JPS5834681B2 - Kuukiatsusa Bokikou - Google Patents
Kuukiatsusa BokikouInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は位置再現性および停止時の剛性等に優れ、かつ
低価格で製造できる空気圧サーボシステムを提供するこ
とを目的とするものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a pneumatic servo system that has excellent position repeatability and rigidity when stopped, and can be manufactured at low cost.
空気圧シリンダは、その構造が単純であるために操作し
やすく、また駆動源としての空気圧が工場内で容易に利
用できることから簡便性、低価格等の理由で産業界の各
方面で利用されている。Pneumatic cylinders are used in various industries due to their simple structure, which makes them easy to operate, and the fact that air pressure as a driving source can be easily used in factories, making them simple and inexpensive. .
しかし空気圧特有の物理的性質、すなわち非粘性、圧縮
性流体としての空気圧の特性のために、特に高速高精度
が要求される自動化、省力化装置の位置速度制御は極め
て困難とされてきた。However, due to the physical properties peculiar to air pressure, that is, the characteristics of air pressure as a non-viscous and compressible fluid, it has been extremely difficult to control the position and speed of automation and labor-saving devices that require high speed and high precision.
それ故、現在はとんどの空気圧アクチェータによる駆動
は、機械的なストッパによる単純な2点位置決めの機能
しか持たない。Therefore, most current pneumatic actuator drives have only a simple two-point positioning function using mechanical stoppers.
しかし、空気圧1駆動は、上記したように油圧駆動には
ない特長があるために、空気圧に閉ループを持つ多点位
置決め制御を行なおうとする試みは、従来より若干見る
ことができる。However, since the pneumatic single drive has features that the hydraulic drive does not have, as described above, there have been some attempts to perform multi-point positioning control using a closed loop using the pneumatic pressure.
その一つはガスサーボ弁を用いる方法である。One method is to use a gas servo valve.
しかしこの方法では、油圧1駆動の場合と比べて制御系
の特性補償が難しく、制御要素の構成が電気油圧サーボ
弁によるものと本質的に変わりがないために、低価格と
いうせっかくの空気圧、駆動の特長が失なわれてしまい
、そのため特殊な例外は除き、一般的な産業機械への適
用には不向きである。However, with this method, it is difficult to compensate for the characteristics of the control system compared to the case of single hydraulic drive, and the configuration of the control elements is essentially the same as that of an electro-hydraulic servo valve. Therefore, with the exception of special exceptions, it is unsuitable for application to general industrial machinery.
他にプラント制御等に利用される電空変換器及びシリン
ダポジショナを用いて空気圧アクチェータを制御する方
法があるが、構造があまりにも複雑であり、また応答速
度、位置再現性の面で十分な性能を持つとはいえない。There is another method of controlling pneumatic actuators using electro-pneumatic converters and cylinder positioners used for plant control, etc., but the structure is too complex and the performance is insufficient in terms of response speed and position repeatability. It cannot be said that it has.
前述したように、油圧サーボ等と比較して、空気圧サー
ボが技術的に困難とされるのは、非粘性圧縮性流体とし
ての空気圧特有の性質に起因するものだが、本発明は次
のような方法で対策を試み空気圧サーボを構成している
。As mentioned above, the reason why pneumatic servos are technically more difficult than hydraulic servos etc. is due to the unique properties of air pressure as a non-viscous compressible fluid. We have tried to take measures against this problem by constructing a pneumatic servo.
その一つは流体シリンダの非線形摩擦に対する処置であ
る。One of them is to deal with nonlinear friction in fluid cylinders.
流体シリンダのピストンシールとシリンダ筒の内面の間
に存在する非線形摩擦(この場合、ピストンシールの速
度をVとすると、第1図のような特性を持つ)は流体駆
動によるシステムを構成した場合、様々な悪影響を及ぼ
す。The nonlinear friction that exists between the piston seal of a fluid cylinder and the inner surface of the cylinder cylinder (in this case, if the speed of the piston seal is V, it has the characteristics as shown in Figure 1) is as follows when a fluid-driven system is configured: It has various negative effects.
