JPH04370406A - シリンダ装置の動作制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はブレーキ機構、ロック
機構、ストッパー機構を一体あるいは別体として備えた
シリンダ装置の動作制御方法及びその装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、鋼板等を一直線に多数溶接する場
合のスライドテーブル又は溶接ガンの移動と位置決めに
ブレーキ機構付エアシリンダが使用されている。このエ
アシリンダにはプレッシャセンタータイプの３位置５ポ
ート電磁弁が使用され、ブレーキ解除操作用に３ポート
電磁弁が使用されている。シリンダを中間停止させるた
めに、シリンダのピストンの内側の室が加圧されており
、力のバランスを取るため、減圧弁をシリンダのキャッ
プ側に設けている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述したブ
レーキ機構を備えたエアシリンダの動作制御装置は、ブ
レーキ解除時にシリンダのピストンが移動する可能性が
ある場合には、その可能性を抑制して、安全にブレーキ
解除動作することができる制御を行うためには、ブレー
キ解除操作タイミングと、シリンダへのエアの加圧条件
を考え、複雑な制御が必要であるという問題があった。

【０００４】この発明の目的は、ブレーキ解除時にシリ
ンダのピストンが移動する可能性がある場合には、その
可能性を抑制して、安全にブレーキ等の係止機構を解除
動作することができるとともに、複雑な制御を行わなく
ても済むシリンダ装置の動作制御方法及びその装置を提
供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記目的を達成するため、シリンダ装置のピストンがブ
レーキ、ロック、ストッパ等の係止機構により係止され
た状態において、シリンダ装置のピストンの前後に形成
される一対の作動室の加圧、非加圧状態を判断して、両
作動室の一方又は両方の作動室が非加圧状態の時、前記
係止機構の係止解除動作に先行して、非加圧状態の作動
室へ一時的に加圧流体を供給した後、前記係止機構の係
止を解除するという方法をとっている。

【０００６】又、請求項２記載の発明は、圧力流体供給
源からの圧力流体によりピストンが往復動されるシリン
ダ装置の前記ピストンの前後に形成された両作動室と前
記圧力流体供給源との間に接続した場合に、両作動室の
圧力流体を排出させる位置と、両作動室に圧力流体を供
給する位置と、いずれか一方の作動室に圧力流体を供給
する二つの位置との計四位置に切り換え可能な位置切換
動作機構を備えた切換弁と、前記位置切換動作機構に接
続され、該機構の位置切換動作を制御する位置切換動作
制御回路と、前記シリンダ装置のブレーキ、ロック、ス
トッパ等の係止機構に接続され、該係止機構の解除動作
を制御する係止機構解除動作制御回路と、前記シリンダ
の両作動室に圧力流体が供給されているか否かを判別す
る流体供給有無判別回路と、前記流体供給有無判別回路
により両作動室の少なくとも一つの作動室に流体が供給
されていないと判別された場合には、動作指令回路から
出力された係止機構の係止解除動作を所定時間遅延させ
る係止解除動作遅延回路と、係止解除動作に先行してシ
リンダの非加圧作動室へ圧力流体を所定時間供給するた
めの流体補給動作指令回路とにより構成している。

【０００７】

【作用】請求項１記載の発明は、シリンダ装置の係止機
構の係止状態が解除される以前に、ピストンの前記に位
置する非加圧状態の作動室に一時的に加圧流体が供給さ
れるので、係止機構が解除された場合に、シリンダ装置
のピストンが不用意に移動することはない。

【０００８】又、請求項２記載の発明は係止機構が動作
された状態において、動作指令回路から係止機構解除動
作指令が出力されて、流体供給有無判別回路により、シ
リンダの両作動室のうちいずれか一方の作動室が非加圧
状態と判断されると、係止解除動作遅延回路により係止
機構の解除動作が一時的に遅延され、流体補給動作指令
回路が動作されて、非加圧作動室に圧力流体が一時的に
供給される。このため、所定時間経過後、係止機構の解
除動作が行われても、ピストンが不用意に移動すること
はなく、解除動作が安全に行われる。又、複雑な制御動
作を行う必要はない。

