气动致动器的控制装置的制作方法

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1.本发明涉及一种气动致动器的控制装置。

背景技术：

2.作为用于驱动气动卡盘、滑台等的气动致动器，大多使用了气缸。在使用气缸的情况下，一般来说设为对气缸安装自动开关并确认活塞杆位于伸出端位置或返回端位置这一情况的结构(例如专利文献1、专利文献2)。
3.专利文献2的气缸10设为在缸体11的工作室12中还配置有压力传感器20的结构。关于该结构，专利文献2记载了下面的内容：“在s5中，判定压力传感器20的检测信号是否与工作压力的设定特性匹配。在s5判定为
‘
是’时进入s6，另一方面，在s5判定为
‘
否’时跳到s8。在s6中，判定位置开关19的故障，并且之后基于压力传感器20的检测信号来确定气缸10的动作位置。也就是说，根据动作位置来控制气缸10的工作，该动作位置是根据工作压力的设定特性并基于压力传感器20的检测信号而算出的。”(段落0020)。
4.关于使用了气缸的车辆用自动门开闭装置，专利文献3记载了下面的内容：“控制部17基于在左门3a和右门3b的闭合动作中夹住异物时或者在打开动作中异物被拽入收纳左门3a和右门3b的门洞时压力传感器18所探测的空气压力，来切换供排气切换阀6的供排气方向，并切换左门3a和右门3b的开闭动作。”(段落0020)。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1：日本特开2012-060906号公报
8.专利文献2：日本特开2004-225767号公报
9.专利文献3：日本特开2019-138060号公报

技术实现要素：

10.发明要解决的问题
11.在将自动开关使用于气缸的动作确认的结构中，需要对各气缸装配自动开关并进行布线，因此当系统内的气缸数增加时，布线变得繁杂。另外，当假定利用气动卡盘来把持尺寸不同的工件时，对于每个工件而言，气动卡盘的闭合位置、即气缸的动作结束位置不同，因此对于该位置的全部，采用通过装配自动开关来进行检测的结构实际上是不可能的。期望一种能够避免在使用这样的自动开关的情况下可能发生的布线等的繁杂化的气动致动器的控制装置。
12.用于解决问题的方案
13.本公开的一个方式是一种气动致动器的控制装置，具备：检测器，其配置于从空气供给源去向电磁阀的空气供给路径或来自所述电磁阀的空气排出路径，检测所述空气供给路径中的空气的流量或压力、或者所述空气排出路径中的空气的流量或压力；以及动作状态判断部，其基于如下的数据来判断与所述电磁阀连接的气动致动器的动作状态，该数据
表示由所述检测器检测到的所述空气供给路径中的空气的流量或压力的变化、或者由所述检测器检测到的所述空气排出路径中的空气的流量或压力的变化。
14.发明的效果
15.根据上述结构，能够避免在使用自动开关的情况下可能发生的布线等的繁杂化。
16.根据附图所示的本发明的典型的实施方式的详细说明，本发明的这些目的、特征及优点、以及其它目的、特征及优点将变得更加明确。
附图说明
17.图1是表示包括一个实施方式所涉及的气动致动器的控制装置的致动器控制系统的结构的图。
18.图2是控制装置的功能框图。
19.图3示出在气缸的活塞杆从后退位置起动作到前端位置为止的情况下由安装于空气供给路径的流量传感器和压力传感器获得的流量波形数据和压力波形数据。
20.图4a是与图4b-图4d一起示意性地表示气缸的活塞杆从位于后退位置的状态起至到达前端位置的一系列动作的图。
21.图4b是与图4a及图4c-图4d一起示意性地表示气缸的活塞杆从位于后退位置的状态起至到达前端位置的一系列动作的图。
22.图4c是与图4a-图4b及图4d一起示意性地表示气缸的活塞杆从位于后退位置的状态起至到达前端位置的一系列动作的图。
23.图4d是与图4a-图4c一起示意性地表示气缸的活塞杆从位于后退位置的状态起至到达前端位置的一系列动作的图。
24.图5示出在气缸的活塞杆从后退位置起动作到前端位置为止的情况下由安装于空气排出路径的流量传感器和压力传感器获得的流量波形数据和压力波形数据。
25.图6是表示使一个气缸进行动作的情况下的气缸控制处理的流程图。
26.图7是示出三个气缸中的第一气缸进行动作的情况下的波形数据的图。
27.图8是示出三个气缸中的第二气缸进行动作的情况下的波形数据的图。
28.图9是示出三个气缸中的第三气缸进行动作的情况下的波形数据的图。
