JP5087250B2 - 被加熱物保持補助装置、被加熱物保持装置、加熱処理装置、および、被加熱物保持補助方法 - Google Patents
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Description
この長尺ワークを焼入する際には、第1,第2のチャックと、2つの支持ローラと、で支持された長尺ワークに沿って加熱コイルを移動させ、順次焼入を施す。さらに、加熱コイルが支持ローラの位置に到達すると、油圧シリンダによって長尺ワークを支持しない位置に後退させられる。そして、この部分に焼入が施されると、支持ローラが元の位置に復帰して、長尺ワークを再び支持する構成が採られている。
ここで、当接部材を被加熱物から積極的に離した位置に設けることにより、従来のように当接部材を被加熱物に積極的に接触させる位置に設ける構成と比べて、被加熱物の加熱による軸方向と交差する方向への変形量が少なくなることが確認されている。また、当接部材を、被加熱物の側面との間に隙間が形成される位置に位置決めすることにより、加熱により被加熱物が軸と交差する方向に隙間の寸法以上変形する状態になった場合でも、被加熱物が当接部材に当接して、その変形量を最小限に抑えられることが確認されている。また、被加熱物の大きさによらず、当接部材を、被加熱物との間に適切な隙間が形成される位置に設けることができる。
このことにより、被加熱物の保持が適切に補助される。
このことにより、被加熱物の軸方向に沿った1箇所に当接部材を設ける構成と比べて、被加熱物の軸方向に沿ったより多くの箇所における変形量を最小限に抑えられ、被加熱物の保持がより適切に補助される。
このことにより、第1ストッパおよび第2ストッパを当接させるだけの簡単な構成で、当接部材の移動が規制される。また、流体圧シリンダのロッドを移動させて第1ストッパの位置を変更するだけの簡単な構成で、被加熱物の径寸法に対応して、当接部材が側面との間に隙間が形成される位置に位置決めされる。さらに、ロッドを流体圧で移動させるので、第1ストッパを連続的に移動させることが可能となり、当接部材の位置の微調整が可能となる。
このことにより、油の潤滑作用により、さらに精密な当接部の位置設定が可能となる。したがって、当接部の位置がさらに適切に設定される。
このことにより、被加熱物の変形量が最小限に抑えられ、適切に加熱された被加熱物が得られる。
このことにより、上述した被加熱物保持補助装置と同様の作用効果を奏する状態で、被加熱物が適切に保持される。
このことにより、適切に保持された被加熱物を加熱することにより、被加熱物を適切に加熱することが可能な加熱処理装置を得られる。
このことにより、被加熱物の軸方向に加熱処理手段を相対移動させて加熱するので、略リング状の軸方向寸法が被加熱物よりも小さい加熱処理手段であっても、被加熱物全体を加熱することが可能となる。また、加熱処理手段の相対位置により加熱状態を変更することにより、被加熱物を用途に応じて適切に加熱することが可能となる。さらに、加熱処理手段の相対移動に伴い、当接部材の位置を加熱処理手段に接触しない位置、または、被加熱物に近接する位置に変更するので、当接部材の破損を抑えつつ、適切な保持の補助が得られる。
したがって、加熱処理手段の小型化と、被加熱物の適切な加熱と、適切な保持の補助と、を実現可能な構成が得られる。
このことにより、上述したような作用効果を奏する状態で、被加熱物を適切に誘導加熱可能な加熱処理装置を得られる。
このことにより、被加熱物および誘導加熱コイルの相対位置を検出する構成を設けることなく、誘導加熱コイルが当接部材近傍に位置しているか否かを判断することが可能となり、構成の簡略化を図れる。
ここで、被加熱物としては、表面に複数の凹凸を有した複雑な形状の歯車やねじ、ボルト、ナットなどの他、シャフトのような径寸法が異なり軸方向で凹凸となる筒状の部材、異なる材料が積層する複合部材など、表面に上述したような凹凸を有さない円柱状や円筒状の部材などが例示できるが、これに限らず略棒状に形成されたいずれの被加熱物をも対象とすることができる。
図1は、本発明の一実施形態に係る誘導加熱装置の概略構成を示す模式図である。図2は、側面支持手段の概略構成を示す模式図である。図3は、側面支持手段の要部の概略構成を示す模式図である。図4は、焼入情報の概略構成を示す模式図である。図5は、処理制御情報の概略構成を示す模式図である。図6は、誘導加熱装置の要部の概略構成を示すブロック図である。図7は、被加熱物と当接ローラとの間に隙間が形成された状態を示す
