JP3890487B2 - 振動機の制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動を利用して部品を供給する振動搬送装置、例えばボウルフィーダいわゆるパーツフィーダなどの振動機において、該振動搬送装置（振動系）の共振周波数（固有振動数）の周波数（振動数）によって、該振動搬送装置を制御・駆動する振動機の制御装置及び振動機の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボウルフィーダなどの振動を利用した部品供給装置（以後、振動機という呼称を用いることとする）は、部品供給の効率、低消費電力といった点から、該振動機の固有振動数で振動させ続けることが有利である。
従来、振動機をその振動系の固有振動数で振動させる場合、その一つの方法として、次のような方式によるものが提案されていた（特開平８−４８４１３号参照）。
【０００３】
停止している振動機を所定周波数、例えば５０／６０Ｈｚの半波正弦波状もしくは三角波状のパルス電流で叩く。つまり、短時間、励振手段へ電力を供給して振動機を振動させ、該振動機の固有振動数を振動センサ、例えば加速度センサで拾う（検出する）。
振動機制御装置は、前記振動センサ（加速度センサ）からの振動検出信号を１／２に分周して、かつ、所定位相、具体的には、π／２ずらし（遅らせ）、該振動機にフィードバックさせる。
【０００４】
なお、この位相をπ／２遅らせるということは、振動工学上から定められることであり、振動センサからの信号を１／２に分周するということは、振動機を全波制御する場合において振動センサに加速度センサを用いた場合に必要なことであり、従来から当業者に知られ、かつ実施されているところである。
つまるところ、この振動機の制御方法は、振動センサからの出力信号を所定位相だけずらして、振動機にフィードバックさせて、該振動機の駆動周波数を制御しようとするものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の振動機制御装置には、次のような問題点が有った。
アクチュエータ（すなわち励振手段）に印加する電流の周波数は、振動センサからの信号に基づいて決定される。振動センサからの信号の周波数は、振動系（すなわち振動機構全体）が振動している周波数（振動系が振動している周波数のことを単に振動系の振動周波数と言うことにする）である。
【０００６】
振動系の共振周波数は、パーツの送り出しとともに変化していくし、その他の条件の変動（例えば、ばね定数の変化）によっても変化する可能性が有る。
従来の振動機制御装置における振動機の振動周波数の制御は、ハードウエア的に固定されており、微妙な調整を行うことができなかった。
すなわち、振動センサによって検出される信号は、位相及びレベルの調整を行った上で、振動機の駆動信号として利用されていたが、振動周波数は、振動センサの検出信号で定められ、調整することはできなかった。
つまり、振動センサによって検出された信号の周波数が実質的にそのまま（１／２に分周されるが）、振動機に出力されていたわけである。
【０００７】
また、振動センサの信号は、１／２に分周され、π／２遅らせて、励振手段へ加えられていた。
振動工学上、理論的には、共振時の振動系の駆動力と振動の位相のずれは、π／２であることが知られているが、実際には、各部（回路）の信号の応答遅れなどがあるので、振動系をその共振周波数で振動させる場合、制御装置（ＣＰＵ）へ入力ししてくる振動センサの信号と電力変換手段へ出力する制御装置（ＣＰＵ）の信号の位相差を丁度、π／２にすべきかどうかは、疑問があった。
【０００８】
従って、従来の振動機の制御装置においては、振動機に大量のワークを一時に投入したときなど、振動機の共振周波数で振動機を振動させることができなくなり、一時的に搬送効率が劣ることになるという問題点があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、振動センサが取り付けられている振動機を該振動機が具備している励振手段により振動させる制御装置において、上記した課題を解決したもので、次のようなものである。
