振动系统的控制装置以及工件搬送装置制造方法及图纸

提供一种应用于零件送料机、超声波电动机等利用振动的装置中的、能够稳定且高效率地对这些装置进行驱动的振动系统的控制装置以及工件搬送装置。在通过共同的驱动指令对多个振动系统(1、2)进行驱动时利用该控制装置，振动系统(1、2)各自具有共振频率(f1、f2)，该控制装置具备：目标频率设定单元(31)，其将目标频率(fm)设定在各振动系统的共振频率(f1、f2)之间；以及追踪单元(32)，其使驱动指令的频率(fv)追踪该目标频率设定单元(31)所设定的目标频率(fm)。

Control device of vibration system and workpiece conveying device

【技术实现步骤摘要】
振动系统的控制装置以及工件搬送装置
本专利技术涉及一种能够应用在零件送料机、超声波电动机等利用振动的装置的、能够稳定且高效率地驱动这些装置的振动系统的控制装置以及工件搬送装置。
技术介绍
以往，存在如椭圆振动零件送料机、超声波电动机等那样的具有多个振动系统并且以单一的频率对这些振动系统进行驱动由此发挥各种功能的装置。在此，多个振动系统也包括基于多个构造物的振动系统、有多个振动方向的振动系统以及同一构造物的多个振动模式中的任一种。在这样的装置中，为了高效地进行振动，很多情况下以使该多个振动系统的共振频率成为接近的值的方式进行设计、调整，并以这些共振频率附近的频率进行驱动。另外，提出有如下控制：根据多个振动系统中的一个振动系统的共振频率来调节驱动频率(例如参照专利文献1、2)。专利文献1示出超声波电动机的驱动电路，构成为对驱动频率进行控制以使与驱动状态相应的电压(从驱动检测用的压电元件获得的电压)同对压电体施加的电压(对两个电极中的一方施加的电压)之间的相位差成为预先设定的相位差。另一方面，专利文献2示出椭圆振动零件送料机的驱动控制装置，构成为以使水平方向振动和垂直方向振动中的任一方的振幅为最大的方式来设定输出频率。专利文献1：日本特公平07-2023号公报专利文献2：日本特开平11-227926号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，如图12所示，各振动系统的共振频率并不是严格地保持一致，而是存在有偏差。另外，还能够考虑到，在因温度变化等而共振频率发生变化的情况下，并不限于各振动系统的共振频率相同地变化，而是偏差变大。因此，在以往的基于一个振动系统的共振频率来对驱动频率进行调整的控制中，因共振频率的偏差的影响而装置整体的效率没有最大化。另外考虑会产生以下等各种问题：各振动系统的振动的响应倍率的差变大；在一部分振动系统中为了产生所需要的振幅而需要过大的激振力；在一部分振动系统中振幅不足。本专利技术的目的在于有效地解决这些技术问题。用于解决问题的方案本专利技术为了解决所述技术问题，采取如下技术手段。即，本专利技术所涉及的振动系统的控制装置是在通过共同的驱动指令对多个振动系统进行驱动时利用的控制装置，其特征在于，各所述振动系统各自具有共振频率，所述控制装置具备：目标频率设定单元，其将目标频率设定在各所述振动系统的共振频率之间；以及追踪单元，其使所述驱动指令的频率追踪所述目标频率设定单元所设定的目标频率。根据这样的结构，不偏向于一部分共振频率，能够以整体上取得平衡的频率来对各振动系统进行驱动。而且，即使在振动系统的共振频率因温度等而发生变化的情况下，也能够以追踪该变化的频率来对振动系统进行驱动。在该情况下，优选为，所述目标频率设定单元以使各所述振动系统的相位与所述驱动指令的相位之间成为规定的相位关系的方式来设定所述目标频率，所述追踪单元进行使所述驱动指令的频率成为所述目标频率的反馈控制。这样，如果通过相位来设定目标频率，则不需要探寻共振频率，因此能够不中断驱动地持续进行控制。具体来讲，期望的是，所述目标频率设定单元具备：针对各振动系统设定的相位差设定器；相位差检测器，其检测在各振动系统中检测出的相位与所述驱动指令的相位之间的相位差；以及加法器，其将各所述振动系统各自的设定相位差与所述检测相位差之间的偏差进行合计，所述控制装置基于由该加法器进行加法运算得到的合成偏差来生成所述驱动指令。根据这样的结构，使用相位而不需要探寻共振频率，因此能够使控制装置的结构简单化。并且，优选为，在各所述振动系统中，所述相位差检测器将所述驱动指令的信号与来自所述振动检测器的检测信号相乘来取出直流成分并对其进行标准化(日文：正規化)，由此检测相位差。根据这样的结构，不需要以过零检测等那样高的分辨率进行采样，因此能够可靠地检测相位关系(∴取出直流成分并进行标准化的效果)。根据这样的结构，即使在各振动系统中振幅不同的情况下，也能够去除其影响地进行可靠的相位差检测。