CN108394681A - 工件输送装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供工件输送装置，其能够在输送面产生完全或大致完全的行波，顺利且高速地输送输送面上的工件。工件输送装置(LF)包括使输送面产生同一频率且具有空间相位差的多个驻波的多个驱动单元(4)，通过向所述多个驱动单元(4)提供带有时间相位差的驱动信号，从而在输送面产生行波来输送工件，工件输送装置构成为还包括：输送部(1)，其具有相对于任意轴线非对称的形状；机械相位差获取单元，其将由与输送部(1)具有的各不相同的固有频率相对应的两种振动模式的固有频率之差引起的机械相位差作为时间相位差所包含的要素获取；电相位差调整单元(7)，其调整向多个驱动单元(4)发送的驱动信号的时间相位差，并将之向机械相位差叠加。

Description

工件输送装置

技术领域

本发明涉及利用行波输送零件的工件输送装置。

背景技术

以往，作为输送零件的装置，公知有使用弹簧和驱动源使输送部整体在倾斜方向上振动、从而来输送零件的零件送料器。对于这样的输送装置，能够通过增大振幅来提高零件的输送速度，但是若输送部的下游端的水平振幅变大，则需要扩大设于输送部的下游端的接口部和下一工序设备之间的间隙。结果，可能导致零件会在下一工序设备和接口部之间掉下来或者发生零件的堵塞。尤其是，零件的微小化、输送速度的高速化越进展，零件的掉下、堵塞发生的几率也越高。

另外，所述零件送料器能够通过提高使输送部整体在倾斜方向上振动的驱动源的频率、并减小位移振幅，来提高工件的输送速度，但是，若将通常为300Hz左右的驱动源的频率提高到更高，则接近人耳敏感的1kHz～4kHz的频率，噪音变大。另外，在利用板簧进行共振的构造的情况下，若超过300Hz并成为1kHz以上，则输送部等弹性变形，变得无法正常输送工件(变得难以使输送部(滑道)均匀地平行振动)。

作为能够避免发生这样的不良状况的零件送料器，公知有利用由超声波振动产生的行波来移送零件的零件送料器。在专利文献1中公开了这样的结构：在相对于水平面倾斜设置的环(也包括长圆环)状或者圆板状的振动体的背面粘贴具有以驻波的1/2波长在极化方向上正负交替地循环的多个极化区域的压电体，对压电体的两个极化区域组分别施加在时间上错开90°的相位的两种高频电压(在时间上相位不同的高频电压)，从而利用压电体的弯曲振动激励出行波，移送载置于振动体的振动面的零件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6－127655号公报

发明内容

发明要解决的问题

另外，已知：在空间相位差和时间相位差都是90°、两者一致时，能够形成最高效的行波。并且，在专利文献1中也公开了这样的结构：如所述那样，在错开1/4波长地配置的两个区域配置压电元件，从而实现了90°的空间相位差，并且施加彼此的时间相位相差90°的高频电压来激振。

但是，经本发明人在之后的专心研究，了解到：关于在输送面产生行波来输送工件的工件输送装置，存在用于进一步进行高速输送的改良的余地。本发明人研究清楚了其具体的解决对策。

用于解决问题的方案

即，本发明涉及一种工件输送装置，其包括使输送面产生同一频率且具有空间相位差的多个驻波的多个驱动单元，通过向多个驱动单元提供带有时间相位差的驱动信号，从而在输送面产生行波来输送工件。

并且，本发明的工件输送装置的特征在于包括：具有输送面且具有相对于任意轴线非对称的形状的输送部、机械相位差获取单元、以及电相位差调整单元。本发明中的机械相位差获取单元至少获取由与输送部所具有的互不相同的固有频率相对应的两种振动模式的固有频率之差引起的机械相位差作为时间相位差所包含的要素。另外，电相位差调整单元调整向多个驱动单元发送的驱动信号的时间相位差，并将之向机械相位差叠加。“具有相对于任意轴线非对称的形状的输送部”表示例如输送部的构造及刚性非轴对称。

本发明人查明不同的多个驻波的作为时间上的错位的时间相位差不仅会因电相位差发生变化，还会因由与输送部所具有的互不相同的固有频率相对应的两种振动模式的固有频率之差引起的机械相位差发生变化，调整电相位差并将其向由不同的两种振动模式的固有频率之差引起的机械相位差叠加而得到相位差，将该相位差作为时间相位差使用，基于这样的到目前为止没有想到的技术思想，想出了一种工件输送装置，多个驱动单元使输送面产生同一频率且具有空间相位差的多个驻波，向该多个驱动单元提供带有调整电相位差并将其向机械相位差叠加而得到的时间相位差的驱动信号，从而能够利用在输送面产生的行波来高速且可靠地输送工件。这里，“固有频率之差”是指，两种振动模式为相同的变形形态和相同的波数，是不同的两种振动模式的固有频率之差，振动模式的数量和用于生成行波的驻波的数量并非一定要一致。这里所说的“相同的变形形态”是指例如两种振动模式的振动方向、振动方式相同，“相同的波数”是指输送部的振动模式的波的数量。即，在使物体振动的情况下，存在在空间上具有相位差的两种振动模式，完全没有振动模式成为三种的情况。因而，例如即使是在输送面产生同一频率、相同的变形形态以及相同的波数且存在空间相位差的三个以上的驻波的构成，振动模式也是固有频率互不相同的第1振动模式和第2振动模式这两种。由于彼此空间相位错开90°，因此能够将第1振动模式定义为0°模式，将第2振动模式定义为90°模式。

