JP4435599B2 - 振動式部品供給機の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、振動式部品供給機の制御装置に関する。

対向させた電磁石と可動鉄心を振動発生源とし、板ばねで支持された振動体を加振して部品を搬送供給する振動式部品供給機では、供給機本体とは別に、電磁石への出力電圧を制御する制御装置が汎用性を持たせて設計され、客先で各種の供給機本体に組み合わせて使用されることが多い。一度組み合わされた供給機本体と制御装置は、通常、その組み合わせのままで使用される。

前記供給機本体に組み込まれる電磁石は、供給機本体のタイプやサイズ等によって異なる形式のものが用いられるので、制御装置側では組み合わされる供給機本体の電磁石に応じて、電磁石に流れる電流が定格電流を越えないようにする必要がある。このような各種の供給機本体と組み合わせて使用される制御装置には、電磁石の定格電流に合わせて制限電流を外部から設定する定格電流設定器を設け、作業者が定格電流設定器を手動で操作して、電磁石の過負荷を保護するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。

特開平１０−３０５２５７号公報（第３−５頁、第１−２図）

上述した電磁石への制限電流を外部から設定する定格電流設定器を設けた従来の振動式部品供給機の制御装置は、作業者が制限電流の設定を忘れても、制御装置には汎用的な初期値が設定されているので、振動式部品供給機はそのまま作動し、電磁石が過負荷状態のまま運転されて、せっかくの保護機能が生かされないことがあった。また、定格電流設定器の操作は、その機能をよく理解した作業者でないと、操作を間違えて適切な制限電流が設定されないこともあった。

そこで、この発明の課題は、制御装置に組み合わされる振動式部品供給機の電磁石を、作業者に頼ることなく、確実に過負荷運転から保護することである。

上記の課題を解決するために、この発明は、対向させた電磁石と可動鉄心を振動発生源とし、板ばねで支持された振動体を加振して部品を搬送供給する振動式部品供給機に対して、前記電磁石に供給される電圧と電流をそれぞれ検出する電圧検出手段と電流検出手段とを設け、前記電磁石への出力電圧を制御する振動式部品供給機の制御装置において、前記電磁石のインピーダンスを前記電圧検出手段と電流検出手段とを用いて測定する機能を設け、このインピーダンスの測定値を、予め記憶された各種の電磁石のインピーダンスの値と比較して、前記振動発生源の電磁石の形式を特定する構成を採用した。

すなわち、振動発生源の電磁石のインピーダンスを電圧検出手段と電流検出手段とを用いて測定する機能を設け、このインピーダンスの測定値を、予め記憶された各種の電磁石のインピーダンスの値と比較することにより、制御装置に組み合わされた振動式部品供給機の振動発生源の電磁石の形式を、作業者に頼ることなく特定できるようにした。

前記形式を特定された電磁石の定格電流を、前記振動発生源の電磁石への制限電流として自動的に設定することにより、振動発生源の電磁石を確実に過負荷運転から保護することができる。

前記形式を特定された電磁石の定格電流に一定の補正係数を乗じた値を、前記振動発生源の電磁石への制限電流として自動的に設定することによっても、振動発生源の電磁石を確実に過負荷運転から保護することができる。補正係数は振動式部品供給機の使用形態等によって、１．０よりも大きい値にも小さい値にも設定できる。

前記振動体の加振振幅が前記板ばねの最大許容振幅を越えないように、前記形式を特定された振動発生源の電磁石への出力電圧を自動的に制限することにより、振動体を支持する板ばねの折損等のトラブルを回避することができる。

前記振動体の加振振幅が前記対向させた電磁石と可動鉄心のギャップを越えないように、前記形式を特定された振動発生源の電磁石への出力電圧を自動的に制限することにより、電磁石と可動鉄心の衝突を防止することができる。

この発明の振動式部品供給機の制御装置は、振動発生源の電磁石のインピーダンスを電圧検出手段と電流検出手段とを用いて測定する機能を設け、このインピーダンスの測定値を、予め記憶された各種の電磁石のインピーダンスの値と比較するようにしたので、制御装置に組み合わされた振動式部品供給機の振動発生源の電磁石の形式を、作業者に頼ることなく特定することができる。

前記形式を特定された電磁石の定格電流、または定格電流に一定の補正係数を乗じた値を、振動発生源の電磁石への制限電流として自動的に設定することにより、振動発生源の電磁石を確実に過負荷運転から保護することができる。

前記振動体の加振振幅が前記板ばねの最大許容振幅を越えないように、形式を特定された振動発生源の電磁石への出力電圧を自動的に制限することにより、振動体を支持する板ばねの折損等のトラブルを回避することができる。