29.图10是示出使三个气缸进行动作的情况下的合成波形数据的图。
30.图11是表示使三个气缸进行动作的情况下的气缸控制处理的流程图。
具体实施方式
31.接着，参照附图来对本公开的实施方式进行说明。在所参照的附图中，对同样的结构部分或功能部分标注同样的参照标记。为了易于理解而适当地变更了这些附图的比例尺。另外，附图所示的方式是用于实施本发明的一例，本发明并不限定于图示的方式。
32.图1是表示包括一个实施方式所涉及的气动致动器的控制装置10的致动器控制系统100的结构的图。如图1所示，致动器控制系统100具备3个气缸1-3、对于向气缸1-3供给的空气分别进行开闭控制的电磁阀51-53、以及控制电磁阀51-53的控制装置10。在本实施方式中，设为气缸1-3是双作用式气缸。电磁阀51-53的各个电磁阀例如是具有1个供给端口、2个缸端口、1个排气端口的四通电磁阀。在图1中，作为代表，对电磁阀51的供给端口标注了
附图标记51p，对2个缸端口标注了附图标记51a、51b，对排气端口标注了附图标记51e。电磁阀51-53的各个电磁阀的供给端口被共同连接于例如由空气软管构成的来自空气供给源的空气供给路径81。电磁阀51-53的各个电磁阀的排气端口被共同连接于例如由空气软管构成的空气排出路径91。下面，为了便于说明，有时会在将电磁阀51-53统称时记载为电磁阀5。
33.电磁阀51-53的各个电磁阀与控制装置10电连接，电磁阀51-53的各个电磁阀响应于来自控制装置的动作指令而进行动作。此外，此处所示的气缸1-3和电磁阀51-53的类型是一例，也可以使用其它类型的气缸(例如单作用式气缸)、其它类型的电磁阀(例如三通电磁阀)。
34.如图1所示，在从空气供给源去向电磁阀5的空气供给路径81配置有检测在空气供给路径81内流动的空气的流量的流量传感器61和检测空气供给路径81内的空气的压力的压力传感器62。另外，在对从电磁阀5的排气进行引导的空气排出路径91配置有检测在空气排出路径91内流动的空气的流量的流量传感器71和检测空气排出路径91内的空气的压力的压力传感器72。此外，在图1中图示了气缸为3个的情况下的结构例，但气缸的数量也可以为1个，还可以为3个以外的多个。
35.控制装置10能够通过对电磁阀51-53发送作为动作指令的电信号来控制电磁阀51-53的各个电磁阀。此外，控制装置10也可以具有作为具备cpu、rom、ram、存储装置、操作部、显示部、输入输出接口、网络接口等的一般的计算机的结构。
36.气缸1-3例如驱动搭载于机器人装置的把持装置(卡盘)。在该情况下，致动器控制系统100作为按照来自上级装置(机器人控制装置)的指令来进行搭载于机器人装置的把持装置的开闭控制的系统而发挥功能。
37.如图2所示，控制装置10具备：动作状态判断部11，其基于由流量传感器61检测到的流量、由压力传感器62检测到的压力、由流量传感器71检测到的流量以及由压力传感器72检测到的压力中的至少任一者，来判断气缸1-3的动作状态；以及电磁阀控制部12，其基于由动作状态判断部11判断出的气缸1-3的动作状态，来执行气缸1-3的控制。
38.在此，关于在气缸进行动作的情况下由流量传感器61和压力传感器62获得的流量和压力的波形数据，作为一例，在使一个气缸1进行动作的情况下，参照图3和图4a-图4d来进行说明。下面，为了便于说明，设为将气缸的活塞杆1a(参照图4a-图4d)前进而向外部突出的方向(图4b中的箭头a的方向)称为前进方向，将活塞杆1a后退而进入缸室内的方向称为后退方向。
39.图3示出在气缸1的活塞杆1a从后退位置起动作到前端位置为止的情况下由流量传感器61和压力传感器62获得的流量波形数据和压力波形数据。在图3中，横轴表示时间，纵轴表示流量、压力。在图3中，实线的曲线101表示由流量传感器61检测到的流量的推移，虚线的曲线102表示由压力传感器62检测到的压力的推移。
40.图4a至图4d示意性地表示气缸1的活塞杆1a从位于后退位置的状态起至到达前端位置的一系列动作。在图4a-图4d中，附图标记30所表示的部分是空气供给源侧(一次侧)的部分。附图标记21表示从空气供给源侧至电磁阀51的空气供给路径(例如空气软管)，附图标记22表示从电磁阀51去向气缸1的空气的供给路径(例如空气软管)。此外，流量传感器61和压力传感器62被配置于供给路径21。此外，在图4a-图4d中，空气供给源侧的部分30、供给
路径21、供给路径22、气缸1内所示的阴影通过阴影的浓度来表示空气的压力(阴影的浓度越高(越暗)，则空气的压力越高)。
