(57)【要約】【課題】共振周波数が互いに接近する振動式部品供給機同士を近接配置する場合であっても、それぞれの振動効率を低下させることなく、振動の干渉による唸り現象を回避可能とすることである。【解決手段】近接配置された２台の振動式ボウルフィーダ１の駆動周波数の数値データを、通信回線６を介して共有するマイクロプロセッサ５を設け、各マイクロプロセッサ５で各駆動周波数の数値データを比較して、所定の第１閾値よりも互いに接近する数値データの駆動周波数が存在するときに、これらの駆動周波数を同一周波数に補正することにより、共振周波数が互いに接近する２台の振動式ボウルフィーダ１の振動効率を低下させることなく、振動の干渉による唸り現象を回避できるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
近接配置された複数の振動式部品供給機を、それぞれ周波数可変手段を設けた交流電源で駆動し、各振動式部品供給機の駆動周波数を制御する振動式部品供給機の制御装置において、前記各振動式部品供給機の駆動周波数の数値データを、通信手段を介して共有するコントローラを振動式部品供給機毎に設け、これらのコントローラの少なくとも１つで前記駆動周波数の各数値データを比較して、所定の第１閾値よりも互いに接近する数値データの駆動周波数が存在するときに、これらの駆動周波数を同一周波数に補正するようにしたことを特徴とする振動式部品供給機の制御装置。
【請求項２】
前記駆動周波数の数値データを比較して、前記第１閾値よりは互いに離反し、第１閾値より大きい所定の第２閾値よりは互いに接近する数値データの駆動周波数が存在するときに、これらの駆動周波数を前記第２閾値よりも隔離するように補正するようにした請求項１に記載の振動式部品供給機の制御装置。
【請求項３】
前記各振動式部品供給機を駆動する交流電源に、それぞれへの出力電圧を可変とする電圧可変手段を設け、前記コントローラで駆動周波数を補正した後に、駆動周波数を補正した振動式部品供給機への出力電圧を調節して、その駆動振幅を所定の値に補正するようにした請求項１または２に記載の振動式部品供給機の制御装置。
【請求項４】
前記駆動振幅の補正が不可能なときに、前記コントローラから警告を発生するようにした請求項３に記載の振動式部品供給機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、振動式部品供給機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
振動式ボウルフィーダや振動式直進フィーダ等の振動式部品供給機では、部品を搬送する振動部を供給電力に対して効率よく振動させるために、振動部の共振周波数を交流電源の周波数またはその倍数に近い値に設計し、共振周波数に近い駆動周波数で振動部を振動させるようにしている。近年は、交流電源に周波数可変手段を設けてその周波数を調節可能とし、振動部の共振周波数の設計に自由度を持たせるようにしたものも増加している。また、共振点を監視して周波数可変手段で駆動周波数を共振周波数に追尾させたり、電圧可変手段を設けて出力電圧を調節し、振動部の駆動振幅を適正な値に補正したりするものもある。
【０００３】
一方、振動式部品供給機は、ボウルフィーダと直進フィーダとを直列に配置したり、同種のボウルフィーダまたは直進フィーダを並列に配置したりするように、複数台を近接配置して使用される場合が多い。このように複数台の振動式部品供給機を近接配置したものでは、それぞれの駆動周波数が互いに接近していると、互いの振動が干渉し合って唸りを生じることがある。このように干渉による唸りが生じると、部品供給機の振動部の振幅が波形に増減し、部品の搬送速度が変動したり、部品の整列供給に支障を来たしたりする問題がある。また、不快な唸り音が発生することもある。
【０００４】
このような部品供給機同士の振動の干渉を回避する手段としては、２台の振動機を対象として、それぞれの交流電源の周波数可変手段を調節することにより、互いの駆動周波数を充分に離すようにしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。また、同じく２台の振動機を対象として、少なくとも一方の振動機を２重の防振構造で支持し、両者をほぼ同一の周波数で駆動しても唸り現象が生じないようにしたものもある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−６７００８号公報（第３−４頁、第１−４図）
