KR20020031293A - 전자석 부품 공급기를 제어하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

전자석 부품 공급기(10)를 제어하는 장치는 예정 주파수로 진동하는 전자석(16)이 설치된 진동 유닛(14)과, 진동 유닛(14)에 의해 그 안에 수용되는 부품을 배출하는데 채택되는 보울(11)과, 전자석(16)을 구동하는 구동회로(20)와, 예정 구동을 발생하도록 구동회로(20)에 구동신호를 출력하는 제어 유닛(22)을 포함한다. 제어는, 예를 들어 구동회로의 구동신호와 이러한 신호의 파형과의 사이에 위상차에 기본하여, 그 모든 예정된 구동 사이클에서 일시적으로 전자석(16)의 구동을 공회전하고, 공회전 기간 중에 전자유도(電磁誘導)에 의한 전자석(16)의 코일(16a)로부터 획득되는 신호에 기본하는 전자석의 진동을 제어하여 이행된다.

Description

전자석 부품 공급기를 제어하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING ELECTROMAGNETIC PARTS FEEDER}

본 발명은 전자석에 의해 발생되는 교번자장(交番磁場)으로 야기되는 보울(bowl)의 진동으로 다양한 타입의 부품을 공급하는 전자석 부품 공급기를 제어하는 방법과 장치에 관한 것이다.

종래 일반적인 예의 전자석 부품 공급기는 도1에 도시된 바와 같이 보울에 진동이 발휘되는 중에 부품을 공급 및 배출하기 위해 다량의 부품을 그 안에 수용하는 보울(2)과, 예정된 공진 주파수로 보울(2)을 구동시키는 전자석 또는 압전기 요소가 설치된 진동 유닛(4)과, 진동 유닛(4)을 구동시키는 구동 제어시스템(5)을 포함한다. 이러한 부품 공급기는 예를 들어 광전자 변환기와 압전기 요소와 같은 진폭(振幅) 센서(6)로 보울의 진동 크기를 전기적으로 검출하고, 그것을 구동 제어시스템(5)에 다시 전송하여, 임의 시간에서 일정한 크기로 보울을 구동하도록 보울(2)을 구동시키는 전기 전류 또는 전압을 제어하는 것이다.

이러한 방법은 보울(2)의 진동을 검출하는데 진폭 센서(6)를 필요로 함으로, 시스템의 구조가 복잡하고, 진동을 검출하기 위한 성분의 수가 증가하고, 그리고 그 비용이 높아지는 것이다.

본 발명의 목적은 간단한 구조로 전자석 부품 공급기를 제어하여 정확한 진동을 이루게 하는 방법과 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 면에 의거, 예정 주파수로 진동하는 자계(磁界)를 가진 전자석이 설치된 진동 유닛과, 진동 유닛에 의해 그 안에 수용되는 부품이 배출되는 보울과, 미리 정해진 구동작용이 발생하도록 구동회로에 구동신호를 출력하는 제어 유닛을 포함하는 전자석 부품 공급기를 제어하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 예를 들면, 상기 구동회로의 구동신호와 이러한 신호의 파형간에 위상차에 기본하여, 전자석의 모든 예정된 구동 사이클로 일시적으로 전자석의 구동작용을 공회전하는 단계와, 공회전 기간 중에 전자유도로 상술된 전자석으로부터 획득된 전압 또는 전기 회로와 같은 신호에 기본한 전자석의 진동을 제어하는 단계를 포함하는 것이다.

양호한 실시예에서, 전자석 부품 공급기의 공진 주파수는 제어를 받기 전에, 앞서 측정된다. 공진 주파수의 측정이 이루어 졌으면, 전자석이 상술된 구동회로로 구동되고, 구동회로에 의한 구동은 모든 예정된 구동 사이클로 일시적으로 공회전되며, 전자유도(電磁誘導)에 의해 전자석으로부터 획득된 기전력(起電力)이 공회전 기간 중에 측정되는 것이다. 신호를 최대로 하는 주파수는 공진 주파수로서 나타나게 된다. 다음, 전자석이 획득된 공진 주파수에 구동회로로 구동되고, 구동회로에 의한 구동은 일시적으로 모든 예정된 구동 사이클로 공회전된다. 공회전 기간 중에, 상술된 공진 주파수와, 상술된 구동회로의 구동신호와 이러한 신호의 파형 간에 위상차와, 전자유도에 의해 획득된 신호는, 저장 요소에 저장된다. 진동 유닛이 구동되면, 저장된 공진 주파수로 구동된다. 또한, 전자석의 제어는, 구동회로의 구동신호와 전자유도에 의해 획득된 신호의 파형 간에 위상차가 상술된 저장 위상차와 동일하게 되는 방식으로 이행된다.

