JPH0374604A - 流体圧シリンダの位置決め制御装置 - Google Patents

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〕 この発明は空気圧その他の流体圧シリンダの位置決め制
御装置に関し、特にシリンダストロークの任意の位置で
停止させることのできるものに関する。

〔従来の技術〕

従来は空気圧シリンダその他流体圧シリンダの動作はフ
ルストローク運動のみであったが、最近ではブレーキ付
シリンダを用いることによって任意のストローク中間位
置で停止させるようにすることが行なわれている。その
ような従来技術の一例を第１図及び第２図に示す、シリ
ンダ１にはブレーキ２が設けられており、ブレーキ用電
磁弁６の切換えによってブレーキ用シリンダ４が作動し
、これにヨリピストンロッド５にブレーキをかけるよう
になっている。６はシリンダ１のロツＦｉ１方向を切換
えるための方向制御弁であり、７は空気源、８゜９は駆
−スピード制御用の絞り弁、である。シリンダのストロ
ーク位置を検出するための検出［５１０は、ロッド５に
常時接触して該ロッド５の直謙這動に追従して回転する
ローラ１０ａと、このローラ１０ａの回転に応答してイ
ンクリメンタルパルスを発生するインクリメンタルエン
コーダＩＱｂ（第２図）εを含んでいる。シリンダロッ
ド５が原点位置にあるとき、原点セットスイッチ１１に
よってカウンタ１２をリセットし、以後エンコーダ１０
ｂから与えられるインクリメンタルパルスを該カウンタ
１２でカウントする。カウンタ１２のカウント値はシリ
ンダリフ１位置を示しており、設定１ｉｉ１！で設定さ
れた各種動作の設定位置とこのカウント値とが比較回路
１４で比較される。比較回路１４の比較動作及びドライ
ブ回路１６の動作はシーケンス回路１５によって制御さ
れる。比較回ｗ６１４の出力がドライブ！Ｉｆ！ｒ１６
に与えられ、方向制御弁６及びブレーキ弁６を切換性−
するためのドライブ信号が比較結果に応じて該弁６．６
に与えられる。

例えば、所望のストローク中間位置を設定器１６で設定
し、検出部１０を用いて測定したロッド５の現位置がこ
の設定位置に一致したときブレーキ弁６を切供えてブレ
ーキ２を作動させ、同時に方向制御弁７を中立位置に切
換えて、ロッド５を停止する。

ところで、ブレーキをかけてもロッド５はすぐには止ま
らず、オーバランが起こる。従来のものはこのオーバラ
ンの対策はあまり婢じられていす、せいぜい、オーバラ
ン量を一定とみなして所望の停止位置よりも一定距離手
調の位置でブレーキをかけるようにしていたにすぎなか
った。しかし、実際はオーバラン量はロッド５の移−速
度に応じて異なり、また、移動開始時（立上り時）の過
渡期では加ａＲにも応じてオーバラン量が異なる。

ロッド５の移動開始時からの時間経過に伴なう移動量を
横軸にとり、これに対応する速度、加速度、オーバラン
量の変化の一例を＠３図に示す。このように、定速移動
を意図しても立上りの過渡期では、速度、加速度、オー
バラン量が不安定に変−する。例えば、この不安定期は
立上りの３０　ｍｍ楊度の範囲である。

従って、従来のものは速度に応じたオーバラン重を＃慮
したブレーキ制御がなされていなかったため、停止ｎ１
度に限界があった。また立上りの過渡期では速度、加速
度、オーバラン量が不安定で予測不可能であったため適
正なブレーキ制御が置端であ、つたため、従来はこの部
分でロッド５を停止させることはできなかった。このこ
とは、オーバラン量の不安定のみを原因とするのではな
く、従来の起動法にも一因があった。すなわち、従来は
、起動時にブレーキ解除と方向制御弁６の切換えを同時
に行なっていたため、ロッド５に駆動力が与えられた状
態で急激にプレーΦ解除されることにより、ロッド５の
初期飛び出し現象が激しかった。そのため立上り期間で
の細かな停止制御を困難にしていた。

また、従来のロッド位置検出部１０はローラ１０ａとロ
ッド５の摩擦によって変位が伝達されるようになってい
たため、スリップが起きた場合、（ｅ［検出が不正確と
なり、この点でも停止精度に影種を与えていた。

