JP2011127159A - High frequency induction heating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、各種ワークの高周波誘導加熱による焼入れと焼鈍しを、1台の加熱装置によって略連続的に行うことが可能な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 perform quenching and annealing of various workpieces by high-frequency induction heating substantially continuously with a single heating apparatus.
一般的に、例えばギヤシャフト等の軸状ワークにおいて、その外周面の所定部位を焼入れしたり焼鈍しする場合には、所定周波数の高周波電流により、前記所定部位に渦電流を誘起させて誘導加熱する高周波誘導加熱装置が使用されている。従来、このような高周波誘導加熱装置は、加熱コイルと、冷却手段、及び焼入れもしくは焼鈍しに適した所定周波数の高周波電流を発生可能な高周波電源等をそれぞれ有している。 In general, when a predetermined part of the outer peripheral surface of a shaft work such as a gear shaft is quenched or annealed, an eddy current is induced in the predetermined part by a high-frequency current having a predetermined frequency to induce induction heating. A high frequency induction heating device is used. Conventionally, such a high frequency induction heating apparatus has a heating coil, a cooling means, a high frequency power source capable of generating a high frequency current having a predetermined frequency suitable for quenching or annealing, and the like.
そして、焼入れする際には、焼入れに適した周波数の高周波電流を発生可能な高周波電源を備えた加熱装置から、加熱コイルに焼入れ用の高周波電流を供給して誘導加熱すると共に、冷却手段の冷却水により加熱部分を急速冷却することでワークを焼入れしている。また、焼鈍しする際には、焼鈍しに適した周波数の高周波電流を発生可能な高周波電源を備えた加熱装置から、加熱コイルに焼鈍し用の高周波電流を供給して誘導加熱することでワークを焼鈍ししている。なお、この種の高周波誘導加熱装置としては、例えば特許文献1が開示されている。 When quenching, a high-frequency power source capable of generating a high-frequency current having a frequency suitable for quenching is supplied to the heating coil by supplying a high-frequency current for quenching and induction heating, and the cooling means is cooled. The workpiece is quenched by rapidly cooling the heated part with water. In addition, when annealing, a work is performed by supplying induction high-frequency current to the heating coil from a heating device equipped with a high-frequency power source capable of generating a high-frequency current having a frequency suitable for annealing. Is annealed. As this type of high-frequency induction heating device, for example, Patent Document 1 is disclosed.
しかしながら、このような高周波誘導加熱装置にあっては、ワークの焼入れと焼鈍しの条件がそれぞれ異なり、周波数の異なる高周波電源を備えた加熱装置をそれぞれ使用して行っているため、例えばワークの焼入れ後に続けて焼鈍しを行う場合に、焼入れ用の加熱装置で焼入れした後に焼鈍し用の加熱装置を作動させて行う必要があり、ワークの焼入れと焼鈍しを略連続的に行うことが困難で、その作業能率が劣る。 However, in such a high-frequency induction heating apparatus, the conditions for quenching and annealing of the workpiece are different, and each is performed using a heating apparatus having a high-frequency power source with a different frequency. When performing subsequent annealing, it is necessary to operate the heating device for annealing after quenching with the heating device for quenching, and it is difficult to quench and anneal the workpiece substantially continuously. The work efficiency is inferior.
また、焼入れ用の加熱装置で焼入れされたワークを該加熱装置から一旦取り出して、別位置に設置されている焼鈍し用の加熱装置にセットして焼鈍し作業をする必要があるため、ワークの加熱装置間の移動時等に、焼入れ不良のワークや焼入れされていないワークが、焼鈍し用の加熱装置に供給されて焼鈍しされる場合があり、所定条件で焼入れされたワークの所定条件での焼鈍しを確実に行うことが困難で、ワークに良好な焼入れ焼鈍し品質を容易かつ安定して得ることが難しい。 In addition, since it is necessary to take out the workpiece quenched by the heating device for quenching from the heating device and set it in the heating device for annealing installed at another position, When moving between heating devices, etc., workpieces that are poorly quenched or unquenched may be supplied to the heating device for annealing and annealed. It is difficult to reliably perform annealing, and it is difficult to easily and stably obtain good quenching and annealing quality for a workpiece.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ワークの焼入れと焼鈍しを1台の加熱装置で略連続的に行うことができると共に、所定条件の焼入れや焼鈍しが確実に行えて、良好な焼入れや焼鈍し品質のワークを容易かつ安定して得ることが可能な高周波誘導加熱装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances. The purpose of the present invention is to perform quenching and annealing of a workpiece substantially continuously with a single heating device, and quenching and annealing under predetermined conditions. It is an object of the present invention to provide a high-frequency induction heating apparatus capable of reliably and reliably obtaining workpieces of good quenching and annealing quality.
