KR100603243B1 - 에어 서보 실린더장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

에어 서보 실린더장치 및 그 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100603243B1
KR100603243B1 KR1020050026382A KR20050026382A KR100603243B1 KR 100603243 B1 KR100603243 B1 KR 100603243B1 KR 1020050026382 A KR1020050026382 A KR 1020050026382A KR 20050026382 A KR20050026382 A KR 20050026382A KR 100603243 B1 KR100603243 B1 KR 100603243B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pressure
piston
cylinder
rod
servovalve
Prior art date
Application number
KR1020050026382A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20060045348A (ko
Inventor
다이스케 마츠모토
노부히로 후지와라
히로시 미야치
Original Assignee
에스엠시 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=34982651&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR100603243(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 에스엠시 가부시키가이샤 filed Critical 에스엠시 가부시키가이샤
Publication of KR20060045348A publication Critical patent/KR20060045348A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100603243B1 publication Critical patent/KR100603243B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • F15B15/08Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
    • 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
    • F15B9/08Servomotors 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 controlled by valves affecting the fluid feed or the fluid outlet of the servomotor
    • F15B9/09Servomotors 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 controlled by valves affecting the fluid feed or the fluid outlet of the servomotor with electrical control means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Resistance Welding (AREA)
  • Actuator (AREA)
  • Servomotors (AREA)

Abstract

실린더의 헤드측 압력실 및 로드측 압력실에 개별적으로 접속된 서보밸브를 컨트롤러로 제어함으로써 피스톤을 목표 위치까지 전진시키는 전진 프로세스와, 그 후 상기 피스톤에 필요한 가압력을 발생시키는 가압 프로세스를 행하고, 상기 전진 프로세스에서는 상기 헤드측 서보밸브를 급기측으로 개방함과 아울러 상기 로드측 서보밸브를 배기측으로 개방해서 상기 피스톤의 구동을 개시한 후, 상기 로드측 서보밸브의 개도를 상기 피스톤의 현재 위치와 상기 목표 위치의 편차에 따른 개도로 변화시킴으로써, 상기 피스톤의 속도를 상기 목표 위치에 근접함에 따라서 원활하게 감속시킨다.
에어 서보 실린더장치, 에어 서보 실린더장치의 제어 방법

