JP2011198730A - Movable heating system - Google Patents

Movable heating system Download PDF

Info

Publication number
JP2011198730A
JP2011198730A JP2010067456A JP2010067456A JP2011198730A JP 2011198730 A JP2011198730 A JP 2011198730A JP 2010067456 A JP2010067456 A JP 2010067456A JP 2010067456 A JP2010067456 A JP 2010067456A JP 2011198730 A JP2011198730 A JP 2011198730A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heating
heated
induction heating
unit
movable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010067456A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Maruyama
正 丸山
Hirotaka Ushiyama
博貴 牛山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electric Power Company Holdings Inc
Original Assignee
Tokyo Electric Power Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electric Power Co Inc filed Critical Tokyo Electric Power Co Inc
Priority to JP2010067456A priority Critical patent/JP2011198730A/en
Publication of JP2011198730A publication Critical patent/JP2011198730A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a movable heating system capable of performing uniform heating effects to various heated objects and achieving expansion of an applying scope and improvement of versatility on an IH technology.SOLUTION: A typical structure of movable heating systems 100, 200 has an induction heater 110 for heating a heated object 140 with electromagnetic induction, a robot arm 120 having the induction heater 110, and a controller 150 for moving the robot arm 120 so as to make the induction heater 110 run along the heated object 140. The controller 150 can control at least one of output of the induction heater 110, a heating time of the induction heater 110, and moving speed for moving the robot arm 120.

Description

本発明は、電磁誘導により被加熱体を加熱させる誘導加熱手段を移動可能な可動式加熱システムに関する。   The present invention relates to a movable heating system capable of moving an induction heating means for heating an object to be heated by electromagnetic induction.

昨今、誘導加熱技術は、家庭用調理器具に留まらず、製造現場での熱処理利用(焼き入れ、焼きなまし)、塗装工程の乾燥用途など産業目的でも利用されている(非特許文献1参照)。その一方で、誘導加熱(IH:Induction Heating,以下IHと称する)には、被加熱体(製品)までの距離、または被加熱体の形状もしくは材質等によって加熱効果が変わってしまう特性がある。   In recent years, induction heating technology is not limited to household cooking utensils, but is also used for industrial purposes such as heat treatment use (quenching, annealing) at a manufacturing site and drying application in a painting process (see Non-Patent Document 1). On the other hand, induction heating (IH: Induction Heating, hereinafter referred to as IH) has a characteristic that the heating effect varies depending on the distance to the object to be heated (product) or the shape or material of the object to be heated.

現状では、事前に被加熱体ごとにIHコイルの形状や加熱出力、印加周波数を検討し、適用可否を判断している。一般に被加熱体の変更ごとにIHコイルを交換、調整する必要があるため、IH技術の多品種生産への適用は困難であった。また、形状が複雑な被加熱体に対しその曲折に沿うようにIHコイルの形状を設計することが難しいため、かかる被加熱体へのIH技術の適用も困難であった。   At present, the shape, heating output, and applied frequency of the IH coil are examined in advance for each object to be heated, and the applicability is determined. In general, since it is necessary to replace and adjust the IH coil every time the heated object is changed, it is difficult to apply the IH technology to multi-product production. In addition, since it is difficult to design the shape of the IH coil so that the object to be heated has a complicated shape, the application of the IH technique to the object to be heated is also difficult.

特許文献1では、産業用ロボットを用いてIHコイルまたは被加熱体のいずれか一方あるいは双方を移動させることにより、常に双方の間を加熱に適正な距離に保持する技術を開示している。これにより、加熱対象領域が如何なる形状であっても適正に高周波誘導加熱を行うことができるとしている。   Patent Document 1 discloses a technique for always maintaining an appropriate distance for heating between an IH coil and an object to be heated by using an industrial robot. Accordingly, high-frequency induction heating can be appropriately performed regardless of the shape of the heating target region.

特開2002−343544号公報JP 2002-343544 A

“Jou-lo”、タクボエンジニアリング株式会社、[online]、[平成22年2月9日検索]、インターネット<URL:http://www.takubo.co.jp/j/column/archives/2007/20071219_2.html>“Jou-lo”, Takubo Engineering Co., Ltd., [online], [Search on February 9, 2010], Internet <URL: http://www.takubo.co.jp/j/column/archives/2007/ 20071219_2.html>

上記特許文献1の技術では確かに双方の間を加熱に適正な距離に保持することが可能だが、種々の被加熱体に対し一律な加熱効果を奏することは不可能である。   Although the technique of the above-mentioned Patent Document 1 can surely hold the distance between them at an appropriate distance for heating, it is impossible to achieve a uniform heating effect for various objects to be heated.

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、種々の被加熱体に対し一律な加熱効果を奏することを可能とし、IH技術の適用範囲の拡大および汎用性の向上を図り得る可動式加熱システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and can provide a uniform heating effect for various objects to be heated, and can expand the application range of IH technology and improve versatility. An object is to provide a movable heating system.

