JPH1165678A - Controller for oscillator and method for controlling the oscillator - Google Patents

Controller for oscillator and method for controlling the oscillator

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JPH1165678A
JPH1165678A JP24739797A JP24739797A JPH1165678A JP H1165678 A JPH1165678 A JP H1165678A JP 24739797 A JP24739797 A JP 24739797A JP 24739797 A JP24739797 A JP 24739797A JP H1165678 A JPH1165678 A JP H1165678A
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戈 単
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus and method for controlling an oscillator for stably continuing drive an oscillator at the resonance frequency of oscillator. SOLUTION: In this controller, a microcomputer system 3 outputs a start pulse signal via a power converting means 4 to an oscillating means 5, and an oscillation sensor 1 detects the resonance frequencies of an oscillator 6, and the driving of the oscillator 6 is started at the resonance frequency In this case, the microcomputer system 3 can detect the voltage level, frequency, and phase of the oscillation detection signal from the oscillation sensor 1, and the phase of an analog signal outputted from the power converting means 4 to the oscillating means 5. When the voltage level of the oscillation detection signal or a phase difference between the oscillation detection signal and the analog signal fluctuates, the voltage level and the frequency of the analog signal can be changed into a direction for reducing the fluctuation.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、振動を利用して部
品を供給する振動搬送装置、例えばボウルフィーダいわ
ゆるパーツフィーダなどの振動機において、該振動搬送
装置(振動系)の共振周波数(固有振動数)の周波数
(振動数)によって、該振動搬送装置を制御・駆動する
振動機の制御装置及び振動機の制御方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration transfer apparatus for supplying parts by using vibrations, for example, a vibration machine such as a bowl feeder or a so-called parts feeder. The present invention relates to a vibrator control device and a vibrator control method for controlling and driving the vibrating conveyance device at a frequency (vibration frequency).

【0002】[0002]

【従来の技術】ボウルフィーダなどの振動を利用した部
品供給装置(以後、振動機という呼称を用いることとす
る)は、部品供給の効率、低消費電力といった点から、
該振動機の固有振動数で振動させ続けることが有利であ
る。従来、振動機をその振動系の固有振動数で振動させ
る場合、その一つの方法として、次のような方式による
ものが提案されていた(特開平8−48413号参
照)。
2. Description of the Related Art A component feeder utilizing a vibration such as a bowl feeder (hereinafter referred to as a vibrator) is used in view of efficiency of component feed and low power consumption.
It is advantageous to keep vibrating at the natural frequency of the vibrator. Conventionally, as a method of vibrating a vibrator at the natural frequency of the vibration system, the following method has been proposed (see JP-A-8-48413).

【0003】停止している振動機を所定周波数、例えば
50/60Hzの半波正弦波状もしくは三角波状のパル
ス電流で叩く。つまり、短時間、励振手段へ電力を供給
して振動機を振動させ、該振動機の固有振動数を振動セ
ンサ、例えば加速度センサで拾う(検出する)。振動機
制御装置は、前記振動センサ(加速度センサ)からの振
動検出信号を1/2に分周して、かつ、所定位相、具体
的には、π/2ずらし(遅らせ)、該振動機にフィード
バックさせる。
A stopped vibrator is hit with a pulse current having a predetermined frequency, for example, 50/60 Hz, a half-wave sine wave or a triangular wave. That is, power is supplied to the excitation means for a short time to vibrate the vibrator, and the natural frequency of the vibrator is picked up (detected) by a vibration sensor, for example, an acceleration sensor. The vibrator control device divides the frequency of the vibration detection signal from the vibration sensor (acceleration sensor) by 、, and shifts (delays) a predetermined phase, specifically, π / 2, to the vibrator. Give feedback.

【0004】なお、この位相をπ/2遅らせるというこ
とは、振動工学上から定められることであり、振動セン
サからの信号を1/2に分周するということは、振動機
を全波制御する場合において振動センサに加速度センサ
を用いた場合に必要なことであり、従来から当業者に知
られ、かつ実施されているところである。つまるとこ
ろ、この振動機の制御方法は、振動センサからの出力信
号を所定位相だけずらして、振動機にフィードバックさ
せて、該振動機の駆動周波数を制御しようとするもので
あった。
To delay the phase by π / 2 is determined from the viewpoint of vibration engineering. To divide the signal from the vibration sensor by half means to control the vibrator in a full-wave manner. This is necessary in the case where an acceleration sensor is used as the vibration sensor, and is conventionally known and implemented by those skilled in the art. In short, this method of controlling the vibrator attempts to control the drive frequency of the vibrator by shifting the output signal from the vibration sensor by a predetermined phase and feeding it back to the vibrator.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の振動機
制御装置には、次のような問題点が有った。アクチュエ
ータ(すなわち励振手段)に印加する電流の周波数は、
振動センサからの信号に基づいて決定される。振動セン
サからの信号の周波数は、振動系(すなわち振動機構全
体)が振動している周波数(振動系が振動している周波
数のことを単に振動系の振動周波数と言うことにする)
である。
The above-mentioned conventional vibrator control device has the following problems. The frequency of the current applied to the actuator (ie, the excitation means) is
It is determined based on a signal from the vibration sensor. The frequency of the signal from the vibration sensor is the frequency at which the vibration system (ie, the entire vibration mechanism) vibrates (the frequency at which the vibration system vibrates is simply referred to as the vibration frequency of the vibration system).
It is.

【0006】振動系の共振周波数は、パーツの送り出し
とともに変化していくし、その他の条件の変動(例え
ば、ばね定数の変化)によっても変化する可能性が有
る。従来の振動機制御装置における振動機の振動周波数
の制御は、ハードウエア的に固定されており、微妙な調
整を行うことができなかった。すなわち、振動センサに
よって検出される信号は、位相及びレベルの調整を行っ
た上で、振動機の駆動信号として利用されていたが、振
動周波数は、振動センサの検出信号で定められ、調整す
ることはできなかった。つまり、振動センサによって検
出された信号の周波数が実質的にそのまま(1/2に分
周されるが)、振動機に出力されていたわけである。
[0006] The resonance frequency of the vibration system changes as parts are sent out, and may also change due to changes in other conditions (eg, changes in spring constant). The control of the vibration frequency of the vibrator in the conventional vibrator control device is fixed in terms of hardware, and fine adjustment cannot be performed. That is, the signal detected by the vibration sensor is used as a drive signal of the vibrator after the phase and level are adjusted, but the vibration frequency is determined by the detection signal of the vibration sensor and must be adjusted. Could not. That is, the frequency of the signal detected by the vibration sensor is output to the vibrator substantially as it is (although the frequency is divided into 1 /).

【0007】また、振動センサの信号は、1/2に分周
され、π/2遅らせて、励振手段へ加えられていた。振
動工学上、理論的には、共振時の振動系の駆動力と振動
の位相のずれは、π/2であることが知られているが、
実際には、各部(回路)の信号の応答遅れなどがあるの
で、振動系をその共振周波数で振動させる場合、制御装
置(CPU)へ入力ししてくる振動センサの信号と電力
変換手段へ出力する制御装置(CPU)の信号の位相差
を丁度、π/2にすべきかどうかは、疑問があった。
Further, the signal of the vibration sensor is frequency-divided by 1/2, delayed by π / 2, and applied to the excitation means. It is known from vibration engineering that the phase difference between the driving force and the vibration phase of the vibration system at the time of resonance is π / 2,
Actually, there is a response delay of the signal of each part (circuit). Therefore, when the vibration system is vibrated at the resonance frequency, the signal of the vibration sensor input to the control device (CPU) and the output to the power conversion means are output. It was questioned whether the phase difference of the signal of the control device (CPU) to be performed should be exactly π / 2.

