特許 6882685 振動系の制御装置およびワーク搬送装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6882685

(24)【登録日】2021年5月11日

(45)【発行日】2021年6月2日

(54)【発明の名称】振動系の制御装置およびワーク搬送装置

(51)【国際特許分類】

   H02N 2/06 20060101AFI20210524BHJP

   B06B 1/02 20060101ALI20210524BHJP

   B65G 27/32 20060101ALI20210524BHJP

【ＦＩ】

   H02N2/06

   B06B1/02 A

   B65G27/32

【請求項の数】5

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-203034(P2017-203034)

(22)【出願日】2017年10月20日

(65)【公開番号】特開2019-76802(P2019-76802A)

(43)【公開日】2019年5月23日

【審査請求日】2020年8月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002059

【氏名又は名称】シンフォニアテクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100137486

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 雅直

(72)【発明者】

【氏名】前田 峰尚

【審査官】 尾家 英樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−２３３３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０４３４３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｎ ２／００− ２／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の振動系を共通の駆動指令を通じて駆動する際に利用される制御装置であって、
前記各振動系は各々共振周波数を有しており、
これらの共振周波数の間に目標周波数を設定する目標周波数設定手段と、
前記目標周波数設定手段が設定する目標周波数に前記駆動指令の周波数を追尾させる追尾手段とを具備し、
前記目標周波数設定手段は、前記各振動系の位相と前記駆動指令の位相との間が所定の位相関係となるように前記目標周波数を設定するものであり、前記追尾手段は、前記駆動指令の周波数を前記目標周波数とするフィードバック制御を行うものであることを特徴とする振動系の制御装置。

【請求項2】

複数の振動系を共通の駆動指令を通じて駆動する際に利用される制御装置であって、
前記各振動系は各々共振周波数を有しており、
これらの共振周波数の間に目標周波数を設定する目標周波数設定手段と、
前記目標周波数設定手段が設定する目標周波数に前記駆動指令の周波数を追尾させる追尾手段とを具備し、
前記目標周波数設定手段は、前記各振動系の共振周波数を検出してその間に目標周波数を設定するものであり、前記追尾手段は、前記駆動指令の周波数を前記目標周波数とするフィードバック制御を行うものであることを特徴とする振動系の制御装置。

【請求項3】

前記目標周波数設定手段は、各振動系に設けた位相差設定器と、各振動系において検出した位相と前記駆動指令の位相との位相差を検出する位相差検出器と、前記各振動系毎の設定位相差と前記検出位相差との偏差を足し合わせる加算器とを備え、この加算器で加算した合成偏差に基づいて前記駆動指令を生成している請求項１に記載の振動系の制御装置。

【請求項4】

前記各振動系において、前記位相差検出器は、前記駆動指令と前記振動検出器からの検出信号を乗算して直流分を取り出し、これを正規化することによって位相差を検出している請求項３に記載の振動系の制御装置。

【請求項5】

ワークを載置した状態で搬送する搬送部と、位相の異なる定在波が合成されることにより前記搬送部をたわみ振動させるための進行波を発生させる進行波発生手段と、を備えており、前記進行波発生手段に請求項１乃至４の何れかに記載の振動系の制御装置が適用されていることを特徴とするワーク搬送装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、パーツフィーダや超音波モータ等の振動を利用した装置に適用され、安定・高効率にこれらを駆動させることを可能とした、振動系の制御装置およびワーク搬送装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、楕円振動パーツフィーダや超音波モータ等のように、複数の振動系を有し、それらを単一の周波数で駆動させることにより種々の機能を発揮する装置がある。ここで、複数の振動系とは、複数の構造物による振動系や、複数の振動方向を持つ振動系、同一の構造物の複数の振動モード、のいずれをも含んでいる。

【0003】

このような装置では、効率よく振動させるために、これら複数の振動系の共振周波数が近い値となるように設計・調整を行い、これらの共振周波数付近の周波数で駆動することが多い。また、複数のうちの一つの振動系の共振周波数に応じて駆動周波数を調節する制御が提案されている（例えば特許文献１、２参照）。