【００１０】
この振動機の制御装置は、従来の振動機の制御装置と同様、振動センサからの振動検出信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段、前記振動検出信号を前記Ａ／Ｄ変換手段を介して取り込むマイクロコンピュータシステム、前記マイクロコンピュータシステムが出力するパルス信号に基づき、前記励振手段を駆動するアナログ信号を出力する電力変換手段（電力増幅・制御手段）を具備している。
また、前記マイクロコンピュータシステムは、スタートパルス信号を前記電力変換手段を介して前記励振手段へ出力して前記振動機を変位させて開放する、つまり動かす。次いで、前記マイクロコンピュータシステムは、前記振動機の共振周波数を前記振動センサによって検出するとともに、該共振周波数で前記振動機を振動させ続けるように、すなわち、前記振動センサで検出したその時点での振動機の共振周波数に等しい周波数の前記アナログ信号が前記励振手段へ出力されるように、前記パルス信号が前記電力変換手段へ出力されるように構成されている。
【００１１】
このような構成の制御装置において、前記マイクロコンピュータシステムは、前記振動検出信号の電圧レベル、周波数、位相及び前記アナログ信号の位相を検出できるように構成されている。
また、前記マイクロコンピュータシステムは、前記振動検出信号の電圧レベルまたは前記振動検出信号と前記アナログ信号の位相差の変動を打ち消すように前記パルス信号を制御し得るように構成されている。
すなわち、前記マイクロコンンピュータシステムは、前記スタートパルス信号出力直後の振動検出信号と前記電力変換手段から前記励振手段へ出力されるアナログ信号との位相差が変動した際には、該電圧レベルの変動または該位相差の変動を少なくする方向へ該アナログ信号の電圧レベルまたは周波数を変化させることができるように構成されている。
【００１２】
ここで、マイクロコンピュータシステムを構成するというのは、マイクロコンピュータ、実質的にはＣＰＵが所望の動作を行い得るように、所定のプログラムをマイクロコンピュータシステムの構成部材であるメモリ（ＲＯＭ）に格納しておくという意味である。
【００１３】
請求項１の発明は、上述の振動機の制御装置において、前記Ａ／Ｄ変換手段は、コンパレータを構成要素として含み、前記電力変換手段は、ＰＷＭインバータを構成要素として含み、前記マイクロコンピュータシステムは、ＰＷＭ波発生手段を有している構成であり、よって前記パルス信号は、ＰＷＭ波を含む場合の振動機の制御方法であって、次のような方法である。
【００１４】
前記マイクロコンピュータシステムは、前記アナログ信号の位相が所定値である基準の時刻（ｔ０）から前記励振手段駆動信号である前記アナログ信号の周期Ｔが経過するまでの間に、前記振動検出信号が前記コンパレータのスレッショルドレベルを切る（クロスする）時刻までの時間τと前記アナログ信号の周期Ｔとの比率τ／Ｔが一定値になるように、前記ＰＷＭ波をＰＩ制御する。
つまり、前記ＰＷＭ波のデューティ変動の周波数（周期）をＰＩ制御によって変化させる。
前記マイクロコンピュータシステムは、このＰＷＭ波、実質的にはＰＷＭ波のデューティ変動の周波数をＰＩ制御することによって、結果的に、前記アナログ信号の周波数を制御するわけである。
【００１５】
なお、前記ＰＷＭ波発生手段は、前記電力変換手段に含めてもよいし、前記マイクロコンピュータシステムと前記電力変換手段の間に設けてもよいことは、もちろんである。また、前記ＰＷＭ波は、マイクロコンピュータシステムがソフトウエア上で造り出してもよいかもしれない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
周知のように、電力変換手段には、交流−直流変換装置（順変換装置）、交流−交流変換装置（交流電力調整装置と周波数変換装置）、直流−交流変換装置（逆変換装置、いわゆるインバータ）及び直流−直流変換装置の４種類が有る。
振動機の制御装置の電力変換手段として、どの種類の装置を用いるかは、当業者の設計上の選択事項である。励振手段は、交流で駆動されるのが普通であるから、交流−交流変換装置または直流−交流変換装置、すなわちインバータを使うことが一般的である。
以下の説明は、振動機の制御装置の電力変換手段として、インバータを用いたものとして行う。
【００１７】
先ず、マイクロコンピュータシステムは、スタートパルスを造り出せるように構成されている。つまり、そのような動作を行い得るプログラムを持っている。振動機が停止しているとき、マイクロコンピュータシステムは、スタートパルスを短時間、例えば電源電流の周期の約１／２の時間、電力変換手段へ出力し、電力変換手段は、マイクロコンピュータシステムからのスタートパルス信号に従い、励振手段を例えば電源周波数で駆動する。励振手段は、振動機を変位させ、その変位から開放することによって自由振動させる。
【００１８】
振動機は、電源周波数でいわば叩かれて振動を開始するが、励振手段に電流が供給されなくなると、すぐに固有振動数で振動するようになり、もし、マイクロコンピュータシステムから信号が出力されてこないとすれば、やがて停止する。しかし、マイクロコンピュータシステムは、後述するように、所定周波数（つまり振動機の共振周波数）のアナログ信号を造り出させるパルス信号を電力変換手段へ出力し続けるので、振動機が停止することはない。
【００１９】
一方、振動センサからの信号は、アナログ信号であり、Ａ／Ｄ変換手段によりディジタル信号へ変換され、マイクロコンピュータシステムへ取り込まれる。
マイクロコンピュータシステムは、Ａ／Ｄ変換された振動センサからの信号に基づき、所定周期のパルス信号を電力変換手段へ出力する。
なお、マイクロコンピュータシステムから電力変換手段へ出力されるパルス信号（デューティ変動の周波数が振動系の共振周波数であるパルス信号）は、２本乃至４本の信号線で相補的に出力しても良いし、一般的には、効率の点から言って、それが望ましい。
【００２０】
マイクロコンピュータシステムが電力変換手段へ出力するこのパルス信号（つまり電力変換手段駆動信号）は、振動センサからの信号の周波数の１／２の周波数のアナログ信号を電力変換手段において発生させるパルス信号であり、電力変換手段は、振動センサからの信号の周波数の１／２の周波数のアナログ信号を励振手段へ出力することになる。
このとき、振動系は、スタートパルスで叩かれたときと振動の条件がほとんど変わっていないとみなせるから、その共振周波数で振動させられる。このとき、振動検出信号と該アナログ信号の位相差は、然るべき値θ、恐らくはπ／２になっている。
【００２１】
つまり、振動検出信号の位相は、該アナログ信号の周波数に依存し、該アナログ信号が振動系の共振周波数であった場合は、前記した然るべき値θとなるわけである。
マイクロコンピュータシステムは、このθの値を記憶しておき、このθを目標値として、パルス信号を制御することを通じて、前記励振手段への前記アナログ信号の周波数を制御する（ＰＩ制御でもよい）。
【００２２】
このように、マイクロコンピュータシステムは、振動系がその共振周波数で振動しているときの励振手段駆動信号である該アナログ信号と振動検出信号（を１／２に分周した信号）の位相差θを記憶しておき、該θの値が変動したら、その変動を打ち消す方向へ該アナログ信号の周波数を電力変換手段へ出力するパルス信号の制御を介して変化させるように構成されている。
【００２３】
また、マイクロコンピュータシステムは、振動センサからの信号（振動検出信号）の電圧レベルを監視（検出）することにより、励振手段へ出力される前記アナログ信号の周波数を調整することもできる。もちろん、電圧レベルを調整することもできる。
前記スタートパルス信号が出力された直後に、マイクロコンピュータシステムが電力変換手段へパルス信号を出力して造り出された励振手段へ出力するアナログ信号は、振動センサが検出した信号の周波数の１／２の周波数の信号であり、マイクロコンピュータシステムは、前記アナログ信号の周波数（または電圧レベル）を前記振動検出信号の電圧レベルに応じて調整することができるように構成しておくことができる。
【００２４】
すなわち、振動センサからの信号の電圧レベルが下がってくれば、該電圧レベルを上げる方向へ前記アナログ信号の周波数を調節するようにマイクロコンピュータシステムを構成しておくことができる。
【００２５】
請求項１の振動機の制御方法は、前記パルス信号、ひいては電力変換手段が励振手段へ出力するアナログ信号の周波数を振動系の共振周波数に簡単に合わせ込む方法である。請求項１の振動機の制御方法は、上述してきたような構成を持つ振動機の制御装置において、前記Ａ／Ｄ変換手段にコンパレータを備えさせ、前記マイクロコンピュータシステムにＰＷＭ波発生手段（以後、ＰＷＭ回路という）を備えさせ、前記電力変換手段にＰＷＭインバータを備えさせたとき、マイクロコンピュータシステムが電力変換手段へ出力するＰＷＭ波の変調波の周波数、すなわちデューティ変動の周波数を制御するものである。
【００２６】
振動センサからの信号がＡ／Ｄ変換手段のコンパレータのスレッショルドレベルを切る、すなわちクロス（交差）する時刻をマイクロコンピュータシステムは、計測することができる。
今、振動系は、その共振周波数で振動しているとする。振動センサからの信号の電圧波形が前記スレッショルドレベルを低電圧側から高電圧側へ切っていく時刻をｔ１とする。前記ｔ１の次に、振動センサからの信号の電圧波形が前記スレッショルドレベルを低電圧側から高電圧側へ切っていく時刻をｔ２とすれば、振動検出信号の周波数及び周期、ひいては振動機の振動している周波数及び周期が判る。振動検出信号の周期をＳ（＝ｔ２−ｔ１）とする。当然、振動検出信号の周波数は、１／Ｓであり、振動機の共振周波数は１／２Ｓである。
【００２７】
なお、説明の便宜上、振動検出信号がコンパレータのスレッショルドレベルを切る方向としては、低電圧側から高電圧側の立ち上がりを用いたが、立ち下がりを使ってもよいことはもちろんである。
【００２８】
マイクロコンピュータシステムは、ＰＷＭ回路を介して２×Ｓの周期（この周期をＴとする）の変調波（変調信号）を持つＰＷＭ波を出力する。つまり、ＰＷＭ波のデューティ変動の周期が２×Ｓ＝ＴのＰＷＭ波を出力するわけである。
【００２９】
このＰＷＭ波の変調波の位相が例えば０のときを基準時刻（ｔ０）とし、それから時間Ｔが経過するまでに、振動検出信号は、コンパレータのスレッショルドレベルを下から上へもしくは上から下へ２度交差することができる。なぜなら、Ｔ＝２Ｓだからである。
今、前述した時刻ｔ１及びｔ２が０〜Ｔの間にあるものとすれば、０から時刻ｔ２までの時間をτとして、振動系が共振しているときのτ／Ｔ、すなわち初期のτ／Ｔの値を制御の目標値として、マイクロコンピュータは、パルス信号、すなわちＰＷＭ波の変調波の周波数を制御することにより、励振手段へ出力するアナログ信号の周波数をＰＩ制御することができる。
【００３０】
何らかの事情で、τ／Ｔが記憶している初期の値からずれた場合は、マイクロコンピュータシステムは、そのずれを元に戻すようにＰＷＭ波の変調波の周波数を制御する。
【００３１】
振動系を共振周波数で振動させるとき、振動力と振動との位相差は、π／２にしなければならないことが知られている。
ところが、振動機の制御装置が振動系の振動の位相についての情報を入手し、かつ認識できるのは、入力してくる振動検出信号と電力変換手段へ出力するパルス信号とからである。制御装置が振動検出信号と電力変換手段へ出力するパルス信号（厳密には、前記した変調信号）との位相差を仮に正確にπ／２になるよう制御できたとしても、振動系の振動力と振動との位相差がそれに呼応して正確にπ／２になっているかどうかは、本当のところ、制御装置には分からない。
【００３２】
本発明は、振動系が共振周波数で振動しているとき、この振動系の振動を制御しているマイクロコンピュータシステムに入力してくる振動検出信号とマイクロコンピュータシステムが電力変換手段へ出力するパルス信号（ひいては励振手段へ出力するアナログ信号）との位相差を表すデータをコンパレータのスレッショルドレベルを利用して、τ／Ｔという形で検出する。
【００３３】
