JP4550934B1 - Pneumatic action system for conveying parts and component conveying apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】空圧設備を不要にすると共に空圧値の調整を容易にする。
【解決手段】搬送トラック11aと、搬送トラック上に臨む末端開口部11cを備えた空圧経路ARと、基端側開口部14bが開口し、隔壁の一部に可撓性のダイヤフラム17を備えた動作空間OSと、ダイヤフラムを駆動して変形させ動作空間の容積を増減させる駆動手段18と、動作空間の容積を増大若しくは減少させる第1の方向にダイヤフラムを変位させて空圧を発生させ、その後第1の方向とは逆の第2の方向にダイヤフラムを変位させる不定期若しくは定期の動作周期を繰り返す制御手段SC、DCとを具備し、制御手段はダイヤフラムの第1の方向への変位の開始時から第2の方向への変位の開始時までの第1の変位期間DP1よりも第2の方向への変位の開始時から次の空圧を発生させるための第1の方向への変位の開始時までの第2の変位期間DP2が長くなるように制御する。
【選択図】図6The present invention eliminates the need for pneumatic equipment and facilitates adjustment of pneumatic values.
A pneumatic path AR having a distal opening portion 11c facing the conveyance track, a proximal end opening portion 14b, and a flexible diaphragm 17 in a part of the partition wall. Operating space OS, driving means 18 for driving and deforming the diaphragm to increase or decrease the volume of the operating space, and generating a pneumatic pressure by displacing the diaphragm in a first direction for increasing or decreasing the volume of the operating space; Thereafter, the control means SC, DC for repeating the irregular or regular operation cycle for displacing the diaphragm in the second direction opposite to the first direction is provided, and the control means is adapted to detect the displacement of the diaphragm in the first direction. Displacement in the first direction for generating the next pneumatic pressure from the start of displacement in the second direction over the first displacement period DP1 from the start to the start of displacement in the second direction At the start of Controlled so that the second displacement period DP2 is prolonged in.
[Selection] Figure 6
Description
本発明は搬送部品の空圧作用システム及び部品搬送装置に係り、特に、空圧により搬送部品の移動、排除、姿勢変更などを行う場合に好適なシステム構成に関する。 The present invention relates to a pneumatic component operating system and a component conveying apparatus for a conveying component, and more particularly to a system configuration suitable for moving, removing, changing the posture of a conveying component by pneumatic pressure.
一般に、製造ラインでは、電子部品等の部品を整列状態で供給するためのパーツフィーダが各所で用いられている。このパーツフィーダは、通常、搬送トラックに沿って進む部品の搬送姿勢を揃えて組立装置や実装装置などに供給する。部品を供給する過程では、部品の良否を判別して良品のみを選別したり、部品の姿勢を判別して正規の姿勢にある部品のみを供給したりするために、搬送トラック上から不良部品や正規の姿勢にない部品を排除したり、正規の姿勢にない部品の姿勢を変更したりする。このための選別部や姿勢変更部には、従来、搬送トラックに臨む開口部を設け、この開口部から空気を噴出させることで部品を排除したり姿勢を変更したりするといった、空圧を利用した方法が広く採用されている。このように部品に空圧による作用を与える際には、当該空圧の作用を制御するために、通常、コンプレッサ等で形成した圧縮空気をバルブで供給したり停止したりする方法が用いられる。 In general, in a production line, parts feeders for supplying parts such as electronic parts in an aligned state are used in various places. This parts feeder is usually supplied to an assembling apparatus, a mounting apparatus, etc., with the same conveying posture of parts traveling along the conveying track. In the process of supplying parts, in order to determine the quality of parts and select only non-defective products, or to determine the attitude of parts and supply only parts in a normal position, Eliminate parts that are not in a normal posture, or change the posture of parts that are not in a normal posture. For this purpose, the sorting section and posture changing section have conventionally been provided with an opening that faces the transport truck, and air pressure is used to remove parts or change the posture by blowing air from this opening. This method is widely adopted. In this way, when applying an action by air pressure to a component, a method of supplying or stopping compressed air formed by a compressor or the like with a valve is usually used to control the action of the air pressure.
近年においては、特に微細な部品を大量かつ高速に供給するための高速搬送性能が強く要求されるようになってきているので、部品の良否や姿勢を高速に判別し、なおかつ、部品の排除や姿勢変更も高速に行う必要が生じてきている。ところが、上記の空圧により部品に作用を与える方法では、バルブにより空気圧の供給と停止を高速に切り替えても、バルブから配管を介して搬送トラックに達するまでの経路長によって搬送トラック上での空圧を高速に切り替えることができず、このために本来空圧を作用させるべき部品だけでなく、その前後に搬送されてくる、空圧を作用させるべきでない他の部品に対しても空圧を作用させてしまうことがあるという問題点がある。 In recent years, there has been a strong demand for high-speed conveyance performance to supply a particularly large amount of fine parts at high speed. It is necessary to change the posture at high speed. However, in the above-described method in which air pressure is applied to parts, even if the supply and stop of air pressure are switched at a high speed by the valve, the empty space on the transport truck is determined by the path length from the valve to the transport track via the pipe. The pressure cannot be switched at a high speed. For this reason, the air pressure is not only applied to the parts that should be subjected to air pressure, but also to other parts that are transported before and after that and should not be subjected to air pressure. There is a problem that it may act.
そこで、従来は、上記の空圧の切り替え速度を高めるために、高速動作が可能な圧電式バルブを用いる方法や、搬送トラックに近い位置に空気の放出口を設け、この放出口を圧電式のフラップで開閉することで搬送トラック上における空圧の供給と停止を高速化する方法が提案されている(以下の特許文献1及び2参照)。
Therefore, conventionally, in order to increase the air pressure switching speed described above, a method using a piezoelectric valve capable of high-speed operation, or an air outlet is provided near the conveyance track. There has been proposed a method of speeding up the supply and stop of air pressure on a transport truck by opening and closing with a flap (see
しかしながら、前述の方法では、工場内で形成した圧縮空気を、配管を介して部品搬送装置に供給するために、コンプレッサや空気配管などの空圧設備を設けなくてはならないとともに、空気配管と装置を接続する必要があることから、部品搬送装置を任意の場所に手軽に設置することが難しいという問題点がある。 However, in the above-described method, in order to supply the compressed air formed in the factory to the component conveying device via the piping, it is necessary to provide a pneumatic equipment such as a compressor and an air piping, as well as the air piping and the device. Therefore, there is a problem that it is difficult to easily install the component conveying device at an arbitrary place.
また、上記の空圧設備と部品搬送装置とを接続した後には、空圧設備の供給圧力と、搬送トラック上に設けた開口部から放出される最適な空圧値との関係に応じて、空気配管の途中に設けたレギュレータやニードルバルブ等を調整しなければならないという煩雑な作業が必要とされていた。 In addition, after connecting the pneumatic equipment and the parts conveying device, according to the relationship between the supply pressure of the pneumatic equipment and the optimum pneumatic pressure value released from the opening provided on the conveying truck, There has been a need for a complicated operation in which a regulator, a needle valve and the like provided in the middle of the air pipe must be adjusted.
さらに、近年は部品を高速に搬送する要請が高くなってきているので、高速に移動する搬送部品に対して迅速かつ的確に空圧を作用させる必要があり、このため、空圧の作用を高速に切り替える必要性が高くなってきている。 Furthermore, in recent years, there has been an increasing demand for parts to be transported at high speeds, so it is necessary to apply air pressure quickly and accurately to transport parts that move at high speeds. The need to switch to is getting higher.
そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、空圧設備を不要にするとともに、空圧値の調整を容易に行うことができ、高速搬送にも対応できる搬送部品の空圧作用システム及びこれを用いた部品搬送装置を実現することにある。 Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems, and the problem is that a pneumatic component can be easily adjusted and the pneumatic value can be easily adjusted. An object of the present invention is to realize a pneumatic action system and a component conveying device using the same.
斯かる実情に鑑み、本発明の搬送部品の空圧作用システムは、搬送部品(PT)の位置又は姿勢を空圧により制御するための空圧作用システムであって、前記搬送部品が搬送される搬送トラック(11a)と、該搬送トラック上の前記搬送部品を検出する検出手段(DT)と、前記搬送トラック上に臨む末端開口部(11c)を備えた空圧経路(AR)と、該空圧経路の基端側開口部(14b)が開口し、隔壁の少なくとも一部に可撓性のダイヤフラム(17)を備えた動作空間(OS)と、該ダイヤフラムを駆動して変形させ前記動作空間の容積を増減させる駆動手段(18)と、該駆動手段を制御して、前記動作空間の容積を増大若しくは減少させる第1の方向に前記ダイヤフラムを変位させて前記空圧を発生させ、その後、該第1の方向とは逆の第2の方向に前記ダイヤフラムを変位させて前記動作空間の容積を復帰させる不定期若しくは定期の動作周期を繰り返す制御手段(SC,DC)と、を具備し、該制御手段は、前記動作周期内において、前記ダイヤフラムの前記第1の方向への変位の開始時から前記第2の方向への変位の開始時までの第1の変位期間(DP1)よりも、前記第2の方向への変位の開始時から次の前記空圧を発生させるための前記第1の方向への変位の開始時までの第2の変位期間(DP2)が長くなるように制御するとともに、前記検出手段が前記搬送部品を検出したタイミングに応じて前記第1の変位期間を開始することを特徴とする。 In view of such circumstances, the pneumatic action system for a conveying component of the present invention is a pneumatic action system for controlling the position or posture of the conveying component (PT) by pneumatic pressure, and the conveying component is conveyed. A transporting track (11a), a detecting means (DT) for detecting the transporting part on the transporting track , a pneumatic path (AR) having a terminal opening (11c) facing the transporting track , An operating space (OS) in which the proximal end opening (14b) of the pressure path is opened and a flexible diaphragm (17) is provided in at least a part of the partition wall, and the operating space is driven and deformed. and drive means for increasing and decreasing the volume (18), and controls the driving means to generate the air pressure by displacing the diaphragm in a first direction to increase or decrease the volume of the working space, then, The first one The second direction is displaced the diaphragm repeats the irregular or regular operating cycle of returning the volume of the working space control means and (SC, DC), comprising a control means opposite to the, Within the operating cycle, the second direction is greater than the first displacement period (DP1) from the start of displacement of the diaphragm in the first direction to the start of displacement in the second direction. The second displacement period (DP2) from the start of the displacement to the next to the start of the displacement in the first direction for generating the next pneumatic pressure is controlled , and the detection means Starts the first displacement period according to the timing at which the conveying parts are detected .
本発明によれば、駆動手段によって可撓性のダイヤフラムを駆動することで動作空間の容積を増減させることにより、当該動作空間に基端が接続された空圧経路を介して末端開口部から搬送トラック上の搬送部品に空圧を作用させることができる。したがって、従来のように圧縮空気を供給する空圧設備が不要になるとともに、当該空圧設備の供給圧に応じて搬送トラック上で作用する空圧を調整する必要がなくなり、駆動手段のダイヤフラムに対する駆動態様を調整するだけで容易に最適な空圧を搬送部品に作用させることが可能になる。また、この構成によれば、ダイヤフラムの第1の方向と第2の方向への変位により、すなわち、ダイヤフラムを空圧経路側へ変形させて搬送部品に空圧を作用させた後にダイヤフラムを直ちに反対側へ戻すことで、或いは、ダイヤフラムを反対側へ変形させて搬送部品に空圧を作用させた後にダイヤフラムを直ちに空圧経路側へ戻すことで、空圧の作用を迅速に停止させることができるため、前後に搬送されてくる他の搬送部品に誤って空圧を作用させるということを防止できる。さらに、制御手段により駆動手段を制御することでダイヤフラムを第1の方向に変形させて空圧を発生させた後に第2の方向に戻す動作周期を繰り返すとき、ダイヤフラムの第1の方向への変位の開始時から第2の方向への変位の開始時までの第1の変位期間よりも、ダイヤフラムの第2の方向への変位の開始時から次の前記空圧を発生させるための第1の方向への変位の開始時までの第2の変位期間が長くなるように制御することにより、ダイヤフラムの第1の方向への変位により空圧を発生させて搬送部品に当該空圧を作用させた際に、当該空圧が十分に弱くなる前にダイヤフラムの第2の方向への変位が開始されるとともに、第2の方向への変位の開始時から次の第1の方向への変位の開始時までの時間が長いので、動作空間内の圧力を十分に外圧(例えば大気圧)に近づけることができる。このため、動作空間内の圧力が外圧に近づいた状態でダイヤフラムが第1の方向に変位して空圧が生ずることから、より効率的に空圧を生じさせることができる。また、空圧が生じた後には、当該空圧が外圧(例えば大気圧)に近づく前に迅速に第2の方向へダイヤフラムの変位を戻すことができるので、ダイヤフラムの第2の方向の変位により生ずる逆圧を抑制することができる。したがって、搬送部品に対して効率的に空圧を作用させることができるとともに逆圧による不具合を回避できる。 According to the present invention, the volume of the operating space is increased / decreased by driving the flexible diaphragm by the driving means, so that it is conveyed from the distal opening via the pneumatic path having the proximal end connected to the operating space. Air pressure can be applied to the conveying parts on the truck. This eliminates the need for a pneumatic facility for supplying compressed air as in the prior art, and eliminates the need to adjust the pneumatic pressure acting on the transport truck in accordance with the supply pressure of the pneumatic facility. It is possible to easily cause the optimum pneumatic pressure to act on the conveying parts simply by adjusting the driving mode. Further, according to this configuration, the diaphragm is immediately opposed after the diaphragm is deformed in the first direction and the second direction, that is, the diaphragm is deformed to the pneumatic path side to apply the pneumatic pressure to the conveying parts. It is possible to quickly stop the action of air pressure by returning to the side, or by deforming the diaphragm to the opposite side and applying air pressure to the conveying parts and then immediately returning the diaphragm to the air pressure path side. For this reason, it is possible to prevent the pneumatic pressure from being erroneously applied to other transport parts transported back and forth. Furthermore, when the operation means is controlled by the control means to deform the diaphragm in the first direction to generate air pressure and then repeat the operation cycle to return to the second direction, the diaphragm is displaced in the first direction. In order to generate the next air pressure from the start of the displacement of the diaphragm in the second direction, rather than the first displacement period from the start of the displacement to the start of the displacement in the second direction. By controlling so that the second displacement period until the start of displacement in the direction becomes longer, air pressure is generated by displacement of the diaphragm in the first direction, and the air pressure is applied to the conveying parts. In this case, the diaphragm is started to be displaced in the second direction before the air pressure is sufficiently weakened, and the displacement is started in the first direction from the start of the displacement in the second direction. Since the time to time is long, the pressure in the working space It can sufficiently be brought close to an external pressure (e.g. atmospheric pressure). For this reason, since the diaphragm is displaced in the first direction and the air pressure is generated in a state where the pressure in the operation space approaches the external pressure, the air pressure can be generated more efficiently. In addition, after the air pressure is generated, the displacement of the diaphragm can be quickly returned to the second direction before the air pressure approaches the external pressure (for example, atmospheric pressure), so that the displacement of the diaphragm in the second direction The generated back pressure can be suppressed. Therefore, it is possible to efficiently apply air pressure to the conveying parts and avoid problems due to back pressure.
