JP6887652B2 - Air cylinder controller - Google Patents
Air cylinder controller Download PDFInfo
- Publication number
- JP6887652B2 JP6887652B2 JP2017030948A JP2017030948A JP6887652B2 JP 6887652 B2 JP6887652 B2 JP 6887652B2 JP 2017030948 A JP2017030948 A JP 2017030948A JP 2017030948 A JP2017030948 A JP 2017030948A JP 6887652 B2 JP6887652 B2 JP 6887652B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- air cylinder
- time
- chamber
- air
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
Description
本発明は、圧縮空気のエネルギーによって往復運動するピストンを有するエアシリンダを制御するためのエアシリンダ制御装置に関する。 The present invention relates to an air cylinder control device for controlling an air cylinder having a piston that reciprocates with the energy of compressed air.
従来、箱の中に物品を一つずつ詰めるための箱詰め装置が用いられている。例えば、特許文献1(特開2004−155428号公報)には、側方に開口する箱内に袋を繰り返し押し込んで、袋を複数段に詰めるように構成されている箱詰め装置が開示されている。この箱詰め装置では、板状部材を、箱の開口から箱の側壁(開口に対して奥側の側壁)付近まで入れ、箱と板状部材との間において板状部材より下方の袋(既に箱内に詰められた袋)を圧縮することで、板状部材より上方において箱内に袋を入れやすくすると共に、箱内の袋の充填率を高めている。 Conventionally, a boxing device for packing articles one by one in a box has been used. For example, Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-155428) discloses a boxing device configured to repeatedly push a bag into a box that opens laterally to pack the bag in a plurality of stages. .. In this boxing device, a plate-shaped member is inserted from the opening of the box to the vicinity of the side wall of the box (the side wall on the back side of the opening), and a bag below the plate-shaped member (already a box) between the box and the plate-shaped member. By compressing the bag packed inside, it is easy to put the bag in the box above the plate-shaped member, and the filling rate of the bag in the box is increased.
この箱詰め装置では、板状部材は、エアシリンダ等のアクチュエータによって駆動されることで、箱内に入れられ、または、箱内から出される。板状部材をエアシリンダによって駆動する場合、エアシリンダ内部のピストンの両側の空間に圧縮空気を供給することで、板状部材に連結されたピストンが往復運動する。その際、特許文献2(特開平8−93718号公報)に開示されるように、高速で動作するピストンが1ストロークの終点に到達した時の衝撃を抑制するために、ストロークエンド付近でピストンを減速させる制御が行われることがある。 In this boxing device, the plate-shaped member is driven into or out of the box by being driven by an actuator such as an air cylinder. When the plate-shaped member is driven by an air cylinder, the piston connected to the plate-shaped member reciprocates by supplying compressed air to the spaces on both sides of the piston inside the air cylinder. At that time, as disclosed in Patent Document 2 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-93718), in order to suppress the impact when the piston operating at high speed reaches the end point of one stroke, the piston is moved near the stroke end. Control to decelerate may be performed.
エアシリンダにおいて、ピストンの動作速度は、スピードコントローラによって予め調整されているため、基本的には変化しない。しかし、ピストンの動作速度の調整不足、および、エアシリンダ自体の経年劣化等によって、最適な動作速度でピストンが動作しない、または、動作しなくなる可能性がある。この場合、ピストンの減速が開始されるタイミングが固定されていると、適切なタイミングでピストンの減速を行うことができず、所定の方向におけるピストンの移動が終了する時にピストンが受ける衝撃が十分に抑制されないおそれがある。 In the air cylinder, the operating speed of the piston is adjusted in advance by the speed controller, so that it basically does not change. However, there is a possibility that the piston does not operate or does not operate at the optimum operating speed due to insufficient adjustment of the operating speed of the piston, aging deterioration of the air cylinder itself, and the like. In this case, if the timing at which the deceleration of the piston is started is fixed, the deceleration of the piston cannot be performed at an appropriate timing, and the impact received by the piston when the movement of the piston in a predetermined direction is completed is sufficient. It may not be suppressed.
本発明の目的は、エアシリンダのピストンが受ける衝撃を十分に抑制することができるエアシリンダ制御装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an air cylinder control device capable of sufficiently suppressing an impact received by a piston of an air cylinder.
本発明に係るエアシリンダ制御装置は、シリンダチューブとピストンと空気供給部とを有するエアシリンダを制御する。ピストンは、シリンダチューブの内部空間を第1室と第2室とに仕切る。空気供給部は、シリンダチューブの第1室および第2室の一方に選択的に圧縮空気を供給することで、シリンダチューブの長手方向に沿ってピストンを移動させる。エアシリンダ制御装置は、検知部と、制御部とを備える。検知部は、ピストンの動作を検知する。制御部とは、検知部の検知結果に基づいて、空気供給部による圧縮空気の供給先を第1室と第2室との間で切り替える。 The air cylinder control device according to the present invention controls an air cylinder having a cylinder tube, a piston, and an air supply unit. The piston divides the internal space of the cylinder tube into a first chamber and a second chamber. The air supply unit selectively supplies compressed air to one of the first chamber and the second chamber of the cylinder tube to move the piston along the longitudinal direction of the cylinder tube. The air cylinder control device includes a detection unit and a control unit. The detection unit detects the movement of the piston. The control unit switches the supply destination of the compressed air by the air supply unit between the first chamber and the second chamber based on the detection result of the detection unit.
本発明に係るエアシリンダ制御装置は、ピストンの動作に基づいて、エアシリンダにおける圧縮空気の供給先を切り替えることで、ピストンを減速する。これにより、エアシリンダ制御装置は、ピストンの減速のタイミングを最適化することができ、ピストンがシリンダチューブの端部に当たる時の衝撃、および、ピストンの移動可能範囲が規制されている場合においてピストンが移動可能範囲の端に到達した時の衝撃が低減される。従って、本発明に係るエアシリンダ制御装置は、エアシリンダのピストンが受ける衝撃を十分に抑制することができ、装置の耐久性の向上を期待することができる。 The air cylinder control device according to the present invention decelerates the piston by switching the supply destination of the compressed air in the air cylinder based on the operation of the piston. This allows the air cylinder controller to optimize the timing of deceleration of the piston so that the impact when the piston hits the end of the cylinder tube and the movable range of the piston are regulated. The impact when reaching the edge of the movable range is reduced. Therefore, the air cylinder control device according to the present invention can sufficiently suppress the impact received by the piston of the air cylinder, and can be expected to improve the durability of the device.
また、本発明に係るエアシリンダ制御装置では、検知部は、空気供給部によって所定の方向に所定の距離だけピストンが移動する時間を計測することで、ピストンの動作を検知することが好ましい。 Further, in the air cylinder control device according to the present invention, it is preferable that the detection unit detects the operation of the piston by measuring the time during which the piston moves in a predetermined direction by a predetermined distance by the air supply unit.
この場合、エアシリンダ制御装置は、ピストンが所定の2地点の間を移動するために要する時間を計測し、その計測値に基づいてピストンの減速のタイミングを制御する。そのため、エアシリンダ制御装置は、エアシリンダにおける圧縮空気の供給先を切り替えるタイミングを算出することができる。 In this case, the air cylinder control device measures the time required for the piston to move between two predetermined points, and controls the timing of deceleration of the piston based on the measured value. Therefore, the air cylinder control device can calculate the timing of switching the supply destination of the compressed air in the air cylinder.
また、本発明に係るエアシリンダ制御装置では、制御部は、検知部によって計測されたピストンの動作時間に基づいて、初回切替時点を調整することが好ましい。検知部は、ピストンが所定の方向に移動し始める第1時点から、第1時点で移動し始めたピストンが停止する第2時点までの動作時間を計測する。初回切替時点とは、第1時点と第2時点との間の時点であって、空気供給部による圧縮空気の供給先を最初に切り替える時点である。 Further, in the air cylinder control device according to the present invention, it is preferable that the control unit adjusts the initial switching time point based on the operating time of the piston measured by the detection unit. The detection unit measures the operating time from the first time point when the piston starts to move in a predetermined direction to the second time point when the piston which starts moving at the first time point stops. The first switching time point is a time point between the first time point and the second time point, and is a time point when the supply destination of the compressed air by the air supply unit is first switched.
