專利名稱：部件供給裝置及其控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種部件供給裝置及其控制方法，其通過電磁鐵或壓電振動器的振動使收納了各種部件的碗狀容器等產(chǎn)生振動并供給各種部件。
作為振動式部件供給裝置的一個例子，圖5示出壓電振動式部件供給裝置。該壓電振動式部件供給裝置的結構具有作為一邊收納所供給的部件并使其振動一邊將該部件排出的部件排出部分的碗狀容器2；具有以規(guī)定的頻率驅動該碗狀容器2的壓電振動器的振動裝置4；控制該振動裝置4的動作的控制器5。
這種振動式部件供給裝置，為了適當?shù)乜刂仆霠钊萜?的振動狀態(tài)，在碗狀容器2上設置光電轉換元件或壓電元件等振幅傳感器6，用電氣的方法檢測碗狀容器2的振幅。將該檢測出的信號反饋給控制器5，由控制器5調整驅動碗狀容器2的電流或電壓，使碗狀容器2以恒定的振幅驅動。
另外，也有如下情況(參照特開平7-60187號公報、特開平10-49237號公報等)，在控制器5等的驅動控制電路上設置電流檢測器或電壓檢測器，對從中檢測出的信號進行規(guī)定的運算或處理以掌握碗狀容器2的振動狀態(tài)，通過以此結果控制驅動裝置4從而適當?shù)乜刂仆霠钊萜?的振動狀態(tài)。這種結構無須在碗狀容器2設置專門的振幅傳感器。
然而，在應用上述振幅傳感器的方式中，必須有檢測碗狀容器2的振幅的振幅傳感器6，結構變得復雜，同時，部件數(shù)和電路構成變多故增加了成本。
此外，在上述基于驅動控制電路的信號處理等方式中，雖然也可不設置碗狀容器2的振幅傳感器，但是為了檢測驅動控制用的信號等來控制振動裝置4的振動，則額外地需要高速運算處理等，控制器5也變得復雜，成本也有所增加。
針對這樣的問題，本申請的申請人提出如下改進方式，即暫時停止(停止驅動裝置4的驅動)對碗狀容器2的驅動，在碗狀容器2在慣性的作用下持續(xù)振動期間，分析從用于驅動碗狀容器2的壓電振動器或電磁鐵等輸出的信號(通常是在驅動用的電氣信號所接入的端子上產(chǎn)生的信號)，并根據(jù)該信號對驅動裝置4進行驅動控制。
但是，在這樣的暫時停止方式中，尤其當采用壓電振動器時，由驅動裝置4的輸出變壓器和壓電振動器形成LC電路，在振動暫停時LC共振波形被加到振動信號上，從而可能導致控制精度的降低。為消除該共振波形，有必要進行將用于吸收LC共振能量的電阻串聯(lián)到LC電路等的變更處理。而且，就一部分大的部件供給裝置而言，存在所謂產(chǎn)生衰減音的問題。
另外，在上述暫時停止方式中采用電磁鐵時，由于電磁鐵的磁鐵在停止狀態(tài)中失去磁性，故為了通過慣性振動獲得誘導電動勢的信號，有必要向電磁鐵施加直流信號，這于技術于成本均難以實施。
本發(fā)明的部件供給裝置的特征是它是具有以下部分的部件供給裝置10使部件排出部分(12)振動的振動元件(16)，驅動上述振動元件(16)的驅動電路(20)，向上述驅動電路(20)發(fā)送規(guī)定的驅動頻率的驅動信號并以上述驅動頻率使上述振動元件(16)振動的控制部分(22)。
上述控制部分(22)通常將上述驅動頻率設定為規(guī)定的通常頻率，同時，在每個規(guī)定的動作周期，將上述驅動頻率變更為與上述通常頻率不同的暫時頻率。
本發(fā)明的部件供給裝置的控制方法的特征是它是用于具有如下部分的部件供給裝置(10)的控制方法使部件排出部分(12)振動的振動元件(16)，驅動上述振動元件(16)的驅動電路(20)，向上述驅動電路(20)發(fā)送規(guī)定的驅動頻率的驅動信號并以上述驅動頻率使上述振動元件(16)振動的控制部分(22)。
通常，將上述驅動頻率設定為規(guī)定的通常頻率，同時，在每個規(guī)定的動作周期，將上述驅動頻率變更為與上述通常頻率不同的暫時頻率。
