JPS5947504A - 流体圧シリンダの制御方法及び装置 - Google Patents

流体圧シリンダの制御方法及び装置

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JPS5947504A
JPS5947504A JP15629982A JP15629982A JPS5947504A JP S5947504 A JPS5947504 A JP S5947504A JP 15629982 A JP15629982 A JP 15629982A JP 15629982 A JP15629982 A JP 15629982A JP S5947504 A JPS5947504 A JP S5947504A
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JP
Japan
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cylinder
speed
differential pressure
pressure
fluid pressure
Prior art date
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Pending
Application number
JP15629982A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigekazu Nagai
茂和 永井
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.)
SMC Corp
Shoketsu Kinzoku Kogyo KK
Original Assignee
Shoketsu Kinzoku Kogyo Co Ltd
Shoketsu Kinzoku Kogyo KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Shoketsu Kinzoku Kogyo Co Ltd, Shoketsu Kinzoku Kogyo KK filed Critical Shoketsu Kinzoku Kogyo Co Ltd
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Publication of JPS5947504A publication Critical patent/JPS5947504A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B9/00Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member
    • F15B9/02Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type
    • F15B9/03Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type with electrical control means

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Servomotors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、産業用ロボットなどのアクチーエータとして
使用される流体圧シリンダの速度制御や位置決め等を行
うだめの制御力法及び装置に関するものである。
従来から、流体圧シリンダの位置決めには、油圧サーボ
のように、目標値に追値するようなフィードバック制御
が多用されてきたが、このような制御系においては、最
終目標値に達したときのシリンダ速度がどのようになる
かを把握することは難しい。また、空気圧のような圧縮
性流体を使用する場合には、その圧縮性や外乱などによ
って速度が大きく乱れ易く、適正な速度制御を行うこと
は非常に困難である。
本発明は、使用流体や動作圧力、負荷変化、シリンダ寸
法、停止位置などに拘らず、シリンダの加速、減速、制
動、停止等を適正に行い得るようにすることを目的とす
るもので、ヤの目的達成のため、本発明においては、流
体圧シリンダの動作位置と各位置に対応する目標速度と
をあらかじめ記憶させておくだめの記憶装置と、シリン
ダの抽出された位置情報からシリンダの現在位置での実
速度を求めると共に、求められた実速度と上記記憶装置
から抽出される現在位置に対応する目標速成との速度差
を算出する演算装置と、上記速度差に応じてシリンダの
ヘッド室とロッド室との間に発生させるべき差圧を得る
だめの差圧発生器と、上記差圧に基づいてシリンダのヘ
ッド室及びロッド室内の流体圧力を増減させる圧力制御
器とによって制御装置を構成し、動作中のシリンダの位
置と速度とを常時検出して、現在位置での実速度と上記
記憶装置から抽出される現在位置に対応する目標速度と
の差を求めると共に、その速度差に応じて得られる差圧
に基づいてシリンダのヘッド室及びロッド室内の流体圧
力を圧力制御器により増減させ、それによってシリンダ
の速度を目標速度に追従させることを特徴としている。
而して、本発明においては、シリンダの速度を、各動作
位置に対応させて設定した目標値に泪ってコントロール
するようにしているため、停止位置での速度を制動をか
け易い速度に設定しておくことにより、極めて高い停止
精度を得ることができ、また、空気圧のように大きな圧
縮性をもった流体を使用する場合に、その圧縮性のため
にピストンの位置によって特性が変化したり、負荷の変
動に伴って速度が振動したシしても、その位置に対応す
る目標速度となるように圧力が逐次修正されるため、上
記流体の圧縮性とけ無関係に高い制御性を得ることがで
き、従って、加速や減速を行う位置、定速動作の範囲、
動作速度等を必要な値に設定しておくことによって、非
常に高′n度の制御を行うことができる。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
に、第1図において、lは適宜の制動機構2を備えた流
