JP4211072B2 - 楕円振動パーツフィーダの駆動制御方法及びその装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は楕円振動パーツ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】
ボウルを水平方向に振動可能に支持する第1ばねと、前記ボウルを垂直方向に振動可能に支持する第2ばねと、前記ボウルを水平方向に加振する第1電磁石と、前記ボウルを垂直方向に加振する第2電磁石とを備えた楕円振動パーツフィーダは公知であるが、一般に第1方向、例えば水平方向の共振周波数と同じかほぼ等しい周波数の駆動電流が第1電磁石に供給されるのであるが、これによりボウルは、水平方向には共振状態またはこれに近い状態の周波数f0 で振動し、また垂直方向には通常、数パーセント共振周波数をより高くしており、よって水平方向には振動工学上明らかに、力と変位との位相差が90度遅れで振動し、また垂直方向にはこれとは異なる位相差で振動し、これら振動変位間の位相差により楕円振動を行なうのであるが、この位相差は理論的に60度で最適条件、すなわちボウル内のトラック上の部品mを最大の搬送速度で搬送できることが判明しているので、従って垂直方向には150度の位相遅れで振動する。
【0003】
然るに振動工学上明らかなように、共振周波数で振動系を駆動した場合には、電源のわずかな変動やボウル内の部品の負荷のわずかな変化により共振周波数が変動する。これにより、部品を貯蔵していない空の状態で、水平方向に共振していて力と変位との位相差が90度であっても、このような変動により大きく位相差が変わり、よって、強制振動で駆動されている垂直方向においては位相差がそれほど変動せずとも、水平方向において大きく変動するために、結局これらの位相差は60度とは異なったものとなる。これにより、ボウルに対する最適振動条件が得られなくなる。本出願人は上述の問題に鑑みてなされ、電源に多少の変動があったり、ボウル内の部品の負荷が変わっても、水平方向及び垂直方向の位相差角を最適な値に保持し得る楕円振動装置を先に提案した(特開平8−268531号)。以上の公報に開示される楕円振動装置は自励振動により、確かに水平方向には共振し、かつこれと60度の位相差を持って垂直方向に振動するのであるが、自励発振のための条件が厳しく場合によっては自励発振を開始しないような場合がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、電源に多少の変動があったり、ボウル内の部品の負荷が変わっても確実に例えば水平方向にはボウルを共振振動させることができ、また垂直方向にこれと最適な位相差角を持って振動させることができる楕円振動パーツ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、ボウルを水平方向に振動可能に支持する第1ばねと、前記ボウルを垂直方向に振動可能に支持する第2ばねと、前記ボウルを水平方向に加振する第1電磁石と、前記ボウルを垂直方向に加振する第2電磁石とを備えた楕円振動パーツフィーダの駆動制御方法において、前記第1、第2電磁石の一方のコイルに印加される第1電圧と、前記ボウルの該一方の電磁石が加振する方向の前記ボウルの振動変位との位相の進み又は遅れを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検出して、位相差が180度となるように前記コイルに印加される第1電圧の周波数を増減させて該方向においては共振振動させるようにし、前記第1、第2の電磁石の他方のコイルに印加される第2電圧は、前記一方の電磁石のコイルに印加された第1電圧とは所定値の位相差を持たせるようにしたことを特徴とする楕円振動パーツフィーダの駆動制御方法によって解決される。またはボウルを水平方向に振動可能に支持する第1ばねと、前記ボウルを垂直方向に振動可能に支持する第2ばねと、前記ボウルを水平方向に加振する第1電磁石と、前記ボウルを垂直方向に加振する第2電磁石とを備えた楕円振動パーツフィーダの駆動制御装置において、前記第1、第2電磁石の一方のコイルに印加される第1電圧と、前記ボウルの該一方の電磁石が加振する方向の前記ボウルの振動変位との位相の進み又は遅れを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検出する位相差検出器を設け、該位相差検出器の検出位相差が180度となるように前記コイルに印加される第1電圧の周波数を増減させる可変周波数電源を設け、前記方向においては共振振動させるようにし、前記第1、第2の電磁石の他方のコイルに印加される第2電圧は、前記一方の電磁石のコイルに印加された第1電圧とは所定値の位相差を持たせる位相差検出手段を設けたことを特徴とする楕円振動パーツフィーダの駆動制御装置によって解決される。
