JPH0633903A - Reciprocal actuator and its control method - Google Patents
Reciprocal actuator and its control methodInfo
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- JPH0633903A JPH0633903A JP12043592A JP12043592A JPH0633903A JP H0633903 A JPH0633903 A JP H0633903A JP 12043592 A JP12043592 A JP 12043592A JP 12043592 A JP12043592 A JP 12043592A JP H0633903 A JPH0633903 A JP H0633903A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ポンプ等を駆動するた
めの往復動形アクチュエータおよびその制御方法に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reciprocating actuator for driving a pump or the like and a control method thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】特公昭48−21964号公報(ピスト
ン形アクチュエータ)または特公昭42−23303号
公報(ダイヤフラムポンプ)に示されるように、作動流
体圧により駆動されてポンプ駆動用の作動ロッドが往復
動される往復動形アクチュエータは、作動ロッドの動き
と連動してそのストローク端で切換えられる作動流体切
換機構を有している。2. Description of the Related Art As disclosed in JP-B-48-21964 (piston type actuator) or JP-B-42-23303 (diaphragm pump), a working rod for driving a pump is reciprocally driven by working fluid pressure. The moved reciprocating actuator has a working fluid switching mechanism that is switched at its stroke end in conjunction with the movement of the working rod.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】この作動ロッド連動形
の作動流体切換機構では、例えば定量ポンプにおける作
動ストロークや、高粘度ポンプにおける作動速度を変更
する必要があっても、それを容易に行うことはできな
い。In the working fluid switching mechanism of the working rod interlocking type, even if it is necessary to change the working stroke of a metering pump or the working speed of a high-viscosity pump, it is easy to do so. I can't.
【0004】また、電磁弁等により往復動形アクチュエ
ータの作動流体を切換える場合や、ロータリエンコーダ
によりアクチュエータの作動を制御しようとする場合
は、このアクチュエータにより作動されるポンプがガソ
リン等の可燃性流体を扱うことも考慮して、外部に設置
されたバッテリ等の外部電源との接続において防爆処理
を確実に行わなければならないが、外部電源に対する確
実な防爆処理は容易でない。When switching the working fluid of a reciprocating actuator by means of a solenoid valve or when trying to control the operation of the actuator by a rotary encoder, the pump operated by this actuator uses a combustible fluid such as gasoline. In consideration of handling, it is necessary to surely perform explosion-proof treatment in connection with an external power source such as a battery installed outside, but reliable explosion-proof treatment to the external power source is not easy.
【0005】さらに、図6に示されるように2台のアク
チュエータにより2台のポンプの脈動位相がずれるよう
に駆動することにより、そのポンプの合同吐出圧のリッ
プルを減少させようとするものは従来からあるが、従来
の脈動位相をずらすのみのアクチュエータ制御方法では
そのリップル減少にも限界があった。Further, as shown in FIG. 6, by driving the two pumps so that the pulsating phases of the two pumps are deviated from each other as shown in FIG. 6, it is conventional to reduce the ripple of the combined discharge pressure of the pumps. However, the conventional actuator control method that only shifts the pulsating phase has a limit in reducing the ripple.
【0006】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、防爆に有利で、作動ロッドの移動ストロークや移
動速度等を容易に可変制御できる往復動形アクチュエー
タを提供することを目的とし、また、2台のポンプの合
同吐出圧でのリップルを減少させる場合に有効な往復動
形アクチュエータの制御方法を提供することを目的とす
るものである。The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a reciprocating actuator which is advantageous in explosion proof and which can easily and variably control the moving stroke and moving speed of the operating rod. Another object of the present invention is to provide a method of controlling a reciprocating actuator that is effective when reducing ripples at the combined discharge pressure of two pumps.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、作動流体圧により駆動されて作動ロッドが往復動さ
れる往復動形アクチュエータにおいて、前記作動ロッド
の移動により駆動される発電機と、この発電機から出力
された動作検出情報を処理する電子制御部と、この電子
制御部から出力された制御信号に基づき作動流体を制御
する作動流体制御弁とを具備した往復動形アクチュエー
タである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a reciprocating actuator which is driven by working fluid pressure to reciprocate the working rod, and a generator driven by movement of the working rod. A reciprocating actuator having an electronic control unit that processes the operation detection information output from the generator and a working fluid control valve that controls the working fluid based on a control signal output from the electronic control unit. .
【0008】請求項2に記載の発明は、流体駆動系の中
に電子制御系を封じ込め、フレキシブルな制御を実施す
るために流体駆動系の作動ロッドに連動して動作検出機
能を兼ねた自己発電を行い、電子制御系にエネルギおよ
び動作検出情報を供給し、この電子制御系により流体駆
動系を制御する往復動形アクチュエータの制御方法であ
る。According to a second aspect of the present invention, an electronic control system is enclosed in a fluid drive system, and self-power generation also functions as an operation detection function in conjunction with an operation rod of the fluid drive system to implement flexible control. Is performed to supply energy and motion detection information to the electronic control system, and the fluid drive system is controlled by the electronic control system.
