(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置設定信号によりアクチュエータに供給する流体の流量を調整してアクチュエータを制御するアクチュエータの制御装置において、位置設定信号を入力しその位置設定信号を単位時間ごとに単位量変化する積算状の位置信号で出力するコントローラと、前記アクチュエータの動作部の移動位置を検出し測定位置信号として出力する位置検出器と、前記位置信号と前記測定位置信号との差を比例増幅する増幅器と、この増幅器の出力の電気信号を所定の圧力を有する流量に変換し前記アクチュエータに供給する電油変換器と、を備え、前記コントローラは前記位置信号の単位量変化を、前記単位時間内に前記アクチュエータの動作部が移動可能な量に対応する位置信号量以下に設定したことを特徴とするアクチュエータの制御装置。
【請求項２】
前記単位時間を調整可能とし、その単位時間内で前記アクチュエータの動作部は前記単位量変化を実施できるようにしたことを特徴とする請求項１記載のアクチュエータの制御装置。
【請求項３】
前記単位量変化の単位量を調整可能とし、前記単位時間内でこの単位量を実施できるようにしたことを特徴とする請求項１記載のアクチュエータの制御装置。
【請求項４】
前記積算状の位置信号を単位時間ごとに単位量づつ変化する階段状の信号としたことを特徴とする請求項１記載のアクチュエータの制御装置。
【請求項５】
前記位置信号と前記位置検出器からのフィードバック信号との偏差から制御系の異常を監視する監視部を備えていることを特徴とする請求項１記載のアクチュエータの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシリンダやロータリアクチュエータなどのアクチュエータの移動位置や回転位置を制御するアクチュエータの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
帯状の鋼板をメッキ槽を通過させ連続的にメッキする方法が用いられている。鋼板をメッキする場合、鋼板のエッジ部は他の部分よりメッキが厚く付きやすいため、エッジ部を部分的に覆うエッジマスクをしてメッキ槽を通過させ、メッキの厚みが均一になるようにしている。帯状の鋼板は板幅方向に変形したキャンバと称する変形があり、また蛇行しながら走行する。エッジマスクはエッジ部と所定の間隙を有した状態で覆うようになっており、メッキ槽内にメッキ槽壁の外側より支持機構を介して取り付けられ、鋼板の蛇行等の板幅方向の変動に合わせて、板幅方向に移動する追従制御が行われる。
【０００３】
図５はエッジマスクの追従制御を説明する図である。１は帯状の鋼板でメッキラインを搬送されている。２は鋼板１の両側に設けられエッジ位置を計測する第１計測部、３は第１計測部２と所定距離離れて設けられ両側のエッジ位置を計測する第２計測部である。４は上部２本、下部１本のロールよりなるピンチロール、５はピンチロール４の回転軸に結合され、ピンチロールの回転数を計数するエンコーダ、６は電気メッキセル、７は電気メッキセル６の入口側に設けられ鋼板１のエッジ位置を計測する第３計測部、８は電気メッキセル６の出口側に設けられ、鋼板１のエッジ位置を計測する第４計測部、９は電気メッキセル６内で、鋼板１のエッジに沿って多数に分割されて配置され、エッジ部を所定の間隙を有して覆うエッジマスク、１０はこのエッジマスク９を板幅方向に移動し、鋼板１のエッジ位置の変動に追従してエッジマスク９を移動させる油圧シリンダである。
【０００４】
第１および第２計測部２，３で鋼板１の幅方向の形状を測定し、第３および第４計測部７，８で電気メッキセル６に対する鋼板１の傾斜を計測する。マスク設定位置演算部１１はエンコーダ５の計測値より第１および第２計測部２，３で測定した形状が各エッジマスク９まで移動する時間を算出し、その時の鋼板１の傾斜から各エッジマスクの設定位置を演算する。マスク操作部１２はこのエッジマスクの位置設定信号に基づき、各エッジマスク９を移動する油圧シリンダ１０を操作する。なお、特開平５−２０３４４０号公報にマスク位置の演算方法が詳細に開示されている。
【０００５】
図６は各油圧シリンダを制御する制御ブロック図を示す。エッジマスクの位置設定信号１３はエッジマスク９の位置を検出する位置検出器１７よりのフィードバック信号との比較演算がされた後、アナログの比例増幅器１４で前進または後退の方向性を有した信号に増幅され、電油変換器１５で所定の油圧を有する流量に変換される。即ち比例増幅器１４の出力は位置設定信号とエッジマスク９の位置との偏差を増幅した値となる。ロッド先端にエッジマスク９を装着した油圧シリンダ１０は設定された位置まで前進または後退移動する。
【０００６】
図７は図６に示す各信号を示す図である。（Ａ）はエッジマスク９の位置設定信号ａ′を示し、エッジマスク９の設定位置が電圧で示される。（Ｂ）は位置検出器１７によるエッジマスク９の位置検出信号ｂ′が電圧で示される。（Ｃ）はａ′とｂ′の位置偏差ｃ′が電圧で示される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