この場合、エアシリンダ制御装置は、所定の方向に向かうピストンの移動が開始してから終了するまでの間において、エアシリンダにおける圧縮空気の供給先を最初に切り替えるタイミングを調節することで、ピストンの減速のタイミングを制御する。そのため、エアシリンダ制御装置は、エアシリンダのピストンが受ける衝撃を十分に抑制することができる。 In this case, the air cylinder control device adjusts the timing of first switching the supply destination of the compressed air in the air cylinder between the start and the end of the movement of the piston in a predetermined direction. Control the timing of deceleration. Therefore, the air cylinder control device can sufficiently suppress the impact received by the piston of the air cylinder.
また、本発明に係るエアシリンダ制御装置では、制御部は、ピストンの動作時間の所定回数の平均値を算出し、その平均値に基づいて初回切替時点を調整することが好ましい。 Further, in the air cylinder control device according to the present invention, it is preferable that the control unit calculates an average value of a predetermined number of times of piston operation time and adjusts the initial switching time point based on the average value.
この場合、エアシリンダ制御装置は、ピストンの動作時間(所定の方向に向かうピストンの移動が開始してから終了するまでの時間)として、過去の実測値に基づいた値を用いる。そのため、エアシリンダ制御装置は、エアシリンダにおける圧縮空気の供給先を切り替えるタイミングを常に最適化することができる。 In this case, the air cylinder control device uses a value based on a past measured value as the operating time of the piston (the time from the start to the end of the movement of the piston in a predetermined direction). Therefore, the air cylinder control device can always optimize the timing of switching the supply destination of the compressed air in the air cylinder.
また、本発明に係るエアシリンダ制御装置では、制御部は、平均値が所定の推奨範囲から外れている場合、その平均値に基づいて推奨範囲を変更することが好ましい。 Further, in the air cylinder control device according to the present invention, when the average value deviates from a predetermined recommended range, the control unit preferably changes the recommended range based on the average value.
この場合、エアシリンダ制御装置は、ピストンの動作時間の平均値が所定の推奨範囲内にない場合に、その推奨範囲内に収まるように、エアシリンダにおける圧縮空気の供給先を切り替えるタイミングを変更するだけでなく、その推奨範囲自体も変更する。これにより、エアシリンダ制御装置は、エアシリンダ自体の経年劣化等によって、最適な動作速度でピストンが動作できなくなっても、ピストンの減速のタイミングを常に最適化することができる。 In this case, the air cylinder controller changes the timing of switching the supply destination of the compressed air in the air cylinder so that the average value of the operating time of the piston is not within the recommended recommended range. Not only that, but also the recommended range itself will be changed. As a result, the air cylinder control device can always optimize the deceleration timing of the piston even if the piston cannot operate at the optimum operating speed due to aged deterioration of the air cylinder itself or the like.
また、本発明に係るエアシリンダ制御装置は、長手方向におけるピストンの位置を検出するためのセンサと、タイマとをさらに備えることが好ましい。検知部は、センサおよびタイマを用いて、所定の方向に所定の距離だけピストンが移動する時間を計測する。 Further, it is preferable that the air cylinder control device according to the present invention further includes a sensor for detecting the position of the piston in the longitudinal direction and a timer. The detection unit uses a sensor and a timer to measure the time for the piston to move in a predetermined direction by a predetermined distance.
この場合、エアシリンダ制御装置は、センサおよびタイマを用いて、ピストンの動作時間を適切に計測することができる。 In this case, the air cylinder controller can appropriately measure the operating time of the piston by using the sensor and the timer.
また、本発明に係るエアシリンダ制御装置では、エアシリンダは、駆動部材と、規制部材とを有し、センサは、規制部材に取り付けられ、駆動部材までの距離を検出することが好ましい。駆動部材は、シリンダチューブの外部に配置され、ピストンと連動して、シリンダチューブの長手方向に移動する。規制部材は、長手方向における駆動部材の移動を規制する。 Further, in the air cylinder control device according to the present invention, it is preferable that the air cylinder has a driving member and a regulating member, and the sensor is attached to the regulating member to detect the distance to the driving member. The drive member is arranged outside the cylinder tube and moves in the longitudinal direction of the cylinder tube in conjunction with the piston. The regulating member regulates the movement of the driving member in the longitudinal direction.
この場合、エアシリンダ制御装置は、ピストンの移動を規制するための規制部材に取り付けられたセンサを用いて、シリンダチューブの外部においてピストンと連動して移動する駆動部材の位置を計測することで、ピストンの動作時間を正確に計測することができる。 In this case, the air cylinder control device measures the position of the driving member that moves in conjunction with the piston outside the cylinder tube by using a sensor attached to the regulating member for regulating the movement of the piston. The operating time of the piston can be measured accurately.
本発明に係るエアシリンダ制御装置は、エアシリンダのピストンが受ける衝撃を十分に抑制することができ、装置の耐久性の向上を期待することができる。 The air cylinder control device according to the present invention can sufficiently suppress the impact received by the piston of the air cylinder, and can be expected to improve the durability of the device.
本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下に説明される実施形態は、本発明の具体例の一つであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiments described below are one of the specific examples of the present invention and do not limit the technical scope of the present invention.
(1)箱詰め装置の構成および動作
図1は、本発明の一実施形態に係るエアシリンダ制御装置81を用いる箱詰め装置10の概略図である。箱詰め装置10は、例えば、食品工場のラインに設置され、食品工場のラインで生産された物品Aを箱詰めして梱包するための装置である。箱詰め装置10は、梱包対象物である物品Aが次々と送られてくる場所に置かれたダンボール箱Cの中に、ダンボール箱Cの開口Opから、複数の物品Aを投入して箱詰めする。物品Aは、例えば、ポテトチップス等の食品が包材によって包装された袋である。
(1) Configuration and Operation of Boxing Device FIG. 1 is a schematic view of a boxing device 10 using an air
箱詰め装置10は、主として、製箱ユニット1と、箱詰めユニット2と、閉箱ユニット3とを備える。図1は、箱詰め装置10の概略正面図である。
The boxing device 10 mainly includes a box-making unit 1, a box-
以下の説明では、方向および位置を説明するために、上、下、左、右、前(正面)、後(背面)等の用語が用いられる。これらの用語は、特に断りの無い場合、図面中に矢印で示された上、下、左、右、前、後を意味する。 In the following description, terms such as up, down, left, right, front (front), back (back) are used to describe the direction and position. Unless otherwise noted, these terms mean up, down, left, right, front, back, indicated by arrows in the drawing.
(1−1)製箱ユニット
製箱ユニット1は、折りたたまれた状態のダンボール箱CであるダンボールシートSを開き、ダンボール箱Cの底蓋Bを閉じてテープTで止め、一方の側のみが開口するダンボール箱Cを製造する。図2は、ダンボール箱Cを、閉じられた底蓋Bの側から見た図である。底蓋Bと対向する上蓋側のフラップC2は、外側に開かれた状態にある。ダンボール箱Cの開かれた上蓋側は、ダンボール箱Cの開口Opに相当する。
(1-1) Box-making unit The box-making unit 1 opens the cardboard sheet S, which is a folded cardboard box C, closes the bottom lid B of the cardboard box C, and fastens with tape T, and only one side is open. A cardboard box C to be opened is manufactured. FIG. 2 is a view of the cardboard box C as viewed from the side of the closed bottom lid B. The flap C2 on the upper lid side facing the bottom lid B is in a state of being opened to the outside. The open upper lid side of the cardboard box C corresponds to the opening Op of the cardboard box C.
製箱ユニット1によって製造されたダンボール箱Cは、コンベア(図示せず)によって箱詰めユニット2まで搬送される。製箱ユニット1は、製造したダンボール箱Cを箱詰めユニット2に次々に送る。
The cardboard box C manufactured by the box-making unit 1 is conveyed to the box-
(1−2)箱詰めユニット
箱詰めユニット2は、ダンボール箱Cの中に複数の物品Aを投入して箱詰めする。図3A〜3Fは、箱詰めユニット2の動作について説明するための図である。図3A〜3Fにおいて、箱詰めユニット2によって、ダンボール箱Cの中には、3個の物品Aが下側から順番に投入される。図3Aは、ダンボール箱Cの中に1個目の物品Aが投入される直前の状態を表す。図3Bは、ダンボール箱Cの中に1個目の物品Aが投入された直後の状態を表す。図3Cは、ダンボール箱Cの中に2個目の物品Aが投入される直前の状態を表す。図3Dは、ダンボール箱Cの中に2個目の物品Aが投入された直後の状態を表す。図3Eは、ダンボール箱Cの中に3個目の物品Aが投入される直前の状態を表す。図3Fは、ダンボール箱Cの中に3個目の物品Aが投入された直後の状態を表す。
(1-2) Boxing Unit The
箱詰めユニット2には、開口Opが横を向いた状態のダンボール箱Cが、製箱ユニット1のコンベアによって供給される。具体的には、箱詰めユニット2には、箱詰め装置10の正面側に底蓋Bが形成され、かつ、箱詰め装置10の背面側に開口Opが形成されたダンボール箱Cが供給される。
The cardboard box C with the opening Op facing sideways is supplied to the
箱詰め装置10で使用されるダンボール箱Cは、図2に示されるように、4つの側面部C11〜C14を有する環状の側面部C1と、4つの側面部C11〜C14から前後にそれぞれ延びている8つの平板状のフラップC2とを有する。 As shown in FIG. 2, the cardboard box C used in the boxing device 10 extends back and forth from an annular side surface portion C1 having four side surface portions C11 to C14 and four side surface portions C11 to C14, respectively. It has eight flat flaps C2.
