JP6890058B2 - Cylinder control device and piston actuator device - Google Patents
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Description
本発明は、ピストンを収容するシリンダの操作圧力を制御するシリンダ制御装置及びピストンアクチュエータ装置に関する。 The present invention relates to a cylinder control device and a piston actuator device that control the operating pressure of a cylinder accommodating a piston.
例えば、医薬品製造ラインには、エアオペレイトバルブが複数配設されている。エアオペレイトバルブは、ピストンを収容するシリンダを備え、そのシリンダに操作圧力を制御するためのシリンダ制御装置が接続されている。シリンダ制御装置には、例えば、電空制御弁が用いられる。電空制御弁は、医薬品製造工程を管理するPLC(Programmable Logic Controller)などの上位コントローラに通信可能に接続されている。上位コントローラは、エアオペレイトバルブの二次側に配置される二次圧センサにも電気的に接続されている。 For example, a plurality of air operated valves are arranged on a pharmaceutical production line. The air operated valve includes a cylinder for accommodating the piston, and a cylinder control device for controlling the operating pressure is connected to the cylinder. For the cylinder control device, for example, an electropneumatic control valve is used. The electropneumatic control valve is communicably connected to a host controller such as a PLC (Programmable Logic Controller) that manages the pharmaceutical manufacturing process. The host controller is also electrically connected to the secondary pressure sensor located on the secondary side of the air operated valve.
上位コントローラは、二次圧センサにより検出される2次圧力と2次圧力の設定値との差圧に基づいて操作信号を生成し、電空制御弁に送信する。電空制御弁は、操作信号に従って操作流体をシリンダに給排気することにより、シリンダに供給する操作圧力を制御する。エアオペレイトバルブは、シリンダの操作圧力に応じてピストンがシリンダ内を移動し、弁開度を変化させる。 The host controller generates an operation signal based on the differential pressure between the secondary pressure and the set value of the secondary pressure detected by the secondary pressure sensor, and transmits the operation signal to the electropneumatic control valve. The electropneumatic control valve controls the operating pressure supplied to the cylinder by supplying and exhausting the operating fluid to the cylinder according to the operating signal. In the air operated valve, the piston moves in the cylinder according to the operating pressure of the cylinder, and the valve opening degree is changed.
しかしながら、従来のエアオペレイトバルブは、上位コントローラにより弁開度をフィードバック制御されていたため、エアオペレイトバルブの二次側に二次圧センサを設置する必要があった。そのため、エアオペレイトバルブを制御するための制御構成が複雑で大型化していた。 However, in the conventional air operated valve, the valve opening degree is feedback-controlled by the host controller, so it is necessary to install a secondary pressure sensor on the secondary side of the air operated valve. Therefore, the control configuration for controlling the air operated valve is complicated and large.
また、エアオペレイトバルブの2次圧力は、不安定である。そのため、エアオペレイトバルブの弁開度を2次圧力に基づいてフィードバック制御する場合、例えば図16に示すように、電空制御弁により制御される操作圧力が、所定の弁開度に対応する目標圧力に対してオーバーシュートを繰り返し、応答時間Txが長くなる問題があった。例えば、医療品製造ラインの洗浄や滅菌を行う現場では、精度がフィードバック制御より多少劣っても、応答時間Txを短縮して洗浄工程や滅菌工程の効率化を図りたいという要求があった。 Also, the secondary pressure of the air operated valve is unstable. Therefore, when the valve opening degree of the air operated valve is feedback-controlled based on the secondary pressure, for example, as shown in FIG. 16, the operating pressure controlled by the electropneumatic control valve corresponds to the predetermined valve opening degree. There is a problem that the response time Tx becomes long due to repeated overshoots with respect to the target pressure. For example, in the field of cleaning or sterilizing a medical product manufacturing line, there is a demand to shorten the response time Tx and improve the efficiency of the cleaning process and the sterilization process even if the accuracy is slightly inferior to the feedback control.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、制御対象を制御するための制御構成をコンパクトにでき、制御対象の応答時間を短縮させることができるシリンダ制御装置及びピストンアクチュエータ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and is a cylinder control device and a piston actuator device capable of making the control configuration for controlling the controlled object compact and shortening the response time of the controlled object. The purpose is to provide.
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、ピストンを収容するシリンダの操作圧力を制御するシリンダ制御装置において、前記シリンダに操作流体を給排気することにより、前記操作圧力を制御する給排気部と、制御部と、記憶部と、時間ごとの操作圧力の設定値を受け付ける受付部と、を有し、前記制御部は、前記受付部を介して前記時間ごとの操作圧力の設定値を少なくとも2点受け付けて動作パターンを生成し、前記記憶部に識別可能に記憶する動作パターン記憶処理と、前記記憶部に複数の動作パターンが記憶される場合であり、かつ、前記動作パターンを指定する指定命令を取得した場合に、前記記憶部に記憶される前記複数の動作パターンの中から、前記指定命令に対応する動作パターンを読み出す動作パターン読出処理と、前記動作パターン読出処理にて読み出した動作パターンに従って、前記時間ごとの操作圧力の設定値に前記操作圧力を一致させるように前記給排気部を制御する制御処理と、を実行すること、を特徴とする。 One aspect of the present invention made to solve the above problems is to control the operating pressure by supplying and exhausting the operating fluid to the cylinder in a cylinder control device that controls the operating pressure of the cylinder accommodating the piston. It has an air supply / exhaust unit, a control unit, a storage unit, and a reception unit that receives a set value of an operating pressure for each time, and the control unit sets an operating pressure for each time via the reception unit. An operation pattern storage process in which at least two values are received to generate an operation pattern and identifiablely stored in the storage unit, and a case where a plurality of operation patterns are stored in the storage unit, and the operation pattern is stored. When a designated designated instruction is acquired, the operation pattern read process for reading the operation pattern corresponding to the designated command from the plurality of operation patterns stored in the storage unit and the operation pattern read process for reading out the operation pattern are read out. According to the operation pattern, the control process for controlling the air supply / exhaust unit so as to match the operating pressure with the set value of the operating pressure for each time is executed.
このような構成を有するシリンダ制御装置は、時間ごとの操作圧力設定値を規定する動作パターンを記憶部に予め記憶しておき、指定命令を取得すると、その指定命令に対応する動作パターンを記憶部から読み出し、読み出した動作パターンに従って給排気部を制御することにより、制御対象のシリンダの操作圧力を制御する。制御対象は、シリンダの操作圧力に応じて動作する。よって、シリンダ制御装置は、記憶部に記憶した動作パターンを用いて制御対象の動作をフィードフォワード制御するため、制御対象の動作状態を検出する構成(例えば二次圧センサなど)が不要になり、制御対象を制御するための制御構成がコンパクトになる。また、シリンダ制御装置は、オーバーシュートを繰り返すことなく操作圧力を制御するので、制御対象の応答時間を短縮することができる。 The cylinder control device having such a configuration stores in advance an operation pattern that defines an operation pressure set value for each time in a storage unit, and when a designated command is acquired, the operation pattern corresponding to the designated command is stored in the storage unit. By controlling the air supply / exhaust unit according to the operation pattern read from, the operating pressure of the cylinder to be controlled is controlled. The controlled object operates according to the operating pressure of the cylinder. Therefore, since the cylinder control device feedforward-controls the operation of the controlled object using the operation pattern stored in the storage unit, a configuration for detecting the operating state of the controlled object (for example, a secondary pressure sensor) becomes unnecessary. The control configuration for controlling the control target becomes compact. Further, since the cylinder control device controls the operating pressure without repeating the overshoot, the response time of the controlled object can be shortened.
また、上記構成のシリンダ制御装置は、前記制御処理は、前記操作圧力を前記操作圧力の設定値に到達させる直前における前記ピストンの移動方向を常に同じにするように、前記給排気部を制御すること、を特徴とする。このような構成を有するシリンダ制御装置によれば、弁開度を大きくする場合と弁開度を小さくする場合とで同じ操作圧力でも弁開度が異なるという事態を回避できる。 Further, the cylinder control device having the above configuration controls the air supply / exhaust unit so that the control process always makes the moving direction of the piston the same immediately before the operating pressure reaches the set value of the operating pressure. It is characterized by that. According to the cylinder control device having such a configuration, it is possible to avoid a situation in which the valve opening degree differs depending on the operating pressure when the valve opening degree is increased and when the valve opening degree is decreased.
