KR100553253B1 - 탄성고무를 이용한 공기압 실린더와 그 위치 제어시스템및 방법 - Google Patents

탄성고무를 이용한 공기압 실린더와 그 위치 제어시스템및 방법 Download PDF

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김봉석
박정규
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지 . 텍 (주)
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Abstract

본 발명은 정밀한 위치제어를 가능하게 하는 저마찰 공압 구동 실린더 및 그 제어시스템에 관한 것이다.
본 발명에 의한 탄성고무를 이용하는 공기압 실린더는 실린더 헤드를 보호하는 실린더 커버(23); 공기를 주입하기 위한 공기 주입구(25a)를 구비하는 고정 브라켓(25); 상기 고정 브라켓(25)의 공기 주입구(25a)를 중심으로 상기 실린더 튜브 내부에 반구형태로 고정되며, 상기 공기 주입구(25a)를 통하여 공급되고 배출되는 압축공기의 유량변화에 따라서 팽창하고 수축하는 탄성고무(27); 상기 실린더 커버(23)를 관통하여 상기 탄성고무(27)의 팽창/수축 변화량에 의해 전진 및 후진하는 피스톤 로드(31); 상기 탄성고무(27)의 팽창 및 수축에 의해 상기 피스톤 로드(31)에 장착되어 상기 피스톤 로드(31)를 전진 및 후진시키는 스프링(29); 상기 피스톤 로드(31)의 직선운동을 안내하는 미끄럼 베어링(32); 상기 미끄럼 베어링(32)을 지지하는 미끄럼 베어링지지 브라켓(34); 상기 피스톤 로드(31)의 이동변위를 측정하기 위한 변위센서(21a); 상기 피스톤 로드(31)의 변위를 변위센서(21a)에 전달하는 센서도그(22); 및 상기 고정 브라켓(25), 실린더 커버(23) 및 미끄럼 베어링지지 브라켓(34)을 고정시키는 고정판(26);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

탄성고무를 이용한 공기압 실린더와 그 위치 제어시스템 및 방법{A cylinder of air pressure using elastic gum and the location control system and method thereof}
도 1은 종래의 공기압 실린더의 단면도와 공기압 실린더의 위치제어를 위한 제어시스템을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 탄성고무를 이용하는 공기압 실린더의 단면도를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 의한 공기압 실린더의 위치제어를 위한 제어시스템을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 의한 공기압 실린더의 위치제어를 위한 제어시스템의 흐름을 개략적으로 나타낸 것이다.
※ 도면 부호에 대한 간단한 설명
20 : 공기압 실린더 21a : 변위센서
22 : 센서도그 23: 실린더커버
25 : 고정 브라켓 25a : 공기 주입구
27 : 탄성고무 28 : 탄성고무 고정구
29 : 스프링 30 : 유체댐퍼
31 : 피스톤 로드 32 : 미끄럼베어링
40a : 배기모듈 40b : 입기모듈
41,42,43,44 : 속도제어밸브 401,402,403,404 : 솔레노이드 밸브
45 : 공기 압축기 46 : 밸브 구동기
50 : 제어장치 50a : 입력포트
50b : 출력포트 50c : 제어기
51 : 센서신호 처리기
본 발명은 기판의 정렬장치 또는 센터링장치에 사용되는 공기압 실린더 및 그 제어시스템에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 마찰을 최소화시키고 공급되는 공기의 압력을 저압력으로 조정하여 작은 힘으로 정밀한 위치제어를 가능하게 한 공기압 실린더와 그 제어시스템에 관한 것이다.
도 1은 종래의 공기압 실린더 단면도와 공기압 실린더의 위치제어를 위한 제어시스템을 도시한 것이다.
종래의 공기압 실린더는 실린더 튜브(12)와 피스톤 헤드(13)에 의하여 두개의 챔버로 구분되어 있으며, 두개의 챔버 사이의 압력 차이에 의하여 피스톤 헤드(13)가 움직이고 이 피스톤 헤드(13)에 연결되어 있는 피스톤 로드(10)가 움직여서 소정의 작업을 수행하게 된다.