Description

에어 서보 실린더장치 및 그 제어 방법{AIR SERVO CYLINDER APPARATUS AND CONTROLLING METHOD THEREFOR}
도 1은 본 발명에 의한 실린더 제어 방법을 실시하기 위한 용접용 용접 건과 그 제어 시스템의 구성예를 나타내는 개요도,
도 2는 본 발명의 제어 방법의 일예를 설명하기 위한 타이밍 차트,
도 3은 본 발명의 제어 방법의 다른 일예를 설명하기 위한 타이밍 차트,
도 4는 본 발명의 제어 방법의 다른 일예를 설명하기 위한 타이밍 차트,
도 5는 본 발명의 제어 방법의 또 다른 일예를 설명하기 위한 타이밍 차트.
본 발명은 워크(work)의 가압에 사용하는 에어 서보 실린더장치 및 그 제어 방법에 관한 것이고, 더욱 구체적으로는 가압부재가 워크에 접촉했을 때의 충격을 완화할 수 있음과 아울러, 그 접촉 후 단시간에 상기 워크에 필요한 가압력을 가할 수 있는 에어 서보 실린더장치와 그 제어 방법에 관한 것이다.
예를 들면, 워크의 용접에 사용되는 용접 건에 있어서는, 일반적으로 통상의 에어 실린더가 사용되고, 클램프 기구로 워크를 클램핑한 후, 필요한 가압력을 가 하면서 용접하도록 구성되어 있지만, 클램핑시에 용접 칩이 워크에 충돌해서 변형되는 일이 있고, 이것이 용접 불량의 원인이 된다. 따라서, 에어 서보 실린더를 사용해서 용접 건을 구성하고, 그 때 워크를 클램핑했을 때의 충격을 완화함과 아울러, 클램핑 후의 가압 시간을 짧게 해서 용접 시간의 단축화를 도모하기 위해서, 실린더에 에어 쿠션 기구를 부설하거나 그 실린더의 구동 회로에 스위칭 밸브나 급속 배기밸브를 설치함으로써, 에어 실린더에 적절한 동작을 행하게 하도록 하고 있다.
그러나, 상기 에어 실린더에 부설하는 에어 쿠션 기구에서는 스트로크 엔드(stroke end)라고 한 바와 같은 특정한 위치에서 밖에 쿠션 작용을 발휘시킬 수 없고, 복수의 위치에서 클램핑을 행할 경우 즉, 워크의 두께가 바뀌어 목표 위치가 일정하지 않을 경우에는 에어 쿠션에 의한 충격 완화를 행할 수 없다. 또한, 서보밸브 이외에 에어 쿠션이나 스위칭 밸브, 급속 배기밸브를 설치하면, 대형ㆍ대중량ㆍ고가ㆍ단수명ㆍ저신뢰성 등의 문제가 있었다.
또한, 본 발명자들은 5포트의 서보밸브로 에어 실린더를 구동하는 것을 시험해 보았지만, 그것에 의해서 가압력을 제어하기 위해서는 별도의 압력제어 밸브가 필요하게 되고, 대형화나 가격을 저감하는 것이 곤란해진다고 하는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 가압부재가 워크에 접촉했을 때의 충격을 완화할 수 있음과 아울러, 그 접촉 후에 단시간에 상기 워크에 필요한 가압력을 가할 수 있는 에어 서보 실린더장치와 그 제어 방법을 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 의하면, 워크용의 가압부재를 구동하는 피스톤을 구비한 실린더와, 이 실린더의 헤드측 및 로드측의 압력실에 개별적으로 접속된 서보밸브와, 상기 양쪽 압력실의 압력을 검출하는 압력 센서와, 상기 실린더의 동작 위치를 검출하는 위치 센서와, 상기 가압 센서 및 위치 센서로부터의 검출 신호에 근거해서 상기 양쪽 서보밸브에 제어 신호를 출력하는 컨트롤러를 구비해서 이루어지는 에어 서보 실린더장치가 제공된다.
그리고, 상기 컨트롤러에 의한 제어에서는 상기 가압부재가 워크에 접촉하는 목표 위치까지 상기 피스톤을 전진시키는 전진 프로세스와, 그 후 상기 워크에 필요한 가압력을 가하는 가압 프로세스가 행하지고, 상기 전진 프로세스에 있어서는 상기 헤드측 서보밸브를 급기측으로 개방함과 아울러 상기 로드측 서보밸브를 배기측으로 개방해서 상기 피스톤의 구동을 개시한 후, 상기 로드측 서보밸브를 배기측으로 개방한 채 그 개도를 상기 피스톤의 현재 위치와 상기 목표 위치의 편차에 따른 개도가 되도록 조절함으로써, 상기 피스톤의 속도를 상기 목표 위치에 근접함에 따라서 원활히 감속시킨다.
본 발명에 있어서는, 상기 피스톤을 중간 정지 위치에 유지하는 중간 정지 프로세스를 더 구비하고 있어서, 이 중간 정지 프로세스에서는 상기 가압 실린더의 양측 압력실 내의 압력을 워크의 클램핑시에 있어서의 헤드측 압력실의 압력보다도 낮고, 서로 근사하는 크기로 유지되도록 한다.
