JP2007133547A - Dip coating analysis device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、浸漬塗装解析装置に係り、特に物理量をラプラス方程式を用いて解析を行う浸漬塗装解析装置に関する。 The present invention relates to a dip coating analyzer, and more particularly to a dip coating analyzer that analyzes physical quantities using Laplace equations.
自動車車両の車体等を電着液で満たされた電着槽に浸漬させて行う電着塗装は、塗膜を略均一に形成することができ、被塗装物、即ち被塗装ワークの溶接部分にも塗装を行うことができる等の利点がある。この反面、被塗装ワークが車体である場合には、フード内面、ルーフ内面及びフロア下面等の凹部に空気溜まりと呼ばれる空気溜まりが生じ、空気溜まりが発生した部分に塗膜を形成することができないという欠点がある。 Electrodeposition coating performed by immersing the body of an automobile in an electrodeposition tank filled with an electrodeposition solution can form a coating film substantially uniformly, and is applied to the object to be coated, that is, the welded part of the workpiece to be painted. There are also advantages such as being able to paint. On the other hand, when the work to be painted is a vehicle body, an air pocket called an air pocket occurs in the recesses such as the inner surface of the hood, the inner surface of the roof, and the lower surface of the floor, and a coating film cannot be formed on the portion where the air pool is generated. There is a drawback.
そこで、被塗装ワークを電着槽に浸漬させた際に、空気溜まりが発生するか否かを判定する方法が提案されている。(例えば、特許文献1参照)。 In view of this, a method has been proposed in which it is determined whether or not air retention occurs when the work to be coated is immersed in an electrodeposition bath. (For example, refer to Patent Document 1).
この方法では、まず、被塗装ワークの各表面をその頂点座標データに基づいて任意数の三角ポリゴン(三角形の要素)に分割し、各々の三角ポリゴン(三角形の要素)について、被塗装ワークを入槽角の姿勢にて浸漬槽に模擬浸漬した際に空気溜まりとなりうる表面部位であるか否かの判定をするものである。 In this method, first, each surface of the workpiece to be painted is divided into an arbitrary number of triangular polygons (triangular elements) based on the vertex coordinate data, and the workpiece to be painted is inserted into each triangular polygon (triangular element). It is determined whether or not the surface portion can become an air pool when simulated immersion is performed in the immersion tank in the tank angle posture.
しかし、かかる方法によっては、複数に分割された要素ごとに空気と浸漬槽内の液体塗料との状態変化を時々刻々と計算する必要があり、演算が複雑となる。そのため、コンピュータにかかる負荷が大きくなり、演算に膨大な時間が必要となってしまい、パーソナルコンピュータ等の汎用コンピュータを用いて演算を行うには限界があり、実用性に欠ける問題がある。また、かかる方法は、解析対象である被塗装ワークの形状が単純である場合には有効であるが、被塗装ワークの死角となる部分の形状が複雑である場合には、正確な解析結果が得られない場合があるという問題点もある。 However, depending on such a method, it is necessary to calculate the state change between the air and the liquid paint in the immersion tank for every element divided into a plurality of elements, which complicates the calculation. For this reason, the load on the computer is increased, and an enormous amount of time is required for the operation. There is a limit to performing the operation using a general-purpose computer such as a personal computer, and there is a problem of lack of practicality. This method is effective when the shape of the workpiece to be analyzed is simple, but when the shape of the part that becomes the blind spot of the workpiece to be analyzed is complicated, an accurate analysis result is obtained. There is also a problem that it may not be obtained.
またさらに、被塗装ワークを仮想電着槽に没入させる際における、被塗装ワークの表面上の空気と液体塗料の2相流体解析により気液界面の挙動を予測することにより被塗装ワークに空気溜まりが発生する否かを解析する方法が提案されている。 Furthermore, when the work to be coated is immersed in the virtual electrodeposition tank, air is trapped in the work to be coated by predicting the behavior of the gas-liquid interface by two-phase fluid analysis of air and liquid paint on the surface of the work to be painted. There has been proposed a method for analyzing whether or not this occurs.
かかる方法によれば、例えば、解析対象である被塗装ワークαを図12(a)→(b)(c)→(d)のように電着槽に没入させていく際の被塗装ワークαの表面上の空気と液体塗料との界面の挙動の様子を正確に理解することができる。これは、被塗装ワークβのように通気口Hを設けて空気溜まりができないように形成されているものを図13(e)→(f)→(g)→(h)のように電着槽に没入させていく際も同様である。
しかし、被塗装ワークの表面上の空気と液体塗料の2相流体解析により気液界面の挙動を予測する方法による場合も時々刻々の気液界面挙動を計算しなければならず、演算量が多くなり、コンピュータにかかる負担が非常に大きく、計算時間が膨大となる。 However, even when the method of predicting the behavior of the gas-liquid interface by the two-phase fluid analysis of the air and liquid paint on the surface of the workpiece to be coated, the behavior of the gas-liquid interface must be calculated from moment to moment, resulting in a large amount of computation. Therefore, the burden on the computer is very large and the calculation time is enormous.
