DE112019001169T5

DE112019001169T5 - Elektrische heizvorrichtung

Info

Publication number: DE112019001169T5
Application number: DE112019001169.3T
Authority: DE
Inventors: Akihiro Ide; Masayuki Ishizuka; Masayuki SAIKA; Kimihiro Nogiwa; Norieda UENO
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2018-03-06
Filing date: 2019-02-13
Publication date: 2020-12-10
Also published as: JP7183247B2; CN111727663B; US20200391273A1; US12109603B2; CN111727663A; CA3091098A1; JPWO2019171898A1; WO2019171898A1

Abstract

Eine elektrische Heizvorrichtung zum Zuführen von elektrischer Energie zu einem Metallkörper, um den Metallkörper elektrisch zu erwärmen, enthaltend: mindestens zwei Elektroden, die mit dem Metallkörper in Kontakt kommen; eine Energieversorgungseinheit, die den Elektroden elektrische Energie zuführt; eine Warneinheit, die eine Warnung ausgibt, dass Abnormalität bei dem elektrischen Erwärmen des Metallkörpers aufgetreten ist; und eine Abnormalitätsdetektionseinheit, die Abnormalität der Elektroden detektiert, wobei die Abnormalitätsdetektionseinheit eine Widerstandswert-Erfassungseinheit, die einen Widerstandswert zwischen den Elektroden erfasst, eine Glättungseinheit, die einen geglätteten Widerstandswert erfasst, der ein Wert ist, der durch Glätten der Widerstandswerte erhalten wird, wenn elektrisches Erwärmen mehrmals durchgeführt wird, und eine Abnormalitätsbestimmungseinheit, die bestimmt, dass Abnormalität bei den Elektroden aufgetreten ist, und die Warneinheit steuert, um eine Warnung auszugeben, dass Abnormalität bei den Elektroden aufgetreten ist, in einem Fall, in dem der geglättete Widerstandswert einen vorbestimmten Einstellwert erreicht, enthält.

Description

Gebiet der Erfindung
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Heizvorrichtung.
Stand der Technik
In dem Stand der Technik ist eine Umformvorrichtung bekannt, die ein Metallrohrmaterial, das ein Metallkörper ist, erwärmt und Gas in das Metallrohrmaterial zuführt, um ein Metallrohr zu bilden. Als eine solche Umformvorrichtung ist beispielsweise in PTL 1 eine Umformvorrichtung, die ein Paar Formwerkzeuge, eine Elektrode, die mit einem Metallrohrmaterial, das zwischen dem Paar Formwerkzeuge angeordnet ist, in Kontakt kommen und elektrisch mit diesem verbunden werden kann, und eine Energieversorgungseinheit enthält, die das Metallrohrmaterial durch die Elektrode in einem Zustand, in dem die Elektrode elektrisch mit dem Metallrohrmaterial verbunden ist, mit Energie versorgen kann, offenbart. Diese Umformvorrichtung ist eine elektrische Heizvorrichtung, die ein Metallrohrmaterial durch Joulesche Wärme, die durch Versorgen des Metallrohrmaterials mit Energie erzeugt wird, erwärmt und im Formwerkzeug umformt.
Zitatliste
Patentliteratur
[PTL 1] Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2015-112608
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Bei der oben beschriebenen elektrischen Heizvorrichtung wird im Übrigen in einem Fall, in dem das elektrische Erwärmen des Metallrohrmaterials wiederholt durchgeführt wird, die Elektrodenoberfläche beschädigt und dient zum Energieversorgungszeitpunkt als Widerstand, was ein Problem wie Wärmeerzeugung der Elektrode selbst oder Behinderung eines Temperaturanstiegs des Metallrohrmaterials verursacht.
Daher hat ein Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Aufgabe, eine elektrische Heizvorrichtung bereitzustellen, bei der es möglich ist, das Auftreten von Abnormalität bei einer Elektrode zu detektieren und einen Arbeiter dazu zu veranlassen, das Auftreten von Abnormalität zu erkennen.
Lösung fürs Problem
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine elektrische Heizvorrichtung zum Zuführen von elektrischer Energie zu einem Metallkörper bereitgestellt, um den Metallkörper elektrisch zu erwärmen, wobei die elektrische Heizvorrichtung enthält: mindestens zwei Elektroden, die mit dem Metallkörper in Kontakt kommen; eine Energieversorgungseinheit, die den Elektroden elektrische Energie zuführt; eine Warneinheit, die eine Warnung ausgibt, dass Abnormalität bei dem elektrischen Erwärmen des Metallkörpers aufgetreten ist; und eine Abnormalitätsdetektionseinheit, die Abnormalität der Elektroden detektiert, wobei die Abnormalitätsdetektionseinheit eine Widerstandswert-Erfassungseinheit, die einen Widerstandswert zwischen den Elektroden erfasst, eine Glättungseinheit, die einen geglätteten Widerstandswert erfasst, der ein Wert ist, der durch Glätten der Widerstandswerte erhalten wird, wenn elektrisches Erwärmen mehrmals durchgeführt wird, und eine Abnormalitätsbestimmungseinheit, die bestimmt, dass Abnormalität bei den Elektroden aufgetreten ist, und die Warneinheit steuert, um eine Warnung auszugeben, dass Abnormalität bei den Elektroden aufgetreten ist, in einem Fall, in dem der geglättete Widerstandswert einen vorbestimmten Einstellwert erreicht, enthält.
Gemäß einer solchen elektrischen Heizvorrichtung wird der geglättete Widerstandswert, der ein Wert ist, der durch Glätten der Widerstandswerte zwischen den Elektroden erhalten wird, wenn elektrisches Erwärmen mehrmals durchgeführt wird, erfasst. Der geglättete Widerstandswert nimmt zu, wenn das elektrische Erwärmen wiederholt wird und der Beschädigungsgrad der Oberflächen der Elektroden zunimmt. In einem Fall, in dem der geglättete Widerstandswert einen vorbestimmten Einstellwert erreicht, wird bestimmt, dass die Oberflächen der Elektroden über einen normalen Bereich hinaus beschädigt sind, und eine Warnung wird ausgegeben, dass Abnormalität bei den Elektroden aufgetreten ist. Daher ist es möglich, das Auftreten von Abnormalität bei den Elektroden zu detektieren und einen Arbeiter dazu zu veranlassen, das Auftreten von Abnormalität zu erkennen.
Hier kann der geglättete Widerstandswert ein Wert sein, der durch einen gleitenden Mittelwert der Widerstandswerte erhalten wird, wenn elektrisches Erwärmen mehrmals durchgeführt wird. Demnach ist es möglich, den geglätteten Widerstandswert zu einem Wert zu machen, der die Widerstandswerte zwischen den Elektroden angemessen widerspiegelt, wenn elektrisches Erwärmen mehrmals durchgeführt wird. Daher kann in einem Fall, in dem der geglättete Widerstandswert einen vorbestimmten Einstellwert erreicht, angemessener bestimmt werden, dass die Oberflächen der Elektroden über den normalen Bereich hinaus beschädigt sind.