【0009】請求項3に記載の発明は、作動流体圧によ
り駆動して作動ロッドを往復動することにより共通の吐
出口を有する一対のポンプを駆動する一対の往復動形ア
クチュエータの制御方法において、一対の往復動形アク
チュエータの間で各作動ロッドの移動により駆動される
発電機から出力された動作検出情報を相互に情報交換し
合い、一方の往復動形アクチュエータにより駆動される
一方のポンプの吐出圧が落込む往復動切換時に、他方の
往復動形アクチュエータにより駆動される他方のポンプ
吐出圧が増加するように、各アクチュエータの作動流体
制御弁を相互に制御し合う往復動形アクチュエータの制
御方法である。According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a pair of reciprocating actuators, which drives a pair of pumps having a common discharge port by reciprocating an operating rod by driving with working fluid pressure. Displacement of one pump driven by one reciprocating actuator by mutually exchanging motion detection information output from the generator driven by the movement of each operating rod between a pair of reciprocating actuators. A control method of a reciprocating actuator that mutually controls the working fluid control valves of the respective actuators so that the other pump discharge pressure driven by the other reciprocating actuator increases when the reciprocating motion is reduced. Is.
【0010】[0010]
【作用】請求項1に記載の発明は、往復動形アクチュエ
ータの作動ロッドにより発電機を駆動し、この発電機か
ら出力された動作検出情報を基にして電子制御部により
作動流体制御弁を制御し、作動ロッドの停止位置、移動
ストローク、移動速度を目標通りに制御する。According to the first aspect of the invention, the generator is driven by the operating rod of the reciprocating actuator, and the working fluid control valve is controlled by the electronic control unit based on the operation detection information output from the generator. Then, the stop position, moving stroke, and moving speed of the operating rod are controlled as desired.
【0011】請求項2に記載の発明は、外部より電気エ
ネルギの供給を受けなくとも、流体駆動系が流体エネル
ギにより自己発電を行うことで、流体駆動系自身に一体
化された電子制御系に電気エネルギおよび動作検出情報
を与え、自己の動作を制御する。According to a second aspect of the present invention, an electronic control system integrated with the fluid drive system itself is provided by allowing the fluid drive system to perform self-power generation by the fluid energy without being supplied with electric energy from the outside. It gives electric energy and motion detection information and controls its own motion.
【0012】請求項3に記載の発明は、一対の往復動形
アクチュエータの間で発電機から出力された動作検出情
報を相互に情報交換し合い、一方の往復動形アクチュエ
ータにより駆動される一方のポンプの吐出圧が落込む往
復動切換時に、他方の往復動形アクチュエータにより駆
動される他方のポンプ吐出圧が増加するように相互に制
御し合うことで、ポンプ吐出圧のリップルを打消すよう
にする。According to a third aspect of the present invention, the motion detection information output from the generator is mutually exchanged between a pair of reciprocating actuators, and one of the reciprocating actuators drives the other. When switching between reciprocating motions where the pump discharge pressure drops, the other pump discharge pressure driven by the other reciprocating actuator is controlled so as to increase each other, thereby canceling the ripple of the pump discharge pressure. To do.
【0013】[0013]
【実施例】以下、本発明を図に示される実施例を参照し
て詳細に説明する。The present invention will be described below in detail with reference to the embodiments shown in the drawings.
【0014】図1および図2は、作動流体圧(空圧)に
より駆動されて往復動されるピストンタイプの往復動形
アクチュエータの一例を示し、アクチュエータ本体11の
下部にシリンダ12が螺着され、このシリンダ12の内部に
ピストン13が摺動自在に嵌合され、このピストン13と一
体の作動ロッド14が、シリンダ12の下部開口に嵌着され
たシリンダエンド部材15との間のシール部材16を通して
下方へ突出され、図示されない往復動形ポンプの軸に接
続されている。1 and 2 show an example of a piston type reciprocating actuator which is driven by working fluid pressure (pneumatic pressure) to reciprocate, and a cylinder 12 is screwed to a lower portion of an actuator body 11. A piston 13 is slidably fitted inside the cylinder 12, and an operating rod 14 integrated with the piston 13 passes through a seal member 16 between a cylinder end member 15 fitted in a lower opening of the cylinder 12. It projects downward and is connected to the shaft of a reciprocating pump (not shown).