箱詰めユニット2に供給される時点で、箱詰め装置10の正面側のフラップC2は、製箱ユニット1によって閉じられてテープTで止められており、底蓋Bが形成されている。一方、箱詰めユニット2に供給される時点で、箱詰め装置10の背面側のフラップC2(フラップC21〜C24)は、外側に開いている。すなわち、箱詰めユニット2に供給されるダンボール箱Cは、開口Opを後方に向けている。ダンボール箱Cは、箱詰めユニット2に、図2に示されるように側面部C14を下側に向けた状態で供給される。
At the time of being supplied to the
箱詰めユニット2は、主として、落下機構20と、支持移動機構30と、投入機構50と、シャッタ機構60と、こぼれ防止機構70と、物品搬送機構80と、箱搬送機構90とを有する。
The
落下機構20は、製箱ユニット1から次々と供給されるダンボール箱Cを落下させる。落下機構20によって、ダンボール箱Cは、側面部C14を下に向け、かつ、開口Opを後方に向けた状態で落下する。
The
支持移動機構30は、物品Aがダンボール箱Cの中に箱詰めされる場所において、落下機構20によって落下させられたダンボール箱Cを支持する。また、支持移動機構30は、物品Aが箱詰めされたダンボール箱Cを、物品Aが箱詰めされた場所から、箱搬送機構90のコンベアベルト上に移動させる。
The
投入機構50は、支持移動機構30によって支持されているダンボール箱Cに、ダンボール箱Cの開口Opから、物品搬送機構80により搬送されてくる物品Aを投入する。投入機構50は、押し出し板を用いて物品Aを前方に押し出すことで、ダンボール箱Cの中に物品Aを投入する。
The
シャッタ機構60は、ダンボール箱Cに物品Aが投入される際に、シャッタ61を用いて、既にダンボール箱C内に投入されている物品Aが、物品Aの投入の妨げとなることを抑制する。シャッタ機構60の構成および動作の詳細については後述する。
When the article A is put into the cardboard box C, the
こぼれ防止機構70は、開口Opが横に向いた状態のダンボール箱Cから、既にダンボール箱C内に投入された物品Aがこぼれることを防止する。
The
物品搬送機構80は、ダンボール箱Cに梱包される前の物品Aを搬送する。物品搬送機構80は、投入機構50の押し出し板の前方に物品Aが搬送されるように、所定のタイミングでコンベアベルトによって物品Aを搬送する。
The
箱搬送機構90は、支持移動機構30によって移動させられたダンボール箱Cであって、開口Opが上方を向いた状態のダンボール箱Cを、コンベアベルトによって水平方向に搬送して、閉箱ユニット3に供給する。
The
(1−3)閉箱ユニット
閉箱ユニット3は、箱詰めユニット2の箱搬送機構90から供給され、開口Opが上方を向いたダンボール箱CのフラップC2(フラップC21〜C24)を閉じ、テープで止めて、上蓋を形成する。閉箱ユニット3によって上蓋が形成されたダンボール箱Cは、箱詰め装置10から搬出される。
(1-3) Box-closing unit The box-closing unit 3 is supplied from the
(2)シャッタ機構の構成
シャッタ機構60は、主として、シャッタ61と、シャッタ駆動部62とを有する。
(2) Structure of Shutter Mechanism The
(2−1)シャッタ
シャッタ61は、開口Opが横(後側)を向いた状態のダンボール箱Cに開口Opから挿入される部材である。シャッタ61は、水平面と平行な主表面を有する板状の部材である。シャッタ61は、シャッタ駆動部62によって前後方向に駆動される。シャッタ61は、物品搬送機構80のコンベアベルト81の下方に配置される。
(2-1) Shutter The
シャッタ61は、図3A〜3Dに示されるように、投入機構50によりダンボール箱Cに物品Aが2回投入されるまでは、ダンボール箱Cの開口Opより後方側で待機している。そして、図3Eに示されるように、投入機構50によりダンボール箱Cに3個目の物品Aが投入される前に、シャッタ61は、シャッタ駆動部62により前方に移動させられ、ダンボール箱Cの開口Opから、ダンボール箱Cの底蓋B付近まで挿入される。シャッタ61は、物品Aが投入される場所で支持移動機構30によって支持されているダンボール箱Cの中に、ダンボール箱Cの中に既に投入されている物品Aの上方を覆うように、開口Opから挿入される。その後、支持移動機構30は、シャッタ61がダンボール箱Cの中に挿入された状態で、ダンボール箱Cを少し上方に移動させる。そのため、開口Opを横に向けた状態のダンボール箱Cの底面(側面部C14)と、シャッタ61との間に物品Aが挟まれた状態になる。これにより、図3Eに示されるように、ダンボール箱C内の物品A同士の間の隙間、および、ダンボール箱Cの側面部C11、C13、C14と物品Aとの間の隙間が小さくなる。
As shown in FIGS. 3A to 3D, the
また、投入機構50は、図3Fに示されるように、ダンボール箱Cに3個目の物品Aを投入する際には、シャッタ61が開口Opからダンボール箱C内に挿入されたままの状態で、ダンボール箱Cの中に物品Aを投入する。そのため、投入機構50は、ダンボール箱Cに3個目の物品Aを投入する際には、シャッタ61の水平面上に物品Aを投入する。3個目の物品Aの投入後、シャッタ61は、シャッタ駆動部62によって後方に移動させられて、ダンボール箱Cから引き抜かれる。これにより、3個目の物品Aが、ダンボール箱Cの中に投入される。このように、ダンボール箱C内に挿入されたシャッタ61上に物品Aを投入し、その後にシャッタ61をダンボール箱Cから引き抜くことで、ダンボール箱Cの中に既に投入されている2個の物品Aによって、3個目の物品Aの投入が阻害されることが抑制される。従って、シャッタ機構60は、シャッタ61を用いることで、ダンボール箱Cの中に複数の物品Aをスムーズに投入することができる。
Further, as shown in FIG. 3F, the
(2−2)シャッタ駆動部
シャッタ駆動部62は、ダンボール箱Cの中に開口Opからシャッタ61を挿入し、または、ダンボール箱Cの中からシャッタ61を引き抜くために、シャッタ61を前後方向に駆動するための装置である。シャッタ駆動部62の駆動源としては、エアシリンダが用いられる。
(2-2) Shutter drive unit The
図4は、シャッタ駆動部62の概略構成図である。シャッタ駆動部62は、主として、エアシリンダ71と、エアシリンダ制御装置81とを有する。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the
(2−2−1)エアシリンダ
エアシリンダ71は、マグネット式のロッドレスシリンダである。エアシリンダ71は、主として、シリンダチューブ72と、ピストン73と、スライダ74と、空気供給部75と、空気制御回路76とを有する。
(2-2-1) Air Cylinder The
シリンダチューブ72は、エアシリンダ71の本体であり、前後方向に延びる筒状の部材である。シリンダチューブ72の両端部には、一対のシリンダプレート72a,72bが取り付けられている。シリンダプレート72aは、シリンダチューブ72の後側の端部に取り付けられ、シリンダプレート72bは、シリンダチューブ72の前側の端部に取り付けられる。
The
ピストン73は、シリンダチューブ72の内部空間に配置される。ピストン73は、シリンダチューブ72の内壁面と摺動しながら前後方向に移動可能なように配置されている。ピストン73は、シリンダチューブ72の内部空間を、第1室R1と第2室R2とに区画する。図4に示されるように、第1室R1は、ピストン73の下死点側(後側)の空間である。第2室R2は、ピストン73の上死点側(前側)の空間である。ピストン73は、磁石で成形されている部材であるか、または、磁石が取り付けられている部材である。
The
スライダ74は、シリンダチューブ72の外表面と摺動しながら、シリンダチューブ72の長手方向(前後方向)に沿って移動可能なように支持されている部材である。スライダ74の移動可能な範囲は、一対のシリンダプレート72a,72bによって規制されている。スライダ74には、磁石が取り付けられている。スライダ74の磁石には、ピストン73の磁石に吸着しようとする力が作用している。そのため、シリンダチューブ72の内部においてピストン73が前後方向に移動すると、シリンダチューブ72の外部にあるスライダ74も、ピストン73の動きに連動して前後方向に移動する。スライダ74には、シャッタ61が取り付けられている。
The
