時間停止させた後
に、再び動作させるときに、待ち時間に所定の定数を乗
ずることにより、動作初期の動きが重い状態のシリンダ
装置においてもピストンをスムーズに停止させることが
できる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について、添付
図面を参照して詳細に説明する。 （第１の実施例）図１は、第１の実施例の制御方法が適
用されるシリンダ装置の構成を示した空気圧回路図であ
る。

【００１８】図１において、参照番号１２はエア供給源
であり、このエア供給源１２は、空気圧ロッドレスシリ
ンダ３４に対する圧縮空気の供給源である。このエア供
給源１２には、このエア供給源１２から供給される空気
からオイル等の不純物を取り除くためのフィルタ１４が
接続されている。このフィルタ１４には更に第１の圧力
調整装置１６が接続されており、この第１の圧力調整装
置１６はエア供給源１２から供給された空気を第１の高
圧（例えば０．４９ＭＰａ（５ｋｇｆ／ｃｍ²））に調
圧する。この圧力調整装置１６の後方では空気の流通経
路が２方向に分割されており、そのうちの一方は、第２
の圧力調整装置１８に接続されており、もう一方は、分
流通路１７を介して第２の電磁弁３０の第２ポート３０
ｂ２に接続されている。

【００１９】第２の圧力調整装置１８では、エア供給源
１２から供給された空気を第２の高圧（例えば０．２９
ＭＰａ（３ｋｇｆ／ｃｍ² ））に調圧し、この第２の高
圧の空気により、後述する様な方法によりピストン３６
にブレーキをかける様にされている。この第２の高圧を
変化させることにより、ピストン３６に加わるブレーキ
力を変化させることができる。第２の圧力調整装置１８
の後方には第１の電磁弁２６が接続されている。第１の
電磁弁２６は２ポジション３ポートの電磁弁であり、こ
の第１の電磁弁２６に接続されたソレノイド２４によ
り、２つのポジションに切り換えられる様に構成されて
いる。そして、ソレノイド２４のＯＦＦ状態では、第１
の電磁弁２６は図示した様な状態にあり、圧縮空気は第
１の電磁弁２６の第１ポート２６ａ１に供給される。こ
の状態においては、図示した様に第１ポート２６ａ１は
閉止された状態にあるので、第２の圧力調整装置１８か
ら第１ポート２６ａ１に供給された圧縮空気は密封され
た状態となっている。

【００２０】一方第１室２６ａの第２ポート２６ａ２に
は、マフラ２０が接続されており、後述する様に、空気
圧シリンダ３４の２つの空気室３４ａ，３４ｂから排出
された空気が、このマフラ２０から大気に排出される。
このように空気圧シリンダ３４の空気室から排出される
空気をこのマフラ２０に導くために第１の電磁弁２６の
第３ポート２６ａ３には空気通路２７が接続されてい
る。この空気通路２７は、その上流側において２つに分
岐されており、その一方の空気通路２７ａは、第２の電
磁弁３０の第１ポート３０ｂ１に接続されている。ま
た、他方の空気通路２７ｂは、第２の電磁弁３０の第３
ポート３０ｂ３に接続されている。

【００２１】第２の電磁弁３０は、２ポジション５ポー
トの電磁弁であり、この第２の電磁弁３０に接続された
ソレノイド２８，３２により、２つのポジションに切り
換えられる様に構成されている。そして、ソレノイド２
８，３２のＯＦＦ状態では、第２の電磁弁３０は図示し
た様な状態にあり、分流通路１７を通過した圧縮空気は
第２の電磁弁３０の第２ポート３０ｂ２に供給される。
この状態においては、図示した様に第２ポート３０ｂ２
は３０ｂ５，３１ｂを通り第２空気室３４ｂに接続され
ている。

【００２２】また、この状態においては、空気圧シリン
ダ３４の第１空気室３４ａに接続された空気通路３１ａ
は、第２の電磁弁３０の第４ポート３０ｂ４に接続され
ており、第２空気室３４ｂに接続された空気通路３１ｂ
は、第２の電磁弁の第５ポート３０ｂ５に接続されてい
る。

【００２３】次に、空気圧シリンダ３４は、空気圧シリ
ンダ本体３４ｃの内部にピストン３６を備えており、こ
のピストン３６が、空気圧シリンダ本体３４ｃの長手方
向に沿って移動することにより、このピストン３６に固
定された移動対象物が移動される。ピストン３６は、第
１空気室３４ａに圧縮空気が供給され、第２空気室３４
ｂから空気が排出されることにより、空気圧シリンダ本
体３４ｃに対して図中右側から左側に向かって移動され
る。また、逆にピストン３６は、第２空気室３４ｂに圧
縮空気が供給され、第１空気室３４ａから空気が排出さ
れることにより、空気圧シリンダ本体３４ｃに対して図
中左側から右側に向かって移動される。

【００２４】ここで、空気圧シリンダ本体３４ｃには、
ピストンの位置を検出するための４つの位置検出センサ
が備えられている。これら４つの位置検出センサのうち
の２つはピストン３６の移動途中の位置を検出するため
の中間位置検出センサ３８，４０であり、他の２つはピ
ストン３６の停止位置を検出するための停止位置検出セ
ンサ４２，４４である。

【００２５】中間位置検出センサ３８，４０は、ピスト
ン３６がその前を通過したことを検知し、後述するＣＰ
Ｕに、その位置を通過したという検出信号を出力するた
めの検出センサである。また停止位置検出センサ４２
は、ピストン３６が移動を終了し、空気圧シリンダ本体
３４ｃの左端部に到着したことを検出するとともにピス
トン３６が左から右へ動き出したことを検出するための
センサである。同様に、停止位置検出センサ４４は、ピ
ストン３６が移動を終了し、空気圧シリンダ本体３４ｃ
の右側端部に到着したことを検出するとともにピストン
３６が右から左へ動き出したことを検出するためのセン
サである。

【００２６】次に、図２は、制御装置と、ソレノイド及
び位置検出センサの接続状態を示した斜視図である。

【００２７】図２において、参照番号９０は、シリンダ
装置全体を制御するための制御装置を示しており、この
制御装置９０は、制御用の電気信号を出力するＯＵＴポ
ート９２と、同じく制御用の電気信号が入力されるＩＮ
ポート９４とを複数個備えている。具体的には、ＯＵＴ
ポート９２は少なくとも３個備えられており、これら３
つのＯＵＴポートには第１の電磁弁２６のソレノイド２
４と、第２の電磁弁３０のソレノイド２８，３２とが接
続されている。また、ＩＮポート９４は、少なくとも４
個備えられており、これら４つのＩＮポートには中間位
置検出センサ３８，４０と、停止位置検出センサ４２，
４４とが接続されている。

【００２８】一方、制御装置９０には、シリンダ装置全
体の動作を制御するために必要なデータを入力するため
の入力装置９６が接続されている。そして、ＩＮポート
９４に入力される検出信号の情報と、入力装置９６から
入力されるデータ制御装置９０内のプログラムによりＯ
ＵＴポート９２に出力する信号の出力タイミングを制御
する様にされている。また、入力装置９６は、制御装置
９０にプログラムを送る通信機能も備えている。

