JP4211073B2

JP4211073B2 - Drive control method and apparatus for elliptical vibration feeder

Info

Publication number: JP4211073B2
Application number: JP36320997A
Authority: JP
Inventors: 一路加藤; 恭次村岸; 哲行木村
Original assignee: 神鋼電機株式会社
Priority date: 1997-12-15
Filing date: 1997-12-15
Publication date: 2009-01-21
Anticipated expiration: 2017-12-15
Also published as: JPH11171320A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は楕円振動フィーダの駆動制御方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トラフを水平方向に振動可能に支持する第１ばねと、前記トラフを垂直方向に振動可能に支持する第２ばねと、前記トラフを水平方向に加振する第１電磁石と、前記ボウルを垂直方向に加振する第２電磁石とを備えた楕円振動フィーダは公知である。例えば、特開昭５５−８４７０７号公報に記載の振動フィーダによれば、図９に示すように直線的なトラフもしくはトラック８は公知のように断面がＵ字形状の部品移送路を有するがこの両端部において水平な板ばね６、７の一端にボルトで固定されており、この他端部は中間板４に固定されている。下方には基板１が防振ゴム１２により床上に支持されていて、これに垂直に延びる板ばね２、３の下端部が固定され、この上端部は中間板４に固定されている。また、中間板４には図１０に示すように陸上トラック形状の開口４ａが形成されており、これにトラフ８の中間部に固定されている接続板１１を挿通させている。これは基台１に固定された垂直加振用電磁石９に空隙をおいて対向しており、また、中間板４には可動コア１０が固定され、これは水平加振用電磁石５に空隙をおいて対向している。本公開明細書に記載されているように「第１マグネット６と第２マグネット８を単独に加振トラック８へ水平方向と鉛直方向にそれぞれ相互に位相と振巾の異なる振動を発生させ、トラック８上のワークに適用した任意の振動リサージは得られる」としている。明確には記載されていないが、この振動リサージが楕円振動である。また一般にこの種の電磁振動フィーダはその機械系の共振周波数に駆動周波数を近づけて共振振動させて電力を有効に利用するものであるが、この点については何ら記載されていない。
【０００３】
然るに振動工学上明らかなように、共振周波数で振動系を駆動した場合には、電源のわずかな変動やトラフ内の部品の負荷のわずかな変化により共振周波数が変動する。これにより、部品を貯蔵していない空の状態で、水平方向に共振していて力と変位との位相差が９０度であっても、このような変動により大きく位相差が変わり、よって、強制振動で駆動されている垂直方向においては位相差がそれほど変動せずとも、水平方向において大きく変動するために、結局これらの位相差は６０度とは異なったものとなる。これにより、トラフに対する最適振動条件が得られなくなる。本出願人は上述の問題に鑑みてなされ、電源に多少の変動があったり、トラフ内の部品の負荷が変わっても、水平方向及び垂直方向の位相差角を最適な値に保持し得る楕円振動装置を先に提案した（特開平８−２６８５３１号）。以上の公報に開示される楕円振動装置は自励振動により、確かに水平方向には共振し、かつこれと６０度の位相差を持って垂直方向に振動するのであるが、自励発振のための条件が厳しく場合によっては自励発振を開始しないような場合がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、電源に多少の変動があったり、トラフの部品の負荷が変わっても確実に例えば水平方向にはトラフを共振振動させることができ、また垂直方向にこれと最適な位相差角を持って振動させることができる楕円振動フィーダの駆動制御方法及びその装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上の課題は、トラフを水平方向に振動可能に支持する第１ばねと、前記トラフを垂直方向に振動可能に支持する第２ばねと、前記トラフを水平方向に加振する第１電磁石と、前記トラフを垂直方向に加振する第２電磁石とを備えた楕円振動フィーダの駆動制御方法において、前記第１、第２電磁石の一方のコイルに印加される第１電圧と、前記トラフの該一方の電磁石が加振する方向の前記トラフの振動変位との位相の進み又は遅れを前記電圧の負から正へ又は正から負へのゼロクロスポイントにおいて前記振動変位が正か負かによって検出して、位相差が１８０度となるように前記コイルに印加される第１電圧の周波数を増減させて該方向においては共振振動させるようにし、前記第１、第２の電磁石の他方のコイルに印加される第２電圧は、前記一方の電磁石のコイルに印加された第１電圧とは所定値の位相差を持たせるようにしたことを特徴とする楕円振動フィーダの駆動制御方法によって解決される。
【０００６】
又はトラフを水平方向に振動可能に支持する第１ばねと、前記トラフを垂直方向に振動可能に支持する第２ばねと、前記トラフを水平方向に加振する第１電磁石と、前記トラフを垂直方向に加振する第２電磁石とを備えた楕円振動フィーダの駆動制御装置において、前記第１、第２電磁石の一方のコイルに印加される第１電圧と、前記トラフの該一方の電磁石が加振する方向の前記トラフの振動変位との位相の進み又は遅れを前記電圧の負から正へ又は正から負へのゼロクロスポイントにおいて前記振動変位が正か負かによって検出する位相差検出器を設け、該位相差検出器の検出位相差が１８０度となるように前記コイルに印加される第１電圧の周波数を増減させる可変周波数電源を設け、前記方向においては共振振動させるようにし、前記第１、第２の電磁石の他方のコイルに印加される第２電圧は、前記一方の電磁石のコイルに印加された第１電圧とは所定値の位相差を持たせる位相差検出手段を設けたことを特徴とする楕円振動フィーダの駆動制御装置によって解決される。
【０００７】
又は、トラフを水平方向に振動可能に支持する第１板ばねと、前記トラフを垂直方向に振動可能に支持する第２板ばねと、前記トラフを水平方向に加振する前記第１板ばねに貼着される第１圧電素子と、前記トラフを垂直方向に加振する前記第２板ばねに貼着される第２圧電素子とを備えた楕円振動フィーダの駆動制御方法において、前記第１、第２圧電素子の一方に印加される第１電圧と、前記トラフの該一方の圧電素子が加振する方向の前記トラフの振動変位との位相の進み又は遅れを検出して、位相差が９０度となるように前記圧電素子に印加される第１電圧の周波数を増減させて該方向においては共振振動させるようにし、前記第１、第２の圧電素子の他方の圧電素子に印加される第２電圧は、前記一方の圧電素子に印加された第１電圧による振動変位と、前記第２電圧による振動変位との位相差が所定値を取るように、前記第１電圧と前記第２電圧との間に位相差を持たせるようにしたことを特徴とする楕円振動フィーダの駆動制御方法によって解決される。
【０００８】
又はトラフを水平方向に振動可能に支持する第１板ばねと、前記トラフを垂直方向に振動可能に支持する第２板ばねと、前記第１板ばねに貼着される第１圧電素子と、前記第２板ばねに貼着される第２圧電素子と、を備えた楕円振動フィーダの制御装置において、前記第１、第２圧電素子の一方に印加される第１電圧と、前記トラフの該一方の圧電素子が加振する方向の前記トラフの振動変位との位相の進み又は遅れを検出して、位相差が９０度となるように前記圧電素子に印加される第１電圧の周波数を増減させる可変周波数電源を設け、前記方向においては共振振動させるようにし、前記第１、第２の圧電素子の他方の圧電素子に印加される第２電圧は、前記一方の圧電素子に印加された第１電圧による振動変位と、前記第２電圧による振動変位との位相差を検出する位相差検出手段を設け、該検出手段が検出する位相差が所定値を取るように、前記第１電圧と前記第２電圧との間に位相差を持たせるようにしたことを特徴とする楕円振動フィーダの駆動制御装置によって解決される。
【０００９】