【０００９】

【実施例】以下、この発明を具体化した第１実施例を図
面に基づいて説明する。図１に示すようにエアシリンダ
の本体１内のピストン２にはロッド３が連結され、負荷
Ｗが支持されている。シリンダ本体１内に形成される前
後一対の作動室１ａ，１ｂには管路４，５を通して四位
置切換弁６が接続され、該切換弁６には管路７を介して
エアポンプ等の圧力流体供給源８が接続されている。こ
の切換弁６の切り換えにより、流体供給源８からシリン
ダ本体１の両作動室１ａ，１ｂにエア等の圧力流体が選
択的に供給される。又、前記管路４，５にはチェック付
可変絞り弁９，１０が接続されている。

【００１０】前記切換弁６は、シリンダ本体１の両作動
室１ａ，１ｂ内の圧力流体を排出させる位置Ｐ１と、両
作動室１ａ，１ｂに圧力流体を供給する位置Ｐ２と、一
方の作動室１ａに圧力流体を供給する位置Ｐ３と、他方
の作動室１ｂに圧力流体を供給する位置Ｐ４との四位置
に切り換え可能に構成されている。次に、前記切換弁６
の構成について説明すると、図２に示すように、弁框１
１はブロック状に形成され、その内部には長手方向に延
びる弁室１２が設けられている。一対の第１弁座１３は
弁室１２内の中央部に所定間隔をおいて形成され、この
第１弁座１３の外側にそれぞれ所定間隔をおいて対応す
るように、弁室１２内には一対の第２弁座１４が形成さ
れている。

【００１１】１つの入力ポート１５は前記両第１弁座１
３間において弁室１２に開口するように弁框１１に形成
され、入力通路１６を介して前記流体供給源８に接続さ
れている。２つの出力ポート１７，１８は第１弁座１３
と第２弁座１４との間において弁室１２にそれぞれ開口
するように弁框１１に形成され、出力通路１９，２０を
介して前記シリンダ本体１の両作動室１ａ，１ｂに接続
されている。２つの排出ポート２１，２２は第２弁座１
４の外側において弁室１２にそれぞれ開口するように弁
框１１に形成され、図示しない排出部に連結されている
。

【００１２】一対のスプール２３，２４は前記弁室１２
内に一軸線方向へ移動可能に設けられ、その外周には第
１及び第２弁座１３，１４に接離可能に対向する第１及
び第２弁部２５，２６が設けられている。一対のパイロ
ット弁２７，２８は弁框１１上に装設され、弁室１２の
中央部と両端部との間のパイロット通路２９，３０を開
閉制御する。

【００１３】又、前記両スプール２３，２４の対向面２
３ａ，２４ａには入力ポート１５の入力圧が付与され、
両スプール２３，２４の背面２３ｂ，２４ｂには各パイ
ロット弁２７，２８からのパイロット圧が付与されるよ
うになっている。さらに、各スプール２３，２４に付与
されるパイロット圧が入力圧よりも大きくなるように、
スプール２３，２４の背面２３ｂ，２４ｂ側の受圧面積
が、対向面２３ａ，２４ａ側の受圧面積よりも大きく形
成されている。

【００１４】そして、前記一対のパイロット弁２７，２
８が、両弁２７，２８のオフ状態、両弁２７，２８のオ
ン状態、又はいずれか一方の弁２７，２８のオン状態に
選択的に作動されることにより、図２に示すように、一
対のスプール２３，２４が、両出力ポート１７，１８を
入力ポート１５から閉鎖すると共に排出ポート２１，２
２に連結して、シリンダ本体１の両作動室１ａ，１ｂか
ら圧力流体を排出させる位置Ｐ１と、両出力ポート１７
，１８を入力ポート１５に開放して、シリンダ本体１の
両作動室１ａ，１ｂに圧力流体を供給する位置Ｐ２と、
いずれか一方の出力ポート１７，１８を入力ポート１５
に開放すると共に、他方の出力ポート１７，１８を排出
ポート２１，２２に連結して、シリンダ本体１のいずれ
か一方の作動室１ａ，１ｂに圧力流体を供給する位置Ｐ
３，Ｐ４との四位置に切り換えられる。

【００１５】図１に示すように、流体圧シリンダを利用
したブレーキ３１は前記シリンダ本体１に設けられ、ロ
ッド３の外側に圧接されて、負荷Ｗに制動力が付与され
る。このブレーキ３１は管路３２を介して前記圧力流体
供給源８に接続されている。そして、該管路３２には前
記ブレーキ３１を解除動作するブレーキ解除用電磁弁３
３が接続され、この電磁弁３３が通電により切り換えら
れたとき、流体供給源８からブレーキ３１に圧力流体が
供給されて、負荷Ｗに対する制動力が解除される。