例えば、アクチェータを低速で運転させた時、流体の圧
縮性によるバネ効果と非線形摩擦のステイクション効果
(第1図Aに示す負の抵抗を生じる)のために、シリン
ダピストン軸がなめらかな運動をせず、いわゆるスティ
ックスリップと呼ばれる運動をする。For example, when the actuator is operated at low speed, the cylinder piston axis does not move smoothly due to the spring effect due to the compressibility of the fluid and the staking effect due to nonlinear friction (which produces negative resistance as shown in Figure 1A). Instead, perform a so-called stick-slip exercise.
工学的には、この現象は摩擦係数の速度特性に起因する
負抵抗性をもった自励振動の一種と考えられ、この現象
は作動油を用いる油圧アクチェータよりも、圧縮性の大
きなエアシリンダにおいて特に著しい。From an engineering perspective, this phenomenon is considered to be a type of self-excited vibration with negative resistance due to the speed characteristic of the friction coefficient, and this phenomenon is more likely to occur in air cylinders with high compressibility than in hydraulic actuators that use hydraulic fluid. Particularly remarkable.
また流体アクチェータを用いて例えばフィードバックル
ープな持つ位置決めサーボシステムを構成した場合、ピ
ストンリングに存在する非線形摩擦は系の安定化に悪影
響を及ぼす。Furthermore, when a fluid actuator is used to configure a positioning servo system with a feedback loop, for example, the nonlinear friction present in the piston ring has a negative effect on the stability of the system.
すなわち、サーボ系のループゲインが大きくとれず、そ
の結果、位置決め精度、応答速度、静止時の剛性等、サ
ーボ特性の劣化をもたらす大きな要因となる。That is, the loop gain of the servo system cannot be large, and as a result, this becomes a major factor causing deterioration of servo characteristics such as positioning accuracy, response speed, and rigidity when stationary.
シリンダのピストンリングに存在する非線形摩擦を軽減
させるために、従来様々な試みがなされてきたようであ
る。It seems that various attempts have been made in the past to reduce the nonlinear friction that exists in piston rings of cylinders.
その一つはシリンダ筒の内面と摺動するピストンシール
になるべく静摩擦の小さなリングを用いる方法であるが
、リーク等の問題があり十分な効果を得ることは困難で
ある。One method is to use a ring with as little static friction as possible for the piston seal that slides on the inner surface of the cylinder, but it is difficult to obtain a sufficient effect due to problems such as leakage.
他の方法に、シリンダとピストン間に直接固体間の摺動
部を持たない構造を持つバロフラム、シリンダを用いる
方法が考えられるが、この場合、摩擦力は極めて小さい
が、シリンダ自体の形状が大きくなってしまうことと、
シリンダストロークが十分大きくとれない等の欠点を持
つ。Another method is to use a barofram or cylinder, which has a structure that does not have a direct solid sliding part between the cylinder and piston, but in this case, the frictional force is extremely small, but the shape of the cylinder itself is large. and becoming
It has drawbacks such as not being able to provide a sufficiently large cylinder stroke.
また、油圧サーボシステムにおいて、サーボ弁のスプー
ルに入力信号に重畳した高い周波数信号を加え、サーボ
弁のスプールだけではなく、シリンダそのものに、いわ
ゆるディザの効果を与え、非線形摩擦を軽減させる方法
もあるが、ピストンシール等のパツキンの弾性によって
振動が吸収されたり、又空圧サーボの場合には空気の圧
縮性のためにシリンダ両室の圧力差の微少変動をもたら
すだけで、さほどの効果は期待できない。Additionally, in hydraulic servo systems, there is a method of applying a high frequency signal superimposed on the input signal to the servo valve spool, giving a so-called dither effect not only to the servo valve spool but also to the cylinder itself, thereby reducing nonlinear friction. However, the vibrations are absorbed by the elasticity of the packing such as the piston seal, and in the case of pneumatic servos, the compressibility of air causes only slight fluctuations in the pressure difference between the two chambers of the cylinder, so the effect is not expected to be that great. Can not.