空気供給部75は、圧縮空気を吐出することができるエアコンプレッサである。空気供給部75から吐出される圧縮空気によって、後述するように、ピストン73は、シリンダチューブ72の長手方向(前後方向)に沿って移動することができる。すなわち、空気供給部75は、ピストン73に吸着しているスライダ74に連結されているシャッタ61を前後方向に移動させるための駆動源として機能する。
The
空気制御回路76は、空気供給部75から吐出された圧縮空気を、シリンダチューブ72内の第1室R1および第2室R2の一方に選択的に供給するための機構である。空気制御回路76は、電磁弁77を有する。空気制御回路76は、電磁弁77の制御により、空気供給部75から吐出された圧縮空気を第1室R1および第2室R2のいずれか一方に導くことができる。電磁弁77は、シングルソレノイドバルブである。電磁弁77は、オン状態とオフ状態とを切り替えることができる。
The
図5Aは、電磁弁77がオン状態の時の空気の流れを説明するための図である。図5Bは、電磁弁77がオフ状態の時の空気の流れを説明するための図である。図5Aおよび図5Bでは、空気の流れが矢印で示されている。電磁弁77は、主として、弁筐体77aと、ソレノイド77bと、内部弁77cとを有する。弁筐体77aは、給気ポート77a1、第1排気ポート77a2、第2排気ポート77a3、第1出力ポート77a4および第2出力ポート77a5を有する。ソレノイド77bは、弁筐体77aの外部に設置され、電源(図示せず)に接続されている。内部弁77cは、弁筐体77aの内部に設置されている。電磁弁77がオン状態のとき、ソレノイド77bには電流が流れている。電磁弁77がオフ状態のとき、ソレノイド77bには電流が流れていない。電磁弁77のオン状態とオフ状態とを切り替えることで、図5Aおよび図5Bに示されるように、内部弁77cの位置を切り替えることができる。
FIG. 5A is a diagram for explaining the air flow when the
空気制御回路76は、空気供給路P0と、第1流路P1と、第2流路P2とを有する。空気供給路P0は、空気供給部75の圧縮空気の吐出口と、電磁弁77の給気ポート77a1とを接続する。第1流路P1は、電磁弁77の第1出力ポート77a4と、シリンダチューブ72内の第1室R1とを接続する。第2流路P2は、電磁弁77の第2出力ポート77a5と、シリンダチューブ72内の第2室R2とを接続する。
The
図5Aに示されるように、電磁弁77がオン状態のとき、弁筐体77aの内部において、給気ポート77a1と第1出力ポート77a4とが連通し、かつ、第2排気ポート77a3と第2出力ポート77a5とが連通する。そのため、電磁弁77がオン状態のとき、空気供給部75から吐出された圧縮空気は、空気供給路P0を通過した後、電磁弁77において給気ポート77a1および第1出力ポート77a4を順に通過して、第1流路P1に流入する。その後、圧縮空気は、第1流路P1を通過して、シリンダチューブ72内の第1室R1に供給される。これにより、第1室R1の圧力が上昇し、第2室R2の圧力よりも高くなるので、ピストン73は、圧力差によって第2室R2側(上死点側)に移動する。このとき、第2室R2内の空気は、第2流路P2に流入し、第2流路P2を通過した後、電磁弁77において第2出力ポート77a5および第2排気ポート77a3を順に通過して排出される。
As shown in FIG. 5A, when the
図5Bに示されるように、電磁弁77がオフ状態のとき、弁筐体77aの内部において、給気ポート77a1と第2出力ポート77a5とが連通し、かつ、第1排気ポート77a2と第1出力ポート77a4とが連通する。そのため、電磁弁77がオフ状態のとき、空気供給部75から吐出された圧縮空気は、空気供給路P0を通過した後、電磁弁77において給気ポート77a1および第2出力ポート77a5を順に通過して、第2流路P2に流入する。その後、圧縮空気は、第2流路P2を通過して、シリンダチューブ72内の第2室R2に供給される。これにより、第2室R2の圧力が上昇し、第1室R1の圧力よりも高くなるので、ピストン73は、圧力差によって第1室R1側(下死点側)に移動する。このとき、第1室R1内の空気は、第1流路P1に流入し、第1流路P1を通過した後、電磁弁77において第1出力ポート77a4および第1排気ポート77a2を順に通過して排出される。
As shown in FIG. 5B, when the
(2−2−2)エアシリンダ制御装置
エアシリンダ制御装置81は、エアシリンダ71の動作を制御するための装置である。具体的には、エアシリンダ制御装置81は、電磁弁77を制御して、ピストン73の位置および速度を調整するためのシステムである。
(2-2-2) Air Cylinder Control Device The air
図6は、エアシリンダ制御装置81のブロック図である。エアシリンダ制御装置81は、主として、制御ユニット81aと、第1センサ84aと、第2センサ84bと、タイマ85とを有する。エアシリンダ制御装置81は、エアシリンダ71の空気制御回路76の電磁弁77に接続されている。
FIG. 6 is a block diagram of the air
制御ユニット81aは、CPU、ROM、RAMおよびHDD等を有するコンピュータである。制御ユニット81aは、ROMおよびHDD等に記憶されている各種プログラムを呼び出して実行し、電磁弁77、第1センサ84a、第2センサ84bおよびタイマ85を制御する。制御ユニット81aは、主として、検知部82と、制御部83とを有する。検知部82および制御部83は、制御ユニット81aに記憶され実行されるプログラムである。
The
検知部82は、ピストン73の動作を検知する。具体的には、検知部82は、所定の方向に所定の距離だけピストン73が移動したときの所要時間を計測する。例えば、検知部82は、ピストン73が所定の方向に移動し始めた時点から、移動し始めたピストン73が停止する時点までの時間を計測する。以下において、ピストン73が下死点から上死点まで移動するために要する時間を、ピストン73の動作時間と呼ぶ。ピストン73の動作時間は、ピストン73の1ストロークに要する時間である。
The
検知部82は、第1センサ84a、第2センサ84bおよびタイマ85を用いて、スライダ74の動きを検知して、ピストン73の動作時間を計測する。図4に示されるように、第1センサ84aおよび第2センサ84bは、一対のシリンダプレート72a,72bの近傍に取り付けられる。第1センサ84aは、ピストン73の下死点の側のシリンダプレート72aに取り付けられる。第2センサ84bは、ピストン73の上死点の側のシリンダプレート72bに取り付けられる。第1センサ84aおよび第2センサ84bは、フォトインタラプタまたは近接センサ等の非接触センサである。例えば、第1センサ84aとしてフォトインタラプタが用いられ、第2センサ84bとして近接センサが用いられる。第1センサ84aおよび第2センサ84bは、スライダ74の動きを検知するために、スライダ74と対向する位置に取り付けられる。検知部82は、第1センサ84aまたは第2センサ84bとスライダ74との間の距離が変化したこと、および、当該距離が所定の値以下になったことを検知することができる。これにより、検知部82は、第1センサ84aによって、ピストン73が下死点に位置していることを検知することができ、第2センサ84bによって、ピストン73が上死点に位置していることを検知することができる。また、検知部82は、ピストン73が下死点から上死点に向かって移動を開始したこと、および、下死点から移動を開始したピストン73が上死点に接近したことを検知することができる。そのため、検知部82は、タイマ85を用いて、ピストン73が下死点から上死点に向かって移動を開始した時刻、および、下死点から移動を開始したピストン73が上死点に到達した時刻を記録して、ピストン73の動作時間を計測することができる。
The
(3)エアシリンダ制御装置の制御部の動作
次に、エアシリンダ制御装置81の制御部83について説明する。制御部83は、検知部82から取得したデータに基づいてエアシリンダ71の電磁弁77を制御して、空気供給部75による圧縮空気の供給先を第1室R1と第2室R2との間で切り替える。具体的には、制御部83は、検知部82によって計測されたピストン73の動作時間に基づいて、電磁弁77のオン状態とオフ状態とを切り替えるタイミングを調整する。
(3) Operation of Control Unit of Air Cylinder Control Device Next, the
