523429 A7 ___ _Β7_ 五、發明説明（1 ) (發明所屬之技術領域） 本發明是關於一種介經電磁鐵或壓電振動件之振動使 收容各種零件的輥筒等施行振動並供給的零件供給裝置及 其控制方法。 (背景技術） 習知，振動式零件供給裝置被利用於將零件供給於生 產線者。 在第5圖，作爲振動式零件供給裝置的一例子表示壓 電振動式零件供給裝置。該壓電振動式零件供給裝置是具 備：收容供給的零件一面進行振動一面排出該零件的零件 排出部的輥筒2，及具備以所定頻率來驅動該輥筒2的壓 電振動件的振動裝置4，及控制該振動裝置4之動作的控 制器5所構成。 在此種振動式零件供給裝置中，爲了適當地控制輥筒 2之振動狀態，在輥筒2設置光電變換元件或壓電元件等 的振幅感測器6俾電氣式地檢測輥筒2之振幅，將該檢測 信號反饋於控制器5，使得控制器5能調整驅動輥筒2的 電流或電壓，並經常以一定振幅來振動輥筒2。 又，也有在控制器等之驅動控制電路設置電流檢測器 或電壓檢測器，而在來自此些之檢測信號進行所定演算或 處理，把握輥筒2的振動狀態，而由該結果來控制驅動裝 置4，即可適當地控制輥筒2的振動狀態者（請參照曰本 特開平7 - 6 0 1 8 7號公報及日本特開平1 0 - ------0--. I 衣-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 Χ297公釐） -4- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 523429 A7 B7 五、發明説明（2 ) 49237號公報等）。在此些構成中，在輥筒2並不必 設置特別的振幅感測器。 然而，在利用上述的振幅感測器的方式中，需要檢測 輥筒2的振動的振幅感測器6，結構成爲複雜，同時零件 數或電路結構較多，製造成本也變高者。 又，在依上述的驅動控制電路的信號處理的方式中， 不設置輥筒2之振幅感測器也可以，惟檢測驅動控制用信 號等而爲了控制振動裝置4之振動，須多餘地進行高速演 算處理等，因而使得控制器成爲複雜者，製造成本也變高 者。 對於此種問題，本案申請人等提案一種暫時地停止對 於輥筒2的驅動（停止來自驅動裝置4的驅動），在輥筒 2藉由慣性繼續振動之期間，調查從輥筒2的驅動用壓電 振動件或電磁鐵等所輸出的信號（通常是發生在驅動用電 氣信號所投入的端子的信號），而依據該信號來進行驅動 裝置4的驅動控制的方式。 然而，在此種暫時停止方式中，特別是使用壓電振動 件的場合，藉由驅動裝置4的輸出變壓器與壓電振動件， 形成有L C電路，在暫時停止振動時，L C振盪波形會裝 上振動信號，而有降低控制精確度的可能性。爲了解決該 振盪波形，需要將用以吸收L C振盪能的電阻串聯地裝在 L C電路等的變更。又，在一部分較大型的零件供給裝置 中，有發生衰減聲音的問題。 又，在上述暫時停止方式使用電磁鐵時，電磁鐵在停 I-----·—:1 贊------、玎------Ψ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇Χ297公釐） -5- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 523429 A7 B7 五、發明説明（3 ) 止中並不是磁鐵之故，因而爲了得到慣性振動所產生感應 電動勢的信號，而在電磁鐵必須流直流信號，技術上或製 造成本上很難實施者。 本發明之目的係在提供一種構造簡單而可以進行正確 的振動，也沒有不必要的振動或衰減的零件供給裝置及其 控制方法。 (發明的槪要） 本發明的零件供給裝置，屬於具有：振動零件排出部 1 2的振動元件1 6，及驅動上述振動元件1 6的驅動電 路2 0，及將所定驅動頻率的驅動信號傳送至上述驅動電 路2 0並以上述驅動頻率振動上述振動元件1 6的控制部 2 2的零件供給裝置1 〇，其特徵爲： 上述控制部2 2是通常將上述驅動頻率作爲所定的通 常頻率，同時在每一所定動作周期，將上述驅動頻率變更 成與上述通常頻率不同的暫時頻率。 