[go: up one dir, main page]

JP2019100512A - Operation detection device of fluid pressure actuator - Google Patents

Operation detection device of fluid pressure actuator Download PDF

Info

Publication number
JP2019100512A
JP2019100512A JP2017235074A JP2017235074A JP2019100512A JP 2019100512 A JP2019100512 A JP 2019100512A JP 2017235074 A JP2017235074 A JP 2017235074A JP 2017235074 A JP2017235074 A JP 2017235074A JP 2019100512 A JP2019100512 A JP 2019100512A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
supply
pressure
flow rate
piston
unit
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.)
Granted
Application number
JP2017235074A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7063590B2 (en
Inventor
健元 近藤
Kengen Kondo
健元 近藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CKD Corp
Original Assignee
CKD Corp
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
Application filed by CKD Corp filed Critical CKD Corp
Priority to JP2017235074A priority Critical patent/JP7063590B2/en
Priority to CN201811435026.3A priority patent/CN109899341B/en
Publication of JP2019100512A publication Critical patent/JP2019100512A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7063590B2 publication Critical patent/JP7063590B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Actuator (AREA)

Abstract

【課題】流体圧アクチュエータの動作検出を安価且つ簡素な構造で行うこと。【解決手段】動作検出装置30は、第1流量調整部23又は第2流量調整部24による空気の流量の調整によって変化する第1圧力検出部31又は第2圧力検出部32の検出圧力を微分してピストン13の速度変化量を算出し、算出したピストン13の速度変化量を積分計算してピストン13の変位量を算出する制御装置25を備えている。よって、制御装置25は、磁歪式センサを用いずに、第1圧力検出部31又は第2圧力検出部32の検出圧力を利用するだけで、ピストン13の変位量を検出するため、空気圧シリンダ10の動作検出が安価且つ簡素な構造で行える。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To detect an operation of a fluid pressure actuator with an inexpensive and simple structure. An operation detection device 30 differentiates the detection pressure of a first pressure detection unit 31 or a second pressure detection unit 32 that changes depending on the adjustment of the air flow rate by a first flow rate adjustment unit 23 or a second flow rate adjustment unit 24. A control device 25 is provided for calculating the speed change amount of the piston 13 and integrating the calculated speed change amount of the piston 13 to calculate the displacement amount of the piston 13. Therefore, the control device 25 detects the displacement amount of the piston 13 only by using the detection pressure of the first pressure detection unit 31 or the second pressure detection unit 32 without using the magnetic strain type sensor. Therefore, the pneumatic cylinder 10 Operation detection can be performed with an inexpensive and simple structure. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、流体圧アクチュエータの動作検出装置に関する。   The present invention relates to a motion detection device for a fluid pressure actuator.

一般的に、流体圧アクチュエータとしての空気圧シリンダは、シリンダ室内に移動部材であるピストンが収容されており、ピストンによってシリンダ室内が第1圧力作用室と第2圧力作用室とに区画されている。また、空気圧シリンダは、第1圧力作用室に連通する第1給排ポートと、第2圧力作用室に連通する第2給排ポートと、を有している。第1給排ポートには、第1給排ポートに対して流体としての空気を給排する第1給排流路が接続されている。また、第2給排ポートには、第2給排ポートに対して空気を給排する第2給排流路が接続されている。   Generally, in a pneumatic cylinder as a fluid pressure actuator, a piston, which is a moving member, is accommodated in the cylinder chamber, and the cylinder chamber is partitioned by the piston into a first pressure application chamber and a second pressure application chamber. In addition, the pneumatic cylinder has a first supply / discharge port in communication with the first pressure application chamber, and a second supply / discharge port in communication with the second pressure application chamber. The first supply and discharge port is connected to a first supply and discharge flow path for supplying and discharging air as a fluid to the first supply and discharge port. Further, a second supply / discharge flow path for supplying / discharging air to the second supply / discharge port is connected to the second supply / discharge port.

第1給排流路及び第2給排流路には切換弁が接続されている。切換弁は、流体供給源である空気供給源からの空気を第1給排流路及び第1給排ポートを介して第1圧力作用室に供給するとともに第2圧力作用室の空気を第2給排ポート及び第2給排流路を介して大気に排出する第1切換状態に切換可能である。また、切換弁は、空気供給源からの空気を第2給排流路及び第2給排ポートを介して第2圧力作用室に供給するとともに第1圧力作用室の空気を第1給排ポート及び第1給排流路を介して大気に排出する第2切換状態に切換可能である。そして、切換弁が第1切換状態に切り換えられることにより、ピストンが、ピストンの移動方向に位置する第1ストロークエンドから第2ストロークエンドに向けてシリンダ室内を直線移動する。また、切換弁が第2切換状態に切り換えられることにより、ピストンが、第2ストロークエンドから第1ストロークエンドに向けてシリンダ室内を直線移動する。   A switching valve is connected to the first supply and discharge passage and the second supply and discharge passage. The switching valve supplies air from the air supply source, which is a fluid supply source, to the first pressure application chamber via the first supply / discharge flow passage and the first supply / discharge port, and at the same time, air in the second pressure application chamber It is possible to switch to the first switching state of discharging to the atmosphere via the supply and discharge port and the second supply and discharge passage. Further, the switching valve supplies the air from the air supply source to the second pressure application chamber via the second supply / discharge channel and the second supply / discharge port, and the air of the first pressure application chamber as the first supply / discharge port. And can be switched to a second switching state of discharging to the atmosphere via the first supply and discharge passage. Then, when the switching valve is switched to the first switching state, the piston linearly moves in the cylinder chamber from the first stroke end located in the movement direction of the piston to the second stroke end. Further, by switching the switching valve to the second switching state, the piston linearly moves in the cylinder chamber from the second stroke end toward the first stroke end.

また、このような空気圧シリンダのピストンの移動速度を制御する方式として、例えば、第1給排流路及び第2給排流路にそれぞれ設けられる第1流量調整部及び第2流量調整部を用いたメータイン制御方式及びメータアウト制御方式が一般的に知られている。   Further, as a method of controlling the moving speed of the piston of such a pneumatic cylinder, for example, a first flow rate adjusting unit and a second flow rate adjusting unit provided respectively in the first supply and discharge passage and the second supply and discharge passage are used. The meter-in control method and the meter-out control method that have been used are generally known.

メータイン制御方式では、例えば、切換弁が第1切換状態に切り換えられている場合、第1給排流路及び第1給排ポートを介して第1圧力作用室に供給される空気の流量を第1流量調整部により調整することにより、ピストンにおける第1ストロークエンドから第2ストロークエンドに向けた移動速度を制御する。また、例えば、切換弁が第2切換状態に切り換えられている場合、第2給排流路及び第2給排ポートを介して第2圧力作用室に供給される空気の流量を第2流量調整部によって調整することにより、ピストンにおける第2ストロークエンドから第1ストロークエンドに向けた移動速度を制御する。   In the meter-in control method, for example, when the switching valve is switched to the first switching state, the flow rate of the air supplied to the first pressure application chamber via the first supply / discharge passage and the first supply / discharge port is (1) The moving speed from the first stroke end to the second stroke end in the piston is controlled by adjusting by the flow rate adjusting unit. Also, for example, when the switching valve is switched to the second switching state, the flow rate of the air supplied to the second pressure action chamber via the second supply and discharge passage and the second supply and discharge port is adjusted to the second flow rate By adjusting by the part, the moving speed from the second stroke end to the first stroke end in the piston is controlled.

メータアウト制御方式では、例えば、切換弁が第1切換状態に切り換えられている場合、第2圧力作用室から第2給排ポート及び第2給排流路を介して大気に排出される空気の流量を第2流量調整部によって調整することにより、ピストンにおける第1ストロークエンドから第2ストロークエンドに向けた移動速度を制御する。また、例えば、切換弁が第2切換状態に切り換えられている場合、第1圧力作用室から第1給排ポート及び第1給排流路を介して大気に排出される空気の流量を第1流量調整部によって調整することにより、ピストンにおける第2ストロークエンドから第1ストロークエンドに向けた移動速度を制御する。   In the meter-out control method, for example, when the switching valve is switched to the first switching state, the air discharged from the second pressure application chamber to the atmosphere via the second supply / discharge port and the second supply / discharge passage. The flow rate is adjusted by the second flow rate adjusting unit to control the moving speed from the first stroke end to the second stroke end in the piston. Also, for example, when the switching valve is switched to the second switching state, the flow rate of the air discharged from the first pressure action chamber to the atmosphere through the first supply / discharge port and the first supply / discharge passage is set to the first By adjusting by the flow rate adjusting unit, the moving speed from the second stroke end to the first stroke end in the piston is controlled.

このように、空気圧シリンダにおいては、メータイン制御方式又はメータアウト制御方式のいずれかを採用して、第1流量調整部及び第2流量調整部を用いた空気の流量の調整が行われることにより、ピストンが予め設定された移動速度でシリンダ室内を直線移動する。   Thus, in the pneumatic cylinder, either the meter-in control method or the meter-out control method is adopted, and the flow rate of air is adjusted using the first flow rate adjusting unit and the second flow rate adjusting unit. The piston linearly moves in the cylinder chamber at a preset moving speed.

ところで、空気圧シリンダにおいては、ピストンが第1ストロークエンドと第2ストロークエンドとの間で移動している間に、何らかの異常が生じて、ピストンの移動速度が異常に変化する場合がある。このような空気圧シリンダの動作検出を行うために、例えば特許文献1では、磁歪式センサが用いられている。磁歪式センサは、シリンダ室内で直線移動するピストンの位置を連続的に検出できる。したがって、磁歪式センサを用いることで、ピストンの移動速度が異常に変化するような、空気圧シリンダの動作検出を行うことができる。   By the way, in the pneumatic cylinder, while the piston is moving between the first stroke end and the second stroke end, some abnormality may occur and the moving speed of the piston may change abnormally. For example, in Patent Document 1, a magnetostrictive sensor is used to perform such operation detection of a pneumatic cylinder. The magnetostrictive sensor can continuously detect the position of the piston moving linearly in the cylinder chamber. Therefore, by using the magnetostrictive sensor, the operation of the pneumatic cylinder can be detected such that the moving speed of the piston changes abnormally.

特開平9−329409号公報JP-A-9-329409

しかしながら、磁歪センサは、空気圧シリンダに対して組み付けるための構造が複雑であったり、磁歪センサ自体が高価であったりするため、空気圧シリンダの動作検出を行うための有効な構成とは言い難いという実情があった。   However, since the magnetostrictive sensor has a complicated structure for assembling to the pneumatic cylinder or the magnetostrictive sensor itself is expensive, it is difficult to say that it is an effective configuration for detecting the operation of the pneumatic cylinder. was there.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、流体圧アクチュエータの動作検出を安価且つ簡素な構造で行うことができる流体圧アクチュエータの動作検出装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a fluid pressure actuator motion detection device capable of performing motion detection of a fluid pressure actuator with an inexpensive and simple structure. It is in.

上記課題を解決する流体圧アクチュエータの動作検出装置は、シリンダ室と、前記シリンダ室内を直線移動する移動部材と、前記シリンダ室内において前記移動部材によってそれぞれ区画される第1圧力作用室及び第2圧力作用室と、前記第1圧力作用室に連通する第1給排ポートと、前記第2圧力作用室に連通する第2給排ポートと、を有し、前記第1給排ポートには、前記第1給排ポートに対して流体を給排する第1給排流路が接続されるとともに、前記第2給排ポートには、前記第2給排ポートに対して流体を給排する第2給排流路が接続され、前記第1給排流路及び前記第2給排流路に接続された切換弁によって、前記第1圧力作用室及び前記第2圧力作用室に対する流体の給排が切り換えられ、前記第1給排流路及び前記第2給排流路にそれぞれ設けられた第1流量調整部及び第2流量調整部を用いた流体の流量の調整が行われることにより、前記移動部材が予め設定された移動速度で前記シリンダ室内を直線移動する流体圧アクチュエータの動作検出装置であって、前記第1圧力作用室の圧力を検出する第1圧力検出部と、前記第2圧力作用室の圧力を検出する第2圧力検出部と、前記第1流量調整部又は前記第2流量調整部による流体の流量の調整によって変化する前記第1圧力検出部又は前記第2圧力検出部の検出圧力を微分して前記移動部材の速度変化量を算出する速度変化量算出部と、前記速度変化量算出部によって算出された前記移動部材の速度変化量を積分して前記移動部材の変位量を算出する変位量算出部と、を備えた。   A fluid pressure actuator motion detection device that solves the above problems includes a cylinder chamber, a movable member that linearly moves in the cylinder chamber, and a first pressure acting chamber and a second pressure that are respectively partitioned by the movable member in the cylinder chamber. And a second supply / discharge port communicating with the second pressure action chamber, the first supply / discharge port communicating with the first pressure action chamber, and the first supply / discharge port A first supply / discharge flow path for supplying / discharging a fluid to the first supply / discharge port is connected, and a second supply / discharge port supplies / discharges a fluid to the second supply / discharge port. Supply / discharge of fluid to / from the first pressure working chamber and the second pressure working chamber is performed by the switching valve connected to the first flow / discharge channel and the second supply / discharge channel. And the first supply and discharge passage and the second supply and discharge By adjusting the flow rate of the fluid using the first flow rate adjusting unit and the second flow rate adjusting unit respectively provided in the passage, the fluid in which the moving member linearly moves in the cylinder chamber at a preset moving speed It is an operation detection device of a pressure actuator, and the 1st pressure detection part which detects the pressure of the 1st pressure action room, the 2nd pressure detection part which detects the pressure of the 2nd pressure action room, and the 1st above-mentioned flow Change in speed of the moving member by calculating the change in speed of the moving member by differentiating the pressure detected by the first pressure detection unit or the second pressure detection unit, which changes as the flow rate of the fluid is adjusted by the adjustment unit or the second flow rate adjustment unit An amount calculation unit, and a displacement amount calculation unit that integrates the velocity change amount of the moving member calculated by the velocity change amount calculation unit to calculate the displacement amount of the moving member.

上記流体圧アクチュエータの動作検出装置において、前記流体圧アクチュエータの初期動作以降において、算出された前記移動部材の変位量を、前記流体圧アクチュエータの初期動作で得られる前記移動部材の変位量と比較し、前記流体圧アクチュエータの動作が異常であるか否かを判定する判定部をさらに備えるとよい。   In the fluid pressure actuator motion detection device, after the initial motion of the fluid pressure actuator, the calculated displacement of the moving member is compared with the displacement of the moving member obtained by the initial motion of the fluid pressure actuator. The apparatus may further include a determination unit that determines whether the operation of the fluid pressure actuator is abnormal.

上記流体圧アクチュエータの動作検出装置において、前記第1圧力検出部は、前記第1給排流路における前記第1給排ポートと前記第1流量調整部との間に配置され、前記第2圧力検出部は、前記第2給排流路における前記第2給排ポートと前記第2流量調整部との間に配置されているとよい。   In the operation detection device of the fluid pressure actuator, the first pressure detection unit is disposed between the first supply and discharge port and the first flow rate adjustment unit in the first supply and discharge passage, and the second pressure The detection unit may be disposed between the second supply and discharge port and the second flow rate adjustment unit in the second supply and discharge passage.

この発明によれば、流体圧アクチュエータの動作検出を安価且つ簡素な構造で行うことができる。   According to the present invention, the operation detection of the fluid pressure actuator can be performed with an inexpensive and simple structure.

実施形態における空気圧回路の全体構成図。The whole block diagram of the pneumatic circuit in an embodiment. 第2圧力検出部による検出圧力の変動波形、及び比較例である磁歪式センサにより検出されるピストンの変位量の変動波形を示すグラフ。The graph which shows the fluctuation waveform of the detection pressure by the 2nd pressure detection part, and the fluctuation waveform of the displacement amount of the piston detected by the magnetostrictive sensor which is a comparative example. ピストンの速度変化量の変動波形を示すグラフ。The graph which shows the fluctuation waveform of the speed change amount of a piston. ピストンの変位量の変動波形を示すグラフ。The graph which shows the fluctuation waveform of the displacement amount of a piston.

以下、流体圧アクチュエータの動作検出装置を具体化した一実施形態を図1〜図4にしたがって説明する。本実施形態の流体圧アクチュエータの動作検出装置は、流体圧アクチュエータとしての空気圧シリンダの動作検出を行う。   Hereinafter, an embodiment in which a fluid pressure actuator motion detection device is embodied will be described according to FIGS. 1 to 4. The motion detection device of the fluid pressure actuator according to the present embodiment detects the motion of a pneumatic cylinder as a fluid pressure actuator.

図1に示すように、空気圧シリンダ10は、シリンダチューブ11と、シリンダチューブ11内に形成されるシリンダ室12と、シリンダ室12内に収容される移動部材としてのピストン13と、を有している。ピストン13は、シリンダ室12内を往復直線移動する。ピストン13には、ピストンロッド14が一体的に設けられている。ピストンロッド14は、ピストン13の往復直線移動に伴ってシリンダチューブ11から出没可能である。   As shown in FIG. 1, the pneumatic cylinder 10 has a cylinder tube 11, a cylinder chamber 12 formed in the cylinder tube 11, and a piston 13 as a moving member accommodated in the cylinder chamber 12. There is. The piston 13 reciprocates linearly in the cylinder chamber 12. A piston rod 14 is integrally provided on the piston 13. The piston rod 14 can be inserted into and withdrawn from the cylinder tube 11 as the piston 13 reciprocates linearly.