また0N−OFF型のバルブを使用するオーブンループ
の流体駆動の場合、適用は困難である。Furthermore, it is difficult to apply this method to a fluid-driven oven loop using an ON-OFF type valve.
本発明においては運動方向と垂直方向にピストンとシリ
ンダケースとの間に相対的な回転振動を与えることによ
り非線形摩擦の軽減に成功したもので、その一実施例に
ついて以下に図面により説明する。In the present invention, nonlinear friction has been successfully reduced by applying relative rotational vibration between the piston and the cylinder case in a direction perpendicular to the direction of movement, and one embodiment thereof will be described below with reference to the drawings.
シリンダ筒1はブロック2に組み込まれたラジアルベア
リング7によって両端で支持されており、矢印Bで示す
ような回転運動ができる。The cylinder tube 1 is supported at both ends by radial bearings 7 built into the block 2, and can rotate as shown by arrow B.
シリンダ軸ロッド4は、その先端でブロック2に組み込
まれたボールブツシュ6によって支持されたガイド軸3
と連結しているために、C方向の直線摺動はできるが軸
方向の回転はできない。The cylinder shaft rod 4 has a guide shaft 3 supported at its tip by a ball bush 6 built into the block 2.
Because it is connected to the C-direction, linear sliding in the C direction is possible, but rotation in the axial direction is not possible.
8は回転振動機構であり、シリンダ筒1の右端で連結し
、シリンダ筒1に矢印Bで示すような回転振動を与える
。Reference numeral 8 denotes a rotational vibration mechanism, which is connected to the right end of the cylinder tube 1 and applies rotational vibration to the cylinder tube 1 as shown by arrow B.
回転振動機構8の駆動方法については後述する。A method of driving the rotary vibration mechanism 8 will be described later.
5はシリンダロッドの静止時に剛性を与えるために、す
なわち、シリンダ軸に加わる外力等によって軸方向が変
位しないために設けられたロック機構であり、空気圧に
よって作動し、ガイド軸3を挾持する。A locking mechanism 5 is provided to provide rigidity to the cylinder rod when it is stationary, that is, to prevent displacement in the axial direction due to external force applied to the cylinder shaft, and is operated by air pressure and clamps the guide shaft 3.
上記の構成で回転振動機構8を駆動させればシリンダ軸
ロッド4に固定されたピストンリング(図示せず)と、
シリンダ筒1の内面との間で、シリンダ軸方向変位にな
んら影響を与えることなく振動を行ない、軸方向の非線
形摩擦力を減少させることができ、アクチェータの超低
速1駆動や閉ループを持つサーボシステムを安定化させ
ることが容易になる。When the rotary vibration mechanism 8 is driven with the above configuration, the piston ring (not shown) fixed to the cylinder shaft rod 4,
A servo system that can vibrate between the inner surface of the cylinder tube 1 without affecting the axial displacement of the cylinder, reduce nonlinear frictional force in the axial direction, and has ultra-low speed 1 drive of the actuator and closed loop. It becomes easier to stabilize the
回転振動により軸方向摩擦力が減少する効果は次のよう
な理由によるものである。The effect of reducing the axial friction force due to rotational vibration is due to the following reasons.
その1つの理由は、振動による慣性力と運動方向、この
場合はシリンダ軸方向に加わる駆動力との力学的な合成
の結果、みかけ上、あるいは等価的に摩擦係数が減少し
たと同じ効果をもたらす力学的要因にもとずくものであ
る。One reason for this is that as a result of the dynamic combination of the inertial force caused by vibration and the driving force applied in the direction of motion, in this case the cylinder axis direction, this results in an effect equivalent to an apparent or equivalent reduction in the coefficient of friction. It is based on mechanical factors.
この効果は、振動加速度による慣性力と真の静摩擦力と
の合力と、振動によって交番または摩擦力の平均化とに
起因する。This effect is due to the resultant force of the inertial force due to the vibration acceleration and the true static friction force, and the alternation or averaging of the friction force due to the vibration.
他の1つの理由は摩擦面の摺動によって表面あらさが小
さくなったり、油膜の固着現象の軽減によって、真の摩
擦係数の変化、いわば物性的要因にもとすくものである
。Another reason is that the surface roughness is reduced due to sliding of the friction surface, and the sticking phenomenon of oil film is reduced, resulting in a change in the true coefficient of friction, which is caused by physical factors.
