JP2004232002A - 焼入面位置検出機能付き高周波焼入装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】直線的に長い摺動面を有する金属部材の該摺動面を高周波焼入装置への取付に際し、作業者に熟練を必要とせず、かつ全体の作業時間を短くする。
【解決手段】直線的に長い摺動面を有する被焼入部材２の該摺動面２ｂの高周波焼入装置１であり、部材２をＸ軸方向に搬送する手段１１と、Ｚ軸方向に移動可能で摺動面２ｂを高周波加熱する高周波加熱コイル２１と、部材２を搬送中、摺動面２ｂのＹ軸方向及びＺ軸方向の位置変動を検出するＹ、Ｚ軸方向位置検出手段２４，２５と、高周波加熱コイル２１を、Ｙ軸及びＺ軸方向にそれぞれ駆動するＹ、Ｚ軸サーボモータ１４，１６と、制御手段６とからなり、部材２を搬送中、制御手段６により、Ｙ、Ｚ軸方向位置検出手段２４，２５による位置変動に追従して、高周波加熱コイル２１と摺動面２ｂとの距離を一定にするように、Ｙ、Ｚ軸サーボモータ１４，１６を駆動しながら、部材２の摺動面を焼入する。
【選択図】 図１
【解決手段】直線的に長い摺動面を有する被焼入部材２の該摺動面２ｂの高周波焼入装置１であり、部材２をＸ軸方向に搬送する手段１１と、Ｚ軸方向に移動可能で摺動面２ｂを高周波加熱する高周波加熱コイル２１と、部材２を搬送中、摺動面２ｂのＹ軸方向及びＺ軸方向の位置変動を検出するＹ、Ｚ軸方向位置検出手段２４，２５と、高周波加熱コイル２１を、Ｙ軸及びＺ軸方向にそれぞれ駆動するＹ、Ｚ軸サーボモータ１４，１６と、制御手段６とからなり、部材２を搬送中、制御手段６により、Ｙ、Ｚ軸方向位置検出手段２４，２５による位置変動に追従して、高周波加熱コイル２１と摺動面２ｂとの距離を一定にするように、Ｙ、Ｚ軸サーボモータ１４，１６を駆動しながら、部材２の摺動面を焼入する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、側端部を有し、直線的に長い摺動面、例えば工作機械用スライド面を有する被焼入部材（金属部材）を高周波焼入する装置に関し、特に、焼入面位置検出機能を有するとともに、同形状の前記被焼入部材が複数ある場合に、繰り返し、連続して高周波焼入することができる高周波焼入装置に関する。
【０００２】
従来、この種の高周波焼入装置としては、被焼入部材、例えばフライス盤や旋盤などの工作機械のベッドのようなスライド面で、側端部を有し、直線的に長い摺動面を有する被焼入部材の該摺動面を、高周波加熱コイルにより高周波加熱した後、加熱された前記摺動面に冷却液噴射装置から冷却液を噴射して該摺動面を焼入する装置がある。
【０００３】
前記従来の高周波焼入装置にあっては、被焼入部材、すなわち焼入する部材を前記焼入装置に配置、取付する際に、連続的に高周波焼入する軌道（摺動面）に対して平行度と直角度を慎重に位置出しする必要がある。
【０００４】
そして、前記焼入する軌道に対して平行度と直角度が満足されていない場合、焼入する摺動面の焼入深さが、焼入初めと焼入終わりとでは許容値以上に異なってくる。極端な場合は、焼入途中において焼入しようとする摺動面に、前記高周波加熱コイルが接触するというトラブルに発展する。
【０００５】
また、焼入面である前記摺動面と前記高周波加熱コイルとの距離は、約１．５ｍｍに設定されるため、前記被焼入部材を前記焼入装置に配置、取付に際し、作業者は、前記被焼入部材の焼入初めの位置において、前記高周波加熱コイルを前記摺動面に接触しないように移動させ、確認して、慎重に取付する必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、例えば、工作機械用スライド面を高周波焼入する装置では、焼入する前記被焼入部材を前記焼入装置に配置、取付する際と、前記加熱コイルを焼入初めの位置に設定する際に、作業者が慎重に作業する必要があり、かつ熟練を要するという問題点があった。
また、同形状の前記被焼入部品が多数ある場合でも、１個１個、同じような作業を繰り返す必要があり、該被焼入部材の配置、取付に長い時間がかかるという問題点があった。
【０００７】
本発明はかかる点を鑑みなされたもので、その目的は前記問題点を解消し、直線的に長い摺動面を有する被焼入部材の該摺動面を高周波焼入装置への取付に際し、作業者に熟練を必要とせず、作業性がよく、かつ全体の作業時間が短くなる焼入面位置検出機能付き高周波焼入装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、複数の前記被焼入部材のそれぞれを繰り返し搬送して、連続的に前記摺動面を高周波焼入する焼入面位置検出機能付き高周波焼入装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明の構成は、断面が方形状又は２つの面である角度の形状に形成された側端部を有し、直線的に長い摺動面を有する被焼入部材の該摺動面を高周波焼入する装置において、空間における直交３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）のうち、前記被焼入部材の前記摺動面の長手方向をＸ軸に平行に配置して、前記被焼入部材をＸ軸方向に搬送する搬送手段と、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能で前記摺動面を高周波加熱する高周波加熱コイルと、前記被焼入部材をＸ軸方向に搬送中、前記摺動面のＺ軸方向における位置変動を検出するＺ軸方向位置検出手段と、前記被焼入部材をＸ軸方向に搬送中、前記摺動面の前記側端部のＹ軸方向における位置変動を検出するＹ軸方向位置検出手段と、前記高周波加熱コイルを、Ｙ軸方向及びＺ軸方向のそれぞれに移動するＹ軸サーボモータ及びＺ軸サーボモータと、制御手段とからなり、前記被焼入部材をＸ軸方向に搬送中、前記制御手段により、該制御手段に設定された前記高周波加熱コイルと前記摺動面との距離を基に、該距離を一定にすべく、前記Ｚ軸方向位置検出手段により検出される前記摺動面のＺ軸方向における位置変動に追従するように前記Ｚ軸サーボモータを駆動するとともに、前記Ｙ軸方向位置検出手段により検出される前記摺動面の前記側端部のＹ軸方向における位置変動に追従するように前記Ｙ軸サーボモータを駆動して、前記被焼入部材の側端部を含む前記摺動面を高周波焼入する焼入面位置検出機能付き高周波焼入装置である。
である。
【００１０】
前記被焼入部材をＸ軸方向に搬送するとき、該被焼入部材の前記摺動面の焼入開始位置を検出する端部検出手段が、さらに備えられる焼入面位置検出機能付き高周波焼入装置である。
【００１１】
前記被焼入部材の側端部のＹ−Ｚ平面による断面が、２つの直角部分を有する方形状に形成される焼入面位置検出機能付き高周波焼入装置である。
【００１２】
前記被焼入部材の側端部の角度形状がＹ−Ｚ平面による断面で、２つの平面で形成される角度が３０゜から１１０゜までの範囲に形成される焼入面位置検出機能付き高周波焼入装置である。
【００１３】