模式図である。図8は、側面支持手段の要部の概略構成を示す模式図である。図9は、被加熱物と当接ローラとの間に隙間が形成された状態を示す模式図である。図10は、機種コード設定画面の概略構成を示す模式図である。図11は、シャフト焼入条件設定画面の概略構成を示す模式図である。図12は、ステップデータ設定画面の概略構成を示す模式図である。
図1において、100は加熱処理装置としての誘導加熱装置で、この誘導加熱装置100は、所定の周波数の電力で丸棒状の被加熱物W1を誘導加熱して焼入れする装置である。そして、誘導加熱装置100は、筐体200と、この筐体200に配置され被加熱物W1を保持する被加熱物保持装置300と、被加熱物W1を誘導加熱する加熱手段しての誘導加熱処理手段500と、各種情報を表示する表示手段600と、記憶手段としてのメモリ700と、誘導加熱処理手段500による誘導加熱状態を制御する演算手段としても機能する誘導加熱制御装置800と、図示しない操作手段と、などを備えている。
なお、以下において、各構成などの位置関係を表す際に、図1における紙面の前後方向に対応する方向を装置左右方向と、紙面の左右方向に対応する方向を装置前後方向と、適宜称して説明する。
搬送部は、被加熱物W1を端部保持手段310で保持可能な位置まで搬送して、保持させる処理をする。形状測定部305は、被加熱物W1の形状として、少なくとも1箇所の径寸法および長さ寸法を測定する。そして、この測定結果に関する形状情報を、誘導加熱制御装置800へ出力する。
回転用モータ322は、一対の第1側面部220に架け渡された図示しない架橋部に設けられている。この回転用モータ322は、誘導加熱制御装置800の制御により、心立ピン321を適宜回転させる。
シリンダ332は、一対の第1側面部220に架け渡された図示しない架橋部に設けられたシリンダチューブ332Aと、心立ピン331が接続されシリンダチューブ332A内を往復移動可能なピストン332Bと、を備えている。
ガイド架橋部361には、アーム部392が連通可能な6個の架橋連通孔361Aが設けられている。これら6個の架橋連通孔361Aは、装置前後方向に3個並び、かつ、装置左右方向に2個並ぶ状態で設けられている。
ガイド部材362は、アーム部392が連通可能な筒状に形成されている。これら6個のガイド部材362は、ガイド架橋部361の上面に、その軸が架橋連通孔361Aと一致する状態でそれぞれ設けられている。
位置決め手段配設台座363は、例えば略長方形板状に形成されている。これら3個の位置決め手段配設台座363は、ガイド架橋部361の下面に、装置左右方向に並ぶ架橋連通孔361Aの間にそれぞれ位置する状態で設けられている。
ローラ軸394Bは、保持基部394Aを貫通する状態で設けられている。具体的には、ローラ軸394Bは、軸方向が装置前後方向と一致し、かつ、装置左右方向に所定距離離れて並んだ状態で設けられている。また、ローラ軸394Bの一端側保持部320側の端部には、このローラ軸394Bが保持基部394Aから抜けるのを防止する軸抜止部材394Cが設けられている。さらに、ローラ軸394Bの他端側保持部330側の端部には、当接ローラ400がローラ軸394Bから抜けるのを防止するローラ抜止部材394Dが設けられている。
ここで、当接ローラ400を回転可能に設ける構成としては、ローラ軸394Bを保持基部394Aに固定して、当接ローラ400をローラ軸394Bに対して回転可能に設ける構成や、当接ローラ400をローラ軸394Bに固定して、ローラ軸394Bを保持基部394Aに対して回転可能に設ける構成を適用できる。
一対のガイド部材441は、位置決め手段配設台座363の下面における油圧シリンダチューブ421を中心とした対称位置に設けられている。また、ガイド部材441は、軸方向がロッド423の軸方向と一致する状態で設けられている。
軸部材442は、測定部保持部材430の上面におけるロッド423を中心とした対称位置に設けられている。また、軸部材442は、軸方向がロッド423およびガイド部材441の軸方向と一致し、かつ、ガイド部材441にガイドされつつ上下方向に移動可能に設けられている。
第1ストッパ451は、例えば短尺の円柱状に形成され、その軸がロッド423の軸と一致する状態で設けられている。
第2ストッパ452は、例えばボルトにより構成され、その軸が第1ストッパ451の軸と一致する状態で設けられている。そして、第2ストッパ452は、エアシリンダ380の駆動によりアーム配置基部391が上昇した際に、その上面452Aが第1ストッパ451の下面451Aに当接する(図7および図9参照)。これにより、アーム配置基部391の上昇が規制され、アーム部392の上昇も規制される。
