JPH07110014A - Servo cylinder - Google Patents
Servo cylinderInfo
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- JPH07110014A JPH07110014A JP5254470A JP25447093A JPH07110014A JP H07110014 A JPH07110014 A JP H07110014A JP 5254470 A JP5254470 A JP 5254470A JP 25447093 A JP25447093 A JP 25447093A JP H07110014 A JPH07110014 A JP H07110014A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、圧力流体とモータの双
方によってピストンを変位させることにより、小型のモ
ータでピストンを精度良く所定位置に停止させるシリン
ダに関し、一層詳細には前記シリンダにバルブを一体的
に取り付けることにより、精度良くピストンを制御する
ことを可能としたサーボシリンダに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cylinder in which a small motor accurately stops a piston at a predetermined position by displacing the piston with both a pressure fluid and a motor. The present invention relates to a servo cylinder that can be accurately controlled by being integrally attached.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から、ロッドの先端に固着されたテ
ーブル等によってワークを変位させるアクチュエータに
おいて、前記ロッドをシリンダ内のピストンに係合さ
せ、このピストンを空気圧で変位させる方法と、該ロッ
ドをボールねじに固着し、このボールねじを介してモー
タ等によって変位させる方法がある。2. Description of the Related Art Conventionally, in an actuator for displacing a work by a table or the like fixed to the tip of a rod, a method for engaging the rod with a piston in a cylinder and displacing the piston by air pressure, and There is a method of fixing the ball screw and displacing the ball screw with a motor or the like.
【０００３】空気圧によってピストンを変位させる方法
は、出力が大きく、負荷の大きいワークを変位させるこ
とができるが、空気自体が圧縮性流体であるため、当該
ワークを精度よく位置決めすることは、実質的に困難で
あった。The method of displacing the piston by air pressure is capable of displacing a work having a large output and a large load, but since the air itself is a compressible fluid, it is substantially necessary to position the work accurately. It was very difficult.
【０００４】一方、モータによってワークを変位させる
方法は、電気的制御であるために停止位置を厳密に求め
ることは可能であるが、重量のあるワークを移送して位
置決めしようとするとき、出力が大きいモータを選択せ
ざるを得ず、この結果、モータ自体が大型化するという
欠点があった。On the other hand, in the method of displacing the work by the motor, the stop position can be obtained precisely because it is an electric control, but when a heavy work is transferred and positioned, the output is There is no choice but to select a large motor, which results in an increase in size of the motor itself.
【０００５】そこで、ワークを停止位置近傍まで空気圧
を利用してシリンダによって移送し、その停止位置近傍
からモータでワークを所望の位置に精度良く停止させる
アクチュエータが提案されている。このような構成をと
ることにより、モータが小型のもので済み、アクチュエ
ータ全体を小型化させることができるとともに、所望の
位置に精度良くワークを停止させることが可能になっ
た。Therefore, there has been proposed an actuator in which a work is transferred to the vicinity of a stop position by a cylinder by utilizing air pressure, and a work is stopped from the vicinity of the stop position with a motor with high precision. By adopting such a configuration, it is possible to reduce the size of the entire actuator by miniaturizing the motor, and it is possible to accurately stop the work at a desired position.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
アクチュエータにおいては、シリンダに空気圧を供給、
あるいはシリンダから空気圧を排出するための電磁切換
弁が流体通路に介装されている。一方、前記ワークを停
止する制動機構が空気圧で駆動される場合には、前記制
動機構に対しても電磁切換弁が備えられている。しかし
ながら、前記シリンダあるいは制動機構と電磁切換弁と
の距離が長い程、前記電磁切換弁による開閉作用の効果
がシリンダあるいは制動機構に伝達されるのに時間がか
かる。この結果、前記アクチュエータでは、シリンダの
応答時間が過分に長くなるという不都合がある。また、
制動機構を空気圧で作動させる場合には、応答時間がか
かることからピストンの制動に時間を要し、前記ピスト
ンの停止位置の精度が低下するおそれがある。By the way, in such an actuator, air pressure is supplied to the cylinder,
Alternatively, an electromagnetic switching valve for discharging air pressure from the cylinder is provided in the fluid passage. On the other hand, when the braking mechanism that stops the work is pneumatically driven, an electromagnetic switching valve is also provided for the braking mechanism. However, the longer the distance between the cylinder or the braking mechanism and the electromagnetic switching valve, the longer it takes for the effect of the opening / closing action of the electromagnetic switching valve to be transmitted to the cylinder or the braking mechanism. As a result, the actuator has a disadvantage that the response time of the cylinder becomes excessively long. Also,
When the braking mechanism is operated by pneumatic pressure, it takes a long time to brake the piston because it takes a response time, which may reduce the accuracy of the stop position of the piston.
【０００７】本発明は、この種の問題を解決するために
なされたものであって、電磁切換弁とシリンダ室等とを
結ぶ流体通路を短くして応答時間を可及的に小さくする
ことを可能とするサーボシリンダを提供することを目的
とする。The present invention has been made to solve this type of problem, and it is an object of the present invention to shorten the response time by shortening the fluid passage connecting the electromagnetic switching valve and the cylinder chamber or the like. It is an object to provide a servo cylinder that enables it.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、シリンダと、前記シリンダに画成され
たシリンダ室内を変位するピストンとを有し、前記シリ
ンダ室に供給される流体圧によって停止位置近傍まで前
記ピストンを変位させ、その後、当該ピストンに係合さ
れたボールねじ軸をモータによって回動することにより
停止位置までピストンを微小変位させ、前記ピストンを
停止させるシリンダであって、前記シリンダに一体的に
装着され、シリンダ室に流体を供給する第１の電磁切換
弁と、シリンダ内に設けられ、前記ピストンを停止さ
せ、所定位置に保持する制動機構と、を含み、前記制動
機構は、流体圧によって作動し、前記ピストンを制動す
る制動手段と、前記制動手段に流体圧を供給する第２の
電磁切換弁と、を備え、前記第２電磁切換弁を前記シリ
ンダに一体的に装着したことを特徴とする。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention comprises a cylinder and a piston displacing the cylinder chamber defined by the cylinder, and is supplied to the cylinder chamber. A cylinder for displacing the piston to the vicinity of the stop position by fluid pressure, and then rotating the ball screw shaft engaged with the piston by a motor to slightly displace the piston to the stop position and stopping the piston. A first electromagnetic switching valve that is integrally mounted on the cylinder and that supplies fluid to the cylinder chamber; and a braking mechanism that is provided in the cylinder and that stops the piston and holds the piston at a predetermined position. The braking mechanism includes a braking means that operates by fluid pressure to brake the piston, and a second electromagnetic switching valve that supplies fluid pressure to the braking means. , Characterized by being integrally mounted the second electromagnetic switching valve to said cylinder.