かかる目的を達成すべく、本発明のうち請求項1に記載の発明は、支持手段で支持されたワークの焼入れ部位及び焼鈍し部位に配置された加熱コイルと、該加熱コイルに所定周波数の高周波電流を供給する高周波電源と、前記ワークを冷却可能な冷却手段と、前記ワークに所定のマークを付与するマーク付与手段と、これらを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記高周波電源から焼入れ用の高周波電流を前記加熱コイルに供給して前記ワークの焼入れ部位を焼入れし、該焼入れ後に前記高周波電源から焼鈍し用の高周波電流を前記加熱コイルに供給して前記ワークの焼鈍し部位を焼鈍しすると共に、少なくとも前記ワークの焼鈍し後に前記マーク付与手段を作動させてワークに所定のマークを付与することを特徴とする。 In order to achieve such an object, the invention described in claim 1 of the present invention includes a heating coil disposed at a quenching part and an annealing part of a work supported by a supporting means, and a high frequency having a predetermined frequency in the heating coil. A high-frequency power source for supplying a current; a cooling unit capable of cooling the workpiece; a mark applying unit that applies a predetermined mark to the workpiece; and a control unit that controls the mark. The control unit includes the high-frequency power source. A high frequency current for quenching is supplied from a power source to the heating coil to quench the quenching portion of the workpiece, and after quenching, a high frequency current for annealing is supplied from the high frequency power source to the heating coil to anneal the workpiece. The part is annealed, and at least after the work is annealed, the mark applying means is operated to apply a predetermined mark to the work.
また、請求項2に記載の発明は、前記高周波電源が、焼入れ用の高周波電流を前記加熱コイルに供給可能な第1電源部と、焼鈍し用の高周波電流を前記加熱コイルに供給可能な第2電源部を有することを特徴とする。さらに、請求項3に記載の発明は、前記マーク付与手段が、ワークに所定色の塗料を塗布する塗料塗布装置か、あるいはワークに所定の刻印を施す刻印装置であることを特徴とする。また、請求項4に記載の発明は、前記マーク付与手段で付与されたマークを検出可能なマーク検出手段を備え、前記制御手段が、前記マーク検出手段で検出されたマークに基づいてワークが良品か不良品かを判定することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a first power supply unit capable of supplying a high frequency current for quenching to the heating coil, and a first power source capable of supplying a high frequency current for annealing to the heating coil. It has 2 power supply parts. Furthermore, the invention described in claim 3 is characterized in that the mark applying means is a paint application device for applying a predetermined color of paint to a workpiece or a marking device for applying a predetermined marking to the workpiece. According to a fourth aspect of the present invention, there is provided mark detection means capable of detecting the mark applied by the mark application means, and the control means is a non-defective product based on the mark detected by the mark detection means. Or a defective product.
本発明のうち請求項1に記載の発明によれば、制御手段の制御によりワークを焼入れし、この焼入れに略連続状態で焼鈍しすると共に、ワークの焼鈍し後にマーク付与手段を作動させてワークに所定のマークを付与するため、ワークの焼入れと焼鈍しを1台の装置で略連続した一つの作業サイクル内で行うことができて、焼入れ焼鈍し作業の能率向上を図ることができると共に、焼鈍し後のマークにより焼入れ焼鈍し不良品等の後工程への供給を防止することができて、良好な焼入れや焼鈍し品質のワークを容易かつ安定して得ることができる。 According to the invention described in claim 1 of the present invention, the workpiece is quenched by the control of the control means, and the workpiece is annealed in a substantially continuous state, and after the workpiece is annealed, the mark applying means is operated to activate the workpiece. In order to give a predetermined mark to the workpiece, quenching and annealing of the workpiece can be performed in one continuous work cycle with a single device, and the efficiency of quenching and annealing can be improved. The marks after annealing can prevent quenching and annealing and supply to post-processes such as defective products, and can easily and stably obtain a workpiece with good quenching and annealing quality.