複数の前記被焼入部材を、前記搬送手段により、連続的にＸ軸方向に繰り返し搬送して、前記複数の被焼入部材の前記摺動面を高周波焼入する焼入面位置検出機能付き高周波焼入装置である。
【００１４】
本発明の焼入面位置検出機能付き高周波焼入装置は、以上のように構成されているので、前記焼入装置に取り付けられる前記被焼入部材の、焼入軌道に対する平行度と直角度との誤差を吸収するため、前記制御手段により、該制御手段に設定された前記高周波加熱コイルと前記摺動面との距離を基に、前記Ｙ軸方向及びＺ軸方向の位置検出手段により、搬送中の前記被焼入部材の前記摺動面の位置変動に対して、前記Ｙ軸及びＺ軸サーボモータを駆動し、前記高周波加熱コイルを追従するように制御して、前記高周波加熱コイルと前記摺動面との距離を一定に保つ機能がある。
【００１５】
また、同一形状の前記被焼入部材が複数（又は、多数）ある場合に、該被焼入部材を前記焼入装置に取付して搬送後は、前記端部検出手段により、該被焼入部材の前記摺動面の焼入開始位置を検出するので、その後は、前記制御手段による自動運転により、焼入サイクルを繰り返して連続的に前記被焼入部材を高周波焼入することができる。
その結果、全体として、その作業性をよくするとともに、前記部材の焼入作業時間を短縮化を図ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の焼入面位置検出機能付き高周波焼入装置の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。
図１は、前記焼入面位置検出機能付き高周波焼入装置のＹ軸方向の正面図、図２は、図１の前記焼入装置のＸ軸方向の左側面図、図３は、図１の前記焼入装置のＺ軸方向の平面図、図４は、図１における冷却液噴射装置を含む高周波加熱コイル、Ｚ軸方向とＹ軸方向の位置検出器及び端面検出プローブの位置構成を示す正面図、図５は、図２における前記高周波加熱コイル（右側は省略）及びＺ軸方向とＹ軸方向の位置検出器の位置構成を示す左側面図である。
図６は、側端部の断面が方形状（角型）の被焼入部材をＸ軸方向に搬送中、その摺動面のＺ軸方向における位置変動を、Ｚ軸方向位置検出器により、前記側端部のＹ軸方向における位置変動を、Ｙ軸方向位置検出器によりそれぞれ検出する方法の説明図で、図６（ａ）は、Ｙ軸方向及びＺ軸方向位置検出器のそれぞれＹ軸検出子及びＺ軸検出子の接触図、図６（ｂ）は、Ｙ軸及びＺ軸リニアゲージの配置図、図６（ｃ）は、被焼入部材を高周波加熱する高周波加熱コイルの断面形状を示す断面図である。
【００１７】
図１ないし図３は、具体的には工作機械（例えばフライス盤や旋盤など）のベッドのような被焼入部材の摺動面（スライド面）の高周波焼入に適用される前記焼入面位置検出機能付き高周波焼入装置１を示す。
図１ないし図３において、前記高周波焼入装置１は、被焼入部材（以下、単にワークという）２として、その側端部のＹ−Ｚ平面による断面が、図６（ａ）に示すように２つの直角部分を有する方形状（角型）に形成された側端部２ａを有し、前記断面と直角の長手方向（Ｘ軸方向）に直線的に長い摺動面２ｂ、例えば前記工作機械のベッドのようなスライド面を有する金属材からなる前記ワーク２を、該摺動面２ｂに沿って高周波焼入する装置である。
【００１８】
前記高周波焼入装置１は、その空間における直交３軸、すなわちＸ軸（左右方向）、Ｙ軸（前後方向）、Ｚ軸（上下方向）方向にそれぞれ駆動されるＸ軸駆動部３、Ｙ軸駆動部４、Ｚ軸駆動部５及び図示しない制御装置６からなる。
【００１９】
前記Ｘ軸駆動部３は、ワーク取付具７を介して、前記ワーク２を、記摺動面２ｂの長手方向をＸ軸に平行にするとともに、その上方平面側の摺動面３ｂをＸ−Ｙ平面に平行に取り付けて、Ｘ軸方向に搬送する搬送台１１と、該搬送台１１を駆動するＸ軸用サーボモータ１２とからなる。
前記Ｙ軸駆動部４は、Ｚ軸方向に移動可能な前記Ｚ軸駆動部５を、Ｙ軸方向に移動可能に載置して固定台１７上を走行する走行部１３と、前記Ｚ軸駆動部５とともに前記走行部１３をＹ軸方向に駆動するＹ軸用サーボモータ１４とからなる。
【００２０】
前記Ｚ軸駆動部５は、加熱コイル等配置台１５と、該加熱コイル等配置台１５をＺ軸方向に駆動するＺ軸用サーボモータ１６とからなる。
ここで、前記加熱コイル等配置台１５は、図２，図４及び図５に示すように、前記ワーク２の両側の前記側端部２ａを含む前記摺動面２ｂを、それぞれ高周波焼入をする２組の高周波加熱する高周波加熱コイル２１等が配置されている。
【００２１】
前記加熱コイル等配置台１５に配置する前記２組の前記高周波加熱コイル２１等のそれぞれの１組の構成について説明する。
前記高周波加熱コイル２１等の１組は、前記ワーク２の一方の側の前記側端部２ａを含む前記摺動面２ｂを高周波加熱する高周波加熱コイル２１と、該高周波加熱コイル２１に高周波電力を供給する高周波変圧器（ディスクトランス）２２と、前記高周波加熱コイル２１の近傍に配設され、前記高周波加熱コイル２１により加熱された前記ワーク２を噴射冷却液で冷却する冷却液噴射装置２３と、前記ワーク２の前記側端部２ａを含む前記摺動面２ｂと該摺動面２ｂに対向する前記加熱コイル２１の端面との位置関係、特に前記ワーク２がＸ軸方向に搬送中、該ワーク２の前記側端部２ａのＹ軸方向における位置変動を検出するＹ軸検出子２４ａと検出部（シリンダを含む）２４ｂとからなるＹ軸方向位置検出器２４と、該ワーク２の前記摺動面２ｂと該摺動面２ｂに対向する前記加熱コイル２１の端面との位置関係、特に前記摺動面２ｂのＺ軸方向における位置変動を検出するＺ軸検出子２５ａと検出部（シリンダを含む）２５ｂとからなるＺ軸方向位置検出器２５と、搬送中の前記ワーク２の長手方向の先端部及び後端部を検出する接触型の端部検出プローブ２６とからなっている。
【００２２】
なお、前記高周波加熱コイル２１のＹ−Ｚ平面の断面は、図６（ａ）に示すように、前記ワーク２の側端部２ａが、２つの直角部分を有する方形状（角型）に形成されたものに適用されるように形成されている。
【００２３】
図示しない前記制御装置６は、前記ワーク２をＸ軸方向に搬送中、前記Ｙ軸方向及びＺ軸方向位置検出器２４，２５のそれぞれのＹ軸検出子２４ａ及びＺ軸検出子２５ａにより、前記ワーク２の前記側端部２ａのＹ軸方向における位置変動及び前記摺動面２ｂのＺ軸方向における位置変動を検出して、前記ワーク２と前記加熱コイル２１の端面との距離を一定にするように、前記Ｙ軸用サーボモータ１４と前記Ｚ軸用サーボモータ１６とを制御するとともに、一連の焼入シーケンスを行う。
【００２４】
前記制御装置６による一連の焼入シーケンスとは、前記ワーク２をワーク取付具７を介して前記Ｘ軸駆動部３の搬送台１１に取付後、該搬送台１１をＸ軸方向に搬送し、前記Ｚ軸駆動部５の前記加熱コイル等配置台１５に配置された前記端部検出プローブ２６により、前記ワーク２の先端部を検出して焼入を開始する。そして、該ワーク２の前記側端２ａを含む前記摺動面２ｂを前記高周波加熱コイル２１により高周波加熱するとともに、加熱後、順次前記冷却液噴射装置２３により冷却、焼入を行っている。
その後、前記端部検出プローブ２６により、搬送中の前記ワーク２の後端部を検出して焼入を終了するとともに、前記Ｙ軸及びＺ軸用サーボモータ１４，１６をその位置で停止させて、前記ワーク２の前記摺動面２ｂと前記加熱コイル２１の端面との距離を一定値に保持する。