【0006】
又は、ボウルを水平方向に振動可能に支持する第1板ばねと、前記ボウルを垂直方向に振動可能に支持する第2板ばねと、前記ボウルを水平方向に加振する前記第1板ばねに貼着される第1圧電素子と、前記ボウルを垂直方向に加振する前記第2板ばねに貼着される第2圧電素子とを備えた楕円振動パーツフィーダの駆動制御方法において、前記第1、第2圧電素子の一方に印加される第1電圧と、前記ボウルの該一方の圧電素子が加振する方向の前記ボウルの振動変位との位相の進み又は遅れを検出して、位相差が90度となるように前記圧電素子に印加される第1電圧の周波数を増減させて該方向においては共振振動させるようにし、前記第1、第2の圧電素子の他方の圧電素子に印加される第2電圧は、前記一方の圧電素子に印加された第1電圧による振動変位と、前記第2電圧による振動変位との位相差が所定値を取るように、前記第1電圧と前記第2電圧との間に位相差を持たせるようにしたことを特徴とする楕円振動パーツフィーダの駆動制御方法によって解決される。
【0007】
又はボウルを水平方向に振動可能に支持する第1板ばねと、前記ボウルを垂直方向に振動可能に支持する第2板ばねと、前記第1板ばねに貼着される第1圧電素子と、前記第2板ばねに貼着される第2圧電素子と、を備えた楕円振動パーツフィーダの制御装置において、前記第1、第2圧電素子の一方に印加される第1電圧と、前記ボウルの該一方の圧電素子が加振する方向の前記ボウルの振動変位との位相の進み又は遅れを検出して、位相差が90度となるように前記圧電素子に印加される第1電圧の周波数を増減させる可変周波数電源を設け、前記方向においては共振振動させるようにし、前記第1、第2の圧電素子の他方の圧電素子に印加される第2電圧は、前記一方の圧電素子に印加された第1電圧による振動変位と、前記第2電圧による振動変位との位相差を検出する位相差検出手段を設け、該検出手段が検出する位相差が所定値を取るように、前記第1電圧と前記第2電圧との間に位相差を持たせるようにしたことを特徴とする楕円振動パーツフィーダの駆動制御装置によって解決される。
【0008】
以上の構成により、共振点追尾が確実に行なわれて第1方向、例えば水平方向にはボウルをいかなる外乱があったとしても常に共振状態で振動させることができ、またこの水平振動に対して垂直方向には最適な位相差角を持って振動させることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態による楕円振動パーツフィーダについて説明する。
【0010】
図1は楕円振動パーツフィーダの全体を示すものであるが、10は内周壁部にスパイラル状のトラック11を形成させたボウルであり、後に詳述する駆動部にボルト12によりセンターで固定されている。
【0011】
図2はボウル10を取り外した状況を示し、楕円振動駆動部の斜視図であり固定フレーム1に後述するように垂直加振力用電磁石及び径方向に対向する一対の水平方向加振用電磁石が取り付けられており、ボウル10が取り付けられる上側側可動フレーム6の外周縁部には8つの径方向に伸びる突出部が設けられているが、この一つおきの突部6aに垂直に重ね板ばね5の両端部がボルトにより固定されている。
【0012】
また、図4に明示されるように垂直振動用板ばね15a、15b、15c、15dがその中央部に下側フレーム3のアーム部で固定されており、その両端部は固定フレーム1の板ばね取り付け部1aにボルトにより固定されている。図3で明示されるように上述の垂直加振力用の電磁石の可動コア31は上側可動フレーム6の下面に固定されており、これと空隙をおいて電磁石32が固定フレーム1の中央に固定されている。また、この固定フレーム1の径方向で一対の水平加振力用の電磁石が固定されているが、これは上側可動フレーム6に固定され、下方に垂下する可動コア21と電磁石22とからなっている。