体圧シリンダ、3は該シリンダの制御装置を示している
上記制御装置3ij、、シリンダ1の動作目標値とする
だめに、一定の時間間隔で決められたシリンダの動作位
置と各動作位置に対応する目標速度とを、デジタル量で
表わすと共にそれらの対応するもの同士を対にしてあら
かじめ記憶させておき、それらを任意に抽出可能とした
記憶装置4と、シリンダ1におけるピストン5、ロンド
ロ、または負荷7の動作位置を常時検出し、それをデジ
タル信号として出力するロータリパルスエンコーダ、リ
ニヤパルスエンコーダ、あるいはボテンシ田メータ等か
らなる位置検出器8と、該位置検出器8から出力される
デジタル信号を読み取るデジタルカウンタ9と、微分器
口及び減算器12を備え、上記デジタルカウンタ9から
構成される装置情報に基づいてシリンダの現在位置にお
ける実速度と目標速度との速度差を求める演算装置10
と、上記速度差に応じてシリンダのヘッド室1aとロッ
ド室1bとの間に発生させるべき差圧を任意の増加関数
から得、それを出力する差圧発生器13と、上記差圧に
基づいてシリンダ1のヘッド室1α及びロッド室1bに
供給すべき流体圧力を決定し、それを圧力制御器15 
(L 、 15 bに指令する圧力指令装置14と、シ
リンダIのヘッド室1α及びロッド室1bにそれぞれ接
続され、空気圧や油圧などの流体源16からの流体圧力
を上記圧力指令装置14からの指令圧力に変換して各室
1a、1bに供給する上記圧力制御器15a。
15 hとからなっている。
この圧力制御器15σ、15hは、圧力制御弁1、流量
制御弁、電空比例弁、まだはこれらの弁と同等の機能を
有するように構成した1つまたは複数のオン・オフ制御
弁によってそれを形成することができ、特に、5オン・
・オフ制御弁を使用する場合は、次のようにして流量制
御弁の機能を近似させることができる。即ち、オン・オ
フ制御弁の流量特性は、全開時の流量をG1差圧をΔp
1流量係数をCとすると、 G=C・Δp で表わされる。
いま、十分に短い時間Δ1゛の間に、制御弁の全開時間
の合計がΔt′となるようにそれをオン・オフさせると
、その時間ΔTにおける平均流量G′は、となる。
ここで、Δt′を変化させると、それに伴って見かけの
流量係数C′が変化するから、G′も変化し、これによ
って流量制御弁と同様の機能を発揮させることができる
次に1.上記構成を有する制御装置3によってシリンダ
1の制御を行う方法について説明する。
上記制御装置3による制御を行うに当っては、まず、シ
リンダの動作目標値として、デジタル量で表わされたシ
リンダの動作位置列Xとそれに対応する目標速度列Vと
があらかじめまだは動作途中に記憶装置4に記憶せしめ
られる。
いま、シリンダ1の現在位置XILが位置検出器8及び
そのデジタル信号を針側するデジタルカウンタ9によっ
て検出されると、その位置情報は記憶装置4及び演算装
置10に入力される。
記憶装置4においては、入力された現在位置XrLの情
報に基づいて、動作位置列Xの中から現在位置に対応す
る動作位置xILが読み出され、この動作位置へに対応
する目標速度vnが抽出されて減算器12に゛出力され
る。一方、演算装置10においては、微分器11で上記
現在位置庖の情報を微分することにより現在位置Xルに
おける実速度■ルが求められ、それが減算器12に入力
されて目標速度vn、との間の速度差vn、−vrLが
算出される。
ここで算出された速度差は差圧発生器13に人力され、
あらかじめ入力されている増加関数に基づいて速度差に
応じた差圧Δ7)が求められる。この差圧Δpは、上記
速度差vn  vnを減少せしめるべくシリンダ1のヘ
ッド室1αとロッド室1bとの間に発生させるだめの流
体圧力差であって、この差圧Δpを得るだめの増加関数
としては、直線状や曲線状、あるいは階段状をなすもの
や、それらを組み合わせたものなどが用いられる。
続いて、差圧発生器13からの差圧信号は圧力指令装置
14に入力され、ここで、上記差圧Δρを生じさせるヘ
ッド室1a及びロッド室1bの流体圧力Pan及びPh
nが、 ρan−pan−1” ’ΔP pbtL−7’b+t I +(1” )Δp但し、o
 Q k≦1 Pan−1+ Pbn−5’作動位置xy1.における
圧力として決められ、これらがそれぞれ圧力制御器15
α、15bに指令される。
これによって、上記ヘッド室1α及びロッド室lh内に
は、指令された流体圧力が圧力制御器15a。
1s hによりそれぞれ供給され、両室1a、11S間
の差圧Δpに伴う加速または減速が行われることによシ
、シリンダ1の実速度が目標速度に追従せしめられるこ
とになる。
即ち、本発明は、第2図に示すように、目標速度を動作
位置の関数として曲線Aのように設定しておき、実際の
速度と位置とを上記曲線Aに沿って同時に制御する方式
であって、ある位置XrLにおいてシリンダの速度鳳が
曲線A上の目標速度vTLから外れていた場合には、そ
の速度差に基づいてシリンダを加速または減速すること
により、実際の位置と速度とを同時に上記曲線Aに近づ
けるものである。従って、シリンダを最終目標位置と最
終目標速度とに同時に到達させることができ、その際、
停止位置における速度を制動し易い速度に設定しておけ
ば、シリンダを目標位置に精度よく停また、シリンダの
動作位置と目標速度とは、シリンダの動作前に設定され
るが、極端に大きな負荷変化が生じた場合には、それを
動作途中で変更することによって負荷の外乱に対処する
ことができ、あるいは動作位置と目標速度との設定を変
えることなく、差圧発生器13における増加関数を変え
ることによっても同等の効果を期待することができる。
なお、本発明の制御方法及び制御装置は、複数のシリン
ダの制御に適用し得るこというまでもない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る制御装置の一実施例を示すブロッ
ク構成図、第2図はその制御方法の説明図である。 10・シリンダ、1α・・−ヘッド室、1b・・・ロッ
ド室、   4・・・記憶装置、8・・・位置検出器、
10・・・演算装置、13・・・差圧発生器、 15(
Z、15A・・・圧力制御器。 特許出願人 焼結金属工業株式会社 第1図 依  fl・X 31

