(57)【要約】【課題】複動形空気圧シリンダの位置決め制御において、空気の圧縮性に起因するオーバーシュートやアンダーシュートを低減させ、簡単かつ安価な装置として構成する。【解決手段】複動形シリンダの制御において、ピストン１３の移動目標位置ｘ３と減速開始位置ｘ１が制御装置３０に設定され、該制御装置における制御は、第１圧力室１４の給気弁２１及び第２圧力室１５の排気弁２４を開くことにより、ピストンを移動目標位置に向けて移動させている状態で、位置センサ１７によりピストンが上記減速開始位置に達したことが検出されたときに、上記開状態にある排気弁２４を閉じ、更に位置センサでピストンが移動目標位置に達したことが検出されたときに、開状態にある上記給気弁２１を閉じ、両圧力室１４，１５に圧縮空気を封じてピストンをその圧力バランスにより移動目標位置に停止保持させるものとする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンの両側に第１圧力室及び第２圧力室を有し、これらの圧力室に対する圧縮空気の給排によって上記ピストンが駆動される複動形のシリンダ、上記ピストンの動作位置を検出する位置センサ、上記シリンダの両圧力室を空気圧源と大気とに連通させる主空気圧回路、並びに該主空気圧回路に介装された２ポート電磁弁の開閉を制御する制御装置を有し、
上記主空気圧回路は、上記空気圧源とシリンダの第１及び第２圧力室とを結ぶ第１流路及び第２流路と、これらの流路中にそれぞれ接続されて該流路を通断する上記２ポート電磁弁からなる第１給気弁及び第２給気弁と、上記第１及び第２圧力室に接続されて大気との間を通断する上記２ポート電磁弁からなる第１排気弁及び第２排気弁とを有し、
上記制御装置は、上記ピストンの移動目標位置と減速開始位置の情報を保有する記憶部を有し、上記位置センサと各電磁弁に電気的に接続され、
該制御装置における制御は、一方の圧力室の給気弁及び他方の圧力室の排気弁を開くことによりピストンを移動目標位置に向けて移動させている状態において、上記位置センサでピストンが上記減速開始位置に達したことが検出されたときに、上記開状態にある給気弁及び排気弁の一方を閉じ、更に上記位置センサでピストンが上記移動目標位置または上記制御装置の記憶部に設定された停止制動位置に達したことが検出されたときに、開状態にある残りの排気弁または給気弁を閉じ、両圧力室に圧縮空気を封じてピストンをその圧力バランスにより移動目標位置に停止保持させるものとした、
ことを特徴とする複動形空気圧シリンダの位置決め制御装置。
【請求項２】
上記主空気圧回路における第１及び第２給気弁の少なくとも一方に、２ポート電磁弁からなる副給気弁を並列に接続すると共に、少なくとも、該副給気弁を接続していない圧力室の第１または第２排気弁に２ポート電磁弁からなる副排気弁を並列に接続し、
上記制御装置における制御が、
副給気弁及び副排気弁について、上記第１及び第２給気弁並びに第１及び第２排気弁と同じ制御を行うものであり、あるいは、
上記制御装置の記憶部に、上記副給気弁及び副排気弁による副減速開始位置の情報が前記減速開始位置の情報とは別に設定され、上記一方の圧力室の給気弁及び他方の圧力室の排気弁と共に、それらに並列に接続した副給気弁及び副排気弁を開くことにより、ピストンを移動目標位置に向けて移動させている状態において、上記位置センサでピストンがその副減速開始位置に達したことが検出されたときに、開状態にある副給気弁または副排気弁を閉じ、更に、上記位置センサでピストンが上記移動目標位置または上記停止制動位置、あるいは制御装置に別途設定した上記副給気弁及び副排気弁による副停止制動位置に達したことが検出されたときに、開状態にある上記副排気弁または副給気弁を閉じ、両圧力室に圧縮空気を封じてピストンを移動目標位置に停止保持させるものである、
ことを特徴とする請求項１に記載の複動形空気圧シリンダの位置決め制御装置。
【請求項３】
上記主空気圧回路における第１及び第２給気弁の少なくとも一方に、２ポート電磁弁からなる副給気弁を並列に接続すると共に、少なくとも、該副給気弁を接続していない圧力室の第１または第２排気弁に２ポート電磁弁からなる副排気弁を並列に接続し、
上記制御装置における制御が、上記一方の圧力室の給気弁及び他方の圧力室の排気弁と共に、それらに並列に接続した副給気弁及び副排気弁を開くことにより、ピストンを移動目標位置に向けて移動させている状態において、上記位置センサでピストンが減速開始位置に達したことが検出されたときに、開状態にある副給気弁及び副排気弁、並びに給気弁及び排気弁の一方を閉じ、更に、上記位置センサでピストンが上記移動目標位置または上記停止制動位置に達したことが検出されたときに、開状態にある上記排気弁または給気弁を閉じ、両圧力室に圧縮空気を封じてピストンを移動目標位置に停止保持させるものである、
