シリンダのプロポーショナル圧力制御におけるヒステリシスループ
比例圧力制御におけるヒステリシスは、圧力指令の増加時と減少時におけるシステム応答の差異を指し、出力圧力が入力信号に遅れて反応するループ状のグラフを生成する。これによりデッドゾーン、位置決め誤差、およびフルスケールの5~10%に達する可能性のある力制御の不正確さが生じる。.
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比例圧力制御におけるヒステリシスは、圧力指令の増加時と減少時におけるシステム応答の差異を指し、出力圧力が入力信号に遅れて反応するループ状のグラフを生成する。これによりデッドゾーン、位置決め誤差、およびフルスケールの5~10%に達する可能性のある力制御の不正確さが生じる。.
空気の圧縮性は、サーボ空気圧制御ループに非線形で圧力依存性のばね効果をもたらし、位相遅れを引き起こし、固有振動数を低下させ、位置依存性の動特性を生じさせる。安定した高性能制御を実現するには、専用のモデリングと補償戦略が必要となる。.
空気圧シリンダのデッドバンドとは、静摩擦力により微小な入力圧力変化がゼロ出力動作を生じる非線形領域である。このデッドゾーンは通常、制御信号全体の5~15%の範囲に及び、位置決め精度に深刻な影響を及ぼす。これにより自動化システムにおいてオーバーシュート、振動、および不安定なサイクルタイムが発生する。.
チューブコンプライアンスとは、空気圧ホースやチューブが圧力変化下で生じる弾性的な伸縮を指し、これは空気圧シリンダの位置決め剛性を直接低下させる。 典型的な8mmポリウレタンチューブ10m区間では、システム剛性が40~60%低下し、負荷変動下で2~5mmの位置偏差を生じさせる。このコンプライアンス効果は、長距離配管や大容量チューブを有する空圧システムにおいて、位置決め精度を制限する主要因となる。.
デジタル空圧バルブおよびシリンダー向けのPWM制御は、高速なオン・オフ切り替え信号を用いて空気流量、圧力、シリンダー速度を極めて精密に調節します。デューティサイクル(オン時間の総サイクル時間に対する比率)を調整することで、エンジニアは可変速度制御、最大40%の省エネルギー効果、高価な比例弁を必要としない滑らかな動作プロファイルを実現できます。.
空気圧スライドにおけるオーバーシュートは、キャリッジが目標位置を超えて移動した後、安定するまでの現象である。一方、セトリングタイムは、システムが許容誤差範囲内で安定した位置に到達し維持するまでの所要時間を測定する。一般的な高速ロッドレスシリンダーシステムでは、5~15mmのオーバーシュートと50~200msのセトリングタイムが発生するが、適切な緩衝、圧力最適化、制御戦略により、これらを60~80%削減できる。.
力制御モードは、スマートシリンダの圧力または出力力を調整し、位置に関係なく一定の押す/引く力を維持します。プレス、クランプ、組立作業に最適です。位置制御モードは、ストロークに沿ったキャリッジの正確な位置の達成と維持に重点を置き、ピックアンドプレイス、選別、位置決めタスクに最適です。選択は、アプリケーションがシリンダの作用における「力の強さ」と「正確な位置」のどちらを優先するかによって決まります。.
差圧検知は、チャンバーAとチャンバーBの圧力差を監視することでシリンダーのストローク終端位置を検出する。ピストンがいずれかの端に達すると、作動室の圧力が急上昇する一方、排気室はほぼ大気圧まで低下し、これにより特徴的な圧力パターンが生じる。このパターンは、シリンダー本体に物理的なスイッチ、磁石、センサーを一切取り付けずに、確実に位置を示す。.
二重ループ制御戦略は、複数の空圧シリンダーを同期させるために二つの入れ子状のフィードバックループを用いる。内側の速度ループは比例弁変調により個々のシリンダー速度を制御し、外側の位置ループはシリンダー位置を比較して速度設定値を調整し、同期誤差を最小化する。この構成は、ストローク長3メートルまでで通常±0.5mm~±2mmの同期精度を達成する。これは基本空圧システムの±10~50mmと比較して大幅な改善である。.