上記課題を解決するために本発明にかかる可動式加熱システムの代表的な構成は、電磁誘導により被加熱体を加熱させる誘導加熱手段と、誘導加熱手段が備えられたロボットアームと、誘導加熱手段を被加熱体に沿わせるようにロボットアームを移動させる制御部とを有し、制御部は、誘導加熱手段の出力、この誘導加熱手段による加熱時間、またはロボットアームを移動させる移動速度の少なくとも1つを制御することを特徴とする。   In order to solve the above problems, a representative configuration of a movable heating system according to the present invention includes an induction heating unit that heats an object to be heated by electromagnetic induction, a robot arm provided with the induction heating unit, and an induction heating unit. And a control unit that moves the robot arm so as to follow the object to be heated. The control unit has at least one of the output of the induction heating unit, the heating time by the induction heating unit, or the moving speed of moving the robot arm. It is characterized by controlling one.

かかる構成によれば、誘導加熱手段をロボットアームと結合することにより可動式とし、制御部が誘導加熱手段の出力や加熱時間、ロボットアームを移動させる移動速度を制御するように構成したため、被加熱体が如何なる形状であっても好適に加熱させることができる。   According to such a configuration, the induction heating unit is movable by being coupled with the robot arm, and the control unit is configured to control the output of the induction heating unit, the heating time, and the moving speed for moving the robot arm. Any shape of the body can be suitably heated.

上記誘導加熱手段は、複数の誘導加熱コイルを配列して構築されるとよい。これにより、各々の誘導加熱手段の出力を制御部が制御し、被加熱体の加熱程度のより細かな調整が可能となる。   The induction heating means may be constructed by arranging a plurality of induction heating coils. Thereby, a control part controls the output of each induction heating means, and finer adjustment of the heating degree of a to-be-heated body is attained.

上記複数の誘導加熱コイルは、加熱面が被加熱体に対向するように各々の形状や大きさが異なるとよい。具体的には、誘導加熱手段を一般的な円状コイルとしてではなく被加熱体に即して四角形状あるいは3次元形状として構築することができる。これにより、被加熱体を均一に加熱させることが可能である。   The plurality of induction heating coils may have different shapes and sizes so that the heating surface faces the object to be heated. Specifically, the induction heating means can be constructed not as a general circular coil but as a quadrangular shape or a three-dimensional shape according to the object to be heated. Thereby, it is possible to heat a to-be-heated body uniformly.

上記誘導加熱手段と共に、赤外線加熱手段、マイクロ波加熱手段もしくは抵抗加熱手段のいずれか1つまたは複数をさらに備えるとよい。かかる構成によれば、各々の加熱手段をその特性に応じて使い分けるまたは併用することができる。これにより、多品種生産においてもそれぞれに好適に対応することが可能となる。   In addition to the induction heating means, any one or more of infrared heating means, microwave heating means, and resistance heating means may be further provided. According to this structure, each heating means can be used properly according to the characteristic, or can be used together. As a result, it is possible to suitably cope with each of various types of production.

上記誘導加熱手段に対して被加熱体を動かすことが可能な被加熱体可動機構をさらに備えるとよい。これにより、被加熱体側の移動により加熱程度を調整することが可能となる。   It is preferable to further include a heated body moving mechanism capable of moving the heated body relative to the induction heating means. This makes it possible to adjust the degree of heating by moving the heated object side.

上記被加熱体の温度を測定する温度センサをさらに備え、制御部は、温度センサが測定した温度に基づき、上記出力、加熱時間、または移動速度の少なくとも1つをフィードバック制御するとよい。かかる構成によれば、温度センサによって被加熱体の加熱の程度を検知しながら、被加熱体を加熱させることができる。よって、被加熱体の形状や材質を問わず一律な(均質な)加熱効果を奏することができる。これより、IH技術の適用範囲の拡大および汎用性の向上を図り得る。   The apparatus may further include a temperature sensor that measures the temperature of the object to be heated, and the control unit may feedback control at least one of the output, the heating time, or the moving speed based on the temperature measured by the temperature sensor. According to this configuration, the heated body can be heated while detecting the degree of heating of the heated body by the temperature sensor. Therefore, a uniform (homogeneous) heating effect can be achieved regardless of the shape and material of the heated object. As a result, the application range of the IH technology can be expanded and versatility can be improved.

本発明によれば、種々の被加熱体に対し一律な加熱効果を奏することを可能とし、IH技術の適用範囲の拡大および汎用性の向上を図り得る可動式加熱システムを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a movable heating system that can achieve a uniform heating effect on various objects to be heated, and can expand the application range of IH technology and improve versatility.

第1実施形態にかかる可動式加熱システムについて説明する図である。It is a figure explaining the movable heating system concerning a 1st embodiment. 誘導加熱手段について説明する図である。It is a figure explaining an induction heating means. 3次元距離センサを例示する図である。It is a figure which illustrates a three-dimensional distance sensor. 第2実施形態にかかる可動式加熱システムについて説明する図である。It is a figure explaining the movable heating system concerning 2nd Embodiment. 第3実施形態にかかる可動式加熱システムについて説明する図である。It is a figure explaining the movable heating system concerning 3rd Embodiment.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.