ことを特徴とする請求項１に記載の複動形空気圧シリンダの位置決め制御装置。
【請求項４】
上記各給気弁とそれに並列に接続することにより対をなす各副給気弁、及び上記各排気弁とそれに並列に接続することにより対をなす各副排気弁の全部、またはそれらのうちの一部の対を、流量特性が異なる２ポート電磁弁により構成した、
ことを特徴とする請求項２または３に記載の複動形空気圧シリンダの位置決め制御装置。
【請求項５】
ピストンの両側に第１圧力室及び第２圧力室を有する複動形のシリンダ、上記ピストンの動作位置を検出する位置センサ、並びに、上記第１及び第２圧力室に空気圧源からの圧縮空気をそれぞれ供給する第１流路及び第２流路と、該第１及び第２流路にそれぞれ介装された２ポート電磁弁からなる第１給気弁及び第２給気弁と、上記第１及び第２圧力室と大気との間を通断する２ポート電磁弁からなる第１排気弁及び第２排気弁とを含む主空気圧回路を備えた複動形空気圧シリンダを、制御装置による上記第１及び第２給気弁並びに第１及び第２排気弁の制御によって位置決め制御する制御方法であって、
上記制御装置は、その記憶部にピストンの移動目標位置と減速開始位置の情報を保有し、
該制御装置からの制御信号で、一方の圧力室の給気弁及び他方の圧力室の排気弁を開くことにより、ピストンを移動目標位置に向けて移動させている状態において、上記位置センサでピストンが上記減速開始位置に達したことが検出されて、それが制御装置に入力されたときに、該制御装置から上記開状態にある給気弁及び排気弁の一方を閉じる信号が出力され、更に上記位置センサでピストンが上記移動目標位置または上記制御装置に設定されている停止制動位置に達したことが検出され、それが制御装置に入力されたときに、該制御装置から開状態にある残りの排気弁または給気弁を閉じる信号が出力され、両圧力室に圧縮空気を封じてピストンをその圧力バランスにより移動目標位置に停止保持させる制御を行う、
ことを特徴とする複動形空気圧シリンダの位置決め制御方法。
【請求項６】
上記主空気圧回路における第１及び第２給気弁の少なくとも一方に、２ポート電磁弁からなる副給気弁を並列に接続すると共に、少なくとも、該副給気弁を接続していない圧力室の第１または第２排気弁に２ポート電磁弁からなる副排気弁を並列に接続し、
上記制御装置において、
副給気弁及び副排気弁について、上記第１及び第２給気弁並びに第１及び第２排気弁と同じ制御を行い、あるいは、
上記制御装置の記憶部に、上記副給気弁及び副排気弁による副減速開始位置の情報が前記減速開始位置の情報とは別に設定され、上記一方の圧力室の給気弁及び他方の圧力室の排気弁と共に、それらに並列に接続した副給気弁及び副排気弁を開くことにより、ピストンを移動目標位置に向けて移動させている状態において、位置センサでピストンがその副減速開始位置に達したことが検出されて、それが制御装置に入力されたときに、該制御装置から開状態にある上記副給気弁または副排気弁の一方を閉じる信号が出力され、更に、上記位置センサでピストンが上記移動目標位置または上記停止制動位置、あるいは制御装置に別途設定した上記副給気弁及び副排気弁による副停止制動位置に達したことが検出され、それが制御装置に入力されたときに、該制御装置から開状態にある上記副排気弁または副給気弁を閉じる信号が出力され、両圧力室に圧縮空気を封じてピストンを移動目標位置に停止保持させる制御を行う、
ことを特徴とする請求項５に記載の複動形空気圧シリンダの位置決め制御方法。
【請求項７】
上記主空気圧回路における第１及び第２給気弁の少なくとも一方に、２ポート電磁弁からなる副給気弁を並列に接続すると共に、少なくとも、該副給気弁を接続していない圧力室の第１または第２排気弁に２ポート電磁弁からなる副排気弁を並列に接続し、
上記制御装置において、上記一方の圧力室の給気弁及び他方の圧力室の排気弁と共に、それらに並列に接続した副給気弁及び副排気弁を開くことにより、ピストンを移動目標位置に向けて移動させている状態において、上記位置センサでピストンが減速開始位置に達したことが検出されて、それが制御装置に入力されたときに、制御装置から開状態にある副給気弁及び副排気弁、並びに給気弁及び排気弁の一方を閉じる信号が出力され、更に、上記位置センサでピストンが上記移動目標位置または上記停止制動位置に達したことが検出され、それが制御装置に入力されたときに、制御装置から開状態にある上記排気弁または給気弁を閉じる信号が出力され、両圧力室に圧縮空気を封じてピストンを移動目標位置に停止保持させる制御を行う、