本発明の他の特徴はバルブのパルス幅変調(以下PWM
という)制御に関するものである。Another feature of the invention is pulse width modulation (PWM) of the valve.
It is related to control.
以下に本発明をこの特徴について、第3図に示す実施例
に基いて説明する。This feature of the present invention will be explained below based on the embodiment shown in FIG.
第3図において、1は第2図で説明した回転振動機構を
有する空気圧シリンダである。In FIG. 3, 1 is a pneumatic cylinder having the rotary vibration mechanism explained in FIG.
5は同じくロック機構、20はポテンショメータであり
、エアシリンダの出力変位を検出する。Similarly, 5 is a lock mechanism, and 20 is a potentiometer, which detects the output displacement of the air cylinder.
9は0N−OFF型の電磁式2方弁である。9 is an ON-OFF type electromagnetic two-way valve.
10は半固定のオリフィス抵抗、11は減圧弁であり、
シリンダ右室1bに一定圧力を供給する。10 is a semi-fixed orifice resistor, 11 is a pressure reducing valve,
A constant pressure is supplied to the cylinder right chamber 1b.
12は電子制御装置であり、設定値入力とシリンダ出力
との偏差信号の増幅、サーボ特性の補償及び後述するP
WM回路を有する。12 is an electronic control device, which amplifies the deviation signal between the set value input and the cylinder output, compensates for the servo characteristics, and performs P as described later.
It has a WM circuit.
13,14は2方切換バルブである。13 and 14 are two-way switching valves.
15は偏差信号が後述するようにあらかじめ設定された
ある範囲内に入った時2方切換バルブ14を切換える回
路である。Reference numeral 15 denotes a circuit that switches the two-way switching valve 14 when the deviation signal falls within a certain preset range as will be described later.
さて本構成より成る空気圧サーボの動作原理を説明する
と下記の通りである。Now, the operating principle of the pneumatic servo constructed as described above will be explained as follows.
シリンダ右室1bにはエアー供給源から直接減圧弁11
を通して常時一定圧力が加えられているため、ロック機
構が働いていないならば、シリンダ左室1aにエアーが
供給されないかぎり、シリンダロッドは矢印りの方向に
移動する。The pressure reducing valve 11 is directly connected to the cylinder right chamber 1b from the air supply source.
Since a constant pressure is always applied through the cylinder rod, if the lock mechanism is not working, the cylinder rod will move in the direction of the arrow unless air is supplied to the cylinder left chamber 1a.
さて本方式ではバルブ9をPWM制御により駆動させて
いるが、動作原理を明快に把握するために、とりあえず
バルブ9をオリフィス抵抗と仮定しよう。Now, in this method, the valve 9 is driven by PWM control, but in order to clearly understand the operating principle, let us assume for the time being that the valve 9 is an orifice resistor.
バルブ13が開いた時、オリフィス抵抗9を通ったエア
ーの一部は、オリフィス抵抗10を通って大気に放出さ
れるが大部分はシリンダ左室1aに充填される。When the valve 13 is opened, a portion of the air that has passed through the orifice resistor 9 is discharged to the atmosphere through the orifice resistor 10, but most of the air is filled into the cylinder left chamber 1a.
そして最終的にシリンダ左室1a内の圧力はオリフィス
抵抗9,10によって決定され、もしオリフィス抵抗1
0を固定にすれば、オリフィス抵抗9の抵抗値(オリフ
ィスの開口面積)とシリンダ左室1aの圧力の間に一義
的な対応が成り立つ。Finally, the pressure inside the cylinder left chamber 1a is determined by the orifice resistances 9 and 10, and if the orifice resistance 1
If 0 is fixed, a unique correspondence will be established between the resistance value of the orifice resistance 9 (opening area of the orifice) and the pressure in the cylinder left chamber 1a.