【0008】従って、従来の振動機の制御装置において
は、振動機に大量のワークを一時に投入したときなど、
振動機の共振周波数で振動機を振動させることができな
くなり、一時的に搬送効率が劣ることになるという問題
点があった。
Accordingly, in the conventional vibrator control device, when a large amount of work is put into the vibrator at one time,
There is a problem in that the vibrator cannot be vibrated at the resonance frequency of the vibrator, and the transfer efficiency temporarily deteriorates.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、振動
センサが取り付けられている振動機を該振動機が具備し
ている励振手段により振動させる制御装置において、上
記した課題を解決したもので、次のようなものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a control device for vibrating a vibrator to which a vibration sensor is attached by an exciting means provided in the vibrator. Then, it is as follows.

【0010】この振動機の制御装置は、従来の振動機の
制御装置と同様、振動センサからの振動検出信号をA/
D変換するA/D変換手段、前記振動検出信号を前記A
/D変換手段を介して取り込むマイクロコンピュータシ
ステム、前記マイクロコンピュータシステムが出力する
パルス信号に基づき、前記励振手段を駆動するアナログ
信号を出力する電力変換手段(電力増幅・制御手段)を
具備している。また、前記マイクロコンピュータシステ
ムは、スタートパルス信号を前記電力変換手段を介して
前記励振手段へ出力して前記振動機を変位させて開放す
る、つまり動かす。次いで、前記マイクロコンピュータ
システムは、前記振動機の共振周波数を前記振動センサ
によって検出するとともに、該共振周波数で前記振動機
を振動させ続けるように、すなわち、前記振動センサで
検出したその時点での振動機の共振周波数に等しい周波
数の前記アナログ信号が前記励振手段へ出力されるよう
に、前記パルス信号が前記電力変換手段へ出力されるよ
うに構成されている。
This vibrator control device, like the conventional vibrator control device, transmits a vibration detection signal from a vibration sensor to A / A.
A / D conversion means for D-converting the vibration detection signal
The microcomputer system includes a microcomputer system which takes in via the / D conversion means, and a power conversion means (power amplification / control means) which outputs an analog signal for driving the excitation means based on a pulse signal output from the microcomputer system. . Further, the microcomputer system outputs a start pulse signal to the excitation means via the power conversion means to displace and open, that is, move the vibrator. Next, the microcomputer system detects the resonance frequency of the vibrator by the vibration sensor, and continuously vibrates the vibrator at the resonance frequency, that is, the vibration at that time detected by the vibration sensor. The pulse signal is output to the power conversion means so that the analog signal having a frequency equal to the resonance frequency of the machine is output to the excitation means.

【0011】このような構成の制御装置において、前記
マイクロコンピュータシステムは、前記振動検出信号の
電圧レベル、周波数、位相及び前記アナログ信号の位相
を検出できるように構成されている。また、前記マイク
ロコンピュータシステムは、前記振動検出信号の電圧レ
ベルまたは前記振動検出信号と前記アナログ信号の位相
差の変動を打ち消すように前記パルス信号を制御し得る
ように構成されている。すなわち、前記マイクロコンン
ピュータシステムは、前記スタートパルス信号出力直後
の振動検出信号と前記電力変換手段から前記励振手段へ
出力されるアナログ信号との位相差が変動した際には、
該電圧レベルの変動または該位相差の変動を少なくする
方向へ該アナログ信号の電圧レベルまたは周波数を変化
させることができるように構成されている。
In the control device having such a configuration, the microcomputer system is configured to detect a voltage level, a frequency, a phase of the vibration detection signal and a phase of the analog signal. Further, the microcomputer system is configured to control the pulse signal so as to cancel a change in a voltage level of the vibration detection signal or a phase difference between the vibration detection signal and the analog signal. That is, when the phase difference between the vibration detection signal immediately after the output of the start pulse signal and the analog signal output from the power conversion means to the excitation means fluctuates,
The voltage level or the frequency of the analog signal can be changed in a direction to reduce the fluctuation of the voltage level or the fluctuation of the phase difference.

【0012】ここで、マイクロコンピュータシステムを
構成するというのは、マイクロコンピュータ、実質的に
はCPUが所望の動作を行い得るように、所定のプログ
ラムをマイクロコンピュータシステムの構成部材である
メモリ(ROM)に格納しておくという意味である。
Here, configuring the microcomputer system means that a predetermined program is stored in a memory (ROM) which is a component of the microcomputer system so that the microcomputer, substantially the CPU, can perform a desired operation. It means that it is stored in.

【0013】請求項2の発明は、請求項1の振動機の制
御装置において、前記A/D変換手段は、コンパレータ
を構成要素として含み、前記電力変換手段は、PWMイ
ンバータを構成要素として含み、前記マイクロコンピュ
ータシステムは、PWM波発生手段を有している構成で
あり、よって前記パルス信号は、PWM波を含む場合の
振動機の制御方法であって、次のような方法である。
According to a second aspect of the present invention, in the control apparatus for a vibrator according to the first aspect, the A / D converter includes a comparator as a component, and the power converter includes a PWM inverter as a component. The microcomputer system is configured to have a PWM wave generating means. Therefore, the method of controlling the vibrator when the pulse signal includes a PWM wave is as follows.

【0014】前記マイクロコンピュータシステムは、前
記アナログ信号の位相が所定値である基準の時刻(t
0)から前記励振手段駆動信号である前記アナログ信号
の周期Tが経過するまでの間に、前記振動検出信号が前
記コンパレータのスレッショルドレベルを切る(クロス
する)時刻までの時間τと前記アナログ信号の周期Tと
の比率τ/Tが一定値になるように、前記PWM波をP
I制御する。つまり、前記PWM波のデューティ変動の
周波数(周期)をPI制御によって変化させる。前記マ
イクロコンピュータシステムは、このPWM波、実質的
にはPWM波のデューティ変動の周波数をPI制御する
ことによって、結果的に、前記アナログ信号の周波数を
制御するわけである。
The microcomputer system includes a reference time (t) at which the phase of the analog signal is a predetermined value.
0) until the period T of the analog signal as the excitation means drive signal elapses, the time τ until the vibration detection signal crosses (crosses) the threshold level of the comparator and the time τ of the analog signal The PWM wave is set to P so that the ratio τ / T to the period T becomes a constant value.
I control. That is, the frequency (cycle) of the duty fluctuation of the PWM wave is changed by the PI control. The microcomputer system controls the frequency of the analog signal by PI-controlling the frequency of the PWM wave, which is substantially the duty fluctuation of the PWM wave.