Ferner können die Elektroden durch neue Elektroden ersetzt werden, und die Abnormalitätsbestimmungseinheit kann bestimmen, dass Abnormalität bei den Elektroden aufgetreten ist, und die Warneinheit steuern, um eine Warnung auszugeben, die zum Austauschen der Elektroden auffordert, in einem Fall, in dem der geglättete Widerstandswert den Einstellwert erreicht. Demnach ist es möglich, wenn das Auftreten von Abnormalität bei den Elektroden detektiert wird, einen Arbeiter dazu zu veranlassen, einen geeigneten Prozess wie Austauschen der Elektroden durchzuführen.
Ferner kann der geglättete Widerstandswert ein Wert sein, der durch Glätten der Widerstandswerte erhalten wird, wenn elektrisches Erwärmen mehrmals nach dem Austauschen der Elektroden durchgeführt wird. Demnach ist es möglich, nach dem Austauschen der Elektroden, wenn das Auftreten von Abnormalität bei neuen Elektroden detektiert wird, einen Arbeiter dazu zu veranlassen, einen geeigneten Prozess wie Austausch der Elektroden durchzuführen.
Ferner kann die Abnormalitätsbestimmungseinheit bestimmen, dass Abnormalität bei dem Metallkörper aufgetreten ist, und die Warneinheit steuern, um eine Warnung auszugeben, dass Abnormalität bei dem Metallkörper aufgetreten ist, in einem Fall, in dem der Widerstandswert einen Wert erreicht, der durch Addieren eines vorbestimmten zulässigen Wertes zu dem geglätteten Widerstandswert erhalten wird. In einem Fall, in dem der Widerstandswert gleich oder größer als ein vorbestimmter zulässiger Wert in Bezug auf den geglätteten Widerstandswert ist, ist, eher als die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Abnormalität bei den Elektroden, die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Abnormalität (zum Beispiel liegt die Außengröße des Metallkörpers außerhalb eines bestimmten Bereichs oder dergleichen) bei dem Metallkörper höher. Daher wird in einem Fall, in dem der Widerstandswert einen Wert erreicht, der durch Addieren eines vorbestimmten zulässigen Wertes zu dem geglätteten Widerstandswert erhalten wird, eine Warnung ausgegeben, dass Abnormalität bei dem Metallkörper aufgetreten ist, wodurch es möglich ist, einen Arbeiter dazu zu veranlassen, das Auftreten von Abnormalität bei dem Metallkörper zu erkennen.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Nach einem solchen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine elektrische Heizvorrichtung bereitzustellen, in der es möglich ist, das Auftreten von Abnormalität bei einer Elektrode zu detektieren und einen Arbeiter dazu zu veranlassen, das Auftreten von Abnormalität zu erkennen.
Figurenliste

1 ist eine schematische Konfigurationsdarstellung, die eine elektrische Heizvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2A bis 2C sind vergrößerte Ansichten der Umgebung einer Elektrode, wobei 2A eine Darstellung ist, die einen Zustand zeigt, in dem die Elektrode ein Metallrohrmaterial hält, 2B ist eine Darstellung, die einen Zustand zeigt, in dem ein Dichtungselement gegen die Elektrode gepresst ist, und 2C ist eine Vorderansicht der Elektrode.
3 ist ein Graph, der ein Beispiel einer Änderung eines geglätteten Widerstandswertes zeigt, wenn elektrisches Erwärmen mehrmals durchgeführt wird.
4 ist ein Graph, der einen Teil S von 3 vergrößert zeigt.

Beschreibung der Ausführungsformen
Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform einer elektrischen Heizvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In jeder Zeichnung werden identische oder entsprechende Abschnitte durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und überlappende Beschreibungen werden weggelassen.
<Konfiguration von Umformvorrichtung>
1 ist eine schematische Konfigurationsdarstellung einer Umformvorrichtung als eine elektrische Heizvorrichtung. Wie in 1 gezeigt, ist eine Umformvorrichtung 10 zum Formen eines Metallrohrs so konfiguriert, dass es ein Blasformwerkzeug (Formwerkzeug) 13, das ein oberes Formwerkzeug 12 und ein unteres Formwerkzeug 11 enthält, einen Antriebsmechanismus 80 zum Bewegen von mindestens einem von dem oberen Formwerkzeug 12 und dem unteren Formwerkzeug 11, einen Rohrhaltemechanismus 30 zum Halten eines Metallrohrmaterials 14, das zwischen dem oberen Formwerkzeug 12 und dem unteren Formwerkzeug 11 angeordnet ist, einen Heizmechanismus 50 zum Versorgen mit Energie und Erwärmen des Metallrohrmaterials 14, das von dem Rohrhaltemechanismus 30 gehalten wird, eine Gasversorgungseinheit 60 zum Zuführen von Hochdruckgas (Gas) in das Metallrohrmaterial 14, das zwischen dem oberen Formwerkzeug 12 und dem unteren Formwerkzeug 11 gehalten und erwärmt wird, ein Paar Gasversorgungsmechanismen 40 und 40 zum Zuführen des Gases von der Gasversorgungseinheit 60 in das Metallrohrmaterial 14, das von dem Rohrhaltemechanismus 30 gehalten wird, einen Wasserzirkulationsmechanismus 72 zum zwangsweisen Wasserkühlen des Blasformwerkzeugs 13, eine Warnvorrichtung (Warneinheit) 71, die eine Warnung ausgibt, wenn Abnormalität bei dem elektrischen Erwärmen des Metallrohrmaterials 14 aufgetreten ist, und eine Steuereinheit 70, die den Antrieb des Antriebsmechanismus 80, den Antrieb des Rohrhaltemechanismus 30, den Antrieb des Heizmechanismus 50, die Gasversorgung der Gasversorgungseinheit 60 und den Betrieb der Warneinrichtung 71 steuert und Abnormalität während elektrischen Erwärmens detektiert, enthält.
Das untere Formwerkzeug 11, das eine Seite des Blasformwerkzeugs 13 ist, ist an einer Basis 15 befestigt. Das untere Formwerkzeug 11 wird aus einem großen Stahlblock geformt und ist beispielsweise auf der oberen Oberfläche davon mit einer rechteckigen Kavität (ausgesparten Abschnitt) 16 versehen. In dem unteren Formwerkzeug 11 ist ein Kühlwasserkanal 19 gebildet, und das untere Formwerkzeug 11 ist mit einem Thermoelement 21 versehen, das von unten im Wesentlichen in der Mitte eingeführt ist. Das Thermoelement 21 wird von einer Feder 22 gestützt, um auf und ab beweglich zu sein.
Ferner ist in der Umgebung jeweils der rechten und linken Enden (rechte und linke Enden in 1) des unteren Formwerkzeugs 11 ein Raum 11a vorgesehen, und Elektroden 17 und 18 (untere Elektroden) (später beschrieben), die bewegliche Teile des Rohrhaltemechanismus 30 sind, und dergleichen sind in den Räumen 11a so angeordnet, dass sie sich auf und ab bewegen können. Dann wird das Metallrohrmaterial 14 auf die unteren Elektroden 17 und 18 gelegt, wobei die unteren Elektroden 17 und 18 mit dem Metallrohrmaterial 14 in Kontakt kommen, das zwischen dem oberen Formwerkzeug 12 und dem unteren Formwerkzeug 11 angeordnet ist. Auf diese Weise sind die unteren Elektroden 17 und 18 elektrisch mit dem Metallrohrmaterial 14 verbunden. Die unteren Elektroden 17 und 18 können durch neue untere Elektroden 17 und 18 ersetzt werden.