또한, 상기 전진 프로세스에 있어서는 상기 헤드측 서보밸브의 개도를 상기 편차에 따라서 조절하던지, 또는 상기 압력 센서에 의한 측정 압력과 설정 압력의 편차에 따라서 조절하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 전진 프로세스에서는 상기 피스톤의 속도가 충분히 감속되고 상기 피스톤이 상기 목표 위치에 충분히 가까운 설정 위치까지 도달한 시점에서 상기 로드측 서보밸브의 개도를 미소한 일정 값으로 고정함으로써, 상기 가압부재를 일정하게 저속으로 워크에 접촉시키도록 할 수도 있다.
또한, 상기 가압 프로세스에 있어서 상기 압력 센서로부터의 신호에 의해 실린더의 양쪽 압력실 내의 압력을 비교하고, 헤드측 압력실의 압력이 로드측 압력실의 압력보다도 커진 시점에서 로드측 서보밸브를 배기측으로 전개함으로써, 이 로드측 압력실 내의 압축 공기를 급속히 배기하도록 할 수도 있다.
또한, 상기 피스톤이 목표 위치에 도달한 후, 상기 로드측 압력실의 압축 공기가 배출될 때까지의 사이, 상기 헤드측 압력실을 승압시켜서 상기 헤드측 압력실의 압력과 로드측 압력실의 압력의 차이가 소기의 실린더 추진력이 되도록 제어하는 것이 바람직하고, 이것에 의해 소기의 실린더 추진력에 도달할 때까지의 시간을 단축할 수 있다.
상기 본 발명에 의하면, 가압부재가 워크에 접촉했을 때의 충격을 완화할 수 있음과 아울러, 그 접촉 후에 단시간으로 상기 워크에 필요한 가압력을 가할 수 있다고 하는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 에어 서보 실린더장치의 적용예인 용접 건과 그 제어 시스템의 구성예를 나타내고 있다.
도 1에 도시한 용접 건(G)은 가압용의 실린더(10)와, 이 실린더(10)의 헤드측 압력실(11)의 압축 공기를 제어하는 헤드측 서보밸브(20)와, 로드측 압력실(12)의 압축 공기를 제어하는 로드측 서보밸브(30)와, 이것들에 제어 신호를 출력하는 컨트롤러(40)와, 외부로부터 상기 컨트롤러(40)에 지령을 주는 외부 컨트롤러(50)를 구비하고, 상기 컨트롤러(40)에 의해 상기 실린더(10) 즉, 용접 건(G)이 소망의 동작 상태로 제어되는 것이다.
상기 실린더(10)는 실린더 튜브(13)와, 이것에 슬라이딩 가능하게 끼워진 피스톤(14)과, 상기 피스톤(14)에 연결된 피스톤 로드(15)를 구비하고, 상기 피스톤 로드(15)에 의해 워크의 클램핑을 행하는 것이다. 실린더 튜브(13)는 밀폐된 통체이고, 피스톤(14)을 사이에 두고 그 헤드측의 압력실(11)과 로드측 압력실(12)을 구비하고 있다. 피스톤 로드(15)는 실린더 튜브(13)를 밀폐상으로 관통해서 외부로 연장되어 있다. 이 피스톤 로드(15)의 외부로 연장된 단부에는 워크에 접촉해서 가압하는 가압부재(15a)로서 용접 건의 한 쌍의 전극부재 중 한 쪽의 전극부재가 장착된다.
헤드측 압력실(11)은 헤드측 서보밸브(20)로부터 유로(22)를 통해서 급배(給排)되는 압축 공기에 의해 피스톤(14)을 구동하기 위한 것이고, 이 압력실(11)에 그 실내의 압력을 검출하는 헤드측 압력 센서(23)를 구비하고, 이 헤드측 압력실(11)에는 헤드 커버측으로부터 피스톤(14) 내에 삽입되어 상기 피스톤(14)의 구동 위치를 검지하는 위치 검출 센서(25)의 프로브(26)가 마련되어 있다. 상기 헤드측 압력 센서(23)와 위치 검출 센서(25)는 각각 그 출력이 컨트롤러(40)에 출력된다.
한편, 로드측 압력실(12)은 로드측 서보밸브(30)로부터 유로(32)를 통해서 급배되는 압축 공기에 의해 피스톤(14)을 구동하기 위한 것이고, 이 압력실(12)에 그 실내의 압력을 검출하는 로드측 압력 센서(33)를 구비하고 있다. 로드측 압력 센서(33)의 출력도 컨트롤러(40)에 출력된다.
상기 헤드측 서보밸브(20) 및 로드측 서보밸브(30)는 압축 공기의 공급원(41)으로부터의 압축 공기를 도입하는 급기 포트와, 그것을 출력하는 출력 포트와, 그것을 배출하는 출력 포트를 갖는 3포트 밸브이고, 이 서보밸브는 컨트롤러(40)로부터의 출력 신호에 따라서 각 포트를 적당히 연통시키며, 제어된 압축 공기를 흘려 보내는 것이다. 양쪽 서보밸브(20,30)는 실질적으로 같은 구성을 갖는 것이다.
컨트롤러(40)는 마이크로프로세서를 내장하고, 헤드측 및 로드측 압력 센서(23,33)와 위치 검출 센서(25)의 검출값 등이 입력된다. 또한, 컨트롤러(40)에는 피스톤(14)의 동작 위치나 중간 정지 위치 등의 정보가 입력되어 기억된다. 이들 정보는 디지털 값으로 입력할 수도, 전압이나 전류 등의 아날로그 값으로 입력할 수도 있다. 그리고, 외부 컨트롤러(50)로부터 입력되는 「중간 정지」, 「클램프」 및 「가압력 부여」 등의 용접의 실시를 지령하는 지령 신호에 근거해서 상기 검출값과 설정값을 비교하고, 실린더(10)가 소정의 동작을 실현하도록 헤드측 서보밸브(20)와 로드측 서보밸브(30)에 구동 신호가 출력된다.