본 발명의 제2면에 의거, 전자석 부품 공급기를 제어하는 장치가 제공 된다. 이러한 장치는, 예정 주파수로 진동을 하는 전자석이 설치된 진동 유닛과, 진동 유닛에 의해 그 안에 수용되는 부품을 배출하는 보울과, 전자석을 구동하는 구동회로와, 미리 정해진 구동작용과 일시적 공회전 동작이 전자석의 모든 예정된 구동 사이클로 전자석의 구동작용을 일으키는 구동회로로 구동신호를 출력하는 제어 유닛과, 공회전 기간 중에 전자유도로 전자석으로부터 획득된 신호의 파형을 검출하는 신호 검출수단과, 구동회로의 구동신호 파형과 신호 검출수단에 의해 획득되는 신호의 파형 간에 위상차를 검출하기 위해 제어 유닛에 배치된 위상차 검출수단 및, 위상차 검출수단에 의해 획득된 위상차에 기본하여 전자석의 진동을 제어하는 진동 제어수단을 포함하는 것이다.

본원에서, 상술된 신호는 전압 또는 전기 전류를 가리키는 것이다. 신호가 전압을 가리키면, 예를 들어 신호 파형, 구동 신호, 신호 검출수단, 및 구동 신호 파형과 같은 "신호(signal)"단어를 함유하는 용어는 전압 파형, 구동 전압, 전압 검출수단 및 구동 전압파형을 언급하는 것이다. 신호가 전기 전류이면, 예를 들어 전류 파형, 구동전류, 전류 검출수단, 및 구동 전류 파형을 언급한다.

상기 구조로 이루어진 전자석 부품 공급기를 제어하는 방법 및 장치는, 진동 유닛의 진폭을 검출하는 특정한 진폭 센서를 사용하지 않는, 센서로서 전자석의 코일을 활용하여 진동을 정확하게 검출할 수 있어서, 그 구성이 매우 간략하게 이루어진다. 또한, 부품 공급기의 공진 주파수가 일회 측정되어 저장되고 부품 공급기가 저장된 공진 주파수와 다른 신호 또는 위상차의 데이타에 기본하여 조작되어서, 그들 각각의 최적한 구동 상태로 부품 공급기를 구동할 수 있는 것이다. 공진 주파수는 부품 공급기의 구조가 변경되더라도 다시 측정될 수 있기 때문에, 항시 적절한 상태로 부품 공급기를 구동할 수 있는 것이다.

도1은 부품 공급기를 제어하는 종래 방법을 개략적으로 나타낸 도면.

도2는 본 발명에 따르는 제어 시스템이 적용될 수 있는 종래 전자석 부품 공급기를 개략적으로 부분 절결하여 나타낸 측입면도.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따르는 전자석 부품의 제어 시스템의 개략적인 블록 다이어그램.

도4는 상기 실시예에 따르는 전자석 부품 공급기의 제어 시켄스의 흐름도.

도5는 상술된 실시예에 따르는 전자석 부품 공급기의 진동 주파수와 진폭 간에 관계를 나타낸 그래프.

도6은 상술된 실시예에 따르는 전자석 부품 공급기의 구동 파형을 나타낸 그래프.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10: 전자석 부품 공급기 11: 보울(bowl) 12: 트랙

