CN1189369C - 电磁式部件加料器的控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一电磁式部件加料器(10)的控制装置，该加料器包括一具有按预定频率振动的电磁铁(16)的振动单元(14)，一适合利用该振动单元(14)释放其中存放的部件的碗体(11)，一用于驱动电磁铁(16)的驱动电路(20)，以及一用于输出一驱动信号至驱动电路(20)以产生一预定驱动的控制单元(22)。通过其每一预定的若干驱动周期均暂时中止对电磁铁(16)的驱动，并根据该中止期间因其电磁感应从电磁铁(16)的线圈(16a)得到的信号，例如根据该信号波形和驱动电路驱动信号间的相位差，来控制电磁铁的振动。

Description

电磁式部件加料器的控制方法和装置

技术领域

本发明涉及一种通过电磁铁产生的交变磁场所造成的碗体振动来供给各种部件的电磁式部件加料器的控制方法和装置。

背景技术

现有电磁式部件加料器的一典型例如图1所示包括，适合在其中存放大量待供给部件、并在对该碗体施加振动的同时释放部件的碗体2，配备有按预定谐振频率驱动碗体2的电磁铁或压电元件的振动单元4，以及驱动该振动单元4的驱动控制系统5。该部件加料器适合通过一诸如光电转换器或压电元件这种放大传感器6来对碗体2的振动幅度进行电检测，将它反馈给驱动控制单元5，并对驱动该碗体2所用的电流或电压进行控制以便任何时候都以不变的幅度驱动该碗体。

这种方法需要放大传感器6来检测碗体2的振动，因此系统构成变得复杂，检测振动的元器件数目增加，成本也提高。

发明内容

因而，本发明其目的在于，提供一种以简单构成实现精确振动的电磁式部件加料器的控制方法和装置。

按照本发明的一个方面，提供一种电磁式部件加料器的控制方法，该加料器包括：一具备电磁铁其磁场按规定频率振动的振动单元，一适合利用该振动单元将其中存放的部件释放的碗体，用于驱动电磁铁的驱动电路，以及用于输出一驱动信号至驱动电路来产生一预定驱动的控制单元。该方法包括下列步骤：电磁铁的每一预定的若干驱动周期均暂时中止对电磁铁的驱动；以及根据中止期间因其电磁感应从上述电磁铁线圈获得的诸如电压或电流信号，例如根据该信号波形和上述驱动电路驱动信号间的相位差，控制电磁铁的振动。

一较佳实施例中，在控制前先测定电磁式部件加料器的谐振频率。测定谐振频率时，由上述驱动电路驱动电磁铁，每一预定的若干驱动周期均暂时中止该驱动电路的驱动，并在中止期间测定因其电磁感应从电磁铁获得的电动势。将信号变为最大的频率设定为谐振频率。接着，由驱动电路以所获得的谐振频率驱动电磁铁，并且每一预定的若干驱动周期均暂时中止驱动电路的驱动。中止期间，因其电磁感应从电磁铁获得的信号、该信号波形和上述驱动电路的驱动之间的相位差、以及上述谐振频率均存储于存储单元中。对振动单元驱动时，以所存储的谐振频率驱动。而且，以因电磁感应获得的信号波形和驱动电路的驱动信号间的相位差变成等于上述所存储的相位差这种方式来控制电磁铁。

按照本发明第二方面，提供一种电磁式部件加料器的控制系统。该系统包括：具备一按预定频率振动的电磁铁的振动单元；适合利用该振动单元将其中存放的部件释放的碗体；用于驱动电磁铁的驱动电路；用于输出一驱动信号至驱动电路以产生一预定的驱动并且电磁铁的每一预定的若干驱动周期均暂时中止对电磁铁的驱动的控制单元；用于检测中止期间因其电磁感应从电磁铁获得的信号波形的信号检测装置；设置在控制单元中用于检测信号检测装置得到的信号波形和驱动电路的驱动信号波形间相位差的相位差检测装置；以及用于根据相位差检测装置得到的相位差控制电磁铁振动的振动控制装置。

说明书中，上述信号表示电压或电流。当信号表示电压时，包括单词“信号”的术语，例如信号波形、驱动信号、信号检测装置以及驱动信号波形，分别指电压波形、驱动电压、电压检测装置以及驱动电压波形。而信号为一电流时，则是例如指电流波形、驱动电流、电流检测装置以及驱动电流波形。

如上所述构成的电磁式部件加料器控制方法和装置，能够通过利用电磁铁线圈作为传感器来精确检测振动，不需要使用检测振动单元幅度的专用幅度放大器，因而其构成可显著简化。而且，部件加料器的谐振频率每次测定后均存储，并根据所存储的谐振频率等信号或相位差数据使部件加料器动作，因而能够在其相应的优化驱动条件下驱动该部件加料器。甚至该部件加料器结构改变时可再次测定谐振频率，因此总能在合适条件下驱动该部件加料器。