測定シリンダチューブ461は、測定部配設部431の下面における測定ロッド連通孔431Aに対応する位置に設けられている。
ジョイント464は、略棒状に形成されている。このジョイント464は、その軸方向が測定ロッド463の軸方向と一致する状態で、位置決め手段配設台座363の下面に設けられている。さらに、ジョイント464の先端には、測定ロッド463の他端が嵌合されて固定されている。
位置検出部465は、ここでは図示しないが、測定シリンダチューブ461、測定ロッド463、測定部保持部材430などのうちのいずれか1つに設けられている。そして、この位置検出部465は、例えば油圧シリンダチューブ421の下面421Aと、第1ストッパ451の下面451Aと、の距離を、油圧シリンダ420に対する測定部保持部材430の位置として検出して、この位置に対応する位置信号を誘導加熱制御装置800へ出力する。
動力伝達棒513は、相対移動用モータ518の駆動の他に、図示しない手動操作部により手動で回転して、サドル517を移動させることが可能な構成を有している。
サドル517は、図示しない中空部を有する略箱状に形成され、一面が被加熱物W1に対向する状態で取り付けられている。また、サドル517には、誘導加熱コイル520と被加熱物W1との距離を測定して、この距離に関する距離情報を誘導加熱制御装置800へ出力する図示しないセンサが設けられている。
なお、図1では、一方のサドル517のみを図示している。
表示部610は、誘導加熱制御装置800に接続され、誘導加熱制御装置800の制御により画像データを表示領域611に画面表示させる。この画面表示させる画像データとしては、各種メニュー、誘導加熱装置100の動作状態などの画像データが例示できる。
タッチパネル620は、表示部610の表示領域611に臨んで操作者が接触操作可能に設けられている。そして、タッチパネル620は、誘導加熱制御装置800に接続され、操作者が表示領域611で表示される画像データに基づいて接触操作することで、その領域に関する領域信号を誘導加熱制御装置800へ出力し、接触操作の領域に対応する表示画面の設定事項を誘導加熱制御装置800で入力設定させる。
また、メモリ700は、例えば図4に示すような少なくとも1個の焼入情報710を適宜読み出し可能に記憶している。
さらに、メモリ700は、誘導加熱装置100全体を動作制御するOS(Operating System)上に展開される各種プログラムなどを記憶している。このメモリ700としては、例えば停電などにより突然電源が落ちた際にも記憶が保持される構成のメモリ、例えばCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)メモリなどを用いることが望ましい。
機種コード情報730は、被加熱物W1固有のコード、すなわち英数字に関する情報である。
これらファイル番号情報720および機種コード情報730は、誘導加熱制御装置800にて、機種コード設定画面10に対応する入力操作に基づいて、適宜更新、生成される。
焼入条件情報740は、被加熱物W1の誘導加熱条件に関する情報である。具体的には、シャフト焼入条件設定画面30の後述する設定条件領域32および周波数選択領域33で表示される各種条件に関する情報である。
この焼入条件情報740は、誘導加熱制御装置800にて、シャフト焼入条件設定画面30に対応する入力操作に基づいて、適宜更新、生成される。
ステップ処理情報760は、一連の誘導加熱処理を複数のステップに分割した際の各ステップにおける処理条件に関する情報である。そして、このステップ処理情報760は、処理順序情報としてのステップ番号情報761と、期間情報としてのタイマ情報762と、相対位置情報763と、相対移動速度情報764と、供給電力情報としての電圧情報765と、回転状態情報としての回転数情報766と、冷却状態情報としての冷却情報767と、を備えている。
タイマ情報762は、ステップ処理情報760に基づく処理が開始された後に、ステップkからステップ(k+1)に移行するまでの期間であるタイマ値Tk(kはステップ番号)に関する情報である。
相対位置情報763は、被加熱物W1に対するサドル517の位置Pk(kはステップ番号)に関する情報である。具体的には、例えば被加熱物W1の他端側保持部330側の端部を基準位置、すなわち0mmの位置とした、サドル517の位置Pkに関する情報である。
相対移動速度情報764は、相対移動用モータ518の駆動によりサドル517を移動させる際の速度Vk(kはステップ番号)に関する情報である。