特開昭５６−８６２０２号においては、上記のような従
来の空気圧シリンダの位置決め制御装置のための改善策
が示されている。そこにおいては、位置決め精度の向上
のために、設定停止位置と実際の停止位置との誤差を基
にして、マイクロコンピュータによって予め記憶しであ
るエアシリンダの挙動実験式及びデータにより演算を実
行し、次回の制動位置を求めるようにしている。なお、
その際に使用されるシリンダのリニア位置センサは第２
図に示されたようなインクリメンタルパルスをカウント
する方式のものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記特開昭５６−８６２０２号のものは、設定停止位置
と実際の停止位置との誤差を次回の位置決めに反映させ
て制動位置の修正を行うので、−種の学習方式と言える
が、そのための演算が複雑である、という欠点があった
。つまり、マイクロコンピュータによって予め記憶しで
あるエアシリンダの挙動実験式及びデータを使用して、
設定停止位置と実際の停止位置との誤差をパラメータと
して演算を行わねばならないものである。そのため、予
めかなり正確なエアシリンダの挙動実験式を準備しなけ
ればならず、大変である。この挙動実験式は、様々な作
業環境、作業条件、負荷状態等に応じて作威しなければ
ならず、しかもその精度が悪い場合は制御の精度に即影
響するので、正確なものであることが要求される。

また、シリンダの位置検出がインクリメンタルパルスカ
ウント方式であるため、位置検出精度に難があり１例え
ば、停電等の電源遮断が起こった場合は、シリンダを原
点に戻さねばならない等の問題点がある。

この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、前回の位
置決め誤差を考慮してその後の位置決め制御において的
確な修正を行なう学習機能を具備することにより、位置
決め精度を向上させるようにしたものにおいて、学習機
能のための演算を格別の挙動実験式を準備することなく
簡単に行えるようにした流体圧シリンダの位置決め制御
装置を提供しようとするものである。

また、この発明は、そのような学習機能を具備したもの
において、シリンダの位置検出を正確にら行い、位置決
め精度の向上を図るようにした流体圧シリンダの位置決
め制御装置を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る流体圧シリンダの位置決め制御装置は、
流体圧シリンダにおけるピストンロッドの直線位置を検
出するための位置検出手段と１位置決め目標値を設定す
るための設定手段と、前記位置検出手段で求められた位
置データと前記目標値との関係に応じて、前記シリンダ
に対して停止命令を供給し、該シリンダのピストンロッ
ドの位置を＾１！記目標値に対応する位置に位置決めす
る制御手段と、オフセットデータを記憶し、出力する記
憶手段と、このオフセットデータに応じて、前記制御手
段において前記停止命令を供給するタイミングを決定す
る要因の１又は複数を修正し、これにより、該停止命令
の供給タイミングが制御されるようにする修正手段と、
前記停止命令に従って前記ピストンロッドの停止位置決
めが完了したとき前記目標値に対する実際のピストンロ
ッド停止位置の誤差を検出する手段と、検出した誤差を
前記オフセットデータに加減累算し、前記記憶手段に記
憶する該オフセットデータの値を更新する演算手段とを
具えたものである。

また、この発明に係る流体圧シリンダの位置決め制御装
置は、流体圧シリンダと、該シリンダ内で直線移動可能
なピストン及び該ピストンに接続されたロッドと、複数
の１次コイル及び２次コイルを有し、前記シリンダに固
定され、前記ロッドに対して相対的に移動可能なコイル
部と、前記ロッドの位置に応じて前記コイル部の磁気回
路における磁気抵抗を変化させるために、前記ロッドに
設けられた磁気抵抗変化部材と、位相のずれた複数の基
準交流信号によって前記各１次コイルを個別に励磁する
回路と、前記各１次コイルに対応する２次コイルの出力
を合計して、前記ロッドの相対的直線位置に従って前記
基準交流信号を位相シフトした出力信号を発生する出力
回路と、前記基準交流信号の所定の１つと前記出力回路
からの出力信号との位相差を検出し、検出した位相差デ
ータをピストンロッド位置データとして出力する回路と
、位置決め目標値を設定するための設定手段と、前記前
記ピストンロッド位置データと前記目標値との関係に応
じて、前記シリンダに対して停止命令を供給し、該シリ
ンダのピストンロッドの位置を前記目標値に対応する位
置に位置決めする制御手段と、前記停止命令に従って前
記ピストンロッドの停止位置決めが完了したとき前記目
標値に対する実際のピストンロッド停止位置の誤差を検
出し、この検出誤差に応じてその後の前記制御手段にお
ける前記停止命令の供給タイミングを制御する学習手段
とを具えたものである。

〔作　　用〕

まず、第１の発明は、ピストンロッドの停止位置決めが
完了したとき目４１（＆置に対する実際のピストンロッ
ド停止位置の誤差を検出し、この検出誤差に応じてその
後の位置決め制御を修正する学習機能、つまり過去の経
験を生かす復習機能を行うにあたって、学習機能のため
の演算を格別の挙動実験式を準備することなく簡単に行
えるようにしたことを指向するものである。

