JPH05172103A - ステッピングシリンダーの制御方法 - Google Patents
ステッピングシリンダーの制御方法Info
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- JPH05172103A JPH05172103A JP33733891A JP33733891A JPH05172103A JP H05172103 A JPH05172103 A JP H05172103A JP 33733891 A JP33733891 A JP 33733891A JP 33733891 A JP33733891 A JP 33733891A JP H05172103 A JPH05172103 A JP H05172103A
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 16
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 シリンダー本体１内の第１油圧室２内に配置
されたピストンロッド３内に、このピストンロッド３に
形成されたパイロット用連通穴4 を介して、ピストンロ
ッド３の移動を制御するスプール弁５を配置し、このス
プール弁５の移動をステッピングモータ９により、制御
するようにして、スプール弁５の移動にピストンロッド
３の出退動作を追従させるようにしたステッピングシリ
ンダーの制御方法であって、シリンダー本体１のピスト
ンロッド３の出退量が設定値となるように、パイロット
用連通穴内を流れる油の流量特性およびピストンロッド
３に作用する負荷を考慮して、ステッピングモータ９に
入力信号を与える方法である。 【効果】 ステッピングモータへの入力信号を設定値に
する場合に比べて、ピストンロッドの出力値を所定の設
定値に精度よく追従させることができる。
されたピストンロッド３内に、このピストンロッド３に
形成されたパイロット用連通穴4 を介して、ピストンロ
ッド３の移動を制御するスプール弁５を配置し、このス
プール弁５の移動をステッピングモータ９により、制御
するようにして、スプール弁５の移動にピストンロッド
３の出退動作を追従させるようにしたステッピングシリ
ンダーの制御方法であって、シリンダー本体１のピスト
ンロッド３の出退量が設定値となるように、パイロット
用連通穴内を流れる油の流量特性およびピストンロッド
３に作用する負荷を考慮して、ステッピングモータ９に
入力信号を与える方法である。 【効果】 ステッピングモータへの入力信号を設定値に
する場合に比べて、ピストンロッドの出力値を所定の設
定値に精度よく追従させることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ステッピングシリンダ
ーの制御方法に関する。
ーの制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、機械の高精度化が進み、油圧シリ
ンダーのディジタル制御化の方式として、ステッピング
シリンダーが使用されている。
ンダーのディジタル制御化の方式として、ステッピング
シリンダーが使用されている。
【０００３】このステッピングシリンダーは、図４に示
すように、シリンダー本体１と、このシリンダー本体１
の内部に形成された第１油圧室２に配置されたピストン
ロッド３と、このピストンロッド３の内部に形成された
第２油圧室４内に摺動自在に配置されるとともに、ロッ
ド寄り位置に第１連通用凹部５ａおよびピストン寄り位
置に第２連通用凹部５ｂが形成され、さらにこれら両連
通用凹部５ａ，５ｂ間の部分が閉塞部５ｃとされたスプ
ール弁５と、上記シリンダー本体１のヘッド側端部に回
転自在に挿通支持されるとともにそのおねじ部６ａが上
記スプール弁５に螺合挿通されたねじ軸体６と、このね
じ軸体６を、その外端部に取り付けられた従動側歯車７
およびこの従動側歯車７に噛合する駆動側歯車８を介し
て回転させるステッピングモータ９と、このステッピン
グモータ９を制御するコントローラ１０と、上記従動側
歯車７に噛合する検出歯車１１を介してスプール弁５の
位置を検出するためのシンクロ発振器１２とから構成さ
れている。
すように、シリンダー本体１と、このシリンダー本体１
の内部に形成された第１油圧室２に配置されたピストン
ロッド３と、このピストンロッド３の内部に形成された
