JPH11119836A - Powder supply device - Google Patents

Powder supply device

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JPH11119836A
JPH11119836A JP9286903A JP28690397A JPH11119836A JP H11119836 A JPH11119836 A JP H11119836A JP 9286903 A JP9286903 A JP 9286903A JP 28690397 A JP28690397 A JP 28690397A JP H11119836 A JPH11119836 A JP H11119836A
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powder
supply device
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instantaneous
weight
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Mamoru Tateishi
守 立石
Katsumi Murai
克己 村井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a powder supply device capable of detecting the intrusion of foreign matter when the power supply device is actually operating. SOLUTION: This device is a power supply device that has an vibrator 10, of which tip part elliptically vibrates when a specified resonance frequency is applied to a piezoelectric element 1, a power carrier path 20 formed at the top end of the vibrator 10, and a hopper 30 for storing a power P and feeding the power P to the power carrier path 20, and it also has a load cell for measuring a weight of the powder supply device body and measuring a weight of the power P supplied and a differentiation circuit 44 for differentiating a weight change of the powder P the load cell 40 measures, calculating an instantaneous amount of supply and outputting it.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、粉体供給装置に関
し、さらに詳細には、粉体中にほこり等の異物が混入し
た異常を検出できる粉体供給装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a powder supply apparatus, and more particularly, to a powder supply apparatus capable of detecting an abnormality in which foreign matter such as dust is mixed in powder.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、粉体供給装置としては、超音
波振動子を用いた超音波モータを利用したものが周知で
ある。この粉体供給装置は、超音波振動子が共振周波数
において、電気エネルギーによる圧電素子の機械的変形
が起こることを利用して、振動体に機械的振動を発生さ
せることで粉体を搬送している。すなわち、縦振動(長
さ方向振動)と曲げ振動が同時に生じるように構成した
超音波振モータに、共振振動数を有する交流駆動電圧を
印加すると、先端に楕円振動を生じるので、その先端に
パイプを取り付け、パイプ中に粉体を供給して、粉体を
楕円振動により一定方向に搬送している。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a powder supply apparatus, an apparatus using an ultrasonic motor using an ultrasonic vibrator is well known. This powder feeder uses the fact that the ultrasonic transducer generates mechanical vibrations of the piezoelectric element at the resonance frequency by electric energy, and generates the mechanical vibration in the vibrator to convey the powder. I have. That is, when an AC drive voltage having a resonance frequency is applied to an ultrasonic vibration motor configured to simultaneously generate longitudinal vibration (longitudinal vibration) and bending vibration, elliptical vibration occurs at the tip, and a pipe is placed at the tip. Is attached, powder is supplied into a pipe, and the powder is conveyed in a certain direction by elliptical vibration.

【0003】そして、粉体の供給量は次のような制御に
より行なっている。すなわち、駆動電圧を間欠的に超音
波モータに印加することにより、駆動電圧の1周期あた
りの割合(デューティー比)を変化させることで、超音
波モータへの出力を変化させ、粉体の供給量を制御して
いる。例えば、共振周波数で発振している共振周波数発
振回路と、例えば、デューティー比を変化させるための
デューティー比制御用クロック発生手段とのAND (積)
をとり、その出力を電力増幅して振動体に印加するので
ある。
The supply amount of the powder is controlled by the following control. That is, by intermittently applying the drive voltage to the ultrasonic motor, the ratio of the drive voltage per cycle (duty ratio) is changed, thereby changing the output to the ultrasonic motor and supplying the powder. Is controlling. For example, an AND of a resonance frequency oscillating circuit oscillating at a resonance frequency and a clock generator for duty ratio control for changing a duty ratio, for example.
Then, the output is amplified and applied to the vibrating body.

【0004】さらに、上記制御の精度を向上させるた
め、図8のブロック図に示すよう制御システムでフィー
ドバック制御が行なわれている。すなわち、荷重センサ
であるロードセル40にて粉体重量を計測し、そのセン
サ出力信号をロードセルアンプ41で増幅した出力増幅
信号をフィードバックし、A/Dコンバータ42を介し
てマイコンシステム43(デューティー比制御手段)内
にサンプリングする。そして、マイコンシステム43内
で出力増幅信号に基づき、算出されたデューティー比ク
ロック信号により超音波駆動用の駆動回路11が作動す
る。すると、駆動電圧信号が超音波モータ1に印加さ
れ、超音波モータ1が作動する。このとき、マイコンシ
ステム43がロードセル40からの出力信号に基づき、
最適なデューティー比を算出するので、粉体供給量を最
適に制御することができる。
Further, in order to improve the accuracy of the control, feedback control is performed by a control system as shown in a block diagram of FIG. That is, the weight of the powder is measured by the load cell 40 as a load sensor, the output signal of the sensor is amplified by the load cell amplifier 41, and the output signal is fed back to the microcomputer system 43 (duty ratio control) via the A / D converter 42. Means). Then, in the microcomputer system 43, based on the output amplification signal, the drive circuit 11 for driving the ultrasonic wave is operated by the calculated duty ratio clock signal. Then, a drive voltage signal is applied to the ultrasonic motor 1, and the ultrasonic motor 1 operates. At this time, based on the output signal from the load cell 40, the microcomputer system 43
Since the optimum duty ratio is calculated, the powder supply amount can be controlled optimally.