【特許文献２】特開平９−１５０９３１号公報（第４−６頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された２台の振動機の駆動周波数を充分に離す方法は、例えば、ボウルフィーダと直進フィーダの組み合わせのような互いの共振周波数が離れていることが多い異種の振動式部品供給機を近接配置する場合は採用しやすいが、共振周波数が互いに接近していることが多い同種の振動式部品供給機を近接配置する場合は、一方または両方の部品供給機の駆動周波数がその共振周波数から遠のいて、供給電力に対する振動効率が低下する問題がある。また、３台以上の振動機を近接配置する場合は、それぞれの駆動周波数を互いに離す設計が難しくなり、共振周波数からかなり遠い駆動周波数となる振動機が生じる恐れもある。
【０００７】
一方、特許文献２に記載された振動機を２重の防振構造で支持する方法は、コスト高となるのみでなく、高さ寸法が大きくなるので、リプレースの場合やスペースの制約が厳しい場合には採用できないことがある。
【０００８】
そこで、この発明の課題は、共振周波数が互いに接近する振動式部品供給機同士を近接配置する場合であっても、それぞれの振動効率を低下させることなく、振動の干渉による唸り現象を回避可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、この発明は、近接配置された複数の振動式部品供給機を、それぞれ周波数可変手段を設けた交流電源で駆動し、各振動式部品供給機の駆動周波数を制御する振動式部品供給機の制御装置において、前記各振動式部品供給機の駆動周波数の数値データを、通信手段を介して共有するコントローラを振動式部品供給機毎に設け、これらのコントローラの少なくとも１つで前記駆動周波数の各数値データを比較して、所定の第１閾値よりも互いに接近する数値データの駆動周波数が存在するときに、これらの駆動周波数を同一周波数に補正する構成を採用した。
【００１０】
すなわち、各振動式部品供給機の駆動周波数の数値データを、通信手段を介して共有するコントローラを振動式部品供給機毎に設け、これらのコントローラの少なくとも１つで各駆動周波数の数値データを比較して、所定の第１閾値よりも互いに接近する数値データの駆動周波数が存在するときに、これらの駆動周波数を同一周波数に補正することにより、共振周波数が互いに接近する振動式部品供給機同士を近接配置する場合であっても、それぞれの振動効率を低下させることなく、振動の干渉による唸り現象を回避できるようにした。
【００１１】
前記駆動周波数を同一周波数に補正する方法としては、例えば、駆動周波数を低い方の駆動周波数に合わせる方法や、両者の平均値に合わせる方法を採用することができる。接近する駆動周波数が３つ以上ある場合は、中間にある駆動周波数に合わせる方法や、平均値に合わせる方法を採用するとよい。また、共振点を監視して周波数可変手段で駆動周波数を共振周波数に追尾させる方式のものに適用する場合は、いずれかの振動式部品供給機の共振周波数を追尾させるようにして、他のものの駆動周波数をこれと同一周波数に補正するようにすればよい。
【００１２】
前記駆動周波数の数値データを比較して、前記第１閾値よりは互いに離反し、第１閾値より大きい所定の第２閾値よりは互いに接近する数値データの駆動周波数が存在するときに、これらの駆動周波数を前記第２閾値よりも隔離するように補正することにより、駆動周波数同士が少し離反していて、同一周波数に補正すると振動効率の低下が大きくなる場合も、それぞれの振動効率を低下させることなく、振動の干渉による唸り現象を回避することができる。
【００１３】
前記各振動式部品供給機を駆動する交流電源に、それぞれへの出力電圧を可変とする電圧可変手段を設け、前記コントローラで駆動周波数を補正した後に、駆動周波数を補正した振動式部品供給機への出力電圧を調節して、その駆動振幅を所定の値に補正することにより、各振動式部品供給機の部品の搬送速度を所定の速度に安定して確保することができる。
