JPS60116902A - 流体シリンダの所定位置停止装置 - Google Patents

流体シリンダの所定位置停止装置

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JPS60116902A
JPS60116902A JP22334483A JP22334483A JPS60116902A JP S60116902 A JPS60116902 A JP S60116902A JP 22334483 A JP22334483 A JP 22334483A JP 22334483 A JP22334483 A JP 22334483A JP S60116902 A JPS60116902 A JP S60116902A
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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】 本発明は流体シリンダの所定位置停止装置、更に具体的
にはエアーバランスのみを用いたエアーサーボ機能を有
するシリンダに関するものである。
従来流体シリンダの所定位置停止装置とじては一般にメ
カニカルブレーキを使用しているので停止位置として±
0.3ミリ程度の精度であシ、また微小移動が不可能と
いう欠点があった。
本発明はこの点に鑑み、エアーバランスのみによる装置
を開発し、停止精度として±0,1ミリで微小移動も可
能という画期的な性能を有する流体シリンダの所定位置
停止装置を実現したものである。
本発明においては基本となる流体シリンダが完全に作動
して漏気が全くないことが必要であるが、例えば実用新
案登録第1135213号(実公昭50−42287号
)の操作シリンダ用ピストンを有するものを使用すると
十分機能を発揮することができた。
次に本発明においてはエアーバランスのみでサーボ機能
を発揮させるための新しい理論と電磁弁および電子技術
の開発が必要となる。
後に詳しく説明する第1図において、ピストン1aを内
蔵する流体シリンダ1の内径り、ピストン棒径d、XY
両側の圧力差ΔPとすると、圧力差ΔPによりピストン
1aを押す力はFl=4rD2ΔP F2=i (D” −d2)ΔP であシ、この力によシピストンを減速しながら荷重に応
じてエアーバランスを保ち停止位置に停止させるもので
ある。この場合、エアーシリンダの動作エネルギーをW
とすると、 W=i(荷重+D” X △P/lJD速度X V2)
 X Kにこに KC:エアーシリンダ系数 等の関係が委シ、減速する距離はエネルギーWが大きく
なればなるほど長くないとオーツ(−シュート、あるい
はエアーバウンドを起すことになる。そしてこのエネル
ギーはΔPに正比例し、速度Vの自乗に比例する。
エアシリンダの動作エネルギーをめるため罠は、まず速
度Vと力Fと距離をめなければならないが、速度Vは後
述のセンサー2によって取シ出される信号の巾を測定す
ることによシ計算され、距離もセンサー2によ(、請求
められる。
そこで本発明においては、マイクロプロセッサ−によシ
リアルタイムに今のシリンダの動作エネルギーを測定し
て何のくらい前に微調整に入るかを監視して指令する。
第1図は流体として空気を用いた場合の実施の1例を示
す。
第1図において、1はピストン1aを内蔵した流体シリ
ンダ、2は該ピストン1aのロンドと連動しピストン1
aの位置を示す信号を発するセンサー、3は該センサー
2上のピストン1aの位置に応じて後述の電磁弁群A、
B、C,D。
にl B’I C’t D/、等を切換え作動させるマ
イクロプロセッサ−14は圧力センサーである。
゛流体シリンダ1は復動式で片側Xと圧力流体源Pとの
間に第1給気弁AがスピードコントローラーSCを前記
X側に近接附属させて接続せられ、また前記X側と大気
との間に第1排気弁CがスピードコントローラーSCを
大気側に近接附属させて接続されている。また流体シリ
ンダ1の他側Yと圧力流体源Pとの間には同様に、第2
給気弁BがスピードコントローラーSCをY側に近接附
属させて接続せられ、さらに前記Y側と大気との間に第
2排気弁りがスピードコントローラーSCを大気側に近
接附属させて接続されている。かくして電磁弁A、B、
C,Dと各附属のスピードコントローラーSCとで主給
排気弁群が構成される。
電磁弁A’、B’、σ*D’sと附属のスピードコント
ローラーSCおよびエアータンクATは補助給排気弁群
を構成するもので次のように接続される。前記流体シリ
ンダ1の片側Xと圧力流体源Pとの間に第1補助給気弁
A′とスピードコントロー、−−8Cを圧力流体源P側
に近接附属させたエアータンクATが接続せられ、また
前記X側と大気との間に第1補助排気弁σがスピードコ
ントローラーSCを大気側に近接附属させて接続されて
いる。また流体シリンダ1の他側Yと圧力流体源Pとの
間に・同様に、゛第2補助給気弁B′とスピードコント
ローラーS′Cを圧力流体源P側に近接附属させたエア
ータンクATが接続せられ、さらに前記Y側と大気との
間に第2補助排気弁ゴがスピードコントローラーSCを
大気側に近接附属させて接続されている。
各電磁弁A、B、C,D、A’、B’、σ、D′はマイ
クロプロセッサ−3の指令によりm閉して前記系統図に
従って空気を導通遮断し、それにより流体シリンダ1の
ピストン1aの位置が規定される。
第2図はこの場合にマイクロプロセッサ−3がいかなる
指令を与え、それによシピストン1aが所望の位置に停
止するかを示す説明1である。
センサー2上において所定の位置0が指令されたとする
。この指令位置0に対して極めて接近したSシー°ン、