【００２５】
図７は、前記制御装置６のブロック構成とその制御系を示すブロック構成図で、該制御装置６は、前記ワーク２と前記高周波加熱コイル２１の端面との距離を設定するためのタッチパネル６ａと、前記Ｙ軸方向及びＺ軸方向位置検出器２４，２５からの、Ｘ軸方向に搬送中の前記ワーク２のＹ軸方向及びＺ軸方向における位置変動をそれぞれ検出する信号を受信し、前記タッチパネル６ａに設定されている設定距離と比較して、その補正指令信号とＸ軸方向の搬送信号とを出力するシーケンサ６ｂと、該シーケンサ６ｂからの前記補正指令信号とＸ軸方向の搬送信号とを受信して、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸用サーボモータ１２，１４，１６をそれぞれ駆動するＸ、Ｙ、Ｚ軸用サーボアンプ６ｄ，６ｅ，６ｆにそれぞれ駆動信号を出力する位置決め部６ｃと、前記Ｘ、Ｙ、Ｚ軸用サーボアンプ６ｄ，６ｅ，６ｆとからなっている。
【００２６】
前記制御装置６による、前記ワーク２と前記高周波加熱コイル２１の端面との距離を、前記設定値（設定距離）に保つ制御方法（追従制御）について説明する。
１．前記ワーク２の前記摺動面と前記高周波加熱コイル２１との距離の設定を前記タッチパネル６ａより入力し、前記シーケンサ６ｂのメモリに記憶させる。
２．前記シーケンサ６ｂは、内蔵するプログラムにより一定周期（例えば０．２秒）で前記ワーク２のＹ軸方向及びＺ軸方向における位置変動をそれぞれ検出し、前記シーケンサ６ｂに記憶された設定値と比較する。
３．その偏差のデータに基づいて一定周期（例えば０．２秒）ごとに一定距離（例えば０．０２ｍｍ）ずつ、その差が小さくなる方向へ前記Ｙ、Ｚ軸用サーボモータ１４，１６を駆動させている。
【００２７】
その結果、前記制御装置６により、前記シーケンサ６ｂのメモリに設定された前記高周波加熱コイル２１と前記摺動面２ｂとの距離を基に、前記Ｙ軸方向及びＺ軸方向の位置検出器２４，２５により、搬送中の前記ワーク２の前記摺動面２ｂの位置変動に対して、前記Ｙ軸及びＺ軸用サーボモータ１４，１６を駆動し、前記高周波加熱コイル２１を追従するように制御して、前記高周波加熱コイル２１と前記摺動面２ｂとの距離を一定にしている。
【００２８】
次いで、前記高周波焼入装置１の動作について説明する。
まず、前記制御装置６による自動運転開始後、図２に示すように、前記ワーク２の両側の前記側端部２ａを含む前記摺動面２ｂのそれぞれについて、前記高周波加熱コイル２１と、前記Ｙ軸方向及びＺ軸位置検出器２４，２５のＹ軸検出子２４ａ及びＺ軸検出子２５ａと、前記ワーク２の先端部を検出する前記端部検出プローブ２６は、所定の位置まで移動する。該所定位置までの動きは前記Ｙ軸用サーボモータ１４及前記Ｚ軸用サーボモータ１６により動作し、前記ワーク２のＸ軸方向の搬送については、Ｘ軸用サーボモータ１２により動作する。前記所定の位置は予め作業者によりティーチングされる。
前記所定の位置とは、前記ワーク２の前記側端部２ａを含む前記摺動面２ｂが、前記それぞれの高周波加熱コイル２１を一定距離を隔てて通過可能な位置である。
【００２９】
前記高周波加熱コイル２１と、前記位置検出器２４，２５のＹ軸検出子２４ａ及びＺ軸検出子２５ａと、前記端部検出プローブ２６が、前記所定の位置に到達後、前記プローブ２６は、さらにプローブ上下用シリンダ２６ａにより下降する。その後、前記ワーク取付具７を介して、前記Ｘ軸駆動部３の搬送台１１に取り付けられた前記ワーク２が、前記Ｘ軸用サーボモータ１２により搬送方向（Ｘ軸方向）に右行し、前記端部検出プローブ２６と前記ワーク２の先端部が接触する。
その接触位置をＸ軸の原点とする。
【００３０】
前記プローブ２６と前記ワーク２の先端部が接触後、前記プローブ２６は前記プローブ上下用シリンダ２６ａにより上昇する。
前記プローブ２６が上昇後、前記ワーク２が、Ｘ軸用サーボモータ１２により、前記Ｙ軸方向及びＺ軸方向位置検出器２４，２５の前記Ｙ軸検出子２４ａ及びＺ軸検出子２５ａが、前記ワーク２に接触できる位置まで搬送され、前記Ｙ軸検出子２４ａと前記Ｚ軸検出子２５ａとがそれぞれの前後用シリンダ２４ｂ，２５ｂにより前進する。
前記Ｙ軸検出子２４ａ、前記Ｚ軸検出子２５ａと前記ワーク２との関係は、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すようになる。
【００３１】
ここで、前記Ｙ軸検出子２４ａと前記Ｚ軸検出子２５ａの前進後のＹ軸方向の原点とＺ軸方向の原点をそれぞれのリニアゲージにより確認し、前記ワーク２がＸ軸方向に搬送中、前記ワーク２と前記加熱コイル２１の端面との距離の変動を、前記Ｙ軸方向位置検出器２４（Ｙ軸検出子２４ａとともに）と前記Ｚ軸方向位置検出器２５（Ｚ軸検出子２５ａとともに）により検出して、前記制御装置６を介して前記Ｙ軸用及びＺ軸用サーボモータ１４，１６をそれぞれ駆動して、前記距離が一定（設定値）になるように制御、補正される。その補正量は、前記Ｙ軸用サーボモータ１４と前記Ｚ軸用サーボモータ１６により実行される。
【００３２】
補正後、焼入動作となる。すなわち、搬送中の前記ワーク２の前記側端部２ａを含む前記摺動面２ｂと前記加熱コイル２１の端面との距離が一定に制御中、前記制御装置６は、前記高周波加熱コイル２１により前記ワーク２の前記摺動面２ｂを高周波加熱するとともに、加熱後の前記摺動面２ｂを前記冷却液噴射装置２３により冷却、焼入の動作を行う。
焼入中は、前記Ｙ軸方向位置検出器２４と前記Ｚ軸方向位置検出器２５からの検出データにより、前記加熱コイル２１の位置は、常時、制御及び補正される。
【００３３】
そして、前記制御装置６により、前記ワーク２の後端部（又は、後端部付近）において、前記Ｙ軸検出子２４ａと前記Ｚ軸検出子２５ａとが、前記ワーク２の後端部に到達する前に、前記加熱コイル２１の位置は、前記Ｙ軸検出子２４ａと前記Ｚ軸検出子２５ａの最後のデータにより固定（前記Ｙ、Ｚ軸用サーボモータ１４，１６は前記最後のデータにより停止されたままになる）され、該Ｙ軸検出子２４ａと前記Ｚ軸検出子２５ａは、それぞれの前後用シリンダ２４ｂ，２５ｂにより後退する。
【００３４】
前記ワーク２の焼入が完了するまで、前記ワーク２はＸ軸用サーボモータ１２によりＸ軸方向（右行）に搬送され、焼入完了後は、前記加熱コイル２１が前記Ｚ軸用サーボモータ１６により上昇して、自動運転開始位置まで戻り、その後、前記Ｙ軸用サーボモータ１４によりＹ軸方向の自動運転開始位置まで戻る。同時に、前記ワーク２も前記Ｘ軸用サーボモータ１２により自動運転開始位置まで戻る。
以後、焼入完了の前記ワーク２を取り外すとともに、連続して、焼入を要する新たなワーク２を前記搬送台１１に取り付けて、前記焼入動作を繰り返す。
【００３５】