ことを特徴とする請求項５に記載の複動形空気圧シリンダの位置決め制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複動形空気圧シリンダのピストンを移動目標位置に停止させる位置決め制御装置及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複動形空気圧シリンダの位置決め制御を行う場合、３位置切換弁による方法、比例弁・サーボ弁による方法の他、ブレーキ機構を用いる方法、空油変換による方法などがある。
しかしながら、上記３位置切換弁による方法、及び比例弁・サーボ弁による方法では、空気の圧縮性に起因するオーバーシュートやアンダーシュートが発生し、高精度の位置決めを行うことが困難である。また、上記オーバーシュートやアンダーシュートの発生を抑止するためのブレーキ機構を用いる方法では、シリンダにロック機構を設ける必要などがあることから、構造が複雑で高価なものとなり、空油変換による方法においても同様である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の技術的課題は、複動形空気圧シリンダの位置決め制御において、空気の圧縮性に起因するオーバーシュートやアンダーシュートを低減させ、サーボ弁を用いたフィードバック機構やブレーキ機構を用いることなく、簡単かつ安価な構成による位置決め制御により、ピストンを移動目標位置に停止させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため、本発明によれば、ピストンの両側に第１圧力室及び第２圧力室を有し、これらの圧力室に対する圧縮空気の給排によって上記ピストンが駆動される複動形のシリンダ、上記ピストンの動作位置を検出する位置センサ、上記シリンダの両圧力室を空気圧源と大気とに連通させる主空気圧回路、並びに該主空気圧回路に介装された２ポート電磁弁の開閉を制御する制御装置を有し、上記主空気圧回路は、上記空気圧源とシリンダの第１及び第２圧力室とを結ぶ第１流路及び第２流路と、これらの流路中にそれぞれ接続されて該流路を通断する上記２ポート電磁弁からなる第１給気弁及び第２給気弁と、上記第１及び第２圧力室に接続されて大気との間を通断する上記２ポート電磁弁からなる第１排気弁及び第２排気弁とを有し、上記制御装置は、上記ピストンの移動目標位置と減速開始位置の情報を保有する記憶部を有し、上記位置センサと各電磁弁に電気的に接続され、該制御装置における制御は、一方の圧力室の給気弁及び他方の圧力室の排気弁を開くことにより、ピストンを移動目標位置に向けて移動させている状態において、上記位置センサでピストンが上記減速開始位置に達したことが検出されたときに、上記開状態にある給気弁及び排気弁の一方を閉じ、更に上記位置センサでピストンが上記移動目標位置または上記制御装置の記憶部に設定された停止制動位置に達したことが検出されたときに、開状態にある残りの排気弁または給気弁を閉じ、両圧力室に圧縮空気を封じてピストンをその圧力バランスにより移動目標位置に停止保持させるものとしたことを特徴とする複動形空気圧シリンダの位置決め制御装置が提供される。
【０００５】
上記本発明に係る複動形空気圧シリンダの位置決め制御装置においては、上記主空気圧回路における第１及び第２給気弁の少なくとも一方に、２ポート電磁弁からなる副給気弁を並列に接続すると共に、少なくとも、該副給気弁を接続していない圧力室の第１または第２排気弁に２ポート電磁弁からなる副排気弁を並列に接続し、上記制御装置における制御が、副給気弁及び副排気弁について、上記第１及び第２給気弁並びに第１及び第２排気弁と同じ制御を行うものであり、あるいは、上記制御装置の記憶部に、上記副給気弁及び副排気弁による副減速開始位置の情報が前記減速開始位置の情報とは別に設定され、上記一方の圧力室の給気弁及び他方の圧力室の排気弁と共に、それらに並列に接続した副給気弁及び副排気弁を開くことにより、ピストンを移動目標位置に向けて移動させている状態において、上記位置センサでピストンがその副減速開始位置に達したことが検出されたときに、開状態にある副給気弁または副排気弁を閉じ、更に、上記位置センサでピストンが上記移動目標位置または上記停止制動位置、あるいは制御装置に別途設定した上記副給気弁及び副排気弁による副停止制動位置に達したことが検出されたときに、開状態にある上記副排気弁または副給気弁を閉じ、両圧力室に圧縮空気を封じてピストンを移動目標位置に停止保持させるものとすることができる。
