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白でもなく黒でもない

素(白)人と玄(黒)人の間にいる僕自身が、白黒はっきりさせずに曖昧な感じで気楽に、方向性を決めない雑記ブログを目指します。

エアシリンダを中間停止させる方法について調べてみました

はじめに

精度良くシリンダを中間停止させたい場合は、電動シリンダを使用する方法が思い浮かびますが、そこまで精度を必要としない場合はエアシリンダで中間停止させることができます。ここではエアシリンダで中間停止させる方法を整理してみます。
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エアシリンダを中間停止させる方法

ロッドレスシリンダを使いバルブ切替で停止させる

オーバーランを生じ停止精度はあまり高くありませんが、ロッドレスシリンダに3位置バルブを使用するなどでエアシリンダを中間停止させることができます。具体的なエア回路の組み方はSMC(株)のホームページで確認することができます。

1.三方弁(3ポートバルブ)を2ケ使用する
ロッドレスシリンダの両方のポートにそれぞれ3ポートの2位置バルブを使用する方法です。中間停止させるときはロッドレスシリンダの両方のポートにエア圧をかけ、圧力バランスを取ることで中間停止させることができます。
ロッドレスシリンダの両方のポートの圧力を開放する方法でも中間停止させることができますが、外力が働いたときに容易にエアシリンダは移動してしまいます。

ロッドレスシリンダの両方に圧力をかけたとしても外力で移動はしますが、外力が重力のように一定方向で大きさが同じ場合は、一方にレギュレータ(減圧弁)を設けることで圧力バランスを取ることで中間停止させることが可能です。

ロッドレスシリンダで中間停止させる場合はこの方法が一番確実だと思います。

2.プレッシャセンタバルブを使用する
プレッシャセンタバルブとは、3位置バルブの中央で双方のポートにエア圧をかけるバルブです。中間停止させたいときに電磁バルブをOFFすることでスプリングの力でバルブは中央位置に切替わり、ロッドレスシリンダを中間停止させることができます。

三方弁(3ポートバルブ)を2ケ使用する場合と同様に、中間停止中に外力が働くとロッドレスシリンダは移動してしまいますが、この方法ではレギュレータで圧力バランスを取ることはできません。

3.クローズドセンタバルブ(センターオールポートブロックバルブ)を使用する
クローズドセンタバルブとは、3位置バルブの中央で全てのポートを閉じるバルブです。クローズドセンタに切替わった直後はロッドレスシリンダの両方のポートでエア圧力はバランスが取れて中間停止しますが、時間経過と共にエアのリーク量の差から圧力バランスは崩れ、ロッドレスシリンダは移動してしまいます。この方法では中間停止を維持することができません。

4.エキゾーストセンタバルブ(センターオールポートオープンバルブ)を使用する
エキゾーストセンタバルブとは、3位置バルブの中央で全てのポート圧を開放するバルブです。ロッドレスシリンダの両方のポートでエア圧ゼロとなり中間停止させることはできますが、外力が働くと容易に動いてしまいます。

中間停止付エアシリンダを使う

精度良く中間停止をさせたい場合は、CKD(株)より販売されている中間停止付エアシリンダを使用する方法があります。エアシリンダにブレーキが設けられており、ブレーキ回路にエア圧をかけることでブレーキをONし、エアシリンダを中間停止させることができます。
ブレーキにより保持力があるため、外力が加わっても中間停止を維持することができ、落下防止用途としても使用することが可能です。
中間停止の繰返し精度は+/-1㎜以下となっています。

3ポジションエアシリンダを使う

多点での中間停止というわけではありませんが、3ポジションのエアシリンダを使用することで精度良く中間停止させることができます。3ポジションエアシリンダはSMC(株)より販売されており、中間停止位置は注文時に任意に指定することができます。
中間停止の繰返し精度は+/-0.02mm以下となっています。

さいごに

電動シリンダに頼らないエアシリンダでの中間停止についてまとめてみました。停止精度は電動シリンダより劣りますが、エアシリンダで十分なことも多くあると思います。参考になれば幸いです。