第２油圧室４内に摺動自在に配置されるとともに、ロッ
ド寄り位置に第１連通用凹部５ａおよびピストン寄り位
置に第２連通用凹部５ｂが形成され、さらにこれら両連
通用凹部５ａ，５ｂ間の部分が閉塞部５ｃとされたスプ
ール弁５と、上記シリンダー本体１のヘッド側端部に回
転自在に挿通支持されるとともにそのおねじ部６ａが上
記スプール弁５に螺合挿通されたねじ軸体６と、このね
じ軸体６を、その外端部に取り付けられた従動側歯車７
およびこの従動側歯車７に噛合する駆動側歯車８を介し
て回転させるステッピングモータ９と、このステッピン
グモータ９を制御するコントローラ１０と、上記従動側
歯車７に噛合する検出歯車１１を介してスプール弁５の
位置を検出するためのシンクロ発振器１２とから構成さ
れている。
【０００４】そして、上記シリンダー本体１には、油圧
ポンプ２１に接続されるるとともにロッド側第１油圧室
２Ａに連通された油圧の供給ポート２２、および油タン
ク２３に接続されるとともに第２油圧室４のロッド寄り
部分に連通された戻りポート２４が形成されている。
ポンプ２１に接続されるるとともにロッド側第１油圧室
２Ａに連通された油圧の供給ポート２２、および油タン
ク２３に接続されるとともに第２油圧室４のロッド寄り
部分に連通された戻りポート２４が形成されている。
【０００５】また、上記ピストンロッド３には、ロッド
側第１油圧室２Ａと第２油圧室４のヘッド寄り部分とを
連通する第１パイロット用連通穴３１と、ヘッド側第１
油圧室２Ｂと第２油圧室４のヘッド寄り部分とを連通す
る第２パイロット用連通穴３２と、ヘッド側第１油圧室
２Ｂと第２油圧室４のロッド寄り部分とを連通する第３
パイロット用連通穴３３と、第２油圧室４のロッド寄り
部分とシリンダー本体１に形成された戻りポート２４と
を連通する第４パイロット用連通穴３４とが形成され、
さらに各パイロット用連通穴３１〜３４の開口位置は、
上記スプール弁５の中立位置では、図４に示すように、
第１および第３パイロット用連通穴３１，３３が閉状態
となり、また図５に示すように、ステッピングモータ９
により、スプール弁５がロッド側（図面の左側）に移動
された場合には、第１パイロット用連通穴３１が開状態
となるとともに、図６に示すように、スプール弁５がヘ
ッド側（図面の右側）に移動された場合には、第３パイ
ロット用連通穴３３が開状態となるような位置関係にさ
れている。
側第１油圧室２Ａと第２油圧室４のヘッド寄り部分とを
連通する第１パイロット用連通穴３１と、ヘッド側第１
油圧室２Ｂと第２油圧室４のヘッド寄り部分とを連通す
る第２パイロット用連通穴３２と、ヘッド側第１油圧室
２Ｂと第２油圧室４のロッド寄り部分とを連通する第３
パイロット用連通穴３３と、第２油圧室４のロッド寄り
部分とシリンダー本体１に形成された戻りポート２４と
を連通する第４パイロット用連通穴３４とが形成され、
さらに各パイロット用連通穴３１〜３４の開口位置は、
上記スプール弁５の中立位置では、図４に示すように、
第１および第３パイロット用連通穴３１，３３が閉状態
となり、また図５に示すように、ステッピングモータ９
により、スプール弁５がロッド側（図面の左側）に移動
された場合には、第１パイロット用連通穴３１が開状態
となるとともに、図６に示すように、スプール弁５がヘ
ッド側（図面の右側）に移動された場合には、第３パイ
ロット用連通穴３３が開状態となるような位置関係にさ
れている。
【０００６】したがって、上記構成において、ステッピ
ングモータ９により、スプール弁５が所定量だけ左側に
移動されると、図５に示すように、第１パイロット用連
通穴３１が開き、シリンダー本体１のロッド側およびヘ
ッド側第１油圧室２Ａ，２Ｂの圧力が同じになる。両油
圧室２Ａ，２Ｂの圧力が同じになると、受圧面積の相違
により、ピストンロッド３が左側に移動する。そして、
ピストンロッド３が左側に移動すると、スプール弁５が
停止しているため、第１パイロット用連通穴３１が閉状
態となる。すなわち、この動作により、ピストンロッド
３は、ステッピングモータ９によるスプール弁５の移動
量に等しい量だけ、追従移動することになる。
ングモータ９により、スプール弁５が所定量だけ左側に
移動されると、図５に示すように、第１パイロット用連
通穴３１が開き、シリンダー本体１のロッド側およびヘ
ッド側第１油圧室２Ａ，２Ｂの圧力が同じになる。両油
圧室２Ａ，２Ｂの圧力が同じになると、受圧面積の相違
