JPS60263702A - 空気圧シリンダ用位置制御装置 - Google Patents

空気圧シリンダ用位置制御装置

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JPS60263702A
JPS60263702A JP11970184A JP11970184A JPS60263702A JP S60263702 A JPS60263702 A JP S60263702A JP 11970184 A JP11970184 A JP 11970184A JP 11970184 A JP11970184 A JP 11970184A JP S60263702 A JPS60263702 A JP S60263702A
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cylinder
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pneumatic cylinder
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Nobuhiro Fujiwara
伸広 藤原
Hideo Miyazaki
秀夫 宮崎
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SMC Corp
Shoketsu Kinzoku Kogyo KK
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Shoketsu Kinzoku Kogyo Co Ltd
Shoketsu Kinzoku Kogyo KK
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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
    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/28Means for indicating the position, e.g. end of stroke
    • F15B15/2815Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT

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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】 本発明は空気圧シリンダ用位置制御装置に関し、一層詳
細には空気圧シリンダを構成するシリンダロンドの位置
的変位をパルス信号として取り出し、予め設定された基
準位置信号とこのパルス信号とが一致する時出力信号を
導出し、制御弁ユニットを介して前記空気圧シリンダの
位置制御を行うように構成した空気圧シリンダ用位置制
御装置に関する。
流体、特に空気圧を利用して駆動力を得る空気圧シリン
ダでは、位置制御を行うために従来からシリンダロット
に近接してリミ、トスイ。
チを配設している。すなわち、空気圧により変位するシ
リンダロットをリミットスイッチのリーフに係合させて
、これを電気的信号として取り出し、制御機構を付勢し
てシリンダを構成するピストンの位置をコントロールし
ている。
然しなから、例えば、この空気圧シリンダがロボットを
構成するアームを駆動するためのアクチュエータとして
採用される場合のように、複数の位置で、しかも、正確
に停止、再起動を行うような場合にはりミノトスイッチ
自体その停止位置に相応して複数個設けなければならず
、必然的にシリンダロット周辺の機構が大型化し且つ複
雑化せざるを得ない。
しかも、リミットスイッチ自体はシリンダロットの変位
を機械的に検出するために、相当長期に亘って使用され
ると故障が惹起する可能性が多分にあり信軌性に欠けて
くる不都合もある。
そこで、本発明者等は鋭意考究並びに工夫を重ねた結果
、空気圧シリンダを構成するシリンダロットに等間隔で
複数個の磁性体を埋設し、この磁性体に磁気センサを配
設しておき、シリンダロッドが変位すると、それによっ
て生ずる磁性体の変位をパルス列として取り出し、これ
をカウンタに導入して計数し、次いで、この信号をコン
パレークに導入し、一方、前記コンパレータには設定ス
イッチによって設定された基準位置に係るパルスが導入
されるよう構成しておき、前記カウンタとこの設定スイ
ッチを介して導入される設定位置信号とを比較して、互
いに一致した値が得られた時、コンパレータがら出力信
号を導出してこの信号によって前記空気圧シリンダの制
御弁ユニットをコントロールするよう構成すれば、特に
リミットスイッチを使うことなく小型で廉価に製造する
ことができると共に、精度の高いしかも軽量化が達成さ
れるために容易にロボット等に組み込むことが可能な空
気圧シリンダの制御装置が得られ、前記の種々の不都合