また、被塗装ワークについて浸漬塗装を行うに際しては、液溜まりが発生する場合もあるが、従来の方法では1つの計算工程において空気溜まりが発生するか否かの解析、及び液溜まりが発生するか否かの解析の双方を行うことができず、それぞれ別の計算工程において解析を行う必要があった。そのため、解析対象である被塗装ワークについて、空気溜まりの発生と液溜まりの発生についての解析を行う為には、別個の計算工程において実施する必要があり、解析を行う手間が煩雑となると共に、解析コストが高騰するという問題が生じていた。 In addition, when dip coating is performed on a work to be coated, a liquid pool may occur. However, in the conventional method, analysis of whether or not an air pool occurs in one calculation process, and whether or not a liquid pool occurs. Both of the analysis of the failure could not be performed, and it was necessary to perform the analysis in separate calculation steps. Therefore, for the workpiece to be analyzed, in order to analyze the occurrence of air pool and liquid pool, it is necessary to carry out in a separate calculation process, and the trouble of performing the analysis becomes complicated, There was a problem that the analysis cost was soaring.
そして、これらの問題は、電着塗装に限らず、浸漬塗装一般において生じているものであった。 These problems occur not only in electrodeposition coating but also in general dip coating.
本発明の課題は、電着塗装に代表される浸漬塗装について、浸漬塗装の塗装結果を定性的に解析すると共に、空気溜まり又は液溜まりが発生するかについての解析を1つの工程行うことを可能とすると共に、簡易に解析することが可能な浸漬塗装解析装置を提供することにある。 It is an object of the present invention to qualitatively analyze the result of dip coating for dip coating typified by electrodeposition coating, and to analyze whether air pools or liquid pools occur in one step In addition, an object of the present invention is to provide an immersion coating analyzing apparatus that can be easily analyzed.
上記課題を解決するため、請求項1に記載の浸漬塗装解析装置は、浸漬塗装の解析に必要なデータの入力を行う入力手段と、前記入力手段により入力された被塗装ワーク及び前記被塗装ワークの周囲の所定の範囲の画像データを複数の要素に分割すると共に、前記分割した各要素の所定の位置の物理量を所定のラプラス方程式を用いて解析した評価値と、所定の閾値とを比較することで前記被塗装ワークについて空気溜まりの発生又は液溜まりの発生の少なくとも一方をシミュレーションで予測する制御手段と、を備えることを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, the dip coating analysis apparatus according to
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の浸漬塗装解析装置において、前記制御手段は、所定の閾値が正の値である場合に前記評価値が前記閾値の値より大きい評価値を有する要素の範囲は空気溜まりが発生していると判断し、所定の閾値が負の値である場合に前記評価値が前記閾値の値より小さい評価値を有する要素の範囲は液溜まりが発生していると判断する特徴とする。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の浸漬塗装解析装置において、前記制御手段による浸漬塗装の解析過程を表示する表示手段が備えられていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the dip coating analysis apparatus according to the first or second aspect of the present invention, there is provided display means for displaying an analysis process of dip coating by the control means.
また、請求項4に記載の発明は、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の浸漬塗装解析装置において、前記物理量は液体塗料の温度または液体塗料の粘度であることを特徴とする。
The invention according to claim 4 is characterized in that, in the immersion coating analyzing apparatus according to any one of
また、請求項5に記載の発明は、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の浸漬塗装解析装置において、前記ラプラス方程式は、下記の式(1)及び式(2)の条件下において用いられる下記の式(3)であることを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、従来のように空気溜まりが発生するか否かの解析及び液溜まりが発生するか否かの解析をそれぞれの計算を別個に行うことなく、二つの閾値を用いることで、1つの計算工程で被塗装ワークに空気溜まりが発生するか否かの解析及び液溜まりが発生するか否かの解析を行うことが可能となる。そのため、解析コスト及び解析を行う時間を短縮することができる。 According to the first aspect of the present invention, the two threshold values can be obtained without separately performing the calculation of whether or not the air pool is generated and the analysis of whether or not the liquid pool is generated as in the prior art. By using this, it is possible to analyze whether or not an air pool occurs in the workpiece to be coated and analyze whether or not a liquid pool occurs in one calculation process. Therefore, the analysis cost and the time for performing the analysis can be shortened.