또한, 도면 중 24,34는 서보밸브(20,30)로부터 압력실(11,12)에 이르는 유로(22,32)에 설치한 압력 센서이다.
다음에, 상기 컨트롤러(40)의 기능 및 상기 컨트롤러(40)에 의한 상기 용접 건(G)의 제어 방법에 대해서 설명한다.
상기 용접 건의 제어에 있어서는, 기본적으로 상기 피스톤(10)을 제어함으로써 상기 전극부재(15a)를 워크에 접촉하는 클램프 위치(목표 위치)까지 이동시키는 전진 프로세스와, 그 후 상기 전극부재(15a)로 워크에 필요한 클램프력(가압력)을 가하는 가압 프로세스와, 용접 후에 상기 전극부재(15a)를 후퇴시켜서 중간 위치에 정지시키는 중간 정지 프로세스가 행해진다. 그 때, 실린더(10)에 있어서의 압력실(11,12) 내의 압력을 압력 센서(23,33)로 검출하고, 피스톤(14)의 위치를 위치 센서(25)로 검출하고, 컨트롤러(40)에 의해 서보밸브(20,30)를 제어해서 상기 압력실(11,12)의 각각에 있어서의 압력을 적절하게 조정함으로써, 용접 건의 가압력(클램프력)이 정확하게 제어되어 용접 품질의 향상이 도모된다. 이 경우에, 실린더(10)의 헤드측 압력(Ph) 및 로드측 압력(Pr)의 양쪽을 검출함으로써 이하에 서술하는 바와 같이 이들 압력(Ph 및 Pr)에 근거해서 실린더 추진력을 검출하고, 이에 따라 실린더가 제어된다.
또한, 상기 실린더의 제어에 있어서는, 에어 서보 쿠션을 채용하고 있다. 즉, 실린더(10)에 있어서의 피스톤(14)의 위치ㆍ속도를 위치 센서(25)로, 압력실(11,12) 내의 압력을 압력 센서(23,33)로 검출해서 컨트롤러(40)에 입력하고, 상기 컨트롤러(40)로부터 서보밸브(20,30)에 그것들을 구동하기 위한 신호를 출력함으로써, 피스톤(14)의 위치와 압력실(11,12)의 압력을 제어할 수 있도록 하고, 워크에 대하여 용접 칩이 충돌해서 충격을 주는 것을 완화하도록 하고 있다. 이 경우에, 상기 서보밸브(20,30)를 사용해서 쿠션 기능을 발휘시키므로, 상기 충격 완화를 위 해서 특별한 기구를 필요로 하지 않고, 실린더(10) 및 쿠션 기능을 부여하기 위한 주변기기의 설치 스페이스ㆍ중량의 삭감을 가능하게 하는 것이다.
이하에, 도 2 이하에 나타내는 타이밍 차트에 근거하여 상기 용접 건의 제어 방법 및 그 동작에 대해서 상세하게 설명한다.
도 2의 (A)는 상기 전진 프로세스에 있어서 실린더(10)를 임의의 중간 정지 위치로부터 클램프 위치까지 구동할 경우의 양쪽 서보밸브(20,30)에 인가되는 입력 신호를, 동(同) 도면 (B)는 피스톤 스트로크를, 동 도면 (C)는 실린더에 있어서의 헤드측 및 로드측의 압력실(11,12)에 있어서의 압력을 나타내고 있다.
도 2에 근거해서 상기 용접 건의 기본 동작에 대해서 설명한다. 우선, 시각(t1)에 있어서, 도 2(A)에 나타낸 바와 같이, 헤드측 서보밸브(20)에 곡선 Vh로 나타내는 입력 신호가 인가되어 상기 서보밸브(20)의 급기(給氣)측이 전개(全開) 또는 이에 가까운 곳까지 개방된다. 한편, 로드측 서보밸브(30)에는 곡선 Vr로 나타내는 입력 신호가 인가되어서 상기 서보밸브(30)의 배기측이 전개된다.
그 때문에, 동 도면 (B)에 나타낸 바와 같이, 어떤 임의의 정지 위치(Xa)에 있던 피스톤(14)이 그 위치로부터 목표 위치(Xt)인 워크의 클램프 위치(Xo)로 향해서 고속으로 구동된다.
또한, 헤드측 및 로드측 압력실(11,12)에 있어서의 압력은 동 도면 (C)에 나타낸 바와 같이, 일단은 헤드측 압력실(11)의 압력(Ph)이 로드측 압력실(12)의 압력(Pr)보다도 높아지지만, 이에 따라 피스톤(14)이 이동해서 로드측 압력실(12)의 공기를 압축하므로 양쪽 압력은 복잡하게 변화된다.
상술한 바와 같이, 피스톤(14)의 구동을 개시한 후, 헤드측 서보밸브(20)를 도시한 바와 같은 곡선을 따라 압력 제어하고, 로드측 서보밸브(30)에 대해서는 그것을 배기측으로 개방한 채, 그 개도를 피스톤(14)의 현재 위치(X)와 목표 위치(Xo)의 편차(ΔX=X-Xo)에 비례한 입력 신호(aㆍΔX : 단, a는 상수)에 따른 서보밸브 개도가 되도록 직선 또는 매끄러운 곡선을 따라 연속적으로 제어함으로써, 피스톤(14)의 속도를 목표 위치에 가까이 갈수록 원활하게 감속시켜 상기 전극부재(15a)를 워크에 완충적으로 접촉시킬 수 있다.
