(57)【要約】【課題】部品に振動を与える部品供給機の制御装置において、微小な負荷電力をより高精度に検出することが可能な部品供給機の制御装置を提供する。【解決手段】制御装置１０１は、電磁石４の磁力によって部品に振動を与える部品供給機２０１を制御する制御装置であって、電磁石４に電力を供給する電力供給部６１と、電磁石４を通して流れる電流を検出する電流検出部３２と、記憶部３５と、電力供給部６１が電磁石４に電力を供給していない時に電流検出部３２によって検出された電流の値をオフセット値として記憶部３５に保存し、電力供給部６１が電磁石４に電力を供給している時に電流検出部３２によって検出された電流の値を、記憶部３５に保存されているオフセット値に基づいて補正する制御部３４とを備える。【選択図】図１
2010126304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁石の磁力によって部品に振動を与える部品供給機を制御する制御装置であって、
前記電磁石に電力を供給する電力供給部と、
前記電磁石を通して流れる電流を検出する電流検出部と、
記憶部と、
前記電力供給部が前記電磁石に電力を供給していない時に前記電流検出部によって検出された電流の値をオフセット値として前記記憶部に保存し、前記電力供給部が前記電磁石に電力を供給している時に前記電流検出部によって検出された電流の値を、前記記憶部に保存されている前記オフセット値に基づいて補正する制御部とを備える部品供給機の制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記電力供給部が前記電磁石に電流を供給している時に前記電流検出部によって検出された電流の値から前記記憶部に保存されている前記オフセット値を減算し、前記減算結果に基づいて過負荷を検出する請求項１に記載の部品供給機の制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記制御装置が前記部品供給機の運転を開始する前に前記電流検出部によって検出された電流の値をオフセット値として前記記憶部に保存する請求項１に記載の部品供給機の制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記電力供給部にＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御信号を与えることにより前記電磁石への電力を制御し、複数のタイミングにおいて前記電流検出部によって検出された電流の中から、前記ＰＷＭ制御信号のタイミングに基づいて前記オフセット値とすべき電流値を選択する請求項１に記載の部品供給機の制御装置。
【請求項５】
前記電流検出部は、ホール素子を含み、前記電磁石を通して流れる電流を前記ホール素子によって検出する請求項１に記載の部品供給機の制御装置。
【請求項６】
電磁石の磁力によって部品に振動を与える部品供給機を制御する制御装置であって、
前記電磁石に電力を供給する電力供給部と、
前記電磁石における電圧を検出する電圧検出部と、
記憶部と、
前記電力供給部が前記電磁石に電力を供給していない時に前記電圧検出部によって検出された電圧値をオフセット値として前記記憶部に保存し、前記電力供給部が前記電磁石に電力を供給している時に前記電圧検出部によって検出された電圧値を、前記記憶部に保存されている前記オフセット値に基づいて補正する制御部とを備える部品供給機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品供給機の制御装置に関し、特に、電磁石の磁力によって部品に振動を与える部品供給機を制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
振動フィーダは、ボールと呼ばれる部品の搬送路をばねなどによって支持し、電磁石を間欠的に駆動することによってボールを振動させ、ボール上の部品に振動を与えて形状および向きを揃えて送り出すように構成されている。このような振動により部品を供給する部品供給機を制御するための制御装置において、過負荷等の異常を検出するために負荷電流を検出する技術が開発されている。
【０００３】
たとえば、特許第３８１５８４５号公報（特許文献１）には、部品供給機の制御装置において、電流検出回路を利用して過負荷保護を行なう構成が開示されている。すなわち、電磁石を断続して部品に振動を与え、該部品の形状または方向を整列させて供給するための振動フィーダの制御装置であって、データを入力するための入力手段、上記電磁石に流れる電流を検出するための電流検出手段、上記電磁石に可変周波数の電圧を供給するための電圧供給手段、周波数対電圧特性データを記憶するための記憶手段、および上記入力手段によって定格電流値が入力されたことに応じて、上記電圧供給手段から出力される電圧の周波数を変えながら上記電流検出手段によって上記定格電流以上の電流が検出されない出力電圧の最大値を求め、周波数対電圧特性データを生成して上記記憶手段に記憶させ、上記入力手段から周波数が入力されたことに応じて、対応する電圧の値を上記記憶手段から読み出し、その電圧を最大値として設定された電圧と比較し、低い方の電圧を上記電圧供給手段から出力させる演算制御手段を備える。
【０００４】