【０００６】
また、上記本発明に係る複動形空気圧シリンダの位置決め制御装置においては、上記主空気圧回路における第１及び第２給気弁の少なくとも一方に、２ポート電磁弁からなる副給気弁を並列に接続すると共に、少なくとも、該副給気弁を接続していない圧力室の第１または第２排気弁に２ポート電磁弁からなる副排気弁を並列に接続し、上記制御装置における制御が、上記一方の圧力室の給気弁及び他方の圧力室の排気弁と共に、それらに並列に接続した副給気弁及び副排気弁を開くことにより、ピストンを移動目標位置に向けて移動させている状態において、上記位置センサでピストンが減速開始位置に達したことが検出されたときに、開状態にある副給気弁及び副排気弁、並びに給気弁及び排気弁の一方を閉じ、更に、上記位置センサでピストンが上記移動目標位置または上記停止制動位置に達したことが検出されたときに、開状態にある上記排気弁または給気弁を閉じ、両圧力室に圧縮空気を封じてピストンを移動目標位置に停止保持させるものとすることができる。
【０００７】
更に、上記副給気弁及び副排気弁を用いる場合においては、上記各給気弁とそれに並列に接続することにより対をなす各副給気弁、及び上記各排気弁とそれに並列に接続することにより対をなす各副排気弁の全部、またはそれらのうちの一部の対を、流量特性が異なる２ポート電磁弁により構成することができる。
【０００８】
また、上記課題を解決するため、本発明によれば、ピストンの両側に第１圧力室及び第２圧力室を有する複動形のシリンダ、上記ピストンの動作位置を検出する位置センサ、並びに、上記第１及び第２圧力室に空気圧源からの圧縮空気をそれぞれ供給する第１流路及び第２流路と、該第１及び第２流路にそれぞれ介装された２ポート電磁弁からなる第１給気弁及び第２給気弁と、上記第１及び第２圧力室と大気との間を通断する２ポート電磁弁からなる第１排気弁及び第２排気弁とを含む主空気圧回路を備えた複動形空気圧シリンダを、制御装置による上記第１及び第２給気弁並びに第１及び第２排気弁の制御によって位置決め制御する制御方法であって、上記制御装置は、その記憶部にピストンの移動目標位置と減速開始位置の情報を保有し、該制御装置からの制御信号で、一方の圧力室の給気弁及び他方の圧力室の排気弁を開くことにより、ピストンを移動目標位置に向けて移動させている状態において、上記位置センサでピストンが上記減速開始位置に達したことが検出されて、それが制御装置に入力されたときに、該制御装置から上記開状態にある給気弁及び排気弁の一方を閉じる信号が出力され、更に上記位置センサでピストンが上記移動目標位置または上記制御装置に設定されている停止制動位置に達したことが検出され、それが制御装置に入力されたときに、該制御装置から開状態にある残りの排気弁または給気弁を閉じる信号が出力され、両圧力室に圧縮空気を封じてピストンをその圧力バランスにより移動目標位置に停止保持させる制御を行うことを特徴とする複動形空気圧シリンダの位置決め制御方法が提供される。
【０００９】
上記本発明に係る複動形空気圧シリンダの位置決め制御方法においては、上記主空気圧回路における第１及び第２給気弁の少なくとも一方に、２ポート電磁弁からなる副給気弁を並列に接続すると共に、少なくとも、該副給気弁を接続していない圧力室の第１または第２排気弁に２ポート電磁弁からなる副排気弁を並列に接続し、上記制御装置において、副給気弁及び副排気弁について、上記第１及び第２給気弁並びに第１及び第２排気弁と同じ制御を行い、あるいは、上記制御装置の記憶部に、上記副給気弁及び副排気弁による副減速開始位置の情報が前記減速開始位置の情報とは別に設定され、上記一方の圧力室の給気弁及び他方の圧力室の排気弁と共に、それらに並列に接続した副給気弁及び副排気弁を開くことにより、ピストンを移動目標位置に向けて移動させている状態において、位置センサでピストンがその副減速開始位置に達したことが検出されて、それが制御装置に入力されたときに、該制御装置から開状態にある上記副給気弁または副排気弁の一方を閉じる信号が出力され、更に、上記位置センサでピストンが上記移動目標位置または上記停止制動位置、あるいは制御装置に別途設定した上記副給気弁及び副排気弁による副停止制動位置に達したことが検出され、それが制御装置に入力されたときに、該制御装置から開状態にある上記副排気弁または副給気弁を閉じる信号が出力され、両圧力室に圧縮空気を封じてピストンを移動目標位置に停止保持させる制御を行うことができる。