以下において、ピストン73が後側の下死点に位置している時は、シャッタ61がダンボール箱Cの中に挿入されていない状態であり、かつ、ピストン73が前側の上死点に位置している時は、シャッタ61がダンボール箱Cの中に挿入されている状態であるとする。また、上述したように、電磁弁77がオン状態であるとき、空気供給部75から吐出された圧縮空気は、シリンダチューブ72内の第1室R1に供給されるので、ピストン73は前側の上死点に向かって移動する(図5Aを参照)。同様に、電磁弁77がオフ状態であるとき、空気供給部75から吐出された圧縮空気は、シリンダチューブ72内の第2室R2に供給されるので、ピストン73は後側の下死点に向かって移動する(図5Bを参照)。
In the following, when the
すなわち、制御部83は、電磁弁77がオフ状態でありピストン73が下死点に位置している時に、電磁弁77をオフ状態からオン状態に切り替えてピストン73を下死点から上死点に移動させることで、シャッタ61をダンボール箱Cの中に挿入することができる。また、制御部83は、電磁弁77がオン状態でありピストン73が上死点に位置している時に、電磁弁77をオン状態からオフ状態に切り替えてピストン73を上死点から下死点に移動させることで、シャッタ61をダンボール箱Cの中から抜き出すことができる。
That is, when the
図7は、ピストン73が下死点から上死点まで移動する工程である、ピストン73の1ストロークにおける、電磁弁77の状態の変化の一例を示すグラフである。図7において、横軸は、時間を表し、縦軸は、電磁弁77の状態を表す。図7において、ピストン73の1ストロークの開始から終了までの時間帯は、時刻t1から時刻t4までの期間である。図7において、ピストン73の1ストロークの所要時間である動作時間(時刻t1〜t4)の初期設定値は、220msであるとする。ピストン73の動作時間の初期設定値は、ピストン73の移動可能距離、および、シリンダチューブ72の長さ等によって決定されてもよい。図7では、制御部83は、時刻t1,t2,t3において、電磁弁77のオン状態とオフ状態とを切り替えている。
FIG. 7 is a graph showing an example of a change in the state of the
ピストン73の1ストロークの開始時刻t1より前の時間帯では、電磁弁77はオフ状態であり、ピストン73は下死点に位置している。そのため、時刻t1より前の時間帯では、シャッタ61は、ダンボール箱Cの中に挿入されておらず、ダンボール箱Cの外に位置している。
In the time zone before the start time t1 of one stroke of the
最初に、制御部83は、ピストン73の1ストロークの開始時刻t1において、電磁弁77をオフ状態からオン状態に切り替える。これにより、時刻t1において、ピストン73は下死点から上死点に向かって移動を開始するので、シャッタ61は、ダンボール箱Cの中に挿入され始める。検知部82は、時刻t1を検知することができる。
First, the
次に、制御部83は、時刻t2において、電磁弁77をオン状態からオフ状態に切り替える。これにより、時刻t2において、ピストン73には、上死点側から下死点側に向かう力(後方へ向かう力)が作用し始める。この力は、時刻t2の時点で下死点側から上死点側に向かって移動しているピストン73にブレーキをかけるように作用する。そのため、時刻t2の経過後、ピストン73は減速される。
Next, the
次に、制御部83は、時刻t3において、電磁弁77をオフ状態から再びオン状態に切り替える。時刻t2〜t3の期間の長さは、所定の値に固定されている。そのため、制御部83は、時刻t2において電磁弁77をオフ状態に切り替えた時刻から所定時間が経過した時刻t3において、電磁弁77をオン状態に切り替える制御を行う。図7において、時刻t2〜t3の期間の長さは、60msであるとする。時刻t2〜t3において、ピストン73は、減速しながら、下死点から上死点に向かって移動している。時刻t3において、ピストン73は、上死点の近傍に位置している。時刻t3において電磁弁77がオン状態に切り替わると、ピストン73には、下死点から上死点に向かう力が再び作用し始める。その結果、ピストン73は、時刻t4において、上死点に到達する。時刻t4では、シャッタ61は、ダンボール箱Cの中に完全に挿入されている。時刻t4は、時刻t1の経過後にピストン73が上死点に初めて到達したことを検知部82が検知した時刻である。時刻t3〜t4の期間の長さは、例えば、10msである。
Next, the
ここで、図7に示されるピストン73の動作に関して、時刻t2において電磁弁77がオフ状態に切り替わらず、時刻t1以降において電磁弁77が常にオン状態になっている場合を考える。この場合、ピストン73は、時刻t1〜t4における1ストロークにおいて、下死点から上死点に向かって減速することなく移動する。その結果、ピストン73が時刻t4で上死点に到達した時に、高速で移動するピストン73が、シリンダチューブ72の内部の端面に衝突し、エアシリンダ71の破損の原因となるおそれがある。
Here, regarding the operation of the
一方、本実施形態のエアシリンダ制御装置81では、制御部83は、ピストン73の1ストロークの途中の期間t2〜t3において、電磁弁77を一時的にオフ状態にしてピストン73を減速する。これにより、ピストン73が上死点に到達する時刻t4におけるピストン73の速度が低減されるので、ピストン73が1ストロークの終点に到達した時にシリンダチューブ72の内部の端面に衝突することによる衝撃が抑制される。以下、この衝撃を、ストロークエンド衝撃と呼ぶ。ストロークエンド衝撃をできるだけ抑制するためには、電磁弁77が再びオン状態に切り替わる時刻t3において、ピストン73の位置が上死点に近いほど好ましく、かつ、ピストン73の速度が低いほど好ましい。
On the other hand, in the air
エアシリンダ制御装置81では、制御部83は、時刻t2を調整することで、ストロークエンド衝撃を抑制することができる。時刻t2は、ピストン73の1ストロークの開始時刻t1と終了時刻t4との間の時点であって、時刻t1が経過した後に、空気供給部75による圧縮空気の供給先が最初に切り替わる時点である。以下、時刻t2を、必要に応じて、初回切替時点t2と呼ぶ。
In the air
図7において、初回切替時点t2が、所定の時刻に固定されている場合を考える。この場合、エアシリンダ71の初回使用時において、初回切替時点t2は、ストロークエンド衝撃を十分に抑制できる時刻に予め設定されているとする。しかし、エアシリンダ71の長期間の使用によりピストン73の速度が徐々に速くなると、時刻t2〜t3の期間においてピストン73が十分に減速されなかったり、時刻t3の前にピストン73がシリンダチューブ72の内部の端面に衝突したりするおそれがある。また、エアシリンダ71の長期間の使用によりピストン73の速度が徐々に遅くなると、時刻t2〜t3の期間においてピストン73が過度に減速され、その結果、時刻t3〜t4の期間が長くなり、時刻t4におけるピストン73の速度が大きくなるおそれがある。従って、エアシリンダ71の経年劣化等によってピストン73の速度が変化すると、ストロークエンド衝撃が大きくなるおそれがある。
In FIG. 7, consider a case where the first switching time point t2 is fixed at a predetermined time. In this case, when the
しかし、本実施形態のエアシリンダ制御装置81では、以下に説明するように、制御部83は、ピストン73の速度が変化してもストロークエンド衝撃が十分に抑制されるように、初回切替時点t2を自動的に調整することができる。
However, in the air
制御部83は、検知部82によって検知されたピストン73の動作に基づいて、初回切替時点t2を調整して最適化する。具体的には、制御部83は、ピストン73の動作時間の実測値の移動平均値を算出し、算出した移動平均値に基づいて初回切替時点t2を調整する。移動平均値は、ピストン73の動作時間の実測値のデータから、直近のn個のデータを抽出して、それらをすべて加えてnで除した値である。ここで、nは、自然数である。次に、nが3である場合における、制御部83の動作について説明する。図8は、制御部83が、初回切替時点t2を最適化する処理のフローチャートである。図8には、ステップS1〜S5が示されている。
The