また、電流検出回路の一例として、たとえば、特開２００６−２６２６７７号公報（特許文献２）には、以下のような構成が開示されている。すなわち、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御されるモータの電源側にシャント抵抗を接続し、ＰＷＭ波形に対応して変化するシャント抵抗の両端電圧差を増幅してマイコンに入力する。ＰＷＭオフ期間での電圧とＰＷＭオン期間での電圧とを検出し、両電圧差に基づいてモータ電流を算出する。これにより、温度変化によるオフセット電圧のずれによる電流検出誤差を無くすことができるため、高価な高精度抵抗を用いることなく、オフセット電圧のずれの影響を受けることのない高精度な電流検出回路の低廉化を実現できる。
【０００５】
ところで、部品供給機を制御するための制御装置では、微小な負荷電流をより高精度に検出することが要求される。しかしながら、特許文献２記載の電流検出回路では、電流検出回路に起因する個体間誤差すなわち部品の個体差もマイコン等の過負荷検出部へそのまま伝達されるため、誤差の原因となってしまう。電流検出回路において得られた電流信号が十分なレベルを有していれば問題はないが、微小なレベルの電流信号の場合には、個体間誤差の値が検出電流値に近いか、あるいは逆に大きくなってしまい、精度が得られなくなってしまう。
【０００６】
このような問題点を解決する構成の一例として、たとえば、特開２００７−６５６６号公報（特許文献３）には、以下のようなモータ制御装置が開示されている。すなわち、モータへ駆動電流を供給するためのスイッチ回路と、上記駆動電流を検出して電圧に変換するための電流検出回路と、上記電流検出回路により変換された上記電圧を増幅するための増幅回路とを有するモータ制御装置であって、上記モータ制御装置は、上記増幅回路の入力オフセットを補正する手段を備える。
【特許文献１】特許第３８１５８４５号公報
【特許文献２】特開２００６−２６２６７７号公報
【特許文献３】特開２００７−６５６６号公報
【特許文献４】特開２００５−２３１８２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献３記載の構成では、オフセットを打ち消すための切り替えスイッチを追加する必要があり、コストが増大してしまう。
【０００８】
また、特許文献３記載の構成のように負荷がモータである場合には、モータと１対１で制御回路が使用されるため、電流検出範囲もそれほど広くならない。しかしながら、負荷を部品供給機とする場合には、種々の定格の負荷が使用されるため広い電流検出範囲が必要となり、負荷を通して流れる微小な駆動電流を検出する場合、検出の分解能を上げるために個体間誤差を補正する必要がある。
【０００９】
ここで、負荷電流が微小領域になってくると回路および部品が元々持っているオフセットが問題になってくる。たとえば、電流を電圧に変換して検出を行なう電流検出回路では、検出素子およびオペアンプなどがオフセットの主な原因となる。そして、このオフセット値にはバラツキがあるため、設計段階でゼロにすることは困難であることから、通常は精度を犠牲にしてこのオフセットを無視するか、あるいは製造段階で１台ずつ調整してオフセットを０（ゼロ）にする必要がある。
【００１０】
しかしながら、測定電流を電圧値に換算した場合に、１Ｖ以上となるような十分に高いレベルが得られる場合には、１０ｍＶ程度のオフセットがあったとしても問題にならないが、測定値が２０〜３０ｍＶ程度の電圧値になってくると、このオフセットによる誤差が測定値の半分近くを占めるため、精度が大幅に狂ってしまう。このため、負荷を通して流れる電流が微小な場合には、精度的に過負荷保護機能を利用することが不可能である。
【００１１】
また、このオフセットは部品の個体差によって変わるため、測定値を固定値によって補正しても改善効果は少ない。
【００１２】
また、小型モータなどでは使用電圧が低いため、電流値をそのまま読み込むことができるが、上記のような部品供給機では使用電圧が高く、部品供給機とマイコン等との間に絶縁アンプを挿入する必要があるため、このオフセットによる誤差がさらに大きくなってしまう。
【００１３】
それゆえに、本発明の目的は、部品に振動を与える部品供給機の制御装置において、微小な負荷電力をより高精度に検出することが可能な部品供給機の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる部品供給機の制御装置は、電磁石の磁力によって部品に振動を与える部品供給機を制御する制御装置であって、電磁石に電力を供給する電力供給部と、電磁石を通して流れる電流を検出する電流検出部と、記憶部と、電力供給部が電磁石に電力を供給していない時に電流検出部によって検出された電流の値をオフセット値として記憶部に保存し、電力供給部が電磁石に電力を供給している時に電流検出部によって検出された電流の値を、記憶部に保存されているオフセット値に基づいて補正する制御部とを備える。
【００１５】
好ましくは、制御部は、電力供給部が電磁石に電流を供給している時に電流検出部によって検出された電流の値から記憶部に保存されているオフセット値を減算し、減算結果に基づいて過負荷を検出する。
【００１６】
好ましくは、制御部は、制御装置が部品供給機の運転を開始する前に電流検出部によって検出された電流の値をオフセット値として記憶部に保存する。
【００１７】
好ましくは、制御部は、電力供給部にＰＷＭ制御信号を与えることにより電磁石への電力を制御し、複数のタイミングにおいて電流検出部によって検出された電流の中から、ＰＷＭ制御信号のタイミングに基づいてオフセット値とすべき電流値を選択する。
