(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、前記ケースから挿抜可能なマグネットバーと、を有し、前記ケース内に投入される被処理物中の磁性体を前記マグネットバーで吸着する磁選機と、
前記マグネットバーを抜き取る際の前記マグネットバーの磁力を磁力情報として取得する磁力情報取得部と、
前記マグネットバーにおける前記磁力情報が取得された位置に関する位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記磁力情報および前記位置情報に基づいて、前記磁選機の健全性を評価する評価部と、を備える、健全性評価システム。
【請求項２】
前記マグネットバーの正常時における前記磁力情報である正常時磁力情報を記憶する記憶部をさらに備え、
前記評価部は、取得された前記磁力情報および前記位置情報に基づいて前記磁力情報と前記正常時磁力情報とを比較し、取得された前記磁力情報について前記正常時磁力情報に対する差分が所定値以内である場合、前記磁選機は正常であると評価する、請求項１記載の健全性評価システム。
【請求項３】
前記マグネットバーを駆動し、前記ケースから前記マグネットバーを挿抜するステッピングモータをさらに備え、
前記位置情報取得部は、前記ステッピングモータから前記位置情報を取得する、請求項２記載の健全性評価システム。
【請求項４】
前記ステッピングモータのトルク情報を取得するトルク情報取得部をさらに備え、
前記記憶部は、前記マグネットバーの正常時における前記トルク情報である正常時トルク情報をさらに記憶し、
前記評価部は、取得された前記トルク情報と前記正常時トルク情報とを比較し、取得された前記トルク情報について前記正常時トルク情報に対する差分が所定値以内である場合、前記磁選機は正常であると評価する、請求項３記載の健全性評価システム。
【請求項５】
前記ステッピングモータの消費電力情報を取得する消費電力情報取得部をさらに備え、
前記記憶部は、前記マグネットバーの正常時における前記消費電力情報である正常時消費電力情報をさらに記憶し、
前記評価部は、取得された前記消費電力情報と前記正常時消費電力情報とを比較し、取得された前記消費電力情報について前記正常時消費電力情報に対する差分が所定値以内である場合、前記磁選機は正常であると評価する、請求項３記載の健全性評価システム。
【請求項６】
ケースと、前記ケースから挿抜可能なマグネットバーと、を有し、前記ケース内に投入される被処理物中の磁性体を前記マグネットバーで吸着する磁選機の健全性を評価する健全性評価プログラムであって、
前記マグネットバーを抜き取る際の前記マグネットバーの磁力を磁力情報として取得する磁力情報取得部と、
前記マグネットバーにおける前記磁力情報が取得された位置に関する位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記磁力情報および前記位置情報に基づいて、前記磁選機の健全性を評価する評価部と、を備える、健全性評価プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁選機の健全性評価システムおよび健全性評価プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、粉粒状、液状、流動体状などの各種原料や製品中に混入した鉄系およびステンレス系の金属摩耗粉や金属片などの異物を、マグネットで吸着除去する磁選機が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許３４２６２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
マグネットは、経年劣化、温度などの使用環境、衝撃、水分などによる腐食などの種々の要因により、磁力が低下する。従来、マグネットの劣化は、メンテナンス時などにおいて、目視や磁気測定器を用いて検査することで確認されていた。しかし、測定は、作業員による作業が必要であったり、測定中は磁選機を停止しなければならなかったりするため、より効率のよい磁力の測定方法が求められていた。
