定位控制用气压缸制造技术

在定位控制用气压缸中，通过极简单的手段，有效地控制在定位目标位置附近等处产生的活塞的微振动。在通过定位控制使活塞（５）停止于目标位置处的气压缸（１）的活塞杆（６）上设有微振动抑制机构（２０）。所述微振动抑制机构（２０）具有由与活塞杆（６）接触的一对密封件（２１ａ）形成的摩擦件（２１），利用该摩擦件（２１）形成向杆（６）的周围供给的压缩空气的空气滞留部（２２），并且，设置向所述空气滞留部（２２）给排压缩空气的空气流道（２３），其中，所述压缩空气用于经由所述摩擦件（２１）在与活塞杆（６）之间产生抑制微振动的滑动摩擦。

Pressure cylinder for positioning control

In the position control pneumatic cylinder, the micro vibration of the piston is effectively controlled near the location of the target by means of a very simple means. A micro vibration suppression mechanism (20) is provided on the piston rod (6) of the pressure cylinder (1) by positioning control to stop the piston (5) at the target position. The micro vibration suppression mechanism (20) and has a piston rod (6) of a contact seal (21a) formed by the friction piece (21), using the friction member (21) to form a rod (6) around the supply of compressed air the air ministry (22), and set the to the Air Ministry (22) to the air flow discharge of compressed air (23), among them, the compressed air used by the friction member (21) and the piston rod (6) between the sliding friction of micro vibration suppression.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通过定位控制使活塞停止在目标位置的气压缸，更具体地涉及定位控制用气压缸，其能够利用简单的手段抑制在定位目标位置附近等处活塞的微振动。
技术介绍
在利用气压缸进行在任意的中间停止位置处的定位控制时，在定位目标位置附近或用于定位的移动途中，易于在活塞上产生微振动，这成为高性能定位控制的障碍。其原因如下所述。与电气、液压的定位控制系相比，在采用气压缸的定位控制系统(例如，图1中设有微振动抑制机构20的控制系统)中，具有低刚性且阻尼不足的特性，并且，活塞密封圈(图1的5a)在中立点附近易于产生滚动或扭转，与此相伴易于造成摩擦阻力发生大的变化。本来，在填充物部产生的库伦摩擦和粘性摩擦越大，就越具有抑制活塞的微振动的效果。但是，在通常的气缸中，大直径的活塞密封圈的摩擦力远大于小直径的活塞杆密封圈的摩擦力，从而支配性地决定了驱动系统整体的摩擦特性。因此，若在活塞密封圈上产生滚动和扭转，则对于活塞杆的摩擦阻力会显著降低，以致降低阻止微振动的效果，由此起到了助长振动的作用。以此问题相关，以往，已知使用了在活塞杆上设有由电气粘性流体产生的可变阻尼器的气压缸(专利文献1)、及在滑动部采用静压轴承进行精确定位的装置(专利文献2)等。前者的气压缸在往复移动的活塞的活塞杆上设有具有电气粘性流体的阻尼活塞杆，通过该阻尼活塞杆中的电场的控制来改变所述电气粘性流体的流动特性，控制活塞杆的移动阻力，另一方面，后者的定位装置在经由随动阀将受控制的流体供给压力室的缸体中，利用由静压轴承非接触式的活塞，提高由精密控制装置的定位控制精度、载荷控制精度。但是，在通过这种方式进行定位控制的现有装置中，用于控制活塞或活塞杆的摩擦特性的设备是大型、复杂的，结果，在任何情况下，装置的造价都很高。并且，在采用静压轴承的情况下，由于几乎没有滑动摩擦，不能期待由摩擦产生的阻尼效果，因此，存在易于产生上述微振动的倾向(参见专利文献2的图12)。专利文献1特开平11-287212号公报专利文献2特开2004-144196号公报
技术实现思路