피스톤 헤드 커버(11)와 실린더 헤드 커버(14)로서 피스톤 로드(10)가 움직이는 행정거리를 유지시키며 이들에는 각각의 공기 주입구(11a, 14a)가 설치되어 있어서 이를 통하여 두개의 챔버에 압축된 공기를 주입하거나 대기로 배출하여 두 챔버 사이의 압력 차를 발생시켜서 피스톤 헤드(13)가 움직인다.
또한, 피스톤 헤드(13)가 원하는 위치에 도달하였는지는 리미트 스위치(15a, 15b)를 사용하는데 이들의 신호가 입력포트(16b)를 통하여 제어기(16)에 입력되면 사전에 작성되어 있는 제어기의 프로그램에 의하여 피스톤 헤드(13)가 실린더 헤드 커버(14) 측에 있으면 리미트 스위치(15a)의 신호가 발생하고 피스톤 헤드 커버(11) 측에 있으면 리미트 스위치(15b)의 신호가 발생하므로 이들의 신호에 따라서 피스톤 헤드의 위치를 파악하여 솔레노이드 밸브(17)의 제어신호를 출력포트(16a)에 출력한다.
피스톤 헤드(13)가 실린더 헤드 커버(14) 측에 있으면 5포트 2위치 솔레노이드 밸브(17)를 작동시켜서 압축공기(19)를 실린더 헤드 커버(14)의 공기 주입구 (14a)를 통하여 공급하고 피스톤 헤드 커버(11)의 공기 주입구(11a)에 연결되어 있는 챔버의 압축공기는 속도제어밸브(18a)를 통하여 대기에 배출되며 상기 속도제어밸브(18a)에 의하여 조절된 공기량에 따라서 피스톤 로드(10)가 전진하는 속도를 제어한다.
리미트 스위치(15a)에 신호가 들어오면 피스톤 헤드(13)가 피스톤 로드(10) 측으로 이동하였다는 것을 인식하고 솔레노이드 밸브(17)를 오프(OFF)시켜서 피스톤 로드(10)가 후진하도록 압축공기(19)를 피스톤 헤드 커버(11)의 공기 주입구 (11a)에 주입하고 실린더 헤드 커버(11)의 공기 주입구(14a)와 연결되어 있는 챔버의 압축공기는 속도제어밸브(18b)를 통하여 대기로 배출되며 피스톤 로드(10)의 후진속도는 속도제어밸브(18b)에 의해 제어된다.
상기에서 설명한 바와 같이 피스톤 로드(10)는 실린더의 구성에 의하여 결정되어 있는 행정거리를 왕복운동하며 피스톤 헤드 커버(11) 또는 실린더 헤드 커버(14)에 의하여 정지하게 되는데 이는 실린더 튜브(12)와 피스톤 헤드(13) 사이의 공기 누설을 방지하기 위하여 사용되고 있는 오일링 등과 같은 물체에 의하여 마찰력이 발생하므로 이 마찰력의 영향으로 위치제어가 용이하지 않으므로 스토퍼를 사용하여 기계적으로 피스톤 헤드의 운동을 정지시켜서 목적을 달성한다. 따라서 종래의 공기압 실린더는 행정이 결정되어 있는 시스템 또는 단순한 반복 작업이 요구되는 시스템에 많이 사용하고 있다.