本發明的零件供給裝置的控制方法，屬於具有：振動 零件排出部1 2的振動元件1 6，及驅動上述振動元件 1 6的驅動電路2 0，及將所定驅動頻率的驅動信號傳送 至上述驅動電路2 0並以上述驅動頻率振動上述振動元件 1 6的控制部2 2的零件供給裝置1 0的控制方法，其特 徵爲： 通常將上述驅動頻率作爲所定的通常頻率，同時在每 一所定動作周期，將上述驅動頻率變更成與上述通常頻率 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210Χ297公釐） TrI ' I ^ . 訂 Awn (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 523429 A7 ________B7 __ 五、發明説明（4 ) 不同的暫時頻率。 在此種本發明中，通常將上述驅動頻率作爲所定的通 常頻率’進行來自零件排出部的零件供給動作，同時在每 一所定動作周期，將上述驅動頻率變更成與上述通常頻率 不同的暫時頻率，而在該期間進行調整零件排出部的動作 控制。亦即，對在上述習知的暫時停止方式中停止驅動信 號，而在本發明則輸出不同頻率的驅動信號。由此，藉由 因慣性繼續振動的零件排出部，使得振動元件相反地驅動 ，而隨著零件排出部的振動狀態的信號重疊於賦予振動元 件的暫時頻率的信號。因此，例如頻率解析在該狀態的振 動元件的信號，即可分析各信號，可以識別藉由依慣性繼 續振動的零件排出部的信號，及所賦予的暫時頻率的信號 ，而依據零件排出部的信號可以進行調整驅動控制。 在本發明的零件供給裝置或其控制方法中，在上述暫 時頻率的驅動期間中，檢測從藉由慣性繼續振動的上述振 動元件1 6所輸出的信號，比較該檢測信號與上述控制部 2 2所輸出的驅動信號，而依據該比較之結果來控制上述 振動元件1 6的振動較理想。 在該比較時，求出上述檢測信號之波形與上述驅動信 號的波形的相位差，而控制上述振動元件1 6的振動，使 得該相位差成爲所定値較理想。 例如，切換成暫時頻率的驅動信號爲通常頻率之整數 倍的頻率等，且齊備通常頻率的信號與相位，則藉由與來 自振動元件的輸出信號的相位調整等可以調整振動狀態。 I-----：--ΙΦ------、玎------#1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -7- 523429 A7 B7 五、發明説明（5 ) 作爲具體性結構，上述控制部2 2是具備：檢測從藉 由慣性繼續振動的上述振動元件1 6所輸出的信號的信號 檢測手段3 1 ，及檢測在上述信號檢測手段所得到的振動 信號波形與來自上述驅動電路2 0的驅動信號波形的相位 羞的相位檢測手段3 2，及依據藉由上述相位差檢測手段 所得到的相位差來控制上述振動元件1 6的振動的振動控 制手段3 3。 作爲暫時頻率，是上述基準頻率的整數倍或整數分之 一的頻率較理想。 若爲此種暫時頻率，則對通常頻率的信號可以齊備相 位，而可進行振幅及相位的調整。 作爲通常頻率，是包含上述零件排出部1 2及振動元 件1 6的振動部分的振盪頻率或其整數倍的頻率較理想。 若爲此種通常頻率，則可以有效率地進行零件排出部 的振動驅動，同時，切換成暫時頻率時，依零件排出部之 慣性的振動可以持久，可以確保調整處理之時間並可將控 制成爲正確且確實。 在依本發明的零件供給裝置之調整中，具體的進行以 下之操作。事先測定需調整的零件供給裝置的振盪頻率。 在測定振盪頻率之際，藉由上述驅動電路來驅動上述振動 元件，而將依上述驅動電路的驅動在每一所定周期，使用 與依上述驅動電路的通常驅動頻率不同的頻率進行驅動， 在該驅動期間中，傅立葉變換從上述振動元件所得到的信 號，算出所得到的解析資料中的上述輥筒的振動信號的功 I------.--:I衣-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T f 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -8- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 523429 A7 __ B7 五、發明説明（6 ) 能譜與相位。將所得到的振動信號，或該信號波形與上述 驅動電路的驅動信號的相位差，及上述振盪頻率記憶於記 憶元件，而在驅動上述振動裝置時，以上述記憶的振盪頻 率進行驅動。