本发明中的“由与输送部所具有的互不相同的固有频率相对应的两种振动模式的固有频率之差引起的机械相位差”是从输送部的非对称形状派生出的相位差，是针对不同的两种固有频率的振动模式以一个频率激振的情况下两驻波产生的时间相位之差。另外，“电相位差”也能够理解为是向两种振动模式用的两驱动单元施加的电压波形的相位差，是从外部提供的时间相位差指令。电相位调整单元对施加于各振动模式的波形的电相位差进行调整，本发明是利用电相位调整单元调整向多个驱动单元发送的驱动信号的时间相位差并向将其机械相位差叠加的构成，因此，通过向多个驱动单元提供带有电相位差和机械相位差相加而得到的时间相位差的驱动信号，能够在输送面产生行波来输送工件。

已知在空间相位差和时间相位差都是90°、两者一致时，能够形成最高效的行波，但是，若是仅利用电相位差来调整时间相位差的构成的情况，则无法使时间相位差成为90°、无法生成最高效的行波，即使是如上这样的状况，也能够像本发明这样，将不仅包含电相位差还包含机械相位差的相位差理解为时间相位差，从而使时间相位差成为90°，能够在输送面产生最高效的行波比为1的行波。

另外，本发明中的“输送面”是将水平或者大致水平的面(水平面)、或者相对于水平倾斜倾斜角度的面(倾斜面)、或者U字状的面(曲面)都包含的概念。另外，作为工件，能够列举出例如电子零件等微小零件，但是也可以是电子零件以外的物品。

另外，由于机械相位差会因激振频率、输送部的阻尼特性而发生变化，因此本发明中的机械相位差获取单元也可以应用获取由驱动信号的激振频率引起的机械相位差的单元，或者应用获取由输送部的阻尼特性引起的机械相位差的单元。通过使激振频率或者输送部的阻尼特性变化，能够使机械相位差发生变动，尤其是，将激振频率设定在不同的两种振动模式中的一者的固有频率(第1振动模式的固有频率)和另一者的固有频率(第2振动模式的固有频率)之间的情况下，能够生成适合工件输送的行波。

另外，本发明的工件输送装置还能够应用这样的装置：还包括以所有的驻波的振幅都变得相等的方式进行调整的振幅调整单元。

尤其是，驱动单元的驱动信号以超声波区域的频率为激振频率的情况下，利用超声波驱动，从而驱动音不会被人耳听到，能够实现高速输送，并且，消除噪音问题。

发明的效果

采用本发明能够提供一种工件输送装置，由于利用在输送面生成的行波来输送输送面上的工件，因此在设定于输送部的下游端的接口部和下一工序设备之间不需要确保考虑了水平振幅的间隙，能够防止·抑制在该间隙扩大了的情况下会引起的工件的掉下、堵塞，并且，由于该工件输送装置包括：具有相对于任意轴线在旋转方向上非对称的形状的输送部、获取由输送部的非对称形状派生出的机械相位差的机械相位差获取单元、调整要向所获取的机械相位差叠加的向多个驱动单元发送的驱动信号的时间相位差的电相位差调整单元，因此能够生成完全或者大致完全的行波，能够实现与以往相比更顺利且高速的输送处理。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的工件输送装置的整体图。

图2是从下方(背面)观察该实施方式的直进式送料器的输送部的示意图。

图3是该实施方式的直进式送料器的整体构成图。

图4是将该实施方式的直进式送料器的输送部的一部分省略而示意性地表示的侧剖视图。

图5是表示该实施方式的0°模式和90°模式的波的空间相位差的图。

图6是表示该实施方式的0°模式和90°模式的激振力作用下的挠曲位移量的传递特性及相位特性的图。

图7是表示空间相位差、时间相位差及驻波的振幅的值所引起的振幅的波形变化的图。

图8是表示相位差和行波比的关系的图。

图9是表示该实施方式的0°模式、90°模式的频率特性的图。

图10是表示行波比和固有频率差比的关系的图。

图11是示意性地表示该实施方式的振动盘送料器的侧截面的图。

图12是从下方(背面)观察该实施方式的振动盘送料器的输送部的示意图。

图13是该实施方式的压电元件的一变形例的示意图。

图14是该实施方式的压电元件的又一不同的变形例的示意图。

附图标记说明

1、1(B)、输送部；4、4(B)、驱动单元；7、电相位差调整单元；91、92、振幅调整单元(第1振幅调整单元、第2振幅调整单元)；LF、BF、工件输送装置(直进式送料器、振动盘送料器)。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。