根據(jù)上述本發(fā)明，通常，將上述驅動頻率設定為規(guī)定的通常頻率，進行從部件排出部分供給部件的操作，同時，在每個規(guī)定的動作周期，將上述驅動頻率變更為與上述通常頻率不同的暫時頻率，在該期間對部件排出部分的動作控制進行調整。即，與以往用暫時停止的方式停止驅動信號相比，本發(fā)明則輸出不同頻率的驅動信號。由此，基于因慣性使振動延續(xù)的部件排除部分，振動元件反而被驅動，響應部件排出部分的振動狀態(tài)的信號被疊加到付與振動元件的暫時頻率信號上。所以，例如，通過對該狀態(tài)下振動元件中的信號進行頻率解析，可分析各信號，并可識別基于因慣性延續(xù)振動的部件排除部分的信號和被付與的暫時頻率信號，故可根據(jù)基于部件排除部分的信號對驅動控制進行調整。
就本發(fā)明的部件供給裝置或其控制方法而言，希望在采用上述暫時頻率的驅動期間，檢測出從因慣性而持續(xù)振動的上述振動元件(16)輸出的信號，將該檢測出的信號與從上述控制部分(22)輸出的驅動信號相比較，根據(jù)該比較結果控制上述振動元件(16)的振動。
就該比較而言，希望求出上述檢測信號的波形與上述驅動信號的波形的相位差，控制上述振動元件(16)的振動，使該相位差變?yōu)橐?guī)定的值。
例如，切換為暫時頻率的驅動信號是通常頻率的整數(shù)倍的頻率，而且如果它與通常頻率信號的相位一致，則可以通過與振動元件的輸出信號之間的相位調整等調整振動狀態(tài)。
作為具體的結構，上述控制部分(22)可包括如下等裝置檢測從因慣性持續(xù)振動的上述振動元件(16)輸出的信號的信號檢測裝置(31)；檢測用上述信號檢測裝置獲得的振動信號波形和來自上述驅動電路(20)的驅動信號波形的相位差的相位差檢測裝置(32)；以由上述相位差檢測裝置獲得的相位差為基礎控制上述振動元件(16)的振動的振動控制裝置(33)。
作為暫時頻率，希望是上述基準頻率的整數(shù)倍或整數(shù)分之一的頻率。
如果是這樣的暫時頻率，對于通常頻率的信號可取得相位的一致，可進行振幅和相位的調整。
作為通常頻率，希望是包含上述部件排除部分(12)及振動元件(16)的振動部分的共振頻率或其整數(shù)倍的頻率。
如果是這樣的暫時頻率，可有效地進行部件排除部分的振動驅動，同時，當切換為暫時頻率時，基于部件排出部的慣性的振動長久持續(xù)，可確保處理時間從而使控制正確可靠。
就本發(fā)明的部件供給裝置的調整而言，進行如下具體操作。事先測定好調整部件供給裝置的共振頻率。測定共振頻率時，基于上述驅動電路驅動上述振動元件，將基于上述驅動電路的驅動在每一個規(guī)定的周期以與基于上述驅動電路的通常的驅動頻率不同的頻率進行驅動，將在該驅動期間從上述振動元件獲得的信號進行傅立葉轉換，從得到的解析數(shù)據(jù)中計算出上述碗狀容器的振動信號的功率頻譜和相位。然后，將所得的振動信號或其信號波形與上述驅動電路的驅動信號的相位差以及上述共振頻率存儲在存儲元件中，上述振動裝置驅動時以上述存儲的共振頻率驅動。此外，就上述振動元件的控制而言，進行這樣的控制，即讓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變?yōu)樯鲜龃鎯Φ南辔徊睢?br> 另外，在本發(fā)明中，上述信號表示電壓及電流，當信號為電壓時，包括上述信號的用語變?yōu)殡妷翰ㄐ巍Ⅱ寗与妷?、電壓檢測裝置、驅動電壓波形；當信號為電流時，用語變?yōu)殡娏鞑ㄐ?、驅動電流、電流檢測裝置、驅動電流波形。
圖2是表示上述實施方式中的控制內(nèi)容的流程圖。
圖3是表示上述實施方式中部件供給裝置的共振頻率和振幅的關系的圖形。
圖4是表示上述實施方式中部件供給裝置的驅動波形的圖形；圖4是表示通過傅立葉變換得到的振動信號的圖形；圖4是表示驅動信號的圖形。
圖5是表示以往的部件供給裝置的控制方法的概略圖。
本實施方式的部件供給裝置涉及壓電振動式部件供給裝置10，如

圖1所示，它具有收納各種部件并使之振動且排出的碗狀容器12和使碗狀容器12振動的壓電振動裝置14。壓電振動裝置14具有支撐碗狀容器12的未圖示的彈性支撐體和作為通過該彈性支撐體使碗狀容器12振動的振動元件的壓電振動器16。為了驅動壓電振動器16設有控制裝置40。