종래의 공기압 실린더를 자동화 시스템의 구성요소로서 많이 사용하고 있으나 피스톤 헤드와 실린더 튜브 사이의 마찰력에 의한 영향으로 목표로 하는 위치에 도달하여 그 위치를 유지시키는 정밀한 위치제어가 불가능하여 공기압의 조정에 의하여 작은 힘의 제어가 용이한 특징을 가지고 있으면서도 기판을 직접 조작해야하는 기판의 정렬장치 또는 센터링장치 등에는 적용하기가 어려운 문제점이 있었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기판 정렬장치 또는 센터링장치 등에 사용이 가능하도록 작은 힘을 사용하여 기판을 직접 밀고 당겨서 정밀한 위치제어를 가능하게 검사 및 가공공정에서의 불량률의 감소 또는 생산성의 향상에 기여 하고자 하는 목적을 가지고 있으며 이를 위하여 마찰력의 영향을 감소시키기 위하여 탄성고무를 이용하는 공기압 실린더와 그 제어시스템 및 방법을 제공하는 데에 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 탄성고무를 이용하는 공기압 실린더는 실린더 헤드를 보호하는 실린더 커버(23); 공기를 주입하기 위한 공기 주입구(25a)를 구비하는 고정 브라켓(25); 상기 고정 브라켓(25)의 공기 주입구(25a)를 중심으로 상기 실린더 튜브 내부에 반구형태로 고정되며, 상기 공기 주입구(25a)를 통하여 공급되고 배출되는 압축공기의 유량변화에 따라서 팽창하고 수축하는 탄성고무(27); 상기 실린더 커버(23)를 관통하여 상기 탄성고무(27)의 팽창/수축 변화량에 의해 전진 및 후진하는 피스톤 로드(31); 상기 탄성고무(27)의 팽창 및 수축에 의해 상기 피스톤 로드(31)에 장착되어 상기 피스톤 로드(31)를 전진 및 후진시키는 스프링(29); 상기 피스톤 로드(31)의 직선운동을 안내하는 미끄럼 베어링(32); 상기 미끄럼 베어링(32)을 지지하는 미끄럼 베어링지지 브라켓(34); 상기 피스톤 로드(31)의 이동변위를 측정하기 위한 변위센서(21a); 상기 피스톤 로드(31)의 변위를 변위센서(21a)에 전달하는 센서도그(22); 및 상기 고정 브라켓(25), 실린더 커버(23) 및 미끄럼 베어링지지 브라켓(34)을 고정시키는 고정판(26);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 탄성고무를 이용하는 공기압 실린더의 위치제어시스템은 상기 피스톤 로드(31)가 전진할 수 있도록 공기 주입구(25a)를 통하여 압축된 공기를 공급하는 입기밸브모듈(40b); 상기 피스톤 로드(31)가 후진할 수 있도록 공기 주입구(25a)를 통하여 탄성고무(27)와 고정 브라켓(25)으로 구성된 챔버 내의 압축공기를 대기로 배출하는 배기밸브모듈(40a); 상기 변위센서(21a)의 신호를 입력포트(50a)를 통하여 받아들여서 이 정보와 목표치를 비교하여 위치오차를 생성하고 그 값을 사용하여 솔레노이드 밸브의 열림과 닫힘의 시간을 계산하는 제어기(50c)를 가지고, 제어기(50c)에 의한 제어신호를 출력포트(50b)를 통하여 내보내는 제어장치(50)와; 상기 제어장치(50)의 제어신호를 받아 상기 입기 및 배기밸브모듈(40a,40b)을 제어하는 밸브 구동기(46);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 탄성고무를 이용하는 공기압 실린더의 위치제어방법은 (a)탄성고무(27)에 공급되는 압축공기의 유량변화에 따라서 변화되는 피스톤 로드(31)의 이동 변위는 센서도그(22)와 접촉하고 있는 변위센서(21a)에 의해 측정되어 신호처리기(51)를 거쳐서 제어장치(50)에 포함되어 있는 입력포트(50a)에 입력되어 A/D변환기에 의해 디지털 값으로 변환하는 단계; (b)상기 변환된 디지털 값은 측정부를 거쳐서 사전에 사용자에 의해 설정된 목표값과 비교하여 위치오차를 생성하는 단계; (c)상기 생성된 위치오차가 음(-)의 값을 가지는지 양(-)의 값을 가지는지의 여부를 판단하여 배기밸브모듈(40a)의 솔레노이드 밸브(401,402) 및 입기밸브모듈(40b)의 솔레노이드 밸브(403,404)를 동작시키는 단계; 및 (d)상기 위치오차가 생성되면 위치오차를 사용하여 상기 솔레노이드 밸브의 동작시간을 계산하고, 상기 계산된 솔레노이드 밸브의 동작시간은 출력포트 (50b)를 거쳐 밸브 구동기(46)에 전달되고 밸브 구동기(46)에서는 위치오차의 부호에 따라서 결정되는 입기 또는 배기에 따라 각각의 솔레노이드 밸브에 입기 또는 배기의 신호를 보내어 솔레노이드 밸브를 제어하는 단계;를 포함함을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명에 의한 탄성고무를 이용하는 공기압 실린더의 단면도를 도시한 것이다.