そして、位置決めサーボを構成するためには、シリンダ
出力軸の変位をポテショナータ等によって検出し、その
出力信号と位置設定のための入力信号の偏差に比例した
信号でオリフィス抵抗9の抵抗値を連続的に可変にする
ことによって原理的には可能である。In order to configure the positioning servo, the displacement of the cylinder output shaft is detected by a potentionator, etc., and the resistance value of the orifice resistor 9 is continuously adjusted using a signal proportional to the deviation between the output signal and the input signal for position setting. In principle, this is possible by making it variable.
そして、受圧面積の逆比となる圧力比がシリンダ画室に
加わった時、ピストンが静止する。Then, when a pressure ratio that is the inverse ratio of the pressure receiving area is applied to the cylinder compartment, the piston comes to rest.
もし力が不平衡ならば、ピストンが移動し、ポテショナ
ータによって検出されるフィードバック信号によって最
終的には力平衡が達成できる。If the forces are unbalanced, the piston will move and a feedback signal detected by the potentiometer will eventually achieve force balance.
但し上述した方法では次のような欠点を持つために精度
の高い安定した位置決めサーボ装置の実現は困難である
ように思われる。However, the method described above has the following drawbacks, so it seems difficult to realize a highly accurate and stable positioning servo device.
つまり、上記の構成では、入力電気信号に比例して連続
的に開口面積(オリフィス抵抗値)の変わる2方弁を使
用せねばならず、この2方弁にはヒステリシスリーク等
の少ない特性が要求される。In other words, in the above configuration, it is necessary to use a two-way valve whose opening area (orifice resistance value) changes continuously in proportion to the input electrical signal, and this two-way valve is required to have characteristics such as low hysteresis leakage. be done.
そのためには高い加工精度と複雑な構造を持つ連続可変
絞り弁を使用せねばならず、制御系全体の構成も極めて
複雑になってしまい、また安価という空気圧駆動最大の
メリットさえ失なわれてしまう。To achieve this, it is necessary to use a continuously variable throttle valve with high machining accuracy and a complicated structure, making the entire control system extremely complex, and even losing the biggest advantage of pneumatic drive, which is low cost. .
それ故、本方式では、0N−OFF型のバルブをPWM
方式により駆動させ、閉ループ制御系を構成している。Therefore, in this method, the 0N-OFF type valve is
The system is driven by a closed loop control system.
PWM駆動方式はパルス幅が入力アナログ信号に対して
特定の関数関係(この場合変調周波数は一定)を持たせ
る方式であり、0N−OFF型の制御要素(この場合2
方弁)を擬似的に線形化することが可能である。The PWM drive method is a method in which the pulse width has a specific functional relationship with respect to the input analog signal (in this case, the modulation frequency is constant), and it uses an 0N-OFF type control element (in this case, 2
It is possible to pseudo-linearize the two directions.
PWM駆動方式は次のような特長を有する。The PWM drive method has the following features.
■ 第1に使用するバルブは0N−OFF動作だけのた
め簡易な構造のバルブを使用でき、制御系全体も簡素化
される。(1) Since the first valve used is only an ON-OFF operation, a valve with a simple structure can be used, and the entire control system can be simplified.
■ 第2にバルブの可動部分を常時励動させることにな
るので、丁度ディザの効果(振動による非線形摩擦の減
少効果)が得られ、バルブのヒステリシス等の悪影響を
軽減できる。Second, since the movable parts of the valve are constantly excited, a dithering effect (effect of reducing nonlinear friction caused by vibration) can be obtained, and the negative effects such as hysteresis of the valve can be reduced.
■ また、第3に精密な構造を持つサーボ弁等ではスリ
ーブとスプールの間に入り込むごみによってしばしば弁
の動作不良をもたらすが、PWM駆動にすれば、空気流
に断続的な変動を与えることになるので、その洗い流し
作用によりごみによる事故がなくなる。■ Thirdly, in servo valves with precise structures, dust that gets between the sleeve and spool often causes the valve to malfunction, but PWM drive eliminates the possibility of intermittent fluctuations in airflow. Therefore, the washing action eliminates accidents caused by dirt.