また、請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の効果に加え、高周波電源が焼入れ用の高周波電流を加熱コイルに供給可能な第1電源部と、焼鈍し用の高周波電流を加熱コイルに供給可能な第2電源部を有するため、第1電源部と第2電源部から焼入れ用もしくは焼鈍し用の所定周波数で所定出力の高周波電流を加熱コイルに確実に供給することができる。 According to the second aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect of the invention, the high frequency power source can supply the quenching high frequency current to the heating coil, and the annealing power source. Since it has the 2nd power supply part which can supply a high frequency current to a heating coil, the high frequency current of a predetermined output is reliably supplied to a heating coil with the predetermined frequency for hardening or annealing from the 1st power supply part and the 2nd power supply part. be able to.
また、請求項3に記載の発明によれば、請求項1または2に記載の発明の効果に加え、マーク付与手段が、ワークに所定色の塗料を塗布する塗料塗布装置かあるいはワークに所定の刻印を施す刻印装置であるため、塗料や刻印によりマークをワークの所定部位に確実に付与できて、一層良好な焼入れや焼鈍し品質のワークを容易かつ安定して得ることができる。
According to the invention described in claim 3, in addition to the effect of the invention described in
さらに、請求項4に記載の発明によれば、請求項1ないし3に記載の発明の効果に加え、制御手段がマーク検出手段で検出されたマークに基づいてワークが良品か不良品かを判定するため、マーク検出手段でワークの良品と不良品とを高精度に検出できて、不良品の後工程への供給を確実に防止することができる。
Furthermore, according to the invention described in
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1〜図6は、本発明に係わる高周波誘導加熱装置の一実施形態を示している。図1に示すように、高周波誘導加熱装置1は、例えばギヤシャフトやタービン軸等からなる軸状ワークW(ワークWという)の上下端部を支持する支持手段としての上支持部材2及び下支持部材3と、上支持部材2を所定方向に移動(作動)させてワークWをクランプするワーククランプ装置4と、下支持部材3を所定方向に回転させるワーク回転装置5と、ワークWの焼入れ焼鈍し部位Waの外周側に配置された加熱コイル6を備えている。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1-6 has shown one Embodiment of the high frequency induction heating apparatus concerning this invention. As shown in FIG. 1, the high frequency induction heating apparatus 1 includes an
また、高周波誘導加熱装置1は、前記加熱コイル6を前記焼入れ焼鈍し部位Waに沿って移動させるコイル移動装置7と、加熱コイル6に一体的に設けられた冷却ジャケット8と共に冷却手段を構成して加熱コイル6に冷却水を供給する冷却水供給装置9と、前記加熱コイル6に2種類の所定周波数の高周波電流を供給する高周波電源装置10(高周波電源)と、ワークWの非焼入れ焼鈍し部位Wbに後述するマーク12を付与するマーク付与装置11(マーク付与手段)と、このワークWに付与されたマーク12を検出可能なマーク検出装置13(マーク検出手段)と、これらの各装置を制御する制御装置14(制御手段)等を備えている。
The high frequency induction heating device 1 constitutes a cooling means together with a
前記制御装置14は、CPU14a、ROM14b、RAM14c、良品表示灯15及び不良品表示灯品16等を有し、その入力側には、前記加熱コイル6の下限位置と上限位置とを検知可能な図示しないセンサが接続され、その出力側には、前記ワーククランプ装置4、ワーク回転装置5、加熱コイル6、コイル移動装置7、冷却水供給装置9、高周波電源装置10、マーク付与装置11等が接続されている。また、制御装置14には、前記マーク検出装置13が接続されると共に、後述する焼入れや焼鈍しの条件を入力可能な図示しない入力装置等が接続されている。
The