又，在控制上述振動元件，爲控制使得所得 到的上述信號波形與上述驅動電路的驅動信號的相位差成 爲上述記憶的相位差。 又，在本發明中，上述信號是表示電壓及電流，信號 爲電壓的場合，包含上述信號的用語是成爲電壓波形，驅 動電壓，電壓檢測手段，驅動電壓波形，而信號爲電流的 場合，是成爲電流波形，驅動電流，電流檢測手段，驅動 電流波形。 (發明之實施形態） 以下，依據圖式說明本發明的一實施形態。 本實施形態的零件供給裝置是對壓電振動式零件供給 裝置1 0者，如第1圖所示，具備··收容各種零件並施行 振動而排出的輥筒1 2，及振動輥筒1 2的壓電振動裝置 1 4。壓電振動裝置1 4係具有：支持輥筒1 2的未圖式 的彈性支持體，及經由該彈性支持體作爲振動輥筒1 2的 振動元件的壓電振動件1 6。爲了驅動壓電振動件1 6設 有控制裝置4 0。 控制裝置4 0是具有連接於壓電振動件1 6的電力放 大器等所構成的驅動電路2 0。驅動電路2 0是被連接於 傳送壓電振動件1 6的驅動信號的微電腦等所構成的控制 11, ； — I - I ϋ ^ 11 ^^^^1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -9- 523429 A7 B7 五、發明説明（7 ) 部2 2的輸出端子。又，在壓電振動件1 6，連接有檢測 發生在該電極的電壓的電壓檢測電路2 4 ;電壓檢測電路 2 4的輸出是被連接於控制部2 2的A / D變換輸入端子 〇 在控制部2 2經由驅動電路2 0連接有調整壓電振動 件1 6的振幅的振幅設定電路2 6。在控制部2 2連接有 將零件供給裝置1 0的驅動模態切換成調整模態與運轉模 態的模態設定電路2 8。又，具備記憶所定電壓値或相位 差，頻率等的資料而在與控制部2 2之間進行輸入輸出該 資料的記憶元件的非易失記憶體3 0。 在控制部2 2設有：檢測來自電壓檢測電路2 4的電 壓信號的信號檢測手段3 1，及檢測在該信號檢測手段 3 1所得到的振動信號波形與來自驅動電路2 0的驅動信 號波形的相位差的相位差檢測手段3 2，及依據該相位差 檢測手段3 2所得到的相位差來控制振動元件1 6的振動 的振動控制手段3 3。這些各手段是以微電腦系統構成控 制部2 2 ，而藉由在該系統所實行的程式可實現作爲軟體 功能。另一方面，完全以硬體電路實現也可以。 在第2圖至第4圖，表示本實施形態的壓電振動式零 件供給裝置1 0的驅動方法及控制方法。 進行零件供給裝置的運轉的場合，首先投入零件供給 裝置1 0的電源，藉由模態設定電路2 8選擇零件供給裝 置1 0的驅動模態。 通常是在該壓電振動式零件供給裝置1 〇的運出時， 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） ------.--.I-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -10- 523429 A7 B7 五、發明説明（8 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 測定該壓電振動式零件供給裝置1 〇的振盪頻率，並記憶 在非易失記憶體3 0。另一方面，在更換輥筒1 2時或更 換其他零件而振動系統的固有振動數有變化時等，振盪頻 率也變化之故，因而測定振盪頻率，並記憶在非易失記憶 體3 0。進行這些處理時，則利用調整模態。 在調整模態中，如第3圖所示，壓電振動裝置1 4是 在也包含輥筒1 2的裝置的振盪頻率使得振幅成爲最大之 故，因而藉由驅動電路2 0不變更驅動電壓地掃描頻率， 檢測振幅成爲最大的頻率作爲振盪頻率（第2圖的處理 S 1 )。 然後’以所設定的振幅及其振盪頻率，藉由驅動電路 2 0，與運轉狀態同樣地來驅動壓電振動件1 6 (第2圖 之處理S 2 )。 在此若零件供給裝置1 〇從調整模態切換成運轉模態 ，則零件供給裝置1 0是實行所定的調整處理，並移行至 運轉模態。