이 경우, 상기 헤드측 서보밸브(20)의 개도는 상기 편차(ΔX)에 따라서 저감되던지 또는 압력 센서(23)에 의한 헤드측 압력실(11)의 측정 압력이 클램핑시의 압력(설정 압력)과 같아지도록 이들 측정 압력과 설정 압력의 편차에 따라서 조절하는 것이 바람직하다.
도시한 예에 있어서는, 피스톤(14)의 구동 개시와 아울러 로드측 서보밸브(30)의 개도를 원활하게 변화시키고, 헤드측 서보밸브(20)의 개도는 피스톤(14)의 구동 개시로부터 조금 늦게 변화되도록 하고 있다.
상기 전진 프로세스에 있어서, 바람직하게는 상기 피스톤의 속도가 충분히 감속되고, 상기 피스톤이 목표 위치에 충분히 가까이 감으로써 설정 위치(Xc)에 도달한 시점에서 로드측의 서보밸브(30)의 서보밸브 개도(ΔV)를 미소한 일정 값으로 고정하는 것이며, 이것에 의해 전극부재(15a)를 일정하고 저속으로 워크로 접촉시킬 수 있다.
그리고, 상술한 바와 같이 피스톤(14)이 클램프 위치에 도달하고, 전극부재 (15a)가 워크에 접촉한 후에는 이어서 상기 가압 프로세스가 행해지고, 가압 상태에서 워크의 용접이 행해진다. 이 가압 프로세스에서는 컨트롤러(40)에 있어서 압력 센서(23,33)로부터 출력되는 실린더(10)의 양쪽 압력실(11,12) 내의 압력 신호가 감시되어, 도 3에 나타낸 바와 같이, 헤드측 압력실(11)의 압력(Ph)이 로드측 압력실(12)의 압력(Pr)보다도 커진 시점에서 일정한 서보밸브 개도(ΔV)로 고정되어 있었던 로드측 서보밸브(30)를 배기측으로 전개함으로써, 로드측 압력실(12) 내의 압축 공기가 급속히 배기된다. 이것에 의해, 로드측 서보밸브(30)에 일정한 개도(ΔV)를 유지시킬 경우[점선으로 나타내는 압력(Pr')]에 비해서 규정의 실린더 추진력(Pf)에 근거해서 클램프력이 얻어질 때까지의 시간을 가급적으로 단축할 수 있고, 도시한 예에서는 시간(ts)만큼 단축할 수 있다.
또한, 상기 로드측 압력실(12) 내의 압축 공기[압력(Pr)]가 배출될 때까지의 사이, 도 4의 (C)에 나타낸 바와 같이, 헤드측 압력실(11)을 승압시켜 상기 헤드측 압력실(11)의 압력(Ph)과 로드측 압력실(12)의 압력(Pr)의 차(Ph-Pr)가 소기의 실린더 추진력을 얻기 위한 압력차(Pf)가 되도록 제어함으로써, 소기의 실린더 추진력에 도달할 때까지의 시간을 시간(ts)만큼 단축하고, 클램핑한 워크를 급속 가압할 수 있다.
상기 가압 프로세스 및 용접이 행해진 후, 상기 가압부재(15a) 즉 피스톤(14)을 후퇴시켜서 임의의 중간 위치에 정지시키는 중간 정지 프로세스가 행해지지만, 이 중간 정지 위치에서는 도 5의 (C)에 나타낸 바와 같이, 실린더(10)의 양측 압력실(11,12) 내의 압력을 워크의 클램핑시에 있어서의 헤드측 압력실의 목표 압 력(Pt)보다도 낮은 압력으로 유지하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 목표 압력(Pt)의 2/3∼1/3 정도가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1/2 전후이다. 이 경우, 양쪽 압력실(11,12)은 대략 같은 압력이어도 좋지만, 로드측 압력실(12)의 압력(Pr)을 헤드측 압력실(11)의 압력(Ph)보다도 상기 피스톤 로드(15)의 유무에 의한 수압면적차(受壓面積差) 분만큼 조금 높게 함으로써, 헤드측과 로드측의 작용력을 균형있게 하는 것이 바람직하다.
이것에 의해, 클램프 동작 개시시에 피스톤(14)이 움직여 나올 때까지의 지연 시간을 단축할 수 있고, 소비 공기압량을 절약할 수 있다. 구체적으로는, 상기 양쪽 압력실(11,12)의 압력을 Pt/2로 했을 경우에, 공기 사용량이 약 1/2로 되는 것을 검산할 수 있다. 또한, 실린더가 중간 정지 위치에 있을 때 서보밸브로부터의 에어의 리크(leak)양도 절약할 수 있다.
또한, 상기 실시예는 본 발명을 용접 건에 적용했을 경우이지만, 본 발명은 이러한 용접 건 이외에도 워크를 척(chuck)한 상태에서 가공하는 일반적인 가공 기술에 적용할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 가압부재가 워크에 접촉했을 때의 충격을 완화할 수 있음과 아울러, 그 접촉 후에 단시간으로 상기 워크에 필요한 가압력을 가할 수 있다.