以上の構成により、共振点追尾が確実に行なわれて第１方向、例えば水平方向にはトラフをいかなる外乱があったとしても常に共振状態で振動させることができ、またこの水平振動に対して垂直方向には最適な位相差角を持って振動させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態は従来の楕円振動フィーダに適用される。これら電磁石５、９に相互に所定の後述するように位相差を持って電圧が加えられると、垂直方向及び水平方向にこの位相差を持って電流が流れ、これにより、公知のようにトラフ８が楕円振動を行なう。
【００１１】
垂直に伸びる板ばね２、３がトラフ８の水平方向成分の共振周波数を決定し、また水平に配設された板ばね６、７によって垂直方向の共振周波数が決定される。本発明の実施の形態においては水平方向の共振周波数にほゞ一致するように、水平方向加振力用電磁石５に電圧が加えられるのであるが、垂直方向加振用の電磁石９には所定の位相差を持って同周波数の電圧が加えられ、かつ、また共振点からは、ずれた周波数で駆動されることになる。
【００１２】
図１は以上の楕円振動フィーダの駆動制御回路を示すが、楕円振動フィーダ自体は模式化して示されており、トラフ８は上述したように水平振動用板ばね２、３及び垂直振動用板ばね６、７により、地上に対し支持されている。図９においては図示しなかったが、垂直振動用の板ばね６、７の何れか一つの一端部に近接して、垂直方向振動測定用のピックアップ５８が設けられている。また垂直に配設された水平方向振動用板ばね２又は３にも近接して、水平方向振動検出用のピックアップ４０が配設されている。このピックアップ４０は電線路Ｗ₁ を介して水平用センサアンプ４３に接続され、この出力は共振点追尾制御回路３７及びＡ／Ｄ変換器５１に接続されている。
【００１３】
共振点追尾制御回路３７の詳細は図２において示されるが、その出力はＰＷＭ制御回路５４に供給され、更にその出力はパワーアンプ４２で増巾されて、水平用の電磁コイル５に供給される。本実施の形態では水平方向の振巾が定振巾制御され、この所望の水平振巾を指令する水平指令振巾回路５２が設けられ、この出力はＰＩ（ＰｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌＩｎｔｅｇｒａｌ）制御回路（比例積分制御回路）５３に供給され、この出力は上述のＰＷＭ制御回路５４に供給される。一方、垂直振動駆動用のブロックに属する位相差制御回路５６には電線路Ｗ₄ を介して、共振点追尾制御回路３７の出力が供給される。これには更に上述の垂直振動検出用ピックアップ５８の出力が垂直用センサアンプ５９を介して供給されており、またこのセンサアンプ５９の出力はＡ／Ｄ変換器６２を介して同じく垂直の振巾を定振巾制御するＰＩ制御回路６１に接続される。これには垂直振巾指令回路６０が接続され、更にこの制御回路６１の出力はＰＷＭ制御回路６３に供給される。位相差制御回路５６は垂直用コイル３２に所定の位相差を持った電圧を供給するための回路である。つまり、位相差指令回路５７の出力は位相差制御回路５６に供給されており、垂直振動がピックアップ５８により検出され、これが位相差制御回路５６に供給されているのであるが、この機械的な振動と、共振点追尾制御回路３７から供給される電圧との位相差が位相差指令回路５７の出力と比較して機械振動で所定の位相差角（例えば６０度）を与えるような位相差の電圧をＰＷＭ制御回路６３に供給している。この制御回路６３の出力はパワーアンプ６４を介して垂直用コイル３２に供給される。この電圧の位相差θは垂直振動系の共振周波数が水平振動系のそれとはどれだけ離れているかによって決まるもので−９０度から＋９０度の範囲で変わるものである。
【００１４】
図２は図１における共振点追尾制御回路３７の詳細を示すものであるが、主として可変周波数電源４０、位相検出回路４１およびメモリ４５からなっている。可変周波数電源４０には交流電源８にスイッチＳを介して接続されており、この出力は増巾器４２を介して電磁石２１の電磁コイル２２に接続されている。また図５におけるピックアップ４０の出力は電線路Ｗ₁ を介して増巾器４３に接続される。この増巾出力は位相検出回路４１に供給される。この位相検出回路４１には、更に可変周波数電源４０の出力が電線路Ｗ₃ を介して供給されており、この位相検出出力が可変周波数電源４０に接続されている。これは例えばインバータであってよい。
【００１５】
また本発明の実施の形態による位相検出回路４１は図４に示されるような方法で検出を行う。これは以下の作用において詳細を説明する。
【００１６】
更に本発明の実施の形態によれば、可変周波数電源４５は不揮発性のメモリ４５に接続されている。
【００１７】
以上、本発明の実施の形態の構成について説明したが、次にこの作用について説明する。
【００１８】
スイッチＳを閉じると交流電源３８が可変周波数電源４０に接続され、駆動状態となる。この出力電圧はＰＷＭ制御回路５４及び増巾器４２を介して電磁石の電磁コイルに供給される。これにより、本発明の楕円振動フィーダのトラフ１０は水平方向の振動力を与えられる。
【００１９】
ピックアップ４０はこの水平方向の振動変位を検出し、増巾器４３により増巾されて、位相検出回路４１に加えられる。他方、これにはこの時の電磁コイルに印加されている電圧が供給されている。
【００２０】
図４Ａはこの印加電圧Ｖの時間的変化を示すものであるが、この電磁コイルにより、一時遅れが生じ、これに流れる電流Ｉは図４Ｂに示すように変化する。この電流により、電磁石２２とトラフ８との間に交番磁気吸引力が発生し、トラフ８は水平方向の振動変位を与えられているのであるが、この振動変位が図４Ｃに示すように、コイルにかかる電圧Ｖと９０度遅れている場合にはすなわちコイル電圧Ｖが正から負に変わるゼロクロスポイントにおいて振動変位Ｓ₁ が正であれば図３に示すように、共振点ω₀ （角周波数）では位相差φは９０度であるので、ω₀ よりは小さく周波数を上昇させるべきであると位相検出回路４１で判断して可変周波数電源４０の出力周波数を上昇させる。これがＰＷＭ制御回路５４を介して増巾器１２で増巾されて電磁石２１のコイルに流され、より周波数の高い電流でトラフ８を振動させる。共振点ω₀ に前回より近づいたことにより、振巾は上昇する。可変周波数電源４０の出力周波数が更に高くなってついにω₀ を越えて、これより高くなると図４Ａ、Ｄに示すように振動変位Ｓ₂ とコイル電圧Ｖとの関係は位相差で２７０度となる。
【００２１】
図３において力の角周波数ωと振動変位との位相差φの関係から明らかなように共振点ω₀ を通過したので可変周波数電源４０の出力周波数を減少させる。なお、Ｃ₁ 、Ｃ₂ 、Ｃ₃ は板ばねの粘性係数であり、Ｃ₃ ＞Ｃ₂ ＞Ｃ₁ である。
【００２２】
なお、Ｃ₁ 、Ｃ₂ 、Ｃ₃ は板ばねの粘性係数であり、これを係数として速度に比例した反力を加えるものであるが、更にトラフ８の空気中における振動であれば当然、小さいけれど空気の抵抗も加わる。図３では水平方向の振動系の共振周波数がω₀ として力と振動変位の位相差が９０度であることを示しているが、垂直振動系においてはその共振周波数がω₀ ’であれば、周波数ω₀ で駆動すると図３から明らかなように力と変位との位相差は３０度になり、これでは水平振動系とは６０度の位相差であるので、最適値とされるが、通常はこのような位相差になるとは限らず、この角周波数ω₀ より更に小さい共振周波数になる場合もあれば、ω₀ ’より更に高い周波数に共振点が置かれる場合もある。いずれにしても力は電流の位相と同じであり、電磁コイルは誘導負荷であるので電圧と電流の位相差は９０度である。従って上述したように電圧と振動変位との位相差が１８０度となった場合に共振周波数で駆動されていることになるのであるが、電流と電圧とは９０度位相差がずれているので水平振動系の共振点ω₀ より更に離れた場合、更に低い場合には電圧が正から負、又は負から正へのゼロクロスポイントにおいて振動変位の極性が正から負に変わることは明らかである。本駆動制御方法では、このゼロクロスポイントにおいて、振動変位の正、負を検出して共振追尾をしているのである。
【００２３】
以上のようにして可変周波数電源４０の出力周波数の増減を行って、ついにはこの振動フィーダは水平方向に共振周波数で駆動するようになる。
【００２４】
以上のようにして水平振動系は共振振動を行なうのであるが、共振点追尾制御回路３７の出力は電線路Ｗ₄ を介して位相差制御回路５６に供給されており、ここでは垂直方向の振動を検出するピックアップ５８の出力を受け、位相差指令５７の指令に基づいてこの位相差を生じさせるような電圧を発生し、ＰＷＭ制御回路６３に供給する。これは垂直振巾指令回路６０及びこの出力に基づくＰＩ制御回路６１からの出力を受けて定振巾を与えるための電圧をパワーアンプ４で増巾された後、垂直用コイルに供給する。よって垂直方向には位相差指令回路５７で設定された位相差でトラフ８を垂直方向に振動させる。よってトラフ８は所望の楕円振動を行なうことができる。