さて、PWM変調の変調周波数を系の安定する範囲内で
十分高くとれば、変調信号の1周期に対するパルスの幅
に対応して、2方弁9の等価的な抵抗値が決まるために
、閉ループ制御が横取でき位置決め制御が可能である。Now, if the modulation frequency of PWM modulation is set high enough within the range where the system is stable, the equivalent resistance value of the two-way valve 9 will be determined corresponding to the pulse width for one period of the modulation signal, so the loop will be closed. Control can be intercepted and positioning control is possible.
PWM+駆動が出力軸方向に微少振動をもたらし、非線
形摩擦を軽減させるディザ効果と同様の効果が得られる
ことはPWM駆動の特長の1つだが、空気圧駆動の場合
、シリンダパツキンとシリンダ筒内壁との間の非線形摩
擦が余りに大きく、空気の圧縮性のためにさほどの効果
は期待できない。One of the features of PWM drive is that PWM+ drive produces minute vibrations in the direction of the output shaft, producing an effect similar to the dither effect that reduces nonlinear friction. The nonlinear friction between them is too large, and because of the compressibility of air, no significant effect can be expected.
しかし、本発明では前述した回転振動機構により既に軸
方向非線形摩擦がかなり軽減されているので、進行方向
に、さらに直交方向の振動が加わることになり、てきめ
んにディザの効果が表われる。However, in the present invention, since the axial nonlinear friction has already been considerably reduced by the above-mentioned rotary vibration mechanism, vibrations in the orthogonal direction are further added to the traveling direction, and the dither effect becomes more pronounced.
かくして、非線形摩擦のサーボ特性に与える悪影響はほ
とんど完全に駆送される。Thus, the negative effects of nonlinear friction on servo characteristics are almost completely eliminated.
本発明の他の特徴としては前記した回転振動機構のアク
チェータをPWM信号により、あるいはシリンダ室に流
れ込むPWMの空気流を利用して駆動させたことである
。Another feature of the present invention is that the actuator of the rotary vibration mechanism described above is driven by a PWM signal or by using a PWM airflow flowing into the cylinder chamber.
例えば回転揺動型の空気圧アクチェータを利用するなら
ば第4図で示す方法によって達成できる。For example, if a rotary swing type pneumatic actuator is used, this can be achieved by the method shown in FIG.
この第4図において、16は回転揺動型アクチェータ、
17はその出力軸であり、シリンダ筒1に連結される。In this FIG. 4, 16 is a rotary swing type actuator;
17 is its output shaft, which is connected to the cylinder tube 1.
また出力軸17は減圧弁18によって常に一定圧によっ
てC方向に力が加えられている。Further, a constant pressure is always applied to the output shaft 17 in the C direction by the pressure reducing valve 18.
もちろん減圧弁18を用いなくとも出力軸に旋回バネ等
を設けて常に一方向Cに力を与えることもできる。Of course, without using the pressure reducing valve 18, it is also possible to always apply a force in one direction C by providing a pivot spring or the like on the output shaft.
19はスプリングリターン型の2ポジシヨン型3方弁で
あり、PWMのエアー信号によって作動する。Reference numeral 19 is a spring return type two-position type three-way valve, which is operated by a PWM air signal.
上記の横取より成る空気圧回路において、前記3方弁1
9にPWMのエアー信号が入れば、出力軸11は回転振
動を行い目的を達成できる。In the pneumatic circuit consisting of the above-mentioned interception, the three-way valve 1
If a PWM air signal is input to 9, the output shaft 11 will perform rotational vibration and the purpose can be achieved.
さらに本発明の他の特徴は、空気圧サーボシステムにア
クチェータ出力軸を挾持するロック機構を設けたことで
ある。Still another feature of the present invention is that the pneumatic servo system is provided with a locking mechanism that clamps the actuator output shaft.
偏差信号があらかじめ設定された範囲内に入ったことを
検出し、バルブ14を作動させ、田ンク機構5によって
ガイド軸3を挾持すれば、出力軸の静止時の剛性は強化
され、また圧力の微少変動による出力軸変位のリップル
からも影響を受けなくてすむ。If it is detected that the deviation signal is within a preset range, the valve 14 is activated, and the guide shaft 3 is clamped by the tank mechanism 5, the rigidity of the output shaft at rest is strengthened and the pressure is reduced. There is no need to be affected by output shaft displacement ripples caused by minute fluctuations.