【００１４】
前記駆動振幅の補正が不可能なときに、前記コントローラから警告を発生することにより、振動式部品供給機の搬送速度の変化に伴う部品の供給不足や過剰供給を自動的に知らせることができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明の振動式部品供給機の制御装置は、各振動式部品供給機の駆動周波数の数値データを、通信手段を介して共有するコントローラを振動式部品供給機毎に設け、これらのコントローラの少なくとも１つで各駆動周波数の数値データを比較して、所定の第１閾値よりも互いに接近する数値データの駆動周波数が存在するときに、これらの駆動周波数を同一周波数に補正するようにしたので、共振周波数が互いに接近する振動式部品供給機同士を近接配置する場合であっても、それぞれの振動効率を低下させることなく、振動の干渉による唸り現象を回避することができる。
【００１６】
前記駆動周波数の数値データを比較して、第１閾値よりは互いに離反し、第１閾値より大きい所定の第２閾値よりは互いに接近する数値データの駆動周波数が存在するときに、これらの駆動周波数を前記第２閾値よりも隔離するように補正することにより、駆動周波数同士が少し離反していて、同一周波数に補正すると振動効率の低下が大きくなる場合も、それぞれの振動効率を低下させることなく、振動の干渉による唸り現象を回避することができる。
【００１７】
前記各振動式部品供給機を駆動する交流電源に、それぞれへの出力電圧を可変とする電圧可変手段を設け、前記コントローラで駆動周波数を補正した後に、駆動周波数を補正した振動式部品供給機への出力電圧を調節して、その駆動振幅を所定の値に補正することにより、各振動式部品供給機の部品の搬送速度を所定の速度に安定して確保することができる。また、駆動周波数の閾値との比較と補正、出力電圧の調節といった作業を制御装置が自動で行うので、従来のように作業者の手を煩わせる必要がなく、これらの作業を正確かつ短時間で行うことができる。
【００１８】
前記駆動振幅の補正が不可能なときには、コントローラから警告を発生することにより、振動式部品供給機の搬送速度の変化に伴う部品の供給不足や過剰供給を自動的に知らせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。この振動式部品供給機の制御装置は、図１に示すように、近接配置された２台の振動式ボウルフィーダ１の振動発生源である電磁石１ａに、交流電源２をそれぞれ交流／直流変換回路３と直流／交流変換回路４を介して周波数と電圧を可変に接続し、各ボウルフィーダ１のコントローラとしてのマイクロプロセッサ５を通信回線６で接続したものである。各マイクロプロセッサ５には、表示部と操作部を有する操作パネル７も接続され、通信回線６は生産管理用の上位コンピュータ等（図示省略）にも繋がっている。
【００２０】
前記各マイクロプロセッサ５は、図２に示すように、演算器のほかにメモリと各入出力に対するインターフェースを備え、それぞれが対応する自身のボウルフィーダ１の直流／交流変換回路４の出力側からフィルタとＡ／Ｄ変換回路を介して電流信号と電圧信号とを取り込んで、自身のボウルフィーダ１の駆動周波数と出力電圧を算出するとともに、通信回線６からメモリに設定、記憶される相手のボウルフィーダ１の駆動周波数と出力電圧のデータを読み出す。各マイクロプロセッサ５は、これらの自身と相手のボウルフィーダ１の駆動周波数と出力電圧の数値データに対して、各ボウルフィーダ１間の唸り現象を回避するための駆動周波数の同期処理と隔離処理とからなる自動回避処理（駆動周波数補正処理）と、自身のボウルフィーダ１の駆動振幅を適正に確保するための出力電圧補正処理とを行い、これらの結果を、直流／交流変換回路４へ駆動信号として出力するようになっている。
【００２１】