前記高周波電源装置10は、図2(a)に示すように、焼入れ用の高周波電流を発生可能な第1電源部としての第1インバータ17aと、焼鈍し用の高周波電流を発生可能な第2電源部としての第2インバータ17bと、この両インバータ17a、17bの出力端子に接続された切替器18等を有している。第1インバータ17a及び第2インバータ17bは、トランジスタ、MOSFET、IGBT等の半導体スイッチング素子を、例えばフルブリッジ接続したインバータ回路で構成され、その入力側が前記制御装置14に接続され、その出力側が所定形態の切替器18の一方の入力端子にそれぞれ接続されている。
As shown in FIG. 2A, the high-frequency
また、切替器18の出力端子は、図示しない銅板やケーブル等の導体を介して前記加熱コイル6に接続されている。そして、この高周波電源装置10は、制御装置14からの制御信号により、第1インバータ17aと第2インバータ17bが作動状態に設定されると共に、制御装置14の制御信号で切替器18が所定側に切替えられることにより、第1インバータ17aによる高周波電流かもしくは第2インバータ17bによる高周波電流が加熱コイル6に供給、すなわち加熱コイル6に第1インバータ17aによる焼入れ用の高周波電流かもしくは第2インバータ17bによる焼鈍し用の高周波電流が供給されるようになっている。
The output terminal of the
なお、高周波電源装置10は、この構成に限定されず、例えば図2(b)に示すように構成することもできる。すなわち、この高周波電源装置10は、半導体スイッチング素子のフルブリッジ接続による一つのインンバータ回路20と、このインバータ回路20を作動(オン・オフ)させる第1発振回路21a及び第2発振回路21bと、両発振回路21a、21bとインバータ回路20間に接続された切替器22等を有している。この例の場合、インバータ回路20と第1発振回路21aにより第1電源部が形成され、インバータ回路20と第2発振回路21bにより第2電源部が形成されている。
The high-frequency
そして、制御装置14の制御信号によりインバータ回路20と両発振回路21a、21bを作動状態に設定すると共に、制御装置14の制御信号で切替器22を所定側に切替えることにより、インバータ回路20の発振周波数が所定に設定される。これにより、インバータ回路20の出力端子から加熱コイル6に供給される高周波電流が第1発振回路21aによる焼入れ用の高周波電流かもしくは第2発振回路21bによる焼鈍し用の高周波電流かに設定されることになる。
Then, the
なお、この例の場合は、切替器22の接続は、両発振回路21a、21bとインバータ回路20間に限らず、図2(b)の二点鎖線で示すように、両発振回路21a、21bの入力側に接続することも可能である。この例の切替器22としては、切替器22自体に高電流が流れないため、例えば応答性(切替性)の良好な半導体スイッチ等を使用することができる。このように、高周波電源装置10としては、焼入れ用の高周波電流と焼鈍し用の高周波電流を加熱コイル6に供給可能であれば良く、例えば1つのインバータ回路や発振回路を備えて、その発振周波数を決定する電気部品の特性値を切り替えることにより、2種類の周波数の高周波電流を発生させる構成とする等、適宜の回路構成を採用することができる。
In the case of this example, the connection of the
前記加熱コイル6は、図1に示すように、例えば平面視で円環形状(もしくは馬蹄形状)に形成され、ワークWの焼入れ焼鈍し部位Waの外周面に所定の隙間を有して配設されると共に、コイル移動装置7により焼入れ焼鈍し部位Waの外周面に沿って軸方向(図1の矢印イ方向に)に移動可能に配設されている。また、加熱コイル6の例えば下面(もしくは上面)には、内部に冷却水流路が形成された円環状の前記冷却ジャケット8が一体的に配設され、この冷却ジャケット8の内周面には多数の冷却水噴射孔(図示せず)が形成されている。さらに、冷却ジャケット8の冷却水流路は、適宜のホースを介して前記冷却水供給装置9に接続されている。
As shown in FIG. 1, the
このように構成された加熱コイル6は、その両端が高周波電源装置10に電気的に接続され、該電源装置10が作動することにより、所定周波数の高周波電流が供給されると共に、前記冷却水供給装置9から冷却水がホースを介して、冷却ジャケット8の冷却水流路内に循環供給され、この冷却水が、冷却水噴射孔からワークWに向けて噴射されるようになっている。また、加熱コイル6は、制御装置14の制御信号でコイル移動装置7のモータの回転でスライダーがガイドに沿って上下動することにより、ワークWの外周側の所定範囲(焼入れ焼鈍し部位Waの範囲)内を上下動するようになっている。
The
前記マーク付与装置11は、図3に示すように、先端にノズル23bが設けられ所定色の塗料が収容された塗料タンク23aと、この塗料タンク23aを図の矢印ロの如く移動させる駆動部23cからなる塗料塗布装置23で構成されている。そして、前記制御装置14の制御信号により駆動部23cが作動することにより、塗料タンク23aがワークW方向に移動して、そのノズル23bから塗料が図3(a)の矢印ハの如く噴射されて、ワークWの非焼入れ焼鈍し部位Wbの所定位置に、図3(b)に示すようにマーク12として塗布されるようになっている。
As shown in FIG. 3, the mark applying device 11 includes a
