KR100208863B1 - 진동기의 구동제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진동기의 구동제어장치에 관한 것이다.

본 발명에 앞선 출원인 평 2-271779호에서, 구동부에 PWM제어된 인버터의 교류출력을 공급하는 것에 의해 가동부를 진동시키는 진동기에 있어서, 가동부의 진폭을 일정하게 제어하는 구동제어장치를 제공했다.

그러나 상기 구동제어장치에 있어서는, 진폭검출수단에 있는 근접센서나 이 출력을 증폭하는 증폭기등에 단선이 생기는 경우, 정진폭제어가 불가능하므로 진동기의 구동을 정지시켰다.

진동기의 정지는 생산라인 전체의 정지를 가져오므로 큰 폐해가 되었다.

본 발명에서는 단선을 검출한 경우, 상기 가동부의 정진폭제어를 오픈 루프제어하는 것에 의해 진동기를 정지시키지 않고 진폭설정치로 운전을 계속하는 것으로서 상기 문제점을 해결했다.

Description

전동기의 구동제어장치

제1도는 본 발명의 실시예에 의한 전동기의 구동제어장치의 블럭도.

제2도는 동 구동제어장치에서의 인버터 회로의 주회로를 상세히 나타낸 회로도.

제3a도 및 제3b도는 동 장치에서의 PWM기의 작용을 설명하기 위한 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 진동 파츠 휘더 2 : 보울

4 : 인버터 회로 10 : PWM회로

11 : 근접센서 13 : 단선 검출기

15 : 비교기 16 : 진폭 설정기

19 : 조절기 70 : 변환기

본 발명은 진동기의 구동제어장치에 관한 것이다.

본 출원인은 최근 가동부와 기대(基臺)를 탄성수단에 의해 결합하고, 전자석(電磁石)의 전자(電磁)코일에 직류-교류 변환 회로의 교류출력을 공급함으로서 상기 가동부를 진동시키도록 하고, 상기 직류-교류 변환회로의 교류출력은 정현파(正弦波)발진기의 정현파 출력을 펄스폭 변조하므로서 얻어지는 구형파(矩形波) 전압에 의해 제어되도록 하며, 또한 상기 가동부의 진폭을 검출하는 진폭검출수단과 진폭설정수단과 상기 진폭검출수단의 출력과 상기 진폭설정수단의 출력을 각각 제 1, 제 2 입력단자에서 받는 비교기와 이 비교기의 출력을 받아서 상기 정현파 발진기의 정현파출력을 조절하기 위한 조절수단을 설치하며, 상기 가동부의 진폭이 항상 상기 진폭수단이 설정하는 진폭이 되도록 상기 직류-교류 변환회로를 제어하도록 한 진동기의 구동제어장치를 개발했다.

그런데, 상기 구동제어장치에 있어서, 진폭검출수단, 예컨데 근접센서나 혹은 이 출력을 증폭하는 증폭기등에서 무엇인가의 원인으로 단선이 생겼을 경우에는, 진동기, 예컨데 진동 파츠 휘더(parts feeder)의 보울의 진폭을 검출할 수가 없게 되므로 정진폭(定振幅)제어를 행할 수 없게 된다.

이에 대처하기 위해, 지금까지는 단선검출기의 출력에 의해 진동 파츠 휘더의 구동을 정지시키도록 하고 있었다.

그런데, 현재의 부품공급공정에 있어서는, 일시적이라 할지라도 부품의 공급을 정지시킨다는 것은 이 진동 파츠 휘더 이후 모든 공정도 정지시켜야만 하고, 또는 공(空)운전을 시켜야 하므로, 비생산적이며 경우에 따라서는 큰 폐해를 주게되는 것이다.

