JPH1049237A - 圧電振動制御方法と装置 - Google Patents
圧電振動制御方法と装置Info
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- JPH1049237A JPH1049237A JP8225840A JP22584096A JPH1049237A JP H1049237 A JPH1049237 A JP H1049237A JP 8225840 A JP8225840 A JP 8225840A JP 22584096 A JP22584096 A JP 22584096A JP H1049237 A JPH1049237 A JP H1049237A
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- current
- piezoelectric vibrator
- driving
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D19/00—Control of mechanical oscillations, e.g. of amplitude, of frequency, of phase
- G05D19/02—Control of mechanical oscillations, e.g. of amplitude, of frequency, of phase characterised by the use of electric means
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Jigging Conveyors (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧電振動子を用いた振動装置を、簡単な構成
で正確に振動させる。 【解決手段】 所定の周波数で振動する圧電振動子と、
この圧電振動子が設けられたパーツフィーダ等の振動装
置（１０）と、この圧電振動子を駆動する駆動装置（１
２）とを有する。振動装置（１０）がほとんど振動しな
い周波数で圧電振動子を振動させ、その時の電圧と電流
及びこの電圧と電流の位相差を検出し、次に実際にこの
振動装置を駆動する周波数で振動させ、上記検出した電
圧、電流及び位相差から、上記実際の振動に関与しない
電流値を求める。この電流値から上記駆動時の振動に関
与している電流値を算出し、この振動に関与している電
流値を一定または所望の値にするように制御する。
で正確に振動させる。 【解決手段】 所定の周波数で振動する圧電振動子と、
この圧電振動子が設けられたパーツフィーダ等の振動装
置（１０）と、この圧電振動子を駆動する駆動装置（１
２）とを有する。振動装置（１０）がほとんど振動しな
い周波数で圧電振動子を振動させ、その時の電圧と電流
及びこの電圧と電流の位相差を検出し、次に実際にこの
振動装置を駆動する周波数で振動させ、上記検出した電
圧、電流及び位相差から、上記実際の振動に関与しない
電流値を求める。この電流値から上記駆動時の振動に関
与している電流値を算出し、この振動に関与している電
流値を一定または所望の値にするように制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、各種部品を振動
により供給するパーツフィーダ等に用いられる圧電振動
子の振動を制御する圧電振動制御方法と装置に関する。
により供給するパーツフィーダ等に用いられる圧電振動
子の振動を制御する圧電振動制御方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の例えばパーツフィーダの振動制御
は、特開昭５７−２７８０８号公報に開示されているよ
うに、部品を収容して振動させながらその部品を排出す
るボウルを有し、このボウルの振動を、光電変換装置に
より検出し、これにより得られたボウルの振幅を、振幅
制御回路にフィードバックして、ボウルを駆動する電磁
石に供給する電流を制御し、常時一定の振幅でボウルを
駆動するようにしたものである。
は、特開昭５７−２７８０８号公報に開示されているよ
うに、部品を収容して振動させながらその部品を排出す
るボウルを有し、このボウルの振動を、光電変換装置に
より検出し、これにより得られたボウルの振幅を、振幅
制御回路にフィードバックして、ボウルを駆動する電磁
石に供給する電流を制御し、常時一定の振幅でボウルを
駆動するようにしたものである。
【０００３】また、特開平６−７２５３２号公報に開示
されているように、ボウルに収容された部品が振動によ
り部品排出部からシュートに送られ、シュートを滑り落
ちて組立機械に供給される際に、シュートを通過する部
品を光電変換素子により検知し、部品供給する量を制御
しているものもある。
されているように、ボウルに収容された部品が振動によ
り部品排出部からシュートに送られ、シュートを滑り落
ちて組立機械に供給される際に、シュートを通過する部
品を光電変換素子により検知し、部品供給する量を制御
しているものもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術の場