により、ピストンロッド３が左側に移動する。そして、
ピストンロッド３が左側に移動すると、スプール弁５が
停止しているため、第１パイロット用連通穴３１が閉状
態となる。すなわち、この動作により、ピストンロッド
３は、ステッピングモータ９によるスプール弁５の移動
量に等しい量だけ、追従移動することになる。
【０００７】また、上記とは逆に、図６に示すように、
スプール弁５が所定量だけ右側に移動されると、第３パ
イロット用連通穴３３が開き、ヘッド側第１油圧室２Ｂ
内の油が戻りポート２４から排出されて、やはりスプー
ル弁５の移動量だけ、ピストンロッド３も右側に追従移
動する。
スプール弁５が所定量だけ右側に移動されると、第３パ
イロット用連通穴３３が開き、ヘッド側第１油圧室２Ｂ
内の油が戻りポート２４から排出されて、やはりスプー
ル弁５の移動量だけ、ピストンロッド３も右側に追従移
動する。
【０００８】そして、従来、上記のステッピングシリン
ダーを作動させる場合、被作動物体に所定の変位量が、
コントローラ１０を介してステッピングモータ９によ
り、スプール弁５に与えられていた。
ダーを作動させる場合、被作動物体に所定の変位量が、
コントローラ１０を介してステッピングモータ９によ
り、スプール弁５に与えられていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の制
御方法によると、被作動物体の変位量をステッピングモ
ータ９により、スプール弁５に与えていたので、油圧の
流路途中において、作動の遅れが発生してしまう。すな
わち、第１または第３パイロット用連通穴３１，３３の
開口形状、開口面積などに応じて、作動油の移動による
遅れが発生してしまう。
御方法によると、被作動物体の変位量をステッピングモ
ータ９により、スプール弁５に与えていたので、油圧の
流路途中において、作動の遅れが発生してしまう。すな
わち、第１または第３パイロット用連通穴３１，３３の
開口形状、開口面積などに応じて、作動油の移動による
遅れが発生してしまう。
【００１０】ところで、被作動物体の制御目標変位量
が、例えばなめらかな曲線（具体的にはサインカーブ）
を描く場合には多少の遅れが生じてもよい場合がある
が、図３（ｂ）のｘs にて示すように、変位の行きと戻
りで、その速度が異なる場合には、ｘm にて示すように
被作動物体の変位パターンが崩れてしまうという問題が
あった。
が、例えばなめらかな曲線（具体的にはサインカーブ）
を描く場合には多少の遅れが生じてもよい場合がある
が、図３（ｂ）のｘs にて示すように、変位の行きと戻
りで、その速度が異なる場合には、ｘm にて示すように
被作動物体の変位パターンが崩れてしまうという問題が
あった。
【００１１】そこで、本発明は上記問題を解消し得るス
テッピングシリンダーの制御方法を提供することを目的
とする。
テッピングシリンダーの制御方法を提供することを目的
とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のステッピングシリンダーの制御方法は、シ
リンダー本体内に第１油圧室を形成し、このシリンダー
本体の第１油圧室内に、内部に第２油圧室が形成された
ピストンロッドを摺動自在に配置し、このピストンロッ
ドに、ロッド側第１油圧室とヘッド側第１油圧室とを第
２油圧室を介して連通させる第１および第２パイロット
用連通穴を形成するとともに、ヘッド側第１油圧室とシ
リンダー本体の戻りポートとを第２油圧室を介して連通
させる第３および第４パイロット用連通穴を形成し、上
記ピストンロッドの第２油圧室内にスプール弁を摺動自
在に配置するとともにこのスプール弁の両端部に油の連
通用凹部を形成し、このスプール弁をねじ軸体を介して
摺動させるステッピングモータを具備するとともに、ピ
ストンロッドを摺動させることにより、一方の連通用凹
部を介して第１および第２パイロット用連通穴同士を連
通状態となるように、また他方の連通用凹部を介して第
３および第４パイロット用連通穴同士を連通状態となる
ようにして、上記スプール弁の移動に、ピストンロッド
を追従移動させるようにしたステッピングシリンダーの
制御方法であって、上記シリンダー本体のピストンロッ
ドの出退量が設定値となるように、上記パイロット用連
通穴内を流れる油の流量特性およびピストンロッドに作
用する負荷を考慮して、ステッピングモータに入力信号
を与える方法である。