やや離れたRゾーン、次に広いHゾーン、センサー全体
のHI(ゾーンが予め設定されている。またa、bはピ
ストン1aの位置を示すものとする。かく設定するとピ
ストン1aのそれぞれの位置に応じてマイクロプロセッ
サ−3は次の指令を出す。
a−+Hゾーン B、C0N a−+flゾーン B、C’0N a−4Sゾーン B/、σ 0N b−Hゾーン A、−DON b−Rゾーン A、D’ON b −sゾーン A′、D′ON すなわち、指令停止位置0に対して、今ピストンが右方
のa側で離れたHゾーンにある場合、流体シリンダ1の
Y側に給気しX側から排気する必要があるので、第2給
気弁Bと第1排気弁Cとを開く。これでピストンは高速
で左方に移動する。
ピストンが左方に移動してaのRゾーンに入ると、Bは
そのまま給気を続けるが、排気はCが閉じて代シに容量
の小さい第1補助排気弁びが開いてピストンはやや減速
されて左方えの移動を続ける。
ピストンが指令位置0に近づいてaのSゾーンに入ると
、さらに減速する必要があるので、σの排気はそのまま
で、給気はBを鯖じて小さい容量のタンクATを有する
第2補助給気弁B′が開いて、ピストンはさらに減速し
ながら指令停止位置0に向かって移動し、遂に0に至っ
て停止する。
ピストンが指令位置0で停止せずこれを通過してbのS
ゾーンに入ると、これを反対方向に押しもどす必要があ
るので、給気はB′に代シ小さい容量のタンクATを有
する反対方向の第1補助給気弁A′が反対側XK開いて
その逆噴射作用によりピストンを押しもどし、同時に排
気はσに代って第2補助排気弁dが開いてY側を排気す
る。このようKしてピストンが指令位置0を通過した場
合はSゾーンの他側の逆噴射装置が作用してピストンを
押しもどし所定の指令位置0に停止させることができる
ピストンが左方のb側にあった場合は、前述と同様にし
てX、Yの逆方向の弁が作動して0位置に停止できる。
この場合の説明は省略する。
次にピストンがHHゾーンにある場合は、h’−*HH
ゾーン B、B”、C,C’ 0Nb−+HHゾーン 
A、 A”、 D 、D” ONで前記Hゾーンの場合
に比して急速にピストンが移動する。に/ 、 B//
 、 C// 、 D//はA、B、C。
Dと同型の電磁弁群で、容量は同じ場合も異っている場
合もある。また必要に応じて2組以上カスケードに設け
ることも可能で、それにより急速停止を可能とする。
第2図において、RとSとは一定でなく、条件によシ変
化する。すなわち、前述の通シマイクロプロセッサーに
よシ、今のシリンダの動作エネルギーを測定(速度V、
力F、距離をめることによシ)シてRおよびSを刻々に
計算するのである。
上記構成が所定通ル作動してピストンが所定の位tK急
速靜しゆくに停止できるために本発明においては次の条
件を満足する必要窄ある。
(1)第1,2給気弁A、Bおよび第1.2排気弁にそ
れぞれスピードコントローラーSCを近接附属させるこ
と。すなわち、附属のスピードコントローラーと電磁弁
との間には配管その他のエアースペースが除かれている
ので電磁弁の開閉によ)ピストンが即応して追従できる
。スピードコントローラーの容量はピストンにかかる荷
重その他から、例えば第1給排気弁用のものは30%、
第2給排気弁用のものは70チとする等容量に変化が与
えられる。
そしてこの比率はケースバイケースで異なるのでこれら
スピードコントローラは容量が調節できるようにするこ
とが望ましい。
第3図はその1例であって、5はスピードコントローラ
一本体、6は調節ねじであシ、矢印は流体の流れ方向を
示す。
(2)第1,2補助給気弁にB/にそれぞれスピードコ
ントローラーを圧力流体源側に近接附属したエアータン
クを附設したこと。また第1.2補助排気弁σ、Iyに
スピードコントロー2を近接附属させたこと。
この弁は微速度においてイナーシャを吸収するため前項
(1)の弁よりもさらに敏感にピストンを作動させるた
めに設けるものであって、ピストンを停止させるとイナ
ーシャ分の力のためオーバー、シュートを起こす。その
ためイナーシャ分を中和させる必要がある。そのため給
気にスピードコントローラーを附設したエアータンクを
接続し電磁弁を通じて逆噴射するものであって、イナー
シャが大きければエアータンクの容積を大きくして対応
するものである。
本発明は従来のメカニカルブレーキ附き装置の果し得な
かった急速かつ靜しゆくな流体シリンダのピストン停止
を可能とするもので、次の特長を発揮できるものである
(1)ティーチングの数値設定により簡単に多点での位
置決めができる。
0) 位置決めの最小設定単位は0.01mmが可能で
ある。
(3)くり返し位置精度が±0.01mn以内の高精度
である。
なお、本発明装置の使用要目の1例は次の通シである。
使用流体 空気 使用圧力範囲 0.2〜7 Kp/cd耐 圧 力 1
0即/− 停止精度±9.01mm以内 最大速度 200mm/see 位 置 制 御 差圧(エアーバランス)メカニカルプ
V−キ端子付 原点位置検出 リニアスケール1/100mm使用圧力
 AClooV 教 示 方 式 ティーチング(キーボード)プレイバ
ックティーチング 位置制御 PTP方式 制 御 方 式 絶対値方式、デジタル位置制御 最小設定単位 0.01 mm 最大設定数値 999.99mm台形型制御本発明は各
方面に広い利用が見込まれるが、特に下記においては好
適のものと考えられる。
(1) 各種ロボットへの応用 (2)工作機械への応用
【図面の簡単な説明】
図面は本発明実施の1例を示すもので、第1図は装置全
体の系統図、第2図はその一部の説明図、第3図は要部
の断面図である。 図中の符号はそれぞれ下記部材を示す。 1:流体シリンダ 2:センサー la=ミニピス