また、本実施の形態の他の例として、前記ワーク２の前記側端部２ａの断面形状が前記方形状（角型）に形成されたものに代え、その側端部のＹ−Ｚ平面による断面が、図８（ａ）に示すように、２つの面で、ある角度例えば３０゜から１１０゜までの範囲のある角度（エッジ型）に形成された側端を有するワーク２の高周波焼入の場合は、図８（ｂ）に示すように、前記Ｙ軸検出子２４ａと前記Ｚ軸検出子２５ａの前進後のＹ軸方向の原点とＺ軸方向の原点をそれぞれのリニアゲージにより確認するとともに、図８（ｃ）に示すように、前記高周波加熱コイル２１として、断面形状がＶ型の高周波加熱コイルを使用する。
【００３６】
この場合、図８（ａ）〜図８（ｃ）によれば、側端部の断面が、２つの面である角度（エッジ型）を有する前記ワーク２をＸ軸方向に搬送中、その摺動面２ｂのＺ軸方向における位置変動を、Ｚ軸方向位置検出器２５により、そして前記側端部２ａのＹ軸方向における位置変動を、Ｙ軸方向位置検出器２４によりそれぞれ検出している。
【００３７】
以上、前記実施の形態によれば、その結果、高周波焼入の作業性をよくすることができるとともに、全体として、前記ワーク２の焼入品質の向上を図ることができる。
【００３８】
以上、本発明の実施の形態について述べたが、本発明の技術は前記実施の形態における技術に限定されるものではなく、同様な機能を果たす他の態様の手段によってもよく、また本発明の技術は、前記構成の範囲内において種々の変更、付加が可能である。
【００３９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明の焼入面位置検出機能付き高周波焼入装置によれば、直線的に長い摺動面を有する被焼入部材の側端部を含む該摺動面を高周波焼入する装置において、前記被焼入部材をＸ軸方向に搬送する搬送手段と、Ｚ軸方向に移動可能で前記摺動面を高周波加熱する高周波加熱コイルと、前記被焼入部材をＸ軸方向に搬送中、前記摺動面のＹ軸方向及びＺ軸方向における位置変動を検出するＹ軸方向及びＺ軸方向位置検出手段と、前記加熱コイルを、Ｙ軸方向及びＺ軸方向のそれぞれ移動するＹ軸及びＺ軸サーボモータと、制御手段とからなり、前記被焼入部材を搬送中、前記制御手段により、前記Ｙ軸方向及びＺ軸方向位置検出手段により検出された位置変動に追従して、前記高周波加熱コイルと前記摺動面との距離を一定にするように、前記Ｙ軸及びＺ軸サーボモータを駆動しながら、前記被焼入部材の摺動面を高周波焼入するので、直線的に長い摺動面を有する被焼入部材の該摺動面を高周波焼入装置への取付に際し、作業者に熟練を必要とせず、かつ全体の作業時間を短くすることができ、その作業性をよくすることができるという優れた効果を奏する。
【００４０】
すなわち、前記高周波加熱コイルを焼入初めの位置に設定するとき、慎重な作業を解消することができる。また、前記金属部材の焼入を要する摺動面と前記高周波加熱コイルとの位置関係、特に両者間の距離を焼入中検出し続け、その検出データにより前記高周波加熱コイルの位置を制御、補正することにより、前記金属部材を前記装置に設定する際の慎重な作業を解消することができる。
さらに、複数の前記被焼入部材のそれぞれを繰り返し搬送して、連続的に前記摺動面を高周波焼入することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の焼入面位置検出機能付き高周波焼入装置の一実施の形態を示す図で、該高周波焼入装置のＹ軸方向の正面図である。
【図２】図１の前記高周波焼入装置のＸ軸方向の左側面図である。
【図３】図１の前記高周波焼入装置のＺ軸方向の平面図である。
【図４】図１における冷却液噴射装置を含む高周波加熱コイル、Ｚ軸方向とＹ軸方向の位置検出器及び端面検出プローブの位置構成を示す正面図である。
【図５】図２における前記高周波加熱コイル（右側は省略）及びＺ軸方向とＹ軸方向の位置検出器の位置構成を示す左側面図である。
【図６】側端部が角型の被焼入部材の摺動面と高周波加熱コイルとの位置関係を検出する方法の説明図で、図６（ａ）は、Ｙ軸方向及びＺ軸方向位置検出器のそれぞれＹ軸検出子及びＺ軸検出子の接触図、図６（ｂ）は、Ｙ軸及びＺ軸リニアゲージの配置図、図６（ｃ）は、被焼入部材を高周波加熱する高周波加熱コイルの断面形状を示す断面図である。
【図７】制御装置６のブロック構成とその制御系を示すブロック構成図である。
【図８】側端部がエッジ型の被焼入部材の摺動面と高周波加熱コイルとの位置関係を検出する方法の説明図で、図８（ａ）は、Ｙ軸方向及びＺ軸方向位置検出器のそれぞれＹ軸検出子及びＺ軸検出子の接触図、図８（ｂ）は、Ｙ軸及びＺ軸リニアゲージの配置図、図８（ｃ）は、被焼入部材を高周波加熱する高周波加熱コイルの断面形状を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 焼入面位置検出機能付き高周波焼入装置
２ 被焼入部材（ワーク）
２ａ 側端部
２ｂ 摺動面
３ Ｘ軸駆動部
４ Ｙ軸駆動部
５ Ｚ軸駆動部
６ 制御装置
７ ワーク取付具
１１ 搬送台
１２ Ｘ軸用サーボモータ
１３ 固定台
１４ Ｙ軸用サーボモータ
１５ 加熱コイル等配置台
１６ Ｚ軸用サーボモータ
２１ 高周波加熱コイル
２２ 高周波変圧器（ディスクトランス）
２３ 冷却液噴射装置
２４ Ｙ軸方向位置検出器
２４ａ Ｙ軸検出子
２４ｂ，２５ｂ 検出部（シリンダを含む）
２５ Ｚ軸方向位置検出器
２５ａ Ｚ軸検出子
２６ 端部検出プローブ
２６ａ プローブ上下用シリンダ
【発明の属する技術分野】
本発明は、側端部を有し、直線的に長い摺動面、例えば工作機械用スライド面を有する被焼入部材（金属部材）を高周波焼入する装置に関し、特に、焼入面位置検出機能を有するとともに、同形状の前記被焼入部材が複数ある場合に、繰り返し、連続して高周波焼入することができる高周波焼入装置に関する。
【０００２】
従来、この種の高周波焼入装置としては、被焼入部材、例えばフライス盤や旋盤などの工作機械のベッドのようなスライド面で、側端部を有し、直線的に長い摺動面を有する被焼入部材の該摺動面を、高周波加熱コイルにより高周波加熱した後、加熱された前記摺動面に冷却液噴射装置から冷却液を噴射して該摺動面を焼入する装置がある。
【０００３】
前記従来の高周波焼入装置にあっては、被焼入部材、すなわち焼入する部材を前記焼入装置に配置、取付する際に、連続的に高周波焼入する軌道（摺動面）に対して平行度と直角度を慎重に位置出しする必要がある。
【０００４】
そして、前記焼入する軌道に対して平行度と直角度が満足されていない場合、焼入する摺動面の焼入深さが、焼入初めと焼入終わりとでは許容値以上に異なってくる。極端な場合は、焼入途中において焼入しようとする摺動面に、前記高周波加熱コイルが接触するというトラブルに発展する。
【０００５】
また、焼入面である前記摺動面と前記高周波加熱コイルとの距離は、約１．５ｍｍに設定されるため、前記被焼入部材を前記焼入装置に配置、取付に際し、作業者は、前記被焼入部材の焼入初めの位置において、前記高周波加熱コイルを前記摺動面に接触しないように移動させ、確認して、慎重に取付する必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、例えば、工作機械用スライド面を高周波焼入する装置では、焼入する前記被焼入部材を前記焼入装置に配置、取付する際と、前記加熱コイルを焼入初めの位置に設定する際に、作業者が慎重に作業する必要があり、かつ熟練を要するという問題点があった。