【0005】ここで、例えば、従来の粉体供給装置を用
いて金属粉を工程に供給して表面加工するシステムで
は、表面加工の後工程で平均粒径0.1mmの金属粉中
に0.5mm〜1mm程度の異物が混入しているか否か
を検出している。そして、後工程で異物混入が検出され
たときには、図8に示すシステムにより、粉体供給装置
の検定を行っている。すなわち、電子天秤50上のビー
カーに粉体を供給し、RS232C52で接続したパソ
コン51でリアルタイムで計測値を読み込んで、異常の
発生をチェックする方法である。異物が混入している場
合、詰まりが発生するため、瞬間的な供給量に大きな変
動が起こり、それを観察することにより異物の混入を見
つけることができるのである。
[0005] For example, in a system in which metal powder is supplied to a process using a conventional powder supply device and surface processing is performed, a metal powder having an average particle diameter of 0.1 mm is added to a metal powder having an average particle diameter of 0.1 mm in a process after surface processing. It is detected whether a foreign matter of about 5 mm to 1 mm has entered. Then, when foreign matter is detected in a subsequent process, the system shown in FIG. 8 performs verification of the powder supply device. That is, a method in which the powder is supplied to a beaker on the electronic balance 50, the measured value is read in real time by the personal computer 51 connected by the RS232C52, and the occurrence of abnormality is checked. If foreign matter is mixed, clogging occurs, and a large fluctuation occurs in the instantaneous supply amount. By observing the change, foreign matter can be found.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電子天
秤50で計測する方法では、パソコン51でのサンプリ
ングタイム0.1〜0.5秒毎に図9に示すように、供
給量の大きい信号Lが計測される。これは、供給量は一
定であるが、サンプリングパルスを発生したときに、供
給量を計測できない瞬間があり、その瞬間の供給量が次
の瞬間に加算されるために発生する現象である。そのた
め、異常が発生したときに、信号Lとの見分けがつきに
くい問題があった。また、この計測方法は粉体供給装置
を実稼働させた状態であるインラインで行えないので、
結局は後工程で異常が検出されるのみであった。このた
め、インラインにおいてリアルタイムで異常を検出可能
なシステムが求められていた。
However, according to the method of measuring with the electronic balance 50, as shown in FIG. 9, a signal L with a large supply amount is generated every 0.1 to 0.5 seconds of the sampling time in the personal computer 51. Measured. This is a phenomenon that occurs because the supply amount is constant, but there is a moment when the supply amount cannot be measured when the sampling pulse is generated, and the supply amount at that moment is added to the next moment. Therefore, when an abnormality occurs, there is a problem that it is difficult to distinguish the signal L from the signal L. Also, since this measurement method cannot be performed in-line while the powder supply device is in actual operation,
Eventually, only an abnormality was detected in the subsequent process. For this reason, there has been a demand for a system capable of detecting an abnormality in real time in-line.

【0007】そこで、本発明は上記した問題点を解決す
るためになされたものであり、粉体供給装置を実稼働し
ているときに異物が混入したことを検出可能な粉体供給
装置を提供することを目的とする。
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides a powder supply device capable of detecting that a foreign substance has entered during the actual operation of the powder supply device. The purpose is to do.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明の粉体供給装置は以下の構成を採ってい
る。 (1)圧電素子に所定の共振周波数を印加すると先端部
が楕円振動をする振動体と、該振動体の先端部に形成し
た粉体搬送路と、該粉体を貯蔵し該粉体搬送路に粉体を
送り込むホッパとを有する粉体供給装置であって、粉体
供給装置本体の重量を計測して、供給された粉体の重量
を計測する供給量計測手段と、供給量計測手段が計測し
た粉体の重量変化を微分して、瞬間的な供給量を算出し
出力する瞬間供給量検出手段とを有している。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the powder supply apparatus of the present invention has the following configuration. (1) A vibrator whose tip portion performs an elliptical vibration when a predetermined resonance frequency is applied to the piezoelectric element, a powder transport path formed at the tip of the vibrator, and a powder transport path for storing the powder and storing the powder. A powder feeder having a hopper for feeding powder to the feeder, wherein the feeder measuring unit measures the weight of the powder feeder main body and measures the weight of the supplied powder. An instantaneous supply amount detecting means for calculating and outputting an instantaneous supply amount by differentiating the measured change in weight of the powder.