控制裝置40具有由與壓電振動器16相連接的電力增幅器等組成的驅動電路20。驅動電路20與由發(fā)送壓電振動器16的驅動信號的微機等組成的控制部分22的輸出端相連接。另外，檢測該電極所產(chǎn)生的電壓的電壓檢測電路24與壓電振動器16相連接，電壓檢測電路24的輸出與控制部分22的A/D轉換輸入端相連接。
通過驅動電路20調整壓電振動器16的振幅的振幅設定電路26與控制部分22相連接。將部件供給裝置10的驅動方式在調整方式和運行方式之間切換的方式設定電路28與控制部分22相連接。而且，還具有非易指令性一存儲器30，它是存儲規(guī)定的電壓值或相位差、頻率等數(shù)據(jù)，在與控制部分22之間具有輸出輸入其數(shù)據(jù)的存儲元件。
控制部分22設有如下裝置檢測來自電壓檢測電路24的電壓信號的信號檢測裝置31；檢測由該信號檢測裝置31獲得的振動信號波形與來自驅動電路20的驅動信號波形的相位差的相位差檢測裝置32；以由該相位差檢測裝置獲得的相位差為基礎控制振動元件16的振動的振動控制裝置33。各裝置，用微機系統(tǒng)構成控制部分22，通過在該系統(tǒng)上執(zhí)行的程序可實現(xiàn)其軟件功能。另一方面，也可用純硬件電路實現(xiàn)。
圖2至圖4表示本實施方式的壓電振動式部件供給裝置10的驅動方法及控制方法。
運行部件供給裝置10時，首先接通部件供給裝置10的電源，然后通過方式設定電路28選擇部件供給裝置10的驅動方式。
通常，該壓電振動式部件供給裝置10出廠時，測定該壓電振動式部件供給裝置10的共振頻率，并存儲在非易失性存儲器30中。另一方面，在替換碗狀容器12時或交換其他部件，振動系統(tǒng)的固有振動數(shù)發(fā)生變化時，因為共振頻率也發(fā)生變化，所以測定共振頻率，并存入非易失性存儲器30。進行這些處理時，使用調整方式。
在調整方式下，壓電振動裝置14，如圖3所示，因為是在也包括碗狀容器12的裝置的共振頻率下振幅變得最大，所以不通過驅動電路20改變驅動電壓來掃描頻率，檢測出振幅變得最大的頻率并使其為共振頻率(圖2的處理S1)。
然后，驅動電路20用設定的振幅及其共振頻率與運行方式一樣驅動壓電振動器16(圖2的處理S2)。
在此，當部件供給裝置10從調整方式切換到運行方式時，部件供給裝置10執(zhí)行規(guī)定的調整處理，并切換為運行方式。
部件供給裝置10，如圖4(A)所示，在每一個規(guī)定周期，僅在規(guī)定的t期間，以通常驅動頻率f的2倍的頻率f2來驅動驅動電路20的驅動，用電壓檢測電路檢測出在該t期間通過壓電振動器16的壓電效果獲得的電壓，將該電壓信號輸入到控制部分22的A/D轉換輸入端。在控制部分22，將輸入的電壓信號轉換為數(shù)字信號，對該數(shù)字化的振動信號進行傅立葉變換和頻率解析。本實施方案如圖4(B)、(C)所示，經(jīng)傅立葉變換的1次波形為壓電振動裝置14等的振動信號波形，2次波形變?yōu)閺尿寗与娐?0輸出的驅動信號波形。然后計算出與所得的振動信號波形的振幅或驅動信號的相位差及共振頻率(圖2的處理S3)，并存入非易失性存儲器30(圖2的處理S4)。
上述的共振頻率的測定動作(圖2的處理S1)及相位差、振幅的測定動作(圖2的處理S2-S4)是由預定的程序自動執(zhí)行的。另外，在共振頻率下驅動時的壓電振動裝置14的振幅是由振幅設定電路26設定的。
在上述調整之后，如果是在實際供給部件等狀態(tài)下運行，則通過方式設定電路28將方式設定為運行方式。
在運行方式下，由驅動電路20以存儲在非易失性存儲器30中的共振頻率和振幅，驅動壓電振動器16(圖2的處理S5)。