また、同形状の前記被焼入部品が多数ある場合でも、１個１個、同じような作業を繰り返す必要があり、該被焼入部材の配置、取付に長い時間がかかるという問題点があった。
【０００７】
本発明はかかる点を鑑みなされたもので、その目的は前記問題点を解消し、直線的に長い摺動面を有する被焼入部材の該摺動面を高周波焼入装置への取付に際し、作業者に熟練を必要とせず、作業性がよく、かつ全体の作業時間が短くなる焼入面位置検出機能付き高周波焼入装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、複数の前記被焼入部材のそれぞれを繰り返し搬送して、連続的に前記摺動面を高周波焼入する焼入面位置検出機能付き高周波焼入装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明の構成は、断面が方形状又は２つの面である角度の形状に形成された側端部を有し、直線的に長い摺動面を有する被焼入部材の該摺動面を高周波焼入する装置において、空間における直交３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）のうち、前記被焼入部材の前記摺動面の長手方向をＸ軸に平行に配置して、前記被焼入部材をＸ軸方向に搬送する搬送手段と、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能で前記摺動面を高周波加熱する高周波加熱コイルと、前記被焼入部材をＸ軸方向に搬送中、前記摺動面のＺ軸方向における位置変動を検出するＺ軸方向位置検出手段と、前記被焼入部材をＸ軸方向に搬送中、前記摺動面の前記側端部のＹ軸方向における位置変動を検出するＹ軸方向位置検出手段と、前記高周波加熱コイルを、Ｙ軸方向及びＺ軸方向のそれぞれに移動するＹ軸サーボモータ及びＺ軸サーボモータと、制御手段とからなり、前記被焼入部材をＸ軸方向に搬送中、前記制御手段により、該制御手段に設定された前記高周波加熱コイルと前記摺動面との距離を基に、該距離を一定にすべく、前記Ｚ軸方向位置検出手段により検出される前記摺動面のＺ軸方向における位置変動に追従するように前記Ｚ軸サーボモータを駆動するとともに、前記Ｙ軸方向位置検出手段により検出される前記摺動面の前記側端部のＹ軸方向における位置変動に追従するように前記Ｙ軸サーボモータを駆動して、前記被焼入部材の側端部を含む前記摺動面を高周波焼入する焼入面位置検出機能付き高周波焼入装置である。
である。
【００１０】
前記被焼入部材をＸ軸方向に搬送するとき、該被焼入部材の前記摺動面の焼入開始位置を検出する端部検出手段が、さらに備えられる焼入面位置検出機能付き高周波焼入装置である。
【００１１】
前記被焼入部材の側端部のＹ−Ｚ平面による断面が、２つの直角部分を有する方形状に形成される焼入面位置検出機能付き高周波焼入装置である。
【００１２】
前記被焼入部材の側端部の角度形状がＹ−Ｚ平面による断面で、２つの平面で形成される角度が３０゜から１１０゜までの範囲に形成される焼入面位置検出機能付き高周波焼入装置である。
【００１３】
複数の前記被焼入部材を、前記搬送手段により、連続的にＸ軸方向に繰り返し搬送して、前記複数の被焼入部材の前記摺動面を高周波焼入する焼入面位置検出機能付き高周波焼入装置である。
【００１４】
本発明の焼入面位置検出機能付き高周波焼入装置は、以上のように構成されているので、前記焼入装置に取り付けられる前記被焼入部材の、焼入軌道に対する平行度と直角度との誤差を吸収するため、前記制御手段により、該制御手段に設定された前記高周波加熱コイルと前記摺動面との距離を基に、前記Ｙ軸方向及びＺ軸方向の位置検出手段により、搬送中の前記被焼入部材の前記摺動面の位置変動に対して、前記Ｙ軸及びＺ軸サーボモータを駆動し、前記高周波加熱コイルを追従するように制御して、前記高周波加熱コイルと前記摺動面との距離を一定に保つ機能がある。
【００１５】
また、同一形状の前記被焼入部材が複数（又は、多数）ある場合に、該被焼入部材を前記焼入装置に取付して搬送後は、前記端部検出手段により、該被焼入部材の前記摺動面の焼入開始位置を検出するので、その後は、前記制御手段による自動運転により、焼入サイクルを繰り返して連続的に前記被焼入部材を高周波焼入することができる。
その結果、全体として、その作業性をよくするとともに、前記部材の焼入作業時間を短縮化を図ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の焼入面位置検出機能付き高周波焼入装置の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。
図１は、前記焼入面位置検出機能付き高周波焼入装置のＹ軸方向の正面図、図２は、図１の前記焼入装置のＸ軸方向の左側面図、図３は、図１の前記焼入装置のＺ軸方向の平面図、図４は、図１における冷却液噴射装置を含む高周波加熱コイル、Ｚ軸方向とＹ軸方向の位置検出器及び端面検出プローブの位置構成を示す正面図、図５は、図２における前記高周波加熱コイル（右側は省略）及びＺ軸方向とＹ軸方向の位置検出器の位置構成を示す左側面図である。
図６は、側端部の断面が方形状（角型）の被焼入部材をＸ軸方向に搬送中、その摺動面のＺ軸方向における位置変動を、Ｚ軸方向位置検出器により、前記側端部のＹ軸方向における位置変動を、Ｙ軸方向位置検出器によりそれぞれ検出する方法の説明図で、図６（ａ）は、Ｙ軸方向及びＺ軸方向位置検出器のそれぞれＹ軸検出子及びＺ軸検出子の接触図、図６（ｂ）は、Ｙ軸及びＺ軸リニアゲージの配置図、図６（ｃ）は、被焼入部材を高周波加熱する高周波加熱コイルの断面形状を示す断面図である。
【００１７】
図１ないし図３は、具体的には工作機械（例えばフライス盤や旋盤など）のベッドのような被焼入部材の摺動面（スライド面）の高周波焼入に適用される前記焼入面位置検出機能付き高周波焼入装置１を示す。
図１ないし図３において、前記高周波焼入装置１は、被焼入部材（以下、単にワークという）２として、その側端部のＹ−Ｚ平面による断面が、図６（ａ）に示すように２つの直角部分を有する方形状（角型）に形成された側端部２ａを有し、前記断面と直角の長手方向（Ｘ軸方向）に直線的に長い摺動面２ｂ、例えば前記工作機械のベッドのようなスライド面を有する金属材からなる前記ワーク２を、該摺動面２ｂに沿って高周波焼入する装置である。
【００１８】
前記高周波焼入装置１は、その空間における直交３軸、すなわちＸ軸（左右方向）、Ｙ軸（前後方向）、Ｚ軸（上下方向）方向にそれぞれ駆動されるＸ軸駆動部３、Ｙ軸駆動部４、Ｚ軸駆動部５及び図示しない制御装置６からなる。
【００１９】
前記Ｘ軸駆動部３は、ワーク取付具７を介して、前記ワーク２を、記摺動面２ｂの長手方向をＸ軸に平行にするとともに、その上方平面側の摺動面３ｂをＸ−Ｙ平面に平行に取り付けて、Ｘ軸方向に搬送する搬送台１１と、該搬送台１１を駆動するＸ軸用サーボモータ１２とからなる。