ここで、前記制御手段は、前記第1の変位期間の長さ及び当該期間における前記ダイヤフラムの変位量によって定められる信号部分と、前記第2の変位期間の長さ及び当該期間における前記ダイヤフラムの変位量によって定められる信号部分とを備えた矩形波状の制御信号により前記駆動手段を制御する場合がある。これによれば、簡易な制御によって安定した空圧を発生することが可能である。 Here, the control means includes a signal portion determined by a length of the first displacement period and a displacement amount of the diaphragm in the period, a length of the second displacement period and a displacement of the diaphragm in the period. In some cases, the driving means is controlled by a rectangular wave control signal having a signal portion determined by the quantity. According to this, it is possible to generate a stable air pressure by simple control.
この場合には、前記制御手段は、前記第1の変位期間における前記ダイヤフラムの前記第1の方向への変位速度及び到達変位量によって定められる信号部分と、前記第2の変位期間における前記ダイヤフラムの前記第2の方向への変位速度及び到達変位量によって定められる信号部分とを備えた三角波状の制御信号により前記駆動手段を制御する場合もある。これによれば、ダイヤフラムの変位速度を制御することによって搬送部品に作用させる空圧や逆圧を精密に制御することが可能になる。 In this case, the control means includes a signal portion determined by a displacement speed and a reaching displacement amount of the diaphragm in the first direction during the first displacement period, and the diaphragm during the second displacement period. In some cases, the driving means is controlled by a triangular wave-like control signal having a signal portion determined by the displacement speed in the second direction and the amount of displacement reached. According to this, it becomes possible to precisely control the air pressure and the counter pressure applied to the conveying parts by controlling the displacement speed of the diaphragm.
本発明の一の態様においては、前記第1の変位期間は、前記ダイヤフラムが前記第1の方向へ連続して変位する第1変位変化期と、その後に前記ダイヤフラムの変位量が維持される第1変位維持期とを有し、前記第2の変位期間は、前記ダイヤフラムが前記第2の方向へ連続して変位する第2変位変化期と、その後に前記ダイヤフラムの変位量が維持される第2変位維持期とを有する。この構成によれば、ダイヤフラムの変位を第1変位維持期と第2変位維持期において一定に維持すればよいので、ダイヤフラムの変位の変化態様を簡易に制御できるとともに、搬送部品に与える空圧を安定させることができる。 In one aspect of the present invention, the first displacement period includes a first displacement change period in which the diaphragm is continuously displaced in the first direction, and a displacement amount of the diaphragm maintained thereafter. The second displacement period includes a second displacement change period in which the diaphragm is continuously displaced in the second direction and a displacement amount of the diaphragm maintained thereafter. Two displacement maintenance periods. According to this configuration, it is only necessary to maintain the diaphragm displacement constant in the first displacement maintenance period and the second displacement maintenance period, so that the change mode of the diaphragm displacement can be easily controlled, and the air pressure applied to the conveying parts can be reduced. It can be stabilized.
本発明の他の態様においては、前記第1の変位期間は、前記ダイヤフラムの前記第1の方向へ連続して変位する第1変位変化期を有し、前記第2の変位期間は、前記ダイヤフラムが前記第1変位変化期よりも低い変位速度で前記第2の方向へ変位する第2変位変化期を有する。この構成によれば、高い変位速度が連続する第1変位変化期により空圧を効率的に生じさせることができるとともに、第1変位変化期よりも低い変位速度でダイヤフラムが第2の方向へ変位する第2変位変化期により逆圧を抑制できるため搬送部品に与える不具合を低減できる。 In another aspect of the invention, the first displacement period has a first displacement change period in which the diaphragm is continuously displaced in the first direction, and the second displacement period is the diaphragm. Has a second displacement change period that is displaced in the second direction at a lower displacement rate than the first displacement change period. According to this configuration, air pressure can be efficiently generated by the first displacement change period in which the high displacement speed continues, and the diaphragm is displaced in the second direction at a lower displacement speed than in the first displacement change period. Since the back pressure can be suppressed by the second displacement change period to be performed, it is possible to reduce inconveniences to the conveying parts.
本発明の別の態様においては、前記制御手段は、前記第1の変位期間を形成するための第1の駆動期間(t1)と、前記第2の変位期間を形成するための第2の駆動期間(t2)、第3の駆動期間(t3)及び第4の駆動期間(t4)とを有し、前記第2の駆動期間は前記ダイヤフラムを前記第2の方向へ連続して変位させるように駆動し(第2対応期DP2a)、前記第3の駆動期間は前記ダイヤフラムを前記第1の方向へ変位させて変位量の絶対値を低減させ(第3対応期DP2b)、前記第4の駆動期間は次の前記第1の駆動期間の直前に前記ダイヤフラムを前記第2の方向へ変位させる(第4対応期DP2c)。これによれば、第2の変位期間において第3の駆動期間を設けることでダイヤフラムの変位量を抑制できるため、ダイヤフラムに与える負荷を低減することができるとともに、第1の駆動期間により生ずる第1の変位期間においてダイヤフラムが第1の方向へ変位する直前に第4の駆動期間によりダイヤフラムが第2の方向へ変位するので、空圧の発生時におけるダイヤフラムの変位量を十分に確保することができる。 In another aspect of the present invention, the control means includes a first drive period (t1) for forming the first displacement period and a second drive for forming the second displacement period. A period (t2), a third driving period (t3), and a fourth driving period (t4), wherein the diaphragm is continuously displaced in the second direction during the second driving period. Driving (second corresponding period DP2a), and during the third driving period, the diaphragm is displaced in the first direction to reduce the absolute value of the displacement amount (third corresponding period DP2b), and the fourth driving In the period, the diaphragm is displaced in the second direction immediately before the next first driving period (fourth corresponding period DP2c). According to this, since the displacement amount of the diaphragm can be suppressed by providing the third driving period in the second displacement period, the load applied to the diaphragm can be reduced, and the first driving period generated by the first driving period can be reduced. Since the diaphragm is displaced in the second direction by the fourth driving period immediately before the diaphragm is displaced in the first direction during the displacement period, a sufficient amount of displacement of the diaphragm can be ensured when the air pressure is generated. .
なお、本発明においては、前記搬送部品を検出する検出手段(DT)をさらに具備し、該検出手段が前記搬送部品を検出したタイミングに応じて前記制御手段が前記第1の変位期間を開始するので、搬送部品の検出位置と、空圧作用システムの空圧作用位置との位置関係を予め適宜に設定しておくことにより、検出した搬送部品が空圧作用位置に搬送されてきたときに空圧を適切に作用させることが可能になる。この場合に、搬送部品の検出位置と空圧を作用させるべき位置との距離や空圧の伝搬時間等に起因する時間遅れなどを考慮して、上記タイミングと、上記第1の変位期間の開始時点との間に所定の時間間隔が存在するように構成してもよい。また、上記タイミングと、上記第1の変位期間の開始時点との間に上記第4の駆動期間(t4)に対応する第4対応期(DS2c)が存在してもよい。ここで、前記検出手段は前記搬送部品が既定の条件を満たすものであるか否かを判定するための検出信号を生成し、該検出信号に応じて前記制御手段が前記既定の条件を満たすものであるか否かを判定するとともに判定結果に応じて前記第1の変位期間を開始するか否かを決定することが好ましい。 Incidentally, Oite this onset Ming, the transport component further comprising detecting means for detecting (DT), and said control means said first displacement period according to the timing at which the detection means detects said transport members than that to start, the detection position of the transport component, by setting a positional relationship between the air pressure acting position of the air pressure acting system in advance appropriate, transport members detected is conveyed to the position for pneumatically It is possible to make the air pressure act appropriately when it comes. In this case, the timing and the start of the first displacement period are considered in consideration of the distance between the detection position of the conveying component and the position where the pneumatic pressure should be applied, the time delay due to the propagation time of the pneumatic pressure, and the like. A predetermined time interval may exist between the time points. Further, a fourth corresponding period (DS2c) corresponding to the fourth driving period (t4) may exist between the timing and the start time of the first displacement period. Here, the detection means generates a detection signal for determining whether or not the conveying part satisfies a predetermined condition, and the control means satisfies the predetermined condition in accordance with the detection signal. It is preferable to determine whether or not to start the first displacement period according to the determination result.
本発明の別の態様においては、前記制御手段が前記第1の変位期間と前記第2の変位期間との間の前記ダイヤフラムの変位量の差を増減可能に構成される。制御手段によって第1の変位期間と第2の変位期間との間のダイヤフラムの変位量の差を増減することにより、搬送部品に対する空圧作用の程度を調整することが可能になる。この場合、第1の変位期間における上記変位量を増減する方法と、第2の変位期間における上記変位量を増減する方法と、上記変位量の差を増減する方法のいずれであっても構わない。 In another aspect of the present invention, the control means is configured to be able to increase or decrease a difference in the displacement amount of the diaphragm between the first displacement period and the second displacement period. By increasing or decreasing the difference in the displacement amount of the diaphragm between the first displacement period and the second displacement period by the control means, it is possible to adjust the degree of the pneumatic action on the conveying parts. In this case, any one of a method for increasing / decreasing the displacement amount during the first displacement period, a method for increasing / decreasing the displacement amount during the second displacement period, and a method for increasing / decreasing the difference between the displacement amounts may be used. .
本発明のさらに別の態様においては、前記制御手段が前記第1の変位期間における前記ダイヤフラムの変位速度を増減可能に構成される。制御手段によって第1の変位期間におけるダイヤフラムの変位速度を増減することにより、搬送部品に対する空圧作用の程度を調整することが可能になる。 In still another aspect of the present invention, the control means is configured to be able to increase or decrease the displacement speed of the diaphragm during the first displacement period. By increasing or decreasing the displacement speed of the diaphragm during the first displacement period by the control means, it is possible to adjust the degree of the pneumatic action on the conveying parts.
本発明の異なる態様においては、前記駆動手段は前記ダイヤフラムに密着した圧電素子で構成され、前記制御手段は前記圧電素子に駆動電圧を印加する制御駆動部で構成される。圧電素子は、例えば、厚み方向に分極処理された圧電セラミックス層で構成することができ、この場合には、上記駆動電圧は当該圧電セラミックス層の厚み方向に印加され、駆動電圧の極性によってダイヤフラムを表裏の面側のいずれかに変形させることができる。 In a different aspect of the present invention, the driving means is constituted by a piezoelectric element that is in close contact with the diaphragm, and the control means is constituted by a control driving unit that applies a driving voltage to the piezoelectric element. The piezoelectric element can be composed of, for example, a piezoelectric ceramic layer polarized in the thickness direction. In this case, the drive voltage is applied in the thickness direction of the piezoelectric ceramic layer, and the diaphragm is changed depending on the polarity of the drive voltage. It can be deformed to either the front or back side.
この場合に、前記圧電素子は前記ダイヤフラムの前記基端側開口部とは反対側の面上に配置され、前記ダイヤフラムの前記基端側開口部側の面上には配置されないことが好ましい。これによれば、ダイヤフラムの基端側開口部とは反対側の面上に圧電素子が配置され、基端側開口部側の面には配置されないことにより、ダイヤフラムと空圧経路との間から圧電素子の配線を引き出す必要がなくなるので、ダイヤフラムと空圧経路の間の動作空間を密閉しやすくなり、また、密閉しないまでも隙間を低減して効率的な空圧作用を実現することができる。 In this case, it is preferable that the piezoelectric element is disposed on a surface of the diaphragm opposite to the base end side opening, and is not disposed on the surface of the diaphragm on the base end side opening. According to this, the piezoelectric element is disposed on the surface opposite to the base end side opening portion of the diaphragm, and is not disposed on the surface on the base end side opening portion side. Since it is not necessary to draw out the wiring of the piezoelectric element, it is easy to seal the operation space between the diaphragm and the pneumatic path, and it is possible to realize an efficient pneumatic action by reducing the gap even if it is not sealed. .
上記各発明においては、前記ダイヤフラムの前記基端側開口部とは反対側を外部に開放する背面側開口部が設けられていることが好ましい。これによって、ダイヤフラムの基端側開口部とは反対側が密閉されないので背圧が発生し難くなり、ダイヤフラムの変形が容易になるため、空圧を効率的に搬送部品に作用させることが可能になる。この場合に、前記背面側開口部の少なくとも一部に消音部材が配置されていることが望ましい。これによって外部に漏れる騒音を低減することができる。 In each said invention, it is preferable that the back side opening part which open | releases the opposite side to the said base end side opening part of the said diaphragm outside is provided. As a result, the side opposite to the opening on the base end side of the diaphragm is not sealed, so that it is difficult for back pressure to occur and the diaphragm can be easily deformed, so that air pressure can be efficiently applied to the conveying parts. . In this case, it is desirable that a muffling member is disposed in at least a part of the rear side opening. As a result, noise leaking to the outside can be reduced.
本発明の上記搬送部品の空圧作用システムは、部品搬送装置に用いることができる。この部品搬送装置は、上記の空圧作用システムと、前記搬送トラックに沿って前記搬送部品を移動させる搬送手段と、を具備することを特徴とする。このような部品搬送装置としては特に限定されず、たとえば、搬送手段としてベルトコンベアを用いた搬送装置にも適用できるが、特に、微細な部品を高速で搬送できる振動式部品搬送装置に適用することが効果的である。 The pneumatic action system for a conveying component of the present invention can be used for a component conveying device. The component conveying apparatus includes the pneumatic action system and a conveying unit that moves the conveying component along the conveying track. Such a component conveying device is not particularly limited. For example, the component conveying device can be applied to a conveying device using a belt conveyor as a conveying means. In particular, the component conveying device is applied to a vibration type component conveying device capable of conveying fine components at high speed. Is effective.
本発明によれば、空圧設備を不要にするとともに、空圧値の調整を容易に行うことができ、しかも高速搬送に適した搬送部品の空圧作用システム及びこれを用いた部品搬送装置を実現できるという優れた効果を奏し得る。 According to the present invention, there is provided a pneumatic component working system and a component conveying device using the same, which can eliminate the need for pneumatic equipment, easily adjust the pneumatic pressure value, and are suitable for high-speed conveyance. An excellent effect can be achieved.
次に、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[第1実施形態]
図1は本発明に係る第1実施形態の搬送部品の空圧作用システム及び部品搬送装置の構成を模式的に示す概略断面図、図2は同実施形態の動作部の内部構造を示す断面図(a)及び外観を示す外面図(b)である。
[First embodiment]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view schematically showing a configuration of a pneumatic component working system and a component transfer apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing an internal structure of an operation unit according to the first embodiment. It is the external view (b) which shows (a) and an external appearance.
本実施形態の搬送部品の空圧作用システム10は、図1に示すように、部品搬送装置の搬送体11に設けられた搬送トラック11aを有する。この搬送トラック11aは図1に断面で示されている。搬送トラック11aは図示の紙面と交差する方向に延長し、当該交差する方向に沿って搬送部品PTが搬送される。搬送部品PTの搬送手段は特に限定されないが、図示例では搬送体11が搬送トラック11aの延長方向に往復振動することで搬送部品PTが搬送トラック11aに沿って移動するように構成された振動式部品搬送装置を用いることができる。このような振動式部品搬送装置は周知であり、例えば、螺旋状の搬送トラックを備えたボウル型の搬送体を回転振動機上に固定してなるボウル型パーツフィーダ、直線状の搬送トラックを備えた延長形状の搬送体を往復振動機上に固定してなるリニア型パーツフィーダなどが挙げられる。ただし、本発明はこのような振動式部品搬送装置に限らず、ベルトコンベアで部品を搬送する装置、搬送プレートに部品を乗せて搬送する装置など、既定の搬送トラックを備えたものであれば特に限定されない。
As shown in FIG. 1, the
本実施形態では、上記搬送体11には上記搬送トラック11a上に開口する通気路11bが形成されている。この通気路11bの末端側開口部11cは搬送トラック11a上を移動する搬送部品PTに対して空圧を与えることのできる位置に開口している。末端側開口部11cの開口位置は搬送部品PTに対して必要とされる空圧作用に応じて適宜に設定されるが、図示例では搬送部品PTを搬送トラック11a上から空圧によって図示矢印のように排除するために、搬送トラック11a上の搬送部品PTの側面に対向する位置に開口している。もっとも、例えば、空圧を作用させることで搬送部品PTを別の搬送トラックに移動させるなど、空圧作用の目的は特に限定されない。
In the present embodiment, the
通気路11bの上記末端側開口部11cとは反対側の開口部には通気管12の一方の端部12aが接続される。通気管12は図示例では可撓性樹脂等よりなるチューブで構成されるが、金属管などの剛体で構成されていてもよく、或いは、上記通気路11bがそのまま延長した構造となっていてもよい。
One
通気管12の他方の端部12bは動作ユニットOPの空気配管用のコネクタ等よりなる出力側接続部14に接続されている。出力側接続部14は筐体の中心に開口する出力口15aに接続されている。出力側接続部14の内部には軸孔14aが設けられ、この軸孔14aの基端側開口部14bは前面枠15及び背面枠16からなる筐体の内部に開口している。前面枠15には背面枠(樹脂等よりなるカバー部材)16が取り付けられ、筐体の内部(図示例では前面枠15と背面枠16との間)には金属等の弾性板よりなるダイヤフラム17が配置される。ダイヤフラム17は金属板、樹脂板、ゴム、半導体などの適宜の材料で構成できる。このダイヤフラム17の外周部17aは前面枠15と背面枠16との間に挟圧保持された状態で固定されている。当該外周部17aは前面枠15側と背面枠16側にそれぞれ弾性を有する環状のパッキン19a、19bを介して挟持されている。これによってダイヤフラム17に厚み方向の振動が発生しやすいように構成される。上記パッキン19a、19bとしては弾性を有するものであれば特に限定されないが、ゴムのように変形しやすくダイヤフラムの変形を妨げない弾性特性を有するものが好ましく、例えば、シリコーンゴムやウレタン樹脂などを用いることができる。
The
前面枠15の内部には、上記ダイヤフラム17と上記出力口15aの周囲に形成された円錐状に構成された傾斜内面15bとの間に動作空間OSが設けられ、この動作空間OSは上記基端側開口部14bを介して軸孔14aと連通している。上記ダイヤフラム17の動作空間OSに臨む面積、及び、ダイヤフラム17が変形可能に構成される面積は、いずれも基端側開口部14bの開口断面よりも大きく構成されている。これによって、ダイヤフラム17の変形により生じ、空圧経路を介して搬送部品に与えられる空圧を大きくすることができる。また、ダイヤフラム17は、基端側開口部14bと対向する位置を中心として周囲に広がるように配置されている。傾斜内面15bは、基端側開口部14bよりも大きい外径を備えたダイヤフラム17の外周側から基端側開口部14bへ向けて収束するように構成される。これによって、ダイヤフラム17の変形によって生じた空気の圧力変動は基端側開口部14bに集中するように導かれるので、当該圧力変動を後述する空圧経路ARに効率的に導入することができる。
Inside the
上記ダイヤフラム17の表面上には圧電素子18が接着等により密着した状態とされている。図示例ではダイヤフラムの出力口15aとは反対側の面上に圧電素子18が配置される。この圧電素子18は、PZT等の圧電セラミック層(厚み方向に分極処理されたもの)で構成された圧電層(図示せず)の表裏両面にそれぞれ電極層(図示せず)を形成したもので、裏面上の電極はダイヤフラム17と導電接続された状態となっている。また、圧電素子18の表面上の電極には駆動配線18pが導電接続され、ダイヤフラム17には駆動配線17pが導電接続される。これによって、駆動配線17pと18pとの間に電圧を印加すると、上記圧電層に厚み方向の電界が印加されるため、当該圧電層は電界の強度に応じて変形し、ダイヤフラム17を厚み方向に撓ませるようになっている。
The
なお、上記のような導電接続構造は特に限定されるものではなく、結果として圧電素子18に電界が印加されることでダイヤフラム17が基端側開口部14bに対して接近、離間する方向に変形させることができるように構成されていればよい。ただし、圧電素子18がダイヤフラム17の基端側開口部14b(すなわち、動作空間OS)とは反対側の面上に設置されていることにより、駆動配線17p、18pが取り出しやすくなり、また、動作空間OSを密閉することも容易になる。さらに、本実施形態では圧電素子18がダイヤフラム17の一方の面上にのみ設置されている(すなわち、ユニモルフ型の圧電駆動体を構成している。)が、ダイヤフラム17の表裏両面に圧電素子18を設置しても(すなわち、バイモルフ型の圧電駆動体を構成しても)よい。このようにダイヤフラム17の表裏両面上に共に圧電素子を設けることで、ダイヤフラム17の変形量を増大させることができる。この場合、表裏の圧電素子にはダイヤフラム17を同一方向に変形させる方向にそれぞれ駆動電圧を印加する。
The conductive connection structure as described above is not particularly limited, and as a result, an electric field is applied to the
上記の駆動配線17p、18pは背面枠16に設けられた開口通路16aを通って外部に引き出されている。また、この開口通路16aは、ダイヤフラム17の背面側(基端側開口部14bとは反対側)に設けられる背後空間BSを外部に開放する背面開口部となっている。これによって、ダイヤフラム17に背圧(動作空間OSとは逆の圧力、すなわち、ダイヤフラム17の基端側開口部14b側への変形により動作空間OSが正圧となったときには負圧になり、逆の変形により動作空間OSが負圧となったときには正圧となる)が作用しにくくなるので、ダイヤフラム17の変形が容易になり、その結果、空圧をより効率的に搬送部品PTに与えることが可能となる。
The drive wirings 17p and 18p are drawn out through an
上記搬送トラック11aには、発光素子D1と受光素子D2からなる検出部DTが設置されている。この検出部DTは搬送トラック11a上を移動する搬送部品PTが既定の条件を満たすものであるか否かを判定するための検出信号を生成する。図示例では、図示実線で示すように、搬送部品PTが縦長姿勢にあるときには受光素子D2は発光素子D1の光を検出せず、図示点線で示すように、搬送部品PTが横長姿勢にあるときには受光素子D2は発光素子D1の光を検出する。受光素子D2の出力は制御部SCに送出され、制御部SCでは上記検出部DTの出力に応じて搬送部品PTが排除すべきものであるか否かを判定し、この判定結果に応じて駆動部DCに制御信号を送る。駆動部DCは後述するように駆動電圧Vdを圧電素子18に印加する。上記制御部SC及び駆動部DCは上記の制御駆動部に相当するとともに、駆動手段に相当する圧電素子18を制御するための制御手段にも相当する。
A detector DT including a light emitting element D1 and a light receiving element D2 is installed on the
上記の構成において、通気路11b、通気管12及び出力側接続部14の軸孔14aは、空圧経路ARを構成する。この空圧経路ARの末端側開口部は上記末端開口部11bであり、基端側開口部は上記基端側開口部14bである。空圧経路ARの基端側開口部14bは上記動作空間OSに開口し、上記動作空間OSの隔壁の一部は上記ダイヤフラム17により構成される。
In the above configuration, the
圧電素子18は駆動部DCからの駆動信号を駆動配線17p、18pを介して受け、圧電効果によってダイヤフラム17を厚み方向(図1の左右方向)、すなわち、空圧経路ARの基端側開口部14bに対して接近、離間する方向に変形させる。これによって動作空間OS内の気体は同方向に伸縮され、動作空間OS内に縦波、つまり音波を発生させる。この音波は上記の円錐状の傾斜内面15bによって基端側開口部14bに向けて集音され、空圧経路AR内を伝播していき、最終的に末端開口部11cから搬送トラック11a上に放出され、搬送部品PTに空圧(音圧)として作用する。
The
本実施形態の場合、空圧経路ARの断面積よりもダイヤフラム17の有効面積(ダイヤフラム17の動作空間OSに臨む部分の面積、或いは、ダイヤフラム17の変形可能な面積)が大きいことから、ダイヤフラム17が僅かに変形しても、空圧経路ARを介して末端側開口部11cからの気体の出入り量を十分に大きくすることができる。
In the present embodiment, the effective area of the diaphragm 17 (the area of the
また、本実施形態では、空圧経路ARの基端側に接続された動作空間OSが閉鎖空間となっているので、ダイヤフラム17の変形による動作空間の容積変化分がそのまま末端開口部11cからの気体の導出量又は導入量とほぼ一致するので、搬送部品PTに対する空圧作用の調整、設定が容易になる。ダイヤフラム17の振動周波数が比較的低い場合、動作空間OS内の気体はダイヤフラム17によって空圧経路AR内に押し出され、これによって末端開口部11cから空気が搬送部品PTに向けて吹き付けられることで空圧が作用する。また、次の瞬間にはダイヤフラム17が反対側に戻るため動作空間OS内は負圧とされ、これによって搬送部品PTに吹きつけられる気体は迅速に停止される。
In the present embodiment, since the operating space OS connected to the base end side of the pneumatic path AR is a closed space, the change in volume of the operating space due to the deformation of the
さらに、本実施形態では、前面枠15の内側に設けられた傾斜内面15bがダイヤフラム17で発生した気圧変動を空圧経路ARの基端側開口部14bに集中させるように構成されるので、空圧経路AR内を伝播する気圧変動の強度を高めることができる。したがって、最終的に搬送部品PTへ空圧を効率的に与えることができる。
Further, in the present embodiment, the inclined
なお、本実施形態では動作空間OSが密閉空間とされているが、動作空間OSが厳密に閉鎖空間となっていない場合でも、ダイヤフラム17で発生した気圧変動(音波)は空圧経路AR内を伝播し、搬送部品PTに空圧(音圧)として作用することが可能である。特に、ダイヤフラム17の振動周波数が比較的高い場合、空圧経路AR内に大きな気体の流れは発生せず、音波が伝搬していくことで、末端開口部11cから音波が放出され、当該音波は搬送部品PTに作用する。この音圧による搬送部品PTへの作用レベルは、搬送部品PTが軽量なものである場合には、搬送部品PTを移動させるに十分なものとなる。
In the present embodiment, the operating space OS is a sealed space. However, even when the operating space OS is not strictly a closed space, the atmospheric pressure fluctuation (sound wave) generated in the
[第2実施形態]
図3は第2実施形態の搬送部品の空圧作用システム10′及び部品搬送装置を示す概略構成図である。この実施形態において、上記第1実施形態と同様の部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating a pneumatic component working system 10 'and a component conveying apparatus according to a second embodiment. In this embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
この実施形態では、搬送体11′の搬送トラック11a′は、末端側開口部11c′の開口する傾斜した第1の搬送面11xと、当該第1の搬送面11xと対向し、逆側へ傾斜する第2の搬送面11yとを備えている。そして、末端側開口部11c′から放出される空圧によって、図示実線で示すように第1の搬送面11x上に偏った姿勢で搬送されてきた搬送部品PTを、図示二点鎖線で示すように第2の搬送面11y上に偏った姿勢に反転させることができる。ここで、末端側開口部11c′は、搬送部品PTを容易に反転させることができるように、搬送トラック11a上の搬送部品PTの側面上部に対向する位置に開口している。
In this embodiment, the
[第3実施形態]
次に、図4及び図5を参照して本発明に係る第3実施形態の搬送部品の空圧作用システム及び部品搬送装置について説明する。
[Third Embodiment]
Next, with reference to FIG.4 and FIG.5, the pneumatic action system and components conveyance apparatus of the conveyance components of 3rd Embodiment which concern on this invention are demonstrated.