電圧情報765は、誘導加熱コイル520に供給される電力の電圧Ok(kはステップ番号)に関する情報である。なお、ここでは、本発明の供給電力情報として電圧情報765を例示するが、電力に関する電力情報としてもよいし、電流に関する電流情報としてもよい。
回転数情報766は、回転用モータ322により被加熱物W1の回転させる際の回転数Rk(kはステップ番号)に関する情報である。
冷却情報767は、冷却手段530により被加熱物W1を冷却するか否かを表す冷却状態値Qk(kはステップ番号)に関する情報である。具体的には、冷却状態値Qkが「0」の場合、冷却しない旨を表し、「1」の場合、冷却する旨を表す。
具体的には、当接ローラ位置決め制御手段810は、形状測定部305から形状情報を取得して、この形状情報に基づいて、加熱対象の被加熱物W1の形状を特定する。例えば、被加熱物W1が円柱状、角柱状、凹凸が存在する形状である旨を特定する。さらに、第1〜第3位置検出部465A〜465Cから位置信号を取得して、各油圧シリンダ420に対する測定部保持部材430の現在位置を認識する。そして、第1〜第3油圧調整部425A〜425Cを適宜独立的に制御して、各油圧シリンダ420を独立的に駆動させて測定部保持部材430を現在位置から被加熱物W1の形状に応じた位置へ移動させる。
このように、測定部保持部材430を移動させることにより、当接ローラ400は、被加熱物W1の側面が加熱により軸方向と交差する方向に所定寸法以上変形した際に側面に当接し、かつ、所定寸法以上変形しない際に側面との間に隙間が形成される位置に、被加熱物W1の径寸法に応じて位置決めされる。
また、当接ローラ位置決め制御手段810により、図8に示すように、油圧シリンダチューブ421の下面421Aと、第1ストッパ451の下面451Aと、の距離がL2となる状態に、測定部保持部材430を移動させる。そして、エアシリンダ380の駆動に伴いアーム部392が上昇し、図9に示すように、第2ストッパ452および第1ストッパ451の当接により、アーム部392の上昇が規制される。この規制により、径寸法がG2の被加熱物W2と、当接ローラ400と、の間に寸法F2の隙間E2が形成される。
ここで、隙間E1,E2の寸法F1,F2は、0.1mm以上、かつ、1.0mm以下に設定されることが望ましい。なお、寸法F1,F2の値は、同一値であってもよいし、異なる値であってもよい。
また、操作者による入力操作に基づいて、各油圧シリンダ420に対して各測定部保持部材430を移動させる構成としてもよい。
ここで、機種コード設定画面10は、焼入条件メニュー画面移行領域11と、ファイル番号領域12と、機種コード領域13と、日時領域14と、データ変更領域15と、設定終了領域16と、英数字入力領域17と、などを備えている。
ファイル番号領域12は、焼入条件メニュー画面移行領域11の右下側に設けられている。このファイル番号領域12には、現在生成中、あるいは更新中の処理制御情報750のファイル番号が表示される。
機種コード領域13は、ファイル番号領域12の下側に設けられている。この機種コード領域13には、被加熱物W1の品番などが表示される。
日時領域14は、機種コード設定画面10の右上隅部に設けられている。この日時領域14には、現在の日時が表示される。
設定終了領域16は、データ変更領域15の下側に設けられている。この設定終了領域16は、ファイル番号領域12、機種コード領域13に表示された内容に基づいたファイル番号情報720、機種コード情報730の生成や更新の際に選択される。
英数字入力領域17は、機種コード領域13の下側に設けられている。この英数字入力領域17は、ファイル番号領域12や機種コード領域13に英数字などを設定入力する際に選択される。
ここで、シャフト焼入条件設定画面30は、焼入条件メニュー画面移行領域11と、ファイル番号領域12と、実行機種名領域31と、設定条件領域32と、周波数選択領域33と、ステップデータ設定画面移行領域34と、データ変更領域35と、設定終了領域36と、テンキー領域37と、などを備えている。
ファイル番号領域12は、焼入条件メニュー画面移行領域11の下側に設けられている。
実行機種名領域31は、ファイル番号領域12の右側に設けられている。この実行機種名領域31には、機種コード領域13に表示されていた被加熱物W1の品番などが表示される。