合、電圧や温度等の外部環境の変化により供給部品の数
量が変動し、安定した部品供給ができにくいという問題
があった。また、供給部品量を制御するために、光電変
換装置等の、機械的な振動や動きを検知して電気信号に
変換するセンサを装置に取り付けてフィードバック制御
しているため、制御系が複雑なものとなり、装置が大型
化し、コストも高くなるものであった。
合、電圧や温度等の外部環境の変化により供給部品の数
量が変動し、安定した部品供給ができにくいという問題
があった。また、供給部品量を制御するために、光電変
換装置等の、機械的な振動や動きを検知して電気信号に
変換するセンサを装置に取り付けてフィードバック制御
しているため、制御系が複雑なものとなり、装置が大型
化し、コストも高くなるものであった。
【０００５】この発明は上記従来の技術の問題点に鑑み
て成されたもので、簡単な構成で正確な振動を行なわせ
ることができる圧電振動子の圧電振動制御方法と装置を
提供することを目的とする。
て成されたもので、簡単な構成で正確な振動を行なわせ
ることができる圧電振動子の圧電振動制御方法と装置を
提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、所定の周波
数で振動する圧電振動子と、この圧電振動子が設けられ
たパーツフィーダ等の振動装置と、この圧電振動子を駆
動する駆動装置とを有し、上記振動装置がほとんど振動
しない周波数で上記圧電振動子を振動させ、その時の電
圧と電流及びこの電圧と電流の位相差を検出し、次に実
際にこの振動装置を駆動する周波数で振動させ、上記検
出した電圧、電流及び位相差から、上記実際の振動に関
与しない電流値を求め、この電流値から上記駆動時の振
動に関与している電流値を算出し、この振動に関与して
いる電流値を一定または所望の値にするように制御する
圧電振動制御方法である。
数で振動する圧電振動子と、この圧電振動子が設けられ
たパーツフィーダ等の振動装置と、この圧電振動子を駆
動する駆動装置とを有し、上記振動装置がほとんど振動
しない周波数で上記圧電振動子を振動させ、その時の電
圧と電流及びこの電圧と電流の位相差を検出し、次に実
際にこの振動装置を駆動する周波数で振動させ、上記検
出した電圧、電流及び位相差から、上記実際の振動に関
与しない電流値を求め、この電流値から上記駆動時の振
動に関与している電流値を算出し、この振動に関与して
いる電流値を一定または所望の値にするように制御する
圧電振動制御方法である。
【０００７】またこの発明は、所定の周波数で振動する
圧電振動子と、この圧電振動子が設けられたパーツフィ
ーダ等の振動装置と、この圧電振動子を駆動する駆動装
置とを有し、この圧電振動子を駆動する電圧及び電流を
検知する検知手段と、この振動装置の駆動に際して上記
検出値を基に実際の振動に関与しない電流値を求める非
振動電流値演算手段と、この被振動電流値から上記駆動
時の振動に関与している電流値を算出する振動電流値演
算手段と、この振動電流値を一定または所望の値にする
振動電流制御手段とを備えた圧電振動制御装置である。
圧電振動子と、この圧電振動子が設けられたパーツフィ
ーダ等の振動装置と、この圧電振動子を駆動する駆動装
置とを有し、この圧電振動子を駆動する電圧及び電流を
検知する検知手段と、この振動装置の駆動に際して上記
検出値を基に実際の振動に関与しない電流値を求める非
振動電流値演算手段と、この被振動電流値から上記駆動
時の振動に関与している電流値を算出する振動電流値演
算手段と、この振動電流値を一定または所望の値にする
振動電流制御手段とを備えた圧電振動制御装置である。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態につい
て図面に基づいて説明する。この実施形態の圧電振動制
御装置は、図１に示すように、振動装置であり、各種部
品を供給するパーツフィーダ１０に関するもので、パー
ツフィーダ１０とこれを駆動する駆動装置である電力増
幅器１２と、この電力増幅器１２に駆動信号を出力する
制御装置１４を有している。パーツフィーダ１０は、内
部に圧電振動子を備え、この圧電振動子が電力増幅器か
ら供給される駆動電力により振動するものである。さら
に、パーツフィーダ１０は、電圧検出器１６、電流検出
器１８に接続され、電圧検出器１６、電流検出器１８の
出力が制御装置１４に入力している。
て図面に基づいて説明する。この実施形態の圧電振動制
御装置は、図１に示すように、振動装置であり、各種部
品を供給するパーツフィーダ１０に関するもので、パー
ツフィーダ１０とこれを駆動する駆動装置である電力増
幅器１２と、この電力増幅器１２に駆動信号を出力する
制御装置１４を有している。パーツフィーダ１０は、内
部に圧電振動子を備え、この圧電振動子が電力増幅器か
ら供給される駆動電力により振動するものである。さら
に、パーツフィーダ１０は、電圧検出器１６、電流検出
器１８に接続され、電圧検出器１６、電流検出器１８の
出力が制御装置１４に入力している。
【０００９】また、パーツフィーダ１０の圧電振動子の
振幅を設定する振幅電流設定器２０の出力が制御装置１
４に接続されている。さらに、後述の第二実施形態のよ