【０００９】[0009]
【作用】本発明に係るサーボシリンダでは、シリンダ内
に設けられた制動機構に流体を供給する第２電磁切換弁
をシリンダに一体的に装着することにより、前記第２電
磁切換弁から前記制動機構までの流体通路が可及的に短
縮され、制御信号に対する制動機構の応答速度が向上す
る。したがって、流体圧とモータによってピストンを変
位させるシリンダにおいて、応答速度が向上した制動機
構によって所定位置に精度良くピストンを停止させる。In the servo cylinder according to the present invention, a second electromagnetic switching valve for supplying fluid to the braking mechanism provided in the cylinder is integrally mounted on the cylinder, so that the second electromagnetic switching valve can be connected to the braking mechanism. The fluid passage up to is shortened as much as possible, and the response speed of the braking mechanism to the control signal is improved. Therefore, in the cylinder in which the piston is displaced by the fluid pressure and the motor, the piston is accurately stopped at a predetermined position by the braking mechanism having an improved response speed.
【００１０】[0010]
【実施例】本発明に係るサーボシリンダについて、好適
な実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に
説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A servo cylinder according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings with reference to preferred embodiments.
【００１１】図１を参照して、サーボシリンダ装置１０
を概略説明する。先ず、圧縮空気供給源１２から前記圧
縮空気を所定圧力に制御する電−空レギュレータ１３、
ノーマルクローズ型の電磁切換弁１４を介してシリンダ
本体１６に圧縮空気を供給する。あるいは、電磁切換弁
１４を介してシリンダ本体１６から圧縮空気を大気開放
することにより、ワークＷを係合しているピストンロッ
ド１８とともにピストン２０を上下方向に変位させる。
前記ピストン２０の上下動によってピストン２０と係合
しているボールねじ軸２２が回転し、タイミングベルト
２４、モータ２６の駆動軸２８を介してエンコーダ３０
の出力を得、該エンコーダ３０の信号でピストン２０の
変位量を検出する。ピストン２０が所定位置に到達した
ところでコントローラ３２から電−空レギュレータ１３
の設定値をワークＷの静荷重のみを支持する圧力値に変
更するように変更信号が伝送されるとともに、モータ２
６に駆動信号が伝送される。この結果、空気圧に換えて
モータ２６の駆動力によってボールねじ軸２２を介して
ピストン２０が変位するに至る。コントローラ３２は、
エンコーダ３０の出力に基づいてピストン２０が所定位
置まで到達したことを確認した時点で、コントローラ３
２からの信号によりノーマルクローズ型の電磁切換弁３
４が滅勢されてディスクブレーキ機構３６を付勢し、ピ
ストン２０が停止される。Referring to FIG. 1, a servo cylinder device 10
Will be briefly described. First, an electro-pneumatic regulator 13 for controlling the compressed air from the compressed air supply source 12 to a predetermined pressure,
Compressed air is supplied to the cylinder body 16 via the normally closed electromagnetic switching valve 14. Alternatively, the compressed air is released to the atmosphere from the cylinder body 16 via the electromagnetic switching valve 14 to displace the piston 20 together with the piston rod 18 engaging the work W in the vertical direction.
The vertical movement of the piston 20 causes the ball screw shaft 22 engaged with the piston 20 to rotate, and the encoder 30 via the timing belt 24 and the drive shaft 28 of the motor 26.
Is obtained, and the displacement amount of the piston 20 is detected by the signal of the encoder 30. When the piston 20 reaches a predetermined position, the controller 32 sends the electro-pneumatic regulator 13
A change signal is transmitted to change the set value of No. 1 to a pressure value that supports only the static load of the work W, and the motor 2
The drive signal is transmitted to 6. As a result, the piston 20 is displaced via the ball screw shaft 22 by the driving force of the motor 26 instead of the air pressure. The controller 32
When it is confirmed that the piston 20 has reached a predetermined position based on the output of the encoder 30, the controller 3
Normally closed electromagnetic switching valve 3 by signal from 2
4 is deenergized to energize the disc brake mechanism 36 and the piston 20 is stopped.
【００１２】このように動作するサーボシリンダ装置１
０のシリンダ本体１６の構成並びにその動作について詳
細に説明する。Servo cylinder device 1 operating in this way
The configuration and operation of the cylinder body 16 of No. 0 will be described in detail.
【００１３】シリンダ本体１６は、図２に示すように、
ヘッドカバー４０とシリンダチューブ４２とロッドカバ
ー４４とワークＷに係合するテーブル４６から基本的に
構成される。前記シリンダ本体１６の内部には、図３に
示すように、シリンダチューブ４２内に空気を供給する
空気圧供給機構４８と、ボールねじ軸回転機構５０と、
ボールねじ軸２２を制動してピストン２０の変位を停止
させるディスクブレーキ機構３６と、テーブル４６の回
転を防止する回り止め機構５２が設けられている。The cylinder body 16 is, as shown in FIG.
It basically comprises a head cover 40, a cylinder tube 42, a rod cover 44, and a table 46 that engages with the work W. Inside the cylinder body 16, as shown in FIG. 3, an air pressure supply mechanism 48 for supplying air into the cylinder tube 42, a ball screw shaft rotation mechanism 50,
A disc brake mechanism 36 that brakes the ball screw shaft 22 to stop the displacement of the piston 20 and a detent mechanism 52 that prevents the rotation of the table 46 are provided.