また、請求項1に記載の発明によれば、電着塗装に代表される浸漬塗装を解析するにあたって、演算量を少なくしコンピュータにかかる負担を小さくすることができ、計算時間を従来と比較して短縮することができる。
Further, according to the invention described in
請求項2に記載の発明によれば、先に導き出した評価値を所定の閾値を用いて判断することで、被塗装ワークに空気溜まり又は液体溜まりが発生するか否かの判断を簡易かつ定性的に行うことができる。 According to the second aspect of the present invention, it is possible to easily and qualitatively determine whether an air pool or a liquid pool occurs in the work to be coated by determining the evaluation value derived previously using a predetermined threshold value. Can be done automatically.
請求項3に記載の発明によれば、被塗装ワークの解析過程を確認することができると共に、被塗装ワークのどの位置に空気溜まり又は液溜まりが発生した場合にはその位置を視認することができるため、その後の設計作業等の効率を上げることができる。 According to the third aspect of the present invention, the analysis process of the workpiece to be coated can be confirmed, and when an air pool or a liquid pool is generated at any position of the workpiece to be coated, the position can be visually confirmed. Therefore, the efficiency of subsequent design work and the like can be increased.
また、請求項4に記載の発明によれば、特定の物理量に限らず複数の種類の物理量を用いて解析を行うことが可能であるため、解析する液体塗料や解析対象の条件に応じて解析しやすい物理量を選択することができるので、解析を効率よく簡易に行うことができる。 Further, according to the invention described in claim 4, since it is possible to perform the analysis using a plurality of types of physical quantities without being limited to a specific physical quantity, the analysis is performed according to the liquid paint to be analyzed and the conditions of the analysis target. Since it is possible to select a physical quantity that can be easily analyzed, analysis can be performed efficiently and easily.
また、請求項5に記載の発明によれば、所定の条件下において式(3)のラプラス方程式を用いて被塗装ワーク周辺の液体の物理量の解析を行うことで、液体の様々な物理量を用いて被塗装ワークに空気溜まり又は液体溜まりが発生するか否かの判断を簡易かつ定性的に行うことができる。
Further, according to the invention described in
次に本実施形態について図面を参照して説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されない。なお、以下においては、被塗装ワークについて電着塗装を行う場合を例に説明を行うが、本発明を適用可能な塗装方法は、電着塗装に限定されることはなく、被塗装ワークを液体塗料に浸漬させて塗装を行う塗装方法であればいかなるものでもよい。 Next, the present embodiment will be described with reference to the drawings. However, the scope of the invention is not limited to the illustrated examples. In the following, a case where electrodeposition coating is performed on a workpiece to be coated will be described as an example. However, a coating method to which the present invention can be applied is not limited to electrodeposition coating, and the workpiece to be coated is liquid. Any coating method may be used as long as it is applied by immersing it in a paint.
図1はこの被塗装ワークについて浸漬の塗装解析を実行するための流体解析装置1の実施形態を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a
図1に示すように、本実施形態の流体解析装置1は、CPU2、CPU2の記憶領域或いはワークエリア等として機能するROM3及び例えば、本実施の形態に係る発明を実行する為の各種プログラム及び解析対象のデータ等が記憶されているRAM4からなる制御手段としての制御部5と、入力手段としてのキーボード6と、キーボード6を制御するキーボードコントローラ9と、表示手段としてのディスプレイ10と、ディスプレイ10を制御するディスプレイコントローラ11と、ハードディスクドライブ(HDD)12と、フレキシブルディスクドライブ(FDD)13と、HDD12及びFDD13を制御するディスクコントローラ14と、ネットワーク15との接続のためのネットワークインターフェースコントローラ16とが、システムバス19を介して互いに通信可能に接続されて構成されている。
As shown in FIG. 1, the
CPU2は、ROM3或いはハードディスクドライブ12に記憶されたソフトウェア、或いはフレキシブルディスクドライブ13より供給されるソフトウェアを実行することで、システムバス19に接続された各構成部を総括的に制御する。すなわち、CPU2は、所定の処理シーケンスに従って処理プログラムを、ROM3、或いはハードディスクドライブ12、或いはフレキシブルディスクドライブ13から読み出して実行することで、本実施形態の被塗装ワークを解析する浸漬塗装解析装置1の動作を実現するための制御を行う。
The
制御部5は、キーボード6からの入力信号に応じて空気溜まりの発生又は液溜まりの発生の少なくとも一方の解析を行うようになっている。即ち、制御部5は、空気溜まりの発生及び液溜まりの発生の双方の解析を行うことも可能であり、何れの解析を先に行うかについてもキーボード6からの入力信号に応じて設定することが可能である。