すなわち、位置データと目標値との関係に応じて、シリ
ンダに対して停止命令を供給し、該シリンダのピストン
ロッドの位置を目標値に対応する位置に位置決めする制
御手段において、修正手段を適用し、オフセットデータ
に応じて、前記停止命令を供給するタイミングを決定す
る要因のｌ又は複数を修正し、これにより、該停止命令
の供給タイミングが制御されるようにする、ことは上記
従来の方式と同様である。しかし、本発明では、オフセ
ットデータの作成に関して特徴を有している。すなわち
、停止目標値と実際の停止位置との誤差を前記オフセッ
トデータに加減累算し、記憶手段に記憶する該オフセッ
トデータの値を更新することを特徴とするものである。

この加減累算により、絶えず、前回使用したオフセット
データがそのときの誤差に応じて修正され、常にそのと
きの作業条件や環境等に最適の修正値を提供することに
なる。

演算は単なる誤差の加減累算であるため、極めて簡単で
あり、格別の挙動実験式を準備する必要がない、また、
単に前回の位置決めにおける停止誤差をそのままオフセ
ットデータとして使用する場合に比べて格段に精度のよ
いものとなる。

第２の発明においては、非接触的にシリンダピストンロ
ッド位置を検出することができ、精度がよいものとなる
。また、ロッドの相対的直線位置に従って電気的基型交
流信号を位相シフトした出力信号を発生し１両者の位相
差を検出し、検出した位相差データをピストンロッド位
置データとするので、アブソリュート位置検出となり、
停電等においても原点復帰させる必要がなくなる。また
、位相方式であるから、温度等環境変動による誤差が少
なく、電圧レベルが検出位置に対応するような電圧レベ
ル方式に比べてはるかに精度の良い位置検出が可能とな
る。

〔実施例〕

以下、添付図面を参照してこの発明の一実施例を詳細に
説明しよう。

第４図において、符号１〜４，６〜９は第１図に示され
た同一符号のものと同じである。シリンダ１に対するピ
ストンロッド２１の相対的な直線位置８険出するための
検出部２０は、非接触で咳ロッド位置を検出し得るもの
であり、−ｊ！願昭５７−１１７８２６ｇ明細書に示さ
れたような可変磁気抵抗型のシリンダ位置検出器から成
る。この検出部２０は、軸方向にずれた所定の配置で配
設さｊした４個の１次コイルＡ１〜Ｄ１と、これに対応
して設けられた２次コイルＡ２〜Ｄ２とをケーシング２
２に収納して成るコイル部を含み、このコイル部はシリ
ンダ１の端部においてコイルの円筒空間がロッド２１と
同心になるように該ロッド２１を該コイル空間にスライ
ド自在に貫通させた状態で固定されている。ロッド２１
は、シリンダ１内のピストン２１ｅを一燗に取付けた円
柱形の心棒２１ａと、この６伸２１ｍの周囲に軸方向に
交互に戚７Ｍされた独航の所定幅の譲状の磁性リング２
１ｂ及び環状の非磁性スペーサ２１ｅと、これらの最外
向に嵌着された円筒状の非ｗ＆性体から成るスリーブ２
１ｄとを含んでいる。非磁性スペーサ２１ｃは＋４１形
の非ｄ性物質または空気である。−例としＰは任意の該
）であり、スペーサ２１ｃも同様であり、交互配列にお
ける１ピッチ分の間隔はｒＰＪである。この−Ａ施例に
おいて、コイルは４つの相で姑作するように設けられて
いる。これらの相を便宜上Ａｉ＊ＣｅＤなる符号を用い
て区別する。