본 발명은 상기 문제를 감안해서 이루어졌는데, 진폭검출수단이 단선되었다하더라도, 거의 소정의 진폭으로서 연속적으로 진동기를 구동시킬 수가 있는 진동기의 구동제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이상의 목적은, 가동부와 기대를 탄성수단에 의해서 결합하고, 전자석의 전자코일에 직류-교류 변환회로의 교류출력을 공급하므로서 상기 가동부를 진동하도록 하여, 상기 직류-교류 변환회로의 교류출력은 정현파발진기의 정현파출력을 펄스폭 변조하므로서 얻어지는 구형파전압에 의해서 제어되도록 하고, 또한 상기 가동부의 진폭을 검출하는 진폭검출수단과 진폭설정수단과 상기 진폭검출수단의 출력과 상기 진폭결정수단의 출력을 각각 제 1, 제 2입력단자에서 받는 비교기와, 이 비교기의 출력을 받아, 상기 정현파 발진기의 정현파출력을 조절하기 위한 조절수단을 설치하여, 상기 가동부의 진폭이 항상 상기 진폭설정수단이 설정하는 진폭이 되도록 상기 직류-교류 변환회로를 제어하도록 한 진동기의 구동제어장치에 있어서, 상기 진폭검출수단의 단선을 검출하기 위한 단선검출기와 이 단선검출기의 출력을 받아, 통상은 상기 진폭검출수단과 상기 비교기의 상기 제 1입력단자를 접속시키는 제 1위치를 취하고 있으나, 상기 단선검출기가 단선검출출력을 발생하면 상기 비교기의 상기 제 1입력단자와 이 비교기의 출력단자를 단락시키기 위한 제 2위치로 바꾸어지는 변환스위치를 설치한 것을 특징으로 하는 진동기의 구동제어장치에 의해서 달성된다.

진폭검출수단이 무엇인가의 원인으로 단선된 경우에는, 이것이 단선검출기에 의해서 검출되고, 이 출력을 받아서 변환기는 제 2의 위치로 바꾸어지고, 이에 의해 비교기의 한쪽의 입력단자와 출력단자가 단락된다.

따라서 구동제어장치는 오픈 루프(open loop)가 되어 비교기의 다른쪽의 입력단자에 공급되고 있는 진폭설정기로 부터의 입력의 설정 입력이 그대로 조절수단에 공급된다.

따라서, 이에 응한 정현파 전압이 펄스폭 변조기에 공급된다.

이 출력에 응해서 인버터 회로(직류-교류 변환회로)는 제어되어서, 그 교류출력을 진동기의 전자코일에 계속 공급한다.

따라서, 진폭검출수단에 단선이 생겼다하더라도 일부터 진동기를 구동정지시킴이 없이, 그대로 거의 동일한 진동을 속행시키고 있으므로 다음 공정으로의 공급에 아무런 불편함을 가져오는 일이 없다.

진폭설정기에 의해 설정된 설정진폭으로 진동하는 것인데, 전원전압이 변동한다던가, 진동기의 진동부의 부하가 변동하므로서 진폭이 변동했다하더라도, 예컨데 단선검출기의 출력을 경보기를 울리는데 사용하면, 이 단선에 곧바로 대처할 수가 있어서, 이 동안에만 정진폭제어되지 않으나, 다음 공정으로의 공급을 정지시키는 일이 없으므로, 생산능률을 종래보다 한층 더 향상시킬 수가 있다.

[실시예]

이하, 본 발명의 실시예에 의한 진동 파츠 휘더의 구동제어장치에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.

제1도에 있어서, 인버터 회로는 참고부호(4)로 표시했는데, 교류전환(5)의 양단자는 복수의 다이오드로 되는 정류부(整流部)(6)에 접속되며, 이 직류출력이 콘덴서(7)에 의해 평활하게 되어 주회로(9)에 공급된다.

이 교류출력 V가 진동 파츠 휘더(1)에 공급된다.

다음에 전류(轉流)제어부(31)에 대해서 설명하면, 펄스폭 변조기(10)는 삼각파 발진기(20)와 컴퍼레이터(50)에 의해서 구성되며, 정현파 발진기(21)의 출력단자는 가변저항(17)을 통해서 컴퍼레이터(50)의 한쪽의 입력단자에 접속된다.

컴퍼레이터(50)의 다른쪽의 입력단자에는 삼각파 발진기(20)의 출력단자가 접속되어 있다.

정현파 발진기(21)의 발진주파수는 주파수 설정기(40)에 의해서 설정되며, 진동 파츠 휘더(1)의 공진주파수에 거의 같은 값으로 한다.

그리고 이들 컴퍼레이터(50)의 출력단자가 인버터 회로(4)에서의 드라이버 회로(8)에 접속된다.

제3a도에서와 같이 정현파 발진기(21)의 출력 Vp가 삼각파 발진기(20)의 출력 Vc에 대해 도시한 것과 같은 관계에 있으면 컴퍼레이터(50)는 제3b도에 나타난 것과 같이 변화하는 구형파를 발생한다.