【0015】なお、前記PWM波発生手段は、前記電力
変換手段に含めてもよいし、前記マイクロコンピュータ
システムと前記電力変換手段の間に設けてもよいこと
は、もちろんである。また、前記PWM波は、マイクロ
コンピュータシステムがソフトウエア上で造り出しても
よいかもしれない。
The PWM wave generating means may be included in the power conversion means, or may be provided between the microcomputer system and the power conversion means. Further, the PWM wave may be generated by a microcomputer system on software.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】周知のように、電力変換手段に
は、交流−直流変換装置(順変換装置)、交流−交流変
換装置(交流電力調整装置と周波数変換装置)、直流−
交流変換装置(逆変換装置、いわゆるインバータ)及び
直流−直流変換装置の4種類が有る。振動機の制御装置
の電力変換手段として、どの種類の装置を用いるかは、
当業者の設計上の選択事項である。励振手段は、交流で
駆動されるのが普通であるから、交流−交流変換装置ま
たは直流−交流変換装置、すなわちインバータを使うこ
とが一般的である。以下の説明は、振動機の制御装置の
電力変換手段として、インバータを用いたものとして行
う。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As is well known, an AC-DC converter (forward converter), an AC-AC converter (AC power regulator and a frequency converter), a DC-DC converter,
There are four types of AC converters (inverters, so-called inverters) and DC-DC converters. Which type of device is used as the power conversion means of the control device of the vibrator,
It is a matter of design choice for those skilled in the art. Since the excitation means is usually driven by AC, it is common to use an AC-AC converter or a DC-AC converter, that is, an inverter. The following description will be made assuming that an inverter is used as the power conversion means of the control device of the vibrator.

【0017】先ず、請求項1の発明について説明する。
マイクロコンピュータシステムは、スタートパルスを造
り出せるように構成されている。つまり、そのような動
作を行い得るプログラムを持っている。振動機が停止し
ているとき、マイクロコンピュータシステムは、スター
トパルスを短時間、例えば電源電流の周期の約1/2の
時間、電力変換手段へ出力し、電力変換手段は、マイク
ロコンピュータシステムからのスタートパルス信号に従
い、励振手段を例えば電源周波数で駆動する。励振手段
は、振動機を変位させ、その変位から開放することによ
って自由振動させる。
First, the invention of claim 1 will be described.
The microcomputer system is configured to generate a start pulse. That is, it has a program that can perform such an operation. When the vibrator is stopped, the microcomputer system outputs a start pulse to the power conversion means for a short time, for example, about half the period of the power supply current, and the power conversion means outputs the start pulse from the microcomputer system. In accordance with the start pulse signal, the excitation means is driven at, for example, a power supply frequency. The excitation means displaces the vibrator and releases the displacement from the displacement to cause free vibration.

【0018】振動機は、電源周波数でいわば叩かれて振
動を開始するが、励振手段に電流が供給されなくなる
と、すぐに固有振動数で振動するようになり、もし、マ
イクロコンピュータシステムから信号が出力されてこな
いとすれば、やがて停止する。しかし、マイクロコンピ
ュータシステムは、後述するように、所定周波数(つま
り振動機の共振周波数)のアナログ信号を造り出させる
パルス信号を電力変換手段へ出力し続けるので、振動機
が停止することはない。
The vibrator starts to vibrate, so to speak, at the power supply frequency. However, when current is not supplied to the excitation means, the vibrator immediately vibrates at the natural frequency, and if a signal is sent from the microcomputer system, If it is not output, it will stop soon. However, as will be described later, the microcomputer system continues to output a pulse signal for producing an analog signal of a predetermined frequency (that is, the resonance frequency of the vibrator) to the power conversion means, so that the vibrator does not stop.

【0019】一方、振動センサからの信号は、アナログ
信号であり、A/D変換手段によりディジタル信号へ変
換され、マイクロコンピュータシステムへ取り込まれ
る。マイクロコンピュータシステムは、A/D変換され
た振動センサからの信号に基づき、所定周期のパルス信
号を電力変換手段へ出力する。なお、マイクロコンピュ
ータシステムから電力変換手段へ出力されるパルス信号
(デューティ変動の周波数が振動系の共振周波数である
パルス信号)は、2本乃至4本の信号線で相補的に出力
しても良いし、一般的には、効率の点から言って、それ
が望ましい。
On the other hand, the signal from the vibration sensor is an analog signal, is converted into a digital signal by A / D conversion means, and is taken into the microcomputer system. The microcomputer system outputs a pulse signal of a predetermined cycle to the power conversion means based on the signal from the vibration sensor that has been A / D converted. Note that a pulse signal (a pulse signal whose frequency of duty fluctuation is the resonance frequency of the vibration system) output from the microcomputer system to the power conversion means may be complementarily output by two to four signal lines. And, generally, it is desirable in terms of efficiency.

【0020】マイクロコンピュータシステムが電力変換
手段へ出力するこのパルス信号(つまり電力変換手段駆
動信号)は、振動センサからの信号の周波数の1/2の
周波数のアナログ信号を電力変換手段において発生させ
るパルス信号であり、電力変換手段は、振動センサから
の信号の周波数の1/2の周波数のアナログ信号を励振
手段へ出力することになる。このとき、振動系は、スタ
ートパルスで叩かれたときと振動の条件がほとんど変わ
っていないとみなせるから、その共振周波数で振動させ
られる。このとき、振動検出信号と該アナログ信号の位
相差は、然るべき値θ、恐らくはπ/2になっている。
The pulse signal output from the microcomputer system to the power conversion means (that is, the power conversion means drive signal) is a pulse which causes the power conversion means to generate an analog signal having half the frequency of the signal from the vibration sensor. In this case, the power conversion means outputs to the excitation means an analog signal having a frequency half the frequency of the signal from the vibration sensor. At this time, the vibration system can be vibrated at the resonance frequency because it can be considered that the condition of the vibration is almost the same as when it is hit by the start pulse. At this time, the phase difference between the vibration detection signal and the analog signal has an appropriate value θ, and possibly π / 2.

【0021】つまり、振動検出信号の位相は、該アナロ
グ信号の周波数に依存し、該アナログ信号が振動系の共
振周波数であった場合は、前記した然るべき値θとなる
わけである。マイクロコンピュータシステムは、このθ
の値を記憶しておき、このθを目標値として、パルス信
号を制御することを通じて、前記励振手段への前記アナ
ログ信号の周波数を制御する(PI制御でもよい)。
In other words, the phase of the vibration detection signal depends on the frequency of the analog signal. If the analog signal has the resonance frequency of the vibration system, the phase becomes the appropriate value θ. The microcomputer system calculates this θ
Is stored, and the frequency of the analog signal to the excitation means is controlled by controlling the pulse signal using this θ as a target value (PI control may be performed).

【0022】このように、マイクロコンピュータシステ
ムは、振動系がその共振周波数で振動しているときの励
振手段駆動信号である該アナログ信号と振動検出信号
(を1/2に分周した信号)の位相差θを記憶してお
き、該θの値が変動したら、その変動を打ち消す方向へ
該アナログ信号の周波数を電力変換手段へ出力するパル
ス信号の制御を介して変化させるように構成されてい
る。
As described above, the microcomputer system uses the analog signal and the vibration detection signal (a signal obtained by dividing the frequency of the vibration detection signal by)), which are the driving means driving signals, when the vibration system is vibrating at the resonance frequency. The phase difference θ is stored, and when the value of θ changes, the frequency of the analog signal is changed in a direction to cancel the change through control of the pulse signal output to the power conversion means. .