41.图4a是缸的驱动开始前的状态，与图3中的时刻t0之前的状态对应。在图4a的状态中，处于由流量传感器61检测到的流量为零、由压力传感器62检测到的空气压力高的状态。
42.在时刻t0，电磁阀51被驱动，气缸1开始进行动作。图4b与此时的状态对应。在电磁阀51中，随着从空气供给源侧去向气缸1侧的流路被打开，空气开始向气缸1的缸室1c内流入。此外，在此，在气缸1内部，将缸室的划分在对于活塞而言的后端侧的部分设为缸室1c，将缸室的划分在对于活塞而言的前端侧的部分设为缸室1d。由于空气开始流入到缸室1c内，从而活塞杆1a开始前进。如图3所示，随着空气开始向缸室1c流入，由流量传感器61检测到的流量增加，并且由压力传感器62检测到的压力降低。
43.如图3所示，在活塞杆1a移动到前端之前的期间，流量的值持续增加，压力持续为降低的状态。最终，活塞杆1a到达前端位置(图4c)。在图3中，时刻t1是活塞杆1a到达了前端位置的定时。如图3和图4c所示，当活塞杆1a到达前端位置时，流量开始降低，压力开始上升。然后，在时刻t2，流量和压力恢复为时刻t0之前的状态。图4d表示时刻t2以后的气缸1的状态。在图4d的状态中，气缸1内的压力上升，产生了理论上的缸推力。
44.控制装置10(动作状态判断部11)在开始气缸1的驱动之后，能够通过捕捉流量波形中的流量降低的定时、或者压力波形中的压力上升的定时，来判断气缸1的动作已结束这一情况。此外，在此，对活塞杆1a前进的情况下的动作的结束的检测进行了说明，但也能够利用同样的方法来判断活塞杆1a从前端向后端返回的情况下的动作的结束。像这样，控制装置10(动作状态判断部11)能够通过解析流量传感器61或压力传感器62的波形数据来掌握气缸的动作状态(活塞杆的位置)。控制装置10(电磁阀控制部12)能够以像这样检测到气缸的规定动作结束为条件，适当地转变为从上级装置指示的下一动作指令的执行。
45.此外，上面记述了图4c、图4d为活塞杆1a到达了前端位置的状态的情况的例子，但例如在图4c、图4d的活塞杆1a的位置为由气缸1驱动的气动卡盘把持工件的位置的情况下，也能够同样地判断动作的结束(即，卡盘闭合的动作已完成)。
46.根据如上所述的结构，不需要如以往那样为了确认气缸的动作状态而对各个气缸配置所谓的自动开关这样的传感器。另外，在想要利用气动卡盘来把持尺寸不同的工件的状况中，也能够准确地判断气缸的动作的结束(卡盘闭合的动作的完成)。
47.图5表示在气缸1进行图4a至图4d所示的一系列动作的情况下由安装于空气排出路径91的流量传感器71和压力传感器72获取到的流量和压力的波形数据。在图5中，实线的曲线141表示由流量传感器71检测到的流量的推移，虚线的曲线142表示由压力传感器72检测到的压力的推移。在气缸1进行图4a-图4d所示的动作时，根据对电磁阀51的动作设定，而缸室1d成为与空气排出路径91连接的状态。
48.关于由流量传感器71检测到的流量，与图3所示的由流量传感器61检测到的流量的情况同样地，随着活塞杆1a开始向前端侧移动，流量开始增加(时刻t0)。另一方面，关于此时由压力传感器72检测到的压力，随着活塞杆1a开始向前端侧移动，压力发生从零开始增加的变化。在活塞杆1a从后端移动到前端为止的移动期间，流量持续为增加的状态，压力持续为增加的状态。
49.最终，活塞杆1a到达前端位置(图4c)。在图5中，时刻t1是活塞杆1a到达了前端位
置的定时。如图5所示，当活塞杆1a到达前端位置时，流量开始降低，另外，压力也开始降低。然后，在时刻t2，流量和压力恢复为时刻t0之前的状态。
50.控制装置10(动作状态判断部11)在使用像这样配置于空气排出路径91的流量传感器71或压力传感器72的情况下，也能够通过捕捉流量波形或压力波形下降的定时，来判断气缸1中的规定动作的结束。即，通过使用配置于空气排出路径91的流量传感器71和压力传感器72中的任一者，也能够获得与使用设置于空气供给路径81的流量传感器61和压力传感器62中的任一者的情况同样的效果。
51.下面，说明由控制装置10进行的气缸控制(气缸控制方法)的两个实施例。第一实施例(图6)是气缸为1个的情况下的动作例，第二实施例(图11)是并行地控制3个气缸的情况下的动作例。
52.图6是表示作为控制装置10的控制对象的气缸为1个的情况下的动作的流程图。在此，将控制对象设为电磁阀51(气缸1)。图6(和图11)的气缸控制处理是在由控制装置10的cpu进行的控制下执行的。此外，为了易于理解，在图6中，与控制流程一起记载了气缸的动作状态和检测波形的动向。