【0004】

特許文献１は超音波モータの駆動回路を示しており、駆動状態に応じた電圧（駆動検出用の圧電素子から得られる電圧）と、圧電体への印加電圧（２つの電極のうちの一方への印加電圧）との位相差が、予め設定された位相差となるように駆動周波数を制御するように構成されている。

【0005】

一方、特許文献２は楕円振動パーツフィーダの駆動制御装置を示しており、水平方向振動と垂直方向振動のいずれか一方の振幅が最大となるように出力周波数を設定するように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特公平０７−２０２３号公報

【特許文献2】特開平１１−２２７９２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、図１２に示すように、各振動系の共振周波数は厳密には一致しておらず、ずれがある。また、温度変化等によって共振周波数が変化する場合、各振動系の共振周波数が同じように変化するとは限らず、ずれが大きくなることも考えられる。

【0008】

このため、従来の一つの振動系の共振周波数に基づいて駆動周波数を調整する制御では、共振周波数のずれの影響によって装置全体の効率は最大とはならない。また、各振動系の振動の応答倍率の差が大きくなり、一部の振動系で必要な振幅を出すために過大な加振力が必要となったり、一部の振動系で振幅が不足するなど、種々の問題が生じることが考えられる。

【0009】

本発明は、これらの課題を有効に解決することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、かかる課題を解決するために、次のような手段を講じたものである。

【0011】

すなわち、本発明に係る振動系の制御装置は、複数の振動系を共通の駆動指令を通じて駆動する際に利用されるものであって、前記各振動系は各々共振周波数を有しており、これらの共振周波数の間に目標周波数を設定する目標周波数設定手段と、前記目標周波数設定手段が設定する目標周波数に前記駆動指令の周波数を追尾させる追尾手段とを具備し、前記目標周波数設定手段は、前記各振動系の位相と前記駆動指令の位相との間が所定の位相関係となるように前記目標周波数を設定するものであり、前記追尾手段は、前記駆動指令の周波数を前記目標周波数とするフィードバック制御を行うものであることを特徴とする。

【0012】

このように構成すれば、一部の共振周波数に偏るようなことなく全体的にバランスの取れた周波数で各振動系を駆動することができる。そして、振動系の共振周波数が温度等によって変化する場合にも、これに追尾した周波数で振動系を駆動することが可能となる。

【0014】

このように、位相を通じて目標周波数を設定するようにすれば、共振周波数を探索する必要がないため、駆動を中断することなく制御を続行することができる。

【0015】

具体的には、前記目標周波数設定手段は、各振動系に設けた位相差設定器と、各振動系において検出した位相と前記駆動指令の位相との位相差を検出する位相差検出器と、前記各振動系毎の設定位相差と前記検出位相差との偏差を足し合わせる加算器とを備え、この加算器で加算した合成偏差に基づいて前記駆動指令を生成していることが望ましい。

【0016】

このように構成すれば、位相を用いて共振周波数を探索する必要がないので、制御装置の構成を簡易化することができる。

【0017】

さらに、前記各振動系において、前記位相差検出器は、前記駆動指令の信号と前記振動検出器からの検出信号を乗算して直流分を取り出し、これを正規化することによって位相差を検出していることが好適である。

【0018】

このように構成すれば、ゼロクロス検出等のように高い分解能でサンプリングを行う必要ないため、確実に位相関係を検出することが可能になる（∴直流分を取り出し正規化することの効果）。このように構成すれば、各振動系で振幅が異なる場合にも、それによる影響を除去して確実な位相差検出を行うことが可能になる。

【0019】

また、本発明の別の態様に係る振動系の制御装置は、複数の振動系を共通の駆動指令を通じて駆動する際に利用されるものであって、前記各振動系は各々共振周波数を有しており、これらの共振周波数の間に目標周波数を設定する目標周波数設定手段と、前記目標周波数設定手段が設定する目標周波数に前記駆動指令の周波数を追尾させる追尾手段とを具備し、前記目標周波数設定手段は、前記各振動系の振動周波数を検出してその間に目標周波数を設定するものであり、前記追尾手段は、前記駆動指令の周波数を前記目標周波数とするフィードバック制御を行うものであることを特徴とする。