【００２５】
振動フィーダの駆動を停止させるべくスイッチＳを開くと可変周波数電源４０からの出力はなくなり、トラフ８の駆動は停止する。なお定常的な駆動中に、不揮発性のメモリ４５に可変周波数電源４０の出力周波数が記憶されている。
【００２６】
振動フィーダを再び駆動開始させるべく、スイッチＳを閉じるとメモリ４５でこの時記憶されている共振周波数を出力すべく可変周波数電源４０が駆動される。従って振動フィーダのトラフ８は最初から水平方向に共振周波数で駆動される。従って強制振動から共振周波数に移るときのショックがなくなり、また電源容量を小とすることができる。
【００２７】
以下、駆動停止、駆動開始を繰り返すごとに、停止ごとにメモリ４５の内容が書き換えられるのであるが、１か月単位、１年単位では振動フィーダの共振周波数が変動する。したがってその都度、共振周波数を追尾制御していたのでは強制振動から共振振動に移るために多くの電流を流さねばならないのであるが、年単位で強制振動に移る程、共振周波数の変動が大きくとも前回の共振周波数で駆動を開始することができるので、常に振動フィーダをショックなく電源容量を小として駆動することができる。
【００２８】
図５は本発明の第２の実施の形態による振動フィーダを示すが従来例と同一の部分に関しては同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。すなわち、本実施の形態によれば、水平方向用及び垂直方向用の電磁石５、９は省略されている。そのかわりに垂直駆動用の板ばね６、７の上表面に圧電素子６ａ、７ａが貼着されている。また水平方向加振用の板ばね２、３の前表面に圧電素子２ａ、３ａが貼着されている。
【００２９】
図６は第２の実施形態の振動フィーダに対する駆動制御回路を示すが、第１の実施の形態に対応する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。すなわち図６においては上述の振動フィーダは概念的に示されているが、水平に延在する板ばね６、７の振動変位がセンサ４０’により検出され、増巾器４３で増巾されて、Ａ／Ｄ変換器９０に供給され、ここでアナログ−デジタル変換されて共振点追尾制御回路３７’に供給される。またこの制御回路３７’のデジタル出力は波形発生装置８１に供給される。これには第１の実施の形態と同じＰＩ制御回路５３のデジタル出力が供給される。すなわち共振点追尾制御回路３７’から周波数情報を受け、ＰＩ制御回路５３からは振巾情報を受ける。波形発生装置８１はこれら周波数情報及び振巾情報を受けて目標とする周波数及び振巾に向かうデジタル出力を発生し、これがＤ／Ａ変換器８２に供給され、デジタル−アナログ変換されて増巾器４２により増巾され、振動フィーダの垂直に延在する板ばね２、３に貼着された圧電素子２ａ、３ａに印加される。
【００３０】
同様に垂直振動用の板ばね６、７に貼着されるジルコンサン鉛６ａ、７ａの駆動により、曲げ運動を行なう板ばね６、７の振動変位はセンサ５８’により検出され、この出力はこの増巾器５９により増巾され、Ａ／Ｄ変換器６２によりアナログデジタル変換されてＰＩ制御回路６１に供給されると共にＡ／Ｄ変換器８３によりアナログ−デジタル変換されて位相差制御回路５６’に供給される。
【００３１】
本発明の第２の実施の形態は以上のように構成されるが次にその作用について説明する。
【００３２】
振動フィーダは垂直振動用板ばね６、７及び水平振動用板ばね２、３に貼着された圧電素子６ａ、７ａ、２ａ、３ａの伸縮運動により、トラフ８は楕円振動を行なうのであるが、垂直振動変位はセンサ４０’に検出され、増巾器４３でこの出力は増巾されてＡ／Ｄ変換器９０でアナログ−デジタル変換され、共振点追尾制御回路３７’における位相検出回路４１’に供給される。これには可変周波数電源の４０’のデジタル出力が供給されており、電圧と振動変位との間の位相差を検出し、この位相差に応じて可変周波数電源４０’から出力する周波数を増減させる。このデジタル出力は波形発生装置８１に供給され、この時の周波数を表すデジタル出力が供給されており、他方、ＰＩ制御回路５３からは所定の水平振巾に向かう振巾のデジタル出力が供給されている。これにより波形発生装置８１からは共振周波数及び所定の振巾に向かうデジタル出力がＤ／Ａ変換器８２に供給され、これはデジタル−アナログ変換されて、増巾器４２に供給される。この増巾器出力は圧電素子２ａ、３ａに供給され、これらの伸縮運動により、板ばね２、３が共に曲げ運動し、トラフ８を水平振動させる。また、垂直振動用の板ばね６、７の曲げ運動はセンサ５８’により、検出され、この出力は増巾器５９で増巾されてＡ／Ｄ変換器６２及び８３によりアナログ−デジタル変換されてそれぞれＰＩ制御回路６１及び位相差制御回路５６’に供給される。位相差制御回路５６’には更に位相差指令５７’がデジタル値として供給されており、これと、この時のＡ／Ｄ変換器８３によりデジタル変換された垂直振動変位のデジタル値が比較されて、位相差指令回路５７’からの指令値とからのずれに応じて位相差制御５６’からは共振点追尾制御回路３７’からのデジタル出力を進相するか遅相させるかして波形発生装置８４に供給する。これが更に垂直振巾指令回路６０の指令値に近づく振巾情報をデジタル値で波形発生装置８４に供給する。よってこの装置８４からは所定の振動変位の位相差を得るべく波形のデジタル値がＤ／Ａ変換器８５に供給され、デジタル−アナログ変換され正弦波形の電圧に変換されてこれが増巾器６４で増巾されて、圧電素子ｈに印加する。
【００３３】
図８は以上の駆動回路の作用を示すタイムチャートであるが、圧電素子２ａ、３ａに加わる電圧は図Ａで示されており、正弦的に変化する。これに対し、水平方向の振動変位Ｓ₁ は図示するように位相が同一であるとすれば、第１の実施の形態のようにコイルに電流を与える場合は一時遅れがあるが、この場合には遅れなく、また、共振状態においては圧電素子電圧Ｖと振動変位とは９０度の位相差を有しているので、周波数を増大させて９０度の位相差になるべく、すなわち、共振周波数に達するべく上述のように制御される。また図８Ｃに示されるように圧電素子電圧Ｖと１８０度位相差があれば共振点より９０度位相が進んでいることにより周波数を減少させる。よって共振周波数に近づける。以上のようにして第１の実施の形態と同様にして振動フィーダは水平方向には共振周波数で駆動され、垂直方向の振動変位には水平振動変位とは所定の位相差を持つべく位相差の電圧が圧電素子６ａ、７ａに印加されて同周波数で振動する。
【００３４】
本発明の第２の実施の形態によれば、以上のような作用が行なわれるが、更に第１の実施の形態と違って第１、第２の電磁石を不要とし、トラフ８と基台との間には電磁石のみならず、これに関連する構成は一切省略されているので、非常に簡素化されている。また高周波を加えても抵抗が大きくならず、従って高周波駆動が可能であり、また消費電力が小さい。またトラフ８と基台との間には、何ら駆動手段及びこれに関連する構成が設けられていないので、水平振動用板ばね２、３及び垂直振動用板ばね６、７の上側可動フレーム（トラフ側）、下側可動フレーム（基台）への取り付けが簡単に行なうことができる。
【００３５】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００３６】
例えば、以上の第２の実施の形態においては板ばね２、３、６、７の片面に、圧電素子を貼着したが、これら板ばねの両面に圧電素子を貼着するようにしてもよい。なお、両面に取り付ける場合においては片面が延び運動する場合には他方が縮運動しなければならないのでこれらの極性は変更するものとする。
【００３７】
また、以上の実施形態では垂直方向及び水平方向に定振巾制御を行なうようにしたが、これを省略して電圧の大きさを一定とする制御を行なってもよい。この時には多少の振巾変位があるがこれを許容する場合には可能である。
【００３８】
また以上の実施形態では共振点追尾制御回路３７にメモリ４５を用いて駆動停止毎にその時の共振周波数を記憶するようにしたが、多少の電源容量の増大やショックを許容するならばこれを省略することもできる。
【００３９】
図１１は上記第２の実施の形態の第１の変形例を示すが、対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４０】