【００１４】前記空気圧供給機構４８は、圧縮空気供給
源１２に連通された電−空レギュレータ１３、前記電−
空レギュレータ１３に連通する電磁切換弁１４がヘッド
カバー４０内に内蔵され、前記電磁切換弁１４から接続
プレート６０、シリンダチューブ４２の通路６２を介し
てシリンダ室６４のロッドカバー４４側端部に連通され
ている。前記シリンダ室６４のヘッドカバー４０の側端
部には、シリンダチューブ４２の外部に連通する通路６
６が画成されている。The air pressure supply mechanism 48 includes an electro-pneumatic regulator 13 connected to the compressed air supply source 12, and the electro-pneumatic regulator 13.
An electromagnetic switching valve 14 that communicates with the empty regulator 13 is built in the head cover 40, and communicates from the electromagnetic switching valve 14 to the end portion of the cylinder chamber 64 on the rod cover 44 side via the connection plate 60 and the passage 62 of the cylinder tube 42. ing. At the side end of the head cover 40 of the cylinder chamber 64, a passage 6 communicating with the outside of the cylinder tube 42 is provided.
6 are defined.
【００１５】前記ボールねじ軸回転機構５０では、図３
に示すように、ヘッドカバー４０においてボールねじ軸
２２がアンギュラ玉軸受７０を介して軸方向に変位自在
かつ回動自在に軸支されている。前記ボールねじ軸２２
は、前記シリンダ室６４内に相当する部分にのみ、ねじ
溝７２が刻設されているとともに、前記シリンダ室６４
のヘッドカバー４０側端部で一旦拡径した後、段々に縮
径し、その端部にプーリ７４が設けられている。前記ボ
ールねじ軸２２は、ピストン２０に嵌合されたボデイ７
８と図示しないボールを介して係合する。前記ピストン
２０には、図４に示すように、ロッドカバー４４側端部
およびヘッドカバー４０側端部に緩衝部材８０ａ、８０
ｂが設けられるとともに、シリンダ室６４の内周面と摺
動する部分には、磁石８２とピストンパッキン８４が嵌
合されている。前記磁石８２は、シリンダチューブ４２
の外側面の所定位置に設けられたセンサによってピスト
ン２０の位置の異常を検出するために用いられる。In the ball screw shaft rotating mechanism 50, as shown in FIG.
As shown in FIG. 4, the ball screw shaft 22 is axially supported by the head cover 40 via an angular ball bearing 70 so as to be axially displaceable and rotatable. The ball screw shaft 22
Is provided with a thread groove 72 only in a portion corresponding to the inside of the cylinder chamber 64.
The diameter of the head cover 40 is temporarily increased at the end portion of the head cover 40 and then gradually reduced, and a pulley 74 is provided at the end portion. The ball screw shaft 22 has a body 7 fitted to the piston 20.
8 through a ball (not shown). As shown in FIG. 4, the piston 20 includes cushioning members 80a, 80 at the end portion on the rod cover 44 side and the end portion on the head cover 40 side.
The magnet 82 and the piston packing 84 are fitted to a portion that is provided with b and slides on the inner peripheral surface of the cylinder chamber 64. The magnet 82 is connected to the cylinder tube 42.
It is used to detect an abnormal position of the piston 20 by a sensor provided at a predetermined position on the outer surface of the piston.
【００１６】前記ヘッドカバー４０の内部には、前記ボ
ールねじ軸２２に平行にモータ２６が配設され、その駆
動軸２８の端部にプーリ８６が設けられるとともに、前
記駆動軸２８の回転角度を検出するエンコーダ３０が固
着されている。さらに、前記プーリ７４、８６間には、
タイミングベルト２４が懸架されている。Inside the head cover 40, a motor 26 is arranged parallel to the ball screw shaft 22, a pulley 86 is provided at the end of the drive shaft 28, and the rotation angle of the drive shaft 28 is detected. The encoder 30 is fixed. Furthermore, between the pulleys 74 and 86,
The timing belt 24 is suspended.
【００１７】ディスクブレーキ機構３６は、図５に示す
ように、前記アンギュラ玉軸受７０が設けられているヘ
ッドカバー４０の孔部１００に配設された部材により構
成されている。前記孔部１００は、ボールねじ軸２２の
プーリ７４側から前記アンギュラ玉軸受７０を指向して
二段に縮径している。前記孔部１００の一段目の底面
に、半径方向の断面がＬ字状のブレーキ用シリンダ１０
２が膨出部１０２ａをボールねじ軸２２側に指向させて
固着されている。前記ブレーキ用シリンダ１０２の内周
面に当接するようにして半径方向の断面が略Ｌ字状のピ
ストン１０４が配設される。前記ピストン１０４は、プ
ーリ７４側に固着された制動部材１０６と当該ピストン
１０４の膨出部１０４ａによって前記ブレーキ用シリン
ダ１０２の膨出部１０２ａを挟み込むようにして配置さ
れ、前記ピストン１０４の膨出部１０４ａあるいは制動
部材１０６が前記ブレーキ用シリンダ１０２の膨出部１
０２ａに当接することによって前記ピストン１０４の軸
方向の可動範囲を規制している。さらに、前記ピストン
１０４とブレーキ用シリンダ１０２の間には空間１０８
が画成され、ブレーキ用シリンダ１０２の内周面と摺動
する前記ピストン１０４の外周面に嵌着されたピストン
パッキン１１４ａ、１１４ｂによって前記空間１０８が
気密に保持されている。圧縮空気供給源１２と連通して
いる電磁切換弁３４と前記空間１０８とは、ヘッドカバ
ー４０およびブレーキ用シリンダ１０２の内部に画成さ
れた通路１１０、１１２を介して連通されている。前記
孔部１００の２段目の底面には、軸受押さえ部材１１６
が固着されており、前記軸受押さえ部材１１６とピスト
ン１０４の間にコイルスプリング１１８が挿入されてい
る。したがって、前記ピストン１０４は、コイルスプリ
ング１１８によってＺ１方向に常時付勢されている。さ
らに、前記ブレーキ用シリンダ１０２は、支持部材１２
０を介してドーナツ状の円板体である制動部材１２２を
支持している。As shown in FIG. 5, the disc brake mechanism 36 is composed of a member arranged in the hole 100 of the head cover 40 in which the angular ball bearing 70 is provided. The hole portion 100 is directed toward the angular ball bearing 70 from the pulley 74 side of the ball screw shaft 22 and has a diameter reduced in two stages. On the bottom surface of the first step of the hole 100, a brake cylinder 10 having an L-shaped cross section in the radial direction.
