JPH09190222A - シリンダの位置決め制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】圧縮空気供給源の供給圧の変動またはワークの
重量の変動等に影響されることなく前記ワークを高精度
に位置決め制御することにある。 【解決手段】ワークの負荷重量に対応するバランス圧を
推定し、圧力流体の圧力をバランス圧に設定する。ピス
トンがモータ駆動位置に到達した時にモータを駆動さ
せ、前記モータの駆動作用下にバランス圧が保持された
状態で該ピストンを位置決め目標位置まで変位させて位
置決めする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体圧力と回転駆
動力とを併用したシリンダの位置決め制御方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ワークの搬送手段、または位
置決め手段としてシリンダが用いられている。このシリ
ンダによってワークを所望の位置に搬送する場合、シリ
ンダチューブ内を往復動作するピストンを前記シリンダ
チューブ内の所定位置に停止させることが必要となる。

【０００３】従来技術に係るシリンダのピストン位置を
制御する方法としては、例えば、比例制御弁の弁開度を
ファジィ推論によって決定し、前記比例制御弁に基づい
て空気圧シリンダのピストンを目標停止位置に制御する
方法（特開平５−３２１９０４号公報）、または空気圧
シリンダの摺動部であるシール部のクーロン摩擦力に相
当する差圧を前記クーロン摩擦力の変動に応じて補正す
ることにより、ピストンの位置を制御する方法（特開平
４−２０３６０６号公報）等が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
特開平５−３２１９０４号公報および特開平４−２０３
６０６号公報に開示された技術的思想は、いずれも空気
圧のみを利用したピストンの位置決め制御方法であり、
空気圧シリンダに対して圧縮空気を供給する圧縮空気供
給源の供給圧の変動またはワークの重量の変動等に起因
してピストンの高精度な位置決め制御を行うことは困難
である。

【０００５】すなわち、前記圧縮空気供給源の供給圧の
変動またはワークの重量の変動によってピストンの移動
速度が変化し、この結果、ピストンが目標停止位置に対
してオーバーランしてしまい、あるいはピストンを目標
停止位置に位置決めする時にハンチングが生じ、結局、
ピストンの位置決め精度が劣化するという不都合があ
る。

【０００６】これに対して、モータの回転軸にカップリ
ング部材を介してボールねじを連結し、前記ボールねじ
の回転作用下にスライドテーブルを直線状に変位させる
リニアアクチュエータが知られており、前記リニアアク
チュエータによってスライドテーブルの高精度な多点位
置決め制御を行うことが可能である。

【０００７】しかしながら、前記リニアアクチュエータ
では、ワークが重量物である場合、その駆動力を増大さ
せるために大きな回転駆動力を有する大型モータと大容
量のドライバとが必要となり、装置全体が大型化し設置
面積が増大するとともに、製造コストが高騰するという
不都合がある。

【０００８】本発明は、前記の各種の不都合を悉く克服
するためになされたものであり、圧縮空気供給源の供給
圧の変動またはワークの重量の変動等に影響されること
なく前記ワークを高精度に位置決め制御するとともに、
装置全体を小型化し、しかも製造コストの低減化を図る
ことが可能なシリンダの位置決め制御方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、まず、原点位置にあるピストンを圧力
流体の作用下にシリンダ室に沿って変位させる。そし
て、前記ピストンが位置決め目標位置に到達する前、ワ
ークの負荷重量に対応するバランス圧を推定し、前記圧
力流体の圧力をバランス圧に設定する。前記ピストンが
位置決め目標位置から所定距離だけ離間する位置に到達
した時に回転駆動源を駆動させ、前記回転駆動源の駆動
作用下にバランス圧が保持された状態で該ピストンを位
置決め目標位置まで変位させ、前記ピストンを位置決め
する。

【００１０】ワークの負荷重量が変化した場合、バラン
ス圧は、変化したワークの負荷重量に追従して設定され
る。また、前記バランス圧は、シリンダ室におけるピス
トンの上昇開始圧力と、シリンダの摩擦力と同等のシリ
ンダ推力を出すための圧力と、補正係数とを用いて演算
することにより求められる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に係るシリンダの位置決め
制御方法について、これを実施する装置との関係におい
て好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら
以下詳細に説明する。