が一掃されることが判った。
従って、本発明の目的は小型で軽量なしかも精度の高い
位置検出が可能であると共に耐用年数も顕著に増加する
空気圧シリンダ用位置制御装置を提供するにある。
前記の目的を達成するために、本発明はシーケンス制御
回路と制御弁ユニットとを含む空気圧シリンダにおいて
、前記空気圧シリンダを構成するシリンダロッドに係着
された磁性体に近接して磁気センサを配設し、前記磁気
センサの出力側をカウンタに接続し、一方、所定のクロ
ックパルスを発生ずる発振器の出力側を分周器に接続す
ると共にこの分周器の出力側を前記シリンダロットの変
位量を設定する位置設定器に接続し、さらに前記カウン
タと位置設定器の出力側ヲコンパレータに接続し、前記
コンパレータは前記カウンタと位置設定器の出力信号に
より制御弁ユニノ1へを制御するシーケンス制御回路に
制御信号を送給してシリンダロットの位置制御をするよ
う構成することを特徴とする。
次に、本発明について好適な実施例を挙げ添付の図面を
参照しながら以下詳細に説明する。
第1図において、参照符号10は空気圧シリンダを示し
、前記空気圧シリンダ10ばピストン12とシリンダロ
ッド14とを含み、シリンダロッド14にはその一周面
に磁性体16を等間隔で配置している。シリンダ10は
基本的には隔壁18により二分され、それによって画成
される第1の室20には前記ピストン12が摺動自在に
配設されると共に、その両端部に空気圧を導入、導出す
るための第1のボート22と第2のボート24とが設け
られている。一方、第2の室2Gには前記磁性体16に
近接して磁気センサ28が配設される。磁気センサ28
の出力側は、この場合、コントローラ30に接続すると
共に、前記コントローラ30の出力側はシーケンス制御
回路32に接続し、前記シ−ケンス制御回路32の出力
側は制御弁ユニット34に接続する。制御弁ユニット3
4には空気圧を所定の圧力下に送給するための圧力供給
源36が接続し、前記制御弁ユニット34の出力側は管
路38.40を介して前記シリンダ10の第1ポート2
2、第2ボート24に夫々接続されている。
そこで、以上のような構成において、前記コントローラ
30の詳細について第2図を参照しながら以下に説明す
る。
実質的には、磁気センサ28の出力側はディテクタアン
プ42に接続すると共に、このディテクタアンプ42の
出力側はさらにアンプダウンカウンタ44に接続してい
る。アップダウンカウンタ44の出力側は、一方におい
て、表示装置駆動用ドライバ46に接続し、このドライ
バ46の出力側はLEDで構成される表示装置48に接
続する。
前記アップダウンカウンタ44の他方の出力側はコンパ
レータ50に接続する。なお、この場合、前記アップダ
ウンカウンタ44には電・源投入時、およびマニュアル
によってその都度前記カウンタ44をリセットするため
のリセットスイッチ52の出力側を接続しておく。この
制御装置にあっては、さらに発振器54が含まれる。発
振器54の出力側は分周器56に接続すると共に、この
分周器56の出力側は設定スイッチ58に接続し、前記
設定スイッチ58の出力側は前記コンパレータ50に接
続しておく。
さらにまた、コンパレータ50の出力側はコンパレータ
50の信号を保持するフリップフロップおよびワンショ
ットマルチバイブレークを含む出力制御装置60に接続
すると共に、さらにこの出力制御装置60の出力側は前
記シーケンス制御回路32に接続される。
本発明に係る空気圧シリンダ用位置制御装置は基本的に
は以上のように構成されるものであり、次にその作用並
びに効果について第3図を参照して以下に説明する。
先ず、シリンダ10の利用に先立ちコントローラ30、
シーケンス制御回路32等をオン状態にセットする。す
なわち、パワーオンによりリセットスイッチ52からの
出力信号はアップダウンカウンタ44に導入されて前記
カウンタ44をリセット状態に設定する。そこで、前記
発振器54から導出される所定の周波数の信号は分周器
56に導入される。分周器56では前記シリンダロッド
14の制御位置の数に応じた分周パルスを出力するよう
構成しておく。
すなわち、例えば、前記シリンダロッド14を4位置で
制御しようとする時、分周器56からは4つのパルス列
に係る信号を導出するよう構成してお(。設定スイッチ
5Bは実質的にはザムロータリースイソチであり、前記
シリンダロッド14の4つの位置をマニュアルにより設
定する。
そこで、分周器56では前記発振器54から送給される
所定周波数の信号CLKに基づき、そのパルスの立ち上
がりエツジを基準にして順次(111乃至旧8の出力信
号を得、前記の出力信号(+11乃至旧8の中、Q12
、旧3、旧4、旧5の信号を利用してそのハイレベルか
ら中間値に移行する時間間隔において順次設定スイッチ
58へ出力信号021、Q22 、Q23 、口24を
送給する。すなわち、第3図Cに示すように(112,
1l13、−Q14、口15に対応する出力Q21. 
Q22.023 、Q24の出力信号を順次設定スイッ
チ58に導出し、設定スイッチ58では夫々の信号02