2 is fixed by directing the bulging portion 102a toward the ball screw shaft 22 side. A piston 104 having a substantially L-shaped cross section in the radial direction is arranged so as to come into contact with the inner peripheral surface of the brake cylinder 102. The piston 104 is arranged so as to sandwich the bulging portion 102a of the brake cylinder 102 between the braking member 106 fixed to the pulley 74 side and the bulging portion 104a of the piston 104, and the bulging portion of the piston 104 is arranged. 104a or the braking member 106 is the bulging portion 1 of the brake cylinder 102.
By making contact with 02a, the movable range of the piston 104 in the axial direction is regulated. Further, a space 108 is provided between the piston 104 and the brake cylinder 102.
The space 108 is airtightly held by piston packings 114a and 114b fitted to the outer peripheral surface of the piston 104 that slides on the inner peripheral surface of the brake cylinder 102. The electromagnetic switching valve 34 communicating with the compressed air supply source 12 and the space 108 are communicated with each other through passages 110 and 112 defined inside the head cover 40 and the brake cylinder 102. The bearing holding member 116 is provided on the bottom surface of the second step of the hole 100.
Is fixed, and a coil spring 118 is inserted between the bearing pressing member 116 and the piston 104. Therefore, the piston 104 is constantly biased in the Z1 direction by the coil spring 118. Further, the brake cylinder 102 includes the support member 12
The braking member 122, which is a doughnut-shaped disc body, is supported via 0.
【００１８】一方、前記ボールねじ軸２２は、前記プー
リ７４近傍においてコマ用キー１２４、コマ１２６を介
してブレーキディスク１２８を装着している。前記ブレ
ーキディスク１２８は、制動部材１２２近傍で回転する
ように構成されている。On the other hand, the ball screw shaft 22 is mounted with a brake disc 128 near the pulley 74 via a top key 124 and a top 126. The brake disc 128 is configured to rotate near the braking member 122.
【００１９】回り止め機構５２は、ピストンロッド１８
を介して変位されるテーブル４６が前記ピストンロッド
１８とともに回動することを阻止する機構である。The detent mechanism 52 is provided on the piston rod 18
Is a mechanism that prevents the table 46 displaced through the rotation of the piston rod 18 from rotating.
【００２０】前記ピストンロッド１８は、図３に示すよ
うに円筒形状であり、ピストン２０のロッドカバー４４
側に螺着されている。前記ピストンロッド１８の内部の
孔部１３０には、ボールねじ軸２２が前記孔部１３０の
壁面に当接することなく、前記ピストンロッド１８と軸
芯を一致させて挿入されている。前記ピストンロッド１
８のロッドカバー４４側端部には軸体１３２が螺着さ
れ、前記軸体１３２が図示しないボルト等によってテー
ブル４６と固着されている。前記テーブル４６の両端部
には、ガイドロッド１３４ａ、１３４ｂが図示しないボ
ルトによって固着されている。前記ガイドロッド１３４
ａ、１３４ｂは、ロッドカバー４４の両側面に設けられ
たボールブッシュ１３６ａ、１３６ｂによって軸方向に
摺動自在に支持され、前記ロッドカバー４４の端面に装
着されたフランジ１３８の孔部１４０ａ、１４０ｂに挿
入されている。The piston rod 18 has a cylindrical shape as shown in FIG. 3, and the rod cover 44 of the piston 20.
It is screwed to the side. The ball screw shaft 22 is inserted into the hole 130 inside the piston rod 18 with its axis aligned with the piston rod 18 without contacting the wall surface of the hole 130. The piston rod 1
A shaft body 132 is screwed to the end portion of the rod cover 44 on the side of the rod cover 44, and the shaft body 132 is fixed to the table 46 by a bolt or the like not shown. Guide rods 134a and 134b are fixed to both ends of the table 46 by bolts (not shown). The guide rod 134
a and 134b are axially slidably supported by ball bushes 136a and 136b provided on both side surfaces of the rod cover 44, and are provided in the hole portions 140a and 140b of the flange 138 attached to the end surface of the rod cover 44. Has been inserted.
【００２１】なお、ヘッドカバー４０には、コントロー
ラ３２からの制御信号および電源信号を接続する端子１
４２、１４４が設けられた端子台１４６が設けられてい
る。The head cover 40 has a terminal 1 for connecting a control signal and a power supply signal from the controller 32.
A terminal block 146 provided with 42 and 144 is provided.
【００２２】次に、このように構成されるサーボシリン
ダ装置１０の動作説明を行う。ここでは、ワークＷを上
方向に変位させる（シリンダ室６４内において、位置Ｘ
１から位置Ｘ２にピストン２０を変位させる）場合につ
いて図６を参照して説明する。Next, the operation of the servo cylinder device 10 thus constructed will be described. Here, the work W is displaced upward (in the cylinder chamber 64, at the position X
A case where the piston 20 is displaced from position 1 to position X2) will be described with reference to FIG.
【００２３】ピストンが位置Ｘ１で停止状態（時間０〜
ｔ１）にある場合、電−空レギュレータ１３は、ワーク
Ｗ、ピストンロッド１８、ピストン２０等の静荷重のみ
を支持する圧力Ｐ０に設定されるとともに、電磁切換弁
１４が付勢され、電磁切換弁３４が滅勢されている。こ
の結果、シリンダ本体１６のシリンダ室６４のロッドカ
バー４４側の第１室６４ａの圧力がＰ０となり、ワーク
Ｗ、ピストン２０等を確実に支持する一方、ディスクブ
レーキ機構３６の空間１０８が大気開放されているた
め、ピストン１０４がコイルスプリング１１８の弾発力
のもとにＺ１方向に変位されて制動部材１０６がブレー
キディスク１２８に圧接される。このように、当該ブレ
ーキディスク１２８が制動部材１０６、１２２で挟持さ
れることによりボールねじ軸２２の回動が阻止され、ピ
ストン２０を停止させている。The piston is stopped at the position X1 (time 0 to 0).