すなわち本変形例では、同様な直線的なトラフ８を備えているが、この底面に固定された板ばね取付ブロック８ａに垂直に延在する板ばね２、３の上端部が固定されており、下方ブロック３２’にその下端部が固定されている。そして、これら板ばね２、３の両面に圧電素子２ａ、２ｂ及び３ａ、３ｂが貼着されている。そして、下方ブロック３２’とベースブロック３３’との間に何枚か重ねられた圧電素子３６’、３６’が介在させられている。全体は防振ゴム３４’、３４’により床上に支持されている。本変形例においては、上述したように両面に圧電素子を取りつけられているが、これらの極性は逆とされており、また重ね合わせた圧電素子３６’、３６’は板ばねに貼着されていないが、これらは板ばねと圧電素子との両方の機能を有するものである。従って本願の特許請求の範囲におけるばね又は板ばねはこの圧電素子３６’、３６’がその機能も有するものと解釈する。
【００４１】
図１２は他変形例を示すものであるが、トラフ８と上方板ばね取付ブロック１００との間にサンドイッチ状に圧電素子１０１が重ね配設されており、上方取付ブロック１００には板ばね２、３の上端部が固定され、この下端部は下方ブロック１０２に固定されている。その全体は防振ゴム１０４、１０４によって支持されている。本変形例においても圧電素子１０１は板ばねを介在させていないが、この圧電素子自体が板ばねの働きをするので、同様に本願の特許請求の範囲の板ばねを含むものと解釈する。
【００４２】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の楕円振動フィーダの駆動制御方法及び装置によれば、トラフを一方の方向、例えば水平方向に常に共振状態で駆動させることができ、またこれと所定の位相差を持った電圧を第２の電磁石又は第２の圧電素子に加えることにより、トラフが所望の楕円振動を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例の振動フィーダに適用される本発明の第１の実施形態による駆動制御回路のブロック図である。
【図２】同駆動制御回路における共振点追尾制御回路の詳細図である。
【図３】同作用を説明するためのチャートである。
【図４】更に同作用を説明するためのチャートである。
【図５】本発明の第２の実施の形態による振動フィーダの正面図である。
【図６】同振動パーツフィーダの駆動制御回路のブロック図である。
【図７】同ブロック図における一部の詳細なブロック図である。
【図８】同制御回路の作用を示すタイムチャートで、Ａは圧電素子に加わる電圧の時間的変化で、Ｂは水平振動変位Ｓ₁ の時間的変化、Ｃは他の水平振動変位Ｓ₂ の時間的変化である。
【図９】従来例の振動フィーダの側面図である。
【図１０】同駆動部（トラック８を取り除いた）の平面図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態の第１の変形例を示す振動フィーダの側面図である。
【図１２】同第２変形例を示す振動フィーダの側面図である。
【符号の説明】
２板ばね
２ａ圧電素子
３板ばね
３ａ圧電素子
５板ばね
６板ばね
６ａ圧電素子
６ｂ圧電素子
７板ばね
１０ボウル
１５ａ板ばね
１５ｄ板ばね
１６’ 圧電素子
１７ａ’ 圧電素子
１７ｂ’ 圧電素子
２２コイル
３２コイル
３７共振点追尾制御回路
３７’ 共振点追尾制御回路
５６位相差制御回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a drive control method and apparatus for an elliptical vibration feeder.
[0002]
[Prior art]
A first spring that supports the trough so as to vibrate in the horizontal direction, a second spring that supports the trough so as to vibrate in the vertical direction, a first electromagnet that vibrates the trough in the horizontal direction, and the bowl in the vertical direction An elliptical vibration feeder provided with a second electromagnet that vibrates is well known. For example, according to the vibration feeder described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-84707, as shown in FIG. 9, the straight trough or the track 8 has a U-shaped component transfer path as is well known. Both ends are fixed to one end of horizontal leaf springs 6 and 7 with bolts, and the other end is fixed to the intermediate plate 4. Below, the substrate 1 is supported on the floor by a vibration proof rubber 12, the lower ends of the leaf springs 2, 3 extending perpendicularly thereto are fixed, and the upper ends are fixed to the intermediate plate 4. Further, as shown in FIG. 10, a land track-shaped opening 4 a is formed in the intermediate plate 4, and a connection plate 11 fixed to the intermediate portion of the trough 8 is inserted through the intermediate plate 4. This is opposed to the vertical exciting electromagnet 9 fixed to the base 1 with a gap, and the movable core 10 is fixed to the intermediate plate 4, which has a gap in the horizontal exciting electromagnet 5. Facing each other. As described in this published specification, “the first magnet 6 and the second magnet 8 are independently generated on the vibration track 8 to generate vibrations having different phases and amplitudes in the horizontal direction and the vertical direction, respectively. 8 “Any vibration resurge applied to the workpiece above can be obtained”. Although not clearly described, this vibration resurge is elliptical vibration. In general, this type of electromagnetic vibration feeder makes effective use of electric power by making the drive frequency close to the resonance frequency of the mechanical system and making it vibrate effectively. However, there is no description about this point.
