JP5970488B2 - Stirring and deaerator - Google Patents
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Description
本発明は、被処理物を収容した容器を公転させつつ自転させることで、被処理物の攪拌または脱泡を行う攪拌・脱泡装置に関する。 The present invention relates to a stirring / defoaming apparatus that performs stirring or defoaming of an object to be processed by rotating the container containing the object to be processed while revolving.
被処理物の攪拌または脱泡を行うことのできる装置である攪拌・脱泡装置の一例として、特許文献1に記載された「ペースト混練脱泡装置」がある。図12に示すように、この装置100は、鉛直方向に伸びる公転用駆動回転軸101の周りを回転する部分である公転回転体102と、この公転回転体102上における公転用駆動回転軸101に対して径方向に離間した位置において、自転可能に設けられたペースト容器保持体103と、公転回転体102の回転のバランスをとるための回転バランス調整機構104とを備える。
As an example of a stirring / defoaming apparatus that is an apparatus capable of stirring or defoaming a workpiece, there is a “paste kneading defoaming apparatus” described in Patent Document 1. As shown in FIG. 12, this
そして前記回転バランス調整機構104は、混練すべきペースト材料が収容された容器が保持された状態のペースト容器保持体103の重心位置の公転中心位置に対する反対側に設けられた、公転回転体102の回転に伴って公転用駆動回転軸101の周りに回転される2つのバランス荷重部材104a,104bと、各バランス荷重部材の重心位置と公転中心位置とを結ぶ2つの直線の各々がなす開き角の大きさを調整することにより公転回転体102の回転のバランスを調整する位置調整機構とを備える。
The rotation
前記回転バランス調整機構104は、公転回転体102の回転位相を検出する第1のセンサ104cおよび公転回転体102の振動の方向または位相を検出する第2のセンサ104dが設けられており、第1のセンサ104cの検出信号および第2のセンサ104dの検出信号に基づいて、公転回転体102の回転に伴う振動が最小となる状態が得られるよう、前記開き角の大きさが自動調整される。
The rotation
前記装置によれば、2つのバランス荷重部材104a,104bを、それぞれ、公転用駆動回転軸101を中心として円周方向に互いに逆方向に回転させることにより各々のバランス荷重部材104a,104bの重心位置と公転中心位置とを結ぶ2つの直線の各々がなす開き角の大きさを調整して公転回転体102の回転バランス調整がなされる構成とされていることにより、公転回転体102の回転が円滑で安定した状態を迅速に実現することができる。
According to the apparatus, the two
しかし、この回転バランス調整機構104には二つのセンサ104c、104dが用いられており、各センサは検出対象が異なっている。このため、一方のセンサが仮に不調であった場合、公転回転体102の回転バランス調整が実現できなくなる可能性があることから、信頼性が低いという問題がある。
However, the rotation
前記問題に鑑み、本発明は、公転回転体の回転バランス調整に関して信頼性の高い攪拌・脱泡装置を提供することを課題とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a highly reliable stirring and defoaming device for adjusting the rotational balance of a revolutionary rotating body.
本発明は、被処理物の攪拌または脱泡を行うことのできる装置である攪拌・脱泡装置であって、公転軸線回りに回転可能に構成されたロータと、被処理物を収容可能に構成され、前記ロータに設置されて自転軸線回りに自転可能になると共にロータの公転軸線回りの回転によって公転する容器と、前記ロータのうち、前記容器の公転軸線反対側に位置するバランスウェイトと、検出方向を水平面方向のうちX軸方向に向けて配置したX軸加速度検出部と、検出方向を水平面方向のうち前記X軸方向に直交するY軸方向に向けて配置したY軸加速度検出部と、検出方向を鉛直方向であるZ軸方向に向けて配置したZ軸加速度検出部と、前記X軸加速度検出部及びY軸加速度検出部及びZ軸加速度検出部の検出結果を基に、前記ロータを含んで公転する部分である公転回転体における重心バランス位置の、公転軸線に対する位置ずれを判定する位置ずれ判定部と、を備えた攪拌・脱泡装置である。 The present invention relates to a stirring / defoaming apparatus that is an apparatus capable of stirring or defoaming an object to be processed, and is configured to accommodate a rotor configured to be rotatable around a revolution axis and the object to be processed. A container installed on the rotor and capable of rotating about a rotation axis and revolving by rotation around the rotation axis of the rotor; a balance weight located on the opposite side of the rotation axis of the container from the rotor; and detection and X-axis acceleration detecting unit that the direction is disposed in the X-axis direction in the horizontal plane direction, Y-axis acceleration detecting unit disposed toward the Y-axis direction orthogonal to the X-axis direction in the detection direction horizontal plane direction And based on the detection results of the Z-axis acceleration detection unit arranged with the detection direction oriented in the vertical Z-axis direction, the X-axis acceleration detection unit, the Y-axis acceleration detection unit, and the Z-axis acceleration detection unit, Including rotor The center of gravity balance position in the revolution which is a part of a stirring and defoaming device and a positional misalignment determination unit determines the positional deviation with respect to the revolution axis.