【0009】(2)また、(1)に記載する装置におい
て、前記瞬間供給量検出手段は、前記瞬間的な供給量が
所定の閾値を越えたときに異常信号を出力することを特
徴とする。 (3)また、(1)または(2)に記載する装置におい
て、前記瞬間的な供給量を表示する瞬間供給量表示手段
を有することを特徴とする。
(2) In the apparatus described in (1), the instantaneous supply amount detection means outputs an abnormal signal when the instantaneous supply amount exceeds a predetermined threshold. . (3) The apparatus according to (1) or (2), further comprising an instantaneous supply amount display means for displaying the instantaneous supply amount.

【0010】次に、上記構成を有する粉体供給装置の作
用を説明する。振動体を構成する圧電素子に所定の共振
周波数を印加すると、振動体の先端部が楕円振動をす
る。振動体の先端部には、パイプ状の粉体搬送路が保持
されており、振動体先端部が楕円振動することにより、
パイプ内の粉体が搬送される。パイプに対しては、ホッ
パから粉体が補給される。この供給装置によると、電圧
をかけると瞬時に粉体の供給が始まり、電圧が遮断する
と瞬時に粉体の供給が停止すると同時に、供給電圧と粉
体の流量とはリニア関係にあるため、粉体を精度良く供
給することができる。特に、常に一定流量を保つことが
できるため、金属表面加工のため金属粉を均一に供給す
る場合等に便利である。
Next, the operation of the powder supply apparatus having the above configuration will be described. When a predetermined resonance frequency is applied to the piezoelectric element forming the vibrating body, the tip of the vibrating body performs elliptical vibration. At the tip of the vibrating body, a pipe-shaped powder conveying path is held, and by vibrating the tip of the vibrating body elliptically,
The powder in the pipe is conveyed. Powder is supplied to the pipe from a hopper. According to this supply device, the supply of powder starts immediately when a voltage is applied, and the supply of the powder stops instantly when the voltage is cut off.At the same time, the supply voltage and the flow rate of the powder have a linear relationship. The body can be supplied with high accuracy. In particular, since a constant flow rate can always be maintained, it is convenient when, for example, metal powder is uniformly supplied for metal surface processing.

【0011】供給量計測手段は、振動体、粉体搬送路、
ホッパを含む粉体供給装置本体の重量をロードセル等に
よりリアルタイムで計測して、供給された粉体の重量を
計測する。瞬間供給量検出手段は、供給量計測手段が計
測した粉体の重量変化を微分して、瞬間的な供給量を算
出し出力する。これにより、瞬間的な粉体流量を常に把
握することができ、瞬間的な粉体流量を監視することに
より、異物の混入を検出することができる。
The supply amount measuring means includes a vibrating body, a powder conveying path,
The weight of the powder supply device body including the hopper is measured in real time by a load cell or the like, and the weight of the supplied powder is measured. The instantaneous supply amount detection means calculates and outputs an instantaneous supply amount by differentiating the weight change of the powder measured by the supply amount measurement means. As a result, the instantaneous powder flow rate can always be grasped, and by monitoring the instantaneous powder flow rate, the intrusion of foreign matter can be detected.