ワークセット位置領域32Aには、サドル517の原位置が表示される。ワークセンタリング位置領域32Bには、サドル517のセンタリング位置が表示される。サドル速度許容値領域32Cには、サドル517の移動速度の許容値が表示される。出力電圧許容値領域32Dには、誘導加熱コイル520に供給される電力の電圧許容値が表示される。出力マスク時間領域32Eには、電圧を監視する際の立ち上がりマスク時間が表示される。センタリング確認上限値領域32Fおよびセンタリング確認下限値領域32Gには、上センタのセンタリング確認を監視する上限値および下限値がそれぞれ表示される。手動回転数領域32Hには、手動で被加熱物W1を回転させる際の回転数が表示される。回転数許容値領域32Iには、下センタの回転数を監視する上下限幅が表示される。サイクルタイム領域32Jには、サイクルタイムが表示される。
低周波数選択領域33A、中周波数選択領域33B、および、高周波数選択領域33Cは、誘導加熱コイル520に供給する電力の周波数を、それぞれ低周波数、中周波数、高周波数に設定する際に選択される。
データ変更領域35は、ステップデータ設定画面移行領域34の下側に設けられている。このデータ変更領域35は、設定条件領域32に表示されている各データを変更する際に選択される。このデータ変更領域35が選択されると、設定条件領域32の各領域32A〜32Jのいずれかに図示しないカーソルが表示され、データ変更が可能な状態となる。
テンキー領域37は、設定終了領域36の下側に設けられている。このテンキー領域37は、設定条件領域32に数値などを設定入力する際に選択される。
ここで、ステップデータ設定画面50は、焼入条件メニュー画面移行領域11と、ファイル番号領域12と、実行機種名領域31と、内容表示情報としてのステップ処理内容領域51と、更新時選択領域を構成する特定時選択領域52と、ステップデータ設定焼入条件メニュー画面移行領域53と、シャフト焼入条件設定画面移行領域54と、データ変更領域55と、設定終了領域56と、更新時選択領域を構成する内容設定時選択領域としてのテンキー領域57と、などを備えている。
ステップ番号領域51A、タイマ領域51B、相対位置領域51C、相対移動速度領域51D、電圧領域51E、回転数領域51F、および、冷却領域51Gには、処理制御情報750のステップ番号情報761、タイマ情報762、相対位置情報763、相対移動速度情報764、電圧情報765、回転数情報766、冷却情報767の内容が表示される。
なお、ステップ処理内容領域51に表示可能なステップ数は、特定値、例えば8個に設定されている。そして、処理制御情報750のステップ処理情報760の数が9個以上の場合、ステップ1〜ステップ8の処理内容は、ステップ処理内容領域51に表示され、ステップ9以降の処理内容は、他のステップデータ設定画面50のステップ処理内容領域51に表示される。なお、ステップ処理内容領域51に表示可能なステップ数としては、8個に限らず15個や5個などとしてもよい。
ステップデータ設定焼入条件メニュー画面移行領域53は、特定時選択領域52の右上側に設けられている。このステップデータ設定焼入条件メニュー画面移行領域53は、表示対象のステップの数が9個以上のため、ステップ処理内容領域51で全ステップの処理内容を表示不可能な場合において、他のステップデータ設定画面50に移行する際に選択される。
データ変更領域55は、シャフト焼入条件設定画面移行領域54の下側に設けられている。このデータ変更領域55は、ステップ処理内容領域51に表示されている各データを変更する際に選択される。このデータ変更領域55が選択されると、ステップ処理内容領域51に表示された各ステップのいずれかに対応する各領域51A〜51Gに図示しないカーソルが表示され、データ変更が可能な状態となる。
テンキー領域57は、設定終了領域56の下側に、すなわち表示領域611の他側縁側としての下辺側に設けられている。このテンキー領域57は、ステップ処理内容領域51に数値などを設定入力する際に選択される。
具体的には、情報生成更新手段830は、操作者による処理状態を設定する旨の設定入力が認識されると、表示制御手段820を制御して、機種コード設定画面10を表示させる。そして、タッチパネル620からの英数字入力領域17の所定の領域が選択された旨の領域信号を取得して、ファイル番号領域12や機種コード領域13の内容を更新する。さらに、設定終了領域16が選択された旨の領域信号を取得すると、表示中のファイル番号領域12および機種コード領域13の内容を記録したファイル番号情報720および機種コード情報730を生成する。
また、情報生成更新手段830は、シャフト焼入条件設定画面30、ステップデータ設定画面50を適宜表示させ、タッチパネル620からのテンキー領域37,57の所定の領域が選択された旨の領域信号を取得して、設定条件領域32、周波数選択領域33、ステップ処理内容領域51の内容を更新する。さらに、設定終了領域36,56が選択された旨の領域信号を取得すると、表示中の設定条件領域32、周波数選択領域33、ステップ処理内容領域51の内容を記録した焼入条件情報740、処理制御情報750を適宜生成する。
