JP3815845B2

JP3815845B2 - 振動フィーダの制御装置

Info

Publication number: JP3815845B2
Application number: JP11551597A
Authority: JP
Inventors: 邦彦鈴木
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1997-05-06
Filing date: 1997-05-06
Publication date: 2006-08-30
Anticipated expiration: 2017-05-06
Also published as: JPH10305257A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は振動フィーダの制御装置に関し、特に、電子部品などに振動を与えて形状や向きを揃えて整列させるような振動フィーダの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
振動フィーダは、ボールと呼ばれる部品の搬送路をばねなどによって支持し、電磁石を間欠的に駆動することによってボールを振動させ、ボール上の部品に振動を与えて形状や向きを揃えて送り出すように構成されている。
【０００３】
図３は従来の振動フィーダの制御回路を示すブロック図である。図３において、交流電源１は交流／直流変換回路２に与えられて直流電圧に変換され、その直流電圧が直流／交流変換回路３に与えられて交流電圧に変換されて電磁石４に供給される。電磁石４は交流電圧によって間欠的に駆動されてボール５を振動させる。
【０００４】
一方、交流電源１は制御電源６にも与えられて制御回路１０を駆動するための直流電圧が発生されて制御回路１０に与えられるとともに、制御回路１０に含まれる電圧検出回路１１に与えられる。電圧検出回路１１は電源電圧の変動を検出し、その検出出力を増幅器１３に与える。
【０００５】
発振器１２には可変抵抗器からなる周波数設定器２１が接続されていて、この周波数設定器２１を調整することにより、発振器１２からの発振周波数が変化する。発振器１２の発振出力は増幅器１３に与えられる。増幅器１３には可変抵抗器からなる電圧設定器２２が接続されていて、増幅器１３は電圧設定器２２で設定された電圧となるように、発振器１２の発振出力を増幅する。また、増幅器１３の電圧検出回路１１によって電圧変動が検出されたときには、発振器１２の発振出力を一定値に増幅する。
【０００６】
増幅器１３の出力は比較器１４に与えられて三角波発振器１５から発生された三角波と比較され、その比較出力がゲート駆動回路１６に与えられる。ゲート駆動回路１６には運転指令も与えられる。さらに、直流／交流変換回路３から電磁石４に供給される電流が電流検出回路１７によって検出され、さらに電磁石４に過電流が供給されたとき、過電流検出回路１８によってそれが検出される。ゲート駆動回路１６は運転指令が与えられたことに応じて、比較器１４の出力を直流／交流変換回路３に供給して発振器１２で発振される発振周波数の交流電圧を電磁石４に与え、これを振動させる。また、ゲート駆動回路１６は過電流検出回路１８によって過電流が検出されたとき、直流／交流変換回路３からの交流電圧の発振を停止させる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図３に示した従来の振動フィーダで使用する電磁石４の特性として、周波数を下げると加えられる電圧の上限値も下がり、この上限値を越えて電圧を加えると電磁石４が過電流状態となる。したがって、周波数を下げたとき、設定できる電圧の上限値を下げるｆ−Ｖカーブが必要となる。
【０００８】
従来は、このｆ−Ｖカーブが１本しかなく、安全のために周波数に対して電圧を低めに設定しなければならず、振動フィーダの特性を十分に引出すことができなかった。また、ｆ−Ｖカーブが調整できたとしても、可変抵抗器による調整では熟練した作業者でないと調整が不可能であった。
【０００９】
さらに、ｆ−Ｖカーブが選択できる方式でも、傾きやオフセット量が自由に選べるわけではなく、また調整するにしても熟練の作業者が負荷電流を測定しながらデータを採取してからでなくては無理であり、非現実的であった。