附图说明

通过下面结合附图所作的说明，本发明的其他目的、特征和优点将会变得清楚，其中：

图1是表示现有部件加料器控制方法的示意图；

图2是示意性图示本发明控制系统所适用的现有电磁式部件加料器的局部剖开侧视剖面图；

图3是本发明一实施例电磁式部件加料器其控制系统的示意性框图；

图4是示出上述实施例电磁式部件加料器控制步骤的流程图；

图5是表示上述实施例电磁式部件加料器振动频率和幅度间关系的曲线图；以及

图6是表示上述实施例电磁式部件加料器驱动波形的曲线图。

具体实施方式

参照附图，图2示出本发明控制系统所适用的一例现有电磁式部件加料器。简单来说，部件加料器10包括：一适合在其中存放大量部件、并且受到对碗体的振动而释放该部件的碗体11；以及用于使碗体11振动的振动单元14。该碗体11具备一侧壁，其具有一在其内周表面上按渐上斜面形式形成的螺旋形部件供给轨12和按渐斜面形状形成的圆锥底板13。做成此配置使得碗体11中存放的部件(未图示)会沿底板13的圆锥斜面下落，在供给轨12的下端收集。振动单元14由固定于壳体15底部的基座17上安装的电磁铁16所组成。标号16a表示电磁铁线圈。碗体11的底盘部11a利用多处(图2所示实施例中为4处)绕电磁铁16设置的沿圆周方向倾斜的簧片18与底座17连接。也就是说，各个簧片18的弯曲上端部靠螺丝紧固于盘部11a，而其下端部则靠螺丝紧固于底座17上形成的斜面17a。电磁铁16的可活动铁芯19紧固于盘部11a的底面。因而，当底座17上安装的电磁铁16通断时，可活动铁芯19和其上紧固的碗体11的盘部11a便相对于簧片18的弹性为电磁铁16所吸引，并由簧片18的弹力向远离电磁铁16的方向移动。但簧片18相对于圆周方向是倾斜的，所以电磁铁16通断时，盘部11a和其上紧固的碗体11便经历周期性重复的垂直运动和往复扭曲运动的组合运动，因而碗体11中的部件受到一圆周方向的传递力，并在允许它们上下跳动的同时传送至供给轨12的上部。该部件加料器的动作在例如1994年12月13日颁发给SusumuYagi的美国专利U.S.Pat.No.5,372,237中有所说明，其教导在此通过引用作为参考。

下面参照图3说明用于驱动电磁铁16的控制装置40。电磁铁16与包括一电功率放大器等的驱动电路20相连接，驱动电路20与一控制单元22连接，该控制单元22包括的微型计算机输出一电磁铁16用的驱动信号。而且，电磁铁16与一用于检测电磁铁线圈两端所生成电压的电压检测电路24相连接，电压检测电路24的输出端与控制单元22的A/D变换器输入端相连接。

用于对电磁铁16所引起的振动单元14的振动幅度进行调整的幅度设定电路26通过介于其间的驱动电路20与控制单元22相连接。而且，用于将部件加料器10的驱动方式在调整模式和工作模式间切换的模式设定电路28也与控制电路22相连接。控制单元还具有诸如非易失存储器这种存储单元30，用于存储诸如预定电压值、相位差以及频率这种数据，并将数据输出至控制单元22以及由此输入数据。

本实施例电磁式部件加料器10的驱动方法和控制方法如下。如图4至图6所示，先接通电源，由模式设定电路28选择电磁式部件加料器10的驱动模式。通常在电磁式部件加料器出厂时测定电磁式部件加料器10的谐振频率并存储于其中。此外，因其碗体12等零部件调换使该振动系统固有频率改变时，谐振频率也会变化，所以在调整模式下测定谐振频率并存储于其中。

如图5所示振动单元14在谐振频率下幅度为最大，所以在不需要改变驱动电压的情况下对频率进行扫描，将幅度为最大的频率设定为谐振频率。谐振频率测定中由驱动电路20驱动电磁铁16，每一预定的若干驱动周期均暂时中止该驱动电路20的驱动。测定该中止期间因惯性而仍然振动的电磁铁16的线圈16a电磁感应所生成的电压。将电压为最大的频率设定为谐振频率。测定该谐振频率的动作按照预定程序自动执行。按谐振频率驱动时振动单元14的幅度由幅度设定电路26设定。

接着，驱动方式由模式设定电路28切换至工作模式。由驱动电路20如图6所示按设定的谐振频率和幅度驱动电磁铁16，每一预定的若干周期例如50个周期均暂时中止驱动电路20的驱动例如1个周期或1.5个周期的时间。由电压检测电路24检测中止期间因其电磁感应从电磁铁16的线圈16a获得的电压，并输出至控制单元22。控制单元22中，对电压检测电路24得到的电压波形进行A/D变换，并计算该电压波形和用于驱动驱动电路20作为激发力的驱动信号波形间的相位差。此外，将上述谐振频率、电压波形在该频率的波幅以及上述相位差存储于存储单元30。

