JPH048642B2 - - Google Patents

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つたが、最近
ではブレーキ付シリンダを用いることによつて任
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３
の切換えによつてブレーキ用シリンダ４が作動
し、これによりピストンロツド５にブレーキをか
けるようになつている。６はシンリンダ１のロツ
ド駆動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は駆動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
るための検出部１０は、ロツド５に常時接触して
該ロツド５の直線運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１０ｂ（第２図）とを含んでいる。
シリンダロツド５が原点位置にあるとき、原点セ
ツトスイツチ１１によつてカウンタ１２をリセツ
トし、以後エンコーダ１０ｂ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ロツ
ド位置を示しており、設定器１３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
よつて制御される。比較回路１４の出力がドライ
ブ回路１６に与えられ、方向制御弁６及びブレー
キ弁３を切換作動するためのドライブ信号が比較
結果に応じて該弁３，６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１３で設定
し、検出部１０を用いて測定したロツド５の現位
置がこの設定位置に一致したときブレーキ弁３を
切換えてブレーキ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、ロツド５を停止す
る。

ところで、ブレーキをかけてもロツド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講じられてい
ず、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前の位置でブレー
キをかけるようにしていたにすぎなかつた。しか
し、実際はオーバラン量はロツド５の移動速度に
応じて異なり、また、移動開始時（立上り時）の
過渡期では加速度にも応じてオーバラン量が異な
る。ロツド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第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
定に変動する。例えば、この不安定期は立上りの
30mm程度の範囲である。

従つて、従来のものは速度に応じたオーバラン
量を考慮したブレーキ制御がなされていなかつた
ため、停止精度に限界があつた。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
予測不可能であつたため適正なブレーキ制御が困
難であつたため、従来はこの部分でロツド５を停
止させることはできなかつた。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つた。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
えを同時に行なつていたため、ロツド５に駆動力
が与えられた状態で急激にブレーキ解除されるこ
とにより、ロツド５の初期飛び出し現象が激しか
つた。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、従来のロツド位置検出部１０はローラ１
０ａとロツド５の摩擦によつて変位が伝達される
ようになつていたため、スリツプが起きた場合、
位置検出が不正確となり、この点でも停止精度に
影響を与えていた。

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、マイクロコンピユ
ータによつて予め記憶して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
置と実際の停止市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、一種の学習
方式と言えるが、そのため演算が複雑である、と
いう欠点があつた。つまり、マイクロコンピユー
タによつて予め記憶して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
作成しなければならず、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、例えば、停電等の電源遮断が起こつた
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ツド
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ツドの位
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、オフセツトデータを記憶し、出力する
記憶手段と、このオフセツトデータに応じて、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、前記停止命令に従つ
て前記ピストンロツ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ツド停
止位置の誤差を検出する手段と、検出した誤差を
前記オフセツ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ツ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
されたロツドと、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、前記ロツド
に対して相対的に移動可能なコイル部と、前記ロ
ツ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、前記ロツドに
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つて前記各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、前記ロツドの相
対的直線位置に従つ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
タをピストンロツ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ツ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ツドの
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、前記停止命令に従つて前記ピストン
ロツ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ツ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、ピストンロツドの停止位
置決めが完了したとき目標位置に対する実際のピ
ストンロツ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
うにあたつて、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
ンダのピストンロツ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、オフセツトデータに応じて、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、ことは上記
従来の方式と同様である。しかし、本発明では、
オフセツ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
誤差を前記オフセツトデータに加減累算し、記憶
手段に記憶する該オフセツ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ツトデータが
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ツ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
ストンロツ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、ロツドの相対的直線位置
に従つて電気的基準交流信号を位相シフトした出
力信号を発生し、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ツド位置データとす
るので、アブソリユ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ツド２１の相対的な直線
位置を検出するための検出部２０は、非接触で該
ロツド位置を検出し得るものであり、実願昭57−
117826号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れた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２２
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
ツド２１と同心になるように該ロツド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。ロツド２１は、シリンダ１内のピス
トン２１ｅを一端に取付けた円柱形の心棒２１ａ
と、この心棒２１ａの周囲に軸方向に交互に嵌着
された複数の所定幅の環状の磁性リング２１ｂ及
び環状の非磁性スペーサ２１ｃと、これらの最外
周に嵌着された円筒状の非磁性体から成るスリー
ブ２１ｄとを含んでいる。非磁性スペーサ２１ｃ
は固形の非磁性物質または空気である。一例とし
て、各磁性リング２１ｂの長さ（幅）は「P/2」
（Ｐは任意の数）であり、スペーサ２１ｃも同様
であり、交互配列における１ピツチ分の間隔は
「Ｐ」である。この実施例において、コイルは４
つの相で動作するように設けられている。これら
の相を便宜上Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄなる符号を用いて区
別する。ロツド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
つずれるようになつており、例えばＡ相をコサイ
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
うになつている。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。各コイルの長さ
は磁性リング２１ｂの長さにほぼ等しく、「P/2」
である。第１図の例では、Ａ相のコイルＡ１，Ａ
２とＣ相のコイルＣ１，Ｃ２とが隣合つて設けら
れており、Ｂ相のコイルＢ１，Ｂ２とＤ相のコイ
ルＤ１，Ｄ２も隣合つて設けられている。また、
Ａ相とＢ相またはＣ相とＤ相のコイルの間隔は
「Ｐ（ｎ±1/4」（ｎは任意の自然数）である。この
構成によつて、ロツド２１（詳しくは磁性リン
グ）の直線変位に応じて各相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各相毎に90度づつずれる（従
つてＡ相とＣ相では180度ずれ、Ｂ相とＤ相とで
も180度ずれる）ようになつている。例えばＡ相
とＣ相の１次コイルＡ１及びＣ１を正弦信号
sinωtによつて互いに逆相で励磁し、２次コイル
Ａ２及びＣ２の出力を同相で加算する。Ｂ相とＤ
相も上述と同様に、１次コイルＢ１，Ｄ１を余弦
信号cosωtで逆相励磁し、２次コイルＢ２，Ｄ２
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、出力信号Ｙを得る。一方、これに
限らず、Ａ相とＣ相の１次コイルＡ１，Ｃ１を正
弦信号sinωtによつて同相で励磁し、２次コイル
Ａ２，Ｃ２を逆相接続し、Ｂ相とＤ相の１次コイ
ルＢ１，Ｄ１を余弦信号cosωtによつて同相で励
磁し、２次コイルＢ２，Ｄ２を逆相接続し、最終
的に２次コイル出力を加算するようにしてもよ
い。

