專利名稱：零件送料器及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過電磁鐵和壓電振子的振動而使收容各種零件的浮筒(ボウル)等振動從而進行供給的零件送料器及其控制方法。
背景技術(shù)：
以往，為了在生產(chǎn)線上供給零件，人們利用振動式的零件送料器。
在圖5中作為振動式零件送料器的一例示出壓電振動式零件送料器。該壓電振動式零件送料器是這樣構(gòu)成的，即，它具備一邊收容供給的零件后使其振動、一邊排出該零件的零件排出部分即浮筒2，具備用所定頻率驅(qū)動該浮筒2的壓電振子的振動裝置4，以及控制該振動裝置4的動作的控制器5。
在這樣的振動式的零件送料器中，為了恰當(dāng)?shù)乜刂聘⊥?的振動狀態(tài)，做到在浮筒2中，設(shè)置光電變換元件和壓電元件等的振幅傳感器6、并電氣上檢測浮筒2的振幅，然后將該檢測信號反饋到控制器5，控制器5調(diào)整驅(qū)動浮筒2的電流或電壓，從而使浮筒2長期以恒定的振幅被驅(qū)動。
另外，也有這種情況，即通過在控制器5等的驅(qū)動控制電路中設(shè)置電流檢測器和電壓檢測器，對來自這些檢測器的檢測信號進行所定的運算和處理后掌握浮筒2的振動狀態(tài)，并從該結(jié)果控制驅(qū)動裝置4，恰當(dāng)?shù)乜刂聘⊥?的振動狀態(tài)(參照特開平7-60187號公報、特開平10-49237號公報等)。在這樣的構(gòu)成中，在浮筒2中沒有必要設(shè)置特別的振幅傳感器。
但是，在上述的現(xiàn)有技術(shù)中，存在這樣的問題，即，在對反饋信號進行平均化、直流化從而進行控制的場合，若信號失真，由于在有助于搬運的頻率成分以外的信號被混入的狀態(tài)下進行平均化，因此控制精度下降。
另外，在掃描反饋信號的頻率并把振幅為最大的點作為共振頻率而控制的場合，由于不能進行相位檢測，因此在運行時，即使共振頻率發(fā)生偏移也不能跟蹤。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供能夠以簡單的構(gòu)成進行高精度的控制，并能夠進行正確的振動的零件送料器的控制方法。
本發(fā)明的零件送料器10，它具有使零件排出部分12振動的振動元件16，驅(qū)動所述振動元件16的驅(qū)動電路20，將所定的驅(qū)動頻率的驅(qū)動信號送到所述驅(qū)動電路20后用所述驅(qū)動頻率使所述振動元件16振動的控制部分22，其特征在于，所述控制部分22具有以下部分，即，反饋表示所述振動元件的振動狀態(tài)的檢測信號并進行傅立葉變換的傅立葉變換部分41，將變換后的反饋信號分離成用于零件的搬運的信號成分和除此以外的噪聲成分的分離部分42，以及以分離的所述搬運信號成分為基礎(chǔ)控制所述驅(qū)動電路的驅(qū)動控制部分43。
本發(fā)明的零件送料器10的控制方法，該零件送料器10具有使零件排出部分12振動的振動元件16，驅(qū)動所述振動元件16的驅(qū)動電路20，以及將所定的驅(qū)動頻率的驅(qū)動信號送到所述驅(qū)動電路20后以所述驅(qū)動頻率使所述振動元件16振動的控制部分22，其特征在于，通過所述控制部分22，反饋表示所述振動元件的振動狀態(tài)的檢測信號并進行傅立葉變換，將變換后的反饋信號分離成用于零件的搬運的搬運信號成分和除此以外的噪聲成分，并以分離的所述搬運信號成分為基礎(chǔ)控制所述驅(qū)動電路。
在本發(fā)明中，作為表示振動元件的振動狀態(tài)的檢測信號，可以從振動裝置和排出部分通過振動傳感器檢測振動，并將該振動信號作為反饋信號?；蛘?，也可以利用來自振動元件的輸出作為反饋信號。
在本發(fā)明中，控制部分所產(chǎn)生的控制可以適當(dāng)?shù)剡x擇使排出部分的振動變成恒定那樣進行控制的控制、自動跟蹤共振頻率的控制、或者使向排出部分的振動激勵力變?yōu)楹愣ǖ目刂频?。另外，也可以對從所述振動元件得到的信號以所定的周期進行采樣并進行A/D變換，并通過上述控制部分進行傅立葉解析。
