JP2006344421A - High frequency induction heating device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、効率良く確実に焼き入れ、焼き鈍しを行うことができる高周波誘導加熱装置に関する。 The present invention relates to a high-frequency induction heating apparatus that can efficiently and surely quench and anneal.
高周波誘導加熱は、コイルに高周波電流を流し、これにより発生した渦電流のジュール熱で被加熱物自体の内部発熱を引き起こすものである。このような高周波誘導加熱は、以下のような特徴を有する。 In the high frequency induction heating, a high frequency current is passed through a coil, and Joule heat of an eddy current generated thereby causes internal heating of the object to be heated. Such high frequency induction heating has the following characteristics.
(1)非接触に高速、高温に被加熱物を加熱させることができる。 (1) The object to be heated can be heated to a high temperature and high temperature without contact.
(2)被加熱物が自己発熱するので加熱効率が良い。 (2) Heating efficiency is good because the object to be heated self-heats.
(3)出力を制御することにより加熱温度制御が可能である。 (3) The heating temperature can be controlled by controlling the output.
(4)局部加熱が可能である。 (4) Local heating is possible.
このような特徴から、高周波誘導加熱は、種々の用途に用いられている。例えば、自動車部品等の大型の金属焼き入れにも利用されており、ワークを搬送させながら焼き入れを行う高周波焼き入れ装置が提案されている(例えば特許文献1参照)。
特許文献1に記載の高周波焼入装置は、加熱コイルに対してワークが相対移動し、焼き入れの必要なワークの部分が連続的に加熱され、その後加熱された部分に冷却液等を噴射して急冷するものである。この冷却液が加熱中のワークにかかり、不要な冷却がされないように、冷却液噴射部の周囲に拡散防止板を設けている。
In the induction hardening apparatus described in
しかし、特許文献1に記載の高周波焼き入れ装置は、被加熱物であるワークの形状に合わせた専用設計にする必要があり、ワークの寸法や形状が限定され、複雑な形状のワークを焼き入れすることができないという問題があった。また、ワークの形状や寸法が大型化するほど、高周波焼入装置が大型化するという問題もあった。
However, the induction hardening apparatus described in
さらに、このような高周波焼入装置では、高い焼き入れ品質を得ることができないという問題を有していた。すなわち、ワークの形状が複雑であると、加熱コイルとワークのギャップが場所によって変化し、加熱温度が均一でなくなる。この場合、焼き入れ後のワークの硬度、焼き入れ深度が場所によってばらつくという問題が有った。さらにはギャップが小さく加熱温度が高すぎる場合にはワークに割れが生じるということもあった。 Furthermore, such an induction hardening apparatus has a problem that high quenching quality cannot be obtained. That is, if the shape of the workpiece is complicated, the gap between the heating coil and the workpiece changes depending on the location, and the heating temperature is not uniform. In this case, there is a problem that the hardness of the workpiece after quenching and the quenching depth vary depending on the location. Further, when the gap is small and the heating temperature is too high, the work may be cracked.
この発明は、複雑な形状の被加熱物であっても、高品質に高周波焼き入れ、または焼き鈍しを行うことができる高周波誘導加熱装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a high-frequency induction heating apparatus that can perform induction hardening or annealing with high quality even for an object to be heated having a complicated shape.
この発明の高周波誘導加熱装置は、高周波電流を流して被加熱物を誘導加熱する携帯型の加熱ヘッドと、前記加熱ヘッドの出力を設定する加熱ヘッド制御手段と、前記加熱ヘッドを保持し、所定の速度、軌道で被加熱物近傍を移動させるロボットと、前記ロボットの移動速度と軌道を設定するロボット制御手段と、を備えたことを特徴とする。 A high-frequency induction heating apparatus according to the present invention includes a portable heating head that induction-heats an object to be heated by flowing a high-frequency current, a heating head control unit that sets an output of the heating head, and a holding head that holds the heating head. And a robot control means for setting the moving speed and trajectory of the robot.