め、本発明のステッピングシリンダーの制御方法は、シ
リンダー本体内に第１油圧室を形成し、このシリンダー
本体の第１油圧室内に、内部に第２油圧室が形成された
ピストンロッドを摺動自在に配置し、このピストンロッ
ドに、ロッド側第１油圧室とヘッド側第１油圧室とを第
２油圧室を介して連通させる第１および第２パイロット
用連通穴を形成するとともに、ヘッド側第１油圧室とシ
リンダー本体の戻りポートとを第２油圧室を介して連通
させる第３および第４パイロット用連通穴を形成し、上
記ピストンロッドの第２油圧室内にスプール弁を摺動自
在に配置するとともにこのスプール弁の両端部に油の連
通用凹部を形成し、このスプール弁をねじ軸体を介して
摺動させるステッピングモータを具備するとともに、ピ
ストンロッドを摺動させることにより、一方の連通用凹
部を介して第１および第２パイロット用連通穴同士を連
通状態となるように、また他方の連通用凹部を介して第
３および第４パイロット用連通穴同士を連通状態となる
ようにして、上記スプール弁の移動に、ピストンロッド
を追従移動させるようにしたステッピングシリンダーの
制御方法であって、上記シリンダー本体のピストンロッ
ドの出退量が設定値となるように、上記パイロット用連
通穴内を流れる油の流量特性およびピストンロッドに作
用する負荷を考慮して、ステッピングモータに入力信号
を与える方法である。
【００１３】
【作用】上記の構成によると、シリンダー本体のピスト
ンロッドの出退量が所定の設定値となるように、パイロ
ット用連通穴内を流れる油の流量特性およびピストンロ
ッドに作用する負荷を考慮して、ステッピングモータに
入力信号を与えるようにしたので、従来のように入力信
号として所定の設定値を与える場合に比べて、出力値を
設定値に精度よく追従させることができる。
ンロッドの出退量が所定の設定値となるように、パイロ
ット用連通穴内を流れる油の流量特性およびピストンロ
ッドに作用する負荷を考慮して、ステッピングモータに
入力信号を与えるようにしたので、従来のように入力信
号として所定の設定値を与える場合に比べて、出力値を
設定値に精度よく追従させることができる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図３に基づ
き説明する。本発明に係るステッピングシリンダー自体
の構造は、従来例で説明したものと同一であるため、同
一番号を付してその説明を省略する。
き説明する。本発明に係るステッピングシリンダー自体
の構造は、従来例で説明したものと同一であるため、同
一番号を付してその説明を省略する。
【００１５】また、本実施例においては、図１の等価模
式図に示すように、連続鋳造設備におけるモールドＭを
振動させるための、ステッピングシリンダーＳに適用し
た場合について説明する。
式図に示すように、連続鋳造設備におけるモールドＭを
振動させるための、ステッピングシリンダーＳに適用し
た場合について説明する。
【００１６】そして、本実施例におけるステッピングシ
リンダーＳの制御方法は、シリンダー本体１のピストン
ロッド３の出退量が所定の設定値となるように、パイロ
ット用連通穴３１，３３内を流れる油の流量特性および
ピストンロッド３に作用する負荷を考慮して、ステッピ
ングモータ９に入力信号を与える方法である。
リンダーＳの制御方法は、シリンダー本体１のピストン
ロッド３の出退量が所定の設定値となるように、パイロ
ット用連通穴３１，３３内を流れる油の流量特性および
ピストンロッド３に作用する負荷を考慮して、ステッピ
ングモータ９に入力信号を与える方法である。
【００１７】シリンダー本体１のピストンロッド３の出
退量が所定量、すなわち図１のステッピングシリンダー
Ｓの等価模式図に示すように、モールドＭ側に連結され
るピストンロッド３の出退量が所定の振動曲線となるよ
うに、ステッピングモータ９に入力信号を与えるように
する方法である。
退量が所定量、すなわち図１のステッピングシリンダー
Ｓの等価模式図に示すように、モールドＭ側に連結され
るピストンロッド３の出退量が所定の振動曲線となるよ
うに、ステッピングモータ９に入力信号を与えるように
する方法である。
【００１８】ここで、ステッピングモータ９に与えられ
る入力信号をｘs とし、このときのピストンロッド３の
出力値（出退量）ｘを時間の関数ｆ(t) で表した場合、
第１および第３第１パイロット用連通穴３１，３３を流
れる油の流量特性およびピストンロッド３に作用する負