【００１２】図１は、本発明の実施の形態に係るシリン
ダの位置決め制御方法を実施する位置決め制御装置の概
略構成図である。

【００１３】この位置決め制御装置１０は、図示しない
固定手段によって上下方向に沿って取り付けられたシリ
ンダ１２と、前記シリンダ１２内に画成されたシリンダ
室に沿ってピストン１４を上下方向に変位させるモータ
（回転駆動源）１６と、前記シリンダ１２に付設され、
所定の位置で停止したピストン１４を保持するブレーキ
機構１８と、前記モータ１６の回転角度、回転数等を検
出するロータリエンコーダ（以下、単にエンコーダとい
う）２０とを含む。なお、前記モータ１６の駆動軸には
カップリング部材を介して図示しないボールねじが同軸
に連結され、前記ボールねじの回転作用下にピストン１
４が上下方向に変位する。

【００１４】前記モータ１６はドライバ２２を介して制
御部２４に接続され、前記制御部２４からドライバ２２
に導出される駆動信号に基づいてモータ１６が付勢・滅
勢される。また、前記制御部２４にはエンコーダ２０が
接続され、エンコーダ２０からの検出信号が制御部２４
に導入される。なお、前記制御部２４には、ＣＰＵ２
６、ＲＡＭ２８およびＲＯＭ３０が設けられるととも
に、後述するように初期データおよびシリンダの位置決
めデータ等を入力する外部入力手段３２が接続されてい
る。

【００１５】前記シリンダ１２には、シリンダ室に圧力
流体を供給する一組の流体出入ポートが画成され、上部
側シリンダ室３４ａには第１圧力センサ３６を介して第
１駆動用バルブ３８が接続され、下部側シリンダ室３４
ｂには第２圧力センサ４０を介して第２駆動用バルブ４
２が接続される。前記第１圧力センサ３６および第２圧
力センサ４０は、それぞれ、上部側シリンダ室３４ａお
よび下部側シリンダ室３４ｂに供給される圧縮空気の圧
力を検出し、その検出信号を制御部２４に導出する機能
を営む。

【００１６】また、前記ブレーキ機構１８には、該ブレ
ーキ機構１８をオン状態またはオフ状態に制御するブレ
ーキ用バルブ４４が接続され、制御部２４から導出され
る付勢信号に基づいて前記ブレーキ用バルブ４４の弁体
が開閉操作される。

【００１７】この場合、前記第１駆動用バルブ３８、第
２駆動用バルブ４２およびブレーキ用バルブ４４は、そ
れぞれソレノイドバルブによって構成され、各バルブの
オン状態およびオフ状態からなる周期をファジィ制御に
よって変化させることにより、アナログ制御に近似した
流量制御を行うことが可能となる。また、各バルブの応
答速度を向上させるために、異なる二段階の電圧値でソ
レノイドに印加している。

【００１８】なお、前記第１駆動用バルブ３８、第２駆
動用バルブ４２およびブレーキ用バルブ４４は圧縮空気
供給源４６にそれぞれ接続され、制御部２４から導出さ
れる付勢信号によって第１駆動用バルブ３８、第２駆動
用バルブ４２およびブレーキ用バルブ４４の弁体が開閉
操作される。

【００１９】外部に露呈するピストンロッド４８の一端
部には、例えば、重量物からなるワークＷが連結され、
さらに、シリンダ１２の下端部に付設された原点位置検
出センサ５０によってピストン１４が原点位置にあるか
否かが検出され、前記原点位置検出センサ５０から導出
された検出信号は制御部２４に入力される。前記原点位
置検出センサ５０は、例えば、オートスイッチ等の位置
検出センサによって構成される。

【００２０】本発明の実施の形態に係る位置決め制御装
置１０は、基本的には以上のように構成されるものであ
り、次にシリンダ１２の位置決め制御方法について、図
３〜図６に示すフローチャートに沿って説明する。な
お、図２に示すフローチャートは、シリンダの位置決め
制御方法の概要を示すものである。

【００２１】まず、図３に示すように、図示しない電源
をオン状態にする（ステップＳ１）。その際、第１駆動
用バルブ３８および第２駆動用バルブ４２を共にオフ状
態に設定しておく（ステップＳ２）。なお、フローチャ
ート中では、第１駆動用バルブ３８をバルブ１で、第２
駆動用バルブ４２をバルブ２で、それぞれ簡略して示し
ている。