【0020】

このように構成すれば、一部の共振周波数に偏るようなことなく全体的にバランスの取れた周波数で各振動系を駆動することができる。そして、振動系の共振周波数が温度等によって変化する場合にも、これに追尾した周波数で振動系を駆動することが可能となる。
また、このように構成すれば、例えば位相検出が困難な対象物においても、位相によらず振動周波数を通じて比較的簡単に目標周波数を設定することができる。

【0021】

そして、以上の制御装置を、ワークを載置した状態で搬送する搬送部と、位相の異なる定在波が合成されることにより前記搬送部をたわみ振動させるための進行波を発生させる進行波発生手段とを備えたワーク搬送装置に適用し、このワーク搬送装置の進行波発生手段を上記制御装置によって制御するようにすれば、高効率で安定した搬送能力を発揮させることが可能となる。

【発明の効果】

【0022】

以上、説明した本発明によれば、パーツフィーダや超音波モータ等の振動を利用した装置に適用した場合に、安定・高効率にこれらを駆動させることが可能となる、新規有用な振動系の制御装置およびワーク搬送装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の一実施形態に係る振動系の制御装置を示すブロック図。

【図2】図１の一部を具体的に示したブロック図。

【図3】図２の一部を更に具体的に示したブロック図。

【図4】複数の振動系における共振周波数と駆動指令に係る周波数との関係を示すボード線図。

【図5】同実施形態における目標周波数を説明するための図４の一部に対応したボード線図。

【図6】同実施形態における正規化が行われない場合の不具合を説明するための比較図。

【図7】本発明に係る振動系の制御装置の変形例を示す図。

【図8】本発明に係る振動系の制御装置の他の変形例を示す図。

【図9】本発明に係るワーク搬送装置の構成例としてのパーツフィーダを示す図。

【図10】同パーツフィーダを構成するボウルフィーダに対する制御ブロック図。

【図11】同パーツフィーダを構成するリニアフィーダに対する制御ブロック図。

【図12】本発明と対比される従来の制御を説明するための図。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。

【0025】

図１は本実施形態に係る振動系の制御装置Ｃをブロック図で示したものである。この制御装置Ｃは、第一、第二振動系１、２を持ち、各振動系１、２の共振周波数ｆ１、ｆ２が近い値にあるような振動部（１ｘ、２ｘ）を有する。このような共振周波数ｆ１、ｆ２が近い値にあるような振動系としては、例えば空間的位相差のある複数箇所を複数の振動モードで加振することによって進行波を発生させるパーツフィーダ等の超音波振動系や、ＸＹＺ方向への振動を通じて楕円振動を発生させる平面搬送装置等のバネマスダンパ振動系などが挙げられる。

【0026】

具体的には、第一、第二振動系１，２は、それぞれ第一、第二加振器１１、２１によって加振される。

【0027】

第一、第二加振器１１、２１へは、発信器等の駆動指令生成部３２ａで生成される、周波数可変で正弦波や矩形波などの周期信号が第一、第二増幅器１２、２２で増幅されて入力される。第二か加振器２１に関しては、第一振動系１を基準とした相対的な位相差を与えるべく、駆動指令生成部３２からの周期信号を位相器２３において位相をずらして第二増幅器２２で増幅したものが入力される。

【0028】

すなわち、駆動指令生成部３２からの周期信号は、第一増幅器１２に入力されるとともに、位相器２３によって位相をずらして第二増幅器２２に入力される。

【0029】

ここで、通常の制御であれば、第一振動系１の振動波形を検出する位置に第一振動検出器１４を設けるとともに、第一位相差検出器１５を設けて駆動指令生成部３２で生成する周期信号と第一振動検出器１４で検出する信号とを入力し、ここでその位相差Δφ１が９０°となるように目標周波数設定手段３１で周波数を調整して、駆動指令生成部３２を制御するように構成されるのが通例である。同時に、その駆動周波数を位相器２３で位相を変えて第二振動系２を駆動するように構成される。

【0030】

しかしながら、前述したように第一振動系１の共振周波数ｆ１で全体を駆動する制御は、第二振動系２においては共振周波数ｆ２から外れた駆動となるため、第一振動系１との間で応答倍率の差が大きくなり、第二振動系２で必要な振幅を出すために第二増幅器２２で過大な加振力が必要となったり、振幅が不足するなど、種々の問題が生じることが考えられる。これは、第二振動系２の共振周波数ｆ２で全体を駆動するようにした場合にも事情は同様である。