最初に、制御部83は、シャッタ61をダンボール箱Cの中に挿入するためにピストン73を下死点から上死点に向かって移動させる。すなわち、制御部83は、ピストン73の1ストロークを終了させる(ステップS1)。
First, the
次に、制御部83は、ピストン73の1ストロークが終了する度に、検知部82によって計測されたピストン73の動作時間を取得する(ステップS2)。これにより、制御部83は、ピストン73の動作時間の実測値の履歴を記録することができる。
Next, the
次に、制御部83は、ピストン73の動作時間の実測値を取得する度に、ピストン73の動作時間の実測値の移動平均値を算出する(ステップS3)。例えば、制御部83は、直近の3回分の動作時間の実測値の平均値を、移動平均値として算出する。なお、移動平均値を算出するために用いられる動作時間の実測値のデータ数(前段落のnの値)は、任意である。また、ピストン73の動作時間の実測値のデータ数が、移動平均値を算出するために必要なデータ数(前段落のnの値)よりも少ない場合、制御部83は、初回切替時点t2を最適化しない。
Next, each time the
次に、制御部83は、ピストン73の動作時間の移動平均値を算出した後、必要に応じて、移動平均値に基づいて初回切替時点t2を調整する処理を行う。制御部83は、ピストン73の動作時間の推奨範囲である推奨動作時間を記憶している。推奨動作時間としては、所定の範囲が予め設定されている。例えば、ピストン73の動作時間の初期設定値が220msである場合、推奨動作時間として、190ms〜250msが設定される。制御部83は、ピストン73の動作時間の算出された移動平均値が、推奨動作時間の範囲内にあるか否かを判定する(ステップS4)。その結果、算出された移動平均値が、推奨動作時間の範囲内にある場合、制御部83は、初回切替時点t2を調整しない。
Next, the
一方、算出された移動平均値が、推奨動作時間の範囲内にない場合、制御部83は、次に算出する移動平均値が推奨動作時間の範囲内に入るように、初回切替時点t2を調整する(ステップS5)。例えば、エアシリンダ71の長期間の使用により、ピストン73の速度が徐々に遅くなりピストン73の動作時間が長くなった結果、算出された移動平均値が、推奨動作時間の上限値よりも大きくなった場合、制御部83は、初回切替時点t2を遅らせる。初回切替時点t2を遅らせることにより、図7の時刻t1〜t2においてピストン73が加速される時間が長くなるので、ピストン73の動作時間が短くなる。一方、エアシリンダ71の長期間の使用により、ピストン73の速度が徐々に速くなりピストン73の動作時間が短くなった結果、算出された移動平均値が、推奨動作時間の下限値よりも小さくなった場合、制御部83は、初回切替時点t2を早くする。初回切替時点t2を早くすることにより、図7の時刻t1〜t2においてピストン73が加速される時間が短くなるので、ピストン73の動作時間が長くなる。従って、制御部83は、算出された移動平均値が、推奨動作時間の範囲内にない場合には、初回切替時点t2を調整することで、次に算出される移動平均値が、推奨動作時間の範囲内に納まるようにすることができる。
On the other hand, when the calculated moving average value is not within the recommended operating time range, the
(4)特徴
(4−1)
箱詰め装置10は、ダンボール箱Cの中に複数の物品Aをスムーズに投入できるようにするためのシャッタ機構60を備える。シャッタ機構60は、ダンボール箱Cの中にシャッタ61を挿入し、または、ダンボール箱Cの中からシャッタ61を引き抜くためのシャッタ駆動部62を有する。シャッタ駆動部62は、エアシリンダ71を駆動源として、シャッタ61を前後方向に移動させる。エアシリンダ71の動作は、本実施形態に係るエアシリンダ制御装置81によって制御される。
(4) Features (4-1)
The boxing device 10 includes a
エアシリンダ制御装置81は、ダンボール箱Cの中にシャッタ61を挿入するためにエアシリンダ71のピストン73を下死点から上死点に向かって移動させている間に、エアシリンダ71における圧縮空気の供給先を一時的に切り替えて、所定の期間だけピストン73を減速させる。具体的には、エアシリンダ制御装置81において、検知部82が、ピストン73の1ストロークの所要時間である動作時間を計測して、制御部83が、ピストン73の動作時間の実測値に基づいて、ピストン73の減速を開始する時刻である、図7に示される初回切替時点t2を調整する。図7において、時刻t2から時刻t3までの期間の長さは、所定の値に予め設定されている。そのため、制御部83は、初回切替時点t2を調整することで、ピストン73を減速させる期間の長さを制御することができる。
The air
エアシリンダ71のピストン73の速度は、スピードコントローラ等によって最適な値に予め調整されている。しかし、ピストン73の速度の調整不足、および、エアシリンダ71の経年劣化等によって、最適な速度でピストン73が動作しない、または、最適な速度でピストン73が動作しなくなる可能性がある。この場合、ピストン73の1ストロークにおいてピストン73が減速を開始する初回切替時点t2が適切に設定されていないと、ピストン73が上死点に到達する時刻(図7の時刻t4)においてピストン73の速度が十分に低下せず、ストロークエンド衝撃が十分に抑制されないおそれがある。
The speed of the
本実施形態に係るエアシリンダ制御装置81は、ピストン73の1ストロークにおいてピストン73が減速を開始する初回切替時点t2を、ピストン73の動作時間の実測値に基づいて自動的に調整して最適化することで、ストロークエンド衝撃を抑制することができる。従って、エアシリンダ制御装置81は、エアシリンダ71のピストン73が受ける衝撃を十分に抑制することができる。そのため、エアシリンダ制御装置81の耐久性の向上が期待できる。
The air
(4−2)
本実施形態に係るエアシリンダ制御装置81では、検知部82は、ピストン73の1ストロークの所要時間を計測し、制御部83は、検知部82が計測したデータに基づいて、ピストン73が減速を開始する初回切替時点t2を自動的に調整して最適化する。
(4-2)
In the air
検知部82は、エアシリンダ71の長手方向におけるピストン73の位置を検出するための第1センサ84aおよび第2センサ84bと、タイマ85とを用いて、ピストン73の1ストロークに要する時間を計測する。第1センサ84aおよび第2センサ84bは、ピストン73と連動して移動するスライダ74までの距離を計測することができる。これにより、検知部82は、第1センサ84a、第2センサ84bおよびタイマ85を用いて、ピストン73の動作時間を正確に計測することができる。そのため、制御部83は、検知部82が計測した値に基づいて、ピストン73が減速を開始する初回切替時点t2を自動的に調整することができるので、ストロークエンド衝撃を抑制することができる。従って、エアシリンダ制御装置81は、エアシリンダ71のピストン73が受ける衝撃を十分に抑制することができる。
The
(4−3)
本実施形態に係るエアシリンダ制御装置81では、制御部83は、ピストン73の動作時間の所定回数の平均値を算出し、算出した平均値に基づいて、ピストン73の1ストロークにおいてピストン73が減速を開始する初回切替時点t2を自動的に調整する。ピストン73の動作時間の所定回数の平均値としては、直近の3回分の動作時間の実測値の平均である移動平均値が用いられる。
(4-3)
In the air
制御部83は、ピストン73の動作時間の実測値に基づいて移動平均値を算出し、算出した移動平均値が所定の推奨動作時間の範囲内にない場合に、ピストン73の1ストロークにおいてピストン73が減速を開始する初回切替時点t2を調整する。これにより、制御部83は、ピストン73の動作時間を計測した後、かつ、ピストン73が下死点から上死点に向かって移動する前に、ピストン73の過去の動作時間の実測値に基づいて初回切替時点t2を自動的に調整して、ストロークエンド衝撃を抑制することができる。従って、エアシリンダ制御装置81は、エアシリンダ71のピストン73が受ける衝撃を十分に抑制することができる。
The
(5)変形例
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
(5) Modified Examples Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention.