[第1実施形態]
図1は、第1実施形態にかかる可動式加熱システム100について説明する図である。図1に示すように、可動式加熱システム100は、例えば被加熱体140の乾燥用途に利用される。被加熱体140は、被加熱体可動機構としての搬送装置142によって搬送され、可動式加熱システム100を通過する間に乾燥させられる。搬送装置142は、可動式加熱システム100(誘導加熱手段110)に対して被加熱体140を動かすことができ、相対的な位置関係を修正可能である。
[First embodiment]
FIG. 1 is a diagram illustrating a movable heating system 100 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the movable heating system 100 is used, for example, for drying the heated object 140. The heated body 140 is transported by a transport device 142 as a heated body moving mechanism and dried while passing through the movable heating system 100. The transport device 142 can move the heated object 140 with respect to the movable heating system 100 (induction heating means 110), and can correct the relative positional relationship.

可動式加熱システム100は、ロボットアーム120(産業ロボット)の先端部122dに備えられた誘導加熱手段110を用い、温度センサ130により被加熱体140の加熱の程度を検知しながら加熱させる。かかる加熱の制御は、制御部150によって実施される。   The movable heating system 100 uses the induction heating means 110 provided at the distal end portion 122d of the robot arm 120 (industrial robot), and heats the object to be heated 140 while detecting the degree of heating by the temperature sensor 130. Such heating control is performed by the control unit 150.

ロボットアーム120は、基部120a並びに連結部120b、第2連結部120cにて回動可能であり、制御部150の指令に基づき誘導加熱手段110を被加熱体140に沿わせるように正確に移動させる。   The robot arm 120 can be rotated by the base 120a, the connecting part 120b, and the second connecting part 120c, and accurately moves the induction heating means 110 along the object 140 to be heated based on a command from the control part 150. .

図2は、誘導加熱手段110について説明する図である。誘導加熱手段110は、加熱面が被加熱体140に対向するように複数のコイルを配列して構築される。なお、誘導加熱手段110は、被加熱体140よりも小さい(被加熱体140の加熱すべき面積が、誘導加熱手段110による有効な加熱面積よりも大きい)ことを想定している。   FIG. 2 is a diagram illustrating the induction heating unit 110. The induction heating means 110 is constructed by arranging a plurality of coils such that the heating surface faces the heated object 140. It is assumed that the induction heating means 110 is smaller than the heated body 140 (the area to be heated of the heated body 140 is larger than the effective heating area by the induction heating means 110).

例えば図2(a)に示すように、誘導加熱手段110は、複数のIHコイル110aの集合体であるアレイコイルとして構築される。一般に、IHコイル110aは円状だが、このように複数のIHコイル110aを配列することで、全体として任意の形状(ここでは四角形状)の加熱面を構築することができる。   For example, as shown in FIG. 2A, the induction heating means 110 is constructed as an array coil that is an aggregate of a plurality of IH coils 110a. In general, the IH coil 110a is circular, but by arranging a plurality of IH coils 110a in this way, a heating surface having an arbitrary shape (here, rectangular shape) can be constructed as a whole.

また、例えば図2(b)に示すように、誘導加熱手段110は、円状のIHコイル110bと四角形状のIHコイル110cを同心上に配置して構築してもよい。   For example, as shown in FIG. 2B, the induction heating unit 110 may be constructed by concentrically arranging a circular IH coil 110b and a square IH coil 110c.

すなわち、誘導加熱手段110は、形状や大きさが様々な複数のIHコイルを組み合わせ、種々の被加熱体140に見合った形状に形成される。これにより、被加熱体140を均一に加熱させることが可能である。   In other words, the induction heating means 110 is formed into a shape suitable for various heated objects 140 by combining a plurality of IH coils having various shapes and sizes. Thereby, the to-be-heated body 140 can be heated uniformly.

なお、図2(c)に示すように、誘導加熱手段110としてのIHコイルをプリントパターンで形成してもよい。これにより、IHコイルのばらつきの低減を図ることが可能である。   In addition, as shown in FIG.2 (c), you may form the IH coil as the induction heating means 110 with a printed pattern. As a result, it is possible to reduce variations in IH coils.

温度センサ130は、3次元サーモカメラ(サーモグラフィ)であって、撮影領域の熱線(赤外線)の強度から、被加熱体140の温度分布を3次元で検知する。被加熱体140の測定データは、信号として制御部150に伝送される。   The temperature sensor 130 is a three-dimensional thermo camera (thermography), and detects the temperature distribution of the heated object 140 in three dimensions from the intensity of heat rays (infrared rays) in the imaging region. The measurement data of the object to be heated 140 is transmitted as a signal to the control unit 150.

3次元距離センサ132は、被加熱体140との距離を3次元で測定する計器である。3次元距離センサ132の測定データは、信号として制御部150に伝送される。   The three-dimensional distance sensor 132 is an instrument that measures the distance from the heated object 140 in three dimensions. Measurement data of the three-dimensional distance sensor 132 is transmitted to the control unit 150 as a signal.

