ES2252355T3 - Alimentador de piezas y metodo de control para el mismo. - Google Patents
Alimentador de piezas y metodo de control para el mismo.Info
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Abstract
Alimentador de piezas (10), que incluye: una unidad vibradora (14) que comprende un elemento vibrador (16) para promover la vibración de un descargador de piezas (12); un circuito de excitación (20) para excitar el elemento vibrador (16); y una porción de control (22) para enviar una señal de excitación de una frecuencia de excitación predeterminada al circuito de excitación (20) para promover la vibración el elemento vibrador (16) a la frecuencia de excitación, en el que la porción de control (22) está provista de un transformador de Fourier (41) que realimenta y aplica la transformada de Fourier a una señal de detección que indica la vibración del elemento vibrador (16), de un separador (42) para separar la señal de realimentación transformada en una componente de señal de transferencia que funciona para transferir piezas y una componente de ruido que no sea la componente de señal de transferencia, y de un controlador de excitación (43) para controlar el circuito de excitación en funciónde la componente de señal de transferencia separada, caracterizado porque un sensor de vibraciones (24) está previsto en una parte de la unidad vibradora (14) o del descargador (12) para detectar la vibración procedente del elemento vibrador.
Description
Alimentador de piezas y método de control para el
mismo.
La presente invención se refiere a un alimentador
de piezas para promover la vibración de una cubeta, etc. que aloja
varias piezas mediante la vibración de un vibrador electromagnético
o piezoeléctrico para suministrar las piezas, así como a un método
de control para el mismo.
Convencionalmente se vienen empleando
alimentadores de piezas vibratorios para suministrar las piezas a
una cadena de producción.
La Figura 5 muestra un alimentador de piezas
vibratorio piezoeléctrico como ejemplo de los alimentadores de
piezas vibratorios. El alimentador de piezas vibratorio
piezoeléctrico presenta una cubeta 2 en calidad de descargador de
piezas para alojar las piezas que deben suministrarse y descargar
las piezas mediante vibración, una unidad vibradora 4 dotada de un
vibrador piezoeléctrico para excitar la cubeta 2 a una frecuencia
predeterminada y un controlador 5 para controlar el funcionamiento
de la unidad vibradora 4.
Para controlar de manera adecuada la vibración de
la cubeta 2, se dota el alimentador de piezas vibratorio de un
sensor de amplitud 6 tal como un convertidor fotoeléctrico y
elemento piezoeléctrico para detectar, de forma eléctrica, la
amplitud de la cubeta 2, y se realimenta la señal de detección al
controlador 5 para ajustar la intensidad o la tensión de la
corriente que excita la cubeta 2, para que se excite la cubeta 2 a
una amplitud constante.
En otra disposición, están previstos un sensor de
intensidad y un sensor de tensión en un circuito de control de
excitación tal como el controlador 5 y se reconoce la vibración de
la cubeta 2 mediante procesado de la señal de detección procedente
de los sensores, de manera que se controla apropiadamente la
vibración de la cubeta 2 controlando el funcionamiento de la unidad
vibradora 4 en función del resultado del procesado (véanse las
patentes japonesas JP 7060187A y JP10049237A). En una disposición de
esta índole, no hay necesidad de dotar la cubeta 2 de un sensor de
amplitud especial.
No obstante, en la disposición convencional antes
descrita, cuando se promedia la señal de realimentación y se
convierte en corriente continua para el control, la exactitud de
control sufre un deterioro cuando la señal está distorsionada ya
que se promedia la señal mientras está mezclada con una señal que no
sea la componente de frecuencia que contribuye a la
transferencia.
Además, cuando se explora y se controla la
frecuencia de la señal de realimentación con un punto cuya amplitud
máxima esté fijada como una frecuencia de resonancia, puesto que no
se puede detectar la fase, no se puede seguir la pista del desfase
de la frecuencia de resonancia durante el funcionamiento.
El documento EP 0 629 568, según el preámbulo de
la reivindicación 1, da a conocer un método de control de
excitación para un alimentador de piezas vibratorio autoexcitado que
incluye una unidad alimentadora de piezas y una fuente de energía
excitatriz y una unidad de control que suministra energía eléctrica
de una frecuencia deseada a una unidad generadora de vibraciones.