荷を考慮して、両者の関係を求めると下記のような式で
表される。
る入力信号をｘs とし、このときのピストンロッド３の
出力値（出退量）ｘを時間の関数ｆ(t) で表した場合、
第１および第３第１パイロット用連通穴３１，３３を流
れる油の流量特性およびピストンロッド３に作用する負
荷を考慮して、両者の関係を求めると下記のような式で
表される。
【００１９】なお、各式中における記号の意味は、次に
示す通りである。 ｘ ：作動負荷の位置（ピストンロッドの出力値） ｘs ：ステッピングモータへの入力信号（スプール弁の
位置） ｋ1 ：第１パイロット用連通穴における流量係数 ｋ2 ：第３パイロット用連通穴における流量係数 ｑ1 ：第１パイロット用連通穴の通過流量 ｑ2 ：第３パイロット用連通穴の通過流量 Ｐ0 ：ポンプ吐出圧力 Ｐ1 ：ロッド側第１油圧室内圧力（Ｐ1 ＝Ｐ0 −ｋ1 ×
ｑ1 2） Ｐ2 ：ヘッド側第１油圧室内圧力 Ａ1 ：ロッド側第１油圧室面積 Ａ2 ：ヘッド側第１油圧室面積 δ ：すき間（≒０） γo ：油の比重量 まず、第１および第３パイロット用連通穴３１，３３を
流れる流量 (ｑ1,ｑ2)についての関係を求める。
示す通りである。 ｘ ：作動負荷の位置（ピストンロッドの出力値） ｘs ：ステッピングモータへの入力信号（スプール弁の
位置） ｋ1 ：第１パイロット用連通穴における流量係数 ｋ2 ：第３パイロット用連通穴における流量係数 ｑ1 ：第１パイロット用連通穴の通過流量 ｑ2 ：第３パイロット用連通穴の通過流量 Ｐ0 ：ポンプ吐出圧力 Ｐ1 ：ロッド側第１油圧室内圧力（Ｐ1 ＝Ｐ0 −ｋ1 ×
ｑ1 2） Ｐ2 ：ヘッド側第１油圧室内圧力 Ａ1 ：ロッド側第１油圧室面積 Ａ2 ：ヘッド側第１油圧室面積 δ ：すき間（≒０） γo ：油の比重量 まず、第１および第３パイロット用連通穴３１，３３を
流れる流量 (ｑ1,ｑ2)についての関係を求める。
【００２０】モールドの上昇時（ｘs ＞ｘ）において
は、下記の関係が成立する。 ｑ1 ＝ｋ1 ×（ｘs −ｘ＋δ）×ｂ1 ×（２ｇ（Ｐ2 −Ｐ1 ）／γo ）1/2 ・・・・(1) ｑ2 ＝０ ・・・・(2) モールドの下降時（ｘs ＜ｘ）においては、下記の関係
が成立する。
は、下記の関係が成立する。 ｑ1 ＝ｋ1 ×（ｘs −ｘ＋δ）×ｂ1 ×（２ｇ（Ｐ2 −Ｐ1 ）／γo ）1/2 ・・・・(1) ｑ2 ＝０ ・・・・(2) モールドの下降時（ｘs ＜ｘ）においては、下記の関係
が成立する。
【００２１】 ｑ1 ＝０ ・・・・(3) ｑ2 ＝ｋ2 ×（ｘ−ｘs ＋δ）×ｂ2 ×（（２ｇ×Ｐ2 ）／γo ）1/2 ・・・・(4) ピストンロッドの移動については、下記の式が成立す
る。
る。
【００２２】
【数１】
【００２３】但し、Ｖc ：ロッド側第１油圧室の体積 ｋo ：油の体積圧縮率 Δｑ：油のリーク量（≒０） ステッピングシリンダーのピストンロッド３に作用する
力は、下記の(6) 式で表される。
力は、下記の(6) 式で表される。
【００２４】Ｆ0 ＝Ｐ2 Ａ2 −Ｐ1 Ａ1 ・・・・(6) 次に、上記の式を使用して、出力値がｘ＝ｆ(t) の関数
として表される場合、ステッピングモータ９、すなわち
スプール弁５に与えるべき入力値ｘset を求める。
として表される場合、ステッピングモータ９、すなわち
スプール弁５に与えるべき入力値ｘset を求める。
【００２５】ここで、負荷Ｆを次式で表すものとする。 Ｆ＝Ｆ1 ＋Ｍ［d2x ／dt2 ］・・・・(7) 但し、かぎ括弧内は導関数を表すものとする（以下、同
じ）。
じ）。
【００２６】また、(7) 式中、右辺の第１項であるＦ1
は被作動対象の全重量、振動時に発生する鋳片とモール
ドとの摩擦力などが含まれ、また第２項は被作動対象の
慣性負荷である。
は被作動対象の全重量、振動時に発生する鋳片とモール
ドとの摩擦力などが含まれ、また第２項は被作動対象の
慣性負荷である。
【００２７】まず、ｆ(t) の一次導関数（ｆ′=［df／d
t］）および二次導関数（ｆ″=［d2f／dt2 ］）を求め
る。以下、上述の(1) 〜(6) 式において、δ，Δｑおよ
び（Ｖc ／ｋo ）が無視できる場合を例にして説明す
る。
t］）および二次導関数（ｆ″=［d2f／dt2 ］）を求め
る。以下、上述の(1) 〜(6) 式において、δ，Δｑおよ
び（Ｖc ／ｋo ）が無視できる場合を例にして説明す