本实施方式的工件输送装置能分别应用于例如图1所示的直进式送料器LF及振动盘送料器BF。以下，先对直进式送料器LF进行说明。图2是从下方观察图1所示的直进式送料器LF的示意图，图3是示意性地表示直进式送料器LF的整体结构的图。

本实施方式的直进式送料器LF连接于图1所示的供给用的振动盘送料器BF，如图3所示，包括使输送面产生同一频率且存在空间相位差的多个驻波(第1驻波、第2驻波)的多个驱动单元4，通过向所述多个驱动单元4提供带有时间相位差的驱动信号，从而输送输送面上的工件。

如图3及图4(图4是直进式送料器LF的截面示意图)所示，直进式送料器LF具有：具有作为与输送中的工件接触的面的输送面的输送部1、从下方支承输送部1的支承台2、以及设置在输送部1的预定部位的分类部3。

输送部1由作为用于生成行波的弹性构件的板弹性体11形成，呈长条形状，具有相对于任意轴线在旋转方向上非对称的形状。板弹性体11是例如俯视呈矩形、因例如20kHz以上的激振而形成弯曲波的弹性体。在本实施方式中，应用了导体的板弹性体11。板弹性体11将输送部1的后述的主轨道16的起始端部与振动盘送料器BF的振动盘输送部1(B)的终端部连接起来。输送部1具有呈大致直线状延伸的输送面。另外，输送部1的形状不限于俯视长方形状，也可以如图3中示意性地所示那样是俯视长圆形状。

在板弹性体11的中央部分形成有俯视大致长圆形状的凹部12，凹部12的外侧成为输送轨道13。在凹部12收纳有比凹部12小一圈的长圆形状的压板14，利用沿长度方向排列的多个固定件15将压板14固定于支承台2。在凹部12的底面12a的位于固定压板14的固定部分12b和输送轨道13之间的位置，形成有比其他部分薄且刚性比固定部分12b及输送轨道小的低刚性部分12c。采用这样的结构，能够在比低刚性部分12c靠外周侧的部分沿输送轨道13有效地产生弯曲行波。

并且，在以沿着板弹性体11的长度方向的轴线(以下，长轴线L)为界线的一侧区域和另一侧区域，输送轨道13的构造·形状不同。具体而言，使工件排列进行输送的直线状的主轨道16仅设在板弹性体11的以长轴线L为界线的一侧区域，将被从主轨道16排除的工件W返还到振动盘送料器BF的返回轨道17设在板弹性体11的以长轴线L为界线的一侧区域到另一侧区域侧的较大的范围内。

返回轨道17包括：直线状的上游侧返回轨道17a，其在板弹性体11的以长轴线L为界线的一侧区域设在比主轨道16靠内周侧的位置；直线状的下游侧返回轨道17b，其设在板弹性体11的以长轴线L为界线的另一侧区域；以及部分圆弧状(U字状)的中间返回轨道17c，其从上游侧返回轨道17a的下游端(终端)到下游侧返回轨道17b的上游端(起始端)地设置(参照图1)。

如图4所示，返回轨道17设定为比主轨道16深的槽状。在本实施方式中，上游侧返回轨道17a和下游侧返回轨道17b形成在板弹性体11的相对于长轴线L相互对称的位置。并且，部分圆弧状的中间返回轨道17c设定为以板弹性体11的长轴线L为中心对称的形状。返回轨道17的朝上面是“与工件接触的输送面”。另外，输送面可以是水平或者大致水平的面(水平面)、或者相对于水平倾斜预定角度的面(倾斜面)、或者U字状的面(曲面)。

主轨道16在板弹性体11的以长轴线L为界线的一侧区域中形成在比上游侧返回轨道17a靠外周侧的位置，截面形状设定为比上游侧返回轨道17a浅的槽状。主轨道16的朝上面是“与工件接触的输送面”。主轨道16的朝上面设定为以向外周侧去成为下坡状的方式倾斜预定角度的面。主轨道16能够在输送中能够使工件排成一列地向下一工序装置供给。以下，将板弹性体11的以长轴线L为界线的一侧区域称为“主轨道侧区域”，另一侧区域称为“返回轨道侧区域”。这是不具有轴对称性的一例。

在该主轨道16设有图1及图4所示的分类部3。分类部3具有被用于姿势判断的传感器31、根据姿势判断的结果来喷出气体的气体喷出部32。对于传感器31判断为处于不是期望的适当的姿势的姿势(非正确方向姿势)的工件W，从气体喷出部32喷出气体，从而能够将非正确方向姿势的工件W从主轨道16排除，使之下落到比主轨道16靠内周侧且在低位置的上游侧返回轨道17a。

被排除到上游侧返回轨道17a的非正确方向姿势的工件W经由中间返回轨道17c及下游侧返回轨道17b返回振动盘送料器BF的振动盘弹性体11。被判断为处于适当的姿势的工件W从设于主轨道16的终端的排出口被排出。