【００２２】次に、制御部２４内に設けられたＣＰＵ２
６は、ＲＡＭ２８に初期データが入力されているか否か
を判断し（ステップＳ３）、前記初期データが予め入力
されている場合は、次のステップＳ４に進む。なお、Ｃ
ＰＵ２６が初期データが入力されていないと判断した場
合には、ステップＳ５に進み、例えば、ピストン１４の
原点復帰目標速度、シリンダ室の内径、シリンダ１２の
取付姿勢（鉛直方向かまたは水平方向か）およびシリン
ダ１２の摺動部位における摩擦力等に関する初期データ
を外部入力手段３２を介してＲＡＭ２８に書き込む。

【００２３】続いて、ＣＰＵ２６は、ＲＡＭ２８にシリ
ンダ１２の位置決めデータが入力されているか否かを判
断し（ステップＳ４）、前記位置決めデータが予め入力
されている場合は、次のステップＳ６に進む。なお、Ｃ
ＰＵ２６が位置決めデータが入力されていないと判断し
た場合には、ステップＳ７に進み、例えば、ピストン１
４を空気圧のみによる駆動から新たにモータ１６を駆動
させて前記空気圧とモータ１６とを併用した駆動力に切
り換える位置（以下、モータ駆動位置という）、ピスト
ン１４を停止させて位置決めする位置決め目標位置（以
下、目標位置という）および前記目標位置に対する許容
範囲を示す位置決め完了幅（以下、完了幅という）等に
関する位置決めデータを、外部入力手段３２を介してＲ
ＡＭ２８に書き込む。

【００２４】次に、ＣＰＵ２６は、ピストン１４を原点
位置に移動させる原点復帰処理が完了しているか否かを
判断し（ステップＳ６、Ｓ８）、原点復帰処理が完了し
てピストン１４が既に原点位置にある場合には次のステ
ップＳ１０に進み、一方、原点復帰処理が完了していな
い場合には原点復帰処理を行う（ステップＳ９）。

【００２５】ここで、原点復帰処理について図６に示す
サブルーチンに沿って説明する。なお、前記原点位置と
は、ユーザーのシリンダ１２の使用状態によって設定さ
れる相対的位置をいい、ユーザーは所望の位置を原点位
置として設定することが可能である。

【００２６】ＣＰＵ２６がＲＡＭ２８に予め書き込まれ
た原点復帰目標速度に関するデータを呼び出して読み込
んだ後（ステップＳ９ａ）、前記ＣＰＵ２６は、原点復
帰信号を第１駆動用バルブ３８に出力して前記第１駆動
用バルブ３８を前記原点復帰目標速度で駆動させること
により、ピストン１４が原点位置に向かって移動する
（ステップＳ９ｂ）。

【００２７】この場合、前記第１駆動用バルブ３８は、
ファジィ推論によってオン状態およびオフ状態からなる
周期が制御され、該第１駆動用バルブ３８のシリンダ室
内に供給される圧縮空気の流量がアナログ的に制御され
る。なお、前記シリンダ室内に供給される圧縮空気の作
用下にピストン１４が原点位置に向かって移動する際、
図示しないボールねじを介してモータ１６の駆動軸が空
転するとともに移動中のピストン１４の位置がエンコー
ダ２０によって検出される。

【００２８】続いて、ＣＰＵ２６は、原点位置検出セン
サ５０から出力される検出信号に基づいてピストン１４
が原点位置に到達したか否かを判断する（ステップＳ９
ｃ）。すなわち、原点位置検出センサ５０はピストン１
４が原点位置に到達したことを検知するとオン状態とな
り、前記オン状態の検出信号がＣＰＵ２６に入力される
ことにより前記ＣＰＵ２６はピストン１４が原点位置に
到達したと判断する。

【００２９】前記原点位置検出センサ５０がオン状態と
なった後、さらに、ＣＰＵ２６は、ピストン１４が原点
位置で停止していること、すなわち、エンコーダ２０の
検出信号が零になっているか否かを判断する（ステップ
Ｓ９ｄ）。例えば、オートスイッチ等によって構成され
る原点位置検出センサ５０がオン状態となっても原点位
置とピストン１４との間で若干の誤差が発生する場合が
あり、エンコーダ２０の検出信号によってピストン１４
が原点位置に到達したことを確実に検出することができ
る。

【００３０】ＣＰＵ２６は、エンコーダ２０の検出信号
が零になっていることを検出した後、エンコーダ２０に
リセット信号を導出して前記エンコーダ２０内に設けら
れた図示しないカウンタをリセットすることにより原点
復帰処理が完了する（ステップＳ９ｅ、Ｓ９ｆ）。