피스톤 헤드와 실린더 튜브 사이에서 발생하는 마찰력의 영향을 없애기 위하여 탄성고무(27)와 탄성고무(27)를 고정하는 고정 브라켓(25)으로 구성되는 챔버를 가지고 있으므로 마찰력의 영향은 무시할 수 있는 구조이다.
죽, 공기 주입구(25a)를 통하여 출입하는 압축공기의 유량에 의하여 탄성고무(27)가 변형을 일으켜 피스톤 로드(31)를 전진시키는 힘이 발생하고 전진된 피스톤 로드(31)는 탄성고무(27)와 실린더 커버(23)의 사이에 설치되어 있는 스프링(29)의 탄성에 의하여 피스톤 로드(31)는 복귀한다.
따라서, 본 발명에 의한 공기압 실린더는 고정판(26)에 의해 타 요소에 부착시킬 수 있으며, 고정판(26)에는 고정 브라켓(25), 실린더 커버(23) 및 미끄럼 베어링지지 브라켓(34)를 고정시킬 수 있다.
피스톤 로드(31)는 탄성고무(27)의 변형으로 전진과 후진을 반복함으로써 발생하는 변위는 피스톤 로드(31)에 고정되어 있는 센서도그(22)에 의해 변위센서로 드(21c)에 전달되고 이의 움직임에 따라서 변위센서(21a)는 변위센서로드(21c)에 비례하는 전압을 발생시킨다.
상기 변위센서(21a)의 전압은 피스톤 로드의 이동거리와 비례하므로 이 전압을 위치로 변환하여 목표치와 비교함으로써 위치오차를 생성하여 위치의 서보제어를 실시하여 정밀한 위치결정이 가능하다. 피스톤 로드(31)는 탄성고무에 의해 전진하고 스프링에 의해 복귀하므로 점성마찰계수가 부족하여 진동이 발생할 수 있으므로 이를 감소시키기 위하여 센서도그(22)의 하부가 점성유체에 잠길 수 있도록 점성유체를 담을 수 있는 유체댐퍼(30)를 고정판(26)의 위에 설치한다.
경우에 따라서는 유체댐퍼(30)를 사용하지 않고 제어기(50c)의 내부에서 변위센서(21a)에 의해 측정된 실제 이동변위와 목표치와의 차이에 의해 발생되는 위치오차를 미분하여 구성되는 미분제어기능을 추가함으로써 점성마찰계수를 조절하여 위치제어 시에 발생하는 진동의 특성을 감소시킬 수가 있다.
피스톤 로드(31)는 미끄럼 베어링지지 브라켓(34)에 설치되어 있는 미끄럼 베어링(32)에 의해 직선운동으로 안내되며 피스톤 로드의 이동시에 발생되는 마찰력은 미끄럼 베어링(32)과 피스톤 로드(31)와의 접촉면에서 발생하는 마찰력뿐이므로 아주 작은 마찰력이 작용한다.
결과적으로 본 발명의 저마찰 공기압 실린더는 탄성고무(27)와 고정 브라켓(25)에 의하여 구성된 챔버에 압축된 공기를 주입하거나 대기로 배출하여 탄성고무의 내부에서 발생하는 공기의 압력과 탄성고무의 내부 표면적에 의하여 발생하는 구동력으로 피스톤 로드를 전진시키며 스프링의 복원력으로 피스톤 로드를 복귀시 키므로 마찰력의 영향은 무시할 수 있으나 탄성고무와 스프링의 특성에 의존하는 위치제어특성을 나타낼 수 있으므로 이것들의 선정이 중요하다. 또한 위치결정 정밀도의 향상을 위해서는 변위센서의 분해능과 제어장치(50)의 내부에서 구성되는 제어기(50c)에 따라서 변화되므로 제어기의 설계에 유의하여야 한다.
도 3은 본 발명에 의한 공기압 실린더의 위치제어를 위한 제어시스템을 도시한 것으로, 도 2에 의해 도시된 탄성고무를 이용하는 공기압 실린더의 위치를 제어하기 위하여 구성된 시스템이다.