図4は本実施形態の動作ユニットOP′の内部構造を示す縦断面図である。本実施形態の動作ユニットOP′は、前面枠15′と背面枠16′からなる筐体の内部に、パッキン19a′、19b′を介して外周部17aが支持されたダイヤフラム17及びこの面上に設置された圧電素子18が配置され、ダイヤフラム17よりも空圧経路(接続コネクタ14′)側に動作空間OSが設けられ、反対側に背後空間BSが設けられている点で、第1実施形態の動作ユニットOPと同様である。また、前面枠15′に傾斜内面15b′も同様に設けられている。したがって、以下では第1実施形態と異なる点のみを記述する。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the internal structure of the operation unit OP ′ of the present embodiment. The operation unit OP ′ of the present embodiment includes a
動作ユニットOP′では、前面枠15′の内部に上記動作空間OSに連通する基端通気路15a′が設けられ、この基端通気路15a′は基端側開口部15c′において動作空間OSに開口する。この基端側開口部15c′は本実施形態における空圧経路ARの基端側開口部に相当する。また、基端通気路15a′は、ダイヤフラム17(動作空間OS)の中心部上の位置よりダイヤフラム17(動作空間OS)の外周側へ向けてダイヤフラム17に沿って延在して前面枠15′の外周部より接続コネクタ14′を介して外部に接続される。
In the operation unit OP ′, a base
また、この実施形態では、背後空間BSから駆動配線17p、18pが導出されているが、この導出部はシール材19c′等により密閉されている。また、背面枠16′のダイヤフラム17(背後空間BS)の中心部上の位置に背面開口部16a′が形成されている。この背面開口部16a′は背後空間BSの中心部に開口している点で背圧の発生をより効率的に防止できる。さらに、背面開口部16a′は消音部材16b′によって覆われている。この消音部材16b′は、通常は多孔質の樹脂、金属、セラミックス等といった多孔質材で構成されていてもよく、或いは、一般の消音装置のようなバッフル板等を内蔵した構造を供えていてもよい。ただし、効率的な給排気と十分な消音作用を可能にしつつコンパクトに構成するには前者であることが好ましい。なお、図示例では消音部材16b′は背面枠16′の上記背面開口部16a′の内側開口縁上に取り付けられているが、外側開口縁上に取り付けられていてもよく、或いは、背面開口部16a′の内部に挿入配置されていてもよい。
In this embodiment, the
本実施形態の動作ユニットOP′には背面枠16′に一体的に係合部16s′、16s′が設けられ、この係合部16s′は図5(a)に示す支持台8の係合溝8sに係合可能に構成される。支持台8は複数の動作ユニットOP′を装着可能に構成されている。
The operation unit OP ′ of this embodiment is provided with engaging
図5(b)は部品搬送装置の一例を示す平面図である。この装置は、図示しない設置台上にコイルばね等の防振部材を介して支持された基台3上に、ボウル型パーツフィーダ4と、リニア型パーツフィーダ5及び6とが設置されてなる複合型部品供給装置である。ボウル型パーツフィーダ4は、図示しない回転振動機上に設置されたボウル型の搬送体42を有している。この搬送体42は、内部に底部42aと、この底部42aの周囲内面上に形成された螺旋状の搬送トラック42bとを備え、底部42a上に配置された図示しない部品を上記搬送トラック42aに沿って上方へ搬送するように構成されている。
FIG. 5B is a plan view showing an example of the component conveying apparatus. This apparatus is a composite in which a bowl-type parts feeder 4 and linear-type parts feeders 5 and 6 are installed on a
一方、リニア型パーツフィーダ5及び6は図示しない直線振動機上に設置された搬送体52、62を有し、搬送体52上に設けられた直線状の搬送トラック52aと、搬送体62上に設けられた直線状の搬送トラック62aは相互に反対方向に直線状に部品を搬送するように構成される。
On the other hand, the linear part feeders 5 and 6 have transport bodies 52 and 62 installed on a linear vibrator (not shown), and a
搬送トラック42bの末端42cは上記搬送トラック52aに部品を送り出すようになっている。また、搬送体52には搬送トラック52aに沿って複数の部品選別部が設けられ、各部品選別部に設けられた検出部DTで部品の良否、姿勢の良否を検出するように構成される。また、他の部品選別部では、常時空圧を搬送トラック52a上に及ぼして不良姿勢にある部品のみを自動的に排除する場所が設けられ、当該場所(例えば、図示のUDTで示す場所)では、上記検出部DTが設けられていない。
The
上記搬送トラック52aに沿って設けられた複数の部品選別部では、先の各実施形態で説明した空圧作用システムにより搬送部品に空圧が作用し、これによって搬送部品が搬送トラック52a上から排除されたり、搬送トラック52a上における姿勢が変更されたりする。そして、搬送トラック52aから排除された搬送部品は、隣接する搬送トラック62aに落下し、搬送トラック62a上を搬送トラック52aの搬送の向きとは逆向きに搬送されていき、やがて搬送トラック62aの末端より上記搬送体42の部品受取部42dに排出される。部品受取部42dに排出された搬送部品は再び搬送トラック42bの途中に合流し、搬送トラック42bに沿って搬送されていく。
In the plurality of component sorting units provided along the
本実施形態では、基台3上に、上記と同様の制御部SC及び駆動部DCと、上記の支持台8に係合支持された複数の動作ユニットOP′とが配置されている。複数の動作ユニットOP′は上記の複数の部品選別部に対応して設けられる。また、制御部SC及び駆動部DCは、上記の検査部DTに接続されるとともに当該検査部DTに対応する動作ユニットOP′を後述するように制御する。また、検査部DTが設けられていない部品選別部においては、後述するように、対応する動作ユニットOP′を常時連続的に駆動することで、空圧を及ぼすことのできる位置に搬送されてくる全ての部品に空圧を作用させることができるように構成される。
In the present embodiment, a control unit SC and drive unit DC similar to those described above and a plurality of operation units OP ′ engaged and supported by the support table 8 are disposed on the
本実施形態では、部品搬送装置に空圧設備を接続する必要がないとともに、複数の動作ユニットOP′を支持台8によってコンパクトに設置することができるので、特に小型の装置に用いる場合に好ましい。
In the present embodiment, it is not necessary to connect pneumatic equipment to the component conveying device, and a plurality of operation units OP ′ can be installed compactly by the
なお、本実施形態の各特徴点は、特に矛盾を生じない限り、第1実施形態や第2実施形態の特徴点と任意の組み合わせで実施することが可能である。また、後述する各実施形態をも含めて全ての実施形態の相互間において、特に矛盾を生じない限り、相互に構成を変更したり追加したりすることが可能である。 Note that each feature point of the present embodiment can be implemented in any combination with the feature points of the first embodiment and the second embodiment unless there is a particular contradiction. In addition, the configuration can be changed or added to each other as long as no contradiction arises among all the embodiments including the embodiments described later.
[第4実施形態(動作ユニットの制御駆動方法及び制御駆動部の構成)]
次に、上記のように構成され各実施形態における動作ユニットOP、OP′の制御駆動方法の一例を、図6を参照して説明する。図6(a)はダイヤフラム17の駆動手段である圧電素子18に印加する駆動電圧Vdの時間変化を示すグラフ、図6(b)は図6(a)の駆動電圧Vdの波形の一部を拡大して示す駆動波形図、図6(c)は駆動電圧Vdにより生ずるダイヤフラム17の変位D(ダイヤフラム17の中央部の厚み方向への変位量)と、これに伴う動作空間OS若しくは空圧経路AR内の圧力Pの時間変化を示すグラフである。本実施形態において、駆動電圧Vdの波形は矩形波としている。なお、図6に示す波形において、圧電素子18は、印加される駆動電圧Vdが正の値である場合(Vd>0)には、上記ダイヤフラム17を空圧経路ARの基端側開口部14b側に変形させるように作用し、負の駆動電圧Vd(Vd<0)である場合には、上記ダイヤフラム17を空圧経路ARの基端側開口部14bとは反対側に変形させるように作用するものとする。
[Fourth Embodiment (Control Drive Method of Operation Unit and Configuration of Control Drive Unit)]
Next, an example of a method for controlling and driving the operation units OP and OP ′ configured as described above will be described with reference to FIG. FIG. 6A is a graph showing the change over time of the drive voltage Vd applied to the
この例では、制御部SCの制御信号により駆動部DCが駆動電圧Vdを圧電素子18に印加する。このとき、例えば、動作ユニットOPの動作時(搬送部品PTに空圧作用を与える期間)である第1の駆動期間t1には正の駆動電圧Vd=+V1(V1>0)を印加しておき、動作ユニットOPの待機時(搬送部品PTに空圧作用を与えない期間)である第2の駆動期間t2には負の駆動電圧Vd=−V2(V2>0)を印加する。したがって、上記動作時にはダイヤフラム17は基端側開口部14bの側(第1の方向)へ変形する。この第1の駆動期間t1に対応する第1の変位期間DP1は、ダイヤフラム17が第1の方向への変位を開始してから第2の方向へ変位を開始するまでの期間である。また、上記待機時にはダイヤフラム17は基端側開口部14bとは反対側(第2の方向)へ変形する。この第2の駆動期間t2に対応する第2の変位期間DP2は、ダイヤフラム17が第2の方向への変位を開始してから再び第1の方向への変位を開始するまでの期間である。本実施形態の場合、上記第1の駆動期間t1と第2の駆動期間t2よりなる駆動周期Tを繰り返すことで、ダイヤフラム17が上記第1の変位期間DP1と第2の変位期間DP2よりなる変位周期DPが繰り返される。
In this example, the drive unit DC applies the drive voltage Vd to the
より具体的に述べると、本実施形態の駆動波形は矩形状であり、第1の駆動期間t1では、当初駆動電圧Vdが−V2から+V1まで連続的に上昇し、その後、駆動電圧Vdは+V1で維持される。この結果、第1の変位期間DP1は当初ダイヤフラム17が第1の方向(前面側)へ連続的に変位する第1変位変化期と、この直後からダイヤフラム17の変位量が維持される第1変位維持期とから構成される。また、第2の駆動期間t2では、当初駆動電圧Vdが+V1から−V2まで連続的に降下し、その後、駆動電圧Vdは−V2で維持される。この結果、第2の変位期間DP2は当初ダイヤフラム17が第2の方向(背面側)へ連続的に変位する第2変位変化期と、この直後からダイヤフラム17の変位量が維持される第2変位維持期とから構成される。
More specifically, the drive waveform of the present embodiment is rectangular, and in the first drive period t1, the initial drive voltage Vd continuously increases from −V2 to + V1, and then the drive voltage Vd is + V1. Maintained at. As a result, the first displacement period DP1 includes a first displacement change period in which the
本実施形態では、第1の駆動期間t1よりも第2の駆動期間t2を長く設定することで、上記第1の変位期間DP1よりも第2の変位期間DP2が長くなるようにしている。このようにすると、第2の方向へ変位している期間が長くなるので、第2の方向へ変位している期間における動作空間の圧力が外圧(大気圧)に近くなり、この状態からダイヤフラム17が第1の方向へ変位することで大きな空圧を発生させることができる。また、ダイヤフラム17の第1の方向へ変位している期間が短いことにより、ダイヤフラム17が第1の方向へ変位して空圧が生じた後に動作空間が外圧(大気圧)に近くなる前に第2の方向へ戻ることとなるため、搬送部品に与える所望の空圧とは逆の逆圧の影響を低減することができる。たとえば、上記のように搬送部品に正の空圧を与える場合には、当該正の空圧が外圧(大気圧)に近づく前にダイヤフラムを逆に変位させることで部品が負圧の影響を受けにくくなる。
In the present embodiment, by setting the second drive period t2 longer than the first drive period t1, the second displacement period DP2 is set longer than the first displacement period DP1. In this case, since the period of displacement in the second direction becomes longer, the pressure in the operating space during the period of displacement in the second direction becomes close to the external pressure (atmospheric pressure). From this state, the
上記の各期間DP1、DP2の長さと外圧への復帰特性、及び、空圧と逆圧の関係は、動作空間OP、OP′に接続された空圧経路ARの属性、すなわち、経路長及び流通断面積に応じた通気抵抗によって決定される。上記第1の変位期間DP1の最大値は所定の空圧経路ARに対して搬送部品に影響を与える程度の逆圧が発生しない値以下に設定され、第2の変位期間DP2の最小値は所定の空圧経路ARに対して動作空間OP、OP′の内圧が回復して搬送部品に効率的に空圧を与えることのできる値以上に設定される。また、駆動周期T若しくは変位周期DPの最小値は、搬送部品の搬送周期の最小値以下となるように設定される。一般的には、第2の変位期間DP2は第1の変位期間DP1の2倍以上であることが好ましく、3倍以上であることが望ましい。 The length of each of the periods DP1 and DP2 and the return characteristics to the external pressure and the relationship between the air pressure and the counter pressure are attributed to the attributes of the air pressure path AR connected to the operation spaces OP and OP ′, that is, the path length and the flow. It is determined by the ventilation resistance according to the cross-sectional area. The maximum value of the first displacement period DP1 is set to be equal to or less than a value that does not generate back pressure to the extent that the conveying parts are affected with respect to the predetermined pneumatic path AR, and the minimum value of the second displacement period DP2 is predetermined. The internal pressure of the operating spaces OP and OP ′ is set to a value that can efficiently apply the air pressure to the conveying parts by restoring the air pressure path AR. Further, the minimum value of the driving cycle T or the displacement cycle DP is set to be equal to or less than the minimum value of the conveying cycle of the conveying component. In general, the second displacement period DP2 is preferably at least twice as long as the first displacement period DP1, and preferably at least three times.
上記の点を確認するために実際に空圧作用システムを試作して実験を行った。動作ユニットAでは、圧電素子として直径φ25mm、厚みt=0.1mmのPZT製の圧電体を備えたものを、ダイヤフラムとして直径φ32、厚みt=0.1mmの黄銅製金属板に接着したものを用い、動作ユニットBでは、圧電素子として直径φ30mm、厚みt=0.1mmのPZT製の圧電体を備えたものを、ダイヤフラムとして直径φ35mm、厚みt=0.1mmの黄銅製金属板に接着したものを用い、動作ユニットCでは、圧電素子として直径φ30mm、厚みt=0.1mmのPZT製の圧電体を備えたものを、ダイヤフラムとして直径φ41mm、厚みt=0.1mmの黄銅製金属板に接着したものを用いた。また、いずれの動作ユニットでもダイヤフラムと圧電素子の積層体の共振周波数は1.5KHzである。 In order to confirm the above points, an experimental pneumatic system was experimentally tested. In the operation unit A, a piezoelectric element having a piezoelectric element made of PZT having a diameter of φ25 mm and a thickness t = 0.1 mm is bonded to a brass metal plate having a diameter of φ32 and a thickness t = 0.1 mm as a diaphragm. In the operation unit B, a piezoelectric element having a piezoelectric element made of PZT having a diameter of 30 mm and a thickness of t = 0.1 mm and a diaphragm bonded to a brass metal plate having a diameter of 35 mm and a thickness of t = 0.1 mm are used. In the operation unit C, a piezoelectric element having a piezoelectric element made of PZT having a diameter of 30 mm and a thickness of t = 0.1 mm was used, and a diaphragm bonded to a brass metal plate having a diameter of 41 mm and a thickness of t = 0.1 mm was used. . In any operation unit, the resonance frequency of the laminate of the diaphragm and the piezoelectric element is 1.5 KHz.
実験の対象ワ−クは、チップ抵抗(縦1mm×横0.5m×厚さ0.35mm)を用い、振動機周波数は303Hz、フィ−ダ(上記部品搬送装置5)の供給能力は4000個/分で実験した。部品選別部としては、不良姿勢の排除部、表裏選別部を含む。これによって、最も小型の上記動作ユニットAでも支障なく部品を選別することができ、選別対象以外の部品については巻き込みなどもないことが確認された。ワ−クのサイズとしては、動作ユニットB、Cのようにダイヤフラム17の面積を大きくすることで、縦横厚さがそれぞれ5mmくらいまで対応可能である。また、連続して若しくは全ての搬送部品に対して空圧を及ぼす部品選別部においても、確実に該当姿勢の部品若しくは全ての部品を排除できる。
The target workpiece of the experiment is a chip resistor (
また、上記構成において、第1の駆動期間t1を500μsで固定し、駆動周期Tを10ms(駆動周波数100Hz)、5ms(駆動周波数200Hz)、3.3ms(駆動周波数300Hz)、2.5ms(駆動周波数400Hz)、1.7ms(駆動周波数600Hz)、1.25ms(駆動周波数800Hz)、1.1ms(駆動周波数900Hz)と変化させて動作空間OP、OP′の圧力Pの変動を測定した。これらの場合(第1の駆動期間t1のデューティー比が50%未満)には、基本的には図6(c)に示す圧力変動と同様の態様が得られた。ただし、上記デューティー比が大きくなるに従って圧力Pの変動中の正圧の最大値と負圧の最大値の比が低下していく傾向が見られた。また、第1の駆動期間t1と駆動周期Tとを調整し、上記デューティー比を50%以上にして実験を行ったところ、負圧が正圧以上になることが判明した。 In the above configuration, the first driving period t1 is fixed at 500 μs, and the driving period T is 10 ms (driving frequency 100 Hz), 5 ms (driving frequency 200 Hz), 3.3 ms (driving frequency 300 Hz), 2.5 ms (driving). The variation of the pressure P in the operation spaces OP and OP ′ was measured by changing the frequency to 1.7 ms (driving frequency 600 Hz), 1.25 ms (driving frequency 800 Hz), and 1.1 ms (driving frequency 900 Hz). In these cases (the duty ratio of the first driving period t1 is less than 50%), basically the same mode as the pressure fluctuation shown in FIG. 6C was obtained. However, the ratio of the maximum value of the positive pressure and the maximum value of the negative pressure during the fluctuation of the pressure P tended to decrease as the duty ratio increased. Further, when the first driving period t1 and the driving cycle T were adjusted and the above-described duty ratio was set to 50% or more, an experiment was conducted, and it was found that the negative pressure became equal to or higher than the positive pressure.
このようにデューティー比が50%以上になると、正圧を用いて搬送部品PTに空圧作用を与えようとする場合には効率が低下し、負圧による影響も増大するので、正圧を用いて搬送部品PTに空圧作用を与える場合(搬送部品を吹きとばしたり反転させたりする場合など)には上記デューティー比を50%未満とすることが好ましく、特に、30%未満とすることが望ましい。逆に、負圧を用いて搬送部品PTに空圧作用を与える場合(搬送部品を吸引する場合など)においても、上記デューティー比については上記と同様であるが、第1の変位期間DP1と第2の変位期間DP2のダイヤフラムの変位の方向を逆にする必要がある。なお、負圧を用いて搬送部品PTに空圧作用を与える場合については詳細な説明を省略するが、駆動手段の駆動態様においては駆動電圧Vdの正負の関係或いは圧電素子18の分極方向を逆に設定すればよく、ダイヤフラム17の変位態様については変位の方向を逆にすればよい。この点は本実施形態に限らず、後述する他の実施形態でも同様である。
When the duty ratio is 50% or more in this way, the efficiency is reduced when the positive pressure is used to apply the pneumatic action to the conveying part PT, and the influence of the negative pressure is increased, so the positive pressure is used. When the air pressure is applied to the conveying part PT (when the conveying part is blown or reversed), the duty ratio is preferably less than 50%, and particularly preferably less than 30%. . On the contrary, in the case of applying a pneumatic action to the conveying component PT using negative pressure (when sucking the conveying component, etc.), the duty ratio is the same as the above, but the first displacement period DP1 and the first displacement period It is necessary to reverse the direction of displacement of the diaphragm in the second displacement period DP2. A detailed description of the case where the negative pressure is used to apply the pneumatic action to the conveying part PT is omitted. However, in the driving mode of the driving means, the positive / negative relationship of the driving voltage Vd or the polarization direction of the
本実施形態では、圧電素子18に対して負の駆動電圧を印加した状態から正の駆動電圧を印加した状態へ遷移させることにより、動作空間OP、OP′の容積の変化量を増大できるとともに、ダイヤフラム17の弾性復元力をも利用することができるため、搬送トラック11a上の空圧の作用を迅速に搬送部品PTに与えることができ、タイムラグを低減できるとともに、空圧力を大きくすることができる。また、第1の駆動期間t1で正の駆動電圧を印加し、第2の駆動期間t2で負の駆動電圧を印加することで(これとは逆に、第1の駆動期間t1で負の駆動電圧を印加し、第2の駆動期間t2で正の駆動電圧を印加する場合も同じ)、圧電素子18に印加される正負の電圧のバランスを高めることができるため、例えば圧電層の両側に銀電極を設ける場合に生ずる銀マイグレーション等のマイグレーションによる圧電素子の劣化や故障(絶縁不良など)を回避できる。特に、第1の駆動期間t1における駆動電圧Vdの時間積分の絶対値(図6(b)に示す例ではV1×t1)と、第2の駆動期間t2における駆動電圧Vdの時間積分の絶対値(図6(a)に示す例ではV2×t2)とを一致させることにより、上記マイグレーションを完全に防止できる。ただし、厳密に一致していなくても正負の電圧のバランスを高めることができるという観点では効果が得られるので、本実施形態の場合には、第1の駆動期間t1と第2の駆動期間t2の駆動電圧Vdの時間積分の絶対値を近似した値、例えば、両者の比率が0.5以上2.0以下となる範囲内に設定することが好ましく、特に、両者の比率が0.8以上1.2以下となる範囲内に設定することが望ましい。
In the present embodiment, the amount of change in the volume of the operation spaces OP and OP ′ can be increased by making a transition from a state in which a negative drive voltage is applied to the
駆動電圧+V1と−V2の絶対値は適宜に設定できるが、V1=V2、すなわち、正の駆動電圧+V1の絶対値(図示のように一定である場合、そうでない場合には当該駆動電圧の時間平均の絶対値、以下同様。)と負の駆動電圧−V2の絶対値(若しくはその時間平均の絶対値)をほぼ等しくすることが好ましい。これによって、ダイヤフラム17の変位量を大きくしつつ、ダイヤフラム17に対する負荷を軽減することが可能になる。
The absolute values of the drive voltages + V1 and -V2 can be set as appropriate, but V1 = V2, that is, the absolute value of the positive drive voltage + V1 (if it is constant as shown, otherwise the time of the drive voltage) It is preferable that the absolute value of the average (the same applies hereinafter) and the absolute value of the negative drive voltage −V2 (or the absolute value of the time average thereof) are substantially equal. This makes it possible to reduce the load on the
ただし、ダイヤフラム17の変位量が十分に確保できる場合には、正若しくは負のいずれか一方の駆動電圧のみを印加しても構わない。たとえば、上記V2=0としてダイヤフラム17に正の駆動電圧のみを印加する場合、或いは、上記V1=0としてダイヤフラム17に負の駆動電圧のみを印加する場合でも、基本的に上記と同様の駆動波形を形成することができ、同様の作用効果を得ることができる。
However, if a sufficient amount of displacement of the
ここで、正の駆動電圧の絶対値V1と負の駆動電圧の絶対値V2の少なくとも一方、結果として正負の電位差V1+V2(駆動電圧Vdの変動幅)を増減させることで、若しくは、第1の駆動時間t1を増減させることで、第1の変位期間DP1におけるダイヤフラム17の変位速度や変位量を増減させて空圧作用の程度(大小)を調整することができる。このことにより、従来の空圧設備を用いた場合にレギュレータを設置したり、スピコンなどで空圧の微調整を行ったりする必要がなく、現場設置時の空圧調整が極めて容易になるという利点がある。なお、図示例では、ダイヤフラム17の駆動周期T若しくは変位周期DPは特に限定されないが、これらは部品搬送装置の搬送速度の最大値(搬送部品PTの搬送間隔の最小値)に応じて予め設定しておくことが好ましい。すなわち、搬送速度の最大値に応じて上記周期や動作間隔の最小値を設定し、当該最小値においても空圧が生ずるように構成しておくことにより、搬送部品PTを確実に処理することが可能になる。
Here, at least one of the absolute value V1 of the positive drive voltage and the absolute value V2 of the negative drive voltage, as a result, the positive / negative potential difference V1 + V2 (variation width of the drive voltage Vd) is increased or decreased, or the first drive By increasing / decreasing the time t1, it is possible to increase / decrease the displacement speed and displacement amount of the
上記実施形態では、駆動手段としてダイヤフラム17に密着させた圧電素子18を用いているが、本発明は上記のような駆動態様に限定されるものではなく、例えば、駆動手段として電磁ソレノイドを用いたりダイヤフラム自体が自ら変形したりするように構成するなど、結果としてダイヤフラム17が動作空間OSの容積を増減させるか、ダイヤフラム17が空圧経路ARの基端側開口部14bに対して接近、離間する方向に変形するか、或いは、ダイヤフラム17が厚み方向に振動すればよい。
In the above embodiment, the
いずれにしても、図6(c)に示すように、本実施形態においては、ダイヤフラム17の厚み方向の変位Dによって動作空間OS内の圧力Pが上下に変動する。ここで、図6(c)には駆動波形を図示2点鎖線で示してある。そして、この圧力変動に伴って空圧経路ARに生ずる気体(空気)の流れ若しくは音波の伝搬により、搬送トラック11a上の搬送部品PTに空圧が作用する。このとき、搬送部品PTに与えられる空圧は、ダイヤフラム17の変形の戻りに応じて生ずる負圧により迅速に停止されるか、或いは、音波として迅速に消失するので、前後に搬送されてくる別の搬送部品に影響を与えにくい。また、高速にダイヤフラム17を変形させることで、搬送トラック11a上を高速に移動する搬送部品についても容易に対応することができるため、部品搬送装置の高速化を妨げる虞もない。
In any case, as shown in FIG. 6C, in the present embodiment, the pressure P in the operating space OS fluctuates up and down due to the displacement D of the
前述のように、搬送部品PTに作用する空圧力は、駆動電圧Vdの絶対値V1、V2や第2の駆動期間t2(第2の変位期間DP2)の長さを制御することで容易に調整することができるが、この調整範囲内において、例えば、縦・横・高さが0.5〜5.0mmの範囲内の搬送部品PTを排除したり姿勢反転させたりする場合に十分な空圧力が得られるように構成した場合に、図6(b)及び(c)に示す駆動波形及びダイヤフラムの変位D及び動作空間OSの圧力Pにおいて、第1の駆動期間t1(第1の変位期間DP1)を0.05〜0.5ms、第2の駆動期間t2(第2の変位期間DP2)を0.1〜1.0ms程度とすることができるので、搬送速度3000〜4000個/分程度の高速搬送においても十分に対応できる。 As described above, the air pressure acting on the transport part PT is easily adjusted by controlling the absolute values V1 and V2 of the drive voltage Vd and the length of the second drive period t2 (second displacement period DP2). However, within this adjustment range, for example, sufficient air pressure is sufficient when the conveying parts PT within the range of 0.5 to 5.0 mm in length, width and height are eliminated or the posture is reversed. When the drive waveform and the diaphragm displacement D and the pressure P of the operation space OS shown in FIGS. 6B and 6C are used, the first drive period t1 (first displacement period DP1) is obtained. ) Can be set to 0.05 to 0.5 ms, and the second driving period t2 (second displacement period DP2) can be set to about 0.1 to 1.0 ms, so that the conveyance speed is about 3000 to 4000 pieces / minute. It can cope with high-speed conveyance.