使这样的输送部1挠曲变形的多个驱动单元4如图2～图4所示那样包括压电元件41。作为使输送面(主轨道16的输送面、返回轨道17的输送面)产生行波的行波产生单元发挥作用的多个压电元件41粘贴于板弹性体11的形成有输送面(主轨道16的输送面、返回轨道17的输送面)的部分的背面(朝下面)侧。

压电元件41沿板弹性体11的长度方向伸缩，从而使输送面(主轨道16的输送面、返回轨道17的输送面)产生挠曲，分别在板弹性体11的主轨道侧区域和返回轨道侧区域沿长轴线L方向设置压电元件41。如图2及图3所示，配置在沿着主轨道侧区域的位置的压电元件41和配置在沿着返回轨道侧区域的位置的压电元件41相互带有空间相位差地设置。在本实施方式中，将主轨道侧区域设定为用于产生0°模式的波的第1激振区域Z1，返回轨道侧区域设定为用于产生90°模式的波的第2激振区域Z2。

如图3所示，第1激振区域Z1的压电元件41与第1放大器51相连接，第2激振区域Z2的压电元件41与第2放大器52相连接。各压电元件41在第1激振区域Z1及第2激振区域Z2分别以1/2波长间隔配置在振动模式的波腹位置。各激振区域(第1激振区域Z1、第2激振区域Z2)中相邻的压电元件41成为振幅的峰和谷的关系，因此构成为在进行相同的驱动的情况下成为相反方向的位移(在图2及图3中用“+”和“－”表示)。即，为了使输送面产生上下方向的挠曲振动，高效地激振，而在输送面的下方(背面侧)，在振动模式的波腹位置以1/2波长间隔粘贴压电元件41，交替更换在输送方向上相邻的压电元件41的极性。

在第1激振区域Z1和第2激振区域Z2产生频率相同且在空间上波的相位错开90°的两种振动模式、具体而言、图5所示的0°模式和90°模式的波，高效地激振，因此，如图3所示，例如第1激振区域Z1相对于第2激振区域Z2沿返回轨道17的工件输送方向设定(n+1/4)λ(n＝0或者正的整数)的空间相位差，在第1激振区域Z1和第2激振区域Z1相同极性的压电元件4彼此的配置实质上错开λ/4地安装(安装条件)。像这样，在本实施方式中，错开1/4波长地配置压电元件41。在图5中，能够理解，在0°模式的波和90°模式的波的相同位置，0°模式的波的波节和90°模式的波的波腹一致，存在90°的空间相位差。

这里，驻波是指共振时仅在原地振动的波。另外，压电元件41也可以是一体的且是表面的电极的极性交替更换的结构，极性也可以与图2及图3所示的极性相反。另外，压电元件41还可以是在第1激振区域Z1(主轨道侧区域)和第2激振区域Z2(返回轨道侧区域)各设一个的结构、或者在一激振区域压电元件41彼此的配置错开λ/4地设置的结构。另外，也可以在板弹性体11的形成有输送面(主轨道16的输送面、返回轨道17的输送面)的部分的背面侧和表面侧均安装压电元件41。即，只要满足所述安装条件，则可以将两个以上的压电元件41安装在输送部1的任何位置。

另外，通过打乱以输送部1的长轴线L为中心的对称构造，从而输送部1的0°模式的固有频率f1和90°模式的固有频率f2产生差异(f1＜f2)。如图3所示，本实施方式的直进式送料器LF包括机械相位差获取单元，机械相位差获取单元至少将由固有频率f1与固有频率f2之差引起的机械相位差作为用于产生行波的时间相位差所包含的要素获取。这里，机械相位差是由两种振动模式的固有频率之差所引起的相位差。即，机械相位差是由输送部1的非对称形状派生出的相位差，是针对不同的两种固有频率的振动模式以一个频率激振的情况下两驻波产生的时间相位之差。“固有频率之差”是指两种振动模式为相同的变形形态以及相同的波数，是不同的两种振动模式的固有频率之差，振动模式的数量和用于生成行波的驻波的数量并非一定要一致。这里所说的“相同的变形形态”是指例如两种振动模式的振动方向、振动的方式相同，“相同的波数”是指输送部所具有的输送面的输送工件的输送路径的整周的波长的数量。即，在使物体振动的情况下，存在在空间上具有相位差的两种振动模式，完全没有振动模式成为三种的情况。因而，例如即使是在输送面产生同一频率、相同的变形形态以及相同的波数且存在空间相位差的三个以上的驻波的结构，振动模式也是固有频率互不相同的第1振动模式和第2振动模式这两种。由于彼此空间相位错开90°，因此能够将两种振动模式中的第1振动模式定义为0°模式，将第2振动模式定义为90°模式。

图6示出了在空间上波的相位差错开90°的两种振动模式的激振力(作用力)作用下的挠曲位移量的传递特性及相位特性。在激振频率f为第1激振区域Z1(0°模式)的固有频率f1时，关于相位特性，在第1激振区域Z1(0°模式)，由于是共振驱动，因此力作用下的位移的相位差成为90°(该图中的)。从该图的位移/力的特性能够理解，第1激振区域Z1(0°模式)的波在共振点f1被驱动，而第2激振区域Z2(90°模式)的波偏离开共振点，振幅减小。