Isoliermaterialien 91 zum Verhindern von elektrischer Leitung sind zwischen dem unteren Formwerkzeug 11 und der unteren Elektrode 17, unterhalb der unteren Elektrode 17, zwischen dem unteren Formwerkzeug 11 und der unteren Elektrode 18 und unterhalb der unteren Elektrode 18 vorgesehen. Jedes Isoliermaterial 91 ist an einer sich vorwärts- und rückwärtsbewegenden Stange 95 befestigt, die ein beweglicher Abschnitt eines Aktuators (nicht gezeigt) ist, der den Rohrhaltemechanismus 30 konfiguriert. Der Aktuator dient dazu, die unteren Elektroden 17 und 18 und dergleichen auf und ab zu bewegen, und ein befestigter Abschnitt des Aktuators wird auf der Seite der Basis 15 zusammen mit dem unteren Formwerkzeug 11 gehalten.
Das obere Formwerkzeug 12, das die andere Seite des Blasformwerkzeugs 13 ist, ist an einem Schlitten 81 (später beschrieben) befestigt, der den Antriebsmechanismus 80 konfiguriert. Das obere Formwerkzeug 12 ist aus einem großen Stahlblock geformt und weist einen Kühlwasserkanal 25, der in dem Inneren davon gebildet ist, und beispielsweise eine rechteckige Kavität (ausgesparten Abschnitt) 24 auf, die auf der unteren Oberfläche davon bereitgestellt ist. Die Kavität 24 ist an einer Position bereitgestellt, die der Kavität 16 des unteren Formwerkzeugs 11 zugewandt ist.
Ähnlich wie beim unteren Formwerkzeug 11 ist in der Umgebung jeweils der rechten und linken Enden (rechte und linke Enden in 1) des oberen Formwerkzeugs 12 ein Raum 12a vorgesehen, und Elektroden 17 und 18 (obere Elektroden) (später beschrieben), die bewegliche Teile des Rohrhaltemechanismus 30 sind, und dergleichen sind in den Räumen 12a so angeordnet, dass sie sich auf und ab bewegen können. Dann bewegen sich die oberen Elektroden 17 und 18 nach unten in einem Zustand, in dem das Metallrohrmaterial 17 auf die unteren Elektroden 18 und 14 gelegt ist, wobei die oberen Elektroden 17 und 18 mit dem Metallrohrmaterial 14 in Kontakt kommen, das zwischen dem oberen Formwerkzeug 12 und dem unteren Formwerkzeug 11 angeordnet ist. Auf diese Weise sind die oberen Elektroden 17, 18 elektrisch mit dem Metallrohrmaterial 14 verbunden. Die oberen Elektroden 17 und 18 können durch neue obere Elektroden 17 und 18 ersetzt werden.
Isoliermaterialien 101 zum Verhindern von elektrischer Leitung sind zwischen dem oberen Formwerkzeug 12 und der oberen Elektrode 17, oberhalb der oberen Elektrode 17, zwischen dem oberen Formwerkzeug 12 und der oberen Elektrode 18 und oberhalb der oberen Elektrode 18 vorgesehen. Jedes Isoliermaterial 101 ist an einer sich vorwärts- und rückwärtsbewegenden Stange 96 befestigt, die ein beweglicher Abschnitt des Aktuators ist, der den Rohrhaltemechanismus 30 konfiguriert. Der Aktuator dient dazu, die oberen Elektroden 17 und 18 und dergleichen auf und ab zu bewegen, und ein befestigter Abschnitt des Aktuators wird auf der Seite des Schlittens 81 des Antriebsmechanismus 80 zusammen mit dem oberen Formwerkzeug 12 gehalten.
In jeder der einander zugewandten Oberflächen der Elektroden 18 und 18 ist eine halbkreisbogenförmige konkave Nut 18a, die der Außenumfangsfläche des Metallrohrmaterials 14 entspricht, in dem rechten Seitenabschnitt des Rohrhaltemechanismus 30 gebildet (siehe 2A bis 2C), und das Metallrohrmaterial 14 kann so positioniert werden, dass es genau zu dem Abschnitt der konkaven Nut 18a passt. Ähnlich wie bei der konkaven Nut 18a wird in dem rechten Seitenabschnitt des Rohrhaltemechanismus 30 in jeder der freiliegenden Oberflächen der einander zugewandten Isoliermaterialien 91 und 101 eine halbkreisbogenförmige, konkave Nut gebildet, die der Außenumfangsfläche des Metallrohrmaterials 14 entspricht. Ferner ist auf der vorderen Oberfläche der Elektrode 18 (die Oberfläche in einer Außenrichtung des Formwerkzeugs) eine sich verjüngende konkave Oberfläche 18b gebildet, in der der Umfang so ausgespart ist, dass er in einer sich verjüngenden Form zu der konkaven Nut 18a hin neigt. Dementsprechend wird eine Konfiguration vorgenommen, so dass, wenn das Metallrohrmaterial 14 von einer Auf-Ab-Richtung an dem rechten Seitenabschnitt des Rohrhaltemechanismus 30 eingespannt wird, der Außenumfang des rechten Endabschnitts des Metallrohrmaterials 14 genau umschlossen werden kann, so dass es über den gesamten Umfang in engem Kontakt steht.
In jeder der einander zugewandten Oberflächen der Elektroden 17 und 17 ist eine halbkreisbogenförmige konkave Nut 17a, die der Außenumfangsfläche des Metallrohrmaterials 14 entspricht, in dem linken Seitenabschnitt des Rohrhaltemechanismus 30 gebildet (siehe 2A bis 2C), und das Metallrohrmaterial 14 kann so positioniert werden, dass es genau zu dem Abschnitt der konkaven Nut 17a passt. Ähnlich wie bei der konkaven Nut 18a wird in dem linken Seitenabschnitt des Rohrhaltemechanismus 30 in jeder der freiliegenden Oberflächen der einander zugewandten Isoliermaterialien 91 und 101 eine halbkreisbogenförmige, konkave Nut gebildet, die der Außenumfangsfläche des Metallrohrmaterials 14 entspricht. Ferner ist auf der vorderen Oberfläche der Elektrode 17 (die Oberfläche in der Außenrichtung des Formwerkzeugs) eine sich verjüngende konkave Oberfläche 17b gebildet, in der der Umfang so ausgespart ist, dass er in einer sich verjüngenden Form zu der konkaven Nut 17a hin neigt. Dementsprechend wird eine Konfiguration vorgenommen, so dass, wenn das Metallrohrmaterial 14 von der Auf-Ab-Richtung an dem linken Seitenabschnitt des Rohrhaltemechanismus 30 eingespannt wird, der Außenumfang des linken Endabschnitts des Metallrohrmaterials 14 genau umschlossen werden kann, so dass es über den gesamten Umfang in engem Kontakt steht.