【0023】また、マイクロコンピュータシステムは、
振動センサからの信号(振動検出信号)の電圧レベルを
監視(検出)することにより、励振手段へ出力される前
記アナログ信号の周波数を調整することもできる。もち
ろん、電圧レベルを調整することもできる。前記スター
トパルス信号が出力された直後に、マイクロコンピュー
タシステムが電力変換手段へパルス信号を出力して造り
出された励振手段へ出力するアナログ信号は、振動セン
サが検出した信号の周波数の1/2の周波数の信号であ
り、マイクロコンピュータシステムは、前記アナログ信
号の周波数(または電圧レベル)を前記振動検出信号の
電圧レベルに応じて調整することができるように構成し
ておくことができる。
Further, the microcomputer system comprises:
By monitoring (detecting) the voltage level of the signal (vibration detection signal) from the vibration sensor, the frequency of the analog signal output to the excitation means can be adjusted. Of course, the voltage level can also be adjusted. Immediately after the start pulse signal is output, the microcomputer system outputs a pulse signal to the power conversion means and outputs the analog signal to the generated excitation means, which is の of the frequency of the signal detected by the vibration sensor. And the microcomputer system can be configured so that the frequency (or voltage level) of the analog signal can be adjusted according to the voltage level of the vibration detection signal.

【0024】すなわち、振動センサからの信号の電圧レ
ベルが下がってくれば、該電圧レベルを上げる方向へ前
記アナログ信号の周波数を調節するようにマイクロコン
ピュータシステムを構成しておくことができる。
That is, if the voltage level of the signal from the vibration sensor decreases, the microcomputer system can be configured so as to adjust the frequency of the analog signal in the direction of increasing the voltage level.

【0025】請求項2の振動機の制御方法は、前記パル
ス信号、ひいては電力変換手段が励振手段へ出力するア
ナログ信号の周波数を振動系の共振周波数に簡単に合わ
せ込む方法である。請求項2の振動機の制御方法は、上
述してきたような構成を持つ請求項1の振動機の制御装
置において、前記A/D変換手段にコンパレータを備え
させ、前記マイクロコンピュータシステムにPWM波発
生手段(以後、PWM回路という)を備えさせ、前記電
力変換手段にPWMインバータを備えさせたとき、マイ
クロコンピュータシステムが電力変換手段へ出力するP
WM波の変調波の周波数、すなわちデューティ変動の周
波数を制御するものである。
According to a second aspect of the invention, there is provided a method for controlling a vibrating machine, wherein the frequency of the pulse signal, that is, the analog signal output from the power conversion means to the excitation means is easily adjusted to the resonance frequency of the vibration system. The control method for a vibrator according to claim 2 is the control apparatus for a vibrator according to claim 1 having the above-described configuration, wherein the A / D conversion means includes a comparator, and the microcomputer system generates PWM waves. Means (hereinafter referred to as a PWM circuit), and the power conversion means includes a PWM inverter.
It controls the frequency of the modulated wave of the WM wave, that is, the frequency of the duty fluctuation.

【0026】振動センサからの信号がA/D変換手段の
コンパレータのスレッショルドレベルを切る、すなわち
クロス(交差)する時刻をマイクロコンピュータシステ
ムは、計測することができる。今、振動系は、その共振
周波数で振動しているとする。振動センサからの信号の
電圧波形が前記スレッショルドレベルを低電圧側から高
電圧側へ切っていく時刻をt1とする。前記t1の次
に、振動センサからの信号の電圧波形が前記スレッショ
ルドレベルを低電圧側から高電圧側へ切っていく時刻を
t2とすれば、振動検出信号の周波数及び周期、ひいて
は振動機の振動している周波数及び周期が判る。振動検
出信号の周期をS(=t2−t1)とする。当然、振動
検出信号の周波数は、1/Sであり、振動機の共振周波
数は1/2Sである。
The microcomputer system can measure the time at which the signal from the vibration sensor crosses the threshold level of the comparator of the A / D conversion means, that is, crosses. Now, it is assumed that the vibration system is vibrating at the resonance frequency. The time when the voltage waveform of the signal from the vibration sensor changes the threshold level from the low voltage side to the high voltage side is defined as t1. After the time t1, if the time at which the voltage waveform of the signal from the vibration sensor cuts the threshold level from the low voltage side to the high voltage side is t2, the frequency and cycle of the vibration detection signal, and hence the vibration of the vibrator, The frequency and the period of the operation are known. The period of the vibration detection signal is S (= t2−t1). Naturally, the frequency of the vibration detection signal is 1 / S, and the resonance frequency of the vibrator is 1 / 2S.

【0027】なお、説明の便宜上、振動検出信号がコン
パレータのスレッショルドレベルを切る方向としては、
低電圧側から高電圧側の立ち上がりを用いたが、立ち下
がりを使ってもよいことはもちろんである。
For the sake of convenience, the direction in which the vibration detection signal crosses the threshold level of the comparator is as follows.
Although the rising from the low voltage side to the high voltage side is used, it goes without saying that the falling may be used.

【0028】マイクロコンピュータシステムは、PWM
回路を介して2×Sの周期(この周期をTとする)の変
調波(変調信号)を持つPWM波を出力する。つまり、
PWM波のデューティ変動の周期が2×S=TのPWM
波を出力するわけである。
The microcomputer system is a PWM system.
A PWM wave having a modulated wave (modulated signal) having a period of 2 × S (this period is T) is output through a circuit. That is,
PWM in which the duty cycle of the PWM wave is 2 × S = T
It outputs waves.

【0029】このPWM波の変調波の位相が例えば0の
ときを基準時刻(t0)とし、それから時間Tが経過す
るまでに、振動検出信号は、コンパレータのスレッショ
ルドレベルを下から上へもしくは上から下へ2度交差す
ることができる。なぜなら、T=2Sだからである。
今、前述した時刻t1及びt2が0〜Tの間にあるもの
とすれば、0から時刻t2までの時間をτとして、振動
系が共振しているときのτ/T、すなわち初期のτ/T
の値を制御の目標値として、マイクロコンピュータは、
パルス信号、すなわちPWM波の変調波の周波数を制御
することにより、励振手段へ出力するアナログ信号の周
波数をPI制御することができる。
The time when the phase of the modulated wave of the PWM wave is, for example, 0 is set as a reference time (t0), and until the time T elapses thereafter, the vibration detection signal changes the threshold level of the comparator from bottom to top or from top to bottom. You can cross down twice. This is because T = 2S.
Assuming that the times t1 and t2 are between 0 and T, τ is the time from 0 to t2, and τ / T when the vibration system is resonating, ie, the initial τ / T
The microcomputer uses the value of
By controlling the frequency of the pulse signal, that is, the frequency of the modulated wave of the PWM wave, the frequency of the analog signal output to the excitation means can be PI-controlled.

【0030】何らかの事情で、τ/Tが記憶している初
期の値からずれた場合は、マイクロコンピュータシステ
ムは、そのずれを元に戻すようにPWM波の変調波の周
波数を制御する。
If for some reason τ / T deviates from the stored initial value, the microcomputer system controls the frequency of the PWM modulated wave so as to restore the deviation.