【0013】
これら電磁石32、22に相互に所定の後述するように位相差を持って電圧が加えられると、垂直方向及び水平方向にこの位相差を持って電流が流れ、これにより、公知のようにボウルが楕円捩り振動を行なう。
【0014】
垂直に伸びる重ね板ばね5がボウル10の水平方向成分の共振周波数を決定し、また水平に配設された板ばね15a、15b、15c、15dによって垂直方向の共振周波数が決定される。一般に楕円振動においては水平方向の共振周波数にほゞ一致するように、水平方向加振力用電磁石22に電圧が加えられるのであるが、垂直方向加振用の電磁石32には所定の位相差を持って同周波数の電圧が加えられ、かつ、また共振点からは、ずれた周波数で駆動されることになる。
【0015】
図5は以上の楕円振動パーツフィーダの駆動制御回路を示すが、楕円振動パーツフィーダ自体は模式化して示されており、ボウル10は上述したように水平振動用板ばね5及び垂直振動用板ばね15aないし15dにより、地上に支持されており、また一対の水平方向用電磁石は代表的に一方の電磁コイル22のみを示し、垂直用電磁コイル32も模式化して示されている。図1においては図示しなかったが、垂直振動用の板ばね15aないし15dの何れか一つの一端部に近接して、垂直方向振動測定用のピックアップ58が設けられている。また垂直に配設された水平方向振動用板ばね5にも近接して、水平方向振動検出用のピックアップ40が配設されている。このピックアップ40は電線路W1 を介して水平用センサアンプ43に接続され、この出力は共振点追尾制御回路37及びA/D変換器51に接続されている。
【0016】
共振点追尾制御回路37の詳細は図6において示されるが、その出力はPWM制御回路54に供給され、更にその出力はパワーアンプ42で増巾されて、水平用の電磁コイル22に供給される。本実施の形態では水平方向の振巾が定振巾制御され、この所望の水平振巾を指令する水平指令振巾回路52が設けられ、この出力はPI(Proportional Integral)制御回路(比例積分制御回路)53に供給され、この出力は上述のPWM制御回路54に供給される。一方、垂直振動駆動用のブロックに属する位相差制御回路56には電線路W4 を介して、共振点追尾制御回路37の出力が供給される。これには更に上述の垂直振動検出用ピックアップ58の出力が垂直用センサアンプ59を介して供給されており、またこのセンサアンプ59の出力はA/D変換器62を介して同じく垂直の振巾を定振巾制御するPI制御回路61に接続される。これには垂直振巾指令回路60が接続され、更にこの制御回路61の出力はPWM制御回路63に供給される。位相差制御回路56は垂直用コイル32に所定の位相差を持った電圧を供給するための回路である。つまり、位相差指令回路57の出力は位相差制御回路56に供給されており、垂直振動がピックアップ58により検出され、これが位相差制御回路56に供給されているのであるが、この機械的な振動と、共振点追尾制御回路37から供給される電圧との位相差が位相差指令回路57の出力と比較して機械振動で所定の位相差角(例えば60度)を与えるような位相差の電圧をPWM制御回路63に供給している。この制御回路63の出力はパワーアンプ64を介して垂直用コイル32に供給される。この電圧の位相差θは垂直振動系の共振周波数が水平振動系のそれとはどれだけ離れているかによって決まるもので−90度から+90度の範囲で変わるものである。
【0017】
図6は図5における共振点追尾制御回路37の詳細を示すものであるが、主として可変周波数電源40、位相検出回路41およびメモリ45からなっている。可変周波数電源40には交流電源8にスイッチSを介して接続されており、この出力は増巾器42を介して電磁石21の電磁コイル22に接続されている。また図5におけるピックアップ40の出力は電線路W1 を介して増巾器43に接続される。この増巾出力は位相検出回路41に供給される。この位相検出回路41には、更に可変周波数電源40の出力が電線路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40に接続されている。これは例えばインバータであってよい。
【0018】
また本発明の実施の形態による位相検出回路41は図8に示されるような方法で検出を行う。これは以下の作用において詳細を説明する。
