JPH01247802A - 剛性調整機能を有する電油サーボアクチュエータ - Google Patents

剛性調整機能を有する電油サーボアクチュエータ

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JPH01247802A
JPH01247802A JP63073831A JP7383188A JPH01247802A JP H01247802 A JPH01247802 A JP H01247802A JP 63073831 A JP63073831 A JP 63073831A JP 7383188 A JP7383188 A JP 7383188A JP H01247802 A JPH01247802 A JP H01247802A
Authority
JP
Japan
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actuator
electro
hydraulic
signal
conversion means
Prior art date
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Pending
Application number
JP63073831A
Other languages
English (en)
Inventor
Hidenobu Akaho
赤穂 秀信
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.)
Nabtesco Corp
Original Assignee
Teijin Seiki Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B9/00Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member
    • F15B9/02Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type
    • F15B9/03Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type with electrical control means

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Servomotors (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、油圧機械回路に用いる剛性調整機能を有する
電油サーボアクチュエータに関する。
〔従来の技術〕
従来用いられる電油サーボアクチュエータにおいては、
電気信号を油圧信号に変換する電油変換手段、該電油変
換手段により作動されるアクチュエータ、該アクチュエ
ータの出力部材の位置を検出し位置電気信号を発信する
位置検出器、該位置検出器からの位置信号と指令信号と
を比較して偏差信号を発信する加算器、該加算器からの
偏差信号を増幅して前記電油変換手段へ入力する増幅器
からなる電油サーボアクチュエータからなっている。
このような従来の電油サーボアクチュエータが外力Fo
を受けて静止している定常状態におけるサーボエラーと
出力Fの関係を第5図に示す。
外力の影響によりサーボ目標値と実際のアクチュエータ
ロッドの位置は差があり、この差を△Xとする。位置検
出器のゲインをに2とすると、偏差信号eは、 e = K 2 ・△Xである。
アクチュエータは外力Foに対抗する反作用Fを出力し
、力が釣り合い、静止しているから、F=Fo 。
また、増幅器のゲインかに1であり、バルブ圧力ゲイン
に3は線形であり飽和していないとすると、アクチュエ
ータの有効面積をAとして、出力Fは、 F=e−に1 ・K3 ・A サーボアクチュエータの定常偏差(定常状態のサーボ目
標値とアクチュエータロッドの位置の差)と外力Fとの
比をアクチュエータの剛性にと呼ぶ。
すなわち、 K=Fo/△X =に+  ・ K2 ・ K3 ・ A・・・ (1)
で表わされる。
(発明が解決しようとする課題〕 電油サーボアクチュエータを、例えば、ロボットの腕や
部品のチャッキング制御等に用い、比較的柔かな物体を
掴むような場合には、制御のバラツキにより過大荷重が
出て、相手物品を損傷しないようにするため、剛性を弱
める必要がある。
逆に、位置制御による外力による定常偏差を減少させる
ために、剛性を高める必要がある。
しかしながら、従来の電油サーボアクチュエータにおい
ては、上述した(1)式で示すように、増幅器ゲインに
+ 、位置検出器ゲインに2.バルブ圧力ゲインに3に
より剛性が一義的に決まっている。このため、増幅器ゲ
インに+、位置検出器ゲインに2、バルブ圧力ゲインに
3と無関係に、剛性を簡単に設定できる電油サーボアク
チュエータが望まれている。
本発明は上述した問題点に鑑み、剛性調整機能を有する
電油サーボアクチュエータを提供することを目的とする
〔課題を解決するための手段〕
本発明においては、電気信号を油圧信号に変換する電油
変換手段、該電油変換手段により作動されるアクチュエ
ータ、該アクチュエータの出力部材の位置を検出し位置
電気信号を発信する位置検出器、該位置検出器からの位
置信号と指令信号とを比較して偏差信号を発信する加算
器、該加算器からの偏差信号を前記電油変換手段へ入力
する電油サーボアクチュエータにおいて、前記アクチュ
エータ内の油圧を検出し前記位置検出器から加算器の間
で印加して電気信号に変換する油電変換手段を設けた剛
性調整機能を有する電油サーボアクチュエータにより、
上記目的を達成する。
特に、本発明の実施に際しては、前記アクチュエータを
シリンダ型アクチュエータとし、前記油電変換手段が該
シリンダ型アクチュエータのアクチュエータロッド内に
設けられシリンダ内の差圧に応じて浮動するバイアスピ
ストンとし、該ピストンを前記位置検出器に連結した剛
性調整機能を有する電油サーボアクチュエータとするこ
とが好ましい。
〔作 用〕
本発明においては、油電変換手段を設けて、アクチュエ
ータ内の油圧を検出し電気信号に変換して位置検出器か
ら加算器の間で印加している。