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 零件供給裝置1 0是將驅動電路2 0之驅動在每一所 定周期，如第4 ( A )圖所示地僅所定之t期間，以通常 驅動頻率f的兩倍頻率f 2施行驅動，而在該t期間中以電 壓檢測電路2 4檢測藉由壓電振動件1 6之壓電效果所得 到的電壓，俾將該電壓信號輸入在控制部2 2的A / D變 換輸入端子。在控制部2 2中，將輸入的電壓信號變換成 數位信號，並傅立葉變換該被數位化的振動信號，進行頻 率解析。在該實施形態中，如第4 ( B ) ，（ C )圖所示 本紙張尺度適^中國國家標準（CNS ) A4規格（210x297公釐) -11 - ~ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 523429 A7 ____ B7 ____ 五、發明説明（9 ) 地，經傅立葉變換的一次波形爲壓電振動裝置1 4等的振 動信號波形，而二次波形爲成爲從驅動電路2 0所輸出的 驅動信號波形。之後，計算所得到的振動信號波形的振幅 或驅動信號的相位差，及振盪頻率（第2圖的處理S 3 ) ，並記憶在非易失記憶體3 0 (第2圖之處理S 4 )。 以上的振盪頻率的測定動作（第2圖的處理S 1 )及 相位差振幅的測定動作（第2圖的處理S 2至S 4 )，是 藉由所定之程式自動地進行。又，在振盪頻率的驅動時的 壓電振動裝置1 4的振幅係藉由振幅設定電路2 6被設定 〇 繼續此種調整，實際上以零件供給等進行運轉時，藉 由模態設定電路2 8切換成運轉模態。 在運轉模態中，以被記憶在非易失記憶體3 0的振盪 頻率及振幅，藉由驅動電路2 0來驅動壓電振動件1 0 ( 第2圖之處理S5)。 這時候，將驅動電路2 0之驅動每一所定周期，例如 每5 0周期暫時地，如第4 ( A )圖所示地僅所定t期間 ，以通常的驅動頻率f的兩倍頻率f 2進行驅動。此時，從 壓電振動件1 6藉壓電效果所得到電壓，在電壓檢測電路 2 4被檢測，而輸入於控制部2 2。在控制部2 2中，在 t期間A / D變換在電壓檢測電路2 4所得到的電壓波形 ，又傅立葉變換該被數位化的振動信號，演算由此所得到 的輥筒1 2的振動信號〔參照第4 ( B )圖〕，及驅動振 動激勵力的驅動電路2 0的驅動信號的波形的相位差（第 --^ I ------IT------A_w— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X：297公釐） -12- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 523429 A7 __B7_ 五、發明説明（10) 2圖的處理S 6 )。 然後，從壓電振動件1 6所得到的振動信號波形與驅 動電路2 0的驅動電壓的驅動信號波形的相位差，能成爲 被記憶於調整模態時的上述相位差地，控制部2 2是控制 壓電振動件1 6的振動頻率（第2圖的處理S 7 )。 該控制是在該壓電振動式零件供給裝置1 0的運轉中 (只在運轉模態），以所定間隔繼續。另一方面，若零件 供給裝置1 0被切換成調整模態，實行上述的處理S 1至 S 4 〇 依照此種本實施形態的壓電振動式零件供給裝置的控 制方法與裝置，不必使用檢測壓電振動件1 6的機械性振 動，振幅的特別感測器，用壓電振動件1 6本體可以正確 地檢測在驅動頻率之暫時性變更期間所檢測的信號，並可 將檢測信號傳送至控制部2 2。如此，藉由傅立葉變換可 以容易且正確地求出振動信號。而藉由檢測正確的振幅及 相位可成爲正確的驅動控制。而且將壓電振動件1 6本體 作爲感測器之故，因而結構簡單，檢測信號爲極正確者。 又，即使暫時地變更壓電振動件1 6之驅動頻率，輥筒 1 2及振動裝置1 4仍以慣性進行振動之故，因而在壓電 振動裝置1 4的驅動上完全沒有問題。 又，可切換調整模態與運轉模態，視需要藉由調整模 態以調整該零件供給裝置1 0的最適當振盪頻率，而在適 當狀態下可經常地驅動。 又，零件供給裝置1 0爲自激型時，控制頻率使得從 I-----1·--------IT------ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -13- 523429 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（11) 壓電振動件1 6所得到的電壓的相位與測定振盪頻率時成 爲相同相位而可成爲正確的振動。