【００２９】図３は、制御装置９０内のシステム構成図
である。制御装置９０は、種々の演算をつかさどる１つ
のＣＰＵ（中央数値演算ユニット）１０２と、書き換え
可能であり、且つ、バックアップ電源により主幹の電源
が切られても内部の情報を保持することのできるメモリ
部１０４と、少なくとも一回書込みが可能で書き込まれ
たデータを保持しておくことのできるデータ部１０６
と、ＣＰＵ１０２で必要となるプログラムを記憶してお
くプログラム記憶部１０８と、中間位置センサ３８から
の信号が入力されてから、所定の時間だけ経過したのち
終了信号をＣＰＵ１０２に送る待ち時間計測部１１０と
を備えている。待ち時間計測部１１０には独立した少な
くとも１つのタイマーが備えられている。また、制御装
置９０は、待ち時間計測部１１０から出力された終了信
号、またはＣＰＵ１０２から出力されるスタート指令信
号を受けてから、停止位置検出センサ４２，４４からピ
ストン３６の到着信号が出力されるまでの時間を計測す
る減速時間計測部１１２と、待ち時間を補正するために
必要となる補正値を、減速時間と目標減速時間とから求
める待ち時間補正値算出部１１４と、センサの情報の取
り扱い及びソレノイドへの信号の出力を行うとともに、
データ入力装置９６との通信を行う外部インターフエー
ス１１８とを備えている。なお、これらの制御装置９０
を構成する要素は、一つの筺体内に収納されている必要
はなく、通信手段等でつながれていれば独立させること
も可能である。

【００３０】次に上記の様に構成されたシリンダ装置の
動作について説明する。

【００３１】まず、シリンダ装置により実際にワーク等
を搬送する前の段階として、ピストン３６が停止すると
きの衝撃が最小となる場合の、ピストン３６が減速を開
始してから停止するまでの時間である目標減速時間Ｔｍ
ｄを測定する必要がある。以下、その測定手順について
説明する。

【００３２】まず、初期状態として、ソレノイド２４，
２８，３２が全てＯＦＦ状態にされており（図１に示し
た状態）、ピストン３６が、図１において、空気圧シリ
ンダ本体３４ｃの右端に位置するものとする。

【００３３】まず、ピストン３６に、被搬送物であるワ
ークと同一の重量の重りを付けるか、あるいはワークそ
のものを取り付け、実際の動作状態と同一状態とする。
ここでは、例えばワークの重量を２９．４Ｎ（３ｋｇ
ｆ）と仮定する。この状態で、空気圧シリンダ３４の第
１空気室３４ａ内に第１の圧力調整装置１６からの０．
４９ＭＰａ（５ｋｇｆ／ｃｍ² ）の圧縮空気を送入する
と共に、第２の空気室３４ｂ内の空気を第１の電磁弁２
６を介してマフラ２０から大気に排出させる。これによ
りピストン３６は、空気圧シリンダ本体３４ｃの右端か
ら左端に向けて移動し始める。次に、ピストン３６が中
間位置検出センサ３８の前を通過すると同時に、第２の
空気室３４ｂに第２の圧力調整装置１８からの０．２９
ＭＰａ（３ｋｇｆ／ｃｍ² ）の圧縮空気を送入し、ピス
トン３６にブレーキをかける。このとき、中間位置検出
センサ３８は、空気圧シリンダ本体３４ｃの適当な位置
に取りつけられている。ピストン３６にブレーキがかか
ると、ピストン３６は、その動きのスピードが減速され
ながら、空気圧シリンダ本体３４ｃの左側の端部の終点
位置に向かって動いていき、最終的には停止する。

【００３４】この停止する位置は、ピストン３６にブレ
ーキをかけ始める位置、すなわち中間位置検出センサ３
８の図中左右方向の位置により決定される。従って、中
間位置検出センサ３８がどの位置に取りつけられている
かによって、ピストン３６は、終点位置に到着する前に
停止したり、終点位置で丁度停止したり、終点位置に到
着するまでに停止せずに、空気圧シリンダ本体３４ｃの
左側の内壁に衝突したりすることとなる。そして、これ
らの内で最も望ましいのは、ピストン３６が終点位置で
丁度停止することである。

【００３５】そこで、ピストン３６が、終点位置に丁度
停止する様な中間位置検出センサ３８の位置を実験的に
求める。実際には、ピストン３６が移動を繰り返す度
に、軸受けの摺動抵抗等が微妙に変化するので、常にピ
ストン３６を終点位置に丁度停止させることは不可能で
ある。また、ピストン３６が終点位置に到着する前に停
止してしまった場合には、被搬送物であるワーク等が目
標位置まで搬送されないことになるので、それも問題で
ある。そのため、実際的には、ピストン３６が、終点位
置に微小な衝撃を伴って衝突し、そこで停止する様に、
中間位置検出センサ３８の位置を調整する。

【００３６】ここで、ピストン３６が終点位置に衝突す
る時の衝撃の大きさは、この衝突時のピストン３６の加
速度を検出するか、あるいは、シリンダ３４の長手方向
の振動の振幅を測定することにより判断される。そし
て、ピストン３６の衝突の衝撃がなるべく小さくなる様
に、中間位置検出センサ３８の位置が調節される。この
中間位置検出センサ３８の位置調整は、ピストン３６を
繰り返し移動させて実験的に決定される。そして、この
点が本実施例の一つの特徴的な部分であるが、上記の様
に中間位置検出センサ３８の位置が最適な減速開始位置
に調整された状態で、ピストン３６を移動させ、ピスト
ン３６が中間位置検出センサ３８の前を通過した瞬間
（この瞬間からピストン３６の減速が開始される）か
ら、停止するまでの時間を計測して、これを目標減速時
間Ｔｍｄとする。シリンダ装置を連続的に動作させてい
るうちに摺動抵抗等が変化し、ピストン３６の移動速度
が変化した場合でも、ピストン３６を減速させ始めてか
ら停止するまでの時間が、この目標減速時間Ｔｍｄと一
致すれば、ピストン３６が丁度良い状態で終点位置に停
止することが経験的に確かめられている。

【００３７】次に上記の様にして測定された、目標減速
時間Ｔｍｄに基づいて、空気圧シリンダ３４のピストン
３６を図１において右端から左端に移動させ、初期加速
度を抑え、ピストン３６をショック無く停止させる動作
を、図４及び図５に示したフローチャートを参照して説
明する。