(5−1)変形例A
実施形態のエアシリンダ制御装置81では、制御部83は、ピストン73の動作時間の移動平均値を算出した後、算出した移動平均値に基づいて初回切替時点t2を調整する。図8に示されるように、制御部83は、算出された移動平均値が推奨動作時間の範囲内にある場合には、初回切替時点t2を調整しない。しかし、制御部83は、算出された移動平均値が推奨動作時間の範囲内にある場合でも、初回切替時点t2を調整してもよい。
(5-1) Modification A
In the air
例えば、制御部83は、算出された移動平均値が推奨動作時間の範囲内にある場合、次に算出する移動平均値が、推奨動作時間の範囲の中心に近付くように、初回切替時点t2を調整してもよい。推奨動作時間の範囲の中心とは、推奨動作時間の上限値と下限値との平均である。例えば、推奨動作時間が190ms〜250msである場合、推奨動作時間の範囲の中心は220msである。この場合、検知部82によって算出された移動平均値が、例えば230msであるとき、制御部83は、次に算出される移動平均値が220msに近付くように、初回切替時点t2を調整する。
For example, when the calculated moving average value is within the recommended operating time range, the
本変形例では、制御部83は、ピストン73の動作時間の移動平均値に関わらず、初回切替時点t2を常に最適化することで、ストロークエンド衝撃を抑制することができる。
In this modification, the
(5−2)変形例B
実施形態のエアシリンダ制御装置81では、制御部83は、ピストン73の動作時間の移動平均値を算出した後、算出した移動平均値に基づいて初回切替時点t2を調整する。図8に示されるように、制御部83は、算出された移動平均値が推奨動作時間の範囲内にない場合、次に算出する移動平均値が推奨動作時間の範囲内に入るように、ピストン73が減速を開始する初回切替時点t2を調整する。
(5-2) Modification B
In the air
しかし、制御部83は、算出された移動平均値が推奨動作時間の範囲内にない場合、初回切替時点t2を調整するだけでなく、推奨動作時間を変更してもよい。例えば、制御部83は、算出された移動平均値が推奨動作時間の範囲内にない場合、算出された移動平均値に基づいて推奨動作時間を変更してもよい。具体的には、制御部83は、算出された移動平均値に、推奨動作時間の範囲の中心が近付くように、推奨動作時間を変更してもよい。例えば、推奨動作時間が190ms〜250msである場合、推奨動作時間の範囲の中心は220msである。この場合、検知部82によって算出された移動平均値が、例えば230msであるとき、制御部83は、推奨動作時間の範囲の中心が230msに近付くように、推奨動作時間を変更してもよい。この場合、制御部83は、例えば、推奨動作時間を192ms〜252msに変更してもよい。
However, if the calculated moving average value is not within the range of the recommended operating time, the
なお、ピストン73の動作の安定性を確保するため、制御部83が推奨動作時間を変更する場合、変更の頻度および度合いは小さい方が好ましい。すなわち、制御部83は、算出された移動平均値が推奨動作時間の範囲内にない場合、推奨動作時間の範囲を必ず変更する必要はない。また、制御部83が推奨動作時間を変更する場合でも、算出された移動平均値と推奨動作時間の範囲の中心との差と比較して、その変更量は小さいことが好ましい。また、制御部83は、他の基準に基づいて推奨動作時間を変更してもよく、推奨動作時間の範囲の上限値および下限値を変更してもよい。
When the
本変形例では、エアシリンダ71の経年劣化等によってピストン73の動作時間が徐々に長くなった場合でも、推奨動作時間自体が、ピストン73の実際の動作時間に近付く。そのため、制御部83は、ピストン73の実際の状態に応じて推奨動作時間を調整することができるので、適切に調整された推奨動作時間に基づいて、初回切替時点t2を調整して、ストロークエンド衝撃を抑制することができる。また、本変形例では、制御部83は、ピストン73の実際の動作時間に推奨動作時間を近付けるように推奨動作時間を調整することで、初回切替時点t2を調整する際における初回切替時点t2の変更量を抑えることができる。
In this modification, even if the operating time of the
(5−3)変形例C
実施形態のエアシリンダ制御装置81は、ダンボール箱Cの中にシャッタ61を挿入するためにエアシリンダ71のピストン73を下死点から上死点に向かって移動させている間に、エアシリンダ71における圧縮空気の供給先を一時的に切り替えて、所定の時間ピストン73を減速させる。これにより、エアシリンダ制御装置81は、ピストン73が上死点に到達した時のストロークエンド衝撃を低減することができる。
(5-3) Modification C
The air
しかし、実施形態のエアシリンダ制御装置81は、ダンボール箱Cの中からシャッタ61を抜き出すためにエアシリンダ71のピストン73を上死点から下死点に向かって移動させている間に、エアシリンダ71における圧縮空気の供給先を一時的に切り替えて、所定の時間ピストン73を減速させてもよい。これにより、エアシリンダ制御装置81は、ピストン73が下死点に到達した時のストロークエンド衝撃を低減することができる。
However, the air
(5−4)変形例D
実施形態のエアシリンダ制御装置81では、エアシリンダ71のスライダ74の移動可能な範囲は、一対のシリンダプレート72a,72bによって規制されている。しかし、エアシリンダ71のスライダ74の移動可能な範囲は、一対のシリンダプレート72a,72b以外の部材によって規制されてもよい。
(5-4) Modification D
In the air
図9は、本変形例におけるシャッタ駆動部62の概略構成図である。このシャッタ駆動部62は、主として、エアシリンダ71と、エアシリンダ制御装置81とを有する。エアシリンダ71のスライダ74の移動可能な範囲は、上死点側のシリンダプレート72bと、ダンパ63とによって規制されている。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of the
ダンパ63は、ピストン73の下死点側(後側)に設置され、ピストン73と連動して前後方向に移動するスライダ74に連結されているシャッタ61の動きを制限するための部材である。ピストン73が上死点から下死点に向かって移動する際に、下死点側のシリンダプレート72aにスライダ74が当たる前に、シャッタ61は、ダンパ63に衝突する。すなわち、ダンパ63は、上死点から移動を開始したピストン73が下死点に到達する前に、ピストン73の移動を制限する機能を有する。ダンパ63の前後方向の位置を調整することで、シャッタ61の移動可能な範囲が制限されるので、スライダ74の移動可能な範囲も制限される。ダンパ63は、シャッタ61が衝突したときの衝撃を低減するため、シャッタ61と当たる部分がゴム等の弾性部材で成形されていることが好ましい。
The
実施形態のエアシリンダ制御装置81では、第1センサ84aは、ピストン73の下死点側(後側)のシリンダプレート72aに取り付けられる。しかし、本変形例では、図9に示されるように、第1センサ84aは、ダンパ63に取り付けられる。この場合、第1センサ84aは、シャッタ61の後側の端面と対向する位置に取り付けられるフォトインタラプタまたは近接センサである。検知部82は、第1センサ84aとシャッタ61との間の距離が変化したこと、および、当該距離が所定の値以下になったことを検知することができる。これにより、検知部82は、ピストン73が上死点から下死点に向かって移動を開始したこと、および、上死点から移動を開始したピストン73と連動して移動するシャッタ61がダンパ63に接近したことを検知することができる。検知部82は、タイマ85を用いて、ピストン73が上死点から下死点に向かって移動を開始した時刻、および、上死点から移動を開始したピストン73と連動して移動するシャッタ61がダンパ63に衝突した時刻を計測して、ピストン73の動作時間を計測することができる。これにより、本変形例のエアシリンダ制御装置81は、変形例Cに記載のようにピストン73を上死点から下死点に向かって移動させる際におけるストロークエンド衝撃を低減することができる。
In the air
本変形例においても、実施形態と同様に、ピストン73の1ストロークにおいてピストン73が減速を開始するタイミングを自動的に調整して最適化することで、ストロークエンド衝撃を低減することができる。ここで、ストロークエンド衝撃は、シャッタ61がダンパ63に衝突した時の衝撃を含む。従って、本変形例のエアシリンダ制御装置81は、エアシリンダ71のピストン73が受ける衝撃を十分に抑制することができる。
In this modified example as well, the stroke end impact can be reduced by automatically adjusting and optimizing the timing at which the
(5−5)変形例E
実施形態のエアシリンダ制御装置81では、制御部83は、ピストン73が減速を開始するタイミングである初回切替時点t2を調整することで、ピストン73がシリンダチューブ72の端部に当たる時の衝撃であるストロークエンド衝撃を低減することができる。
(5-5) Modification E
In the air
しかし、制御部83は、図7に示される時刻t3を調整することで、ストロークエンド衝撃を低減してもよい。また、制御部83は、図7に示される時刻t2と時刻t3の両方を調整することで、ストロークエンド衝撃を低減してもよい。
However, the
図7において、時刻t3は、電磁弁77をオフ状態から再びオン状態に切り替える時刻である。本変形例では、制御部83は、時刻t3、または、時刻t2および時刻t3の両方を調整することで、ピストン73が減速される期間(図7の期間t2〜t3)の長さを調整することができる。これにより、制御部83は、ピストン73が上死点に到達する時刻t4におけるピストン73の速度を抑えることで、ストロークエンド衝撃を抑制することができる。従って、本変形例のエアシリンダ制御装置81は、エアシリンダ71のピストン73が受ける衝撃を十分に抑制することができる。
In FIG. 7, the time t3 is the time when the
(5−6)変形例F
実施形態のエアシリンダ制御装置81では、エアシリンダ71は、マグネット式のロッドレスシリンダである。しかし、エアシリンダ71は、他の種類のエアシリンダであってもよい。例えば、エアシリンダ71は、ピストンロッドを有するエアシリンダであってもよい。ピストンロッドは、ピストン73に連結され、シリンダチューブ72の一方の端部を貫通する棒状部材である。シリンダチューブ72の長手方向にピストン73が移動すると、ピストンロッドも連動して移動する。そのため、ピストン73の動作が、ピストンロッドを介して、シリンダチューブ72の外部に伝達される。
(5-6) Modification F
In the air
(5−7)変形例G
実施形態のエアシリンダ制御装置81は、箱詰め装置10のシャッタ機構60を駆動するエアシリンダ71を制御するために用いられる。しかし、エアシリンダ制御装置81は、エアシリンダ71を制御する目的であれば、他の用途に用いられてもよい。エアシリンダ制御装置81は、エアシリンダ71のピストン73の動作を自動的に制御して、ピストン73がシリンダチューブ72の端部に当たる時の衝撃を低減することができる。そのため、エアシリンダ制御装置81は、エアシリンダ71のピストン73を高速に移動させる必要がある機構において特に有用である。
(5-7) Modification G
The air
71 エアシリンダ
72 シリンダチューブ
72a シリンダプレート(規制部材)
72b シリンダプレート(規制部材)
73 ピストン
74 スライダ(駆動部材)
75 空気供給部
76 空気制御回路
77 電磁弁
81 エアシリンダ制御装置
82 検知部
83 制御部
84a 第1センサ(センサ)
84b 第2センサ(センサ)
85 タイマ
R1 第1室
R2 第2室
t2 初回切替時点
71
72b Cylinder plate (regulatory member)
73
75
84b 2nd sensor (sensor)
85 Timer R1 1st room R2 2nd room t2 At the time of initial switching
Claims (2)
前記シリンダチューブの内部空間を第1室と第2室とに仕切るピストンと、
前記第1室および前記第2室の一方に選択的に圧縮空気を供給することで、前記シリンダチューブの長手方向に沿って前記ピストンを移動させる空気供給部と、
を有するエアシリンダを制御するエアシリンダ制御装置であって、
前記ピストンの動作を検知する検知部と、
前記検知部の検知結果に基づいて、前記空気供給部による圧縮空気の供給先を前記第1室と前記第2室との間で切り替える制御部と、
を備え、
前記検知部は、前記ピストンが所定の方向に移動し始める第1時点から、前記第1時点で移動し始めた前記ピストンが停止する第2時点までの動作時間を計測し、
前記制御部は、前記動作時間の所定回数の平均値を算出し、前記平均値が、前記動作時間に関する推奨範囲から外れている場合、前記平均値に基づいて前記推奨範囲を変更する、
エアシリンダ制御装置。 Cylinder tube and
A piston that divides the internal space of the cylinder tube into a first chamber and a second chamber,