【００３１】ステップＳ９ｃにおいて原点位置検出セン
サ５０がオフ状態にある場合、ＣＰＵ２６は、エンコー
ダ２０の検出信号からピストン１４の移動速度を演算し
（ステップＳ９ｇ）、前記ピストン１４の移動速度が予
め設定された原点復帰目標速度よりも遅い場合には、デ
ューティ比を変更して第１駆動用バルブ３８のオン状態
の時間を従前よりも長くする（ステップＳ９ｈ、Ｓ９
ｉ）。一方、前記ピストン１４の移動速度が予め設定さ
れた原点復帰目標速度よりも速い場合には、デューティ
比を変更して第１駆動用バルブ３８のオン状態の時間を
短くする（ステップＳ９ｊ、Ｓ９ｋ）。このようにして
ピストン１４を原点位置に迅速に移動させることができ
る。

【００３２】次に、ピストン１４の原点復帰処理が終了
した後、原点位置にあるピストン１４を目標位置に移動
して位置決めを行う工程について説明する。

【００３３】まず、作業者は、図示しないトリガーボタ
ンを押圧してＣＰＵ２６に位置決め開始信号を入力する
（ステップＳ１０ａ）。ＣＰＵ２６は、ステップＳによ
って予め記憶されたシリンダ１２の目標位置、完了幅、
およびモータ駆動位置に係るデータをＲＡＭ２８より読
み込む（ステップＳ１１）。

【００３４】続いて、ＣＰＵ２６は、エンコーダ２０か
らの検出信号に基づいてピストン１４の現在位置を検出
し、前記検出された現在位置に係るデータから目標位置
に係るデータを減算してその差が０より小さいか否かを
判断する（ステップＳ１２、Ｓ１３）。

【００３５】なお、前記演算した差が０より小さい場合
と大きい場合とでは、第２駆動用バルブ４２を駆動させ
てピストン１４を上昇変位させ、あるいは第１駆動用バ
ルブ３８を駆動させてピストン１４を下降変位させる点
で異なるだけであり、その他の工程は同一であることか
ら、以下、小さい場合を例に説明する。

【００３６】ＣＰＵ２６はブレーキ用バルブ４４に付勢
信号を入力して前記ブレーキ用バルブ４４をオン状態と
しピストン１４のロック状態を解除するとともに、第２
駆動用バルブ４２に付勢信号を導出して前記第２駆動用
バルブ４２を駆動させる（ステップＳ１４ａ、Ｓ１５
ａ）。さらに、ＣＰＵ２６は、前記第２駆動用バルブ４
２の駆動作用下にピストン１４が上方に変位してエンコ
ーダ２０の出力信号が変化したか否かを判断し（ステッ
プＳ１６ａ）、エンコーダ２０の出力信号が変化してピ
ストン１４が確実に変位していると判断した時にはシリ
ンダ１２のバランス圧を推定する（ステップＳ１７
ａ）。

【００３７】すなわち、ＣＰＵ２６は、予めＲＡＭ２８
に記憶されたシリンダ１２の摺動部位における摩擦力、
シリンダ１２の取付姿勢、シリンダ室の内径に関するデ
ータをＲＡＭ２８から読み込み、また、後述する補正係
数αをＲＯＭ３０から読み込み、さらに、ピストン１４
の上昇開始圧力を第２圧力センサ４０から読み込んでシ
リンダ１２のバランス圧を推定する。

【００３８】ここで、バランス圧とは、シリンダ１２に
よって搬送されるワークＷの負荷重量と同等のシリンダ
推力を出すための圧力をいい、換言すると、シリンダ１
２に負荷が付与された状態で上部側シリンダ室３４ａと
下部側シリンダ室３４ｂとの間でピストン１４が平衡し
て無重力状態となる圧力を示す。

【００３９】前記バランス圧の推定方法について以下詳
細に説明する。

【００４０】図１において、シリンダ１２に連結された
ワークＷを上昇させる場合を例にして説明する。この場
合、第１駆動用バルブ３８および第２駆動用バルブ４２
がともにオン状態にある初期状態において、一方の第１
駆動用バルブ３８をオフ状態とし、他方の第２駆動用バ
ルブ４２をオン状態に保持する。従って、第１駆動用バ
ルブ３８は大気開放状態となり、第２駆動用バルブ４２
は圧縮空気供給源４６から供給される圧力に保持された
状態にある（図１参照）。なお、ワークＷの重量は不明
であり、上部側シリンダ室３４ａと下部側シリンダ室３
４ｂとの差圧は不明であるものとする。