また、上記構成のシリンダ制御装置は、操作部と表示部を備え、前記制御部は、前記操作部の操作内容を前記表示部に表示させる表示処理を実行し、更に、前記動作パターン記憶処理にて、前記操作部を介して入力された前記時間ごとの操作圧力の設定値を前記受付部が受け付けること、を特徴とする。このような構成を有するシリンダ制御装置によれば、動作パターンを自装置のみで記憶することができるため、制御構成を簡素化できる。 Further, the cylinder control device having the above configuration includes an operation unit and a display unit, and the control unit executes a display process for displaying the operation content of the operation unit on the display unit, and further performs the operation pattern storage process. The reception unit receives the set value of the operation pressure for each time input via the operation unit. According to the cylinder control device having such a configuration, the operation pattern can be stored only by the own device, so that the control configuration can be simplified.
上記課題を解決するためになされた本発明の他の態様は、シリンダと、前記シリンダに収容され、前記シリンダ内の操作圧力に応じて前記シリンダ内を摺動するピストンと、前記ピストンに連結され、前記ピストンの移動に応じて出力を行う出力部と、前記シリンダに接続されるシリンダ制御装置と、を有するピストンアクチュエータ装置において、前記シリンダ制御装置は、前記シリンダに操作流体を給排気することにより、前記操作圧力を制御する給排気部と、制御部と、記憶部と、時間ごとの操作圧力の設定値を受け付ける受付部と、を有し、前記制御部は、前記受付部を介して前記時間ごとの操作圧力の設定値を少なくとも2点受け付けて動作パターンを生成し、前記記憶部に識別可能に記憶する動作パターン記憶処理と、前記記憶部に複数の動作パターンが記憶される場合であり、かつ、前記動作パターンを指定する指定命令を取得した場合に、前記記憶部に記憶される前記複数の動作パターンの中から、前記指定命令に対応する動作パターンを読み出す動作パターン読出処理と、前記動作パターン読出処理にて読み出した動作パターンに従って、前記時間ごとの操作圧力の設定値に前記操作圧力を一致させるように前記給排気部を制御する制御処理と、を実行すること、を特徴とする。 Another aspect of the present invention made to solve the above problems is a piston connected to the cylinder, a piston housed in the cylinder and sliding in the cylinder according to an operating pressure in the cylinder, and the piston. In a piston actuator device having an output unit that outputs in response to the movement of the piston and a cylinder control device connected to the cylinder, the cylinder control device supplies and exhausts an operating fluid to the cylinder. The control unit includes an air supply / exhaust unit that controls the operating pressure, a control unit, a storage unit, and a reception unit that receives a set value of the operating pressure for each hour. An operation pattern storage process that receives at least two set values of operating pressure for each hour, generates an operation pattern, and stores it in the storage unit in an identifiable manner, and a case where a plurality of operation patterns are stored in the storage unit. In addition, the operation pattern reading process of reading the operation pattern corresponding to the designated instruction from the plurality of operation patterns stored in the storage unit when the designated instruction for designating the operation pattern is acquired, and the above-mentioned According to the operation pattern read by the operation pattern reading process, the control process of controlling the air supply / exhaust unit so as to match the operation pressure with the set value of the operation pressure for each time is executed. ..
このような構成を有するピストンアクチュエータ装置は、シリンダ制御装置が、時間ごとの操作圧力設定値を規定する動作パターンを記憶部に予め記憶しておき、指定命令を取得すると、その指定命令に対応する動作パターンを記憶部から読み出し、読み出した動作パターンに従って給排気部を制御することにより、シリンダの操作圧力を制御される。ピストンアクチュエータ装置は、シリンダの操作圧力に応じてピストンが移動し、出力部の出力を調整される。よって、ピストンアクチュエータ装置は、シリンダ制御装置が記憶部に記憶した動作パターンを用いて出力部の出力をフィードフォワード制御するため、出力部の出力を検出する構成(例えば二次圧センサなど)が不要になり、ピストンアクチュエータ装置を制御するための制御構成がコンパクトになる。また、ピストンアクチュエータ装置は、シリンダ制御装置によりオーバーシュートを繰り返すことなく操作圧力を制御されるので、応答時間が短縮される。 In the piston actuator device having such a configuration, when the cylinder control device stores in advance an operation pattern that defines the operating pressure set value for each time in the storage unit and acquires a designated command, the piston actuator device corresponds to the designated command. The operating pressure of the cylinder is controlled by reading the operation pattern from the storage unit and controlling the air supply / exhaust unit according to the read operation pattern. In the piston actuator device, the piston moves according to the operating pressure of the cylinder, and the output of the output unit is adjusted. Therefore, since the piston actuator device feedforward-controls the output of the output unit using the operation pattern stored in the storage unit by the cylinder control device, a configuration for detecting the output of the output unit (for example, a secondary pressure sensor) is unnecessary. Therefore, the control configuration for controlling the piston actuator device becomes compact. Further, since the operating pressure of the piston actuator device is controlled by the cylinder control device without repeating the overshoot, the response time is shortened.
よって、本発明によれば、制御対象を制御するための制御構成をコンパクトにでき、制御対象の応答時間を短縮させることができるシリンダ制御装置及びピストンアクチュエータ装置を提供することができる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a cylinder control device and a piston actuator device that can make the control configuration for controlling the control target compact and shorten the response time of the control target.
以下に、本発明に係るシリンダ制御装置及びピストンアクチュエータ装置の実施形態について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the cylinder control device and the piston actuator device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
A.第1実施形態
(ピストンアクチュエータ装置の構成)
図1は、本発明の第1実施形態に係るピストンアクチュエータ装置1の正面図である。図1に示すように、第1実施形態のピストンアクチュエータ装置1(以下「アクチュエータ装置1」と略記する)は、エアオペレイトバルブである。アクチュエータ装置1は、ボディ10にシリンダ17が連結されている。シリンダ17には、シリンダ制御装置3(以下「制御装置3」と略記する)が一体的に取り付けられている。本形態では、電空制御弁を制御装置3に使用している。
A. First Embodiment (Structure of Piston Actuator Device)
FIG. 1 is a front view of the
図2は、図1のAA断面図である。ボディ10は、流路ブロック11と連結ブロック15をダイアフラム16を介してねじで連結することにより、構成されている。流路ブロック11は、第1入出力ポート12と第2入出力ポート13の間に弁座14が設けられている。ダイアフラム16は、弁座14と対向して配置され、外縁部が流路ブロック11と連結ブロック15との間で挟持されている。連結ブロック15は、筒状に設けられ、シリンダ17に取付ねじにより固定されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. The
シリンダ17は、シリンダ室18にピストン19が摺動可能に装填されている。シリンダ室18は、ピストン19を介して第1室18aと第2室18bに気密に区画されている。駆動軸20は、ピストン19と一体に設けられている。駆動軸20の下端部は、連結ブロック15内に突出し、連結ブロック15にスライド可能に配置された結合部材21に連結されている。結合部材21には、ダイアフラム16が取り付けられている。よって、ダイアフラム16は、ピストン19がシリンダ17内を移動するのに応じて弁座14に当接又は離間する。
In the
圧縮ばね22は、第1室18aに縮設され、ピストン19と駆動軸20と結合部材21を介してダイアフラム16に弁閉止力を付与する。シリンダ17は、第2室18bが操作ポート23(図4参照)を介して制御装置3に連通し、操作流体を給排気される。よって、アクチュエータ装置1は、圧縮ばね22のばね力と第2室18bの内圧とのバランスに応じて弁開度が調整される。つまり、圧縮ばね22のばね力が第2室18bの内圧より大きい場合には、アクチュエータ装置1は全閉状態になる。一方、第2室18bの内圧が圧縮ばね22のばね力より大きい場合には、その偏差に応じてダイアフラム16が弁座14から離間する。
The
図3は、図1に示すアクチュエータ装置1の左側面図である。制御装置3は、ハウジング30に表示部31と操作部35が設けられている。本形態の表示部31は、4桁7セグメントLEDにより構成されている。また、本形態の操作部35は、第1キー32と、第2キー33と、第3キー34を備える。第1〜第3キー32〜34は押下式のスイッチにより構成されている。
FIG. 3 is a left side view of the
(電空制御弁の構成)
図4は、制御装置3の概略構成図である。制御装置3は、第1ポート36と、第2ポート37と、第3ポート38を備える。第1ポート36は、操作流体供給源60に接続されている。第2ポート37は、シリンダ17に開設された操作ポート23に接続されている。第3ポート38は、大気に開放されている。さらに、制御装置3は、入力端子45を備える。入力端子45は、第1キー32と第2キー33と第3キー34に接続されている。
(Configuration of electropneumatic control valve)
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the
制御装置3は、コントローラ4と、供給用電磁弁5と、排気用電磁弁6と、圧力センサ7が内設されている。
The
供給用電磁弁5は、第1ポート36と第2ポート37を接続する第1流路L1上に配置されている。排気用電磁弁6は、供給用電磁弁5と第2ポート37との間の接続点P1において第1流路L1から分岐して第3ポート38に接続される第2流路L2上に、配置されている。圧力センサ7は、第1流路L1に対して、接続点P1と第2ポート37との間に配置され、第2室18bの内圧を検出する。つまり、圧力センサ7は、制御装置3により制御されるシリンダ17の操作圧力を検出する。
The
コントローラ4は、マイコン制御部41に、通信インターフェース部42と、圧力制御部43と、入出力部44が電気的に接続されている。通信インターフェース部42と入出力部44は、受付部の一例である。 In the controller 4, the communication interface unit 42, the pressure control unit 43, and the input / output unit 44 are electrically connected to the microcomputer control unit 41. The communication interface unit 42 and the input / output unit 44 are examples of the reception unit.