La porción de control posee un transformador de Fourier que
realimenta y aplica la transformada de Fourier a una señal de
detección que indica la vibración del vibrador. Un medio analizador
de armónicos está previsto para separar la corriente detectora en
componentes de distintas frecuencias y un circuito convertidor de
frecuencias controla el circuito de excitación.
Un objetivo de la presente invención es
proporcionar un método de control de un alimentador de piezas que
sea capaz de realizar un control sumamente exacto y que presente una
estructura sencilla y sea capaz de realizar una vibración
precisa.
Un alimentador de piezas según un aspecto de la
presente invención incluye: un elemento vibrador para promover la
vibración de un descargador de piezas; un circuito de excitación
para excitar el elemento vibrador; y una porción de control para
enviar una señal de excitación de una frecuencia de excitación
predeterminada al circuito de excitación para promover la vibración
del elemento vibrador a la frecuencia de excitación, estando
caracterizado el alimentador de piezas porque la porción de control
está provista de un transformador de Fourier que realimenta y
aplica la transformada de Fourier a una señal de detección que
indica la vibración del vibrador, un separador para separar la
señal de realimentación transformada en una componente de señal de
transferencia que funciona para transferir piezas y una componente
de ruido que no sea la componente de señal de transferencia, y un
controlador de excitación para controlar el circuito de excitación
en función de la componente de señal de transferencia separada. La
señal de detección que indica la vibración del elemento vibrador es
una señal de realimentación generada detectando la vibración
procedente de la unidad vibradora o descargador por medio de un
sensor de vibraciones.
Un método de control de un alimentador de piezas
según un aspecto de la presente invención incluye: un elemento
vibrador para promover la vibración de un descargador de piezas; un
circuito de excitación para excitar el elemento vibrador; y una
porción de control para enviar una señal de excitación de una
frecuencia de excitación predeterminada al circuito de excitación
para promover la vibración del elemento vibrador a la frecuencia de
excitación, estando caracterizado el método porque la vibración se
detecta por un sensor de vibraciones previsto en una parte de la
unidad vibradora o del descargador. Alternativamente, la salida del
elemento vibrador puede emplearse para ser una señal de
realimentación, y se emplea la señal de vibración en calidad de la
señal de realimentación y la señal de detección que muestra la
vibración del elemento vibrador se realimenta y se aplica con la
transformada de Fourier por la porción de control para separar la
señal de realimentación convertida en una componente de señal de
transferencia que funciona para transferir piezas y una componente
de ruido que no sea la componente de señal de transferencia, y el
circuito de excitación se controla en función de la componente de
señal de transferencia separada.
En la presente invención, el control mediante la
porción de control puede disponerse según se desee, donde la
amplitud del descargador puede devenir constante, se puede seguir
automáticamente la pista de la frecuencia de resonancia o la fuerza
vibratoria aplicada al descargador puede devenir constante. La señal
obtenida por el elemento vibrador puede muestrearse y convertirse
de analógica a digital a un ciclo predeterminado para que la
porción de control pueda realizar el análisis de Fourier.
En la presente invención, las señales respectivas
tales como la señal de detección pueden emplear la tensión y la
corriente eléctrica. Cuando la señal representa la tensión, se
emplean la onda de tensión, la tensión de excitación, el sensor de
tensión y onda de la tensión de excitación. Cuando la señal
representa la corriente eléctrica, se emplean la onda de corriente,
la corriente de excitación, el sensor de corriente y la onda de
corriente de excitación. El descargador se refiere a una cubeta en
un alimentador de piezas corriente y se refiere a una artesa de
transferencia en un alimentador lineal. Es decir, el descargador de
la presente invención se refiere a un medio capaz de descargar
piezas tal como una cubeta y una artesa de transferencia.
En los dibujos:
la Figura 1 es un diagrama de bloques esquemático
que muestra un alimentador de piezas según una forma de realización
de la presente invención;
la Figura 2 es un cuadro de flujos que muestro el
proceso de control del alimentador de piezas de la forma de
realización antes aludida;
la Figura 3 es una gráfica que muestra la
relación entre la frecuencia de resonancia y la amplitud del
alimentador de piezas de la forma de realización antes aludida;
la Figura 4(A) es una gráfica que muestra
una señal que representa la excitación del alimentador de piezas de
la forma de realización antes aludida, la figura 4(B) es una
gráfica que muestra una componente de señal de transferencia
obtenida mediante la transformada de Fourier, la Figura 4(C)
es una gráfica que muestra una componente de ruido; y
la Figura 5 es una ilustración esquemática que
muestra la unidad de control de un alimentador de piezas
convencional.