此時，在規(guī)定的周期，例如在每50個周期時，僅在如圖4(A)所示的規(guī)定的t期間，以通常驅動頻率f的2倍的頻率f2來驅動驅動電路20的驅動。此時，通過壓電振動器16的壓電效果獲得的電壓在電壓檢測電路24被檢測出來并輸出到控制部分22?？刂撇糠?2對在t期間由電壓檢測電路24獲得的電壓波形進行A/D轉換，且對該數(shù)字化的振動信號進行傅立葉變換，計算出由此得到的碗狀容器12的振動信號(參照圖4(B))和作為加振力的驅動驅動電路20的驅動信號的波形之間的相位差(圖2的處理S6)。
因此，控制部分22控制壓電振動器16的振動頻率，使得從壓電振動器16得到的振動信號波形與驅動電路20的驅動電壓的驅動信號波形的相位差成為在調整方式時所存儲的上述相位差(圖2的處理S7)。
只要該壓電振動式部件供給裝置10在運行中(運行方式)，本控制就在規(guī)定的間隔持續(xù)。另一方面，如果部件供給裝置10切換為調整方式，則執(zhí)行上述處理的步驟S1-S4。
根據(jù)如上所述的本實施方式的壓電振動式部件供給裝置的控制方法及其裝置，不用檢測壓電振動器16的機械振動、振幅的專用傳感器，而是能由壓電振動器16自身檢測在驅動頻率暫時變更期間檢測出的信號，并向控制器22發(fā)送檢測出的信號。并且，可通過傅立葉變換簡單正確地求出振動信號，通過檢測出正確的振幅及相位可進行正確的驅動控制。此外，因為將壓電振動器16自身作為傳感器，所以結構簡單，檢測出的信號也極其正確。再有，即使暫時改變壓電的驅動頻率，但因為碗狀容器12和振動裝置14在慣性作用下振動，所以，壓電振動器16的驅動完全沒有問題。
另外，可在調整方式和運行方式之間切換，通過調整方式可按照需要調整該部件供給裝置10的最佳共振頻率，可始終保持在適當狀態(tài)下驅動。
在部件供給裝置10處于自激振蕩時，如果控制頻率，使從壓電振動器16得到的電壓的相位與共振頻率測定時的相位相同，則可進行正確的振動。此外，在他激型的情況下，雖然是由使用者來設定頻率，但在這種情況下，依然可以通過壓電振動器的振動電壓和驅動電壓的相位檢測使得正確的共振頻率控制成為可能。
本發(fā)明不限于上述實施方式，除采用壓電元件的振動式部件供給裝置之外，也可采用將電磁鐵作為振動元件的電磁式振動部件供給裝置。
雖然希望通常頻率是包含容易實現(xiàn)有效的振動付與和在暫時停止振動付與期間也能繼續(xù)振動的部件排出部分的振動部分的共振頻率(固有振動數(shù))或為其整數(shù)倍，但是，只要可以在上述振動付與停止期間獲得振動，也可以是其他的頻率。
暫時頻率除了為通常頻率的2倍以外，也可以是其他整數(shù)倍或整數(shù)分之一的頻率。特別是，最好為偶數(shù)倍的頻率或偶數(shù)分之一的頻率。如此一來，除在基于通常頻率的振動付與的停止期間也能容易地獲得使包含部件排出部分的振動部分繼續(xù)振動等效果之外，還能獲得易于進行相位比較等效果。
此外，根據(jù)傅立葉變換，只要是能求出振動信號波形者即可，而無需考慮變更的頻率。最好是，在通常頻率高的情況下，將暫時頻率設定為比通常頻率低的頻率，如果通常頻率比較低可提高暫時頻率。
另外，部件供給裝置10的驅動方法可以有適當?shù)脑O定。另外，除了檢測基于壓電振動器16的壓電效果獲得的電壓或電磁鐵的誘導電動勢以外，還可以檢測流入壓電振動器或電磁鐵的電流，進行傅立葉變換，求出振動頻率，與上述同樣進行控制。再有，其用途除了用于具有碗狀容器的部件供給裝置以外，也可全面應用到采用壓電振動器或電磁鐵的部件供給裝置。
如上所述，本發(fā)明可不采用檢測振動元件的振幅的專用振幅傳感器，而將振動元件自身作為傳感器進行正確的振動檢測。而且，因為采用與暫時頻率不同的頻率驅動振動元件，對在此間的檢測信號做出頻率分析，求出實際的振動信號，進行驅動控制，所以可使控制內(nèi)容極其簡單。另外，一旦測定存儲了該部件供給裝置的共振頻率，就會以該存儲的共振頻率及其他信號或相位差的數(shù)據(jù)為基礎開始運行，故可以以最佳驅動條件驅動每個部件供給裝置。此外，即使該部件供給裝置的結構發(fā)生變化，還可再度測定修改共振頻率，從而始終可以以適當?shù)臈l件進行驅動。