本专利技术的技术课题在于，在定位控制用气压缸中，通过极简单的手段有效控制在定位目标位置附近或用于定位的移动途中产生的活塞的微振动，从而可以实现高速、高精度的定位。用于解决上述问题的本专利技术的定位控制用气压缸，其特征在于通过在利用定位控制使活塞停止在目标位置处的气压缸的活塞杆上附设微振动抑制机构构成，所述微振动抑制机构具有与活塞杆接触的摩擦件，利用所述摩擦件形成向杆的周围供给的压缩空气的空气滞留部，并且，设有用以向所述空气滞留部给排压缩空气的空气流道，其中，所述压缩空气用于经由所述摩擦件在与杆之间产生抑制微振动的滑动摩擦。在上述本专利技术的定位控制用气压缸的优选实施例中构成所述微振动抑制机构的摩擦件、空气滞留部以及空气流道设置在气压缸端盖或与其相连的连接件内，另外，与活塞杆表面接触的所述摩擦件由一对密封件构成，所述密封件在空气滞留部中的活塞杆的轴线方向两端具有对与杆表面之间进行密封的功能。另外，所述一对密封件由抑制压缩空气从空气滞留部流出的V型填充物构成，在两个V型填充物之间开设给排压缩空气的空气流道。在本专利技术的另一优选实施例中，在上述空气流道中设有用于调节供给至空气滞留部中的压缩空气的压力的压力调节装置。在具有上述结构的定位控制用气压缸中，通过将根据需要进行压力调节的压缩空气供给至微振动抑制机构中的空气滞留部，将与活塞杆接触的摩擦件压在所述活塞杆上，在它们之间产生抑制上述微振动的滑动摩擦，因此，能够有效地控制上述微振动。这样，根据本专利技术的定位控制用气压缸，通过极简单的手段，能够有效地控制在定位目标位置附近或用于定位的移动途中产生的活塞的微振动，从而可以实现高速、高精度的定位。另外，实验证明通过附设上述摩擦件，具有抑制活塞杆的径向的振动的效果。附图说明图1为示意性地显示根据本专利技术的定位控制用气压缸的一个实施例的结构的主要部分纵剖面结构图。图2为上述实施例中的微振动抑制机构的剖面图。图3为示意性地显示根据本专利技术的定位控制用气压缸的另一个实施例的结构的主要部分纵剖面结构图。图4A以及B显示了在驱动本专利技术以及现有技术例子的气压缸的实验例中的活塞杆的位移，A显示了位移整体，B显示了在目标位置附近的放大图。图5A以及B是在与图4不同的条件下进行同样的实验时的相同图表。图6A以及B是在与图4不同的条件下进行同样的实验时的相同图表。图7A以及B显示驱动本专利技术以及现有技术例子的气压缸时的活塞杆的径向位移，A为显示本专利技术的活塞杆位移的图表，B为显示现有技术例子的活塞杆的位移的图表。图8是显示作用于微振动抑制机构的空气滞留部上的压力与滑动阻力的变化倾向的图表。具体实施例方式图1以及图2显示了根据本专利技术的定位控制用气压缸的一个实施例。在该定位控制用气压缸中，基本上如图1所示，通过顶盖3以及气压缸端盖4封闭气压缸1中的缸筒2的两端，穿过上述气压缸端盖4，将可自由滑动地嵌装在上述缸筒2内的活塞5的活塞杆6引至外部。在上述活塞杆5上装有由具有橡胶弹性的材料制成的活塞密封圈5a，如图所示，其断面大多采用不倒翁型。并且，在由上述活塞5划分的顶侧及杆侧的压力室7，8中，从由控制器10控制的5喷口的随动阀11通过各个给排口7a，8a供给必要的压缩空气，以便进行活塞5的定位控制。该定位控制为如下所述的控制设置位置传感器12，所述位置传感器12用于通过以磁传感器12b检测设置在上述活塞杆6上的磁刻度12a等方式来检测缸的工作位置，在上述控制器10中，根据来自该位置传感器12的缸位置信号和从外部提供的关于活塞的停止目标位置的指令信号，控制从上述随动阀11排入气压缸的压力室7，8的压缩空气，从而使活塞5停止在规定的目标位置。虽然上述气压缸的定位控制系统是以往极为常用的一个例子，而在本专利技术中并不局限于上述控制系统，也可以适用于各种定位控制系统，但是，任何定位控制系统，如前所述，活塞密封圈5a在中立点附近易于产生滚动、扭转，与此相伴易于造成摩擦阻力发生大的变化。因此，在根据本专利技术的定位控制用气压缸中，在上述气压缸1的气压缸端盖4上附设有结构简单的微振动抑制机构20。如图1以及图2所示，上述微振动抑制机构20具有在气压缸端盖4内与活塞杆6接触以产生滑动摩擦的摩擦件21，利用该摩擦件21在活塞杆5周围形成压缩空气的空气滞留部22，在上述气压缸端盖4中设有用于向上述空气滞留部22给排压缩空气的空气流道23。向上述空气滞留部22供给的压缩空气借助摩擦件21，在与活塞杆6之间产生抑制其微振动的滑动摩擦。另外，构成上述微振动抑制机构20的摩擦件21、控制滞留部22以及空气流道23不必一定设置在气压缸端盖4中，也可以设置在与气压缸端盖4连接的独立的连接部件内等。更具体地说，接触上述活塞杆6表面的上述摩擦件21由密封件21a，21a形成，所述密封件21a，21a由一对V型填充物等构成，所述V型填充物具有在空气滞留部22中的活塞杆6的轴线方向两端对与活塞杆6表面之间进行密封的功能。这些密封件21a，21a，在形成于空气滞留部22中的空气流道23的开口部分两侧且构成该空气滞留部22的一部分的凹槽25，25内，朝着彼此相对的内侧容纳两个V型填充物的舌片，以便抑制压缩空气从所述空气滞留本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种定位控制用气压缸，其特征在于：通过在借助定位控制使活塞停止在目标位置的气压缸的活塞杆上附设微振动抑制机构而构成，所述微振动抑制机构具有与活塞杆接触的摩擦件，并且，通过所述摩擦件形成向活塞杆周围供给的压缩空气的空气滞留部，并且，设有向所述空气滞留部给排压缩空气的空气流道，所述压缩空气用于经由所述摩擦件在与活塞杆之间产生抑制微振动的滑动摩擦。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨清海，畠山正俊，中野和夫，宫地博，
申请(专利权)人：SMC株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]