シリンダ室12内は、ピストン13によって第1圧力作用室15及び第2圧力作用室16に区画されている。シリンダチューブ11には、第1圧力作用室15に連通する第1給排ポート17と、第2圧力作用室16に連通する第2給排ポート18とが形成されている。   The inside of the cylinder chamber 12 is divided by the piston 13 into a first pressure application chamber 15 and a second pressure application chamber 16. The cylinder tube 11 is provided with a first supply / discharge port 17 in communication with the first pressure application chamber 15 and a second supply / discharge port 18 in communication with the second pressure application chamber 16.

第1給排ポート17には、第1給排ポート17に対して流体である空気を給排する第1給排流路19が接続されている。第2給排ポート18には、第2給排ポート18に対して空気を給排する第2給排流路20が接続されている。第1給排流路19及び第2給排流路20には切換弁21が接続されている。この切換弁21によって、第1圧力作用室15及び第2圧力作用室16に対する空気の給排が切り換えられる。   The first supply and discharge port 19 is connected to a first supply and discharge passage 19 for supplying and discharging air, which is a fluid, to the first supply and discharge port 17. Connected to the second supply / discharge port 18 is a second supply / discharge flow passage 20 for supplying / discharging air to the second supply / discharge port 18. A switching valve 21 is connected to the first supply / discharge channel 19 and the second supply / discharge channel 20. The switching valve 21 switches the supply and discharge of air to and from the first pressure application chamber 15 and the second pressure application chamber 16.

切換弁21は、流体供給源である空気供給源22からの空気を第1給排流路19及び第1給排ポート17を介して第1圧力作用室15に供給するとともに第2圧力作用室16の空気を第2給排ポート18及び第2給排流路20を介して大気に排出する第1切換状態に切換可能である。また、切換弁21は、空気供給源22からの空気を第2給排流路20及び第2給排ポート18を介して第2圧力作用室16に供給するとともに第1圧力作用室15の空気を第1給排ポート17及び第1給排流路19を介して大気に排出する第2切換状態に切換可能である。   The switching valve 21 supplies the air from the air supply source 22 which is a fluid supply source to the first pressure application chamber 15 via the first supply / discharge channel 19 and the first supply / discharge port 17 and the second pressure application chamber. It is possible to switch to a first switching state in which the air of 16 is discharged to the atmosphere via the second supply / discharge port 18 and the second supply / discharge flow passage 20. Further, the switching valve 21 supplies the air from the air supply source 22 to the second pressure action chamber 16 via the second supply / discharge flow passage 20 and the second supply / discharge port 18 and the air of the first pressure action chamber 15. Can be switched to the second switching state of discharging to the atmosphere via the first supply / discharge port 17 and the first supply / discharge passage 19.

そして、切換弁21が第1切換状態に切り換えられることにより、ピストン13が、ピストン13の移動方向に位置する第1ストロークエンドから第2ストロークエンドに向けてシリンダ室12内を直線移動する。また、切換弁21が第2切換状態に切り換えられることにより、ピストン13が、第2ストロークエンドから第1ストロークエンドに向けてシリンダ室12内を直線移動する。   Then, the switching valve 21 is switched to the first switching state, whereby the piston 13 linearly moves in the cylinder chamber 12 from the first stroke end located in the moving direction of the piston 13 toward the second stroke end. Further, as the switching valve 21 is switched to the second switching state, the piston 13 linearly moves in the cylinder chamber 12 from the second stroke end toward the first stroke end.

第1給排流路19には、第1流量調整部23が設けられている。第1流量調整部23は、第1給排流路19における第1給排ポート17と切換弁21との間に配置されている。第2給排流路20には、第2流量調整部24が設けられている。第2流量調整部24は、第2給排流路20における第2給排ポート18と切換弁21との間に配置されている。第1流量調整部23及び第2流量調整部24は、チェック弁23a,24a及び可変絞り弁23b,24bをそれぞれ有する速度制御弁である。   A first flow rate adjustment unit 23 is provided in the first supply / discharge flow passage 19. The first flow rate adjusting unit 23 is disposed between the first supply / discharge port 17 and the switching valve 21 in the first supply / discharge flow passage 19. The second flow rate adjusting unit 24 is provided in the second supply / discharge flow passage 20. The second flow rate adjusting unit 24 is disposed between the second supply and discharge port 18 and the switching valve 21 in the second supply and discharge passage 20. The first flow rate adjusting unit 23 and the second flow rate adjusting unit 24 are speed control valves having check valves 23a and 24a and variable throttle valves 23b and 24b, respectively.

第1流量調整部23及び第2流量調整部24それぞれの可変絞り弁23b,24bの弁開度は、制御装置25によって制御される。そして、第1流量調整部23及び第2流量調整部24を用いた空気の流量の調整が行われることにより、ピストン13が予め設定された移動速度でシリンダ室12内を直線移動する。   The valve opening degree of each of the variable throttle valves 23 b and 24 b of the first flow rate adjusting unit 23 and the second flow rate adjusting unit 24 is controlled by the control device 25. Then, the flow rate of air is adjusted using the first flow rate adjusting unit 23 and the second flow rate adjusting unit 24 so that the piston 13 linearly moves in the cylinder chamber 12 at a moving speed set in advance.

本実施形態では、ピストン13の移動速度を制御する方式として、メータアウト制御方式が採用されている。メータアウト制御方式では、例えば、切換弁21が第1切換状態に切り換えられている場合、第1流量調整部23のチェック弁23aは、空気供給源22から第1給排流路19を介して第1給排ポート17に向かう空気の流れを許容し、空気供給源22からの空気が第1給排流路19及び第1給排ポート17を介して第1圧力作用室15に供給される。一方、第2流量調整部24の可変絞り弁24bの弁開度が制御装置25によって制御され、第2圧力作用室16から第2給排ポート18及び第2給排流路20を介して大気に排出される空気の流量が可変絞り弁24bによって調整される。これにより、ピストン13における第1ストロークエンドから第2ストロークエンドに向けた移動速度が制御される。   In the present embodiment, a meter out control method is adopted as a method of controlling the moving speed of the piston 13. In the meter-out control method, for example, when the switching valve 21 is switched to the first switching state, the check valve 23 a of the first flow rate adjusting unit 23 is connected to the air supply source 22 via the first supply / discharge passage 19. The flow of air toward the first supply / discharge port 17 is permitted, and the air from the air supply source 22 is supplied to the first pressure working chamber 15 via the first supply / discharge flow passage 19 and the first supply / discharge port 17 . On the other hand, the valve opening degree of the variable throttle valve 24 b of the second flow rate adjusting unit 24 is controlled by the control device 25, and the atmosphere from the second pressure action chamber 16 through the second supply / discharge port 18 and the second supply / discharge flow passage 20 The flow rate of the air discharged to the valve is adjusted by the variable throttle valve 24b. Thereby, the moving speed from the first stroke end to the second stroke end in the piston 13 is controlled.

また、例えば、切換弁21が第2切換状態に切り換えられている場合、第2流量調整部24のチェック弁24aは、空気供給源22から第2給排流路20を介して第2給排ポート18に向かう空気の流れを許容し、空気供給源22からの空気が第2給排流路20及び第2給排ポート18を介して第2圧力作用室16に供給される。一方、第1流量調整部23の可変絞り弁23bの弁開度が制御装置25によって制御され、第1圧力作用室15から第1給排ポート17及び第1給排流路19を介して大気に排出される空気の流量が可変絞り弁23bによって調整される。これにより、ピストン13における第2ストロークエンドから第1ストロークエンドに向けた移動速度が制御される。   In addition, for example, when the switching valve 21 is switched to the second switching state, the check valve 24 a of the second flow rate adjusting unit 24 receives the second supply and discharge from the air supply source 22 via the second supply and discharge passage 20. The flow of air toward the port 18 is permitted, and the air from the air supply source 22 is supplied to the second pressure application chamber 16 via the second supply / discharge flow passage 20 and the second supply / discharge port 18. On the other hand, the valve opening degree of the variable throttle valve 23 b of the first flow rate adjusting unit 23 is controlled by the control device 25, and the atmosphere from the first pressure action chamber 15 through the first supply / discharge port 17 and the first supply / discharge flow path 19 The flow rate of the air discharged to the valve is adjusted by the variable throttle valve 23b. Thereby, the moving speed from the second stroke end to the first stroke end in the piston 13 is controlled.