通信インターフェース部42は,上位コントローラ9などの外部機器との通信を制御するためのハードウェアである。通信方法は,有線であっても無線であってもよい。 The communication interface unit 42 is hardware for controlling communication with an external device such as the host controller 9. The communication method may be wired or wireless.
入出力部44は、信号の入出力を制御するためのハードウェアである。入出力部44は、入力端子45を介して第1〜第3キー32〜34に接続されている。入出力部44は、第1〜第3キー32〜34の入力操作を電気信号として受信する。また、入出力部44は、表示部31に接続されている。入出力部44は、表示部31の表示内容を制御するための表示信号を表示部31に送信する。
The input / output unit 44 is hardware for controlling the input / output of signals. The input / output unit 44 is connected to the first to
マイコン制御部41は、CPU51と、ROM52と、RAM53と、EEPROM(electrically erasable and programmable read-only memory)54を備える。CPU51は、制御部の一例である。EEPROM54は、記憶部の一例である。 The microcomputer control unit 41 includes a CPU 51, a ROM 52, a RAM 53, and an EEPROM (electrically erasable and programmable read-only memory) 54. The CPU 51 is an example of a control unit. The EEPROM 54 is an example of a storage unit.
ROM52には、制御装置3を制御するための各種制御プログラムや各種設定、初期値等が記憶されている。RAM53およびEEPROM54は、各種制御プログラムが読み出される作業領域として、あるいは、データを一時的に記憶する記憶領域として利用される。
The ROM 52 stores various control programs, various settings, initial values, and the like for controlling the
CPU51は,ROM52から読み出した制御プログラムに従って,その処理結果をRAM53またはEEPROM54に記憶させながら,制御装置3の各構成要素を制御する。
The CPU 51 controls each component of the
EEPROM54は、1又は2以上の動作パターンを記憶している。ここで、動作パターンとは、例えば図5〜図8に示すように、時間ごとの操作圧力の設定値を規定するものをいう。 The EEPROM 54 stores one or more operation patterns. Here, the operation pattern means a pattern that defines a set value of the operating pressure for each time, for example, as shown in FIGS. 5 to 8.
図4に示すEEPROM54は、制御装置3が実行可能な機能を、機能識別番号に関連付けて記憶している。機能には、動作パターンを記憶する第1機能と、動作パターンに従って、制御対象となるアクチュエータ装置1の動作を制御する第2機能が含まれる。
The EEPROM 54 shown in FIG. 4 stores the functions that can be executed by the
圧力制御部43は、供給用電磁弁5と排気用電磁弁6と圧力センサ7に接続されている。圧力制御部43は、マイコン制御部41から時間ごとに操作圧力の設定値を入力し、圧力センサ7が検出する操作圧力を操作圧力の設定値に一致させるように、供給用電磁弁5と排気用電磁弁6の動作を制御する。
The pressure control unit 43 is connected to the
例えば、圧力制御部43は、マイコン制御部41から受信した操作圧力設定値よりも圧力センサ7から受信した操作圧力検出値の方が小さい場合には、供給用電磁弁5を開き、排気用電磁弁6を閉じることにより、第2ポート37を第1ポート36に連通させ、操作ポート23に操作流体を供給する。これにより、第2室18bの内圧(操作圧力)が上昇し、アクチュエータ装置1の弁開度が大きくなる。
For example, when the operating pressure detection value received from the pressure sensor 7 is smaller than the operating pressure set value received from the microcomputer control unit 41, the pressure control unit 43 opens the
また例えば、圧力制御部43は、マイコン制御部41から受信した操作圧力設定値よりも圧力センサ7から受信した操作圧力検出値の方が大きい場合には、排気用電磁弁6を開き、供給用電磁弁5を閉じることにより、第2ポート37を第3ポート38に連通させ、第2室18bの操作流体を排気する。これにより、第2室18bの内圧(操作圧力)が低下し、アクチュエータ装置1の弁開度が小さくなる。尚、圧力制御部43と供給用電磁弁5と排気用電磁弁6と圧力センサ7は、給排気部8を構成する。
Further, for example, when the operating pressure detection value received from the pressure sensor 7 is larger than the operating pressure set value received from the microcomputer control unit 41, the pressure control unit 43 opens the
(ティーチング動作の概要)
続いて、ティーチング動作の概要を説明する。例えば、ユーザは、制御装置3の操作部35を介して、時間ごとの操作圧力の設定値を少なくとも2点入力する。制御装置3は、操作部35に入力された時間ごとの操作圧力の設定値に基づいて動作パターンを作成し、記憶する。ユーザは、時間ごとの操作圧力の設定値を変えることにより、図5〜図8に示すような複数の動作パターンを、制御装置3に記憶させることができる。
(Outline of teaching operation)
Next, an outline of the teaching operation will be described. For example, the user inputs at least two set values of the operating pressure for each time via the operating
アクチュエータ装置1は、ユーザが操作部35を介して動作パターンを指定すると、制御装置3が、指定された動作パターンを読み出し、読み出した動作パターンに従ってシリンダ17の操作圧力を制御する。アクチュエータ装置1は、シリンダ17に供給される操作圧力に応じて、弁開度を変化させる。
When the user specifies an operation pattern via the
また、アクチュエータ装置1は、制御装置3に上位コントローラ9が接続された場合には、上位コントローラ9から動作パターンを指定される。この場合も、アクチュエータ装置1は、上記と同様にして、指定された動作パターンに従って操作圧力を制御され、弁開度を変化させる。
Further, when the upper controller 9 is connected to the
このように、アクチュエータ装置1の弁開度は、上位コントローラ9によりフィードバック制御されるのではなく、制御装置3がEEPROM54に予め記憶された動作パターンに従ってシリンダ17の操作圧力を制御することにより、フィードフォワード制御される。よって、本形態のアクチュエータ装置1は、シリンダ17の操作圧力が操作圧力の設定値(目標圧力)に対してオーバーシュートを繰り返すことを回避し、応答時間を短縮できる。また、従来技術のようにアクチュエータ装置1の二次側に二次圧センサを配置する必要がないので、アクチュエータ装置1の弁開度を制御するための制御構成を簡素化してコンパクトにできる。
In this way, the valve opening degree of the
(ティーチング動作の制御手順)
続いて、ティーチング動作の制御手順について、図9のフローチャートを参照しながら説明する。マイコン制御部41のCPU51は、操作部35が操作されたことを契機に、図9に示す制御手順を実行する。
(Teaching operation control procedure)
Subsequently, the control procedure of the teaching operation will be described with reference to the flowchart of FIG. The CPU 51 of the microcomputer control unit 41 executes the control procedure shown in FIG. 9 when the
先ず、動作パターンを記憶する制御手順について、図9および図10を参照して説明する。なお、図10では、説明の便宜上、画面の横に単位を適宜記載している。 First, the control procedure for storing the operation pattern will be described with reference to FIGS. 9 and 10. In FIG. 10, for convenience of explanation, units are appropriately described on the side of the screen.