상기 피스톤 로드(31)가 전진할 수 있도록 공기 주입구(25a)를 통하여 압축된 공기를 공급하는 입기밸브모듈(40b), 상기 피스톤 로드(31)가 후진할 수 있도록 공기 주입구(25a)를 통하여 탄성고무(27)와 고정 브라켓(25)으로 구성된 챔버 내의 압축공기를 대기로 배출하는 배기밸브모듈(40a), 상기 변위센서(21a)의 신호를 입력포트(50a)를 통하여 받아들여서 이 정보와 목표치를 비교하여 위치오차를 생성하고 그 값을 사용하여 솔레노이드 밸브의 열림과 닫힘의 시간을 계산하는 제어기(50c)를 가지고, 제어기(50c)에 의한 제어신호를 출력포트(50b)를 통하여 내보내는 제어기(50)와 상기 제어기(50)의 제어신호를 받아 상기 입기 및 배기밸브모듈(40a,40b)을 제어하는 밸브 구동기(46)로 이루어진다.
상기 기술된 구성요소들을 이용하여 공기압 실린더의 위치제어방법을 도 4를 통해 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명에 의한 공기압 실린더의 위치제어를 위한 제어시스템의 흐름을 개략적으로 나타낸 것이다.
첫째, 공기압 실린더(20)에 설치되어 있는 변위센서(21a)에 의해 피스톤 로드(31)의 변위가 측정된다.
둘쩨, 피스톤 로드(31)의 변위를 측정한 신호는 신호처리기(51)를 거친 입력포트(50a)를 통하여 A/D변환기에 입력되고 여기서 변위센서(21a)의 아날로그 신호는 디지털 신호로 변화되어 측정부를 거쳐서 위치정보로 변화된다.
마이크로프로세서를 사용한 제어장치(50)에는 사용자 설정에서 주어진 목표위치와 변위센서의 신호를 위치정보로 변환한 측정부의 출력을 비교하여 목표치에 대한 도달여부를 판단하고 목표치에 대한 위치오차를 생성한다.
셋째, 상기 생성된 위치오차가 양(+)의 값을 가지는지 음(-)의 값을 가지는지의 여부를 판단하여 입기밸브모듈(40b)의 솔레노이드 밸브(403,404) 및 배기밸브모듈(40a)의 솔레노이드 밸브(401,402)를 동작시킨다.
양(+)의 값을 가지는 위치오차가 임의의 설정값보다 클 경우에는 솔레노이드 밸브(403)를 동작시키고 이 값보다 작을 경우에는 솔레노이드 밸브(404)를 동작시켜서 미소유량이 공기압 실린더(20)에 공급되도록 한다. 솔레노이드 밸브(403,404)에 공급되는 압축공기는 속도제어밸브(43,44)를 사용하여 공기유량을 제어한다. 속도제어밸브(43)는 속도제어밸브(44)보다 단면적을 크게 조절하여 위치오차가 클 경우에는 속도제어밸브(43)를 통하여 조절된 압축공기가 공기압 실린더(20)에 공급되고 위치오차가 작을 경우에는 단면적이 작게 조절된 속도제어밸브(44)를 통하여 솔레노이드 밸브(404)를 거쳐서 압축공기를 공기압 실린더(20)에 공급하여 미세한 이동을 하게 한다.
음(-)의 값을 가지는 위치오차가 임의의 설정값보다 작을 경우에는 실제의 이동거리가 목표위치를 많이 지나가 있는 상태이므로 공기압 실린더(20) 내부에 있는 압축공기는 단면적이 크게 조절되어 있는 속도제어밸브(41)를 통하여 솔레노이드 밸브(401)를 거쳐서 대기로 배출되고 임의의 값보다 클 경우에는 실제의 이동거리가 목표위치의 가까이에 있으므로 미세한 이동을 하기 위하여 공기압 실린더(20) 내부에 있는 압축공기는 단면적이 작게 조절되어 있는 속도제어밸브(42)를 통하여 솔레노이드 밸브(402)를 거쳐서 대기로 배출되어 미세한 이동을 함으로써 정밀한 위치결정을 실현한다.
넷째, 상기 위치오차가 생성되면 위치오차를 사용하여 솔레노이드 밸브의 동작시간을 제어신호로 하는 제어입력을 계산하는데 이때에 제어장치(50) 내부에 프로그램을 작성하여 디지털 제어기(50c)를 설계하여 사용한다. 제어부에서 계산된 솔레노이드 밸브의 동작시간은 출력포트(50b)를 거쳐 밸브 구동기(46)에 전달되고 밸브 구동기에서는 위치오차의 부호에 따라서 결정되는 입기 또는 배기에 따라 각각의 솔레노이드 밸브(Solenoid Valve)에 입기 또는 배기의 신호를 보내어 솔레노이드 밸브를 제어한다.