る。
【００２８】（イ）上昇時（ｆ′＞０）の場合； ｑ2 ＝０ ｑ1 ＝Ａ2 ｆ′（(5) 式より） Ｐ1 ＝Ｐ0 （場合によっては、ポンプから入口ポートま
での圧損をポンプ吐出圧力から差し引いたもの） (6) 式より、Ｐ2 ＝（Ｆ1 ＋Ｍｆ″ ＋Ｐ1 Ａ1 ）／Ａ2 ・・・・(8) (1) 式より、ｘset ＝ｑ1 ／［Ｋ（Ｐ1 −Ｐ2 ）1/2 ］＋ｆ(t) ・・・(9) 但し、(7) 式中、Ｋ＝ｋ1 ×ｂ1 ×（２ｇ／γo ）1/2 である。
での圧損をポンプ吐出圧力から差し引いたもの） (6) 式より、Ｐ2 ＝（Ｆ1 ＋Ｍｆ″ ＋Ｐ1 Ａ1 ）／Ａ2 ・・・・(8) (1) 式より、ｘset ＝ｑ1 ／［Ｋ（Ｐ1 −Ｐ2 ）1/2 ］＋ｆ(t) ・・・(9) 但し、(7) 式中、Ｋ＝ｋ1 ×ｂ1 ×（２ｇ／γo ）1/2 である。
【００２９】（ロ）下降時（ｆ′＜０）の場合； ｑ1 ＝０ ｑ2 ＝−Ａ2 ｆ′（(5) 式より） Ｐ1 ＝Ｐ0 （場合によっては、ポンプから入口ポートま
での圧損を差し引いたもの） (6) 式より、Ｐ2 ＝（Ｆ1 ＋Ｍｆ″ ＋Ｐ1 Ａ1 ）／Ａ2 ・・・・(10) (4) 式より、ｘset ＝−ｑ2 ／［Ｋ×（Ｐ2 ）1/2 ］＋ｆ(t) ・・・・(11) 但し、(9) 式中、Ｋ＝ｋ2 ×ｂ2 ×（２ｇ／γo ）1/2 である。
での圧損を差し引いたもの） (6) 式より、Ｐ2 ＝（Ｆ1 ＋Ｍｆ″ ＋Ｐ1 Ａ1 ）／Ａ2 ・・・・(10) (4) 式より、ｘset ＝−ｑ2 ／［Ｋ×（Ｐ2 ）1/2 ］＋ｆ(t) ・・・・(11) 但し、(9) 式中、Ｋ＝ｋ2 ×ｂ2 ×（２ｇ／γo ）1/2 である。
【００３０】このように、上記の(9) 式および(11)式に
より求められたｘset をステッピングモータ９に入力信
号すなわち変位信号として与えた場合、そのピストンロ
ッド３の出力値が希望する変位となる。すなわちｘ＝ｆ
(t) の出力値が得られる。
より求められたｘset をステッピングモータ９に入力信
号すなわち変位信号として与えた場合、そのピストンロ
ッド３の出力値が希望する変位となる。すなわちｘ＝ｆ
(t) の出力値が得られる。
【００３１】この様子を、図２に示すような、振動モー
ルドの数式モデルに適用した場合の、数値シュミレーシ
ョンの結果を、図３のグラフに示す。 図２中、Ｍ1 ：モールドの質量 Ｍ2 ：振動テーブルの質量 Ｍ3 ：ステッピングシリンダーが載置されている架台の
質量 ｘm ：モールドの変位 ｘm2：振動テーブルの変位 ｘp ：ピストンロッドの変位 Ｆf ：モールドに対する鋳片の摩擦力 与える負荷は下記の(12)式で表される。
ルドの数式モデルに適用した場合の、数値シュミレーシ
ョンの結果を、図３のグラフに示す。 図２中、Ｍ1 ：モールドの質量 Ｍ2 ：振動テーブルの質量 Ｍ3 ：ステッピングシリンダーが載置されている架台の
質量 ｘm ：モールドの変位 ｘm2：振動テーブルの変位 ｘp ：ピストンロッドの変位 Ｆf ：モールドに対する鋳片の摩擦力 与える負荷は下記の(12)式で表される。
【００３２】 Ｆ＝（Ｍ1 ＋Ｍ2 ）ｇ±Ｆf ＋Ｍ1 ［d2ｘm／dt2 ］＋Ｍ2 ［d2ｘm2 ／dt2 ］ ・・・・(12) 但し、図３中、ｘs はステッピングモータへの入力信号
（入力波形） ｘp はピストンロッドの出力値（出力波形） ｘm はモールドの変位波形 図３（ａ）は、ステッピングモータ９に入力値としてｘ
s ＝ｘset を加えた場合を示しており、上述の演算によ
り求めた入力信号（入力変位）に対して、ピストンロッ
ド３の出力値（出力波形）ｘp およびモールドの変位波
形ｘm が、希望する変位（出力波形）ｆ(t) にほぼ一致
しているのがよく分かる。
（入力波形） ｘp はピストンロッドの出力値（出力波形） ｘm はモールドの変位波形 図３（ａ）は、ステッピングモータ９に入力値としてｘ
s ＝ｘset を加えた場合を示しており、上述の演算によ
り求めた入力信号（入力変位）に対して、ピストンロッ
ド３の出力値（出力波形）ｘp およびモールドの変位波
形ｘm が、希望する変位（出力波形）ｆ(t) にほぼ一致
しているのがよく分かる。
【００３３】これに対して、図３（ｂ）は、ステッピン
グモータ９に希望する入力信号としてｘs ＝f(t) を直
接加えた場合を示しており、入力波形に対して、ピスト
ンロッド３の出力値（出力波形）ｘp およびモールドの