在本發(fā)明中，所述檢測信號等的各信號可以適當(dāng)利用電壓和電流，在電壓的場合，信號將變成電壓波形、驅(qū)動電壓、電壓檢測設(shè)備、驅(qū)動電壓波形，在電流的場合，信號將變成電流波形、驅(qū)動電流、電流檢測設(shè)備、驅(qū)動電流波形。另外，所述排出部分在通常的零件送料器中表示浮筒，在線性送料器中表示搬運用的輸送槽，在本發(fā)明中，所述排出部分應(yīng)該表示浮筒和搬運用的輸送槽等的零件排出可能的設(shè)備。


圖1是本發(fā)明的一個實施形態(tài)的零件送料器的概略方框圖。
圖2是表示本實施形態(tài)的零件送料器的控制內(nèi)容的流程圖。
圖3是表示本實施形態(tài)的零件送料器的共振頻率和振幅的關(guān)系的曲線圖。
圖4(A)是表示檢測了本實施形態(tài)的零件送料器的驅(qū)動狀態(tài)的信號波形的曲線圖，圖4(B)是表示通過傅立葉變換所得到的搬運信號成分的曲線圖，圖4(C)是表示該噪聲成分的曲線圖。
圖5是表示現(xiàn)有的零件送料器的控制裝置的概略圖。
具體實施例方式
以下，根據(jù)

關(guān)于本發(fā)明的一個實施形態(tài)。
本實施形態(tài)的零件送料器是關(guān)于壓電振動式零件送料器10，如圖1所示那樣，它具備收容各種零件使其振動后排出的浮筒12和使浮筒12振動的壓電振動裝置14。壓電振動裝置14具有支撐浮筒12的未圖示的彈性支撐體和作為經(jīng)由該彈性支撐體使浮筒12的振動的振動元件的壓電振子16。為了驅(qū)動壓電振子16，設(shè)置了控制裝置40。
控制裝置40具有由連接到壓電振子16的功率放大器組成的驅(qū)動電路20。驅(qū)動電路20被連接到由傳送壓電振子16的驅(qū)動信號的微機組成的控制部分22的輸出端子。另外，檢測該振動狀態(tài)的振動傳感器24被連接到浮筒12，該振動傳感器24被連接到控制部分22的A/D變換輸入端子。
經(jīng)由驅(qū)動電路20調(diào)整壓電振子16的振幅的振幅設(shè)定電路26被連接到控制部分22。把零件送料器10的驅(qū)動方式在調(diào)整方式和運行方式之間切換的方式設(shè)定電路28被連接到控制部分22。而且，在控制裝置中具備存儲所定的電壓值和相位差、頻率等數(shù)據(jù)，并在與控制部分22之間輸入輸出其數(shù)據(jù)的存儲元件即非易失性存儲器30。
在控制部分22中設(shè)置了反饋表示所述振動元件的振動狀態(tài)的檢測信號并進行傅立葉變換的傅立葉變換部分41、將變換后的反饋信號分離成用于零件的搬運的搬運信號成分和除此以外的噪聲成分的分離部分42、以及以被分離的所述搬運信號成分為基礎(chǔ)控制所述驅(qū)動電路的驅(qū)動控制部分43。它們的各部分可以通過微機系統(tǒng)構(gòu)成控制部分22、并且作為軟件功能通過用該系統(tǒng)所實行的程序來實現(xiàn)。另一方面，也可以用純屬硬件來實現(xiàn)。
在圖2～圖4中表示本實施形態(tài)的壓電振動式零件送料器10的驅(qū)動方法和控制方法。
在進行零件送料器10的運行的場合，首先，接通零件送料器10的電源，然后由方式設(shè)定電路28選擇零件送料器10的驅(qū)動方式。
通常，在該壓電振動式零件送料器10出廠時，測定該壓電式零件送料器10的共振頻率后將它存儲在非易失性存儲器30中。另一方面，在更換浮筒12的場合和因交換其它零件而振動系統(tǒng)的固有振動數(shù)已改變的場合等，由于共振頻率也改變了，因此要測定共振頻率、并將它存儲在非易失性存儲器30中。在進行這些處理的場合，利用調(diào)整方式。