【０００５】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、磁選機の健全性を好適に評価できる健全性評価システムおよび健全性評価プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る健全性評価システムは、上述した課題を解決するために、ケースと、前記ケースから挿抜可能なマグネットバーと、を有し、前記ケース内に投入される被処理物中の磁性体を前記マグネットバーで吸着する磁選機と、前記マグネットバーを抜き取る際の前記マグネットバーの磁力を磁力情報として取得する磁力情報取得部と、前記マグネットバーにおける前記磁力情報が取得された位置に関する位置情報を取得する位置情報取得部と、前記磁力情報および前記位置情報に基づいて、前記磁選機の健全性を評価する評価部と、を備える。
また、本発明に係る健全性評価プログラムは、ケースと、前記ケースから挿抜可能なマグネットバーと、を有し、前記ケース内に投入される被処理物中の磁性体を前記マグネットバーで吸着する磁選機の健全性を評価する健全性評価プログラムであって、前記マグネットバーを抜き取る際の前記マグネットバーの磁力を磁力情報として取得する磁力情報取得部と、前記マグネットバーにおける前記磁力情報が取得された位置に関する位置情報を取得する位置情報取得部と、前記磁力情報および前記位置情報に基づいて、前記磁選機の健全性を評価する評価部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る健全性評価システムおよび健全性評価プログラムにおいては、磁選機の健全性を好適に評価できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る健全性評価システムの一実施形態を示す機能ブロック図。
【図２】健全性評価処理を説明するフローチャート。
【図３】マグネットバーの計測位置に関する磁力変化に関するデータを視覚化したグラフ。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明に係る健全性評価システムおよび健全性評価プログラムの実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１は、本発明に係る健全性評価システムの一実施形態を示す機能ブロック図である。
【００１１】
健全性評価システム１は、磁選機１０と、磁気センサ３０と、温度センサ４０と、制御部５０と、表示部６０と、を有する。
【００１２】
磁選機１０は、被処理物２中に含まれる、磁性体２ｂをマグネットバー２０で吸着することにより選別して除去する。以下の説明においては、磁選機１０の上下左右方向は、図１における上下左右方向に従う。磁選機１０は、ケース１１と、マグネットバー２０と、マグネット挿抜機構２５と、制御盤２９と、を有する。
【００１３】
ケース１１は、本体１２と、投入口１３と、粉体出口１４と、仕切板１５と、スクレーパ支持板１６と、磁性体出口１７と、を有する。
【００１４】
本体１２は、内部にマグネットバー２０を収容し、被処理物２の経路となる処理空間１８ａを有する。投入口１３は本体１２の上方に形成され、被処理物２が投入される。粉体出口１４は、投入口１３に対して下方（鉛直方向下方）に形成され、処理された被処理物２中の粉体２ａが排出される。
【００１５】
仕切板１５は、本体１２内に上下方向に渡って形成される。仕切板１５は、本体１２内を、被処理物２の経路となる処理空間１８ａと、それ以外の空間とを仕切る。仕切板１５は、マグネットバー２０を貫通させる仕切板側挿抜口１５ａを有する。
【００１６】
スクレーパ支持板１６は、本体１２内に上下方向に渡って形成される。スクレーパ支持板１６は、処理空間１８ａに対してマグネットバー２０の抜き取り方向（図示左側）に配置される。スクレーパ支持板１６は、支持板側挿抜口１６ａと、スクレーパ１９と、を有する。
【００１７】
支持板側挿抜口１６ａは、マグネットバー２０を貫通させる。スクレーパ１９は、支持板側挿抜口１６ａの内表面に固定される部材である。スクレーパ１９は、マグネットバー２０の外周に吸着された磁性体２ｂをマグネットバー２０から掻き取る。
【００１８】
磁性体出口１７は、仕切板１５とスクレーパ１９との間の磁性体除去空間１８ｂにおける、スクレーパ１９の下方に形成される。磁性体出口１７は、スクレーパ１９によりマグネットバー２０から掻き取られた磁性体２ｂを排出する。
【００１９】
マグネットバー２０（マグネット）は、例えば、マグネットパイプと、複数の永久磁石と、複数のヨークと、一対のエンドプラグと、を有する。
【００２０】
マグネットパイプは、非磁性体金属（例えばステンレス鋼、チタン）からなり、長さ方向に直交する断面形状が略円形の中空形状である。マグネットパイプは、永久磁石、ヨークおよびエンドプラグを内部に収容する。永久磁石、ヨークおよびエンドプラグは、マグネットバー２０の長さ方向（以下単に「長さ方向」という場合がある）に直交する断面形状がマグネットパイプの内形に対応する形状を有する。
【００２１】
永久磁石は、例えばネオジウム系の希土類磁石などの磁石である。永久磁石は、長さ方向に同極同士が対向するように配置されている。ヨークは、鉄などの磁性体である。エンドプラグは、略円形の非磁性体金属（例えばSUS304、SUS316、SUS316Lなどのステンレス鋼）である。永久磁石およびヨークは、マグネットパイプ内に交互に配置される。一対のエンドプラグは、永久磁石およびヨークをマグネットバーの両端で挟持する。
【００２２】
各マグネットバー２０は、マグネットロッド２１と接続されている。マグネットロッド２１は、仕切板側挿抜口１５ａおよび支持板側挿抜口１６ａを介して処理空間１８ａおよび磁性体除去空間１８ｂの外側まで伸びている。複数のマグネットロッド２１は、マグネットバー２０との接続端と逆の端部において、連結板２２により連結されている。
【００２３】
マグネット挿抜機構２５は、シリンダ２６と、シリンダロッド２７と、ステッピングモータ２８と、を有する。
【００２４】
シリンダ２６は、マグネットバー２０の長さ方向に伸び、一端がケース１１に固定される。シリンダロッド２７は、シリンダ２６に対して挿抜可能に接続される。シリンダロッド２７は、シリンダ２６との接続端と逆の端部において、連結板２２に接続されている。
【００２５】
ステッピングモータ２８は、シリンダロッド２７をマグネットバー２０の挿抜方向（左右方向）に駆動することにより、マグネットバー２０を仕切板側挿抜口１５ａおよび支持板側挿抜口１６ａ（ケース１１）を介して処理空間１８ａから挿抜する。
【００２６】
制御盤２９は、磁選機１０の種々の動作を制御する。特に、制御盤２９は、一定周期（例えば１時間ごと）でマグネットバー２０の清掃処理を行う。具体的には、制御盤２９は、一定周期で自動的にステッピングモータ２８を作動させて、マグネットバー２０を処理空間１８ａから抜き取る。これにより、マグネットバー２０に吸着した磁性体２ｂは、磁性体除去空間１８ｂでマグネットバー２０から掻き取られ、磁性体出口１７から排出される。
【００２７】
磁気センサ３０および温度センサ４０は、例えば１つの基板上に実装されて本体１２内に配置される。磁気センサ３０は、マグネットバー２０の本数に応じて複数個配置され、マグネットバー２０が挿抜される際の各マグネットバー２０の磁力を測定する。
【００２８】
制御部５０は、位置情報取得部５１と、磁力情報取得部５２と、トルク情報取得部５３と、消費電力情報取得部５４と、温度情報取得部５５と、記憶部５６と、評価部５７と、を有する。
【００２９】
位置情報取得部５１は、ステッピングモータ２８に内蔵された距離計から、マグネットバー２０の移動距離を位置情報として取得する。位置情報は、マグネットバー２０における、磁気センサ３０により磁力が計測される箇所を特定するために用いられる。磁力情報取得部５２は、磁気センサ３０により測定されたマグネットバー２０の磁力を、磁力情報として取得する。トルク情報取得部５３および消費電力情報取得部５４は、ステッピングモータ２８よりマグネットバー２０の挿抜時のトルク情報および消費電力情報を取得する。温度情報取得部５５は、温度センサ４０により測定されたケース１１内の温度情報を取得する。
【００３０】
記憶部５６は、位置情報取得部５１、磁力情報取得部５２、トルク情報取得部５３、消費電力情報取得部５４および温度情報取得部５５が取得した各種情報を記憶する。また、記憶部５６は、磁選機１０の健全性を評価するために使用される、磁選機１０の正常時の各種情報を記憶する。具体的には、記憶部５６は、マグネットバー２０の正常時における磁力情報を、正常時磁力情報として記憶する。また、記憶部５６は、マグネットバー２０の正常時におけるトルク情報を、正常時トルク情報として記憶する。記憶部５６は、マグネットバー２０の正常時における消費電力情報を、正常時消費電力情報として記憶する。記憶部５６は、正常時におけるケース１１内の温度情報を、正常時温度情報として記憶する。
【００３１】
正常時磁力情報、正常時トルク情報、正常時消費電力情報および正常時温度情報は、例えば、マグネットバー２０の位置情報に基づいて、計測されたマグネットバー２０上の位置に応じた情報（位置に応じて変化する情報）として記憶される。
【００３２】
