JP4471415B2 - 線状加熱による金属板の曲げ加工形状評価方法 - Google Patents
線状加熱による金属板の曲げ加工形状評価方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4471415B2 JP4471415B2 JP13123799A JP13123799A JP4471415B2 JP 4471415 B2 JP4471415 B2 JP 4471415B2 JP 13123799 A JP13123799 A JP 13123799A JP 13123799 A JP13123799 A JP 13123799A JP 4471415 B2 JP4471415 B2 JP 4471415B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal plate
- heating
- shape
- temperature
- measured
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims description 87
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims description 70
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims description 70
- 238000005452 bending Methods 0.000 title claims description 19
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 title claims description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 12
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 4
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は線状加熱による金属板の曲げ加工形状を評価するための方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年の造船部門での先進的な金属板の曲げ加工方法としては、線状加熱曲げ加工法が採用されている(特開平6−226360号、特開平7−24534号、特開平7−60368号、特開平7−75835号、特願平8−309047号等)。これは、有限要素法(FEM)を応用して、目的の曲面を与える加熱線の配置と入熱量を算出し、これを平面に与えることで曲面を得るようにしたものである。
【0003】
上記線状加熱曲げ加工法により平板状の金属板を加工して船殻曲り外板を製作した場合、その曲げ加工形状が目的形状となっているか否かの確認及び評価を行う必要がある。
【0004】
従来の形状評価方法としては、手作業による線状加熱曲げ加工の場合、曲面のいくつかの断面を表す型板を一定間隔に配置し、その型板同士を平行に且つ型板上の基準点を一直線上に見通せる位置に置くことにより、目的とする曲面形状を対象の金属板の上に表現し、この曲面と金属板の形状との間の隙間を確認することにより曲げ形状を評価するようにしたものがあり、又、自動線状加熱装置による線状加熱曲げ加工の場合は、レーザ距離計をNC台車に搭載し、これを平面内の計画計測位置に導いて、その点における高さを計測し、これを金属板上を格子状にたどりながら繰り返すことにより曲げ加工後の曲面形状を求め、この計測データを計画の形状データと比較することにより評価を行うようにしたものがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前者の場合には、型板による計測の誤差が大きく、又、確認も目視で行われるため記録されず、第三者による一般的な評価や後の利用もできない、という問題がある。
【0006】
一方、後者の場合には、1点毎に計測を繰り返すため、曲面を評価できるだけの点数の計測に時間がかかる。因に、3m×20m程度の大きさの金属板では、1点当り約1秒、全体で40分程度かかってしまう。又、加熱直後に計測したのでは、金属板の温度が高く、且つ先に加熱を行った部分と後から加熱を行った部分とでは温度差が大きくなるので、冷却後の曲面形状とは異なってしまい、したがって、これをそのまま計測しても評価ができないという問題があり、更に、金属板が室温になるまで冷却するために、散水による強制冷却を施したとしても、1時間以上待たなければならない。
【0007】