そして、情報生成更新手段830は、ファイル番号情報720、機種コード情報730、焼入条件情報740、および、処理制御情報750を有する焼入情報710を生成して、メモリ700に記憶させる。
また、情報生成更新手段830は、操作者が手動でサドル517を所定の位置に位置させた場合、この位置のデータを表示させて、相対位置情報763を生成する。
なお、操作者による所定のファイル番号の焼入情報710に基づく誘導加熱処理を実施する旨の設定入力を認識して、このファイル番号がファイル番号情報720に記録された焼入情報710を取得する構成としてもよい。
また、ステップ特定手段840は、実施ステップ処理情報760のタイマ情報762に基づいて、タイマ値Tnが0であると認識すると、カウント終了信号を相対移動制御手段851へ出力する。一方、タイマ値Tnが0よりも大きいと認識すると、タイマ値Tnのカウントを開始する。そして、カウント中信号を電力供給制御手段853へ出力する。また、タイマ値Tnがタイムアップした、すなわちタイマ情報762の期間が経過したと認識すると、カウント終了信号を処理制御手段850へ出力する。
さらに、ステップ特定手段840は、処理制御手段850から移動終了信号を取得すると、ステップ(n+1)のステップ処理情報760を新たな実施ステップ処理情報760として特定する。そして、ステップ(n+1)の処理が最終ステップでないと認識すると、タイマ値Tnのカウントを適宜実施する。一方、最終ステップであると認識すると、最終ステップ信号を処理制御手段850へ出力する。
また、等しくないと認識すると、相対移動用モータ518を制御して、サドル517をステップnの相対移動速度情報764の速度Vnで位置Pnまで移動させる。
さらに、相対移動制御手段851は、位置Pnに到達したと判断した場合、移動終了信号をステップ特定手段840へ出力する。また、位置Pnに到達していないと判断した場合、移動中信号を電力供給制御手段853へ出力する。
また、図1に示すように、サドル517が一端側保持部320側および他端側保持部330側の側面支持手段370の近傍に位置していないことを認識すると、この第1,第3エア圧調整部384A,384Cを制御して、アーム部392を最も高い位置まで上昇させ、第1,第2ストッパ451,452を当接させる。このとき、上述したように、第1,第2ストッパ451,452の当接によりアーム部392が位置決めされ、当接ローラ400と被加熱物W1との間に隙間E1が形成される。
上述したように、上記実施形態では、軸方向両端側が保持された被加熱物W1の中央側の側面を支持可能な側面支持手段370に、被加熱物W1の側面を支持する際に当接される当接ローラ400と、この当接ローラ400を保持する当接ローラ保持手段390を昇降させるエアシリンダ380と、このエアシリンダ380を制御して当接ローラ400を被加熱物W1との間に隙間E1が形成される位置に位置決めする位置決め手段410と、を設けている。
このため、当接ローラ400を、被加熱物W1から積極的に離した位置に設けることにより、従来のように当接ローラ400を被加熱物W1に積極的に接触させる位置に設ける構成と比べて、被加熱物W1の加熱による軸方向と交差する方向への変形量を少なくすることができる。さらに、当接ローラ400を、被加熱物W1の側面との間に隙間E1が形成される位置に位置決めすることにより、加熱により被加熱物W1が軸と交差する方向に隙間E1の寸法F1以上変形する状態になった場合でも、被加熱物W1が当接ローラ400に当接して、その変形量を最小限に抑えることができる。また、被加熱物W1,W2の大きさによらず、当接ローラ400を、被加熱物W1,W2との間に適切な隙間E1,E2が形成される位置に設けることができる。
したがって、被加熱物W1の保持を適切に補助できる。
このため、被加熱物W1の軸方向に沿った1箇所に当接ローラ400を設ける構成と比べて、被加熱物W1の軸方向に沿ったより多くの箇所における変形量を最小限に抑えることができ、被加熱物W1の保持をより適切に補助できる。
このため、第1ストッパ451および第2ストッパ452を当接させるだけの簡単な構成で、当接ローラ保持手段390の移動を規制できる。また、油圧シリンダ420のロッド423を移動させて第1ストッパ451の位置を変更するだけの簡単な構成で、被加熱物W1,W2に径寸法に対応して、当接ローラ400と被加熱物W1,W2との間に隙間E1,E2が形成される位置に当接ローラ保持手段390を位置決めできる。さらに、ロッド423を流体圧で移動させるので、第1ストッパ451を連続的に移動させることができ、当接ローラ400の位置を微調整できる。