ロッド２１の磁性リング２１ｂの位置に応じて各相Ａ〜
Ｄに生じるリラクタンスが９０度づつずれるようになっ
ており、例えば人相をフサイン相とすると、Ｂ相はサイ
ン相、Ｃ相はマイナスコサイン相、Ｄ相はマイナスサイ
ン相、となるようになっでいる。第４図の実施例では、
各相Ａ〜Ｄ毎に個別に１次コイルＡ１〜Ｄ１及び２次コ
イルＡ２〜Ｄ２が設けられている。各クイルの長さは磁
性す「 第１図の例では、人相のコイルＡ　１、−Ａ　２　　と
Ｃ相のコイルＣＩ　、Ｃ２とが隣合って設けられており
、Ｂ相のコイルＢ１．Ｂ２とＤ相のコイルＤ１．Ｄ２も
−合って設けられている。また、Ａ相とＢ相またはＣ相
とＤ相のコイルの間隔はｒ　Ｐ（ｎ＋Ｘ−））　Ｊ（１
１は任意の目黙敢）である。この構成によって、ロッド
２１（詳しくは磁性リング）の直Ｔｆｓ変位に応じて各
相Ａ−Ｄにおける磁気回路のリラクタンスが変化し、し
かもそのリラクタンス変化の位相は谷相毎に９０［づつ
ずれる（従って人相とＣ相で（ま１８０度ずれ、Ｂ相と
り相とでも１８０［ずれる）ようになっている。例えば
Ａ相とＣ相の１次コイルＡ１及びＣ１を正弦信号ｓｉｎ
ωｔによって豆いに逆相で励磁し、２次コイルＡ２及び
Ｃ２の出力を同相で加算する。Ｂ相乏υ相も上述と同様
に、１次コイル８１　、ＤＩを余弦信号ＣＯＳωｔで逆
相励蝿し、２次コイルＢ２．Ｃ２の出力を同相加算する
。２次コイルの出力は最終的に加算され、出刃信号Ｙを
祷る。一方、これに隈らず、人相とＣ相の１次コイルＡ
Ｉ　、ＣＩを正弦信号ｓｉｎωｔによって同相で励磁し
、２次コイルＡ２．Ｃ２を逆相＋ｉ　Ｗ＆し、Ｂ相とＤ
相の１次コイル８１．ＤＩを余弦１ｇ号ｃｏａωｔによ
って口１相で励磁し、２次コイルＢ２　、Ｃ２を逆相接
続し、最終的に２次コイル出力を加０するようにしても
よい。

検出Ｗ６２０の出力信号Ｙは、下記式に示すようにロッ
ド２１におけるｔＬｌｉ性リンクリング２置場位置に応
じた位相角φだけ基単交流信号（ｓｉｎωｔまたはｅ０
３ωｔ）を位相シフトしたものとなる。

その理由は、各相Ａ〜Ｄのリラクタンスが９０度づつず
れており、かつ一方の対（ｉｃ）と他方の対（Ｂ、Ｄ）
の励磁信号の４気的位相が９０度ずれているためである
。

Ｙ＝Ｋ　ｓｉｎ　（ωｔ＋φ） Ｋは趙禎の条件に応じて定まる定紋である。上記式で表
わされた出力信号Ｙの基準１ぎ号ｓｉｎωｔｉこ対応す
る位相ずれφを測定することにより、ロッド２１の位置
を検出することができる。

位相ずれ食φが全伺２πのときのロッド２１の食位舷は
磁性リング２１ｂの１ピツチ長Ｐに相当する。すなわち
、偏ｇＹに宴ける電気的位相ずれ量φによれば、距離Ｐ
の範囲内でのアブソリュートなｉ１籟位置が検出できる
のである。距離Ｐを越えＣアブソリュートな直穆位１置
を求めたい場合は、適宜任意の手段（この検出積度は距
離Ｐを１単位とする粗いものでもよい）を併設してロッ
ド２１におけろ個々の磁性リング２１ｂの絶対番地を求
め、この各リング２１ｂの絶対番地と上述の位相ずＩＬ
φにもとづく直線装置検出値との組合せを用いればよい
。

第５図において、検出部２０の出力信号Ｙが変換回路２
６に与えられ、上述の電気的位相ずれ量φが測定される
。この測定値がロッド２１の現在位置（シリンダストロ
ーク位ｔＲ）を示すデータＤｘとして出力される。ロッ
ド２１の移動速度及び加速１處を検出するために速度検
出回路２４及び加速度検出ＩＰＪ路２路用５けられてい
る。この実施例では、速度及び加速度検出用の専用のセ
ンナは設けられていす、ロッド位置検出データＤｘを利
用して速度を検出し、検出した速度データＤｖを利用し
て加速度を検出するようになつＣいる。そのために、ｆ
ｉ７．１置データＤｘが速度検出凹路２４に入力され、
速７１検出１０１−６２４力）ら出力された速度データ
ｌ）ｖが加速度検出回路２５に入力される。

ロッド２１＋　、’）３任意の位置で静止している場合
は位置データＤｘはその位置を示す値を維持し、変化し
ない。ロッド２１が成る速度で移祷している場合は、位
置データＤｘの値はロッド位１纜の変化に従って時間的
に変化する。従って、速度検出回４２４において所定単
位時間（または期間）当りの位置データ以の変化分を演
算することにより速度データＤｖが求まる。また、加速
度検出回路２５において所定単位時間（または期間）当
りの速度データＤＶの変化分を演算することにより加速
度データＤαが求められる。

