(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動部と基台とをばねで結合し、前記可動部か前記基台に電磁石を取付け、該電磁石のコイルに印加される電圧と前記可動部の振動変位との位相差を検出して、該位相差が１８０度となるように前記コイルに印加される電圧の周波数を増減させて共振振動させるようにし、駆動開始時には前記電圧を所定の高さにまで徐々に上昇させて、以後一定とするようにした電磁振動フィーダの駆動制御方法において、前回の駆動時の前記電圧の周波数を記憶し、再駆動時には駆動開始後の前記電圧が前記所定の高さになるまでは駆動周波数は前記記憶した周波数を共振周波数に近い一定周波数としたことを特徴とする電磁振動フィーダの駆動制御方法。
【請求項２】
前記記憶される前記前回の駆動時の前記電圧の周波数は、駆動毎に書き変えられるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電磁振動フィーダの駆動制御方法。
【請求項３】
前記位相差の検出は前記電圧の負から正へ又は正から負へのゼロクロスポイントにおいて前記振動変位が正か負かによって行うようにした請求項１〜２のいづれかに記載の電磁振動フィーダの駆動制御方法。
【請求項４】
駆動開始後の前記電圧は所定の勾配で直線的に上昇させることにより、前記徐々に上昇させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電磁振動フィーダの駆動制御方法。
【請求項５】
前記電圧が所定の高さに達した後は、所定の振巾で前記可動部が振動するように前記電圧を調節して定振巾制御するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電磁振動フィーダの駆動制御方法。
【請求項６】
可動部と基台とをばねで結合し、前記可動部か前記基台に電磁石を取付け、該電磁石のコイルに印加される電圧と前記可動部の振動変位との位相差を位相差検出器により検出して、該位相差が１８０度となるように前記コイルに印加されるべき可変周波数電源の電圧の周波数を増減させて共振振動させるようにし、かつ前記可変周波数電源の電圧を受ける電圧調節手段により、駆動開始時には前記電圧を所定の高さにまで徐々に上昇させて、以後一定とするようにした電磁振動フィーダの駆動制御装置において、前回駆動時の前記電圧の周波数を記憶し、再駆動時には駆動開始後の前記電圧が前記所定の高さになるまでは前記記憶した周波数を共振周波数に近い一定周波数としたことを特徴とする電磁振動フィーダの駆動制御装置。
【請求項７】
前記記憶される前記前回駆動時の前記電圧の周波数は、駆動毎に書き変えられるようにしたことを特徴とする請求項６に記載の電磁振動フィーダの駆動制御装置。
【請求項８】
前記位相差の検出は前記電圧の負から正へ又は正から負へのゼロクロスポイントにおいて前記振動変位が正か負かによって行うようにした請求項６又は７に記載の電磁振動フィーダの駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電磁振動フィーダの駆動制御方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の装置においては、電磁振動フィーダ、例えば振動パーツフィーダの駆動開始時の立ち上がり特性を図７に示すようにして行なっている。すなわち、コイルにかかる電圧は時間ｔ0 までほぼ直線的に上昇させる。ｔ0 以降を所定の振巾に対する電圧として一定にしている。これにより振動パーツフィーダのボウル内の部品、例えばチップ状の部品が駆動開始時に部品整列手段、例えば板状の部品を単層にするためのワイパーの近傍に位置する部品が駆動開始共に滑らかに下流側に単層供給されるようにしている。しかしながら共振追尾制御における振動パーツフィーダのボウルは駆動開始後、図８に示すように周波数が変化する。すなわち、駆動駆動開始時の周波数から最初は上昇し、ついで減少し、時間ｔ0 以降、図示のような経緯を示すのであるが、これは図１０に示すような共振点変化に起因している。
【０００３】