[0003]
However, as is apparent from vibration engineering, when the vibration system is driven at the resonance frequency, the resonance frequency fluctuates due to slight fluctuations in the power supply or slight changes in the loads on the components in the trough. As a result, even if the component is not stored and is resonating in the horizontal direction and the phase difference between the force and the displacement is 90 degrees, the phase difference greatly changes due to such fluctuations. Even if the phase difference does not vary so much in the vertical direction driven by vibration, the phase difference greatly varies in the horizontal direction, so that these phase differences eventually differ from 60 degrees. As a result, the optimum vibration condition for the trough cannot be obtained. The present applicant has been made in view of the above-mentioned problems, and is an ellipse that can maintain the horizontal and vertical phase difference angles at optimum values even if the power supply has a slight fluctuation or the load of components in the trough changes. A vibration device was previously proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 8-268531). The elliptical vibration device disclosed in the above publications certainly resonates in the horizontal direction due to self-excited vibration, and vibrates in the vertical direction with a phase difference of 60 degrees. In some cases, the self-excited oscillation may not be started.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems. Even if the power supply varies slightly or the load on the trough components changes, the trough can be reliably oscillated in the horizontal direction, for example. It is an object of the present invention to provide a drive control method and apparatus for an elliptical vibration feeder that can be vibrated with an optimum phase difference angle.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The above-described problems include a first spring that supports the trough so as to vibrate in the horizontal direction, a second spring that supports the trough so as to vibrate in the vertical direction, a first electromagnet that vibrates the trough in the horizontal direction, In a drive control method of an elliptical vibration feeder comprising a second electromagnet that vibrates the trough in a vertical direction, a first voltage applied to one coil of the first and second electromagnets and the one of the troughs The phase advance or delay with respect to the vibration displacement of the trough in the direction in which the electromagnet Depending on whether the vibration displacement is positive or negative at the zero cross point of the voltage from negative to positive or from positive to negative The frequency of the first voltage applied to the coil is increased / decreased so that the phase difference is 180 degrees, and the other coil of the first and second electromagnets is caused to resonate in that direction. The second voltage applied to the first electromagnet is solved by a drive control method for an elliptical vibration feeder, which has a predetermined phase difference from the first voltage applied to the coil of the one electromagnet. The
[0006]
Alternatively, a first spring that supports the trough so as to vibrate in the horizontal direction, a second spring that supports the trough so as to vibrate in the vertical direction, a first electromagnet that vibrates the trough in the horizontal direction, and the trough vertically In a drive control device for an elliptical vibration feeder including a second electromagnet that vibrates in a direction, the first voltage applied to one coil of the first and second electromagnets and the one electromagnet of the trough are applied. Phase advance or delay with the vibration displacement of the trough in the direction of vibration Depending on whether the vibration displacement is positive or negative at the zero cross point of the voltage from negative to positive or from positive to negative A phase difference detector for detecting is provided, and a variable frequency power source is provided for increasing or decreasing the frequency of the first voltage applied to the coil so that the detected phase difference of the phase difference detector is 180 degrees. The second voltage applied to the other coil of the first and second electromagnets is allowed to have a predetermined phase difference from the first voltage applied to the coil of the one electromagnet. This is solved by a drive control device for an elliptical vibration feeder, characterized in that phase difference detection means is provided.
[0007]
Alternatively, the first leaf spring that supports the trough so as to vibrate in the horizontal direction, the second leaf spring that supports the trough so as to vibrate in the vertical direction, and the first leaf spring that vibrates the trough horizontally. In the drive control method of an elliptical vibration feeder comprising a first piezoelectric element to be attached and a second piezoelectric element to be attached to the second leaf spring for vibrating the trough in the vertical direction, the first, A first voltage applied to one of the second piezoelectric elements, and a vibration displacement of the trough in a direction in which the one piezoelectric element of the trough vibrates. Phase advance or delay Detect Phase difference The frequency of the first voltage applied to the piezoelectric element is increased or decreased so as to be 90 degrees so as to resonate and vibrate in this direction, and applied to the other piezoelectric element of the first and second piezoelectric elements. The second voltage is such that the phase difference between the vibration displacement caused by the first voltage applied to the one piezoelectric element and the vibration displacement caused by the second voltage takes a predetermined value. This can be solved by a drive control method for an elliptical vibration feeder, characterized in that a phase difference is given to the voltage.
[0008]
Alternatively, a first leaf spring that supports the trough so as to vibrate in the horizontal direction, a second leaf spring that supports the trough so as to vibrate in the vertical direction, and a first piezoelectric element attached to the first leaf spring, In a control device for an elliptical vibration feeder comprising: a second piezoelectric element attached to the second leaf spring; a first voltage applied to one of the first and second piezoelectric elements; The vibration displacement of the trough in the direction in which one piezoelectric element vibrates Phase advance or delay Detect Phase difference A variable frequency power source is provided to increase or decrease the frequency of the first voltage applied to the piezoelectric element so as to be 90 degrees, and to resonate and vibrate in the direction, and the other of the first and second piezoelectric elements The second voltage applied to the piezoelectric element is provided with phase difference detection means for detecting a phase difference between the vibration displacement caused by the first voltage applied to the one piezoelectric element and the vibration displacement caused by the second voltage, Solved by a drive control device for an elliptical vibration feeder, wherein a phase difference is provided between the first voltage and the second voltage so that the phase difference detected by the detecting means takes a predetermined value. Is done.
[0009]
With the above configuration, the resonance point tracking is reliably performed, and the trough can always be vibrated in a resonance state in the first direction, for example, in the horizontal direction, even if there is any disturbance, and perpendicular to the horizontal vibration. The direction can be vibrated with an optimum phase difference angle.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the embodiment of the present invention is applied to a conventional elliptical vibration feeder. When a voltage is applied to these electromagnets 5 and 9 with a predetermined phase difference as will be described later, a current flows with this phase difference in the vertical direction and the horizontal direction. Performs elliptical vibration.
[0011]
The vertically extending leaf springs 2 and 3 determine the resonance frequency of the horizontal component of the trough 8, and the vertically disposed leaf springs 6 and 7 determine the resonance frequency in the vertical direction. In the embodiment of the present invention, a voltage is applied to the horizontal direction exciting force electromagnet 5 so as to substantially coincide with the horizontal direction resonance frequency. A voltage having the same frequency is applied with a phase difference, and driving is performed at a frequency shifted from the resonance point.
[0012]
FIG. 1 shows the drive control circuit of the above elliptical vibration feeder. The elliptical vibration feeder itself is schematically shown, and the trough 8 includes the horizontal vibration leaf springs 2 and 3 and the vertical vibration leaf spring as described above. 6 and 7 support the ground. Although not shown in FIG. 9, a vertical vibration measurement pickup 58 is provided in the vicinity of one end of any one of the vertical vibration leaf springs 6 and 7. A pickup 40 for detecting horizontal vibration is also provided in the vicinity of the horizontal vibration leaf spring 2 or 3 arranged vertically. This pickup 40 is connected to the electric wire W. ₁ The output is connected to the resonance point tracking control circuit 37 and the A / D converter 51.
[0013]
Details of the resonance point tracking control circuit 37 are shown in FIG. 2, but its output is supplied to the PWM control circuit 54, and its output is further amplified by the power amplifier 42 and supplied to the horizontal electromagnetic coil 5. . In the present embodiment, the horizontal amplitude is controlled at a constant amplitude, and a horizontal command amplitude circuit 52 for instructing the desired horizontal amplitude is provided. This output is a PI (Proportional Integral) control circuit (proportional integral control). Circuit) 53, and this output is supplied to the PWM control circuit 54 described above. On the other hand, the phase difference control circuit 56 belonging to the block for vertical vibration drive has an electric line W. _Four The output of the resonance point tracking control circuit 37 is supplied via. Further, the output of the above-described vertical vibration detection pickup 58 is supplied via a vertical sensor amplifier 59, and the output of the sensor amplifier 59 is also supplied to the vertical amplitude via an A / D converter 62. Is connected to a PI control circuit 61 for controlling the constant amplitude of the. A vertical amplitude command circuit 60 is connected to this, and the output of the control circuit 61 is supplied to the PWM control circuit 63. The phase difference control circuit 56 is a circuit for supplying a voltage having a predetermined phase difference to the vertical coil 32. That is, the output of the phase difference command circuit 57 is supplied to the phase difference control circuit 56, and the vertical vibration is detected by the pickup 58, and this is supplied to the phase difference control circuit 56. And a voltage having a phase difference such that the phase difference between the resonance point tracking control circuit 37 and the voltage supplied from the resonance point tracking control circuit 37 gives a predetermined phase difference angle (for example, 60 degrees) by mechanical vibration as compared with the output of the phase difference command circuit 57. Is supplied to the PWM control circuit 63. The output of the control circuit 63 is supplied to the vertical coil 32 via the power amplifier 64. The phase difference θ of the voltage is determined by how far the resonance frequency of the vertical vibration system is apart from that of the horizontal vibration system, and varies in the range of −90 degrees to +90 degrees.