これによれば、位置ずれ判定部が、X軸加速度検出部及びY軸加速度検出部及びZ軸加速度検出部の検出結果を基に、前記公転回転体における重心バランス位置の、公転軸線に対する位置ずれを判定する。このため、相関のある3軸の加速度検出部の検出結果を全て用いて位置ずれを判定できる。よって判定精度を向上できる。 According to this, the misalignment determination unit is based on the detection results of the X-axis acceleration detection unit, the Y-axis acceleration detection unit, and the Z-axis acceleration detection unit, and the misalignment of the center of gravity balance position in the revolution rotating body with respect to the revolution axis. Determine. For this reason, it is possible to determine the positional deviation by using all the detection results of the correlated three-axis acceleration detection units. Therefore, the determination accuracy can be improved.
また、前記ロータの公転速度を検出する公転速度検出部と、前記X軸加速度検出部により検出されたX軸方向加速度データ、前記Y軸加速度検出部により検出されたY軸方向加速度データ、前記Z軸加速度検出部により検出されたZ軸方向加速度データを、それぞれ、周波数と各軸方向の位相との関係についての位相成分データに変換するデータ変換部と、を備え、前記位置ずれ判定部には、各軸方向に対応して公転速度と位相成分との関係が記録された照合テーブルが格納され、前記位置ずれ判定部は、前記公転速度検出部により検出された、各軸方向加速度検出時における公転速度のデータと、前記データ変換部により変換されたデータであって前記各軸方向に対応した前記位相成分データと、が入力され、前記入力された各データを前記照合テーブルにあてはめることで前記位置ずれの判定を行うこともできる。 A revolution speed detection unit for detecting a revolution speed of the rotor; X-axis direction acceleration data detected by the X-axis acceleration detection unit; Y-axis direction acceleration data detected by the Y-axis acceleration detection unit; A data conversion unit that converts Z-axis direction acceleration data detected by the axial acceleration detection unit into phase component data about the relationship between the frequency and the phase in each axial direction, and the positional deviation determination unit includes A collation table in which the relationship between the revolution speed and the phase component is recorded corresponding to each axial direction is stored, and the positional deviation determination unit is detected by the revolution speed detection unit when detecting the acceleration in each axial direction. Revolution speed data and data converted by the data conversion unit and corresponding to the phase component data corresponding to each axial direction are input, and the input data are It is also possible to judge the positional displacement by fitting the matching table.
これによれば、前記位置ずれ判定部に、各軸方向加速度検出時における公転速度のデータと、データ変換部により変換された位相成分データとが入力され、前記入力された各データを前記照合テーブルにあてはめることで前記位置ずれの判定を行う。このため、位置ずれ判定を容易にできる。 According to this, the rotational speed data at the time of detecting the axial acceleration and the phase component data converted by the data conversion unit are input to the positional deviation determination unit, and the input data are stored in the collation table. The misalignment is determined by applying to the above. For this reason, it is possible to easily determine the displacement.
また、操作者に情報を報知できる情報表示部を更に備え、前記データ変換部は、前記X軸加速度検出部により検出されたX軸方向加速度データ、前記Y軸加速度検出部により検出されたY軸方向加速度データ、前記Z軸加速度検出部により検出されたZ軸方向加速度データを、それぞれ変換して、周波数と各軸方向振幅との関係についてのスペクトルデータとし、前記スペクトルデータにおけるスペクトルを公転速度でフィルタした値が、あらかじめ設定されたしきい値よりも大きい場合に、前記重心バランス位置の位置ずれの判定結果が前記情報表示部に表示されることもできる。 The information conversion unit further includes an information display unit capable of informing the operator, and the data conversion unit includes X-axis direction acceleration data detected by the X-axis acceleration detection unit, and Y-axis detected by the Y-axis acceleration detection unit. The direction acceleration data and the Z-axis direction acceleration data detected by the Z-axis acceleration detection unit are converted into spectral data regarding the relationship between the frequency and the amplitude in each axial direction, and the spectrum in the spectrum data is converted into the revolution speed. When the filtered value is larger than a preset threshold value, the determination result of the displacement of the center of gravity balance position can be displayed on the information display unit.
これによれば、前記スペクトルデータにおけるスペクトルを公転速度でフィルタした値が、あらかじめ設定されたしきい値よりも大きいことを条件として、前記重心バランス位置の位置ずれの判定結果が前記情報表示部に表示される。このため、バランスウェイトの調整が必要な場合にのみ攪拌・脱泡装置の操作者に報知でき、報知の煩雑化を抑制できる。 According to this, on the condition that the value obtained by filtering the spectrum in the spectrum data by the revolution speed is larger than a preset threshold value, the determination result of the displacement of the center of gravity balance position is displayed on the information display unit. Is displayed. For this reason, it is possible to notify the operator of the agitation / defoaming device only when adjustment of the balance weight is necessary, and it is possible to suppress complication of notification.
また、前記情報表示部は、前記重心バランス位置の位置ずれの検出結果に対応した表示であって、前記重心バランス位置の補正方向が、前記公転軸線に接近させる方向であるか離反させる方向であるかを表示することもできる。 Further, the information display unit is a display corresponding to a detection result of the displacement of the center of gravity balance position, and the correction direction of the center of gravity balance position is a direction in which the center of gravity balance position is brought closer to or away from the revolution axis. Can also be displayed.
これによれば、前記情報表示部に前記重心バランス位置の補正方向が表示される。このため、操作者が容易に前記重心バランス位置の補正を行うことができる。 According to this, the correction direction of the gravity center balance position is displayed on the information display unit. For this reason, the operator can easily correct the gravity center balance position.