【0012】例えば、瞬間供給量検出手段は、前記瞬間
的な供給量が所定の閾値を越えたときに異常信号を出力
する。粉体内に異物が混入している場合には、チューブ
内で詰まり気味となり、瞬間的に流量が変化する。瞬間
供給量検出手段は、この変化を検出して異常信号を出力
する。これにより、生産工程の制御コンピュータは異常
を知り、ライン停止等を行うことができる。そして、不
良品の発生を即時に止めることができ、また、ラインの
正常稼働を早く開始できる。また、瞬間供給量表示手段
が常に瞬間的な供給量を表示しているので、作業者は、
粉体供給装置が正常に稼働していることを確認すること
ができる。
For example, the instantaneous supply amount detecting means outputs an abnormal signal when the instantaneous supply amount exceeds a predetermined threshold. If foreign matter is mixed in the powder, the powder tends to be clogged in the tube, and the flow rate changes instantaneously. The instantaneous supply amount detecting means detects this change and outputs an abnormal signal. As a result, the control computer in the production process can recognize the abnormality and stop the line. Then, the occurrence of defective products can be stopped immediately, and the normal operation of the line can be started quickly. Also, since the instantaneous supply amount display means always displays the instantaneous supply amount,
It can be confirmed that the powder supply device is operating normally.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の1実施の形態であ
る粉体供給装置を図面を参照しつつ詳細に説明する。粉
体供給装置の全体構成を図1に示し、粉体供給装置本体
の構造を図4に示す。始めに、粉体供給装置本体の構造
及び作用を説明する。図4において、振動体10は、い
わゆるリニア型超音波モータであり、平板リング形状の
圧電素子1を2枚、図示しない電極板を介して積層し、
この両面を、略円柱状の金属ホーン2aおよび略円筒状
の金属バックホーン2bで挟んだ構造となっている。こ
の振動体10は、バックホーン2bと圧電素子1の中央
部を貫通する透孔を経由して挿入され、一端がホーン2
aに締結されたボルト3によって、固定部材4に固定さ
れている。このホーン2aの先端部2cは、二面取りさ
れ、後述するパイプを貫挿するための貫通孔2dが設け
られている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a powder supply apparatus according to one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows the overall configuration of the powder supply device, and FIG. 4 shows the structure of the main body of the powder supply device. First, the structure and operation of the main body of the powder supply device will be described. In FIG. 4, the vibrating body 10 is a so-called linear type ultrasonic motor, and two flat plate-shaped piezoelectric elements 1 are laminated via an electrode plate (not shown).
The two surfaces are sandwiched between a substantially cylindrical metal horn 2a and a substantially cylindrical metal back horn 2b. The vibrating body 10 is inserted through a through-hole penetrating the back horn 2b and the central portion of the piezoelectric element 1, and one end of the horn 2
It is fixed to the fixing member 4 by the bolt 3 fastened to a. The tip 2c of the horn 2a has two chamfers, and is provided with a through hole 2d for inserting a pipe described later.

【0014】貫通孔2dには、内部を粉体が流通する粉
体供給パイプ20が貫挿・固着されている。この粉体供
給パイプ20の図中左側の端部21は、やや下方に屈曲
させられており、図中右側から搬送された粉体Pがパイ
プ20の端部21から落下移動しやすいようにされてい
る。一方、パイプ20の図中右側の端部22は、逆にや
や上方に屈曲させられ、ホッパ本体30から供給される
粉体Pを、容易に図中左側へ搬送できるようにされてい
る。
A powder supply pipe 20 through which the powder flows is penetrated and fixed to the through hole 2d. The left end 21 of the powder supply pipe 20 in the figure is slightly bent downward so that the powder P conveyed from the right in the figure can easily fall and move from the end 21 of the pipe 20. ing. On the other hand, the right end portion 22 of the pipe 20 in the drawing is bent slightly upward, so that the powder P supplied from the hopper body 30 can be easily transported to the left side in the drawing.

【0015】ホッパ本体30は、粉体Pを貯蔵し、パイ
プ20へ徐々に粉体を供給するためのものであって、底
部31は漏斗状になっている。この底部31にはチュー
ブ32がつながれており、チューブ32の他端は、粉体
供給パイプ20の端部22につながれている。従って、
ホッパ本体30に投入された粉体Pは、チューブ32を
経由して、パイプ20に供給される。なお、チューブ3
2は、振動体10の振動を妨げないように屈曲自在の材
質が選択され、本例では、ナイロンチューブを用いてい
る。
The hopper body 30 stores the powder P and gradually supplies the powder to the pipe 20, and the bottom 31 has a funnel shape. A tube 32 is connected to the bottom 31, and the other end of the tube 32 is connected to an end 22 of the powder supply pipe 20. Therefore,
The powder P charged into the hopper body 30 is supplied to the pipe 20 via the tube 32. In addition, tube 3
For 2, a flexible material is selected so as not to hinder the vibration of the vibrating body 10, and in this example, a nylon tube is used.