うに、周波数制御を行なわせる場合には、周波数または
振幅位相を設定する設定器２２の出力も制御装置１４に
接続する。
振幅を設定する振幅電流設定器２０の出力が制御装置１
４に接続されている。さらに、後述の第二実施形態のよ
うに、周波数制御を行なわせる場合には、周波数または
振幅位相を設定する設定器２２の出力も制御装置１４に
接続する。
【００１０】この実施形態の圧電振動制御装置の制御方
法は、図３に示すように、先ず、実際の駆動周波数より
低くパーツフィーダ１０がほとんど振動しない周波数ｆ
ａでパーツフィーダ１０の圧電振動子を振動させ、その
時の電圧Ｖａと電流Ｉａ及びこの電圧Ｖａと電流Ｉａの
位相差θを検出する。このときの電流Ｉａは、振動が生
じないため、図２に示すように振動に関与しない電流と
ほぼ等しい。次に実際にこのパーツフィーダ１０を駆動
する周波数ｆｂで圧電振動子を振動させ、上記検出した
電圧Ｖａ、電流Ｉａ及び位相差θから、上記実際の振動
に関与しない電流値Ｉｂ0を求め、この電流値Ｉｂ0から
上記駆動時の振動に関与している電流値Ｉｂを算出す
る。この算出は以下の式により求める。
法は、図３に示すように、先ず、実際の駆動周波数より
低くパーツフィーダ１０がほとんど振動しない周波数ｆ
ａでパーツフィーダ１０の圧電振動子を振動させ、その
時の電圧Ｖａと電流Ｉａ及びこの電圧Ｖａと電流Ｉａの
位相差θを検出する。このときの電流Ｉａは、振動が生
じないため、図２に示すように振動に関与しない電流と
ほぼ等しい。次に実際にこのパーツフィーダ１０を駆動
する周波数ｆｂで圧電振動子を振動させ、上記検出した
電圧Ｖａ、電流Ｉａ及び位相差θから、上記実際の振動
に関与しない電流値Ｉｂ0を求め、この電流値Ｉｂ0から
上記駆動時の振動に関与している電流値Ｉｂを算出す
る。この算出は以下の式により求める。
【００１１】 Ｉｂ0＝Ｖｂ・ｆｂ／（Ｖａ／ｆａ）・Ｉａ （１） ここで、電流Ｉｂ0、Ｉａはベクトルである。
【００１２】（１）式より振動に関与する電流Ｉｂ1は Ｉｂ1＝Ｉｂ−Ｉｂ0 （２） となり 図４に示すように、ベクトルでＩｂ1を求める
ことができる。
ことができる。
【００１３】以上のように求めた電流値Ｉｂ1を、部品
の排出に最も効率よく安定した振幅となるように調整す
る。この振幅は、パーツフィーダ１０の場合、小さ過ぎ
ると部品の移動が少なく排出個数が少なくなって効率が
悪く、振幅が大き過ぎると、部品の整列過程で部品が落
ちてしまい、やはり排出個数が減ってしまう。従って、
各部品により効率よく搬送し排出可能な振幅に設定する
必要がある。そして、この振幅と、振動電流Ｉｂ1はほ
ぼリニアな相関関係にあり、振動電流値Ｉｂ1を制御す
ることにより正確な振幅制御を行なうことができる。
の排出に最も効率よく安定した振幅となるように調整す
る。この振幅は、パーツフィーダ１０の場合、小さ過ぎ
ると部品の移動が少なく排出個数が少なくなって効率が
悪く、振幅が大き過ぎると、部品の整列過程で部品が落
ちてしまい、やはり排出個数が減ってしまう。従って、
各部品により効率よく搬送し排出可能な振幅に設定する
必要がある。そして、この振幅と、振動電流Ｉｂ1はほ
ぼリニアな相関関係にあり、振動電流値Ｉｂ1を制御す
ることにより正確な振幅制御を行なうことができる。
【００１４】そして振動電流Ｉｂ1の制御方法は、図３
に示すように、求めた振動電流Ｉｂ1の値が設定値より
も小さい場合は、駆動電圧を上げ、振動電流Ｉｂ1の値
が設定値よりも大きい場合は、駆動電圧を下げる。そし
てこの制御を続けることにより、振幅を最適値に制御す
ることができる。
に示すように、求めた振動電流Ｉｂ1の値が設定値より
も小さい場合は、駆動電圧を上げ、振動電流Ｉｂ1の値
が設定値よりも大きい場合は、駆動電圧を下げる。そし
てこの制御を続けることにより、振幅を最適値に制御す
ることができる。
【００１５】この実施形態の圧電振動制御方法と装置に
よれば、機械的振動を検知して電気信号に変換するセン
サを用いることなく、圧電振動子の駆動電流を基に電気
信号のまま制御対象を検知し駆動電圧を制御するもので
あり、構成が簡単で正確な振幅制御が可能となるもので
ある。
よれば、機械的振動を検知して電気信号に変換するセン
サを用いることなく、圧電振動子の駆動電流を基に電気
信号のまま制御対象を検知し駆動電圧を制御するもので
あり、構成が簡単で正確な振幅制御が可能となるもので
ある。
【００１６】次のこの発明の圧電振動制御装置の第二の
実施の形態について、図５を基にして説明する。この実
施の形態の圧電振動制御方法と装置は、上記第一実施形
態と同様の装置で、図５に示す制御を行なうものであ
る。この制御方法は、上記実施形態と同様に、実際の駆
動周波数より低くパーツフィーダ１０がほとんど振動し
ない周波数ｆａでパーツフィーダ１０の圧電振動子を振
動させ、その時の電圧Ｖａと電流Ｉａ及びこの電圧Ｖａ
と電流Ｉａの位相差θを検出する。そして、この位相差
θについて、所定の設定値との比較を行ない、位相差θ
が設定値よりも小さい場合は、駆動周波数を上げ、大き
い場合は周波数を落す制御を行なうものである。
実施の形態について、図５を基にして説明する。この実
施の形態の圧電振動制御方法と装置は、上記第一実施形