本実施形態において、上記検出部DTが設けられる部品選別部に対しては、上記検出部DTの検出信号により制御部SCにおいて搬送部品PTに空圧を作用させるべきことが判明すると、制御部SCの制御信号に基づいて駆動部DCが動作して駆動信号を出力し、圧電素子18により直ちに上記第1の駆動期間t1を開始させる。この場合、本実施形態では、第1の駆動期間t1は予め設定された既定値とされるが、第2の駆動期間t2は上記検出信号による搬送部品の検出時期により任意の時間となる。そして、その結果、上記の駆動周期T若しくは変位周期DPは不定期で繰り返される。
In the present embodiment, when it is determined that the control part SC should apply an air pressure to the transport part PT by the detection signal of the detection part DT for the part selection part provided with the detection part DT, the control part SC. Based on the control signal, the drive unit DC operates to output a drive signal, and the
一方、上述のように常時搬送部品に空圧を及ぼす部品選別部に対しては、例えば、図6(b)に示す駆動波形を連続して定期的に(一定周期で)印加する。この場合、当該駆動周期T若しくは変位周期DPは、上述のように部品搬送装置の部品の搬送速度に対応する搬送部品の通過周期に比べて大幅に短くすることにより、全ての搬送部品に対して確実に空圧を及ぼすことができる。ただし、この部品選別部においても、上記のように検出部DTを設けてその検出信号に応じて第1の駆動期間t1を開始するようにしてもよい。この場合の検出部DTによる搬送部品PTの検出は、上述のように一部の選別された搬送部品(例えば、所定の姿勢にある部品)だけを検出する態様ではなく、全ての搬送部品が対象となる。このとき、空圧は全ての搬送部品が通過する際にそれぞれ生ずるが、末端開口部の位置により特定の姿勢にある部品のみが空圧作用を受ける。ただし、何らかの理由により全ての搬送部品に対して空圧作用を与えたい場合には、末端開口部の位置を全ての搬送部品に対して開口する位置に設けても構わない。 On the other hand, as described above, for example, the drive waveform shown in FIG. 6B is continuously and periodically applied (constantly) to the component selection unit that constantly applies air pressure to the conveyance component. In this case, the drive cycle T or the displacement cycle DP is significantly shorter than the transport cycle of the transport component corresponding to the transport speed of the component of the component transport device as described above. The air pressure can be exerted reliably. However, in this component selection unit, the detection unit DT may be provided as described above, and the first driving period t1 may be started according to the detection signal. In this case, the detection of the conveyance parts PT by the detection unit DT is not an aspect in which only a part of the selected conveyance parts (for example, parts in a predetermined posture) is detected as described above, but all conveyance parts are targets. It becomes. At this time, the pneumatic pressure is generated when all the conveying parts pass, but only the parts in a specific posture are subjected to the pneumatic action depending on the position of the terminal opening. However, if it is desired to apply a pneumatic action to all the conveying parts for some reason, the position of the terminal opening may be provided at a position that opens to all the conveying parts.
[第5実施形態]
次に、図7(a)乃至(d)を参照して本発明に係る第5実施形態について説明する。なお、本実施形態において、上記第1実施形態乃至第4実施形態と対応する部分には同一符号を付し、上記第1実施形態乃至第4実施形態と同様の点については説明を省略する。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. Note that in this embodiment, the same reference numerals are given to portions corresponding to those in the first to fourth embodiments, and description of the same points as in the first to fourth embodiments will be omitted.
先の第4実施形態では駆動電圧Vdの波形を矩形波としていたが、本実施形態では、駆動電圧Vdを図7(a)に示すように三角波状に形成している。本実施形態においても、第4実施形態と同様に、第1の駆動期間t1(第1の変位期間DP1)の後に第2の駆動期間t2(第2の変位期間DP2)が設けられ、この第2の駆動期間t2(第2の変位期間DP2)の後に再び第1の駆動期間t1(第1の変位期間DP1)が設けられるというように周期的に圧電素子18が駆動されるが、本実施形態では、第1の駆動期間t1は、負の駆動電圧−V2で開始された後、駆動電圧Vdが増大し、正の駆動電圧+V1となることで終了し、その後、駆動電圧Vdが徐々に低下することで第2の駆動期間t2が開始され、負の駆動電圧−V2まで駆動電圧Vdが低下して終了する。そして、上記のような駆動態様に応じて、第1の変位期間DP1は、ダイヤフラム17が第1の方向(前面側)に変位することで開始され、その変位量は高速に増大し、第1の駆動期間t1が終了する時点若しくは当該時点から所定の応答遅れ時間後において最大となり終了する。第2の変位期間DP2は、第2の駆動期間t2が開始されてダイヤフラム17が第2の方向(背面側)へ変位を開始することで開始され、駆動電圧Vdの降下に伴って低速でダイヤフラム17が第2の方向へ変位し、第1の駆動期間t2が開始されて駆動電圧が上昇することでダイヤフラム17の変位方向が第1の方向に変わって終了する。
In the previous fourth embodiment, the waveform of the drive voltage Vd is a rectangular wave. However, in this embodiment, the drive voltage Vd is formed in a triangular wave shape as shown in FIG. Also in the present embodiment, as in the fourth embodiment, a second drive period t2 (second displacement period DP2) is provided after the first drive period t1 (first displacement period DP1). The
より具体的に示すと、第1の駆動期間t1では駆動電圧Vdが急速に連続して上昇し、これによって第1の変位期間DP1でもダイヤフラム17が高速に連続して第1の方向(前面側)へ変位する(第1変位変化期)。また、第2の駆動期間t2では駆動電圧Vdが低速で連続して降下し、これによって第2の変位期間DP2でもダイヤフラム17が低速に連続して第2の方向(背面側)へ変位する(第2変位変化期)。
More specifically, in the first driving period t1, the driving voltage Vd rises rapidly and continuously, so that the
以上のように、上記のような三角波状の駆動信号による駆動態様及びダイヤフラム17の変位態様によっても、搬送部品PTに空圧を作用させることができる。この場合、上記の駆動信号は、第1の駆動期間t1の駆動電圧Vdの立ち上がりの傾斜が第2の駆動期間t2の駆動電圧の立ち下りの傾斜より大きくなっているので、ダイヤフラム17の前面側への変位速度が高く、背面側への変位速度が遅い態様でダイヤフラム17が変形する。このことにより、図7(b)に示すように搬送部品PTに作用する正圧を高くするとともに負圧を低くすることができるので、正圧によって当該搬送部品PTに作用を与えることを意図する場合には、効率的に作用を与えることができると同時に負圧による悪影響を低減することができるという効果が得られる。なお、これとは逆に負圧によって搬送部品PTに作用を与えることを意図する場合には、駆動波形の傾斜の関係を上記とは逆に構成することにより、背面側への変位速度が高く、前面側への変位速度が遅い態様でダイヤフラム17を変形させればよい。
As described above, the air pressure can be applied to the conveying part PT also by the driving mode by the triangular wave driving signal and the displacement mode of the
上記では駆動周期Tの三角波で圧電素子18を駆動する例、すなわち、第1の変位期間DP1が第1変位変化期のみで構成され、第2の変位期間DP2が第2変位変化期のみで構成される例を示したが、図7(c)及び(d)に示すように、駆動周期Tの一部期間にのみ三角波が設けられる態様、すなわち、上記第4実施形態の第1の駆動期間t1(第1の変位期間DP1)が三角波状に構成される場合も考えられる。この場合には、ダイヤフラム17の第1の方向(前面側)への変位速度と第2の方向(背面側)への変位速度との間に設けられる差の範囲が限定されるものの、その代りに搬送部品PTに対する空圧作用の方向とは逆方向にダイヤフラム17が変位した期間が長くなるので、基本的には第4実施形態と同様に効率的な空圧を搬送部品に与えることができるという効果が得られる。
In the above example, the
この例では、第1の駆動期間t1では単に駆動電圧Vdが連続して急速に上昇するだけであるが、第2の駆動期間t2では、第4実施形態と同様に、第1の駆動期間t1の直後に連続して駆動電圧Vdが降下し、その直後から駆動電圧Vdが−V2で一定に維持される。これにより、第1の変位期間DP1はダイヤフラム17が連続して高速に第1の方向へ変位する(すなわち、第1変位変化期のみで構成される)が、第2の変位期間DP2では、ダイヤフラム17が低速で連続して第2の方向に変位する第2変位変化期と、この直後にダイヤフラム17の変位量が維持される第2変位維持期が設けられる。もっとも、第1の変位期間DP1についても第1変位変化期と第2変位維持期とを有するように構成することも可能である。
In this example, the drive voltage Vd simply rises continuously and rapidly in the first drive period t1, but in the second drive period t2, as in the fourth embodiment, the first drive period t1. Immediately after, the drive voltage Vd drops continuously, and immediately after that, the drive voltage Vd is kept constant at -V2. Thereby, in the first displacement period DP1, the
[第6実施形態]
次に、図8(a)乃至(d)を参照して本発明に係る第6実施形態について説明する。なお、本実施形態において、上記第1実施形態乃至第5実施形態と対応する部分には同一符号を付し、上記第1実施形態乃至第5実施形態と同様の点については説明を省略する。
[Sixth Embodiment]
Next, the sixth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, parts corresponding to those in the first to fifth embodiments are denoted by the same reference numerals, and description of points similar to those in the first to fifth embodiments is omitted.
本実施形態では、図8(a)に示すように、第4実施形態と同様に設けられた第1の駆動期間t1と第2の駆動期間t2の後に、駆動電圧Vdが上昇する第3の駆動期間t3と、その後に駆動電圧Vdが低下する第4の駆動期間t4を設けている。そして、第4の駆動期間t4は次の第1の駆動期間t1の直前に設けられる。第3の駆動期間t3は駆動電圧Vdを0Vとする期間であるが、必ずしも0Vでなくてもよく、少なくとも第2の駆動期間t2よりも駆動電圧Vdの絶対値が小さくなっていればよい。また、第4の駆動期間t4では第3の駆動期間t3よりも駆動電圧Vdを降下させる期間であり、図示例では駆動電圧Vdを第2の駆動期間t2と同じ−V2としている。 In the present embodiment, as shown in FIG. 8A, the third driving voltage Vd rises after the first driving period t1 and the second driving period t2 provided in the same manner as in the fourth embodiment. A driving period t3 and a fourth driving period t4 in which the driving voltage Vd decreases thereafter are provided. The fourth drive period t4 is provided immediately before the next first drive period t1. The third driving period t3 is a period in which the driving voltage Vd is set to 0V. However, the driving voltage Vd is not necessarily 0V, and it is sufficient that the absolute value of the driving voltage Vd is at least smaller than that of the second driving period t2. Further, the fourth driving period t4 is a period during which the driving voltage Vd is lowered compared to the third driving period t3. In the illustrated example, the driving voltage Vd is set to −V2 which is the same as the second driving period t2.