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 流体圧シリンダの動作位置と各動作位置に対応す
    る目標速度とをあらかじめ記憶装置に記憶させておき、
    動作中のシフリンダの実際の位置と速度とを常時検出し
    て、現在位置での実速度と記憶装置から抽出される現在
    位置に対応する目標速度との差を求め、その速度差に応
    じて差圧発生器によりシリンダのヘッド室とロッド室と
    の間に発生させるべき差圧を得ると共に、該差圧に基づ
    いて上記ヘッド室及びロンド、室内の流体圧力を増減さ
    せることにより、シリンダの実速度帝目標速度に追従さ
    せることを特徴とする流体圧シリンダの制御方法。 2、 流体圧シリンダの動作位置と各位置に対応する目
    標速度とを記憶させておくだめの記憶装置と、 シリンダの動作位置を常時検出するための位置検出手段
    と、 検出された位置情報からシリンダの現在位置での実速度
    を求めると共に、求められた実速度と記憶装置から抽出
    される現在位置に対応する目標速度との速度差を算出す
    る演算装置と、 上記速度差に応じてシリンダのヘッド室とロッド室との
    間に発生させるべき差圧を得るだめの差圧発生器と、 シリンダのヘッド室とロッド室とにそれぞれ接続され、
    上記差圧に基づいて各室内の流体圧力を増減せしめる圧
    力制御器と、 からなることを特徴とする流体圧シリンダの制御装置。
JP15629982A 1982-09-08 1982-09-08 流体圧シリンダの制御方法及び装置 Pending JPS5947504A (ja)

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