Claims (8)

  1. 워크용의 가압부재를 구동하는 피스톤을 구비한 실린더와, 이 실린더의 헤드측 및 로드측의 압력실에 개별적으로 접속된 서보밸브와, 상기 양쪽 압력실의 압력을 검출하는 압력 센서와, 상기 실린더의 동작 위치를 검출하는 위치 센서와, 상기 압력 센서 및 위치 센서로부터의 검출 신호에 근거해서 상기 양쪽 서보밸브에 제어 신호를 출력하는 컨트롤러를 구비한 에어 서보 실린더장치를 제어하기 위한 방법으로서,
    상기 컨트롤러에 의해 상기 가압부재가 워크에 접촉하는 목표 위치까지 상기 피스톤을 전진시키는 전진 프로세스와, 그 후 상기 워크에 필요한 가압력을 가하는 가압 프로세스를 갖고,
    상기 전진 프로세스에 있어서는 상기 헤드측 서보밸브를 급기측으로 개방함과 아울러 상기 로드측 서보밸브를 배기측으로 개방해서 상기 피스톤의 구동을 개시한 후, 상기 로드측 서보밸브를 배기측으로 개방한 채 그 개도를 상기 피스톤의 현재 위치와 상기 목표 위치의 편차에 따른 개도가 되도록 조절함으로써, 상기 피스톤의 속도를 상기 목표 위치에 근접함에 따라서 원활히 감속시키는 것을 특징으로 하는 에어 서보 실린더장치의 제어 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 피스톤을 중간 정지 위치에 유지하는 중간 정지 프로세스를 더 구비하 고, 이 중간 정지 프로세스에서는 상기 가압 실린더의 양측 압력실 내의 압력을 워크의 클램핑시에 있어서의 헤드측 압력실의 압력보다도 낮고, 로드측 압력실의 압력이 헤드측 압력실의 압력으로부터 로드의 유무에 의한 수압면적차분만큼 높아지도록 유지되는 것을 특징으로 하는 에어 서보 실린더장치의 제어 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 전진 프로세스에 있어서 상기 헤드측 서보밸브를 상기 편차에 따라서 제어하는 것을 특징으로 하는 에어 서보 실린더장치의 제어 방법.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 전진 프로세스에 있어서 상기 헤드측 서보밸브를 상기 압력 센서에 의한 측정 압력과 설정 압력의 편차에 따라서 제어하는 것을 특징으로 하는 에어 서보 실린더장치의 제어 방법.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 전진 프로세스에 있어서 상기 피스톤의 속도가 충분히 감속되고 상기 피스톤이 상기 목표 위치에 충분히 가까운 설정 위치에 도달한 시점에서, 상기 로드측 서보밸브의 개도를 미소한 일정값으로 고정함으로써, 상기 가압부재를 일정하게 저속으로 워크에 접촉시키는 것을 특징으로 하는 에어 서보 실린더장치의 제어 방법.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 가압 프로세스에 있어서는 상기 압력 센서로부터의 신호에 의해 실린더의 양쪽 압력실 내의 압력을 비교하고, 헤드측 압력실의 압력이 로드측 압력실의 압력보다도 커진 시점에서 로드측 서보밸브를 배기측으로 전개함으로써, 이 로드측 압력실 내의 압축 공기를 급속히 배기하는 것을 특징으로 하는 에어 서보 실린더장치의 제어 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 피스톤이 목표 위치에 도달한 후, 상기 로드측 압력실의 압축 공기가 배출될 때까지의 사이, 상기 헤드측 압력실을 승압시켜서 상기 헤드측 압력실의 압력과 로드측 압력실의 압력의 차이가 소기의 실린더 추진력이 되도록 제어함으로써, 소기의 실린더 추진력에 도달할 때까지의 시간을 단축하는 것을 특징으로 하는 에어 서보 실린더장치의 제어 방법.
  8. 피스톤으로 구동되는 가압부재에 의해 워크를 가압하는 실린더와, 이 실린더의 헤드측 및 로드측의 압력실에 개별적으로 접속된 서보밸브와, 상기 양쪽 압력실의 압력을 검출하는 압력 센서와, 상기 실린더의 동작 위치를 검출하는 위치 센서와, 상기 가압 센서 및 위치 센서로부터의 검출 신호에 근거해서 상기 양쪽 서보밸브에 제어 신호를 출력하는 컨트롤러를 구비하고,
    상기 컨트롤러가 제 1항 내지 제 7항 중 어느 하나에 기재된 제어 기능을 갖도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 에어 서보 실린더장치.
KR1020050026382A 2004-03-30 2005-03-30 에어 서보 실린더장치 및 그 제어 방법 KR100603243B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004100815A JP4687944B2 (ja) 2004-03-30 2004-03-30 溶接用エアサーボガンシリンダ及びその制御方法
JPJP-P-2004-00100815 2004-03-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060045348A KR20060045348A (ko) 2006-05-17
KR100603243B1 true KR100603243B1 (ko) 2006-07-20