なお、マーク付与装置11としては、図3に示す塗料塗布装置23に限定されず、例えば図4に示す刻印装置24を使用することもできる。この刻印装置24は、レーザを照射可能なレーザ発生部24aと、このレーザ発生部24aの先端に設けられた発射ノズル24bと、駆動部24c等を有し、制御装置14の制御信号で駆動部24cが作動してレーザ発生部24aからレーザが発射ノズル24bを介して、図4(a)に示すように矢印ニの如くワークWに向けて発射される。このレーザでワークWに溝(凹部)からなる例えば円形の刻印が施されて、図4(b)に示すようなマーク12が付与されるようになっている。このように、マーク付与装置11としては、ワークWの非焼入れ焼鈍し部位Wbに色や凹凸、あるいは貼付可能なシール等により、後述するマーク検出装置13や作業者の目視で識別可能なマーク12を付与可能な適宜の付与装置を使用することができる。
In addition, as the mark provision apparatus 11, it is not limited to the coating
前記マーク検出装置13は、例えば撮像カメラで構成され、ワークWの非焼入れ焼鈍し部位Wbに付与された前記マーク12を検出し、その検出信号を前記制御装置14に出力するようになっている。なお、このマーク検出装置13は、必ずしも必要ではなく、ワーク付与装置11で付与されたマーク12を自動的に認識して後工程である研磨や歪み取り工程に流す(供給する)場合に好適であるが、例えばマーク12を作業者が目視で確認して後工程に流す作業の場合には、省略することもできる。
The
次に、前記高周波誘導加熱装置1を使用したワークWの焼入れ焼鈍し作業の一例を図5の工程図及び図6のフローチャートに基づいて説明する。なお、以下の説明では、前記高周波電源装置10が図2(a)に示す構成であるものとする。先ず、前記ワークWは、図1に示すように、所定の外形形状に形成されて、所定長さの焼入れ焼鈍し部位Waと、この焼入れ焼鈍し部位Waの下部に形成された非焼入れ焼鈍し部位Wbと、上下の支持部Wc、Wd等を有している。
Next, an example of the work of quenching and annealing the workpiece W using the high frequency induction heating apparatus 1 will be described based on the process diagram of FIG. 5 and the flowchart of FIG. In the following description, it is assumed that the high-frequency
そして、加熱コイル6を下限位置である初期位置にセットし、この加熱コイル6の内側に、ワークWを上方から挿入してその下部の支持部Wdを下支持部材3で支持すると共に、ワークWの上部の支持部Wcを上支持部材2で支持し、この状態で制御装置14の制御信号によりワーククランプ装置4を作動させてワークWをクランプ(K01)する。ワークWがクランプされたら、制御装置14の制御信号で高周波電源装置10の切替器18を焼入れ側である第1インバータ17a側に切り替えて、高周波電源装置10を焼入れ側に設定(K02)し、第1インバータ17a、切替器18を介して加熱コイル6に高周波電流を供給して、焼入れ作業を開始(K03)する。
Then, the
このとき、焼入れに使用される高周波電流は、その周波数が例えば100〜200KHzに設定される。また、焼入れ作業は、制御装置14の制御信号でワーク回転装置5を作動させてワークWを回転させつつ、高周波電源装置10を作動させて高周波電流により焼入れ焼鈍し部位Waを所定温度まで誘導加熱し、かつ冷却水供給装置9を作動させて冷却ジャケット8の冷却水噴射孔から冷却水を加熱部位に噴射して急速冷却することにより行われる。また、この焼入れ作業は、制御装置14の制御信号によるコイル移動装置7の作動で、加熱コイル6をワークWの焼入れ焼鈍し部位Waの下部から上部に向けて上昇移動させることによって略連続的に行われる。
At this time, the frequency of the high-frequency current used for quenching is set to 100 to 200 KHz, for example. In the quenching operation, the work rotating device 5 is operated by the control signal of the
そして、加熱コイル6が上昇して上限位置に達したら、制御装置14の制御信号により加熱コイル6が停止し、これにより焼入れ作業が終了(K04)する。焼入れ作業が終了したら、制御装置14の制御信号によりコイル移動装置7が作動し、加熱コイル6が初期位置(下限位置)まで下降して該位置に停止する。この状態で、制御装置14の制御信号により、高周波電源装置10の切替器18を焼鈍し側である第2インバータ17b側に切り替えて、高周波電源装置10を焼鈍し側に設定(K05)して、焼鈍し作業を開始(K06)する。
And if the
この焼鈍しに使用される高周波電流は、その周波数が焼入れより低い例えば30KHz程度に設定され、この焼鈍し作業は、ワークWを回転させつつ高周波電源装置10を作動させて高周波電流により焼入れ焼鈍し部位Waを所定温度まで誘導加熱することで行われる。また、コイル移動装置7の作動で加熱コイル6をワークWの焼入れ焼鈍し部位Waの下部から上部に向けて上昇移動させることによって略連続的に行われる。この焼鈍し作業時においては、当然ながら冷却水の噴射による冷却は必要なく、冷却水供給装置9は非作動となっている。