検出部２０の出力信号Ｙは、下記式に示すよう
にロツド２１における磁性リング２１ｂの直線位
置に応じた位相角φだけ基準交流信号（sinωtま
たはcosωt）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（Ａ、Ｃ）と他方の対
（Ｂ、Ｄ）の励磁信号の電気的位相が90度ずれて
いるためである。

Ｙ＝Ksin（ωt＋φ） Ｋは諸種の条件に応じて定まる定数である。上
記式で表わされた出力信号Ｙの基準信号sinωtに
対応する位相ずれφを測定することにより、ロツ
ド２１の位置を検出することができる。

位相ずれ量φが全角2πのときロツド２１の変
位量は磁性リング２１ｂの１ピツチ長Ｐに相当す
る。すなわち、信号Ｙにおける電気的位相ずれ量
φによれば、距離Ｐの範囲内でアブソリユートな
直線位置が検出できるのである。距離Ｐを越えて
アブソリユートな直線位置を求めたい場合は、適
宜任意の手段（この検出精度は距離Ｐを１単位と
する粗いものでもよい）を併設してロツド２１に
おける個々の磁性リング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
ずれφにもとづく直線位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２３に与えられ、上述の電気的位相ずれ量
φが測定される。この測定値がロツド２１の現在
位置（シリンダストローク位置）を示すデータ
D_Xとして出力される。ロツド２１の移動速度及
び加速度を検出するために速度検出回路２４及び
加速度検出回路２５が設けられている。この実施
例では、速度及び加速度検出用の専用のセンサは
設けられていず、ロツド位置検出データD_Xを利
用して速度を検出し、検出した速度データD_Vを
利用して加速度を検出するようになつている。そ
のために、位置データD_Xが速度検出回路２４に
入力され、速度検出回路２４から出力された速度
データD_Vが加速度検出回路２５に入力される。

ロツド２１が任意の位置で静止している場合は
位置データD_Xはその位置を示す値を維持し、変
化しない。ロツド２１が或る速度で移動している
場合は、位置データD_Xの値はロツド市置の変化
に従つて時間的に変化する。従つて、速度検出回
路２４において所定単位時間（または期間）当り
の位置データD_Xの変化分を演算することにより
速度データD_Vが求まる。また、加速度検出回路
２５において所定単位時間（また期間）当りの速
度データD_Vの変化分を演算することにより加速
度データD〓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量を予め記憶
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
オーバラン量を予め記憶したものである。ここ
で、オーバラン量とは、ブレーキ２の作動開始位
置から実際にロツド２１が停止する位置までの距
離であり、このオーバラン量を様々な速度及び加
速度に対応して予め測定し（学習させ）、これを
ROM（またはRAM）２６，２７に記憶してお
く。一例として第３図に示したように、オーバラ
ン量は加速度が有る場合は（つまり立上り期間で
は）ほぼ加速度に従属して（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、ほぼ
そのときの速度に応じてオーバラン量が決定され
る。従つて、速度及び加速度のみならず、停止さ
せようとする位置がどこであるか、つまり移動設
定量がどれだけであるか、ということもオーバラ
ン量を予測する場合に重要となる。