Family

ID=34982651

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050026382A KR100603243B1 (ko) 2004-03-30 2005-03-30 에어 서보 실린더장치 및 그 제어 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7178448B2 (ko)
JP (1) JP4687944B2 (ko)
KR (1) KR100603243B1 (ko)
CN (1) CN100458187C (ko)
DE (1) DE102005014416B4 (ko)
FR (1) FR2868485B1 (ko)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005048745A1 (de) * 2005-10-10 2007-04-12 Ludwig Ehrhardt Gmbh Druckmittelzylinder sowie Verfahren zum Erfassen der Betriebszeit und/oder Betriebszyklen eines Druckmittelzylinders
DE102005051363A1 (de) * 2005-10-25 2007-04-26 Ludwig Ehrhardt Gmbh Modulsystem zur wahlfreien Ansteuerung von Hydraulikelementen
JP5000411B2 (ja) * 2006-08-31 2012-08-15 日立オートモティブシステムズ株式会社 マスタシリンダおよびその製造方法
US7518523B2 (en) * 2007-01-05 2009-04-14 Eaton Corporation System and method for controlling actuator position
DE102007054503A1 (de) * 2007-11-13 2009-05-20 Hydac Fluidtechnik Gmbh Ventilvorrichtung
DE102008015851A1 (de) * 2008-03-27 2009-10-01 Herrmann Ultraschalltechnik Gmbh & Co. Kg Ultraschallschweißwerkzeug mit Fluidantrieb
KR100899821B1 (ko) * 2008-07-28 2009-05-27 (주)디케이산기 브레이크 기능을 구비하는 양방향 에어 구동 시스템
CN102451967A (zh) * 2010-10-27 2012-05-16 西华大学 一种白车身智能化电焊夹具工作台
CN103233946B (zh) * 2013-04-03 2015-07-29 西安理工大学 一种气动位置伺服系统反步控制方法
SE537660C2 (sv) * 2013-04-03 2015-09-22 Borgwarner Torqtransfer Systems Ab Hydraulsystem med en klokoppling
DE102014004877B3 (de) * 2014-04-04 2015-09-17 Festo Ag & Co. Kg Antriebssystem und Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems
DE102014004876B3 (de) * 2014-04-04 2015-09-17 Festo Ag & Co. Kg Antriebssystem und Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems
JP6404842B2 (ja) * 2016-02-10 2018-10-17 Ckd株式会社 サーボシリンダシステム
CN105715610B (zh) * 2016-03-23 2017-12-19 浙江工业大学 一种利用拉压一体机专用气缸进行检测的方法
CN105806179B (zh) * 2016-03-23 2018-10-23 浙江工商大学 一种汽车传动轴恒定压力下的长度测量方法及其装置
CN105805089A (zh) * 2016-06-03 2016-07-27 南通纺都置业有限公司 一种油缸不同油压下伸出速度测试装置
CN106143058B (zh) * 2016-06-30 2018-11-30 泰州市龙泽环境科技有限公司 一种新型融霜及吹扫装置
CN106078010B (zh) * 2016-06-30 2018-03-23 上海蓬渤机电设备有限公司 一种高精度焊接装置
CN108915945A (zh) * 2018-06-26 2018-11-30 深圳市名业精密机电设备有限公司 活塞缸通过无极或分段调速精确定位方法
CN110836204A (zh) * 2019-11-13 2020-02-25 北京凯德福液压技术有限公司 一种集成数字轴控制器的伺服阀及伺服单元
DE102020205446B4 (de) 2020-04-29 2022-02-10 Festo Se & Co. Kg Arbeitseinrichtung zur Durchführung eines Arbeitsvorgangs und Verfahren zum Betreiben einer Arbeitseinrichtung
CN113653681B (zh) * 2020-05-12 2022-10-28 宇通客车股份有限公司 一种活塞缸及其控制方法、变速箱及换挡控制方法
CN112045291A (zh) * 2020-07-20 2020-12-08 长沙格力暖通制冷设备有限公司 一种点焊机压力值控制方法、控制系统及点焊机
DE102020214453B4 (de) 2020-11-17 2023-02-16 Festo Se & Co. Kg Verfahren zum Betreiben einer Punktschweißzange und Punktschweißzange
CN113685386B (zh) * 2021-07-09 2022-08-12 广东电网有限责任公司广州供电局 液压控制方法、装置、计算机设备和存储介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04266604A (ja) 1991-02-19 1992-09-22 Kobe Steel Ltd 油圧シリンダの駆動制御回路
JPH0819873A (ja) 1994-07-04 1996-01-23 Nissan Motor Co Ltd 抵抗溶接装置および抵抗溶接方法
JPH09291907A (ja) 1996-04-24 1997-11-11 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd ハイブリッドサーボシリンダ
KR20030029160A (ko) * 2001-07-05 2003-04-11 다이킨 고교 가부시키가이샤 액압 회로 장치