評価部５７は、磁力情報および位置情報を含む各種情報に基づいて、磁選機１０の健全性を評価する。具体的には、評価部５７は、取得された磁力情報および位置情報と、正常時磁力情報とを比較する。評価部５７は、取得された磁力情報について、正常時磁力情報に対する差分が所定値以内である場合、マグネットバー２０（磁選機１０）は正常であると評価する。また、評価部５７は、取得されたトルク情報を正常時トルク情報と比較する。評価部５７は、取得されたトルク情報について、正常時トルク情報に対する差分が所定値以内である場合、磁選機１０は正常であると評価する。さらに、評価部５７は、取得された消費電力情報を正常時消費電力情報と比較する。評価部５７は、取得された消費電力情報について、正常時消費電力情報に対する差分が所定値以内である場合、磁選機１０は正常であると評価する。
【００３３】
表示部６０は、ディスプレイであり、各情報取得部５１〜５５および評価部５７が得た情報を、ユーザに表示する。
【００３４】
次に、健全性評価システム１が実行する処理について説明する。図２は、健全性評価処理を説明するフローチャートである。
【００３５】
ステップＳ１において、制御部５０は、清掃時期が到来したか否かを判定する。清掃時期の到来は、例えば、制御部５０に接続された制御盤２９から得られる情報により判断される。制御部５０は、清掃時期が到来していないと判定した場合（ステップＳ１のＮＯ）、清掃時期が到来するまで待機する。
【００３６】
制御部５０は清掃時期が到来したと判定した場合（ステップＳ１のＹＥＳ）、ステップＳ２において、処理空間１８ａから抜き取られる動作を行っているマグネットバー２０の位置情報および磁気情報を取得する。具体的には、位置情報取得部５１は、ステッピングモータ２８からマグネットバー２０の移動距離を取得する。位置情報取得部５１は、これに基づいて、磁力情報の計測位置を取得する。磁力情報取得部５２は、磁気センサ３０より各マグネットバー２０の磁力情報を取得する。また、制御部５０は、温度センサ４０、トルク情報取得部５３および消費電力情報取得部５４からも同様に、温度とステッピングモータ２８のトルク情報および消費電力情報を取得する。
【００３７】
ステップＳ３において、評価部５７は、磁選機１０の健全性を評価する。具体的には、評価部５７は、位置情報および磁力情報を計測時間で関連づけ、比較する。
【００３８】
例えば、図３は、マグネットバー２０の計測位置に関する磁力変化に関するデータを視覚化したグラフである。図３のグラフは、マグネットバー２０の計測位置を横軸、マグネットバー２０の磁力を縦軸として得られた情報を視覚化した。マグネットバー２０は、内部に複数の永久磁石を断続的に収容しているため、正常時においては、計測位置に対して磁力が周期的に変化する。
【００３９】
評価部５７は、正常時磁力情報に基づいて得られる正常時の情報と、ステップＳ２で取得された位置情報および磁力情報に基づいて得られる計測時の情報と、を比較する。評価部５７は、正常時の情報と計測時の情報の磁力の低下（差分）が所定値以内である場合、マグネットバー２０は正常であると評価する。一方、例えば領域７０のように、本来であれば得られるはずの磁力が得られていない場合には、その箇所に収容された永久磁石が劣化し、所望の磁力が得られていない可能性がある。このような場合には、評価部５７は、マグネットバー２０は異常であると評価する。
【００４０】
評価部５７は同様に、温度情報、トルク情報および消費電力情報も考慮して磁選機１０を評価することにより、さらなる健全性の評価や得られた評価の要因の推測を行うことができる。
【００４１】
例えば、マグネットバー２０がスクレーパ１９を通過する際、吸着された磁性体２ｂを掻き取りながら通過するため、掻き取っていない場合に比べて、ステッピングモータ２８のトルクおよび消費電力は大きくなる。このため、測定により得られたトルク情報および消費電力情報が、正常時トルク情報および正常時消費電力情報に比べて小さい領域がある場合には、スクレーパ１９が磁性体２ｂを掻き取れていない可能性がある。その要因としては、例えばスクレーパ１９が熱などにより劣化し破損しており、スクレーパ１９として機能していないことが考えられる。また、要因として、マグネットバー２０が劣化し、本来であれば吸着されることが予想される磁性体２ｂが吸着されていないことが考えらえる。
【００４２】