CPU51は、操作部35の第1〜第3キー32〜34の何れかが押下されると、図9のフローチャートに示すように、機能一覧画面71(図10参照)を表示部31に表示させる(ステップ1、以下「S1」とする)。図10のX1に示すように、機能一覧画面71には、最初、初期値が表示される。ユーザが第3キー34を押下すると、CPU51は、その入力操作を入出力部44を介して受け付け、EEPROM54に記憶されている機能識別番号を1つ読み出す。そして、CPU51は、読み出した機能識別番号を表示することを指示する表示信号を入出力部44を介して表示部31に送信する。これにより、図10のX2に示すように、機能一覧画面71には、例えば機能識別番号が表示される。機能識別番号は、ユーザが第3キー34を押下するのに応じて変更される。
When any of the first to
図9に示すように、CPU51は、機能が選択されたか否かを判断する(S2)。CPU51は、第1キー32が押下されない場合には、機能が選択されていないと判断する(S2:NO)。この場合、CPU51は、所定時間が経過したか否かを判断する(S24)。所定時間が経過するまでは(S24:NO)、CPU51は、機能一覧画面71を表示した状態で第1キー32が押下されるのを待つ。一方、第1キー32が押下されることなく、所定時間が経過した場合には(S24:YES)、CPU51は、図9に示す制御を終了する。これにより、アクチュエータ装置1が機能を選択されない状態で放置されることを回避できる。
As shown in FIG. 9, the CPU 51 determines whether or not the function has been selected (S2). If the first key 32 is not pressed, the CPU 51 determines that the function is not selected (S2: NO). In this case, the CPU 51 determines whether or not the predetermined time has elapsed (S24). Until the predetermined time elapses (S24: NO), the CPU 51 waits for the first key 32 to be pressed while the
ユーザが所定時間内に第1キー32を押下すると、CPU51は、機能が選択されたと判断する(S2:YES)。そして、CPU51は、選択された機能が第1機能であるか第2機能であるかを判断する(S3)。第1機能を示す機能識別番号が表示部31に表示されているときに、ユーザが第1キー32を押下した場合には、CPU51は、第1機能が選択されたと判断する(S3:第1機能)。この場合、CPU51は、入出力部44を介して、プリセット番号設定画面73(図10参照)を表示することを指示する表示信号を表示部31に送信し、プリセット番号設定画面73を表示部31に表示させる(S4)。図10に示すように、プリセット番号設定画面73には、機能識別番号(図中X3)とプリセット番号(図中X4)が表示される。プリセット番号とは、動作パターンを識別するための識別情報である。CPU51は、ユーザが第3キー34を押下するのに応じてプリセット番号(図中X4)を変更する。
When the user presses the first key 32 within a predetermined time, the CPU 51 determines that the function has been selected (S2: YES). Then, the CPU 51 determines whether the selected function is the first function or the second function (S3). If the user presses the first key 32 while the function identification number indicating the first function is displayed on the
図9に示すように、CPU51は、ユーザが第1キー32を押下するまで、プリセット番号を設定しない(S5:NO)。一方、CPU51は、ユーザが第1キー32を押下すると、プリセット番号設定画面73に表示されているプリセット番号をRAM53に記憶することにより、プリセット番号を設定する(S5:YES)。すると、CPU51は、プリセット番号決定画面74の表示を指示する表示信号を表示部31に送信し、プリセット番号決定画面74を表示部31に表示させる(S6)。図10のX5に示すように、プリセット番号決定画面74は、機能識別番号が表示されず、設定されたプリセット番号だけが表示される。
As shown in FIG. 9, the CPU 51 does not set the preset number until the user presses the first key 32 (S5: NO). On the other hand, when the user presses the first key 32, the CPU 51 sets the preset number by storing the preset number displayed on the preset number setting screen 73 in the RAM 53 (S5: YES). Then, the CPU 51 transmits a display signal instructing the display of the preset number determination screen 74 to the
次に、図9に示すように、CPU51は、初期圧力入力画面75を表示することを指示する表示信号を入出力部44を介して表示部31に送信し、初期圧力入力画面75を表示部31に表示させる(S7)。例えば図10に示すように、初期圧力入力画面75には、初期圧力Pfを入力することを示す手順番号(図中N1参照)と、初期圧力Pfの入力値(図中M1)が、表示される。ここで、初期圧力Pfとは、動作パターンに従ってバルブ制御(シリンダ17の操作圧力の制御)を開始するときの操作圧力の設定値をいう。CPU51は、第3キー34の入力操作を入出力部44を介して受け付け、その入力操作に応じて初期圧力Pfの入力値(図中M1)を変更する。図9に示すように、CPU51は、ユーザが第1キー32を押下するまで、初期圧力Pfを設定しない(S8:NO)。
Next, as shown in FIG. 9, the CPU 51 transmits a display signal instructing to display the initial
一方、ユーザが第1キー32を押下すると、CPU51は、初期圧力Pfを設定する(S8:YES)。すなわち、CPU51は、初期圧力入力画面75に表示されている入力値を初期圧力Pfの設定値としてRAM53に記憶する。
On the other hand, when the user presses the first key 32, the CPU 51 sets the initial pressure Pf (S8: YES). That is, the CPU 51 stores the input value displayed on the initial
次に、CPU51は、目標圧力入力画面76の表示を指示する表示信号を入出力部44を介して表示部31に送信し、目標圧力入力画面76を表示部31に表示させる(S9)。例えば図10に示すように、目標圧力入力画面76には、目標圧力Peを入力することを示す手順番号(図中N2)と、目標圧力Peの入力値(図中M2)が、表示される。ここで、目標圧力Peとは、シリンダ17の操作圧力をフィードフォワード制御するときの操作圧力の設定値をいう。その後、図9に示すように、CPU51は、目標圧力Peの入力値を設定したか否かを判断する(S10)。S9,S10の処理は、S7、S8の処理と同様なので、説明を省略する。
Next, the CPU 51 transmits a display signal instructing the display of the target
CPU51は、目標圧力Peの入力値を設定した場合には(S10:YES)、ディレイ時間入力画面77を表示するための表示信号を入出力部44を介して表示部31に送信し、ディレイ時間入力画面77を表示部31に表示させる(S11)。例えば図10に示すように、ディレイ時間入力画面77には、ディレイ時間Tdを入力することを示す手順番号(図中N3)と、ディレイ時間Tdの入力値(図中M3)が、表示される。ここで、ディレイ時間Tdとは、動作パターンに従ってバルブ制御(シリンダ17の操作圧力の制御)を開始した後、初期圧力Pfを維持する時間をいう。CPU51は、第3キー34の入力操作を入出力部44を介して受け付け、入力操作に応じてディレイ時間Tdの入力値(図10に示すM3)を変更する。CPU51は、ユーザが第1キー32を押下するまで、ディレイ時間Tdを設定しない(S12:NO)。
When the input value of the target pressure Pe is set (S10: YES), the CPU 51 transmits a display signal for displaying the delay
一方、CPU51は、ユーザが第1キー32を押下すると、ディレイ時間Tdを設定する(S12:YES)。すなわち、CPU51は、ディレイ時間入力画面77に表示されている入力値をディレイ時間Tdの設定値としてRAM53に記憶する。
On the other hand, the CPU 51 sets the delay time Td when the user presses the first key 32 (S12: YES). That is, the CPU 51 stores the input value displayed on the delay
その後、CPU51は、手順番号(図10のN4)とスウィープ時間Tsの入力値(図10に示すM4)を表示するスウィープ時間入力画面78(図10)を表示部31に表示させ(S13)、第1キー32が押下されると、表示されている入力値をスウィープ時間Tsとして設定する(S14:YES)。ここで、スウィープ時間Tsとは、初期圧力Pfを目標圧力Peに到達させるまでの時間をいう。そして、CPU51は、手順番号(図10のN5)とリピート時間Trの入力値(図10に示すM5)を表示するリピート時間入力画面79(図10参照)を表示部31に表示させ(S15)、第1キー32が押下されると、表示されている入力値をリピート時間Trとして設定する(S16:YES)。ここで、リピート時間Trとは、初期圧力Pfと目標圧力Peの変動を繰り返す場合の間隔時間をいう。入力値(図10に示すM5)が「−」である場合には、初期圧力Pfと目標圧力Peの変動を繰り返さないことを意味する。S13及びS15の処理はS11の処理と同様であり、S14およびS16の処理はS12と同様なので、説明を省略する。
After that, the CPU 51 causes the
尚、ディレイ時間Tdの終点は、初期圧力Pfを目標圧力Peに変化させ始めるときの時間に相当する。そして、スウィープ時間Tsの終点は、目標圧力Peに到達するときの時間に相当する。よって、S7〜S14の処理により、時間ごとの操作圧力の設定値が、2点設定される。 The end point of the delay time Td corresponds to the time when the initial pressure Pf starts to be changed to the target pressure Pe. The end point of the sweep time Ts corresponds to the time when the target pressure Pe is reached. Therefore, by the processing of S7 to S14, the set value of the operating pressure for each time is set at two points.
次に、図9に示すように、CPU51は、RAM53に記憶した初期圧力Pf、目標圧力Pe、ディレイ時間Td、スウィープ時間Ts、リピート時間Trに基づいて動作パターンを作成して、EEPROM54に記憶する(S17)。 Next, as shown in FIG. 9, the CPU 51 creates an operation pattern based on the initial pressure Pf, the target pressure Pe, the delay time Td, the sweep time Ts, and the repeat time Tr stored in the RAM 53, and stores the operation pattern in the EEPROM 54. (S17).