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2558197B2 (ja) * 1991-12-20 1996-11-27 エスエムシー株式会社 流体圧シリンダの加圧制御装置
JP2657352B2 (ja) * 1993-09-08 1997-09-24 日精樹脂工業株式会社 射出成形機の圧力検出方法及び装置
US5585053A (en) * 1994-04-15 1996-12-17 Nissei Plastic Industrial Co., Ltd. Method of controlling a movable member in a molding machine
JP3096895B2 (ja) * 1996-10-09 2000-10-10 日精樹脂工業株式会社 射出成形機の制御方法
JPH11344006A (ja) * 1998-06-01 1999-12-14 Kyoho Mach Works Ltd 挟圧装置
US6557452B1 (en) 1999-07-16 2003-05-06 Norgren Automotive, Inc. Valve and position control system integrable with clamp
DE10021744A1 (de) * 2000-05-04 2001-11-15 Festo Ag & Co Vorrichtung zur Einstellung des Differenzdrucks in einem Fluidzylinder
JP3696103B2 (ja) * 2001-02-23 2005-09-14 Smc株式会社 クッション機構付きシリンダにおける高速加圧方法及びその機構
DE10122297C1 (de) 2001-05-08 2002-06-27 Festo Ag & Co Vorrichtung zur gedämpften Positionierung eines in einem Zylinder verschiebbaren Kolbens in einer Anschlagposition
JP3851137B2 (ja) * 2001-10-26 2006-11-29 Smc株式会社 加圧シリンダの高速駆動方法及びその装置
DE10203793B4 (de) 2002-01-31 2005-04-21 Rexroth Mecman Gmbh Pneumatisches Druckregelventil mit integriertem Stellzeitbeschleuniger
JP2003305573A (ja) * 2002-04-11 2003-10-28 Chuo Seisakusho Ltd 電気抵抗溶接機の加圧装置
JP2003322102A (ja) * 2002-05-09 2003-11-14 Kayaba Ind Co Ltd エレベータの駆動装置
JP4200284B2 (ja) 2003-03-20 2008-12-24 Smc株式会社 加圧シリンダの高速駆動方法及びそのシステム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04266604A (ja) 1991-02-19 1992-09-22 Kobe Steel Ltd 油圧シリンダの駆動制御回路
JPH0819873A (ja) 1994-07-04 1996-01-23 Nissan Motor Co Ltd 抵抗溶接装置および抵抗溶接方法
JPH09291907A (ja) 1996-04-24 1997-11-11 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd ハイブリッドサーボシリンダ
KR20030029160A (ko) * 2001-07-05 2003-04-11 다이킨 고교 가부시키가이샤 액압 회로 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20060045348A (ko) 2006-05-17
DE102005014416B4 (de) 2011-02-03
DE102005014416A1 (de) 2005-10-20
US20050217475A1 (en) 2005-10-06
CN100458187C (zh) 2009-02-04
FR2868485B1 (fr) 2006-11-24
FR2868485A1 (fr) 2005-10-07
JP4687944B2 (ja) 2011-05-25
US7178448B2 (en) 2007-02-20
JP2005279763A (ja) 2005-10-13
CN1676950A (zh) 2005-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100603243B1 (ko) 에어 서보 실린더장치 및 그 제어 방법
US7062832B2 (en) High-speed driving method of pressure cylinder
JP3851137B2 (ja) 加圧シリンダの高速駆動方法及びその装置
US11300143B2 (en) Drive method and drive device for fluid pressure cylinder
JP4353335B2 (ja) 複動形エアシリンダの位置決め制御機構
US11505979B2 (en) Pneumatic pressure control device and pneumatic pressure control method for automatic door
KR100722328B1 (ko) 용접 헤드 및 리플로 납땜 헤드, 이를 위한 압력 레귤레이터 장치와 용접 방법 및 리플로 납땜 방법
JP2003305573A (ja) 電気抵抗溶接機の加圧装置
US10589358B2 (en) Hydraulic chuck device
JP5382572B2 (ja) 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
JP7195557B2 (ja) 液圧駆動装置
JP2648291B2 (ja) スポット溶接機の電極駆動装置
JPH0239045Y2 (ko)
JP2653754B2 (ja) 成形機の型開閉制御方法
JP2002276611A (ja) 油圧作動システム、板金加工機械、及び産業機械
CA2293579C (en) Pneumatic weld head with automatically adjusted pressure
JP2624617B2 (ja) 抵抗溶接機の制御装置、抵抗溶接機用加圧シリンダ
JPH10115302A (ja) 流体圧シリンダの加圧力制御方法およびその装置
JP3358383B2 (ja) 材料試験機
JP3595697B2 (ja) 油圧ブースタ装置の作動制御装置
JPH07204861A (ja) ロボット用c型溶接ガン
JP2914835B2 (ja) 抵抗溶接機および抵抗溶接方法
JPH01215472A (ja) 自動溶接機の制御方法
JPH11333566A (ja) スポット溶接装置
JPH112203A (ja) エアーシリンダ装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130705

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140707

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150703

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160705

Year of fee payment: 11