【００１０】
さらに、ボール５で搬送する部品を欠いたとき、その部品を振動させるための最適な周波数に調整する必要があり、可変抵抗器ではその設定値がわからないため、熟練した作業者が必要となる。さらに、ボール５を支持するばねの疲労によって振動する周波数が変化してくることがあり、その場合も熟練した作業者の手が必要となってくる。さらに、可変抵抗器は不用意に触れると設定値が変化してしまうおそれがある。
【００１１】
さらに、電流検出回路１７は直流／交流変換回路３を過電流から保護するためのものであり、接続した電磁石４の定格電流が直流／交流変換回路３の定格電流より小さい場合は、ボール５が過負荷になっても運転を継続し、電磁石４を過電流状態としてしまう場合があった。
【００１２】
また、直流／交流変換回路３の保護の目的ため、電流検出回路１７が過電流を検出した場合は、直流／交流変換回路３の動作を停止するようにしているが、出力電圧を規制しても流れる電流は電磁石４のギャップなどによっても変わるので、電磁石４を過電流状態から防止できない。他の分野においてモータなどの制御でも過負荷検出の技術は確立されているが、過負荷時は通常の使用状態ではないため、運転を停止しているが、パーツフィーダでは能力は不足しても停止させる必要はない。
【００１３】
それゆえに、この発明の主たる目的は、電流検出回路の過電流の設定点を外部から調整できるような振動フィーダの制御装置を提供することである。
【００１４】
この発明の他の目的は、ｆ−Ｖカーブの演算を自動的に行なうことのできるような振動フィーダの制御装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、電磁石を断続して部品に振動を与え、部品の形状または方向を整列させて供給するための振動フィーダの制御装置であって、データを入力するための入力手段、電磁石に流れる電流を検出するための電流検出手段、電磁石に可変周波数の電圧を供給するための電圧供給手段、周波数対電圧特性データを記憶するための記憶手段、および入力手段によって定格電流値が入力されたことに応じて、電圧供給手段から出力される電圧の周波数を変えながら電流検出手段によって定格電流以上の電流が検出されない出力電圧の最大値を求め、周波数対電圧特性データを生成して記憶手段に記憶させ、前記入力手段から周波数が入力されたことに応じて、対応する電圧の値を記憶手段から読出し、その電圧を最大値として設定された電圧と比較し、低い方の電圧を電圧供給手段から出力させる演算制御手段を備えて構成される。
【００１６】
請求項２に係る発明は、電磁石を断続して部品に振動を与え、該部品の形状または方向を整列させて供給するための振動フィーダの制御装置であって、データを入力するための入力手段、電磁石に流れる電流を検出するための電流検出手段、電磁石に可変周波数の電圧を供給するための電圧供給手段、電圧供給手段から出力される電圧の周波数を変えながら電流検出手段によって定格電流以上の電流が検出されない出力電圧の最大値を求め、周波数対電圧特性関数式を演算して記憶する演算・記憶手段、および入力手段によって定格電流値が入力されたことに応じて、電圧供給手段から出力される周波数対電圧特性関数式を記憶手段に記憶させ、入力手段から周波数が入力されたことに応じて、記憶手段から周波数対電圧特性関数式を読出し、当該周波数に対応する電圧値を演算して、その電圧を最大値として設定された電圧と比較し、低い方の電圧を電圧供給手段から出力させる演算制御手段を備えて構成される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の一実施形態を示すブロック図である。図１において、交流電源１と交流／直流変換回路２と直流／交流変換回路３と電磁石４とボール５は前述の図３と同様にして構成される。操作パネル３８は表示部と操作部とを含み、表示部には周波数と電圧値をデジタル値として表示するとともにエラー時にはエラーの内容を表示する表示器が設けられる。操作部にはアップダウンキーが設けられていて、このアップダウンキーを操作することによって、周波数の調整が行なわれる。操作パネル３８はマイクロプロセッサ３４に接続されており、マイクロプロセッサ３４にはメモリ３５が含まれるとともに、減算器３６と過負荷検出器３７としての機能を有している。メモリ３５にはｆ−Ｖカーブが予め記憶されている。