【0015】前記アクチュエータ本体11の一側面には作
動流体制御弁21が取付けられ、この作動流体制御弁21の
一つの出力ポートがアクチュエータ本体11の内孔22,23
を経てピストン13より上側の作動流体室24に連通され、
また、作動流体制御弁21の他の出力ポートが外部管25お
よびシリンダエンド部材15の内孔26を経てピストン13よ
り下側の作動流体室27に連通され、そして、この作動流
体制御弁21から両方の作動流体室24,27に交互に作動流
体が給排制御される。A working fluid control valve 21 is attached to one side surface of the actuator body 11, and one output port of the working fluid control valve 21 is an inner hole 22, 23 of the actuator body 11.
Through the working fluid chamber 24 above the piston 13,
Further, the other output port of the working fluid control valve 21 is communicated with the working fluid chamber 27 below the piston 13 via the outer pipe 25 and the inner hole 26 of the cylinder end member 15, and from this working fluid control valve 21. The working fluid is alternately supplied to and discharged from both working fluid chambers 24 and 27.
【0016】前記アクチュエータ本体11の上側には交流
発電機31が一体的に設けられている。すなわちアクチュ
エータ本体11に発電機本体32が螺着され、この発電機本
体32に取付板33により固定電機子(コイル)34が取付け
られ、この固定電機子34の下側にて同心の固定軸35に嵌
着された一対の軸受36により固定電機子34との間隙を一
定に保持された回転子(多分割マグネット)37が回転自
在に取付けられている。An AC generator 31 is integrally provided on the upper side of the actuator body 11. That is, the generator body 32 is screwed to the actuator body 11, the fixed armature (coil) 34 is attached to the generator body 32 by the mounting plate 33, and the concentric fixed shaft 35 under the fixed armature 34. A rotor (multi-divided magnet) 37 having a fixed gap with the fixed armature 34 is rotatably mounted by a pair of bearings 36 fitted in the.
【0017】前記回転子37には接続部41を介してスクリ
ュー42が同心かつ一体に取付けられ、このスクリュー42
が前記ピストン13の中央部に一体に嵌着された雌ねじ部
材43に螺合され、作動ロッド14の内孔44に嵌入されてい
る。前記スクリュー42は、ねじ山のリード(ピッチ)が
大きいため、図示されないガイド手段により回転防止さ
れた作動ロッド14が直線移動すると、この作動ロッド14
と一体の雌ねじ部材43との螺合関係により容易に回転さ
れる。A screw 42 is concentrically and integrally attached to the rotor 37 via a connecting portion 41.
Is screwed into a female screw member 43 integrally fitted to the central portion of the piston 13 and fitted into an inner hole 44 of the operating rod 14. Since the screw 42 has a large lead (pitch) of the screw thread, when the operating rod 14 which is prevented from rotating by the guide means (not shown) moves linearly, the operating rod 14
It is easily rotated by the screwing relationship with the female screw member 43 integrated with the.
【0018】また、前記アクチュエータ本体11の外周面
に設けられた凹溝47には、電装部48が設けられ、その内
部には前記発電機31により充電される内蔵バッテリや、
発電機31から出力された動作検出情報(正弦波信号)を
処理して前記制御弁21を動作制御する中央処理装置(C
PU)および周辺コントローラ等により回路構成された
電子制御部49が設けられている。Further, an electric equipment portion 48 is provided in the concave groove 47 provided on the outer peripheral surface of the actuator body 11, and inside thereof, an internal battery charged by the generator 31 and
A central processing unit (C which processes the operation detection information (sine wave signal) output from the generator 31 to control the operation of the control valve 21 (C
An electronic control unit 49 including a circuit including a PU) and peripheral controllers is provided.
【0019】図2に示されるように、前記作動流体制御
弁21は発電機31から出力された動作検出情報に基づいて
ピストン作動流体を制御する4ポート切換弁を示し、弁
本体51の内部に嵌着されたスリーブ52のさらに内部にス
プール53が摺動自在に嵌合され、このスプール53は一側
に設けられた圧縮コイルスプリング54により他側のスト
ッパ55に押圧され、さらに、このストッパ側に設けられ
たパイロット圧室56に対し、電気−空圧式比例弁(サー
ボ弁)のような電気信号入力に比例する空圧を出力する
パイロットバルブ57が設けられている。前記スプリング
側にもスプリング受けを兼ねたストッパ58が設けられて
いる。As shown in FIG. 2, the working fluid control valve 21 is a 4-port switching valve for controlling the piston working fluid based on the operation detection information output from the generator 31, and is provided inside the valve body 51. A spool 53 is slidably fitted inside the fitted sleeve 52, and the spool 53 is pressed against a stopper 55 on the other side by a compression coil spring 54 provided on one side. A pilot valve 57, which outputs an air pressure proportional to an electric signal input, such as an electric-pneumatic proportional valve (servo valve), is provided to the pilot pressure chamber 56 provided in. A stopper 58 also serving as a spring receiver is provided on the spring side.