1 、 Q22 、(123,024のローレベルにお
ける時間間隔で所定の設定位置に係るパルス信号をコン
パレータ50へと導出する。
そこで、制御弁ユニット34から管路3Bを介して所定
の圧力の空気が第1室20に導入されると、シリンダロ
ッド14はピストン12により変位することになる。前
記の通り、シリンダロッド14には複数個の磁性体1G
が埋め込まれているために、磁気センサ28はその変位
量に応じて移動する前記磁性体16を介して二相の直流
電圧を得、この直流電圧をディテクタアンプ42に送給
する。前記ディテクタアンプ42はこの出力を細分化し
シリンダロッド14の移動量に対応した数のパルスを発
生させる。実際、ディテクタアンプ42はシリンダロッ
ド14の変位方向に応じてアンプ若しくはダウンのパル
ス列信号としてアンプダウンカウンタ44へと送給する
。このアップダウンカウンタ44からの出力信号は、一
方において、ドライバ46を介してLED等からなる表
示装置48により数値表示される。然しなから、前記ア
ンプダウンカウンタ44の出力信号は、他方において、
コンパレータ50にも導入される。コンパレータ50に
は設定スイッチ58により設定された基【Vの位置に係
る所定のパルス数の信号が順次導入され、コンパレータ
50ではこの設定スイッチ58からの信号とアップダウ
ンカウンタ44からの信号とを対比する。この場合、前
記の通り、分周器56の出力波形がローレベルにある時
のみコンパレータ50では設定スイッチ58からの基準
信号とアップダウンカウンタ44からのカウント数に係
る信号とが比較される。
以」二のようにして設定スイッチ58により設定された
基準パルス数とアップダウンカウンタ44によりカウン
トされるパルスとが前記のように021 乃至Q24の
ローレベルにおける時間間隔で比較され、それが一致し
た場合には出力制御装置60へと出力信号が導出される
。この出力信号の導出は、とりもなおさず、ピストン1
2が変位してシリンダが所定距離移動し、それが設定ス
イッチ58により所望の設定位置に到達したことを意味
する。従って、出力制御装置60はシーケンス制御回路
32にその信号を送り、前記シーケンス制御回路32は
制御弁ユニット34に対して信号を送給してこの制御弁
ユニット34を構成する図示しないバルブ等の開閉を行
い、ピストン12のそれ以上の変位を阻止する。このよ
うにして第1図に示すようにシリンダロッド14のA点
、B点、0点、D点の如き位置でピストン12の精度の
高い位置制御が達成されることになる。
本発明によれば、以上のようにシリンダロッド14に埋
め込まれた磁性体の移動を磁気センサを介して電気的に
検出してコントローラに送り、コントローラはこの信号
に基づいて設定された位置信号との間でそのシリンダロ
ッドの変位が所望の位置に到達しているかどうかを判別
し、これによって制御弁ユニットをコントロールするこ
とができるものであり、構造が簡単で軽量な、さらには
精度の高い空気圧シリンダの位置制御を行うことができ
る。従って、この装置を、例えば、搬送ロボット等に組
み込めば多品種少量の物品を夫々区分けする際にも極め
て正確な位置で種類毎の製品の位置決めをすることがで
きる等自動化にも極めて多大の効果が得られる。
以上、本発明について好適な実施例を挙げて説明したが
、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、シリ
ンダロッドの停止位置の故が増えた場合には分周器から
の出力信号をその分だけ増やすように構成すればよい等
、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並
びに設計変更が可能なことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る空気圧シリンダの制御装置の基本
構成を示すブロック説明図、第2図は第1図に組み込ま
れるコン1−ローラの詳細を示すブロック回路図、第3
図は第2図に示す発振器と分周器とカウンタの出力信号
とを示すタイムチャートである。 10・・空気圧シリンダ 12・・ピストンI4・・シ
リンダロッド 16・・磁性体18・・隅壁 20・・
第1室 22・・第1ボート 24・・第2ボート26・・第2
室 2B・・磁気センサ 30・・コントローラ 32・・シーケンス制御回路 34・・制御弁ユニット36・・圧力供給源38.40
・・管路 42・・ディテクタアンプ 44・・アップダウンカウンタ 46・・表示装置駆動用ドライバ 48・・表示装W50・・コンパレータ52・・リセノ
トスイッチ 54・・発振器56・・分周器 58・・
設定スイッチ60・・出力制?D装置 手続補正書(凪 昭社159年 7月 9日 1、事件の表示 日計[159年特許願第119701号2、発明の名称 空気圧シリンダ用位置制御装置 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 鯨aJ針橋1−16−4 名 称 焼結金属工業株式会社 4、代理人 5、補正命令の日付 自発