【００３８】まず、初期状態として、ソレノイド２４，
２８，３２が全てＯＦＦ状態にされており（図１に示し
た状態）、ピストン３６が、図１において、空気圧シリ
ンダ本体３４ｃの右端に位置するものとする。また、中
間位置検出センサ３８は、上述した最適な減速開始位置
よりも、僅かに右側に寄った位置に配置されているもの
とする。この中間位置検出センサ３８が実際に配置され
ている位置から、上記の最適な減速開始位置までピスト
ン３６が移動するためにかかる時間を、後述する目標待
ち時間Ｔｍｗと名づける。すなわち、ピストン３６が中
間位置検出センサ３８の前を通過した瞬間から、目標待
ち時間Ｔｍｗだけ待った後に、ピストン３６にブレーキ
をかけ始めれば、ピストン３６は終点位置に丁度良い状
態で停止することとなるわけである。また、ピストン３
６には、目標減速時間を測定した時と同じ重量の付加荷
重（上記の例では２９．４Ｎ（３ｋｇｆ））がかかって
いるものとする。

【００３９】ステツプＳ１はスタートである。ステツプ
Ｓ２ではメモリ内の待ち時間補正値Ｔｈを０としてお
く。また、タイマーはリセットしタイマー値を０とす
る。ステツプＳ３ではＣＰＵ１０２から移動指令が出力
されるのを待ち、移動指令が出力されるとステツプＳ４
に進む。ステツプＳ４において、制御装置９０はＯＵＴ
ポート９２から第２の電磁弁３０の一方のソレノイド２
８をＯＮにする信号を出力し、第２の電磁弁３０の第３
室３０ｃの第２ポート３０ｃ２を分流通路１７に接続さ
せると共に、第４ポート３０ｃ４を空気通路３１ａに接
続させ、空気圧シリンダ３４の第１空気室３４ａ内に第
１の圧力調整装置１６からの０．４９ＭＰａ（５ｋｇｆ
／ｃｍ² ）の圧縮空気を送入する。これと同時に、第１
の電磁弁２６のソレノイド２４をＯＮ状態とすると、第
２の電磁弁３０の第３室３０ｃの第３ポート３０ｃ３が
空気通路２７ｂに接続されると共に、第５ポート３０ｃ
５が空気通路３１ｂに接続され、空気圧シリンダ３４の
第２空気室３４ｂ内の空気が第１の電磁弁２６を介して
分流通路１９を通り第２の圧力調整装置１８に接続さ
れ、第２の空気室３４ｂ内の空気の圧力は第２の圧力調
整装置１８で設定した圧力に降下する。これにより、ピ
ストン３６は、空気圧シリンダ本体３４ｃに対して右側
から左側に向かって移動を始める。このとき、第２空気
室３４ｂの空気が大気に対して抵抗無く放出されること
がないため、初期加速度が抑えられる（図６の区間
１）。

【００４０】ステツプＳ４Ａでは経過時間計測部のタイ
マを駆動し、ステツプＳ４Ｂでは、予め設定していた時
間（初期加速度抑制時間）と比較し、タイマがこの時間
を越えると次のステツプに進む。

【００４１】ステツプＳ４Ｃでは、第１の電磁弁２６の
ソレノイド２４をＯＦＦ状態とする。そうすると、経過
時間計測部タイマがＯＦＦされ、第２の電磁弁３０の第
２室３０ｃの第３ポート３０ｃ３が空気通路２７ｂに接
続され、空気圧シリンダ３４の第２空気室３４ｂ内の空
気が第１の電磁弁２６を介してマフラ２０から大気に排
出される。このとき、第２空気室３４ｂの空気が大気に
対して抵抗なく放出されるので、ピストン３６は第２空
気室３４ｂ内の圧力による反力をほとんど受けることが
なく、ピストン３６は極めて高速に移動を始める（図６
の区間２）。

【００４２】ステツプＳ５では、前述した様にあらかじ
め決められている目標待ち時間Ｔｍｗとメモリ内に記憶
されている待ち時間補正値Ｔｈとを加算し、その値Ｔｗ
をメモリ内に記憶する。このＴｗを待ち時間と名づけ
る。一番最初においては、Ｔｈ＝０に設定されているの
で、Ｔｗ＝Ｔｍｗである。

【００４３】ステツプＳ６では、中間位置検出センサ３
８がＯＮとなるまで待ち、ＯＮになればステツプＳ７に
進む。ステツプＳ７では、待ち時間計測部１１０のタイ
マーをスタートさせる。ステツプＳ８では、ステツプＳ
５で求めた待ち時間Ｔｗと、ステツプＳ７でスタートし
たタイマーの値を比較し、タイマーの値が待ち時間Ｔｗ
と等しくなるか又は待ち時間Ｔｗよりも大きくなるまで
待ち、そのようになった後にステツプＳ９に進む。

【００４４】ステツプＳ９では、減速時間計測部１１２
のタイマーをスタートさせ、待ち時間計測部１１０のタ
イマーを止める。これと同時に、制御装置９０は、第１
の電磁弁２６のソレノイド２４をＯＮさせる。これによ
り、第１の電磁弁２６の第２室２６ｂの第１ポート２６
ｂ１が空気通路１９に接続されると共に、第３ポート２
６ｂ３が空気通路２７に接続され、第２の圧力調整装置
１８からの０．２９ＭＰａ（３ｋｇｆ／ｃｍ² ）の圧縮
空気が空気圧シリンダ３４の第２空気室３４ｂに送入さ
れる。このとき第２の圧力調整装置１８からの圧縮空気
は、第２空気室３４ｂの圧力を確実に上昇させることに
なる。これにより、ピストン３６は減速を開始する（図
６の区間３）。

【００４５】ステップＳ１０では、制御装置９０は、ピ
ストン３６が停止位置検出センサ４２の位置（空気圧シ
リンダ本体３４ｃの左端の位置）まで移動し、この停止
位置検出センサ４２が反応してＩＮポート９４から検出
信号が入力されるまで待機する。ステップＳ１０で、Ｉ
Ｎポート９４から検出信号が入力されると、ステップＳ
１１に進む。

【００４６】ステツプＳ１１では、減速時間計測部１１
２のタイマーを止め、この時間を減速時間Ｔｄとして、
この減速時間Ｔｄをメモリ１０４内に記憶させる。ステ
ツプＳ１２では、前述した目標減速時間Ｔｍｄと減速時
間Ｔｄとを減算し、偏差Ｔｈ´を求める。ここで、偏差
Ｔｈ′＝０、すなわち実際の減速時間Ｔｄが、目標減速
時間Ｔｍｄと一致している場合には、ピストン３６は、
衝撃の少ない状態、すなわち丁度良い状態で終点位置に
停止したこととなる。

【００４７】次に、偏差Ｔｈ´にあらかじめ決められて
いる定数Ｔｋ、例えば１／５などを乗ずる。この乗算で
求められた値を待ち時間補正値Ｔｈとする。この待ち時
間補正値Ｔｈを、次回ピストン３６を右から左に移動さ
せる時に、ステツプＳ８において目標待ち時間Ｔｍｗに
加算して実際の待ち時間Ｔｗとするわけである。これに
より、実際の減速時間Ｔｄと目標減速時間Ｔｍｄの偏差
が、次回のピストン３６の動作にフィードバックされ、
ピストン３６の移動動作を数回繰り返すうちに、実際の
減速時間Ｔｄが目標減速時間Ｔｍｄに収束してゆくわけ
である。もし、偏差Ｔｈ′が０であれば、Ｔｈも０とな
るので、次回のピストン３６の移動時には、実際の待ち
時間Ｔｗは変化せず、ピストン３６は今回と同じタイミ
ングで減速が開始される。