前記Ｙ軸駆動部４は、Ｚ軸方向に移動可能な前記Ｚ軸駆動部５を、Ｙ軸方向に移動可能に載置して固定台１７上を走行する走行部１３と、前記Ｚ軸駆動部５とともに前記走行部１３をＹ軸方向に駆動するＹ軸用サーボモータ１４とからなる。
【００２０】
前記Ｚ軸駆動部５は、加熱コイル等配置台１５と、該加熱コイル等配置台１５をＺ軸方向に駆動するＺ軸用サーボモータ１６とからなる。
ここで、前記加熱コイル等配置台１５は、図２，図４及び図５に示すように、前記ワーク２の両側の前記側端部２ａを含む前記摺動面２ｂを、それぞれ高周波焼入をする２組の高周波加熱する高周波加熱コイル２１等が配置されている。
【００２１】
前記加熱コイル等配置台１５に配置する前記２組の前記高周波加熱コイル２１等のそれぞれの１組の構成について説明する。
前記高周波加熱コイル２１等の１組は、前記ワーク２の一方の側の前記側端部２ａを含む前記摺動面２ｂを高周波加熱する高周波加熱コイル２１と、該高周波加熱コイル２１に高周波電力を供給する高周波変圧器（ディスクトランス）２２と、前記高周波加熱コイル２１の近傍に配設され、前記高周波加熱コイル２１により加熱された前記ワーク２を噴射冷却液で冷却する冷却液噴射装置２３と、前記ワーク２の前記側端部２ａを含む前記摺動面２ｂと該摺動面２ｂに対向する前記加熱コイル２１の端面との位置関係、特に前記ワーク２がＸ軸方向に搬送中、該ワーク２の前記側端部２ａのＹ軸方向における位置変動を検出するＹ軸検出子２４ａと検出部（シリンダを含む）２４ｂとからなるＹ軸方向位置検出器２４と、該ワーク２の前記摺動面２ｂと該摺動面２ｂに対向する前記加熱コイル２１の端面との位置関係、特に前記摺動面２ｂのＺ軸方向における位置変動を検出するＺ軸検出子２５ａと検出部（シリンダを含む）２５ｂとからなるＺ軸方向位置検出器２５と、搬送中の前記ワーク２の長手方向の先端部及び後端部を検出する接触型の端部検出プローブ２６とからなっている。
【００２２】
なお、前記高周波加熱コイル２１のＹ−Ｚ平面の断面は、図６（ａ）に示すように、前記ワーク２の側端部２ａが、２つの直角部分を有する方形状（角型）に形成されたものに適用されるように形成されている。
【００２３】
図示しない前記制御装置６は、前記ワーク２をＸ軸方向に搬送中、前記Ｙ軸方向及びＺ軸方向位置検出器２４，２５のそれぞれのＹ軸検出子２４ａ及びＺ軸検出子２５ａにより、前記ワーク２の前記側端部２ａのＹ軸方向における位置変動及び前記摺動面２ｂのＺ軸方向における位置変動を検出して、前記ワーク２と前記加熱コイル２１の端面との距離を一定にするように、前記Ｙ軸用サーボモータ１４と前記Ｚ軸用サーボモータ１６とを制御するとともに、一連の焼入シーケンスを行う。
【００２４】
前記制御装置６による一連の焼入シーケンスとは、前記ワーク２をワーク取付具７を介して前記Ｘ軸駆動部３の搬送台１１に取付後、該搬送台１１をＸ軸方向に搬送し、前記Ｚ軸駆動部５の前記加熱コイル等配置台１５に配置された前記端部検出プローブ２６により、前記ワーク２の先端部を検出して焼入を開始する。そして、該ワーク２の前記側端２ａを含む前記摺動面２ｂを前記高周波加熱コイル２１により高周波加熱するとともに、加熱後、順次前記冷却液噴射装置２３により冷却、焼入を行っている。
その後、前記端部検出プローブ２６により、搬送中の前記ワーク２の後端部を検出して焼入を終了するとともに、前記Ｙ軸及びＺ軸用サーボモータ１４，１６をその位置で停止させて、前記ワーク２の前記摺動面２ｂと前記加熱コイル２１の端面との距離を一定値に保持する。
【００２５】
図７は、前記制御装置６のブロック構成とその制御系を示すブロック構成図で、該制御装置６は、前記ワーク２と前記高周波加熱コイル２１の端面との距離を設定するためのタッチパネル６ａと、前記Ｙ軸方向及びＺ軸方向位置検出器２４，２５からの、Ｘ軸方向に搬送中の前記ワーク２のＹ軸方向及びＺ軸方向における位置変動をそれぞれ検出する信号を受信し、前記タッチパネル６ａに設定されている設定距離と比較して、その補正指令信号とＸ軸方向の搬送信号とを出力するシーケンサ６ｂと、該シーケンサ６ｂからの前記補正指令信号とＸ軸方向の搬送信号とを受信して、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸用サーボモータ１２，１４，１６をそれぞれ駆動するＸ、Ｙ、Ｚ軸用サーボアンプ６ｄ，６ｅ，６ｆにそれぞれ駆動信号を出力する位置決め部６ｃと、前記Ｘ、Ｙ、Ｚ軸用サーボアンプ６ｄ，６ｅ，６ｆとからなっている。
【００２６】
前記制御装置６による、前記ワーク２と前記高周波加熱コイル２１の端面との距離を、前記設定値（設定距離）に保つ制御方法（追従制御）について説明する。
１．前記ワーク２の前記摺動面と前記高周波加熱コイル２１との距離の設定を前記タッチパネル６ａより入力し、前記シーケンサ６ｂのメモリに記憶させる。
２．前記シーケンサ６ｂは、内蔵するプログラムにより一定周期（例えば０．２秒）で前記ワーク２のＹ軸方向及びＺ軸方向における位置変動をそれぞれ検出し、前記シーケンサ６ｂに記憶された設定値と比較する。
３．その偏差のデータに基づいて一定周期（例えば０．２秒）ごとに一定距離（例えば０．０２ｍｍ）ずつ、その差が小さくなる方向へ前記Ｙ、Ｚ軸用サーボモータ１４，１６を駆動させている。
【００２７】
その結果、前記制御装置６により、前記シーケンサ６ｂのメモリに設定された前記高周波加熱コイル２１と前記摺動面２ｂとの距離を基に、前記Ｙ軸方向及びＺ軸方向の位置検出器２４，２５により、搬送中の前記ワーク２の前記摺動面２ｂの位置変動に対して、前記Ｙ軸及びＺ軸用サーボモータ１４，１６を駆動し、前記高周波加熱コイル２１を追従するように制御して、前記高周波加熱コイル２１と前記摺動面２ｂとの距離を一定にしている。
【００２８】
次いで、前記高周波焼入装置１の動作について説明する。
まず、前記制御装置６による自動運転開始後、図２に示すように、前記ワーク２の両側の前記側端部２ａを含む前記摺動面２ｂのそれぞれについて、前記高周波加熱コイル２１と、前記Ｙ軸方向及びＺ軸位置検出器２４，２５のＹ軸検出子２４ａ及びＺ軸検出子２５ａと、前記ワーク２の先端部を検出する前記端部検出プローブ２６は、所定の位置まで移動する。該所定位置までの動きは前記Ｙ軸用サーボモータ１４及前記Ｚ軸用サーボモータ１６により動作し、前記ワーク２のＸ軸方向の搬送については、Ｘ軸用サーボモータ１２により動作する。前記所定の位置は予め作業者によりティーチングされる。
前記所定の位置とは、前記ワーク２の前記側端部２ａを含む前記摺動面２ｂが、前記それぞれの高周波加熱コイル２１を一定距離を隔てて通過可能な位置である。
【００２９】
前記高周波加熱コイル２１と、前記位置検出器２４，２５のＹ軸検出子２４ａ及びＺ軸検出子２５ａと、前記端部検出プローブ２６が、前記所定の位置に到達後、前記プローブ２６は、さらにプローブ上下用シリンダ２６ａにより下降する。その後、前記ワーク取付具７を介して、前記Ｘ軸駆動部３の搬送台１１に取り付けられた前記ワーク２が、前記Ｘ軸用サーボモータ１２により搬送方向（Ｘ軸方向）に右行し、前記端部検出プローブ２６と前記ワーク２の先端部が接触する。
その接触位置をＸ軸の原点とする。
【００３０】