空気圧シリンダ10、第1給排流路19、第2給排流路20、切換弁21、第1流量調整部23、及び第2流量調整部24は、空気供給源22からの空気が流れる空気圧回路1を構成している。   The pneumatic cylinder 10, the first supply / discharge flow path 19, the second supply / discharge flow path 20, the switching valve 21, the first flow rate adjustment unit 23, and the second flow rate adjustment unit 24 are pneumatic pressures through which the air from the air supply source 22 flows. The circuit 1 is configured.

空気圧シリンダ10の動作検出を行う動作検出装置30は、第1圧力作用室15の圧力を検出する第1圧力検出部31と、第2圧力作用室16の圧力を検出する第2圧力検出部32と、を備えている。第1圧力検出部31は、第1給排流路19における第1給排ポート17と第1流量調整部23との間に配置されている。第2圧力検出部32は、第2給排流路20における第2給排ポート18と第2流量調整部24との間に配置されている。   The motion detection device 30 that detects the motion of the pneumatic cylinder 10 includes a first pressure detection unit 31 that detects the pressure of the first pressure application chamber 15 and a second pressure detection unit 32 that detects the pressure of the second pressure application chamber 16. And have. The first pressure detection unit 31 is disposed between the first supply and discharge port 17 and the first flow rate adjustment unit 23 in the first supply and discharge passage 19. The second pressure detection unit 32 is disposed between the second supply / discharge port 18 and the second flow rate adjustment unit 24 in the second supply / discharge flow passage 20.

第1圧力検出部31及び第2圧力検出部32は、制御装置25にそれぞれ電気的に接続されている。第1圧力検出部31及び第2圧力検出部32は、検出圧力に比例した電圧値を制御装置25に出力するアナログ出力方式の圧力変換器である。制御装置25は、第1圧力検出部31及び第2圧力検出部32から出力されたアナログ信号をデジタル変換(AD変換)する。なお、この場合のサンプリング周期は、例えば、1ms以下である。また、制御装置25は、必要に応じて、変換されたデジタル信号に対して移動平均処理を行ってもよい。   The first pressure detection unit 31 and the second pressure detection unit 32 are electrically connected to the control device 25 respectively. The first pressure detection unit 31 and the second pressure detection unit 32 are analog output pressure transducers that output a voltage value proportional to the detected pressure to the control device 25. The control device 25 performs digital conversion (AD conversion) on analog signals output from the first pressure detection unit 31 and the second pressure detection unit 32. The sampling cycle in this case is, for example, 1 ms or less. In addition, the control device 25 may perform moving average processing on the converted digital signal as necessary.

制御装置25は、第1流量調整部23又は第2流量調整部24による空気の流量の調整によって変化する第1圧力検出部31又は第2圧力検出部32の検出圧力を微分してピストン13の速度変化量を算出する速度変化量算出プログラムが予め記憶されている。よって、制御装置25は、第1圧力検出部31又は第2圧力検出部32の検出圧力を微分してピストン13の速度変化量を算出する速度変化量算出部として機能する。   The control device 25 differentiates the pressure detected by the first pressure detection unit 31 or the second pressure detection unit 32 which is changed by adjustment of the flow rate of air by the first flow rate adjustment unit 23 or the second flow rate adjustment unit 24. A speed change amount calculation program for calculating the speed change amount is stored in advance. Therefore, the control device 25 functions as a speed change amount calculation unit that calculates the speed change amount of the piston 13 by differentiating the pressure detected by the first pressure detection unit 31 or the second pressure detection unit 32.

また、制御装置25は、算出したピストン13の速度変化量を積分してピストン13の変位量を算出する変位量算出プログラムが予め記憶されている。よって、制御装置25は、算出したピストン13の速度変化量を積分してピストン13の変位量を算出する変位量算出部としても機能する。   Further, a displacement amount calculation program for calculating the displacement amount of the piston 13 by integrating the calculated velocity change amount of the piston 13 is stored in advance. Thus, the control device 25 also functions as a displacement amount calculation unit that integrates the calculated velocity change amount of the piston 13 to calculate the displacement amount of the piston 13.

図2には、例えば、切換弁21が第1切換状態に切り換えられており、ピストン13が第1ストロークエンドから第2ストロークエンドまで移動する際の第2圧力検出部32による検出圧力の変動波形(圧力波形)を実線L1で示している。また、図2には、比較例として、磁歪式センサを用いることにより検出されたピストン13の変位量の変動波形(出力波形)を二点鎖線L2で示している。図2において実線L1と二点鎖線L2を比較して分かるように、第2圧力検出部32による検出圧力の変動波形は、磁歪式センサにより検出されたピストン13の変位量の変動波形と相関関係が無い。   In FIG. 2, for example, the switching valve 21 is switched to the first switching state, and the fluctuation waveform of the pressure detected by the second pressure detector 32 when the piston 13 moves from the first stroke end to the second stroke end. The (pressure waveform) is indicated by a solid line L1. Further, in FIG. 2, as a comparative example, a variation waveform (output waveform) of the displacement amount of the piston 13 detected by using a magnetostrictive sensor is indicated by a two-dot chain line L2. As can be seen by comparing the solid line L1 and the two-dot chain line L2 in FIG. 2, the fluctuation waveform of the pressure detected by the second pressure detection unit 32 correlates with the fluctuation waveform of the displacement amount of the piston 13 detected by the magnetostrictive sensor. There is no

図3には、第2圧力検出部32による検出圧力を微分計算することにより得られるピストン13の速度変化量の変動波形(速度波形)を実線L3で示している。また、図3には、比較例として、磁歪式センサにより検出されたピストン13の変位量を微分計算することにより得られるピストン13の速度変化量の変動波形(速度波形)を二点鎖線L4で示している。本発明者は、図3において実線L3と二点鎖線L4とを比較して分かるように、第2圧力検出部32による検出圧力を微分計算することにより得られるピストン13の速度変化量の変動波形は、磁歪式センサにより検出されたピストン13の変位量を微分計算することにより得られるピストン13の速度変化量の変動波形と相関関係があることを見出した。   In FIG. 3, a fluctuation waveform (velocity waveform) of the velocity change amount of the piston 13 obtained by differentially calculating the pressure detected by the second pressure detector 32 is indicated by a solid line L3. Further, in FIG. 3, as a comparative example, a variation waveform (velocity waveform) of the velocity variation of the piston 13 obtained by differentially calculating the displacement of the piston 13 detected by the magnetostrictive sensor is indicated by a two-dot chain line L4. It shows. As the inventor sees by comparing the solid line L3 with the two-dot chain line L4 in FIG. 3, the fluctuation waveform of the speed change amount of the piston 13 obtained by differentially calculating the pressure detected by the second pressure detection unit 32. It has been found that there is a correlation with the fluctuation waveform of the velocity change amount of the piston 13 obtained by differentially calculating the displacement amount of the piston 13 detected by the magnetostrictive sensor.

図4には、第2圧力検出部32による検出圧力を微分計算することにより得られるピストン13の速度変化量を積分計算することにより得られるピストン13の変位量の変動波形を実線L5で示している。また、図4では、比較例として、磁歪式センサにより検出されたピストン13の変位量の変動波形を二点鎖線L2で示している。この図4に示す二点鎖線L2は、図2において二点鎖線L2で示した磁歪式センサにより検出されたピストン13の変位量の変動波形と同じものである。本発明者は、図4において実線L5と二点鎖線L2とを比較して分かるように、第2圧力検出部32による検出圧力を微分計算することにより得られるピストン13の速度変化量を積分計算することにより得られるピストン13の変位量の変動波形は、磁歪式センサにより検出されたピストン13の変位量の変動波形と相関関係があることを見出した。   In FIG. 4, a variation waveform of the displacement amount of the piston 13 obtained by integrating and calculating the velocity change amount of the piston 13 obtained by differentially calculating the pressure detected by the second pressure detection unit 32 is indicated by a solid line L5. There is. Further, in FIG. 4, as a comparative example, a fluctuation waveform of the displacement amount of the piston 13 detected by the magnetostrictive sensor is indicated by a two-dot chain line L2. The two-dot chain line L2 shown in FIG. 4 is the same as the fluctuation waveform of the displacement amount of the piston 13 detected by the magnetostrictive sensor shown by the two-dot chain line L2 in FIG. As the inventor sees by comparing the solid line L5 with the two-dot chain line L2 in FIG. 4, the speed change amount of the piston 13 obtained by differentially calculating the pressure detected by the second pressure detection unit 32 is integrated It has been found that the fluctuation waveform of the displacement amount of the piston 13 obtained by performing the correlation has a correlation with the fluctuation waveform of the displacement amount of the piston 13 detected by the magnetostrictive sensor.