前記振動体の加振振幅が前記対向させた電磁石と可動鉄心のギャップを越えないように、形式を特定された振動発生源の電磁石への出力電圧を自動的に制限することにより、電磁石と可動鉄心の衝突を防止することができる。

以下、図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。この振動式部品供給機の制御装置は、図１に示すように、交流電源１で交流／直流変換回路２と直流／交流変換回路３を介して駆動される振動式ボウルフィーダ４に対して、ボウルフィーダ４の電磁石４ａに供給される電圧と電流を、それぞれ電圧検出回路５と電流検出回路６とで検出して、ゲート駆動回路７からの電磁石４ａへの出力電圧をマイクロプロセッサ８で制御するものである。電流検出回路６からマイクロプロセッサ８への分岐部には、電磁石４ａへの過電流を防止するための過電流検出回路６ａも設けられている。また、マイクロプロセッサ８には、表示部と操作部を有する操作パネル９も接続されている。

前記ボウルフィーダ４は、図示は省略するが、電磁石４ａとこれに対向させた可動鉄心を振動発生源とし、板ばねで支持された振動体を加振して部品を搬送供給するものであり、その本体は汎用性を持たせた制御装置と組み合わせて使用される。

前記マイクロプロセッサ８は、演算器８ａとメモリ８ｂとを備え、外部入出力用のインターフェース８ｃも設けられている。演算器８ａには、前記電磁石４ａへの出力電圧を制御する通常の制御用プログラムのほかに、後述する電磁石４ａへの制限電流が設定されているか否かをチェックするチェック用プログラム、チェック用プログラムで制限電流の設定なしと判別されたときに、電磁石４ａの形式を特定して制限電流を設定する設定用プログラム、および、運転中に電磁石４ａへ供給される電流が制限電流を越えたとき等に警報を出す警報用プログラムが組み込まれている。

また、前記メモリ８ｂには、電磁石４ａの形式の特定に使用するための各種の電磁石のインピーダンスのテーブル値と、これらの電磁石の定格電流、電磁石に対応する振動体の形式、この振動体に対応する板ばねの最大許容振幅、および電磁石と可動鉄心のギャップの各テーブル値とが予め記憶されている。

図２は、前記チェック用プログラムのアルゴリズムを示す。このプログラムでは、制御装置に設定された制限電流の初期値が変更されているか否かをチェックし、初期値が変更されていない場合は、制限電流未設定の警報を出し、操作パネル９で制限電流の設定モードが選択されたときに、前記設定用プログラムを呼び出す。設定モードが選択されないときは、警報を出し続ける。また、初期値が変更されているときは、制御装置が既に供給機本体と組み合わせて使用されていると判定して終了する。

図３は、前記設定用プログラムのアルゴリズムを示す。このプログラムでは、まず、電磁石４ａのインピーダンス測定用の周波数と電圧をゲート駆動回路７から設定し、電圧検出回路５と電流検出回路６で検出される電圧Ｖと電流Ｉを読み込んで、インピーダンスＺ（＝Ｖ／Ｉ）を演算する。Ｖ、ＩおよびＺは、この場合はいずれも複素数となる。演算されたインピーダンスＺは、万が一のために、負荷の接続チェックにかけられ、インピーダンスＺが異常に大きいときは、接続不良または断線等と判断し、無負荷警告の表示をして戻る。

なお、前記インピーダンスＺを測定する際には、周囲温度も測定して温度に対する補償を行なえば、インピーダンスＺの測定精度をさらに高めることができる。周囲温度は、例えば、直流／交流変換回路３の出力素子を保護するための温度検出素子（図示省略）を用いて測定することができる。

前記インピーダンスＺを演算するときに使用する電圧Ｖの値は、電圧検出回路５からの実績値でなく、ゲート駆動回路７からの設定値を使用してもよい。また、ゲート駆動回路７から設定する電圧の周波数を０とすれば、電磁石４ａへの測定用出力が直流となって、Ｖ、ＩおよびＺが複素数でなくなるので、インピーダンスＺの演算を簡素化することができる。さらに、測定用出力を直流と交流の両方とし、直流で測定したインピーダンスＺ＝Ｒ（Ｒ：直流抵抗）と、交流で測定したインピーダンスＺ＝√[Ｒ²＋（２πｆＬ）²]（Ｌ：インダクタンス、ｆ：周波数）とから、インピーダンスＺを直流抵抗ＲとインダクタンスＬに分けて演算することもできる。

前記インピーダンスＺが妥当な値のときは、負荷が接続されているとして、インピーダンスＺの測定演算値をメモリ８ｂに記憶されたインピーダンスＺのテーブル値と比較し、テーブル値に一致または近似した値があるときは、電磁石４ａを一致または近似した値の形式のものに特定するとともに、特定した形式を表示する。該当する形式のものがないときは、特定不能警告の表示をして戻る。なお、上述したインピーダンスＺの演算方法に応じて、比較用のテーブル値を直流抵抗Ｒだけのものや、直流抵抗ＲとインダクタンスＬに分けたものとすることもできる。また、インピーダンスＺと直流抵抗Ｒの値を併用したテーブルとしてもよい。