[0014]
FIG. 2 shows details of the resonance point tracking control circuit 37 in FIG. 1, which mainly comprises a variable frequency power supply 40, a phase detection circuit 41 and a memory 45. The variable frequency power source 40 is connected to the AC power source 8 via the switch S, and the output is connected to the electromagnetic coil 22 of the electromagnet 21 via the amplifier 42. The output of the pickup 40 in FIG. ₁ Is connected to the amplifier 43 via. This amplified output is supplied to the phase detection circuit 41. The phase detection circuit 41 further receives the output of the variable frequency power supply 40 from the electric line W. _Three This phase detection output is connected to the variable frequency power supply 40. This may be an inverter, for example.
[0015]
Further, the phase detection circuit 41 according to the embodiment of the present invention performs detection by a method as shown in FIG. This will be explained in detail in the following operation.
[0016]
Furthermore, according to the embodiment of the present invention, the variable frequency power supply 45 is connected to the nonvolatile memory 45.
[0017]
The configuration of the embodiment of the present invention has been described above. Next, this operation will be described.
[0018]
When the switch S is closed, the AC power source 38 is connected to the variable frequency power source 40 and is in a driving state. This output voltage is supplied to the electromagnetic coil of the electromagnet via the PWM control circuit 54 and the amplifier 42. Thereby, the trough 10 of the elliptical vibration feeder of this invention is given the vibration force of a horizontal direction.
[0019]
The pickup 40 detects the vibration displacement in the horizontal direction, is amplified by the amplifier 43, and is applied to the phase detection circuit 41. On the other hand, a voltage applied to the electromagnetic coil at this time is supplied thereto.
[0020]
FIG. 4A shows the change over time of the applied voltage V. Due to this electromagnetic coil, a temporary delay occurs, and the current I flowing therethrough changes as shown in FIG. 4B. This current generates an alternating magnetic attractive force between the electromagnet 22 and the trough 8, and the trough 8 is given a horizontal vibration displacement. As shown in FIG. When the voltage V is 90 degrees behind the voltage V, that is, the vibration displacement S at the zero cross point where the coil voltage V changes from positive to negative. ₁ If is positive, as shown in FIG. ₀ In (angular frequency), the phase difference φ is 90 degrees, so ω ₀ The phase detection circuit 41 determines that the frequency should be raised to a smaller value and raises the output frequency of the variable frequency power supply 40. This is amplified by the amplifier 12 via the PWM control circuit 54 and is passed through the coil of the electromagnet 21 to vibrate the trough 8 with a current having a higher frequency. Resonance point ω ₀ The amplitude increases due to being closer to the previous time. The output frequency of the variable frequency power supply 40 is further increased and finally ω ₀ 4 and A, as shown in FIGS. 4A and 4D, the vibration displacement S is exceeded. ₂ The coil voltage V has a phase difference of 270 degrees.
[0021]
As apparent from the relationship between the angular frequency ω of the force and the phase difference φ between the vibration displacement in FIG. ₀ The output frequency of the variable frequency power supply 40 is decreased. C ₁ , C ₂ , C _Three Is the viscosity coefficient of the leaf spring, C _Three > C ₂ > C ₁ It is.
[0022]
C ₁ , C ₂ , C _Three Is a viscosity coefficient of the leaf spring, and a reaction force proportional to the speed is applied using this as a coefficient. Further, if the trough 8 vibrates in the air, it is naturally small, but air resistance is also added. In FIG. 3, the resonance frequency of the horizontal vibration system is ω ₀ The phase difference between force and vibration displacement is 90 degrees, but in a vertical vibration system, the resonance frequency is ω ₀ 'If the frequency ω ₀ As shown in FIG. 3, the phase difference between the force and the displacement is 30 degrees, and this is an optimum value because it is 60 degrees from the horizontal vibration system. This angular frequency ω ₀ In some cases, the resonance frequency may be even lower. ₀ In some cases, the resonance point is placed at a higher frequency. In any case, the force is the same as the phase of the current, and since the electromagnetic coil is an inductive load, the phase difference between the voltage and the current is 90 degrees. Therefore, as described above, when the phase difference between the voltage and the vibration displacement becomes 180 degrees, it is driven at the resonance frequency. However, since the phase difference between the current and the voltage is 90 degrees, it is horizontal. Resonance point ω of vibration system ₀ It is clear that the polarity of the vibrational displacement changes from positive to negative at a zero crossing point, even further away, even lower, when the voltage is positive to negative or negative to positive. In this drive control method, resonance tracking is performed by detecting the positive and negative vibration displacements at this zero cross point.
[0023]
As described above, the output frequency of the variable frequency power supply 40 is increased or decreased. Finally, the vibration feeder is driven in the horizontal direction at the resonance frequency.
[0024]
As described above, the horizontal vibration system performs resonance vibration, but the output of the resonance point tracking control circuit 37 is the electric line W. _Four Is supplied to the phase difference control circuit 56, and receives the output of the pickup 58 for detecting the vibration in the vertical direction, and generates a voltage that causes this phase difference based on the command of the phase difference command 57. And supplied to the PWM control circuit 63. In response to the output from the vertical amplitude command circuit 60 and the PI control circuit 61 based on this output, a voltage for giving a constant amplitude is amplified by the power amplifier 4 and then supplied to the vertical coil. Accordingly, the trough 8 is vibrated in the vertical direction with the phase difference set by the phase difference command circuit 57 in the vertical direction. Therefore, the trough 8 can perform desired elliptical vibration.
[0025]
When the switch S is opened to stop the driving of the vibration feeder, the output from the variable frequency power supply 40 disappears and the driving of the trough 8 stops. During steady driving, the output frequency of the variable frequency power supply 40 is stored in the nonvolatile memory 45.
[0026]
When the switch S is closed to start driving the vibration feeder again, the variable frequency power source 40 is driven to output the resonance frequency stored at this time in the memory 45. Therefore, the trough 8 of the vibration feeder is driven at the resonance frequency in the horizontal direction from the beginning. Accordingly, there is no shock when moving from forced vibration to the resonance frequency, and the power source capacity can be reduced.
[0027]
Hereinafter, every time the driving stop and the driving start are repeated, the contents of the memory 45 are rewritten for each stop. However, the resonance frequency of the vibration feeder varies in units of one month and one year. Therefore, if the resonance frequency is track-controlled each time, a large amount of current must be passed in order to shift from forced vibration to resonance vibration. Since driving can be started at the previous resonance frequency, the vibration feeder can always be driven with a small power supply capacity without shock.
[0028]
FIG. 5 shows a vibration feeder according to the second embodiment of the present invention. The same parts as those in the conventional example are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. That is, according to the present embodiment, the horizontal and vertical electromagnets 5 and 9 are omitted. Instead, piezoelectric elements 6a and 7a are attached to the upper surfaces of the plate springs 6 and 7 for vertical driving. Piezoelectric elements 2a and 3a are attached to the front surfaces of the leaf springs 2 and 3 for horizontal vibration.