즉, 정형파 Vp의 전압쪽이 삼각파 Vc의 전압보다 높은 영역에서는 출력이 하이레벨이 되고, 또 정현파 Vp의 전압이 삼각파 Vc의 전압보다 낮을때는 로우레벨이 된다.

제2도는 제1도에서의 주회로(9)를 상세히 나타낸 것인데, 도면에서 전로(電路)(51)과 전로(52)의 사이에는 1쌍의 트랜지스터(80)(81)가 전자코일 C를 통해 직렬로 접속되고 있으며, 또 이들과 교차하도록 다이오드(55)(56)가 역시 전자코일 C를 통해서 직렬로 접속되어 있다.

또 트랜지스터(80)(81)에 병렬로 다이오드(57)(58)가 접속되어 있으나 이것들은 과전압 흡수용이다.

이상의 트랜지스터(80)(81)의 제어전극(80a)(81a)에는 상술한 전류제어부(31)에서의 컴퍼레이터(50)의 출력을 받는 드라이버 회로(8)의 출력이 공급된다.

제1도에서, 정진폭제어되는 진동 파츠 휘더는 전체가 참고부호(1)로 표시되며, 그 보울(2)은 아랫쪽의 베이스 블록(3)과 같은 각도 간격으로 배설된 복수의 경사판스프링(30)에 의해 비틀림 진동이 가능하게 결합되어 있다.

베이스 블록(3)위에는 코일 C를 권장한 전자석(32)이 보울(2)의 저부에 고정된 가동 코어(33)와 대향(對向)하도록 고정되어 있다.

코일 C에 후술하는 인버터 회로(4)의 주회로(9)의 출력 V가 공급되며, 이로서 교번자기 흡인력이 발생하고, 보울(2)이 비틀림 진동을 하게 되는데, 본 발명에 의하면 보울(2)에 근접하여 근접스위치(11)가 배설되어, 이것에 의해 보울(2)의 비틀림 진폭이 검지된다.

이것이 증폭기(12)에 공급되고, 다시 이 출력이 통상은 변환기(70)를 통해서 비교기(15)의 한쪽의 입력단자에 공급된다.

변환기(70)의 가동접점(70a)은 통산은 고정접점 A측에 접속되어 있다.

증폭기(12)의 출력단자에는 다시 단선검출기(13)가 접속되어 있는데, 근접센서(11) 또는 증폭기(12)에 단선이 생기면 증폭기(12)의 출력레벨이 크게 저하되므로, 단선이 생겼다는 것을 단선검출기(13)가 검출하여, 이 검출출력으로 변환기(70)를 변환시켜, 가동접점(70a)을 고정접점 B측으로 바꾸도록 하고 있다.

따라서, 제어가 클로우즈 루프에서 오픈 루프로 바꾸어지게 된다.

즉, 비교기(15)의 한쪽의 입력단자와 출력단자는 단락되고, 다른쪽의 입력단자에 가해지고 있는 진폭설정기의 출력이 그대로 출력단자에 생기게 된다.

통상은, 비교기(15)로 부터는 이 2개의 입력단자에 공급되는 전압의 차에 응한 전압이 출력하여, 이것이 가변저항(17)의 조절기(19)로 공급된다.

즉, 이 가동접점(18)이 정현파 발진기(21)의 출력단자에 접속되는 가변저항(17)에 전압을 픽업(pick up)하도록 구성 되어있다.

정현파발진기(21)는 상술한 것과 같이 주파수 설정기(40)에 의해 설정된 주파수의 정현파를 발생하도록 구성되어 있다.

이 설정 주파수의 정현파의 전압이 조절기(19)의 가동접점(18)에 의해 조절되어, 펄스폭 변조기(10)에서의 컴퍼레이터(50)에 공급된다.

또, 이 컴퍼레이터(50)의 다른쪽의 입력단자에는 상술한 것처럼 삼각파 발진기(20)의 출력이 공급된다.

펄스폭 변조기(10)는 컴퍼레이터(50)와 삼각파 발진기(20)에 의해 구성되며, 그 출력이 드라이버 회로(8)에 공급된다.

본 발명의 실시예는 이상과 같이 구성되는데, 다음에 이 작용에 대해서 설명한다.

제1도의 인버터 회로(4)에 있어서, 교류전원(5)에서의 교류는 정류부(6)에 의해 직류로 되어 주회로(9)에 가해지는 것인데, 컴퍼레이터(50)의 제3b도에 나타낸 것과 같은 구형파가 드라이버 회로(8)에 공급되고, 이 출력이 제2도에서의 트랜지스터(80)(81)의 제어전극(80a)(81a)에 공급되며, 하이레벨시에는 이들을 도통(導通)시킨다.