変位波形ｘm が、希望する変位ｆ(t) から大きくずれて
いるのがよく分かる。
グモータ９に希望する入力信号としてｘs ＝f(t) を直
接加えた場合を示しており、入力波形に対して、ピスト
ンロッド３の出力値（出力波形）ｘp およびモールドの
変位波形ｘm が、希望する変位ｆ(t) から大きくずれて
いるのがよく分かる。
【００３４】なお、上記実施例における各連通穴３１〜
３４の開口部形状は、例えば長方形の他に、台形、円形
などの各種形状が考えられ、したがって上述した各式中
で使用した各係数の値は、その形状に応じて変化するこ
とはいうまでもない。
３４の開口部形状は、例えば長方形の他に、台形、円形
などの各種形状が考えられ、したがって上述した各式中
で使用した各係数の値は、その形状に応じて変化するこ
とはいうまでもない。
【００３５】また、上記実施例における入力信号は、通
常、あらかじめ求められた波形信号であるが、作動途中
において、リアルタイムで入力信号を変化させることも
できる。
常、あらかじめ求められた波形信号であるが、作動途中
において、リアルタイムで入力信号を変化させることも
できる。
【００３６】
【発明の効果】以上のように本発明の制御方法による
と、シリンダー本体のピストンロッドの出退量が設定値
となるように、連通穴内を流れる油の流量特性および作
動負荷を考慮して、ステッピングモータに入力値を与え
るようにしたので、従来のように入力信号を設定値にす
る場合に比べて、出力値を所定の設定値に精度よく追従
させることができる。
と、シリンダー本体のピストンロッドの出退量が設定値
となるように、連通穴内を流れる油の流量特性および作
動負荷を考慮して、ステッピングモータに入力値を与え
るようにしたので、従来のように入力信号を設定値にす
る場合に比べて、出力値を所定の設定値に精度よく追従
させることができる。
【図１】本発明の一実施例におけるステッピングシリン
ダーの等価模式図である。
ダーの等価模式図である。
【図２】同実施例におけるステッピングシリンダーの使
用例を示す等価模式図である。
用例を示す等価模式図である。
【図３】同実施例における制御結果を示す波形図で
（ａ）は本実施例に係る場合を示し、（ｂ）は従来例の
場合を示す。
（ａ）は本実施例に係る場合を示し、（ｂ）は従来例の
場合を示す。
【図４】従来例におけるステッピングシリンダーの断面
図である。
図である。
【図５】従来例におけるステッピングシリンダーの作動
状態を示す断面図である。
状態を示す断面図である。
【図６】従来例におけるステッピングシリンダーの作動
状態を示す断面図である。
状態を示す断面図である。
１ シリンダー本体 ２ 第１油圧室 ２Ａ ロッド側第１油圧室 ２Ｂ ヘッド側第１油圧室 ３ ピストンロッド ４ 第２油圧室 ５ スプール弁 ５ａ 第１連通用凹部 ５ｂ 第２連通用凹部 ６ ねじ軸体 ９ ステッピングモータ ２１ 油圧ポンプ ２２ 供給ポート ２４ 戻りポート ３１ 第１パイロット用連通穴 ３２ 第２パイロット用連通穴 ３３ 第３パイロット用連通穴 ３４ 第４パイロット用連通穴
Claims (1)
- 【請求項１】シリンダー本体内に第１油圧室を形成し、
このシリンダー本体の第１油圧室内に、内部に第２油圧
室が形成されたピストンロッドを摺動自在に配置し、こ
のピストンロッドに、ロッド側第１油圧室とヘッド側第
１油圧室とを第２油圧室を介して連通させる第１および
第２パイロット用連通穴を形成するとともに、ヘッド側
第１油圧室とシリンダー本体の戻りポートとを第２油圧
室を介して連通させる第３および第４パイロット用連通
穴を形成し、上記ピストンロッドの第２油圧室内にスプ
ール弁を摺動自在に配置するとともにこのスプール弁の
両端部に油の連通用凹部を形成し、このスプール弁をね
じ軸体を介して摺動させるステッピングモータを具備す
るとともに、ピストンロッドを摺動させることにより、
一方の連通用凹部を介して第１および第２パイロット用
連通穴同士を連通状態となるように、また他方の連通用
凹部を介して第３および第４パイロット用連通穴同士を
連通状態となるようにして、上記スプール弁の移動に、
ピストンロッドを追従移動させるようにしたステッピン
グシリンダーの制御方法であって、上記シリンダー本体
のピストンロッドの出退量が設定値となるように、上記
パイロット用連通穴内を流れる油の流量特性およびピス
トンロッドに作用する負荷を考慮して、ステッピングモ