Se describirá a continuación una forma de
realización de la presente invención con referencia a los dibujos
anexos.
Un alimentador de piezas 10 según la presente
forma de realización es del tipo que vibra de forma piezoeléctrica,
que incluye una cubeta 12 para alojar, vibrar y descargar varias
piezas y una unidad vibradora piezoeléctrica 14 para promover la
vibración de la cubeta 12 como se aprecia en la Figura 1. La unidad
vibradora piezoeléctrica 14 presenta un soporte elástico (no
mostrado) que soporta la cubeta 12 y un vibrador piezoeléctrico 16
en calidad de elemento vibrador para promover la vibración de la
cubeta 12 a través del soporte elástico. Una unidad de control 40
está prevista para excitar el vibrador piezoeléctrico 16.
La unidad de control 40 tiene un circuito de
excitación 20 dotado de un amplificador de potencia etc., conectado
al vibrador piezoeléctrico 16. El circuito de excitación 20 está
conectado a un borne de salida de una porción de control 22
compuesta de un microordenador para enviar la señal de excitación
del vibrador piezoeléctrico 16. Un sensor de vibraciones 24 para
detectar la vibración de la cubeta 12 está conectado a la cubeta 12
y la salida del sensor de vibraciones 24 está conectada al borne de
entrada de conversión A/D de la porción de control 22.
Un circuito fijador de amplitud 26 para ajustar
la amplitud del vibrador piezoeléctrico 16 a través del circuito de
excitación 20 está conectado a la porción de control 22. Un circuito
fijador de modo 28 está conectado también a la porción de control
22 para conmutar el modo de excitación del alimentador de piezas 10
entre el modo de ajuste y el modo operativo. Está prevista además
una memoria no volátil 30 en calidad de elemento de memoria para
guardar datos tales como una tensión predeterminada, un desfase y
frecuencia y para la entrada y salida de los datos a la porción de
control 22.
Un transformador de Fourier 41 para realimentar y
aplicar la transformada de Fourier sobre una señal de detección que
indica la vibración del elemento vibrador, un separador 42 para
separar la señal de realimentación transformada en una componente
de señal de transferencia que funciona para transferir las piezas y
una componente de ruido que no sea la señal de transferencia y un
controlador de excitación 43 para controlar el circuito de
excitación en función de la componente de señal de transferencia
separada están previstos en la porción de control 22. Las
componentes respectivas antes aludidas pueden instalarse como
logicial de un programa ejecutado en un sistema de microordenador
que constituye la porción de control 22. Por otra parte una
disposición formada únicamente por equipo puede emplearse para
conseguir la función antes mencionada.
Las Figuras 2 a 4 muestran como excitar y
controlar el alimentador de piezas vibratorio piezoeléctrico 10
según la presente forma de realización.
Cuando se excita el alimentador de piezas 10, se
conecta inicialmente la energía para el alimentador de piezas 10 y
se escoge el modo de excitación del alimentador de piezas 10
mediante el circuito fijador de modo 28.
De manera corriente, se mide la frecuencia de
resonancia del alimentador de piezas vibratorio piezoeléctrico 10 al
proceder al envío de fábrica del alimentador de piezas vibratorio
piezoeléctrico 10 y se guarda en la memoria no volátil 30. Por otra
parte, cuando se modifica la frecuencia natural del sistema
vibratorio por un cambio de cubeta 12 o de otros componentes,
puesta que también se modifica la frecuencia de resonancia, se mide
ésta y se guarda en la memoria no volátil 30. El modo de ajuste se
emplea en la realización de las etapas antes expuestas.
En el modo de ajuste, la amplitud de la unidad
vibradora piezoeléctrica 14 deviene la máxima a la frecuencia de
resonancia de toda la unidad, incluyendo la cubeta 12, como se
aprecia en la Figura 3, se explora la frecuencia por el circuito de
excitación 20 sin cambiar la tensión de excitación y se detecta la
frecuencia que tenga la máxima amplitud para fijarla como la
frecuencia de resonancia (etapa S1 en la Figura 2).