【００４８】ここで、偏差Ｔｈ′の値をそのまま待ち時
間補正値Ｔｈとしないのは、シリンダ装置の軸受けの摩
擦抵抗等がピストン３６の移動のたび毎に微妙に変化す
るため、偏差Ｔｈ′をそのまま待ち時間補正値Ｔｈとし
たのでは、減速時間Ｔｄの値が目標減速時間Ｔｍｄに収
束しなくなる可能性があるからである。そのため、減速
時間Ｔｄと目標減速時間Ｔｍｄの偏差が徐々に０に近づ
くが、なかなか０にならない場合は定数Ｔｋを大きく設
定し、振動する場合、つまり偏差が＋，−，＋，−とな
る場合は、逆に定数Ｔｋの値を小さく設定する。

【００４９】また、この実施例においては、Ｔｈ＝Ｔｋ
×Ｔｈ´としているが、待ち時間補正値Ｔｈと偏差Ｔｈ
´の関係をテーブル（表）で表し、例えば、偏差Ｔｈ´
が０〜１０の範囲内であれば、待ち時間補正値Ｔｈを３
に設定し、また、偏差Ｔｈ´が１０〜２０の範囲であれ
ば待ち時間補正値Ｔｈを５に設定するという様にしても
よい。

【００５０】ステツプＳ１３では、メモリ１０４上に記
憶されているＴｈの値をステツプＳ１２で求めた待ち時
間補正値Ｔｈの値に更新する。このメモリ１０４に記憶
された待ち時間補正値Ｔｈは、次回、ピストン３６を右
から左へ移動させる時に使用する。また、このステツプ
では電磁弁２６のソレノイド２４をＯＦＦにする。する
と第２空気室３４ｂへの圧縮空気が大気に排出される。

【００５１】ステツプＳ１４では、制御装置９０は停止
位置検出センサ４２が反応してＩＮポート９４から検出
信号が入力されてからの経過時間を測定し、この経過時
間が０．５秒となったところでＯＵＴポート９２から信
号を送り、第２の電磁弁３０のソレノイド２８をＯＦＦ
状態とする。以上で、ピストン３６の図１における右端
から左端への移動動作を終了する。

【００５２】なお、ピストン３６の左から右への移動も
右から左への移動の場合と全く同様に制御される。

【００５３】また、この第１の実施例では、移動を開始
すると同時に移動される側の空気を抜いているが、移動
を開始する以前に第１空気室と第２空気室の圧縮空気を
大気に排出することも可能である。また、初期加速度抑
制時間は任意に設定することができる。

【００５４】本実施例は、移動指令が出力され、ピスト
ンを実際に動かし、このときでてきた減速時間Ｔｄと目
標減速時間Ｔｍｄとの偏差をなくすように待ち時間補正
値Ｔｈを求め、次回この値を目標待ち時間Ｔｍｗに加算
することにより、時間の経過と共に、シリンダ装置の軸
受けの摺動抵抗等が変化した場合でも、ピストンを常に
スムーズに停止させる様にしたものである。

【００５５】また、本システムはロータリーアクチュエ
ータでもシステムに変更を加えることなく利用できる。

【００５６】また、第２の圧力調整装置１８はハイリリ
ーフ型のものでも利用できる。また、第２の高圧は０Ｐ
ａ（０ｋｇｆ／ｃｍ² ）でも良い。 （第２の実施例）図７は、第２の実施例の制御方法が適
用されるシリンダ装置の構成を示した空気圧回路図であ
る。

【００５７】図７において、参照番号５１２はエア供給
源であり、このエア供給源５１２は、空気圧ロッドレス
シリンダ５３４に対する圧縮空気の供給源である。この
エア供給源５１２には、このエア供給源５１２から供給
される空気からオイル等の不純物を取り除くためのフィ
ルタ５１４が接続されている。このフィルタ５１４には
更に第１の圧力調整装置５１６が接続されており、この
第１の圧力調整装置５１６はエア供給源５１２から供給
された空気を第１の高圧（例えば０．４９ＭＰａ（５ｋ
ｇｆ／ｃｍ² ））に昇圧する。この圧力調整装置５１６
の後方では空気の流通経路が２方向に分割されており、
そのうちの一方は、第２の圧力調整装置５１８に接続さ
れており、もう一方は、分流通路５１７を介して第２の
電磁弁５３０の第２ポート５３０ｂ２に接続されてい
る。

【００５８】第２の圧力調整装置５１８では、エア供給
源５１２から供給された空気を第２の高圧（例えば０．
２９ＭＰａ（３ｋｇｆ／ｃｍ² ））に昇圧し、この第２
の高圧の空気により、後述する様な方法によりピストン
５３６にブレーキをかける様にされている。この第２の
高圧を変化させることにより、ピストン５３６に加わる
ブレーキ力を変化させることができる。第２の圧力調整
装置５１８の後方には逆止弁５２２を介して第１の電磁
弁５２６が接続されている。第１の電磁弁５２６は２ポ
ジション３ポートの電磁弁であり、この第１の電磁弁５
２６に接続されたソレノイド５２４により、２つのポジ
ションに切り換えられる様に構成されている。そして、
ソレノイド５２４のＯＦＦ状態では、第１の電磁弁５２
６は図示した様な状態にあり、逆止弁５２２を通過した
圧縮空気は第１の電磁弁５２６の第１ポート５２６ａ１
に供給される。この状態においては、図示した様に第１
ポート５２６ａ１は閉止された状態にあるので、第２の
圧力調整装置５１８から逆止弁５２２を介して第１ポー
ト５２６ａ１に供給された圧縮空気は密封された状態と
なっている。

【００５９】一方第１室５２６ａの第２ポート５２６ａ
２には、マフラ５２０が接続されており、後述する様
に、空気圧シリンダ５３４の２つの空気室５３４ａ，５
３４ｂから排出された空気が、このマフラ５２０から大
気に排出される。このように空気圧シリンダ５３４の空
気室から排出される空気をこのマフラ５２０に導くため
に第１の電磁弁５２６の第３ポート５２６ａ３には空気
通路５２７が接続されている。この空気通路５２７は、
その上流側において２つに分岐されており、その一方の
空気通路５２７ａは、第２の電磁弁５３０の第１ポート
５３０ｂ１に接続されている。また、他方の空気通路５
２７ｂは、第２の電磁弁５３０の第３ポート５３０ｂ３
に接続されている。