以上の説明から明らかなように本発明の空気圧サーボ機
構によれば、パルス変調信号をバルブに与えるようにし
ているため構造の簡単なバルブであっても等価的な抵抗
値が決まり、またアクチェータの1駆動軸は進方内方と
直角方向の振動を受けながら移動するためディザの効果
が表われ、非線形摩擦のサーボ特性に与える悪影響は解
消でき、位置決めが安価な機構により正確に行なえる。As is clear from the above explanation, according to the pneumatic servo mechanism of the present invention, since a pulse modulation signal is applied to the valve, the equivalent resistance value is determined even for a valve with a simple structure, and the actuator Since the drive shaft moves while being subjected to vibrations in directions perpendicular to the inward direction of movement, a dithering effect appears, the adverse effects of nonlinear friction on servo characteristics can be eliminated, and positioning can be performed accurately using an inexpensive mechanism.
さらに本発明によれば、所定位置まで変化してきたアク
チェータ駆動軸の位置を検出してこれをロックするロッ
ク装置を設けているため、アクチェータ駆動軸は正確に
位置決めされるだけでなくその位置への保持が確実にで
きるといった効果を有している。Furthermore, according to the present invention, a locking device is provided that detects and locks the position of the actuator drive shaft that has changed to a predetermined position, so that the actuator drive shaft is not only accurately positioned but also fixed to that position. This has the effect of ensuring reliable retention.
第1図はシリンダピストンロッドの速度とパツキンとシ
リンダ筒内壁との非線形摩擦係数との関係を表わす図、
第2図は本発明の一実施例における流体アクチェータの
一部を断面した側面図、第3図は回転振動機構およびロ
ック機構を備えたPWM制御方式による空気圧サーボシ
ステムの空気回路図、第4図は回転振動機構のアクチェ
ータを1駆動するための空気圧回路図である。
1・・・・・・シリンダ筒、4・・・・・・シリンダ軸
ロッド、5・・・・・・ロック機構、8・・・・・・回
転振動機構、9・・・・・・2方弁、10・・・・・・
オリフィス抵抗、12・・・・・・電子式制御装置。Figure 1 is a diagram showing the relationship between the speed of the cylinder piston rod and the nonlinear friction coefficient between the packing and the inner wall of the cylinder.
Fig. 2 is a partially sectional side view of a fluid actuator according to an embodiment of the present invention, Fig. 3 is a pneumatic circuit diagram of a pneumatic servo system using a PWM control method equipped with a rotary vibration mechanism and a lock mechanism, and Fig. 4. is a pneumatic circuit diagram for driving the actuator of the rotary vibration mechanism once. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Cylinder tube, 4...Cylinder shaft rod, 5...Lock mechanism, 8...Rotary vibration mechanism, 9...2 Dialect, 10...
Orifice resistance, 12...Electronic control device.