【００１０】
また、上記本発明に係る複動形空気圧シリンダの位置決め制御方法においては、上記主空気圧回路における第１及び第２給気弁の少なくとも一方に、２ポート電磁弁からなる副給気弁を並列に接続すると共に、少なくとも、該副給気弁を接続していない圧力室の第１または第２排気弁に２ポート電磁弁からなる副排気弁を並列に接続し、上記制御装置において、上記一方の圧力室の給気弁及び他方の圧力室の排気弁と共に、それらに並列に接続した副給気弁及び副排気弁を開くことにより、ピストンを移動目標位置に向けて移動させている状態において、上記位置センサでピストンが減速開始位置に達したことが検出されて、それが制御装置に入力されたときに、制御装置から開状態にある副給気弁及び副排気弁、並びに給気弁及び排気弁の一方を閉じる信号が出力され、更に、上記位置センサでピストンが上記移動目標位置または上記停止制動位置に達したことが検出され、それが制御装置に入力されたときに、制御装置から開状態にある上記排気弁または給気弁を閉じる信号が出力され、両圧力室に圧縮空気を封じてピストンを移動目標位置に停止保持させる制御を行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上に詳述した本発明の複動形空気圧シリンダの制御装置及び制御方法によれば、複動形空気圧シリンダの位置決め制御において、空気の圧縮性に起因するオーバーシュートやアンダーシュートを低減させ、サーボ弁を用いたフィードバック機構やブレーキ機構を用いることなく、簡単かつ安価な構成による位置決め制御により、ピストンを移動目標位置に停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る複動形空気圧シリンダの位置決め制御装置の第１実施例における空気圧回路の構成図である。
【図２】本発明の第１実施例における制御系のブロック構成図である。
【図３】本発明の第１実施例の制御系における制御態様を例示するフローチャートである。
【図４】本発明の第１実施例における駆動チャート例を示す線図である。
【図５】本発明に係る複動形空気圧シリンダの位置決め制御装置の第２実施例における空気圧回路の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１〜図３には、本発明に係る複動形空気圧シリンダの位置決め制御装置の第１実施例における空気圧回路、制御系、及び該制御系における制御例を示している。
この第１実施例の複動形空気圧シリンダの位置決め制御装置は、ピストン１３の両側に第１圧力室１４及び第２圧力室１５を有し、これらの圧力室１４，１５に対する空気圧源１１からの圧縮空気の給排によって上記ピストン１３が直線的に駆動される複動形のシリンダ１０において、そのピストン１３の停止位置についての位置決め制御を行うものである。
【００１４】
上記シリンダ１０は、上記ピストン１３の一側に連結したロッド１６が上記第２圧力室１５を貫通して外部に延出し、そして上記ピストン１３またはそれに連結したロッド１６に、該ピストン１３の動作位置を全ストロークにわたって検出する位置センサ１７を設けている。上記位置センサ１７によるピストン１３の動作位置の検出には、検出したピストン１３の動作位置を電気的信号として制御装置に入力する既知の任意手段を採用することができる。
【００１５】
上記シリンダ１０の両圧力室１４，１５には、それらを空気圧源１１と大気とに連通させる主空気圧回路１８を接続している。この主空気圧回路１８は、上記空気圧源１１とシリンダ１０の第１圧力室１４とを結ぶ第１流路１９、及び該空気圧源１１とシリンダ１０の第２圧力室１５とを結ぶ第２流路２０を有し、この第１流路１９に、それを通断する２ポート電磁弁からなる第１給気弁２１を接続すると共に、上記第２流路２０に、それを通断する２ポート電磁弁からなる第２給気弁２３を接続している。
また、第１圧力室１４と大気とを通断する流路に、２ポート電磁弁からなる第１排気弁２２を接続すると共に、第２圧力室１５と大気とを通断する流路に、２ポート電磁弁からなる第２排気弁２４を接続している。
【００１６】