【0031】

そこで本実施形態は、第二振動系２側においても、当該第二振動系２の振動波形を検出する位置に第二振動検出器２４を設けるとともに、第二位相差検出器２５を設けて駆動指令生成部３２で生成され位相器２３で位相調整された後の周期信号と第二駆動検出器２４で検出する信号とを入力して位相差Δφ２を検出し、この位相差を前述した第一位相差検出器１５の位相差とともに目標周波数設定手段３１に入力している。

【0032】

目標周波数設定手段（周波数調整器）３１は、第一、第二位相差検出器１５、２５の出力φ１、φ２から、第一振動系１と第二振動系２の共振周波数ｆ１、ｆ２の周波数を目標周波数ｆｍとして駆動指令生成部３２で生成される駆動指令の周波数ｆｖを調節する。

【0033】

このように、駆動指令の周波数ｆｖを調節するにあたり、目標周波数設定手段３１は複数の振動系１，２それぞれの指令−応答間位相差を用いて周波数を設定している。そして、駆動指令生成部３２を追尾手段として、その目標周波数ｆｍに駆動周波数ｆｖを追尾させている。

【0034】

目標周波数設定手段３１と追尾手段３２について、より具体的には図２のような構成を採用する。

【0035】

目標周波数設定手段３１は、第一、第二位相差設定器３１Ａ１、３１Ｂ１を備え、減算器３０ａ、３０ｂでそれぞれ第一、第二位相差検出器１５、２５の出力信号との偏差を求める。それぞれの偏差に対しては、ゲイン調整部３１Ａ２、３１Ｂ２を調整することで重みを調整することができる。

【0036】

そして、第一、第二偏差信号を加算器３０ｃで足し合わせた信号（以下、合成偏差と呼ぶ）を駆動指令の基礎となるフィードバック信号として、このフィードバック信号が目標周波数設定手段３１から出力される。

【0037】

本発明の追尾手段である駆動指令生成部３２は、フィードバック信号を入力して駆動指令の駆動周波数ｆｖを中間周波数ｆｍに追尾させるべく、ＰＩ制御器３２ａによって発信器３２ｂ（ＶＣＯ：Voltage controlled oscillator）の周波数を自動調節し、駆動指令を出力する。

【0038】

位相差検出器１５、２５については、図３のような構成を採用する。

【0039】

すなわち、この位相差検出器１５、２５には第一、第二振動検出器１４、２４で検出された信号から振動振幅を検出するための振幅検出器１５ａ、２５ａが設けられる。また、振動系１、２へ入力される周期信号と、振動検出器１４、２４で検出される信号とを乗算器１５ｂ、２５ｂによって掛け合わせ、ローパスフィルタ１５ｃ、２５ｃを通して高周波成分をカットする。その後に除算器１５ｄ、２５ｄを設け、ローパスフィルタ１５ｃ、２５ｃからの出力信号を振幅検出器１５ａ、２５ａからの出力信号で除算して正規化する。

【0040】

このように構成し、例えばゲイン調節器３１Ａ２、３２Ａ２のゲインがそれぞれ１、第一位相差設定器１５および第二位相差設定器２５の設定がともに−９０°であるとすると、第一偏差Δφ１または第二偏差Δφ２は一方が大きくなるときは他方が小さくなる関係にあるため、結果的に、第一偏差Δφ１が０になる周波数と、第二偏差Δφ２が０になる周波数の間の周波数に駆動指令の周波数は落ち着く。つまり、第一振動系１にとって最適な周波数ｆと、第二振動系２にとって最適な周波数ｆの間の周波数ｆｍ、すなわちバランスの取れた周波数で第一振動系１および第二振動系２を駆動することができる。

【0041】

このことを説明するために、以下では第一、第二振動系１、２が単純なバネマスダンパ系で表され、振動検出器１４、２４では振動変位を検出するような装置を例として、それぞれの共振周波数ｆ１、ｆ２の間の周波数で駆動することを考える。