【００１８】
好ましくは、電流検出部は、ホール素子を含み、電磁石を通して流れる電流をホール素子によって検出する。
【００１９】
またこの発明のさらに別の局面に係わる部品供給機の制御装置は、電磁石の磁力によって部品に振動を与える部品供給機を制御する制御装置であって、電磁石に電力を供給する電力供給部と、電磁石における電圧を検出する電圧検出部と、記憶部と、電力供給部が電磁石に電力を供給していない時に電圧検出部によって検出された電圧値をオフセット値として記憶部に保存し、電力供給部が電磁石に電力を供給している時に電圧検出部によって検出された電圧値を、記憶部に保存されているオフセット値に基づいて補正する制御部とを備える。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、部品に振動を与える部品供給機の制御装置において、微小な負荷電流をより高精度に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２２】
＜第１の実施の形態＞
［構成および基本動作］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る部品供給機の制御装置の構成を示す図である。
【００２３】
図１を参照して、制御装置１０１は、電力供給部６１と、電圧検出回路３１と、過電流検出回路３３と、ＣＰＵ（制御部）３４と、操作パネル３８と、出力電圧設定器３９と、定格電流設定器４０と、ゲート駆動回路４１とを備える。電力供給部６１は、交流電源１と、交流／直流変換回路２と、直流／交流変換回路３と、コンデンサ６とを含む。直流／交流変換回路３は、電流検出回路３２と、電力供給回路ＤＵとを含む。ＣＰＵ３４は、メモリ３５と、減算器３６と、過負荷検出器３７とを含む。操作パネル３８は、表示部４２と、操作部４３とを含む。
【００２４】
部品供給機２０１は、電磁石４と、ボール５とを備え、電磁石４の磁力によってボール５を介して部品に振動を与えることにより、部品の形状または方向を整列させて供給する。電力供給部６１は、電磁石４に交流電力を供給する。電磁石４は、供給された交流電力によって間欠的に駆動されてボール５を振動させる。
【００２５】
電力供給部６１において、交流電源１は、交流電力を交流／直流変換回路２に供給する。交流／直流変換回路２は、交流電源１から供給された交流電力を直流電力に変換する。交流／直流変換回路２によって変換された直流電力は、コンデンサ６に蓄えられる。直流／交流変換回路３は、ゲート駆動回路４１から受けたゲート制御信号に基づいて、コンデンサ６に蓄えられた直流電力をスイッチング動作によって交流電力に変換し、電磁石４に供給する。
【００２６】
電圧検出回路３１は、交流／直流変換回路２から出力される直流電圧を検出し、検出結果を示す信号をＣＰＵ３４へ出力する。
【００２７】
電流検出回路３２は、電磁石４を通して流れる電流を検出し、検出結果を示す信号を過電流検出回路３３およびＣＰＵ３４へ出力する。
【００２８】
出力電圧設定器３９は、ＣＰＵ３４に接続され、直流／交流変換回路３から出力される電圧をＣＰＵ３４に設定する。
【００２９】
定格電流設定器４０は、ＣＰＵ３４に接続され、直流／交流変換回路３から電磁石４に供給される電流の定格値をＣＰＵ３４に設定する。
【００３０】
なお、出力電圧設定器３９および定格電流設定器４０は操作パネル３８に設けるようにしてもよい。
【００３１】
減算器３６は、通常は出力電圧設定器３９によって設定された出力電圧に基づいてＰＷＭ制御信号をゲート駆動回路４１へ出力する。そして、ゲート駆動回路４１は、減算器３６から受けたＰＷＭ制御信号に基づいて、直流／交流変換回路３へゲート制御信号を出力する。
【００３２】
過負荷検出器３７は、電流検出回路３２によって検出された電流と定格電流設定器４０によって設定された定格電流とを比較し、電流検出回路３２で検出された電流が定格電流設定器４０によって設定された定格電流を上回ると、過負荷信号を減算器３６へ出力する。
【００３３】
減算器３６は、過負荷検出器３７から過負荷信号を受けると、ＰＷＭ制御信号が示すゲート駆動回路４１への指令値を所定の割合で小さくする減算動作を、過負荷検出器３７から過負荷信号を受けなくなるまで繰り返す。そして、減算器３６は過負荷検出器３７から過負荷信号を受けなくなると、ＰＷＭ制御信号が示すゲート駆動回路４１への指令値を、出力電圧設定器３９によって設定された出力電圧に対応する値になるように戻す。その後、減算器３６は、過負荷検出器３７から過負荷信号を受けると再び上記のような減算動作を行なう。このようにして、直流／交流変換回路３の出力電流と定格電流とが等しくなるように直流／交流変換回路３の出力電圧が調整される。
【００３４】
また、直流／交流変換回路３の出力電流が定格電流以下である場合には、出力電圧設定器３９によって設定された出力電圧に基づいて運転が行なわれる。短絡が生じた場合には、過電流検出回路３３が短絡を検出し、検出結果を示す信号をＣＰＵ３４へ出力する。ＣＰＵ３４は、過電流検出回路３３から検出信号を受けて、ゲート駆動回路４１へのＰＷＭ制御信号の出力を停止したり、運転停止信号を各部へ出力したりする。
【００３５】
操作パネル３８はＣＰＵ３４に接続されている。操作パネル３８における表示部４２は、部品供給機２０１に供給される交流電圧の周波数および振幅をデジタル値で表示するとともにエラー時にはエラーの内容を表示する。操作パネル３８における操作部４３にはアップダウンキーが設けられていて、このアップダウンキーを操作することによって、周波数および振幅の調整が行なわれる。