【００１６】次に、前記四位置切換弁６のパイロット弁
２７，２８を動作して位置切換を行う位置切換動作制御
回路３５及び予め設定されたプログラムに基づいて位置
切換動作指令を出力する動作指令回路３６、さらにブレ
ーキ解除動作制御回路３７について説明する。図３に示
すように前記パイロット弁２７，２８はリード線４２Ａ
，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄにより直流電源４１と接続さ
れている。前記リード線４２Ｂ，４２Ｃ及び４２Ｃ，４
２Ｄには、第１，第２のトランジスタＴＲ１，ＴＲ２が
接続され、パイロット弁２７，２８を動作するようにし
ている。又、前記ブレーキ解除用電磁弁３３はリード線
４２Ａ，４２Ｆにより直流電源４１と接続されている。 リード線４２Ａ，４２Ｆには第３トランジスタＴＲ３が
接続され、電磁弁３３をオン動作するようにしている。 動作指令回路３６はマイクロコンピュータを主体とする
動作信号出力回路４３を備えている。この出力回路４３
により前記第１〜第３のトランジスタＴＲ１〜ＴＲ３が
所定のタイミングでオン、オフ動作されるようにしてい
る。

【００１７】前記電源４１と第３トランジスタＴＲ３の
間にはブレーキ解除動作に先行してシリンダの非加圧作
動室１ａ，１ｂへ圧力流体を所定時間供給するための流
体補給動作指令回路を構成する第１，第２のワンショッ
トパルス発生回路４４，４５が互いに並列に接続され、
第３トランジスタＴＲ３がオン動作されると、パルス電
圧を出力するようにしている。このパルス電圧の時間幅
は、可変抵抗器ＶＲ１，ＶＲ２により調整されるように
している。又、前記パイロット弁２７と第３トランジス
タＴＲ３は第４トランジスタＴＲ４を介して接続され、
該第４トランジスタＴＲ４は抵抗Ｒ１を介して前記第１
ワンショットパルス発生回路４４に接続されている。同
様に、前記パイロット弁２８と第３トランジスタＴＲ３
は第５トランジスタＴＲ５を介して接続され、該第５ト
ランジスタＴＲ５は抵抗Ｒ３を介して前記第２ワンショ
ットパルス発生回路４５に接続されている。なお、図３
中のＲ２，Ｒ４はトランジスタＴＲ４，ＴＲ５のベース
電位設定用の抵抗である。又、Ｄ１〜Ｄ４は電流の逆流
防止用ダイオードである。

【００１８】前記電源４１と第１，第２トランジスタＴ
Ｒ１，ＴＲ２との間には、ブレーキ解除動作を所定時間
遅らせるためのブレーキ動作遅延回路としてのオンディ
レイ回路４６がリード線４７により接続されている。こ
のリード線４７の分岐部にはアンド回路４８が接続され
ている。さらに、前記電磁弁３３と第３トランジスタＴ
Ｒ３の間にはリード線４２Ｆにより第６トランジスタＴ
Ｒ６が接続され、このトランジスタＴＲ６のベース端子
は抵抗Ｒ８を介してオンディレイ回路４６の出力端子に
接続されている。なお、Ｒ９はトランジスタＴＲ６のベ
ース電位設定用の抵抗である。

【００１９】前記電源４１と第１トランジスタＴＲ１の
間には抵抗Ｒ５及び第１発光ダイオードＬＤ１が接続さ
れ、該第１トランジスタＴＲ１がオン動作されると、点
灯され動作表示するようにしている。同様に前記電源４
１と第２，第３のトランジスタＴＲ２の間には抵抗Ｒ６
，Ｒ７及び第２，第３発光ダイオードＬＤ２，ＬＤ３が
接続され、該第２，第３トランジスタＴＲ２，ＴＲ３が
オン動作されると、点灯され動作表示するようにしてい
る。

【００２０】又、前記電源４１と第４トランジスタＴＲ
４の間には抵抗Ｒ１０及び第４発光ダイオードＬＤ４が
接続され、該第４トランジスタＴＲ４がオン動作される
と、点灯され動作表示するようにしている。同様に前記
電源４１と第５，第６のトランジスタＴＲ５，ＴＲ６の
間には抵抗Ｒ１１，Ｒ１２及び第５，第６発光ダイオー
ドＬＤ５，ＬＤ６が接続され、該第５，第６トランジス
タＴＲ５，ＴＲ６がオン動作されると、点灯され動作表
示するようにしている。なお、抵抗Ｒ１０及び第４発光
ダイオードＬＤ４、抵抗Ｒ１１及び第５発光ダイオード
ＬＤ５にはサージ吸収用のダイオードＺＤ１，ＺＤ２，
ＺＤ３がそれぞれ並列に接続されている。