【0031】振動系を共振周波数で振動させるとき、振
動力と振動との位相差は、π/2にしなければならない
ことが知られている。ところが、振動機の制御装置が振
動系の振動の位相についての情報を入手し、かつ認識で
きるのは、入力してくる振動検出信号と電力変換手段へ
出力するパルス信号とからである。制御装置が振動検出
信号と電力変換手段へ出力するパルス信号(厳密には、
前記した変調信号)との位相差を仮に正確にπ/2にな
るよう制御できたとしても、振動系の振動力と振動との
位相差がそれに呼応して正確にπ/2になっているかど
うかは、本当のところ、制御装置には分からない。
It is known that when a vibration system is vibrated at a resonance frequency, the phase difference between the vibration force and the vibration must be π / 2. However, the control device of the vibrator can obtain and recognize information on the phase of the vibration of the vibration system from the input vibration detection signal and the pulse signal output to the power conversion means. The control device outputs a vibration detection signal and a pulse signal output to the power conversion means (strictly speaking,
Even if the phase difference with the above-mentioned modulation signal can be controlled to be exactly π / 2, is the phase difference between the vibration force and the vibration of the vibration system exactly π / 2 in response thereto? The truth is, the control unit doesn't know.

【0032】本発明は、振動系が共振周波数で振動して
いるとき、この振動系の振動を制御しているマイクロコ
ンピュータシステムに入力してくる振動検出信号とマイ
クロコンピュータシステムが電力変換手段へ出力するパ
ルス信号(ひいては励振手段へ出力するアナログ信号)
との位相差を表すデータをコンパレータのスレッショル
ドレベルを利用して、τ/Tという形で検出する。
According to the present invention, when a vibration system is vibrating at a resonance frequency, a vibration detection signal input to a microcomputer system controlling the vibration of the vibration system and the microcomputer system outputs the vibration detection signal to a power conversion means. Pulse signal (and analog signal output to the excitation means)
Is detected in the form of τ / T using the threshold level of the comparator.

【0033】振動系が共振しているときの振動検出信号
とPWM波の変調信号との位相差を表現するデータ、τ
/Tが判明しているので、このτ/Tを目標値として、
PWM波である該パルス信号の変調信号の周波数をPI
制御することによって、振動力と振動との位相差をπ/
2にするということを直接考慮することなく、結果的
に、振動系を共振状態に保つことができる。すなわち、
請求項2の振動機の制御方法によれば、前記アナログ信
号の周波数を制御するだけでよく、位相の制御は、行う
必要がない。
Data representing the phase difference between the vibration detection signal when the vibration system is resonating and the modulation signal of the PWM wave, τ
/ T is known, and using this τ / T as a target value,
The frequency of the modulation signal of the pulse signal, which is a PWM wave, is PI
By controlling, the phase difference between the vibration force and the vibration is π /
As a result, the vibration system can be kept in a resonance state without directly considering the setting of 2. That is,
According to the control method of the vibrator of claim 2, it is only necessary to control the frequency of the analog signal, and it is not necessary to control the phase.

【0034】[0034]

【実施例】図1は請求項1の発明の一実施例を示すブロ
ック図、図2は請求項2の発明の一実施例を説明するた
めのブロック図、図3はパルス信号及びPWM波の搬送
波の波形を示す模式図、図4は振動検出信号と励振手段
駆動信号の波形を示す模式図である。これらの図面を参
照して本発明の実施例を説明する。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram for explaining an embodiment of the second embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram of a pulse signal and a PWM wave. FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a waveform of a carrier wave, and FIG. 4 is a schematic diagram illustrating waveforms of a vibration detection signal and an excitation unit driving signal. Embodiments of the present invention will be described with reference to these drawings.

【0035】振動機6は、従来から一般に使われている
搬送装置(例えばボウルフィーダ)である。振動機6
は、励振手段5及び振動センサ1を有している。励振手
段5には、例えば電磁石などを使用することができる。
振動センサ1には、例えば、圧電加速度センサなどを使
用することができる。ワーク(部品)を入れた状態の振
動機6、励振手段5及び振動センサ1で一つの振動系を
為している。本発明は、この振動系をその共振周波数で
振動を開始させ、共振周波数で振動させ続けようとする
ものである。
The vibrator 6 is a transfer device (for example, a bowl feeder) generally used in the related art. Vibrator 6
Has an excitation unit 5 and a vibration sensor 1. For example, an electromagnet can be used as the excitation unit 5.
As the vibration sensor 1, for example, a piezoelectric acceleration sensor or the like can be used. One vibrating system is formed by the vibrator 6, the excitation means 5, and the vibration sensor 1 in a state where a work (part) is inserted. The present invention is intended to start vibrating the vibration system at its resonance frequency and continue to vibrate at the resonance frequency.

【0036】本発明を構成するには、マイクロコンピュ
ータシステム3は、従来から一般に使用されている通常
の構成のもので充分である。従って、図示していない
が、クロック回路、リセット回路、入出力ポート、電源
回路等のマイクロコンピュータシステムを構成する各種
の回路ないし素子は、当然備えている。本発明を構成す
るためにはA/D変換手段が必要である。図1では、マ
イクロンコンピュータシステム3の外部にA/D変換手
段2aを設けた構成を示している。もちろん、マイクロ
コンピュータシステム3がA/D変換手段2aを内蔵し
ているものでもよい。
In order to constitute the present invention, the microcomputer system 3 having a conventional structure generally used is sufficient. Therefore, although not shown, various circuits or elements constituting the microcomputer system, such as a clock circuit, a reset circuit, an input / output port, and a power supply circuit, are naturally provided. In order to configure the present invention, A / D conversion means is required. FIG. 1 shows a configuration in which A / D conversion means 2 a is provided outside the microcomputer computer system 3. Of course, the microcomputer system 3 may include the A / D converter 2a.

【0037】電力変換手段4は、マイクロコンピュータ
システム3(CPU7)のパルス信号に基づき、電源電
流をスイッチングする電源回路であり、スイッチング素
子としてサイリスタ、FETまたはパワートランジスタ
などのパワー素子を用いた電力増幅回路である。すなわ
ち、振動機の制御装置において従来から使用されている
回路である。
The power conversion means 4 is a power supply circuit for switching a power supply current based on a pulse signal of the microcomputer system 3 (CPU 7). The power conversion means 4 uses a power element such as a thyristor, FET or power transistor as a switching element. Circuit. That is, it is a circuit conventionally used in the control device of the vibrator.

【0038】CPU7は、スタートパルスを短時間、電
力変換手段4を介して停止している振動機6(実質的に
は励振手段5)へ出力する。励振手段5は、振動機6を
電源周波数の振動数で叩く(引っ張る)。つまり振動機
6を動かす(変位させる)。励振手段5に電流が供給さ
れなくなると、振動機は、自由振動、すなわち共振周波
数で振動する。振動機6のこの振動は、振動センサ1で
検出され、A/D変換手段2aを介してCPU7へ取り
込まれる。
The CPU 7 outputs a start pulse to the vibrator 6 (substantially, the excitation unit 5) stopped for a short time via the power conversion unit 4. The excitation means 5 strikes (pulls) the vibrator 6 at the frequency of the power supply frequency. That is, the vibrator 6 is moved (displaced). When no current is supplied to the excitation means 5, the vibrator vibrates at free vibration, that is, at a resonance frequency. This vibration of the vibrator 6 is detected by the vibration sensor 1 and taken into the CPU 7 through the A / D conversion means 2a.