【0020】弁本体51には作動流体の入力ポート61、二
つの出力ポート62,63および排圧ポート64が設けられて
いる。入力ポート61は、分岐された通路65を経てスリー
ブ左側の入力ポート61a にも連通され、また、一方の出
力ポート62は、前記内孔22,23を経てピストン13より上
側の作動流体室24に連通され、また、他方の出力ポート
63は、通路66および前記外部管25を経てピストン13より
下側の作動流体室27に連通され、さらに、排圧ポート64
は外部に開口され、排気口となっている。The valve body 51 is provided with an input port 61 for working fluid, two output ports 62 and 63, and a discharge pressure port 64. The input port 61 is also communicated with the input port 61a on the left side of the sleeve via the branched passage 65, and one output port 62 is connected to the working fluid chamber 24 above the piston 13 via the inner holes 22 and 23. Connected to the other output port
63 communicates with the working fluid chamber 27 below the piston 13 via the passage 66 and the external pipe 25, and further, the exhaust pressure port 64
Is open to the outside and serves as an exhaust port.
【0021】そして、スプール53が実線位置にあるとき
は、入力ポート61がスリーブ52内を経て出力ポート62に
連通され、出力ポート63がスリーブ内を経て排圧ポート
64に連通されている。そのスプール53が2点鎖線位置に
切換わると、入力ポート61aがスリーブ内を経て出力ポ
ート63に連通され、出力ポート62がスリーブ内を経て排
圧ポート64に連通される。When the spool 53 is at the solid line position, the input port 61 is communicated with the output port 62 through the sleeve 52, and the output port 63 is passed through the sleeve and the exhaust pressure port.
It is connected to 64. When the spool 53 is switched to the alternate long and two short dashes position, the input port 61a is communicated with the output port 63 through the sleeve, and the output port 62 is communicated with the exhaust pressure port 64 through the sleeve.
【0022】前記パイロットバルブ57は、その空圧出力
と圧縮コイルスプリング54との相対関係により、スプー
ル53を前記のように実線位置と2点鎖線位置との2位置
で択一的に切換えるばかりでなく、その2位置間の任意
の位置に比例制御できるから、前記入力ポート61,61a
からスリーブ52内を経て一方の出力ポート62(または6
3)に供給される作動流体および他方の出力ポート63
(または62)からスリーブ内を経て排圧ポート64に排出
される作動流体をこのスプール53により任意の流量に絞
り、前記ピストン13の移動速度を変化させることができ
る。また、このパイロットバルブ57は、往復動形アクチ
ュエータのピストン13の移動位置との関係でスプール53
の作動タイミングを制御することにより、ピストン13の
停止位置および移動ストロークを制御することもでき
る。The pilot valve 57 does not simply switch the spool 53 between the solid line position and the two-dot chain line position as described above due to the relative relationship between the pneumatic output and the compression coil spring 54. However, the input ports 61 and 61a can be controlled proportionally to any position between the two positions.
Through sleeve 52 to one output port 62 (or 6
3) Working fluid supplied to the other output port 63
The working fluid discharged from (or 62) through the sleeve to the exhaust pressure port 64 can be throttled to an arbitrary flow rate by the spool 53, and the moving speed of the piston 13 can be changed. Further, the pilot valve 57 is connected to the spool 53 in relation to the moving position of the piston 13 of the reciprocating actuator.
It is also possible to control the stop position and the movement stroke of the piston 13 by controlling the operation timing of.
【0023】そして、前記パイロットバルブ57から作動
流体制御弁21のパイロット室56に対し給排されるパイロ
ット圧を一定の周期でオンオフ制御して、スプール53を
前記2位置間で切換制御すると、往復動形アクチュエー
タのピストン13および作動ロッド14がその周期で上下動
され、作動ロッド14に接続された往復動ポンプ等が駆動
される。このとき、作動ロッド14と一体に移動される雌
ねじ部材43と螺合されたスクリュー42が回転し、交流発
電機31の回転子(マグネット)37も回転し、これと対向
する固定電機子(コイル)34から交流出力が得られるの
で、この交流出力を図示しない整流回路により整流して
内蔵バッテリを充電し、このバッテリによりパイロット
バルブ57やその制御回路(CPUを含む)等を駆動す
る。When the pilot pressure supplied to and discharged from the pilot valve 57 to the pilot chamber 56 of the working fluid control valve 21 is controlled to be turned on and off at a constant cycle, and the spool 53 is controlled to switch between the two positions, a reciprocating motion occurs. The piston 13 and the operating rod 14 of the dynamic actuator are moved up and down in that cycle, and the reciprocating pump and the like connected to the operating rod 14 are driven. At this time, the screw 42, which is screwed into the female screw member 43 that is moved integrally with the operating rod 14, rotates, and the rotor (magnet) 37 of the AC generator 31 also rotates. ) 34, an AC output is obtained, so that this AC output is rectified by a rectifier circuit (not shown) to charge the built-in battery, and this battery drives the pilot valve 57 and its control circuit (including the CPU).