【0016】図5に、振動体10の入力インピーダンス
の周波数特性を、インピーダンスアナライザで測定した
結果を示す。この結果から、振動体10の共振周波数F
rは、約29.4kHzであることが判る。この共振周
波数Frで駆動した場合には、大きく振動する。一方、
共振周波数から外れた周波数、即ち、非共振周波数で駆
動した場合には、インピーダンスが高くなって駆動エネ
ルギーが注入できないため、振動はほとんど生じない。
従って、本実施例では、共振周波数と非共振周波数とを
交互に印加して、振動体10の駆動をオン/オフしてい
る。ちなみに、非共振周波数を印加する期間に、駆動電
圧を印加しないようにしても、同様に振動体10の駆動
をオン/オフすることができる。
FIG. 5 shows the results of measuring the frequency characteristics of the input impedance of the vibrating body 10 using an impedance analyzer. From this result, the resonance frequency F of the vibrating body 10
It turns out that r is about 29.4 kHz. When driven at this resonance frequency Fr, it vibrates greatly. on the other hand,
When driven at a frequency deviating from the resonance frequency, that is, at a non-resonance frequency, since the driving energy cannot be injected due to an increase in impedance, almost no vibration occurs.
Therefore, in this embodiment, the driving of the vibrating body 10 is turned on / off by alternately applying the resonance frequency and the non-resonance frequency. Incidentally, even if the drive voltage is not applied during the period in which the non-resonant frequency is applied, the drive of the vibrating body 10 can be similarly turned on / off.

【0017】ここで、振動体10を共振周波数で駆動し
た場合の振動の様子を説明する。共振周波数で圧電素子
1を駆動すると、圧電素子が伸び縮みするため、振動体
10は、図6に示すように屈曲振動する。この振動は、
図中上下方向への伸び縮みの振動(縦振動)と、図中横
方向への曲げ振動(撓み振動)との合成振動である。
Here, the state of vibration when the vibrating body 10 is driven at the resonance frequency will be described. When the piezoelectric element 1 is driven at the resonance frequency, the piezoelectric element expands and contracts, so that the vibrating body 10 bends and vibrates as shown in FIG. This vibration is
This is a composite vibration of vibration of expansion and contraction (vertical vibration) in the vertical direction in the figure and bending vibration (bending vibration) in the horizontal direction of the figure.

【0018】この振動の一周期分についてさらに詳細に
説明すると、図7に示すように振動をしている。なお、
図7では、先端部(図中下端部)の動きを判りやすくす
るため、先端中央部に黒点を打っている。まず、t=0
(図7(a))では、先端部(黒点)は右側に位置する
ように曲げられている。ついで、1/4周期後のt=π
/2(図7(b))では、振動体は縮み、先端部(黒
点)は図中上側に位置している。さらに、t=π(図7
(c))では、先端部(黒点)が左側に位置するように
曲げられている。さらに1/4周期後のt=3π/2
(図7(d))では、振動体は伸び、先端部(黒点)は
図中下側に位置している。従って、一周期分について黒
点の動きをたどってゆくと、図7に示すように楕円運動
をしていることが判る。
To explain in more detail one cycle of the vibration, the vibration is performed as shown in FIG. In addition,
In FIG. 7, a black dot is formed at the center of the front end to make it easier to understand the movement of the front end (lower end in the figure). First, t = 0
In FIG. 7A, the tip (black dot) is bent so as to be located on the right side. Then, t = π after 1/4 cycle
/ 2 (FIG. 7 (b)), the vibrating body shrinks, and the tip (black dot) is located on the upper side in the figure. Further, t = π (FIG. 7)
In (c)), the tip portion (black dot) is bent so as to be located on the left side. Further, t = 3π / 2 after 1/4 cycle
In FIG. 7D, the vibrating body is elongated, and the tip (black dot) is located on the lower side in the figure. Therefore, when the movement of the sunspot is traced for one cycle, it can be understood that the ellipse moves as shown in FIG.

【0019】従って、この先端部にパイプを取り付け、
パイプ中に粉体を供給すると、粉体は浮き上がりながら
も図中左方向への加速を受けて、左側へ搬送されてゆく
こととなる。そして、共振周波数で駆動する時間割合を
調整、即ち、デューティー比を変化させて、粉体搬送量
(切り出し量)を調整する。このとき、ホッパ本体30
内の粉体Pの重量をロードセルにて計測し、その出力信
号をマイコンシステムにフィードバックしている。この
フィードバック信号を基にして、マイコンシステムで最
適に算出されたデューティー比制御信号を駆動回路へ送
り、デューティー比に応じた時間だけ駆動電圧VACT を
振動体10に印加することによって、粉体Pの切り出し
量及び実流量を制御している。マイコンシステム内に
は、デューティー比制御手段、フィーダキャリブレーシ
ョン記憶装置手段、デューティー比算出手段、及びフィ
ードバック手段を備えている。
Therefore, a pipe is attached to this tip,
When the powder is supplied into the pipe, the powder is lifted but is accelerated in the left direction in the figure and is conveyed to the left. Then, the ratio of time for driving at the resonance frequency is adjusted, that is, the duty ratio is changed to adjust the amount of powder transported (cutout amount). At this time, the hopper body 30
The weight of the powder P inside is measured by a load cell, and the output signal is fed back to the microcomputer system. Based on this feedback signal, a duty ratio control signal optimally calculated by the microcomputer system is sent to the drive circuit, and the drive voltage VACT is applied to the vibrating body 10 for a time corresponding to the duty ratio, whereby the powder P The cutting amount and the actual flow rate are controlled. The microcomputer system includes a duty ratio control unit, a feeder calibration storage unit, a duty ratio calculation unit, and a feedback unit.