オーバランＲＯＭ（もしくはＲＡＭ）２６は、様々な速
度値に対応するオーバラン沿を予めｉ己憶したものであ
る。同じく、オーバランＲＯＭ（もしくはＲＡＭ）２７
は、様々な加速度値に対応するオーバラン世を予め配憶
したものである。ここで、オーバラン社とは、ブレーキ
２の作′＃Ｊ開始位置から実際にロッド２１が停止する
位ｊＰｔまでの距朧であり、このオーバラン紙を様々な
速度及び加速度に対応して予め測定しく学習させ）、こ
れを１ｃＯ？／Ｉ　（またはＲＡＭ）２６．２７に記憶
しておく。−例として第３図に示したように、オーバラ
ン蛍は加速度が有る場合は（つまり立上り期間では）は
ぼ加速度に従翔して（速度も適宜加味されて）決定され
る。また、定速期間に入ると、はぼそのときの速度に応
じてオーバラン量が決定される。従って、速度及び加速
度のみならず、停止させようとＴる位置がどこであるか
、つまり移動設定部がどれだけであるか、ということも
オーバラン祉を予測する場合に重要となる。

現在の速度データ■及び加速度データＤ、に応じてＲＯ
Ｍ２６．２７から夫々読み出されたオーバラン・識デー
タ０ＶＲ１，０ＶＲ２はオーバラン赦演尊１廟路２８に
与えられる。オーバラン量演算回路２８は、現速度に応
じた予６１Ｊオーバラン・酸データＯＲ１と、９１ｔ７
７０速度に応じた予測オーバラン量６・データＯＲ２と
、設定器２９で設定された移動設定ｉ＠（目標値）　Ｓ
ｘとをパラメータとして実際のオーバラン鷲を予測する
データＯＶ　Ｒを、計算、選択、混合等を含む波力゛操
作１こよって求める。−例として、演机回路２８では、
移動設定値Ｓｘ力Ｓ所定の立上り期間に禍している場合
は加速度に対応したオーバラン叛データ０ＶＲ２をＯＶ
Ｒとして選択し、構し°ζいない場合は速度に対応した
オーバラン蛍データ０ＶＲ１をＯＶ　Ｒとして選択する
。別の一例として、加速度に対応するデータ０ＶＲ２と
速度に対応するデータ０ＶＲＩとを夫々移動設定ｌｌｌ
ｌＳｘに応じた所定の比率で混合したものをＯＶＲとし
て出力する。仁の場合は、移′＃ｈ設定ｆｌｕＳｘ　ｉ
こ応じて０ＶＲ１用及び０ＶＲＺ用の比率データを夫々
読み出すメモリを設けるとよい。

史に別の例として、　：ｉ！ｌ！［に対応するデータ０
ＶＲ１と加速度に対応するデータ０ＶＲ２のうち大きい
方をＯＶＲとして選択するようにしてもよい。

史に別の例として、移噛設定値Ｓｘに対応して予邸１オ
ーバラン璽を冶ｔみ出すメモリを含み、このメモリから
読み出したデータをｏｖｔｉ及びＯＶ　Ｒ２に工６じて
適宜増減してＯＶＲとして出力しＣもよい。また、県に
別の例として、上述の各別において１．＃吻設定１［Ｓ
ｘの代わりに移動開始時から現在４点までの時間データ
（または位置データＤｘを用いてもよい。また、上記各
別において移動設定１ｍ　Ｓｘは原点からの絶対値であ
っても任意の移動開始点からの変位量であってもよい。

補償演算回路６０は、位置データＤｘの値をオーバラン
糧予測データＯＶＲに応じて増加または減少し、予測さ
れるオーバラン分を補償した値Ｄｘ。

に変更する。比較回路６１は、オーバラン補＠済みの位
置データＤｘｏと設定器２９で設定された移＃ｊｂ設定
値Ｓｘつまり停止設定位置とを比較する。

この比較タイミングあるいは比奴条件等はシーケンス回
路６２によってシリンダ１の全体のシーケンス動作に従
って制御される。比較回路６１の出力はドライブ回路６
６に与えられ、比較結果に応じて方向制御弁６、ブレー
キ弁６の切換駆動がなされる。

例えば、移動設定値Ｓｘが５ｍｍで、現位置データυＸ
が　３ｍｍまで来たときに速度、加速度及び設定Ｉｆ＆
Ｓｘによって決定されたオーバランＡ予測データＯＶＲ
がプラス２ｎｙｎであったとすると、そのときの補償済
み位置データＤｘｏが５ｍｒｎとなり、比ｌｅｕｏｇ３
ｉから一欽出力が生じ、ロッド２１を停止させるために
ブレーキ２がかけられる。このブレーキタイミングから
ほぼ２ｍｎｘのオーバランが生じ、望みの５ｍｍの位置
でロッド２１が停止する。ａ度、加速度及び移ａ設定値
を考慮してブレーキ制御を行なうので、立上り期間（第
３図参照）内の僅かな距離（例えば故ｍ乃至ａｌｏｍｒ
ｎ）でも移Ｔ！ＩＪＪ設定１ｍＳｘとして設定すること
ができ、その位置で正しく停止させることが可能である
。