そこで、本実施形態の制御装置25は、第1流量調整部23又は第2流量調整部24による空気の流量の調整によって変化する第1圧力検出部31又は第2圧力検出部32の検出圧力を微分してピストン13の速度変化量を算出し、算出したピストン13の速度変化量を積分計算してピストン13の変位量を算出する。   Therefore, the control device 25 of the present embodiment changes the pressure detected by the first pressure detection unit 31 or the second pressure detection unit 32 which is changed by the adjustment of the flow rate of air by the first flow rate adjustment unit 23 or the second flow rate adjustment unit 24. The amount of change in speed of the piston 13 is calculated by differentiation, and the amount of change in speed of the calculated piston 13 is integrated to calculate the amount of displacement of the piston 13.

制御装置25には、使用されている空気圧シリンダ10のピストン13のストローク量やピストン径などのパラメータが予め記憶されている。そして、空気圧シリンダ10の初期動作で得られるピストン13の変位量がベースラインとして記憶されている。例えば、制御装置25は、図4において実線L5で示されるピストン13の変位量の変動波形が、ベースラインとして記憶されている。   The controller 25 prestores parameters such as the stroke amount of the piston 13 of the pneumatic cylinder 10 being used and the diameter of the piston. The displacement amount of the piston 13 obtained by the initial operation of the pneumatic cylinder 10 is stored as a baseline. For example, in the control device 25, the fluctuation waveform of the displacement amount of the piston 13 indicated by the solid line L5 in FIG. 4 is stored as a baseline.

ここで、「空気圧シリンダ10の初期動作で得られるピストン13の変位量」とは、「空気圧シリンダ10が初めて使用される初回の動作で得られるピストン13の変位量」である。なお、制御装置25には、空気圧シリンダ10が初めて使用されてその後の複数回の動作で得られるピストン13の変位量の平均値がベースラインとして記憶されていてもよい。   Here, "displacement amount of piston 13 obtained by initial operation of pneumatic cylinder 10" is "displacement amount of piston 13 obtained by initial operation when pneumatic cylinder 10 is used for the first time". The control device 25 may store, as a baseline, an average value of displacement amounts of the piston 13 obtained by using the pneumatic cylinder 10 for the first time and performing a plurality of operations thereafter.

例えば、制御装置25によって算出されたピストン13の変位量の変動波形が、図4において破線L6で示すような変動波形であり、実線L5で示すピストン13の変位量の変動波形(ベースライン)と比較して、ある一定の差異が生じている場合に、空気圧シリンダ10の動作が異常であると判定する。したがって、制御装置25は、空気圧シリンダ10の初期動作以降において、算出したピストン13の変位量を、空気圧シリンダ10の初期動作で得られるピストン13の変位量と比較し、空気圧シリンダ10の動作が異常であるか否かを判定する判定部としても機能する。   For example, the fluctuation waveform of the displacement amount of the piston 13 calculated by the control device 25 is a fluctuation waveform as indicated by a broken line L6 in FIG. 4 and a fluctuation waveform (base line) of the displacement amount of the piston 13 indicated by a solid line L5. In comparison, when a certain difference occurs, it is determined that the operation of the pneumatic cylinder 10 is abnormal. Therefore, the controller 25 compares the calculated displacement of the piston 13 with the displacement of the piston 13 obtained by the initial operation of the pneumatic cylinder 10 after the initial operation of the pneumatic cylinder 10, and the operation of the pneumatic cylinder 10 is abnormal. It also functions as a determination unit that determines whether or not

図1に示すように、制御装置25は、通知部26と電気的に接続されている。そして、制御装置25は、空気圧シリンダ10の動作が異常であると判定すると、その判定結果を通知部26に送信する。そして、通知部26は、作業者に空気圧シリンダ10の動作が異常であることを通知する。通知部26は、例えば、空気圧シリンダ10の動作が異常であることを表示することにより作業者に通知するディスプレイである。   As shown in FIG. 1, the control device 25 is electrically connected to the notification unit 26. Then, when determining that the operation of the pneumatic cylinder 10 is abnormal, the control device 25 transmits the determination result to the notification unit 26. Then, the notification unit 26 notifies the operator that the operation of the pneumatic cylinder 10 is abnormal. The notification unit 26 is, for example, a display for notifying the operator by displaying that the operation of the pneumatic cylinder 10 is abnormal.

次に、本実施形態の作用について説明する。
制御装置25は、切換弁21が第1切換状態に切り換えられると、ピストン13が予め設定された移動速度でシリンダ室12内を第1ストロークエンドから第2ストロークエンドまで直線移動するように、第2流量調整部24の可変絞り弁24bの弁開度を制御する。そして、制御装置25は、第2圧力検出部32による検出圧力を微分計算してピストン13の速度変化量を算出するとともに、算出したピストン13の速度変化量を積分計算してピストン13の変位量を算出する。これにより、シリンダ室12内で第1ストロークエンドから第2ストロークエンドまで直線移動するピストン13の位置が連続的に検出され、ピストン13がシリンダ室12内を第1ストロークエンドから第2ストロークエンドまで直線移動する際の空気圧シリンダ10の動作検出が可能となる。
Next, the operation of the present embodiment will be described.
The controller 25 moves the piston 13 linearly in the cylinder chamber 12 from the first stroke end to the second stroke end at a preset movement speed when the switching valve 21 is switched to the first switching state. 2) Control the valve opening degree of the variable throttle valve 24 b of the flow rate adjustment unit 24. Then, the control device 25 differentially calculates the pressure detected by the second pressure detection unit 32 to calculate the amount of change in speed of the piston 13 and integrates the calculated amount of change in speed of the piston 13 to calculate the amount of displacement of the piston 13 Calculate Thus, the position of the piston 13 linearly moving from the first stroke end to the second stroke end in the cylinder chamber 12 is continuously detected, and the piston 13 moves from the first stroke end to the second stroke end in the cylinder chamber 12. It is possible to detect the operation of the pneumatic cylinder 10 when moving linearly.

また、制御装置25は、切換弁21が第2切換状態に切り換えられると、ピストン13が予め設定された移動速度でシリンダ室12内を第2ストロークエンドから第1ストロークエンドまで直線移動するように、第1流量調整部23の可変絞り弁23bの弁開度を制御する。そして、制御装置25は、第1圧力検出部31による検出圧力を微分計算してピストン13の速度変化量を算出するとともに、算出したピストン13の速度変化量を積分計算してピストン13の変位量を算出する。これにより、シリンダ室12内で第2ストロークエンドから第1ストロークエンドまで直線移動するピストン13の位置が連続的に検出され、ピストン13がシリンダ室12内を第2ストロークエンドから第1ストロークエンドまで直線移動する際の空気圧シリンダ10の動作検出が可能となる。   In addition, when the switching valve 21 is switched to the second switching state, the control device 25 causes the piston 13 to linearly move in the cylinder chamber 12 from the second stroke end to the first stroke end at a preset moving speed. The opening degree of the variable throttle valve 23b of the first flow rate adjustment unit 23 is controlled. Then, the control device 25 differentially calculates the pressure detected by the first pressure detection unit 31 to calculate the amount of speed change of the piston 13 and integrates the calculated amount of speed change of the piston 13 to calculate the displacement of the piston 13 Calculate Thereby, the position of the piston 13 linearly moved from the second stroke end to the first stroke end in the cylinder chamber 12 is continuously detected, and the piston 13 moves from the second stroke end to the first stroke end in the cylinder chamber 12 It is possible to detect the operation of the pneumatic cylinder 10 when moving linearly.

そして、制御装置25は、空気圧シリンダ10の初期動作以降において、算出したピストン13の変位量をベースラインと比較し、ある一定の差異が生じた場合に、空気圧シリンダ10の動作が異常であると判定する。   Then, after the initial operation of the pneumatic cylinder 10, the control device 25 compares the calculated displacement amount of the piston 13 with the baseline, and the operation of the pneumatic cylinder 10 is abnormal when a certain difference occurs. judge.