【0039】振動機6は、CPU7からのスタートパル
スが電力変換手段4を経て励振手段5へ出力されたアナ
ログ信号で、いわば引っ張られる。引っ張られた振動機
6は、スタートパルスが出力されなくなると、すぐにそ
の共振周波数で振動するようになる。従って、CPU7
は、振動系の共振周波数を認識するとともに記憶し、該
共振周波数のパルス信号(厳密にはデューティ変動の周
波数が該共振周波数であるパルス信号)を電力変換手段
4へ出力する。また、CPU7は、振動検出信号と電力
変換手段4が出力するアナログ信号との位相差θも認識
し、記憶する。マイクロコンピュータシステム3は、こ
のθを一定に保つように制御することができる。すなわ
ち、振動機6もしくは振動系をその共振周波数で振動さ
せ続けることができる。
The vibrator 6 is pulled, so to speak, by a start pulse from the CPU 7 which is an analog signal output to the excitation means 5 via the power conversion means 4. As soon as the start pulse is no longer output, the vibrator 6 that has been pulled vibrates at its resonance frequency. Therefore, the CPU 7
Recognizes and stores the resonance frequency of the vibration system, and outputs a pulse signal of the resonance frequency (strictly speaking, a pulse signal whose duty fluctuation frequency is the resonance frequency) to the power conversion means 4. The CPU 7 also recognizes and stores the phase difference θ between the vibration detection signal and the analog signal output from the power conversion means 4. The microcomputer system 3 can perform control so as to keep θ constant. That is, the vibrator 6 or the vibration system can be continuously vibrated at the resonance frequency.

【0040】CPU7は、振動センサ1からの振動検出
信号の電圧レベルを検出することも簡単にできる。CP
U7は、その検出した電圧レベルを参照して、電力変換
手段4へ出力するパルス信号の周波数を調整することも
できる。例えば、電圧レベルが低下したら、電圧レベル
が上昇する方向へパルス信号(つまりはアナログ信号)
の周波数及を増加もしくは減少させる。
The CPU 7 can easily detect the voltage level of the vibration detection signal from the vibration sensor 1. CP
U7 can also adjust the frequency of the pulse signal to be output to the power conversion means 4 with reference to the detected voltage level. For example, if the voltage level decreases, a pulse signal (that is, an analog signal) in the direction of increasing the voltage level
Increase or decrease the frequency.

【0041】このように、図1の構成によれば、CPU
7は、A/D変換手段2aを介して取り込んだ振動検出
信号と励振手段5へ出力するアナログ信号の位相差θを
初期の一定値に保つように、該パルス信号を制御でき
る。
As described above, according to the configuration of FIG.
7 can control the pulse signal so that the phase difference θ between the vibration detection signal received via the A / D conversion means 2a and the analog signal output to the excitation means 5 is kept at an initial constant value.

【0042】図2は、図1の構成において、A/D変換
手段2aにコンパレータ2を、CPU7にPWM回路9
を、電力変換手段4にPWMインバータ4aを設けたも
のである。もちろん、コンパレータ2は、A/D変換手
段2aとは独立させて設けても良い。なお、PWMイン
バータ4aへは、マイクロコンピュータシステム3の一
構成要素であるPWM回路9からPWM波が出力される
のであるが、記述が煩雑になるので、CPU7からPW
M波が出力されるものとして、以下の説明を行う。
FIG. 2 shows the configuration of FIG. 1 in which the A / D converter 2a has the comparator 2 and the CPU 7 has the PWM circuit 9.
Is provided with a PWM inverter 4a in the power conversion means 4. Of course, the comparator 2 may be provided independently of the A / D conversion means 2a. The PWM wave is output from the PWM circuit 9 which is a component of the microcomputer system 3 to the PWM inverter 4a. However, the description becomes complicated.
The following description is given assuming that an M wave is output.

【0043】請求項2の発明において、CPU7がPW
Mインバータ4aへ出力するPWM波の周波数の制御
は、次のように行う。CPU7のPWMインバータ4a
への出力は、実際には信号線Aと信号線Bに図3の波形
イaと波形イbのようなPWM信号がそれぞれ出力され
ている。なお、図2に示していないが、別の二つの信号
線でスイッチング素子(例えばFET)のゲートの開け
閉めが相補的に行われることは、もちろんであり、従来
からの技術常識の通りである。
According to the second aspect of the present invention, when the CPU 7
The control of the frequency of the PWM wave output to the M inverter 4a is performed as follows. PWM inverter 4a of CPU7
Actually, PWM signals like the waveforms a and b in FIG. 3 are output to the signal lines A and B, respectively. Although not shown in FIG. 2, it is a matter of course that opening and closing of the gate of the switching element (for example, FET) are performed complementarily by another two signal lines, as in the conventional technical common sense. .

【0044】なお、信号線Aは、一対のFET(図示せ
ず)のうちの一方のゲート端子へ、信号線Bは、もう一
対のFET(図示せず)のうちの一方のゲート端子へ配
線されている。
The signal line A is connected to one gate terminal of one pair of FETs (not shown), and the signal line B is connected to one gate terminal of another pair of FETs (not shown). Have been.

【0045】実際には、信号線Aと信号線Bには、常時
PWM波が出力されているのであるが、励振手段5から
PWMインバータ4aをみれば、極性の異なるアナログ
信号が交互に出力されてくるように見える。従って、図
3において、波形イa及び波形イbを一組の信号として
考えると、信号線Aおよび信号線Bに交互にPWM波が
出力されるとみなして、図3の波形イcを得ることがで
きる。CPU7のPWMインバータ4aへの出力は、実
際には波形イa及び波形イbであるが、図3の周期Tの
波形イcが出力されるとみなすことにする。
Actually, a PWM wave is always output to the signal line A and the signal line B. However, when the PWM inverter 4a is viewed from the excitation means 5, analog signals having different polarities are alternately output. Looks like it's coming. Therefore, in FIG. 3, when the waveforms a and b are considered as a set of signals, it is considered that a PWM wave is output alternately to the signal line A and the signal line B, and a waveform c of FIG. 3 is obtained. be able to. The output of the CPU 7 to the PWM inverter 4a is actually the waveform a and the waveform b, but it is assumed that the waveform i of the period T in FIG. 3 is output.

【0046】よって、CPU7からPWMインバータ4
aへ出力されるPWM波は、波形イcであり、その変調
信号は、破線で示している波形ロaである。CPU7
は、この波形イの周波数を図4で示すτとTとを基にP
I制御する。波形イの周期がTであり、波形イが所定の
位相にある基準時刻t0から、波形ハaで示される振動
検出信号がコンパレータ2のスレッショルドレベルを下
(低電圧側)から上(高電圧側)へ切る時刻(t2)ま
での時間がτである。図4では、前記基準時刻t0は、
励振手段5へのアナログ信号(波形ロ)のゼロクロスで
取っている。
Therefore, from the CPU 7 to the PWM inverter 4
The PWM wave output to “a” has a waveform “c”, and the modulated signal has a waveform “a” indicated by a broken line. CPU7
Indicates that the frequency of this waveform A is P based on τ and T shown in FIG.
I control. From a reference time t0 at which the period of the waveform A is T and the waveform A is at a predetermined phase, the vibration detection signal indicated by the waveform ha changes the threshold level of the comparator 2 from below (low voltage side) to above (high voltage side). ) Is the time until time (t2). In FIG. 4, the reference time t0 is
The signal is taken at the zero cross of the analog signal (waveform b) to the excitation means 5.