The
制御部5は、解析対象である被塗装ワークのデータをハードディスクドライブ12から読み出して、被塗装ワークを複数の要素に分割して数値計算のための三次元の数値計算モデルを構築するようになっている。
The
即ち、制御部5は、キーボード6からの指示信号に応じて設定された解析対象となる領域の設定を行うものであり、図2に示すように、例えば被塗装ワークの周囲の所定の領域を複数の要素に分割することを行う。要素は、例えば、4面体や6面体の3次元の要素であるいわゆるボリュームメッシュに分割される。尚、実際の被塗装ワークαは、ディスプレイ10上に三次元表示されるが、本実施の形態においては、便宜的に二次元で表示としている。
That is, the
また、制御部5は、被塗装ワークを解析するにあたっては、被塗装ワークを含む所定の領域を解析対象範囲として設定するようになっている。解析対象範囲の広さに特に限定はなく、被塗装ワークを含むと共にその周囲が含まれていれば足りる。
Further, when analyzing the work to be coated, the
また、制御部5は、被塗装ワークを解析するための物理量をキーボード6からの指示信号に応じて選択するようになっている。被塗装ワークを解析するための物理量としては、例えば、液体の温度及び液体の粘度等が挙げられる。
Further, the
また、制御部5は、被塗装ワークαを解析するに際しての境界条件を設定するようになっている。境界条件は、周囲境界条件と被塗装ワークの境界条件からなる。
Moreover, the
周囲境界条件は、解析領域全体の温度条件を意味する。解析領域全体の温度設定は、各要素のY軸の座標値、即ち、重力方向Gにとった座標軸の値を関数として求めるようになっている。 The ambient boundary condition means the temperature condition of the entire analysis region. The temperature setting of the entire analysis region is obtained as a function of the coordinate value of the Y axis of each element, that is, the value of the coordinate axis taken in the gravity direction G.
具体的には、温度の設定は、解析領域の高さに比例するようにする。例えば、図2に示すような解析領域の場合には、上端の温度が最も高く下端の温度が低くなるように設定されている。解析領域内の温度設定にとくに限定はなく、任意に設定できるようになっている。本実施の形態においては、上端の温度が100K(ケルビン)、下端の温度が0K(ケルビン)と設定されている。 Specifically, the temperature setting is proportional to the height of the analysis region. For example, in the case of the analysis region as shown in FIG. 2, the upper end temperature is set to be the highest and the lower end temperature is set to be low. The temperature setting in the analysis region is not particularly limited and can be set arbitrarily. In the present embodiment, the upper end temperature is set to 100K (Kelvin) and the lower end temperature is set to 0K (Kelvin).
なお、物理量として、液体の粘度を用いる場合には、液体の粘度は解析領域の高さに比例して高くし、解析領域の高さが低くなるにつれて粘度が低くなっていくように設定される。 In addition, when the viscosity of the liquid is used as the physical quantity, the viscosity of the liquid is increased in proportion to the height of the analysis region, and is set so that the viscosity decreases as the height of the analysis region decreases. .
そして、解析領域の各高さにおける温度は、下記の式(1)により導き出される
ここで、TVは、要素の重心点の温度を表すが、現実の要素の重心点の温度ではなく、前述したように解析領域の上端の温度が最も高く、下端の温度が低くなるように設定された条件下における設定上の温度である。そして、Mは解析領域において設定された最高温度を(本実施の形態においては100K)、Yは解析領域におけるY軸上の範囲を、yは当該要素の重心点のY軸上の座標値をそれぞれ意味する。 Here, T V is representative of the temperature of the center of gravity of the element, rather than the temperature of the center-of-gravity point of the actual elements, the temperature of the upper end of the analysis region as described above is the highest, so that the temperature of the lower end is lowered This is the set temperature under the set conditions. M is the maximum temperature set in the analysis region (100K in the present embodiment), Y is the range on the Y axis in the analysis region, and y is the coordinate value on the Y axis of the center of gravity of the element. Each means.
なお、物理量として、液体の粘度を用いる場合、TVが要素の重心点の粘度を表すこととなる以外は液体の温度を物理量として用いる場合と同様である。 Incidentally, as a physical quantity, in the case of using the viscosity of the liquid, except that T V is to represent the viscosity of the center-of-gravity point of the element is the same as in the case of using the temperature of the liquid as a physical quantity.