53.如图6所示，首先，控制装置10使电磁阀51开启。将去向气缸1的空气的供给路径打开(步骤s1)。然后，控制装置10(动作状态判断部11)监视由流量传感器61获得的表示空气流量的波形和由压力传感器62获得的表示压力的变化的波形。随着电磁阀51的开启，气缸1开始进行动作(方框k1)，流入到气缸1的空气增加，并且由压力传感器62检测到的压力降低(方框k2)。
54.然后，活塞杆1a移动到冲程端，气缸1内的压力上升而产生理论上的缸推力，当气缸1的动作结束时(方框k3)，向气缸1内的空气流入停止，从而流量降低为零，压力恢复为原来的高的状态。在步骤s2中，控制装置10(动作状态判断部11)通过监视这样的流入量的波形和压力的波形，来检测气缸1的活塞杆1a到达了冲程端这一情况(气缸1的动作已结束这一情况)。在检测到流量降低至零且压力复原的变化之前(s2：“未变化(ng)”)，持续进行步骤s2中的监视。
55.当检测到流量降低至零且压力复原的变化时(s2：“变化(ok)”)，控制装置10掌握气缸1的动作已结束、即活塞杆到达冲程端而产生了缸推力的情况，从而关闭电磁阀51。此外，也可以是电磁阀51保持开启的状态直到下一动作为止。由此，结束本处理。
56.根据第一实施例，在利用气动卡盘来把持尺寸不同的工件那样的状况中，也能够以简单的结构来适当地判断气缸的动作状态。像这样，控制装置10通过掌握气缸1的活塞杆1a的位置，从而能够准确地转变为下一动作指令的控制。
57.接着，说明由控制装置10进行的气缸控制的第二实施例。在第二实施例中，控制装置10使3个气缸1-3并行地进行动作。假定气缸1-3的缸室的内径相同且全长(最大冲程)为如下关系的情况。
58.气缸2＞气缸1＞气缸3
59.在使气缸1-3并行地进行动作的情况下，流量传感器61和压力传感器62能够获得将使气缸1-3单独地进行了动作的情况下的波形数据合成所得到的波形数据(图10的最下部的波形数据的曲线)。动作状态判断部11通过解析这样的合成波形数据来判断气缸1-3的各个气缸的动作状态。下面，参照图7-图9，对使气缸1-3分别单独地进行了动作的情况下的
由流量传感器61和压力传感器62检测到的波形数据进行了说明，在此基础上，说明动作状态判断部11根据合成波形数据如何判断气缸1-3的各个气缸的动作状态。此外，在本实施例中，使气缸1-3按气缸1-3的顺序开始进行动作。
60.图7示出在使气缸1单独地进行了往复动作的情况下由流量传感器61和压力传感器62检测到的波形数据，图8示出在使气缸2单独地进行了往复动作的情况下由流量传感器61和压力传感器62检测到的波形数据，图9示出在使气缸3单独地进行了往复动作的情况下由流量传感器61和压力传感器62检测到的波形数据。为了辅助说明，在图7-图9的各图中，在右侧示出了气缸(1、2、3)的活塞杆(1a、2a、3a)位于后端位置的状态(上部侧)和气缸(1、2、3)的活塞杆(1a、2a、3a)位于前端位置的状态(下部侧)。
61.在图7中，曲线111、112分别表示在使气缸1进行了动作的情况下由流量传感器61检测到的流量的波形数据和由压力传感器62检测到的压力的波形数据。在图7中，在时刻t11，从活塞杆1a后退到了后端处的状态开始使气缸1进行动作。由此，在时刻t11，流量开始增加，并且压力开始降低。
62.流量增加且压力降低的状态持续到活塞杆1a在时刻t12到达前端为止。当活塞杆1a到达前端而活塞杆1a去向前方的动作结束时，流量降低，压力上升，从而恢复为原来的状态。控制装置10在时刻t13开始向后退方向驱动气缸1。伴随于此，流量开始增加且压力开始降低。流量增加且压力降低的状态持续到活塞杆1a返回到后端位置为止。在活塞杆1a返回到了后端位置的时刻t14，流量降低，压力上升，从而恢复为原来的状态。
63.在图7的波形数据中，可以理解，当将活塞杆1a从后端位置起向前方移动直到移动到前端位置为止的情况下的期间t101与活塞杆1a从前端位置起直到后退到后端位置为止的期间t102进行比较时，期间t101较大。这是基于如下的情况：在期间t101、期间t102的长度相当于空气的消耗量(流过的空气的总量)时，在活塞杆1a进行后退的动作的情况下，空气消耗量比活塞杆1a前进的情况下的空气消耗量少与活塞杆1a的体积相当的量。