【0024】さらに、前記ピストン13および作動ロッド
14の移動量と比例して発電機31から出力される交流波形
(正弦波)を動作検出情報としても取扱い、その波数を
計数回路でカウントし、例えば往復動切換位置(停止位
置)からの総波数をカウントすることにより前記ピスト
ン13の移動ストロークを検出でき、また、単位時間当り
の波数からピストン13および作動ロッド14の移動速度を
検出できる。Further, the piston 13 and the operating rod
The AC waveform (sine wave) output from the generator 31 in proportion to the movement amount of 14 is also treated as operation detection information, and the number of waves is counted by a counting circuit. For example, the total number from the reciprocating switching position (stop position) is counted. By counting the wave number, the moving stroke of the piston 13 can be detected, and the moving speed of the piston 13 and the working rod 14 can be detected from the wave number per unit time.
【0025】したがって、これらの動作検出データを基
にして電装部48内に設けられた電子制御部49により前記
作動流体制御弁21のパイロットバルブ57を制御すれば、
ピストン13の停止位置、移動ストロークおよび移動速度
を目標通りに制御できる。ピストン移動ストロークの制
御は、定量ポンプ等における吐出量の変更に対応でき、
ピストン移動速度の制御は、高粘度ポンプ等におけるポ
ンプ材料の粘性変化に対応できる。Therefore, if the pilot valve 57 of the working fluid control valve 21 is controlled by the electronic control section 49 provided in the electric component section 48 based on these operation detection data,
The stop position, moving stroke and moving speed of the piston 13 can be controlled as desired. The control of the piston movement stroke can correspond to the change of the discharge amount in the metering pump etc.
The control of the piston moving speed can cope with the viscosity change of the pump material in a high viscosity pump or the like.
【0026】図3は、ダイヤフラムポンプに本発明の往
復動形アクチュエータが一体に組込まれた実施例を示
し、左右の作動流体室24,27と左右のポンプ室71,72と
を区画する一対のダイヤフラム73,74が作動ロッド14に
より連結され、左右の作動流体室24,27の間には、作動
ロッド14の移動により駆動される交流発電機31が設けら
れている。FIG. 3 shows an embodiment in which the reciprocating actuator of the present invention is integrally incorporated in a diaphragm pump, and a pair of left and right working fluid chambers 24 and 27 and left and right pump chambers 71 and 72 are partitioned. The diaphragms 73 and 74 are connected by the operating rod 14, and an AC generator 31 driven by the movement of the operating rod 14 is provided between the left and right working fluid chambers 24 and 27.
【0027】この発電機31は、作動ロッド14に一体形成
されたスクリュー42と、一対のスラストベアリング36に
より軸方向移動を規制された雌ねじ部43とが螺合され、
この雌ねじ部43に回転子(多分割マグネット)37が一体
に設けられ、この回転子37に固定電機子(コイル)34が
対向して設けられている。In the generator 31, a screw 42 integrally formed with the operating rod 14 and a female screw portion 43 whose axial movement is restricted by a pair of thrust bearings 36 are screwed together.
A rotor (multi-divided magnet) 37 is integrally provided on the female screw portion 43, and a fixed armature (coil) 34 is provided facing the rotor 37.
【0028】さらに、この発電機31の外周部には、発電
機31により充電される内蔵バッテリや、中央処理装置
(CPU)および周辺コントローラ等からなる電子制御
部49が内装された電装部48と、作動流体制御弁21とが設
けられている。この作動流体制御弁21は、図2に示され
た電気−空圧比例式パイロットバルブ57(図3では図示
せず)を一体的に備えており、図2の場合と同様に、発
電機31から出力された動作検出情報(正弦波信号)に基
づき、管22,25を経て左右の作動流体室24,27に対し作
動流体(空気)を給排制御する。Further, on the outer peripheral portion of the generator 31, there is an electric component section 48 in which an internal battery charged by the generator 31 and an electronic control section 49 including a central processing unit (CPU) and a peripheral controller are incorporated. , And a working fluid control valve 21. The working fluid control valve 21 integrally includes an electric-pneumatic proportional pilot valve 57 (not shown in FIG. 3) shown in FIG. 2, and as in the case of FIG. Based on the operation detection information (sinusoidal wave signal) output from, the working fluid (air) is controlled to be supplied to and discharged from the left and right working fluid chambers 24 and 27 via the pipes 22 and 25.
【0029】このダイヤフラムポンプは、左右の作動流
体室24,27が作動流体の交互給排により膨張・縮小を繰
返すと、左右のポンプ室71,72も交互に容積変化して膨
張・縮小を繰返すので、ポンプ材料吸込口75から下側の
逆止弁76を経てポンプ材料を吸込むとともに、上側の逆
止弁77を経てポンプ材料を吐出口78へ押出す。In this diaphragm pump, when the left and right working fluid chambers 24 and 27 repeatedly expand and contract by alternately supplying and discharging the working fluid, the left and right pump chambers 71 and 72 alternately change their volumes and repeat expansion and contraction. Therefore, the pump material is sucked from the pump material suction port 75 through the lower check valve 76, and the pump material is pushed out to the discharge port 78 through the upper check valve 77.
【0030】このダイヤフラム形アクチュエータも、図
1および図2に示されたピストン形アクチュエータと同
様に、作動ロッド14の移動により駆動される発電機31に
より内蔵バッテリを充電し、このバッテリにより電子制
御部49や作動流体制御弁21のパイロットバルブ等に電力
を供給するとともに、作動ロッド14の移動と同期して発
電機31から出力された正弦波信号をカウントして作動ロ
ッド14の移動位置や移動速度を検出し、その動作検出情
報を基にして作動流体制御弁21のパイロットバルブを制
御することにより、往復動される作動ロッド14の停止位
置、移動ストロークおよび移動速度を目標通りに制御す
る。Like the piston type actuator shown in FIGS. 1 and 2, this diaphragm type actuator also charges the built-in battery by the generator 31 driven by the movement of the operating rod 14, and the battery controls the electronic control unit. 49 and the pilot valve of the working fluid control valve 21 are supplied with electric power, and the sine wave signal output from the generator 31 is synchronized with the movement of the working rod 14 to count the moving position and moving speed of the working rod 14. Is detected and the pilot valve of the working fluid control valve 21 is controlled based on the operation detection information, thereby controlling the stop position, moving stroke and moving speed of the reciprocating working rod 14 as desired.
【0031】図4は、一対のポンプA,B(ピストンポ
ンプ、ダイヤフラムポンプ等)のポンプ材料吐出口78を
接続して共通の吐出口79とする場合において、それらの
ポンプを駆動する一対の往復動形アクチュエータの間で
相互に情報を交換し合って制御を行うインテリジェント
ポンプ制御例を示す概略図であり、各アクチュエータの
作動ロッド14の移動により駆動される発電機31から出力
された前述の動作検出情報(移動位置、移動速度等)
を、前記CPUおよび周辺コントローラ等からなる電子
制御部49により演算処理した後、アナログ制御信号に変
換して相手アクチュエータの作動流体制御弁21(電気−
空圧比例式パイロットバルブ57)に相互に提供し合っ
て、次のような制御を行う。FIG. 4 shows a pair of reciprocating pumps for driving the pump material discharge ports 78 of the pair of pumps A and B (piston pump, diaphragm pump, etc.) when they are connected to form a common discharge port 79. FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of intelligent pump control in which information is mutually exchanged between dynamic actuators for control, and the above-described operation output from a generator 31 driven by movement of an operating rod 14 of each actuator. Detection information (moving position, moving speed, etc.)
Is processed by an electronic control unit 49 including the CPU and peripheral controller, and then converted into an analog control signal to operate the working fluid control valve 21 (electric-
The air pressure proportional pilot valves 57) are mutually provided to perform the following control.
【0032】例えば、図5に示されるように、一方の往
復動形アクチュエータにより駆動される一方のポンプの
吐出圧P1が落込む往復動切換時t1に、他方の往復動形ア
クチュエータにより駆動される他方のポンプ吐出圧P2が
増加するように、また、他方の往復動形アクチュエータ
により駆動される他方のポンプの吐出圧P2が落込む往復
動切換時t2に、一方の往復動形アクチュエータにより駆
動される一方のポンプ吐出圧P1が増加するように、各ア
クチュエータの作動流体制御弁21(パイロットバルブ5
7)を相互に方向制御および流量制御し合うことによ
り、その二つのポンプ材料吐出口78が合流されたポンプ
吐出口79ではポンプ吐出圧のリップルを打消すことがで
き、往復動形ポンプでも平滑なポンプ吐出圧が得られ
る。For example, as shown in FIG. 5, at the time of reciprocation switching t1 when the discharge pressure P1 of one pump driven by one reciprocating actuator drops, it is driven by the other reciprocating actuator. It is driven by one reciprocating actuator at the time of reciprocation switching t2 when the other pump discharge pressure P2 increases and the other pump's discharge pressure P2 is driven by the other reciprocating actuator. Control valve 21 (pilot valve 5) of each actuator so that pump discharge pressure P1 increases.
By mutually controlling the direction and the flow rate of 7), the ripple of the pump discharge pressure can be canceled at the pump discharge port 79 where the two pump material discharge ports 78 are merged, and even the reciprocating pump can be smoothed. The pump discharge pressure can be obtained.
【0033】図6は、従来の一対のポンプを併用した場
合のポンプ吐出圧波形を示す図であり、一方のポンプの
吐出圧P1が落込む往復動切換時t1と、他方のポンプの吐
出圧P2が落込む往復動切換時t2とをずらすことにより、
二つの往復動ポンプの合流吐出口でのポンプ吐出圧のリ
ップルを減少させることはできるが、打消すことはでき
ない。FIG. 6 is a diagram showing a pump discharge pressure waveform in the case where a pair of conventional pumps are used in combination. The discharge pressure P1 of one pump drops at the time of reciprocating switching t1 and the discharge pressure of the other pump. By shifting t2 when reciprocating when P2 drops,
It is possible to reduce, but not cancel, the ripple of pump discharge pressure at the combined discharge ports of the two reciprocating pumps.
【0034】なお、前記発電機31はロータリタイプのも
のであるが、リニアタイプの発電機(リニアモータの入
出力を逆にしたもの)をピストン13や作動ロッド14に直
結するようにしてもよい。The generator 31 is of a rotary type, but a linear type generator (in which the input and output of a linear motor are reversed) may be directly connected to the piston 13 and the working rod 14. .
【0035】さらに、前記発電機31からの交流出力を整
流する平滑コンデンサが前記バッテリに相当する機能を
有する場合もあるので、バッテリはなくてもよい。Further, since the smoothing capacitor for rectifying the AC output from the generator 31 may have a function corresponding to the battery in some cases, the battery is not necessary.
【0036】[0036]
【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、往復動
形アクチュエータの作動ロッドにより駆動される発電機
から出力された動作検出情報に基づいて電子制御部が作
動流体制御弁を制御するので、フレキシブルな往復動制
御を実施できる。すなわち、作動ロッドの停止位置、移
動ストローク、移動速度等を必要に応じて容易に可変制
御でき、例えば、移動ストロークを可変制御して定量ポ
ンプにおける吐出量の変更に簡単に対応できるともに、
移動速度を可変制御して高粘度ポンプにおけるポンプ材
料の粘性変化に簡単に対応できる。According to the first aspect of the invention, the electronic control unit controls the working fluid control valve based on the motion detection information output from the generator driven by the working rod of the reciprocating actuator. Therefore, flexible reciprocating motion control can be implemented. That is, the stop position, moving stroke, moving speed, etc. of the operating rod can be easily variably controlled as necessary, and for example, the moving stroke can be variably controlled to easily cope with a change in the discharge amount of the metering pump.
The moving speed can be variably controlled to easily cope with the viscosity change of the pump material in the high viscosity pump.
【0037】請求項2に記載の発明によれば、流体駆動
系の中に電子制御系を封じ込め、流体駆動の作動ロッド
に連動する自己発電により電子制御系を介し自身を制御
するようにしたから、前記フレキシブルな制御を実施で
きるとともに、外部電源から電力を供給されるアクチュ
エータに比べて、可燃性流体を扱うポンプの駆動アクチ
ュエータとして防爆処理を容易かつ確実にできる。According to the second aspect of the present invention, the electronic control system is enclosed in the fluid drive system, and the electronic control system is controlled by the self-power generation interlocking with the fluid-driven actuating rod. The flexible control can be performed, and the explosion-proof treatment can be performed easily and surely as a drive actuator for a pump that handles a flammable fluid, as compared with an actuator that is supplied with electric power from an external power source.
【0038】請求項3に記載の発明によれば、一対の往
復動形アクチュエータの間で発電機から出力された動作
検出情報を相互に情報交換し合い、一方の往復動形アク
チュエータにより駆動される一方のポンプの吐出圧が落
込む往復動切換時に、他方の往復動形アクチュエータに
より駆動される他方のポンプ吐出圧が増加するように相
互に制御し合うようにしたから、ポンプ吐出圧のリップ
ルを打消して脈動の少ない平滑な合同吐出圧が得られる
ように一対の往復動形アクチュエータを制御できる。According to the third aspect of the present invention, the motion detection information output from the generator is mutually exchanged between the pair of reciprocating actuators and driven by one reciprocating actuator. When switching the reciprocating motion in which the discharge pressure of one pump drops, the other pump drive pressure driven by the other reciprocating actuator is controlled so as to increase each other. The pair of reciprocating actuators can be controlled so as to cancel out and obtain a smooth combined discharge pressure with less pulsation.