【0047】また、時刻t0から時間Tが経過するまで
の時間に、振動検出信号(図4の波形ハ及び波形ハa)
は、コンパレータ2のスレッショルドレベルを下から上
へ2度交差していくが、2度目に交差する時刻t2まで
の時間をτとするほうが好ましい。t0からt1までを
τとすることもできるが、t0とt1が接近してτが0
に近づく恐れもあるので、t0からt2までの時間をτ
とするほうが優れている。
In addition, during the time from time t0 until time T elapses, the vibration detection signal (waveform C and waveform a in FIG. 4)
Crosses the threshold level of the comparator 2 twice from bottom to top, but it is preferable that the time until the second crossing time t2 be τ. The time from t0 to t1 can be τ, but t0 and t1 are close and τ is 0
May be approached, so the time from t0 to t2 is τ
Is better.

【0048】詰まるところ、CPU7は、図4で示す波
形ロの周波数を波形ハのデータを参照しながら制御する
ことになる。すなわち、振動系が共振しているときの初
期のτ/Tを記憶しておき、そのτ/Tを目標値とし
て、図4の波形ロ、実質的には図3の波形イcのデュー
ティ変動の周波数をPI制御する。結果的には、CPU
7は、振動検出信号である波形ハと電力変換手段4(P
WMインバータ4a)が励振手段5へ出力するアナログ
信号である波形ハの位相差を制御することと同等の制御
をすることができることは、明らかである。
At the end, the CPU 7 controls the frequency of the waveform B shown in FIG. 4 while referring to the data of the waveform C. That is, the initial τ / T when the vibration system is resonating is stored, and the τ / T is set as a target value, and the duty fluctuation of the waveform b in FIG. Is PI controlled. As a result, CPU
7 is a waveform C which is a vibration detection signal and the power conversion means 4 (P
It is clear that the WM inverter 4a) can perform the same control as controlling the phase difference of the waveform C, which is an analog signal output to the excitation means 5.

【0049】すなわち、励振手段5へその時の振動系の
共振周波数のアナログ信号が出力されてくると、振動セ
ンサ1は、前記アナログ信号に対して所定の位相関係で
振動検出信号を返すようになるので、τ/Tは、結果的
に初期の記憶している値と一致するように制御される。
That is, when an analog signal of the resonance frequency of the vibration system at that time is output to the excitation means 5, the vibration sensor 1 returns a vibration detection signal in a predetermined phase relationship with the analog signal. Therefore, τ / T is controlled so as to eventually match the initial stored value.

【0050】このように、マイクロコンピュータシステ
ム3は、τ/T(=Pとおく)を記録しておき、CPU
7は、このPを一定に保つように、図3の波形イcのデ
ューティ変動の周期(周波数)を制御する。CPU7が
波形イcのデューティ変動の周期を長くしたり短くした
りすることは、容易である。
As described above, the microcomputer system 3 records τ / T (= P),
7 controls the cycle (frequency) of the duty fluctuation of the waveform c of FIG. 3 so as to keep P constant. It is easy for the CPU 7 to lengthen or shorten the cycle of the duty change of the waveform c.

【0051】このτ/T=Pさえ、所定割合に保てば、
振動系の振動条件の変動如何に係わらず、振動系は、共
振周波数で振動し続けることができる。なお、Pを一定
値に保つ制御則としては、従来からのPI制御またはP
ID制御を使用すれば十分である。
As long as τ / T = P is maintained at a predetermined ratio,
The vibration system can continue to vibrate at the resonance frequency regardless of fluctuations in the vibration conditions of the vibration system. The control law for keeping P at a constant value includes conventional PI control or P control.
It is sufficient to use ID control.

【0052】[0052]

【発明の効果】本発明に係わる振動機の制御装置及び振
動機の制御方法は、以上説明したような構成及び方法な
ので、以下に記載される効果を有する。制御装置は、振
動機6の振動周波数(振動数)を振動センサ1で検出す
るが、固定されたハードウエアを使って、そのままの
(もしくは1/2に分周して)周波数の信号を振動機6
へ出力するのではない。本発明に係わる制御装置は、一
旦、マイクロコンピュータシステム3内に振動検出信号
の周波数及び位相を記録(記憶)し、所定の手順に従い
算出した周波数の信号として、振動機6へ出力する。従
って、振動系の条件が如何に変動しようとも、該所定の
手順に応じた正確さと安定さで、振動機をその共振周波
数で振動させ続けることができる。
The control device and the control method of the vibrator according to the present invention have the following effects because of the configuration and method described above. The control device detects the vibration frequency (frequency) of the vibrator 6 with the vibration sensor 1 and oscillates the signal of the frequency as it is (or frequency-divided by half) using fixed hardware. Machine 6
It does not output to. The control device according to the present invention temporarily records (stores) the frequency and phase of the vibration detection signal in the microcomputer system 3 and outputs the signal to the vibrator 6 as a signal of the frequency calculated according to a predetermined procedure. Therefore, no matter how the condition of the vibration system changes, the vibrator can be continuously vibrated at the resonance frequency with accuracy and stability according to the predetermined procedure.

【0053】本発明に係わる請求項2の振動機の制御方
法によれば、マイクロコンピュータシステム3(CPU
7)は、振動系の現在の、つまり時時刻々の共振周波数
そのものを演算する必要は、全くない。CPU7は、電
力変換手段4へ出力するパルス信号の立ち上がりの時刻
を基準として、振動センサ1からの振動検出信号がコン
パレータ2aの所定のスレッショルドレベルを切る時刻
までの時間τをCPU7が電力変換手段4へ出力するP
WM波の変調信号の周期Tと比較してτ/Tを一定値に
保つようにPI制御を行う。
According to the vibrator control method of the second aspect of the present invention, the microcomputer system 3 (CPU
In 7), there is no need to calculate the present resonance frequency of the vibration system, that is, the resonance frequency itself at each time. The CPU 7 determines the time τ until the vibration detection signal from the vibration sensor 1 falls below a predetermined threshold level of the comparator 2 a with reference to the rising time of the pulse signal output to the power conversion means 4. P to output
PI control is performed so that τ / T is maintained at a constant value as compared with the period T of the WM wave modulation signal.

【0054】従って、τ/Tを一定値に保つように、電
力変換手段4(PWMインバータ4a)へのPWM波の
変調信号の周波数を制御しさえすればよく、振動系の共
振周波数を演算すること及び振動機6の振動とその駆動
信号との位相差を従来のようにπ/2に保つことを振動
機の制御において特に考慮する必要がない。
Therefore, it is only necessary to control the frequency of the modulation signal of the PWM wave to the power conversion means 4 (PWM inverter 4a) so that τ / T is kept at a constant value, and the resonance frequency of the vibration system is calculated. It is not necessary to particularly consider that the phase difference between the vibration of the vibrator 6 and the drive signal thereof is kept at π / 2 as in the prior art in the control of the vibrator.