【0020】振動体を構成する圧電素子1に所定の共振
周波数を印加すると、振動体1の先端部が楕円振動をす
る。振動体1の先端部には、パイプ状の粉体搬送路20
が保持されており、振動体先端部が楕円振動することに
より、パイプ20内の粉体が搬送される。パイプ20に
対しては、ホッパ30から粉体が補給される。この供給
装置によると、電圧をかけると瞬時に粉体の供給が始ま
り、電圧が遮断すると瞬時に粉体の供給が停止すると同
時に、ロードセル40の出力電圧と粉体の質量とは図3
に示すように、リニアな関係にあるため、粉体を精度良
く供給することができる。特に、常に一定流量を保つこ
とができるため、金属表面加工のため金属粉を均一に供
給する必要がある場合等に便利である。
When a predetermined resonance frequency is applied to the piezoelectric element 1 constituting the vibrating body, the tip of the vibrating body 1 performs an elliptical vibration. A pipe-shaped powder conveying path 20 is provided at the tip of the vibrating body 1.
Is held, and the powder in the pipe 20 is conveyed by the tip of the vibrator vibrating elliptically. Powder is supplied to the pipe 20 from the hopper 30. According to this supply device, the supply of the powder starts immediately when a voltage is applied, and the supply of the powder stops instantly when the voltage is cut off. At the same time, the output voltage of the load cell 40 and the mass of the powder are the same as in FIG.
As shown in (1), the powder can be supplied with high accuracy because of the linear relationship. In particular, since a constant flow rate can always be maintained, it is convenient when it is necessary to uniformly supply metal powder for metal surface processing.

【0021】次に、本発明の主要部である瞬間供給量の
検出方法について説明する。本発明の粉体供給装置は、
図1に示すように、ロードセル40の出力をロードセル
アンプ41で増幅した後、ハード回路で構成された微分
回路44に入力している。微分回路44は増幅されたア
ナログデータをハード的に微分する一般的な回路であ
り、詳細な説明を省略する。ロードセル40は、粉体P
の減少量をリアルタイムで計測しており、その減少量を
微分回路44により微分することにより、粉体供給装置
が供給している粉体Pのサンプリング時間当たりの供給
量をリアルタイムで知ることができる。微分回路44で
は、1.0g/秒の供給量を1.0Vに校正している。
微分回路44の出力は、マイコンシステム43に出力さ
れると同時に、表示器45に出力されている。マイコン
システム43は、供給量がプラス5%以上に変化したと
き、またはマイナス5%以下に変化したときに異常と判
断して、異常信号を出力する瞬間供給量検出プログラム
を有している。
Next, a method of detecting the instantaneous supply amount, which is a main part of the present invention, will be described. The powder supply device of the present invention,
As shown in FIG. 1, the output of the load cell 40 is amplified by a load cell amplifier 41 and then input to a differentiating circuit 44 constituted by a hardware circuit. The differentiating circuit 44 is a general circuit for differentiating the amplified analog data in a hardware manner, and a detailed description thereof will be omitted. The load cell 40 is a powder P
Is measured in real time, and by differentiating the reduced amount by the differentiating circuit 44, the supply amount of the powder P supplied by the powder supply device per sampling time can be known in real time. . In the differentiating circuit 44, the supply amount of 1.0 g / sec is calibrated to 1.0 V.
The output of the differentiating circuit 44 is output to the display 45 at the same time as being output to the microcomputer system 43. The microcomputer system 43 has an instantaneous supply amount detection program that determines that an abnormality has occurred when the supply amount has changed to more than + 5% or has changed to less than -5%, and outputs an abnormal signal.