A continuación, se excita el vibrador
piezoeléctrico 16 por el circuito de excitación 20 a su amplitud y
frecuencia de resonancia así fijadas de la misma manera en calidad
de estado de excitación (etapa S2 de la Figura 2).
Cuando se conmuta el alimentador de piezas 10 del
modo de ajuste al modo operativo, el alimentador de piezas 10
realiza un proceso de ajuste predeterminado y conmuta al modo
operativo.
El alimentador de piezas 10 excita el vibrador
piezoeléctrico 16 por medio del circuito de excitación 20. Se
detecta la vibración de la cubeta 12 vibrada por la excitación por
el sensor de vibraciones 24 y se envía la señal de tensión al borne
de entrada de conversión A/D de la porción de control 22. La porción
de control 22 muestrea la señal de tensión a ella enviada por un
ciclo predeterminado, por ejemplo, por un intervalo que divide la
frecuencia de vibración entre treinta y dos (véase la Figura
4(A)). La señal de realimentación muestreada se convierte en
una señal digital, y se procesa la señal de vibración digitalizada
con una transformada de Fourier discreta por el transformador de
Fourier 41. Se analiza la frecuencia de la señal aplicada con la
transformada de Fourier por el separador 42. en la presente forma de
realización, la onda primaria transformada por Fourier es de la
componente de señal de transferencia de la unidad vibradora
piezoeléctrica 14 etc. (véase la Figura (4(B)) y la onda
secundaria o más es la componente de ruido (véase la Figura
4(C)). La amplitud, el desfase relativo a la señal de
excitación y la frecuencia de resonancia de la onda de señal de
transferencia se calculan (etapa S3 de la Figura 2) y se guardan en
la memoria no volátil 30 (etapa S4 de la Figura 2).
Se realizan de forma automática el proceso de
medición de la frecuencia de resonancia (etapa S1 de la Figura 2) y
el proceso de medición del desfase y de la amplitud (etapas S2 a S4
de la Figura 2) antes expuestos sobre la base de un programa
predeterminado. La amplitud de la unidad vibradora piezoeléctrica 14
al ser excitada a la frecuencia de resonancia se fija por el
circuito fijador de amplitud 26.
Una vez realizado el ajuste anterior, cuando se
pone el alimentador de piezas realmente en marcha para suministrar
piezas, el circuito fijador de modo 28 conmuta el modo al modo
operativo.
En el modo operativo, el vibrador piezoeléctrico
16 es excitado por el circuito de excitación 20 a la frecuencia de
resonancia y amplitud guardadas en la memoria no volátil 30 (etapa
S5 de la Figura 2).
En este momento, se detecta la vibración de la
cubeta 12 accionada por el circuito de excitación 20 por el sensor
de vibraciones 24 y se envía a la porción de control 22. La porción
de control 22 convierte la señal de realimentación obtenida de
analógica a una señal digital. La señal de vibración digitalizada
obtenida se aplica con la transformada de Fourier, separando con
ello la componente de señal de transferencia de la cubeta 12
(Figura 4(B)) y la componente de ruido (Figura 4(C)),
donde se calcula el desfase relativo a la señal de excitación para
excitar del circuito de excitación 20 por la componente de señal de
transferencia.
Se controla la señal obtenida por el sensor de
vibraciones 24 para que sea de una amplitud predeterminada. Además,
la porción de control 22 controla la frecuencia de vibración del
vibrador piezoeléctrico 16 para que el desfase en el ajuste de la
frecuencia de resonancia sea igual al valor de fase guardado durante
el modo de ajuste (etapa S7 de la Figura 2).
El proceso de control continúa a intervalos
predeterminados durante el funcionamiento del alimentador de piezas
vibratorio piezoeléctrico 10 (durante el modo operativo). Por otra
parte, cuando se conmuta el alimentador de piezas 10 al modo de
ajuste, se ejecutan las antes citadas etapas S1 a S4.
Según el método de control y aparato del
alimentador de piezas vibratorio piezoeléctrico de la presente forma
de realización, puesto que la señal obtenida por el sensor de
vibraciones 24 se aplica con la transformada de Fourier y se extrae
únicamente la componente de señal relativa a la transferencia y
selección de piezas durante el control de realimentación de la
unidad vibradora piezoeléctrica 14, es posible un control preciso
de amplitud constante.