【００６０】第２の電磁弁５３０は、２ポジション５ポ
ートの電磁弁であり、この第２の電磁弁５３０に接続さ
れたソレノイド５２８，５３２により、２つのポジショ
ンに切り換えられる様に構成されている。そして、ソレ
ノイド５３２が一度ＯＮ状態となり、第２の電磁弁５３
０が図示した様な状態にあるとき、分流通路５１７を通
過した圧縮空気は第２の電磁弁５３０の第２ポート５３
０ｂ２に供給される。この状態においては、図示した様
に第２ポート５３０ｂ２は５３０ｂ５，５３１ｂを通り
第２空気室５３４ｂに接続されている。

【００６１】また、この状態においては、空気圧シリン
ダ５３４の第１空気室５３４ａに接続された空気通路５
３１ａは、第２の電磁弁５３０の第４ポート５３０ｂ４
に接続されており、第２空気室５３４ｂに接続された空
気通路５３１ｂは、第２の電磁弁の第５ポート５３０ｂ
５に接続されている。

【００６２】次に、空気圧シリンダ５３４は、空気圧シ
リンダ本体５３４ｃの内部にピストン５３６を備えてお
り、このピストン５３６が、空気圧シリンダ本体５３４
ｃの長手方向に沿って移動することにより、このピスト
ン５３６に固定された移動対象物が移動される。ピスト
ン５３６は、第１空気室５３４ａに圧縮空気が供給さ
れ、第２空気室５３４ｂから空気が排出されることによ
り、空気圧シリンダ本体５３４ｃに対して図中右側から
左側に向かって移動される。また、逆にピストン５３６
は、第２空気室５３４ｂに圧縮空気が供給され、第１空
気室５３４ａから空気が排出されることにより、空気圧
シリンダ本体５３４ｃに対して図中左側から右側に向か
って移動される。

【００６３】ここで、空気圧シリンダ本体５３４ｃに
は、ピストンの位置を検出するための４つの位置検出セ
ンサが備えられている。これら４つの位置検出センサの
うちの２つはピストン５３６の移動途中の位置を検出す
るための中間位置検出センサ５３８，５４０であり、他
の２つはピストン５３６の停止位置を検出するための停
止位置検出センサ５４２，５４４である。

【００６４】中間位置検出センサ５３８，５４０は、ピ
ストン５３６がその前を通過したことを検知し、後述す
るＣＰＵに、その位置を通過したという検出信号を出力
するための検出センサである。また停止位置検出センサ
５４２は、ピストン５３６が移動を終了し、空気圧シリ
ンダ本体５３４ｃの左端部に到着したことを検出すると
ともにピストン５３６が左から右へ動き出したことを検
出するためのセンサである。同様に、停止位置検出セン
サ５４４は、ピストン５３６が移動を終了し、空気圧シ
リンダ本体５３４ｃの右側端部に到着したことを検出す
るとともにピストン５３６が右から左へ動き出したこと
を検出するためのセンサである。

【００６５】次に、図８は、制御装置と、ソレノイド及
び位置検出センサの接続状態を示した斜視図である。

【００６６】図８において、参照番号５９０は、シリン
ダ装置全体を制御するための制御装置を示しており、こ
の制御装置５９０は、制御用の電気信号を出力するＯＵ
Ｔポート５９２と、同じく制御用の電気信号が入力され
るＩＮポート５９４とを複数個備えている。具体的に
は、ＯＵＴポート５９２は少なくとも３個備えられてお
り、これら３つのＯＵＴポートには第１の電磁弁５２６
のソレノイド５２４と、第２の電磁弁５３０のソレノイ
ド５２８，５３２とが接続されている。また、ＩＮポー
ト５９４は、少なくとも４個備えられており、これら４
つのＩＮポートには中間位置検出センサ５３８，５４０
と、停止位置検出センサ５４２，５４４とが接続されて
いる。

【００６７】一方、制御装置５９０には、シリンダ装置
全体の動作を制御するために必要なデータを入力するた
めの入力装置５９６が接続されている。そして、ＩＮポ
ート５９４に入力される検出信号の情報と、入力装置５
９６から入力されるデータ制御装置５９０内のプログラ
ムによりＯＵＴポート５９２に出力する信号の出力タイ
ミングを制御する様にされている。また、入力装置５９
６は、制御装置５９０にプログラムを送る通信機能も備
えている。

【００６８】図９は、制御装置５９０内のシステム構成
図である。制御装置５９０は、種々の演算をつかさどる
１つのＣＰＵ（中央数値演算ユニット）６０２と、書き
換え可能であり、且つ、バックアップ電源により主幹の
電源が切られても内部の情報を保持することのできるメ
モリ部６０４と、少なくとも一回書込みが可能で書き込
まれたデータを保持しておくことのできるデータ部６０
６と、ＣＰＵ６０２で必要となるプログラムを記憶して
おくプログラム記憶部６０８と、中間位置センサ５３８
からの信号が入力されてから、所定の時間だけ経過した
のち終了信号をＣＰＵ６０２に送る待ち時間計測部６１
０とを備えている。待ち時間計測部６１０には独立した
少なくとも１つのタイマーが備えられている。また、制
御装置５９０は、待ち時間計測部６１０から出力された
終了信号、またはＣＰＵ６０２から出力されるスタート
指令信号を受けてから、停止位置検出センサ５４２，５
４４からピストン５３６の到着信号が出力されるまでの
時間を計測する減速時間計測部６１２と、待ち時間を補
正するために必要となる補正値を、減速時間と目標減速
時間とから求める待ち時間補正値算出部６１４と、セン
サの情報の取り扱い及びソレノイドへの信号の出力を行
うとともに、データ入力装置５９６との通信を行う外部
インターフエース６１８とを備えている。なお、これら
の制御装置５９０を構成する要素は、一つの筺体内に収
納されている必要はなく、通信手段等でつながれていれ
ば独立させることも可能である。

【００６９】次に上記の様に構成されたシリンダ装置の
動作について説明する。

【００７０】まず、シリンダ装置により実際にワーク等
を搬送する前の段階として、ピストン５３６が停止する
ときの衝撃が最小となる場合の、ピストン５３６が減速
を開始してから停止するまでの時間である目標減速時間
Ｔｍｄを測定する必要がある。以下、その測定手順につ
いて説明する。

【００７１】まず、初期状態として、ソレノイド５２
４，５２８，５３２が全てＯＦＦ状態にされており（図
７に示した状態）、ピストン５３６が、図７において、
空気圧シリンダ本体５３４ｃの右端に位置するものとす
る。また、電磁弁は図７の状態にあるものとする。