この発明において、携帯型の加熱ヘッドをロボットで保持し、被加熱物の形状に沿って移動させる。被加熱物の形状に沿った移動をさせることで曲面形状の被加熱物であっても加熱温度が均一になり、高い焼き入れ、焼き鈍し品質を得ることができる。また、被加熱物の形状に沿う軌道を設定したロボットによって移動加熱を行うので、常に同じ条件で焼き入れ、焼き鈍しを行うことができる。また、携帯型の加熱ヘッドをロボットが保持して移動加熱するので、被加熱物の形状や寸法が大型化しても、装置が大型化することはない。 In the present invention, a portable heating head is held by a robot and moved along the shape of an object to be heated. By moving along the shape of the object to be heated, the heating temperature becomes uniform even with a curved object to be heated, and high quenching and annealing quality can be obtained. Moreover, since moving heating is performed by a robot that sets a trajectory along the shape of the object to be heated, quenching and annealing can always be performed under the same conditions. In addition, since the robot holds the portable heating head and moves and heats it, the apparatus does not increase in size even if the shape or size of the object to be heated increases.
この発明は、さらに、被加熱物の表面温度を検出する温度センサと、表面温度と、加熱ヘッドの出力、ロボット移動速度、または軌道との関係を記録したメモリをさらに備え、前記加熱ヘッド制御手段と前記ロボット制御手段は、所定の出力、移動速度、および軌道で被加熱物の予備加熱を行い、前記予備加熱の後、前記温度センサの検出値とメモリ内容に基づいて、加熱ヘッドの出力、ロボットの移動速度、またはロボットの軌道を修正し、本加熱を行うことを特徴とする。 The present invention further comprises a temperature sensor for detecting the surface temperature of the object to be heated, and a memory that records the relationship between the surface temperature and the output of the heating head, the robot moving speed, or the trajectory, and the heating head control means And the robot control means preheats the object to be heated with a predetermined output, moving speed, and trajectory, and after the preheating, based on the detected value of the temperature sensor and the memory contents, the output of the heating head, It is characterized by performing the main heating by correcting the moving speed of the robot or the trajectory of the robot.
この発明において、非接触の温度センサで被加熱物の表面温度を検出する。高周波焼き入れ、焼き鈍し工程を行う前に、予め所定の出力、移動速度で予備加熱を行う。予備加熱は、被加熱物の材料特性が変化しない程度の加熱で行う。予備加熱で表面温度を検出し、この検出結果でメモリ内容を参照し、これに応じて加熱ヘッドの出力、ロボットの移動速度、ロボットの軌道を修正する。すなわち、表面温度が均一になるように、加熱場所に応じて上記パラメータを修正する。予備加熱で表面温度が低い場所は、出力を上げたり、移動速度を落としたり、ヘッドをワークに近づけるような軌道に修正したりする。これにより、さらに高い焼き入れ、焼き鈍し品質を得ることができ、これらのパラメータをコントロールすることで加熱温度のコントロールが可能となり、ワークを所望の硬度、焼き入れ(焼き鈍し)深度に制御することができる。 In this invention, the surface temperature of the object to be heated is detected by a non-contact temperature sensor. Prior to the induction hardening and annealing processes, preheating is performed in advance at a predetermined output and moving speed. The preheating is performed by heating to such an extent that the material characteristics of the object to be heated do not change. The surface temperature is detected by preheating, and the memory contents are referred to by the detection result, and the output of the heating head, the moving speed of the robot, and the trajectory of the robot are corrected accordingly. That is, the above parameters are corrected according to the heating location so that the surface temperature is uniform. In places where the surface temperature is low due to preheating, the output is increased, the moving speed is reduced, or the trajectory is adjusted so that the head approaches the workpiece. As a result, higher quenching and annealing quality can be obtained, and by controlling these parameters, the heating temperature can be controlled, and the workpiece can be controlled to a desired hardness and quenching (annealing) depth. .
この発明は、さらに、焼き入れ用冷却液、または圧縮空気を噴射する複数の噴射手段と、前記噴射手段へ焼き入れ用冷却液、または圧縮空気を切り換えて供給する切り換え手段と、をさらに備えたことを特徴とする。 The present invention further includes a plurality of injection means for injecting quenching coolant or compressed air, and switching means for switching and supplying the quenching coolant or compressed air to the injection means. It is characterized by that.