The high-frequency current used for this annealing is set to, for example, about 30 KHz, the frequency of which is lower than that of quenching. This annealing operation is performed by quenching and annealing with the high-frequency current by operating the high-frequency
そして、加熱コイル6が再び上昇して上限位置に達したら、制御装置14の制御信号により加熱コイル6が停止し、これにより焼鈍し作業が終了(K07)する。焼鈍し作業が終了したら、制御装置14の制御信号によりコイル移動装置7が作動して、加熱コイル6が初期位置まで下降して該位置に停止すると共に、制御装置14の制御信号により前記マーク付与装置11が作動してワークWにマーキング(K08)する。
When the
このマーキングは、制御装置14によって図6に示すように制御されて行われる。すなわち、マーキングのプログラムが開始(S081)されると、焼鈍し終了か否かが判断(S082)され、この判断S082は「YES」になるまで繰り返され、図5の工程K07が実行されて「YES」となった場合は、焼入れと焼鈍しの条件が正常が否かが判断(S083)される。この条件とは、図5の工程K03、K04と工程K06、K07の焼入れ作業と焼鈍し作業時に、高周波電源装置10から出力されていた電流値や周波数及びその供給時間等であり、これらの条件が判断S083で前記入力装置により入力設定されている条件と一致しているか(あるいは予め設定した範囲内か)否かが判断されることになる。
This marking is performed under the control of the
判断S083で「YES」の場合、すなわち焼入れや焼鈍し時の条件が予め設定されている条件と一致している場合は、制御装置14の制御信号によりマーク付与装置11を作動(S084)させてワークWにマーク12を付与、すなわちマーキングする。そして、ワークWにマーキングしたら制御装置14の制御信号によりマーク検出装置13を作動(S085)させて、その信号が制御装置14に入力される。制御装置14は、マーク検出装置13からマーク12に関する信号が入力されると、マーキングが正常か否かを判断(S086)する。この判断S086で「YES」の場合、すなわち入力されたマーク12の検出信号が予め設定されているマークと一致して、検出したマーク12の色が所定の色であったり検出した刻印の形が所定の形である場合は、ワークWを良品と判定(S087)し、例えば制御装置14の良品表示灯15を点灯させ、例えば良品箱に収納する。
If “YES” in the determination S083, that is, if the conditions at the time of quenching or annealing match the preset conditions, the mark applying device 11 is operated by the control signal of the control device 14 (S084). A
一方、判断S086で「NO」場合、すなわち入力されたマーク12の検出信号が予め設定されているマークと一致せず、マーク12の色や刻印が正常に検出できなかった場合は、ワークWを不良品と判定(S088)し、例えば制御装置14の不良品表示灯16を点灯させ、不良品箱に収納する。また、前記判断S083で「NO」の場合、すなわち焼入れや焼鈍しの条件が正常でない場合も、ステップS088に移行して不良品判定され、一連のプログラムが終了(S089)する。つまり、焼入れと焼鈍しが所定の条件で正常に行われ、かつ所定のマーク12が付与されたワークWのみ、制御装置14によって良品と判定されることになる。
On the other hand, if “NO” in the determination S 086, that is, if the input detection signal of the
そして、このようにして図5の工程K08のマーキングが行われると、制御装置14の制御信号により、ワーククランプ装置4を作動させてワークWをアンクランプ(K09)し、上下支持部材2、3からワークWを取り出すことにより、ワークWの焼入れ焼鈍し作業が完了する。これにより、ワークWの焼入れと焼鈍し作業が、1台の高周波誘導加熱装置1を使用し一つの作業サイクル内で略連続した状態で行われることになる。なお、以上の焼入れ焼鈍し作業においては、焼鈍し作業時に加熱コイル6を下降させて初期位置に設定した状態で、すなわち焼入れと焼鈍しを加熱コイル6の上昇動作によって行ったが、例えば、焼鈍し作業を加熱コイル6の上限位置から開始させ、加熱コイル6が下降・停止した時点で終了させるようにしても良い。
When the marking in step K08 of FIG. 5 is performed in this way, the
このように、前記高周波誘導加熱装置1によれば、制御装置14により、高周波電源装置10の第1電源部と冷却水供給装置9を制御してワークWの焼入れ焼鈍し部位Waを焼入れし、この焼入れに略連続状態で同電源装置10の第2電源部を制御して焼入れ焼鈍し部位Waを焼鈍しするため、ワークWの焼入れと焼鈍しを1台の装置で略連続した一つの作業サイクル内で行うことができて、焼入れ焼鈍し作業の能率向上を図ることができる。