ところで、シーケンス１ｇ’ＷＩｔ５２は、ロッド２１
の移−を開始したときの初期飛び出し量を最小に抑える
ために、方向切換弁６とブレーキ弁６の切換タイミング
を幾分ずらすように制御する。すなわら、ブレーキ弁３
の方を先に切換えてブレーキ２を解放しておき、その後
方向制御弁６を前進または後退のためのオン位置に切換
えてロッド２１のＵ−を開始する。このようにすれば、
ロッド２１が移動開始する瞬間においてブレーキ２によ
る反作用が働かず、ロッド２１が比較的滑らかに姑き出
し、初期飛び出しを少なくすることができる。

初期飛び出し社が少なくなれば、立上り期間における停
止制御可能な領域が増し、より一層僅かな設定１ｉ　Ｓ
ｘでも設定可能となる。

尚、補償演舞商略６０では移動設定値（目標値）　Ｓｘ
の方を増減補償する（例えば予測オーバラン雪合だけ減
少する）ようにしてもよい。更に、現在位置データ以と
目ＪＩＡ値Ｓｘの測方を夫々逼量袖慣しても同郷のオー
バラン補償効果を得ることができる。

ところで、シリンダの負荷条件の′Ｒ動あるいは経年変
化その他の要因によって、速度あるいは加速度と実際の
オーバラン量との関係が、オーバランＲＯＭ（またはＲ
ＡＭ）２６．２７に記憶されたものとは異なってくるこ
とがある。このようにオーバランＲＯＭ２６，２７の記
憶内等そのものが誤差を含むようになった場合は、上述
の構成だけではｉ′Ｅ確な停止位置決めを行なうことが
困難となる。この問題のｙｓ決のためには、この発明に
従って位置決めされた実際の停止位置とそのときの設定
値１！（目標位置）との誤差をそのＳ度記憶し、その次
の位置決め制御の際に最新の上記誤差を用いて予１ｕｌ
ｌオーパラｙｉｌＯＶＲ（あるいはＯＶＲ１、０ＶＲ２
ｅ　Ｌ）ｘｏ　）を修正してやり、修正した予測オーバ
ラン量を用いて位置データＤｘｏの補償演算をｈなうよ
うにするとよい。そのような予測オーバラン量の学習修
正は、−例として、第５図の実施例の一部分を第６図に
示すように変更することにより実現できる。

第６図において、誤差演算回路６４は、シリンダ１のピ
ストンロッド２１が停止制御１１（ブレーキ制、ｔｌｌ
）の後完全に停止したとき、停止位置決めされた実際の
位ｆｔ（Ｄｘがこれを表わしている）とそのときの停止
位置設定値Ｓｘとを比較し、両者間の誤差を正負符号付
きで求めるためのものである。

停止検出回路６５はそれまで移動していたロッド２１が
完全に停止したことを検出し、誤差演算回路６４に演算
命令を与える。この検出は速度データＤｖがゼロになっ
たこと、あるいはブレーキ作動時からの一定の時間経過
等にもとづき行なえる。

１４ｍ演算回蹟６４では演算命令にもとづき現位置デー
タＤｘと設’ｉｔｆ［ｓｘとの差を演算し、その結果を
誤差データとして偏差演算回路６８に与える。

個差演算（２）路３８の他の入力には、奇行なったばか
りの停止位置決め制−で使用した偏差データ（正負符号
付き）がバッファレジスタ６９を介して与えられ、この
偏差データの値を囲路６４からの誤差データの値に応じ
て増減変更する。この演算１ｇ回路６８は演算（ロ）略
６４と同様に回路６５からの誠算命令に従って演算可能
化される。偏差演算回路６８から出力された偏差データ
はＲＡＭ（読出し／４込み可能なメモリ）６６のデータ
入力に与えられる。ＲＡＭ３６のアドレス入力には設定
値（目標１ｉ１）＆が与えられており、書き込み命令入
力には停止検出回４６５から回＠５４．ＳＢに４えられ
た演算命令と同じものが与えられる。従って、シリンダ
の停止位置決め完了時に回路３４でボめられた設定位置
に対する実際の停止位置の誤優に関連した偏差データが
、ＲＡＭ３６におけるその設定位置に対応するアドレス
に薔き込まれる。もし、位置決めが正確であったならば
、演算回路３４から出力された誤差データはゼロであり
、演算ｌａｌ路３８からＲＡＭ３６に与えられる偏差デ
ータはバッファ３９から与えられたものと同じである。

位置決めに誤差があった場合は、回路６４の出力誤差デ
ータはその誤差に応じた正または負の値をもち、バッフ
ァ６９からの古い偏差データの値が誤差データ値に応じ
て変更（増加または減少）される。