上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
(1)動作検出装置30は、第1流量調整部23又は第2流量調整部24による空気の流量の調整によって変化する第1圧力検出部31又は第2圧力検出部32の検出圧力を微分してピストン13の速度変化量を算出し、算出したピストン13の速度変化量を積分計算してピストン13の変位量を算出する制御装置25を備えている。これによれば、動作検出装置30は、シリンダ室12内で直線移動するピストン13の位置を連続的に検出できるため、ピストン13がシリンダ室12内を直線移動する際の空気圧シリンダ10の動作検出が可能となる。したがって、制御装置25は、磁歪式センサを用いずに、第1圧力検出部31又は第2圧力検出部32の検出圧力を利用するだけで、ピストン13の変位量を検出することができるため、空気圧シリンダ10の動作検出を安価且つ簡素な構造で行うことができる。
The following effects can be obtained in the above embodiment.
(1) The operation detection device 30 differentiates the pressure detected by the first pressure detection unit 31 or the second pressure detection unit 32 which changes as the flow rate of air is adjusted by the first flow rate adjustment unit 23 or the second flow rate adjustment unit 24. A controller 25 is provided to calculate the amount of change in speed of the piston 13 and integrate and calculate the amount of change in speed of the piston 13 to calculate the amount of displacement of the piston 13. According to this, since the motion detection device 30 can continuously detect the position of the piston 13 linearly moved in the cylinder chamber 12, the motion detection of the pneumatic cylinder 10 when the piston 13 linearly moves in the cylinder chamber 12 is detected. Is possible. Therefore, the control device 25 can detect the displacement amount of the piston 13 only by using the pressure detected by the first pressure detection unit 31 or the second pressure detection unit 32 without using the magnetostrictive sensor. The operation detection of the pneumatic cylinder 10 can be performed with an inexpensive and simple structure.

(2)制御装置25は、空気圧シリンダ10の初期動作以降において、算出したピストン13の変位量をベースラインと比較し、ある一定の差異が生じた場合に、空気圧シリンダ10の動作が異常であると判定する。これによれば、空気圧シリンダ10の故障を予知することができる。また、空気圧シリンダ10の異常個所の特定が可能になる。   (2) The controller 25 compares the calculated displacement of the piston 13 with the baseline after the initial operation of the pneumatic cylinder 10, and the operation of the pneumatic cylinder 10 is abnormal when a certain difference occurs. It is determined that According to this, a failure of the pneumatic cylinder 10 can be predicted. In addition, it is possible to identify an abnormal point of the pneumatic cylinder 10.

(3)第1圧力検出部31は、第1給排流路19における第1給排ポート17と第1流量調整部23との間に配置されている。これによれば、第1圧力検出部31が、例えば、第1給排流路19における第1流量調整部23と切換弁21との間に配置されている場合に比べると、第1圧力検出部31によって第1圧力作用室15の圧力を精度良く検出することができる。また、第2圧力検出部32は、第2給排流路20における第2給排ポート18と第2流量調整部24との間に配置されている。これによれば、第2圧力検出部32が、例えば、第2給排流路20における第2流量調整部24と切換弁21との間に配置されている場合に比べると、第2圧力検出部32によって第2圧力作用室16の圧力を精度良く検出することができる。   (3) The first pressure detection unit 31 is disposed between the first supply / discharge port 17 and the first flow rate adjustment unit 23 in the first supply / discharge flow passage 19. According to this, compared to, for example, the case where the first pressure detection unit 31 is disposed between the first flow rate adjustment unit 23 and the switching valve 21 in the first supply / discharge flow passage 19, the first pressure detection is performed. The portion 31 can detect the pressure of the first pressure application chamber 15 with high accuracy. Further, the second pressure detection unit 32 is disposed between the second supply / discharge port 18 and the second flow rate adjustment unit 24 in the second supply / discharge flow passage 20. According to this, compared with, for example, the case where the second pressure detection unit 32 is disposed between the second flow rate adjustment unit 24 and the switching valve 21 in the second supply / discharge flow passage 20, the second pressure detection is performed. The portion 32 can detect the pressure of the second pressure application chamber 16 with high accuracy.

(4)制御装置25は、第1流量調整部23又は第2流量調整部24による空気の流量の調整によって変化する第1圧力検出部31又は第2圧力検出部32の検出圧力を微分してピストン13の速度変化量を算出するため、ピストン13の動き出しから停止までの速度変化量をリニアに検出することができる。   (4) The control device 25 differentiates the pressure detected by the first pressure detection unit 31 or the second pressure detection unit 32 which is changed by the adjustment of the flow rate of air by the first flow rate adjustment unit 23 or the second flow rate adjustment unit 24. In order to calculate the speed change amount of the piston 13, it is possible to detect the speed change amount from the start of movement of the piston 13 to the stop linearly.

(5)第1圧力検出部31は、第1給排流路19における第1給排ポート17と第1流量調整部23との間の任意の位置に配置すればよく、第2圧力検出部32は、第2給排流路20における第2給排ポート18と第2流量調整部24との間の任意の位置に配置すればよいため、第1圧力検出部31及び第2圧力検出部32の設置性が良好である。   (5) The first pressure detection unit 31 may be disposed at an arbitrary position between the first supply / discharge port 17 and the first flow rate adjustment unit 23 in the first supply / discharge flow passage 19, and the second pressure detection unit The first pressure detection unit 31 and the second pressure detection unit 32 may be disposed at any position between the second supply / discharge port 18 and the second flow rate adjustment unit 24 in the second supply / discharge flow passage 20. 32 installability is good.

(6)制御装置25は、磁歪式センサを用いずに、第1圧力検出部31又は第2圧力検出部32の検出圧力を利用するだけで、ピストン13の変位量を検出することができるため、電気的な外乱ノイズによる影響を受け難く、ピストン13の変位量を精度良く検出することができる。   (6) The control device 25 can detect the displacement amount of the piston 13 only by using the pressure detected by the first pressure detection unit 31 or the second pressure detection unit 32 without using the magnetostrictive sensor. The displacement amount of the piston 13 can be detected accurately with little influence by the electrical disturbance noise.

(7)磁歪センサは、空気圧シリンダ10に対して組み付けられるため、空気圧シリンダ10のサイズ等によっては、磁歪センサにおける空気圧シリンダ10に対する組み付け位置を変更する必要があったり、磁歪センサ自体を空気圧シリンダ10のサイズに合った大きさのものに変更する必要があったりする場合がある。しかし、本実施形態では、第1給排流路19に配置される第1圧力検出部31、及び第2給排流路20に配置される第2圧力検出部32の検出圧力を利用するだけで、ピストン13の変位量を検出することができる。したがって、空気圧シリンダ10のサイズの影響を受けて、第1圧力検出部31及び第2圧力検出部32の設置位置を変更したり、第1圧力検出部31及び第2圧力検出部32自体のサイズを変更したりする必要が無い。   (7) Since the magnetostrictive sensor is assembled to the pneumatic cylinder 10, it is necessary to change the assembling position of the magnetostrictive sensor to the pneumatic cylinder 10 depending on the size of the pneumatic cylinder 10 or the like. It may be necessary to change the size to fit the size of. However, in the present embodiment, only using the detection pressure of the first pressure detection unit 31 disposed in the first supply / discharge flow passage 19 and the second pressure detection unit 32 disposed in the second supply / discharge flow passage 20 Thus, the displacement amount of the piston 13 can be detected. Therefore, under the influence of the size of the pneumatic cylinder 10, the installation positions of the first pressure detection unit 31 and the second pressure detection unit 32 are changed, or the sizes of the first pressure detection unit 31 and the second pressure detection unit 32 themselves There is no need to change

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・ 実施形態において、制御装置25は、空気圧シリンダ10の初期動作以降において、算出したピストン13の変位量をベースラインと比較し、空気圧シリンダ10の動作が異常であるか否かを判定する判定部として機能しなくてもよい。要は、動作検出装置30は、シリンダ室12内で直線移動するピストン13の位置を連続的に検出し、ピストン13がシリンダ室12内を直線移動する際の空気圧シリンダ10の動作検出が可能である構成であればよい。
The above embodiment may be modified as follows.
In the embodiment, after the initial operation of the pneumatic cylinder 10, the control device 25 compares the calculated displacement amount of the piston 13 with the baseline to determine whether the operation of the pneumatic cylinder 10 is abnormal or not. It does not have to function as The point is that the motion detection device 30 continuously detects the position of the piston 13 linearly moving in the cylinder chamber 12 and can detect the motion of the pneumatic cylinder 10 when the piston 13 linearly moves in the cylinder chamber 12 It may be a certain configuration.

・ 実施形態において、第1圧力検出部31が、例えば、第1給排流路19における第1流量調整部23と切換弁21との間に配置されていてもよい。また、第2圧力検出部32が、例えば、第2給排流路20における第2流量調整部24と切換弁21との間に配置されていてもよい。要は、第1圧力検出部31は、第1圧力作用室15の圧力を検出することができれば、その設置位置は特に限定されるものではなく、第2圧力検出部32は、第2圧力作用室16の圧力を検出することができれば、その設置位置は特に限定されるものではない。   In the embodiment, the first pressure detection unit 31 may be disposed, for example, between the first flow rate adjustment unit 23 and the switching valve 21 in the first supply / discharge flow passage 19. Further, the second pressure detection unit 32 may be disposed, for example, between the second flow rate adjustment unit 24 and the switching valve 21 in the second supply / discharge flow passage 20. In short, as long as the first pressure detection unit 31 can detect the pressure in the first pressure application chamber 15, the installation position is not particularly limited, and the second pressure detection unit 32 performs the second pressure operation. The installation position is not particularly limited as long as the pressure of the chamber 16 can be detected.