また、被塗装ワークαの境界条件とは、被塗装ワークαの表面における熱伝導の条件を意味する。本実施の形態においては、被塗装ワークの境界条件は、下記の式(2)によって表される。
ここで、nは被塗装ワークαの表面の所定の点から垂直方向における所定の位置までの距離を表し、TNは、被塗装ワークαの表面の所定の点から垂直方向にn離れた位置の温度を表す。式(2)は被塗装ワークαの表面の熱伝導の条件は、断熱条件であることを意味している。即ち、被塗装ワークαの表面を構成する部材は、その表面から垂直方向への温度変化がないことを表している。 Here, n represents a distance from a predetermined point on the surface of the workpiece α to a predetermined position in the vertical direction, and TN is a position n away from the predetermined point on the surface of the workpiece α in the vertical direction. Of temperature. Formula (2) means that the heat conduction condition on the surface of the workpiece α to be coated is a heat insulation condition. That is, the member constituting the surface of the workpiece α to be coated indicates that there is no temperature change in the vertical direction from the surface.
なお物理量として液体の粘度を用いる場合、TNが被塗装ワークαの表面から垂直方向にn離れた位置の液体の粘度を表すこととなる以外は液体の温度を物理量として用いる場合と同様である。 In addition, when using the viscosity of a liquid as a physical quantity, it is the same as the case where the temperature of a liquid is used as a physical quantity except that TN represents the viscosity of the liquid at a position n away from the surface of the work α to be coated. .
これらの境界条件の下において、解析領域内の要素の重心点の温度のうち共通の温度を有する要素の重心点を結んで図3に示すように温度の等高線(コンターライン)を表示するようになっている。これに対して、上方に通気口Hが形成されている被塗装ワークβは、図4に示すような温度の等高線が表示されることとなる。 Under these boundary conditions, a temperature contour line (contour line) is displayed as shown in FIG. 3 by connecting the centroid points of elements having a common temperature among the centroid points of the elements in the analysis region. It has become. On the other hand, the contour line of the temperature as shown in FIG. 4 is displayed on the workpiece β in which the vent hole H is formed above.
また、制御部5は、下記のラプラス方程式である式(3)を解いて、各要素の重心点の実際の温度を算出するようになっている。
ここで、TRは式(3)により導き出した要素の重心点の実際の温度、λは熱伝導率、xは計算対象となっている要素の重心点のX軸上の座標値、yは計算対象となっている要素の重心点のY軸上の座標値、及びzは計算対象となっている要素の重心点のZ軸上の座標値を意味する。 Here, T R is the actual temperature of the center of gravity of the elements derived by the equation (3), lambda is the thermal conductivity, x is the coordinate value on the X-axis of the center of gravity of the element that is the calculation target, y is The coordinate value on the Y axis of the centroid point of the element to be calculated, and z mean the coordinate value on the Z axis of the centroid point of the element to be calculated.
なお、物理量として、液体の粘度を用いる場合、TRが式(3)により導き出した設定上の粘度を表すこととなる以外は液体の温度を物理量として用いる場合と同様である。 Incidentally, as a physical quantity, in the case of using the viscosity of the liquid, except that T R is represent the viscosity of the settings derived by Equation (3) is the same as in the case of using the temperature of the liquid as a physical quantity.
制御部5は、記憶領域に記憶されている下記の式(4)を読み出し、式(4)により各要素の重心点の評価値(f)を求めるようになっている。
ここで、Yは解析領域内のY軸上の最大高さを意味し、yは計算対象となっている要素の重心点のY軸上の座標値を意味する。このことは、物理量として、液体の粘度を用いる場合も同様である。 Here, Y means the maximum height on the Y axis in the analysis region, and y means the coordinate value on the Y axis of the barycentric point of the element to be calculated. The same applies to the case where the viscosity of the liquid is used as the physical quantity.