振動系が共振しているときの振動検出信号とＰＷＭ波の変調信号との位相差を表現するデータ、τ／Ｔが判明しているので、このτ／Ｔを目標値として、ＰＷＭ波である該パルス信号の変調信号の周波数をＰＩ制御することによって、振動力と振動との位相差をπ／２にするということを直接考慮することなく、結果的に、振動系を共振状態に保つことができる。
すなわち、請求項２の振動機の制御方法によれば、前記アナログ信号の周波数を制御するだけでよく、位相の制御は、行う必要がない。
【００３４】
【実施例】
図１は請求項１の発明の一実施例を示すブロック図、図２は請求項１の発明の一実施例を説明するためのブロック図、図３はパルス信号及びＰＷＭ波の搬送波の波形を示す模式図、図４は振動検出信号と励振手段駆動信号の波形を示す模式図である。これらの図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【００３５】
振動機６は、従来から一般に使われている搬送装置（例えばボウルフィーダ）である。振動機６は、励振手段５及び振動センサ１を有している。励振手段５には、例えば電磁石などを使用することができる。振動センサ１には、例えば、圧電加速度センサなどを使用することができる。
ワーク（部品）を入れた状態の振動機６、励振手段５及び振動センサ１で一つの振動系を為している。本発明は、この振動系をその共振周波数で振動を開始させ、共振周波数で振動させ続けようとするものである。
【００３６】
本発明を構成するには、マイクロコンピュータシステム３は、従来から一般に使用されている通常の構成のもので充分である。従って、図示していないが、クロック回路、リセット回路、入出力ポート、電源回路等のマイクロコンピュータシステムを構成する各種の回路ないし素子は、当然備えている。
本発明を構成するためにはＡ／Ｄ変換手段が必要である。図１では、マイクロンコンピュータシステム３の外部にＡ／Ｄ変換手段２ａを設けた構成を示している。もちろん、マイクロコンピュータシステム３がＡ／Ｄ変換手段２ａを内蔵しているものでもよい。
【００３７】
電力変換手段４は、マイクロコンピュータシステム３（ＣＰＵ７）のパルス信号に基づき、電源電流をスイッチングする電源回路であり、スイッチング素子としてサイリスタ、ＦＥＴまたはパワートランジスタなどのパワー素子を用いた電力増幅回路である。すなわち、振動機の制御装置において従来から使用されている回路である。
【００３８】
ＣＰＵ７は、スタートパルスを短時間、電力変換手段４を介して停止している振動機６（実質的には励振手段５）へ出力する。励振手段５は、振動機６を電源周波数の振動数で叩く（引っ張る）。つまり振動機６を動かす（変位させる）。励振手段５に電流が供給されなくなると、振動機は、自由振動、すなわち共振周波数で振動する。振動機６のこの振動は、振動センサ１で検出され、Ａ／Ｄ変換手段２ａを介してＣＰＵ７へ取り込まれる。
【００３９】
振動機６は、ＣＰＵ７からのスタートパルスが電力変換手段４を経て励振手段５へ出力されたアナログ信号で、いわば引っ張られる。引っ張られた振動機６は、スタートパルスが出力されなくなると、すぐにその共振周波数で振動するようになる。
従って、ＣＰＵ７は、振動系の共振周波数を認識するとともに記憶し、該共振周波数のパルス信号（厳密にはデューティ変動の周波数が該共振周波数であるパルス信号）を電力変換手段４へ出力する。また、ＣＰＵ７は、振動検出信号と電力変換手段４が出力するアナログ信号との位相差θも認識し、記憶する。
マイクロコンピュータシステム３は、このθを一定に保つように制御することができる。すなわち、振動機６もしくは振動系をその共振周波数で振動させ続けることができる。
【００４０】
ＣＰＵ７は、振動センサ１からの振動検出信号の電圧レベルを検出することも簡単にできる。ＣＰＵ７は、その検出した電圧レベルを参照して、電力変換手段４へ出力するパルス信号の周波数を調整することもできる。例えば、電圧レベルが低下したら、電圧レベルが上昇する方向へパルス信号（つまりはアナログ信号）の周波数及を増加もしくは減少させる。
【００４１】
