速度制御
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速度制御弁(スピードコントローラ)
アクチュエータの速度制御は、速度制御弁(スピードコントローラ)を使用して行う。 空気圧システムは、空気の圧縮性のため速度の制御が難しいが、メ一タアウト制御とメータイン制御の2種類の制御回路を、それぞれの性質を理解して設置し行う。
最大速度の設定は、最大流量は供給側の能力に、運動エネルギーは装置への衝撃に大きな影響を与えるため、必要十分な速度以下に留めたい。
スピードコントローラーはあくまでも流れだけを絞る物です。 水道の蛇口と原理は同じです。 従い圧力を絞ることはできません
たまに混同している人を見かけます。 かくいう私も電気の電流、電圧の関係(オームの法則)が未だに活用できていませんが
構造
速度制御弁は、アクチュエータの作動速度を調節するものとして広く使われている制御弁であり、図のように絞り弁と逆止め弁が並列に組み合わされた構造です。
右の回路記号の丸い玉がシリンダー側にするとメータアウトになります。
右の例で説明すると右から左へ流れるエアーは玉がエアーで押されて回路をふさぎ 絞り弁のところしか通らなくなります。
逆に左から右の時はエアーで玉がV字から離れてエアーは絞り弁もこちら側(チェック側)も通ることができて フリー状態になります。
回路構成
一般に空気圧アクチュエータの速度制御に、方向制御弁と空気圧アクチュエータの間に用いられる。
図はその基本的な回路例である。
速度制御の方式には2通りあって、一方は『メータアウト回路』と呼ばれ、空気圧シリンダの排出空気量を調節する制御方式である。
もう一方は『メータイン回路』と呼ばれ、シリンダに流入する空気量を調節する制御方式である。
この2通りの制御方式は、アクチ ュエータの負荷や制御条件によって使い分けられる。
一般には制御性のよい『メータアウト回路』が多く用いられる。 制御性がよい理由としては、この回路では流入側が絞られることなく十分な空気量が供給され、排気側は絞り弁 によって高い背圧が確保される。
そのため、ピストンの移動途中で負荷や抵抗が変化しても速度への影響が少ない。
このように『メータアウト回路』は、負荷の変動に対し比較的安定した速度が得られる。
メータアウト回路例
メータアウト制御の特徴
1,調整しやすい。 負荷の変動に対して速度が安定する。
2,垂直方向でも制御できる。
3,排気側の圧縮空気がないと制御できない。(飛び出し現象の発生)
2ポート弁を使用しているときは問題ないが3ポート弁を使用していると長時間動作しない場合(お昼休みなど)シリンダーから空気が漏れてしまい、動作を再開する時に絞るべき空気が無くシリンダーが飛び出してしまう場合がある。 色々と対策はあるが動作前に今、動作限にいる側にエアーを再供給した後、反対側にエアーを入れるように電気の制御側で対応する場合もある。(制御が複雑になるのであまり、推奨はしません)
メーターアウトの場合スピコン(スピードコンとローター)のチェック弁のマークの○がシリンダー側に来ると覚えておきましょう。
メーターアウトの制御は空気圧に適用され、油圧には、メーターインがよくしようされます。
油圧の場合流体が縮まないので入り口を絞ることで十分制御が可能です。 また、出側で絞ることでただでさえ高圧になる配管、アクチュエーターに負担をかけることをさけることができます。
メータイン回路例
メータイン制御の特徴
1,排気側条件に左右されない。
2, 動き出しが早い。
3,負荷の変動に弱い。 外力や負荷の慣性の作用を受けやすく、垂直方向は制御が難しい。
4,排気が急激に行われ断熱膨張が発生し、結露を発生する事がある。
5,エアクッションが使用しにくい。
流量制御弁の使用上の注意
1,流量制御弁は、極力制御対象の近くに取り付けることが制御性の面から好ましく、途中の配管の容量が大きいと結果的にアクチュエータの容量と合算した空気量を制御することになり、制御性が悪くなる。
2,一般に空気アクチュエータの口径に合わせて流量制御弁が選定されるやすいが、流量特性・自由流れの最大流量なども考慮する。
3,流量〔速度〕調整が終わったら、固定ナットで絞り調節ねじを固定する。