13: 저부판 14: 진동 유닛 15: 하우징

16: 전자석 17: 기부 18: 판 스프링

20: 구동회로 22: 제어 유닛 24: 검출회로

26: 진폭 설정회로 28: 모드 설정회로

도2는 본 발명에 따르는 제어 시스템을 적용할 수 있는 종래 전자석 부품 공급기의 예를 설명하는 도면이다. 요약하여, 부품 공급기(10)는 다량의 부품을 그 안에 수용하고 보울의 진동으로 진동되는 중에 순차적으로 부품을 배출하는 보울(11)과, 보울(11)을 진동시키는 진동 유닛(14)을 포함하는 것이다. 보울(11)에는 완만하게 경사진 면의 모양으로 형성된 원추형 저부판(13)과 완만하게 상방향으로 경사진 면으로 형상된 그 내부 둘레면에 형성된 나선형 부품 공급트랙(12)을 가진 측벽이 설치된다. 상기 배열은 공급트랙(12)의 하단부에 수집되고 저부판(13)의 원추 경사면을 따라 보울(11)에 수용된 부품(도시 않음)이 강하 하도록 배치된다. 진동 유닛(14)은 하우징(15)의 저부에 고정된 기부(17)에 장착된 전자석(16)으로 구성된다. 도면번호 '16a'는 전자석의 코일을 지칭한다. 보울(11)의 하부 디스크 부분(11a)은 복수 장소에서(도2에 도시된 실시예에서는 4개 장소) 전자석(16) 둘레에 배치된 원주부방향으로 경사진 판스프링(18)에 의해 기부(17)와 접속된다. 요약하여, 판스프링(18)의 각각의 굽힘 상부 단부는 나사에 의해 디스크 부분(11a)에 견고하게 고정되고 반면에, 그 하부 단부는 나사에 의해 기부(17)에 형성된 경사부(17a)에 견고하게 고정된다. 전자석(16)의 가동 코어(19)는 디스크 부분(11a)의 하부면에 견고하게 고정된다. 따라서, 기부(17)에 설치된 전자석(16)이 온/오프 되면, 견고하게 고정된 보울(11)의 디스크 부분(11a)과 가동 코어(19)는 판 스프링(18)의 탄성에 대하여 전자석(16)에 의해 부착되어 판 스프링의 탄성력으로 전자석(16)으로부터 이격지게 동작하게 된다. 그런데, 판 스프링(18)이 원주부 방향에 대해 경사지기 때문에, 전자석(16)이 온/오프를 나타내면, 그곳에 견고하게 고정된 보울(11)과 디스크 부분(11a)이 주기적으로 반복되는 왕복성 비틀림 동작과 합성 수직 동작을 받게되어서, 보울(11)에 부품들이 상하로의 점프가 허용되면서 원주부 배급힘을 받게되어 공급트랙(12)의 상부로 전달되는 것이다. 부품 공급기의 운영에 대해서는 그 내용이 본원에 참고로서 교시 기재된 스스무 야기에게 1994년 12월 13일자 허여된 미국특허 제5,372,237호에 기술되어 있다.

전자석(16)을 구동하는 제어장치(40)를 도3을 참고로 이하에 설명한다. 전자석(16)은 전력 증폭기 등을 포함하는 구동회로(20)에 접속되고, 구동회로(20)는 전자석(16)용 구동신호를 출력하는 마이크로컴퓨터를 포함하는 제어 유닛(22)에 접속된다. 또한, 전자석(16)은 전자석의 코일의 양단부 사이에서 발생되는 전압을 검출하는 전압 검출회로(24)에 접속되고, 전압 검출회로(24)의 출력단자는 제어 유닛(22)의 A/D컨버터의 출력단자에 접속된다.

제어 유닛(22)에는, 전자석(16)에 의해 발생되는 진동 유닛(14)의 진동 진폭을 조정하는 진폭 설정회로(26)가 구동회로(20)의 매체를 통하여 접속된다. 더불어, 조정 모드에서 작동 모드로 그리고 그 역으로 부품 공급기(10)의 구동 모드를 이동시키는 모드 설정회로(28)가 제어 유닛(22)에 접속된다. 또한, 제어 유닛에는, 미리 정해진 전압값, 위상차, 및 주파수와 같은 데이터를 저장하고, 제어 유닛(22)에 상기 데이터를 출력하고, 그로부터 데이터를 입력하는 비휘발성 메모리와 같은 저장요소(30)가 설치된다.

본 실시예의 전자석 부품 공급기(10)의 구동방법 및 제어방법은 다음과 같다. 먼저, 도4 내지 도6에 도시된 바와 같이, 파워 공급기가 온(on)으로 절환되고, 전자석 부품 공급기(10)의 구동 모드가 모드 설정회로(28)에 의해 선택된다. 일반적으로, 전자석 부품 공급기(10)의 공진 주파수가 측정되고, 전자석 부품 공급기(10)의 적재와 동시에 그 안에 저장된다. 또한, 공진 주파수는 진동 주파수의 자연 주파수가 보울(12) 교체 또는 그를 위한 다른 성분 부분을 교환하여 교체할 때에 변경됨으로, 공진 주파수는 조정 모드로 측정되어 그 안에 저장된다.

진폭은 도5에 도시된 바와 같이 진동 유닛(14)에 공진 주파수에서 최대가 됨으로, 상기 주파수는 구동 전압을 변경하지 않고 일소 되며, 그리고 진폭이 최대로 되는 주파수는 공진 주파수로서 나타나게 된다. 공진 주파수의 측정에서는, 전자석(16)이 구동회로(20)에 의해 구동되고, 구동회로(20)에 의한 구동은 모든 미리 정해진 구동 사이클에서 일시적으로 공회전되며, 그리고 공회전 기간 중에 관성에 의해 진동되는 전자석(16)의 코일에 전자유도로 생성되는 전압이 측정된다. 전압이 최대가 되는 주파수는 공진 주파수로서 나타나게 된다. 공진 주파수를 측정하기 위한 이러한 동작은 미리 정해진 프로그램에 따라서 자동적으로 이행된다. 공진 주파수에서 구동될 때에 진동 유닛(14)의 진폭은 진폭 설정회로(26)로 설정된다.