図3は、3次元距離センサ132を例示する図である。図3に例示するように、3次元距離センサ132は、例えば光ファイバー132aからレーザーを照射し、反射波を取得して、レーザーの位相差から対象Xまでの距離を測定する。   FIG. 3 is a diagram illustrating the three-dimensional distance sensor 132. As illustrated in FIG. 3, the three-dimensional distance sensor 132 irradiates a laser from, for example, an optical fiber 132 a, acquires a reflected wave, and measures the distance from the phase difference of the laser to the target X.

高周波電源部112は、インバータおよびインバータからの高周波電流を誘導加熱手段110に印加する回路を含んでいる。高周波電源部112は、制御部150からの制御を受けて、誘導加熱手段110を構成する各々のIHコイルに高周波電流を印加する。   The high frequency power supply unit 112 includes an inverter and a circuit that applies a high frequency current from the inverter to the induction heating unit 110. The high frequency power source unit 112 applies a high frequency current to each IH coil constituting the induction heating unit 110 under the control of the control unit 150.

制御部150は、中央処理装置(CPU)を含む半導体集積回路によりシステム全体を管理および制御する。また、記憶部152に格納されたプログラムを実行し、ロボットアーム120を適正に移動させる。   The control unit 150 manages and controls the entire system by a semiconductor integrated circuit including a central processing unit (CPU). Further, the program stored in the storage unit 152 is executed to move the robot arm 120 appropriately.

また、制御部150は、3次元距離センサ132からの伝送信号をリアルタイムで処理し、被加熱体140までの距離に基づきロボットアーム120をフィードバック制御する。すなわち、ロボットアーム120(誘導加熱手段110)の被加熱体140への接触を回避し、被加熱体140を好適に加熱させるように適正な距離を保って誘導加熱手段110を移動させる。   In addition, the control unit 150 processes the transmission signal from the three-dimensional distance sensor 132 in real time, and feedback-controls the robot arm 120 based on the distance to the heated object 140. That is, contact of the robot arm 120 (induction heating unit 110) with the object 140 to be heated is avoided, and the induction heating unit 110 is moved while maintaining an appropriate distance so that the object 140 to be heated is suitably heated.

記憶部152は、ROM、RAM、EEPROM、不揮発性RAM、フラッシュメモリ、HDD等で構成され、システムで利用されるプログラム(ロボットアーム120の動作シーケンス)や各種データ、温度センサ130が検知した温度分布などを記憶する。   The storage unit 152 includes a ROM, a RAM, an EEPROM, a nonvolatile RAM, a flash memory, an HDD, and the like. A program used in the system (operation sequence of the robot arm 120), various data, and a temperature distribution detected by the temperature sensor 130. Memorize etc.

なお、可動式加熱システム100が、3次元距離センサ132を有さない場合には、ロボットアーム120の動作シーケンスに被加熱体140の形状を考慮した移動座標データが入力され、記憶部152に記憶されるとよい。   When the movable heating system 100 does not have the three-dimensional distance sensor 132, movement coordinate data considering the shape of the heated object 140 is input to the operation sequence of the robot arm 120 and stored in the storage unit 152. It is good to be done.

表示部154は、液晶ディスプレイ、EL(Electro Luminescence)、PDP(Plasma Display Panel)等で構成され、システムで実行中のプログラム等を管理者(作業者)に対し表示する。可動式加熱システム100が不図示のネットワーク通信部を備え、ネットワークを介して外部から取得した情報を管理者に表示可能にしてもよい。   The display unit 154 includes a liquid crystal display, EL (Electro Luminescence), PDP (Plasma Display Panel), and the like, and displays a program being executed in the system to an administrator (operator). The movable heating system 100 may include a network communication unit (not shown) so that information acquired from the outside via the network can be displayed to the administrator.

操作部156は、マウスやキーボード、タッチパネル等から構成され、管理者の操作入力を受け付ける。操作部156からの操作により、記憶部152に記憶されたデータの書換または追加が可能である。   The operation unit 156 includes a mouse, a keyboard, a touch panel, and the like, and receives an operation input from an administrator. By the operation from the operation unit 156, the data stored in the storage unit 152 can be rewritten or added.

上記構成において、制御部150は、温度センサ130から伝送された温度分布の測定データを、記憶部152に記憶する。そして、温度分布を積算して、被加熱体140の各部の加熱量(加熱量の分布)を算出することができる。   In the above configuration, the control unit 150 stores the temperature distribution measurement data transmitted from the temperature sensor 130 in the storage unit 152. Then, the temperature distribution can be integrated to calculate the heating amount (heating amount distribution) of each part of the heated body 140.

これより、制御部150は、被加熱体140の加熱の程度に基づいて、ロボットアーム120をフィードバック制御する。すなわち、誘導加熱手段110の出力を制御したり、誘導加熱手段110による加熱時間を調整したり、ロボットアーム120を移動させる移動速度を調整したりする。   Thus, the control unit 150 feedback-controls the robot arm 120 based on the degree of heating of the heated object 140. That is, the output of the induction heating unit 110 is controlled, the heating time by the induction heating unit 110 is adjusted, and the moving speed at which the robot arm 120 is moved is adjusted.