在調(diào)整方式中，壓電振動裝置14如圖3所示那樣，由于在也包含浮筒12的裝置的共振頻率處振幅成為最大，因此通過驅(qū)動電路20不改變驅(qū)動電壓的情況下進行頻率掃描并檢測振幅為最大的頻率，把它作為共振頻率(圖2的處理步驟S1)。
其次，以所設(shè)定的振幅和它的共振頻率通過驅(qū)動電路20，與運行狀態(tài)一樣驅(qū)動壓電振子16(圖2的處理步驟S2)。
此處，若零件送料器10從調(diào)整方式被切換成運行方式，那么，零件送料器10將實行所定的調(diào)整處理后轉(zhuǎn)移到運行方式。
零件送料器10通過驅(qū)動電路20驅(qū)動壓電振子16，用振動傳感器24檢測通過該驅(qū)動產(chǎn)生振動的浮筒12的振動，并將該電壓信號輸入到控制部分22的A/D變換輸入端子。在控制部分22中，通過所定周期，例如以對振動頻率進行32等分的定時，對輸入的電壓信號進行采樣(參照圖4(A))。已采樣的反饋信號被變換成數(shù)字信號后在傅立葉變換部分41對該數(shù)字化了的振動信號進行離散傅立葉變換。傅立葉變換了的信號在分離部分42中進行頻率解析。在該實施形態(tài)中，傅立葉變換了的1次波形是壓電振動裝置14等的搬運信號成分(參照圖4(B))，2次以上波形為噪聲成分(參照圖4(C))。然后，計算所得到的搬運信號波形的振幅和驅(qū)動信號的相位差、以及共振頻率(圖2的處理步驟S2～S4)，并存儲到非易失性存儲器30中(圖2的處理S4)。
以上的共振頻率的測定動作(圖2的處理步驟S1)和相位差、振幅的測定動作(圖的處理步驟S2～S4)通過所定的程序自動地進行。另外，在共振頻率的驅(qū)動時的壓電振動裝置14的振幅由振幅設(shè)定電路26設(shè)定。
在這樣的調(diào)整后，實際上在零件供給等時在運行的場合，通過方式設(shè)定電路28轉(zhuǎn)換成運行方式。
在運行方式中，使用被存儲在非易失性存儲器30中的共振頻率和振幅、壓電振子16通過驅(qū)動電路20被驅(qū)動(圖2的處理步驟S5)。
這時，由驅(qū)動電路20所引起的浮筒12的振動被振動傳感器24檢測出并輸出到控制部分22。在控制部分22中，對所得到的反饋信號進行A/D變換，并且對該數(shù)字化了的振動信號進行傅立葉變換，將分離由此得到的浮筒12的搬運信號成分(圖4(B))、噪聲成分(圖4(C))，通過搬運信號成分對與驅(qū)動驅(qū)動電路20的驅(qū)動信號的波形的相位差進行運算(圖2的處理步驟S6)。
然后，進行控制使得從振動傳感器24所得到的信號成為所定的振幅。另外，為了使共振頻率設(shè)定時的相位差成為調(diào)整方式時所存儲的所述相位差，控制部分22將控制壓電振子16的振動頻率(圖2的處理步驟S7)。
該控制在該壓電振動式零件送料器10的運行中(只要處在運行方式)按所定間隔繼續(xù)下去。另一方面，如果零件送料器10被轉(zhuǎn)換成調(diào)整方式，那么就實行所述的處理S1～S4。
若依據(jù)這樣的本實施形態(tài)的壓電振動式零件送料器的控制方法和裝置，那么，在對壓電振動裝置14進行反饋控制時，由于對由振動傳感器24所得到的信號進行傅立葉變換，并只取出用于零件搬運和挑選的信號成分進行控制，因此正確的恒定振幅控制將成為可能。
另外，即使不使用特別的相位檢測設(shè)備，也能夠計算出來自振動傳感器24的信號的初始相位，并能夠簡單地自動跟蹤共振頻率。
并且，通過傅立葉變換能夠容易而且正確地求出振動信號，通過正確的振幅和相位檢測使正確的驅(qū)動控制成為可能。
此外，本發(fā)明不限于所述實施形態(tài)，也可以不使用振動傳感器，而利用壓電元件的壓電輸出得到反饋信號。作為從壓電振子直接得到反饋信號的設(shè)備，能夠在所定的周期停止驅(qū)動信號或者以與驅(qū)動頻率不同的頻率驅(qū)動該驅(qū)動信號，并且使用來自此時的壓電元件的輸出信號作為反饋信號。因此，除了使振幅恒定之外，還能夠進行使振動激勵量恒定的控制。另外，還能夠自動地跟蹤共振頻率。