そして、制御部5は、図5に示すように、同一値の評価値fを有する要素の重心点を結んだ等高線を引いて、解析領域内における評価値fの分布を明らかにするようになっている。これに対して、上方に通気口Hが設けられた被塗装ワークβの場合には、図6に示すように等高線が引かれることとなる。
Then, as shown in FIG. 5, the
また、制御部5は、評価値fと閾値Ψを比較して、解析対象である被塗装ワークα内に空気溜まり又は液溜まりが発生するか否かを判断するようになっている。
Further, the
被塗装ワークαについて、空気溜まりが発生するか否かを判断するにあたっては、制御部5は、閾値Ψをプラスの値であるΨaに設定し、f>Ψaとなる領域に空気溜まりが発生したものと判断するようになっている。空気溜まりが発生していると判断された領域は、ディスプレイ10の画面上において図7に示すように、点線が引かれた領域Aとして表示されるようになっている。
In determining whether or not air accumulation occurs in the work α to be coated, the
空気が溜まっている範囲は熱の移動がないため、熱が溜まるので熱溜まりが発生し、周囲より温度が高くなる。そこで、実際に熱溜まりが発生した範囲の要素の評価値fを予め調べておき、熱溜まりが発生した領域内の評価値のうち最低の値を閾値Ψaとし、その閾値Ψa以上の値の評価値fを有する要素の範囲を空気溜まりが発生していると判断するものである。 Since there is no movement of heat in the area where air is accumulated, heat accumulates, so heat accumulation occurs, and the temperature becomes higher than the surroundings. Therefore, the evaluation value f of the element in the range where the heat accumulation actually occurs is checked in advance, and the lowest value among the evaluation values in the area where the heat accumulation occurs is set as the threshold value Ψa, and the evaluation of the value equal to or higher than the threshold value Ψa is performed. The range of the element having the value f is determined as an air reservoir.
これに対して、被塗装ワークβをについても被塗装ワークαと同様に閾値Ψaを用いて解析を行うと、図8に示すように点線が引かれた領域は表示されず、空気溜まりは発生しないと判断される。 On the other hand, if the workpiece β is analyzed using the threshold Ψa as in the workpiece α, the dotted line area is not displayed as shown in FIG. It is judged not to.
一方、被塗装ワークαについて液溜まりが発生するか否かを判断するにあたっては、制御部5は、閾値Ψをマイナスの値であるΨlと設定し、f<Ψlとなる領域に液溜まりが発生したものと判断するようになっている。液溜まりが発生していると判断された領域は、ディスプレイ10の画面上において、図9に示すように、点線が引かれた領域L1として表示されるようになっている。
On the other hand, when determining whether or not a liquid pool occurs for the workpiece α to be coated, the
これに対して、被塗装ワークβをについても被塗装ワークαと同様に閾値Ψlを用いて解析を行うと図10に示すように、点線が引かれた領域L2が表示され液溜まりが発生していると判断される。 On the other hand, when the workpiece β is analyzed using the threshold Ψl in the same manner as the workpiece α, a dotted area L2 is displayed and a liquid pool is generated as shown in FIG. It is judged that
液体が溜まっている範囲は、溜まっている範囲の上面を液体が移動していくため熱が奪われていくので、周囲より温度が低くなる。そこで、液溜まりが発生した範囲の要素の評価値fを予め調べておき、液溜まりが発生した領域の最高の値の評価値を閾値Ψlとし、その閾値以下の値の評価値を有する要素の範囲を液溜まりが発生していると判断するものである。 In the area where the liquid is accumulated, the liquid is moved up the upper surface of the area where the liquid is accumulated, and heat is taken away, so the temperature is lower than the surroundings. Therefore, the evaluation value f of the element in the range in which the liquid pool has occurred is examined in advance, and the highest evaluation value in the region in which the liquid pool has occurred is defined as the threshold value Ψl, and the element having the evaluation value of the threshold value or less is selected. The range is judged to be a liquid pool.
なお、閾値は解析対象や解析に用いる塗料の種類等により異なるものであり、解析対象や塗料に応じて変更されるようになっている。 Note that the threshold value varies depending on the analysis target and the type of paint used for the analysis, and is changed according to the analysis target and the paint.
また、液体の粘度を物理量として用いる場合においても、液体の温度を物理量として用いる場合と同様の手法により導き出した評価値を用いて、液体の温度の場合と同様の手法により先に導き出した閾値を用いて空気溜まりが発生するか否か、及び液溜まりが発生するか否かの少なくともひとつの判断をすることとなる。 Even when the viscosity of the liquid is used as a physical quantity, the threshold value previously derived by the same technique as in the case of the liquid temperature is used by using the evaluation value derived by the same technique as that when the liquid temperature is used as the physical quantity. It is used to determine at least one of whether or not an air pool is generated and whether or not a liquid pool is generated.