위치오차가 양(+)일 경우에는 압축기에서 공급되는 압축공기(45)가 솔레노이드 밸브(403,404)의 P 포트에서 입력되어 A포트로 배출되어 공기압 실린더(20)에 공급되고 탄성고무(27)가 팽창하여 피스톤 로드(31)는 전진을 하게 된다.
위치오차가 음(-)일 경우에는 공기압 실린더(20)의 내부에 있는 압축공기는 솔레노이드 밸브(401,402)의 P 포트에서 입력되어 A포트로 배출되어 대기로 방출되 며 탄성고무(27)가 수축하고 스프링(29)의 복원력에 의하여 피스톤 로드(31)는 후진을 하게 된다.
이상으로, 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명에 의하면, 얇은 판으로 구성되어 있는 가벼운 기판의 가공장치 또는 검사장치에 있어서 기판을 직접 조작하여 기판을 센터링하거나 정렬작업을 수행할 경우에 작은 힘으로 기판을 조작함으로써 기판에 무리한 힘을 가하여 변형을 발생시키는 일 없이 정밀한 위치결정이 가능하다.
또한, 위치오차의 절대치가 클 경우에는 속도제어밸브의 단면적을 크게 조절하여 많은 유량을 솔레노이드 밸브에 공급하여 빠르게 목표치에 접근하도록 하고 위치오차의 절대치가 작을 경우에는 속도제어밸브의 단면적을 작게 설정하여 미소한 유량이 솔레노이드 밸브에 공급되도록 하여 정밀한 위치결정이 가능한 효과를 가진다.
또한, 탄성고무의 팽창과 수축을 이용하여 피스톤 로드의 전진과 후진이 가능하도록 공기압 실린더를 구성하였기에 미끄럼마찰이 최소화되어 실린더의 챔버 내부에 공급되는 공기의 유량변화에 따라서 탄성고무가 변화하므로 정밀한 유량제 어의 기술이 필요하며 이는 단면적을 다르게 조절한 속도제어밸브를 사용하여 정밀한 유량제어기술을 구현하는 효과를 가진다.

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 기판의 정렬장치 또는 센터링장치에 사용되는 공기압 실린더에 있어서,
    실린더 헤드를 보호하는 실린더 커버;
    공기를 주입하기 위한 공기 주입구를 구비하는 고정 브라켓;
    상기 고정 브라켓의 공기 주입구를 중심으로 상기 실린더 커버 내부에 반구형태로 고정되며, 상기 공기 주입구를 통하여 공급되고 배출되는 압축공기의 유량변화에 따라서 팽창하고 수축하는 탄성고무;
    상기 실린더 커버를 관통하여 상기 탄성고무의 팽창/수축 변화량에 의해 전진 및 후진하는 피스톤 로드;
    상기 탄성고무의 팽창 및 수축에 의해 상기 피스톤 로드에 장착되어 상기 피스톤 로드를 전진 및 후진시키는 스프링;
    상기 피스톤 로드의 직선운동을 안내하는 미끄럼 베어링;
    상기 미끄럼 베어링을 지지하는 미끄럼 베어링지지 브라켓;
    상기 피스톤 로드의 이동변위를 측정하기 위한 변위센서;
    상기 피스톤 로드의 움직임에 점성마찰계수를 증가시키는 유체댐퍼;
    상기 피스톤 로드의 변위를 변위센서에 전달하는 센서도그; 및
    상기 고정 브라켓, 실린더 커버 및 미끄럼 베어링지지 브라켓을 고정시키는 고정판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성고무를 이용하는 공기압 실린더.
  3. 제2항에 있어서, 상기 센서도그는
    하단부가 상기 유체댐퍼에 잠겨져 구성되는 것을 특징으로 하는 탄성고무를 이용하는 공기압 실린더.