Wie in 1 gezeigt, enthält der Antriebsmechanismus 80 den Schlitten 81 zum Bewegen des oberen Formwerkzeugs 12, so dass das obere Formwerkzeug 12 und das untere Formwerkzeug 11 miteinander kombiniert werden, eine Welle 82 zum Erzeugen einer Antriebskraft zum Bewegen des Schlittens 81 und eine Verbindungsstange 83 zum Übertragen der von der Welle 82 erzeugten Antriebskraft auf den Schlitten 81. Die Welle 82 erstreckt sich in einer Rechts-Links-Richtung über den Schlitten 81, ist drehbar gestützt und weist eine Exzenterkurbel 82a auf, die von den rechten und linken Enden vorsteht und sich in der Rechts-Links-Richtung an einer Position erstreckt, die von der Wellenmitte davon getrennt ist. Die Exzenterkurbel 82a und eine Drehwelle 81a, die oberhalb des Schlittens 81 vorgesehen ist und sich in der Rechts-Links-Richtung erstreckt, sind durch die Verbindungsstange 83 miteinander verbunden. In dem Antriebsmechanismus 80 wird die Höhe in der Auf-Ab-Richtung der Exzenterkurbel 82a geändert, indem die Drehung der Welle 82 durch die Steuereinheit 70 gesteuert wird, und die Auf- und Abbewegung des Schlittens 81 kann gesteuert werden, indem die Positionsänderung der Exzenterkurbel 82a durch die Verbindungsstange 83 auf den Schlitten 81 übertragen wird. Hier wird die Oszillation (Drehbewegung), die beim Übertragen der Positionsänderung der Exzenterkurbel 82a auf den Schlitten 81 auftritt, der Verbindungsstange 83 von der Drehwelle 81a aufgenommen. Die Welle 82 dreht oder stoppt als Reaktion auf den Antrieb eines Motors oder dergleichen, der beispielsweise von der Steuereinheit 70 gesteuert wird.
Die Steuereinheit 70 weist eine Abnormalitätsdetektionseinheit 70A auf, die Abnormalität bei den Elektroden 17 und 18 detektiert. Die Abnormalität-Detektionseinheit 70A enthält eine Widerstandswert-Erfassungseinheit 70a, die einen Widerstandswert R zwischen den Elektroden 17 und 18 erfasst, eine Glättungseinheit 70b, die einen geglätteten Widerstandswert Ra erfasst, der ein Wert ist, der durch Glätten der Widerstandswerte R erhalten wird, wenn elektrisches Erwärmen mehrmals durchgeführt wird, und eine Abnormalitätsbestimmungseinheit 70c, die bestimmt, dass Abnormalität bei den Elektroden 17 und 18 aufgetreten ist, und die die Warnvorrichtung 71 steuert, um eine Warnung auszugeben, dass Abnormalität bei den Elektroden 17 und 18 aufgetreten ist, in einem Fall, in dem der geglättete Widerstandswert Ra einen vorbestimmten Schwellenwert Rs erreicht (Details werden später beschrieben).
Der Heizmechanismus 50 enthält eine Energieversorgungseinheit 55, eine Sammelschiene 52, die die Energieversorgungseinheit 55 und die Elektroden 17 und 18 elektrisch verbindet, und ein Voltmeter 53, das die Spannung zwischen den Elektroden 17 und 18 misst, als eine Spannungsmesseinheit. Die Energieversorgungseinheit 55 enthält eine Gleichstromquelle und einen Schalter und kann das Metallrohrmaterial 14 über die Sammelschiene 52 und die Elektroden 17 und 18 in einem Zustand mit Energie versorgen, in dem die Elektroden 17 und 18 elektrisch mit dem Metallrohrmaterial 14 verbunden sind. Hier ist die Sammelschiene 52 mit den unteren Elektroden 17 und 18 verbunden, und das Voltmeter 53 ist mit einer Position in der Nähe der unteren Elektrode 17 der Sammelschiene 52 und ebenfalls mit einer Position in der Nähe der unteren Elektrode 18 der Sammelschiene 52 verbunden. Das Voltmeter 53 gibt den gemessenen Spannungswert (Informationen von (B) wie in 1 gezeigt) in die Widerstandswert-Erfassungseinheit 70a der Steuereinheit 70 ein.
Im Heizmechanismus 50 wird der von der Energieversorgungseinheit 55 ausgegebene Gleichstrom durch die Sammelschiene 52 übertragen und in die Elektrode 17 eingeleitet. Dann passiert der Gleichstrom das Metallrohrmaterial 14 und wird in die Elektrode 18 eingeleitet. Dann wird der Gleichstrom über die Sammelschiene 52 übertragen und in die Energieversorgungseinheit 55 eingeleitet. Die Energieversorgungseinheit 55 ist so konfiguriert, dass sie elektrische Energie von etwa 10.000 A 20 V oder höher bereitstellen kann. Die Widerstandswert-Erfassungseinheit 70a erfasst den Stromwert des Gleichstroms, der von der Energieversorgungseinheit 55 ausgegeben wird.
Die Widerstandswert-Erfassungseinheit 70a erfasst den Widerstandswert R zwischen den Elektroden 17 und 18, basierend auf dem Stromwert des Gleichstroms, der von der Energieversorgungseinheit 55 ausgegeben wird, und dem vom Voltmeter 53 gemessenen Spannungswert. Die Widerstandswert-Erfassungseinheit 70a erfasst bei jedem elektrischen Erwärmen des Metallrohrmaterials 14 den Widerstandswert R zwischen den Elektroden 17 und 18 (siehe 4). Die Widerstandswert-Erfassungseinheit 70a gibt den erfassten Widerstandswert R an die Glättungseinheit 70b und die Abnormalitätsbestimmungseinheit 70c der Steuereinheit 70 aus.
Jedes des Paares von Gasversorgungsmechanismen 40 enthält eine Zylindereinheit 42, eine Zylinderstange 43, die sich in Übereinstimmung mit dem Betrieb der Zylindereinheit 42 vorwärts und rückwärts bewegt, und ein Dichtungselement 44, das mit der Spitze der Zylinderstange 43 auf der Seite des Rohrhaltemechanismus 30 verbunden ist. Die Zylindereinheit 42 ist auf einem Block 41 angeordnet und daran befestigt. Eine sich verjüngende Oberfläche 45, die sich verjüngt, ist an der Spitze des Dichtungselements 44 gebildet und in einer Form konfiguriert, die an den sich verjüngenden konkaven Oberflächen 17b und 18b der Elektroden 17 und 18 angepasst ist (siehe 2A bis 2C) . Ein Gaskanal 46, der sich von der Seite der Zylindereinheit 42 zu der Spitze hin erstreckt und durch den das von der Gasversorgungseinheit 60 zugeführte Hochdruckgas fließt, wie in 2A und 2B insbesondere detailliert gezeigt, ist in dem Dichtungselement 44 vorgesehen.