前記プローブ２６と前記ワーク２の先端部が接触後、前記プローブ２６は前記プローブ上下用シリンダ２６ａにより上昇する。
前記プローブ２６が上昇後、前記ワーク２が、Ｘ軸用サーボモータ１２により、前記Ｙ軸方向及びＺ軸方向位置検出器２４，２５の前記Ｙ軸検出子２４ａ及びＺ軸検出子２５ａが、前記ワーク２に接触できる位置まで搬送され、前記Ｙ軸検出子２４ａと前記Ｚ軸検出子２５ａとがそれぞれの前後用シリンダ２４ｂ，２５ｂにより前進する。
前記Ｙ軸検出子２４ａ、前記Ｚ軸検出子２５ａと前記ワーク２との関係は、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すようになる。
【００３１】
ここで、前記Ｙ軸検出子２４ａと前記Ｚ軸検出子２５ａの前進後のＹ軸方向の原点とＺ軸方向の原点をそれぞれのリニアゲージにより確認し、前記ワーク２がＸ軸方向に搬送中、前記ワーク２と前記加熱コイル２１の端面との距離の変動を、前記Ｙ軸方向位置検出器２４（Ｙ軸検出子２４ａとともに）と前記Ｚ軸方向位置検出器２５（Ｚ軸検出子２５ａとともに）により検出して、前記制御装置６を介して前記Ｙ軸用及びＺ軸用サーボモータ１４，１６をそれぞれ駆動して、前記距離が一定（設定値）になるように制御、補正される。その補正量は、前記Ｙ軸用サーボモータ１４と前記Ｚ軸用サーボモータ１６により実行される。
【００３２】
補正後、焼入動作となる。すなわち、搬送中の前記ワーク２の前記側端部２ａを含む前記摺動面２ｂと前記加熱コイル２１の端面との距離が一定に制御中、前記制御装置６は、前記高周波加熱コイル２１により前記ワーク２の前記摺動面２ｂを高周波加熱するとともに、加熱後の前記摺動面２ｂを前記冷却液噴射装置２３により冷却、焼入の動作を行う。
焼入中は、前記Ｙ軸方向位置検出器２４と前記Ｚ軸方向位置検出器２５からの検出データにより、前記加熱コイル２１の位置は、常時、制御及び補正される。
【００３３】
そして、前記制御装置６により、前記ワーク２の後端部（又は、後端部付近）において、前記Ｙ軸検出子２４ａと前記Ｚ軸検出子２５ａとが、前記ワーク２の後端部に到達する前に、前記加熱コイル２１の位置は、前記Ｙ軸検出子２４ａと前記Ｚ軸検出子２５ａの最後のデータにより固定（前記Ｙ、Ｚ軸用サーボモータ１４，１６は前記最後のデータにより停止されたままになる）され、該Ｙ軸検出子２４ａと前記Ｚ軸検出子２５ａは、それぞれの前後用シリンダ２４ｂ，２５ｂにより後退する。
【００３４】
前記ワーク２の焼入が完了するまで、前記ワーク２はＸ軸用サーボモータ１２によりＸ軸方向（右行）に搬送され、焼入完了後は、前記加熱コイル２１が前記Ｚ軸用サーボモータ１６により上昇して、自動運転開始位置まで戻り、その後、前記Ｙ軸用サーボモータ１４によりＹ軸方向の自動運転開始位置まで戻る。同時に、前記ワーク２も前記Ｘ軸用サーボモータ１２により自動運転開始位置まで戻る。
以後、焼入完了の前記ワーク２を取り外すとともに、連続して、焼入を要する新たなワーク２を前記搬送台１１に取り付けて、前記焼入動作を繰り返す。
【００３５】
また、本実施の形態の他の例として、前記ワーク２の前記側端部２ａの断面形状が前記方形状（角型）に形成されたものに代え、その側端部のＹ−Ｚ平面による断面が、図８（ａ）に示すように、２つの面で、ある角度例えば３０゜から１１０゜までの範囲のある角度（エッジ型）に形成された側端を有するワーク２の高周波焼入の場合は、図８（ｂ）に示すように、前記Ｙ軸検出子２４ａと前記Ｚ軸検出子２５ａの前進後のＹ軸方向の原点とＺ軸方向の原点をそれぞれのリニアゲージにより確認するとともに、図８（ｃ）に示すように、前記高周波加熱コイル２１として、断面形状がＶ型の高周波加熱コイルを使用する。
【００３６】
この場合、図８（ａ）〜図８（ｃ）によれば、側端部の断面が、２つの面である角度（エッジ型）を有する前記ワーク２をＸ軸方向に搬送中、その摺動面２ｂのＺ軸方向における位置変動を、Ｚ軸方向位置検出器２５により、そして前記側端部２ａのＹ軸方向における位置変動を、Ｙ軸方向位置検出器２４によりそれぞれ検出している。
【００３７】
以上、前記実施の形態によれば、その結果、高周波焼入の作業性をよくすることができるとともに、全体として、前記ワーク２の焼入品質の向上を図ることができる。
【００３８】
以上、本発明の実施の形態について述べたが、本発明の技術は前記実施の形態における技術に限定されるものではなく、同様な機能を果たす他の態様の手段によってもよく、また本発明の技術は、前記構成の範囲内において種々の変更、付加が可能である。
【００３９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明の焼入面位置検出機能付き高周波焼入装置によれば、直線的に長い摺動面を有する被焼入部材の側端部を含む該摺動面を高周波焼入する装置において、前記被焼入部材をＸ軸方向に搬送する搬送手段と、Ｚ軸方向に移動可能で前記摺動面を高周波加熱する高周波加熱コイルと、前記被焼入部材をＸ軸方向に搬送中、前記摺動面のＹ軸方向及びＺ軸方向における位置変動を検出するＹ軸方向及びＺ軸方向位置検出手段と、前記加熱コイルを、Ｙ軸方向及びＺ軸方向のそれぞれ移動するＹ軸及びＺ軸サーボモータと、制御手段とからなり、前記被焼入部材を搬送中、前記制御手段により、前記Ｙ軸方向及びＺ軸方向位置検出手段により検出された位置変動に追従して、前記高周波加熱コイルと前記摺動面との距離を一定にするように、前記Ｙ軸及びＺ軸サーボモータを駆動しながら、前記被焼入部材の摺動面を高周波焼入するので、直線的に長い摺動面を有する被焼入部材の該摺動面を高周波焼入装置への取付に際し、作業者に熟練を必要とせず、かつ全体の作業時間を短くすることができ、その作業性をよくすることができるという優れた効果を奏する。
【００４０】
すなわち、前記高周波加熱コイルを焼入初めの位置に設定するとき、慎重な作業を解消することができる。また、前記金属部材の焼入を要する摺動面と前記高周波加熱コイルとの位置関係、特に両者間の距離を焼入中検出し続け、その検出データにより前記高周波加熱コイルの位置を制御、補正することにより、前記金属部材を前記装置に設定する際の慎重な作業を解消することができる。
さらに、複数の前記被焼入部材のそれぞれを繰り返し搬送して、連続的に前記摺動面を高周波焼入することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の焼入面位置検出機能付き高周波焼入装置の一実施の形態を示す図で、該高周波焼入装置のＹ軸方向の正面図である。
【図２】図１の前記高周波焼入装置のＸ軸方向の左側面図である。
【図３】図１の前記高周波焼入装置のＺ軸方向の平面図である。
【図４】図１における冷却液噴射装置を含む高周波加熱コイル、Ｚ軸方向とＹ軸方向の位置検出器及び端面検出プローブの位置構成を示す正面図である。
【図５】図２における前記高周波加熱コイル（右側は省略）及びＺ軸方向とＹ軸方向の位置検出器の位置構成を示す左側面図である。