このように、図１の構成によれば、ＣＰＵ７は、Ａ／Ｄ変換手段２ａを介して取り込んだ振動検出信号と励振手段５へ出力するアナログ信号の位相差θを初期の一定値に保つように、該パルス信号を制御できる。
【００４２】
図２は、図１の構成において、Ａ／Ｄ変換手段２ａにコンパレータ２を、ＣＰＵ７にＰＷＭ回路９を、電力変換手段４にＰＷＭインバータ４ａを設けたものである。もちろん、コンパレータ２は、Ａ／Ｄ変換手段２ａとは独立させて設けても良い。
なお、ＰＷＭインバータ４ａへは、マイクロコンピュータシステム３の一構成要素であるＰＷＭ回路９からＰＷＭ波が出力されるのであるが、記述が煩雑になるので、ＣＰＵ７からＰＷＭ波が出力されるものとして、以下の説明を行う。
【００４３】
請求項１の発明において、ＣＰＵ７がＰＷＭインバータ４ａへ出力するＰＷＭ波の周波数の制御は、次のように行う。ＣＰＵ７のＰＷＭインバータ４ａへの出力は、実際には信号線Ａと信号線Ｂに図３の波形イａと波形イｂのようなＰＷＭ信号がそれぞれ出力されている。なお、図２に示していないが、別の二つの信号線でスイッチング素子（例えばＦＥＴ）のゲートの開け閉めが相補的に行われることは、もちろんであり、従来からの技術常識の通りである。
【００４４】
なお、信号線Ａは、一対のＦＥＴ（図示せず）のうちの一方のゲート端子へ、信号線Ｂは、もう一対のＦＥＴ（図示せず）のうちの一方のゲート端子へ配線されている。
【００４５】
実際には、信号線Ａと信号線Ｂには、常時ＰＷＭ波が出力されているのであるが、励振手段５からＰＷＭインバータ４ａをみれば、極性の異なるアナログ信号が交互に出力されてくるように見える。
従って、図３において、波形イａ及び波形イｂを一組の信号として考えると、信号線Ａおよび信号線Ｂに交互にＰＷＭ波が出力されるとみなして、図３の波形イｃを得ることができる。
ＣＰＵ７のＰＷＭインバータ４ａへの出力は、実際には波形イａ及び波形イｂであるが、図３の周期Ｔの波形イｃが出力されるとみなすことにする。
【００４６】
よって、ＣＰＵ７からＰＷＭインバータ４ａへ出力されるＰＷＭ波は、波形イｃであり、その変調信号は、破線で示している波形ロａである。ＣＰＵ７は、この波形イの周波数を図４で示すτとＴとを基にＰＩ制御する。
波形イの周期がＴであり、波形イが所定の位相にある基準時刻ｔ０から、波形ハａで示される振動検出信号がコンパレータ２のスレッショルドレベルを下（低電圧側）から上（高電圧側）へ切る時刻（ｔ２）までの時間がτである。
図４では、前記基準時刻ｔ０は、励振手段５へのアナログ信号（波形ロ）のゼロクロスで取っている。
【００４７】
また、時刻ｔ０から時間Ｔが経過するまでの時間に、振動検出信号（図４の波形ハ及び波形ハａ）は、コンパレータ２のスレッショルドレベルを下から上へ２度交差していくが、２度目に交差する時刻ｔ２までの時間をτとするほうが好ましい。
ｔ０からｔ１までをτとすることもできるが、ｔ０とｔ１が接近してτが０に近づく恐れもあるので、ｔ０からｔ２までの時間をτとするほうが優れている。
【００４８】
詰まるところ、ＣＰＵ７は、図４で示す波形ロの周波数を波形ハのデータを参照しながら制御することになる。すなわち、振動系が共振しているときの初期のτ／Ｔを記憶しておき、そのτ／Ｔを目標値として、図４の波形ロ、実質的には図３の波形イｃのデューティ変動の周波数をＰＩ制御する。
結果的には、ＣＰＵ７は、振動検出信号である波形ハと電力変換手段４（ＰＷＭインバータ４ａ）が励振手段５へ出力するアナログ信号である波形ハの位相差を制御することと同等の制御をすることができることは、明らかである。
【００４９】
すなわち、励振手段５へその時の振動系の共振周波数のアナログ信号が出力されてくると、振動センサ１は、前記アナログ信号に対して所定の位相関係で振動検出信号を返すようになるので、τ／Ｔは、結果的に初期の記憶している値と一致するように制御される。
【００５０】
このように、マイクロコンピュータシステム３は、τ／Ｔ（＝Ｐとおく）を記録しておき、ＣＰＵ７は、このＰを一定に保つように、図３の波形イｃのデューティ変動の周期（周波数）を制御する。ＣＰＵ７が波形イｃのデューティ変動の周期を長くしたり短くしたりすることは、容易である。