Die Gasversorgungseinheit 60 enthält eine Gasquelle 61, einen Speicher 62 zum Speichern des von der Gasquelle 61 zugeführten Gases, ein erstes Rohr 63, das sich von dem Speicher 62 zu der Zylindereinheit 42 des Gasversorgungsmechanismus 40 erstreckt, ein Drucksteuerventil 64 und ein Schaltventil 65, die in dem ersten Rohr 63 vorgesehen sind, ein zweites Rohr 67, das sich von dem Speicher 62 zu dem in dem Dichtungselement 44 gebildeten Gaskanal 46 erstreckt, und ein Drucksteuerventil 68 und ein Rückschlagventil 69, die in dem zweiten Rohr 67 bereitgestellt sind. Das Drucksteuerventil 64 spielt eine Rolle bei dem Zuführen eines Gases mit einem Betriebsdruck, der an eine Presskraft des Dichtungselements 44 gegen das Metallrohrmaterial 14 angepasst ist, zu der Zylindereinheit 42. Das Rückschlagventil 69 spielt eine Rolle beim Verhindern, dass das Hochdruckgas in dem zweiten Rohr 67 rückwärts fließt. Das im zweiten Rohr 67 bereitgestellte Drucksteuerventil 68 spielt eine Rolle beim Zuführen eines Gases mit einem Betriebsdruck zum Expandieren des Metallrohrmaterials 14 zu dem Gaskanal 46 des Dichtungselements 44 durch die Steuerung der Steuereinheit 70.
Die Steuereinheit 70 kann durch Steuern des Drucksteuerventils 68 der Gasversorgungseinheit 60 ein Gas mit einem gewünschten Betriebsdruck in das Metallrohrmaterial 14 zuführen. Ferner erfasst die Steuereinheit 70 Temperaturinformationen von dem Thermoelement 21 durch Informationen, die von (A), wie in 1 gezeigt, übertragen werden, und steuert den Antriebsmechanismus 80 und dergleichen.
Der Wasserzirkulationsmechanismus 72 enthält einen Wassertank 73 zum Speichern von Wasser, eine Wasserpumpe 74 zum Pumpen des im Wassertank 73 gespeicherten Wassers, um es unter Druck zu setzen und in den Kühlwasserkanal 19 des unteren Formwerkzeugs 11 und den Kühlwasserkanal 25 des oberen Formwerkzeugs 12 zu leiten, und ein Rohr 75. Obwohl weggelassen, kann ein Kühlturm zum Absenken einer Wassertemperatur oder ein Filter zum Reinigen von Wasser in dem Rohr 75 vorgesehen sein.
<Verfahren zum Umformen von Metallrohren unter Verwendung einer Umformvorrichtung>
Als nächstes wird ein Verfahren zum Umformen eines Metallrohrs unter Verwendung der Umformvorrichtung 10 beschrieben. Zunächst wird das zylindrische Metallrohrmaterial 14 aus abschreckbarem Stahl vorbereitet. Das Metallrohrmaterial 14 wird beispielsweise unter Verwendung eines Roboterarms oder dergleichen auf die auf der Seite des unteren Formwerkzeugs 11 bereitgestellten Elektroden 17 und 18 positioniert (geladen). Da die konkaven Nuten 17a und 18a in den Elektroden 17 und 18 gebildet sind, wird das Metallrohrmaterial 14 durch die konkaven Nuten 17a und 18a positioniert.
Als nächstes steuert die Steuereinheit 70 den Antriebsmechanismus 80 und den Rohrhaltemechanismus 30 und veranlasst dadurch den Rohrhaltemechanismus 30, das Metallrohrmaterial 14 zu halten. Insbesondere bewegen sich das obere Formwerkzeug 12, die oberen Elektroden 17 und 18 und dergleichen, die auf der Seite des Schlittens 81 gehalten werden, durch den Antrieb des Antriebsmechanismus 80 zu der Seite des unteren Formwerkzeugs 11, und beide Endabschnitte des Metallrohrmaterials 14 werden von oben und unten durch den Rohrhaltemechanismus 30 durch Betätigen des Aktuators eingespannt, der es den oberen Elektroden 17 und 18 und dergleichen und den unteren Elektroden 17 und 18 und dergleichen, die im Rohrhaltemechanismus 30 enthalten sind, ermöglicht, sich vorwärts und rückwärts zu bewegen. Das Einspannen wird unter einem solchen Aspekt durchgeführt, dass sie über den gesamten Umfang in der Umgebung von beiden Endabschnitten des Metallrohrmaterials 14 aufgrund des Vorhandenseins der in den Elektroden 17 und 18 gebildeten konkaven Nuten 17a und 18a und der in den Isoliermaterialien 91 und 101 gebildeten konkaven Nuten in engem Kontakt steht.
Zu diesem Zeitpunkt steht, wie in 2A gezeigt, der Endabschnitt des Metallrohrmaterials 14 auf der Seite der Elektrode 18 weiter zu der Seite des Dichtungselements 44 hin vor als die Grenze zwischen der konkaven Nut 18a der Elektrode 18 und der sich verjüngenden konkaven Oberfläche 18b in einer Erstreckungsrichtung des Metallrohrmaterials 14. In ähnlicher Weise steht der Endabschnitt des Metallrohrmaterials 14 auf der Seite der Elektrode 17 weiter zu der Seite des Dichtungselements 44 hin vor als die Grenze zwischen der konkaven Nut 17a der Elektrode 17 und der sich verjüngenden konkaven Oberfläche 17b in der Erstreckungsrichtung des Metallrohrmaterials 14. Ferner stehen die unteren Oberflächen der oberen Elektroden 17 und 18 und die oberen Oberflächen der unteren Elektroden 17 und 18 miteinander in Kontakt. Es gibt jedoch keine Beschränkung für die Konfiguration, über den gesamten Umfang jedes von beiden Endabschnitten des Metallrohrmaterials 14 in engem Kontakt zu stehen, und es kann eine Konfiguration so vorgenommen werden, dass die Elektroden 17 und 18 mit einem Teil in der Umfangsrichtung des Metallrohrmaterials 14 in Kontakt stehen.
Nachfolgend steuert die Steuereinheit 70 den Heizmechanismus 50 zum Erwärmen des Metallrohrmaterials 14. Insbesondere steuert die Steuereinheit 70 die Energieversorgungseinheit 55 des Heizmechanismus 50, um elektrische Energie zu liefern und Konstantstromsteuerung durchzuführen. Dann wird die elektrische Energie, die über die Sammelschiene 52 auf die unteren Elektroden 17 und 18 übertragen wird, den oberen Elektroden 17 und 18 zugeführt, die das Metallrohrmaterial 14 und das Metallrohrmaterial 14 einspannen, und aufgrund von Widerstand, der im Metallrohrmaterial 14 vorhanden ist, erzeugt das Metallrohrmaterial 14 selbst Wärme durch Joulesche Wärme. Dann steigt der Spannungswert, der mit dem Voltmeter 53 gemessen wird, allmählich an, und wenn er einen vorbestimmten Wert erreicht, wird die Energieversorgung beendet.
Nachfolgend wird das Blasformwerkzeug 13 gemäß der Steuerung des Antriebsmechanismus 80 durch die Steuereinheit 70 auf das erwärmte Metallrohrmaterial 14 geschlossen. Auf diese Weise werden die Kavität 16 des unteren Formwerkzeugs 11 und die Kavität 24 des oberen Formwerkzeugs 12 miteinander kombiniert, und das Metallrohrmaterial 14 wird in dem Kavitätabschnitt zwischen dem unteren Formwerkzeug 11 und dem oberen Formwerkzeug 12 angeordnet und abgedichtet.