[0029]
FIG. 6 shows a drive control circuit for the vibration feeder according to the second embodiment. The same reference numerals are given to the portions corresponding to the first embodiment, and the detailed description thereof is omitted. That is, in FIG. 6, the above-described vibration feeder is conceptually shown, but the vibration displacement of the horizontally extending leaf springs 6 and 7 is detected by the sensor 40 ′, and amplified by the amplifier 43, It is supplied to the A / D converter 90, where it is analog-digital converted and supplied to the resonance point tracking control circuit 37 '. The digital output of the control circuit 37 ′ is supplied to the waveform generator 81. For this, the same digital output of the PI control circuit 53 as in the first embodiment is supplied. That is, frequency information is received from the resonance point tracking control circuit 37 ′, and amplitude information is received from the PI control circuit 53. The waveform generator 81 receives these frequency information and amplitude information and generates a digital output directed to the target frequency and amplitude, which is supplied to the D / A converter 82 and is digital-analog converted and amplified. The piezoelectric elements 2a and 3a are amplified by 42 and attached to the leaf springs 2 and 3 extending vertically of the vibration feeder.
[0030]
Similarly, when the zircon sun leads 6a and 7a attached to the vertical vibration leaf springs 6 and 7 are driven, the vibration displacement of the leaf springs 6 and 7 performing the bending motion is detected by a sensor 58 '. The signal is amplified by the amplifier 59, converted from analog to digital by the A / D converter 62, supplied to the PI control circuit 61, and converted from analog to digital by the A / D converter 83 to the phase difference control circuit 56 '. Supplied.
[0031]
The second embodiment of the present invention is configured as described above, but its operation will be described next.
[0032]
The trough 8 performs elliptical vibration by the expansion and contraction movement of the piezoelectric elements 6a, 7a, 2a, and 3a attached to the vertical vibration leaf springs 6 and 7 and the horizontal vibration leaf springs 2 and 3. The vertical vibration displacement is detected by the sensor 40 ', and this output is amplified by the amplifier 43 and analog-to-digital converted by the A / D converter 90, and is output to the phase detection circuit 41' in the resonance point tracking control circuit 37 '. Supplied. This is supplied with a 40 'digital output of the variable frequency power supply, detects the phase difference between the voltage and the vibration displacement, and increases or decreases the frequency output from the variable frequency power supply 40' according to this phase difference. . This digital output is supplied to the waveform generator 81, and a digital output representing the frequency at this time is supplied. On the other hand, the PI control circuit 53 is supplied with a digital output having a amplitude toward a predetermined horizontal amplitude. Yes. As a result, the digital output from the waveform generator 81 toward the resonance frequency and the predetermined amplitude is supplied to the D / A converter 82, which is converted from digital to analog and supplied to the amplifier 42. The output of the amplifier is supplied to the piezoelectric elements 2a and 3a, and the leaf springs 2 and 3 are bent together by the expansion and contraction movements, and the trough 8 is horizontally oscillated. Further, the bending motion of the vertical vibration leaf springs 6 and 7 is detected by a sensor 58 ', and this output is amplified by an amplifier 59 and converted from analog to digital by A / D converters 62 and 83. These are respectively supplied to the PI control circuit 61 and the phase difference control circuit 56 ′. A phase difference command 57 ′ is further supplied as a digital value to the phase difference control circuit 56 ′, and this is compared with the digital value of the vertical vibration displacement digitally converted by the A / D converter 83 at this time. In response to the deviation from the command value from the phase difference command circuit 57 ', the phase difference control 56' causes the digital output from the resonance point tracking control circuit 37 'to advance or delay the waveform generator. 84. This further supplies amplitude information that approaches the command value of the vertical amplitude command circuit 60 to the waveform generator 84 as a digital value. Therefore, the digital value of the waveform is supplied from the device 84 to the D / A converter 85 to obtain a predetermined vibration displacement phase difference, and is converted into a sine waveform voltage by digital-analog conversion. It is amplified and applied to the piezoelectric element h.
[0033]
FIG. 8 is a time chart showing the operation of the above drive circuit. The voltage applied to the piezoelectric elements 2a and 3a is shown in FIG. A and varies sinusoidally. In contrast, the horizontal vibration displacement S ₁ As shown in the figure, if the phases are the same, there is a temporary delay when current is applied to the coil as in the first embodiment, but in this case there is no delay, and in the resonance state, there is no piezoelectricity. Since the element voltage V and the vibration displacement have a phase difference of 90 degrees, they are controlled as described above in order to increase the frequency to a phase difference of 90 degrees, that is, to reach the resonance frequency. Further, as shown in FIG. 8C, if there is a phase difference of 180 degrees from the piezoelectric element voltage V, the frequency is decreased because the phase is advanced by 90 degrees from the resonance point. Therefore, it is close to the resonance frequency. As described above, the vibration feeder is driven at the resonance frequency in the horizontal direction in the same manner as in the first embodiment, and the vertical vibration displacement has a phase difference so as to have a predetermined phase difference from the horizontal vibration displacement. A voltage is applied to the piezoelectric elements 6a and 7a and vibrates at the same frequency.
[0034]
According to the second embodiment of the present invention, the operation as described above is performed. However, unlike the first embodiment, the first and second electromagnets are unnecessary, and the trough 8 and the base Since not only the electromagnets but also the components related thereto are omitted, the structure is greatly simplified. Further, even when a high frequency is applied, the resistance does not increase, so that high frequency driving is possible and power consumption is small. Further, since no driving means and a configuration related thereto are provided between the trough 8 and the base, the upper movable frame (the horizontal vibration leaf springs 2 and 3 and the vertical vibration leaf springs 6 and 7 ( Can be easily attached to the trough side) and the lower movable frame (base).
[0035]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, of course, this invention is not limited to these, A various deformation | transformation is possible based on the technical idea of this invention.
[0036]
For example, in the second embodiment described above, piezoelectric elements are attached to one side of the leaf springs 2, 3, 6, and 7. However, piezoelectric elements may be attached to both sides of the leaf springs. . In addition, in the case of attaching to both sides, when one side is extended and moved, the other side must be contracted, so these polarities are changed.
[0037]
Further, in the above embodiment, the constant amplitude control is performed in the vertical direction and the horizontal direction. However, this may be omitted and control may be performed to make the voltage level constant. At this time, there is a slight amplitude displacement, but this is possible if this is allowed.
[0038]
In the above embodiment, the resonance point tracking control circuit 37 uses the memory 45 to store the resonance frequency at each driving stop, but this is omitted if a slight increase in power supply capacity or a shock is allowed. You can also
[0039]
FIG. 11 shows a first modification of the second embodiment. Corresponding portions are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0040]
That is, in the present modification, the same linear trough 8 is provided, but the upper ends of the leaf springs 2 and 3 extending perpendicularly to the leaf spring mounting block 8a fixed to the bottom surface are fixed, The lower end of the lower block 32 'is fixed. And piezoelectric element 2a, 2b and 3a, 3b are stuck on both surfaces of these leaf | plate springs 2,3. And several piezoelectric elements 36 'and 36' are interposed between the lower block 32 'and the base block 33'. The whole is supported on the floor by anti-vibration rubbers 34 ', 34'. In this modification, piezoelectric elements are attached to both sides as described above, but their polarities are reversed, and the superposed piezoelectric elements 36 'and 36' are attached to a leaf spring. Although they do not exist, they have the functions of both a leaf spring and a piezoelectric element. Accordingly, the spring or leaf spring in the claims of the present application is interpreted that the piezoelectric elements 36 ′ and 36 ′ also have the function.