【００４１】そこで、第２圧力センサ４０によって検出
された下部側シリンダ室３４ｂにおけるピストン１４の
上昇開始圧力とワークＷが連結されたピストン１４の停
止圧力との関係を求めると、 （下部側シリンダ室３４ｂにおけるピストン１４の上昇開始圧力）＝（ピスト ン１４を停止させることのできる最小の圧力）−（ΔＰ） …（１） が成り立つ。

【００４２】この場合、ピストン１４を停止させること
のできる最小の圧力とは、ワークＷの負荷重量と同等の
シリンダ推力を出すための圧力（バランス圧）からシリ
ンダ１２の摩擦力と同等のシリンダ推力を出すための圧
力を引いたものであることから、（１）式は、 （下部側シリンダ室３４ｂにおけるピストン１４の上昇開始圧力）＝（ワーク Ｗの負荷重量と同等のシリンダ推力を出すための圧力）−（シリンダ１２の摩擦 力と同等のシリンダ推力を出すための圧力）−（ΔＰ） …（２） と表される。

【００４３】ここで、シリンダ推力とは、（シリンダ１
２のピストン１４の受圧面積）×（供給圧力）をいい、
シリンダ１２の摩擦力とは、（シリンダ１２単体の摺動
部位における摩擦力）＋（シリンダ１２以外の摩擦力）
（例えば、シリンダ１２と他の装置の連結部やガイド等
によって発生する摩擦力）をいい、ΔＰとは微小圧力を
いい、これらは、シリンダ１２の大きさ、形状等に対応
して予め設定される所定値である。

【００４４】ワークＷの負荷重量と同等のシリンダ推力
を出すための圧力を（Ａ）とおき、シリンダ１２の摩擦
力と同等のシリンダ推力を出すための圧力を（Ｂ）とお
くと、前記（２）式は、 （下部側シリンダ室３４ｂにおけるピストン１４の上昇開始圧力）＝（Ａ）− （Ｂ）−（ΔＰ） …（３） と表され、前記（３）式を整理すると、 （Ａ）＝（下部側シリンダ室３４ｂにおけるピストン１４の上昇開始圧力）＋ （Ｂ）＋（ΔＰ） …（４） となる。また、一般的に（ΔＰ）≪（Ｂ）であることか
ら、 （Ａ）＝（下部側シリンダ室３４ｂにおけるピストン１４の上昇開始圧力）＋ （Ｂ） …（５） となる。

【００４５】この場合、前記（５）式は、理論値である
ことから、実際には、実験により求められた補正係数α
によって補正し、 バランス圧＝（下部側シリンダ室３４ｂにおけるピストン１４の上昇開始圧力 ）＋（Ｂ）×α …（６） として求めることが可能となる。

【００４６】従って、ＣＰＵ２６は、第２圧力センサ４
０によって検出される下部側シリンダ室３４ｂにおける
ピストン１４の上昇開始圧力に関するデータと、予めＲ
ＡＭ２８にメモリとして保有されるシリンダ１２の摩擦
力と同等のシリンダ推力を出すための圧力（Ｂ）および
補正係数αに関するデータとを用いて演算することによ
り、ワークＷの負荷重量に対応するバランス圧が設定さ
れる。この結果、ワークＷの負荷重量が変化した場合、
バランス圧は、変化した負荷重量に追従して設定され
る。

【００４７】次に、ＣＰＵ２６は、エンコーダ２０の検
出信号から演算されるピストン１４の現在位置および速
度に関するデータに基づいてメンバシップ関数より重心
を求め、第２駆動用バルブ４２のデューティ比を制御す
る（ステップＳ１８ａ、Ｓ１９ａ）。

【００４８】さらに、ＣＰＵ２６は、エンコーダ２０の
検出信号からピストン１４の現在位置を検出し、前記ピ
ストン１４がモータ駆動位置に到達したか否かを判断す
る（ステップＳ２０ａ、Ｓ２１ａ）。すなわち、ピスト
ン１４が予め設定されたモータ駆動位置に到達している
と判断した場合、ＣＰＵ２６はドライバ２２を介してモ
ータ１６を駆動させ、前記モータ１６を所定方向に回動
させる（ステップＳ２２ａ）。