上記複動形空気圧シリンダには、図２に示すように、主空気圧回路１８に介装された２ポート電磁弁からなる第１及び第２給気弁２１，２３、並びに第１及び第２排気弁２２，２４と電気的に接続されて、それらの開閉を制御する制御装置３０を備えている。この制御装置３０は、マイクロプロセッサーを内蔵し、上記ピストン１３の移動目標位置と減速開始位置の情報を保有する記憶部を有し、また、上記位置センサ１７もこの制御装置３０に電気的に接続されていて、その位置センサ１７で検出したピストン１３の動作位置の情報が該制御装置３０に入力され、該制御装置３０においては、その位置センサ１７から入力されるピストン１３の位置情報に基づいて上記第１及び第２給気弁２１，２３、並びに第１及び第２排気弁２２，２４の制御が行われるものである。
【００１７】
上記制御装置３０における制御においては、予め、作業者がその入力手段を操作して、制御装置３０にピストン１３の移動目標位置と減速開始位置の情報が入力され、あるいは逐次外部からアナログまたはデジタル信号として入力されるが、ここでは、ピストン１３及びピストンロッド１６が前進する駆動側の距離（偏差）をプラスとし、逆に、ピストン１３及びピストンロッド１６が復帰する復帰側の距離（偏差）をマイナスとし、そして、制御装置３０においては、ピストン１３の前進駆動時には、位置センサ１７で検出した位置情報をプラスとして移動目標位置や減速開始位置の設定偏差値と比較され、また、ピストン１３の後退復帰時には位置センサ１７で検出した位置情報（偏差）をマイナスとして、移動目標位置や減速開始位置についての情報である設定偏差値と比較される。
【００１８】
制御装置３０の記憶部には、ピストン１３の前進側及び後退側の移動目標位置についての情報である設定偏差値（ｘ３，−ｘ４）と、同じく減速開始位置についての情報である設定偏差値（ｘ１，−ｘ２）とが入力されるが、上記移動目標位置とは、ピストンロッド１６に連結した工具やワーク等を移動させるべき目標位置であり、また、上記減速開始位置とは、その移動目標位置に停止させるためにピストンの減速を開始する適切な位置として、予め求めたものである。なお、以下においては、上記各設定偏差値により特定されるピストンの位置を、移動目標位置ｘ３，−ｘ４、減速開始位置ｘ１，−ｘ２として説明する。
【００１９】
駆動しているピストン１３が上記移動目標位置に達したときに、該ピストンの移動速度が非常に遅くなっていたとしても、シリンダの第１及び第２圧力室への給排気を停止して該ピストンをその移動目標位置に停止させ得るとは限らないので、本来の移動目標位置に代えて、あるいは該移動目標位置とは別に、ピストン１３に停止のための制動力を作用させる位置を停止制動位置として、上記移動目標位置や減速開始位置と同様に、入力手段により制御装置３０に設定入力可能とし、あるいは外部から信号として入力されるように構成することができる。
【００２０】
次に、上記複動形空気圧シリンダの位置決め制御装置の動作を、該空気圧シリンダの制御方法と共に説明する。
制御装置３０においては、上記移動目標位置及び減速開始位置の情報を設定のうえで、図３に示しているような各ステップを経てピストン１３が駆動される。
複動形空気圧シリンダの駆動に際し、まず、全給気・排気弁２１〜２４が閉じられた状態で、制御装置３０からの制御信号により、図４の時間ｔ１において第１給気弁２１及び第２排気弁２４を開くことによりピストン１３の駆動を開始すると、ピストン１３が移動目標位置ｘ３に向けて移動を始め、この状態においては、図３のステップＳ１において、ピストン１３の動作位置が位置センサ１７で偏差値として検出され、それが制御装置３０に入力されて、その位置センサ１７で検出した位置情報が駆動側の減速開始位置ｘ１と比較され、両者間の偏差が計算されて、ステップ２に移行する。
【００２１】
ステップＳ２においては、上記偏差が０よりも大きいか否かが判断されるが、ここで、偏差が０よりも大きいと判断されるピストン１３の前進駆動時には、ステップＳ３に移行し、偏差がマイナスであると判断されるピストン１３の後退復帰時にはステップＳ５に移行する。
上記ピストン１３を前進させる場合においてステップＳ３へ進んだときには、更に、上記偏差が減速動作を開始する減速開始位置の設定偏差値ｘ１よりも大きいか否かが判断され、偏差が該設定偏差値ｘ１よりも大きいと判断されたとき、つまり、ピストン１３が上記減速開始位置ｘ１に達していないときには、第１給気弁２１と共に第２排気弁２４を開くようにそれらの駆動電源の制御が継続され、それによって、空気圧源１１が第１圧力室１４に連通すると共に、第２圧力室１５が大気に開放される状態が継続され、第１圧力室１４に空気圧源１１から圧縮空気が供給されると共に第２圧力室１５からは排気されるので、ピストン１３が移動目標位置ｘ３に向かって急速に前進し、制御装置３０における制御はステップＳ１に戻る。そして、ピストン１３が上記減速開始位置に達しない間は上記ステップ１〜３を繰り返す。