另外，在激振频率f为第1激振区域Z1(0°模式)的固有频率f1和第2激振区域Z2(90°模式)的固有频率f2的中间的频率f3时，力作用下的位移的相位差成为该图中的0°模式的振幅和90°模式的振幅相同(参照该图中的附图标记b)。

像这样，0°模式和90°模式的固有频率完全不一致。因此，在以某一频率驱动的情况下，两驻波(0°模式和90°模式)产生相位差。并且，若激振频率变化，则相位差也变化。与此同时，由于偏离开共振峰值，因此还产生振幅差。因此，使激振频率变化与变更相位差和振幅比结果是同等的。因此，在本实施方式中，作为机械相位差获取单元，应用这样的单元：不仅由固有频率f1和固有频率f2之差引起的机械相位差，还将由驱动信号的激振频率引起的机械相位差作为用于产生行波的时间相位差所包含的要素获取。

另外，在本实施方式中，机械相位差获取单元构成为将由输送部1的阻尼特性引起的机械相位差也作为用于产生行波的时间相位差所包含的要素获取。这是着眼于若输送部1的阻尼特性变化则机械相位差也发生变动这一点的构成。

如图3所示，本实施方式的直进式送料器LF包括选择波形的波形选择单元6。波形选择单元6例如从正弦波、矩形波、三角波等多种波形中选择一种波形。另外，本实施方式的直进式送料器LF还包括对施加于各振动模式的波形的电相位差进行调整的电相位差调整单元7，电相位差调整单元7构成为：调整向多个驱动单元4(第1驱动单元41、第2驱动单元42)发送的驱动信号的时间相位差并将其向由机械相位差获取单元获取的机械相位差叠加。“电相位差”是向两种振动模式用的各驱动单元4施加的电压波形的相位差，是从外部提供的时间相位差指令。

另外，本实施方式的直进式送料器LF还包括：调整激振频率的激振频率调整单元8、以及对所有驻波(0°模式的驻波、90°模式的驻波)的振幅进行调整的振幅调整单元(第1振幅调整单元91、第2振幅调整单元92)。第1振幅调整单元91、第2振幅调整单元92以0°模式的驻波的振幅和90°模式的驻波的振幅变得相等的方式进行调整。

本实施方式的直进式送料器LF在这样的构成下向第1激振区域Z1的压电元件41和第2激振区域Z2的压电元件41提供在时间上相位错开90°的超声波的正弦波振动时，在空间上且在时间上错开90°的两驻波叠加，输送面(主轨道16的输送面、返回轨道17的输送面)本身弹性变形，挠曲振动变成行波(循环方式)。

这里，对于振动的区域的“最小振幅/最大振幅”所求得的行波比，在其值为“1”的情况下能够生成理想的行波。并且，为了生成行波比1的行波，需要两驻波(0°模式的驻波、90°模式的驻波)的时间相位差及空间相位差为90°且振幅相同。但是，实际上，使相位差为90°及两者的振幅完全一致是困难的。尤其是，在两种振动模式的固有频率附近驱动，因此在产生固有频率之差的情况下，会机械地产生时间相位差。另外，由于阻尼，其相位差也会发生变化，因此将时间相位差设定为90°非常难。因此，本发明人对两驻波的相位差及振幅比偏离理想值的情况下行波比会发生什么程度的变化进行了验证。

有振幅不同、在空间上及时间上产生相位差的两驻波，设一驻波的振幅为a，另一振幅为b，空间相位差为时间相位差为频率为ω，波数为k，则在某一位置x的驻波的位移y1、y2能够用以下的式(1)表示。

【数学式1】

对该两波进行合成、整理，则成为以下的式(2)。

【数学式2】

其中，

A＝a sin kx+b cosφ₂(sin kx cosφ₁+cos kx sinφ₁)，B＝b sinφ₂(sin kxcosφ₁+cos kx sinφ₁)

θ＝tan^-1(B/A)

将式(2)的正弦波的振幅相对于位置x画曲线，则成为图7。根据该图能够理解：振幅h(x)的波形根据空间相位差时间相位差及驻波的振幅a、b的值较大地发生变化。并且，空间相位差＝时间相位差一驻波的振幅a＝另一驻波的振幅b时，振幅与位置x无关地成为恒定，成为行波比为1的完全行波。另一方面，在空间相位差或者时间相位差时，成为波节的振幅为0的完全驻波。除此之外的情况下，成为驻波与行波混杂的状态。

这里，空间相位差和时间相位差中的一相位差固定为90°，使另一相位差从0°到90°地变化时的行波比的关系如图8所示。作为参数，使振幅比a/b、即一驻波的振幅a与另一驻波的振幅b之比变化为“1.0”、“1.5”、“2.0”，结果为：相位差越接近0°，行波比越急剧变小，在0°时行波比变为0，成为完全驻波。另一方面，越接近90°，行波比越接近1，在90°时行波比变为1(振幅比为1的情况)，成为完全行波。另外，还弄清楚90°～180°为0°～90°的对称的特性。