64.在图8中，曲线211、212分别表示在使气缸2进行了动作的情况下由流量传感器61检测到的流量的波形数据和由压力传感器62检测到的压力的波形数据。与图7的情况同样地，在图8中，时刻t21是活塞杆2a开始了从后端位置向前方的移动的时刻。时刻t22是活塞杆2a到达了前方端的时刻。时刻t23是活塞杆2a开始了从前方端向后方侧的移动的时刻。时刻t24是活塞杆2a到达了后方端的时刻。如上所述，活塞杆2a从后方端向前方端移动的情况下的空气的消耗量比活塞杆2a从前方端移动到后方端的情况下的空气的消耗量大，因此从时刻t21至时刻t22的期间t111比从时刻t23至时刻t24的期间t112长。
65.在图9中，曲线311、312分别表示在使气缸3进行了动作的情况下由流量传感器61检测到的流量的波形数据和由压力传感器62检测到的压力的波形数据。与图7的情况同样地，在图9中，时刻t31是活塞杆3a开始了从后端位置向前方的移动的时刻。时刻t32是活塞杆3a到达了前方端的时刻。时刻t33是活塞杆3a开始了从前方端向后方侧的移动的时刻。时刻t34是活塞杆3a到达了后方端的时刻。如上所述，活塞杆3a从后方端向前方端移动的情况下的空气消耗量比活塞杆3a从前方端移动到后方端的情况下的空气消耗量大，因此从时刻t31至时刻t32的期间t121比从时刻t33至时刻t34的期间t122长。
66.下面，对通过合成波形的波形解析来掌握各气缸1-3的位置的动作进行说明。在使气缸1-3并行地进行如图7-图9那样的动作波形的动作的情况下，作为流量传感器61的输出
而得到将图7-图9的曲线111、211、311合成所得到的波形数据，作为压力传感器62的输出而得到将曲线112、212、312合成所得到的波形。在图10的最下部示出由流量传感器61检测到的流量的合成波形的曲线411和由压力传感器62检测到的压力的合成波形的曲线412。另外，在图10中，为了使曲线411、412易于理解，将图7-图9的各曲线以使时间轴上的位置与曲线411、412的该位置对齐的方式再次示出。
67.图11是表示气缸控制的第二实施例中的控制的流程的流程图。参照图10的波形数据来对图11的控制的流程进行说明。此外，在图11的流程图中的各处理步骤中，为了便于记载，将电磁阀51-53分别记载为电磁阀1-3。首先，控制装置10在时刻t11开启电磁阀51(步骤s101)。控制装置10监视由流量传感器61和压力传感器62检测到的波形数据(步骤s102)。控制装置10等待波形数据变化而确认到气缸1的动作开始这一情况(步骤s102：“未变化”)。随着电磁阀51的开启，气缸1开始进行动作(方框k101)，流量增加且压力降低(方框k102)。当根据波形数据的变化确认到动作开始时(s102：“变化”)，处理进入下一步骤s103。此外，在该阶段中，不发生气缸的动作结束。
68.在步骤s103中，控制装置10在时刻t21开启电磁阀52。控制装置10监视由流量传感器61和压力传感器62检测到的波形数据(步骤s104)。控制装置10等待波形数据变化而确认到气缸1的动作开始这一情况(步骤s104：“未变化”)。随着电磁阀52的开启，气缸2开始进行动作(方框k103)，流量增加且压力降低(方框k104)。当根据波形数据的变化而确认到动作开始时(s104：“变化”)，处理进入下一步骤s105。此外，在该阶段中，不发生气缸的动作结束。
69.在步骤s105中，控制装置10在时刻t31开启电磁阀53。控制装置10监视由流量传感器61和压力传感器62检测到的波形数据(步骤s106)。在此，控制装置10等待任一个气缸的动作结束(s106：“未变化”)。随着电磁阀53的开启，气缸3开始进行动作(方框k105)，流量增加且压力降低(方框k106)。
70.在气缸3的动作开始后的时刻t12，气缸1的动作结束(方框k107)，发生流量降低且压力上升的变化(方框k108)。控制装置10(动作状态判断部11)捕捉流量波形中的该情况下的下降的变化(或压力波形中的该情况下的上升的变化)(附图标记f1所示的位置)。即，动作状态判断部11捕捉流量波形或压力波形中的边沿状的变化。流量波形下降的位置或压力波形上升的位置是气缸1-3中的某一气缸的动作完成的定时。控制装置10例如通过下面的动作来确定动作已完成的气缸。
71.控制装置10保持有存储使气缸1-3的各个气缸例如从后端位置移动到了前端位置的情况下的空气的消耗量的表。例如，作为使气缸1-3分别从后端位置移动到了前端位置的情况下的空气消耗量而保持在表中的值(基准值)如下。
72.气缸1：v1(升)
73.气缸2：v2(升)
74.气缸3：v3(升)
75.控制装置10例如通过检测刚使动作开始后的流量的上升的高度，来获取各气缸进行动作的情况下的流量。或者，也可以预先使各气缸进行动作并存储各气缸的流量。作为一例，设为对于气缸1检测到的流量为c1(l/min)。通过将从使气缸1开始动作的时刻t11至检测到流量波形的下降的时刻t12为止的经过时间与流量c1相乘(下述数式(1))，求出对于气
缸1的空气流入量。
76.(气缸1空气流入量)＝c1
×
(经过时间)
···
(1)
77.然后，在像这样求出的气缸1的空气流入量与预先存储的气缸1的前进动作中的空气消耗量v1大致一致的情况下，确定出动作已完成的气缸是气缸1。此外，在该情况下，对于气缸2-3也同样，计算从时刻t11至时刻t12的空气流入量，也进行与预先存储的气缸2、气缸3的前进动作中的v2、v3的比较。对于气缸2-3计算出的从时刻t11至时刻t12的空气流入量与对于气缸2-3的空气消耗量v2、v3不一致。
78.对于在时刻t32、时刻t22检测到的流量波形的下降，也利用同样的方法来确定动作已结束的气缸。
79.控制装置10当像这样确认到气缸1的动作结束时(s106：“变化”)，关闭电磁阀51(步骤s107)。然后，控制装置10监视由流量传感器61和压力传感器62检测到的波形数据(步骤s108)。在此，控制装置10等待任一个气缸的动作结束(s108：“未变化”)。
80.在时刻t32，气缸3的动作结束(方框k109)，发生流量进一步降低且压力进一步上升的变化(方框k110)。控制装置10捕捉流量波形中的该情况下的下降的变化(或压力波形中的该情况下的上升的变化)(附图标记f2所示的位置)。流量波形下降的位置或压力波形上升的位置是气缸1-3中的某一气缸的动作完成的定时。控制装置10利用与确定出气缸1的动作结束的上述方法同样的方法，来确定动作已完成的气缸。在此，由于在从时刻t31至时刻t32的期间流入到气缸3的空气的量与气缸3的空气消耗量v3大致一致，因此能够确定出动作已完成的气缸是气缸3。
81.当像这样确认到气缸3的动作结束时(s108：“变化”)，控制装置10关闭电磁阀53(步骤s109)。然后，控制装置10监视由流量传感器61和压力传感器62检测到的波形数据(步骤s110)。在此，控制装置10等待任一个气缸的动作结束(s110：“未变化”)。
82.在时刻t22，气缸2的动作结束(方框k111)，流量变为零且压力恢复为原来的状态(方框k112)。控制装置10捕捉流量波形中的该情况下的下降的变化(或压力波形中的该情况下的上升的变化)(附图标记f3所示的位置)。流量波形下降的位置或压力波形上升的位置是气缸1-3中的任一气缸的动作完成的定时。控制装置10利用与确定出气缸1的动作结束的上述方法同样的方法，来确定动作已完成的气缸。在此，由于在从时刻t21至时刻t22的期间流入到气缸2的空气的量与气缸2的空气消耗量v2大致一致，因此能够确定出动作已完成的气缸是气缸2。当像这样确认到气缸2的动作结束时(s110：“变化”)，控制装置10关闭电磁阀52(步骤s111)。
83.根据这样的第二实施例，通过设为利用配置于电磁阀的一次侧(空气供给源侧)的传感器(检测器)来检测空气的流量、压力的结构，即使在电磁阀的二次侧连接有多个气缸的情况下，也不会导致在将自动开关安装于气缸的情况下发生的布线的繁杂，能够适当地判断各气缸的动作状态。
84.此外，在上述的第二实施例中，设为使用配置于空气供给路径的流量传感器61或压力传感器62来判断各气缸的动作结束，但通过使用配置于空气排出路径的流量传感器71或压力传感器72，也能够同样地判断各气缸的动作结束。
85.控制装置10的动作状态判断部11也可以构成为通过解析流量传感器61和/或压力传感器62的动作波形来检测形成空气供给路径81的例如空气软管发生了异常这一情况。下
面，说明检测空气供给路径81的异常的动作例。动作例1和动作例2是检测空气供给路径81(空气软管)产生了缺损(孔等)这一情况的例子，动作例3是检测空气供给路径81(空气软管)弯折而使空气难以流动那样的状态的例子。
86.(动作例1)例如设为气缸1从后端位置动作到前端位置的情况下的正常时的空气消耗量为v1(升)、动作时间为t101(秒)。动作状态判断部11在使致动器控制系统100运转一段期间之后，解析空气流量的波形，使用上述的数式(1)等来获取气缸1从后端位置动作到前端位置的情况下的空气的消耗量(流入量)、动作时间。而且，动作状态判断部11在像这样获取到的空气的消耗量超过v1(升)的情况、或动作时间超过t101(秒)的情况下，判断出因空气软管的缺损而使空气消耗量比正常时增加、或者空气流入需要时间，因此空气供给路径81产生了缺损。
