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公開番号2024171637
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-12
出願番号2023088757
出願日2023-05-30
発明の名称流体圧アクチュエータの動作検出システム
出願人CKD株式会社
代理人弁理士法人コスモス国際特許商標事務所
主分類F15B 15/28 20060101AFI20241205BHJP(流体圧アクチュエータ;水力学または空気力学一般)
要約【課題】流体圧アクチュエータにおけるピストンの移動の開始時点および停止時点を正確に検出することが可能な流体圧アクチュエータの動作検出システムを提供すること。
【解決手段】第1圧力作用室103の圧力値である第1圧力値を検出する第1圧力センサ3と、第2圧力作用室104の圧力値である第2圧力値を検出する第2圧力センサ4と、を備えること、第1圧力値(波形W11)と第2圧力値(波形W21)との加算値を求め、加算値(波形A11)の時間微分値を求め、前記時間微分値(波形D11)の時間経過に伴う変動に基づき、開始時点(時点t3,時点t7)および停止時点(時点t4,時点t8)を検出する検出プログラムを備える動作検出装置5と、を備えること。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
ピストンにより内部が第１圧力作用室と第２圧力作用室とに区画された複動型シリンダを備え、前記第１圧力作用室に対する操作エアの給気と前記第２圧力作用室に対する操作エアの給気との切り替えを行うことで、前記ピストンの移動の方向の切り替えが行われる流体圧アクチュエータの、前記移動の開始時点および前記移動の停止時点を検出するための流体圧アクチュエータの動作検出システムにおいて、
前記第１圧力作用室の圧力値である第１圧力値を検出する第１圧力検出手段と、前記第２圧力作用室の圧力値である第２圧力値を検出する第２圧力検出手段と、を備えること、
前記第１圧力値と前記第２圧力値との加算値を求め、前記加算値の時間微分値を求め、前記時間微分値の時間経過に伴う変動に基づき、前記開始時点および前記停止時点を検出する検出プログラムを備える検出手段と、を備えること、
を特徴とする流体圧アクチュエータの動作検出システム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
請求項１に記載の流体圧アクチュエータの動作検出システムにおいて、
前記検出プログラムは、
前記時間微分値が、略ゼロから正の値に変動を開始した後、再び略ゼロに収束した時点を、前記開始時点であると判定すること、
を特徴とする流体圧アクチュエータの動作検出システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の流体圧アクチュエータの動作検出システムにおいて、
前記検出プログラムは、
前記時間微分値が、略ゼロから負の値に変動を開始した時点を、前記停止時点であると判定すること、
を特徴とする流体圧アクチュエータの動作検出システム。
【請求項４】
請求項１または２に記載の流体圧アクチュエータの動作検出システムにおいて、
前記検出プログラムは、
前記時間微分値が、略ゼロから正の値に変動を開始した時点を、前記第１圧力作用室に対する操作エアの給気と前記第２圧力作用室に対する操作エアの給気との切り替えが行われた時点であると判定すること、
を特徴とする流体圧アクチュエータの動作検出システム。
【請求項５】
請求項３に記載の流体圧アクチュエータの動作検出システムにおいて、
前記検出プログラムは、
前記時間微分値が、略ゼロから正の値に変動を開始した時点を、前記第１圧力作用室に対する操作エアの給気と前記第２圧力作用室に対する操作エアの給気との切り替えが行われた時点であると判定すること、
を特徴とする流体圧アクチュエータの動作検出システム。
【請求項６】
請求項１または２に記載の流体圧アクチュエータの動作検出システムにおいて、
前記検出プログラムは、
前記第１圧力値と前記第２圧力値との減算値を求め、前記減算値の時間微分値を求め、該時間微分値の時間経過に伴う変動に基づき、前記ピストンの移動方向を検出すること、
を特徴とする流体圧アクチュエータの動作検出システム。
【請求項７】
請求項６に記載の流体圧アクチュエータの動作検出システムにおいて、
前記検出プログラムは、前記移動方向の検出を、前記加算値の時間微分値の変動を検出したときに行うこと、