【００７２】まず、ピストン５３６に、被搬送物である
ワークと同一の重量の重りを付けるか、あるいはワーク
そのものを取り付け、実際の動作状態と同一状態とす
る。ここでは、例えばワークの重量を２９．４Ｎ（３ｋ
ｇｆ）と仮定する。この状態で、空気圧シリンダ５３４
の第１空気室５３４ａ内に第１の圧力調整装置５１６か
らの０．４９ＭＰａ（５ｋｇｆ／ｃｍ² ）の圧縮空気を
送入すると共に、第２の空気室５３４ｂ内の空気を第１
の電磁弁５２６を介してマフラ５２０から大気に排出さ
せる。これによりピストン５３６は、空気圧シリンダ本
体５３４ｃの右端から左端に向けて移動し始める。次
に、ピストン５３６が中間位置検出センサ５３８の前を
通過すると同時に、第２の空気室５３４ｂに第２の圧力
調整装置５１８からの０．２９ＭＰａ（３ｋｇｆ／ｃｍ
² ）の圧縮空気を送入し、ピストン５３６にブレーキを
かける。このとき、中間位置検出センサ５３８は、空気
圧シリンダ本体５３４ｃの適当な位置に取りつけられて
いる。ピストン５３６にブレーキがかかると、ピストン
５３６は、その動きのスピードが減速されながら、空気
圧シリンダ本体５３４ｃの左側の端部の終点位置に向か
って動いていき、最終的には停止する。

【００７３】この停止する位置は、ピストン５３６にブ
レーキをかけ始める位置、すなわち中間位置検出センサ
５３８の図中左右方向の位置により決定される。従っ
て、中間位置検出センサ５３８がどの位置に取りつけら
れているかによって、ピストン５３６は、終点位置に到
着する前に停止したり、終点位置で丁度停止したり、終
点位置に到着するまでに停止せずに、空気圧シリンダ本
体５３４ｃの左側の内壁に衝突したりすることとなる。
そして、これらの内で最も望ましいのは、ピストン５３
６が終点位置で丁度停止することである。

【００７４】そこで、ピストン５３６が、終点位置に丁
度停止する様な中間位置検出センサ５３８の位置を実験
的に求める。実際には、ピストン５３６が移動を繰り返
す度に、軸受けの摺動抵抗等が微妙に変化するので、常
にピストン５３６を終点位置に丁度停止させることは不
可能である。また、ピストン５３６が終点位置に到着す
る前に停止してしまった場合には、被搬送物であるワー
ク等が目標位置まで搬送されないことになるので、それ
も問題である。そのため、実際的には、ピストン５３６
が、終点位置に微小な衝撃を伴って衝突し、そこで停止
する様に、中間位置検出センサ５３８の位置を調整す
る。

【００７５】ここで、ピストン５３６が終点位置に衝突
する時の衝撃の大きさは、この衝突時のピストン５３６
の加速度を検出するか、あるいは、シリンダ５３４の長
手方向の振動の振幅を測定することにより判断される。
そして、ピストン５３６の衝突の衝撃がなるべく小さく
なる様に、中間位置検出センサ５３８の位置が調節され
る。この中間位置検出センサ５３８の位置調整は、ピス
トン５３６を繰り返し移動させて実験的に決定される。
そして、この点が本実施例の一つの特徴的な部分である
が、上記の様に中間位置検出センサ５３８の位置が最適
な減速開始位置に調整された状態で、ピストン５３６を
移動させ、ピストン５３６が中間位置検出センサ５３８
の前を通過した瞬間（この瞬間からピストン５３６の減
速が開始される）から、停止するまでの時間を計測し
て、これを目標減速時間Ｔｍｄとする。シリンダ装置を
連続的に動作させているうちに摺動抵抗等が変化し、ピ
ストン５３６の移動速度が変化した場合でも、ピストン
５３６を減速させ始めてから停止するまでの時間が、こ
の目標減速時間Ｔｍｄと一致すれば、ピストン５３６が
丁度良い状態で終点位置に停止することが経験的に確か
められている。

【００７６】次に上記の様にして測定された、目標減速
時間Ｔｍｄに基づいて、空気圧シリンダ５３４のピスト
ン５３６を図７において右端から左端に移動させ、ピス
トン５３６をショック無く停止させる動作を、図１０及
び図１１に示したフローチャートを参照して説明する。

【００７７】まず、初期状態として、ソレノイド５２
４，５２８，５３２が全てＯＦＦ状態にされており（図
７に示した状態）、ピストン５３６が、図７において、
空気圧シリンダ本体５３４ｃの右端に位置するものとす
る。また、中間位置検出センサ５３８は、上述した最適
な減速開始位置よりも、僅かに右側に寄った位置に配置
されているものとする。この中間位置検出センサ５３８
が実際に配置されている位置から、上記の最適な減速開
始位置までピストン５３６が移動するためにかかる時間
を、後述する目標待ち時間Ｔｍｗと名づける。すなわ
ち、ピストン５３６が中間位置検出センサ５３８の前を
通過した瞬間から、目標待ち時間Ｔｍｗだけ待った後
に、ピストン５３６にブレーキをかけ始めれば、ピスト
ン５３６は終点位置に丁度良い状態で停止することとな
るわけである。また、ピストン５３６には、目標減速時
間を測定した時と同じ重量の付加荷重（上記の例では２
９．４Ｎ（３ｋｇｆ））がかかっているものとする。

【００７８】ステツプＳ５１はスタートである。ステツ
プＳ５２ではメモリ内の待ち時間補正値Ｔｈを０として
おく。また、タイマーはリセットしタイマー値を０とす
る。ステツプＳ５３ではＣＰＵ６０２から移動指令が出
力されるのを待ち、移動指令が出力されるとステツプＳ
５４に進む。ステツプＳ５４において、制御装置５９０
はＯＵＴポート５９２から第２の電磁弁５３０の一方の
ソレノイド５２８をＯＮにする信号を出力し、第２の電
磁弁５３０の第３室５３０ｃの第２ポート５３０ｃ２を
分流通路５１７に接続させると共に、第４ポート５３０
ｃ４を空気通路５３１ａに接続させ、空気圧シリンダ５
３４の第１空気室５３４ａ内に第１の圧力調整装置５１
６からの０．４９ＭＰａ（５ｋｇｆ／ｃｍ² ）の圧縮空
気を送入する。これと同時に、第２の電磁弁５３０の第
３室５３０ｃの第３ポート５３０ｃ３が空気通路５２７
ｂに接続されると共に、第５ポート５３０ｃ５が空気通
路５３１ｂに接続され、空気圧シリンダ５３４の第２空
気室５３４ｂ内の空気が第１の電磁弁５２６を介してマ
フラ５２０から大気に排出される。これにより、ピスト
ン５３６は、空気圧シリンダ本体５３４ｃに対して右側
から左側に向かって移動を始める。このとき、上記の様
に、第２空気室５３４ｂの空気が大気に対して抵抗無く
放出されるので、ピストン５３６は第２空気室５３４ｂ
内の圧力による反力をほとんど受けることがなく、ピス
トン５３６は極めて高速に移動を始める。

【００７９】ステツプＳ５５では、前述した様にあらか
じめ決められている目標待ち時間Ｔｍｗとメモリ内に記
憶されている待ち時間補正値Ｔｈとを加算し、その値Ｔ
ｗをメモリ内に記憶する。このＴｗを待ち時間と名づけ
る。一番最初においては、Ｔｈ＝０に設定されているの
で、Ｔｗ＝Ｔｍｗである。