例えば、ユーザが、初期圧力Pfを0kPaより大きい値に設定し、目標圧力Peを初期圧力Pfより大きい値に設定し、ディレイ時間Tdとスウィープ時間Tsに0秒より大きい値を設定し、リピート時間Trに「−」を設定したとする。この場合には、CPU51は、図11に示すように操作圧力を初期圧力Pfから目標圧力Peに1回だけ変動させる動作パターンを生成する。 For example, the user sets the initial pressure Pf to a value larger than 0 kPa, the target pressure Pe to a value larger than the initial pressure Pf, sets the delay time Td and the sweep time Ts to a value larger than 0 seconds, and repeat time. It is assumed that "-" is set in Tr. In this case, as shown in FIG. 11, the CPU 51 generates an operation pattern in which the operating pressure is changed from the initial pressure Pf to the target pressure Pe only once.
これに対して、ユーザが、リピート時間Trに数値を設定した場合には、CPU51は、図12に示すように、S14にて設定されたディレイ時間Tdの間隔で、初期圧力Pfと目標圧力Peの変動を繰り返す動作パターンを生成する。 On the other hand, when the user sets a numerical value for the repeat time Tr, the CPU 51 determines the initial pressure Pf and the target pressure Pe at intervals of the delay time Td set in S14, as shown in FIG. Generates an operation pattern that repeats the fluctuation of.
このようにして作成した動作パターンを、CPU51は、RAM53に記憶したプリセット番号(S5にて設定したプリセット番号)に関連付けて、EEPROM54に記憶する。よって、CPU51は、プリセット番号を引数にして動作パターンを読み出すことが可能になる。 The CPU 51 stores the operation pattern created in this way in the EEPROM 54 in association with the preset number (preset number set in S5) stored in the RAM 53. Therefore, the CPU 51 can read the operation pattern with the preset number as an argument.
それから、CPU51は、動作パターン登録完了画面80を表示部31に表示させる(S18)。例えば図10のX6に示すように、動作パターン登録完了画面80には、S17にてEEPROM54に記憶された動作パターンのプリセット番号、すなわち、S6にて設定されたプリセット番号が表示される。これにより、ユーザは、動作パターンの登録が完了したことを認識できる。その後、CPU51は、図9に示す制御を終了する。なお、S4〜S17の処理は、動作パターン記憶処理の一例である。また、S7、S9、S11、S13、S15の処理は、表示処理の一例である。
Then, the CPU 51 causes the
図5〜図8を参照し、動作パターンをEEPROM54に記憶させる手順を具体的に説明する。ここでは、操作圧力が5kPaの場合に、アクチュエータ装置1の弁開度が全開状態になる。
The procedure for storing the operation pattern in the EEPROM 54 will be specifically described with reference to FIGS. 5 to 8. Here, when the operating pressure is 5 kPa, the valve opening degree of the
例えば、ユーザが、操作部35を介して、初期圧力Pfを「0kPa」に設定し、目標圧力Peを「5kPa」に設定し、ディレイ時間Tdを「0sec」に設定し、スウィープ時間Tsを「5sec」に設定し、リピート時間Trを「−」に設定したとする。この場合、CPU51は、図5に示すように、動作パターンに従ってバルブ制御(シリンダ17の操作圧力の制御)を開始すると同時に操作圧力を上昇させ、5秒間かけてゆっくり操作圧力を0kPaから5kPaに到達させる第1動作パターンを生成する。そして、CPU51は、この第1動作パターンにプリセット番号「P1」を関連付けてEEPROM54に記憶する。
For example, the user sets the initial pressure Pf to "0 kPa", the target pressure Pe to "5 kPa", the delay time Td to "0 sec", and the sweep time Ts to "0 sec" via the
また例えば、ユーザが、操作部35を介して、初期圧力Pfを「0kPa」に設定し、目標圧力Peを「2kPa」に設定し、ディレイ時間Tdを「0sec」に設定し、スウィープ時間Tsを「5sec」に設定し、リピート時間Trを「−」に設定したとする。この場合、CPU51は、図6に示すように、動作パターンに従ってバルブ制御を開始すると同時に操作圧力を上昇させ、5秒間かけてゆっくり操作圧力を0kPaから2kPaに到達させる第2動作パターンを作成する。そして、CPU51は、この第2動作パターンにプリセット番号「P2」を関連付けてEEPROM54に記憶する。
Further, for example, the user sets the initial pressure Pf to "0 kPa", the target pressure Pe to "2 kPa", the delay time Td to "0 sec", and the sweep time Ts via the
また例えば、ユーザが、操作部35を介して、初期圧力Pfを「2.5kPa」に設定し、目標圧力Peを「2kPa」に設定し、ディレイ時間Tdを「5sec」に設定し、スウィープ時間Tsを「0sec」に設定し、リピート時間Trを「−」に設定したとする。この場合、CPU51は、図7に示すように、動作パターンに従ってバルブ制御を開始すると同時に操作圧力を2.5kPaに制御し、その状態を5秒間維持した後、直ちに操作圧力を2.5kPaから2kPaに減少させる第3動作パターンを作成する。そして、CPU51は、この第3動作パターンにプリセット番号「P3」を関連付けてEEPROM54に記憶する。
Further, for example, the user sets the initial pressure Pf to "2.5 kPa", the target pressure Pe to "2 kPa", the delay time Td to "5 sec", and the sweep time via the
また例えば、ユーザが、操作部35を介して、初期圧力Pfを「5kPa」に設定し、目標圧力Peを「7kPa」に設定し、ディレイ時間Tdを「5sec」に設定し、スウィープ時間Tsを「2sec」に設定し、リピート時間Trを「−」に設定したとする。この場合、CPU51は、図8に示すように、動作パターンに従ってバルブ制御を開始すると同時に、操作圧力を5kPaに制御し、その状態を5秒間維持した後、2秒間かけて操作圧力を5kPaから2kPaに変化させる第4動作パターンを作成する。CPU51は、この第4動作パターンにプリセット番号「P4」を関連付けてEEPROM54に記憶する。
Further, for example, the user sets the initial pressure Pf to "5 kPa", the target pressure Pe to "7 kPa", the delay time Td to "5 sec", and the sweep time Ts via the
よって、ユーザは、表示部31を見ながら、操作部35を介して、初期圧力Pfと、目標圧力Peと、ディレイ時間Tdと、スウィープ時間Tsを設定するだけで、ニーズに応じて異なる動作パターンを簡単にCPU51に作成させ、EEPROM54に識別可能に記憶させることができる。つまり、アクチュエータ装置1は、ユーザが表示部31を見ながら操作部35を操作することにより時間ごとの操作圧力の設定値を設定できるので、動作パターンを自装置のみで記憶することができる。
Therefore, the user simply sets the initial pressure Pf, the target pressure Pe, the delay time Td, and the sweep time Ts via the
続いて、操作部35を介して動作パターンを選択し、アクチュエータ装置1を動作させる制御手順を図9を参照しながら説明する。
Subsequently, a control procedure for selecting an operation pattern via the
例えば、ユーザは、第3キー34を押下して機能選択画面72に第2機能を示す機能識別番号を表示させ、第1キー32を押下する。すると、CPU51は、選択された機能が第2機能であると判断する(S1,S2:YES,S3:第2機能)。
For example, the user presses the third key 34 to display the function identification number indicating the second function on the function selection screen 72, and presses the
この場合、CPU51は、プリセット番号指定画面を表示するための表示信号を入出力部44を介して表示部31に送信し、プリセット番号指定画面を表示部31に表示させる(S19)。CPU51は、第3キー34の操作に応じて、EEPROM54に記憶されたプリセット番号をプリセット番号指定画面に順次表示させる。CPU51は、第1キー32が押下されない場合には、プリセット番号が指定されていないと判断し、待機する(S20:NO)。一方、CPU51は、第1キー32が押下された場合には、プリセット番号指定画面に表示されたプリセット番号が指定されたと判断する(S20:YES)。
In this case, the CPU 51 transmits a display signal for displaying the preset number designation screen to the
CPU51は、指定されたプリセット番号に一致するプリセット番号が、EEPROM54に有るか否かを判断する(S21)。一致するプリセット番号がない場合には(S21:NO)、CPU51は、エラー通知を行い(S25)、図9に示す制御を終了する。 The CPU 51 determines whether or not the EEPROM 54 has a preset number that matches the designated preset number (S21). If there is no matching preset number (S21: NO), the CPU 51 gives an error notification (S25) and ends the control shown in FIG.