Además, la fase inicial de la señal desde el
sensor de vibraciones 24 puede calcularse sin emplear un sensor de
fase especial, de manera que se puede reseguir la frecuencia de
resonancia de forma fácil y automática.
Se puede obtener la señal de vibración de manera
fácil y precisa por la transformada de Fourier, de manera que la
excitación puede controlarse de manera precisa mediante una
detección exacta de la amplitud y fase.
A propósito, el alcance de la presente forma de
realización no está limitado a la forma de realización antes
expuesta, sino que la señal de realimentación puede obtenerse
empleando la salida piezoeléctrica del elemento piezoeléctrico sin
emplear el sensor de vibraciones. La señal de realimentación puede
obtenerse directamente del elemento piezoeléctrico suspendiendo la
señal de excitación por ciclos predeterminados o excitando a una
frecuencia diferente de la frecuencia de excitación y detectando la
señal de salida del elemento piezoeléctrico en ese momento. Una
disposición de esta índole puede conseguir el control de vibración
constante así como de amplitud constante. Además, se puede seguir
la pista de la frecuencia de resonancia de forma automática.
La presente invención puede aplicarse no sólo al
alimentador de piezas que emplea el vibrador piezoeléctrico sino
también a un alimentador de piezas de vibración electromagnética que
emplea un electroimán como elemento vibrador. La disposición y la
forma específicas del descargador puede diseñarse para la cubeta y
artesa de transferencia etc. realmente empleadas.
Claims (4)
1. Alimentador de piezas (10), que
incluye:
una unidad vibradora (14) que comprende un
elemento vibrador (16) para promover la vibración de un descargador
de piezas (12);
un circuito de excitación (20) para excitar el
elemento vibrador (16); y
una porción de control (22) para enviar una señal
de excitación de una frecuencia de excitación predeterminada al
circuito de excitación (20) para promover la vibración el elemento
vibrador (16) a la frecuencia de excitación, en el que
la porción de control (22) está provista de un
transformador de Fourier (41) que realimenta y aplica la
transformada de Fourier a una señal de detección que indica la
vibración del elemento vibrador (16), de un separador (42) para
separar la señal de realimentación transformada en una componente de
señal de transferencia que funciona para transferir piezas y una
componente de ruido que no sea la componente de señal de
transferencia, y de un controlador de excitación (43) para
controlar el circuito de excitación en función de la componente de
señal de transferencia separada,
caracterizado porque
un sensor de vibraciones (24) está previsto en
una parte de la unidad vibradora (14) o del descargador (12) para
detectar la vibración procedente del elemento vibrador.
2. Alimentador de piezas según la reivindicación
1, en el que el transformador de Fourier (41) muestrea la señal de
realimentación que indica la vibración del elemento vibrador (16) y
la convierte de analógica a digital a un ciclo predeterminado para
realizar el análisis de Fourier.
3. Método de control de un alimentador de piezas
(10), que incluye:
una unidad vibradora (14) que comprende un
elemento vibrador (16) para promover la vibración de un descargador
de piezas (12);
un circuito de excitación (20) para excitar el
elemento vibrador (16); y
una porción de control (22) para enviar una señal
de excitación de una frecuencia de excitación predeterminada al
circuito de excitación (20) para promover la vibración del elemento
vibrador (16) a la frecuencia de excitación, en el que
la señal de detección que muestra la vibración
del elemento vibrador se realimenta y se aplica con la transformada
de Fourier por la porción de control (22) para separar la señal de
realimentación convertida en una componente de señal de
transferencia que funciona para transferir piezas y una componente
de ruido que no sea la componente de señal de transferencia, y el
circuito de excitación se controla en función de la componente de
señal de transferencia separada,
caracterizado porque
la vibración se detecta por un sensor de
vibraciones (24) previsto en una parte de la unidad vibradora (14) o
del descargador (12), y la señal de vibración se emplea como señal
de realimentación.
4. Método de control de un alimentador de piezas
según la reivindicación 3, en el que la señal de retroalimentación
que indica la vibración del elemento vibrador (16) es muestreada y
convertida de analógica a digital con un ciclo predeterminado para
realizar el análisis Fourier por la porción de control (22).
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|
| ES2252355T3 true ES2252355T3 (es) | 2006-05-16 |
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