다음, 구동 모드는 모드 설정회로(28)에 의해 운영 모드로 절환된다. 전자석(16)은 공진 주파수와 진폭 세트를 가진 구동회로(20)에 의해 구동되고 그리고 도6에 도시된 바와 같이 구동회로(20)에 의한 구동동작은 예를 들면 모든 미리 정해진 사이클 예를 들면 50사이클에서 일 사이클 또는 1.5사이클의 주기동안 일시적으로 공회전된다. 공회전 기간 중에 전자유도에 의해 전자석(16)의 코일(16a)로부터 획득되는 전압은 전압 검출회로(24)에 의해 탐지되어 제어 유닛(22)에 출력된다. 제어 유닛(22)에서는 전압 탐지회로(24)에의해 획득되는 전압 파형의 A/D변환이 이행되고, 이러한 전압 파형과 구동회로(20)를 구동하고 여자(勵磁) 힘으로 역활을 하는 구동신호의 파형과의 사이에 위상차가 연산된다. 또한, 상기 공진 주파수, 상기 주파수에서의 전압 파형의 파 높이, 및 상술된 위상차는 저장 요소(30)에 저장된다.

다음, 전자석 부품 공급기(10)의 운영에서는, 상기 모드가 모드 설정회로(28)에 의해 작동 모드로 설정된다. 조정 모드 중에 저장 요소(30)에 저장된 공진 주파수와 구동전압의 파 높이가 읽혀지고(read out), 제어 유닛(22)은 구동회로(20)의 매체를 통하여 상기 값으로 전자석(16)을 구동한다. 이러한 모드 중에, 구동회로(20)에 의한 구동작용은 예를 들면 모든 미리 정해진 사이클 예를 들면 50사이클에서 일 사이클 또는 1.5사이클의 주기동안 일시적으로 공회전된다. 전압은 이러한 공회전 기간 중에 전자유도에 의해 전자석(16)의 코일(16a)의 양단부 사이에서 발생되며, 이러한 전압은 전압 검출회로에 의해 검출되어 제어 유닛(22)에 출력된다. 제어 유닛(22)에서는, 전압 검출회로(24)에 의해 획득되는 전압 파형의 A/D변환이 이행되고, 구동회로(20)를 구동하는 여자 힘으로 구동신호의 파형과 전압 파형과의 사이에 위상차가 연산된다. 그리고 전자석(16)의 진동 주파수는, 구동회로(20)의 구동전압과 전자석(16)으로부터 획득된 전압 파형과의 사이에 위상차가 조정 모드 중에 저장되는 상술된 위상차와 동일하게 되도록 제어된다. 이러한 제어는 전자석 부품 공급기(10)의 작동 중에 지속된다.

상술된 실시예의 전자석 부품 공급기를 제어하는 방법 및 장치에 의거, 전자석(16)의 기구적 진동이 구동전압의 일시 정지로 인한 전자석(16)의 코일(16a)에 의해 검출되어 전기신호로 변환되고, 그리고 검출신호는 제어 유닛(22)에 보내진다. 따라서, 진폭을 검출하기 위한 특정한 센서를 사용하지 않고 정확하게 진폭 검출과 구동 제어를 이행할 수 있다. 또한, 전자석(16) 자신이 센서로서 역활을 하기 때문에, 그 구조가 간단하고 검출신호가 매우 정확한 것이 된다. 더우기, 관성에 의한 진동 때문에 전자석(16)의 구동이 일시적으로 공회전 되더라도 진동 유닛(14)의 구동에는 문제가 없게 된다.

또한, 조정 모드와 작동 모드가 상호 교환성이 있으므로, 조정 모드에서, 부품 공급기(10)는 필요로 하는 최적한 공진 주파수로 조정된다. 따라서, 항시 부품 공급기는 적절한 상태로 구동될 수 있다.