態と同様の装置で、図５に示す制御を行なうものであ
る。この制御方法は、上記実施形態と同様に、実際の駆
動周波数より低くパーツフィーダ１０がほとんど振動し
ない周波数ｆａでパーツフィーダ１０の圧電振動子を振
動させ、その時の電圧Ｖａと電流Ｉａ及びこの電圧Ｖａ
と電流Ｉａの位相差θを検出する。そして、この位相差
θについて、所定の設定値との比較を行ない、位相差θ
が設定値よりも小さい場合は、駆動周波数を上げ、大き
い場合は周波数を落す制御を行なうものである。
【００１７】これは、駆動電力の振動に対して共振点で
の圧電振動子の振動は９０°位相が遅れ、また振動に関
与する振動電流Ｉｂ1の位相は同じであるということを
利用したものであ。従って、この位相のずれを検知して
駆動信号の周波数を制御することにより、周波数を一定
に制御することができる。
の圧電振動子の振動は９０°位相が遅れ、また振動に関
与する振動電流Ｉｂ1の位相は同じであるということを
利用したものであ。従って、この位相のずれを検知して
駆動信号の周波数を制御することにより、周波数を一定
に制御することができる。
【００１８】なお、圧電振動子が自励振型の場合は、振
動電流Ｉｂ1の位相が駆動電流の位相に対して９０°位
相が遅れるようにすれば、正確な振動が可能となる。こ
の場合、設定器２２は、振幅位相を設定するものであ
る。また、圧電振動子が他励振型の場合は、使用者が所
定の周波数を設定するものであるが、この場合も、振動
電流の位相検出により正確な位相制御が可能となる。そ
して周波数は、設定器２２により設定する。
動電流Ｉｂ1の位相が駆動電流の位相に対して９０°位
相が遅れるようにすれば、正確な振動が可能となる。こ
の場合、設定器２２は、振幅位相を設定するものであ
る。また、圧電振動子が他励振型の場合は、使用者が所
定の周波数を設定するものであるが、この場合も、振動
電流の位相検出により正確な位相制御が可能となる。そ
して周波数は、設定器２２により設定する。
【００１９】この実施の形態によっても上記と同様に、
複雑なセンサを用いることなく、正確な周波数制御が可
能となる。
複雑なセンサを用いることなく、正確な周波数制御が可
能となる。
【００２０】尚、この発明は上記実施の形態に限定され
ず、用途はパーツフィーダの他、圧電振動子を用いた装
置全般に利用可能なものである。
ず、用途はパーツフィーダの他、圧電振動子を用いた装
置全般に利用可能なものである。
【００２１】
【発明の効果】この発明の圧電振動制御方法と装置は、
機械的振動を検知するセンサを用いることなく、駆動電
流を元に直接振動を制御するものであり、構成が簡単で
あり、正確な制御が可能となるものである。
機械的振動を検知するセンサを用いることなく、駆動電
流を元に直接振動を制御するものであり、構成が簡単で
あり、正確な制御が可能となるものである。
【図１】この発明の第一実施の形態の圧電振動制御装置
の概略回路図である。
の概略回路図である。
【図２】この実施形態のパーツフィーダの電流及び加速
度周波数特性を示す図である。
度周波数特性を示す図である。
【図３】この実施形態の圧電振動制御装置の制御内容を
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
【図４】この実施形態の圧電振動制御装置の制御におけ
る電流値のベクトル図である。
る電流値のベクトル図である。
【図５】この発明の第二実施の形態の圧電振動制御装置
の制御内容を示すフローチャートである。
の制御内容を示すフローチャートである。
１０ パーツフィーダ １４ 制御装置 １６ 電圧検出器 １８ 電流検出器
Claims (2)
- 【請求項１】 所定の周波数で振動する圧電振動子と、
この圧電振動子が設けられた振動装置（１０）と、この
圧電振動子を駆動する駆動装置（１２）とを有し、上記
振動装置（１０）がほとんど振動しない周波数で上記圧
電振動子を振動させ、その時の電圧と電流及びこの電圧
と電流の位相差を検出し、次に実際にこの振動装置（１
０）を駆動する周波数で振動させ、上記検出した電圧、
電流及び位相差から、上記実際の振動に関与しない電流
値を求め、この電流値から上記駆動時の振動に関与して
いる電流値を算出し、この振動に関与している電流値を
所定の値にするように制御する圧電振動制御方法。 - 【請求項２】 所定の周波数で振動する圧電振動子と、
この圧電振動子が設けられた振動装置（１０）と、この
圧電振動子を駆動する駆動装置（１２）とを有し、この
圧電振動子を駆動する電圧及び電流を検知する検知手段
（１６，１８）と、この振動装置（１０）の駆動に際し
て上記検出値を基に実際の振動に関与しない電流値を求
める非振動電流値演算手段と、この被振動電流値から上
記駆動時の振動に関与している電流値を算出する振動電
流値演算手段と、この振動電流値を所定の値にする振動
電流制御手段とを備えた圧電振動制御装置。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22584096A JP3418507B2 (ja) | 1996-08-07 | 1996-08-07 | 圧電振動制御方法 |