【0042】

第一、第二位相差設定器３１Ａ１、３１Ｂ１における設定値を−９０°とする。つまり、それぞれ共振周波数において偏差が０となるように設定する。この場合、ある周波数における偏差Δφ１（＝−９０°−φ１）とΔφ２（＝−９０°−φ２）は図４に示されるような値となる。この図より、Δφ１とΔφ２の大きさが等しく符号が逆となるような周波数ｆｍが、２つの振動系１、２の共振周波数ｆ１、ｆ２の間に存在する。したがって、駆動指令の周波数ｆｖを合成偏差Δφ１＋Δφ２が０となるような周波数に調整すれば、２つの共振周波数ｆ１、ｆ２の間の周波数ｆｍで駆動することができる（図５参照）。このとき、図４における駆動周波数ｆｖは、第一振動系の共振周波数ｆ１と第二振動系の共振周波数ｆ２の中間周波数ｆｍあたりに落ち着く。

【0043】

上述した目標周波数設定手段３１はこのような周波数を自動設定し、追尾手段３２によって駆動周波数ｆｖがその目標周波数ｆｍに追尾される。なお、２つの偏差に対するゲインをゲイン調節器３１Ａ２、３２Ｂ２で調整すれば、２つの共振周波数ｆ１、ｆ２の間であるが一方の共振周波数ｆ１（ｆ２）により近い周波数で駆動するように按分した設定を行うことも可能である。

【0044】

ここで、位相差検出器１５、２５を図３のような構成とした場合の作用について述べる。

【0045】

第一、第二駆動指令信号をそれぞれｃｏｓωｔ、ｃｏｓ（ωｔ−φｅ）とし、第一、第二振動検出器１４，２４より出力される変位の検出信号をｖ１ｃｏｓ（ωｔ＋φ１）、ｖ２ｃｏｓ（ωｔ−φｅ＋φ２）とすると、駆動指令信号と検出信号を掛け合わせた信号は以下のようになる。

【数1】

…（１）

【数2】

…（２）

【0046】

ローパスフィルタ１５ｃ、２５ｃに通して直流成分のみを取り出すと、それぞれ（１／２）ｖ１ｃｏｓφ１、（１／２）ｖ２ｃｏｓφ２となる。さらに除算器１５ｄ、２５ｄで正規化することによって、ｖ１、ｖ２に依存せず、ｃｏｓφ１、ｃｏｓφ２に比例した信号が得られる。ｃｏｓφ１、ｃｏｓφ２はそれぞれ共振周波数ｆ１、ｆ２で０となり、共振周波数ｆ、ｆ２付近では１〜−１に単調に変化する。したがって、ｃｏｓφＡ＋ｃｏｓφＢ＝０となるように目標周波数ｆｍを調整すれば、２つの振動系１、２の共振周波数ｆ１、ｆ２の間（中間あたり）の周波数で駆動することができる。

【0047】

逆に正規化を行わない場合、つまり、ｖ１ｃｏｓφ１＋ｖ２ｃｏｓφ２が０となるように制御を行った場合について考える。２つの振動系の振動振幅ｖ１、ｖ２はそれぞれの共振周波数で最大値をとるため、ｖ１ｃｏｓφ１とｖ２ｃｏｓφ２は単調な変化とならない。図６はｖ１ｃｏｓφ１、ｖ２ｃｏｓφ２、ｖ１ｃｏｓφ１＋ｖ２ｃｏｓφ２をプロットしたグラフである。ｖ１ｃｏｓφ１＋ｖ２ｃｏｓφ２は、共振周波数ｆ、ｆ２の中間の周波数ｆｍ以外にも０となる点が存在し、また値の変化の方向（グラフの傾き）が周波数によって異なっている。このため、共振周波数の中間値ｆｍから外れた周波数で駆動されるか、制御が不安定（駆動周波数が目標値から外れて発散する）となりやすくなる。正規化を行うことでこのような問題が解決され、制御が容易になる。

【0048】

以上により、本実施形態に係る振動系の制御装置Ｃによれば、第一駆動系１と第二駆動系２との間で振動の応答倍率の差が小さくなり、一方の振動系ｆ１（ｆ２）で過大な加振力が必要になるといった問題や、一方の振動系ｆ１（ｆ２）の振幅が不足するといった問題が生じ難くなる。

【0049】

また、一方の共振周波数ｆ１（ｆ２）で全体を駆動するような場合と比べ、必要な電力は全体的に小さくなる利点や、周波数が自動調整されるため、第一、第二振動系１、２の共振周波数ｆ１、ｆ２を探索するような手間がなくなる利点が得られる。

【0050】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、各部の具体的な構成は上述した実施形態のみに限定されるものではない。

【0051】

例えば、振動系が３つ以上あるような場合でも、それぞれの系について出力される偏差信号を足し合わせた信号を用いて制御することで、一部の共振周波数に偏るようなことなく全体的にバランスの取れた周波数で駆動することができる。

【0052】

また、上記実施形態では、第一、第二位相差検出器１５、２５の出力それぞれについて第一、第２位相差設定器３１Ａ１、３１Ｂ１において設定値との偏差をとったが、図７に示すように、第一、第二位相差検出器１５、２５の出力を足し合わせた信号に対して位相差設定１３１ａにおいて設定値との偏差をとってもよい。この場合、位相差設定器は１つで済む。

【0053】

また、上記実施形態ではＰＩ制御を用いたが、これに限らず合成偏差を０にするような様々な制御手法を採用することができる。

【0054】

また、振動検出器によって検出するのは、振動変位、振動速度、振動加速度、のいずれであってもよい。

【0055】

また、共振周波数ではなく、そこから所定量ずれた周波数で駆動するように制御してもよい。このためには、位相差設定機３１Ａ１、３１Ａ２の設定位相差を調整すればよい。

【0056】

また、位相差検出器１５、２５に入力される駆動指令は、位相差が同じ信号であればどの段の信号であってもよい。例えば、図２等では、第一位相差検出器１５に、発信器３２からの出力信号を入力しているが、第一増幅器１２からの出力信号を入力してもよい。

【0057】

また、本発明では、駆動周波数の制御方法のみ述べたが、各振動系の振幅を設定した大きさに保持する定振幅制御等と併用することも考えられる。この場合、振幅を一定に保つことでより安定した駆動が可能になる。また、図３のような構成の場合、正規化を用いた振幅検出器の出力信号を定振幅制御にも用いることができる。

【0058】

また、共振周波数での最大振幅が略等しいとして扱うことのできる振動系において、図
８に示すように、各振動系の共振周波数を周波数検出器２１５、２２５で検出してこれを
目標周波数設定手段２３１に入力し、周波数差設定器２３１ａを通じて目標周波数ｆｍを
設定するように構成し、追尾手段２３２が駆動指令の周波数ｆｖを目標周波数ｆｍとする
フィードバック制御を行うように構成してもよい。

【0059】

このように、最大振幅が略等しいことを前提にできる場合には、位相によらずとも振動周波数を通じて比較的簡単に目標周波数を設定することができる。

【0060】

以上のような制御装置Ｃを用い、空間的位相差のある複数箇所に配置され互いに位相差をもって加振される複数の振動系を共通の駆動指令を通じて駆動することでトラック上に進行波を発生させるようにワーク搬送装置を構成すれば、進行波比の低下を防止して、高い効率で装置を稼働させることが可能になる。

【0061】

すなわち、進行波を用いてワークを搬送する場合、他の装置と比べても特に駆動周波数が共振周波数に近い値となるように設計・調整することが求められる。しかし、進行波を用いた搬送における周波数帯域は高周波（例：超音波）であるため、従来の制御方法では応答が間に合わなかった。つまり、効率良い制御を実現するのは困難であった。

【0062】

また、この進行波を用いた搬送装置の駆動源として圧電体が用いられることが多いが、圧電体に印加する電圧の影響により、圧電体自身が熱源となり、温度変化等を招来する可能性があった。よって、この温度変化等による共振周波数の変化によるずれが大きくなり、装置全体の効率を最大限に高めることはできない。そこで、本発明を適用することによって、高効率で安定した搬送能力を発揮させることができる。