In the case of t1), the electro-pneumatic regulator 13 is set to the pressure P0 that supports only the static load of the work W, the piston rod 18, the piston 20, and the like, and the electromagnetic switching valve 14 is energized to set the electromagnetic switching valve. 34 are being deprived. As a result, the pressure in the first chamber 64a on the rod cover 44 side of the cylinder chamber 64 of the cylinder body 16 becomes P0, and the work W, the piston 20, etc. are reliably supported, while the space 108 of the disc brake mechanism 36 is opened to the atmosphere. Therefore, the piston 104 is displaced in the Z1 direction by the elastic force of the coil spring 118, and the braking member 106 is pressed against the brake disc 128. Thus, the brake disc 128 is sandwiched between the braking members 106 and 122, whereby the rotation of the ball screw shaft 22 is blocked and the piston 20 is stopped.
【００２４】ピストン２０を位置Ｘ２に変位させる場合
には、先ず、コントローラ３２から電−空レギュレータ
１３に、設定圧力をＰ１（＞Ｐ０）に変更させる変更信
号が伝送されるとともに、電磁切換弁３４に付勢信号が
伝送される。この結果、圧縮空気供給源１２とディスク
ブレーキ機構３６の空間１０８とが連通し、空間１０８
に圧縮空気が供給され、図５において二点鎖線で示すよ
うに、コイルスプリング１１８の弾発力に逆らってピス
トン１０４がＺ２方向に変位し、ボールねじ軸２２のブ
レーキディスク１２８から制動部材１０６を離間させて
ディスクブレーキ機構３６を非作動状態にする。すなわ
ち、ピストン２０は変位自在の状態になる。この状態で
電−空レギュレータ１３、電磁切換弁１４から圧力Ｐ１
の圧縮空気がシリンダ本体１６の前記第１室６４ａに導
入されることにより、ピストン２０がＺ１方向に変位す
る。When displacing the piston 20 to the position X2, first, a change signal for changing the set pressure to P1 (> P0) is transmitted from the controller 32 to the electro-pneumatic regulator 13, and at the same time, the solenoid switching valve 34 is operated. An energizing signal is transmitted to. As a result, the compressed air supply source 12 and the space 108 of the disc brake mechanism 36 communicate with each other, and the space 108
Compressed air is supplied to the piston 104, and the piston 104 is displaced in the Z2 direction against the elastic force of the coil spring 118, as shown by the chain double-dashed line in FIG. 5, and the braking member 106 is removed from the brake disc 128 of the ball screw shaft 22. The disk brake mechanism 36 is separated from the disk brake mechanism 36 to bring it into a non-operating state. That is, the piston 20 is in a displaceable state. In this state, pressure P1 is applied from the electro-pneumatic regulator 13 and the electromagnetic switching valve 14.
The compressed air is introduced into the first chamber 64a of the cylinder body 16, whereby the piston 20 is displaced in the Z1 direction.
【００２５】この際、ボールねじ軸２２とボデイ７８が
係合しているため、ピストン２０に回転モーメントが作
用する。しかしながら、ピストンロッド１８を介してピ
ストン２０に接続しているテーブル４６に装着された回
り止め用のガイドロッド１３４ａ、１３４ｂがフランジ
１３８の孔部１４０ａ、１４０ｂに挿入されているた
め、ピストン２０が回転することはない。したがって、
ピストン２０の変位動作に伴いボールねじ軸２２が回転
するに至る。前記回転は、前記ボールねじ軸２２のヘッ
ドカバー４０側端部に設けられたプーリ７４、タイミン
グベルト２４、プーリ８６を介してモータ２６の駆動軸
２８に伝達される。結局、駆動軸２８の回転量がエンコ
ーダ３０を介してコントローラ３２に伝送され、ピスト
ン２０の変位量として検出される。At this time, since the ball screw shaft 22 and the body 78 are engaged, a rotational moment acts on the piston 20. However, since the rotation preventing guide rods 134a and 134b attached to the table 46 connected to the piston 20 via the piston rod 18 are inserted into the hole portions 140a and 140b of the flange 138, the piston 20 rotates. There is nothing to do. Therefore,
The ball screw shaft 22 rotates as the piston 20 is displaced. The rotation is transmitted to the drive shaft 28 of the motor 26 via the pulley 74, the timing belt 24, and the pulley 86 provided at the end portion of the ball screw shaft 22 on the head cover 40 side. Eventually, the rotation amount of the drive shaft 28 is transmitted to the controller 32 via the encoder 30 and detected as the displacement amount of the piston 20.
【００２６】コントローラ３２において、ピストン２０
が停止位置Ｘ２から距離ε１の切換位置に到達したこと
を検出する（時間ｔ２）と、設定圧力をＰ１からＰ０に
変更させる変更信号が電−空レギュレータ１３に伝送さ
れるとともに、モータ２６に付勢信号が伝送される。こ
の結果、シリンダ本体１６の第１室６４ａの圧力がＰ０
となってピストン２０、ワークＷ等の静荷重のみを支持
するだけとなるが、モータ２６が駆動されるため、プー
リ８６、タイミングベルト２４、プーリ７４、ボールね
じ軸２２を介してピストン２０が低速で距離ε１変位す
る。In the controller 32, the piston 20
When it detects that the switch has reached the switching position of the distance ε1 from the stop position X2 (time t2), a change signal for changing the set pressure from P1 to P0 is transmitted to the electro-pneumatic regulator 13 and the motor 26 is attached. The power signal is transmitted. As a result, the pressure in the first chamber 64a of the cylinder body 16 becomes P0.
However, since the motor 26 is driven, the piston 20 moves at a low speed via the pulley 86, the timing belt 24, the pulley 74, and the ball screw shaft 22. Is displaced by a distance ε1.