另外，优选为，所述目标频率设定单元检测各振动系统的共振频率并将目标频率设定在各振动系统的共振频率之间，所述追踪单元进行使所述驱动指令的频率成为所述目标频率的反馈控制。根据这样的结构，即使在例如相位检测困难的对象物中，也能够不根据相位而通过振动频率来比较简单地设定目标频率。而且，如果将以上的控制装置应用于具备搬送部和行波产生单元的工件搬送装置并利用所述控制装置来控制该工件搬送装置的行波产生单元，则能够高效率地发挥稳定的搬送能力，其中，所述工件搬送装置的所述搬送部以载置工件的状态来搬送工件，所述行波产生单元通过将相位不同的驻波进行合成来产生用于使所述搬送部进行弯曲振动的行波。专利技术的效果以上，根据所说明的本专利技术，能够提供一种在应用于零件送料机、超声波电动机等利用振动的装置的情况下能够稳定且高效率地驱动这些装置的、新型的有用的振动系统的控制装置以及工件搬送装置。附图说明图1是示出本专利技术的一个实施方式所涉及的振动系统的控制装置的框图。图2是具体地示出图1的一部分的框图。图3是更具体的示出图2的一部分的框图。图4是示出多个振动系统中的共振频率与驱动指令所涉及的频率之间的关系的伯德图。图5是用于对该实施方式中的目标频率进行说明的与图4的一部分对应的伯德图。图6是用于对该实施方式中的没有进行标准化的情况下的问题进行说明的比较图。图7是示出本专利技术所涉及的振动系统的控制装置的变形例的图。图8是示出本专利技术所涉及的振动系统的控制装置的其它变形例的图。图9是示出作为本专利技术所涉及的工件搬送装置的结构例的零件送料机的图。图10是针对构成该零件送料机的振动盘送料机(bowlfeeder)的控制框图。图11是针对构成该零件送料机的直进式送料机(linearfeeder)的控制框图。图12是用于对与本专利技术相对比的以往的控制进行说明的图。附图标记说明1：第一振动系统；2：第二振动系统；15：第一相位差检测器；25：第二相位差检测器；30：加法器；31：目标频率设定单元；32：追踪单元(驱动指令生成部)；31A1：第一相位差设定器；32B1：第二相位差设定器；C：振动系统的控制装置；f1、f2：共振频率；fm：目标频率；T1、t1、t2：搬送部；BZ、LZ：行波产生单元；PF：工件搬送装置(零件送料机)。具体实施方式以下，参照附图来说明本专利技术的一个实施方式。图1用框图来示出本实施方式所涉及的振动系统的控制装置C。该控制装置C包括第一、第二振动系统1、2，并且具有各振动系统1、2的共振频率f1、f2为接近的值那样的振动部(1x、2x)。作为这样的共振频率f1、f2为接近的值那样的振动系统，例如能够列举出通过对在空间上存在相位差的多个部位以多个振动模式进行激振来产生行波的零件送料机等超声波振动系统、通过XYZ方向上的振动来产生椭圆振动的平面搬送装置等的弹簧质量阻尼器(Springmassdamper)振动系统等。具体来讲，第一、第二振动系统1、2各自被第一、第二激振器11、21进行激振。由振荡器等驱动指令生成部32a生成的频率可变的正弦波、矩形波等周期信号被第一、第二放大器12、22放大后被输入到第一、第二激振器11、21。关于第二激振器21，为了提供以第一振动系统1为基准的相对的相位差，将来自驱动指令生成部32的周期信号在移本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种振动系统的控制装置，是在通过共同的驱动指令对多个振动系统进行驱动时利用的控制装置，其特征在于，各所述振动系统各自具有共振频率，所述控制装置具备：目标频率设定单元，其将目标频率设定在各所述振动系统的共振频率之间；以及追踪单元，其使所述驱动指令的频率追踪所述目标频率设定单元所设定的目标频率。

【技术特征摘要】
2017.10.20 JP 2017-2030341.一种振动系统的控制装置，是在通过共同的驱动指令对多个振动系统进行驱动时利用的控制装置，其特征在于，各所述振动系统各自具有共振频率，所述控制装置具备：目标频率设定单元，其将目标频率设定在各所述振动系统的共振频率之间；以及追踪单元，其使所述驱动指令的频率追踪所述目标频率设定单元所设定的目标频率。2.根据权利要求1所述的振动系统的控制装置，其特征在于，所述目标频率设定单元以使各所述振动系统的相位与所述驱动指令的相位之间成为规定的相位关系的方式来设定所述目标频率，所述追踪单元进行使所述驱动指令的频率成为所述目标频率的反馈控制。3.根据权利要求2所述的振动系统的控制装置，其特征在于，所述目标频率设定单元具备：针对各振动系统设定的相位差设定器；相位差检测器，其检测在各振动系统中检测出的相位与所述驱动指令的相位之间的相位差；以及加法...

【专利技术属性】
技术研发人员：前田峰尚，
申请(专利权)人：昕芙旎雅有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP