JPH0689761B2 - 流体圧シリンダの位置決め制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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。

【０００２】

【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図１及び図２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の切換えによっ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のロッド駆動
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
ッド５に常時接触して該ロッド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（図２）とを含んでいる。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
はシリンダロッ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によって制御
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１
３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、ロッド５を停止する。

【０００３】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、オーバーランが起こる。従来のもの
はこのオーバーランの対策があまり講じられていず、せ
いぜい設定速度当に応じてオーバーラン量を一定とみな
して、所望の停止目標位置よりも一定距離だけ手前の位
置でブレーキをかけるようにしていたにすぎなかった。
しかし、実際はオーバーラン量はそのときのロッド５の
移動速度に応じて異なるので、停止精度を上げるには、
そのときそのときの速度に応じたオーバーラン量を考慮
したブレーキ制御を行う必要があった。

【０００４】特開昭５６−８６２０２号公報において
は、エアシリンダの位置決め制御装置のための改善策が
示されており、位置決め精度の向上のために、まず最初
にデータ取り運転を行い、次にこのデータに基づき位置
決め制御を行なうことが示されている。データ取り運転
では、まず、流量制御弁からなるスピードコントローラ
により所望の速度を設定し、ディジスイッチで所望の停
止位置を設定し、エアシリンダを原点から設定停止位置
に向けて前進させる。そのとき、エアシリンダの実際の
速度をリニアエンコーダの出力に基づき算出し、この速
度で前進するエアシリンダの設定停止位置に対する制動
開始点を推測する。そして、エアシリンダが推測制動開
始点の位置に達したとき制動を開始し、その後実際に停
止したとき実際の停止位置と設定停止位置との誤差を算
出する。その後、エアシリンダを後退させて原点に復帰
させる。この従来技術では、エアシリンダに加わる負荷
および空気圧力、速度等の外的条件が未知であるため、
その１回目はデータ取り運転としているのである。この
場合、「速度等の外的条件が未知」とは、スピードコン
トローラによる速度設定値がシステムにとって未知とい
うことにほかならず、一度実際に運転してみて実際の速
度を検出することにより設定速度を知るようにしている
のである。そこで、１回目の動作時（上記データ取り運
転時）において上記のように算出された速度および設定
停止位置と実際の停止位置との誤差データを基にして、
マイクロコンピュータによって予め記憶されているエア
シリンダの挙動実験式及びデータにより演算を実行し、
減速位置，減速速度，制動開始位置を求め、この値に基
づいて２回目以降のエアシリンダの動作を行なわせるよ
うになっている。２回目以降のエアシリンダの動作にお
いては、最初は設定速度で前進させ、上記減速位置に達
すると、エアシリンダの速度を上記減速速度に切り換え
る。その後、エアシリンダが上記制動開始位置に達する
と、制動を開始し、設定停止位置に対して一定の公差を
もって停止されるようにする。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記から明らかなよう
に、この従来技術では、実際に検出した速度に応じて制
動開始位置を推測するのは、１回目のデータ取り運転の
ときのみであり、２回目以降の通常の位置決め動作時に
は、実際に検出した速度に応じて制動位置を変更するよ
うな補償制御は行なっていず、減速位置への到達に応じ
た減速速度への速度切り換え制御と、制動位置への到達
に応じた制動開始制御を行なっているだけである。その
ため、シリンダ駆動時に現に加わっている負荷の変動に
応答して現時点での速度も時々刻々と微妙に変動した場
合、そのような負荷変動にリアルタイムで応答して適切
なオーバーラン補償を行なうことができず、不意の負荷
変動に適切に対応して正確な位置決め制御が行なうこと
が困難であった。この発明は上述の点に鑑みてなされた
もので、現時点での検出速度に応じたリアルタイムのオ
ーバーラン補償制御を行うようにすることにより、不意
の負荷変動などに適切に対応して正確な位置決め制御を
行うことができ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。

【０００６】

【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、該ロッドの現在の移動速度を検出するための速度
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、様々な速度に対応する予測オーバラン量データを予
め記憶した記憶手段を有し、前記速度検出手段により検
出された現在の速度に対応するデータをアドレスデータ
として、該記憶手段から該現在速度に対応する予測オー
バラン量データを実時間的に読み出すオーバラン量予測
手段と、前記位置検出手段で求められた位置データの値
と前記目標値のうち少なくとも一方を前記オーバラン量
予測手段から出力された予測オーバラン量データに応じ
て変更し、オーバーラン補償済の位置データ又は目標値
データを求める補償手段と、前記補償手段で補償した前
記オーバーラン補償済の位置データ又は目標値データを
少なくとも一方の比較入力データとして用いて、前記ロ
ッドの位置と前記目標値との比較を行う比較手段と、そ
の比較結果に応じて前記シリンダの動きを制御する駆動
制御手段とを具えるものである。更に、第２の発明にお
いては、前記制御手段によるシリンダの位置決めが完了
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偏
差データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段で記憶さ
れた偏差データを次の位置決め制御時に読み出して修正
用パラメータとして使用し、前記予測オーバラン量また
は位置データまたは目標値データを該偏差データに応じ
て修正するデータ値修正手段とを具えるようにしてもよ
い。

【０００７】

【作用】オーバラン量予測手段においては、様々な速度
に対応する予測オーバラン量データを予め記憶した記憶
手段を有しており、速度検出手段で検出した現時点での
ピストンロッドの移動速度に対応するデータをアドレス
データとして、該記憶手段から該現在速度に対応する予
測オーバラン量データが実時間的に読み出される。この
ように、現時点での速度に応じて実時間的に即座に読み
出された予測オーバラン量に応じて、目標値又は検出位
置のオーバーラン補償を常にリアルタイムで行なう構成
であるので、シリンダ駆動時に現に加わっている負荷の
変動に応答した正確なオーバーラン補償を行うことがで
きるという優れた効果を奏する。すなわち、シリンダ駆
動時に現に加わっている負荷の変動に応答して現時点で
の速度も時々刻々と微妙に変動するので、現時点での検
出速度に応じた補償を常に行なうことにより、そのよう
な負荷変動にリアルタイムで応答して適切なオーバラン
補償を行なうことができ、不意の負荷変動にも適切に対
応して正確な位置決め制御が行なえるという優れた効果
を奏するものである。また、第２の発明においては、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う学習機能を具備しているので、位
置決め精度をより一層向上させることができる。

【０００８】

【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。図３において、符号１〜４，６
〜９は図１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
置を検出するための検出部２０は、非接触で該ロッド位
置を検出し得るものであり、実公平２−２６００２号に
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。

【０００９】ロッド２１は、シリンダ１内のピストン２
１ｅ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２
１ｃ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ピッチ分の間隔は「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。

【００１０】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、となるようになっている。図１の
実施例では、各相Ａ〜Ｄ毎に個別に１次コイルＡ１〜Ｄ
１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。図３の例では、Ａ相のコイルＡ１，Ａ２
とＣ相のコイルＣ１，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
も隣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「Ｐ［ｎ±（１／４）］」
（ｎは任意の自然数）である。

【００１１】この構成によって、ロッド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（従って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sinωtによって互いに逆相で
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によっ
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
よって同相で励磁し、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。

【００１２】検出部２０の出力信号Ｙは、下記式に示す
ようにロッド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cos
ωt)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、ロッド２１の位置を検出す
ることができる。

【００１３】位相ずれ量φが全角２πのときのロッド２
１の変位量は磁性リング２１ｂの１ピッチ長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の範囲内でのアブソリュートな直線位置が
検出できるのである。距離Ｐを越えてアブソリュートな
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
してロッド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。

【００１４】図４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。この測定値がロッド２１の現在位置（シリ
ンダストローク位置）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っている。そのために、
位置データＤｘ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Ｄｖが加速度検出
回路２５に入力される。

【００１５】ロッド２１が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が或る速度で移動している場合は、
位置データＤｘの値はロッド位置の変化に従って時間的
に変化する。従って、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Ｄｘ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が求まる。

【００１６】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Ｒ
ＡＭ）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ッド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。

【００１７】現在の速度データＤｖに対応するデータを
アドレスデータとして、ＲＯＭ２６から、現在速度に応
答する予測オーバラン量データＯＶＲ１が読み出され
る。また、現在の加速度データＤαに対応するデータを
アドレスデータとして、ＲＯＭ２７から、現在加速度に
応答する予測オーバラン量データＯＶＲ２が読み出され
る。これらの予測オーバラン量データＯＶＲ１，ＯＶＲ
２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）Ｓｘとをパラメータとして実際のオーバラン量を
予測するデータＯＶＲを、計算、選択、混合等を含む演
算操作によって求める。一例として、演算回路２８で
は、移動設定値Ｓｘ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Ｏ
ＶＲとして選択し、属していない場合は（つまり上記立
上り期間以外の大部分の期間では）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。

【００１８】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Ｓｘに応じた所定の比率で混合したものをＯＶＲ
として出力するようにしてもよい。この場合は、移動設
定値Ｓｘに応じてＯＶＲ１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Ｏ
ＶＲ２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Ｓｘ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Ｄｘ）を用いてもよい。
また、上記各例において移動設定値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。

【００１９】補償演算回路３０は、位置データＤｘ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Ｄxo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Ｄxoと設定器２９で設定された移動設定値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
は比較条件等はシーケンス回路３２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
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。

【００２０】例えば、移動設定値Ｓｘが１５０mmで、現
位置データＤｘが１４０mmまで来たときに速度、加速度
及び設定値Ｓｘによって決定されたオーバラン量予測デ
ータＯＶＲがプラス１０mmであったとすると、そのとき
の補償済み位置データＤxoが１５０mmとなり、比較回路
３１から一致出力が生じ、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１０mmのオーバランが生じ、望みの１５０mmの位
置でロッド２１が停止する。

【００２１】ところで、シーケンス回路３２は、ロッド
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の移動を開始する。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
飛び出しが量が少なくなれば、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Ｓｘ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）Ｓｘ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Ｄｘと目標値Ｓｘ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。

【００２２】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って、速度あるいは加速
度の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
ってくることがある。このようにオーバランＲＯＭ２
６，２７の記憶内容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
発明に従っ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
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、図４の実施例の一部分を図５に示すように変更す
ることにより実現できる。

【００２３】図５において、誤差演算回路３４は、シリ
ンダ１のピストンロッド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（Ｄｘがこれを表わしている）とその時の停止位
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３５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３４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。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３８に与える。

【００２４】偏差演算回路３８の他の入力には、今行な
っ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）がバッファレジスタ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って演算可
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）Ｓｘ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。従って、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、演算回路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、バッファ
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。

【００２５】バッファレジスタ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っている間中読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３２から読み出し命令信号が与えられ
る。従って、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Ｓｘ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Ｓｘ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
データと同量もしくはそれに近い誤差が設定位置Ｓｘと
実際の設定位置との間に生じる可能性が大きいことを示
している。

【００２６】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
置決め制御を行なっている間中前記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からの予測オーバラン量ＯＶＲに
対してＲＡＭ３６からの最新偏差データを加算または減
算することによって行なわれる。前述の通り、ＲＡＭ３
６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）２６，２７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
る最新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図５
の例と同様の位置データＤｘ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。

【００２７】一方、ＲＡＭ３６からバッファレジスタ３
９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。

【００２８】

【発明の効果】以上の通り、この発明によれば、速度検
出手段では常に現時点でのピストンロッドの移動速度を
検出しており、また、オーバラン量予測手段において
は、様々な速度に対応する予測オーバラン量データを予
め記憶した記憶手段を有しているので、現在の速度に応
じて予測オーバラン量データが実時間的に即座に読み出
され、この予測オーバラン量に応じて目標値又は検出位
置のオーバーラン補償を常にリアルタイムで行なう構成
であるので、シリンダ駆動時に現に加わっている負荷の
変動に応答した正確なオーバーラン補償を行うことがで
きるという優れた効果を奏する。すなわち、シリンダ駆
動時に現に加わっている負荷の変動に応答して現時点で
の速度も時々刻々と微妙に変動するので、現時点での検
出速度に応じた補償を常に行なうことにより、そのよう
な負荷変動にリアルタイムで応答して適切なオーバラン
補償を行なうことができ、不意の負荷変動にも適切に対
応して正確な位置決め制御が行なえるという優れた効果
を奏するものである。また、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う学
習機能を更に具備することにより、位置決め精度をより
一層向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】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。