このため、油の潤滑作用により、さらに精密に当接ローラ400の位置を設定できる。したがって、当接ローラ400の位置をさらに適切に設定できる。
このため、被加熱物W1,W2の変形量を最小限に抑えることができ、適切に加熱された被加熱物W1,W2を得ることができる。
このため、上述した作用効果を奏する状態で、被加熱物W1,W2を適切に保持できる。
このため、適切に保持された被加熱物W1,W2を加熱することにより、被加熱物W1,W2を適切に加熱できる誘導加熱装置100を提供できる。
このため、被加熱物W1の軸方向に誘導加熱コイル520を相対移動させて加熱するので、略リング状の軸方向寸法が被加熱物W1よりも小さい誘導加熱コイル520であっても、被加熱物W1全体を加熱することができる。また、誘導加熱コイル520の相対位置により加熱状態を変更することにより、被加熱物W1を用途に応じて適切に加熱できる。さらに、誘導加熱コイル520の相対移動に伴い、当接ローラ400の位置を誘導加熱コイル520に接触しない位置、または、被加熱物W1との間に隙間E1が形成される位置に変更するので、当接ローラ400の破損を抑えつつ、被加熱物W1の保持を適切に補助できる。
したがって、誘導加熱コイル520の小型化と、被加熱物W1の適切な加熱と、被加熱物W1の適切な保持の補助と、を実現できる誘導加熱装置100を提供できる。
このため、上述したような作用効果を奏する状態で、被加熱物W1を適切に誘導加熱できる誘導加熱装置100を提供できる。
このため、被加熱物W1および誘導加熱コイル520の相対位置を検出する構成を設けることなく、誘導加熱コイル520が当接ローラ400近傍に位置しているか否かを判断することができ、構成の簡略化を図ることができる。
なお、本発明は上記実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の改良ならびに設計の変更などが可能である。
このような構成にすれば、構成の簡略化を図ることができる。
このような構成にすれば、第1,第2ストッパ451,452を設ける必要がなく、部品点数を削減できる。
このような構成にしても、当接ローラ400の位置を微調整できる。
しかしながら、このような構成にすると、第2ストッパ452と比べて重い油圧シリンダ420や測定部460が当接ローラ保持手段390に配置されるので、上記実施形態と比べて当接ローラ保持手段390の昇降時におけるエアシリンダ380の負荷が大きくなる。このため、上記実施形態の構成が好ましい。
このような構成にしても、被加熱物W1,W2の径寸法に対応して、当接ローラ400と被加熱物W1,W2との間に隙間E1,E2が形成される位置に当接ローラ保持手段390を位置決めできる。
さらに、当接ローラ400と被加熱物W1,W2の側面との間に形成される隙間E1,E2の寸法F1,F2を、0.1mm未満や、1.0mmを超える値に設定してもよい。
このような構成にすれば、誘導加熱コイル520の位置に応じて当接ローラ400の位置を変更する機能を設ける必要がなく、構成の簡略化を図ることができる。
200…筐体
300…被加熱物保持装置
310…端部保持手段
350…被加熱物保持補助装置
380…当接部材移動手段としてのエアシリンダ
390…当接ローラ保持手段
400…当接部材を構成する当接ローラ
410…位置決め手段
420…流体圧シリンダとしての油圧シリンダ
421…油圧シリンダチューブ
423…ロッド
451…第1ストッパ
452…第2ストッパ
500…加熱手段しての誘導加熱処理手段
510…相対移動手段
520…加熱処理手段としての誘導加熱コイル
700…記憶手段としてのメモリ
763…相対位置情報
764…相対移動速度情報
852…加熱位置判断手段としても機能する当接部材移動制御手段としてのアーム昇降制御手段
W1,W2…被加熱物
Claims (11)
- 略棒状に形成された被加熱物の軸方向両端側を保持する端部保持手段による前記被加熱物の保持を補助する被加熱物保持補助装置であって、
前記端部保持手段で保持された前記被加熱物の軸方向両端側よりも中央側の側面を支持する際に前記側面に当接される当接部材と、
この当接部材を前記被加熱物の側面に接離する方向に移動させる当接部材移動手段と、
この当接部材移動手段による前記当接部材の移動を制御して、前記当接部材を前記被加熱物の側面との間に隙間が形成される位置に位置決めする位置決め手段と、
を具備したことを特徴とした被加熱物保持補助装置。 - 請求項1に記載の被加熱物保持補助装置であって、