87.(动作例2)在空气供给路径81产生了缺损的情况下，考虑到由压力传感器62检测到的压力变动的波形的上升沿、下降沿的变化的程度变缓。在由压力传感器62检测到的压力波形的上升或上升的变化的程度相较于正常时的状态而言变缓的情况下，动作状态判断部11能够判断为空气供给路径81产生了缺损。
88.(动作例3)假定形成空气供给路径81的空气软管弯折而使空气难以流动的状况。在该情况下，由于空气的流量整体上降低，因此虽然空气消耗量与正常时的消耗量v1相等，但动作时间比正常时的动作时间t101长。因此，动作状态判断部11能够在发生了这种状况的情况下，判断为处于空气软管弯折而使空气难以流动的状态。
89.如上面所说明的那样，根据本实施方式，通过设为由配置于电磁阀的一次侧(空气供给源侧)的传感器(检测器)检测空气的流量、压力的结构，即使在电磁阀连接有多个气缸的情况下，也不会导致如使用自动开关的情况那样的布线的繁杂，能够适当地判断各气缸的动作状态(位置)。另外，在利用气动卡盘来把持尺寸不同的工件那样的状况中，也能够以简单的结构来适当地判断气缸的动作状态。
90.即，根据上述的实施方式，能够避免在使用自动开关的情况下可能发生的布线等的繁杂化。
91.上面使用典型的实施方式对本发明进行了说明，但只要是本领域技术人员，则能够理解在不脱离本发明的范围的情况下能够对上述的各实施方式进行变更以及各种其它变更、省略、追加。
92.在上述的实施方式中，例如，如图6的流程图中所说明的那样，控制装置10检测流量的时间变动波形的下降并判断气缸的动作已结束这一情况，然后进行下一动作指令的发送。就缩短气缸的控制中的循环时间的观点而言，控制装置10(电磁阀控制部)也可以通过解析流量波形来求出在使气缸开始规定动作之后流入到气缸的空气的总量(或从气缸排出的空气的总量)，以该空气的总量相对于基准值(例如上述的v1)达到了规定比例(例如90％)为条件，对电磁阀发送下一动作指令，该基准值作为表示在气缸进行规定动作的情况下消耗的空气的消耗量的值而被预先保持。
93.图2所示的控制装置10的功能块可以通过控制装置10的cpu执行存储装置中所保存的各种软件来实现，或者也可以通过以asic(application specific integrated ic：专用集成电路)等硬件为主体的结构来实现。
94.上述的实施方式中的执行气缸控制处理的程序能够记录在计算机所能够读取的
各种记录介质(例如rom、eeprom、快闪存储器等半导体存储器、磁记录介质、cd-rom、dvd-rom等光盘)中。
95.附图标记说明
96.1、2、3：气缸；1a、2a、3a：活塞杆；5：电磁阀；10：控制装置；11：动作状态判断部；12：电磁阀控制部；51、52、53：电磁阀；61、71：流量传感器；62、72：压力传感器；81：空气供给路径；91：空气排出路径；100：致动器控制系统。

技术特征：

1.一种气动致动器的控制装置，具备：检测器，其配置于从空气供给源去向电磁阀的空气供给路径或来自所述电磁阀的空气排出路径，检测所述空气供给路径中的空气的流量或压力、或者所述空气排出路径中的空气的流量或压力；以及动作状态判断部，其基于以下数据来判断与所述电磁阀连接的气动致动器的动作状态，该数据表示由所述检测器检测到的所述空气供给路径中的空气的流量或压力的变化、或者由所述检测器检测到的所述空气排出路径中的空气的流量或压力的变化。2.根据权利要求1所述的气动致动器的控制装置，其中，还具备电磁阀控制部，所述电磁阀控制部基于由所述动作状态判断部判断出的所述动作状态，来对所述电磁阀发送动作指令。3.根据权利要求2所述的气动致动器的控制装置，其中，所述检测器检测所述空气供给路径或所述空气排出路径中的空气的流量，所述动作状态判断部根据所述电磁阀控制部发送所述动作指令之后的所述流量的时间变动波形下降的定时而判断为所述气动致动器进行的规定动作已结束。4.根据权利要求2所述的气动致动器的控制装置，其中，所述检测器检测所述空气供给路径中的空气的压力，所述动作状态判断部根据所述电磁阀控制部发送所述动作指令之后的所述压力的时间变动波形上升的定时而判断为所述气动致动器进行的规定动作已结束。5.