このように、本来であれば磁性体２ｂが吸着している位置であり、トルクおよび消費電力が大きい位置において、取得されたトルク情報または消費電力情報が、正常時トルク情報および正常時消費電力情報に比べて小さい場合（所定値より大きい差分がある場合）、評価部５７は、スクレーパ１９が異常であると評価する。このとき、評価部５７は、例えば、取得された温度情報が正常時温度情報よりも高い場合には、なんらかの要因でケース１１内が高温となっており、これによりスクレーパ１９が劣化したことを推測できる。
【００４３】
ステップＳ４において、制御部５０は、得られた評価結果を出力する。制御部５０は、表示部６０に表示することにより、評価結果をユーザに通知する。例えば、制御部５０は、マグネットバー２０の磁力低下が見られる場合には、マグネットバー２０の交換を促すような通知を行う。制御部５０は、表示部６０における表示の他に、ネットワークを通じてメールでユーザに送信したり、ウェブで閲覧可能にしてもよい。
【００４４】
このような健全性評価システム１は、磁選機１０の健全性を好適に評価できる。すなわち、従来であれば、マグネットバー２０を取出し、磁気測定器などを用いて行っていたマグネットバー２０の劣化検査を、健全性評価システム１は、清掃のたびに、マグネットバー２０をはじめとする磁選機１０の健全性を評価できる。
【００４５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００４６】
位置情報は、ステッピングモータから取得するのみならず、別途設けられたロータリーエンコーダや、ケースなどに設けられる距離センサ、カメラを利用した画像認識処理などを利用して取得されてもよい。
【００４７】
マグネットバー２０がステッピングモータ２８により挿抜される例を説明したが、手動で挿抜される場合にも本発明は適用可能である。
【００４８】
制御部５０に含まれる各部は、一つのまとまりとして図示したが、構成例はこれに限らない。例えば、磁力情報取得部５２および温度情報取得部５５は、磁気センサ３０および温度センサ４０が実装される基板上に実装され、得られた測定データを処理し必要な情報を取捨選択するマイコンであってもよい。この場合、別途用意されたＰＬＣ（Programmable Logic Controller）を評価部５７および記憶部５６とし、マイコンからＰＬＣに取得された情報が送信される。また、評価部５７および記憶部５６をクラウドコンピューティングを利用して実現してもよい。この場合、各種情報取得部５１〜５５で取得された情報は、ネットワークを通じて評価部５７および記憶部５６に送信される。
【００４９】
被処理物は、粉体のみならず液体など他の態様であってもよい。
【００５０】
本発明は、健全性評価プログラムとして、既存の磁選機に後付けできるような態様であってもよい。この場合、健全性評価プログラムは、磁選機より直接またはネットワークを介して必要な情報を適宜取得し、演算するコンピュータなどに組み込まれて使用される。
【００５１】
健全性評価システムは、各種情報取得部から得られた情報に対して所要の演算を行い、特徴量を得てもよい。得られた特徴量は、例えば機械学習または深層学習の学習データとして使用し、磁選機の制御に用いてもよい。例えば、健全性評価システムは、得られた情報から磁性体の付着量の傾向を推測し、清掃時間のタイミングを一定周期ではなく好適なタイミングを決定してもよい。また、健全性評価システムは、マグネットバーやスクレーパの寿命予測を行い、寿命を迎える前にユーザに交換を促してもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１  健全性評価システム
２  被処理物
２ａ  粉体
２ｂ  磁性体
１０  磁選機
１１  ケース
１２  本体
１３  投入口
１４  粉体出口
１５  仕切板
１５ａ  仕切板側挿抜口
１６  スクレーパ支持板
１６ａ  支持板側挿抜口
１７  磁性体出口
１８ａ  処理空間
１８ｂ  磁性体除去空間
１９  スクレーパ
２０  マグネットバー
２１  マグネットロッド
２２  連結板
２５  マグネット挿抜機構
２６  シリンダ
２７  シリンダロッド
２８  ステッピングモータ
２９  制御盤
３０  磁気センサ
４０  温度センサ
５０  制御部
５１  位置情報取得部
５２  磁力情報取得部
５３  トルク情報取得部
５４  消費電力情報取得部
５５  温度情報取得部
５６  記憶部
５７  評価部
６０  表示部
７０  領域
【図１】
0006893045.tif 000002
【図２】
0006893045.tif 000003
【図３】
0006893045.tif 000004