【0019】
更に本発明の実施の形態によれば、可変周波数電源45は不揮発性のメモリ45に接続されている。
【0020】
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。
【0021】
スイッチSを閉じると交流電源38が可変周波数電源40に接続され、駆動状態となる。この出力電圧はPWM制御回路54及び増巾器42を介して電磁石21の電磁コイル22に供給される。これにより、本発明の楕円振動パーツフィーダのボウル10は水平方向の捩り振動力を与えられる。
【0022】
ピックアップ40はこの水平方向の振動変位を検出し、増巾器43により増巾されて、位相検出回路41に加えられる。他方、これにはこの時の電磁コイル22に印加されている電圧が供給されている。
【0023】
図8A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22により、一時遅れが生じ、これに流れる電流Iは図8Bに示すように変化する。この電流により、電磁石22とボウル10との間に交番磁気吸引力が発生し、ボウル10は水平方向の捩り振動変位を与えられているのであるが、この振動変位が図8Cに示すように、コイル22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7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41で判断して可変周波数電源40の出力周波数を上昇させる。これがPWM制御回路54を介して増巾器12で増巾されて電磁石21のコイル22に流され、より周波数の高い電流でボウル10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40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8A、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。
【0024】
図7において力の角周波数ωと振動変位との位相差φ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40の出力周波数を減少させる。なお、C1 、C2 、C3 は板ばねの粘性係数であり、C3 >C2 >C1 である。
【0025】
なお、C1 、C2 、C3 は板ばねの粘性係数であり、これを係数として速度に比例した反力を加えるものであるが、更にボウルの空気中における振動であれば当然、小さいけれど空気の抵抗も加わる。図7では水平方向の振動系の共振周波数がω0 として力と振動変位の位相差が90度であることを示しているが、垂直振動系においてはその共振周波数がω0 ’であれば、周波数ω0 で駆動すると図7から明らかなように力と変位との位相差は30度になり、これでは水平振動系とは60度の位相差であるので、最適値とされるが、通常はこのような位相差になるとは限らず、この角周波数ω0 より更に小さい共振周波数になる場合もあれば、ω0 ’より更に高い周波数に共振点が置かれる場合もある。いずれにしても力は電流の位相と同じであり、電磁コイルは誘導負荷であるので電圧と電流の位相差は90度である。従って上述したように電圧と振動変位との位相差が180度となった場合に共振周波数で駆動されていることになるのであるが、電流と電圧とは90度位相差がずれているので水平振動系の共振点ω0 より更に離れた場合、更に低い場合には電圧が正から負、又は負から正へのゼロクロスポイントにおいて振動変位の極性が正から負に変わることは明らかである。本駆動制御方法では、このゼロクロスポイントにおいて、振動変位の正、負を検出して共振追尾をしているのである。
【0026】
以上のようにして可変周波数電源40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水平方向に共振周波数で駆動するようになる。
【0027】