【００２７】エンコーダ３０の出力に基づきコントロー
ラ３２においてピストン２０が停止位置Ｘ２に到達した
ことが検出される（時間ｔ３）と、モータ２６と電磁切
換弁３４に滅勢信号が伝送される。When the controller 32 detects that the piston 20 has reached the stop position X2 based on the output of the encoder 30 (time t3), a deenergizing signal is transmitted to the motor 26 and the electromagnetic switching valve 34.
【００２８】この結果、空間１０８に供給されていた圧
縮空気が通路１１２、１１０を介して電磁切換弁３４か
ら大気開放される。したがって、ピストン１０４がコイ
ルスプリング１１８の弾発力によりＺ１方向に変位され
（二点鎖線位置→実線位置）、制動部材１０６がブレー
キディスク１２８に圧接され、制動部材１０６、１２２
でブレーキディスク１２８を挟持することになる。した
がって、ボールねじ軸２２の回転動作が停止され、ピス
トン２０が停止位置Ｘ２で精度良く停止される。As a result, the compressed air supplied to the space 108 is released to the atmosphere from the electromagnetic switching valve 34 via the passages 112 and 110. Therefore, the piston 104 is displaced in the Z1 direction by the elastic force of the coil spring 118 (the position indicated by the two-dot chain line → the position indicated by the solid line), the braking member 106 is pressed against the brake disc 128, and the braking members 106, 122.
Thus, the brake disc 128 is clamped. Therefore, the rotation operation of the ball screw shaft 22 is stopped, and the piston 20 is accurately stopped at the stop position X2.
【００２９】一方、ピストン２０を位置Ｘ２からＸ１に
変位させる場合には、先ず、時間ｔ４において、コント
ローラ３２から電磁切換弁１４に滅勢信号が伝送される
とともに、電磁切換弁３４に付勢信号が伝送される。こ
の結果、ディスクブレーキ機構３６は、空間１０８に圧
縮空気が導入され、制動部材１０６がボールねじ軸２２
のブレーキディスク１２８から離間させられる。したが
って、ブレーキが非作動状態になる。そこで、シリンダ
本体１６の第１室６４ａの圧力が大気開放によりＰ０か
らＰ２に低下し、ピストン２０がワークＷ等の負荷によ
りＺ２方向に変位する。On the other hand, when displacing the piston 20 from the position X2 to the position X1, first, at time t4, the deenergizing signal is transmitted from the controller 32 to the electromagnetic switching valve 14 and the energizing signal is transmitted to the electromagnetic switching valve 34. Is transmitted. As a result, in the disc brake mechanism 36, compressed air is introduced into the space 108, and the braking member 106 moves to the ball screw shaft 22.
Of the brake disc 128. Therefore, the brake is deactivated. Therefore, the pressure in the first chamber 64a of the cylinder body 16 decreases from P0 to P2 due to opening to the atmosphere, and the piston 20 is displaced in the Z2 direction by the load of the work W or the like.
【００３０】エンコーダ３０からの出力に基づきコント
ローラ３２でピストン２０が停止位置Ｘ１から距離ε１
に到達したことを検出した（時間ｔ５）場合には、電磁
切換弁１４に付勢信号を伝送するとともに、モータ２６
に付勢信号を伝送する。この結果、シリンダ本体１６の
第１室６４ａの圧力は、再びＰ０に回復し、ワークＷ等
の静荷重を支持する。そこで、モータ２６の駆動力によ
りピストン２０がＺ２方向に変位される。Based on the output from the encoder 30, the piston 32 is moved by the controller 32 from the stop position X1 to the distance ε1.
If it is detected that the motor 26 has reached (time t5), the urging signal is transmitted to the electromagnetic switching valve 14 and the motor 26
Transmits an energizing signal to. As a result, the pressure in the first chamber 64a of the cylinder body 16 is restored to P0 again to support the static load of the work W or the like. Then, the piston 20 is displaced in the Z2 direction by the driving force of the motor 26.
【００３１】エンコーダ３０の出力に基づいてコントロ
ーラ３２によってピストン２０が停止位置Ｘ１に到達し
たと検出される（時間ｔ６）と、モータ２６と電磁切換
弁３４に滅勢信号が伝送される。したがって、ディスク
ブレーキ機構３６の空間１０８の圧縮空気が大気開放さ
れ、コイルスプリング１１８の弾発力の作用下に制動部
材１０６、１２２によってブレーキディスク１２８が挟
持されてボールねじ軸２２の回動動作を制動するため、
停止位置Ｘ１でピストン２０が精度良く停止する。When the controller 32 detects that the piston 20 has reached the stop position X1 based on the output of the encoder 30 (time t6), a deenergizing signal is transmitted to the motor 26 and the electromagnetic switching valve 34. Therefore, the compressed air in the space 108 of the disc brake mechanism 36 is released to the atmosphere, and the brake discs 128 are clamped by the braking members 106 and 122 under the action of the elastic force of the coil spring 118 to rotate the ball screw shaft 22. To brake,
The piston 20 accurately stops at the stop position X1.
【００３２】このように、本実施例に係るサーボシリン
ダ装置１０では、電−空レギュレータ１３、電磁切換弁
１４、３４をヘッドカバー４０に装着している。このた
め、電磁切換弁１４から通路６２を介するのみでシリン
ダチューブ４２の第１室６４ａに連通しており、電−空
レギュレータ１３あるいは電磁切換弁１４による圧力変
化をピストン２０に迅速に伝達できる。また、電磁切換
弁３４をヘッドカバー４０のディスクブレーキ機構３６
近傍に設けたため、電磁切換弁３４を切り換えて空間１
０８に圧縮空気を供給あるいは排出する作用が迅速に行
われ、結果としてピストン２０を所定位置で精度良く停
止させることができる。As described above, in the servo cylinder device 10 according to the present embodiment, the electro-pneumatic regulator 13 and the electromagnetic switching valves 14 and 34 are mounted on the head cover 40. Therefore, the electromagnetic switching valve 14 communicates with the first chamber 64a of the cylinder tube 42 only through the passage 62, and the pressure change by the electro-pneumatic regulator 13 or the electromagnetic switching valve 14 can be quickly transmitted to the piston 20. Further, the electromagnetic switching valve 34 is connected to the disc brake mechanism 36 of the head cover 40.