バッファレジスタ６９は、ＲＡＭ６６から読み出された
偏差データを一時記憶するもので、この紀憧は少なくと
も前記慣算回路、５４．３８における誤差及び偏差の演
算が終了するまで保持される。

ＲＡＭ６６は位置決めｉｂ’ｌｊ　Ｈを行なっている間
中睨み出しモードにされるようになっており、位置決め
制御中に適宜の回路例えばシーケンス回路６２から読み
出し命令ｆｌｉ号が与えられる。従って、そのときの位
置決め制−において設定されている目橢位ＬｔＳｘに対
応するアドレスから偏差データが胱ろ出される。こうし
て読み出される偏差データは、合同アドレス入力された
目標設定値１１ｓｘの値と同じ値の目標設定位置に関し
て過去においてなされた最新の位置決め結果に応じて上
述のようにして求められ記憶されたものである。従って
シリンダ１の現在の負荷条件あるいは動作条件をできる
限り反映している最良の偏差データである。

こうしてＲＡＭ６６から続み出された偏差データは、も
し今回の位置決め制御においてこの偏差データに応じた
追加の補償（位置データＤｘを更に進めるまたは遅らせ
ること）を行なわなかったならば、この偏差データと５
ｌｉｔもしくはそれに近い誤差が設定位置Ｓｘと実際の
停止位置との間に生じるｃＪｒ　能性が大きいことを示
している。

オーバラン量演算回路２８と補償演算回路３０との間に
は修正演算回路６７が設けられており、位置決め制御を
行なっている間中前記ＲＡＭ３６から与えられるｉ＆析
の偏差データに従って、回路２８からの予測オーバラン
量ＯｖＲの値を修正し、修正された予測オーバラン量を
補償演算回路３０に与える。この修正演算は、例えば、
回路２８力）らの予ｄ１１１オーパラｙｉＯＶＲ１（対
してＲＡｖ６６からの＆新漬差データを加菖または減算
することによって行なわれる。前述の通り、ＲＡＭ３６
Ｆζ記憶された偏差データは、速度及び加速度に対応す
るオーバランＲＯＭ（またはＲＡＭ）２６゜２７のテー
ブルを作成したときのシリンダの負荷その他条件に対す
る′Ｒｆｒに知り得た該諸条件の変動分に対応している
。従って、上述の修正によって、そのようなシリンダ諸
条件の変動分を相殺した予測オーバラン量を得ることが
できる。こうして修正された予測オーバラン量を用いて
Ｗ、５図の例と同様の位置データ［）ｘの進相または遅
相補償を行なうことにより、シリンダ諸条件のＲ＃Ｊを
補償して本発明を＊ｍすることができる。

一方、ＲＡＭ５６からバッファレジスタ６９に与えられ
た偏差データは、上述の修正、補償演算が行なわれてい
るときつまり位置決め制御中は使用されないが、その後
、停止位置決めが完了したときに該偏差をそのときの位
置決め誤差に応じて変更するために前述の通り偏差演ｊ
１．回路３８で利用される。

なお、修正演算回路３７を破線ブロック３７ａ。

３７ｂ、３７ｃ、３７ｄで示す箇所に挿入しても詳述と
同等の作用効果を実現できる。

〔発明の効果〕

以上の通り、この発明によれば、復習機能を具備したこ
とにより、過去の位置決めにおける誤差を認識して、そ
の誤差がでないようにその後の位置決め制御においては
修正変更制御を行なうので。

個別のシリンダ毎にその使用条件や使用状態、負荷状態
等を反映させた最適の制御を行なうことができ、位置決
め精度を向上させることができる。

しかも、その場合に、停止目標値と実際の停止位置との
誤差をオフセットデータに加減累算して、該オフセット
データの値を絶えず更新するようにしているので、格別
の挙動実験式やデータ等を予め準備する必要がなく、極
めて簡単である。また、単に前回の位置決めにおける停
止誤差をそのままオフセットデータとして使用する場合
に比べて格段に精度のよいものとなる。