【００８０】ステツプＳ５６では、中間位置検出センサ
５３８がＯＮとなるまで待ち、ＯＮになればステツプＳ
５７に進む。ステツプＳ５７では、待ち時間計測部６１
０のタイマーをスタートさせる。ステツプＳ５８では、
ステツプＳ５５で求めた待ち時間Ｔｗと、ステツプＳ５
７でスタートしたタイマーの値を比較し、タイマーの値
が待ち時間Ｔｗと等しくなるか又は待ち時間Ｔｗよりも
大きくなるまで待ち、そのようになった後にステツプＳ
５９に進む。

【００８１】ステツプＳ５９では、減速時間計測部６１
２のタイマーをスタートさせ、待ち時間計測部６１０の
タイマーを止める。これと同時に、制御装置５９０は、
第１の電磁弁５２６のソレノイド５２４をＯＮさせる。
これにより、第１の電磁弁５２６の第２室５２６ｂの第
１ポート５２６ｂ１が空気通路５１９に接続されると共
に、第３ポート５２６ｂ３が空気通路５２７に接続さ
れ、第２の圧力調整装置５１８からの０．２９ＭＰａ
（３ｋｇｆ／ｃｍ² ）の圧縮空気が空気圧シリンダ５３
４の第２空気室５３４ｂに送入される。このとき第２の
圧力調整装置５１８からの圧縮空気は、逆止弁５２２に
より逆流が防止されるので、空気圧シリンダ５３４の第
２空気室５３４ｂから空気が逆流することは無く、第２
空気室５３４ｂの圧力は上昇されることになる。これに
より、ピストン５３６は減速を開始する。

【００８２】ステップＳ６０では、制御装置５９０は、
ピストン５３６が停止位置検出センサ５４２の位置（空
気圧シリンダ本体５３４ｃの左端の位置）まで移動し、
この停止位置検出センサ５４２が反応してＩＮポート５
９４から検出信号が入力されるまで待機する。ステップ
Ｓ６０で、ＩＮポート５９４から検出信号が入力される
と、ステップＳ６１に進む。

【００８３】ステツプＳ６１では、減速時間計測部６１
２のタイマーを止め、この時間を減速時間Ｔｄとして、
この減速時間Ｔｄをメモリ６０４内に記憶させる。ステ
ツプＳ６２では、前述した目標減速時間Ｔｍｄと減速時
間Ｔｄとを減算し、偏差Ｔｈ´を求める。ここで、偏差
Ｔｈ′＝０、すなわち実際の減速時間Ｔｄが、目標減速
時間Ｔｍｄと一致している場合には、ピストン５３６
は、衝撃の少ない状態、すなわち丁度良い状態で終点位
置に停止したこととなる。

【００８４】次に、偏差Ｔｈ´にあらかじめ決められて
いる定数Ｔｋ、例えば１／５などを乗ずる。この乗算で
求められた値を待ち時間補正値Ｔｈとする。この待ち時
間補正値Ｔｈを、次回ピストン５３６を右から左に移動
させる時に、ステツプＳ５８において目標待ち時間Ｔｍ
ｗに加算して実際の待ち時間Ｔｗとするわけである。こ
れにより、実際の減速時間Ｔｄと目標減速時間Ｔｍｄの
偏差が、次回のピストン５３６の動作にフィードバック
され、ピストン５３６の移動動作を数回繰り返すうち
に、実際の減速時間Ｔｄが目標減速時間Ｔｍｄに収束し
てゆくわけである。もし、偏差Ｔｈ′が０であれば、Ｔ
ｈも０となるので、次回のピストン５３６の移動時に
は、実際の待ち時間Ｔｗは変化せず、ピストン５３６は
今回と同じタイミングで減速が開始される。

【００８５】ここで、偏差Ｔｈ′の値をそのまま待ち時
間補正値Ｔｈとしないのは、シリンダ装置の軸受けの摩
擦抵抗等がピストン５３６の移動のたび毎に微妙に変化
するため、偏差Ｔｈ′をそのまま待ち時間補正値Ｔｈと
したのでは、減速時間Ｔｄの値が目標減速時間Ｔｍｄに
収束しなくなる可能性があるからである。そのため、減
速時間Ｔｄと目標減速時間Ｔｍｄの偏差が徐々に０に近
づくが、なかなか０にならない場合は定数Ｔｋを大きく
設定し、振動する場合、つまり偏差が＋，−，＋，−と
なる場合は、逆に定数Ｔｋの値を小さく設定する。

【００８６】また、この実施例においては、Ｔｈ＝Ｔｋ
×Ｔｈ´としているが、待ち時間補正値Ｔｈと偏差Ｔｈ
´の関係をテーブル（表）で表し、例えば、偏差Ｔｈ´
が０〜１０の範囲内であれば、待ち時間補正値Ｔｈを３
に設定し、また、偏差Ｔｈ´が１０〜２０の範囲であれ
ば待ち時間補正値Ｔｈを５に設定するという様にしても
よい。

【００８７】ステツプＳ６３では、メモリ６０４上に記
憶されているＴｈの値をステツプＳ６２で求めた待ち時
間補正値Ｔｈの値に更新する。このメモリ６０４に記憶
された待ち時間補正値Ｔｈは、次回、ピストン５３６を
右から左へ移動させる時に使用する。また、このステツ
プでは電磁弁５２６のソレノイド５２４をＯＦＦにす
る。

【００８８】ステツプＳ６４では、制御装置５９０は停
止位置検出センサ５４２が反応してＩＮポート５９４か
ら検出信号が入力されてからの経過時間を測定し、この
経過時間が０．５秒となったところでＯＵＴポート５９
２から信号を送り、第２の電磁弁５３０のソレノイド５
２８をＯＦＦ状態とする。これにより、第２の電磁弁５
３０は、図７に示した状態に戻り、空気圧シリンダ５３
４の第１空気室５３４ａと第２の電磁弁５３０の間に停
留している圧縮された空気がマフラ５２０から大気に排
出される。

【００８９】これにより、ソレノイド５２８がＯＦＦ状
態とされてから約１秒後には、空気圧シリンダ５３４の
第１空気室５３４ａと第２空気室５３４ｂの圧力は大気
圧と同一になる。以上で、ピストン５３６の図７におけ
る右端から左端への移動動作を終了する。

【００９０】なお、ピストン５３６の左から右への移動
も右から左への移動の場合と全く同様に制御される。

【００９１】ここで、本発明の特徴的な部分について説
明する。

【００９２】上記の説明のステツプＳ５７では待ち時間
計測部６１０のタイマーをスタートさせるが、このシリ
ンダ装置を起動させた第１回目または長時間（例えば２
時間）停止させた後の始めての動作の時には、予め設定
してある待ち時間補正値Ｔｈを０とし、目標待ち時間Ｔ
ｍｗに予め決められた定数（例えば３／５）を乗算し、
これをＴｍｗのメモリ内に記憶する。そして２回目の動
作からは求められた目標待ち時間を利用し、次のステツ
プＳ５８に進む。このように、シリンダ装置の動作開始
時に、目標待ち時間を小さく設定することにより、動作
初期のピストンの動きが重い状態においてもピストンを
衝撃の少ない状態でスムーズに停止させることができ
る。

【００９３】また、この第２の実施例では、移動を開始
すると同時に移動される側の空気を抜く（排気する）こ
とを行なっているが、このとき排気口に急速排気弁を取
り付けるとさらに効果的である。

【００９４】本実施例は、移動指令が出力され、ピスト
ンを実際に動かし、このときでてきた減速時間Ｔｄと目
標減速時間Ｔｍｄとの偏差をなくすように待ち時間補正
値Ｔｈを求め、次回この値を目標待ち時間Ｔｍｗに加算
することにより、時間の経過と共に、シリンダ装置の軸
受けの摺動抵抗等が変化した場合でも、ピストンを常に
スムーズに停止させる様にしたものである。

【００９５】また、本システムはロータリーアクチュエ
ータでもシステムに変更を加えることなく利用できる。

【００９６】また、第２の圧力調整装置はハイリリーフ
型のものでも使用可能である。また、第２の高圧は０Ｍ
Ｐａ（０ｋｇｆ／ｃｍ² ）でも良い。

【００９７】なお、本発明はその主旨を逸脱しない範囲
で、上記実施例を修正または変形したものに適用可能で
ある。

【００９８】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明のシリンダ装
置の制御方法によれば、ピストンを移動させ始める初期
においては、第２の室を大気に開放せずに第１の室に供
給する空気よりも低い圧力に設定しておくことにより、
ピストンの加速度が過度に大きくなることを防止でき、
搬送される物品の倒れ等を防止することができる。

【００９９】また、第２の室を第２の圧力に減圧させる
動作と、第２の室に第３の圧力の空気を送入する動作と
を、同一の電磁弁により制御する様にしているので、装
置の構成が単純化されコストの低減を図ることができ
る。

【０１００】また、シリンダ装置を長時間停止させた後
に、再び動作させるときに、待ち時間に所定の定数を乗
ずることにより、動作初期の動きが重い状態のシリンダ
装置においてもピストンをスムーズに停止させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の制御方法が適用されるシリンダ
装置の構成を示した空気圧回路図である。

【図２】制御装置とソレノイド及び位置検出センサとの
接続状態を示した斜視図である。

【図３】制御装置内のシステム構成図である。

【図４】ピストンを移動させる動作を説明するためのフ
ローチャートである。

【図５】ピストンを移動させる動作を説明するためのフ
ローチャートである。

【図６】ピストンの移動速度と時間の関係を示した図で
ある。

【図７】第２の実施例の制御方法が適用されるシリンダ
装置の構成を示した空気圧回路図である。

【図８】制御装置とソレノイド及び位置検出センサとの
接続状態を示した斜視図である。

【図９】制御装置内のシステム構成図である。

【図１０】ピストンを移動させる動作を説明するための
フローチャートである。

【図１１】ピストンを移動させる動作を説明するための
フローチャートである。

【符号の説明】

１２，５１２ エア供給源 １４，５１４ フィルター １６，５１６ 第１の圧力調整装置 １７，５１７ 分流通路 １８，５１８ 第２の圧力調整装置 １９，５１９ 空気通路 ２０，５２０ マフラ ５２２ 逆止弁 ２４，５２４ ソレノイド ２６，５２６ 第１の電磁弁 ２７，５２７ 空気通路 ２８，５２８ ソレノイド ３０，５３０ 第２の電磁弁 ３１，５３１ 空気通路 ３２，５３２ ソレノイド ３４，５３４ 空気圧シリンダ ３６，５３６ ピストン ３８，４０，５３８，５４０ 中間位置検出センサ ４２，４４，５４２，５４４ 停止位置検出センサ ９０，５９０ 制御装置 ９２，５９２ ＯＵＴポート ９４，５９４ ＩＮポート ９６，５９６ 入力装置

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストンにより、第１及び第２の２つの
   室に仕切られたシリンダの前記第１の室に第１の圧力の
   圧縮空気を送入するとともに、前記第２の室を前記第１
   の圧力よりも低い第２の圧力に減圧して前記ピストンを
   前記シリンダの延出方向に沿って比較的小さい第１の加
   速度で移動させ始める第１の工程と、 前記第２の室の空気を大気に排出して前記ピストンを前
   記第１の加速度よりも大きい第２の加速度で移動させる
   第２の工程と、 前記第２の室に前記第１の高圧よりも低い第３の圧力の
   空気を送入して前記ピストンの移動速度を減速させる第
   ３の工程とを具備することを特徴とするシリンダ装置の
   制御方法。
2. 【請求項２】 前記第１の工程において、前記第２の室
   の圧力を前記第２の圧力に保持する時間は任意に設定さ
   れることを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置の
   制御方法。
3. 【請求項３】 前記第１の工程は、前記ピストンを移動
   させる前に前記第１の室と前記第２の室の空気を大気に
   開放する第１のサブ工程を備えることを特徴とする請求
   項１に記載のシリンダ装置の制御方法。
4. 【請求項４】 前記第２の室を前記第２の圧力に減圧さ
   せる動作と、前記第２の室に前記第３の圧力の空気を送
   入する動作とは、同一の電磁弁により制御されることを
   特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置の制御方法。
5. 【請求項５】 ピストンにより、第１及び第２の２つの
   室に仕切られたシリンダの前記第１の室に第１の高圧の
   圧縮空気を送入すると共に、前記第２の室から空気を排
   気して前記ピストンを前記シリンダの延出方向に沿っ
   て、前記第１の室の端部であるスタート位置から前記第
   ２の室の端部であるエンド位置に向けて移動させる第１
   の工程と、前記シリンダに配置されたところの、前記ピ
   ストンの位置を検出する第１の検出手段により、前記ピ
   ストンが前記第１の検出手段の位置と整合する位置を通
   過したことを検出する第２の工程と、前記ピストンが前
   記第１の検出手段と整合する位置を通過したことを検出
   した時点から一定の待ち時間の経過後に、前記第２の室
   に前記第１の高圧よりも低い第２の高圧の空気を送入し
   て前記ピストンの移動速度を減速させ、前記ピストンを
   前記エンド位置に、衝撃が少ない状態で到達させる第３
   の工程とを具備するシリンダ装置の制御方法において、 シリンダの動作を停止させていた時間が所定時間を越え
   た後にシリンダを再動作させる場合には、前記待ち時間
   に所定の定数を乗じて、該乗じた値を新たな待ち時間に
   設定することを特徴とするシリンダ装置の制御方法。
6. 【請求項６】 前記待ち時間を新たに設定する動作は、
   シリンダを再動作させた後の１回目の動作時に行なわれ
   ることを特徴とする請求項５に記載のシリンダ装置の制
   御方法。