【００２２】
ピストン１３が前進することによりステップ３において上記減速開始位置ｘ１に達したと判断されたとき、つまり、ステップ１で計算した偏差が減速開始位置ｘ１と同じかそれよりも小さくなったときには、それが制御装置に入力されてステップ４に移行し、このステップ４では、位置センサ１７で検出した偏差値が移動目標位置の設定偏差値ｘ３と比較され、該偏差値が移動目標位置ｘ３よりも大きくてピストンが移動目標位置に達していないと判断されたときには、第１給気弁２１を開くのを継続するようにその駆動電源を制御するが、開状態にある第２排気弁２４を開く制御は停止し、即ち、制御装置３０から上記第２排気弁２４を閉じる信号が出力され、該弁２４が閉じられる（図４のｔ２参照）。これにより、第１圧力室１４に空気圧源１１からの圧縮空気が継続して供給されるが、第２圧力室１５は第２排気弁２４が閉じられて内部に圧縮空気が封じ込められるので、それが制動力となってピストン１３の前進速度は減速し、その減速加速度は次第に増加する。
【００２３】
上記ピストン１３の動作位置は、上記位置センサ１７により常に検出され、上記ステップ４において、偏差が移動目標位置ｘ３に等しく、つまり、ピストン１３が移動目標位置に達したと判断されたときには、制御装置３０から開状態にある上記第１給気弁２１を閉じる信号が出力され、結果的に、制御装置３０により全給気・排気弁２１〜２４を閉じるように駆動電源が制御され、それにより、第１及び第２圧力室１４，１５の内部には圧縮空気が封じ込められる（図４のｔ３参照）。この時点では、ピストン１３の前進速度が相当減速されているので、急速に第１圧力室１４と第２圧力室１５の圧力によってピストンに作用する力がバランスし、ピストン１３はそのバランスにより移動目標位置に停止保持される。
【００２４】
また、上記制御装置３０にピストン１３の前記停止制動位置を設定している場合には、制御装置３０において上述した移動目標位置ｘ３に代えて、その停止制動位置による制御を行えばよく、それ以外は上述したところと全く同様である。
なお、上述したピストンの前進時には、第１排気弁２２及び第２給気弁２３は常に閉じた状態に保持され、それらはピストンの復帰動作時に使用される。この復帰動作時におけるピストンの位置決め制御も、上述したところと全く同様にして行うことができるが、必ずしもそのような位置決め制御を行う必要はなく、無制御でストロークエンドまで急速に移動させることもできる。
【００２５】
図４の駆動チャート例は、ピストンロッド１６が突出する駆動時のものであるが、ピストンロッド１６が後退復帰する場合も、位置決めの動作態様はほぼ同様である。このピストンロッド１６が後退する場合は、図３のステップＳ２において、偏差が０よりも小さくなるため、ステップＳ５，Ｓ６に移行して制御されることになり、ピストン１３は復帰側の移動目標位置−ｘ４まで、上述した前進の場合と同じ態様で後退する。
また、ここでは、制御装置によるピストン１３の位置決め制御において、上記位置センサ１７でピストン１３が上記減速開始位置ｘ１に達したことが検出されたときに、開状態にある第２排気弁２４を閉じ、更に上記位置センサ１７でピストン１３が上記移動目標位置または停止制動位置に達したことが検出されたときに、開状態にある第１給気弁２１を閉じる旨の説明をしたが、上記位置センサ１７でピストン１３が減速開始位置ｘ１に達したことが検出されたときに、開状態にある第２排気弁２４ではなく、第１給気弁２１を閉じ、更に上記位置センサ１７でピストン１３が上記移動目標位置ｘ３（または停止制動位置）に達したことが検出されたときに、開状態にある第２排気弁２４を閉じるように制御することもできる。
【００２６】
図５には、本発明に係る複動形空気圧シリンダの位置決め制御装置の第２実施例における空気圧回路の構成を示している。
この第２実施例の位置決め制御装置においては、上記第１実施例の主空気圧回路１８における第１及び第２給気弁２１，２３に、２ポート電磁弁からなる第１副給気弁２１Ａ及び第２副給気弁２３Ａがそれぞれ並列に接続されると共に、上記第１及び第２排気弁２２，２４に、２ポート電磁弁からなる第１副排気弁２２Ａ及び第２副排気弁２４Ａがそれぞれ並列に接続されている。