Danach werden die beiden Enden des Metallrohrmaterials 14 abgedichtet, indem das Dichtungselement 44 durch Betätigen der Zylindereinheit 42 des Gasversorgungsmechanismus 40 vorwärts bewegt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird, wie in 2B gezeigt, das Dichtungselement 44 gegen den Endabschnitt des Metallrohrmaterials 14 auf der Seite der Elektrode 18 gepresst, wobei der Abschnitt, der weiter zu dem Dichtungselement 44 hin als die Grenze zwischen der konkaven Nut 18a und der sich verjüngenden konkaven Oberfläche 18b der Elektrode 18 vorsteht, trichterförmig verformt wird, so dass er der sich verjüngenden konkaven Oberfläche 18b folgt. In ähnlicher Weise wird das Dichtungselement 44 gegen den Endabschnitt des Metallrohrmaterials 14 auf der Seite der Elektrode 17 gepresst, wobei der Abschnitt, der weiter zu dem Dichtungselement 44 hin als die Grenze zwischen der konkaven Nut 17a und der sich verjüngenden konkaven Fläche 17b der Elektrode 17 vorsteht, trichterförmig so verformt wird, dass er der sich verjüngenden konkaven Oberfläche 17b folgt. Nach dem Abschluss der Abdichtung wird ein Hochdruckgas in das Metallrohrmaterial 14 geblasen, um das durch Erwärmen erweichte Metallrohrmaterial 14 so umzuformen, dass es der Form des Kavitätabschnitts folgt.
Das Metallrohrmaterial 14 wird durch Erwärmen auf eine hohe Temperatur (ca. 950°C) erweicht, und daher expandiert das in das Metallrohrmaterial 14 zugeführte Gas thermisch. Aus diesem Grund wird beispielsweise das zuzuführende Gas auf komprimierte Luft eingestellt, und somit kann das Metallrohrmaterial 14 mit einer Temperatur von 950°C durch die thermisch expandierte Druckluft leicht expandiert werden.
Die Außenumfangsflächen des blasgeformten und expandierten Metallrohrmaterials 14 wird in Kontakt mit der Kavität 16 des unteren Formwerkzeugs 11 schnell gekühlt und gleichzeitig in Kontakt mit der Kavität 24 des oberen Formwerkzeugs 12 schnell gekühlt (da das obere Formwerkzeug 12 und das untere Formwerkzeug 11 große Wärmekapazität aufweisen und auf eine niedrige Temperatur gesteuert werden, wird, wenn das Metallrohrmaterial 14 mit dem oberen Formwerkzeug 12 und dem unteren Formwerkzeug 11 in Kontakt kommt, die Wärme der Rohroberfläche sofort zu der Formwerkzeugseite hin entfernt), und somit wird Abschrecken durchgeführt. Ein solches Kühlverfahren wird als Formwerkzeugkontaktkühlung oder Formwerkzeugkühlung bezeichnet. Unmittelbar nach der schnellen Kühlung wird Austenit in Martensit umgewandelt (nachstehend wird die Umwandlung von Austenit in Martensit als martensitische Umwandlung bezeichnet). Da eine Kühlungsrate in der zweiten Hälfte der Kühlung verringert wird, wird das Martensit aufgrund von erneutem Erwärmen in eine andere Struktur (Troostit, Sorbit oder dergleichen) umgewandelt. Daher ist es nicht notwendig, Anlassbehandlung separat durchzuführen. Ferner kann bei dieser Ausführungsform anstelle der Formwerkzeugkühlung oder zusätzlich zu der Formwerkzeugkühlung eine Kühlung durch Zuführen eines Kühlmediums beispielsweise in die Kavität 24 durchgeführt werden. Zum Beispiel kann die martensitische Umwandlung erzeugt werden, indem Kühlung durchgeführt wird, indem das Metallrohrmaterial 14 vor einer Temperatur, bei der die martensitische Umwandlung beginnt, mit den Formwerkzeugen (dem oberen Formwerkzeug 12 und dem unteren Formwerkzeug 11) in Kontakt gebracht wird und dann die Formwerkzeugöffnung durchgeführt und ein Kühlmedium (Kühlgas) auf das Metallrohrmaterial 14 geblasen wird.
Wie oben beschrieben, wird das Metallrohrmaterial 14 blasgeformt und dann gekühlt, und dann wird die Formwerkzeugöffnung durchgeführt, wodurch ein Metallrohr erhalten wird, das beispielsweise einen im Wesentlichen rechteckigen rohrförmigen Hauptkörperabschnitt aufweist.
Durch die obigen Prozesse beendet die Umformvorrichtung 10 die Umformung des Metallrohrs einschließlich des elektrischen Erwärmens des Metallrohrmaterials 14 und führt nachfolgend ebenfalls die Formung des Metallrohrs einschließlich des elektrischen Erwärmens des nächsten Metallrohrmaterials 14 durch. Im Übrigen werden in einem Fall, in dem das elektrische Erwärmen des Metallrohrmaterials 14 auf diese Weise wiederholt durchgeführt wird, die Oberflächen der Elektroden 17 und 18 beschädigt und der Widerstandswert nimmt während der Energieversorgung zu. Die Bestimmung von Abnormalität der Elektroden 17 und 18 auf der Grundlage dieser Änderung des Widerstandswertes wird im Folgenden beschrieben.
3 ist ein Graph, der ein Beispiel einer Änderung des geglätteten Widerstandswertes Ra zeigt, wenn elektrisches Erwärmen mehrmals durchgeführt wird, wobei die Horizontalachse die Anzahl an Ausführungen darstellt und die Vertikalachse einen Widerstandswert darstellt. Die Glättungseinheit 70b der Steuereinheit 70 erfasst den geglätteten Widerstandswert Ra, das heißt, einen Wert, der durch Glätten der Widerstandswerte R zwischen den Elektroden 17 und 18 erhalten wird, wenn elektrisches Erwärmen mehrmals durchgeführt wird, wie in 3 gezeigt. Insbesondere ist der geglättete Widerstandswert Ra ein Wert, der durch Glätten der Widerstandswerte R zwischen den Elektroden 17 und 18 erhalten wird, wenn elektrisches Erwärmen mehrmals nach dem letzten Austauschen der Elektroden 17 und 18 durchgeführt wird. Weiter insbesondere ist der geglättete Widerstandswert Ra beispielsweise ein Wert, der durch einen gleitenden Mittelwert der Widerstandswerte R zwischen den Elektroden 17 und 18 während elektrischen Erwärmens bis zu einer vorbestimmten Anzahl an elektrischem Stromerwärmen erhalten wird. Hier ist der geglättete Widerstandswert Ra ein Wert, der durch einen gleitenden Mittelwert der Widerstandswerte R zwischen den Elektroden 17 und 18 zum Zeitpunkt von elektrischem Erwärmen für k-mal erhalten wird, und der geglättete Widerstandswert Ra kann nicht in einer Periode von der ersten Ausführung bis zur (k-1)-ten Ausführung erfasst werden, und daher wird in Bezug auf die Periode der Widerstandswert R zu jedem Zeitpunkt als Referenz in der Zeichnung gezeigt.
Ein Widerstandswert R1 ist ein Widerstandswert R zum Zeitpunkt von elektrischem Erwärmen (zum Zeitpunkt des ersten elektrischen Erwärmens) unmittelbar nachdem die Elektroden 17 und 18 durch neue Elektroden 17 und 18 ersetzt worden sind. Der geglättete Widerstandswert Ra nimmt allmählich zu, wenn die Anzahl an Ausführungen zunimmt. Dies zeigt an, dass die Oberflächen der Elektroden 17 und 18 durch Wiederholen des elektrischen Erwärmens beschädigt werden und der Widerstand zum Energieversorgungszeitpunkt zunimmt. Die Glättungseinheit 70b gibt den erfassten geglätteten Widerstandswert Ra an die Abnormalitätsbestimmungseinheit 70c der Steuereinheit 70 aus.