Thus, according to the high frequency induction heating device 1, the
また、高周波電源装置10が焼入れ用と焼鈍し用の2つの電源部を有し、1台の加熱装置1で焼入れと焼鈍しを略連続した状態で行うことができるため、各電源部から焼入れもしくは焼鈍し専用の高周波電流を加熱コイル6に確実に供給することができ、焼入れ品質自体や焼鈍し品質自体を精度良く行うことができる。また、焼入れ終了と焼入れ開始までの時間を極力短くすることができて、焼鈍し開始前における焼入れ部位の品質低下等を抑制することができる。
Moreover, since the high frequency
また、加熱コイル6が焼入れ焼鈍し部位Waに沿って移動可能に配設されると共に、この加熱コイル6に冷却ジャケット8が一体的に設けられているため、例えば軸状のワークWであっても、所定長さの焼入れ焼鈍し部位Waに沿って加熱コイル6を移動させながら、かつワークWを回転させつつ行うことができて、ワークWの焼入れ焼鈍し作業の能率を一層向上させたり、焼入れ焼鈍し部位の外周全域において均一な加熱状態を得ることができる。これらにより、良好な焼入れや焼鈍し品質のワークWを容易かつ安定して得ることが可能となる。
Further, since the
また、ワークWの焼鈍し後にマーク付与装置11を作動させてワークWにマーク12が付与されるため、このマーク12によりワークWが焼入れ焼鈍しされた製品であることを明確に認識できて、研磨や歪み取り等の後工程の作業において、このマークのある製品についてのみ作業を行えば良く、結果として、良好な焼入れ焼鈍し品質のワークWを安定かつ容易に得ることが可能になる。特に、制御装置14がマーク検出装置13で検出されたマーク12に基づいてワークWが良品か不良品かを判定するため、制御装置14により良品、不良品を機械的に高精度に判定することができて、不良品の良品への混入や、不良品の後工程への供給を確実に防止することができる。
In addition, since the
また、マーク付与装置11として、ワークWに所定色の塗料を塗布する塗料塗布装置23かあるいはワークWに所定の刻印を施す刻印装置24が使用されるため、塗料や刻印によりマーク12をワークWの非焼入れ焼鈍し部位Wbに確実に付与できて、マーク検出装置13による検出精度を高めて、制御装置14によるワークWの良品、不良品の自動判定精度を高めることができたり、作業者による認識を高めることができて、一層良好な焼入れや焼鈍し品質を有するワークWを容易かつ安定して得ることができる。
Further, as the mark applying device 11, a coating
さらに、高周波電源装置101が第1インバータ17a及び第2インバータ17bと切替器18等を有し、制御装置14による切替器18の制御により、第1インバータ17aもしくは第2インバータ17bから加熱コイル6に所定周波数の高周波電流を供給するように構成すれば、焼入れ用の高周波電流と焼鈍し用の高周波電流を加熱コイル6に確実に供給することができる。また、高周波電源装置10がインバータ回路20と第1発振回路21a及び第2発振回路21b等を有し、制御装置14の制御により第1発振回路21aもしくは第2発振回路21bを作動させて、インバータ回路20から加熱コイル6に所定周波数の高周波電流を供給するように構成すれば、高周波電源装置10のインバータ回路の数を減らしたり切替器22の構成等を簡素化できて、該電源装置10を安価に形成することができる。
Further, the high frequency power supply device 101 includes a
なお、前記実施形態においては、焼入れと焼鈍しの終了後にマーク付与装置13を作動させて後工程に供給するワークWにマーキングしたが、例えば図5の二点鎖線で示すように、焼入れ後に焼入れ専用のマーキング(K10)をし、焼鈍し後に焼鈍し専用のマーキング(K08)をするようにしても良く、このようにすれば、ワークWの焼入れ状態と焼鈍し状態とを個別に判定すること等が可能になる。
In the above-described embodiment, after the quenching and annealing are finished, the
また、前記実施形態においては、加熱コイル6をワークWの焼入れ焼鈍し部位Waに沿って上下方向に移動させつつ行ったが、本発明はこの構成に限定されず、ワークWの焼入れ焼鈍し部位Waの長さ等によっては、該部位Waに対応した形状の加熱コイル6を所定位置に固定的に配置し、この加熱コイル6によって焼入れと焼鈍しを1サイクル内で略連続した状態で行うこともできる。さらに、前記実施形態における、加熱コイル6の形状、制御装置14の構成等は一例であって、本発明の各発明に係わる要旨を逸脱しない範囲において適宜の構成を採用することができる。
Moreover, in the said embodiment, although the