上記両副給気弁２１Ａ，２３Ａ、及び両副排気弁２２Ａ，２４Ａは、それぞれ複数であっても差し支えないが、逆に、復帰動作時におけるピストンの下記位置決め制御をする必要がないときには、副給気弁２３Ａ及び副排気弁２２Ａの設置を省略することができる。
【００２７】
また、これらの副給気弁２１Ａ，２３Ａ、及び副排気弁２２Ａ，２４Ａは、それらが並列接続されることにより対をなしている第１及び第２給気弁２１，２３、並びに第１及び第２排気弁２２，２４と同じ流量特性を有するものであっても、あるいは異なる流量特性を有するものであっても差し支えない。この場合に、給気弁と対をなす副給気弁、及び排気弁と対をなす副排気弁の全部、またはそれらのうちの一部の対を、流量特性が異なる２ポート電磁弁により構成することができる。
なお、この第２実施例における複動形空気圧シリンダのその他の構成は、以下に説明するところを除いて、第１実施例の場合と変わるところがないので、図中に第１実施例と同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
【００２８】
この第２実施例においても、第１実施例と実質的に同じ制御装置を備え、この制御装置による第１給気弁２１及び第２排気弁２４の制御、並びに第２給気弁２３及び第１排気弁２２の制御は、基本的に、第１実施例の場合と同様である。そして、上記第１及び第２副給気弁２１Ａ，２３Ａ、並びに第１及び第２副排気弁２２Ａ，２４Ａについて、第１実施例における上記第１及び第２給気弁２１，２３、並びに第１及び第２排気弁２２，２４と同じ制御を行うようにしたうえで、両給気弁及び両排気弁を動作させるが、両副給気弁及び両副排気弁を動作させない場合と、それらの双方を動作させる場合とで、応答特性や制御特性を変えたものとし、更に、前述した両副給気弁２１Ａ，２３Ａ、及び両副排気弁２２Ａ，２４Ａの全部または一部の流量特性を、両給気弁２１，２３、及び両排気弁２２，２４の流量特性とは異なるものとした場合には、両副給気弁２１Ａ，２３Ａ、及び両副排気弁２２Ａ，２４Ａのみを用いる場合を付加して、多通りの応答特性や制御特性を持たせることができる。
【００２９】
また、上記制御装置における制御として、上記第１及び第２副給気弁２１Ａ，２３Ａによる減速開始位置を、上記制御装置に別の位置の情報として設定し、位置センサ１７でピストン１３がそれらの減速開始位置に達したことが検出されたときに、開状態にある副排気弁２４Ａまたは２２Ａを閉じ、更に、上記位置センサ１７でピストン１３が上記移動目標位置または上記停止制動位置、あるいは別途設定した上記副給気弁２１Ａ，２３Ａ及び副給気弁２１Ａ，２３Ａによる停止制動位置に達したことが検出されたときに、開状態にある上記副給気弁２１Ａまたは２３Ａを閉じ、シリンダの両圧力室１４，１５に圧縮空気を封じて、ピストン１３を移動目標位置に停止保持させるものとすることもできる。
なお、上記第２実施例の複動形空気圧シリンダの位置決め制御の態様で、ここで説明していない制御態様は、上述した第１実施例の場合と変わるところがない。
【００３０】
更に、上記制御装置において、一方の圧力室１４の給気弁２１及び他方の圧力室１５の排気弁２４と共に、それらに並列に接続した副給気弁２１Ａ及び副排気弁２４Ａを開くことにより、ピストン１３を移動目標位置に向けて移動させている状態において、上記位置センサ１７でピストン１３が減速開始位置に達したことが検出されて、それが制御装置に入力されたときに、制御装置から開状態にある副給気弁２１Ａ及び副排気弁２４Ａ、並びに給気弁２１及び排気弁２４の一方を閉じる信号を出力させ、他方のみを開弁した状態でピストン１３を減速させ、上記位置センサ１７でピストン１３が上記移動目標位置または上記停止制動位置に達したことが検出され、それが制御装置に入力されたときに、制御装置から開状態にある上記排気弁または給気弁を閉じる信号を出力させ、両圧力室１４，１５に圧縮空気を封じてピストン１３を移動目標位置に停止保持させる制御を行うこともできる。
【符号の説明】
【００３１】
１３  ピストン
１４  第１圧力室
１５  第２圧力室
２１  第１給気弁
２２  第１排気弁
２３  第２給気弁
２４  第２排気弁
２１Ａ  第１副給気弁
２２Ａ  第１副排気弁
２３Ａ  第２副給気弁
２４Ａ  第２副排気弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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