この発明において、流体物を噴射することができる噴射ノズルを備えている。この噴射ノズルは、切り替え機構によって焼き入れ用の冷却液と圧縮空気のいずれかを切り換えて噴射する。これにより、単一の方向だけでなく、複数の方向に加熱ヘッドを移動させて焼き入れを行うことができ、例えば双方向に焼き入れ、焼き鈍し工程を行うことができる。 In this invention, the injection nozzle which can inject a fluid thing is provided. The spray nozzle switches between the quenching coolant and the compressed air by the switching mechanism and sprays. Accordingly, the heating head can be moved not only in a single direction but also in a plurality of directions for quenching. For example, bi-directional quenching and annealing can be performed.
以上のようにこの発明によれば、携帯型の加熱ヘッドを保持したロボットが被加熱物形状に沿って移動して誘導加熱を行うので、被加熱物の寸法や形状がどのようなものであっても均一に加熱することができ、焼き入れ、焼き鈍し後のワークの硬度、深度のばらつきを抑えて、高い焼き入れ品質を得ることができる。 As described above, according to the present invention, since the robot holding the portable heating head moves along the shape of the object to be heated and performs induction heating, what is the size and shape of the object to be heated. However, it is possible to heat evenly, and it is possible to obtain high quenching quality by suppressing variations in hardness and depth of the workpiece after quenching and annealing.
また、加熱ヘッドの出力、ロボットの移動速度、ギャップをコントロールすることで、加熱温度のコントロールが可能となり、焼き入れ、焼き鈍し後のワークを所望の硬度、深度に制御することができる。 In addition, by controlling the output of the heating head, the moving speed of the robot, and the gap, the heating temperature can be controlled, and the workpiece after quenching and annealing can be controlled to a desired hardness and depth.
また、携帯型の加熱ヘッドをロボットが保持して移動加熱するので、被加熱物の形状や寸法が大型化しても、装置を大型化する必要がなくなるとともに、焼き入れ用冷却液と圧縮空気を切り換えることによりロボットの動作の簡略化が可能となる。 Moreover, since the robot holds the portable heating head and moves and heats it, it is not necessary to increase the size of the device even when the shape and size of the object to be heated is increased, and the quenching coolant and compressed air are used. The operation of the robot can be simplified by switching.
以下、本発明の実施形態に係る高周波誘導加熱装置について詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る高周波誘導加熱装置を示した外観図である。同図に示すように、高周波誘導加熱装置は、携帯型の加熱ヘッド1、加熱ヘッド1を保持して移動させるロボット2、ロボット2の動作を制御するロボット制御部3、および加熱ヘッド1の出力を制御する高周波制御部4を備えている。
Hereinafter, the high frequency induction heating apparatus according to the embodiment of the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is an external view showing a high frequency induction heating apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the high frequency induction heating apparatus includes a
加熱ヘッド1は、高周波電流を流すコイル等により構成されており(図2参照)、高周波制御部4とフレキシブルケーブルで接続されている。したがって、加熱ヘッド1は、自由に移動させることができ、接続されているロボット2により所定の軌道で移動させることができる。詳細は後述する。
The