【0055】何らかの事情で、振動系の共振周波数が大
幅に変動し、振動センサ1からの信号が、振動系の共振
周波数と一致しなくなったとしても、記録されている前
記Pを一定値に保つ方向へ、電力変換手段4(PWMイ
ンバータ4a)へ出力するPWM波の変調信号の周波数
を調節することによって、速やかに振動系をその時点で
の共振周波数で振動させることができるようになる。こ
のように、本発明は、振動機をその共振周波数で振動さ
せ続けることができる簡単で確実な制御方法を提供する
ことが可能である。
Even if the resonance frequency of the vibration system fluctuates greatly for some reason and the signal from the vibration sensor 1 does not match the resonance frequency of the vibration system, the recorded P is maintained at a constant value. By adjusting the frequency of the modulation signal of the PWM wave to be output to the power conversion means 4 (PWM inverter 4a) in the direction, the vibration system can be rapidly vibrated at the resonance frequency at that time. As described above, the present invention can provide a simple and reliable control method that can continuously vibrate the vibrator at its resonance frequency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】請求項1の発明の一実施例を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the invention of claim 1;

【図2】請求項2の発明の一実施例を説明するためのブ
ロック図
FIG. 2 is a block diagram for explaining one embodiment of the invention of claim 2;

【図3】パルス信号及びPWM波の搬送波の波形を示す
模式図
FIG. 3 is a schematic diagram showing waveforms of a pulse signal and a carrier wave of a PWM wave.

【図4】振動検出信号と励振手段駆動信号の波形を示す
模式図
FIG. 4 is a schematic diagram showing waveforms of a vibration detection signal and an excitation unit drive signal.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 振動センサ 2 コンパレータ 2a A/D変換手段 3 マイクロコンピュータシステム 4 電力変換手段 4a PWMインバータ 5 励振手段(アクチュエータ) 6 振動機 7 CPU 8 メモリ 9 PWM回路 A 信号線 B 信号線 イa 信号線AへのPWM波 イb 信号線BへのPWM波 イc CPUが電力増幅手段へ出力するPWM波 ロ 電力変換手段が励振手段へ出力するアナログ信号 ロa PWM波の変調波 ハ、ハa 振動検出信号 ハb コンパレータ出力 S 振動検出信号の周期 T 電力変換手段駆動(励振手段駆動)信号の周期 τ 電力変換手段駆動信号の所定位相の基準時刻から時
間Tが経過するまでの間に、振動検出信号がコンパレー
タのスレッショルドレベルを下から上へ2度目に切って
いくまでの時間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vibration sensor 2 Comparator 2a A / D conversion means 3 Microcomputer system 4 Power conversion means 4a PWM inverter 5 Exciting means (actuator) 6 Vibrator 7 CPU 8 Memory 9 PWM circuit A Signal line B Signal line a Signal line A B PWM wave to signal line B b PWM wave output from CPU to power amplifying means b Analog signal output from power conversion means to excitation means b a Modulated wave of PWM wave c, ha vibration detection signal C Comparator output S Cycle of vibration detection signal T Cycle of power conversion means drive (excitation means drive) signal τ Cycle of vibration detection signal during a period from the reference time of a predetermined phase of the power conversion means drive signal until time T elapses Time until the threshold level of the comparator is cut for the second time from bottom to top

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 単 戈 名古屋市南区千竈通2丁目13番地1 株式 会社タイテック内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Taigo 2-13-13 Chigama-dori, Minami-ku, Nagoya City Within Taitec Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 振動センサ及び励振手段を有している振
動機を駆動するための制御装置であって、 前記振動センサからの振動検出信号をA/D変換するA
/D変換手段、前記振動検出信号を前記A/D変換手段
を介して取り込むマイクロコンピュータシステム、前記
マイクロコンピュータシステムが出力するパルス信号に
基づき、前記励振手段を駆動するアナログ信号を出力す
る電力変換手段を具備しており、前記マイクロコンピュ
ータシステムは、スタートパルス信号を前記電力変換手
段を介して前記励振手段へ出力して前記振動機を動か
し、前記振動機の共振周波数を前記振動センサで検出す
るとともに、該共振周波数で前記振動機を振動させ続け
るようにしたものにおいて、 前記マイクロコンピュータシステムは、前記振動検出信
号の電圧レベル、周波数、位相及び前記アナログ信号の
位相を検出できるように構成されており、前記振動検出
信号の電圧レベルまたは前記振動検出信号と前記アナロ
グ信号の位相差が変動した際には、それらの変動を少な
くする方向へ前記アナログ信号の電圧レベルまたは周波
数を変化させることができるように構成されている振動
機の制御装置。
1. A control device for driving a vibrator having a vibration sensor and an excitation means, wherein the A / D converter converts a vibration detection signal from the vibration sensor into a digital signal.
/ D conversion means, a microcomputer system for taking in the vibration detection signal via the A / D conversion means, and a power conversion means for outputting an analog signal for driving the excitation means based on a pulse signal output from the microcomputer system The microcomputer system outputs a start pulse signal to the excitation unit through the power conversion unit to move the vibrator, and detects the resonance frequency of the vibrator by the vibration sensor. Wherein the microcomputer is configured to continuously vibrate the vibrator at the resonance frequency, wherein the microcomputer system is configured to detect a voltage level, a frequency, a phase of the vibration detection signal and a phase of the analog signal. The voltage level of the vibration detection signal or the vibration detection signal and A control device for a vibrator configured to be able to change the voltage level or frequency of the analog signal in a direction to reduce the change when the phase difference of the analog signal changes.
【請求項2】 前記A/D変換手段は、コンパレータを
構成要素として含み、前記電力変換手段は、PWMイン
バータを構成要素として含み、前記パルス信号は、PW
M波を含むように前記マイクロコンピュータシステムを
構成した請求項1の振動機の制御装置において、 前記マイクロコンピュータシステムは、前記アナログ信
号の位相が所定値である基準の時刻から前記アナログ信
号の周期Tが経過するまでの間に、前記振動検出信号が
前記コンパレータのスレッショルドレベルを切る時刻ま
での時間τと前記アナログ信号の周期Tとの比率τ/T
が一定値になるように、前記PWM波をPI制御するこ
とによって、前記アナログ信号の周波数を変化させるこ
とを特徴とする振動機の制御方法。
2. The A / D conversion means includes a comparator as a component, the power conversion means includes a PWM inverter as a component, and the pulse signal includes a PWM signal.
2. The control device for a vibrator according to claim 1, wherein the microcomputer system is configured to include an M-wave. 3. Until elapses, the ratio τ / T of the time τ until the vibration detection signal crosses the threshold level of the comparator and the period T of the analog signal
A method for controlling a vibrator, wherein the frequency of the analog signal is changed by performing PI control of the PWM wave so that the value of the analog signal becomes a constant value.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005187173A (en) * 2003-12-26 2005-07-14 Ishida Co Ltd Conveying device and combination metering apparatus
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JP2013067510A (en) * 2011-09-26 2013-04-18 Sinfonia Technology Co Ltd Vibrating machine and drive control method for the same
CN113176740A (en) * 2020-01-24 2021-07-27 意法半导体(鲁塞)公司 Regulating integrated circuit
CN113176740B (en) * 2020-01-24 2024-05-28 意法半导体(鲁塞)公司 Regulating an integrated circuit

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