根据权利要求2所述的气动致动器的控制装置，其中，所述检测器检测所述空气排出路径中的空气的压力，所述动作状态判断部根据所述电磁阀控制部发送所述动作指令之后的所述压力的时间变动波形下降的定时而判断为所述气动致动器进行的规定动作已结束。6.根据权利要求3～5中的任一项所述的气动致动器的控制装置，其中，所述电磁阀控制部以所述气动致动器的所述规定动作结束为条件对所述气动致动器发送下一动作指令。7.根据权利要求2所述的气动致动器的控制装置，其中，所述检测器检测所述空气供给路径或所述空气排出路径中的空气的流量，所述电磁阀控制部以以下情形为条件对所述气动致动器发送下一动作指令，该情形是：根据由所述检测器检测到的所述流量求出的、在使所述气动致动器开始规定动作之后流入到所述气动致动器的空气的总量或从所述气动致动器排出的空气的总量相对于基准值达到了规定比例，该基准值作为表示所述气动致动器在进行所述规定动作的情况下消耗的空气的消耗量的值而被预先保持。8.根据权利要求2所述的气动致动器的控制装置，其中，所述电磁阀连接有多个所述气动致动器，所述电磁阀构成为，能够控制从所述空气供给路径向多个所述气动致动器的各个气动致动器的空气供给、以及从多个所述气动致动器的各个气动致动器排出的空气向所述空气排出路径的导入，在多个所述气动致动器并行地动作的情况下，所述动作状态判断部基于以下数据来判断多个所述气动致动器的各个气动致动器的动作状态，该数据表示由所述检测器检测到的
所述空气供给路径中的空气的流量或压力的变化、或者由所述检测器检测到的所述空气排出路径中的空气的流量或压力的变化。9.根据权利要求8所述的气动致动器的控制装置，其中，所述动作状态判断部根据多个所述气动致动器中的任一个气动致动器开始动作之后的所述流量或所述压力的时间变动波形的边沿状的变化的定时判断为多个所述气动致动器中的任一个气动致动器进行的规定动作已结束，并且所述动作状态判断部基于基准值和空气的流量来确定多个所述气动致动器中的已结束所述规定动作的气动致动器，该基准值作为表示多个所述气动致动器的各个气动致动器在进行所述规定动作的情况下消耗的空气的消耗量的值而被预先保持，该空气的流量是从多个所述气动致动器的各个气动致动器开始所述规定动作起直到所述边沿状的变化的定时为止流入到多个所述气动致动器的各个气动致动器的空气的流量或从多个所述气动致动器的各个气动致动器排出的空气的流量。10.根据权利要求1或2所述的气动致动器的控制装置，其中，所述检测器检测所述空气供给路径中的空气的流量，所述动作状态判断部基于表示由所述检测器检测到的所述流量的变化的数据，来求出使所述气动致动器进行了规定动作的情况下的空气的消耗量或动作时间，并在以下的(1)或(2)的情况下判断为所述空气供给路径发生了异常，(1)所求出的所述空气的消耗量超过所述气动致动器进行了所述规定动作的情况下的正常时的空气消耗量，(2)所求出的所述动作时间超过所述气动致动器进行了所述规定动作的情况下的正常时的动作时间。11.根据权利要求1或2所述的气动致动器的控制装置，其中，所述检测器检测所述空气供给路径中的空气的压力，在所述压力的时间变动波形的边沿部分的变化程度相较于正常时的该边沿部分的变化程度变缓的情况下，所述动作状态判断部判断为所述空气供给路径发生了异常。12.根据权利要求1或2所述的气动致动器的控制装置，其中，所述检测器检测所述空气供给路径中的空气的流量和压力，所述动作状态判断部基于表示由所述检测器检测到的所述流量的变化的数据，来求出使所述气动致动器进行了规定动作的情况下的空气的消耗量或动作时间，在所求出的所述空气的消耗量与所述气动致动器进行了所述规定动作的情况下的正常时的空气消耗量相等、但是所求出的所述动作时间超过所述气动致动器进行了所述规定动作的情况下的正常时的动作时间的情况下，所述动作状态判断部判断为所述空气供给路径发生了异常。

技术总结

提供一种能够避免在使用自动开关的情况下可能发生的布线等的繁杂化的气动致动器的控制装置。一种气动致动器的控制装置(10)，具备：检测器(61、62、71、72)，其配置于从空气供给源去向电磁阀(5)的空气供给路径或来自电磁阀(5)的空气排出路径，检测空气供给路径中的空气的流量或压力、或者空气排出路径中的空气的流量或压力；以及动作状态判断部(11)，其基于以下数据来判断与电磁阀(5)连接的气动致动器的动作状态，该数据表示由检测器检测到的空气供给路径中的空气的流量或压力的变化、或者由检测器检测到的空气排出路径中的空气的流量或压力的变化。或压力的变化。或压力的变化。