Claims (1)
ストン間に運動を発生させる流体アクチュエータの流体
圧サーボ機構において、前記流体圧によるシリンダとピ
ストンの相対的な駆動方向に対して直角方向の相対的な
運動を前記シリンダと前記ピストン間に与える運動機構
を備えてなる流体アクチュエータと、前記流体アクチュ
エータに流体圧を供給する流体圧供給源と、少なくとも
前記流体アクチュエータの流体供給側あるいは流体排出
側に設けられたバルブと、前記流体アクチュエータの出
力変位を検出する検出器と、前記バルブの開閉状態が操
作され、前記検出器からの信号により前記流体アクチュ
エータに所定の出力変位を与えるよう設けられた制御装
置とから成り、この制御装置に前記アクチュエータの変
位出力と設定値入力との偏差との間に特定な関数関係を
もつパルス変調信号を前記バルブに与え前記流体アクチ
ュエータへの流体供給あるいは排出を制御する回路を設
けたことを特徴とする流体圧サーボ機構。 2 流体圧によって、シリンダ及びこのシリンダ内のピ
ストン間に運動を発生させる流体アクチュエータの流体
圧サーボ機構において、前記流体圧によるシリンダとピ
ストンの相対的な1駆動方向に対して直角方向の相対的
な運動を前記シリンダと前記ピストン間に与える運動機
構を備えてなる流体アクチュエータと、前記流体アクチ
ュエータに流体圧を供給する流体圧供給源と、少なくと
も前記流体アクチュエータの流体供給側あるいは流体排
出側に設けられたバルブと、前記流体アクチュエータの
出力変位を検出する検出器と、前記バルブの開閉状態が
操作され、前記検出器からの信号により前記流体アクチ
ュエータに所定の出力変位を与えるよう設けられた制御
装置とから成り、この制御装置に前記アクチュエータの
変位出力と設定値入力との偏差との間に特定な関数関係
をもつパルス変調信号を前記バルブに与え前記流体アク
チュエータへの流体供給あるいは排出を制御する回路を
設けかつ、前記アクチュエータの駆動軸の変位があらか
じめ設定された範囲内に入ったとき、前記アクチュエー
タの駆動軸を挾持するロック機構を設けたことを特徴と
する流体圧サーボ機構。[Scope of Claims] 1. In a fluid pressure servomechanism of a fluid actuator that generates motion between a cylinder and a piston in this cylinder by fluid pressure, the movement is perpendicular to the relative driving direction of the cylinder and piston by the fluid pressure. a fluid actuator comprising a movement mechanism that provides relative movement in a direction between the cylinder and the piston; a fluid pressure supply source that supplies fluid pressure to the fluid actuator; and at least a fluid supply side of the fluid actuator or a fluid A valve provided on the discharge side, a detector for detecting an output displacement of the fluid actuator, and a detector configured to operate the opening/closing state of the valve and apply a predetermined output displacement to the fluid actuator in response to a signal from the detector. a control device which supplies the valve with a pulse modulated signal having a specific functional relationship between the displacement output of the actuator and the deviation from the setpoint input to control the fluid supply to the fluid actuator or A fluid pressure servo mechanism characterized by having a circuit for controlling discharge. 2. In a fluid pressure servo mechanism of a fluid actuator that generates motion between a cylinder and a piston in this cylinder by fluid pressure, a relative movement in a direction perpendicular to the relative driving direction of the cylinder and piston by the fluid pressure. A fluid actuator comprising a motion mechanism that provides motion between the cylinder and the piston, a fluid pressure supply source that supplies fluid pressure to the fluid actuator, and a fluid pressure supply source provided at least on a fluid supply side or a fluid discharge side of the fluid actuator. a detector configured to detect an output displacement of the fluid actuator; and a control device configured to operate the opening/closing state of the valve and apply a predetermined output displacement to the fluid actuator based on a signal from the detector. a circuit for controlling the supply or discharge of fluid to the fluid actuator by supplying the control device with a pulse modulation signal having a specific functional relationship between the displacement output of the actuator and the set value input to the valve; A fluid pressure servo mechanism, further comprising a locking mechanism that clamps the drive shaft of the actuator when the displacement of the drive shaft of the actuator falls within a preset range.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3409275A JPS5834681B2 (en) | 1975-03-20 | 1975-03-20 | Kuukiatsusa Bokikou |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3409275A JPS5834681B2 (en) | 1975-03-20 | 1975-03-20 | Kuukiatsusa Bokikou |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS51108190A JPS51108190A (en) | 1976-09-25 |
| JPS5834681B2 true JPS5834681B2 (en) | 1983-07-28 |
Family
ID=12404619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3409275A Expired JPS5834681B2 (en) | 1975-03-20 | 1975-03-20 | Kuukiatsusa Bokikou |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5834681B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH046981U (en) * | 1990-05-02 | 1992-01-22 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6021002U (en) * | 1983-07-22 | 1985-02-13 | エスエムシ−株式会社 | cylinder control device |
-
1975
- 1975-03-20 JP JP3409275A patent/JPS5834681B2/en not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH046981U (en) * | 1990-05-02 | 1992-01-22 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS51108190A (en) | 1976-09-25 |
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