具体的には、基本的な動作として、制御部150は、一定の幅ごとに、被加熱体140の幅方向に誘導加熱手段110(温度センサ130)を走査させる(スキャンライン)。このとき、例えば被加熱体140の裏面にリブが立っていたり、厚みが部分的に厚くなっていると、その部分だけ熱容量が大きくなっているために温度が上がりにくい。また、誘導加熱手段110の大きさに比べて細かい凹凸があったり、被加熱体140に突起物がある場合など、誘導加熱手段110が被加熱体140に近づけない場合がある。そのようなときには検知温度が所望の温度に上昇しない。また、被加熱体140の形状や材料によっては、局部的に被加熱体140が所望の温度を超えてしまう場合もありうる。そこで、検知温度に応じて局所的に誘導加熱手段110の出力を調節することができる。これにより、被加熱体140の形状、材質、大きさ等に関係なく、また加熱時間やロボットアーム120の移動速度を必ずしも調整せずとも一律な加熱効果を奏することができる。   Specifically, as a basic operation, the control unit 150 scans the induction heating unit 110 (temperature sensor 130) in the width direction of the body 140 to be heated (scan line) at every constant width. At this time, for example, if a rib stands on the back surface of the object 140 to be heated or if the thickness is partially thick, the temperature is difficult to increase because the heat capacity is increased only in that portion. In addition, the induction heating unit 110 may not be close to the heated body 140, such as when there are fine irregularities compared to the size of the induction heating unit 110, or when the heated body 140 has protrusions. In such a case, the detected temperature does not rise to a desired temperature. Further, depending on the shape and material of the heated object 140, the heated object 140 may locally exceed the desired temperature. Therefore, the output of the induction heating unit 110 can be locally adjusted according to the detected temperature. As a result, a uniform heating effect can be achieved regardless of the shape, material, size, etc. of the heated object 140 and without necessarily adjusting the heating time and the moving speed of the robot arm 120.

しかし、換言すれば、誘導加熱手段110の出力が一定であっても、加熱時間やロボットアーム120の移動速度を調整することで一律な加熱効果を奏することが可能である。本実施形態では、上記の出力制御に加え、制御部150が加熱時間、移動速度の調整も行うことで、さらなる精度の向上を図る。   However, in other words, even if the output of the induction heating unit 110 is constant, it is possible to achieve a uniform heating effect by adjusting the heating time and the moving speed of the robot arm 120. In the present embodiment, in addition to the above output control, the control unit 150 also adjusts the heating time and the moving speed, thereby further improving the accuracy.

すなわち、加熱時間、移動速度ともに、温度センサ130で検知した温度分布を積算し、熱処理に足りるだけの熱量が与えられるように設定する。誘導加熱手段110を走査させる幅(間隔)は、基本的には誘導加熱手段110の幅であるが、これも積算された温度分布に基づいて動的に設定することができる。例えば伝熱性がよい被加熱体140の場合は走査幅を広くすることができ、伝熱性の低い被加熱体140の場合は走査幅が重なるように設定することもできる。これにより、被加熱体140に対し小さな誘導加熱手段110を用いても、高精度で確実に被加熱体140を乾燥させることができる。   That is, both the heating time and the moving speed are set such that the temperature distribution detected by the temperature sensor 130 is integrated and the amount of heat sufficient for the heat treatment is given. The width (interval) for scanning the induction heating unit 110 is basically the width of the induction heating unit 110, but can also be dynamically set based on the integrated temperature distribution. For example, the scanning width can be increased in the case of the heated object 140 having good heat conductivity, and the scanning width can be set to be overlapped in the case of the heated object 140 having low heat conductivity. Thereby, even if the small induction heating means 110 is used with respect to the to-be-heated body 140, the to-be-heated body 140 can be reliably dried with high precision.

以上、上述した可動式加熱システム100によれば、目的温度でロボットアーム120を動的制御するので、被加熱体140に対し一律な加熱効果を奏することが可能である。これより、IH技術の適用範囲の拡大および汎用性の向上を図り得る。   As described above, according to the movable heating system 100 described above, since the robot arm 120 is dynamically controlled at the target temperature, a uniform heating effect can be exerted on the heated object 140. As a result, the application range of the IH technology can be expanded and versatility can be improved.

[第2実施形態]
図4は、第2実施形態にかかる可動式加熱システム200について説明する図である。
特に図4(a)は可動式加熱システム200の外観図であり、図4(b)はロボットアーム120、220先端の加熱手段の拡大図である。
[Second Embodiment]
FIG. 4 is a diagram illustrating a movable heating system 200 according to the second embodiment.
4A is an external view of the movable heating system 200, and FIG. 4B is an enlarged view of the heating means at the tips of the robot arms 120 and 220.