Die Abnormalitätsbestimmungseinheit 70c der Steuereinheit 70 speichert im Voraus einen vorbestimmten Schwellenwert (Einstellwert) Rs. Die Abnormalitätsbestimmungseinheit 70c vergleicht den geglätteten Widerstandswert Ra mit dem Schwellenwert Rs und bestimmt, dass die Oberflächen der Elektroden 17 und 18 stark beschädigt wurden und Abnormalität bei den Elektroden 17 und 18 aufgetreten ist, in einem Fall, in dem der geglättete Widerstandswert Ra den Schwellenwert Rs erreicht. In 3 hat der geglättete Widerstandswert Ra zum Zeitpunkt des n-ten elektrischen Erwärmens den vorbestimmten Schwellenwert Rs erreicht.
In einem Fall, in dem die Abnormalitätsbestimmungseinheit 70c bestimmt, dass Abnormalität bei den Elektroden 17 und 18 aufgetreten ist, steuert die Abnormalitätsbestimmungseinheit 70c die Warnvorrichtung 71, um eine Warnung auszugeben, dass Abnormalität bei den Elektroden 17 und 18 aufgetreten ist. Diese Warnung kann eine Warnung sein, die zum Austausch der Elektroden 17 und 18 auffordert. Die Warnvorrichtung 71 gibt eine Warnung beispielsweise durch eine Lampe, einen Ton, eine Bildschirmanzeige oder dergleichen aus.
4 ist ein Graph, der eine Region S, die durch eine Zweipunkt-Strich-Linie in dem Graphen von 3 angegeben ist, in vergrößerter Weise zeigt. In 4 sind jeder Widerstandswert R und der geglättete Widerstandswert Ra von dem m-ten elektrischen Erwärmen bis zum (m+6)-ten elektrischen Erwärmen und ein Wert (oberer Widerstandsgrenzwert Rb), der durch Addieren eines vorbestimmten zulässigen Wertes ΔR zu dem geglätteten Widerstandswert Ra erhalten wird, dargestellt. Da der Kontaktgrad zwischen den Elektroden 17 und 18 und dem Metallrohrmaterial 14 variiert, nimmt jeder Widerstandswert R für jede Ausführung zu oder ab.
In einem Fall, in dem der Widerstandswert R, der bei dem aktuellen elektrischen Erwärmen erfasst wird, den oberen Widerstandsgrenzwert Rb erreicht, da der Kontaktgrad zwischen den Elektroden 17 und 18 und dem Metallrohrmaterial 14 übermäßig kurz ist, so dass es für eine elektrischen Strom schwierig ist, zu fließen, bestimmt die Abnormalitätsbestimmungseinheit 70c, dass Abnormalität (zum Beispiel, dass die Außengröße oder der Außendurchmesser des Metallrohrmaterials 14 kleiner als ein spezifizierter Bereich ist, das Auftreten eines inakzeptablen Grades an Kratzern oder Ungleichmäßigkeiten oder dergleichen) bei dem Metallrohrmaterial 14 aufgetreten ist. In 4 ist jeder Widerstandswert R vom Zeitpunkt des m-ten elektrischen Erwärmens bis zum Zeitpunkt des (m+5)-ten elektrischen Erwärmens kleiner als der obere Widerstandsgrenzwert Rb, während der Widerstandswert R zum Zeitpunkt des (m+6)-ten elektrischen Erwärmens größer als der obere Widerstandsgrenzwert Rb ist (das heißt, er hat den oberen Widerstandsgrenzwert Rb erreicht). Dementsprechend bestimmt die Abnormalitätsbestimmungseinheit 70c, dass Abnormalität bei dem Metallrohrmaterial 14 aufgetreten ist, das dem (m+6)-ten elektrischen Erwärmen unterzogen ist.
In einem Fall, in dem die Abnormalitätsbestimmungseinheit 70c bestimmt, dass Abnormalität bei dem Metallrohrmaterial 14 aufgetreten ist, steuert die Abnormalitätsbestimmungseinheit 70c die Warnvorrichtung 71, um eine Warnung auszugeben, dass Abnormalität bei dem Metallrohrmaterial 14 aufgetreten ist. Diese Warnung kann eine Warnung sein, die zum Austauschen des elektrisch erwärmten Metallrohrmaterials 14 auffordert.
Auf diese Weise wird gemäß dieser Ausführungsform der geglättete Widerstandswert Ra, der ein Wert ist, der durch Glätten der Widerstandswerte R zwischen den Elektroden 17 und 18 erhalten wird, wenn elektrisches Erwärmen mehrmals durchgeführt wird, erfasst. Der geglättete Widerstandswert Ra steigt an, wenn das elektrische Erwärmen wiederholt wird und der Beschädigungsgrad der Oberflächen der Elektroden 17 und 18 ansteigt. In einem Fall, in dem der geglättete Widerstandswert Ra einen vorbestimmten Schwellenwert Rs erreicht, wird bestimmt, dass die Oberflächen der Elektroden 17 und 18 über einen normalen Bereich hinaus beschädigt sind, und eine Warnung wird ausgegeben, dass Abnormalität bei den Elektroden 17 und 18 aufgetreten ist. Dementsprechend ist es möglich, das Auftreten von Abnormalität bei den Elektroden 17 und 18 zu detektieren und einen Arbeiter dazu zu veranlassen, das Auftreten von Abnormalität zu erkennen.
Ferner ist gemäß dieser Ausführungsform der geglättete Widerstandswert Ra ein Wert, der durch einen gleitenden Mittelwert der Widerstandswerte R erhalten wird, wenn elektrisches Erwärmen mehrmals durchgeführt wird. Auf diese Weise ist es möglich, den geglätteten Widerstandswert Ra zu einem Wert zu machen, der die Widerstandswerte R zwischen den Elektroden 17 und 18 angemessen reflektiert, wenn elektrisches Erwärmen mehrmals durchgeführt wird. Daher kann in einem Fall, in dem der geglättete Widerstandswert Ra den vorbestimmten Schwellenwert Rs erreicht, angemessener bestimmt werden, dass die Oberflächen der Elektroden 17 und 18 über den normalen Bereich hinaus beschädigt sind.
Ferner können die Elektroden 17 und 18 durch neue Elektroden 17 und 18 ersetzt werden, und die Abnormalitätsbestimmungseinheit 70c bestimmt, dass Abnormalität bei den Elektroden 17 und 18 aufgetreten ist, und steuert die Warnvorrichtung 71, um eine Warnung auszugeben, die zum Austauschen der Elektroden 17 und 18 auffordert, in einem Fall, in dem der geglättete Widerstandswert Ra den Schwellenwert erreicht. Auf diese Weise ist es möglich, wenn das Auftreten von Abnormalität bei den Elektroden 17 und 18 detektiert wird, einen Arbeiter dazu zu veranlassen, einen geeigneten Prozess wie Austauschen der Elektroden 17 und 18 durchzuführen.