ータに入力信号を与えることを特徴とするステッピング
シリンダーの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3337338A JP2679910B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | ステッピングシリンダーの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3337338A JP2679910B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | ステッピングシリンダーの制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05172103A true JPH05172103A (ja) | 1993-07-09 |
| JP2679910B2 JP2679910B2 (ja) | 1997-11-19 |
Family
ID=18307693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3337338A Expired - Lifetime JP2679910B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | ステッピングシリンダーの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2679910B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008188642A (ja) * | 2007-02-06 | 2008-08-21 | Jfe Steel Kk | モールド幅変更用アクチュエータ |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57110801A (en) * | 1980-12-26 | 1982-07-09 | Hiroshi Ikebe | Electrohydraulic servo-mechanism |
| JPS5810004U (ja) * | 1981-07-11 | 1983-01-22 | 日立精機株式会社 | 接触形計測装置 |
| JPS6334302A (ja) * | 1986-07-29 | 1988-02-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 油圧シリンダの圧力制御装置 |
| JPS63282069A (ja) * | 1987-05-15 | 1988-11-18 | 株式会社日立製作所 | 流体圧エレベ−タ |
-
1991
- 1991-12-20 JP JP3337338A patent/JP2679910B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57110801A (en) * | 1980-12-26 | 1982-07-09 | Hiroshi Ikebe | Electrohydraulic servo-mechanism |
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| JPS6334302A (ja) * | 1986-07-29 | 1988-02-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 油圧シリンダの圧力制御装置 |
| JPS63282069A (ja) * | 1987-05-15 | 1988-11-18 | 株式会社日立製作所 | 流体圧エレベ−タ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008188642A (ja) * | 2007-02-06 | 2008-08-21 | Jfe Steel Kk | モールド幅変更用アクチュエータ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2679910B2 (ja) | 1997-11-19 |
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