高周波制御部4は、高周波電流を供給する電源、発振器等により構成されており、加熱ヘッド1に流す高周波電流の出力をコントロールする。ここでは、トランジスタインバータ式発振器を用いる。トランジスタインバータ式発振器を用いることで高周波数(例えば120KHz)、高出力(30KW)を実現することができる。なお、他の方式の発振器を用いてもよい。
The high
ロボット2は加熱ヘッド1を保持しており、ロボット制御部3の制御に応じて加熱ヘッド1を3次元に移動させる産業用ロボットである。ロボット制御部3は、ロボット2の軌道、および速度をコントロールする。ロボット2の軌道、および速度は、予めティーチングしておくことができ、指定の条件で繰り返し同じ移動を行うことができる。
The
図2は、本発明の実施形態に係る高周波誘導加熱装置の加熱ヘッド部を示した外観図である。同図に示すように、加熱ヘッド1は、高周波電流を流す加熱コイル11、加熱コイル11の前後に噴射部12、温度センサ13を備えている。また、加熱ヘッド1は、ロボット2に接続するためのロボット取付部21を備えている。
FIG. 2 is an external view showing a heating head portion of the high-frequency induction heating apparatus according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
加熱コイル11は、高周波制御部4の制御により、高周波電流を流して被加熱物(ワーク)を誘導加熱する。加熱コイル11に高周波電流を流すと、交番磁界が発生する。この交番磁界によりワーク内に渦電流が誘起され、ジュール熱によってワークが自己発熱する。このような高周波誘導加熱においては、高周波電流の出力をコントロールすることによってワークの加熱温度をコントロールすることができ、一般には常温〜1000℃程度にワークを加熱することができる。
Under the control of the high-
加熱コイル11は、ワークの形状に応じて種々の形を取り得るが、本実施形態においては、略ロの字型(中空の直方体形状)のコイルとする。無論、この形状以外のコイルであってもよい。例えば曲面からなるワークを加熱する場合には、この曲面に沿った形状に、凸状(または凹状)に湾曲したコイルを用いてもよい。被加熱物であるワークは、様々な形状、材質が考えられるが、例えば樹脂成形用の金型、自動車用鉄鋼部材等である。なお、加熱コイル11は、内部にコイル冷却用の冷却水を循環する管等(図示せず)を備えており、冷却水を循環することで高周波電流による自己発熱を抑える構造となっている。 Although the heating coil 11 can take various shapes according to the shape of the workpiece, in the present embodiment, the heating coil 11 is a substantially rectangular (hollow rectangular parallelepiped) coil. Of course, coils other than this shape may be used. For example, when heating a workpiece having a curved surface, a coil curved in a convex shape (or concave shape) may be used along the curved surface. Although the workpiece | work which is a to-be-heated object can consider various shapes and materials, it is the metal mold | die for resin molding, the steel member for motor vehicles etc., for example. The heating coil 11 includes a pipe (not shown) that circulates cooling water for cooling the coil inside, and has a structure that suppresses self-heating due to high-frequency current by circulating the cooling water.
噴射部12は、加熱コイル11の前後に複数(本実施形態においては二つ)設置され、ワーク表面に対して流体物を噴射するものである。それぞれの噴射部12は流体物を噴射する複数のノズルを備えている。いずれか一の噴射部12には、圧縮空気を供給し、他方の噴射部12には焼き入れ用冷却液を供給する。それぞれの噴射部12に、圧縮空気と焼き入れ用冷却液のどちらを供給するかは噴射部12に接続される噴射用制御機構(後述する)によって決定される。
A plurality of (two in the present embodiment) jetting
冷却液を噴射する噴射部12は、焼き入れ用冷却液を加熱コイル11で高温に誘導加熱されたワーク表面に吹きつけ、ワークを急冷するものである。これによりワークは焼き入れされ、このように高温加熱後に急冷されて焼き入れされたワークは、表面が硬く、耐摩耗性にも優れ、高寿命の金属部材となる。
The
圧縮空気を噴射する噴射部12は、加熱コイル11の表面付近に空気を吹きつけ、焼き入れ用冷却液の飛散を防止するものである。加熱コイル11の表面付近に空気を吹きつけることで、加熱コイル近傍に空気の遮蔽ができ、ワーク表面に冷却液が飛散することを防止できる。
The