第2実施形態にかかる可動式加熱システム200の第1実施形態との差異は、ロボットアーム220およびその先端部220dに備えられる加熱手段である。すなわち、第2実施形態は、ロボットアーム120の誘導加熱手段110に、ロボットアーム220の加熱手段を併用して被加熱体140を加熱させるいわゆるハイブリッド方式である。   The difference of the movable heating system 200 according to the second embodiment from the first embodiment is the heating means provided in the robot arm 220 and the tip 220d thereof. That is, the second embodiment is a so-called hybrid system in which the heating target 140 is heated by using the heating means of the robot arm 220 together with the induction heating means 110 of the robot arm 120.

図4(a)に示すように、ロボットアーム220の先端部220dには、赤外線で被加熱体140を加熱する赤外線加熱手段222、マイクロ波で被加熱体140を加熱するマイクロ波加熱手段224、または抵抗加熱で被加熱体140を加熱する抵抗加熱手段226が備えられる。   As shown in FIG. 4A, an infrared heating means 222 that heats the heated object 140 with infrared rays, a microwave heating means 224 that heats the heated object 140 with microwaves, Or the resistance heating means 226 which heats the to-be-heated body 140 by resistance heating is provided.

誘導加熱手段110は、IHコイルに高周波の電流を流し、被加熱体140に磁場を印加して渦電流を生じさせることにより被加熱体140を直接加熱させる方式である。これより、被加熱体140は、内側から加熱されやすい。   The induction heating means 110 is a method of directly heating the heated object 140 by causing a high-frequency current to flow through the IH coil and applying a magnetic field to the heated object 140 to generate an eddy current. Thus, the heated object 140 is easily heated from the inside.

一方、例えば赤外線加熱手段222は、赤外線を照射して被加熱体140を加熱する。そのため、被加熱体140は、通常外側から加熱される。このように性質の異なる加熱手段をその特性に応じて使い分けるまたは併用することで、多品種生産に対する良好な応答性を確保することができる。   On the other hand, for example, the infrared heating means 222 irradiates infrared rays to heat the heated object 140. Therefore, the to-be-heated body 140 is normally heated from the outside. Thus, by appropriately using or using heating means having different properties according to the characteristics, it is possible to ensure good responsiveness to multi-product production.

図4(b)に示すように、可動式加熱システム200は上述した制御部150等を備え、ロボットアーム120の誘導加熱手段110やロボットアーム220の他の加熱手段(ここでは、赤外線加熱手段222)を被加熱体140に沿わせるように移動させる。   As shown in FIG. 4B, the movable heating system 200 includes the control unit 150 and the like described above, and other heating means (here, infrared heating means 222) of the robot arm 120 and the induction heating means 110 of the robot arm 120. ) Is moved along the object 140 to be heated.

図4(a)および(b)では、便宜上、高周波電源部112、制御部150、記憶部152、表示部154、操作部156の図示を省略しているが、可動式加熱システム200は第1実施形態と同様にこれらの要素を有するものとする。   4A and 4B, for convenience, the high-frequency power supply unit 112, the control unit 150, the storage unit 152, the display unit 154, and the operation unit 156 are not shown, but the movable heating system 200 is the first one. These elements are assumed to be similar to the embodiment.

なお、第2実施形態では2つのロボットアーム120、220を有したが、3つ以上ロボットアームを備えてシステムを構築してもよい。当然ながら、誘導加熱手段110を備えるロボットアーム120を複数備えてもよい。この場合において、高周波電源部112を共通化し、複数のロボットアーム120の誘導加熱手段110に対して1つのインバータから高周波電流を印加してもよい。   In the second embodiment, the two robot arms 120 and 220 are provided. However, a system may be constructed by providing three or more robot arms. Of course, a plurality of robot arms 120 including the induction heating means 110 may be provided. In this case, the high frequency power supply unit 112 may be shared, and a high frequency current may be applied from one inverter to the induction heating means 110 of the plurality of robot arms 120.

[第3実施形態]
図5は、第3実施形態にかかる可動式加熱システム300について説明する図である。可動式加熱システム300では、第2実施形態とは異なり、1つのロボットアーム120の先端に複数の加熱手段を備える。ここでは、ロボットアーム120の先端部120dに誘導加熱手段110と赤外線加熱手段222が設けられている。
[Third embodiment]
FIG. 5 is a diagram illustrating a movable heating system 300 according to the third embodiment. Unlike the second embodiment, the movable heating system 300 includes a plurality of heating means at the tip of one robot arm 120. Here, the induction heating means 110 and the infrared heating means 222 are provided at the tip 120 d of the robot arm 120.

上述したようにロボットアーム120は、基部120a並びに連結部120b、第2連結部120cにて回動可能であり、先端部120dの角度(向き、方向)を任意に変更することができる。そのため、制御部150から支持された姿勢で、誘導加熱手段110もしくは赤外線加熱手段222またはその双方を用いて、被加熱体140を最適に加熱させることができる。   As described above, the robot arm 120 can be rotated by the base portion 120a, the connecting portion 120b, and the second connecting portion 120c, and the angle (direction, direction) of the distal end portion 120d can be arbitrarily changed. Therefore, the object 140 to be heated can be optimally heated using the induction heating unit 110 and / or the infrared heating unit 222 in a posture supported by the control unit 150.