油圧シリンダの移動速度は偏差量ｃ′に応じて変化する。偏差量ｃ′が大きければ移動速度は大きく、小さければ移動速度も小さくなる。また、シリンダの摺動機構を含めた負荷の大小、および負荷の経時もあり、移動速度に変化を生ずる。以上は各油圧シリンダ個々の移動速度の変化の原因であるが、各シリンダ間には電油変換器の特性違い、配管抵抗の相違などがあり、各油圧シリンダの移動速度にバラツキを生ずる。エッジマスク９の移動用油圧シリンダ１０は数十本あり、これらにそれぞれ位置設定信号を出し、それに追従制御させる場合、油圧シリンダ１０の移動速度にバラツキがあると各油圧シリンダ１０（即ちエッジマスク９）の位置を制御する位置設定の位置指令およびタイミングを決定することが難しく、的確なエッジマスクの位置制御が行えないという問題点があった。このため各マスクの追従精度にバラツキを生じ、その結果製品のメッキ厚にムラが生じるという問題があった。
【０００８】
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、複数のアクチュエータの各々の移動をバラツキのない一定速度で行うことを目的とする。またこの一定速度の設定を可変とすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明では、位置設定信号によりアクチュエータに供給する流体の流量を調整してアクチュエータを制御するアクチュエータの制御装置において、位置設定信号を入力しその位置設定信号を単位時間ごとに単位量変化する積算状の位置信号で出力するコントローラと、前記アクチュエータの動作部の移動位置を検出し測定位置信号として出力する位置検出器と、前記位置信号と前記測定位置信号との差を比例増幅する増幅器と、この増幅器の出力の電気信号を所定の圧力を有する流量に変換し前記アクチュエータに供給する電油変換器と、を備え、前記コントローラは前記位置信号の単位量変化を、前記単位時間内に前記アクチュエータの動作部が移動可能な量に対応する位置信号量以下に設定する。
【００１０】
コントローラはアクチュエータの位置設定信号が入力すると、これを単位時間ごとに単位量変化し、この単位量変化を積み重ねた積算状の位置信号を出力する。この単位量変化はアクチュエータの動作部が、前記単位時間内に移動できる量以下のものとする。これにより単位時間ごとに単位量づつアクチュエータは移動する。この単位時間、単位量を無限に小さくすれば一定速度となるが、ある程度の大きさにしても実用的には一定速度とすることができる。なお、移動量はシリンダの場合移動距離となり、ロータリアクチュエータでは回転角度となる。
【００１１】
請求項２の発明では前記単位時間を調整可能とし、その単位時間内で前記アクチュエータの動作部は単位量を実施できるようにする。これにより一定速度を変更してアクチュエータの動作部を移動することができる。
【００１２】
請求項３の発明では前記単位量変化の単位量を調整可能とし、前記単位時間内でこの単位量を実施できるようにする。これにより一定速度を変更してアクチュエータの動作部を移動することができる。
【００１３】
請求項４の発明では前記積算状の位置信号を単位時間ごとに単位量づつ変化する階段状の信号とする。
【００１４】
この階段状の信号の１段は、その１段の長さの時間内にその１段の高さに相当する移動量をアクチュエータの動作部が移動できる量である。これにより、１段の時間を一定とすれば、動作部はその一定時間内に１段の高さの移動量を移動するので、これを繰り返すことにより近似的に一定速度で移動することになる。
【００１５】
請求項５の発明では前記位置信号と前記位置検出器からのフィードバック信号との偏差から制御系の異常を監視する監視部を備えている。
【００１６】
位置信号と位置検出信号の偏差が所定より大きくなる場合は、アクチュエータの動作部が正常に移動しない場合であり、監視部はこの異常を監視する。異常が発生すれば警報などを発するようにしてもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、各図において同一符号は同一の機能を有する部材を表す。図１は本発明の実施の形態の制御ブロック図である。本実施の形態は、図５に示したエッジマスク９を鋼板１の幅方向の移動に追従して移動させる１つの油圧シリンダ１０を制御する１系統分の制御装置である。
【００１８】