以上のようにして水平振動系は共振振動を行なうのであるが、共振点追尾制御回路37の出力は電線路W4 を介して位相差制御回路56に供給されており、ここでは垂直方向の振動を検出するピックアップ58の出力を受け、位相差指令57の指令に基づいてこの位相差を生じさせるような電圧を発生し、PWM制御回路63に供給する。これは垂直振巾指令回路60及びこの出力に基づくPI制御回路61からの出力を受けて定振巾を与えるための電圧をパワーアンプ4で増巾された後、垂直用コイル32に供給する。よって垂直方向には位相差指令回路57で設定された位相差でボウル10を垂直方向に振動させる。よってボウル10は所望の楕円振動を行なうことができる。
【0028】
振動パーツフィーダのボウル10内のスパイラルトラック11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。
【0029】
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40からの出力はなくなり、ボウル10の駆動は停止する。なお定常的な駆動中に、不揮発性のメモリ45に可変周波数電源40の出力周波数が記憶されている。
【0030】
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45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40が駆動される。従って振動パーツフィーダのボウル10は最初から水平方向に共振周波数で駆動される。従って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。
【0031】
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45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。したがってその都度、共振周波数を追尾制御していたのでは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。
【0032】
図9及び図10は本発明の第2の実施の形態による楕円振動パーツフィーダの駆動部70を示すものであるが、図9において上側可動フレーム71は第1の実施の形態と同様な形状を呈し、この上に第1の実施の形態と同様なボウル10が固定される。また、上側可動フレーム71の突部71aには一対の板ばね72、73がそれぞれ両面に固定され、ボルトBとナットにより取り付けられている。また下端部においても下側可動フレーム74はやはり第1の実施の形態と同様な形状を呈するが、その突部74aにボルトBとナットにより固定されている。
【0033】
また本実施の形態によればそれぞれの板ばね72、73の正面に同幅のジルコン酸鉛、チタン酸鉛、ジルコン酸鉛とチタン酸鉛との固溶体、チタン酸バリウム等でなる圧電素子72a、73aが貼着されている。これらには図示せずとも電極が取り付けられており、これに後述する制御回路の端子が接続される。
【0034】
次に図10は同駆動部70の底面図であるが、下側可動フレーム74の中心部に近いアーム部に上下一対でなる板ばね77、78がスペーサを介してボルトbにより取り付けられており、その両端部は固定フレーム76に一体的に形成された突部76aに取り付けられている。これら板ばね77、78にもそのボルトb間に長方形状の同じくジルコン酸鉛、チタン酸鉛、ジルコン酸鉛とチタン酸鉛との固溶体、チタン酸バリウム等でなる圧電素子hが貼着されている。これらにも図示とも電極が形成されており、これに後述する制御回路の端子が接続されている。
【0035】
図11は第2の実施形態の振動パーツフィーダに対する駆動制御回路を示すが、第1の実施の形態に対応する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。すなわち図11においては上述の振動パーツフィーダは概念的に示されているが、水平に延在する板ばね77、78の振動変位がセンサ40’により検出され、増巾器43で増巾されて、A/D変換器90に供給され、ここでアナログ−デジタル変換されて共振点追尾制御回路37’に供給される。またこの制御回路37’のデジタル出力は波形発生装置81に供給される。これには第1の実施の形態と同じPI制御回路53のデジタル出力が供給される。すなわち共振点追尾制御回路37’から周波数情報を受け、PI制御回路53からは振巾情報を受ける。波形発生装置81はこれら周波数情報及び振巾情報を受けて目標とする周波数及び振巾に向かうデジタル出力を発生し、これがD/A変換器80に供給され、デジタル−アナログ変換されて増巾器42により増巾され、振動パーツフィーダの垂直に延在する板ばね72、73に貼着された圧電素子72a、73aに印加される。
【0036】
同様に垂直振動用の板ばね77、78に貼着される例えばジルコン酸鉛hの駆動により、曲げ運動を行なう板ばね77、78の振動変位はセンサ58’により検出され、この出力はこの増巾器59により増巾され、A/D変換器62によりアナログデジタル変換されてPI制御回路61に供給されると共にA/D変換器83によりアナログ−デジタル変換されて位相差制御回路56’に供給される。
【0037】
本発明の第2の実施の形態は以上のように構成されるが次にその作用について説明する。
【0038】
振動パーツフィーダは垂直振動用板ばね77、78及び水平振動用板ばね72、73に貼着された圧電素子72a、73a、hの伸縮運動により、ボウル10’は楕円振動を行なうのであるが、垂直振動変位はセンサ40’に検出され、増巾器43でこの出力は増巾されてA/D変換器90でアナログ−デジタル変換され、共振点追尾制御回路37’における位相検出回路41’に供給される。これには可変周波数電源の40’のデジタル出力が供給されており、電圧と振動変位との間の位相差を検出し、この位相差に応じて可変周波数電源40’から出力する周波数を増減させる。このデジタル出力は波形発生装置81に供給され、この時の周波数を表すデジタルが出力が供給されており、他方、PI制御回路53からは所定の水平振巾に向かう振巾のデジタル出力が供給されている。これにより波形発生装置81からは共振周波数及び所定の振巾に向かうデジタル出力がD/A変換器82に供給され、これはデジタル−アナログ変換されて、増巾器42に供給される。この増巾器出力は圧電素子72a、73aに供給され、これらの伸縮運動により、板ばね72、73が共に曲げ運動し、ボウル10’を水平振動させる。また、垂直振動用の板ばね77、78の曲げ運動はセンサ58’により、検出され、この出力は増巾器59で増巾されてA/D変換器62及び83によりアナログ−デジタル変換されてそれぞれPI制御回路61及び位相差制御回路56’に供給される。位相差制御回路56’には更に位相差指令57’がデジタル値として供給されており、これと、この時のA/D変換器83によりデジタル変換された垂直振動変位のデジタル値が比較されて、位相差指令回路57’からの指令値とからのずれに応じて位相差制御56’からは共振点追尾制御回路37’からのデジタル出力を進相するか遅相させるかして波形発生装置84に供給する。これが更に垂直振巾指令回路60の指令値に近づく振巾情報をデジタル値で波形発生装置84に供給する。よってこの装置84からは所定の振動変位の位相差を得るべく波形のデジタル値がD/A変換器85に供給され、デジタル−アナログ変換され正弦波形の電圧に変換されてこれが増巾器64で増巾されて、圧電素子hに印加する。
【0039】
図13は以上の駆動回路の作用を示すタイムチャートであるが、圧電素子72a、73aに加わる電圧は図Aで示されており、正弦的に変化する。これに対し、水平方向の振動変位S1 は図示するように位相が同一であるとすれば、第1の実施の形態のようにコイルに電流を与える場合は一時遅れがあるが、この場合には遅れなく、また、共振状態においては圧電素子電圧Vと振動変位とは90度の位相差を有しているので、周波数を増大させて90度の位相差になるべく、すなわち、共振周波数に達するべく上述のように制御される。また図13Cに示されるように圧電素子電圧Vと180度位相差があれば共振点より90度位相が進んでいることにより周波数を減少させる。よって共振周波数に近づける。以上のようにして第1の実施の形態と同様にして振動パーツフィーダは水平方向には共振周波数で駆動され、垂直方向の振動変位には水平振動変位とは所定の位相差を持つべく位相差の電圧が圧電素子hに印加されて同周波数で振動する。
【0040】
本発明の第2の実施の形態によれば、以上のような作用が行なわれるが、更に第1の実施の形態と違って第1、第2の電磁石を不要とし、ボウル10と固定フレーム76との間には電磁石のみならず、これに関連する構成は一切省略されているので、非常に簡素化されている。また高周波を加えても抵抗が大きくならず、従って高周波駆動が可能であり、また消費電力が小さい。またボウル10’と固定フレーム76との間には、何らこれに駆動手段及びこれに関連する構成が設けられていないので、水平振動用板ばね72、73及び垂直振動用板ばね77、78の上側可動フレーム71、下側可動フレーム76の突部への取り付け及びアーム部への取付が簡単に行なうことができる。
【0041】
図14は本発明の第3の実施の形態による楕円振動パーツフィーダを示すが、図において、ボール11’は対向質量12’と等角度間隔で垂直に配設された複数の板ばね15’によって結合される。各板ばね15’の両面には板状の圧電素子17a’、17b’が貼着されている。対向質量12’は板状の積層した一対の複数の圧電素子部16’、16’、16’によりベース13’上に支持されている。ベース13’は従来と同様に防振ゴム14’により床上に支持されている。各圧電素子16’、17a’、17b’には図示せずとも電極面が形成されているが、これらには上記実施の形態と同様な駆動回路が接続されている。
【0042】
本発明の第3の実施の形態は以上のように構成されるが、次にこの作用、効果などについて説明する。
【0043】
各圧電素子16’、17a’、17b’に交流電圧を印加すると、積層圧電素子16’は上下方向に伸縮し対向質量12’を上下方向に振動させる振動力を発生する。この振動力は板ばね15’を介してボール11’に伝達される。圧電素子17a’、17b’の伸縮によって板ばね15’は水平方向に曲がる力を受け、ボール11’に水平方向における振動回転力を与える。この振動回転力の振動変位と上述の圧電素子16’の伸縮による上下方向の振動変位との間には位相差があるので、これらを合成すると楕円振動が得られ、ボール11’は図14に示すように楕円振動を行う。
【0044】
第3の実施の形態では3重に重ねられた圧電素子16’が伸縮することにより、下側フレーム12’を垂直方向に振動させるのであるが、この実施の形態では圧電素子16’が駆動要素であると共にばね要素としても働く。すなわち、そのばね常数により、垂直方向の共振周波数を決定している。勿論、これにより駆動される下側フレーム12’の質量もその共振周波数を決定するものである。
【0045】
従って、本願発明において、第1板ばね又は第2板ばねは圧電素子のみによって構成される場合も含まれる。
【0046】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれら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。
【0047】
例えば、以上の第2の実施の形態においては板ばね72、73を一対として突部71a、74aに取り付けたがこの一方を省略してただ一枚の板ばね72又は73を突部71a、74aに取り付けてもよい。また上記実施の形態では板ばね72、73の外側表面に、圧電素子72a、73aを貼着したが、これら板ばね73、72の両面に圧電素子72a、73aを貼着するようにしてもよい。垂直振動用の板ばね77、78についても同様である。なお、両面に取り付ける場合においては片面が延び運動する場合には他方が伸縮運動しなければならないのでこれらの極性は変更するものとする。
【0048】
また、以上の実施形態では垂直方向及び水平方向に定振巾制御を行なうようにしたが、これを省略して電圧の大きさを一定とする制御を行なってもよい。この時には多少の振巾変位があるがこれを許容する場合には可能である。
【0049】
また以上の実施例では共振点追尾制御回路37にメモリ45を用いて駆動停止毎にその時の共振周波数を記憶するようにしたが、多少の電源容量の増大やショックを許容するならばこれを省略することもできる。
【0050】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の楕円振動パーツフィーダの駆動制御方法及び装置によれば、ボウルを一方の方向、例えば水平方向に常に共振状態で駆動させることができ、またこれと所定の位相差を持った電圧を第2の電磁石又は圧電素子に加えることにより、ボウルが所望の楕円振動を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態による楕円振動パーツフィーダの斜視図である。
【図2】同ボウルを取り除いて駆動部を示す斜視図である。