・ 実施形態において、制御装置25は、予め記憶されている空気圧シリンダ10のピストン13のストローク量やピストン径などのパラメータを用いて、例えば、空気圧シリンダ10の推力などのより多くの動作情報をリアルタイムに演算して出力するようにしてもよい。   In the embodiment, the controller 25 performs real-time operation information such as the thrust of the pneumatic cylinder 10 in real time, using parameters such as the stroke amount and piston diameter of the piston 13 of the pneumatic cylinder 10 stored in advance. It may be calculated and output.

・ 実施形態において、制御装置25は、例えば、空気の温度を検出する温度センサによる検出温度を、ピストン13の変位量の検出の計算に組み込み補正処理をするようにしてもよい。   In the embodiment, for example, the control device 25 may incorporate the temperature detected by the temperature sensor that detects the temperature of the air into the calculation of the detection of the displacement amount of the piston 13 to perform correction processing.

・ 実施形態において、第1流量調整部23及び第2流量調整部24それぞれの可変絞り弁23b,24bの弁開度を制御する制御装置25とは別の制御装置を、速度変化量算出部、変位量算出部及び判定部として機能させてもよい。   In the embodiment, a control device other than the control device 25 for controlling the opening degree of the variable throttle valve 23b, 24b of each of the first flow rate adjusting portion 23 and the second flow rate adjusting portion 24 is a speed change amount calculating portion It may function as a displacement amount calculation unit and a determination unit.

・ 実施形態において、速度変化量算出部として機能する制御装置と、変位量算出部として機能する制御装置と、判定部として機能する制御装置とをそれぞれ別途設けてもよい。   In the embodiment, a control device that functions as a speed change amount calculation unit, a control device that functions as a displacement amount calculation unit, and a control device that functions as a determination unit may be separately provided.

・ 実施形態において、通知部26は、ディスプレイでなくてもよく、例えば、作業者に空気圧シリンダ10の動作が異常であることをランプの点灯によって通知するものであってもよい。   In the embodiment, the notification unit 26 may not be a display, and may notify an operator, for example, that the operation of the pneumatic cylinder 10 is abnormal by lighting of a lamp.

・ 実施形態において、動作検出装置30は、空気圧シリンダ10以外の流体圧アクチュエータの動作検出を行うものであってもよい。よって、シリンダ室12を移動する移動部材としては、ピストン13に限られない。   In the embodiment, the motion detection device 30 may perform motion detection of fluid pressure actuators other than the pneumatic cylinder 10. Therefore, the moving member for moving the cylinder chamber 12 is not limited to the piston 13.

・ 実施形態において、ピストン13の移動速度を制御する方式として、メータイン制御方式を採用してもよい。メータイン制御方式では、例えば、切換弁21が第1切換状態に切り換えられている場合、第1給排流路19及び第1給排ポート17を介して第1圧力作用室15に供給される空気の流量を第1流量調整部23により調整することにより、ピストン13における第1ストロークエンドから第2ストロークエンドに向けた移動速度を制御する。また、例えば、切換弁21が第2切換状態に切り換えられている場合、第2給排流路20及び第2給排ポート18を介して第2圧力作用室16に供給される空気の流量を第2流量調整部24によって調整することにより、ピストン13における第2ストロークエンドから第1ストロークエンドに向けた移動速度を制御する。   In the embodiment, a meter-in control method may be adopted as a method of controlling the moving speed of the piston 13. In the meter-in control method, for example, when the switching valve 21 is switched to the first switching state, the air supplied to the first pressure application chamber 15 via the first supply / discharge passage 19 and the first supply / discharge port 17 The moving speed of the piston 13 from the first stroke end to the second stroke end is controlled by adjusting the flow rate of the first flow adjusting section 23 by the first flow adjusting section 23. Also, for example, when the switching valve 21 is switched to the second switching state, the flow rate of air supplied to the second pressure application chamber 16 via the second supply / discharge flow passage 20 and the second supply / discharge port 18 By adjusting by the second flow rate adjusting unit 24, the moving speed of the piston 13 from the second stroke end to the first stroke end is controlled.

制御装置25は、切換弁21が第1切換状態に切り換えられると、第1圧力検出部31による検出圧力を微分計算してピストン13の速度変化量を算出するとともに、算出したピストン13の速度変化量を積分計算してピストン13の変位量を算出する。これにより、シリンダ室12内で第1ストロークエンドから第2ストロークエンドまで直線移動するピストン13の位置が連続的に検出され、ピストン13がシリンダ室12内を第1ストロークエンドから第2ストロークエンドまで直線移動する際の空気圧シリンダ10の動作検出が可能となる。   When the switching valve 21 is switched to the first switching state, the controller 25 differentially calculates the pressure detected by the first pressure detector 31 to calculate the speed change amount of the piston 13 and calculates the speed change of the piston 13 calculated. The amount is integrated to calculate the displacement of the piston 13. Thus, the position of the piston 13 linearly moving from the first stroke end to the second stroke end in the cylinder chamber 12 is continuously detected, and the piston 13 moves from the first stroke end to the second stroke end in the cylinder chamber 12. It is possible to detect the operation of the pneumatic cylinder 10 when moving linearly.

制御装置25は、切換弁21が第2切換状態に切り換えられると、第2圧力検出部32による検出圧力を微分計算してピストン13の速度変化量を算出するとともに、算出したピストン13の速度変化量を積分計算してピストン13の変位量を算出する。これにより、シリンダ室12内で第2ストロークエンドから第1ストロークエンドまで直線移動するピストン13の位置が連続的に検出され、ピストン13がシリンダ室12内を第2ストロークエンドから第1ストロークエンドまで直線移動する際の空気圧シリンダ10の動作検出が可能となる。   When the switching valve 21 is switched to the second switching state, the controller 25 differentially calculates the pressure detected by the second pressure detection unit 32 to calculate the speed change amount of the piston 13 and calculates the speed change of the piston 13 calculated. The amount is integrated to calculate the displacement of the piston 13. Thereby, the position of the piston 13 linearly moved from the second stroke end to the first stroke end in the cylinder chamber 12 is continuously detected, and the piston 13 moves from the second stroke end to the first stroke end in the cylinder chamber 12 It is possible to detect the operation of the pneumatic cylinder 10 when moving linearly.

10…流体圧アクチュエータとしての空気圧シリンダ、12…シリンダ室、13…移動部材としてのピストン、15…第1圧力作用室、16…第2圧力作用室、17…第1給排ポート、18…第2給排ポート、19…第1給排流路、20…第2給排流路、21…切換弁、23…第1流量調整部、24…第2流量調整部、25…速度変化量算出部、変位量算出部及び判定部として機能する制御装置、30…動作検出装置、31…第1圧力検出部、32…第2圧力検出部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Pneumatic cylinder as a fluid pressure actuator, 12 ... cylinder chamber, 13 ... Piston as a movement member, 15 ... 1st pressure action chamber, 16 ... 2nd pressure action chamber, 17 ... 1st supply / discharge port, 18 ... 1st 2 Supply and discharge port, 19: first supply and discharge flow passage, 20: second supply and discharge flow passage, 21: switching valve, 23: first flow rate adjusting unit, 24: second flow rate adjusting unit, 25: calculation of speed change amount Control device that functions as a unit, displacement amount calculation unit and determination unit, 30 ... operation detection device, 31 ... first pressure detection unit, 32 ... second pressure detection unit.