Since it is provided in the vicinity, the electromagnetic switching valve 34 is switched to change the space 1
The action of supplying or discharging compressed air to 08 is performed quickly, and as a result, the piston 20 can be stopped accurately at a predetermined position.
【００３３】第２実施例として、さらに電磁切換弁１４
と第１室６４ａとの距離を一層短縮したサーボシリンダ
装置１０のシリンダ本体１６ａを図７に示す。なお、第
１実施例と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、
その詳細な説明を省略する。As a second embodiment, the electromagnetic switching valve 14 is further added.
FIG. 7 shows a cylinder body 16a of the servo cylinder device 10 in which the distance between the first chamber 64a and the first chamber 64a is further shortened. The same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals,
Detailed description thereof will be omitted.
【００３４】すなわち、電−空レギュレータ１３と前記
電磁切換弁１４をロッドカバー４４に装着し、通路１５
２によって電磁切換弁１４と第１室６４ａを連通してい
るため、シリンダチューブ４２内部に画成されていた通
路が不要となり、電磁切換弁１４と第１室６４ａとの通
路を一層短縮させることができる。したがって、電磁切
換弁１４の切換に対するピストン２０の応答速度が一層
向上する。That is, the electro-pneumatic regulator 13 and the electromagnetic switching valve 14 are attached to the rod cover 44, and the passage 15
Since the electromagnetic switching valve 14 and the first chamber 64a are communicated with each other by 2, the passage defined inside the cylinder tube 42 is unnecessary, and the passage between the electromagnetic switching valve 14 and the first chamber 64a is further shortened. You can Therefore, the response speed of the piston 20 to the switching of the electromagnetic switching valve 14 is further improved.
【００３５】なお、第１および第２実施例に係るシリン
ダ本体１６の回り止め機構５２では、ガイドロッド１３
４ａ、１３４ｂによってピストン２０およびテーブル４
６の回り止めを行っているが、ピストンロッド１８にス
プライン状の凸条を設け、ロッドカバー４４側に前記凸
条が嵌合する孔部を画成することによっても回り止め機
能が達成できる。In the rotation stopping mechanism 52 of the cylinder body 16 according to the first and second embodiments, the guide rod 13
Piston 20 and table 4 by 4a, 134b
Although the rotation stopper 6 is provided, the rotation stopper function can also be achieved by providing the piston rod 18 with a spline-shaped protrusion and defining a hole portion on the rod cover 44 side into which the protrusion is fitted.
【００３６】また、ワークＷが重量の軽い場合には、自
重で落下（Ｚ２方向）しないおそれがあるため、図１に
破線で示すように、シリンダ室６４のヘッドカバー４０
側の第２室６４ｂと圧縮空気供給源１２とを通路６６、
減圧弁１５０を介して連通させる構成が考えられる。こ
の場合、ピストン２０をＺ２方向に変位させる際に、電
磁切換弁１４が滅勢されて第１室６４ａが大気開放され
た場合、前記第２室６４ｂには常時、圧力が付与されい
るため、前記第１室６４ａと第２室６４ｂとの圧力差に
基づいてピストン２０をＺ２方向に変位させることがで
きる。If the work W is light in weight, it may not drop (Z2 direction) due to its own weight. Therefore, as shown by the broken line in FIG.
Side second chamber 64b and compressed air supply source 12 through passage 66,
A configuration in which the pressure reducing valve 150 communicates with each other is conceivable. In this case, when displacing the piston 20 in the Z2 direction and the electromagnetic switching valve 14 is deenergized and the first chamber 64a is opened to the atmosphere, pressure is constantly applied to the second chamber 64b. The piston 20 can be displaced in the Z2 direction based on the pressure difference between the first chamber 64a and the second chamber 64b.
【００３７】[0037]
【発明の効果】本発明に係るサーボシリンダによれば、
以下の効果が得られる。According to the servo cylinder of the present invention,
The following effects can be obtained.
【００３８】すなわち、シリンダ内に設けられた制動機
構に流体を供給する第２電磁切換弁をシリンダに一体的
に装着することにより、前記第２電磁切換弁から前記制
動機構までの流体通路が可及的に短縮され、制御信号に
対する制動機構の応答速度が向上する。したがって、流
体圧とモータによってピストンを変位させるシリンダに
おいて、制動機構によるピストンの停止精度を一層向上
させることができる。That is, by integrally mounting the second electromagnetic switching valve for supplying fluid to the braking mechanism provided in the cylinder on the cylinder, a fluid passage from the second electromagnetic switching valve to the braking mechanism is enabled. As a result, the response speed of the braking mechanism to the control signal is improved. Therefore, in the cylinder in which the piston is displaced by the fluid pressure and the motor, the stopping accuracy of the piston by the braking mechanism can be further improved.
【００３９】また、シリンダ室に流体を供給する第１電
磁切換弁をシリンダに一体的に装着することにより、前
記第１電磁切換弁から前記シリンダ室までの流体通路が
可及的に短縮され、制御信号に対するシリンダの応答速
度が向上する。なお、ロッドカバー側シリンダ室に流体
圧を供給する第１電磁切換弁はロッドカバーに、ヘッド
カバー側シリンダ室に流体圧を供給する第１電磁切換弁
はヘッドカバーに一体的に装着することにより、一層、
シリンダの応答速度が向上する。Further, by integrally mounting the first electromagnetic switching valve for supplying fluid to the cylinder chamber on the cylinder, the fluid passage from the first electromagnetic switching valve to the cylinder chamber is shortened as much as possible, The response speed of the cylinder to the control signal is improved. The first electromagnetic switching valve that supplies fluid pressure to the rod cover side cylinder chamber is integrally mounted on the rod cover, and the first electromagnetic switching valve that supplies fluid pressure to the head cover side cylinder chamber is integrally mounted on the head cover. ,
The response speed of the cylinder is improved.