本実施形態では、上記の駆動態様によって、ダイヤフラム17の第1の変位期間DP1においては、ダイヤフラム17が第1の方向(前面側)へ連続して変位する第1変位変化期と、この直後にダイヤフラム17の変位量が維持される第1変位維持期とが設けられる。また、第2の変位期間DP2は、上記第2の駆動期間t2に対応する第2対応期DP2a、上記第3の駆動期間t3に対応する第3対応期DP2b、及び、上記第4の駆動期間t4に対応する第4対応期DP2cを含む。第2対応期DP2aではダイヤフラム17が第2の方向(背面側)へ変位し、また、第3対応期DP2bでは、ダイヤフラム17が当初第1の方向(前面側)へ変位して変位量の絶対値が減少する。さらに、第4対応期DP2cでは、ダイヤフラム17が第2の方向(背面側)へ変位する。第4対応期DP2cの直後には次の第1の変位期間DP1が生ずる。
In the present embodiment, according to the above drive mode, in the first displacement period DP1 of the
本実施形態では、上記検出部DTの検出信号により搬送されてきた搬送部品PTが検出され、当該搬送部品PTに空圧を作用させるべきときには、まず第4駆動期間t4が開始され、その後、当該期間t4が終了して第1の駆動期間t1が開始され、さらにその後、第1の駆動期間t1が終了して第2の駆動期間t2が開始され、所定時間が経過すると第2の駆動期間t2が終了して第3の駆動期間t3が開始される。さらに、所定時間が経過すると第4の駆動期間t4が再び開始される。したがって、第4の駆動期間t4の長さと当該期間における駆動電圧Vdの値を予め一定に設定しておくことにより、駆動周期Tや変位周期DPの長さに拘わらず、第1の変位期間DP1において安定した空圧を作用させることができる。 In the present embodiment, when the transport component PT transported by the detection signal of the detection unit DT is detected and air pressure should be applied to the transport component PT, first, the fourth drive period t4 is started, and thereafter The period t4 ends and the first driving period t1 starts, and then the first driving period t1 ends and the second driving period t2 starts. When a predetermined time elapses, the second driving period t2 And the third drive period t3 is started. Furthermore, the fourth drive period t4 starts again after a predetermined time has elapsed. Therefore, by setting the length of the fourth driving period t4 and the value of the driving voltage Vd in this period to be constant in advance, the first displacement period DP1 regardless of the length of the driving period T or the displacement period DP. A stable air pressure can be applied in
図8(c)及び(d)には、上記第1の駆動期間t1及び第2の駆動期間t2の駆動波形を三角波状に構成した例を示す。この場合においても、上記第5実施形態と同様に、搬送部品PTに作用させるべき空圧である正圧を得るためのダイヤフラム17の前面側(第1の方向)への変位は高速に行い、これとは逆の背面側(第2の方向)への変位は低速に行うことが好ましい。すなわち、第4の駆動期間t4の開始時には駆動電圧を低速で低下させることによりダイヤフラム17を低速で背面側へ変位させ、第1の駆動期間t1の開始時には駆動電圧を高速で上昇させることによりダイヤフラム17を高速に前面側へ変位させ、第2の駆動期間t2の開始時には駆動電圧を低速で低下させることによりダイヤフラム17を低速で背面側へ変位させる。そして、本実施形態でも、前述の理由により、第5実施形態や図8(a)及び(b)に示す例と同様の作用効果が得られる。
FIGS. 8C and 8D show an example in which the drive waveforms in the first drive period t1 and the second drive period t2 are configured in a triangular waveform. Even in this case, as in the fifth embodiment, the displacement to the front side (first direction) of the
本実施形態においては、駆動周期Tや変位周期DPが変化する場合には、第1の駆動期間t1、第2の駆動期間t2及び第4の駆動期間t4をそれぞれ一定時間とし、第3の駆動期間t3を増減させるようにすることが好ましい。このことにより、第1の変位期間DP1、第2の変位期間DP2の第2対応期DP2a及び第4対応期DP2cをほぼ一定とすることができるので、搬送部品に与える空圧と逆圧の影響を安定させることができる。ただし、搬送部品に与える空圧については、第1の変位期間DP1と第4対応期DP2cの与える影響が大きいので、第2の駆動期間t2をも可変に構成することができる。 In the present embodiment, when the driving cycle T and the displacement cycle DP change, the first driving period t1, the second driving period t2, and the fourth driving period t4 are set to a fixed time, respectively, and the third driving It is preferable to increase or decrease the period t3. As a result, the second corresponding period DP2a and the fourth corresponding period DP2c of the first displacement period DP1 and the second displacement period DP2 can be made substantially constant. Can be stabilized. However, since the air pressure applied to the conveying parts is greatly affected by the first displacement period DP1 and the fourth corresponding period DP2c, the second drive period t2 can also be configured to be variable.
なお、第4対応期DP2cと第1の変位期間DP1に関しては、本実施形態の場合、次のような特殊な事情がある。上記第3の駆動期間t3を長く確保するには第4の駆動期間t4を短くする必要があるが、第4の駆動期間t4が短すぎるとダイヤフラム17の第2の方向への変位量が不足するので第1の変位期間DP1における第1の方向への変位量を確保することができず、当該第2の方向への変位量に起因する第1の方向への変位速度や変位量を効率的に得ることのできる効果が薄れる。一方、第4の駆動期間t4を長くしたり当該第4の駆動期間t4における変位量を大きくしたりすると、ダイヤフラム17に対する負荷を軽減する効果が低下する。したがって、第4対応期DP2cの長さと当該期間における変位量は、両効果を勘案して設定する必要がある。
In the present embodiment, the fourth corresponding period DP2c and the first displacement period DP1 have the following special circumstances. In order to ensure a long third driving period t3, it is necessary to shorten the fourth driving period t4. However, if the fourth driving period t4 is too short, the amount of displacement of the
また、第2の駆動期間t2を設けて第2対応期DP2aを形成することは、第1の変位期間DP1により第1の方向(前面側)に変位したダイヤフラム17を第2の方向(背面側)へ迅速に復帰させる意義があるが、第2対応期DP2aが長くなってもダイヤフラム17の第2の方向への変位量が大きくなったり安定したりするだけであり、その後に第3の駆動期間t3が存在することにより、ダイヤフラム17の変位量そのものについては直接の効果はない。一方、第2の駆動期間t2と第3の駆動期間t3の合計時間は、第1の変位期間DP1の開始前の動作空間OP、OP′の内圧が外圧(大気圧)に復帰することに寄与するという意味で、第1の変位期間DP1における空圧作用の増大をもたらす意義を有する。この場合、第2の駆動期間t2の存在は、第2対応期DP2aにおいて第3の駆動期間t3による場合よりも短時間に効率的に動作空間OP、OP′の内圧を復元させることができるという意味で効果を有する。なお、第3の駆動期間t3では、ダイヤフラム17の第1の方向への変位が急激に戻ることのないように、駆動回路をハイインピーダンス状態とすることにより、ゆっくりと変位量が低下するように構成することが好ましい。
In addition, providing the second driving period t2 to form the second corresponding period DP2a means that the
なお、圧電層の両側に電極を設ける場合、特に銀電極を設ける場合には、正負に印加される電荷のバランスが崩れると銀マイグレーション等のマイグレーションによる圧電素子の劣化や故障(導通不良など)が発生することが知られている。第4及び第5実施形態の場合、第1の駆動期間t1における駆動電圧Vdの時間積分の絶対値(図6(a)に示す例ではV1×t1)と第2の駆動期間t2における駆動電圧Vdの時間積分の絶対値(図6(a)に示す例ではV2×t2)を一致させることにより、マイグレーションを完全に防止できる。これらの場合、t1とt2の比率は前述の通りデューティー比を50%未満(望ましくは30%未満)とするときには、それに応じてV1とV2の比率を変えればよい。さらに、本実施形態の場合、第3の駆動期間t3が存在するためにt2を適宜に定めることができる。すなわち、t1=t2+t4とすることが容易にできるため、V1=V2とした場合でも、上記時間積分の絶対値を一致させることができる。この場合には、制御回路の構成を簡単にすることができるという利点がある。 When electrodes are provided on both sides of the piezoelectric layer, particularly when silver electrodes are provided, deterioration of the piezoelectric element due to migration such as silver migration or failure (such as poor continuity) may occur if the positive and negative charge balance is lost. It is known to occur. In the case of the fourth and fifth embodiments, the absolute value of the time integration of the drive voltage Vd in the first drive period t1 (V1 × t1 in the example shown in FIG. 6A) and the drive voltage in the second drive period t2 Migration can be completely prevented by matching the absolute value of the time integration of Vd (V2 × t2 in the example shown in FIG. 6A). In these cases, when the duty ratio is less than 50% (desirably less than 30%) as described above, the ratio between V1 and V2 may be changed accordingly. Furthermore, in the case of the present embodiment, since the third driving period t3 exists, t2 can be appropriately determined. That is, since t1 = t2 + t4 can be easily set, even when V1 = V2, the absolute values of the time integration can be matched. In this case, there is an advantage that the configuration of the control circuit can be simplified.
なお、上記では上記時間積分の絶対値を一致させる例について述べたが、一般的には、当該絶対値が完全に一致していなくても、圧電素子18に印加される正負の電圧のバランスを高めることができる点で効果が得られる。したがって、本実施形態の場合には、第1の駆動期間t1の駆動電圧Vdの時間積分の絶対値と、第2の駆動期間t2及び第4の駆動期間t4の駆動電圧Vdの時間積分の絶対値とを近似した値、例えば、両者の比率が0.5以上2.0以下となる範囲内に設定することが好ましく、特に、両者の比率が0.8以上1.2以下となる範囲内に設定することが望ましい。なお、本実施形態においては、第3の駆動期間t3が存在することにより、先の実施形態よりも上記比率を1に近づけることが容易になるという利点がある。
In the above description, an example in which the absolute values of the time integrals are matched has been described. Generally, even if the absolute values do not completely match, the balance between positive and negative voltages applied to the
特に、本実施形態では、第3の駆動期間t3をt1+t2+t4の2倍以上とすることにより、第3の駆動期間t3において動作空間OP、OP′の内圧を十分に回復させることが可能になるので、第2の変位期間に発生する空圧をさらに大きくすることができる。 In particular, in the present embodiment, the internal pressure of the operation spaces OP and OP ′ can be sufficiently recovered in the third drive period t3 by setting the third drive period t3 to be twice or more of t1 + t2 + t4. The air pressure generated during the second displacement period can be further increased.
[制御手段/制御駆動部の構成例]
次に、上記各実施形態において用いることのできる制御手段若しくは制御駆動部、すなわち、上記の制御部SC及び駆動部DCの構成例について図9乃至図11を参照して説明する。
[Configuration Example of Control Unit / Control Drive Unit]
Next, configuration examples of the control means or the control drive unit that can be used in each of the above embodiments, that is, the control unit SC and the drive unit DC will be described with reference to FIGS.
図9(a)は制御駆動部(制御部SC及び駆動部DC)の構成を模式的に示す概略回路図である。この制御駆動部は、制御部SCと、この制御部SCによって制御される駆動部DCとを有し、制御部SCは例えばマイクロコンピュータ、各種の論理(ディジタル)回路、アナログ回路、リレー回路等によって構成することができる。図示例では、検出部DTの検出信号S1が制御部SCに入力され、制御部SCは上記検出信号S1に応じて制御信号S2、S3を駆動部DCに出力する。具体的には空圧を作用させるべき搬送部品PTが到来すると検出部DTは検出信号S1を切り替え、この検出信号の切り替えを検出すると制御部SCは既定の態様で制御信号S2、S3を後述するタイミングチャートに沿った手順で切り替える。 FIG. 9A is a schematic circuit diagram schematically showing the configuration of the control drive unit (control unit SC and drive unit DC). The control drive unit includes a control unit SC and a drive unit DC controlled by the control unit SC. The control unit SC is, for example, a microcomputer, various logic (digital) circuits, an analog circuit, a relay circuit, or the like. Can be configured. In the illustrated example, the detection signal S1 of the detection unit DT is input to the control unit SC, and the control unit SC outputs control signals S2 and S3 to the drive unit DC in accordance with the detection signal S1. Specifically, the detection unit DT switches the detection signal S1 when the conveyance part PT on which air pressure is to be applied arrives, and the control unit SC describes the control signals S2 and S3 in a predetermined manner when the detection signal switching is detected. Switch according to the procedure according to the timing chart.