現在の速度データD_V及び加速度データD〓に応
じてROM２６，２７から夫々読み出されたオー
バラン量データOVR１，OVR２はオーバラン量
演算回路２８に与えられる。オーバラン量演算回
路２８は、現速度に応じた予測オーバラン量デー
タOR１と、現加速度に応じた予測オーバラン量
データOR２と、設定器２９で設定された移動設
定値（目標値）S_Xとをパラメータとして実際の
オーバラ量を予測するデータOVRを、計算、選
択、混合等を含む演算操作によつて求める。一例
として、演算回路２８では、移動設定値S_Xが所
定の立上り期間に属している場合は加速度に対応
したオーバラン量データOVR２をOVRとして選
択し、属していない場合は速度に対応したオーバ
ラン量データOVR１をOVR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OVR２
と速度に対応するデータOVR１とを夫々移動設
定値S_X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。この場合は、移動設定値
ＳＸに応じてVOR１用及びOVR２用の比率デー
タを夫々読み出すメモリを設けるとよい。更に別
の例として、速度に対応するデータOVR１と加
速度に対応するデータOVR２のうち大きい方を
OVRとして選択するようにしてもよい。更に別
の例として、移動設定値S_Xに対応して予測オー
バラン量を読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OVR１及びOVR２に応じ
て適宜増減してOVRとして出力してもよい。ま
た、更に別の例として、上述の各例において、移
動設定値S_Xの代わりに移動開始時から現在時点
までの時間データ（または位置データD_Xを用い
てもよい。また、上記各例において移動設定値
S_Xは原点からの絶対値であつても任意の移動開
始点からの変位量であつてもよい。

補償演算回路３０は、位置データD_Xの値をオ
ーバラン量予測データ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
D_X0に変更する。比較回路３１は、オーバラン補
償済みの位置データD_X0と設定器２９で設定され
た移動設定値S_X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較条件等はシ
ーケンス回路３２によつてシリンダ１の全体のシ
ーケンス動作に従つて制御される。比較回路３１
の出力はドライブ回路３３に与えられ、比較結果
に応じて方向制御弁６、ブレーキ弁３の切換駆動
がなされる。

例えば、移動設定値S_Xが５mmで、現位置デー
タD_Xが３mmまで来たときに速度、加速度及び設
定値S_Xによつて決定されたオーバラン量予測デ
ータOVRがプラス２mmであつたとすると、その
ときの補償済み位置データD_X0が５mmとなり、比
較回路３１から一致出力が生じ、ロツド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２mmのオーバランが生
じ、望みの５mmの位置でロツド２１が停止する。
速度、加速度及び移動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（例えば数mm乃至数10mm）でも移動
設定値S_X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、シーケンス回路３２は、ロツド２１
の移動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３の切
換タイミングを幾分ずらすように制御する。すな
わち、ブレーキ弁３の方の先を切換えてブレーキ
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ツド２１
の移動を開始する。このようにすれば、ロツド２
１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、ロツド２１が比較的滑らかに動
き出し、初期飛び出しを少なくすることができ
る。初期飛び出し量が少なくなれば、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
かな設定値S_Xでも設定可能となる。