温度センサ13は、加熱コイル11の近傍に設置される非接触式の温度センサであり、例えば熱電対を直列に並べた赤外線センサによって構成される。温度センサ13は、加熱コイル11によって誘導加熱されたワークの表面温度を測定することができる。ワーク表面の温度を測定することで、ワークの場所による加熱温度のばらつきを検出することができる。なお、この温度センサ13も加熱コイル11の前後に複数(同図においては二つ)設置され、これにより前後どちらの方向にも加熱ヘッド1を移動させることができる。
The
ロボット取付部21は、上述したロボット2と接続するための接続機構であり、ロボット2は、これを介して加熱ヘッド1を保持して移動させることができる。
The robot mounting portion 21 is a connection mechanism for connecting to the
本発明の高周波誘導加熱装置は、ロボット2が加熱ヘッド1を保持し、ワークの形状に沿って移動させることで、複雑な形状のワークであっても均一な温度で移動焼き入れ、または焼き鈍しを行うことができる。
In the high frequency induction heating apparatus of the present invention, the
次に、高周波誘導加熱装置の構成について詳細に説明する。図3は、本発明の実施形態に係る高周波誘導加熱装置のブロック図である。同図に示すように、高周波誘導加熱装置は、加熱ヘッド1、ロボット2、ロボット制御部3、高周波制御部4、演算部5、メモリ6、および供給制御部7を備えている。
Next, the configuration of the high frequency induction heating apparatus will be described in detail. FIG. 3 is a block diagram of the high frequency induction heating device according to the embodiment of the present invention. As shown in the figure, the high frequency induction heating apparatus includes a
加熱ヘッド1の加熱コイル11は、高周波制御部4に接続されている。噴射部12は、供給制御部7に接続され、供給制御部7は高周波制御部4に接続されている。温度センサ13は、演算部5に接続され、この演算部5には、ロボット制御部3、高周波制御部4およびメモリ6が接続されている。ロボット制御部3は、ロボット2に接続されている。
The heating coil 11 of the
供給制御部7は、噴射部12に圧縮空気、焼き入れ用冷却液を供給し、これらをコントロールする噴射用制御機構である。上述したように、複数の噴射部12には圧縮空気と焼き入れ用冷却液のいずれかを供給するが、どちらを供給するかは供給制御部7が決定する。
The supply control unit 7 is an injection control mechanism that supplies compressed air and quenching coolant to the
供給制御部7は、エアコンプレッサや工場用ライン等の圧縮空気供給源から圧縮空気の供給を受けており、また、ウォーターポンプやタンクを備えた冷却液供給源から焼き入れ用冷却液の供給を受けている。供給制御部7は、複数の噴射部12に圧縮空気と焼き入れ用冷却液のいずれかを選択して供給することができる切り換え機構を有している。
The supply control unit 7 is supplied with compressed air from a compressed air supply source such as an air compressor or a factory line, and supplies quenching coolant from a coolant supply source having a water pump or a tank. is recieving. The supply control unit 7 has a switching mechanism that can select and supply either compressed air or quenching coolant to the plurality of
演算部5は、温度センサ13からワークの表面温度データを取得する。さらに、ロボット制御部3からロボット2の位置(軌道)、移動速度を取得し、高周波制御部4から加熱コイル11の出力設定値を取得する。演算部5は、ワーク表面温度、ロボット2の位置、移動速度、加熱コイル11の出力の関係をリアルタイムに比較することが可能である。また、演算部5は、ロボット制御部3の制御するロボット2の軌道、移動速度を設定することが可能であり、高周波制御部4の制御する加熱コイル11の出力を設定することも可能である。
The calculation unit 5 acquires the surface temperature data of the workpiece from the
演算部5は、ロボット2の軌道、移動速度をティーチングする。ロボット2の軌道は、この高周波誘導加熱装置を使用するユーザ等があらかじめ設定する。また、工場出荷時に種々のワークを想定した複数の設定条件をメモリ6に記憶させておいてもよい。高周波誘導加熱装置のユーザは、いずれかの設定条件を選択すればよい。演算部5は、ユーザが設定した軌道をロボット制御部3に入力してロボット2をティーチングする。図4に焼き入れ、焼き鈍し工程の模式図を示す。同図に示すように、加熱ヘッド1は、ロボット2によってワーク8に沿って移動する。高周波誘導加熱装置のユーザは、あらかじめワーク8に沿った軌道になるよう設定しておき、ロボット2はロボット制御部3の制御によって設定された軌道で移動する。
The arithmetic unit 5 teaches the trajectory and movement speed of the