一方、一致するプリセット番号がある場合には(S21:YES)、指定されたプリセット番号に対応する動作パターンをEEPROM54から読み出し、RAM53に記憶する(S22)。 On the other hand, when there is a matching preset number (S21: YES), the operation pattern corresponding to the specified preset number is read from the EEPROM 54 and stored in the RAM 53 (S22).
それから、CPU51は、RAM53に記憶した動作パターンに従って圧力制御部43にシリンダ17の操作圧力の制御を開始させる(S23)。具体的にCPU51は、RAM53に記憶した動作パターンに基づいて、時間ごとに操作圧力の設定値を指示する制御信号を圧力制御部43に送信する。圧力制御部43は、受信した操作圧力の設定値に圧力センサ7により検出される操作圧力検出値を一致させるように、供給用電磁弁5と排気用電磁弁6を制御する。その後、CPU51は、処理を終了する。なお、S20〜S22の処理は、動作パターン読出処理の一例である。S23の処理は、バルブ制御処理の一例である。
Then, the CPU 51 causes the pressure control unit 43 to start controlling the operating pressure of the
図5〜図8を参照し、操作部35を介して動作パターンを指定し、アクチュエータ装置1の弁開度を制御する手順を具体的に説明する。
A procedure for designating an operation pattern via the
具体的に例えば、ユーザが、操作部35を介してプリセット番号「P1」を指定すると、CPU51は、プリセット番号「P1」を引数として、EEPROM54から図5に示す第1動作パターンを読み出す。CPU51は、第1動作パターンに規定される時間ごとに操作圧力を指示する制御信号を圧力制御部43に送信する。圧力制御部43は、制御信号に基づいて、圧力センサ7により検出される操作圧力検出値をCPU51から指示される操作圧力に一致させるように供給用電磁弁5と排気用電磁弁6を制御する。これにより、アクチュエータ装置1は、操作圧力が5秒間かけて0kPaから5kPaまで徐々に上昇した後、5kPaに維持される。よって、アクチュエータ装置1の弁開度は、オーバーシュートすることなく、全閉状態から全開状態に変化する。
Specifically, for example, when the user specifies the preset number "P1" via the
また例えば、ユーザが、操作部35を介してプリセット番号「P2」を指定すると、CPU51は、プリセット番号「P2」を引数として、EEPROM54から図6に示す第2動作パターンを読み出す。CPU51は、上記第1動作パターンと同様にして、第2動作パターンに従って制御信号を圧力制御部43に送信し、圧力制御部43に供給用電磁弁5と排気用電磁弁6を制御させる。これにより、アクチュエータ装置1は、操作圧力が0kPaから2kPaまで徐々に上昇した後、2kPaに維持される。そのため、アクチュエータ装置1の弁開度は、オーバーシュートすることなく、全閉状態から微小弁開状態に変化する。
Further, for example, when the user specifies the preset number "P2" via the
また例えば、ユーザが、操作部35を介してプリセット番号「P3」を指定すると、CPU51は、プリセット番号「P3」を引数として、EEPROM54から図7に示す第3動作パターンを読み出す。CPU51は、上記第1動作パターンと同様にして、第3動作パターンに従って制御信号を圧力制御部43に送信し、圧力制御部43に供給用電磁弁5と排気用電磁弁6を制御させる。これにより、アクチュエータ装置1の操作圧力は、まず2.5kPaに調整されると、その2.5kPaを5秒間維持され、その後、2kPaに減圧されてから、当該2kPaを維持される。そのため、アクチュエータ装置1の弁開度は、オーバーシュートすることなく、中間弁開状態から微小弁開状態に変化する。
Further, for example, when the user specifies the preset number "P3" via the
また例えば、ユーザが、操作部35を介してプリセット番号「P4」を指定すると、CPU51は、プリセット番号「P4」を引数として、EEPROM54から図8に示す第4動作パターンを読み出す。CPU51は、上記第1動作パターンと同様にして、第4動作パターンに従って制御信号を圧力制御部43に送信し、圧力制御部43に供給用電磁弁5と排気用電磁弁6を制御させる。これにより、アクチュエータ装置1の操作圧力は、まず5kPaに調整されると、その5kPaを5秒間維持され、その後、2秒間かけて5kPaから2kPaに減圧されてから、当該2kPaを維持される。そのため、アクチュエータ装置1の弁開度は、オーバーシュートすることなく、全開状態から微小弁開状態に変化する。
Further, for example, when the user specifies the preset number "P4" via the
尚、動作パターンは、操作部35からだけでなく、上位コントローラ9からも指定することが可能である。この制御手順について、図13に示すフローチャートを参照しながら説明する。制御装置3のCPU51は、上位コントローラ9からプリセット番号が入力されたことを契機に、図13に示す制御を実行する。
The operation pattern can be specified not only from the
CPU51は、通信インターフェース部42を介して上位コントローラ9から受信したプリセット番号をRAM53に記憶することにより、プリセット番号を受け付ける(S41)。それから、CPU51は、受信したプリセット番号と一致するプリセット番号がある場合には(S42:YES)、その動作パターンをEEPROM54から読み出し(S43)、シリンダ17の操作圧力の制御を開始する(S44)。一方、一致するプリセット番号がない場合には(S42:NO)、CPU51は、エラー通知を行う。S42〜S45の処理は、図9のS21〜S23、S25と同様なので、説明を省略する。なお、S41〜S43の処理は、動作パターン読出処理の一例である。S44の処理は、バルブ制御処理の一例である。 The CPU 51 receives the preset number by storing the preset number received from the host controller 9 in the RAM 53 via the communication interface unit 42 (S41). Then, if there is a preset number that matches the received preset number (S42: YES), the CPU 51 reads the operation pattern from the EEPROM 54 (S43) and starts controlling the operating pressure of the cylinder 17 (S44). On the other hand, if there is no matching preset number (S42: NO), the CPU 51 notifies an error. Since the processing of S42 to S45 is the same as that of S21 to S23 and S25 of FIG. 9, the description thereof will be omitted. The processing of S41 to S43 is an example of the operation pattern reading processing. The process of S44 is an example of a valve control process.