【図１】本発明の第１実施例に係るサーボシリンダの全
体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of a servo cylinder according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１実施例に係るサーボシリンダのシ
リンダ本体の斜視説明図である。FIG. 2 is a perspective explanatory view of a cylinder body of the servo cylinder according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第１実施例に係るサーボシリンダのシ
リンダ本体の一部断面説明図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional explanatory view of the cylinder body of the servo cylinder according to the first embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第１実施例に係るサーボシリンダのシ
リンダ本体におけるピストン部分の断面説明図である。FIG. 4 is a cross-sectional explanatory view of a piston portion in the cylinder body of the servo cylinder according to the first embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第１実施例に係るサーボシリンダのシ
リンダ本体におけるディスクブレーキ機構の一部断面説
明図である。FIG. 5 is a partial cross-sectional explanatory view of the disc brake mechanism in the cylinder body of the servo cylinder according to the first embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第１実施例に係るサーボシリンダのタ
イミングチャートである。FIG. 6 is a timing chart of the servo cylinder according to the first embodiment of the present invention.
【図７】本発明の第２実施例に係るサーボシリンダのシ
リンダ本体の一部断面説明図である。FIG. 7 is a partial cross-sectional explanatory view of a cylinder body of a servo cylinder according to a second embodiment of the present invention.
１０…サーボシリンダ装置 １３…電−空レ
ギュレータ １４、３４…電磁切換弁 １６…シリンダ
本体 ２０、１０４…ピストン ２２…ボールね
じ軸 ２４…タイミングベルト ２６…モータ ２８…駆動軸 ３０…エンコー
ダ ３２…コントローラ ３６…ディスク
ブレーキ機構 ７４、８６…プーリ １０６、１２２
…制動部材 １０８…空間 １１８…コイル
スプリング １２８…ブレーキディスク10 ... Servo cylinder device 13 ... Electro-pneumatic regulator 14, 34 ... Electromagnetic switching valve 16 ... Cylinder body 20, 104 ... Piston 22 ... Ball screw shaft 24 ... Timing belt 26 ... Motor 28 ... Drive shaft 30 ... Encoder 32 ... Controller 36 ... Disc brake mechanism 74, 86 ... Pulleys 106, 122
... braking member 108 ... space 118 ... coil spring 128 ... brake disc
Claims (5)
リンダ室内を変位するピストンとを有し、前記シリンダ
室に供給される流体圧によって停止位置近傍まで前記ピ
ストンを変位させ、その後、当該ピストンに係合された
ボールねじ軸をモータによって回動することにより停止
位置までピストンを微小変位させ、前記ピストンを停止
させるシリンダであって、 前記シリンダに一体的に装着され、シリンダ室に流体を
供給する第１の電磁切換弁と、 シリンダ内に設けられ、前記ピストンを停止させ、所定
位置に保持する制動機構と、 を含み、前記制動機構は、 流体圧によって作動し、前記ピストンを制動する制動手
段と、 前記制動手段に流体圧を供給する第２の電磁切換弁と、 を備え、前記第２電磁切換弁を前記シリンダに一体的に
装着したことを特徴とするサーボシリンダ。1. A cylinder comprising a cylinder and a piston that is displaced in the cylinder chamber defined by the cylinder, the piston being displaced to the vicinity of a stop position by the fluid pressure supplied to the cylinder chamber, and then the piston. A cylinder for stopping the piston by minutely displacing the piston to a stop position by rotating a ball screw shaft engaged with the motor by a motor, the cylinder being integrally attached to the cylinder and supplying fluid to the cylinder chamber. And a braking mechanism that is provided in the cylinder and that stops the piston and holds it at a predetermined position. The braking mechanism operates by fluid pressure and brakes the piston. Means and a second electromagnetic switching valve that supplies fluid pressure to the braking means, and the second electromagnetic switching valve is integrally mounted on the cylinder. Servo cylinder, characterized in that the.
ドカバーまたはヘッドカバーに一体的に装着されること
を特徴とするサーボシリンダ。2. The servo cylinder according to claim 1, wherein the first electromagnetic switching valve that supplies fluid pressure to the cylinder chamber is integrally mounted on the rod cover or the head cover.
する第１電磁切換弁はロッドカバーに一体的に装着され
ることを特徴とするサーボシリンダ。3. The servo cylinder according to claim 2, wherein a first solenoid operated directional control valve for supplying or shutting off fluid pressure to the rod cover side cylinder chamber is integrally mounted on the rod cover. .
する第１電磁切換弁はヘッドカバーに一体的に装着され
ることを特徴とするサーボシリンダ。4. The servo cylinder according to claim 2, wherein a first electromagnetic switching valve that supplies or shuts off fluid pressure to the head cover side cylinder chamber is integrally mounted on the head cover.
シリンダにおいて、 制動機構はヘッドカバー側に設けられるとともに、前記
ヘッドカバーに第２電磁切換弁が設けられ、一方、第１
電磁切換弁はロッドカバーに設けられていることを特徴
とするサーボシリンダ。5. The servo cylinder according to claim 1, wherein the braking mechanism is provided on the head cover side, and the head cover is provided with a second electromagnetic switching valve.
A servo cylinder characterized in that the electromagnetic switching valve is provided on the rod cover.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5254470A JPH07110014A (en) | 1993-10-12 | 1993-10-12 | Servo cylinder |
| EP94115917A EP0647502B1 (en) | 1993-10-12 | 1994-10-08 | Servo cylinder apparatus |
| DE69400564T DE69400564T2 (en) | 1993-10-12 | 1994-10-08 | Servo cylinder device |
| CN94117102A CN1064115C (en) | 1993-10-12 | 1994-10-12 | Servo cylinder apparatus |
| US08/321,626 US5614778A (en) | 1993-10-12 | 1994-10-12 | Servo cylinder apparatus |
| KR1019940026135A KR0149531B1 (en) | 1993-10-12 | 1994-10-12 | Servo cylinder apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5254470A JPH07110014A (en) | 1993-10-12 | 1993-10-12 | Servo cylinder |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07110014A true JPH07110014A (en) | 1995-04-25 |
Family
ID=17265489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5254470A Pending JPH07110014A (en) | 1993-10-12 | 1993-10-12 | Servo cylinder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07110014A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1993
- 1993-10-12 JP JP5254470A patent/JPH07110014A/en active Pending
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