【図６】側端部が角型の被焼入部材の摺動面と高周波加熱コイルとの位置関係を検出する方法の説明図で、図６（ａ）は、Ｙ軸方向及びＺ軸方向位置検出器のそれぞれＹ軸検出子及びＺ軸検出子の接触図、図６（ｂ）は、Ｙ軸及びＺ軸リニアゲージの配置図、図６（ｃ）は、被焼入部材を高周波加熱する高周波加熱コイルの断面形状を示す断面図である。
【図７】制御装置６のブロック構成とその制御系を示すブロック構成図である。
【図８】側端部がエッジ型の被焼入部材の摺動面と高周波加熱コイルとの位置関係を検出する方法の説明図で、図８（ａ）は、Ｙ軸方向及びＺ軸方向位置検出器のそれぞれＹ軸検出子及びＺ軸検出子の接触図、図８（ｂ）は、Ｙ軸及びＺ軸リニアゲージの配置図、図８（ｃ）は、被焼入部材を高周波加熱する高周波加熱コイルの断面形状を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 焼入面位置検出機能付き高周波焼入装置
２ 被焼入部材（ワーク）
２ａ 側端部
２ｂ 摺動面
３ Ｘ軸駆動部
４ Ｙ軸駆動部
５ Ｚ軸駆動部
６ 制御装置
７ ワーク取付具
１１ 搬送台
１２ Ｘ軸用サーボモータ
１３ 固定台
１４ Ｙ軸用サーボモータ
１５ 加熱コイル等配置台
１６ Ｚ軸用サーボモータ
２１ 高周波加熱コイル
２２ 高周波変圧器（ディスクトランス）
２３ 冷却液噴射装置
２４ Ｙ軸方向位置検出器
２４ａ Ｙ軸検出子
２４ｂ，２５ｂ 検出部（シリンダを含む）
２５ Ｚ軸方向位置検出器
２５ａ Ｚ軸検出子
２６ 端部検出プローブ
２６ａ プローブ上下用シリンダ
Claims (5)
- 側端部を有し、直線的に長い摺動面を有する被焼入部材の該摺動面を高周波焼入する装置において、
空間における直交３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）のうち、前記被焼入部材の前記摺動面の長手方向をＸ軸に平行に配置して、前記被焼入部材をＸ軸方向に搬送する搬送手段と、
Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能で前記摺動面を高周波加熱する高周波加熱コイルと、
前記被焼入部材をＸ軸方向に搬送中、前記摺動面のＺ軸方向における位置変動を検出するＺ軸方向位置検出手段と、
前記被焼入部材をＸ軸方向に搬送中、前記摺動面の前記側端部のＹ軸方向における位置変動を検出するＹ軸方向位置検出手段と、
前記高周波加熱コイルを、Ｙ軸方向及びＺ軸方向のそれぞれに移動するＹ軸サーボモータ及びＺ軸サーボモータと、
制御手段とからなり、
前記被焼入部材をＸ軸方向に搬送中、前記制御手段により、該制御手段に設定された前記高周波加熱コイルと前記摺動面との距離を基に、該距離を一定にすべく、前記Ｚ軸方向位置検出手段により検出される前記摺動面のＺ軸方向における位置変動に追従するように前記Ｚ軸サーボモータを駆動するとともに、前記Ｙ軸方向位置検出手段により検出される前記摺動面の前記側端部のＹ軸方向における位置変動に追従するように前記Ｙ軸サーボモータを駆動して、前記被焼入部材の側端部を含む前記摺動面を高周波焼入することを特徴とする焼入面位置検出機能付き高周波焼入装置。 - 前記被焼入部材をＸ軸方向に搬送するとき、該被焼入部材の前記摺動面の焼入開始位置を検出する端部検出手段が、さらに備えられることを特徴とする請求項１に記載の焼入面位置検出機能付き高周波焼入装置。
- 前記被焼入部材の側端部のＹ−Ｚ平面による断面が、２つの直角部分を有する方形状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の焼入面位置検出機能付き高周波焼入装置。
- 前記被焼入部材の側端部の角度形状がＹ−Ｚ平面による断面で、２つの平面で形成される角度が３０゜から１１０゜までの範囲に形成されることを特徴とする請求項１に記載の焼入面位置検出機能付き高周波焼入装置。
- 複数の前記被焼入部材を、前記搬送手段により、連続的にＸ軸方向に繰り返し搬送して、前記複数の被焼入部材の前記摺動面を高周波焼入することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の焼入面位置検出機能付き高周波焼入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003019603A JP2004232002A (ja) | 2003-01-29 | 2003-01-29 | 焼入面位置検出機能付き高周波焼入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003019603A JP2004232002A (ja) | 2003-01-29 | 2003-01-29 | 焼入面位置検出機能付き高周波焼入装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004232002A true JP2004232002A (ja) | 2004-08-19 |
Family
ID=32949429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003019603A Pending JP2004232002A (ja) | 2003-01-29 | 2003-01-29 | 焼入面位置検出機能付き高周波焼入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004232002A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007270333A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | High Frequency Heattreat Co Ltd | 大型シューの誘導加熱焼入装置 |
| JP2008069430A (ja) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | High Frequency Heattreat Co Ltd | アイドラの誘導加熱焼入用コイル及び冷却装置 |
| CN107424505A (zh) * | 2017-09-22 | 2017-12-01 | 桂林电子科技大学 | 一种用于演示榔头全自动淬火的教学设备 |
-
2003
- 2003-01-29 JP JP2003019603A patent/JP2004232002A/ja active Pending
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|---|---|---|---|---|
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| JP2008069430A (ja) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | High Frequency Heattreat Co Ltd | アイドラの誘導加熱焼入用コイル及び冷却装置 |
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