を特徴とする流体圧アクチュエータの動作検出システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体圧アクチュエータの動作検出システムに関するものである。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、食品工場などで使用されるロボットアームやエアハンドの制御には、複動型シリンダを有する流体圧アクチュエータが用いられる。複動型シリンダの内部は、ピストンにより、第１圧力作用室と第２圧力作用室とに区画され、第１圧力作用室と第２圧力作用室のそれぞれに、操作エアを給気または排気する配管の一端が接続されている。該配管のもう一端には切替弁を介して操作エアの供給源が接続され、第１圧力作用室への給気と、第２圧力作用室への給気を切替弁によって切り替えることで、ピストンがシリンダ内を往復運動する。
【０００３】
上記のような流体圧アクチュエータにおいては、例えば、操作エアの給気を開始してからピストンの移動が開始されるまでの時間の監視や、移動の開始から停止までの時間の監視により、流体圧アクチュエータの動作が正常であるか否かを監視する場合がある。この場合、ピストンの移動の開始時点、停止時点を正確に検出することが重要である。
【０００４】
そのような中、例えば、特許文献１には、第１圧力作用室の圧力値（第１圧力値）の時間微分値と第２圧力作用室の圧力値（第２圧力値）の時間微分値との少なくともいずれかを監視することでピストンの動作状態を検出することが可能なシリンダの動作状態監視装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１８－５９５４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記先行技術には次のような問題があった。例えば、流体圧アクチュエータをプッシュ方向に動作させる場合に、第１圧力値の時間微分値は、ピストンが移動を開始したとき、移動を停止したとき、ともに正方向に変動する。このため、第１圧力値の時間微分値の変動を観察することによって、ピストンの移動の開始と停止を検出しようとしても、第１圧力値の時間微分値が正方向へ変動したとき、ピストンが移動を開始したのか、ピストンが移動を停止したのか判別することが困難である。また、第２圧力値の時間微分値は、ピストンが移動を開始したとき、移動を停止したとき、ともに負方向に変動する。このため、第２圧力値の時間微分値の変動を観察することによって、ピストンの移動の開始と停止を検出しようとしても、第２圧力値の時間微分値が負方向へ変動したとき、ピストンが移動を開始したのか、ピストンが移動を停止したのか判別することが困難である。
【０００７】
本発明は、上記の問題点を解決するためのものであり、流体圧アクチュエータにおけるピストンの移動の開始時点および停止時点を正確に検出することが可能な流体圧アクチュエータの動作検出システムを提供することを目的する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の流体圧アクチュエータの動作検出システムは、次のような構成を有している。
【０００９】
（１）ピストンにより内部が第１圧力作用室と第２圧力作用室とに区画された複動型シリンダを備え、前記第１圧力作用室に対する操作エアの給気と前記第２圧力作用室に対する操作エアの給気との切り替えを行うことで、前記ピストンの移動の方向の切り替えが行われる流体圧アクチュエータの、前記移動の開始時点および前記移動の停止時点を検出するための流体圧アクチュエータの動作検出システムにおいて、前記第１圧力作用室の圧力値である第１圧力値を検出する第１圧力検出手段と、前記第２圧力作用室の圧力値である第２圧力値を検出する第２圧力検出手段と、を備えること、前記第１圧力値と前記第２圧力値との加算値を求め、前記加算値の時間微分値を求め、前記時間微分値の時間経過に伴う変動に基づき、前記開始時点および前記停止時点を検出する検出プログラムを備える検出手段と、を備えること、を特徴とする。
【００１０】
（２）（１）に記載の流体圧アクチュエータの動作検出システムにおいて、前記検出プログラムは、前記時間微分値が、略ゼロから正の値に変動を開始した後、再び略ゼロに収束した時点を、前記開始時点であると判定すること、が好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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