また、前記各マイクロプロセッサ５は、通信回線６により他方のマイクロプロセッサ５と駆動周波数や出力電圧に関するデータ信号の授受を行ってこれらの数値データを共有するとともに、上位コンピュータ等への外部制御信号の入出力、および操作パネル７への表示信号の出力と操作信号の入力も行うようになっている。外部制御信号としては、上位コンピュータ等からの運転指令信号や搬送速度設定信号、ボウルフィーダ１内のワーク確認センサの信号等の入力信号と、ボウルフィーダ１の運転中を知らせる信号や、後述する出力電圧補正が不能であることを知らせる信号等の出力信号が含まれる。なお、通信回線６の通信方式にはＲＳ−４８５等が採用されている。
【００２２】
図３は、前記各マイクロプロセッサ５によるボウルフィーダ１への駆動周波数の制御アルゴリズムのメインルーチンを示す。まず、マイクロプロセッサ５は、操作パネル７からの操作信号に基づいて、自動回避処理の実行が設定されているか否かを判別し、設定されているときにのみ自動回避モードをＯＮにする。自動回避モードがＯＮになると、通信回線６による他方のマイクロプロセッサ５とのデータ信号の授受が開始され、算出した自身のボウルフィーダ１の駆動周波数データを、通信回線６で受信した相手のボウルフィーダ１の駆動周波数データと定期的に比較する。
【００２３】
前記比較された駆動周波数データの差は、まず第１閾値である２Ｈｚに対して判定され、データの差が２Ｈｚ以内のときは、両者を同一周波数に補正する周波数同期処理が実行される。この周波数同期処理としては、高い方を低い方の周波数に合わせるように一方の周波数のみを補正する方法、または、両者の平均値に合わせるように両方の周波数を補正する方法を採用することができる。
【００２４】
前記データの差が２Ｈｚよりも大きい場合は、さらに第２閾値である５Ｈｚに対して判定され、５Ｈｚ以内のときは、両者の差を５Ｈｚよりも大きい値に補正する周波数隔離処理が実行される。周波数同期処理または周波数隔離処理が実行された場合は、ボウルフィーダ１への出力電圧を補正するサブルーチンが呼び出される。なお、データの差が５Ｈｚよりも大きい場合は、いずれの処理も実行せずにマイクロプロセッサ５の１回の制御処理を終了し、次回の制御処理に備える。
【００２５】
図４は、前記出力電圧を補正するサブルーチンを示す。このサブルーチンでは、まず、各マイクロプロセッサ５は、算出した各自のボウルフィーダ１の出力電圧データを、搬送速度設定信号から決まる駆動振幅に対応する所定の電圧値と比較し、出力電圧の調節が必要か否かを判定する。出力電圧の調節が必要と判定したときは、さらに、所定の電圧値との差から駆動振幅の補正が可能か否かを判定し、補正可能と判定したときは、各自の出力電圧を所定の電圧値に合わせる出力電圧補正処理を行い、補正不能と判定したときは、通信回線６から上位コンピュータへ補正不能の警告信号を出力するとともに、操作パネル７へ補正不能の表示信号を出力する。
【００２６】
上述した実施形態では、近接配置された２台の電磁石を振動発生源とする振動式ボウルフィーダを制御するものとしたが、本発明に係る制御装置は、３台以上の振動式部品供給機を近接配置したものの制御にも適用することができ、振動式部品供給機の形態はボウルフィーダに限定されることはなく、振動発生源も電磁石に限定されることはない。
【００２７】
また、上述した実施形態では、第１閾値を２Ｈｚ、第２閾値を５Ｈｚとしたが、これらの閾値は操作部から変更することもできる。さらに、数値データを共有するための通信手段として、通信方式がＲＳ−４８５等の通信回線を採用したが、光ファイバや赤外線等を利用した光通信方式や無線通信方式等の他の通信方式やプロトコルを採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】振動式部品供給機の制御装置の実施形態を示すブロック図
【図２】図１のマイクロプロセッサを示す制御回路図
【図３】図１の制御装置による制御アルゴリズムのメインルーチンを示すフローチャート
【図４】図３のメインルーチンのサブルーチンを示すフローチャート
【符号の説明】
【００２９】
１  ボウルフィーダ
１ａ  電磁石
２  交流電源
３  交流／直流変換回路
４  直流／交流変換回路
５  マイクロプロセッサ
６  通信回線
７  操作パネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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