又，他激型時，雖使用 者設定所定頻率者，惟在這時候，也藉由壓電振動件之振 動電壓與驅動電壓的相位檢測而可成爲正確的振盪頻率控 制。 又，本發明是並不被限定在上述實施形態，除了使用 壓電元件的振動式零件供給裝置之外，將電磁鐵使用在振 動元件的電磁式振動零件供給裝置也可以。 通常頻率是在有效率的振動賦予與暫時性的振動賦予 停止之期間，也能容易得到繼續振動而成爲包含零件排出 部的振動部分的振盪頻率（固有振動數）或是其整數倍較 理想，惟若可得到上述的振動賦予停止之期間的振動，則 其他頻率也可以。 暫時頻率是除了通常頻率的兩倍頻率之外，其他的整 數倍或是整數分的一的頻率也可以。特別是偶數倍的頻率 或是偶數分的一的頻率較理想。作成如此，在停止依通常 頻率的振動賦予的期間，具有除了容易得到包含零件排出 部的繼續振動等的效果之外，還具有容易進行相位之比較 等的效果。 又，藉由傅立葉變換，可以求出振動信號波形者就可 以，變更的頻率並無所謂。較理想爲通常頻率較高時，將 暫時頻率設定在比通常頻率更低的頻率，而通常頻率較低 時，將暫時頻率設定較高較理想。 又，零件供給裝置1 〇的驅動方法是可以適當地設定 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格(21〇Χ297公釐） - I-----·——·衣------、玎------Φ- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 523429 A7 _B7_ 五、發明説明（12) 。又，除了檢測藉由壓電振動件1 6之壓電效果所得到的 電壓或電磁鐵的感應電動勢之外，檢測器流在壓電振動件 或電磁鐵的電流，經傅立葉變換，求出振動頻率而與上述 同樣地加以控制也可以。又，用途是除了具有輥筒的壓電 振動件之外，還可以利用在使用壓電振動件或電磁鐵的零 件供給裝置全面者。 如此地，本發明是不必使用檢測振幅的特別的振幅感 測器，將振動元件本體作爲感測器而可成爲正確的振動檢 測。而且以暫時不同的頻率來驅動振動元件，頻率解析該 期間的檢測信號之後求出實際的振動信號，施以驅動控制 之故，因而可成爲極簡單的控制內容。 又，一旦測定該零件供給裝置的振盪頻率並予以記憶 ，依據該記憶的振盪頻率及其他信號或相位差的資料進行 運轉之故，因而在最適當的驅動條件可以驅動各該零件供 給裝置。又，即使變更該零件供給裝置的結構時，也可重 新再測振盪頻率，經常以適當的條件可進行驅動。 (圖式之簡單說明） 第1圖是表示本發明的一實施形態的壓電振動式零件 供給裝置的槪略方塊圖。 第2圖是表示上述實施形態的控制內容的流程圖。 第3圖是表示上述實施形態的零件供給裝置的振盪頻 率與振幅的關係的圖表。 第4 ( A )圖是表示上述實施形態的零件供給裝置的 ：--.I------、訂------ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -15- 523429 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（13) 驅動波形的圖表。 第4 (B)圖是表示藉由傅立葉變換所得到的振動信 號的圖表。 第4(C)圖是表不驅動信號的圖表。 第5圖是表示習知的零件供給裝置的控制方法的槪略 圖。 符號說明 2 輥 筒 4 振 動 裝 置 5 控制 器 6 振 幅 感 測 器 1 0 零 件供 給 裝 置 1 2 排出 部 1 4 壓 電 振 動 裝 置 1 6 振 動 元件 2 0 驅 動 電 路 2 2 控 制 部 2 4 電 壓 檢 測 電 路 2 6 振 幅 設 定 電 路 2 8 模 態 設 定 電 路 3 0 非 易 失記 憶 體 3 1 信 號 檢 測 手 段 3 2 相位 差 檢 測 手 3 3 振 動 控 制 手 段 I-----:--·丨 -- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -16-