전자코일 C에는, 정현파 전압의 다른180도의 영역에서는 다이오드(55)(56)를 전류가 흐르게 되므로서, 정현파 전압의 주파수의 교류가 흐른다.

이로써, 정현파 발진기(21)의 출력주파수 보울(2)은 비틀림 진동을 행한다.

이상과 같이해서, 진동 파츠 휘더(1)에서의 보울(2)은 정현파 발진기(21)의 출력주파수로서 진동하는 것인데, 이 진폭은 근접센서(11)에 의해 항상 검출되고 있으며, 이 출력이 증폭기(12)에 의해 증폭되어서 비교기(15)의 한쪽의 입력단자에 공급되고 있다.

또, 이 다른쪽의 입력단자에는 진폭설정기(16)에 의해 소정의 진폭에 대응하는 전압이 공급되고 있으며, 차례차례로 양 입력은 비교되어, 이 차에 응한 전압에 의해 조절기(19)가 조절되어, 가동접점(18)이 가변저항(17)위를 습동하여, 비교기(15)의 출력에 응한 위치를 취한다.

즉, 정현파발진기(21)의 전압을 조절하여 이것이 PWM회로(10)에서의 컴퍼레이터(50)의 한쪽의 입력단자에 공급된다.

이 다른쪽의 입력단자에는 삼각파 발진기(20)의 출력이 상시 공급되고 있으며, 따라서 이 컴퍼레이터(50)의 출력은 한쪽의 입력단자에 공급되는 소정의 주파수의 전압인데, 이것이 소정의 진폭이 되는 전압으로 조절된 전압이며, 이에 의해서 컴퍼레이터(50)의 출력을 드라이버(8)가 받아서 주회로(9)에서의 트랜지스터(80)(81)의 제어전극(80a)(81a)으로의 제어전압을 조절하는 것인데, 이에 의해 진동 파츠 휘더(1)에서의 전자코일 C에 흐르는 전류가 조절되는데, 이때의 진폭이 설정치보다 크면 전자코일 C에 흐르는 전류를 작게해서 이를 보상하고, 또 설정 진폭보다 작게 되어 있으면 이를 크게 하도록 전자코일 C에 흐르는 전류를 크게 한다.

이상과 같이 해서, 진동 파츠 휘더(1)의 보울(2)의 비틀림 진동의 진폭은 인버터 회로(4)에 접속되는 교류전원(5)의 전류 전압이 변동하더라도, 혹은 보울(2)내의 부품의 저장량이 감소하더라도 그 보울(2)의 진폭은 항상 일정한 값이며, 따라서 여기서 다음 공정으로는 항상 일정한 공급속도로서 부품을 공급할 수 있다.

이상은, 근접센서(11) 및 증폭기(12)가 정상으로 작동하고 있는 경우였는데, 근접센서(11), 혹은 증폭기(12)의 어느것에 단선이 생겼을 경우에는, 보울(2)의 진폭을 검출할 수가 없게 되는 것인데, 증폭기(12)의 출력이 0이 되거나, 급하게 크게 저하하므로서 단선검출기(13)가 이 레벨변화를 검출하여, 이 검출출력을 변환기(70)에 공급한다.

이로써, 가동접점(70a)이 도시한 A접점에서 B접점으로 변환되어, 비교기의 한쪽의 입력단자는 이 출력단자와 단락된다.

그래서 그후, 비교기의 출력은 진폭설정기의 설정출력이 되고, 이 출력에 의해 조절기(19)의 가동접점(18)의 위치가 조절되는 것인데, 이것이 일정하게 된다.

따라서 펄스폭 변조기(10)의 출력도 일정하게 되며, 이로 인해 인버터 회로(4)의 교류출력이 제어되는 것인데, 교류전원(5)의 전원전압이 그렇게 크게 변동하지 않는 한, 보울(2)의 진폭은 진폭설정기(16)가 설정하는 진폭과 거의 같은 값으로 진동한다.

이로써, 종래에는 단선이 검출되면 진동 파츠 휘더(1)의 구동을 정지시키고 있었으나, 단선검출후에도 그대로 구동을 속행시키므로서 다음 공정이 연속운전하고 있었다고 하더라도, 이에 연속적으로 부품을 공급할 수가 있어서 생산능률을 종래보다 대폭으로 향상시킬 수 있다.