ワーク8のうち、加熱コイル11の近傍は誘導加熱されて高温となる。焼き入れ工程においては、例えば800℃程度の高温に加熱される。このとき、噴射部12からは、圧縮空気と焼き入れ用冷却液が噴射される。焼き入れ用冷却液は、加熱ヘッド1の移動方向の後方に設置されている噴射部12から噴射される。圧縮空気は、移動方向の前方に設置されている噴射部12から噴射される。供給制御部7は、加熱ヘッド1の移動方向に応じて圧縮空気と冷却液の噴射を切り換える。すなわち、供給制御部7は、高周波制御部4を介して演算部5から加熱ヘッド1の移動方向の情報を受信し、移動前方に圧縮空気を噴射、移動後方に冷却液を噴射するように制御する。このように、移動方向に応じて圧縮空気と冷却液を切り換えることで、双方向に焼き入れを行うことができる。なお、焼き鈍し工程においては、冷却液の噴射は行わないが、上記と同様に双方向に焼き鈍しを行うことができる。
Of the workpiece 8, the vicinity of the heating coil 11 is heated by induction heating. In the quenching step, the substrate is heated to a high temperature of about 800 ° C., for example. At this time, compressed air and quenching coolant are injected from the
ワーク8は、高温に加熱された後、焼き入れ用冷却液によって急冷される。加熱ヘッド1が連続移動することで、ワーク8の表面全体が高温加熱後、急冷されて焼き入れされることになる。このような焼き入れ工程において、ワーク8の加熱温度と、冷却の速度を変化させることによって焼き入れ後の硬度、深度(焼き入れされる深さ)が変化する。また、焼き鈍し工程においても加熱温度を変化させることで硬度、深度が変化する。
After the workpiece 8 is heated to a high temperature, it is rapidly cooled by the quenching coolant. As the
加熱コイル11の出力が高く、加熱コイル11とワーク8のギャップが狭く、ロボット2の移動速度が遅いほど加熱温度は高くなる。冷却の速度は焼き入れ用冷却液の種類によって変化する。焼き入れ用冷却液には、焼き入れ水や焼き入れ油を用いる。一般に、焼き入れ水の場合には高速に冷却され、焼き入れ油の場合は低速に冷却される。これらの条件を、ワークの材質によって変え、焼き入れ後の硬度、深度をコントロールする。
The heating temperature becomes higher as the output of the heating coil 11 is higher, the gap between the heating coil 11 and the workpiece 8 is narrower, and the moving speed of the
さらに、本発明の実施形態に係る高周波誘導加熱装置は、以下のような動作を行う。演算部5は、所定の出力、移動速度、軌道で予備加熱を行うようにロボット制御部3と高周波制御部4に指示する。予備加熱はワーク8の材料特性が変化しない程度の温度で移動加熱する。例えば、ワーク8の表面温度が200℃程度に加熱されるようにする。予備加熱においては、一定の出力、移動速度でワーク8に沿って移動させる。供給制御部7は、予備加熱時において噴射部12から圧縮空気と冷却液を噴射しないよう制御する。
Furthermore, the high frequency induction heating device according to the embodiment of the present invention performs the following operation. The calculation unit 5 instructs the
温度センサ13は、予備加熱時のワーク8の表面温度を検出する。演算部5は、リアルタイムにワーク8の表面温度、加熱コイル11の出力、ロボット2の移動速度、および位置を取得する。したがって、予備加熱によって、ワーク表面温度のばらつきを検出することができる。演算部5は、この表面温度のばらつきを無くし、均一化されるように加熱コイル11の出力、ロボット2の移動速度、位置(主にギャップ)を修正演算する。
The
演算部5は、各ワークの材質に応じて、ワーク表面温度と、加熱コイル11の出力、ロボット2の移動速度、およびギャップの関係を記載したデータベースをメモリ6に備えており、予備加熱によって検出したワーク表面温度を用いてこのデータベースを参照し、修正演算することができる。なお、マニュアルにより各種条件を変更することも可能である。一定の出力、速度、ギャップで予備加熱を行ったのち、ワーク表面温度のばらつきを参照し、マニュアルでそれぞれの位置における出力、速度、ギャップを変更する。
The calculation unit 5 has a database in which the relationship between the workpiece surface temperature, the output of the heating coil 11, the movement speed of the
これにより、ワーク全体の焼き入れ(焼き鈍し)硬度、深度をさらに均一化することが可能となり、高い焼き入れ品質を得ることができる。 Thereby, it becomes possible to make the hardening (annealing) hardness and depth of the whole workpiece more uniform, and high quenching quality can be obtained.