図１０は振動パーツフィーダのコイルの電圧が２０ボルト、３０ボルト、４０ボルト、５０ボルト、６０ボルト及び７０ボルトと変化させた場合の周波数−振巾（振動変位）特性を示すものであるが、同一の振動パーツフィーダに対し、電圧を大とする、すなわち振巾を一定の周波数に対し大とする。振巾が大きくなる程、共振周波数が低下する。例えば図１０に示すようにコイル電圧が７０ボルトの場合には共振点が約５４．２ヘルツであるのに対して、コイル電圧が２０ボルトの場合には約５５．８ヘルツとなっている。このような共振点変化を示すのであるが、これは振動パーツフィーダは公知のようにボウルとベースとが、等角度間隔に配列された傾斜板ばねにより、結合されており、これは一般に重ね板ばねとして用いられる。捩り振巾が大となれば、この上下端部を固定しているボルト間の振動に供する有効長が増大する。これにより板ばねのばね常数が低下する。すなわち。共振周波数が低下する。これが一因であると考えられる。図１０は上述したようにコイル電圧が２０ボルトから７０ボルトまで変化させた場合に共振周波数の推移を示している。これは実験例であるが、図７に示すようにコイル電圧を時間ｔ0 まで徐々に変化させているときに共振周波数が振巾の共振時における増大と共に低下しているので、共振点推移の速さにもよるが例えば図８に示すような駆動周波数の時間的変化が見られる。共振点近傍では周波数がわずかに変化しただけで大きく振巾が変動する。いわば不安定な領域であるが、このためにボウルの振動変位は図９に示すように変化する。すなわち、最初は図７のコイル電圧の上昇に近似した振動の変位の変化を得られるのであるが、図８に示すような現象のために振動変位は時間ｔ0 至るまでに、急激に増大する時間域があり、時刻ｔ0 を経過したのちも急激に低下し、また増大するといういわゆるハンチング現象を示し、制御を不安定にする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の問題点に鑑みてなされ、本来のソフトスタートを行ないながら、駆動中所望の共振追尾制御を行なうことができる電磁振動フィーダの駆動制御方法及びその装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上の課題は、可動部と基台とをばねで結合し、前記可動部か前記基台に電磁石を取付け、該電磁石のコイルに印加される電圧と前記可動部の振動変位との位相差を検出して、該位相差が１８０度となるように前記コイルに印加される電圧の周波数を増減させて共振振動させるようにし、駆動開始時には前記電圧を所定の高さにまで徐々に上昇させて、以後一定とするようにした電磁振動フィーダの駆動制御方法において、前回の駆動時の前記電圧の周波数を記憶し、再駆動時には駆動開始後の前記電圧が前記所定の高さになるまでは駆動周波数は前記記憶した周波数を共振周波数に近い一定周波数としたことを特徴とする電磁振動フィーダの駆動制御方法によって解決される。又は、可動部と基台とをばねで結合し、前記可動部か前記基台に電磁石を取付け、該電磁石のコイルに印加される電圧と前記可動部の振動変位との位相差を位相差検出器により検出して、該位相差が１８０度となるように前記コイルに印加されるべき可変周波数電源の電圧の周波数を増減させて共振振動させるようにし、かつ前記可変周波数電源の電圧を受ける電圧調節手段により、駆動開始時には前記電圧を所定の高さにまで徐々に上昇させて、以後一定とするようにした電磁振動フィーダの駆動制御装置において、前回駆動時の前記電圧の周波数を記憶し、再駆動時には駆動開始後の前記電圧が前記所定の高さになるまでは前記記憶した周波数を共振周波数に近い一定周波数としたことを特徴とする電磁振動フィーダの駆動制御装置によって解決される。
【０００６】
以上の構成により、駆動開始時には所定の駆動周波数でコイル電圧を図７に示すように変化させる。この間、駆動周波数は一定であるために、所望の振動変位の変化が得られ、ボウル内の部品に衝撃的な移送力が加わることなく、円滑に、例えば部品の単層供給を行なうことができる。ソフトスタートの設定時間以降は従来と同様に共振追尾制御を行ない、時間的な共振周波数の変動に追従して、常に共振周波数で移送され、この特性を発揮させることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、本発明の実施の形態による共振追尾制御回路のブロック図を示すものであるが、以下、本発明の実施の形態において、図面を参照して説明する。
【０００８】
本発明の実施の形態では、電磁振動パーツフィーダとして、振動パーツフィーダが適用され、図１においてボウル１内にはその内周壁部にスパイラル状にトラックが形成されており、これは下方のベース２と等角度間隔で配設された傾斜板ばね５により、結合されている。ベース２には電磁石３が固定されており、これには電磁コイル４が巻装されている。振動パーツフィーダ全体は防振ゴム６により、床上に設置されている。
【０００９】
板ばね５に近接して振動ピックアップＰが配設されている。このピックアップＰは図示しない支柱により床上を支持されている。これは本発明に係る共振点追尾制御回路７に電線路Ｗ1 を介して接続されている。更に共振点追尾制御回路７から電磁石３の電磁コイル４に出力が加えられている。
【００１０】