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1) シーケンス制御回路と制御弁ユニソ、トとを含
    む空気圧シリンダにおいて、前記空気圧シリンダを構成
    するシリンダロンドに係着された磁性体に近接して磁気
    セイサを配設し、前記磁気センサの出力側をカウンタに
    接続し、一方、所定のクロックパルスを発生する発振器
    の出力側を分周器に接続すると共にこの分周器の出力側
    を前記シリンダロンドの変位量を設定する位置設定器に
    接続し、さらに前記カウンタと位置設定器の出力側をコ
    ンパレータに接続し、前記コンパレータは前記カウンタ
    と位置設定器の出力信号により制御弁ユニットを制御す
    るシーケンス制御回路に制御信号を送給してシリンダロ
    ッドp位置制御をするよう構成することを特徴とする空
    気圧シリンダ用位置制御装置。 (2、特許請求の範囲第1項記載の装置において、位置
    設定器は分周器から順次送給されるパルス列に基づきシ
    リンダロンドの位置基準信号をコンパレータに送給し、
    前部コンパレータは分周器のパルスのnレベルまたはL
    レベルの時間間隔においてのみカウンタからの信号を取
    り込み前記位置基準信号と比較し、前記位置基準信号と
    カウンタの信号とが一致する時出力信号を発することか
    らなる空気圧シリンダ用位置制御装置。 (3)特許請求の範囲第1項または第2項記載の装置に
    おいて、位置設定器はサムロークリ−スイッチからなる
    空気圧シリンダ用位置制御装置。
JP11970184A 1984-06-11 1984-06-11 空気圧シリンダ用位置制御装置 Granted JPS60263702A (ja)

Priority Applications (1)

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JP11970184A JPS60263702A (ja) 1984-06-11 1984-06-11 空気圧シリンダ用位置制御装置

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JP11970184A JPS60263702A (ja) 1984-06-11 1984-06-11 空気圧シリンダ用位置制御装置

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JPS60263702A true JPS60263702A (ja) 1985-12-27
JPH0547721B2 JPH0547721B2 (ja) 1993-07-19

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JP11970184A Granted JPS60263702A (ja) 1984-06-11 1984-06-11 空気圧シリンダ用位置制御装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0695879A1 (de) * 1994-08-02 1996-02-07 Festo KG Arbeitszylinder

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0695879A1 (de) * 1994-08-02 1996-02-07 Festo KG Arbeitszylinder

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JPH0547721B2 (ja) 1993-07-19

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