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 ピストンを摺動自在に内蔵する流体シリンダと、
    該ピストンの位置を示す信号を□発するセンサーと、該
    センサーの信号にょシ後述の電磁弁群を切換え制御する
    マイクロプロセッサ−と、流体シリンダへの流体圧力の
    信号を発する圧力センサーと、それぞれ電磁弁からなシ
    前記流体シリンダの片側に接続−される大容量の1個ま
    たは複数の第1給気弁および第1排気弁と小容量の第1
    補助給気弁および第1補助排気弁と、前記流体シリンダ
    の他側に接続される大容量の1個または複数の第2給気
    弁および第2排気弁と小容量の第2補助給気弁および第
    2補助排気弁とを各設けたことを特徴とする流体シリン
    ダの所定位置停止装置。 λ 前記大容量の1個または複数の第1給気弁およυ第
    2給気弁には流体シリンダ側にスピードコントローラー
    を近接附属させ、また前記大容量の1個または複数の第
    1排気弁および第2排気弁には大気側にスピードコン)
    。 −ラーを近接附属させたことを特徴とする特許請求の範
    囲第1項に記載の流体シリンダの所定位置停止装置。 3、前記小容量の第1補助給気弁および第2補助給気弁
    には圧力流体源側にスピードコントローラーを近接附属
    するエアータンクを設け、また前記小容量の第1補助排
    気弁および第2補助排気弁には大気側圧スピードコント
    ローラーを近接附属させたことを特徴とする特許請求の
    範囲第1項および第2項に記載の流体シリンダの所定位
    置停止装置。 4、前記各スピードコントローラーを容量調節可能とし
    たこ−とを特徴とする特許請求の範囲第1項ないしtf
    13項に記載の流体シリンダの所定位置停止装置。 5、前記マイクロコンプレッサーの制御に際し所定停止
    指令位置に対して現在ピストンのある位置を示すゾーン
    を極近のSゾーン、やや近いRゾーンおよび遠いHゾー
    ンに分割し、Hゾーンにおいては大容量の1個または複
    数の第1給気弁または第2給気弁と大容量の1個または
    複数の第1排気弁または第2排気弁を作動させ、Rゾー
    ンにおいては排気弁を切換えて小容量の第1補助排気弁
    または第2補助排気弁を作動させ、さらにSゾーンにお
    いては給気弁を切換えて小容量の第1補助給気弁または
    第2補助給気弁な作動させるようにしたことを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項ないし第4項に記載の流体シリ
    ンダの所定位置停止装置。 6、前記第5項におけるマイクロプロセッサ−の制御に
    際し、所定停止指令位置に対して現在ピストンのある位
    置を示すゾーンのうち遠いHゾーンよシさらに遠い最遠
    のHHゾーンを設け、HHゾーンにおいて複数の第1給
    気弁または第2給気弁と複数の第1排気弁または第2排
    気弁を作動させ、Hゾーンにおいては1個の第1給気弁
    または第2給気弁と1個の第1排気弁または第2排気弁
    を作動させるようにしたことを特徴とする特許請求のめ
    門弟1項ないし第5項に記載の流体シリンダの所定位置
    停止装置。 7、 前記第5項におけるマイクロプロセッサ−の制御
    に際し、SゾーンおよびRゾーンを一定でなくマイクロ
    プロセッサ−によシ速度と力と距離から計算して刻々変
    化した値とすることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    ないし第6項に記載の流体シリンダの所定位置停止装置
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006106985A1 (ja) * 2005-03-31 2006-10-12 Japan Science And Technology Agency 流体シリンダを用いたアクチュエータ及びその制御方法
JP2010169209A (ja) * 2009-01-23 2010-08-05 Smc Corp 複動形空気圧シリンダの位置決め制御装置及びその制御方法
SE2150148A1 (en) * 2021-02-11 2022-08-12 Staccato Technoligies Ab Pneumatic cylinder system