【図２】図１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。

【図３】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。

【図４】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

【図５】図４の変更箇所につき抽出して示す電気的ブロ
ック図。

【符号の説明】

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…ピストンロッド、６…方
向制御弁、７…空気源、８，９…絞り弁、２０…位置検
出部、２１ａ…ロッドの心棒、２１ｂ…磁性リング、２
１ｃ…非磁性スペーサ、２１ｄ…非磁性スリーブ、２１
ｅ…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、３
１…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 (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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、 該ロッドの現在の移動速度を検出するための速度検出手
   段と、 位置決め目標値を設定するための設定手段と、 様々な速度に対応する予測オーバラン量データを予め記
   憶した記憶手段を有し、前記速度検出手段により検出さ
   れた現在の速度に対応するデータをアドレスデータとし
   て、該記憶手段から該現在速度に対応する予測オーバラ
   ン量データを実時間的に読み出すオーバラン量予測手段
   と、 前記位置検出手段で求められた位置データの値と前記目
   標値のうち少なくとも一方を前記オーバラン量予測手段
   から出力された予測オーバラン量データに応じて変更
   し、オーバーラン補償済の位置データ又は目標値データ
   を求める補償手段と、 前記補償手段で補償した前記オーバーラン補償済の位置
   データ又は目標値データを少なくとも一方の比較入力デ
   ータとして用いて、前記ロッドの位置と前記目標値との
   比較を行う比較手段と、 その比較結果に応じて前記シリンダの動きを制御する駆
   動制御手段とを具える流体圧シリンダの位置決め制御装
   置。
2. 【請求項２】 前記シリンダはブレーキ付シリンダであ
   り、前記駆動制御手段は少なくとも該シリンダのブレー
   キを制御するための信号を前記比較結果に応じて与える
   ものである請求項１に記載の流体圧シリンダの位置決め
   制御装置。
3. 【請求項３】 前記位置検出手段は、前記ロッドの直線
   位置に応じた磁気抵抗変化を示し、この磁気抵抗に応じ
   た出力信号を生じる可変磁気抵抗型の直線位置検出器
   と、この検出器の出力信号を直線位置を示す位置データ
   に変換する変換回路とを含むものであり、前記速度検出
   手段は、前記変換回路で求めた位置データを用いて、こ
   の位置データの値の時間的な変化分から速度を演算する
   ものである請求項１に記載の流体圧シリンダの位置決め
   制御装置。
4. 【請求項４】 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、 該ロッドの現在の移動速度を検出するための速度検出手
   段と、 位置決め目標値を設定するための設定手段と、 様々な速度に対応する予測オーバラン量データを予め記
   憶した記憶手段を有し、前記速度検出手段により検出さ
   れた現在の速度に対応するデータをアドレスデータとし
   て、該記憶手段から該現在速度に対応する予測オーバラ
   ン量データを実時間的に読み出すオーバラン量予測手段
   と、 前記位置検出手段で求められた位置データの値と前記目
   標値のうち少なくとも一方を前記オーバラン量予測手段
   から出力された予測オーバラン量データに応じて変更
   し、オーバーラン補償済の位置データ又は目標値データ
   を求める補償手段と、 前記補償手段で補償した前記オーバーラン補償済の位置
   データ又は目標値データを少なくとも一方の比較入力デ
   ータとして用いて、前記ロッドの位置と前記目標値との
   比較を行う比較手段と、 その比較結果に応じて前記シリンダの動きを制御し、該
   シリンダのピストンロッド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、 前記制御手段による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偏差データを記憶する記憶手段
   と、 前記記憶手段で記憶された偏差データを次の位置決め制
   御時に読み出して修正用パラメータとして使用し、前記
   予測オーバラン量または位置データまたは目標値データ
   を該偏差データに応じて修正するデータ値修正手段とを
   具えた流体圧シリンダの位置決め制御装置。