コントローラ１８はエッジマスク９の位置設定信号１３を位置信号ａとして出力する。比例増幅器１４はこの位置信号ａとエッジマスク９の位置検出信号ｂとの偏差ｃを入力し、次の電油変換器１５に適した信号レベルに増幅する。電油変換器１５では比例増幅器１４から出力される電圧を所定の圧力を有する油量に変換する。電油変換器１５には図示しない圧油供給装置から所定の圧力を有する圧油が供給されており、この圧油の流量を比例増幅器１４からの入力電圧に応じて油圧シリンダ１０に供給する。油圧シリンダ１０はロッド先端にエッジマスク９が取り付けられており、設定された位置までエッジマスク９を移動する。このエッジマスク９の位置は位置検出器１７により位置検出信号ｂとして検出され、アナログ信号として比例増幅器１４と監視部１９へフィードバックされる。監視部１９ではコントローラ１８の発生した位置信号ａと位置検出信号ｂとの偏差をとり、この偏差が正常値より大きくなった場合、制御系に異常が発生したものとして警報を発生する。
【００１９】
図２は本実施の形態で発生する信号を示す図で、（Ａ）は位置信号ａ、（Ｂ）は位置検出信号ｂ、（Ｃ）は偏差ｃを示す。位置設定信号１３は図８（Ａ）ａ′に示すように、位置を表す電圧である。コントローラ１８はこれを図２（Ａ）のａに示すように、単位時間Ｔ当たり単位電圧△Ｖ変化する階段状の電圧にし、単位時間ごとに出力する。（Ｂ）の位置検出信号ｂは１点鎖線で示す位置信号ａに対し、制御系１４，１５，１７および油圧シリンダ１０の動作遅れｄの後、油圧シリンダ１０のエッジマスク９の移動位置を表す。移動は１つの階段信号ごとに行われる。（Ｃ）は偏差信号ｃを表す。この偏差信号ｃにより油圧シリンダ１０に供給される油量は決定される。単位時間ごとに同じ油量が送られるので近似的に一定速度でエッジマスクは移動する。単位時間内の速度は一定ではないが単位時間を短くしてゆけば一定速度に近づいてゆく。
【００２０】
図３は油圧シリンダ１０の移動速度を変更するため、単位時間Ｔを変更する方法を説明する図である。位置信号ａの単位時間Ｔをｔに短縮（または延長）し位置信号ａ１とする。この場合、位置を表す単位変化量△Ｖの量はａと同一とする。なお、油圧シリンダ１０を含めた閉回路の制御系は、単位時間ｔ以内に電圧△Ｖに相当する量移動できる能力を有しているものとする。
【００２１】
図４は油圧シリンダ１０の移動速度を変更するため、単位変化量△Ｖを変更する方法を説明する図である。位置信号ａの単位時間Ｔを一定にしておき、単位変化量△Ｖを△Ｖから△ｖに減少（または増大）して位置信号ａ２とする。この場合、油圧シリンダ１０は単位時間Ｔ以内に電圧△ｖに相当する移動ができる能力を有しているものとする。なお、図３と図４のａ１とａ２とを組み合わせて、単位時間ｔ毎に単位移動量△ｖ移動するようにすることもできる。この場合も油圧シリンダ１０は単位時間ｔ以内に電圧△ｖに相当する移動ができる能力を有するものとする。
【００２２】
以上の実施の形態ではアクチュエータとして油圧シリンダを用いた場合を説明したが、ロータリアクチュエータにも適用でき、その場合は油圧シリンダの位置や移動量の代わりに回転位置（回転角度）と回転量（回転角度）を用いる。
【００２３】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明は、位置信号を単位時間ごとに単位量変化する積算状にして出力し、アクチュエータにこの単位時間以内に単位量の変化を実施できる能力以内の速度設定をする。これによりほぼ一定速度でアクチュエータを移動することができる。この単位時間や単位移動量を変更することにより一定速度を変更することができる。従って複数のアクチュエータを各々の動作部と結合して操作する場合には各々の動作部の速度を統一して一様に操作することができる。本制御装置をエッジマスクの位置制御に適用した場合、全ての制御系に速度のバラツキがなくなり、各マスクの追従精度のバラツキをなくすことができる。これにより製品のメッキ厚バラツキを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の制御ブロック図である。
【図２】本実施の形態で発生する信号を示す図で、（Ａ）は位置信号ａ，（Ｂ）は位置検出信号ｂ，（Ｃ）は偏差信号ｃを示す。
【図３】油圧シリンダの移動速度を変更するため、単位時間Ｔを変更する方法を示す図である。
【図４】油圧シリンダの移動速度を変更するため、単位変化量△Ｖを変更する方法を示す図である。
【図５】エッジマスクの追従制御を説明する図である。
【図６】各油圧シリンダを制御する制御ブロック図を示す。
【図７】図６に対する各信号を示す図で、（Ａ）はエッジマスクの位置設定信号ａ′、（Ｂ）は位置検出信号ｂ′、（Ｃ）は偏差信号ｃ′を示す。
【符号の説明】
１  鋼板
９  エッジマスク
１０  油圧シリンダ
１３  位置設定信号
１４  比例増幅器
１５  電油変換器
１７  位置検出器
１８  コントローラ
１９  監視部
【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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【図６】
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【図７】
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