An air supply unit that moves the piston along the longitudinal direction of the cylinder tube by selectively supplying compressed air to one of the first chamber and the second chamber.
An air cylinder control device that controls an air cylinder having a
A detector that detects the movement of the piston and
A control unit that switches the supply destination of compressed air by the air supply unit between the first chamber and the second chamber based on the detection result of the detection unit.
Equipped with a,
The detection unit measures the operating time from the first time point when the piston starts to move in a predetermined direction to the second time point when the piston starts to move at the first time point and stops.
The control unit calculates an average value of the predetermined number of times of the operation time, and if the average value deviates from the recommended range for the operation time, the recommended range is changed based on the average value.
Air cylinder controller.
前記シリンダチューブの内部空間を第1室と第2室とに仕切るピストンと、 A piston that divides the internal space of the cylinder tube into a first chamber and a second chamber,
前記第1室および前記第2室の一方に選択的に圧縮空気を供給することで、前記シリンダチューブの長手方向に沿って前記ピストンを移動させる空気供給部と、 An air supply unit that moves the piston along the longitudinal direction of the cylinder tube by selectively supplying compressed air to one of the first chamber and the second chamber.
を有するエアシリンダを制御するエアシリンダ制御装置であって、An air cylinder control device that controls an air cylinder having a
前記ピストンの動作を検知する検知部と、 A detector that detects the movement of the piston and
前記検知部の検知結果に基づいて、前記空気供給部による圧縮空気の供給先を前記第1室と前記第2室との間で切り替える制御部と、 A control unit that switches the supply destination of compressed air by the air supply unit between the first chamber and the second chamber based on the detection result of the detection unit.
前記長手方向における前記ピストンの位置を検出するためのセンサと、 A sensor for detecting the position of the piston in the longitudinal direction, and
タイマと、 With a timer
を備え、With
前記検知部は、前記センサおよび前記タイマを用いて、所定の方向に所定の距離だけ前記ピストンが移動する時間を計測し、 The detection unit uses the sensor and the timer to measure the time for the piston to move in a predetermined direction by a predetermined distance.
前記エアシリンダは、 The air cylinder
前記シリンダチューブの外部に配置され、前記ピストンと連動して前記長手方向に移動する駆動部材と、 A drive member that is arranged outside the cylinder tube and moves in the longitudinal direction in conjunction with the piston.
前記長手方向における前記駆動部材の移動を規制する規制部材と、 A regulating member that regulates the movement of the driving member in the longitudinal direction,
をさらに有し、 Have more
前記センサは、前記規制部材に取り付けられ、前記駆動部材までの距離を検出する、 The sensor is attached to the regulating member and detects the distance to the driving member.
エアシリンダ制御装置。Air cylinder controller.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017030948A JP6887652B2 (en) | 2017-02-22 | 2017-02-22 | Air cylinder controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017030948A JP6887652B2 (en) | 2017-02-22 | 2017-02-22 | Air cylinder controller |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018135951A JP2018135951A (en) | 2018-08-30 |
| JP6887652B2 true JP6887652B2 (en) | 2021-06-16 |
Family
ID=63366708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017030948A Active JP6887652B2 (en) | 2017-02-22 | 2017-02-22 | Air cylinder controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6887652B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102019204496A1 (en) * | 2019-03-29 | 2020-10-01 | Festo Se & Co. Kg | System and procedure |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59169403U (en) * | 1983-04-28 | 1984-11-13 | トキコ株式会社 | Deactivation device |
| JP6655332B2 (en) * | 2015-10-02 | 2020-02-26 | 株式会社Fuji | Movable body drive |
-
2017
- 2017-02-22 JP JP2017030948A patent/JP6887652B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2018135951A (en) | 2018-08-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9533776B2 (en) | Method and device for filling packets with padding in the form of bulk material | |
| JP4308136B2 (en) | Device for guiding an object into a container | |
| MX2011010301A (en) | Batch loader. | |
| JP6887652B2 (en) | Air cylinder controller | |
| JP2007326715A6 (en) | Conveyor assembly having a discharge supply, document processing line having such a conveyor assembly, and product discharge method | |
| WO2020054714A1 (en) | System for feeding granulated substance and feeding method used therein | |
| AU2016364792B2 (en) | Bag making and packaging machine | |
| US20170276031A1 (en) | Method for supplying inert gas into poppet valve intermediate and apparatus for supplying inert gas into poppet valve intermediate | |
| CN110002047A (en) | A kind of secondary sack filling machine and its working method | |
| CN204607105U (en) | For dividing equally the machine of material | |
| JP5235459B2 (en) | Vertical bag making and packaging system and timing control method thereof | |
| US5799465A (en) | Bag filling station | |
| US20190367279A1 (en) | Box moving device | |
| GB2489694A (en) | Inserting banknotes from the bottom of a bag to form a stack | |
| CA2613445A1 (en) | Carton magazine with control sensor | |
| JP2014015228A (en) | Packing machine | |
| JP3505004B2 (en) | Box making machine | |
| US2900773A (en) | Automatic carton packing machine | |
| CN211224052U (en) | Material is in proper order dispensing system | |
| CN210022862U (en) | Conveying device, piece supplying device and sorting equipment | |
| JPH0699917A (en) | Method and apparatus for commodity filling-packaging | |
| CN120472583B (en) | Control methods for vending machines and vending machines | |
| CN110697124B (en) | Material sequential throwing system | |
| JP2014024585A (en) | Packing machine | |
| CN222859810U (en) | Counting, feeding and boxing machine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200130 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20201022 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201117 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201221 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210511 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210511 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6887652 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |