JPH08270605A

JPH08270605A - エアシリンダの位置決め装置

Info

Publication number: JPH08270605A
Application number: JP7584195A
Authority: JP
Inventors: Katsuya Inuzuka; 塚克也犬; Nobutaka Kiku; 信隆菊; Akio Sato; 藤昭夫佐
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1995-03-31
Publication date: 1996-10-15

Abstract

(57)【要約】【目的】エアシリンダの位置決め装置の構造を簡単で
小型なものとしてコストを低減することを目的とする。【構成】第１シリンダ室１２とエアポンプ１６との間
に配設されエアの供給及び排気を切り換える電磁弁１８
を備え、電磁弁１８の開閉時間のデューティ比を可変す
ることで第１シリンダ室１２のエア圧を増減したことで
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エアシリンダの位置決
め装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来技術としては、特公平２−
１０２８１号公報に開示されるようなものが知られてい
る。この公報に開示されるエアシリンダの位置決め装置
は、制動機構を備えたエアシリンダと、エアシリンダの
エア駆動制御回路と、エアシリンダ内のピストンロッド
の移動量を検出する位置検出手段とを備えてなり、フィ
ードバックされたピストンロッドの動作に関するデータ
によりピストンロッドの動作を制御するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術のエ
アシリンダ内を摺動可能に収納されるピストンロッドで
は、ロッド部が設けられる端面とロッド部が無い端面と
で受圧面積に差が生じるため、同圧のエアを供給しても
ピストンロッドを保持することができず、制動機構を用
いてピストンロッドが保持されている。この他の手段と
しては、ピストンロッドの受圧面にかかる力の差を無く
すために圧力調節弁を用いることがある。

【０００４】又、負荷重量によってもエアシリンダ軸方
向のバランスがとれないため、前述したような機構が必
要となる。又、エアシリンダの駆動には、ピストンロッ
ドの加減速を行うためのエア駆動制御回路として、電気
−空気比例制御弁又はデジタルフローコントロールバル
ブが必要となる。このため、エアシリンダの位置決め装
置の構成が複雑で高価なものとなってしまう。

【０００５】本発明は、エアシリンダの位置決め装置の
構造を簡単で小型なものとしてコストを低減することを
課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために請求項１の発明において講じた手段は、エアシリ
ンダと、エアシリンダ内に摺動可能に収納されたピスト
ンロッドと、エアシリンダの一端面とピストンロッドの
一端面とで形成される第１シリンダ室と、エアシリンダ
の他端面とピストンロッドのロッド部が軸方向に延在す
る他端面とで形成される第２シリンダ室と、第１シリン
ダ室と第２シリンダ室とを連通するバイパス通路と、バ
イパス通路上に配設されエアシリンダにエアを供給する
エア供給源と、第１シリンダ室とエア供給源との間に配
設されエアの供給及び排気を切り換える電磁弁と、ピス
トンロッドの移動量を検出する位置検出手段とから成
り、電磁弁の開閉時間のデューティ比を可変することで
第１シリンダ室のエア圧を増減したことである。

【０００７】

【作用】上記した手段によれば、エアシリンダの第１シ
リンダ室と第２シリンダ室には、エア供給源により常時
エアが供給される。又、エアシリンダのピストンロッド
を保持する場合は、ピストンロッドの移動量が位置検出
手段により検出され、ピストンロッドの情報によりフィ
ードバック制御される。このときに、第１シリンダ室に
供給されるエアを開閉時間のデューティ比を可変するこ
とによって調節することができる。ピストンロッドの受
圧面にかかる力が等しくなるように第１シリンダ室のエ
ア圧を減圧して一定に保つことで、ピストンロッドが保
持される。

【０００８】このときのデューティ比を基準デューティ
として、ピストンロッドを移動させたときは、基準デュ
ーティに対してデューティ比を増減することで、第１シ
リンダ室のエア圧が増減されピストンロッドを移動させ
ることができる。以上のことから、ピストンロッドの位
置決めを制動装置又は圧力調節弁等を使用せずに１つの
電磁弁によって第１シリンダ室のエア圧を調節すること
ができることから、エアシリンダの位置決め装置の構造
を簡単で小型なものとすることができ、コストを低減す
ることができる。

【０００９】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

【００１０】図１はエアシリンダの位置決め装置１０の
構成図を示す。図に示されるように、エアシリンダ１１
には、一端が閉塞端とされ他端が開口端とされたシリン
ダ孔１１ａが形成されており、このシリンダ孔１１ａ内
をピストンロッド１４が摺動自在に収納されている。ピ
ストンロッド１４のロッド部１４ａの端部には、周知の
ロボットハンドが設けられており、ピストンロッド１４
の移動を利用して物品の搬送が行われる。シリンダ１１
ａ内の閉塞端とピストンロッド１４の端面とで第１シリ
ンダ室１２が形成され、開口端側とロッド部１４ａを有
するピストンロッド１４の端面とで第２シリンダ室１３
が形成されている。又、第１シリンダ室１２と第２シリ
ンダ室１３とは、バイパス通路１５によって連通可能と
されている。バイパス通路１５上には、第１シリンダ室
１２及び第２シリンダ室１３にエアを供給するエアポン
プ（エア供給源）１６が配設されている。又、ピストン
ロッド１４の位置を検出する位置検出手段であるエンコ
ーダ１７が配設されており、常時ピストンロッド１４の
位置が検出されている。

【００１１】エアポンプ１６と第１シリンダ室との間の
バイパス通路１５には、エアポンプ１６からのエアを第
１シリンダ室１２へ供給、及び、第１シリンダ室１２の
エアを大気へ排出する電磁弁１８が配設されている。
又、エンコーダ１７と電磁弁１８には、制御回路１９が
接続されており、エンコーダ１７からのピストンロッド
１４の情報が制御回路１９に入力され、電磁弁１８が駆
動される。尚、制御回路１９は、電磁弁駆動回路１９ａ
及びマイクロコンピュータ１９ｂから構成されている。

【００１２】電磁弁１８は、開閉時間のデューティ比を
可変することで第１シリンダ室１２に供給するエア圧を
制御したものである。電磁弁１８の弁が開くときは、第
１シリンダ室１２にエアが供給され、電磁弁１８の弁が
閉じたときは、大気にエアが排気される。このときの開
をＴｏ、開閉周期をＴとした時間の割合を図２に示し、
デューティ比ｄは、Ｔｏ／Ｔによって求められる。又、
図３は、デューティ比に対するピストンロッド１４の位
置を示したものである。

【００１３】次の本実施例の作用を説明する。

【００１４】ピストンロッド１４の位置を保持するとき
は、ピストンロッド１４の受圧面にかかる力が等しくな
るようにデューティ比を可変し、第１シリンダ室１２の
エア圧を調節する。ピストンロッド１４の受圧面にかか
る力が等しくなったときのデューティ比を基準デューテ
ィとする。又、第１シリンダ室１２のエア圧をＰ１、第
２シリンダ室１３のエア圧をＰ２、第１シリンダ室１２
の受圧面をＡ１、第２シリンダ室１３のエア圧をＡ２、
ピストンロッド１４にかかる負荷をＷとして、基準デュ
ーティとなった場合を表すとＰ１・Ａ１＋Ｗ＝Ｐ２・Ａ２となる。そして、デューティ比を変えることでＰ１のエ
ア圧が増減される。

【００１５】ピストンロッド１４を図の上方向に位置決
めするときは、図３に示すようにｔ₁において、デュー
ティ比を０に下げて第１シリンダ室１２のエア圧を減圧
して移動を開始する。その後、エンコーダ１７からの情
報が制御装置１９に入力されてフィードバック制御を行
い、位置偏差の減少と共にデューティ比を基準デューテ
ィに近づけていくことによって、第１シリンダ室１２の
エア圧が徐々に加圧されピストンロッド１４の移動が減
速されていく。ピストンロッド１４の位置が目標位置に
到達するとき、デューティ比は基準デューティとなるた
めピストンロッド１４にかかる力が等しくなり、ピスト
ンロッド１４が目標位置で保持され位置決めが完了され
る。

【００１６】又、ピストンロッド１４を図の下方向に位
置決めするときは、図には示されないが、基準デューテ
ィを上回るように電磁弁１８の弁の開く時間Ｔｏの割合
が多くなるようにデューティ比を上げていく。これによ
って、第１シリンダ室１２のエア圧を増圧して、ピスト
ンロッド１４を図の下方に移動させることができる。

【００１７】その後、エンコーダ１７からの情報が制御
装置１９に入力される。そして、目標位置にピストンロ
ッド１４が近づくにつれて、デューティ比も基準デュー
ティに近づくように制御することで、第１シリンダ室１
２のエア圧が徐々に減圧されピストンロッド１４の移動
が減速されていく。ピストンロッド１４が目標位置に到
達したとき、基準デューティとなりピストンロッド１４
が保持され位置決めが完了される。

【００１８】上記説明したエアシリンダの位置決め装置
は、第２シリンダ室１３とエアポンプ１６とのエア圧が
常時同圧となるため、第１シリンダ室１２のエア圧を電
磁弁１８によって調節することで第２シリンダ室１３と
のエア圧のバランスを調節することができ、ピストンロ
ッド１４を保持することができる。又、電磁弁１８は、
開閉時間のデューティ比を可変することで第１シリンダ
室１２のエア圧を増減することができ、この増減によっ
てピストンロッド１４を移動させることができる。以上
のことから、ピストンロッド１４を保持するための手段
を設ける必要がなくなり、エアシリンダの位置決め装置
の構造を簡単で小型なものとすることができ、且つ、コ
ストを低減することができる。

【００１９】

【発明の効果】上記したエアシリンダの位置決め装置に
よれば、ピストンロッドの位置決めを制動装置又は圧力
調節弁等を使用せずに、第１シリンダ室とエアポンプと
の間に配設された電磁弁の開閉時間のデューティ比を可
変することで、第１シリンダ室のエア圧を調節すること
ができることから、ピストンロッドの保持又は移動がで
き、エアシリンダの位置決め装置の構造を簡単で小型な
ものとすることができ、コストを低減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るエアシリンダの位置決め
装置の構成図を示す。

【図２】本発明の実施例に係る電磁弁の開閉時間のデュ
ーティ比を示す。

【図３】本発明の実施例に係る電磁弁の開閉時間のデュ
ーティ比に対するピストンロッドの変位を示す。

【符合の説明】

１１・・・エアシリンダ１２・・・第１シリンダ室１３・・・第２シリンダ室１４・・・ピストンロッド１５・・・バイパス通路１６・・・エアポンプ（エア供給源）１７・・・エンコーダ（位置検出手段）１８・・・電磁弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エアシリンダと、前記エアシリンダ内に
摺動可能に収納されたピストンロッドと、前記エアシリ
ンダの一端面と前記ピストンロッドの一端面とで形成さ
れる第１シリンダ室と、前記エアシリンダの他端面と前
記ピストンロッドのロッド部が軸方向に延在する他端面
とで形成される第２シリンダ室と、前記第１シリンダ室
と第２シリンダ室とを連通するバイパス通路と、前記バ
イパス通路上に配設され前記エアシリンダにエアを供給
するエア供給源と、前記第１シリンダ室と前記エア供給
源との間に配設されエアの供給及び排気を切り換える電
磁弁と、前記ピストンロッドの移動量を検出する位置検
出手段とから成り、前記電磁弁の開閉時間のデューティ
比を可変することで前記第１シリンダ室のエア圧を増減
したことを特徴としたエアシリンダの位置決め装置。