另外，本發(fā)明除了使用壓電振子的零件送料器之外，即使是將電磁鐵用于振動元件的電磁式的振動零件送料器中也同樣能夠使用。而且，排出部分的構(gòu)造和形狀也可能適當(dāng)?shù)卦O(shè)定為浮筒和搬運用的輸送槽等。
權(quán)利要求
1.一種零件送料器(10)，它具有使零件排出部分(12)振動的振動元件(16)、驅(qū)動所述振動元件(16)的驅(qū)動電路(20)、將所定的驅(qū)動頻率的驅(qū)動信號送到所述驅(qū)動電路(20)并以所述驅(qū)動頻率使所述振動元件(16)振動的控制部分(22)，其特征在于，所述控制部分(22)具有將表示所述振動元件的振動狀態(tài)的檢測信號反饋并進行傅立葉變換的傅立葉變換部分(41)、將變換后的反饋信號分離成用于零件搬運的搬運信號成分和除此以外的噪聲成分的分離部分(42)、以及以被分離的所述搬運信號成分為基礎(chǔ)控制所述驅(qū)動電路的驅(qū)動控制部分(43)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零件送料器，其特征在于，在振動裝置(14)或排出部分(12)的一部分中設(shè)置用來檢測所述振動元件的振動狀態(tài)的振動傳感器(24)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的零件送料器，其特征在于，所述傅立葉變換部分(41)以所定周期對表示所述振動元件(16)的振動狀態(tài)的反饋信號進行采樣并進行A/D變換，再進行傅立葉解析。
4.一種零件送料器(10)的控制方法，該零件送料器(10)具有使零件排出部分(12)振動的振動元件(16)、驅(qū)動所述振動元件(16)的驅(qū)動電路(20)、將所定的驅(qū)動頻率的驅(qū)動信號送到所述驅(qū)動電路(20)并以所述驅(qū)動頻率使所述振動元件(16)振動的控制部分(22)，其特征在于，通過所述控制部分(22)反饋表示所述振動元件的振動狀態(tài)的檢測信號并對其進行傅立葉變換，將變換后的反饋信號分離成用于零件的搬運的搬運信號成分和除此以外的噪聲成分，并以被分離的所述搬運信號成分為基礎(chǔ)控制所述驅(qū)動電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的零件送料器的控制方法，其特征在于，通過設(shè)置在振動裝置(14)或排出部分(12)的一部分中的振動傳感器(24)檢測振動，并將該振動信號作為反饋信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的零件送料器的控制方法，其特征在于，以所定的周期對表示所述振動元件(16)的振動狀態(tài)的反饋信號進行采樣并進行A/D變換，再通過所述控制部分(22)進行傅立葉解析。
全文摘要
一種零件送料器,它具備作為以所定的頻率進行振動的壓電振子和電磁鐵的振動元件(16)、設(shè)置了振動元件(16)的振動裝置(14)、使通過振動裝置(14)振動中的零件振動后被排出的排出部分(12)、以及驅(qū)動振動元件(16)的驅(qū)動電路(20),并從控制部分(22)將驅(qū)動信號送到驅(qū)動電路后進行所定的驅(qū)動。反饋從振動元件(16)所產(chǎn)生的振動得到的檢測信號后對該反饋信號進行傅立葉變換。將變換后的反饋信號分離成用于零件的搬運的搬運信號成分和除此以外的噪聲成分,并以搬運信號成分為基礎(chǔ)控制振動裝置(14)。
文檔編號B06B1/02GK1389384SQ0212245
公開日2003年1月8日 申請日期2002年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月4日
發(fā)明者屋木晉, 高瀨弘人 申請人:Ykk株式會社