すなわち、第2実施形態と同様に、性質の異なる加熱手段をその特性に応じて使い分けるまたは併用することが可能であり、多品種生産に対する良好な応答性を確保することができる。例えば、乾燥工程においては、赤外線加熱手段222によって表面を先に乾燥させた上で、誘導加熱手段110によって母材を加熱して内部から乾燥させることができる。また塗料の特性によっては、先に母材を加熱してもよい。なお、図5では記載を省略しているが、可動式加熱システム300においても、図1に示した可動式加熱システム100と同様に高周波電源部112、制御部150、記憶部152、表示部154、操作部156などを備えている。   That is, similarly to the second embodiment, heating means having different properties can be properly used or used in accordance with the characteristics, and good responsiveness to multi-product production can be ensured. For example, in the drying step, after the surface is first dried by the infrared heating means 222, the base material can be heated by the induction heating means 110 and dried from the inside. Depending on the properties of the paint, the base material may be heated first. Although omitted in FIG. 5, the high-frequency power supply unit 112, the control unit 150, the storage unit 152, and the display unit 154 are also included in the movable heating system 300 as in the movable heating system 100 illustrated in FIG. 1. And an operation unit 156.

以上、上述した構成によれば、IH技術の適用範囲の拡大および汎用性の向上を図り得る。これより、他熱源(IH以外の熱源)による熱風乾燥が主流の乾燥工程において、電気加熱の市場の拡大に寄与し、大幅な需要開拓を実現可能とする技術を提供することができる。   As described above, according to the configuration described above, it is possible to expand the application range of the IH technology and improve versatility. As a result, hot air drying by other heat sources (heat sources other than IH) contributes to the expansion of the electric heating market in the mainstream drying process and can provide a technology that can realize significant demand development.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。例えば上記では、可動式加熱システム100、200、300を乾燥工程に利用するものとして例示したが、当然ながら焼き入れ等の熱処理にも利用することができる。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the example which concerns. For example, in the above, the movable heating system 100, 200, 300 is exemplified as being used for the drying process, but it can be used for heat treatment such as quenching. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.

本発明は、電磁誘導により被加熱体を加熱させる誘導加熱手段を移動可能な可動式加熱システムとして利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be utilized as a movable heating system which can move the induction heating means which heats a to-be-heated body by electromagnetic induction.

100、200、300…可動式加熱システム、110…誘導加熱手段、110a〜110c…IHコイル、110d、220d…先端部、112…高周波電源部、120、220…ロボットアーム、120a…基部、120b…連結部、120c…第2連結部、130…温度センサ、132…3次元距離センサ、132a…光ファイバー、140…被加熱体、142…搬送装置、150…制御部、152…記憶部、154…表示部、156…操作部、222…赤外線加熱手段、224…マイクロ波加熱手段、226…抵抗加熱手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100, 200, 300 ... Movable heating system, 110 ... Induction heating means, 110a-110c ... IH coil, 110d, 220d ... Tip part, 112 ... High frequency power supply part, 120, 220 ... Robot arm, 120a ... Base part, 120b ... Connection part, 120c ... 2nd connection part, 130 ... Temperature sensor, 132 ... Three-dimensional distance sensor, 132a ... Optical fiber, 140 ... Heated object, 142 ... Conveyance device, 150 ... Control part, 152 ... Storage part, 154 ... Display Part, 156 ... operation part, 222 ... infrared heating means, 224 ... microwave heating means, 226 ... resistance heating means

Claims (6)