図２は図１における共振点追尾制御回路７の詳細を示すものであるが、主として可変周波数電源１０、位相検出回路１１、メモリ１５及び定振巾制御回路２２からなっている。可変周波数電源１０には図１にも示されるように交流電源８がスイッチＳを介して接続されており、この出力は定振巾制御回路２２及び増巾器１２を介して電磁石３の電磁コイル４に接続されている。また図１におけるピックアップＰの出力は電線路Ｗ1 を介して増巾器１３に接続される。この増巾出力は位相検出回路１１に供給される。この位相検出回路１１には、更に増巾器１２の出力が供給され、電線路Ｗ3 を介して供給されており、この位相検出出力が可変周波数電源１０に供給されている。これは例えばインバータであってよい。
【００１１】
本発明の実施の形態によれば、可変周波数電源１０には定振巾制御回路２２が接続されているのであるが、これには所定の振巾指令を与えるための振巾指令回路２１が接続されている。更に振動ピックアップＰの出力が電線路Ｗ1 、増巾器１３を介して供給されている。また、定振巾制御回路２２には駆動開始後所定の時間に達するまでは電圧を直線的に変化させる回路を備えている。更に可変周波数電源１０はスイッチＳを閉じた後、メモリ回路１５から供給される前回の駆動終了後に記憶した共振周波数が供給されており、スイッチＳの閉と共にこの周波数を定振巾周波数制御回路２２を介して増巾器１２側に供給する。定振巾周波数制御回路２２にソフトスタートの終了時間に達すると共に定振巾作用を行ない、可変周波数電源１０は位相検出回路１１の出力を受けて本来の共振追尾制御を行なう。
【００１２】
また本発明の実施の形態による位相検出回路１１は図３、図４に示されるような方法で位相検出を行う。これは以下の作用において詳細を説明する。
【００１３】
以上、本発明の実施の形態の構成について説明したが、次にこの作用について説明する。
【００１４】
スイッチＳを閉じると交流電源８が可変周波数電源１０に接続され、駆動状態となる。この出力電圧は増巾器１２を介して電磁石３の電磁コイル４に供給される。これにより、振動パーツフィーダのボウル１は捩り振動を行う。ピックアップＰはこの振動変位を検出し、増巾器１３により増巾されて、位相検出回路１１に加えられる。他方、これにはこの時の電磁コイル４に印加されている電圧が供給されている。
【００１５】
図４Ａはこの印加電圧Ｖの時間的変化を示すものであるが、この電磁コイル４により、一時遅れが生じ、これに流れる電流Ｉは図４Ｂに示すように変化する。この電流により、電磁石３とボウル１との間に交番磁気吸引力が発生し、ボウル１は捩り振動を行うのであるが、この振動変位が図４Ｃに示すように、コイル４にかかる電圧Ｖと９０度遅れている場合にはすなわちコイル電圧Ｖが正から負に変わるゼロクロスポイントにおいて振動変位Ｓ1 が正であれば図３に示すように、共振点ω0 （角周波数）では位相差φは９０度であるので、ω0 よりは小さく周波数を上昇させるべきであると位相検出回路１１で判断して可変周波数電源１０の出力周波数を上昇させる。これが増巾器１２で増巾されて電磁石３のコイル４に流され、より周波数の高い電流でボウル１を振動させる。共振点ω0 に前回より近づいたことにより、振巾は上昇する。可変周波数電源１０の出力周波数が更に高くなってついにω0 を越えて、これより高くなると図４Ａ、Ｄに示すように振動変位Ｓ2 とコイル電圧Ｖとの関係は位相差で２７０度となる。
【００１６】
図３の力の周波数と振動変位との位相差の関係から明らかなように共振点ω0 を通過したので可変周波数電源１０の出力周波数を減少させる。なお、図３において、Ｃ1 、Ｃ2 、Ｃ3 は振動系の粘性係数を表わし、Ｃ3 ＞Ｃ2 ＞Ｃ1 である。
【００１７】
以上のようにして可変周波数電源１０の出力周波数の増減を行ってついにはこの振動パーツフィーダは共振周波数で駆動するようになる。振動パーツフィーダのボウル１内の図示しないスパイラルトラックでは部品が所定の姿勢になるように部品整列手段により整列される。この姿勢で次工程に供給される。
【００１８】
振動パーツフィーダの駆動を停止させるべくスイッチＳを開くと可変周波数電源１０からの出力はなくなり、ボウル１の駆動は停止する。不揮発性のメモリ１５にはスイッチＳを切る前の可変周波数電源１０の出力周波数が記憶されている。すなわち、駆動中あるいは駆動中の一定時間毎に、可変周波数１０の出力周波数がメモリ１５に記憶される。
【００１９】
振動パーツフィーダを再び駆動開始させるべく、スイッチＳを閉じるとメモリ１５でこの時記憶されている共振周波数を出力すべく可変周波数電源１０が駆動される。従って振動パーツフィーダのボウル１は最初から一定の共振周波数で駆動される。従って従来のように強制振動から共振周波数に移るときのショックがなくなり、また電源容量を小とすることができる。更に本発明の実施形態ではソフトスタートが行なわれる。