【0063】

図９は、ワーク搬送装置の一例であるパーツフィーダＰＦを示している。このパーツフィーダＰＦは、投入されるワークを螺旋搬送部Ｔ１に沿って登坂させるボウルフィーダＢｆと、このボウルフィーダＢｆから排出されるワークに対し整列搬送部ｔ１で整列や方向判別等を行って適正姿勢のワークのみを通過させるとともに不適切なワークをリターン搬送部ｔ２を通じてボウルフィーダＢｆにリターンさせるリニアフィーダＬｆとから構成される。

【0064】

このうちボウルフィーダＢｆは、図１０に示すように、フィーダ本体底面の円環状の振動領域のうち、第一領域にあって０°モードで振動する第一振動系１の振動部１ｘ、および第二領域にあって９０°モードで振動する第二振動系の振動部２ｘに対して、圧電素子を用いた第一加振器１１および第二加振器１２を通じて加振することで、位相の異なる定在波が合成されることにより前記搬送部Ｔ１をたわみ振動させるための進行波を発生させる進行波発生手段ＢＺが構成されている。そして、このボウルフィーダＢｆに上記制御装置Ｃを適用する場合、進行波発生手段ＢＺの第一・第二加振器１１、２１に図１等にも示した第一・第二増幅器１２、２２で増幅された周期信号が入力され、第一・第二振動系１（１ｘ）、２（２ｘ）の振動が第一・第二振動検出器１４、２４を通じて取り出されるように構成すればよい。図１０において制御装置Ｃ（図１参照）の他の部分は省略してあり、制御方法は上記実施形態と同様である。この場合も、制御装置Ｃは図１の構成に代えて図６や図７の構成を採用することができる。

【0065】

このようなパーツフィーダＰＦを駆動する場合、各加振部１ｘ、２ｘでの共振周波数はぼほ同じとみて駆動するのが通例であり、振動部１ｘ、２ｘの底面に圧電素子を貼り付けると圧電素子の発熱によって複数の加振点での共振周波数が数％変化し、定在波比が低下して搬送効率が著しく損なわれる可能性があったが、制御装置Ｃを通じた制御によって、かかる課題を有効に解決することが可能となる。

【0066】

一方、図９のリニアフィーダＬｆは、図１１に示すように、フィーダ本体底面の長円状の振動領域のうち、第一領域にあって０°モードで振動する第一振動系１の振動部１ｘ、および第二領域にあって９０°モードで振動する第二振動系の振動部２ｘに対して、圧電素子を用いた第一加振器１１および第二加振器１２を通じて加振することで、位相の異なる定在波が合成されることにより前記搬送部ｔ１、ｔ２をたわみ振動させるための進行波を発生させる進行波発生手段ＬＺが構成されている。そして、このリニアフィーダＬｆに上記制御装置Ｃを適用する場合も、進行波発生手段ＬＺに第一・第二加振器１１、２１に図１等にも示した第一・第二増幅器１２、２２で増幅された周期信号が入力され、第一・第二振動系１（１ｘ）、２（２ｘ）の振動が第一・第二振動検出器１４、２４を通じて取り出されるように構成すればよい。図１１において制御装置Ｃ（図１参照）の他の部分は省略してあり、制御方法は上記実施形態と同様である。この場合も、制御装置Ｃは図１の構成に代えて図６や図７の構成を採用することができる。

【0067】

このようにしても、上記と同様の作用効果が奏される。

【0068】

また、以上のような制御装置を用い、ＸＹＺ方向に動作する複数の振動系を共通の駆動指令の下で所要の位相差をもって駆動することで平面状の搬送部上のワークをＸＹ平面内で搬送させるワーク搬送装置を構成しても、高効率で安定した搬送能力を発揮させることが可能になる。

【0069】

その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

【符号の説明】

【0070】

１…第一振動系
２…第二振動系
１５…第一位相差検出器
２５…第二位相差検出器
３０…加算器
３１…目標周波数設定手段
３２…追尾手段（駆動指令生成部）
３１Ａ１…第一位相差設定器
３２Ｂ１…第二位相差設定器
Ｃ…振動系の制御装置
ｆ１、ｆ２…共振周波数
ｆｍ…目標周波数
Ｔ１、ｔ１、ｔ２…搬送部
ＢＺ、ＬＺ…進行波発生手段
ＰＦ…ワーク搬送装置（パーツフィーダ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】