【図3】一部を切り欠いた破断斜視図である。
【図4】同底面図である。
【図5】同振動パーツフィーダに適用される駆動制御回路のブロック図である。
【図6】同駆動制御回路における共振点追尾制御回路の詳細図である。
【図7】同作用を説明するためのチャートである。
【図8】更に同作用を説明するためのチャートである。
【図9】本発明の第2の実施の形態による振動パーツフィーダの駆動部の正面図である。
【図10】同底面図である。
【図11】同振動パーツフィーダの駆動制御回路のブロック図である。
【図12】同ブロック図における一部の詳細なブロック図である。
【図13】同制御回路の作用を示すタイムチャートで、Aは圧電素子に加わる電圧の時間的変化で、Bは水平振動変位S1 の時間的変化、Cは他の水平振動変位S2 の時間的変化である。
【図14】本発明の第3の実施の形態による振動パーツフィーダの側面図である。
【符号の説明】
5 板ばね
10 ボウル
15a 板ばね
15d 板ばね
16’ 圧電素子
17a’ 圧電素子
17b’ 圧電素子
22 コイル
32 コイル
37 共振点追尾制御回路
56 位相差制御回路
72a 圧電素子
73a 圧電素子
h 圧電素子
Claims (6)
- ボウルを水平方向に振動可能に支持する第1ばねと、前記ボウルを垂直方向に振動可能に支持する第2ばねと、前記ボウルを水平方向に加振する第1電磁石と、前記ボウルを垂直方向に加振する第2電磁石とを備えた楕円振動パーツフィーダの駆動制御方法において、
前記第1、第2電磁石の一方のコイルに印加される第1電圧と、前記ボウルの該一方の電磁石が加振する方向の前記ボウルの振動変位との位相の進み又は遅れを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検出して、位相差が180度となるように前記コイルに印加される第1電圧の周波数を増減させて該方向においては共振振動させるようにし、前記第1、第2の電磁石の他方のコイルに印加される第2電圧は、前記一方の電磁石のコイルに印加された第1電圧とは所定値の位相差を持たせるようにしたことを特徴とする楕円振動パーツフィーダの駆動制御方法。 - 請求項1に記載の楕円振動パーツフィーダの駆動制御方法であって、
定常的な駆動中の前記周波数を記憶し、再駆動時には該記憶した前記周波数で駆動開始させるようにしたことを特徴とする楕円振動パーツフィーダの駆動制御方法。 - 請求項2に記載の楕円振動パーツフィーダの駆動制御方法であって、
前記記憶される前記駆動中の前記周波数は、駆動停止毎に書き変えられるようにしたことを特徴とする楕円振動パーツフィーダの駆動制御方法。 - ボウルを水平方向に振動可能に支持する第1ばねと、前記ボウルを垂直方向に振動可能に支持する第2ばねと、前記ボウルを水平方向に加振する第1電磁石と、前記ボウルを垂直方向に加振する第2電磁石とを備えた楕円振動パーツフィーダの駆動制御装置において、
前記第1、第2電磁石の一方のコイルに印加される第1電圧と、前記ボウルの該一方の電磁石が加振する方向の前記ボウルの振動変位との位相の進み又は遅れを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検出する位相差検出器を設け、該位相差検出器の検出位相差が180度となるように前記コイルに印加される第1電圧の周波数を増減させる可変周波数電源を設け、前記方向においては共振振動させるようにし、前記第1、第2の電磁石の他方のコイルに印加される第2電圧は、前記一方の電磁石のコイルに印加された第1電圧とは所定値の位相差を持たせる位相差検出手段を設けたことを特徴とする楕円振動パーツフィーダの駆動制御装置。 - 請求項4に記載の楕円振動パーツフィーダの駆動制御装置であって、
定常的な駆動中の前記可変周波数電源の前記周波数をメモリに記憶し、再駆動時には該記憶した前記周波数で駆動開始させるようにしたことを特徴とする楕円振動パーツフィーダの駆動制御装置。 - 請求項5に記載の楕円振動パーツフィーダの駆動制御装置であって、
前記記憶される前記駆動中の前記周波数は、駆動停止毎に書き変えられるようにしたことを特徴とする楕円振動パーツフィーダの駆動制御装置。
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