본 발명은 상술된 실시예에 한정되지 않으며 임의적으로 그를 변경하여 이룰수 있는 것임에 주시되어야 한다. 예를 들면, 작동 공회전 기간이 부품 공급기(10)의 구동에 대체로 영향을 미치지 않고 행해지 한에서는 임의적 기간으로 적절하게 설정될 수 있는 것이다. 더우기, 상술된 제어는 전자석(16)의 전자유도로 획득되는 전압의 검출을 이용하는 상기 방법과 동일한 방식으로 양호하게 전류 검출로 이행될 수 있는 것이다. 본 발명은 보울을 가진 부품 공급기에만 적용가능한 것이 아니고 전자석을 사용하여 부품을 공급하는 임의적 장치에도 적용가능한 것이다. 따라서, 상술된 실시예는 설명을 목적으로 기술된 것이기에 본 발명을 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 첨부 청구범위의 정신을 이탈하지 않는 범위 내에서 행해질 수 있는 모든 변경 및 개조를 포함하는 것이다.

Claims (9)

1. 예정 주파수로 진동하는 자계의 전자석이 설치된 진동 유닛과, 전자석을 구동하는 구동회로와, 예정 구동을 발생하도록 구동회로로 구동신호를 출력하는 제어 유닛을 포함하는 전자석 부품 공급기를 제어하는 방법에 있어서, 상기 방법은:

   상기 전자석의 모든 예정된 구동 사이클에서 일시적으로 전자석의 구동을 공회전하는 단계와;

   공회전 기간 중에 그 전자유도로 전자석의 코일로부터 획득된 신호에 기본하여 진동 유닛의 진동을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자석 부품 공급기 제어방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 전자석의 진동은 구동회로의 구동신호와 공회전 기간 중에 전자유도로 상기 전자석으로부터 획득된 신호의 파형과의 사이에 위상차에 기본하여 제어하는 것을 특징으로 하는 전자석 부품 공급기 제어방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 제어는, 전자석 부품 공급기의 공진 주파수를 미리 측정하고, 상기 구동회로로 상기 공진 주파수에 전자석을 구동하고, 모든 예정된 구동 사이클에서 구동회로에 의한 구동을 일시적으로 공회전하고, 저장요소에 공진 주파수와 구동회로의 구동신호와 공회전 기간 중에 전자유도에 의한 전자석으로부터 획득된 신호의 파형과의 사이에 위상차를 저장하고, 그리고 구동 시에 저장된공진 주파수로 진동 유닛을 구동하여 이행되는 것을 특징으로 하는 전자석 부품 공급기 제어방법.
4. 제3항에 있어서, 전자석 부품 공급기의 공진 주파수의 측정은, 구동회로로 전자석을 구동하고, 모든 예정된 구동 사이클에서 구동회로에 의한 구동을 일시적으로 공회전하고, 공회전 기간 중에 전자유도에 의해 전자석으로부터 획득된 신호를 측정하고, 그리고 신호가 공진 주파수로서 최대로 되는 주파수를 나타내어 이행되는 것을 특징으로 하는 전자석 부품 공급기 제어방법.
5. 제3항에 있어서, 상기 진동 유닛은, 구동회로의 구동 신호와 전자유도에 의해 획득된 신호의 파형과의 사이에 위상차가 저장된 위상차와 동일하게 되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 전자석 부품 공급기 제어방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공회전 기간은 상기 구동 사이클의 일 사이클 또는 1.5사이클 인 것을 특징으로 하는 전자석 부품 공급기 제어방법.
7. 전자석 부품 공급기를 제어하는 장치에 있어서, 상기 장치는:

   예정 주파수로 진동하는 전자석을 제공하는 진동 유닛과;

   진동 유닛에 의해 그 안에 수용된 부품을 배출하는데 채택되는 보울과;

   전자석을 구동하는 구동회로와;

   예정된 구동이 발생하도록 구동회로로 구동신호를 출력하고 전자석의 모든 예정된 구동 사이클로 전자석의 구동을 일시적으로 공회전시키는 제어 유닛과;

   상기 공회전 기간 중에 전자유도에 의해 전자석의 코일로부터 획득된 신호의 파형을 검출하는 신호 검출수단과;

   구동회로의 구동신호의 파형과 신호 검출수단에 의해 획득된 신호의 파형과의 사이에 위상차를 검출하는 위상차 검출수단 및;

   위상차 검출수단에 의해 획득된 위상차에 기본하여 전자석의 진동을 제어하는 진동 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자석 부품 공급기 제어장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 신호 검출수단은 전압 검출회로인 것을 특징으로 하는 전자석 부품 공급기 제어장치.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 제어 유닛에는, 구동회로의 매체를 통하여 진동 유닛의 진폭을 조정하는 진폭 설정회로와, 조정 모드에서 작동 모드로 그리고 그 역으로 부품 공급기의 구동 모드를 이동시키는 모드 설정회로 및, 데이터 저장용 비휘발성 메모리가 설치되는 것을 특징으로 하는 전자석 부품 공급기 제어장치.