このように、アクチュエータ装置1は、操作部35または上位コントローラ9を介して動作パターンのプリセット番号を指定されると、制御装置3が、EEPROM54に記憶された複数の動作パターンから指定されたプリセット番号に対応する動作パターンを読み出し、読み出した動作パターンに従ってバルブ制御(シリンダ17の操作圧力の制御)を行う。よって、アクチュエータ装置1は、弁開度がフィードフォワード制御されるので、弁開度制御時にオーバーシュートが発生せず、応答時間を短縮できる。また、アクチュエータ装置1の弁開度を制御するためにアクチュエータ装置1の2次圧力を検出する圧力センサが不要になるので、アクチュエータ装置1の弁開度を制御するための制御構成が簡素化され、コンパクトになる。
In this way, when the
ところで、アクチュエータ装置1は、弁開動作時と弁閉動作時との間でヒステリシスが発生し、弁開度を大きくする場合と、弁開度を小さくする場合とで、操作圧力に対する弁開度が異なる。そこで、制御装置3のCPU51は、弁開度を調整する場合に、ピストン19の移動方向を一定にしている。すなわち、制御装置3のCPU51は、例えば図7に示す第3動作パターンに従って弁開度を中間弁開状態から微小弁開状態に変化させる場合、シリンダ17の操作圧力を目標圧力Pe(2kPa)より小さくしてから、目標圧力Pe(2kPa)まで上昇させる制御信号を、圧力制御部43に送信する。これにより、アクチュエータ装置1は、常に、ダイアフラム16を弁座14から離間させる弁開方向にピストン19を加圧することにより、シリンダ17の操作圧力を目標圧力Peに一致させるようになる。そのため、アクチュエータ装置1は、ヒステリシスにより同じ操作圧力でも弁開度が違うという事態を回避でき、精度が良い。
By the way, in the
(使用例)
続いて、アクチュエータ装置1の使用例を説明する。図14は、医療品製造ラインの一例を示す図である。供給ライン62は、タンク61の上面に接続され、第1アクチュエータ装置1Aが配置されている。排出ライン63は、タンク61の下面に接続されている。排出ライン63は、タンク61側から順に、第2アクチュエータ装置1Bと、フィルタ64と、第3アクチュエータ装置1Cが配設されている。ガス抜きライン65は、フィルタ64の上部に接続され、第4アクチュエータ装置1Dが配設されている。
(Example of use)
Subsequently, a usage example of the
第1〜第4アクチュエータ装置1A〜1Dは、上述したアクチュエータ装置1と同一の構成である。第1〜第4アクチュエータ装置1A〜1Dには、使用目的に応じて、動作パターンが記憶されている。
The first to fourth actuator devices 1A to 1D have the same configuration as the
例えば、第1アクチュエータ装置1Aには、図5に示す第1動作パターンが記憶される。第2アクチュエータ装置1Bには、図5に示す第1動作パターンが記憶される。第3アクチュエータ装置1Cには、図7に示す第3動作パターンが記憶される。更に、第4アクチュエータ装置1Dには、図6に示す第2動作パターンと図8に示す第4動作パターンが記憶される。ここでは、第1〜第4動作パターンのプリセット番号を共通とするが、バルブ毎に異なっても良い。
For example, the first actuator device 1A stores the first operation pattern shown in FIG. The first operation pattern shown in FIG. 5 is stored in the
上位コントローラ9は、衛生確保のために、高温の湯をラインに5秒間供給することによりタンク61にCIP(定置洗浄:Cleaning In Place)を施した後、高温の蒸気をラインに供給してタンク61にSIP(定置滅菌:Sterilizing In Place)を施す。
In order to ensure hygiene, the host controller 9 supplies hot water to the line for 5 seconds to perform CIP (cleaning in place) on the
この場合、上位コントローラ9は、第1アクチュエータ装置1A及び第2アクチュエータ装置1Bにプリセット番号「P1」を、第3アクチュエータ装置1Cにプリセット番号「P3」を、第4アクチュエータ装置1Dにプリセット番号「P4」を、それぞれ送信する。
In this case, the host controller 9 assigns the preset number "P1" to the first actuator device 1A and the
これにより、高温の湯が供給ライン62からタンク61、排出ライン63へと流れる間、第3アクチュエータ装置1Cの弁開度が中間弁開状態に制御されると共に、第4アクチュエータ装置1Dの弁開度が全開状態に制御される。そのため、第4アクチュエータ装置1Dを介してエアが排出され、湯がライン内を高速で流れて洗浄効果を高めることができる。
As a result, while the hot water flows from the
タンク61は、湯を5秒間供給された後、蒸気を供給される。蒸気が供給ライン62からタンク61、排出ライン63へと流れる間、第3アクチュエータ装置1C及びおよび第4アクチュエータ装置1Dの弁開度が微小弁開状態に小さくされる。これにより、蒸気の排出を極力抑えつつ、蒸気の流れを確保し、滅菌効率を高めることができる。このとき、第4アクチュエータ装置1Dは、ゆっくり弁開度を小さくするので、フィルタ64の内圧が急増することを抑制できる。
The
尚、上位コントローラ9は、フィルタ64を交換してからCIPおよびSIPを行う場合、第4アクチュエータ装置1Dに対して、プリセット番号「P4」でなく、プリセット番号「P2」を供給する。これにより、第4アクチュエータ装置1Dは、全閉状態から微小弁開状態にゆっくり変化し、フィルタ内のエアをゆっくり抜く。そのため、フィルタは、湯を注入されたときの圧力で破損することが回避される。
When the host controller 9 performs CIP and SIP after exchanging the
B.第2実施形態
続いて、本発明の第2実施形態のピストンアクチュエータ装置について説明する。図15は、本発明の第2実施形態に係るピストンアクチュエータ装置100(以下「アクチュエータ装置100」と略記する)を示す断面図である。図15では、制御装置3の記載を省略している。
B. Second Embodiment Next, the piston actuator device of the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 15 is a cross-sectional view showing a piston actuator device 100 (hereinafter abbreviated as “
アクチュエータ装置100は、シリンダ101にピストン103が摺動可能に装填され、シリンダ室102が第1室102aと第2室102bに区画されている。出力ロッド104は、ピストン103に連結されている。圧縮ばね105は、第1室102aに縮設され、ピストン103を介して出力ロッド104に対し、シリンダ101から突出する方向の力を常時付与している。第2室102bは、連通路106を介して操作ポート23に連通している。操作ポート23には、シリンダ制御装置3(図示せず)が接続される。
In the
かかるアクチュエータ装置100は、第1実施形態と同様、図示しない制御装置3が第2室102bに操作流体を給排気し、シリンダ101の操作圧力を制御する。アクチュエータ装置100は、圧縮ばね105のばね力と第2室102bの圧力とのバランスに応じて出力ロッド104を進退させる。よって、アクチュエータ装置100は、第1実施形態と同様、アクチュエータ装置100の出力を制御するための制御構成がコンパクトになり、応答時間が短縮される。
In the
尚、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、色々な応用が可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various applications are possible.
(1)例えば、上記実施形態では、操作部35を介して入力された初期圧力Pf、目標圧力Pe、ディレイ時間Td、スウィープ時間Ts、リピート時間Trに基づいて動作パターンを作成したが、上位コントローラ9が作成した動作パターンをマイコン制御部41が通信インターフェース部42を介して受け付け、EEPROM54に記憶させるようにしても良い。
(1) For example, in the above embodiment, the operation pattern is created based on the initial pressure Pf, the target pressure Pe, the delay time Td, the sweep time Ts, and the repeat time Tr input via the
(2)制御装置3は、コントローラ4内の通信インターフェース部42を省略し、コストダウンしてもよい。この場合、上位コントローラ9を制御装置3に接続できないが、操作部35を介して動作パターンの記憶やバルブ制御を行うことができる。
(2) The
(3)表示部31は、例えば左側から1桁目を赤色で表示し、左側から2桁目から4桁目まで緑色で表示するなど、表示色を変えて見やすくしてもよい。もちろん、表示部31の表示が単色でもよい。
(3) The
(4)例えば、表示部31を液晶ディスプレイで構成しても良い。また例えば、タッチ式パネルにより、表示部31と操作部35を一体に設けてもよい。
(4) For example, the
(5)例えば、上記実施形態では、表示部31の桁数は上記実施形態に限定されず、任意に変更可能である。また、第1〜第3キー32〜34の数は上記実施形態に限定されない。
(5) For example, in the above embodiment, the number of digits of the
(6)例えば、アクチュエータ装置1は単動弁であるが、複動弁であってもよい。
(6) For example, the
1,100 ピストンアクチュエータ装置
3 シリンダ制御装置
4 コントローラ
8 給排気部
17 シリンダ
19 ピストン
31 表示部
35 操作部
42 通信インターフェース
43 入出力部
51 CPU
54 EEPROM
1,100
54 EEPROM
Claims (6)
前記シリンダに操作流体を給排気することにより、前記操作圧力を制御する給排気部と、
制御部と、
記憶部と、
時間ごとの操作圧力の設定値を受け付ける受付部と、を有し、
前記制御部は、
前記受付部を介して前記時間ごとの操作圧力の設定値を少なくとも2点受け付けて動作パターンを生成し、前記記憶部に識別可能に記憶する動作パターン記憶処理と、
前記記憶部に複数の動作パターンが記憶される場合であり、かつ、前記動作パターンを指定する指定命令を取得した場合に、前記記憶部に記憶される前記複数の動作パターンの中から、前記指定命令に対応する動作パターンを読み出す動作パターン読出処理と、
前記動作パターン読出処理にて読み出した動作パターンに従って、前記時間ごとの操作圧力の設定値に前記操作圧力を一致させるように前記給排気部を制御する制御処理と、
を実行すること、
前記複数の動作パターンは、前記操作圧力を漸次変化させる動作パターンを含むこと、
前記動作パターン記憶処理は、前記受付部を介して初期圧力と、目標圧力と、ディレイ時間と、スウィープ時間と、の設定値を受け付けて動作パターンを生成し、前記記憶部に識別可能に記憶し、
前記初期圧力は、動作パターンに従って前記シリンダの操作圧力の制御を開始するときの操作圧力の設定値であり、
前記目標圧力は、前記シリンダの操作圧力をフィードフォワード制御するときの操作圧力の設定値であり、
前記ディレイ時間は、動作パターンに従って前記シリンダの操作圧力の制御を開始した後、前記初期圧力を維持する時間であり、
前記スウィープ時間は、前記初期圧力を前記目標圧力に到達させるまでの時間であること、
を特徴とするシリンダ制御装置。 In a cylinder control device that controls the operating pressure of a cylinder that houses a piston
An air supply / exhaust unit that controls the operating pressure by supplying / exhausting the operating fluid to the cylinder.
Control unit and
Memory and
It has a reception unit that accepts the set value of the operating pressure for each hour, and
The control unit
An operation pattern storage process that receives at least two set values of operating pressure for each time via the reception unit, generates an operation pattern, and stores the operation pressure in the storage unit in an identifiable manner.