電磁誘導により被加熱体を加熱させる誘導加熱手段と、
前記誘導加熱手段が備えられたロボットアームと、
前記誘導加熱手段を前記被加熱体に沿わせるように前記ロボットアームを移動させる制御部とを有し、
前記制御部は、前記誘導加熱手段の出力、該誘導加熱手段による加熱時間、または前記ロボットアームを移動させる移動速度の少なくとも1つを制御することを特徴とする可動式加熱システム。
Induction heating means for heating an object to be heated by electromagnetic induction;
A robot arm provided with the induction heating means;
A control unit that moves the robot arm so that the induction heating means follows the object to be heated;
The control unit controls at least one of an output of the induction heating unit, a heating time by the induction heating unit, or a moving speed for moving the robot arm.
前記誘導加熱手段は、複数の誘導加熱コイルを配列して構築されることを特徴とする請求項1に記載の可動式加熱システム。   The movable heating system according to claim 1, wherein the induction heating means is constructed by arranging a plurality of induction heating coils. 前記複数の誘導加熱コイルは、加熱面が被加熱体に対向するように各々の形状や大きさが異なることを特徴とする請求項2に記載の可動式加熱システム。   The movable heating system according to claim 2, wherein the plurality of induction heating coils have different shapes and sizes so that the heating surface faces the object to be heated. 前記誘導加熱手段と共に、赤外線加熱手段、マイクロ波加熱手段もしくは抵抗加熱手段のいずれか1つまたは複数をさらに備えることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の可動式加熱システム。   The movable heating system according to any one of claims 1 to 3, further comprising one or more of an infrared heating unit, a microwave heating unit, and a resistance heating unit in addition to the induction heating unit. . 前記誘導加熱手段に対して前記被加熱体を動かすことが可能な被加熱体可動機構をさらに備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の可動式加熱システム。   The movable heating system according to any one of claims 1 to 4, further comprising a heated body movable mechanism capable of moving the heated body with respect to the induction heating means. 前記被加熱体の温度を測定する温度センサをさらに備え、
前記制御部は、前記温度センサが測定した温度に基づき、前記出力、前記加熱時間、または前記移動速度の少なくとも1つをフィードバック制御することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の可動式加熱システム。
A temperature sensor for measuring the temperature of the object to be heated;
6. The control unit according to claim 1, wherein the control unit performs feedback control on at least one of the output, the heating time, and the moving speed based on the temperature measured by the temperature sensor. The movable heating system described.
JP2010067456A 2010-03-24 2010-03-24 Movable heating system Pending JP2011198730A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010067456A JP2011198730A (en) 2010-03-24 2010-03-24 Movable heating system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010067456A JP2011198730A (en) 2010-03-24 2010-03-24 Movable heating system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011198730A true JP2011198730A (en) 2011-10-06

Family

ID=44876649

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010067456A Pending JP2011198730A (en) 2010-03-24 2010-03-24 Movable heating system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011198730A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101274108B1 (en) 2012-03-29 2013-06-13 한국닛켄(주) Electromagnetic induction heating device with a swing arm
JP2015056224A (en) * 2013-09-10 2015-03-23 中部電力株式会社 Induction heating apparatus
JP2015140989A (en) * 2014-01-29 2015-08-03 富士電機株式会社 Coating and drying device and coating and drying method
JP2015156296A (en) * 2014-02-20 2015-08-27 中部電力株式会社 induction heating method
WO2015155970A1 (en) * 2014-04-10 2015-10-15 川崎重工業株式会社 Spinning forming device
JP2016001519A (en) * 2014-06-11 2016-01-07 富士電機株式会社 Paint drying apparatus and paint drying method

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101274108B1 (en) 2012-03-29 2013-06-13 한국닛켄(주) Electromagnetic induction heating device with a swing arm
JP2015056224A (en) * 2013-09-10 2015-03-23 中部電力株式会社 Induction heating apparatus
JP2015140989A (en) * 2014-01-29 2015-08-03 富士電機株式会社 Coating and drying device and coating and drying method
JP2015156296A (en) * 2014-02-20 2015-08-27 中部電力株式会社 induction heating method
WO2015155970A1 (en) * 2014-04-10 2015-10-15 川崎重工業株式会社 Spinning forming device
JP2015199103A (en) * 2014-04-10 2015-11-12 川崎重工業株式会社 Spinning molding device
CN106029247A (en) * 2014-04-10 2016-10-12 川崎重工业株式会社 Spinning forming device
JP2016001519A (en) * 2014-06-11 2016-01-07 富士電機株式会社 Paint drying apparatus and paint drying method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2011198730A (en) Movable heating system
CN100509360C (en) Device and method for the production of a three-dimensional object
RU2747975C1 (en) Device and a method for calibrating the irradiation system of the installation for manufacturing a three-dimensional product
JP6277253B2 (en) Apparatus for providing transient thermal profile processing on a movable substrate
US8920162B1 (en) Closed loop temperature heat up and control utilizing wafer-to-heater pedestal gap modulation
CN109219510A (en) 3D printer with independent multi-region temperature controller
KR101943239B1 (en) Gantry device and control method
JP6213265B2 (en) Paint drying apparatus and paint drying method
KR102050532B1 (en) Apparatus for 3D laser patterning
JP2021507121A5 (en)
CN102839362B (en) Substrate treatment apparatus
JP6725216B2 (en) Surface temperature measuring method, heating method, surface temperature measuring device, and heating device
JPH06177141A (en) Heat treatment furnace
JP2011198591A (en) Induction heating apparatus
JP6584254B2 (en) Drying method and drying apparatus
KR20180034658A (en) Hybrid calibration processing system and method
JP5755182B2 (en) Joining method, joining device, control device, and program
JP6330495B2 (en) Paint drying apparatus and paint drying method
JP6369109B2 (en) Paint drying apparatus and paint drying method
CN114530400A (en) Method for the distributed distance compensation between a handling device and two workpieces
JP2008157852A (en) Noncontact temperature measuring device, sample base, and noncontact temperature measurement method
US9880233B2 (en) Methods and apparatus to determine parameters in metal-containing films
JP6243252B2 (en) Induction heating method
JP6796971B2 (en) Induction heating device and induction heating method
CN108291931A (en) Method and apparatus for the electrostatic charge for measuring base material