本発明は、ギヤシャフト、タービン軸等の軸状ワークに限定されず、焼入れと焼鈍しが必要な略円柱形状や略角柱形状等の全てのワークに利用できる。 The present invention is not limited to shaft-shaped workpieces such as gear shafts and turbine shafts, but can be used for all workpieces having a substantially cylindrical shape or a substantially prismatic shape that require quenching and annealing.
1・・・高周波誘導加熱装置、2・・・上支持部材、3・・・下支持部材、4・・・ワーククランプ装置、5・・・ワーク回転装置、6・・・加熱コイル、7・・・コイル移動装置、8・・・冷却ジャケット、9・・・冷却水供給装置、10・・・高周波電源装置、11・・・マーク付与装置、12・・・マーク、13・・・マーク検出装置、14・・・制御装置、17a・・・第1インバータ、17b・・・第2インバータ、18、22・・・切替器、20・・・インバータ回路、21a・・・第1発振回路、21b・・・第2発振回路、23・・・塗料塗布装置、24・・・刻印装置、W・・・ワーク、Wa・・・焼入れ焼鈍し部位、Wb・・・非焼入れ焼鈍し部位。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... High frequency induction heating apparatus, 2 ... Upper support member, 3 ... Lower support member, 4 ... Work clamp apparatus, 5 ... Work rotating apparatus, 6 ... Heating coil, 7. ..Coil moving device, 8 ... cooling jacket, 9 ... cooling water supply device, 10 ... high frequency power supply device, 11 ... mark applying device, 12 ... mark, 13 ... mark detection Device, 14 ... control device, 17a ... first inverter, 17b ... second inverter, 18, 22 ... switch, 20 ... inverter circuit, 21a ... first oscillation circuit, 21b ... 2nd oscillation circuit, 23 ... Paint coating device, 24 ... Marking device, W ... Workpiece, Wa ... Quenching annealing part, Wb ... Non-quenching annealing part.
Claims (4)
前記制御手段は、前記高周波電源から焼入れ用の高周波電流を前記加熱コイルに供給して前記ワークの焼入れ部位を焼入れし、該焼入れ後に前記高周波電源から焼鈍し用の高周波電流を前記加熱コイルに供給して前記ワークの焼鈍し部位を焼鈍しすると共に、少なくとも前記ワークの焼鈍し後に前記マーク付与手段を作動させてワークに所定のマークを付与することを特徴とする高周波誘導加熱装置。 A heating coil disposed at a quenching part and an annealing part of the work supported by the support means, a high-frequency power source for supplying a high-frequency current of a predetermined frequency to the heating coil, a cooling means capable of cooling the work, and the work A mark providing means for applying a predetermined mark to the control means, and a control means for controlling these,
The control means supplies a high frequency current for quenching from the high frequency power source to the heating coil to quench the quenching part of the workpiece, and supplies the high frequency current for annealing from the high frequency power source to the heating coil after the quenching. A high frequency induction heating apparatus characterized in that the annealing portion of the workpiece is annealed and at least after the workpiece is annealed, the mark applying means is operated to apply a predetermined mark to the workpiece.
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