Claims (3)

シリンダ室と、
前記シリンダ室内を直線移動する移動部材と、
前記シリンダ室内において前記移動部材によってそれぞれ区画される第1圧力作用室及び第2圧力作用室と、
前記第1圧力作用室に連通する第1給排ポートと、
前記第2圧力作用室に連通する第2給排ポートと、を有し、
前記第1給排ポートには、前記第1給排ポートに対して流体を給排する第1給排流路が接続されるとともに、前記第2給排ポートには、前記第2給排ポートに対して流体を給排する第2給排流路が接続され、
前記第1給排流路及び前記第2給排流路に接続された切換弁によって、前記第1圧力作用室及び前記第2圧力作用室に対する流体の給排が切り換えられ、前記第1給排流路及び前記第2給排流路にそれぞれ設けられた第1流量調整部及び第2流量調整部を用いた流体の流量の調整が行われることにより、前記移動部材が予め設定された移動速度で前記シリンダ室内を直線移動する流体圧アクチュエータの動作検出装置であって、
前記第1圧力作用室の圧力を検出する第1圧力検出部と、
前記第2圧力作用室の圧力を検出する第2圧力検出部と、
前記第1流量調整部又は前記第2流量調整部による流体の流量の調整によって変化する前記第1圧力検出部又は前記第2圧力検出部の検出圧力を微分して前記移動部材の速度変化量を算出する速度変化量算出部と、
前記速度変化量算出部によって算出された前記移動部材の速度変化量を積分して前記移動部材の変位量を算出する変位量算出部と、を備えたことを特徴とする流体圧アクチュエータの動作検出装置。
With the cylinder chamber,
A moving member linearly moving in the cylinder chamber;
A first pressure application chamber and a second pressure application chamber respectively defined by the moving member in the cylinder chamber;
A first supply / discharge port communicating with the first pressure application chamber;
And a second supply / discharge port in communication with the second pressure application chamber,
A first supply and discharge passage for supplying and discharging a fluid to and from the first supply and discharge port is connected to the first supply and discharge port, and the second supply and discharge port is connected to the second supply and discharge port. A second supply / discharge channel for supplying / discharging fluid to the
Supply and discharge of fluid to and from the first pressure acting chamber and the second pressure acting chamber are switched by a switching valve connected to the first supply and drain passage and the second supply and drain passage. The moving speed of the moving member is set in advance by adjusting the flow rate of the fluid using the first flow rate adjusting unit and the second flow rate adjusting unit respectively provided in the flow path and the second supply / discharge flow path. An operation detection device for a fluid pressure actuator which linearly moves in the cylinder chamber,
A first pressure detection unit that detects the pressure of the first pressure application chamber;
A second pressure detection unit that detects the pressure of the second pressure application chamber;
The speed change amount of the moving member is differentiated by differentiating the pressure detected by the first pressure detection unit or the second pressure detection unit, which changes as the flow rate of the fluid is adjusted by the first flow rate adjusting unit or the second flow rate adjusting unit. A speed change calculation unit to be calculated;
A displacement amount calculation unit that integrates the velocity change amount of the moving member calculated by the velocity change amount calculation unit to calculate the displacement amount of the moving member; and the operation detection of the fluid pressure actuator apparatus.
前記流体圧アクチュエータの初期動作以降において、算出された前記移動部材の変位量を、前記流体圧アクチュエータの初期動作で得られる前記移動部材の変位量と比較し、前記流体圧アクチュエータの動作が異常であるか否かを判定する判定部をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の流体圧アクチュエータの動作検出装置。   After the initial operation of the fluid pressure actuator, the calculated displacement of the moving member is compared with the displacement of the moving member obtained by the initial operation of the fluid pressure actuator, and the operation of the fluid pressure actuator is abnormal The operation detection device for a fluid pressure actuator according to claim 1, further comprising a determination unit that determines whether or not there is any. 前記第1圧力検出部は、前記第1給排流路における前記第1給排ポートと前記第1流量調整部との間に配置され、
前記第2圧力検出部は、前記第2給排流路における前記第2給排ポートと前記第2流量調整部との間に配置されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の流体圧アクチュエータの動作検出装置。
The first pressure detection unit is disposed between the first supply and discharge port and the first flow rate adjustment unit in the first supply and discharge passage.
The second pressure detection unit is disposed between the second supply and discharge port and the second flow rate adjustment unit in the second supply and discharge passage. The fluid pressure actuator's operation detection device of statement.
JP2017235074A 2017-12-07 2017-12-07 Pneumatic cylinder operation detection device Active JP7063590B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017235074A JP7063590B2 (en) 2017-12-07 2017-12-07 Pneumatic cylinder operation detection device
CN201811435026.3A CN109899341B (en) 2017-12-07 2018-11-28 Motion detection device for fluid pressure actuator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017235074A JP7063590B2 (en) 2017-12-07 2017-12-07 Pneumatic cylinder operation detection device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019100512A true JP2019100512A (en) 2019-06-24
JP7063590B2 JP7063590B2 (en) 2022-05-09

Family

ID=66943333

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017235074A Active JP7063590B2 (en) 2017-12-07 2017-12-07 Pneumatic cylinder operation detection device

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7063590B2 (en)
CN (1) CN109899341B (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110864031A (en) * 2019-11-11 2020-03-06 济南华凯葳液压科技有限公司 Detection system for overcoming hydraulic oil temperature rise in hydraulic detection process
DE102020200104A1 (en) 2019-01-08 2020-07-09 Ckd Corporation Operating dimension detector for a fluid pressure drive

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001082417A (en) * 1999-09-16 2001-03-27 Nisshin Steel Co Ltd Method and device for detecting moving position of hydraulic cylinder
US20010037689A1 (en) * 2000-03-08 2001-11-08 Krouth Terrance F. Hydraulic actuator piston measurement apparatus and method

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1077187C (en) * 1996-12-12 2002-01-02 新卡特彼勒三菱株式会社 Controls for construction machinery
US6557452B1 (en) * 1999-07-16 2003-05-06 Norgren Automotive, Inc. Valve and position control system integrable with clamp
CN104057797B (en) * 2013-03-22 2016-03-30 刘胜 Intelligent hydraulic suspension unit and control method thereof
CN104564915B (en) * 2015-01-28 2016-10-05 太原理工大学 Loading control method of pump and valve composite dual-degree-of-freedom electro-hydraulic motion
CN106541401A (en) * 2015-09-22 2017-03-29 于平 A kind of 3DOF Pneumatic manipulator continuous path control method
CN105156372A (en) * 2015-10-22 2015-12-16 太原科技大学 Pump-valve compound control hydraulic system for full-hydraulic straightener
WO2017187934A1 (en) * 2016-04-27 2017-11-02 Smc株式会社 Cylinder operation state monitoring device
CN205559424U (en) * 2016-04-28 2016-09-07 湖北金力液压件有限公司 Hydro -cylinder test platform
CN107345535B (en) * 2017-07-04 2018-07-20 太原理工大学 A kind of flow pressure divides chamber to coordinate control load simulation method
CN107355433B (en) * 2017-07-06 2018-11-30 杭州华泰电液成套技术有限公司 Electric connector pulling-out force test device and its method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001082417A (en) * 1999-09-16 2001-03-27 Nisshin Steel Co Ltd Method and device for detecting moving position of hydraulic cylinder
US20010037689A1 (en) * 2000-03-08 2001-11-08 Krouth Terrance F. Hydraulic actuator piston measurement apparatus and method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020200104A1 (en) 2019-01-08 2020-07-09 Ckd Corporation Operating dimension detector for a fluid pressure drive
JP2020112166A (en) * 2019-01-08 2020-07-27 Ckd株式会社 Operation amount detection device of fluid pressure actuator
CN110864031A (en) * 2019-11-11 2020-03-06 济南华凯葳液压科技有限公司 Detection system for overcoming hydraulic oil temperature rise in hydraulic detection process

Also Published As

Publication number Publication date
CN109899341B (en) 2020-10-27
CN109899341A (en) 2019-06-18
JP7063590B2 (en) 2022-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11879484B2 (en) Actuator predictive system
EP3450774B1 (en) Cylinder operation state monitoring device
JP6011875B2 (en) Actuator abnormality detection system
US11802631B2 (en) Diagnostic device, system and method
KR102360765B1 (en) Cylinder operating condition monitoring device
JP2017122454A (en) Apparatus using electronically controlled valves
JP4482621B2 (en) Control method of hydraulic piston type cylinder unit
US20150261226A1 (en) Positioner
SA521430138B1 (en) System and Method for Monitoring and Diagnostics of an Actuator Device for Actuation of A Valve for Fluid Pipelines, and Actuator Device Forming Part of This System
JP2019100512A (en) Operation detection device of fluid pressure actuator
CN102799194A (en) Servo control method, apparatus and system
US11933331B2 (en) Control device and hydraulic system including the same
JP2022069978A (en) Air cylinder detection method and air cylinder detection device
JPH09317705A (en) Actuator speed controller
JP2019190542A (en) Speed control device of fluid pressure actuator

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190712

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200618

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200701

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20210119

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210402

C60 Trial request (containing other claim documents, opposition documents)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60

Effective date: 20210402

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20210412

C21 Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21

Effective date: 20210413

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20210625

C211 Notice of termination of reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C211

Effective date: 20210629

C22 Notice of designation (change) of administrative judge

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C22

Effective date: 20210817

C13 Notice of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C13

Effective date: 20211201

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220131

C23 Notice of termination of proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C23

Effective date: 20220322

C03 Trial/appeal decision taken

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C03

Effective date: 20220419

C30A Notification sent

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C3012

Effective date: 20220419

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220421

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7063590

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150