すなわち、アクチュエータ内の差圧をバイアスピストン
のスライディング】に変換するゲインをに4として、静
止状態のブロックダイアグラムを描くと第3図のように
なる。
第3図のブロックダイアグラムは第4図のブロックダイ
アグラムと等価である。
従って、本発明のアクチュエータの剛性には、K=に+
  ・K2 ・K3・A /(1+に+  ・K2・K3 ・K4 )・・・(2
)となり(1)式と比較すると 1/(1+に+  ・K2 ・K3 ・K4 )倍にな
っている。K4が正である場合には、剛性は弱められる
。また、バイアスの極性を逆にすると、剛性を強くする
ことができる。
〔実施例〕
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
第1図は、本発明の第1実施例の断面図である。
電気信号を油圧信号に変換する電油変換手段1は、シリ
ンダ型アクチュエータ4のシリンダ室4C14dに連結
している。シリンダ室4c、4dには、アクチュエータ
ロッド8のピストン11が摺動可能に密封状に嵌合され
ており、アクチュエータ8のピストン11の両側に作動
油圧が作用する。12.13はシールである。
アクチュエータロッドの内部には、更にバイアスシリン
ダ室8c、8dが形成され、アクチュエータのシリンダ
114c、4dと小孔8a18bにより連通している。
アクチュエータロッド8内のバイアスシリンダ室8C1
8d内にはバイアスピストン2が摺動可能に密封嵌合さ
れている。バイアスピストン2は、ピストン2aと左右
両端に突出したロッド2b、2Cからなっている。
ピストン2aの両側にはスプリング3が装着され、定常
状態においてバイアスピストン2を中立位置とするよう
になっている。
Oラド2bは、連結棒10を介してLVDT(線形可変
差動変成器)5に連結している。LVDT5は、復調器
6に接続しており、復調器6は、加算器16に接続して
いる。加算器16はサーボ指令信号を受け、そのサーボ
指令信号と復II!16からの信号の差の偏差を出力し
、増幅器7に入力する。増幅器7は、偏差を増幅して電
油変換手段1へ入力する。
上記構成により、バイアス指令信号を受けると、増幅器
7により増幅された信号が電油変換手段1に入力され、
アクチュエータロッド8を移動させる。
アクチュエータロッド8はバイアスピストン2を内蔵し
、バイアスピストン2の両端にアチュエータシリンダ苗
4c、4d内の差圧が導入されるようにアクチュエータ
ロッド8には小孔8a18bが開けられている。
バイアスピストン2はスプリング3によりバックアップ
されており、差圧に応じてスライドするようになってい
る。これに位置検出器であるLVDT5のコアの先端が
結合されている。このため、LVDTに入力される位置
信号は実際のアクチュエータロッド8位置ではなく、こ
れに差圧によるバイアスが乗ったものになる。
他の実施例を第2図に示す。
この実施例においては、シリンダ型アクチュエータのシ
リンダ室4C14dとバイアスピストンのシリンダ室8
c18dとを、小孔8a、8bを交差して連通させてい
る。
このためLVDT5には、第1図に示した実施例と逆に
アクチュエータロッド8の位置信号にシリンダ型アクチ
ュエータの差圧に基づくバイアス信号が加算されて加え
られる。
(発明の効果〕 第1図に示す実施例では、剛性を弱めることができる。
これは、外力に応じてサーボの定常偏差を大きくしたい
制御に有効である。例えば、ロボットや部品のチャッキ
ング制御において、比較的柔らかい物体を掴むときに、
制御のバラツキにより過大荷重が出ないようにすること
ができる。
また、複数のサーボアクチュエータで同一の制御対象を
駆動するときに、制御のバラツキにより、アクチュエー
タ間で力のケン力(フォースファイト)が生じ制御対象
に好ましくない応力を与えることになるが、ここにおい
ても第1実施例によれば、力のケン力を軽減することが
可能である。
第2図に示す実施例では、剛性を高めることができる。
これは、位置制御において外力による定常偏差を減少さ
せるのに有効である。
例えば、サーボループに使用する電油バルブの圧力ゲイ
ンが低すぎて外力による定常偏差が問題になる場合、こ
れを軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例の断面図、第2図は第2実
施例の断面図、第3図は本発明のブロックダイアグラム
、第4図は第3図に等価なプロツクダイアグラム、第5
図は従来のサーボアクチュエータのダイアグラムである
。 1・・・電油変換手段、 2・・・バイアスピストン、
3・・・スプリング、 4・・・シリンダ型アクチュエータ、 5・・・LVDT、   6・・・復調器、7・・・増
幅器、 8・・・アクチュエータロッド、 16・・・加算器。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 1. 電気信号を油圧信号に変換する電油変換手段、該
    電油変換手段により作動されるアクチュエータ、該アク
    チュエータの出力部材の位置を検出し位置電気信号を発
    信する位置検出器、該位置検出器からの位置信号と指令
    信号とを比較して偏差信号を発信する加算器、該加算器
    からの偏差信号を前記電油変換手段へ入力する電油サー
    ボアクチュエータにおいて、前記アクチュエータ内の油
    圧を検出し前記位置検出器から加算器の間で印加して電
    気信号に変換する油電変換手段を設けたことを特徴とす
    る剛性調整機能を有する電油サーボアクチュエータ。
  2. 2. 前記アクチュエータがシリンダ型アクチュエータ
    であり、前記油電変換手段が該シリンダ型アクチュエー
    タのアクチュエータロッド内に設けられシリンダ内の差
    圧に応じて浮動するバイアスピストンであり、該ピスト
    ンが前記位置検出器に連結されていることを特徴とする
    請求項1記載の剛性調整機能を有する電油サーボアクチ
    ュエータ。
JP63073831A 1988-03-28 1988-03-28 剛性調整機能を有する電油サーボアクチュエータ Pending JPH01247802A (ja)

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