[0041]
FIG. 12 shows another modification, in which a piezoelectric element 101 is disposed in a sandwich manner between the trough 8 and the upper leaf spring mounting block 100, and the upper mounting block 100 includes a leaf spring 2, 3 is fixed, and this lower end is fixed to the lower block 102. The whole is supported by anti-vibration rubbers 104 and 104. In this modification, the piezoelectric element 101 does not include a leaf spring. However, since the piezoelectric element itself functions as a leaf spring, it is similarly interpreted as including the leaf spring in the claims of the present application.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, according to the drive control method and apparatus of the elliptical vibration feeder of the present invention, the trough can always be driven in a resonance state in one direction, for example, the horizontal direction, and has a predetermined phase difference from this. By applying the applied voltage to the second electromagnet or the second piezoelectric element, the trough can perform the desired elliptical vibration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a drive control circuit according to a first embodiment of the present invention applied to a vibration feeder of a conventional example.
FIG. 2 is a detailed diagram of a resonance point tracking control circuit in the drive control circuit.
FIG. 3 is a chart for explaining the same operation.
FIG. 4 is a chart for explaining the same operation.
FIG. 5 is a front view of a vibration feeder according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram of a drive control circuit of the vibration parts feeder.
FIG. 7 is a detailed block diagram of a part of the block diagram.
FIG. 8 is a time chart showing the operation of the control circuit, where A is a temporal change in voltage applied to the piezoelectric element, and B is a horizontal vibration displacement S. ₁ , C is another horizontal vibration displacement S ₂ It is a change of time.
FIG. 9 is a side view of a conventional vibration feeder.
FIG. 10 is a plan view of the drive unit (with the track 8 removed).
FIG. 11 is a side view of a vibration feeder showing a first modification of the second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a side view of the vibration feeder showing the second modification.
[Explanation of symbols]
2 leaf spring
2a Piezoelectric element
3 leaf spring
3a Piezoelectric element
5 leaf spring
6 leaf spring
6a Piezoelectric element
6b Piezoelectric element
7 leaf spring
10 bowls
15a leaf spring
15d leaf spring
16 'Piezoelectric element
17a 'Piezoelectric element
17b 'Piezoelectric element
22 coils
32 coils
37 Resonance point tracking control circuit
37 'Resonance point tracking control circuit
56 Phase difference control circuit

Claims

トラフを水平方向に振動可能に支持する第１ばねと、前記トラフを垂直方向に振動可能に支持する第２ばねと、前記トラフを水平方向に加振する第１電磁石と、前記トラフを垂直方向に加振する第２電磁石とを備えた楕円振動フィーダの駆動制御方法において、
前記第１、第２電磁石の一方のコイルに印加される第１電圧と、前記トラフの該一方の電磁石が加振する方向の前記トラフの振動変位との位相の進み又は遅れを前記電圧の負から正へ又は正から負へのゼロクロスポイントにおいて前記振動変位が正か負かによって検出して、位相差が１８０度となるように前記コイルに印加される第１電圧の周波数を増減させて該方向においては共振振動させるようにし、前記第１、第２の電磁石の他方のコイルに印加される第２電圧は、前記一方の電磁石のコイルに印加された第１電圧とは所定値の位相差を持たせるようにしたことを特徴とする楕円振動フィーダの駆動制御方法。A first spring that supports the trough to vibrate in the horizontal direction, a second spring that supports the trough to vibrate in the vertical direction, a first electromagnet that vibrates the trough in the horizontal direction, and the trough in the vertical direction In the drive control method of the elliptical vibration feeder provided with the second electromagnet which vibrates to
The phase advance or delay between the first voltage applied to one coil of the first and second electromagnets and the vibration displacement of the trough in the direction in which the one electromagnet of the trough vibrates is determined as the negative of the voltage. Detecting whether the vibration displacement is positive or negative at a zero cross point from positive to negative or positive to negative, and increasing or decreasing the frequency of the first voltage applied to the coil so that the phase difference is 180 degrees. The second voltage applied to the other coil of the first and second electromagnets has a phase difference of a predetermined value from the first voltage applied to the coil of the one electromagnet. A drive control method for an elliptical vibration feeder, characterized in that

請求項１に記載の楕円振動フィーダの駆動制御方法であって、
定常的な駆動中の前記周波数を記憶し、再駆動時には該記憶した前記周波数で駆動開始させるようにしたことを特徴とする楕円振動フィーダの駆動制御方法。 It is a drive control method of the elliptical vibration feeder of Claim 1, Comprising:
A drive control method for an elliptical vibration feeder, wherein the frequency during steady driving is stored, and driving is started at the stored frequency during re-driving .

請求項２に記載の楕円振動フィーダの駆動制御方法であって、
前記記憶される前記駆動中の前記周波数は、駆動停止毎に書き変えられるようにしたことを特徴とする楕円振動フィーダの駆動制御方法。 A drive control method for an elliptical vibration feeder according to claim 2,
The drive control method for an elliptical vibration feeder, wherein the stored frequency during the driving is rewritten every time driving is stopped .

トラフを水平方向に振動可能に支持する第１ばねと、前記トラフを垂直方向に振動可能に支持する第２ばねと、前記トラフを水平方向に加振する第１電磁石と、前記トラフを垂直方向に加振する第２電磁石とを備えた楕円振動フィーダの駆動制御装置において、
前記第１、第２電磁石の一方のコイルに印加される第１電圧と、前記トラフの該一方の電磁石が加振する方向の前記トラフの振動変位との位相の進み又は遅れを前記電圧の負から正へ又は正から負へのゼロクロスポイントにおいて前記振動変位が正か負かによって検出する位相差検出器を設け、該位相差検出器の検出位相差が１８０度となるように前記コイルに印加される第１電圧の周波数を増減させる可変周波数電源を設け、前記方向においては共振振動させるようにし、前記第１、第２の電磁石の他方のコイルに印加される第２電圧は、前記一方の電磁石のコイルに印加された第１電圧とは所定値の位相差を持たせる位相差検出手段を設けたことを特徴とする楕円振動フィーダの駆動制御装置。A first spring that supports the trough to vibrate in the horizontal direction, a second spring that supports the trough to vibrate in the vertical direction, a first electromagnet that vibrates the trough in the horizontal direction, and the trough in the vertical direction In the drive control device of the elliptical vibration feeder provided with the second electromagnet that vibrates to
The phase advance or delay between the first voltage applied to one coil of the first and second electromagnets and the vibration displacement of the trough in the direction in which the one electromagnet of the trough vibrates is determined as the negative of the voltage. A phase difference detector is provided to detect whether the vibration displacement is positive or negative at a zero cross point from positive to negative or positive to negative, and applied to the coil so that the detected phase difference of the phase difference detector is 180 degrees. A variable frequency power source for increasing or decreasing the frequency of the first voltage to be generated, resonance vibration is performed in the direction, and the second voltage applied to the other coil of the first and second electromagnets is A drive control device for an elliptical vibration feeder, comprising phase difference detection means for providing a predetermined phase difference with respect to a first voltage applied to a coil of an electromagnet.

請求項４に記載の楕円振動フィーダの駆動制御装置であって、
定常的な駆動中の前記可変周波数電源の前記周波数をメモリに記憶し、再駆動時には該記憶した前記周波数で駆動開始させるようにしたことを特徴とする楕円振動フィーダの駆動制御装置。 It is a drive control apparatus of the elliptical vibration feeder of Claim 4, Comprising:
A drive control apparatus for an elliptical vibration feeder, wherein the frequency of the variable frequency power source during steady driving is stored in a memory, and driving is started at the stored frequency when re-driving .

請求項５に記載の楕円振動フィーダの駆動制御装置であって、
前記記憶される前記駆動中の前記周波数は、駆動停止毎に書き変えられるようにしたことを特徴とする楕円振動フィーダの駆動制御装置。 A drive control device for an elliptical vibration feeder according to claim 5,
The drive control device for an elliptical vibration feeder, wherein the stored frequency during the driving is rewritten every time driving is stopped .