【００２０】
電圧検出回路３１は直流電圧の変動を検出し、その検出出力をマイクロプロセッサ３４に与え、電流検出回路３２は直流／交流変換回路３から電磁石４に供給される電流を検出し、その検出出力をマイクロプロセッサ３４に与える。さらに、マイクロプロセッサ３４には、出力電圧設定器３９と定格電流設定器４０が接続されており、出力電圧設定器３９によって直流／交流変化回路３から出力される直流電圧が設定され、定格電流設定器４０は直流／交流変換回路３から電磁石４に供給される定格電流を設定する。過電流検出回路３３は電流検出回路３２の検出電流に基づいて、過電流であるか否かを検出し、その検出出力をマイクロプロセッサ３４に与える。なお、出力電圧設定器３９と定格電流設定器４０は操作パネル３８に設けるようにしてもよい。
【００２１】
図１に示した実施形態では、電流検出回路３２によって直流／交流変換回路３から電磁石４に供給される電流が検出され、同時に、定格電流設定器４０によって電磁石４の定格電流が設定される。そして、過負荷検出器３７によって電流検出回路３２によって検出された電流と定格電流設定器４０で設定された電流とを比較し、検出電流が設定された電流を上回った場合、過負荷検出器３７から過負荷信号が減算器３６に与えられる。減算器３６は通常は出力電圧設定器３９で設定された出力電圧に基づいてパルス幅変調（ＰＷＭ）の関数を発生し、パルス幅変調データをゲート駆動回路４１に与える。ゲート駆動回路４１は直流／交流変換回路３により所定の交流電圧を発生させる。
【００２２】
過負荷検出器３７は電流検出回路３２で検出された電流が定格電流設定器４０で設定された定格電流を上回ると、過負荷信号を減算器３６に出力する。減算器３６は過負荷信号が与えられると、一定の割合でゲート駆動回路４１への指令値を下げる動作を過負荷信号が消えるまで繰返す。そして、減算器３６は過負荷信号が切れると、一定の割合で出力電圧の設定値となるようにゲート駆動回路４１に指令信号を与える。途中でまた過負荷信号が出力されると、減算器３６は減算動作を行ない、出力電流と定格電流とが等しいところで出力電圧がバランスする。
【００２３】
また、出力電流が定格電流以下のときは、出力電圧設定器３９で設定された出力電圧の設定値で運転される。短絡などの場合は、過電流検出回路３３がそれを検出し、マイクロプロセッサ３４は過電流検出回路３３の検出出力に応じて、ゲート駆動回路４１への指令信号の出力を停止する。
【００２４】
図２はこの発明の他の実施形態の動作を示すフローチャートである。図２を参照しながら図１に示す振動フィーダの制御回路の他の実施形態の動作について説明する。マイクロプロセッサ３４は、ゲート駆動回路４１から出力されるＰＷＭ信号の周波数を最小値ｆ_minにしてメモリ３５のアドレスを０にし、出力電圧を０にしてゲート駆動回路４１に指令信号を出力する。そして、マイクロプロセッサ３４は電流検出回路３２で検出された電流が定格電流である制限値Ｉ_L以下であるか否かを判別し、以下であれば出力電圧をＶ＋ｖだけ上昇させ、そのときの検出電流が制限値Ｉ_L以下であるか否かを判別する。マイクロプロセッサ３４はこの動作を繰返して定格電流を越えない出力電圧の最大電圧を求め、そのときの周波数対最大電圧の特性をメモリ３５に記憶する。
【００２５】
そして、マイクロプロセッサ３４はアドレスを＋１して周波数をｆ＋ｆ_aに設定し、このときの定格電流を越えない最大電圧を求める。これを繰返すことによって、マイクロプロセッサ３４は周波数対最大電圧特性の表を作成してメモリ３５に記憶する。
【００２６】
以後の運転では、操作パネル３８の操作部によって出力周波数が設定されると、そのときの最大電圧をメモリ３５から読出し、出力電圧の設定値と比較し、設定値が低ければ設定値と同じ電圧を出力し、設定値が高いときには最大電圧を出力する。
【００２７】
なお、他の実施形態として、上述の表を作成してメモリ３５に記憶した後、出力をオフし、記憶された周波数対最大電圧特性の表（データ）から、周波数に対する最大電圧の変化を関数式（例Ｖ_max＝ａｆ＋ｂａ，ｂは定数）の形で表わし、この近似関数式をメモリ３５に記憶するようにしてもよい。そして、周波数が設定されたとき、メモリ３５から関数式を読出し、出力電圧の最大値を演算して出力電圧の設定値と比較し、設定値の方が低いときは設定値を出力し、設定値の方が高いときは最大電圧を出力する。