그리고, 단선검출기(13)의 출력을 도시하지 않았지만. 경보기에 공급하도록 해두면, 이 경보에 의해 단선검출이 생겼다는 것을 인지하여 곧바로 대처하여 단선을 수리할 수 있어서, 다시 정진폭제어를 할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예에 대해서 설명했으나, 물론 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상에 따라서 여러가지의 변형이 가능하다.

예를들면, 이상의 실시예에서는 인버터 회로(4)의 주회로(9)는 2개의 트랜지스터(80)(81)로서 구성했는데, 그외에 공지의 여러가지의 인버터 회로가 적용 가능하다.

예컨데, 4개의 트랜지스터를 각각 2개를 쌍으로 해서 전류(轉流)시키도록 한 인버터 회로에도 본 발명은 적용가능하다.

더욱이, 트랜지스터(80)(81) 대신에 전계효과형(電界效果形) 트랜지스터(FET)를 사용한 인버터 회로에도 물론 본 발명은 적용가능하다.

또, 이상의 실시예에서는 진동기로서는 진동 파츠 휘더를 설명했는데, 물론 이에 한정됨이 없이 일반의 진동기, 예컨데 직선적으로 부품을 이송하는 진동 휘더나 비틀림 진동으로 뒤쪽으로 부품이나 재료를 운반하는 진동스파이럴 엘리베이터등에도 본 발명은 적용가능하다.

또, 이상의 실시예에서는 보울의 진폭을 검출하는데 근접 스위치를 사용했는데, 이에 한정됨이 없이 직접 진동부에 부착할 수도 있다.

예컨데, 압전소자로서 되는 진폭검출기를 사용해도 좋다.

혹은, 광학적으로 진폭을 검출하는 수단, 예컨데 가동부에 셔터를 고정하고 그 양측에 발광기 및 수광기를 배설하여, 진폭에 따라서 수광기가 받는 수광량의 변화에 의해 진폭을 검출하도록 한 수단도 적용가능하다.

그리고 또 이상의 실시예는 조절기(19)의 가동접점(18)이 가변저항(17)위를 습동하는 것으로서 설명했으나, 물론 이것을 전기적인 조절수단으로서도 상관없다.

그리고 또, 제1도에서 가변저항(12a)에서 증폭기(12)의 게인(gain)을 컨드롤하게 해도 좋다.

이상에서 기술한 것처럼, 본 발명에 의한 진동기의 구동제어 장치에 의하면, 통상은 정진폭제어를 행하면서 진폭검출수단에서 무엇인가의 원인으로 단선이 생겼다 하더라도, 진폭기의 구동을 정지시킴이 없이 그때의 진폭설정기가 설정하는 설정치로서 진동을 속행할 수가 있으므로 생산능률을 종래보다 대폭으로 향상시킬 수가 있다.

Claims (1)

1. 가동부와 기대를 탄성수단에 의해 결합하고, 전자석의 전자코일에 직류-교류 변환회로의 교류출력을 공급하므로서, 상기 가동부를 진동하도록 하며, 상기 직류-교류 변환회로의 교류출력은 정현파 발진기의 정현파 출력을 펄스폭 변조하므로서 얻어지는 구형파 전압에 의해 제어되도록 하며, 또한 상기 가동부의 진폭을 검출하는 진폭검출수단과 진폭설정수단과 상기 진폭검출수단의 출력과 상기 진폭설정수단의 출력을 각각 제 1, 제2입력단자로서 받는 비교기와, 이 비교기의 출력을 받아, 상기 정현파 발진기의 정현파 출력을 조절하기 위한 조절수단을 설치하고, 상기 가동부의 진폭이 항상 상기 진폭설정수단이 설정하는 진폭이 되도록 상기 직류-교류 변환회로를 제어하도록 한 진동기의 구동제어장치에 있어서, 상기 진폭검출수단의 단선을 검출하기 위한 단선검출기와 이 단선검출기의 출력을 받아, 통상은 상기 진폭검출수단과 상기 비교기의 상기 제 1입력단자를 접속시키는 제 1위치를 취하고 있으나, 상기 단선검출기가 단선검출출력을 발생하면 상기 비교기의 상기 제 1입력단자와 이 비교기의 출력단자를 단락시키기 위한 제 2위치로 바꾸어지는 변환 스위치를 설치한 것을 특징으로 하는 진동기의 구동제어장치.