【0022】次に、その作用を説明する。図2に微分回
路44の出力電圧を示している。正常なときは供給量は
ほとんど一定であり、微分回路44の出力値は、閾値プ
ラスマイナス5%以内に入っている。異物混入異常が発
生した場合、微分回路44の出力電圧は、図2のEで示
すような異常値を示し、閾値をオーバーする。マイコン
システム43の瞬間供給量検出プログラムは、この電圧
を異常と判断して、ラインの制御コンピュータに対して
異常信号を出力する。0.5〜1mm粒径の異物が混入
した場合、図2に示すように、初期の段階から閾値をオ
ーバーするため、異常を発生の初期段階で検出できるた
め、不良品の発生を減らすことができる。
Next, the operation will be described. FIG. 2 shows the output voltage of the differentiating circuit 44. In a normal state, the supply amount is almost constant, and the output value of the differentiating circuit 44 is within the threshold value plus or minus 5%. When a foreign matter mixing abnormality occurs, the output voltage of the differentiating circuit 44 shows an abnormal value as shown by E in FIG. 2 and exceeds the threshold. The instantaneous supply amount detection program of the microcomputer system 43 determines that this voltage is abnormal, and outputs an abnormal signal to the line control computer. When a foreign substance having a particle size of 0.5 to 1 mm is mixed, as shown in FIG. 2, the threshold value is exceeded from the initial stage, so that an abnormality can be detected in the initial stage of the occurrence, thereby reducing the occurrence of defective products. it can.

【0023】以上詳細に説明したように、本実施の形態
の粉体供給装置によれば、圧電素子1に所定の共振周波
数を印加すると先端部が楕円振動をする振動体10と、
振動体10の先端部に形成した粉体供給パイプ20と、
粉体Pを貯蔵し粉体供給パイプ20に粉体Pを送り込む
ホッパ30とを有する粉体供給装置であって、粉体供給
装置本体の重量を計測して、供給された粉体Pの重量を
計測するロードセル40と、ロードセル40が計測した
粉体Pの重量変化を微分して、瞬間的な供給量を算出し
出力する瞬間供給量検出手段とを有しているので、瞬間
的な粉体流量を常に把握することができ、瞬間的な粉体
流量を監視することにより、異物の混入を検出すること
ができる。
As described in detail above, according to the powder supply device of the present embodiment, the vibrating body 10 whose tip portion performs elliptical vibration when a predetermined resonance frequency is applied to the piezoelectric element 1,
A powder supply pipe 20 formed at the tip of the vibrating body 10,
And a hopper 30 for storing the powder P and feeding the powder P to the powder supply pipe 20. The powder supply device measures the weight of the powder supply device main body and determines the weight of the supplied powder P. And the instantaneous supply amount detecting means for calculating and outputting the instantaneous supply amount by differentiating the weight change of the powder P measured by the load cell 40. The body flow rate can always be grasped, and by monitoring the instantaneous powder flow rate, the intrusion of foreign matter can be detected.

【0024】また、本実施の形態の粉体供給装置によれ
ば、瞬間供給量検出手段は、瞬間的な供給量が所定の閾
値を越えたときに異常信号を出力するので、粉体内に混
入していた異物がパイプ内で詰まり気味となり、瞬間的
に流量が変化したとき、この変化を検出して異常信号を
出力するので、生産工程の制御コンピュータは異常を知
り、ライン停止等を行うことができる。そして、不良品
の発生を即時に止めることができ、また、ラインの正常
稼働を早く開始できる。また、本実施の形態の粉体供給
装置によれば、瞬間的な供給量を表示する瞬間表示器4
5を有しているので、作業者は、粉体供給装置が正常に
稼働していることを確認することができる。
Further, according to the powder supply device of the present embodiment, the instantaneous supply amount detection means outputs an abnormal signal when the instantaneous supply amount exceeds the predetermined threshold, so that the instantaneous supply amount is mixed in the powder. When the foreign matter that has been trapped in the pipe tends to be clogged and the flow rate changes instantaneously, this change is detected and an abnormal signal is output, so the control computer in the production process should know the abnormality and stop the line etc. Can be. Then, the occurrence of defective products can be stopped immediately, and the normal operation of the line can be started quickly. Further, according to the powder supply device of the present embodiment, the instantaneous indicator 4 for displaying the instantaneous supply amount is provided.
5, the operator can confirm that the powder supply device is operating normally.