  4. 탄성고무를 이용하는 공기압 실린더의 위치를 제어하는 시스템에 있어서,
    피스톤 로드가 전진할 수 있도록 공기 주입구를 통하여 압축된 공기를 공급하는 입기밸브모듈;
    상기 피스톤 로드가 후진할 수 있도록 공기 주입구를 통하여 탄성고무와 고정 브라켓으로 구성된 챔버 내의 압축공기를 대기로 배출하는 배기밸브모듈;
    상기 변위센서의 신호를 입력포트를 통하여 받아들여서 이 정보와 목표치를 비교하여 위치오차를 생성하고 그 값을 사용하여 솔레노이드 밸브의 열림과 닫힘의 시간을 계산하는 제어기를 가지고, 제어기에 의한 제어신호를 출력포트를 통하여 내보내는 제어기와;
    상기 제어기의 제어신호를 받아 상기 입기 및 배기밸브모듈을 제어하는 밸브 구동기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성고무를 이용하는 공기압 실린더의 위치제어시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 입기밸브모듈은 상기 공기 주입구에 연결되어 압축공기를 공급하는 두 개의 솔레노이드 밸브 및 각각에 대한 유량을 조절하기 위하여 단면적의 크기를 달리하는 속도조절밸브로 이루어지고,
    상기 배기밸브모듈은 저마찰 공기압 실린더 내부의 압축공기를 배출하는 두 개의 솔레노이드 밸브 및 각각에 유량을 제어하기 위하여 밸브의 단면적을 각기 달리한 속도조절밸브로 이루어진 것을 특징으로 하는 탄성고무를 이용하는 공기압 실린더의 위치제어시스템.
  6. 탄성고무를 이용하는 공기압 실린더의 위치를 제어하는 방법에 있어서,
    (a)탄성고무에 공급되는 압축공기의 유량변화에 따라서 변화되는 피스톤 로드의 이동 변위는 센서도그와 접촉하고 있는 변위센서에 의해 측정되어 신호처리기를 거쳐서 제어장치에 포함되어 있는 입력포트에 입력되어 A/D변환기에 의해 디지털 값으로 변환하는 단계;
    (b)상기 변환된 디지털 값은 측정부를 거쳐서 사전에 사용자에 의해 설정된 목표값과 비교하여 위치오차를 생성하는 단계;
    (c)상기 생성된 위치오차가 음(-)의 값을 가지는지 양(-)의 값을 가지는지의 여부를 판단하여 배기밸브모듈의 솔레노이드 밸브 및 입기밸브모듈의 솔레노이드 밸브를 동작시키는 단계; 및
    (d)상기 위치오차가 생성되면 위치오차를 사용하여 상기 솔레노이드 밸브의 동작시간을 계산하고, 상기 계산된 솔레노이드 밸브의 동작시간은 출력포트를 거쳐 밸브 구동기에 전달되고 밸브 구동기에서는 위치오차의 부호에 따라서 결정되는 입기 또는 배기에 따라 각각의 솔레노이드 밸브에 입기 또는 배기의 신호를 보내어 솔레노이드 밸브를 제어하는 단계;를 포함함을 특징으로 하는 탄성고무를 이용하는 공기압 실린더의 위치제어방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 (c)단계는
    (c1)음(-)의 값을 가지는 위치오차가 임의의 설정값보다 작을 경우에는 공기압 실린더 내부에 있는 압축공기는 단면적이 크게 조절되어 있는 제1 속도제어밸브를 통하여 솔레노이드 밸브를 거쳐서 대기로 배출되고 임의의 값보다 클 경우에는 실제의 이동거리가 목표위치의 가까이에 있으므로 미세한 이동을 하기 위하여 공기압 실린더 내부에 있는 압축공기는 단면적이 작게 조절되어 있는 제2 속도제어밸브를 통하여 솔레노이드 밸브를 거쳐서 대기로 배출되는 단계; 및
    (c2)양(+)의 값을 가지는 위치오차가 임의의 설정값보다 클 경우에는 단면적이 크게 조절되어 있는 제3 속도제어밸브를 통하여 조절된 압축공기가 솔레노이드 밸브를 동작시켜 공기압 실린더에 공급되고, 상기 임의의 설정값보다 작을 경우에는 단면적이 작게 조절되어 있는 제4 속도제어밸브를 통하여 조절된 압축공기가 솔레노이드 밸브를 동작시켜 공기압 실린더에 공급되는 단계;를 포함함을 특징으로 하는 탄성고무를 이용하는 공기압 실린더의 위치제어방법.
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