制御信号S2、S3はそれぞれ駆動部DC内のスイッチング素子(図示例ではトランジスタ)Tr1、Tr2の制御端子(図示例ではベース端子若しくはゲート端子)に出力する。駆動部DCにおいて、第1のスイッチング素子Tr1が第1の直流電源Vm1と直列に接続されてなる第1の駆動回路は、上記圧電素子18に駆動配線17p、18pを介して接続されている。また、第2のスイッチング素子Tr2が第2の直流電源Vm2と直列に接続されてなる第2の駆動回路は、上記圧電素子18に駆動配線17p、18pを介して接続される。第1の駆動回路と第2の駆動回路は圧電素子18に対して並列に接続されている。両スイッチング素子Tr1、Tr2がOFFの場合には圧電素子18に駆動電圧Vdは印加されない。
The control signals S2 and S3 are output to control terminals (base terminals or gate terminals in the illustrated example) of switching elements (transistors in the illustrated example) Tr1 and Tr2 in the driving unit DC, respectively. In the drive unit DC, a first drive circuit in which the first switching element Tr1 is connected in series with the first DC power supply Vm1 is connected to the
第1のスイッチング素子Tr1が制御信号S2によりON状態にされると、第1の駆動回路により第1の直流電源Vm1の電圧が駆動電圧Vdとして圧電素子18に印加される。また、第2のスイッチング素子Tr2が制御信号S3によりON状態とされると第2の駆動回路により第2の直流電源Vm2の電圧が駆動電圧Vdとして圧電素子18に印加される。ただし、多くの場合、実際の駆動電圧Vdは、第1の駆動回路と第2の駆動回路内の図示しない電気素子やスイッチング素子Tr1、Tr2の電圧降下により第1の直流電源Vm1、第2の直流電源Vm2とは異なる値となる。
When the first switching element Tr1 is turned on by the control signal S2, the voltage of the first DC power supply Vm1 is applied to the
上記の制御駆動部は、たとえば、第4実施形態の駆動態様を採る場合、図10に示すように、検出信号S1の立ち上がり時をトリガとして制御部SCが制御信号S2をH(高電位、以下同様)からL(低電位、以下同様)に切り替え、これによって、それまでの圧電素子18に対する第1の直流電源Vm1の電圧印加状態を解除し、負の駆動電圧Vdが印加されていた第2の駆動期間t2を終了させる。また、その後、制御部SCは制御信号S3をLからHに切り替え、これによって圧電素子18に正の駆動電圧Vdとして第2の直流電源Vm2の電圧を印加し、第1の駆動期間t1を開始させる。さらに一定時間が経過すると制御部SCは制御信号S3をHからLに切り替えて第1の駆動期間t1を終了させ、その後、制御部SCは制御信号S2をLからHに切り替えて第2の駆動期間t2を開始させる。
For example, when the drive mode of the fourth embodiment is adopted, the control drive unit SC sets the control signal S2 to H (high potential, below) with the rising edge of the detection signal S1 as a trigger, as shown in FIG. The same is applied) to L (low potential, the same applies hereinafter), thereby canceling the voltage application state of the first DC power supply Vm1 with respect to the
なお、図10において第1の駆動期間t1と第2の駆動期間t2の間にはそれぞれ僅かな遅れ時間tdが存在するが、これは、駆動部DCにおいてスイッチング素子Tr1、Tr2の応答遅れに起因する電気的短絡(ショート)が生ずることを防止するために設けられたものである。したがって、このような不具合が生じない駆動回路であれば上記遅れ時間tdを設ける必要はない。ここで、ダイヤフラム17の変位時間に比べて当該遅れ時間tdが僅かなものであれば、ダイヤフラム17の変位態様に影響を与えることはない。
In FIG. 10, there is a slight delay time td between the first drive period t1 and the second drive period t2, which is caused by response delays of the switching elements Tr1 and Tr2 in the drive unit DC. It is provided in order to prevent the occurrence of an electrical short circuit. Therefore, it is not necessary to provide the delay time td if the drive circuit does not cause such a problem. Here, if the delay time td is small compared to the displacement time of the
図11は上記第6実施形態の駆動態様を採用した場合の制御駆動部のタイミングチャートである。この場合、第3の駆動期間t3と第4の駆動期間t4が設けられているため、これに対応して制御信号S2の波形が異なる点を除き、上記と同様である。この例において実際に試作した構成で実験を行った。この例では、第4の駆動期間t4を0.059ms、第1の駆動期間t1を0.295ms、第2の駆動期間t2を0.236ms、2か所の遅れ時間tdをいずれも0.177ms、第3の駆動期間t3を0.885msとし、駆動周期(合計)1.829msとし、上記動作ユニットAを用いるとともに上記通気管12として60mmの樹脂チューブを用いて空圧作用を計測した。なお、圧力計は樹脂チューブの中間点に接続した。この実験では、第1の駆動期間t1の立ち上がり点と圧力波形の最大値との間の時間、すなわち、応答時間が900μsとなった。また、当該構成で実際の部品搬送装置に用いたところ、3000個/分の搬送能力に十分に対応でき、また、縦・横・高さが各1mm程度の部品に十分な空圧作用を与えることができることが判明した。なお、ここでは、V1=V2=25Vとし、また、前述の理由からt1(0.295ms)=t2(0.236ms)+t4(0.059ms)とした。
FIG. 11 is a timing chart of the control drive unit when the drive mode of the sixth embodiment is adopted. In this case, since the third driving period t3 and the fourth driving period t4 are provided, the control signal S2 is similar to the above except that the waveform of the control signal S2 is different. In this example, an experiment was performed using a configuration that was actually prototyped. In this example, the fourth drive period t4 is 0.059 ms, the first drive period t1 is 0.295 ms, the second drive period t2 is 0.236 ms, and the two delay times td are both 0.177 ms. The third driving period t3 was set to 0.885 ms, the driving cycle (total) was set to 1.829 ms, and the pneumatic unit was measured using the operation unit A and a 60 mm resin tube as the
制御手段である制御駆動部の構成は、図9(a)に示した例に限定されるものではなく、種々の制御駆動部を用いることができる。例えば、図9(b)に示すように、直流電源Vmに対してスイッチング素子Tr1とTr2の直列回路と、スイッチング素子Tr4とTr3の直列回路を並列に接続し、スイッチング素子Tr1とTr2の接続点電位と、スイッチング素子Tr4とTr3の接続点電位を圧電素子18の両端電圧として供給する構成が挙げられる。この場合、制御部SCは検出信号S1に基づいて制御信号S2をスイッチング素子Tr1及びTr3に出力し、制御信号S3をスイッチング素子Tr2及びTr4に出力する。この場合は直流電源Vmが一つであることからV1=V2とすることが好ましく、また、このことから当該制御駆動部を第6実施形態に適用することが望ましい。
The configuration of the control drive unit, which is a control means, is not limited to the example shown in FIG. 9A, and various control drive units can be used. For example, as shown in FIG. 9B, a series circuit of switching elements Tr1 and Tr2 and a series circuit of switching elements Tr4 and Tr3 are connected in parallel to a DC power source Vm, and a connection point between the switching elements Tr1 and Tr2 A configuration in which the electric potential and the connection point electric potential between the switching elements Tr4 and Tr3 are supplied as the voltage across the
[搬送部品に対する空圧の調整方法]
次に、上記各実施形態において空圧の調整を行う方法について説明する。搬送部品に対して作用する空圧の大きさを調整する場合には、上記のように、圧電素子18の第1の駆動期間t1の長さ、或いは、第2の駆動期間t2(第4の駆動期間t4)における電圧値−V2や第1の駆動期間t1における電圧値+V1を変更することで、ダイヤフラム17による動作空間OP、OP′の容積変化量を増減させることが考えられる。
[Pneumatic pressure adjustment method for conveying parts]
Next, a method for adjusting the air pressure in each of the above embodiments will be described. When adjusting the magnitude of the air pressure acting on the conveying component, as described above, the length of the first driving period t1 of the
一方、上記空圧の調整方法としては、圧電素子18の駆動速度を変更することによりダイヤフラム17の前面側(第1の方向)への変位速度を変えることも考えられる。すなわち、圧電素子18の駆動電圧Vdの波形を示す図12(a)及び(b)に示すように、駆動波形において、第1の駆動期間t1の第1変位変化期、すなわち、第1の方向へのダイヤフラム17の連続駆動を開始するときの駆動波形の傾斜角度(駆動電圧Vdの立ち上がり傾斜)を変えることにより、圧電素子18の変形速度を調整し、これによってダイヤフラム17の前面側(第1の方向)への変位速度を増減させる。このようにダイヤフラム17の変位速度が変化すると、空圧を直接かつ精密に調整することが可能になる。
On the other hand, as a method for adjusting the air pressure, it is conceivable to change the displacement speed of the
ここで、図12(a)は上記傾斜角度が急である場合、図12(b)は上記傾斜角度が(a)よりも緩やかである場合をそれぞれ示す。各図において、実線は矩形波で駆動した場合、二点鎖線は三角波で駆動した場合を示す。もちろん、第6実施形態の駆動波形の場合にも同様に適用可能である。このように駆動波形の立ち上がりの傾斜角度を調整することによって、ダイヤフラム17の変位速度を直接に制御することができるので、より精密な調整作業を容易に行うことができる。ただし、上記駆動波形の立ち上がりの傾斜角度の調整は、駆動手段(圧電素子18)の応答特性との関係で駆動手段が十分に応答できる範囲で行う必要があることは言うまでもない。
Here, FIG. 12A shows a case where the inclination angle is steep, and FIG. 12B shows a case where the inclination angle is gentler than that of FIG. In each figure, a solid line shows a case where it is driven by a rectangular wave, and a two-dot chain line shows a case where it is driven by a triangular wave. Of course, the same applies to the driving waveform of the sixth embodiment. Thus, by adjusting the inclination angle of the rising edge of the drive waveform, the displacement speed of the
尚、本発明の搬送部品の空圧作用システム及び部品搬送装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記実施形態では、主として、空圧を作用させることで搬送部品を排除したり、姿勢を変更したりするように構成する場合について説明しているが、搬送部品を他の搬送トラック等へ移動させたり、或いは、搬送部品を一時的に末端開口部に吸引保持して搬送を停止させたりするなど、本発明の空圧作用システムは、搬送部品に対する種々の作用態様を実現する場合に用いることができる。また、上記ダイヤフラムは金属薄板で構成されているが、樹脂やゴム製のダイヤフラムを用いてもよい。さらに、上記駆動手段は圧電素子を用いているが、ダイヤフラムを機械的に変形させることができるものであれば、電磁駆動体やクランク機構などであってもよく、また、圧電素子そのもので構成されるダイヤフラムなど、ダイヤフラム自体が自身で変形可能に構成されるものであってもよい。 It should be noted that the pneumatic component operating system and the component conveying apparatus of the present invention are not limited to the illustrated examples described above, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. is there. For example, in the above-described embodiment, a case is described in which the conveyance component is mainly removed by applying air pressure, or the posture is changed. However, the conveyance component is transferred to another conveyance truck or the like. The pneumatic action system of the present invention is used to realize various modes of action on the conveying parts, such as moving or temporarily holding the conveying parts in the terminal opening to stop conveyance. be able to. Moreover, although the said diaphragm is comprised with the metal thin plate, you may use the diaphragm made from resin or rubber | gum. Furthermore, although the driving means uses a piezoelectric element, it may be an electromagnetic driving body or a crank mechanism as long as it can mechanically deform the diaphragm, and is constituted by the piezoelectric element itself. The diaphragm itself may be configured to be deformable by itself, such as a diaphragm.
10…空圧作用システム、11…搬送体、11a…通気路、11b…末端側開口部、12…通気管、13…動作ユニット、14…出力側接続部、14a…軸孔、14b…基端側開口部、15…前面枠、15a…出力口、15b…傾斜内面、16…背面枠、17…ダイヤフラム、17p、18p…駆動配線、18…圧電素子、19a,19b…パッキン、DC…駆動部、DT…検出部、SC…制御部、AR…空圧経路、OP、OP′…動作ユニット、OS…動作空間、BC…背後空間、PT…搬送部品、Tr1、Tr2…スイッチング手段(トランジスタ)、Vm1、Vm2…直流電源
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記搬送部品が搬送される搬送トラック(11a)と、
該搬送トラック上の前記搬送部品を検出する検出手段(DT)と、
前記搬送トラック上に臨む末端開口部(11c)を備えた空圧経路(AR)と、
該空圧経路の基端側開口部(14b)が開口し、隔壁の少なくとも一部に可撓性のダイヤフラム(17)を備えた動作空間(OS)と、
該ダイヤフラムを駆動して変形させ前記動作空間の容積を増減させる駆動手段(18)と、
該駆動手段を制御して、前記動作空間の容積を増大若しくは減少させる第1の方向に前記ダイヤフラムを変位させて前記空圧を発生させ、その後、該第1の方向とは逆の第2の方向に前記ダイヤフラムを変位させて前記動作空間の容積を復帰させる不定期若しくは定期の動作周期を繰り返す制御手段(SC,DC)と、
を具備し、
該制御手段は、前記動作周期内において、前記ダイヤフラムの前記第1の方向への変位の開始時から前記第2の方向への変位の開始時までの第1の変位期間(DP1)よりも、前記第2の方向への変位の開始時から次の前記空圧を発生させるための前記第1の方向への変位の開始時までの第2の変位期間(DP2)が長くなるように制御するとともに、前記検出手段が前記搬送部品を検出したタイミングに応じて前記第1の変位期間を開始することを特徴とする搬送部品の空圧作用システム。 A pneumatic action system for controlling the position or posture of a conveying part (PT) by pneumatic pressure,
A transport track (11a) on which the transport parts are transported;
Detecting means (DT) for detecting the conveying parts on the conveying track ;
A pneumatic path (AR) with a terminal opening (11c) facing the transport track ;
An operating space (OS) in which a base end side opening (14b) of the pneumatic path is opened, and a flexible diaphragm (17) is provided in at least a part of the partition;
Driving means (18) for driving and deforming the diaphragm to increase or decrease the volume of the operating space;
And controlling the driving means, said diaphragm is displaced in a first direction to increase or decrease the volume of the working space to generate the pneumatic, then a second opposite to the direction of the first Control means (SC, DC) for repeating the irregular or regular operation cycle for displacing the diaphragm in the direction to restore the volume of the operation space;
Comprising
The control means includes a first displacement period (DP1) from the start of displacement of the diaphragm in the first direction to the start of displacement in the second direction within the operation cycle . Control is performed so that the second displacement period (DP2) from the start of the displacement in the second direction to the start of the next displacement in the first direction for generating the next pneumatic pressure becomes longer. In addition, a pneumatic component system for a conveying component, wherein the first displacement period is started in accordance with a timing at which the detecting means detects the conveying component.
前記制御手段は前記圧電素子に駆動電圧を印加する制御駆動部で構成されることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の搬送部品の空圧作用システム。 The driving means is composed of a piezoelectric element in close contact with the diaphragm,
The pneumatic operation system for conveying parts according to any one of claims 1 to 7, wherein the control means is configured by a control driving unit that applies a driving voltage to the piezoelectric element.
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