前記電磁石４ａの形式を特定したときは、その定格電流をメモリ８ｂのテーブル値から読み出し、読み出した定格電流を制限電流として設定、表示する。さらに、特定した電磁石４ａの形式に対応する板ばねの最大許容振幅をメモリ８ｂのテーブル値から読み出して設定するとともに、同じく電磁石と可動鉄心のギャップをメモリ８ｂのテーブル値から読み出して設定し、設定用プログラムを終了する。なお、前記定格電流に一定の補正係数を乗じた値を制限電流として設定してもよい。この補正係数は、振動式部品供給機の使用形態等によって、１．０よりも大きい値にも小さい値にも設定できる。

図４は、前記警報用プログラムのアルゴリズムを示す。このプログラムは、ボウルフィーダ４の運転中に通常の制御用プログラムと一緒に実行され、設定用プログラムで設定された各設定値に対して、運転中の負荷電流が制限電流を越えたか否か、振動体の加振振幅が板ばねの最大許容振幅または電磁石と可動鉄心のギャップを越えたか否かを刻々チェックする。いずれかが設定値を越えたときは、対応する項目の警報を出して、出力電圧を例えば５％ずつ下げ、下げた出力電圧が予め設定した下限値以上であるか否かを判定する。出力電圧が下限値以上のときは各項目のチェックをやり直し、下限値を下回った場合は、異常警報を出してボウルフィーダ４の運転を停止する。

前記負荷電流が制限電流を越えたか否かの検出には電流検出回路６が用いられる。また、振動体の加振振幅は、予め求められた負荷電流と加振振幅の関係に基づいて、電流検出回路６で検出される負荷電流から間接的に求められる。なお、振動体の加振振幅は、振動センサで直接検出してもよく、加振振幅がギャップを越えたか否かは、電磁石４ａと可動鉄心の接触音で検出してもよい。

上述した実施形態では、振動式ボウルフィーダを制御するものとしたが、制御される振動式部品供給機は振動発生源に電磁石を用いるものであればよく、振動式直進フィーダ等を制御するものにも採用することができる。

振動式部品供給機の制御装置の実施形態を示すブロック図 図１の制御装置におけるチェック用プログラムのアルゴリズムを示すフローチャート 図１の制御装置における設定用プログラムのアルゴリズムを示すフローチャート 図１の制御装置における警報用プログラムのアルゴリズムを示すフローチャート

符号の説明

１ 交流電源
２ 交流／直流変換回路
３ 直流／交流変換回路
４ ボウルフィーダ
４ａ 電磁石
５ 電圧検出回路
６ 電流検出回路
６ａ 過電流検出回路
７ ゲート駆動回路
８ マイクロプロセッサ
８ａ 演算器
８ｂ メモリ
８ｃ インターフェース
９ 操作パネル

Claims (2)

1. 対向させた電磁石と可動鉄心を振動発生源とし、板ばねで支持された振動体を加振して部品を搬送供給する振動式部品供給機に対して、前記電磁石に供給される電圧と電流をそれぞれ検出する電圧検出手段と電流検出手段とを設け、前記電磁石への出力電圧を制御する振動式部品供給機の制御装置において、前記電磁石のインピーダンスを前記電圧検出手段と電流検出手段とを用いて測定する機能を設け、このインピーダンスの測定値を、予め記憶された各種の電磁石のインピーダンスの値と比較して、前記振動発生源の電磁石の形式を特定し、前記形式を特定された電磁石の定格電流を、前記振動発生源の電磁石への制限電流として自動的に設定するようにしたことを特徴とする振動式部品供給機の制御装置。
2. 対向させた電磁石と可動鉄心を振動発生源とし、板ばねで支持された振動体を加振して部品を搬送供給する振動式部品供給機に対して、前記電磁石に供給される電圧と電流をそれぞれ検出する電圧検出手段と電流検出手段とを設け、前記電磁石への出力電圧を制御する振動式部品供給機の制御装置において、前記電磁石のインピーダンスを前記電圧検出手段と電流検出手段とを用いて測定する機能を設け、このインピーダンスの測定値を、予め記憶された各種の電磁石のインピーダンスの値と比較して、前記振動発生源の電磁石の形式を特定し、前記形式を特定された電磁石の定格電流に一定の補正係数を乗じた値を、前記振動発生源の電磁石への制限電流として自動的に設定するようにしたことを特徴とする振動式部品供給機の制御装置。

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