接下来，在电磁式部件加料器10工作过程中，其驱动方式由模式设定电路28设定为工作模式。读出调整模式期间存储于存储单元30的驱动电压波幅和谐振频率，控制单元22通过介于其间的驱动电路20按这些数值驱动电磁铁16。该模式期间，每一预定的若干周期例如50个周期均暂时中止驱动电路20的驱动例如1个周期或1.5个周期的时间。该中止期间因电磁感应在电磁铁16的线圈16a两端间产生一电压，由电压检测电路24检测此电压并输出至控制电路22。控制电路22中，对电压检测电路24得到的电压波形进行A/D变换，并计算该电压波形和作为驱动驱动电路20用的激发力的驱动信号波形间的相位差。按这样一种方式，即从电磁铁16得到的电压波形和驱动电路20驱动电压间的相位差变为等于该调整模式期间所存储的上述相位差，来控制电磁铁16的振动频率。电磁式部件加料器10工作期间持续进行这种控制。

按照本实施例的电磁式部件加料器的控制方法和装置，由于驱动电压的暂时中止靠电磁铁16线圈16a检测出电磁铁16的机械振动，并变换为一电信号，该检测出的信号送至控制单元22。因而，能够在不用检测幅度的专用传感器的情况下精确地进行幅度检测和驱动控制。此外，电磁铁16本身起到传感器作用，所以构成简单，该检测出的信号较为精确。而且，即便对电磁铁16的驱动暂时中止也因惯性而振动，所以在对振动单元14的驱动方面没有问题。

而且，调整模式和工作模式可交换，在调整模式中可根据需要将部件加料器10调整至优化谐振频率，所以部件加料器总能在一合适状态下得到驱动。

应理解，本发明不限于上述实施例，可对其进行任何修改。举例来说，只要对部件加料器10的驱动不带来实际影响，可适当将工作中止时间设定为任何时间。此外，也可如上述方法利用对电磁铁16电磁感应得到的电压检测那样靠电流检测来进行上述控制。本发明不仅适用于具有碗体的部件加料器，而且适用于任何通过利用电磁铁供给部件的装置。上述实施例应全面视为示范性和非限定性的，其中应包含所附权利要求书而非上述说明所给出的本发明保护范围以及落在权利要求等效内涵和外延内的全部变化。

Claims (9)

1.一种电磁式部件加料器的控制方法，该加料器包括：一具备电磁铁其磁场按规定频率振动的振动单元，用于驱动所述电磁铁的驱动电路，以及用于输出一驱动信号至所述驱动电路来产生一预定驱动的控制单元，其特征在于，所述方法包括下列步骤：

所述电磁铁的每一预定的若干驱动周期均暂时中止对所述电磁铁的驱动；以及

根据所述中止期间因其电磁感应从所述电磁铁线圈获得的信号，控制所述振动单元的振动。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述中止期间因其电磁感应从所述电磁铁获得的所述信号波形和所述驱动电路的驱动信号间的相位差控制所述电磁铁的所述振动。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，通过先测定所述电磁式部件加料器的谐振频率，由所述驱动电路以所述谐振频率驱动所述电磁铁，每一预定的若干驱动周期均暂时中止所述驱动电路的驱动，在存储元件中存储所述中止期间因其电磁感应从所述电磁铁获得的所述信号波形和所述驱动的驱动信号间的所述相位差以及所述谐振频率，以及驱动时按所存储的谐振频率驱动所述振动单元，来进行所述控制。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，通过由所述驱动电路驱动所述电磁铁，每一预定的若干驱动周期均暂时中止所述驱动电路的驱动，测定所述中止期间因其电磁感应从所述电磁铁获得的信号，以及将所述信号变为最大时的频率设定为所述谐振频率，来对所述电磁式部件加料器的所述谐振频率进行测定。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，以因所述电磁感应获得的信号波形和所述驱动电路的驱动信号间的所述相位差变成等于所存储的相位差这种方式来控制所述振动单元。

6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述中止期间为所述驱动周期的1个或1.5个周期。

7.一种电磁式部件加料器的控制装置，其特征在于，包括：

具备一按预定频率振动的电磁铁的振动单元；

适合利用所述振动单元将其中存放的部件释放的碗体；

用于驱动所述电磁铁的驱动电路；

用于输出一驱动信号至所述驱动电路以产生一预定的驱动并且所述电磁铁的每一预定的若干驱动周期均暂时中止对所述电磁铁的驱动的控制单元；

用于检测所述中止期间因其电磁感应从所述电磁铁线圈获得的信号波形的信号检测装置；

用于检测所述信号检测装置得到的所述信号波形和所述驱动电路的所述驱动信号波形间相位差的相位差检测装置；以及

用于根据所述相位差检测装置得到的相位差控制所述电磁铁振动的振动控制装置。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述信号检测装置是一电压检测电路。

9.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述控制单元具备：用于通过介于其间的所述驱动电路调节所述振动单元幅度的幅度设定电路；用于将所述部件加料器的驱动方式在调整模式和工作模式之间进行切换的模式设定电路；以及用于存储数据的非易失存储器。

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