【００４９】次に、ＣＰＵ２６は、第２圧力センサ４０
の出力信号をフィードバックして下部側シリンダ室３４
ｂ内の圧力がステップＳ１７ａで推定されたバランス圧
となるように第２駆動用バルブ４２をオン／オフ制御す
る（ステップＳ２３ａ）。そして、エンコーダ２０の検
出信号よりピストン１４の現在位置を検出し（ステップ
Ｓ２４）、前記ピストン１４の現在位置が予め設定され
た（目標位置±完了幅）内にあるか否かを判断する（ス
テップＳ２５）。ピストン１４の現在位置が予め設定さ
れた（目標位置±完了幅）内にある場合、ＣＰＵ２６
は、ドライバ２２を介してモータ１６を滅勢させ該モー
タ１６の回動を停止させるとともに、エンコーダ２０の
検出信号に基づいて確実にピストン１４が所定位置で停
止しているか否かを判断する（ステップＳ２６、Ｓ２
７）。

【００５０】ピストン１４が予め設定された所定位置に
停止していない場合には、ステップＳ２５に戻り、前記
ピストン１４が所定位置に停止していると判断した場合
には、ブレーキ用バルブ４４を駆動しブレーキ機構１８
をオフ状態にして該ピストン１４を目標位置に保持する
ことにより位置決めが完了する（ステップＳ２８、Ｓ２
９）。さらに、ＣＰＵ２６は、次の位置決めを行うか否
かを判断し（ステップＳ３０）、次の位置決め工程を続
行する時はステップＳ７に戻り、次の位置決めを行わな
い時は終了する。

【００５１】ステップＳ２５において、ピストン１４の
現在位置が予め設定された（目標位置±完了幅）内にな
い場合には、すなわち、ピストン１４の現在位置が（目
標位置±完了幅）にまだ到達していないか、あるいは
（目標位置±完了幅）を通過してオーバーランしてしま
った場合、ＣＰＵ２６は、エンコーダ２０の検出信号に
基づいて演算されたピストン１４の現在位置に関するデ
ータから目標位置に関するデータを減算し、その差が０
より小さいか否かを判断する（ステップＳ３１）。前記
演算した差が０より小さい場合には、ピストン１４の現
在位置が（目標位置±完了幅）に到達していないため、
モータ１６を所定方向に正転させてピストン１４を（目
標位置±完了幅）の位置まで移動させる（ステップＳ３
２）。一方、前記演算した差が０より大きい場合にはピ
ストン１４が（目標位置±完了幅）を通過してオーバー
ランしているため、モータ１６を逆転させてピストン１
４を（目標位置±完了幅）まで戻す（ステップＳ３
３）。

【００５２】なお、ＣＰＵ２６は、前記モータ１６の正
転または逆転によって確実にピストン１４が上昇または
下降しているか否かをエンコーダ２０の検出信号から判
断し（ステップＳ３４、Ｓ３５）、ピストン１４が上昇
していない場合、第２駆動用バルブ４２のデューティ比
のオフ状態の時間を短縮してバランス圧に関するデータ
を修正し（ステップＳ３６）、ピストン１４が下降して
いない場合、第１駆動用バルブ３８のデューティ比のオ
フ状態の時間を短縮してバランス圧に関するデータを修
正する（ステップＳ３７）。

【００５３】前記モータ１６の正転または逆転によって
ピストン１４が上昇変位または下降変位し、ＣＰＵ２６
は、エンコーダ２０の検出信号から前記ピストン１４が
モータ駆動位置に到達したか否かを判断し（ステップＳ
３８）、該ピストン１４がモータ駆動位置に到達した時
はステップＳ２４に戻る。一方、ＣＰＵ２６は、ピスト
ン１４がモータ駆動位置まで移動していないと判断した
時、正転または逆転にある前記モータ１６をオフ状態に
してピストン１４の移動を停止させるとともに、ピスト
ン１４の現在位置に関するデータから目標位置に関する
データを減算し、その差が０よりも小さいか否かを判断
する。ピストン１４の現在位置と目標位置との差が０よ
りも小さい場合には、ステップＳ１８ａに戻り、前記差
が０よりも大きい場合には、ステップＳ１８ｂに戻る。