【００３６】
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る部品供給機の制御装置における電流検出回路および電力供給回路の構成を示す図である。
【００３７】
図２を参照して、電流検出回路３２は、絶縁アンプＡ１と、差動増幅器Ａ２と、抵抗Ｒ１〜Ｒ６と、シャント抵抗Ｒｓと、コンデンサＣ１とを含む。電力供給回路ＤＵは、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２を含む。
【００３８】
シャント抵抗Ｒｓは、電位Ｖ＋および抵抗Ｒ１の第１端に接続された第１端と、電力供給回路ＤＵにおけるトランジスタＴｒ１のドレインに接続された第２端とを有する。絶縁アンプＡ１は、抵抗Ｒ１の第２端、抵抗Ｒ２の第１端およびコンデンサＣ１の第１端に接続されたプラス側入力端子Ｖｉｎ＋と、シャント抵抗Ｒｓの第２端、抵抗Ｒ２の第２端およびコンデンサＣ１の第２端に接続されたマイナス側入力端子Ｖｉｎ−と、電源電位Ｖｄｄに接続された電源端子Ｖｄｄ１と、接地電位Ｖｓｓおよびマイナス側入力端子Ｖｉｎ−に接続されたグランド端子ＧＮＤ１と、抵抗Ｒ３の第１端に接続されたマイナス側出力端子Ｖｏｕｔ−と、抵抗Ｒ４の第１端に接続されたプラス側出力端子Ｖｏｕｔ＋と、電源電位Ｖｃｃに接続された電源端子Ｖｄｄ２と、接地電位Ｖｅｅに接続されたグランド端子ＧＮＤ２とを有する。差動増幅器Ａ２は、抵抗Ｒ３の第２端および抵抗Ｒ５の第１端に接続された反転入力端子と、抵抗Ｒ４の第２端および抵抗Ｒ６の第１端に接続された非反転入力端子と、抵抗Ｒ５の第２端およびＣＰＵ３４に接続された出力端子と、電源電位Ｖｃｃに接続された電源端子と、接地電位Ｖｅｅおよび抵抗Ｒ６の第２端に接続された電源端子とを有する。
【００３９】
電力供給回路ＤＵにおいて、トランジスタＴｒ１は、シャント抵抗Ｒｓの第２端に接続されたドレインと、電磁石４の第１端に接続されたソースと、ゲートとを有する。トランジスタＴｒ２は、電磁石４の第２端に接続されたドレインと、電位Ｖ−に接続されたソースと、ゲートとを有する。
【００４０】
以下、電位Ｖ＋およびシャント抵抗Ｒｓの第１端の接続ノードをノードａと称し、シャント抵抗Ｒｓの第２端および電力供給回路ＤＵの接続ノードをノードｂと称し、抵抗Ｒ１の第２端、抵抗Ｒ２の第１端、コンデンサＣ１の第１端および絶縁アンプＡ１のプラス側入力端子Ｖｉｎ＋の接続ノードをノードｃと称し、抵抗Ｒ３の第２端、抵抗Ｒ５の第１端および差動増幅器Ａ２の反転入力端子の接続ノードをノードｄと称し、抵抗Ｒ４の第２端、抵抗Ｒ６の第１端および差動増幅器Ａ２の非反転入力端子の接続ノードをノードｅと称し、差動増幅器Ａ２の出力端子および抵抗Ｒ５の第２端の接続ノードをノードｆと称する。
【００４１】
部品供給機２０１の電磁石４に流れる電流は、電位Ｖ＋からシャント抵抗Ｒｓを通り、トランジスタＴｒ１で制御され、電磁石４を通った後にトランジスタＴｒ２を通ってＶ−側に戻っていく。
【００４２】
電流がシャント抵抗Ｒｓを通ると、電圧降下により、この電流の値に比例した電圧がノードａおよびノードｂ間に発生する。
【００４３】
絶縁アンプＡ１は、ノードａおよびノードｂ間に発生した電圧を、ＣＰＵ３４が読み取り可能なレベルを有する電圧に変換して出力する。差動増幅器Ａ２は、絶縁アンプＡ１から受けた電圧を増幅して出力する。
【００４４】
ここで、部品供給機２０１の電磁石４はたとえばＡＣ２００Ｖで駆動される。このため、電磁石４側の回路から読み取った検出電圧をＣＰＵ３４へ入力すると、ＣＰＵ３４が絶縁破壊されて壊れてしまう。制御装置１０１では、絶縁アンプＡ１により、ＣＰＵ３４用の低レベルの電源に検出電圧を合わせるために、電磁石４側の回路とＣＰＵ３４側の回路とを分離して、信号だけを電磁石４側の回路からＣＰＵ３４側の回路へ伝達する。
【００４５】
電流検出回路３２の出力ノードｆは、ＣＰＵ３４のアナログ入力端子に接続されている。ＣＰＵ３４は、アナログ入力端子の電圧を読み取り、電磁石４を通して流れる電流の現在値を表示部４２に表示し、また、過負荷になっていないかどうかのチェックを行なう。より詳細には、ＣＰＵ３４は、差動増幅器Ａ２からの電圧をアナログ入力端子において受けて、デジタル値に変換する。ＣＰＵ３４は、変換したデジタル値を自己の演算器に入れ、このデジタル値に補正係数を掛けることにより、実際に電磁石４を通して流れる電流の値に変換してから、操作パネル３８における表示部４２へ電流値を送って表示する。
【００４６】
ここで、図２に示した回路を構成する部品の定数には個々のばらつきがある。さらに、絶縁アンプおよびオペアンプにはオフセット電圧があり、制御装置１０１ごとに微妙にこのオフセット電圧値が変わってくる。
【００４７】
そこで、本発明の第１の実施の形態に係る制御装置１０１では、以下のようにしてこのばらつきを抑制する。
【００４８】
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る部品供給機の制御装置が検出電流値の補正を行なう際の動作手順を定めたフローチャートである。
【００４９】
図３を参照して、ＣＰＵ３４は、電力供給部６１が電磁石４に電力を供給していない時に電流検出回路３２によって検出された電流の値をオフセット値としてメモリ３５に保存する（ステップＳ２）。