權利要求
1.一種部件供給裝置(10)，其特征在于具有使部件排出部分(12)振動的振動元件(16)；驅動所述振動元件(16)的驅動電路(20)；向所述驅動電路(20)發(fā)送規(guī)定的驅動頻率的驅動信號并以所述驅動頻率使所述振動元件(16)振動的控制部分(22)，所述控制部分(22)通常將所述驅動頻率設定為規(guī)定的通常頻率，在每個規(guī)定的動作周期，將所述驅動頻率變更為與所述通常頻率不同的暫時頻率。
2.如權利要求1所述的部件供給裝置，其特征在于所述控制部分(22)，在使用暫時頻率進行驅動期間，檢測出從由于慣性的作用持續(xù)振動的所述振動元件(16)輸出的信號，將該檢測出的信號與從所述控制部分(22)輸出的驅動信號相比較，根據(jù)該比較結果控制所述振動元件(16)的振動。
3.如權利要求2所述的部件供給裝置，其特征在于所述控制部分(22)具備檢測從基于慣性持續(xù)振動的所述振動元件(16)輸出的信號的信號檢測裝置(31)；檢測用所述信號檢測裝置獲得的振動信號波形和來自所述驅動電路(20)的驅動信號波形的相位差的相位差檢測裝置(32)；以由所述相位差檢測裝置獲得的相位差為基礎控制所述振動元件(16)的振動的振動控制裝置(33)。
4.如權利要求1所述的部件供給裝置，其特征在于所述暫時頻率為所述基準頻率的整數(shù)倍或整數(shù)分之一的頻率。
5.如權利要求1所述的部件供給裝置的控制方法，其特征在于所述通常頻率是包含所述部件排除部分(12)及振動元件(16)的振動部分的共振頻率或其整數(shù)倍的頻率。
6.一種部件供給裝置(10)的控制方法，其特征在于所述部件供給裝置具有使部件排出部分(12)振動的振動元件(16)；驅動所述振動元件(16)的驅動電路(20)；向所述驅動電路(20)發(fā)送規(guī)定的驅動頻率的驅動信號并以所述驅動頻率使所述振動元件(16)振動的控制部分(22)，所述控制方法，通常，將所述驅動頻率設定為規(guī)定的通常頻率，同時，在每個規(guī)定的動作周期，將所述驅動頻率變更為與所述通常頻率不同的暫時頻率。
7.如權利要求6所述的部件供給裝置的控制方法，其特征在于在采用所述暫時頻率進行驅動期間，檢測出從基于慣性持續(xù)振動的所述振動元件(16)輸出的信號，將該檢測出的信號與從所述控制部分(22)輸出的驅動信號相比較，根據(jù)該比較結果控制所述振動元件(16)的振動。
8.如權利要求7所述的部件供給裝置的控制方法，其特征在于求出所述檢測信號的波形與所述驅動信號的波形的相位差，控制所述振動元件(16)的振動，使該相位差變?yōu)橐?guī)定的值。
9.如權利要求6所述的部件供給裝置的控制方法，其特征在于所述暫時頻率是所述基準頻率的整數(shù)倍或整數(shù)分之一的頻率。
10.如權利要求6所述的部件供給裝置的控制方法，其特征在于所述通常頻率是包含所述部件排除部分(12)及振動元件(16)的振動部分的共振頻率或其整數(shù)倍的頻率。
全文摘要
本發(fā)明提供了部件供給裝置及其控制方法,其中具有以規(guī)定的頻率振動的振動元件16,設有振動元件16的振動裝置14,驅動振動元件16的驅動電路20,向驅動電路20發(fā)送驅動信號并進行規(guī)定的驅動的控制部分22。在每個振動元件16所規(guī)定的動作周期,將振動元件16的驅動以暫時與通常的驅動頻率不同的頻率進行,同時,使控制部分22具有在該振動期間檢測從振動元件16獲得的信號波形的檢測裝置?？刂撇糠?2具有檢測振動信號波形和驅動電路20的驅動信號波形的相位差的相位差檢測裝置及以所得到的相位差為基礎控制振動元件16的振動的振動控制裝置。
文檔編號B06B1/02GK1378898SQ02108728
公開日2002年11月13日 申請日期2002年3月29日 優(yōu)先權日2001年3月30日
發(fā)明者高瀨弘人, 屋木晉 申請人:Ykk株式會社