【００５１】
このτ／Ｔ＝Ｐさえ、所定割合に保てば、振動系の振動条件の変動如何に係わらず、振動系は、共振周波数で振動し続けることができる。
なお、Ｐを一定値に保つ制御則としては、従来からのＰＩ制御またはＰＩＤ制御を使用すれば十分である。
【００５２】
【発明の効果】
本発明に係わる振動機の制御方法は、以上説明したような方法なので、以下に記載される効果を有する。制御装置は、振動機６の振動周波数（振動数）を振動センサ１で検出するが、固定されたハードウエアを使って、そのままの（もしくは１／２に分周して）周波数の信号を振動機６へ出力するのではない。制御装置は、一旦、マイクロコンピュータシステム３内に振動検出信号の周波数及び位相を記録（記憶）し、所定の手順に従い算出した周波数の信号として、振動機６へ出力する。従って、振動系の条件が如何に変動しようとも、該所定の手順に応じた正確さと安定さで、振動機をその共振周波数で振動させ続けることができる。
【００５３】
本発明に係わる請求項１の振動機の制御方法によれば、マイクロコンピュータシステム３（ＣＰＵ７）は、振動系の現在の、つまり時時刻々の共振周波数そのものを演算する必要は、全くない。ＣＰＵ７は、電力変換手段４へ出力するパルス信号の立ち上がりの時刻を基準として、振動センサ１からの振動検出信号がコンパレータ２ａの所定のスレッショルドレベルを切る時刻までの時間τをＣＰＵ７が電力変換手段４へ出力するＰＷＭ波の変調信号の周期Ｔと比較してτ／Ｔを一定値に保つようにＰＩ制御を行う。
【００５４】
従って、τ／Ｔを一定値に保つように、電力変換手段４（ＰＷＭインバータ４ａ）へのＰＷＭ波の変調信号の周波数を制御しさえすればよく、振動系の共振周波数を演算すること及び振動機６の振動とその駆動信号との位相差を従来のようにπ／２に保つことを振動機の制御において特に考慮する必要がない。
【００５５】
何らかの事情で、振動系の共振周波数が大幅に変動し、振動センサ１からの信号が、振動系の共振周波数と一致しなくなったとしても、記録されている前記Ｐを一定値に保つ方向へ、電力変換手段４（ＰＷＭインバータ４ａ）へ出力するＰＷＭ波の変調信号の周波数を調節することによって、速やかに振動系をその時点での共振周波数で振動させることができるようになる。
このように、本発明は、振動機をその共振周波数で振動させ続けることができる簡単で確実な制御方法を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 請求項１の発明の一実施例を示すブロック図
【図２】 請求項１の発明の一実施例を説明するためのブロック図
【図３】 パルス信号及びＰＷＭ波の搬送波の波形を示す模式図
【図４】 振動検出信号と励振手段駆動信号の波形を示す模式図

Claims (1)

1. 振動センサからの振動検出信号をＡ／Ｄ変換手段を介して取り込むマイクロコンピュータシステム、
   前記マイクロコンピュータシステムが出力するパルス信号に基づき、励振手段を駆動するアナログ信号を出力する電力変換手段を具備しており、
   前記マイクロコンピュータシステムは、スタートパルス信号を前記電力変換手段を介して前記励振手段へ出力して振動機を動かし、前記振動機の共振周波数を前記振動センサで検出するとともに、
   前記Ａ／Ｄ変換手段は、コンパレータを構成要素として含み、前記電力変換手段は、ＰＷＭインバータを構成要素として含み、前記パルス信号は、ＰＷＭ波を含むように前記マイクロコンピュータシステムを構成した振動機の制御装置において、
   前記マイクロコンピュータシステムは、前記アナログ信号の位相が所定値である基準の時刻から前記アナログ信号の周期Ｔが経過するまでの間に、前記振動検出信号が前記コンパレータのスレッショルドレベルを切る時刻までの時間τと前記アナログ信号の周期Ｔとの比率τ／Ｔが一定値になるように、前記ＰＷＭ波をＰＩ制御することによって、前記アナログ信号の周波数を変化させることを特徴とする振動機の制御方法。

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