【００５０】
そして、ＣＰＵ３４は、電力供給部６１が電磁石４に電力を供給している時に電流検出回路３２によって検出された電流の値を、メモリ３５に保存されているオフセット値に基づいて補正する（ステップＳ５）。
【００５１】
具体的には、電流検出回路３２は、電磁石４を通して流れる電流を検出し、検出した電流を電圧に変換し、ＣＰＵ３４のアナログ入力端子へ出力する（ステップＳ１）。ＣＰＵ３４は、電源が投入されて起動するとセルフチェックを行ない、回路に異常がないことを確認する。そして、ＣＰＵ３４は、部品供給機２０１の運転を開始する前に電流検出回路３２の出力を読み取り、読み取った値をデジタル値に変換する。ＣＰＵ３４は、変換したデジタル値をオフセット値としてメモリ３５に保存する（ステップＳ２）。
【００５２】
そして、ＣＰＵ３４は、メモリ３５にオフセット値を保存した後、部品供給機２０１の一般的な制御動作を行ない、電流モニタ動作も開始する。ここで、ＣＰＵ３４は、運転条件が揃っている場合には、部品供給機２０１の運転を開始する（ステップＳ３）。
【００５３】
部品供給機２０１の運転開始後、ＣＰＵ３４は、電流検出回路３２が検出した値は瞬時値であるため、この検出値のバラツキを無くすために、電流検出回路３２の検出値の平均値を算出する（ステップＳ４）。そして、ＣＰＵ３４は、算出した平均値から、メモリ３５が記憶しているオフセット値を減算することにより、回路のばらつきに起因する誤差を補正する（ステップＳ５）。
【００５４】
これを式を用いて説明する。シャント抵抗Ｒｓにおける電圧降下値をＶｓとし、オフセット電圧をＶｏｆｆとし、αを電流検出回路３２の増幅係数とすると、部品供給機２０１の運転時における検出値Ｖｉは以下の式で表わされる。
【００５５】
Ｖｉ＝Ｖｓ×α＋Ｖｏｆｆ
電源投入後かつ部品供給機２０１の運転前においてはＶｓ＝０であるため、検出値Ｖｉは以下の式で表わされる。
【００５６】
Ｖｉ＝Ｖｏｆｆ
部品供給機２０１の運転時においては、ＣＰＵ３４による誤差補正演算により、検出値Ｖｉは、以下のように補正される。
【００５７】
Ｖｉ＝Ｖｓ×α＋Ｖｏｆｆ‐Ｖｏｆｆ＝Ｖｓ×α
なお、ＣＰＵ３４は、検出電流値の平均値からメモリ３５が記憶しているオフセット値を減算した結果が負の値になったときは、減算結果をゼロにする。
【００５８】
さらに、ＣＰＵ３４は、誤差補正後の値に補正係数を掛けることにより、誤差補正後の値を実際に電磁石４を通して流れる電流の値に補正し、補正した電流値をメモリ３５が含む表示用メモリおよび現在値メモリに記憶する。
【００５９】
メモリ３５の表示用メモリに記憶された電流値は必要に応じて操作パネル３８の表示部４２に表示され、オペレータが読み取ることが可能となる。
【００６０】
また、過負荷検出器３７は、現在値メモリに記憶された電流値と、定格電流設定器４０によって設定された閾値すなわち定格電流とを常に比較し、現在値メモリに記憶された電流値が閾値を超えると過電流警報を表示および出力したり、過電流状態を解消するための制御動作を実施したりする。
【００６１】
このように、ＣＰＵ３４は、電源投入後のセルフチェックが終了した後であって部品供給機２０１の運転開始前に、電流検出回路３２からの検出電流値を取り込み、取り込んだ値をオフセット値として記憶する。そして、ＣＰＵ３４は、部品供給機２０１の運転時、電流検出回路３２からの検出電流値を読み取り、読み取った値から記憶しているオフセット値を差し引く。ＣＰＵ３４は、差し引いた値を電流値に換算する。これにより、電磁石４を通して流れる電流の検出結果に対するオフセットの影響を無くすことができる。
【００６２】
ＣＰＵ３４は、電源投入時に毎回オフセット値を更新するため、最新の状態のオフセット値を用いることができ、検出精度をさらに向上させることができる。また、検出電流が微小な領域における誤差が少なくなるので、電流モニタ可能な範囲を広げることができる。また、検出電流が微小な領域でも過電流保護機能を精度良く動作させることが可能となる。
【００６３】
なお、ＣＰＵ３４は、補正係数を掛けてからの値をオフセット値としてメモリ３５に記憶してもよい。
【００６４】
また、ＣＰＵ３４による補正係数を用いた演算は、単なる四則演算だけでなく、２次関数および指数を用いた演算であってもよい。また、補正係数は、部品供給機２０１の種類に応じて変えてもよい。
【００６５】
また、ＣＰＵ３４がオフセット値を取り込むタイミングは、セルフチェックの前であってもよいし、セルフチェックと同時であってもよい。
【００６６】
また、ＣＰＵ３４がセルフチェックを行なわない構成であってもよい。すなわち、ＣＰＵ３４がオフセット値を取り込むのは製造後１回だけでもよいし、今回のように電源投入時にオフセット値を取り込んでもよいし、運転停止時に定期的にオフセット値を更新してもよいし、ユーザが必要と感じたときには手動操作でオフセット値の更新を行なってもよい。
【００６７】
また、ＣＰＵ３４は、ＰＷＭ制御信号に対応するゲート制御信号をゲート駆動回路４１に与えることにより電磁石４への電力を制御している。ここで、ＣＰＵ３４は、複数のタイミングにおいて電流検出回路３２によって検出された電流の中から、ＰＷＭ制御信号のタイミングに基づいてオフセット値とすべき電流値を選択してもよい。
【００６８】
図４は、オフセット値を取り込むためのＰＷＭ制御信号および電力供給部の供給電流の一例を示す図である。
【００６９】