| EP97305310A EP0823680B1 (en) | 1996-08-07 | 1997-07-16 | Method and apparatus for controlling piezoelectric vibration |
| DE69713459T DE69713459T2 (de) | 1996-08-07 | 1997-07-16 | Verfahren und Vorrichtung zur Regelung von piezoelektrischen Vibrationen |
| TW086110948A TW378288B (en) | 1996-08-07 | 1997-07-31 | Method and apparatus for controlling piezoelectric vibration |
| US08/905,401 US5910698A (en) | 1996-08-07 | 1997-08-04 | Method and apparatus for controlling piezoelectric vibration |
| KR1019970037329A KR100249339B1 (ko) | 1996-08-07 | 1997-08-05 | 압전 진동 제어 방법 및 장치 |
| CNB971161615A CN1146520C (zh) | 1996-08-07 | 1997-08-06 | 用于控制压电振动的方法和设备 |
| HK98109583A HK1008797A1 (en) | 1996-08-07 | 1998-07-31 | Method and apparatus for controlling piezoelectric vibration |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22584096A JP3418507B2 (ja) | 1996-08-07 | 1996-08-07 | 圧電振動制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1049237A true JPH1049237A (ja) | 1998-02-20 |
| JP3418507B2 JP3418507B2 (ja) | 2003-06-23 |
Family
ID=16835656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22584096A Expired - Fee Related JP3418507B2 (ja) | 1996-08-07 | 1996-08-07 | 圧電振動制御方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5910698A (ja) |
| EP (1) | EP0823680B1 (ja) |
| JP (1) | JP3418507B2 (ja) |
| KR (1) | KR100249339B1 (ja) |
| CN (1) | CN1146520C (ja) |
| DE (1) | DE69713459T2 (ja) |
| HK (1) | HK1008797A1 (ja) |
| TW (1) | TW378288B (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1179493A2 (en) | 2000-08-11 | 2002-02-13 | Ykk Corporation | Method and apparatus for controlling piezoelectric vibratory parts feeder |
| EP1264787A1 (en) | 2001-06-04 | 2002-12-11 | Ykk Corporation | Parts feeder and control method thereof |
| EP1367010A1 (en) | 2002-05-28 | 2003-12-03 | Ykk Corporation | Parts feeder and control method thereof |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5758637A (en) | 1995-08-31 | 1998-06-02 | Aerogen, Inc. | Liquid dispensing apparatus and methods |
| US6235177B1 (en) | 1999-09-09 | 2001-05-22 | Aerogen, Inc. | Method for the construction of an aperture plate for dispensing liquid droplets |
| US7971588B2 (en) | 2000-05-05 | 2011-07-05 | Novartis Ag | Methods and systems for operating an aerosol generator |
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