更に、この発明によれば、非接触的に、かつ位相方式で
、アブソリュートに、シリンダピストンロッド位置を検
出することができるので、復習機能と併せて用いること
により、より一屑精度が良く、かつ信頼性の高い位置決
めを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のブレーキ付空気圧シリンダの側断面図及
び流体圧回路図、第２図は第１図のブレーキ付空気圧シ
リンダの位置決定の制御系の従来例を示す電気的ブロッ
ク図、第３図は空気圧シリンダにおける移動量（移動設
定値）に応じた速度及び加速度及びオーバラン量の特性
の一例を示すグラフ、第４図はこの発明の一実施例に係
るブレーキ付空気シリンダの側断面図及び流体圧回路図
、第５図は同実施例における位置決め制御系の一例を示
す電気的ブロック図、第６図はこの発明の要部実施例を
示すもので、第５図の変更箇所につき抽出して示す電気
的ブロック図、である。 ｌ・・・シリンダ、２・・・ブレーキ、３・・・ブレー
キ弁、４・・・ブレーキ用シリンダ、５，２１・・・ピ
ストンロッド、６・・・方向制御弁、７・・・空気源、
８，９・・・絞り弁、２０・・・位置検出部、２１１１
・・・ロッドの心棒、２１ｂ・・・磁性リング、２１Ｃ
・・・非磁性スペーサ、２１ｄ・・・非磁性スリーブ、
２１ｅ・・・ピストン、２４・・・速度検出回路、２５
・・・加速度検出回路、２６．。 ２７・・・オーバランＲＯＭ、２８・・・オーバラン量
演算回路、２９・・・設定器、３０・・・補償演算回路
、３１・・・比較回路、３２・・・シーケンス回路、３
３・・・ドライブ回路、３４・・・誤差演算回路、３６
・・・偏差データＲＡＭ、３７・・・修正演算回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　流体圧シリンダにおけるピストンロッドの直線位置
   を検出するための位置検出手段と、 位置決め目標値を設定するための設定手段と、前記位置
   検出手段で求められた位置データと前記目標値との関係
   に応じて、前記シリンダに対して停止命令を供給し、該
   シリンダのピストンロッドの位置を前記目標値に対応す
   る位置に位置決めする制御手段と、 オフセットデータを記憶し、出力する記憶手段と、 このオフセットデータに応じて、前記制御手段において
   前記停止命令を供給するタイミングを決定する要因の１
   又は複数を修正し、これにより、該停止命令の供給タイ
   ミングが制御されるようにする修正手段と、 前記停止命令に従って前記ピストンロッドの停止位置決
   めが完了したとき前記目標値に対する実際のピストンロ
   ッド停止位置の誤差を検出する手段と、 検出した誤差を前記オフセットデータに加減累算し、前
   記記憶手段に記憶する該オフセットデータの値を更新す
   る演算手段と を具えた流体圧シリンダの位置決め制御装置。 ２　前記修正手段は、少なくとも前記位置データと前記
   目標値の一方の値を修正するものである特許請求の範囲
   第１項記載の流体圧シリンダの位置決め制御装置。 ３　流体圧シリンダと、 該シリンダ内で直線移動可能なピストン及び該ピストン
   に接続されたロッドと、 複数の１次コイル及び２次コイルを有し、前記シリンダ
   に固定され、前記ロッドに対して相対的に移動可能なコ
   イル部と、 前記ロッドの位置に応じて前記コイル部の磁気回路にお
   ける磁気抵抗を変化させるために、前記ロッドに設けら
   れた磁気抵抗変化部材と、 位相のずれた複数の基準交流信号によって前記各１次コ
   イルを個別に励磁する回路と、 前記各１次コイルに対応する２次コイルの出力を合計し
   て、前記ロッドの相対的直線位置に従って前記基準交流
   信号を位相シフトした出力信号を発生する出力回路と、 前記基準交流信号の所定の１つと前記出力回路からの出
   力信号との位相差を検出し、検出した位相差データをピ
   ストンロッド位置データとして出力する回路と、 位置決め目標値を設定するための設定手段と、前記前記
   ピストンロッド位置データと前記目標値との関係に応じ
   て、前記シリンダに対して停止命令を供給し、該シリン
   ダのピストンロッドの位置を前記目標値に対応する位置
   に位置決めする制御手段と、 前記停止命令に従って前記ピストンロッドの停止位置決
   めが完了したとき前記目標値に対する実際のピストンロ
   ッド停止位置の誤差を検出し、この検出誤差に応じてそ
   の後の前記制御手段における前記停止命令の供給タイミ
   ングを制御する学習手段と を具えた流体圧シリンダの位置決め制御装置。 ４　前記学習手段は、前記位置決めが完了した時に前記
   目標値に対する実際のピストンロッド停止位置の誤差を
   検出する手段と、検出した誤差に基づくオフセットデー
   タを記憶し、このオフセットデータを次の位置決め制御
   時に読み出す記憶手段と、このオフセットデータに応じ
   て、前記制御手段において前記停止命令を供給するタイ
   ミングを決定する要因の１又は複数を修正し、これによ
   り、該停止命令の供給タイミングが制御されるようにし
   た修正手段とを含むものである特許請求の範囲第３項記
   載の流体圧シリンダの位置決め制御装置。 ５　前記修正手段は、少なくとも前記位置データと前記
   目標値の一方の値を修正するものである特許請求の範囲
   第４項記載の流体圧シリンダの位置決め制御装置。