基于以上的验证结果，在具有非轴对称的输送部1的本实施方式的直进式送料器LF的情况下，首先，利用适当的手段测量与相互不同的固有频率相对应的两种振动模式的固有频率、即0°模式的固有频率f1和90°模式的固有频率f2(固有频率测量步骤)，确定激振频率(激振频率确定步骤)。在固有频率测量步骤测量出的各模式的固有频率(0°模式的固有频率f1、90°模式的固有频率f2)能够如图9所示的图表那样表示。在激振频率确定步骤中，利用激振频率调整单元8将激振频率设定为0°模式的固有频率f1和90°模式的固有频率f2之间的频率。

接着，本实施方式的直进式送料器LF利用机械相位差计算单元计算机械相位差(机械相位差计算步骤)。具体而言，能够根据图9所示的图表计算出机械相位差(该图中用表示的机械相位差)。在机械相位差计算步骤之后，本实施方式的直进式送料器LF对从外部提供的作为时间相位差指令的电相位差进行设定(电相位差设定步骤)。具体而言，以电相位差和机械相位差之和成为90°的方式确定电相位差来进行设定。即，在满足“电相位差＝90－机械相位差”的条件的情况下行波比成为“1”。

经以上处理，本实施方式的直进式送料器LF对向两区域(第1激振区域Z1、第2激振区域Z2)的压电元件41提供的波的振动(例如正弦波振动)的相位差进行调整，从而调整行波比(行波比＝最小振幅/最大振幅)，在空间上且在时间上错开90°的两驻波叠加，挠曲振动成为行波，能够生成完全或者大致完全的行波，输送工件W。

如生成行波，则输送面的某一点的轨迹描绘椭圆振动，该椭圆振动到达输送面的顶点时与工件接触，向工件施加摩擦力。向摩擦力作用的方向输送工件。该工件的输送方向与行波的行进方向相反。

这里，0°模式的固有频率f1和90°模式的固有频率f2为互不相同的值，它们之差如以下的式3所示那样能够用90°模式的固有频率f2与0°模式的固有频率f1之差占0°模式的固有频率f1的比例的固有频率差比Δf来表示。

Δf＝(f2－f1)/f1×100 其中，f2＞f1…式3

图10示出了行波比和固有频率差比Δf的关系。这里所说的行波比是指，由行波引起的输送面的垂直振幅中的在输送面的预定范围内振动最小位置的最小振幅与在所述预定范围内振动最大位置的最大振幅之比。根据式3及图10能够知道要成为在实际使用上能够没有妨碍地输送工件的行波比(输送限界行波比)的值(本发明人通过验证实验发现输送限界行波比的值为“0.13以上”)，固有频率差比Δf的值为Δf≤1.54。因而，固有频率差比Δf≤1.54的情况下，能够形成在实际使用上能够没有障碍地输送工件的工件输送装置。

另外，在利用经所述各步骤的电学处理也无法生成适当的行波的情况下，也可以出于使输送部1的阻尼特性变化的目的变更输送部1的构造。若使输送部1的阻尼特性变化，则随之，机械相位差发生变动，利用机械相位差获取单元将该发生了变动的机械相位差作为时间相位差所包含的要素获取，经之后的电学处理(固有频率测量步骤以后的处理)，能够使包含由输送部1的阻尼特性引起的机械特性的时间相位差成为90°或者大致90°。

像这样，本实施方式的直进式送料器LF包括具有输送面且具有相对于任意轴线非对称的形状的输送部1、机械相位差获取单元、以及电相位差调整单元7，构成为：利用机械相位差获取单元至少获取由与输送部1具有的彼此不同的固有频率相对应的两种振动模式的固有频率之差引起的机械相位差作为时间相位差所包含的要素，利用电相位差调整单元7调整向多个驱动单元4发送的驱动信号的时间相位差并将其向该获取了的机械相位差叠加，将带有调整电相位差并将其向机械相位差叠加而得到的时间相位差的驱动信号向多个驱动单元4提供，该多个驱动单元4用于使输送面生成同一频率且具有空间相位差的多个驻波，因此，能够在输送面生成完全或者大致完全的行波，能够利用该行波来高速且适当地输送工件。尤其是，激振频率设定为不同的两种振动模式中的一者的固有频率(第1振动模式的固有频率)和另一者的固有频率(第2振动模式的固有频率)之间的适当的值、作为优选例设定为第1振动模式的固有频率和另一者的固有频率的中间值，在该情况下，能够生成适合工件输送的行波。

对于本实施方式的直进式送料器LF，将包括电相位差和机械相位差的相位差理解为时间相位差，从而能够使时间相位差成为90°或者大致90°，能够在输送面产生最高效的行波比的行波。

另外，在本实施方式的直进式送料器LF中，作为机械相位差获取单元，应用了获取由驱动信号的激振频率引起的机械相位差、由输送部1的阻尼特性引起的机械相位差的单元，因此能够可靠地把握根据激振频率、输送部1的阻尼特性而变动的机械相位差，能够使时间相位差包含这些机械相位差。