Ferner ist der geglättete Widerstandswert Ra ein Wert, der durch Glätten der Widerstandswerte R erhalten wird, wenn elektrisches Erwärmen mehrmals nach Austauschen der Elektroden 17 und 18 durchgeführt wird. Auf diese Weise ist es möglich, nach dem Austauschen der Elektroden 17 und 18, wenn das Auftreten von Abnormalität bei den neuen Elektroden 17 und 18 detektiert wird, einen Arbeiter dazu zu veranlassen, einen geeigneten Prozess wie Austausch der Elektroden 17 und 18 durchzuführen.
Ferner bestimmt die Abnormalitätsbestimmungseinheit 70c, dass Abnormalität bei dem Metallrohrmaterial 14 aufgetreten ist, und steuert die Warnvorrichtung 71, um eine Warnung auszugeben, dass Abnormalität bei dem Metallrohrmaterial 14 aufgetreten ist, in einem Fall, in dem der Widerstandswert R den oberen Widerstandsgrenzwert Rb erreicht, der durch Addieren des vorbestimmten zulässigen Wertes ΔR zu dem geglätteten Widerstandswert Ra erhalten wird. In einem Fall, in dem der Widerstandswert R gleich oder größer als der obere Widerstandsgrenzwert Rb ist, ist, eher als die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Abnormalität bei den Elektroden 17 und 18, hier die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Abnormalität (zum Beispiel, dass die Außengröße oder der Außendurchmesser des Metallrohrmaterials 14 kleiner als ein spezifizierter Bereich ist, Auftreten eines inakzeptablen Grades von Kratzern oder Ungleichmäßigkeiten oder dergleichen) bei dem Metallrohrmaterial 14 höher. Daher wird in einem Fall, in dem der Widerstandswert R den oberen Widerstandsgrenzwert Rb erreicht, eine Warnung ausgegeben, dass Abnormalität bei dem Metallrohrmaterial 14 aufgetreten ist, wodurch es möglich ist, einen Arbeiter dazu zu veranlassen, das Auftreten von Abnormalität bei dem Metallrohrmaterial 14 zu erkennen.
Die vorliegende Erfindung wurde oben insbesondere basierend auf der Ausführungsform davon beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt. Bei der obigen Ausführungsform sind zum Beispiel die beiden Elektroden 17 und 18 vorgesehen. Es können jedoch drei oder mehr Elektroden durch Hinzufügen von Elektroden auf der Innenseite in der Axialrichtung in Bezug auf die Elektroden 17 und 18 angenommen werden.
Ferner kann in einem Fall, in dem die Wartung der Elektroden 17 und 18 durchgeführt ist, der geglättete Widerstandswert Ra ein Wert sein, der durch Glätten der Widerstandswerte R zwischen den Elektroden 17 und 18 erhalten wird, wenn elektrisches Erwärmen mehrmals nach der letzten Wartung der Elektroden 17 und 18 durchgeführt wird.
Ferner ist es akzeptabel, wenn der geglättete Widerstandswert Ra ein Wert ist, der durch Glätten der Widerstandswerte R der Elektroden 17 und 18 erhalten wird, wenn elektrisches Erwärmen mehrmals durchgeführt wird, und als Glättungsverfahren ist es nicht auf den gleitenden Mittelwert beschränkt, und es können verschiedene Verfahren zur Kurvenanpassung wie beispielsweise ein Verfahren der kleinsten Quadrate verwendet werden.
Ferner ist bei der oben beschriebenen Ausführungsform ein zu umzuformender Gegenstand das Metallrohrmaterial 14. Dieser ist jedoch nicht auf das Metallrohrmaterial 14 beschränkt, und die vorliegende Erfindung kann auf einen stabförmigen Metallkörper, einen plattenförmigen Metallkörper oder dergleichen angewendet werden, und, kurz gesagt, die vorliegende Erfindung kann auf einen Metallkörper, der sich bis zu einem gewissen Grad erstreckt, angewendet werden. Ferner kann die Umformvorrichtung auch eine Schmiedevorrichtung oder dergleichen sein, die elektrisches Erwärmen ohne Gaszufuhr durchführt.
Bezugszeichenliste

10: Umformvorrichtung (elektrische Heizvorrichtung)
14: Metallrohrmaterial (Metallkörper)
17, 18: Elektrode
55: Energieversorgungseinheit
70A: Abnormalitätsdetektionseinheit
70a: Widerstandswert-Erfassungseinheit
70b: Glättungseinheit
70c: Abnormalitätsbestimmungseinheit
71: Warnvorrichtung (Warneinheit)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2015112608 [0003]

Claims

Elektrische Heizvorrichtung zum Zuführen von elektrischer Energie zu einem Metallkörper, um den Metallkörper elektrisch zu erwärmen, wobei die elektrische Heizvorrichtung umfasst: mindestens zwei Elektroden, die mit dem Metallkörper in Kontakt kommen; eine Energieversorgungseinheit, die den Elektroden elektrische Energie zuführt; eine Warneinheit, die eine Warnung ausgibt, dass Abnormalität bei dem elektrischen Erwärmen des Metallkörpers aufgetreten ist; und eine Abnormalitätsdetektionseinheit, die Abnormalität der Elektroden detektiert, wobei die Abnormalitätsdetektionseinheit enthält: eine Widerstandswert-Erfassungseinheit, die einen Widerstandswert zwischen den Elektroden erfasst, eine Glättungseinheit, die einen geglätteten Widerstandswert erfasst, der ein Wert ist, der durch Glätten der Widerstandswerte erhalten wird, wenn elektrisches Erwärmen mehrmals durchgeführt wird, und eine Abnormalitätsbestimmungseinheit, die bestimmt, dass Abnormalität bei den Elektroden aufgetreten ist, und die Warneinheit steuert, um eine Warnung auszugeben, dass Abnormalität bei den Elektroden aufgetreten ist, in einem Fall, in dem der geglättete Widerstandswert einen vorbestimmten Einstellwert erreicht.
Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der geglättete Widerstandswert ein Wert ist, der durch einen gleitenden Mittelwert der Widerstandswerte erhalten wird, wenn elektrisches Erwärmen mehrmals durchgeführt wird.
Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Elektroden durch neue Elektroden ersetzt werden können, und die Abnormalitätsbestimmungseinheit bestimmt, dass Abnormalität bei den Elektroden aufgetreten ist, und die Warneinheit steuert, um eine Warnung auszugeben, die zum Austauschen der Elektroden auffordert, in einem Fall, in dem der geglättete Widerstandswert den Einstellwert erreicht.
Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der geglättete Widerstandswert ein Wert ist, der durch Glätten der Widerstandswerte erhalten wird, wenn elektrisches Erwärmen mehrmals nach dem Austauschen der Elektroden durchgeführt wird.
Elektrische Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Abnormalitätsbestimmungseinheit bestimmt, dass Abnormalität bei dem Metallkörper aufgetreten ist, und die Warneinheit steuert, um eine Warnung auszugeben, dass Abnormalität in dem Metallkörper aufgetreten ist, in einem Fall, in dem der Widerstandswert einen Wert erreicht, der durch Addieren eines vorbestimmten zulässigen Wertes zu dem geglätteten Widerstandswert erhalten wird.