図４を参照して、たとえば、ＣＰＵ３４は、ＰＷＭの制御タイミングに合わせ、ＰＷＭ制御信号の半周期分など任意時間においてＰＷＭ制御信号のパルス電圧をオフする期間ＴＦを設け、この期間ＴＦにおいてオフセット値を取り込んで更新してもよい。このように、オフセット値の更新回数を増やすことにより、制御装置１０１の周囲温度の変化およびシャント抵抗の温度上昇による抵抗値の変化なども相殺することができるため、検出精度を上げることができる。
【００７０】
ここで、特許文献２には、キャリアを使わないＰＷＭ制御が記載されている。振動機の制御の場合は制御性および騒音対策のため、キャリアを使った正弦波ＰＷＭ制御が一般的に採用される。このため、電磁石の応答性の関係から特許文献２のようにＰＷＭの１波形（図４ではＷで示す期間）ごとに供給電流オフ時の電流値を検出することは不可能となっている。これは、ＰＡＭ（Pulse Amplitude Modulation）制御も同様である。また、電圧と電流は位相がずれるため、電流がゼロ点を交差するタイミングを正確に検出することは困難である。
【００７１】
しかしながら、制御装置１０１では、図４に示すように、ＰＷＭ制御信号の半周期に相当する期間ＴＦにおいてパルス電圧をオフするため、電力供給部６１からの供給電流がゼロになる期間を確実に設けることができる。ここで、ＰＷＭ制御信号の半周期だけパルス電圧をオフしても部品供給機２０１の振動には影響がない。
【００７２】
また、ＣＰＵ３４がオフセット値を上記のように直接取り込まずに、特開２００５−２３１８２６号公報（特許文献４）に記載されているように部品供給機２０１の型式データにオフセット値を入れておき、このオフセット値を自動で選択する方法もある。しかしながら、この場合は回路個体間のオフセット補償ができないので精度の改善効果は少ない。
【００７３】
また、ＣＰＵ３４は、検出電流値の平均を算出する構成であるとしたが、電流検出回路３２とＣＰＵ３４との間に電流検出回路３２の出力電圧を平均化する積分フィルタなどを設ける構成であってもよい。また、演算の基本データをピーク値などに揃えておけば、平均化処理を行なう必要はないし、実効値を基本データとして演算を行なっても構わない。
【００７４】
なお、電磁石４を通して流れる電流を検出する構成は、たとえば以下の図５〜図７に示すようなものが考えられる。
【００７５】
図５は、ハイサイド検出の場合における電流検出回路および電力供給回路の構成を示す図である。
【００７６】
図５を参照して、電力供給回路ＤＵは、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）７１〜７４を含む。シャント抵抗Ｒｓは、電位Ｖ＋と、ＦＥＴ７１のドレインおよびＦＥＴ７３のドレインとの間に接続されている。ＦＥＴ７１のソースおよびＦＥＴ７２のドレインが電磁石４の第１端に接続され、ＦＥＴ７３のソースおよびＦＥＴ７４のドレインが電磁石４の第２端に接続されている。ＦＥＴ７２のソースおよびＦＥＴ７４のソースが電位Ｖ−に接続されている。ＦＥＴ７１〜７４は、ゲート駆動回路４１からのゲート制御信号ａ〜ｄをそれぞれ受けるゲートを有する。
【００７７】
図６は、ローサイド検出の場合における電流検出回路および電力供給回路の構成を示す図である。
【００７８】
図６を参照して、電力供給回路ＤＵは、ＦＥＴ７１〜７４を含む。シャント抵抗Ｒｓは、電位Ｖ−と、ＦＥＴ７２のソースおよびＦＥＴ７４のソースとの間に接続されている。ＦＥＴ７１のドレインおよびＦＥＴ７３のドレインが電位Ｖ＋に接続されている。ＦＥＴ７１のソースおよびＦＥＴ７２のドレインが電磁石４の第１端に接続され、ＦＥＴ７３のソースおよびＦＥＴ７４のドレインが電磁石４の第２端に接続されている。ＦＥＴ７１〜７４は、ゲート駆動回路４１からのゲート制御信号ａ〜ｄをそれぞれ受けるゲートを有する。
【００７９】
ローサイド検出の場合には、ＣＰＵ３４による上記オフセット値を用いた誤差補正演算により、ＦＥＴのドライブ電源Ｖ＋，Ｖ−からの漏れ電流も相殺することができる。
【００８０】
図７は、負荷電流モニタ優先の場合における電流検出回路および電力供給回路の構成を示す図である。
【００８１】
図７を参照して、電力供給回路ＤＵは、ＦＥＴ７１〜７４を含む。シャント抵抗Ｒｓは、電磁石４の第２端と、ＦＥＴ７３のソースおよびＦＥＴ７４のドレインとの間に接続されている。ＦＥＴ７１のドレインおよびＦＥＴ７３のドレインが電位Ｖ＋に接続されている。ＦＥＴ７１のソースおよびＦＥＴ７２のドレインが電磁石４の第１端に接続されている。ＦＥＴ７２のソースおよびＦＥＴ７４のソースが電位Ｖ−に接続されている。ＦＥＴ７１〜７４は、ゲート駆動回路４１からのゲート制御信号ａ〜ｄをそれぞれ受けるゲートを有する。
【００８２】
次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００８３】
＜第２の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る制御装置と比べて電流検出回路の構成を変更した制御装置に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る制御装置と同様である。
【００８４】
図８は、本発明の第２の実施の形態に係る部品供給機の制御装置における電流検出回路および電力供給回路の構成を示す図である。
【００８５】
図８を参照して、電流検出回路３２は、ホール素子Ｈｓと、増幅器Ａ３と、巻線Ｌとを含む。電力供給回路ＤＵは、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２を含む。
【００８６】
電流検出回路３２は、シャント抵抗および絶縁アンプによって電流検出を行なう本発明の第１の実施の形態に係る部品供給機の制御装置における電流検出回路の構成から、ホール素子またはホールＩＣを利用して電流検出を行なう構成に変更したものである。
【００８７】
すなわち、電流検出回路３２は、シャント抵抗Ｒｓの代わりにホール素子Ｈｓを含み、電磁石４を通して流れる電流Ｉｍをホール素子Ｈｓによって検出する構成となる。
【００８８】
巻線Ｌは、電位Ｖ＋に接続された第１端と、電力供給回路ＤＵにおけるトランジスタＴｒ１のドレインに接続された第２端とを有する。ホール素子Ｈｓにおいて磁気を検出する感度を上げるために、巻線Ｌは、たとえばフェライトコアに電線を巻いた構造を有する。
【００８９】
増幅器Ａ３は、ホール素子Ｈｓに接続されたプラス側入力端子Ｖｉｎ＋およびマイナス側入力端子Ｖｉｎ−と、制御回路用プラス側電源電位Ｖｃｃに接続された電源端子と、制御回路用マイナス側電源電位Ｖｅｅに接続された電源端子と、ＣＰＵ３４のアナログ／デジタル変換用入力端子に接続された出力端子とを有する。ホール素子Ｈｓは、ホール素子用プラス側電源電位Ｖｄｄに接続された電源端子と、ホール素子用マイナス側電源電位Ｖｓｓに接続された電源端子とを有する。
【００９０】
電力供給回路ＤＵにおいて、トランジスタＴｒ１は、巻線Ｌの第２端に接続されたドレインと、電磁石４の第１端に接続されたソースと、ゲートとを有する。トランジスタＴｒ２は、電磁石４の第２端に接続されたドレインと、電位Ｖ−に接続されたソースと、ゲートとを有する。
【００９１】
部品供給機２０１の電磁石４に流れる電流Ｉｍは、電位Ｖ＋から巻線Ｌを通り、トランジスタＴｒ１で制御され、電磁石４を通った後にトランジスタＴｒ２を通ってＶ−側に戻っていく。
【００９２】
ホール素子Ｈｓによる電流Ｉｍの検出結果を示す電圧は、増幅器Ａ３のプラス側入力端子Ｖｉｎ＋およびマイナス側入力端子Ｖｉｎ−に与えられる。増幅器Ａ３は、ホール素子Ｈｓから与えられた電圧を、ＣＰＵ３４が読み取り可能なレベルを有する電圧に増幅して出力する。
【００９３】
なお、ホール素子Ｈｓを内蔵したホールＩＣを使用すれば、図４に示すホール素子用プラス側電源電位Ｖｄｄおよびホール素子用マイナス側電源電位Ｖｓｓが不要となる。
【００９４】
また、巻線Ｌを電位Ｖ−と電力供給回路ＤＵにおけるトランジスタＴｒ２との間に設け、ホール素子Ｈｓを電位Ｖ−側に設ける構成であってもよい。また、検出精度を上げるために、温度補償回路を別途設けてもよい。また、ノイズ対策用のコンデンサ、ならびに増幅器Ａ３の入力が定格値を超えないようにするための保護回路および部品を別途設けてもよい。
【００９５】
その他の構成および動作は第１の実施の形態に係る制御装置と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。
【００９６】
次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００９７】
＜第３の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る制御装置と比べて検出対象を変更および追加した制御装置に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る制御装置と同様である。
【００９８】
図９は、本発明の第３の実施の形態に係る部品供給機の制御装置の構成を示す図である。
【００９９】
図９を参照して、制御装置１０３は、本発明の第１の実施の形態に係る制御装置１０１と比べて、負荷電圧検出回路５３が追加された構成である。
【０１００】
負荷電圧検出回路５３は、電磁石４における電圧を検出し、検出結果を示す信号をＣＰＵ３４へ出力する。
【０１０１】
ＣＰＵ３４は、電力供給部６３が電磁石４に電力を供給していない時に負荷電圧検出回路５３によって検出された電圧の値を電圧オフセット値としてメモリ３５に保存する。なお、この電圧値は、電流のオフセット値として保存される電流検出回路３２の検出電流値とは別のアドレスに保存される。
【０１０２】
そして、ＣＰＵ３４は、電力供給部６３が電磁石４に電力を供給している時に負荷電圧検出回路５３によって検出された電圧の値を、メモリ３５に保存されている電圧オフセット値に基づいて補正する。
【０１０３】
具体的には、負荷電圧検出回路５３は、検出電圧をＣＰＵ３４のアナログ入力端子へ出力する。ＣＰＵ３４は、電源が投入されて起動するとセルフチェックを行ない、回路に異常がないことを確認する。そして、ＣＰＵ３４は、部品供給機２０１の運転を開始する前に負荷電圧検出回路５３の出力を読み取り、読み取った値をデジタル値に変換する。ＣＰＵ３４は、変換したデジタル値を電圧オフセット値としてメモリ３５に保存する。
【０１０４】
そして、ＣＰＵ３４は、メモリ３５に電圧オフセット値を保存した後、部品供給機２０１の一般的な制御動作を行ない、電流モニタ動作および電圧モニタ動作も開始する。ここで、ＣＰＵ３４は、運転条件が揃っている場合には、部品供給機２０１の運転を開始する。
【０１０５】
部品供給機２０１の運転開始後、ＣＰＵ３４は、負荷電圧検出回路５３が検出した値は瞬時値であるため、この検出値のバラツキを無くすために、負荷電圧検出回路５３の検出値の平均値を算出する。そして、ＣＰＵ３４は、算出した平均値から、メモリ３５が記憶している電圧オフセット値を減算することにより、回路のばらつきに起因する誤差を補正する。