【００２８】
なお、周波数対電圧特性の表を作るときに負荷が接続されていないときにはエラーとして再設定し、短絡の場合は別途過電流検出回路３３により運転を停止する。
【００２９】
また、上述の実施形態では、周波数を低い値から高い値に順次設定するようにしたが、逆であってもよい。また、電圧値を先に決めておいて周波数を変えながら過電流とならない点を探し出すようにしてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、電磁石に流れる電流の検出電流と設定された電流とを比較し、検出電流が設定された電流よりも大きければ電磁石に供給する電圧を低下させ、電磁石に流れる電流が定格電流の設定値を越えないように制御するようにしたので、電磁石の過電流状態での使用を防止できる。
【００３１】
また、定格電流値が入力されたことに応じて、出力電圧の周波数を変えながら定格電流以上の値が検出されない出力電圧の最大値を求め、周波数対電圧特性データを生成して記憶しておき、周波数が入力されたことに応じて対応する電圧で出力を制限することにより、過電流状態での使用を防止できる。
【００３２】
さらに、定格電流値が入力されたことに応じて、出力電圧の周波数を変えながら定格電流以上の値が検出されない出力電圧の最大値を求め、周波数対電圧特性関数式を生成・記憶しておき、周波数が入力されたとき、周波数対電圧特性関数式を読出し、その周波数に対応する電圧値を演算して出力を制限するようにしたので、電磁石の過電流状態での使用を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】この発明の他の実施形態を示すフローチャートである。
【図３】従来の振動フィーダの制御回路を示すブロック図である。
【符号の説明】
１電源
２交流／直流変換回路
３直流／交流変換回路
４電磁石
５ボール
３１電圧検出回路
３２電流検出回路
３３過電流検出回路
３４マイクロプロセッサ
３５メモリ
３６減算器
３７過負荷検出器
３８操作パネル
３９出力電圧設定器
４０定格電流設定器

Claims

電磁石を断続して部品に振動を与え、該部品の形状または方向を整列させて供給するための振動フィーダの制御装置であって、
データを入力するための入力手段、
前記電磁石に流れる電流を検出するための電流検出手段、
前記電磁石に可変周波数の電圧を供給するための電圧供給手段、
周波数対電圧特性データを記憶するための記憶手段、および
前記入力手段によって定格電流値が入力されたことに応じて、前記電圧供給手段から出力される電圧の周波数を変えながら前記電流検出手段によって前記定格電流以上の電流が検出されない出力電圧の最大値を求め、周波数対電圧特性データを生成して前記記憶手段に記憶させ、前記入力手段から周波数が入力されたことに応じて、対応する電圧の値を前記記憶手段から読出し、その電圧を最大値として設定された電圧と比較し、低い方の電圧を前記電圧供給手段から出力させる演算制御手段を備えた、振動フィーダの制御装置。
電磁石を断続して部品に振動を与え、該部品の形状または方向を整列させて供給するための振動フィーダの制御装置であって、
データを入力するための入力手段、
前記電磁石に流れる電流を検出するための電流検出手段、
前記電磁石に可変周波数の電圧を供給するための電圧供給手段、
前記電圧供給手段から出力される電圧の周波数を変えながら前記電流検出手段によって定格電流以上の電流が検出されない出力電圧の最大値を求め、周波数対電圧特性関数式を演算して記憶する演算・記憶手段、および
前記入力手段によって定格電流値が入力されたことに応じて、前記電圧供給手段から出力される周波数対電圧特性関数式を前記記憶手段に記憶させ、前記入力手段から周波数が入力されたことに応じて、前記記憶手段から周波数対電圧特性関数式を読出し、当該周波数に対応する電圧値を演算して、その電圧を最大値として設定された電圧と比較し、低い方の電圧を前記電圧供給手段から出力させる演算制御手段を備えた、振動フィーダの制御装置。