キーボードコントローラ9は、キーボード6や図示しないポインティングデバイス等からの指示入力を制御する。ディスプレイコントローラ11は、ディスプレイ10の表示を制御する。ディスクコントローラ14は、ブートプログラム、種々のアプリケーション、編集ファイル、ユーザファイル、ネットワーク管理プログラム及び本実施形態における所定の処理プログラム等を記憶するハードディスクドライブ12及びフレキシブルディスクドライブ13とのアクセスを制御する。ネットワークインターフェースコントローラ16は、ネットワーク15上の装置或いはシステムと双方向にデータを送受信するようになっている。
The
キーボード6を操作することにより、本実施の形態に必要なデータが入力されるようになっているが、本実施の形態に必要なデータを入力する為にマウスやスキャナ等を用いることとしても良い。
Data necessary for the present embodiment is input by operating the
また、ハードディスクドライブ12には、解析対象である被塗装ワークのデータが格納されている。また、ハードディスクドライブ12には、入力された重力方向Gを記憶領域に記憶するとともに、解析の際に重力方向を決定するようになっている。また、ハードディスクドライブ12には、解析結果が記憶されるようになっており、既に行った解析の結果をディスプレイ10に繰り返し表示できるようになっている。
The
以下において、図11のフローチャートを参照して、本実施形態に係る浸漬塗装解析装置1を用いた被塗装ワークの解析ついて詳述する。なお、以下においては、被塗装ワークαについて、空気溜まりが発生するか否かの解析及び空気溜まりが発生するか否かの解析を行い、物理量は液体の温度を用いるものとする。
Below, with reference to the flowchart of FIG. 11, the analysis of the to-be-painted workpiece | work using the
先ず、被塗装ワークαの形状データをキーボード6より入力し(ステップS1)、続いて、被塗装ワークαを解析する物理量として液体の温度を選択する(ステップS2)。次いで、制御部5は、被塗装ワークα及びその周囲の空間を解析領域として選択し、その領域を三次元の要素に分割した後、その領域のうち、図2に示すようにX軸上において2500mm及びY軸上において2500mmの範囲内をディスプレイ10に表示する(ステップS3)。次いで、解析領域内における重力方向GをY軸に沿った方向であって、解析領域の下端方向に設定する(ステップS4)。
First, the shape data of the workpiece to be coated α is input from the keyboard 6 (step S1), and then the liquid temperature is selected as a physical quantity for analyzing the workpiece to be coated α (step S2). Next, the
その後、境界条件の設定を行う(ステップS5)。境界条件の設定は、まず下記の式(1)のMに解析領域内の最高温度である100Kを、Yに解析領域のY軸上の範囲である2500mmの値を、yに各要素の重心点のY軸上の座標値を入力して、各要素の重心点の設定上の温度TVを求めて、周囲境界条件を設定する。
次いで、被塗装ワークαの境界条件を設定する。被塗装ワークαの境界条件は、下記の式(2)に示すように被塗装ワークαの表面の熱伝導の条件は、断熱条件であること、即ち被塗装ワークαの表面を構成する部材は、その表面から垂直方向への温度変化がないこととする。
これらの境界条件の下において、解析領域内の要素の重心点の温度のうち共通の温度を有する要素の重心点を結んで図3に示すような温度の等高線を引く。 Under these boundary conditions, the contour lines of the temperature as shown in FIG. 3 are drawn by connecting the centroid points of the elements having the common temperature among the centroid points of the elements in the analysis region.
次いで、制御部5は、下記の式(3)を解いて各要素の重心点における実際の温度TRを算出する(ステップS6)。
その後、要素の重心点の実際の温度TRを下記の式(4)に代入して評価値fを算出し、解析領域内における、同一の評価値fを有する要素の重心点を結び、図5に示すように解析領域に同一の値の評価値fを有する要素の重心点を結んだの等高線を引いて、評価値fの分布を明らかにする(ステップS7)。
次いで、解析の種類及び順序の選択を行う(ステップS8)。選択された解析の種類が空気溜まり及び液溜まりであって、解析の順序について、空気溜まりについての解析を先に行い、液溜まりについての解析を後に行うと選択された場合には、まず被塗装ワークαについて空気溜まりが発生するか否かについての解析を行う(ステップS9)。空気溜まりが発生しているか否かの解析は、正の値である閾値Ψaを用い、Ψaより値の大きい範囲を空気溜まりの発生している範囲と判断し、空気溜まりが発生していると判断した範囲を図7に示すようにディスプレイ10の画面上に点線を引いた領域Aとして表示される。
Next, the type and order of analysis are selected (step S8). If the type of analysis selected is an air pool or a liquid pool, and it is selected that the analysis of the air pool will be performed first and the analysis of the liquid pool will be performed later in the order of analysis, An analysis is performed as to whether or not air accumulation occurs in the work α (step S9). The analysis of whether or not an air pool has occurred uses a positive threshold value Ψa, determines that the range having a value larger than Ψa is the range in which the air pool has occurred, and that an air pool has occurred The determined range is displayed as a region A with a dotted line drawn on the screen of the
空気溜まりが発生するか否かについての解析が終了すると被塗装ワークαに液溜まりが発生するか否かの解析を行う(ステップS10)。液溜まりが発生するか否かの解析は、負の値である閾値Ψlを用い、Ψlより値の小さい範囲を液溜まりの発生している範囲と判断し、その範囲を図9に示すようにディスプレイ10の画面上に点線を引いて示した領域L1として表示する。そして、解析を終了する(END)。
When the analysis on whether or not the air pool is generated is completed, an analysis is performed on whether or not a liquid pool is generated in the workpiece α to be coated (step S10). In the analysis of whether or not the liquid pool occurs, a negative threshold value Ψl is used, and a range having a value smaller than Ψl is determined as a range where the liquid pool is generated, and the range is shown in FIG. This is displayed as a region L1 indicated by a dotted line on the screen of the