【００２０】
以下、駆動停止、駆動開始を繰り返すごとに、停止ごとにメモリ１５の内容が書き換えられるのであるが、１か月単位、１年単位では振動パーツフィーダの共振周波数が変動する。したがって従来のように共振周波数をその追尾制御して得ていたのでは上記のように強制振動から共振振動に移るために多くの電流を流さねばならないのであるが、年単位では強制振動に移る程、共振周波数の変動が大きくとも前回の共振周波数で駆動を開始することができるので、常に振動パーツフィーダをショックなく電源容量を小として駆動することができる。
【００２１】
以上のような構成により、共振追尾制御はソフトスタート終了時点以降行なわれるので、この駆動開始後の設定時間までは一定の駆動周波数すなわち、本実施形態では共振周波数で振動変位は所望どおり徐々に上昇し、従って、振動パーツフィーダのボウル内の部品が整列手段、例えばワイパーに急速に進行して、部品詰まりを生ずることはなく、以後、本来の部品整列作用を行なうことができる。
【００２２】
すなわち、図５に示すように駆動開始後、時間ｔ0 までは駆動周波数はｆ1 で一定であり、設定時間ｔ0 以降、追尾制御を行なうのであるが、図示するように増減量はわずかであり、短時間で一定の駆動周波数ｆ1 にすなわち共振点に近付く。これにより図６で示すように設定時間ｔ0 までは振動変位は０からａまでリニアに上昇し、時間ｔ0 以降、わずかな振動変位の増減を繰り返した後、短時間で所定の振動にａとなる。
【００２３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００２４】
例えば、以上の実施例では電磁振動フィーダとして直線的ねじり振動を行なう振動パーツフィーダを説明したが、楕円振動パーツフィーダにも本発明は適用可能である。この場合には、垂直加振用板ばね、水平用加振板ばね及び垂直加振用電磁石及び水平加振用電磁石を有し、両加振力で得られる両振動変位の間に所定の位相差をもたせて楕円振動を行なわせるのであるが、この一方の駆動部、例えば水平加振力側に本発明を適用してもよい。
【００２５】
また、直線的な振動を行なうリニア振動フィーダにも本発明は適用可能である。
【００２６】
また、以上の実施形態では、駆動開始後一定とする駆動周波数を前回の駆動終了時に記憶した共振周波数としたが、これに限ることなく、予想される共振周波数の近傍の共振周波数を、一定とする周波数として用いてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の電磁振動フィーダの駆動制御方法及びその装置によれば駆動開始後コイル電圧を徐々に上昇させて、振動変位もこれに追随させるようにすることができ、振動変位が急激に上昇したり、あるいはソフトスタート終了後に駆動周波数が変動するとしても、電磁振動フィーダの本来の共振追尾制御を確実に行なわせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による振動パーツフィーダ及びこの駆動制御用の共振点追尾制御回路と共に示すブロック図である。
【図２】図１における共振点追尾制御回路の詳細を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態の作用を示すための力の角周波数−振動変位との位相差の関係を示すチャートである。
【図４】本発明の実施の形態の作用を示すチャートで、Ａはコイル電圧の時間的変化、Ｂはコイル電流の時間的変化、Ｃは振動変位の共振周波数より低い周波数で駆動されるときの時間的変化、Ｄは共振周波数より高い周波数で駆動されるときの振動変位の時間的変化である。
【図５】本発明の実施の形態によるソフトスタートの作用を示す駆動周波数の時間的変化を示すチャートである。
【図６】同ソフトスタートの作用を示す振動変位の時間的変化を示すチャートである。
【図７】ソフトスタート用のコイル電圧の時間的変化を示すチャートである。
【図８】同従来例における駆動開始後の駆動周波数の時間的変化を示すチャートである。
【図９】同従来例における駆動開始後振動変位の時間的変化を示すチャートである。
【図１０】振動パーツフィーダのコイル電圧による共振点の変化を示すチャートである。
【符号の説明】
７    共振点追尾制御回路
１０  可変周波数電源
１１  位相検出回路
２１  振巾指令回路
２２  定振巾制御回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0004066480.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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