【図1】本発明の往復動形アクチュエータの一実施例を
示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a reciprocating actuator of the present invention.
【図2】同上アクチュエータの作動流体制御弁の断面図
である。FIG. 2 is a sectional view of a working fluid control valve of the same actuator.
【図3】本発明の往復動形アクチュエータの他の実施例
を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing another embodiment of the reciprocating actuator of the present invention.
【図4】本発明の往復動形アクチュエータを一対設けた
場合の制御方法を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a control method when a pair of reciprocating actuators of the present invention is provided.
【図5】図4の実施例におけるポンプ吐出圧波形を示す
図である。5 is a diagram showing a pump discharge pressure waveform in the embodiment of FIG.
【図6】従来のポンプ吐出圧波形を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a conventional pump discharge pressure waveform.
14 作動ロッド 21 作動流体制御弁 31 発電機 49 電子制御部 79 共通の吐出口 A,B 一対のポンプ 14 Working rod 21 Working fluid control valve 31 Generator 49 Electronic control unit 79 Common discharge port A, B A pair of pumps
Claims (3)
が往復動される往復動形アクチュエータにおいて、 前記作動ロッドの移動により駆動される発電機と、 この発電機から出力された動作検出情報を処理する電子
制御部と、 この電子制御部から出力された制御信号に基づき作動流
体を制御する作動流体制御弁とを具備したことを特徴と
する往復動形アクチュエータ。1. A reciprocating actuator in which a working rod is reciprocated by being driven by a working fluid pressure, and a generator driven by the movement of the working rod, and motion detection information output from the generator. And a working fluid control valve that controls working fluid based on a control signal output from the electronic control unit.
め、 フレキシブルな制御を実施するために流体駆動系の作動
ロッドに連動して動作検出機能を兼ねた自己発電を行
い、 電子制御系にエネルギおよび動作検出情報を供給し、 この電子制御系により流体駆動系を制御することを特徴
とする往復動形アクチュエータの制御方法。2. An electronic control system is enclosed in a fluid drive system, and self-power generation that also functions as an operation detection function is performed in conjunction with an operation rod of the fluid drive system to implement flexible control. A method of controlling a reciprocating actuator, characterized in that energy and motion detection information are supplied and a fluid drive system is controlled by the electronic control system.
往復動することにより共通の吐出口を有する一対のポン
プを駆動する一対の往復動形アクチュエータの制御方法
において、 一対の往復動形アクチュエータの間で各作動ロッドの移
動により駆動される発電機から出力された動作検出情報
を相互に情報交換し合い、一方の往復動形アクチュエー
タにより駆動される一方のポンプの吐出圧が落込む往復
動切換時に、他方の往復動形アクチュエータにより駆動
される他方のポンプ吐出圧が増加するように、各アクチ
ュエータの作動流体制御弁を相互に制御し合うことを特
徴とする往復動形アクチュエータの制御方法。3. A method of controlling a pair of reciprocating actuators, which drives a pair of pumps having a common discharge port by reciprocating an operating rod by driving with a working fluid pressure, comprising: Reciprocal motion switching in which the discharge pressure of one pump driven by one reciprocating actuator is dropped by mutually exchanging information on the motion detection information output from the generator driven by the movement of each operating rod. A method for controlling a reciprocating actuator, wherein the working fluid control valves of the respective actuators are mutually controlled so that the pump discharge pressure of the other pump driven by the other reciprocating actuator is increased.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4120435A JP2598854B2 (en) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | Reciprocating actuator and control method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4120435A JP2598854B2 (en) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | Reciprocating actuator and control method thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0633903A true JPH0633903A (en) | 1994-02-08 |
| JP2598854B2 JP2598854B2 (en) | 1997-04-09 |
Family
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|---|---|---|---|
| JP4120435A Expired - Fee Related JP2598854B2 (en) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | Reciprocating actuator and control method thereof |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2598854B2 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5693669A (en) * | 1979-12-27 | 1981-07-29 | Hitachi Ltd | Speed feedback type oil pressure elevator |
| JPS6030807A (en) * | 1983-07-29 | 1985-02-16 | Yunikamu:Kk | Control device for hydraulic cylinder |
| JPS60121302A (en) * | 1983-11-30 | 1985-06-28 | Shoketsu Kinzoku Kogyo Co Ltd | Method of controlling actuator and device therefor |
| JPS6283502A (en) * | 1985-10-04 | 1987-04-17 | Mitsubishi Electric Corp | Pneumatic light controlled positioner |
| JPH0219670A (en) * | 1988-07-06 | 1990-01-23 | Hitachi Ltd | Control method for nonpulsating pump |
-
1992
- 1992-05-13 JP JP4120435A patent/JP2598854B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2598854B2 (en) | 1997-04-09 |
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