本発明によると、相関のある3軸の加速度検出部の検出結果を全て用いて位置ずれを判定できるため判定精度を向上できる。よって、公転回転体の回転バランス調整に関して信頼性を高めることができる。 According to the present invention, since the positional deviation can be determined using all the detection results of the correlated three-axis acceleration detection units, the determination accuracy can be improved. Therefore, it is possible to improve the reliability regarding the rotation balance adjustment of the revolution rotator.
以下、本発明に係る攪拌・脱泡装置について一実施形態を説明する。本実施形態の攪拌・脱泡装置1は、駆動機構2、公転機構3、自転機構4、被処理物保持部5、バランス機構6、検出部7、データ処理部8、情報表示部9を備える。
Hereinafter, an embodiment of the stirring and defoaming apparatus according to the present invention will be described. The agitation / defoaming apparatus 1 of this embodiment includes a
駆動機構2は、図2に示すように、モータ21、駆動力伝達機構22、回転軸23から構成されている。本実施形態の駆動力伝達機構22は、ベルト221と、モータ21の駆動軸211及び回転軸23に取り付けられ、ベルト221が掛け渡されるベルト車222,222とから構成される。この構成により駆動機構2は、モータ21の駆動力を回転軸23に伝達する。回転軸23はベアリング24を介して、防振台12に支持された固定台11に取り付けられており、公転軸線C1回りに回転自在となっている。
As shown in FIG. 2, the
公転機構3は、図1に示すように、回転軸23の中心に一致する公転軸線C1回りに回転(公転)可能に構成されたロータ31を備える。このロータ31は金属製の枠体であって回転軸23に固定されている。よってロータ31はモータ21の駆動により公転する。このロータ31に、自転機構4の一部、被処理物保持部5、バランス機構6が取り付けられている。ロータ31及び前記ロータ31に取り付けられた部分が、一体となって公転する公転回転体である。また、ロータ31を上方から覆い、ロータ31と共に公転する円形のロータカバー32が設けられている。
As shown in FIG. 1, the
自転機構4は、中央プーリー41、反転プーリー42、ベルト曲げプーリー43、容器側プーリー44、第1ベルト45、第2ベルト46、減速機構47を備える。第1ベルト45は中央プーリー41と反転プーリー42とに掛け渡されている。第2ベルト46は反転プーリー42と容器側プーリー44とに掛け渡されている。中央プーリー41は回転軸23の周囲にベアリング411を介して位置している。このため、回転軸23とは別個に回転可能とされている。中央プーリー41は減速機構47により減速されて回転する。反転プーリー42は中央プーリー41よりも大径であり、中央プーリー41の径方向外側に位置している。この反転プーリー42には上下二段のベルト溝が形成されており、下側ベルト溝421には中央プーリー41に対して駆動力が伝達される第1ベルト45が掛けられ、上側ベルト溝422には容器側プーリー44に対して駆動力が伝達される第2ベルト46が掛けられる。容器側プーリー44は被処理物保持部5の容器支持部52に一体とされている。ベルト曲げプーリー43は、第2ベルト46の延びる向きを水平(反転プーリー42側)から斜め上方(容器側プーリー44側)へと転換するために設けられている。
The rotation mechanism 4 includes a
減速機構47は、中央プーリー41の下方に一体に形成され、水平方向に配置される第1減速歯車471、第1減速歯車471に噛み合って垂直方向に配置される第2減速歯車472、第2減速歯車472に接続されるパウダーブレーキ473を備える。このパウダーブレーキ473は、駆動電流または駆動電圧が増加されることに比例して出力軸473aの減速がなされる。この減速により第1減速歯車471及び第2減速歯車472を介して中央プーリー41の速度(回転数)を低下させることができる。この減速機構47により、被処理物保持部5の自転速度(回転数)を調整できる。
The
被処理物保持部5は、ロータ31に対してベアリング51を介して回動可能に取り付けられた容器支持部52を備える。この容器支持部52の一部は、ロータカバー32から上方に突出して位置する。この容器支持部52に円筒状の容器53が配置される。容器53は容器支持部52に対して嵌合されたり、ゴム等からなるストッパーを介して配置されたりすることにより、容器支持部52と一体で公転または自転する。この容器支持部52を介し、ロータ31に容器53を設置できる。容器53は上方が開口した本体531と、前記開口を閉じるための蓋部532とを備え、被処理物を収容可能に構成されている。容器支持部52は、図1に示すように容器53における本体531の開口が公転軸線C1側の斜め上方を向くように配置される。このように容器53は、自転軸線C2回りに自転可能になると共にロータ31の公転軸線C1回りの回転によって公転する。
The to-be-processed object holding |
バランス機構6は、ロータ31のうち、被処理物保持部5の公転軸線反対側に位置し、公転軸線C1に対して接近離反可能に移動可能に構成されたバランスウェイト61を備える。このバランスウェイト61は、ねじ棒部62と支持棒部63とに位置しており、一部がロータカバー32から突出して位置するダイアル64を操作者が回転することに応じ、径方向(X軸方向)に移動可能である。これにより、公転回転体において被処理物保持部5に対する重心バランス位置を調整できる。バランスウェイト61の位置を示すため、インジケータ65が形成されている。このインジケータ65は、図3(B)に示すように、バランスウェイト61と共にX軸方向に移動する指示部651、ロータカバー32を貫通し指示部651が視認可能な貫通穴652、貫通穴652の図示左側に配置され、容器53に収容される被処理物の重量(図示の表示「Gross Weight」)に対応した目盛が付された目盛部653を備える。
The
検出部7は、加速度検出部71と公転速度検出部72とから構成されている。加速度検出部71は、攪拌・脱泡装置1の下方に位置している基板上に位置し、検出方向を水平面方向のうちX軸方向に向けて配置したX軸加速度検出部711と、検出方向を水平面方向のうち前記X軸方向に直交するY軸方向に向けて配置したY軸加速度検出部712と、検出方向を鉛直方向であるZ軸方向に向けて配置したZ軸加速度検出部713とからなる。X軸加速度検出部711により、例えば図4(A)に示すような波形の加速度データが得られる。Y軸加速度検出部712により、例えば図4(B)に示すような波形の加速度データが得られる。Z軸加速度検出部713により、例えば図4(C)に示すような波形の加速度データが得られる。各検出部711〜713による検出は所定のサンプリング周波数でなされる。
The detection unit 7 includes an
本実施形態では、加速度検出部71が回転軸23の支持位置である固定台11よりも下に位置する。このため、容器53−固定台11−加速度検出部71の順に上下に並ぶことになり、固定台11の位置、すなわち回転軸23の支持位置を挟んで容器53と加速度検出部71とを上下略対称の位置とできる。このように略対称位置の関係にあると、公転に伴う公転軸線C1のずれが容器53側と加速度検出部71側とで略同一となる。よって、加速度検出部71による検出値を用いて、容器53側の揺れを正確に把握することが可能である。
In the present embodiment, is located below the fixed
公転速度検出部72は、加速度検出部71と同様、攪拌・脱泡装置1の下方に位置している基板上に位置するセンサ721と、回転軸23の下端に位置し、回転軸23と共に公転軸線C1回りに回転するドグ722とから構成されており、回転軸23の公転速度、つまり、ロータ31の公転速度(本実施形態では公転回転数)を検出できる。
Similar to the
データ処理部8は、加速度検出部71と同様、攪拌・脱泡装置1の下方に位置している基板上に位置する。このデータ処理部8は、データ変換部81、位置ずれ判定部82、振動判定部83を備える(図8参照)。データ変換部81は、X軸加速度検出部711により検出されたX軸方向加速度データ、Y軸加速度検出部712により検出されたY軸方向加速度データ、Z軸加速度検出部713により検出されたZ軸方向加速度データをフーリエ変換(周波数分析)し、それぞれ、周波数と各軸方向振幅との関係についてのスペクトルデータ(図5(A)、図6(A)、図7(A)参照)及び周波数と各軸方向の位相(フェーズ)との関係についての位相(フェーズ)成分データ(図5(B)、図6(B)、図7(B)参照)を得る。このフーリエ変換により、各軸加速度データからノイズ成分とずれ判定のために必要な成分とを分離できる。このデータ変換部81における変換は公転回転1回転ごとになされる。つまり、公転速度検出部72による検出を変換のためのトリガー信号(図9参照)として用いている。図5(A)、図6(A)、図7(A)に示すスペクトルデータは横軸に周波数、縦軸に振幅をプロットしたものである。図示のように、スペクトルデータのグラフ上にピークが現れるため、このグラフを用いて振幅の大きな周波数、あるいは共振の発生している周波数を把握できる。また、図5(B)、図6(B)、図7(B)に示す位相成分データは横軸に周波数、縦軸に位相をプロットしたものである。
Similar to the
位置ずれ判定部82は、X軸加速度検出部711及びY軸加速度検出部712及びZ軸加速度検出部713の検出結果を基に、ロータ31及びロータ31と共に公転する部分(被処理物保持部5、バランス機構6など)を含む部分であって、攪拌・脱泡装置1中で公転する部分である公転回転体における重心バランス位置の、公転軸線C1に対する水平面方向(より具体的にはX軸方向)の位置ずれを判定する。具体的には容器53(収容された被処理物を含む)とバランスウェイト61との重心バランス位置を判定する。本実施形態では、重心バランス位置が公転軸線C1を基準として容器53側にあるかバランスウェイト61側にあるかが判定される。
The
この位置ずれ判定部82には、各軸方向に対応して公転速度と位相成分との関係が記録された照合テーブル821が格納されている。この照合テーブル821は図10に示すような各軸で異なる形状の曲線である照合モデルとして示される。図10はウェイト側照合モデルのみが図示されている。図11にZ軸を例示したように、実際には各軸において、ウェイト側照合モデルに係る曲線と、ウェイト側照合モデルに係る曲線に対して180°ずれた関係にある容器側照合モデルに係る曲線とが存在する。このように照合テーブル821を用いることにより、位置ずれ判定部82における位置ずれ判定を容易にできる。
The
この位置ずれ判定部82は、公転速度検出部72により検出された、各軸方向加速度検出時における公転速度(公転回転数)のデータと、データ変換部81により変換されたデータであって前記各軸方向に対応した位相成分データとが入力され、入力された各データを前記照合テーブル821にあてはめる(照合する)ことで位置ずれの判定を行う。判定の具体的な要領は後述する。
The
振動判定部83には振動判定テーブル831が格納されている。振動判定部83は、データ変換部81により変換されたスペクトルデータにおけるスペクトルを公転速度でフィルタした値を、振動判定テーブル831における、あらかじめ設定されたしきい値と比較する。このことに関しては後述する。
The
情報表示部9は、各種情報を表示することで攪拌・脱泡装置1の操作者に情報を報知できるもので、図3(C)に示すように、複数の第1表示部91…91と複数の第2表示部92…92とを備えている。本実施形態において、前記位置ずれの判定結果は、第1表示部91のうち一部が点灯し、一つの第2表示部92に、重心バランス位置が容器寄りであるかウェイト寄りであるかを表示する。このように情報表示部9は、前記位置ずれの判定結果に対応した表示をすることで、前記重心バランス位置の補正方向を操作者に報知できる。具体的には、バランスウェイト61を公転軸線C1に接近させる方向に移動すべきか離反させる方向に移動すべきかを操作者に報知できる。このため、操作者が容易に重心バランス位置の補正を行うことができる。
Information display unit 9, as it can broadcast information to the operator of the stirring and defoaming device 1 by displaying various types of information, as shown in FIG. 3 (C), a plurality of
ここで、従来の攪拌・脱泡装置では、例えば、被処理物計量・容器に投入→容器を装置にセット→錘バランス(重心バランス)設定→装置運転設定→装置がアンバランス停止(エラー発生による停止)→錘バランス見直し(再設定)→リトライ(再度、装置運転設定を実施)の順で重心バランス位置の調整が行われていた。 Here, in the conventional agitation / defoaming device, for example, to-be-processed object measurement / injection into container → set container into device → weight balance (center of gravity balance) setting → device operation setting → device stops unbalanced (due to error occurrence) The center-of-gravity balance position was adjusted in the order of (stop)-> weight balance review (re-setting)-> retry (re-set the device operation setting).
例えば、公転軸線C1に対して一定の位置で複数の錘を積み重ねることで錘のバランス調整を行う方式の攪拌・脱泡装置にあっては、前記「錘バランス見直し」の際に、操作者は錘を増やすか、減らすかの判断をするための情報がなかったために、操作者ごとの予測(勘)で「増やす」、または「減らす」を決定して錘バランス(重心バランス)を設定し直して再運転するというカット&トライが行われていた。 For example, in an agitation / defoaming device that adjusts the balance of the weights by stacking a plurality of weights at a fixed position with respect to the revolution axis C1, the operator can Since there was no information to determine whether to increase or decrease the weight, it was decided to “increase” or “decrease” in the prediction (intuition) for each operator and reset the weight balance (center of gravity balance). A cut and try to re-run was performed.
この場合、攪拌・脱泡装置の運転途中において、重心バランスがアンバランスであることが原因でエラーが発生して自動停止すると、停止中に被処理物が空気に長時間さらされることにより、被処理物が空気中の水蒸気を吸着して品質が変化する場合(湿度の影響)や、被処理物に硬化現象が始まってしまう等、撹拌工程前において材料コンディションが変化することがある。この場合、材料コンディションが変化した被処理物をそのまま再運転すると、撹拌後の被処理物が許容品質レベルに達しない場合がある。このため、材料ロス及び時間ロスの発生を余儀なくされていた。特に2液以上の被処理物を混合する場合や、接着剤または硬化剤の攪拌、エポキシ樹脂の攪拌においてこの材料コンディションの変化の影響が大きく、問題であった。 In this case, during the operation of the stirring / defoaming device, if an error occurs due to the balance of the center of gravity being unbalanced and the automatic stop occurs, the workpiece is exposed to the air for a long time during the stop, resulting in The material condition may change before the agitation process, for example, when the processed material adsorbs water vapor in the air to change the quality (influence of humidity) or the processing object starts a curing phenomenon. In this case, if the workpiece whose material condition has changed is restarted as it is, the workpiece after stirring may not reach an acceptable quality level. For this reason, generation | occurrence | production of material loss and time loss was forced. Particularly when two or more liquids to be processed are mixed, stirring of an adhesive or a curing agent, and stirring of an epoxy resin are greatly affected by the change in the material condition, which is a problem.
前記問題に関し、本実施形態の構成では操作者が容易に重心バランス位置の補正を行うことができるため、前記材料ロス及び時間ロスを有効に抑制できる。 Regarding the above problem, the configuration of the present embodiment allows the operator to easily correct the center-of-gravity balance position, so that the material loss and time loss can be effectively suppressed.
以上のように構成された本実施形態の攪拌・脱泡装置1は、被処理物を収容して蓋部532を閉じた状態の容器53をロータ31に位置する容器支持部52に装着し、ロータ31を公転軸線C1回りに回転させることで容器53を公転させると、この公転による遠心力が被処理物に作用し、被処理物を容器53(本体531)の側方内面に押し付けることができる。このように被処理物が押し付けられるため、被処理物に内在する気泡を移動させて被処理物から取り出すことにより、脱泡を行うことができる。また、容器53を公転させながら減速機構47のパウダーブレーキ473を作動させつつ自転軸線C2回りに自転させると、公転による遠心力と自転による遠心力とが共に被処理物に作用する。これにより、被処理物を、公転によって容器53の側方内面に押し付けながら自転によってかき混ぜることができる。このため、被処理物を攪拌及び脱泡できる。
The agitation / defoaming apparatus 1 of the present embodiment configured as described above attaches the
そして本実施形態の攪拌・脱泡装置1は、水平面方向(具体的には公転軸線C1を基準とした径方向(X軸方向))のずれ判定を行い、判定結果を操作者に報知することで、重心バランス位置を公転軸線C1に一致させるように調整することを操作者に促すことができる。重心バランス位置を調整することにより、公転に伴う振動を抑制でき、公転を円滑にできる。 Then the stirring and defoaming device 1 of the present embodiment performs the deviation determination of the water plane direction (specifically in the radial direction with respect to the revolution axis C1 is (X-axis direction)), notifies the determination result to the operator Thus, it is possible to prompt the operator to adjust the center-of-gravity balance position so as to coincide with the revolution axis C1. By adjusting the center-of-gravity balance position, the vibration accompanying the revolution can be suppressed, and the revolution can be made smooth.
本願発明は、Z軸加速度検出部713により検出された加速度データのうち、一般的には「ノイズ」として捉えられる水平面方向加速度成分を用いて、水平面方向(より具体的にはX軸方向)の位置ずれ判定を行うことがポイントである。前記成分はこれまで、ノイズ処理により消去または無視されてきたものであるが、本願発明者はX,Y,Z3軸方向の加速度データに相関関係を見出したことにより、判定精度を向上して信頼性を高めることができたものである。特に、鉛直方向であるZ軸加速度検出部713により検出された加速度データを用いることにより、公転速度(回転数)の大きい領域での位置ずれ判定の精度を向上できている。このため、X軸加速度検出部711またはY軸加速度検出部712を複数配置して同軸方向で複数の加速度データを検出するよりも、格段に判定精度を向上できる。 The present invention, among the acceleration data detected by the Z-axis acceleration detecting unit 713, typically using water plane direction acceleration component seen as "noise", X-axis direction in the horizontal plane direction (more specifically It is important to perform misalignment determination. Until now, the component has been eliminated or ignored by noise processing. However, the present inventor has found a correlation in acceleration data in the X, Y, and Z3 axis directions, thereby improving determination accuracy and reliability. I was able to improve the nature. In particular, by using the acceleration data detected by the Z-axis acceleration detection unit 713 that is in the vertical direction, the accuracy of the positional deviation determination in a region where the revolution speed (the number of revolutions) is large can be improved. For this reason, the determination accuracy can be significantly improved as compared with the case where a plurality of X-axis acceleration detection units 711 or Y-axis acceleration detection units 712 are arranged to detect a plurality of acceleration data in the coaxial direction.
図8は、データ処理部8におけるデータ処理の内容を概念的に示したブロック図であり、図9はデータ処理の概略を示すフローチャートである。なお、図9のフローチャートは理解を容易にするために、本実施形態の実際のフローを基礎として簡略化及び変形を行って表示している。以下、データ処理部8におけるデータ処理の内容をフローに沿って説明する。
FIG. 8 is a block diagram conceptually showing the contents of data processing in the
攪拌・脱泡装置1の主電源が投入された後、X,Y,Z3軸方向の加速度を検出する(ステップS1)。検出結果はデータ処理部8のメモリ(図示しない)に蓄積される(ステップS2)。 After the main power supply of the agitation / defoaming device 1 is turned on, accelerations in the X, Y, and Z3 axis directions are detected (step S1). The detection result is accumulated in a memory (not shown) of the data processing unit 8 (step S2).
次に、公転速度検出部72による検出に対応したトリガー信号の有無を判断する(ステップS3)。トリガー信号がある場合にはデータ変換部81で、前記メモリに蓄積されていた加速度検出結果をフーリエ変換する(ステップS4)。トリガー信号が無い場合にはステップS1に戻る。
Next, the presence / absence of a trigger signal corresponding to the detection by the revolution
次に、フィルタ部84にて、公転速度検出部72により検出された公転回転数に対応する周波数における位相(フェーズ)を得る(図5(B)、図6(B)、図7(B)において丸で囲んだ部分の位相)。この得られた位相と公転回転数とにより抽出される点が位相判定点(図11参照)である(ステップS5)。
Next, the
次に位置ずれ判定を行う(ステップS6)。この位置ずれ判定は、X,Y,Z3軸方向ごとに、図11に例示する「点数付け」を行うことによりなされる。例えば、容器側照合モデルに係る曲線に重なる丸で示した位相判定点Aは+10点と評価される。ウェイト側照合モデルに係る曲線に重なる四角で示した位相判定点Bは−10点と評価される。そして、容器側照合モデルに係る曲線とウェイト側照合モデルに係る曲線との間の領域に位置する×で示した位相判定点Cは、符号を、近い側の照合モデル(この例ではウェイト側照合モデル)に係る曲線を基準に「−」と付し、数値を、近い側の照合モデルまでの距離に関して10段階評価で付すことにより−4点と評価される。 Next, misalignment determination is performed (step S6). This positional deviation determination is performed by performing “scoring” illustrated in FIG. 11 for each of the X, Y, and Z3 axis directions. For example, the phase determination point A indicated by a circle overlapping with the curve related to the container side matching model is evaluated as +10 points. The phase determination point B indicated by a square overlapping the curve relating to the weight side collation model is evaluated as -10 points. Then, the phase determination point C indicated by x located in the region between the curve related to the container side verification model and the curve related to the weight side verification model is denoted by the reference model of the near side (in this example, the weight side verification model). “−” Is attached on the basis of the curve relating to the model), and a numerical value is assigned as a −4 point by attaching the numerical value with a 10-step evaluation with respect to the distance to the matching model on the near side.
位置ずれ判定は、前述のようにX,Y,Z3軸方向において算出された点数を合計し、合計値の正負によりなされる。 The position shift determination is made by adding the points calculated in the X, Y, and Z3 axis directions as described above, and determining whether the total value is positive or negative.
なお、各軸の評価に係る3個の数値のうち1個がもしも異常な数値であった場合には、この位置ずれ判定のステップで前記異常に係る結果は除外されて、残り2個の数値を合計し、2個の数値の合計値の正負により位置ずれの方向を判定する。つまり、X軸加速度検出部711及びY軸加速度検出部712及びZ軸加速度検出部713の検出結果を基に判定する際に、前記異常な数値に関係する検出結果は用いられないことになる。この場合、例えば、X軸加速度検出部711及びY軸加速度検出部712の二つの検出結果だけを基に判定される。このため、前記異常な数値の影響によって判定不能になることを抑制できることから、バランス検出を向上できる。 If one of the three numerical values related to the evaluation of each axis is an abnormal numerical value, the result relating to the abnormality is excluded in this misalignment determination step, and the remaining two numerical values are excluded. And the direction of positional deviation is determined based on the sign of the sum of the two numerical values. That is, when the determination is made based on the detection results of the X-axis acceleration detection unit 711, the Y-axis acceleration detection unit 712, and the Z-axis acceleration detection unit 713 , the detection result related to the abnormal numerical value is not used. In this case, for example, the determination is based on only two detection results of the X-axis acceleration detection unit 711 and the Y-axis acceleration detection unit 712 . For this reason, since it can suppress that it becomes impossible to determine by the influence of the said abnormal numerical value, balance detection can be improved.
次に、スペクトルデータにおけるスペクトルを公転速度でフィルタした値(つまり、公転速度に対応する周波数における値)が、あらかじめ設定され、データ処理部8に格納されている振動判定テーブル831におけるしきい値と比較して大きいか否かを判断する(ステップS7)。前記フィルタした値が、前記しきい値よりも大きい場合には次のステップ(ステップS8)に進む。前記フィルタした値が、前記しきい値以下である場合にはステップS1に戻る。
Next, a value obtained by filtering the spectrum in the spectrum data by the revolution speed (that is, a value at a frequency corresponding to the revolution speed) is set in advance and the threshold value in the vibration determination table 831 stored in the
次に、情報表示部9に位置ずれの判定結果が表示される(ステップS8)。前述のように、スペクトルデータにおけるスペクトルを公転速度でフィルタした値が、あらかじめ設定されたしきい値よりも大きい場合に、振動警告(図8参照)としてこの表示がされる。このため、バランスウェイト61の調整が必要な場合にのみ攪拌・脱泡装置1の操作者に報知できることから、報知の煩雑化を抑制できる。つまり、操作者に煩わしさを感じさせることを少なくできる。
Next, the misalignment determination result is displayed on the information display unit 9 (step S8). As described above, when the value obtained by filtering the spectrum in the spectrum data by the revolution speed is larger than a preset threshold value, this display is displayed as a vibration warning (see FIG. 8). For this reason, since it can alert | report to the operator of the stirring and defoaming apparatus 1 only when adjustment of the
次に、攪拌・脱泡装置1の主電源が切断された場合、処理を終了する。そうでない場合はステップS1に戻る(ステップS9)。 Next, when the main power supply of the stirring / defoaming apparatus 1 is cut off, the processing is terminated. Otherwise, the process returns to step S1 (step S9).
以上、一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、前記実施形態では、公転速度が一定となっている時に加速度検出部71の検出がなされるものとされているが、加減速時に検出することもできる。ただし、加減速時には加速度検出部71の検出値が定常時よりも小さくなるため、検出値を補正する必要がある。
Although one embodiment has been described above, the present invention is not limited to this. For example, in the above-described embodiment, the
また、バランスウェイト61については、前記実施形態では公転軸線C1に対して接近離反可能に移動可能に構成されているが、バランス調整の方式はこれに限定されない。例えば、公転軸線C1に対して一定の位置で複数の錘を積み重ねることでバランス調整を行う方式や、公転軸線C1を挟んで2個の容器53,53を配置し、一方の容器53に錘を投入してバランス調整を行う方式を採用することもできる。もちろん、3個以上の複数の容器53…53を配置する方式も採用できる。
Further, the
また、前記実施形態では、公転軸線C1、容器53(被処理物収納状態)の重心、バランスウェイト61の重心を結ぶ水平面方向かつ一次元方向の重心位置特定しかできなかったが、収集情報を増やすことで、二次元、三次元方向の重心位置特定も可能である。
In the above embodiment, the revolution axis C1, the center of gravity of the container 53 (object to be processed accommodated state), but could only gravity position specific water planar direction and a one-dimensional direction connecting the center of gravity of the
また、攪拌・脱泡装置1の1台が備える容器53は1個に限定されず、複数の容器53…53をロータ31に取り付けることができるよう構成することもできる。
Further, the number of
また、駆動力伝達機構22は前記実施形態のようなベルトによる伝達形式に限定されず、例えば歯車やチェーンによる伝達形式や、回転軸23にモータ21の駆動軸211を直結した伝達形式であってもよく、伝達形式は適宜変更し得る。
Further, the driving
また、前記実施形態では、減速機構47がパウダーブレーキ473を備えるものとしたが、増速及び減速可能な機構としてパウダーブレーキ473に代えてモータを備える機構にもできる。この機構におけるモータは、通電により増速がなされ、回生動作により減速がなされる(モータをブレーキとして作用させる)。
In the above-described embodiment, the
また、位置ずれの判定結果に応じ、モータ等を駆動させ、バランスウェイト61の位置を自動的に調整する機構を設けることもできる。
Also, a mechanism for automatically adjusting the position of the
1 攪拌・脱泡装置
2 駆動機構
3 公転機構
31 ロータ
4 自転機構
5 被処理物保持部
53 容器
6 バランス機構
61 バランスウェイト
7 検出部
711 X軸加速度検出部
712 Y軸加速度検出部
713 Z軸加速度検出部
72 公転速度検出部
8 データ処理部
81 データ変換部
82 位置ずれ判定部
821 照合テーブル
9 情報表示部
C1 公転軸線
C2 自転軸線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stirring and