【００２１】次に、前記のように構成したシリンダの動
作制御装置について、その作用を図３及び図４により説
明する。今、図３は各トランジスタＴＲ１〜ＴＲ３がオ
フされて、電磁弁３３が停止され、シリンダのロッド３
がブレーキ３１により制動されるとともに、パイロット
弁２７，２８が停止されて四位置切換弁６が位置Ｐ１に
保持され、シリンダ本体１内の作動室１ａ，１ｂが非加
圧状態を示す。

【００２２】この状態において動作信号出力回路４３か
らのブレーキ解除動作信号により第３トランジスタＴＲ
３がオンされると、第１，第２ワンショットパスル発生
回路４４，４５がオン動作され、両回路からパルス電圧
Ｅｐ　が出力される。その結果第４トランジスタＴＲ４
，第５トランジスタＴＲ５に所定時間パルス電圧が印加
されて、両トランジスタＴＲ４，ＴＲ５がオン動作され
、電源４１によりパイロット弁２７，２８が所定時間動
作される。このため切換弁６が位置Ｐ１から位置Ｐ２に
切り換えられ、圧力流体供給源８から管路４，５及び切
換弁６を通して圧力流体が作動室１ａ，１ｂに一時的に
供給される。

【００２３】同時に、前述したブレーキ解除信号が第３
トランジスタＴＲ３に出力されると、オンディレイ回路
４６に入力され、所定時間経過後に、オンディレイ回路
４６から動作信号が抵抗Ｒ８を通して第６トランジスタ
ＴＲ６のベース端子に印加され、電磁弁３３がオン動作
されてブレーキ３１が解除される。この時点においては
、すでに作動室１ａ，１ｂに圧力流体が供給されている
ため、ピストンの不用意な動作が防止される。

【００２４】又、図４に示すように第１トランジスタＴ
Ｒ１がオン動作され、第２トランジスタＴＲ２がオフ動
作されて、切換弁６が位置Ｐ３に切り換えられた状態に
おいて、ブレーキ解除信号が第３トランジスタＴＲ３に
出力されて、該トランジスタＴＲ３がオン動作されると
、第２ワンショットパルス発生回路４５により前述した
ようにパイロット弁２８が動作されて、作動室１ｂに一
時的に圧力流体が供給されるので、ピストン２に作用す
る作動室１ａの圧力が相殺され、このため所定時間経過
後に、オンディレイ回路４６が動作されて、ブレーキ３
１が解除されても、ピストン２の不用意な動作が防止さ
れる。

【００２５】又、図４に示すように第１トランジスタＴ
Ｒ１がオフ動作され、第２トランジスタＴＲ２がオン動
作されて、切換弁６が位置Ｐ４に切り換えられた状態に
おいて、ブレーキ解除信号が第３トランジスタＴＲ３に
出力されて、該トランジスタＴＲ３がオン動作されると
、第１ワンショットパルス発生回路４４により前述した
ようにパイロット弁２７が動作されて、作動室１ａに一
時的に圧力流体が供給されるので、ピストン２に作用す
る作動室１ｂの圧力が相殺され、このため所定時間経過
後に、オンディレイ回路４６が動作されて、ブレーキ３
１が解除されても、ピストン２の不用意な動作が防止さ
れる。

【００２６】さらに、図４に示すように、第１トランジ
スタＴＲ１及び第２トランジスタＴＲ２がともにオン動
作されて、切換弁６が位置Ｐ２に切り換えられた状態に
おいて、ブレーキ解除信号が第３トランジスタＴＲ３に
出力されて、該トランジスタＴＲ３がオン動作された場
合には、アンド回路４８が既に動作されているので、第
６トランジスタＴＲ６がオン状態となっており、このた
め第３トランジスタＴＲ３がオン動作されると同時に電
磁弁３３が動作されて、ブレーキ３１が解除されるが、
この場合には両作動室１ａ，１ｂ内にそれぞれ圧力流体
が最初から存在するので、ピストン２が不用意に動作さ
れることはない。