【０１０６】
このように、ＣＰＵ３４は、電源投入後のセルフチェックが終了した後であって部品供給機２０１の運転開始前に、負荷電圧検出回路５３からの検出電圧値を取り込み、取り込んだ値を電圧オフセット値として記憶する。そして、ＣＰＵ３４は、部品供給機２０１の運転時、負荷電圧検出回路５３からの検出電圧値を読み取り、読み取った値から記憶している電圧オフセット値を差し引く。これにより、電磁石４における電圧の検出結果に対するオフセットの影響を無くすことができる。
【０１０７】
ＣＰＵ３４は、電源投入時に毎回電圧オフセット値を更新するため、最新の状態の電圧オフセット値を用いることができ、検出精度をさらに向上させることができる。また、検出電圧が微小な領域における誤差が少なくなるので、電圧モニタの精度を上げるだけでなく電圧モニタ可能な範囲を広げることができる。さらに、出力電圧設定器３９の設定値とこの電圧モニタ値とを比較し、この比較結果に基づいてゲート駆動回路４１から出力されるゲート制御信号を補正することにより、制御装置１０３への出力電圧をより高精度に制御することも可能となる。また、この電圧検出方法を電圧検出回路３１に適用してもよい。
【０１０８】
なお、ＣＰＵ３４は、ＰＷＭ制御信号に対応するゲート制御信号をゲート駆動回路４１に与えることにより電磁石４への電力を制御している。ここで、ＣＰＵ３４は、複数のタイミングにおいて負荷電圧検出回路５３によって検出された電圧の中から、ＰＷＭ制御信号のタイミングに基づいて電圧オフセット値とすべき電圧値を選択してもよい。たとえば、ＣＰＵ３４は、ＰＷＭの制御タイミングに合わせ、ＰＷＭ制御信号の半周期分など任意時間においてＰＷＭ制御信号のパルス電圧をオフする期間を設け、この期間において電圧オフセット値を取り込んで更新してもよい。このように、電圧オフセット値の更新回数を増やすことにより、周囲温度による抵抗値の変化なども吸収することができるため、検出精度を上げることができる。
【０１０９】
その他の構成および動作は第１の実施の形態に係る制御装置と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。したがって、本発明の第３の実施の形態に係る部品供給機の制御装置では、本発明の第１の実施の形態に係る部品供給機の制御装置と同様に、微小な負荷電力をより高精度に検出することができる。
【０１１０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る部品供給機の制御装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る部品供給機の制御装置における電流検出回路および電力供給回路の構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る部品供給機の制御装置が検出電流値の補正を行なう際の動作手順を定めたフローチャートである。
【図４】オフセット値を取り込むためのＰＷＭ制御信号および電力供給部の供給電流の一例を示す図である。
【図５】ハイサイド検出の場合における電流検出回路および電力供給回路の構成を示す図である。
【図６】ローサイド検出の場合における電流検出回路および電力供給回路の構成を示す図である。
【図７】負荷電流モニタ優先の場合における電流検出回路および電力供給回路の構成を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る部品供給機の制御装置における電流検出回路および電力供給回路の構成を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係る部品供給機の制御装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１  交流電源、２  交流／直流変換回路、３  直流／交流変換回路、４  電磁石、５  ボール、６  コンデンサ、３１  電圧検出回路、３２，５２  電流検出回路、３３  過電流検出回路、３４  ＣＰＵ（制御部）、３５  メモリ、３６  減算器、３７  過負荷検出器、３８  操作パネル、３９  出力電圧設定器、４０  定格電流設定器、４１  ゲート駆動回路、４２  表示部、４３  操作部、５３  負荷電圧検出回路、６１〜６３  電力供給部、７１〜７４  ＦＥＴ、１０１  制御装置、２０１  部品供給機、ＤＵ  電力供給回路、Ａ１  絶縁アンプ、Ａ２  差動増幅器、Ａ３  増幅器、Ｒ１〜Ｒ６  抵抗、Ｒｓ  シャント抵抗、Ｃ１  コンデンサ、Ｔｒ１，Ｔｒ２  トランジスタ、Ｈｓ  ホール素子。
【図１】
2010126304.tif 000003
【図２】
2010126304.tif 000004
【図３】
2010126304.tif 000005
【図４】
2010126304.tif 000006
【図５】
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【図６】
2010126304.tif 000008
【図７】
2010126304.tif 000009
【図８】
2010126304.tif 000010
【図９】
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