Claims (4)
公転軸線回りに回転可能に構成されたロータと、
被処理物を収容可能に構成され、前記ロータに設置されて自転軸線回りに自転可能になると共にロータの公転軸線回りの回転によって公転する容器と、
前記ロータのうち、前記容器の公転軸線反対側に位置するバランスウェイトと、
検出方向を水平面方向のうちX軸方向に向けて配置したX軸加速度検出部と、
検出方向を水平面方向のうち前記X軸方向に直交するY軸方向に向けて配置したY軸加速度検出部と、
検出方向を鉛直方向であるZ軸方向に向けて配置したZ軸加速度検出部と、
前記X軸加速度検出部及びY軸加速度検出部及びZ軸加速度検出部の検出結果を基に、前記ロータを含んで公転する部分である公転回転体における重心バランス位置の、公転軸線に対する位置ずれを判定する位置ずれ判定部と、を備えた攪拌・脱泡装置。 A stirring and defoaming device that is a device capable of stirring or defoaming a workpiece,
A rotor configured to be rotatable around a revolution axis;
A container configured to be able to accommodate an object to be processed, installed in the rotor and capable of rotating around a rotation axis, and revolving by rotation around the revolution axis of the rotor;
Of the rotor, a balance weight located on the opposite side of the revolution axis of the container;
And X-axis acceleration detecting unit for detecting direction and arranged in the X-axis direction in the horizontal plane direction,
And Y-axis acceleration detecting unit for detecting direction is arranged toward the Y-axis direction orthogonal to the X-axis direction in the horizontal plane direction,
A Z-axis acceleration detector arranged with the detection direction oriented in the Z-axis direction which is the vertical direction;
Based on the detection results of the X-axis acceleration detection unit, the Y-axis acceleration detection unit, and the Z-axis acceleration detection unit, the displacement of the center of gravity balance position in the revolution rotator that is a part that revolves including the rotor with respect to the revolution axis. A stirring / defoaming apparatus comprising: a misregistration determining unit that determines.
前記X軸加速度検出部により検出されたX軸方向加速度データ、前記Y軸加速度検出部により検出されたY軸方向加速度データ、前記Z軸加速度検出部により検出されたZ軸方向加速度データを、それぞれ、周波数と各軸方向の位相との関係についての位相成分データに変換するデータ変換部と、を備え、
前記位置ずれ判定部には、各軸方向に対応して公転速度と位相成分との関係が記録された照合テーブルが格納され、
前記位置ずれ判定部は、前記公転速度検出部により検出された、各軸方向加速度検出時における公転速度のデータと、前記データ変換部により変換されたデータであって前記各軸方向に対応した前記位相成分データと、が入力され、前記入力された各データを前記照合テーブルにあてはめることで前記位置ずれの判定を行う請求項1に記載の攪拌・脱泡装置。 A revolution speed detector for detecting the revolution speed of the rotor;
X-axis direction acceleration data detected by the X-axis acceleration detection unit, Y-axis direction acceleration data detected by the Y-axis acceleration detection unit, and Z-axis direction acceleration data detected by the Z-axis acceleration detection unit, respectively. A data conversion unit for converting into phase component data about the relationship between the frequency and the phase in each axial direction,
The misregistration determination unit stores a collation table in which the relationship between the revolution speed and the phase component is recorded corresponding to each axial direction,
The misregistration determination unit is the revolution speed data detected by the revolution speed detection unit at the time of detecting the acceleration in each axial direction, and the data converted by the data conversion unit and corresponding to each axial direction. The agitation / defoaming apparatus according to claim 1, wherein phase deviation data is input, and the misalignment is determined by applying the input data to the collation table.
前記データ変換部は、前記X軸加速度検出部により検出されたX軸方向加速度データ、前記Y軸加速度検出部により検出されたY軸方向加速度データ、前記Z軸加速度検出部により検出されたZ軸方向加速度データを、それぞれ変換して、周波数と各軸方向振幅との関係についてのスペクトルデータとし、
前記スペクトルデータにおけるスペクトルを公転速度でフィルタした値が、あらかじめ設定されたしきい値よりも大きい場合に、前記重心バランス位置の位置ずれの判定結果が前記情報表示部に表示される請求項2に記載の攪拌・脱泡装置。 An information display unit that can notify the operator of the information is further provided.
The data conversion unit includes X-axis direction acceleration data detected by the X-axis acceleration detection unit, Y-axis direction acceleration data detected by the Y-axis acceleration detection unit, and Z-axis detected by the Z-axis acceleration detection unit. Each direction acceleration data is converted into spectral data about the relationship between frequency and amplitude in each axis,
The determination result of the positional deviation of the center of gravity balance position is displayed on the information display unit when a value obtained by filtering a spectrum in the spectrum data by a revolution speed is larger than a preset threshold value. The agitation / defoaming device described.
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