尚、補償演算回路３０では移動設定値（目標
値）S_Xの方を増減補償する（例えば予測オーバ
ラン量分だけ減少する）ようにしてもよい。更
に、現在位置データD_Xと目標値S_Xの両方を夫々
適量補償しても同等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変動あるいは
経年変化その他の要因によつて、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RAM）２６，２７に記憶された
ものとは異なつてくることがある。このようにオ
ーバランROM２６，２７の記憶内容そのものが
誤差を含むようになつた場合は、上述の構成だけ
では正確な停止位置決めを行なうことが困難とな
る。この問題の解決のためには、この発明に従つ
て位置決めされた実際の停止位置とそのときの設
定位置（目標位置）との誤差をその都度記憶し、
その次の位置決め制御の際に最新の上記誤差を用
いて予測オーバラン量OVR（あるいはOVR１，
OVR２，D_X0）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D_X0の補償演算を
行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、一例として、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３４は、シリン
ダ１のピストンロツド２１が停止制御（ブレーキ
制御）の後完全に停止したとき、停止位置決めさ
れた実際の位置（D_Xがこれを表わしている）と
そのときの停止市設定値S_X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３５はそれまで移動していたロ
ツド２１が完全に停止したことを検出し、誤差演
算回路３４に演算命令を与える。この検出は速度
データD_Vがゼロになつたこと、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。誤差演算回路３４では演算命令にもとづき
現位置データD_Xと設定値S_X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３８に与
える。偏差演算回路３８の他の入力には、今行な
つたばかりの停止位置決め制御で使用した偏差デ
ータ（正負符号付き）がバツフアレジスタ３９を
介して与えられ、この偏差データの値を回路３４
からの誤差データの値に応じて増減変更する。こ
の演算回路３８は演算回路３４と同様に回路３５
からの演算命令に従つて演算可能化される。偏差
演算回路３８から出力された偏差データはRAM
（読出し／書込み可能なメモリ）３６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（目標値）S_Xが与えられており、書き込
み命令入力には停止検出回路３５から回路３４，
３８に与えられた演算命令と同じものが与えられ
る。従つて、シリンダの停止位置決め完了時に回
路３４で求められた設定位置に対する実際の停止
位置の誤差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書き
込まれる。もし、位置決めが正確であつたなら
ば、演算回路３４から出力された誤差データはゼ
ロであり、演算回路３８からRAM３６に与えら
れる偏差データはバツフア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つた場合
は、回路３４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、バツフア３９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。

バツフアレジスタ３９は、RAM３６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
記憶は少なくとも前記演算回路３４，３８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。

RAM３６は位置決め制御を行なつている間中
読み出しモードにされるようになつており、位置
決め制御中に適宜の回路例えばシーケンス回路３
２から読み出し命令信号が与えられる。従つて、
そのときの位置決め制御において設定されている
目標位置S_Xに対応するアドレスから偏差データ
が読み出される。こうして読み出される偏差デー
タは、今回アドレス入力された目標設定位置S_X
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。従つて
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RAM３６から読み出された偏差デ
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D_Xを
更に進めるまたは遅らせること）を行なわなかつ
たならば、この偏差データと同量もしくはそれに
近い誤差が設定位置S_Xと実際の停止位置との間
に生じる可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３７が設けられており、
位置決め制御を行なつている間中前記RAM３６
から与えられる最新の偏差データに従つて、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
に与えられる。この修正演算は、例えば、回路２
８からの予測オーバラン量OVRに対してRAM３
６からの最新偏差データを加算または減算するこ
とによつて行なわれる。前述の通り、RAM３６
に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）２６，２
７のテーブルを作成したときのシリンダの負荷そ
の他条件に対する最新に知り得た該諸条件の変動
分に対応している。従つて、上述の修正によつ
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第５図の
例と同様の位置データD_Xの進相または遅相補償
を行なうことにより、シリンダ諸条件の変動を補
償して本発明を実施することができる。

一方、RAM３６からバツフアレジスタ３９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算回路３８で利
用される。

なお、修正演算回路３７を破線ブロツク３７
ａ，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ツトデータ加減累算し
て、該オフセツ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
のままオフセツ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、アブソリユートに、シリンダピストン
ロツ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、より一層精度が良
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ツク図、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ツク図、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ツク図、である。 １……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…
…ピストンロツド、６……方向制御弁、７……空
気源、８，９……絞り弁、２０……位置検出部、
２１ａ……ロツドの心棒、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、３３……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ツドの直
   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ツ
   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、 オフセツトデータを記憶し、出力する記憶手段
   と、 このオフセツトデータに応じて、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、 前記停止命令に従つて前記ピストンロツドの停
   止位置決めが完了したとき前記目標値に対する実
   際のピストンロツ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ツトデータに加減累
   算し、前記記憶手段に記憶する該オフセツトデー
   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ツドと、 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、前記ロツドに対して相対的
   に移動可能なコイル部と、 前記ロツ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
   ロツ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つて前記
   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、前記ロツドの相対的直線位置に従つ
   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ツ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ツ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ツドの位
   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、 前記停止命令に従つて前記ピストンロツドの停
   止位置決めが完了したとき前記目標値に対する実
   際のピストンロツ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ツド停止
   位置の誤差を検出する手段と、検出した誤差に基
   づくオフセツトデータを記憶し、このオフセツト
   データを次の位置決め制御時に読み出す記憶手段
   と、このオフセツトデータに応じて、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。