以上のように、本実施の形態に係る発明によれば、従来のように空気溜まりが発生するか否かの解析及び液溜まりが発生するか否かの解析をそれぞれの計算を別個に行うことなく、二つの閾値を用いることで、1つの計算工程で被塗装ワークに空気溜まりが発生するか否かの解析及び液溜まりが発生するか否かの解析を行うことが可能となる。そのため、解析コスト及び解析を行う時間を短縮することができる。 As described above, according to the invention according to the present embodiment, as in the conventional case, the analysis of whether or not the air pool occurs and the analysis of whether or not the liquid pool occurs are performed separately. Instead, by using two threshold values, it is possible to analyze whether or not an air pool occurs in the workpiece to be coated and whether or not a liquid pool occurs in one calculation process. Therefore, the analysis cost and the time for performing the analysis can be shortened.
また、電着塗装に代表される浸漬塗装を解析するにあたって、演算量を少なくしコンピュータにかかる負担を小さくすることができ、計算時間を従来と比較して短縮することができる。 Further, when analyzing dip coating typified by electrodeposition coating, the amount of calculation can be reduced, the burden on the computer can be reduced, and the calculation time can be shortened compared to the conventional case.
1 流体解析装置
5 制御部
6 キーボード
9 キーボードコントローラ
10 ディスプレイ
11 ディスプレイコントローラ
12 ハードディスクドライブ
13 フレキシブルディスクドライブ
14 ディスクコントローラ
15 ネットワーク
16 ネットワークインターフェースコントローラ
19 システムバス
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記入力手段により入力された被塗装ワーク及び前記被塗装ワークの周囲の所定の範囲の画像データを複数の要素に分割すると共に、前記分割した各要素の所定の位置の物理量を所定のラプラス方程式を用いて解析した評価値と、所定の閾値とを比較することで前記被塗装ワークについて空気溜まりの発生又は液溜まりの発生の少なくとも一方をシミュレーションで予測する制御手段と、
を備えることを特徴とする浸漬塗装解析装置。 An input means for inputting data necessary for the analysis of immersion coating;
The workpiece and the image data of a predetermined range around the workpiece to be coated input by the input means are divided into a plurality of elements, and a physical quantity at a predetermined position of each of the divided elements is expressed by a predetermined Laplace equation. A control means for predicting at least one of the occurrence of an air pool or a liquid pool in the simulation by comparing the evaluation value analyzed using and a predetermined threshold;
An immersion paint analyzing apparatus comprising:
所定の閾値が正の値である場合に前記評価値が前記閾値の値より大きい評価値を有する要素の範囲は空気溜まりが発生していると判断し、
所定の閾値が負の値である場合に前記評価値が前記閾値の値より小さい評価値を有する
要素の範囲は液溜まりが発生していると判断すること
を特徴とする請求項1に浸漬塗装解析装置。 The control means includes
When the predetermined threshold value is a positive value, it is determined that the range of elements having an evaluation value that is higher than the threshold value has an air reservoir,
2. The dip coating according to claim 1, wherein when the predetermined threshold value is a negative value, it is determined that a range of elements having an evaluation value smaller than the threshold value has a liquid pool. Analysis device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005324639A JP2007133547A (en) | 2005-11-09 | 2005-11-09 | Dip coating analysis device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2005324639A Pending JP2007133547A (en) | 2005-11-09 | 2005-11-09 | Dip coating analysis device |
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JP (1) | JP2007133547A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009244968A (en) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Honda Motor Co Ltd | Structure determination device and structure determination method |
JP2010159462A (en) * | 2009-01-08 | 2010-07-22 | Fuji Heavy Ind Ltd | Simulation equipment, simulation method, and simulation program |
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2005
- 2005-11-09 JP JP2005324639A patent/JP2007133547A/en active Pending
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