【００２７】次に、この発明の第２実施例を図５に基づ
いて説明する。この実施例では第１実施例の動作制御回
路３５及び動作指令回路３６に対し、逆流防止用のダイ
オードＤ１０，Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ１３を介して手動操
作用のスイッチＳＷ１，ＳＷ２を接続している。従って
この実施例ではスイッチＳＷ１をオンすると、第１，第
２ワンショットパルス発生回路４４，４５が動作され、
作動室１ａ，１ｂに供給される圧力流体による加圧状態
が確認できるので、可変抵抗ＶＲ１，ＶＲ２によるパル
ス電圧Ｅｐ　の時間幅の調整を容易に行うことができる
。 従って、この実施例では動作指令回路３６が機能してい
ない場合にも、スイッチＳＷ１及びＳＷ２により、シリ
ンダの加圧及びブレーキの解除信号を与えることができ
、動作制御回路３５の機能によりピストン２の不用意な
動作を防止しながら、動作確認ができる。又、動作指令
回路３６が存在しない場合にも、制御回路３５に電源を
供給しておけば、スイッチＳＷ１，ＳＷ２によりシリン
ダの動作確認を安全に行うことができる。

【００２８】なお、この発明は前記実施例に限定される
ものではなく、例えば、シリンダとしてロッドレスシリ
ンダを使用したり、ブレーキとして電磁ブレーキを使用
したり、あるいはブレーキに代えてロック機構やストッ
パーを使用したりする等、この発明の趣旨を変更しない
範囲で構成を任意に変更して具体化することもできる。

【００２９】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明は係止機
構の係止解除動作時にピストンが不用意に動作されるの
を防止することができるとともに、制御動作を簡素化す
ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明をブレーキ付シリンダの動作制御装置
に具体化した第１実施例を示す略体ブロック回路図であ
る。

【図２】四位置切換弁を示す断面図である。

【図３】シリンダの動作を制御する電気回路図である。

【図４】ブレーキの解除動作タイミングを示す説明図で
ある。

【図５】この発明の第２実施例を示す電気回路図である
。

【符号の説明】

１　　シリンダ本体、１ａ，１ｂ　　作動室、２　　ピ
ストン、３　　ロッド、６　　四位置切換弁、８　　圧
力流体供給源、３１　　ブレーキ、３３　　ブレーキ解
除用電磁弁、３５　　位置切換動作制御回路、３６　　
動作指令回路、３７　　ブレーキ解除動作制御回路、４
４（４５）　　流体補給動作指令回路を構成する第１（
第２）ワンショットパルス発生回路、４６　　ブレーキ
動作遅延回路を構成するオンディレイ回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　シリンダ装置のピストンがブレーキ、
   ロック、ストッパ等の係止機構により係止された状態に
   おいて、シリンダ装置のピストンの前後に形成される一
   対の作動室の加圧、非加圧状態を判断して、両作動室の
   一方又は両方の作動室が非加圧状態の時、前記係止機構
   の係止解除動作に先行して、非加圧状態の作動室へ一時
   的に加圧流体を供給した後、前記係止機構の係止を解除
   することを特徴とするシリンダ装置の動作制御方法。
2. 【請求項２】　　圧力流体供給源からの圧力流体により
   ピストンが往復動されるシリンダ装置の前記ピストンの
   前後に形成された両作動室と前記圧力流体供給源との間
   に接続した場合に、両作動室の圧力流体を排出させる位
   置と、両作動室に圧力流体を供給する位置と、いずれか
   一方の作動室に圧力流体を供給する二つの位置との計四
   位置に切り換え可能な位置切換動作機構を備えた切換弁
   と、前記位置切換動作機構に接続され、該機構の位置切
   換動作を制御する位置切換動作制御回路と、前記シリン
   ダ装置のブレーキ、ロック、ストッパ等の係止機構に接
   続され、該係止機構の解除動作を制御する係止機構解除
   動作制御回路と、前記シリンダの両作動室に圧力流体が
   供給されているか否かを判別する流体供給有無判別回路
   と、前記流体供給有無判別回路により両作動室の少なく
   とも一つの作動室に流体が供給されていないと判別され
   た場合には、動作指令回路から出力された係止機構の係
   止解除動作を所定時間遅延させる係止解除動作遅延回路
   と、係止解除動作に先行してシリンダの非加圧作動室へ
   圧力流体を所定時間供給するための流体補給動作指令回
   路とにより構成したことを特徴とするシリンダ装置の動
   作制御装置。