When a plurality of operation patterns are stored in the storage unit and a designation command for designating the operation pattern is acquired, the designation is made from the plurality of operation patterns stored in the storage unit. Operation pattern read processing to read the operation pattern corresponding to the instruction, and
A control process that controls the air supply / exhaust unit so that the operating pressure matches the set value of the operating pressure for each time according to the operation pattern read by the operation pattern reading process.
To do,
The plurality of operation patterns include an operation pattern that gradually changes the operation pressure.
The operation pattern storage process receives set values of an initial pressure, a target pressure, a delay time, and a sweep time via the reception unit to generate an operation pattern, and stores the operation pattern in the storage unit in an identifiable manner. ,
The initial pressure is a set value of the operating pressure when the control of the operating pressure of the cylinder is started according to the operation pattern.
The target pressure is a set value of the operating pressure when feedforward controlling the operating pressure of the cylinder.
The delay time is a time for maintaining the initial pressure after starting the control of the operating pressure of the cylinder according to the operation pattern.
The sweep time is the time required for the initial pressure to reach the target pressure.
Cylinder control device characterized by.
前記動作パターン記憶処理では、さらに、前記受付部を介して、前記初期圧力と前記目標圧力の変動を繰り返す場合の間隔時間であるリピート時間の設定値を受け付け、受け付けた前記リピート時間の間隔で前記初期圧力と前記目標圧力との変動を繰り返す前記動作パターンを生成すること、
を特徴とするシリンダ制御装置。 In the cylinder control device according to claim 1,
In the operation pattern storage process, the set value of the repeat time, which is the interval time when the fluctuation of the initial pressure and the target pressure is repeated, is further received via the reception unit, and the repeat time interval is the received interval. To generate the operation pattern that repeats the fluctuation between the initial pressure and the target pressure,
Cylinder control device characterized by.
前記制御処理は、前記操作圧力を前記操作圧力の設定値に到達させる直前における前記ピストンの移動方向を常に同じにするように、前記給排気部を制御すること、
を特徴とするシリンダ制御装置。 In the cylinder control device according to claim 1 or 2.
In the control process, the air supply / exhaust unit is controlled so that the moving direction of the piston is always the same immediately before the operating pressure reaches the set value of the operating pressure.
Cylinder control device characterized by.
前記シリンダに操作流体を給排気することにより、前記操作圧力を制御する給排気部と、 An air supply / exhaust unit that controls the operating pressure by supplying / exhausting the operating fluid to the cylinder.
制御部と、 Control unit and
記憶部と、 Memory and
時間ごとの操作圧力の設定値を受け付ける受付部と、を有し、 It has a reception unit that accepts the set value of the operating pressure for each hour, and
前記制御部は、 The control unit
前記受付部を介して前記時間ごとの操作圧力の設定値を少なくとも2点受け付けて動作パターンを生成し、前記記憶部に識別可能に記憶する動作パターン記憶処理と、 An operation pattern storage process that receives at least two set values of the operating pressure for each time via the reception unit, generates an operation pattern, and stores the operation pressure in the storage unit in an identifiable manner.
前記記憶部に複数の動作パターンが記憶される場合であり、かつ、前記動作パターンを指定する指定命令を取得した場合に、前記記憶部に記憶される前記複数の動作パターンの中から、前記指定命令に対応する動作パターンを読み出す動作パターン読出処理と、 When a plurality of operation patterns are stored in the storage unit and a designation command for designating the operation pattern is acquired, the designation is made from the plurality of operation patterns stored in the storage unit. Operation pattern read processing to read the operation pattern corresponding to the instruction, and
前記動作パターン読出処理にて読み出した動作パターンに従って、前記時間ごとの操作圧力の設定値に前記操作圧力を一致させるように前記給排気部を制御する制御処理と、 A control process that controls the air supply / exhaust unit so that the operating pressure matches the set value of the operating pressure for each time according to the operation pattern read by the operation pattern reading process.
を実行すること、To do,
前記複数の動作パターンは、前記操作圧力を漸次変化させる動作パターンを含むこと、 The plurality of operation patterns include an operation pattern that gradually changes the operation pressure.
前記制御処理は、前記操作圧力を前記操作圧力の設定値に到達させる直前における前記ピストンの移動方向を常に同じにするように、前記給排気部を制御すること、In the control process, the air supply / exhaust unit is controlled so that the moving direction of the piston is always the same immediately before the operating pressure reaches the set value of the operating pressure.
を特徴とするシリンダ制御装置。Cylinder control device characterized by.
操作部と表示部を備え、
前記制御部は、
前記操作部の操作内容を前記表示部に表示させる表示処理を実行し、
更に、前記動作パターン記憶処理にて、前記操作部を介して入力された前記時間ごとの操作圧力の設定値を前記受付部が受け付けること、
を特徴とするシリンダ制御装置。 In the cylinder control device according to any one of claims 1 to 4.
Equipped with an operation unit and a display unit
The control unit
A display process for displaying the operation contents of the operation unit on the display unit is executed.
Further, in the operation pattern storage process, the reception unit receives the set value of the operation pressure for each time input via the operation unit.
Cylinder control device characterized by.
前記シリンダに収容され、前記シリンダ内の操作圧力に応じて前記シリンダ内を摺動するピストンと、
前記ピストンに連結され、前記ピストンの移動に応じて出力を行う出力部と、
前記シリンダに接続されるシリンダ制御装置と、を有するピストンアクチュエータ装置において、
前記シリンダ制御装置は、
前記シリンダに操作流体を給排気することにより、前記操作圧力を制御する給排気部と、
制御部と、
記憶部と、
時間ごとの操作圧力の設定値を受け付ける受付部と、を有し、
前記制御部は、
前記受付部を介して前記時間ごとの操作圧力の設定値を少なくとも2点受け付けて動作パターンを生成し、前記記憶部に識別可能に記憶する動作パターン記憶処理と、
前記記憶部に複数の動作パターンが記憶される場合であり、かつ、前記動作パターンを指定する指定命令を取得した場合に、前記記憶部に記憶される前記複数の動作パターンの中から、前記指定命令に対応する動作パターンを読み出す動作パターン読出処理と、
前記動作パターン読出処理にて読み出した動作パターンに従って、前記時間ごとの操作圧力の設定値に前記操作圧力を一致させるように前記給排気部を制御する制御処理と、
を実行すること、
前記複数の動作パターンは、前記操作圧力を漸次変化させる動作パターンを含むこと、
前記動作パターン記憶処理は、前記受付部を介して初期圧力と、目標圧力と、ディレイ時間と、スウィープ時間と、の設定値を受け付けて動作パターンを生成し、前記記憶部に識別可能に記憶し、
前記初期圧力は、動作パターンに従って前記シリンダの操作圧力の制御を開始するときの操作圧力の設定値であり、
前記目標圧力は、前記シリンダの操作圧力をフィードフォワード制御するときの操作圧力の設定値であり、
前記ディレイ時間は、動作パターンに従って前記シリンダの操作圧力の制御を開始した後、前記初期圧力を維持する時間であり、
前記スウィープ時間は、前記初期圧力を前記目標圧力に到達させるまでの時間であること、
を特徴とするピストンアクチュエータ装置。 Cylinder and
A piston housed in the cylinder and sliding in the cylinder according to an operating pressure in the cylinder.
An output unit that is connected to the piston and outputs according to the movement of the piston.
In a piston actuator device having a cylinder control device connected to the cylinder.
The cylinder control device is
An air supply / exhaust unit that controls the operating pressure by supplying / exhausting the operating fluid to the cylinder.
Control unit and
Memory and
It has a reception unit that accepts the set value of the operating pressure for each hour, and
The control unit
An operation pattern storage process that receives at least two set values of operating pressure for each time via the reception unit, generates an operation pattern, and stores the operation pressure in the storage unit in an identifiable manner.
When a plurality of operation patterns are stored in the storage unit and a designation command for designating the operation pattern is acquired, the designation is made from the plurality of operation patterns stored in the storage unit. Operation pattern read processing to read the operation pattern corresponding to the instruction, and
A control process that controls the air supply / exhaust unit so that the operating pressure matches the set value of the operating pressure for each time according to the operation pattern read by the operation pattern reading process.
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The plurality of operation patterns include an operation pattern that gradually changes the operation pressure.
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The initial pressure is a set value of the operating pressure when the control of the operating pressure of the cylinder is started according to the operation pattern.
The target pressure is a set value of the operating pressure when feedforward controlling the operating pressure of the cylinder.
The delay time is a time for maintaining the initial pressure after starting the control of the operating pressure of the cylinder according to the operation pattern.
The sweep time is the time required for the initial pressure to reach the target pressure.
A piston actuator device characterized by.
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