【0025】本発明は、上記実施の形態に限定されるこ
となく、色々な応用が可能である。例えば、表示器45
内に閾値との比較判断手段を設けても良い。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be applied to various applications. For example, the display 45
May be provided with a means for comparing with a threshold.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明の粉体供給装置によれば、圧電素
子に所定の共振周波数を印加すると先端部が楕円振動を
する振動体と、振動体の先端部に形成した粉体搬送路
と、粉体を貯蔵し粉体搬送路に粉体を送り込むホッパと
を有する粉体供給装置であって、粉体供給装置本体の重
量を計測して、供給された粉体の重量を計測する供給量
計測手段と、供給量計測手段が計測した粉体の重量変化
を微分して、瞬間的な供給量を算出し出力する瞬間供給
量検出手段とを有しているので、瞬間的な粉体流量を常
に把握することができ、瞬間的な粉体流量を監視するこ
とにより、異物の混入を検出することができる。
According to the powder supply device of the present invention, the vibrator whose tip portion performs elliptical vibration when a predetermined resonance frequency is applied to the piezoelectric element, and the powder conveying path formed at the tip portion of the vibrator, And a hopper for storing the powder and feeding the powder to a powder conveying path, wherein the weight of the powder supply device body is measured and the weight of the supplied powder is measured. Since it has an amount measuring means and an instantaneous supply amount detecting means for calculating and outputting an instantaneous supply amount by differentiating the weight change of the powder measured by the supply amount measuring means, The flow rate can always be grasped, and by monitoring the instantaneous powder flow rate, the intrusion of foreign matter can be detected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の1実施の形態である粉体供給装置の構
成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a powder supply device according to an embodiment of the present invention.

【図2】微分回路44の出力信号図である。2 is an output signal diagram of a differentiating circuit 44. FIG.

【図3】ロードセル40の出力電圧と粉体供給装置の質
量との関係を示すデータ図である。
FIG. 3 is a data diagram showing a relationship between an output voltage of a load cell 40 and a mass of a powder supply device.

【図4】粉体供給装置本体の構成を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a powder supply device main body.

【図5】振動体10の入力インピーダンスの周波数特性
を示すデータ図である。
FIG. 5 is a data diagram showing a frequency characteristic of an input impedance of the vibrating body 10;

【図6】振動体10の駆動の第1説明図である。FIG. 6 is a first explanatory view of driving of the vibrating body 10.

【図7】振動体10の駆動の第2説明図である。FIG. 7 is a second explanatory diagram of driving of the vibrating body 10.

【図8】従来の粉体供給装置の構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a conventional powder supply device.

【図9】従来の粉体供給装置の検定方法を示すデータ図
である。
FIG. 9 is a data diagram showing a test method of a conventional powder supply device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 圧電素子 2a 金属ホーン 2b バックホーン 2c 先端部 2d 貫通孔 3 ボルト 4 固定部材 20,21 粉体供給パイプ 30 ホッパ本体 31 底部 32 チューブ 40 ロードセル 43 マイコンシステム 44 微分回路 45 表示器 P 粉体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piezoelectric element 2a Metal horn 2b Back horn 2c Tip 2d Through hole 3 Bolt 4 Fixing member 20, 21 Powder supply pipe 30 Hopper body 31 Bottom 32 Tube 40 Load cell 43 Microcomputer system 44 Differentiation circuit 45 Display P Powder

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧電素子に所定の共振周波数を印加する
と先端部が楕円振動をする振動体と、該振動体の先端部
に形成した粉体搬送路と、該粉体を貯蔵し該粉体搬送路
に粉体を送り込むホッパとを有する粉体供給装置におい
て、 粉体供給装置本体の重量を計測して、供給された粉体の
重量を計測する供給量計測手段と、 前記供給量計測手段が計測した粉体の重量変化を微分し
て、瞬間的な供給量を算出し出力する瞬間供給量検出手
段とを有することを特徴とする粉体供給装置。
1. A vibrator whose tip portion performs an elliptical vibration when a predetermined resonance frequency is applied to a piezoelectric element, a powder conveying path formed at a tip portion of the vibrator, and a powder storing and storing the powder. A powder supply device having a hopper for feeding the powder into the transport path, a supply amount measurement unit that measures the weight of the powder supply device main body and measures the weight of the supplied powder, and the supply amount measurement unit. And an instantaneous supply amount detecting means for calculating and outputting an instantaneous supply amount by differentiating a change in the weight of the powder measured by the apparatus.
【請求項2】 請求項1に記載する粉体供給装置におい
て、 前記瞬間供給量検出手段は、前記瞬間的な供給量が所定
の閾値を越えたときに異常信号を出力することを特徴と
する粉体供給装置。
2. The powder supply device according to claim 1, wherein the instantaneous supply amount detection unit outputs an abnormal signal when the instantaneous supply amount exceeds a predetermined threshold. Powder supply device.
【請求項3】 請求項1また請求項2に記載する粉体供
給装置において、 前記瞬間的な供給量を表示する瞬間供給量表示手段を有
することを特徴とする粉体供給装置。
3. The powder supply device according to claim 1, further comprising an instantaneous supply amount display means for displaying the instantaneous supply amount.
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