【００５４】本実施の形態に係る位置決め制御装置１０
では、第１駆動用バルブ３８または第２駆動用バルブ４
２を介して供給される圧力流体の作用下にピストン１４
を目標位置に近接する所定位置まで迅速に変位させた
後、前記圧力流体の圧力をワークＷの負荷重量に対応す
るバランス圧に設定した状態でモータ１６を駆動し前記
モータ１６の駆動作用下にピストン１４を目標位置まで
変位させる。この場合、ワークＷの負荷重量が変化した
場合、変化した負荷重量に追従してバランス圧が設定さ
れるため、モータ１６の駆動作用下に目標位置まで変位
するピストン１４の移動速度に影響を与えることがな
い。従って、精度の高い位置決め制御を行うことができ
る。

【００５５】このように所定のバランス圧に保持された
状態でモータ１６の駆動作用下にピストン１４を変位さ
せて目標位置（正確には目標位置±完了幅）に到達する
ことにより、シリンダ１２の位置決め制御工程が完了す
る。

【００５６】なお、位置決め制御された第１の位置に対
して、次の位置決めを以上のような工程に従って順次行
うことにより、連続して多点位置決め制御を行うことが
可能となることは勿論である。

【００５７】また、本実施の形態では、駆動源として空
気圧とモータ１６とを併用しているため、大きな回転駆
動力を有する大型モータおよび大容量のドライバを用い
る必要がなく、装置全体の小型化を図り、製造コストの
低減化を達成することができる。

【００５８】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。

【００５９】すなわち、回転駆動源の駆動作用下にバラ
ンス圧が保持された状態でピストンの位置決め制御が行
われるため、精度の高い位置決め制御を行うことができ
る。

【００６０】また、ワークの負荷重量の変動に追従して
バランス圧が設定されるため、回転駆動源の駆動作用下
に目標位置まで変位するピストンの移動速度に影響を与
えることを防止することができる。

【００６１】さらに、駆動源として圧力流体と回転駆動
源とを併用しているため、大きな回転駆動力を有する大
型モータおよび大容量のドライバを用いる必要がなく、
装置全体の小型化を図り、製造コストの低減化を達成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るシリンダの位置決め
制御方法を実施する位置決め制御装置の概略構成図であ
る。

【図２】本発明の実施の形態に係るシリンダの位置決め
制御方法の概要を示すフローチャートである。

【図３】本発明の実施の形態に係るシリンダの位置決め
制御方法を説明するためのフローチャートである。

【図４】本発明の実施の形態に係るシリンダの位置決め
制御方法を説明するためのフローチャートである。

【図５】本発明の実施の形態に係るシリンダの位置決め
制御方法を説明するためのフローチャートである。

【図６】本発明の実施の形態に係るシリンダの位置決め
制御方法を説明するためのフローチャートである。

【符号の説明】

１０…位置決め制御装置 １２…シリンダ １４…ピストン １６…モータ １８…ブレーキ機構 ２０…ロータリ
エンコーダ ２２…ドライバ ２４…制御部 ２６…ＣＰＵ ２８…ＲＡＭ ３０…ＲＯＭ ３２…外部入力
手段 ３６、４０…圧力センサ ３８、４２…駆
動用バルブ ４４…ブレーキ用バルブ ５０…原点位置
検出センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 斉 茨城県筑波郡谷和原村絹の台４−２−２ エスエムシー株式会社筑波技術センター内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原点位置にあるピストンを圧力流体の作用
   下にシリンダ室に沿って変位させる工程と、 前記ピストンが位置決め目標位置に到達する前、ワーク
   の負荷重量に対応するバランス圧を推定し、前記圧力流
   体の圧力をバランス圧に設定する工程と、 前記ピストンが位置決め目標位置から所定距離だけ離間
   する位置に到達した時に回転駆動源を駆動させ、前記回
   転駆動源の駆動作用下にバランス圧が保持された状態で
   該ピストンを位置決め目標位置まで変位させて位置決め
   する工程と、 を有することを特徴とするシリンダの位置決め制御方
   法。
2. 【請求項２】請求項１記載の方法において、ワークの負
   荷重量が変化した場合、バランス圧は、変化したワーク
   の負荷重量に追従して設定されることを特徴とするシリ
   ンダの位置決め制御方法。
3. 【請求項３】請求項１記載の方法において、バランス圧
   は、シリンダ室におけるピストンの上昇開始圧力と、シ
   リンダの摩擦力と同等のシリンダ推力を出すための圧力
   と、補正係数とを用いて演算することにより求められる
   ことを特徴とするシリンダの位置決め制御方法。