前記当接部材は、前記端部保持手段で保持された前記被加熱物の軸方向に沿った複数箇所に設けられた
ことを特徴とした被加熱物保持補助装置。 - 請求項1または請求項2に記載の被加熱物保持補助装置であって、
前記当接部材は、前記当接部材移動手段の駆動により前記被加熱物の側面に接離する方向に移動可能な当接部材保持手段で保持され、
前記位置決め手段は、
前記被加熱物から離れた位置に固定されたシリンダチューブ、および、流体の圧力により前記当接部材の移動方向と略平行な方向に進退可能なロッドを有する流体圧シリンダと、
前記ロッドの前記シリンダチューブから露出した先端側に設けられた第1ストッパと、
前記当接部材保持手段に設けられ前記当接部材が前記被加熱物に接近する方向へ移動した際に前記第1ストッパに当接されて前記接近する方向への移動を規制する第2ストッパと、を備えた
ことを特徴とした被加熱物保持補助装置。 - 請求項3に記載の被加熱物保持補助装置であって、
前記流体圧シリンダは、前記流体として油を利用して前記ロッドを進退させる油圧シリンダである
ことを特徴とした被加熱物保持補助装置。 - 請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の被加熱物保持補助装置であって、
前記当接部材と前記側面との間に形成される前記隙間の寸法は、0.1mm以上、かつ、1.0mm以下である
ことを特徴とした被加熱物保持補助装置。 - 略棒状に形成された被加熱物の軸方向両端側を保持する端部保持手段と、
この端部保持手段による前記被加熱物の保持を補助する請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の被加熱物保持補助装置と、
を具備したことを特徴とした被加熱物保持装置。 - 略棒状に形成された被加熱物を保持する請求項6に記載の被加熱物保持装置と、
この被加熱物保持装置で保持された前記被加熱物を加熱する加熱手段と、
を具備したことを特徴とした加熱処理装置。 - 請求項7に記載の加熱処理装置であって、
前記被加熱物保持装置は、筐体に配置され、
前記加熱手段は、
前記被加熱物の側面を略覆う略リング状に形成され前記被加熱物を加熱する加熱処理手段と、
この加熱処理手段および前記筐体を前記端部保持手段で保持された前記被加熱物の軸方向に相対移動させる相対移動手段と、を備え、
前記相対移動手段により相対移動された前記加熱処理手段が前記当接部材近傍に位置するか否かを判断する加熱位置判断手段と、
この加熱位置判断手段で前記加熱処理手段が前記当接部材近傍に位置すると判断した場合、前記当接部材移動手段を制御して前記当接部材を前記加熱処理手段に接触しない位置に移動させ、前記加熱処理手段が前記当接部材近傍に位置しないと判断した場合、前記当接部材移動手段を制御して前記当接部材を前記側面との間に前記隙間が形成される位置に移動させる当接部材移動制御手段と、
を具備したことを特徴とした加熱処理装置。 - 請求項8に記載の加熱処理装置であって、
前記加熱処理手段は、前記被加熱物の加熱処理として、供給される電力により誘導加熱処理を実施する誘導加熱コイルである
ことを特徴とした加熱処理装置。 - 請求項9に記載の加熱処理装置であって、
前記被加熱物および前記誘導加熱コイルの相対移動前後の相対位置に関する相対位置情報、および、前記被加熱物および前記誘導加熱コイルを相対移動させる際の相対移動速度に関する相対移動速度情報を記憶する記憶手段を具備し、
前記相対移動手段は、前記被加熱物および前記誘導加熱コイルを前記相対位置情報の相対移動前の相対位置から相対移動後の相対位置まで前記相対移動速度情報の前記相対移動速度で相対移動させ、
前記加熱位置判断手段は、前記相対位置情報の前記相対移動前後の相対位置、および、前記相対移動速度情報の前記相対移動速度に基づいて、前記誘導加熱コイルが前記当接部材近傍に位置するか否かを判断する
ことを特徴とした加熱処理装置。 - 略棒状に形成された被加熱物の軸方向両端側を保持する端部保持手段による前記被加熱物の保持を補助する被加熱物保持補助方法であって、
前記端部保持手段で保持された前記被加熱物の軸方向両端側よりも中央側の側面を支持する際に前記側面に当接される当接部材と、
この当接部材を前記被加熱物の側面に接離する方向に移動させる当接部材移動手段と、を用い、
この当接部材移動手段による前記当接部材の移動を制御して、前記当接部材を前記被加熱物の側面との間に隙間が形成される位置に位置決めする
ことを特徴とする被加熱物保持補助方法。
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