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5267479A (en) * 1975-12-01 1977-06-03 Kuroda Precision Ind Ltd Air pressure digital cylinder device
JPS58644A (ja) * 1981-06-22 1983-01-05 Japan Steel Works Ltd:The 高速、高慣性物移動用エアシリンダのクツシヨン回路

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5267479A (en) * 1975-12-01 1977-06-03 Kuroda Precision Ind Ltd Air pressure digital cylinder device
JPS58644A (ja) * 1981-06-22 1983-01-05 Japan Steel Works Ltd:The 高速、高慣性物移動用エアシリンダのクツシヨン回路

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006106985A1 (ja) * 2005-03-31 2006-10-12 Japan Science And Technology Agency 流体シリンダを用いたアクチュエータ及びその制御方法
US7870817B2 (en) 2005-03-31 2011-01-18 Japan Science And Technology Agency Actuator using fluid cylinder and method of controlling the same
JP2010169209A (ja) * 2009-01-23 2010-08-05 Smc Corp 複動形空気圧シリンダの位置決め制御装置及びその制御方法
SE2150148A1 (en) * 2021-02-11 2022-08-12 Staccato Technoligies Ab Pneumatic cylinder system
SE545154C2 (en) * 2021-02-11 2023-04-18 Staccato Technoligies Ab Pneumatic cylinder system

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