尤其是，本实施方式的直进式送料器LF的情况下，驱动单元4的驱动信号以超声波区域的频率为激振频率，因此超声波的驱动音人耳听不到，能够实现高速输送，并且，消除噪音问题。

另外，本实施方式的直进式送料器LF利用上下方向的超声波挠曲行波来输送工件，因此输送部1的前端的水平振幅接近为零，能够使输送部1的前端接近下一工序装置地设置，能够防止·抑制较小的工件掉下，并且压电元件41构成为利用超声波振动产生行波，因此驱动音人耳听不到，能够无声化，能够防止噪音变大并且达成高速化。

本实施方式的直进式送料器LF仅使输送面挠曲振动，因此，如所述那样，即使将输送部1的中央部固定，也不会影响输送面的挠曲振动模式，能够获得行波。另外，对于第1激振区域Z1的压电元件41和第2激振区域Z2的压电元件41，通过使向它们提供的波的相位差反转(时间相位反转(－90°))，能够向相反方向输送工件，在发生了工件的堵塞的情况等情况下，能够使工件暂时反向输送而解除堵塞。

像这样，利用沿输送部1生成的行波，在工件和输送面(主轨道16的输送面、返回轨道17的输送面)之间产生摩擦力，能进行工件的供给和回收。

另外，如图1、图11及图12所示，本实施方式的振动盘送料器BF是这样的装置：利用在作为螺旋状的输送轨道的螺旋轨道13(B)的输送面产生的行波使工件移动并向预定输送目的地(供给目的地，在本实施方式中为直进式送料器LF的主轨道的上游端)输送。振动盘送料器BF包括：振动盘状的输送部1(B)，其具有从底部侧上升且描绘螺旋形状的输送面，该振动盘状的输送部1(B)具有相对于任意轴线非对称的形状；以及多个驱动单元4(B)，其使输送面产生同一频率且具有空间相位差的多个驻波，利用与所述直进式送料器LF同样或者依照所述直进式送料器LF的构成，向所述多个驱动单元4(B)提供带有包含电相位差和机械相位差的时间相位差的驱动信号，从而在振动盘状输送部1(B)的输送面产生行波来输送工件。图11是示意性地表示振动盘送料器BF的侧截面的图，图12是振动盘送料器BF的从下方进行观察的示意图。其中，在图11中，省略了表示截面部分的平行斜线(阴影)。

振动盘状输送部1(B)由作为用于生成行波的弹性构件的振动盘弹性体11(B)形成，具有相对于任意轴线非对称的形状。输送部1(B)的螺旋轨道13(B)的终端部(下游端部)与直进式送料器LF的主轨道16的起始端部(上游端部)相连接。

在本实施方式中，利用适当的零件(在图1中为固定件(螺栓)，在图11中为按压构件14(B))将振动盘弹性体11(B)的中央部分固定于支承台2(B)。在振动盘状输送部1(B)中，在振动盘弹性体11(B)的内周面形成了螺旋轨道13(B)，因此在输送部1(B)的任何位置都无法设定在几何学上轴对称那样的对称轴线。螺旋轨道13(B)的朝上面是“工件接触的输送面”。

使这样的振动盘状输送部1(B)挠曲变形的多个驱动单元4(B)如图11及图12所示那样包括压电元件41(B)。压电元件41(B)粘贴于振动盘弹性体11(B)的形成有螺旋轨道13(B)的输送面的部分的背面(朝下面)侧。

压电元件41(B)沿振动盘弹性体11(B)的周向伸缩，从而使螺旋轨道13(B)的输送面发生挠曲，压电元件41(B)分别沿周向设置在振动盘弹性体11(B)的以与直径相当的任意直线为界线划分出的半圆状的区域。多个压电元件41(B)相互间带有空间相位差地设置。在本实施方式中，将一半圆状的区域设定为用于产生0°模式的波的第1激振区域，另一半圆状的区域设定为用于产生90°模式的波的第2激振区域(参照图12)。另外，也可以在一个半圆状的区域内设定第1激振区域及第2激振区域。各压电元件41在第1激振区域及第2激振区域分别以1/2波长间隔配置在振动模式的波腹位置。在各激振区域(第1激振区域、第2激振区域)，相邻的压电元件成为振幅的峰和谷的关系，因此构成为在进行了相同的驱动的情况下成为相反方向的位移(在图12中用“+”和“－”表示)。另外，在第1激振区域和第2激振区域，相同的极性的压电元件之间的配置实质上错开λ/4地安装。

具有这样的振动盘状输送部1(B)的振动盘送料器BF是与关于所述直进式送料器LF的图3同样的构成，即、包括与第1激振区域的压电元件41(B)连接的第1放大器、与第2激振区域的压电元件41(B)连接的第2放大器、机械相位差获取单元、电相位差调整单元、激振频率调整单元、以及振幅调整单元(第1振幅调整单元、第2振幅调整单元)。并且，与所述直进式送料器LF同样地，能够生成使包含机械相位差的时间相位差与90°完全一致或者大致一致的行波。