以上のように、本発明の実施形態に係る高周波誘導加熱装置は、ロボットが携帯型の加熱ヘッドを保持してワークに沿って移動するので、複雑な形状のワークであっても3次元に移動加熱することができ、均一に加熱、冷却することができる。また、ワークの材料特性が変化しない程度に予備加熱を行い、ワーク表面の温度分布を測定し、このワーク表面の温度分布を均一にするように加熱ヘッドの出力、ロボットの移動速度、ロボットの軌道を修正するので、さらに高い焼き入れ、焼き鈍し品質を得ることができる。また、上記のパラメータを種々設定することで、本加熱の温度を変更することができ、焼き入れ(焼き鈍し)硬度、深度を制御することもできる。 As described above, the high-frequency induction heating apparatus according to the embodiment of the present invention moves along a workpiece while the robot holds a portable heating head, so even a complex-shaped workpiece moves in three dimensions. It can be heated and can be heated and cooled uniformly. Also, preheating is performed to such an extent that the material properties of the workpiece do not change, the temperature distribution on the workpiece surface is measured, the output of the heating head, the robot movement speed, the robot trajectory so that this workpiece surface temperature distribution is uniform. Is corrected, so that higher quenching and annealing quality can be obtained. Moreover, the temperature of this heating can be changed by setting said parameter variously, and quenching (annealing) hardness and depth can also be controlled.
なお、本発明の高周波誘導加熱装置は、焼き入れ、焼き鈍し以外の用途に用いることも可能である。ろう付け、半田付け、溶接等、高周波誘導加熱の一般的な用途に用いることもできる。 In addition, the high frequency induction heating apparatus of this invention can also be used for uses other than quenching and annealing. It can also be used for general applications of high-frequency induction heating, such as brazing, soldering, and welding.
1−加熱ヘッド
2−ロボット
3−演算部
4−高周波制御部
5−ロボット制御部
6−メモリ
7−供給制御部
8−ワーク
1-Heating head 2-Robot 3-Calculation unit 4-High frequency control unit 5-Robot control unit 6-Memory 7-Supply control unit 8-Work
Claims (3)
前記加熱ヘッドの出力を設定する加熱ヘッド制御手段と、
前記加熱ヘッドを保持し、所定の速度、軌道で被加熱物近傍を移動させるロボットと、
前記ロボットの移動速度と軌道を設定するロボット制御手段と、
を備えた高周波誘導加熱装置。 A portable heating head for inductively heating an object to be heated by passing a high-frequency current;
Heating head control means for setting the output of the heating head;
A robot that holds the heating head and moves the vicinity of the object to be heated at a predetermined speed and orbit,
Robot control means for setting the moving speed and trajectory of the robot;
A high-frequency induction heating device equipped with.
表面温度と、加熱ヘッドの出力、ロボット移動速度、または軌道との関係を記録したメモリをさらに備え、
前記加熱ヘッド制御手段と前記ロボット制御手段は、所定の出力、移動速度、および軌道で被加熱物の予備加熱を行い、前記予備加熱の後、前記温度センサの検出値とメモリ内容に基づいて、加熱ヘッドの出力、ロボットの移動速度、またはロボットの軌道を修正し、本加熱を行う請求項1に記載の高周波誘導加熱装置。 A temperature sensor for detecting the surface temperature of the object to be heated;
It further includes a memory that records the relationship between the surface temperature and the output of the heating head, the robot moving speed, or the trajectory,
The heating head control means and the robot control means preheat the article to be heated with a predetermined output, moving speed, and trajectory, and after the preheating, based on the detected value of the temperature sensor and the memory contents, The high frequency induction heating apparatus according to claim 1, wherein the heating is performed by correcting the output of the heating head, the moving speed of the robot, or the trajectory of the robot.
前記噴射手段へ焼き入れ用冷却液、または圧縮空気を切り換えて供給する切り換え手段と、をさらに備えた請求項1、または請求項2に記載の高周波誘導加熱装置。 A plurality of injection means for injecting quenching coolant or compressed air;
The high-frequency induction heating apparatus according to claim 1, further comprising switching means for switching and supplying quenching coolant or compressed air to the spraying means.
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