因而，振动盘送料器BF起到与所述直进式送料器LB同样或者大致同样的作用效果。

另外，本发明不限于所述各实施方式。对于例如在输送面产生同一频率且具有空间相位差的三个以上的驻波的结构，振动模式也是固有频率互不相同的第1振动模式和第2振动模式这两种。即，在物体振动的情况下，存在在空间上具有相位差的两种振动模式，完全没有振动模式成为三种的情况，本发明中的“固有频率之差”是不同的两种模式的固有频率之差，用于生成行波的驻波的数量与振动模式的数量并非一定要一致。

在所述实施方式中，例示了将构成驱动单元的压电元件逐张单独地粘贴于输送部的方式，但是，也可以是如图13所示那样使压电元件41的陶瓷部42一体化、仅电极43是分开的结构。图13的(a)、(b)是陶瓷部42一体化的压电元件41的俯视示意图、侧视示意图。如从图13的(b)中用箭头表示的各电极43的极化方向所能够把握的那样，即使陶瓷部42一体化，也能够局部地变更电极43。在将这样的陶瓷部一体化类型的压电元件41粘贴于输送部1的时刻，陶瓷部42的一面侧(例如朝上面侧)的各电极43与导体的输送部1接触而成为公共的(公共电极)，陶瓷部42的另一面侧(例如朝下面侧)的各电极43与导体的输送部1不接触，因此需要利用适当的手段进行公共处理。这样的陶瓷部一体化类型的压电元件41的情况下，与在所述实施方式例示的类型的压电元件41相比，能够谋求减轻向输送部1粘贴压电元件41的作业负担并提高粘贴精度。另外，在将陶瓷部42的一面侧(例如朝上面侧)的各电极43粘贴于导体的输送部1的情况下，虽然在各电极43与导体的输送部1之间形成有粘接层，但是能利用电极43和输送部1的表面粗糙度导通。

另外，作为图13所示的陶瓷一体化类型的压电元件41的另一改良变形，能够列举出如图14所示那样的陶瓷部42的一面侧(例如朝上面侧)的电极43是分开的、另一面侧(例如朝下面侧)的电极44一体化的例子。图14的(a)、(b)、(c)是使陶瓷部42和单面侧的电极44分别一体化的压电元件41的俯视示意图、侧视示意图、仰视示意图。像这样使陶瓷部42和单面侧的电极44分别一体化的压电元件41粘贴于输送部1的时刻，陶瓷部42的一面侧(例如朝上面侧)的各电极43与导体的输送部1接触而成为公共的(公共电极)，陶瓷部42的另一面侧(例如朝下面侧)的电极44一体化，因此不需要公共处理作业。

另外，在所述实施方式中，作为电相位差设定步骤的具体例，例示了以电相位差和机械相位差之和成为90°的方式确定电相位差来进行设定的方式，但是，也可以是，以“电相位差和机械相位差之和成为90±180n(n为正整数)”的方式确定电相位差来进行设定。即，在满足“电相位差＝90±180n(n为正整数)－机械相位差”的条件的情况下，行波比也成为“1”。

在所述实施方式中，作为向两区域的驱动单元提供的波的振动，例示了正弦波振动，但是也可以是矩形波振动。

在本发明中，也能够替代压电元件而应用磁致伸缩元件来作为驱动单元。

另外，在所述实施方式中，利用循环方式产生行波，但是也可以利用非循环方式的方式(分别改变输送面的两端的相位差地对输送面的两端激振的两端激振方式等)产生行波。

作为工件，例如能够列举出电子零件等微小零件，但是也可以是电子零件以外的物品。

另外，各部分的具体的构成也不限于所述实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围内能够进行各种变形。

Claims (5)

1.一种工件输送装置，其包括使输送面产生同一频率且具有空间相位差的多个驻波的多个驱动单元，通过向所述多个驱动单元提供带有时间相位差的驱动信号，从而在所述输送面产生行波来输送工件，

其特征在于，

该工件输送装置还包括：

输送部，其具有所述输送面，该输送部具有相对于任意轴线非对称的形状；

机械相位差获取单元，其获取由与所述输送部所具有的各不相同的固有频率相对应的两种振动模式的固有频率之差引起的机械相位差作为所述时间相位差所包含的要素；以及

电相位差调整单元，其调整向所述多个驱动单元发送的所述驱动信号的时间相位差，并将之向所述机械相位差叠加。

2.根据权利要求1所述的工件输送装置，其中，

所述机械相位差获取单元获取由所述驱动信号的激振频率引起的机械相位差，将所述驱动单元的所述激振频率设定在所述两种振动模式中的一振动模式的固有频率和另一振动模式的固有频率之间。

3.根据权利要求1或2所述的工件输送装置，其中，

所述机械相位差获取单元获取由所述输送部的阻尼特性引起的机械相位差。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的工件输送装置，其中，

该工件输送装置还包括以所有的所述驻波的振幅都变得相等的方式进行调整的振幅调整单元。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的工件输送装置，其中，

所述驱动单元的驱动信号以超声波区域的频率为激振频率。