そこで、本発明は、確認したいときに直ちに計測を行うことができるようにすることにより、計測のために要する時間を大幅に削減することができるような線状加熱による金属板の曲げ加工形状評価方法を提供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、加熱中又は加熱直後の金属板の形状を形状計測装置により計測すると共に、該計測時点の金属板の温度分布を非接触式温度計により計測し、該計測した温度分布を上記加熱の実施に用いた加熱線の配置と対比させることにより、温度分布を計測した時点の各加熱線の温度を同定し、次に、加熱線が与える固有変形を冷却の過程での温度に対応した固有変形として求められるようにデータが蓄えられた各温度水準における加熱線の固有変形のデータベースを基に、上記同定した各加熱線の温度と対応する固有変形の推定値を求め、更に、該固有変形の推定値を基にFEM弾性シミュレーションを行うことにより、温度分布を計測した時点の金属板の目標形状を推定して、該推定目標形状と上記計測した金属板の形状とを比較することにより、金属板の曲げ加工形状の評価を行うようにし、又、金属板の温度分布を非接触式温度計によって計測することに代えて、加熱条件に基づき熱伝達、熱伝導解析を行うことにより、加熱中又は加熱直後の金属板の形状を計測した時点での金属板の温度分布を推定して、金属板の曲げ加工形状の評価を行うようにしたり、あるいは接触式温度計により金属板のいくつかの点の部分的な温度を計測し、且つ熱伝導解析又は数値解析により非計測点の温度を補間推定して、加熱中又は加熱直後の金属板の形状を計測した時点での金属板の温度分布を求め、金属板の曲げ加工形状の評価を行うようにする線状加熱による金属板の曲げ加工形状評価方法とする。
【0009】
金属板の表面の温度分布の計測データを自動線状加熱装置が内蔵する対象部材のFEMモデルの上に重ねて、加熱線の位置と計測した温度を対応させると、各加熱線の計測時点の温度を知ることができ、この温度に対応した固有変形を知ることで、これを計画の加熱線に与えたFEMによる弾性シミュレーションから、計測時点にあるべき目標形状が求まるので、これを計測形状と比較すれば、加熱直後又は加熱の進行中でも計測、評価が可能となる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【0011】
図1乃至図5は本発明の線状加熱による金属板の曲げ加工形状評価方法の実施の一形態を示すものである。
【0012】
先ず、図1のステップI及び図2に示す如く、加熱中(又は加熱直後)の金属板1の形状を、NC架台に搭載されたレーザ距離計による形状計測装置3によって計測すると共に、金属板1の表面温度分布を、非接触式温度計としての赤外線温度計2によって、一度に広範囲に亘って計測する。なお、図2において、4は既に施された加熱線、5は自動線状加熱装置の高周波誘導加熱コイル6によって現在加熱中の加熱線を示す。
【0013】
上記金属板1の表面温度分布は、加熱中のところでは金属板1を高周波誘導加熱コイル6で加熱したときに該金属板1の表面温度が該高周波誘導加熱コイル6が通過すると下がり始めて金属板1の裏面温度と一致するところの温度をとらえるようにする。この金属板1の表面と裏面の温度が一致する点は、高周波誘導加熱コイル6の移動速度により異なるが、移動速度が100mm/min 〜3000mm/min で加熱後1〜30秒である。
【0014】
次に、図1のステップII及び図3に示す如く、上記計測温度分布を、上記加熱の実施に用いた加熱線配置と対比させることにより、加熱線4,5の計測時点の温度を同定する。すなわち、温度分布のデータを、自動線状加熱装置が内蔵している対象部材のFEMモデル1′の上に重ねて、その上に配置されている加熱線4,5の位置と計測した温度を対応させることにより各加熱線4,5の計測時点の温度を同定する。なお、図3において、FEMモデル1′の各メッシュ内の数値は計測温度を示しており、先に加熱された部分の温度が低く、加熱中の部分とその付近の温度が高くなっている。
【0015】
次いで、図1のステップIII、IVの如く、各温度水準における加熱線の固有変形について、データベースを基に、上記同定した温度に対応する固有変形の推定値を求めるようにする。上記データベースとしては、図4に一例を示す如く、加熱線が与える固有変形(金属板が均一に室温まで冷えた状態)δ0を、冷却の過程での温度(たとえば、180℃)に対応した固有変形δ1として求めることができるように、系統的な数値シミュレーション(熱弾性計算)又は実験を行ってデータを予め蓄えておくものとする。なお、実験的に求めるためには非接触の計測が望ましく、CCDカメラ等を用いた画像処理手法の応用も可能である。
【0016】
更に、図1のステップVの如く、上記推定固有変形を基に、FEM弾性シミュレーションを行うことにより、計測時点の目標形状を推定する。すなわち、推定固有変形を弾性FEM計算の加熱方案に入力して自由変形シミュレーションを行うようにすると、その結果得られる形状がこの計測時点にあるべき目標の形状となる。
【0017】
しかる後、図1のステップV及び図5に示す如く、上記推定目標形状1aと計測形状1bとを比較して、その差について許容できるかどうかの判断を行うことにより、室温まで冷却した後に計測して目的の形状1cと比較するのと同等の評価が実現する。
【0018】
このように、本発明においては、加熱中、又は加熱直後、確認したいときに直ちに計測を行うことができる。これにより、計測のために割かれる時間を大幅に削減することができる。このことは、複数の金属板を連続的に加熱して行く自動化システムにおいてその稼動効率を著しく高める効果がある。又、線状加熱と並行したリアルタイム形状計測が可能になることから、本発明では、加熱の進捗度の異なる時点で各回少数の点を計測し、そのときの計画形状との差をプールして全部のデータを評価することができ、加熱を中断することなく形状の評価を行うことができる。
【0019】
なお、上記実施の形態では、金属板1の温度分布を赤外線式温度計2によって計測する場合を示したが、これに代えて、算出されている加熱条件(加熱位置、加熱の入力=熱源の出力と移動速度、加熱順序)に基づき、熱伝達、熱伝導解析を行うことによって形状計測時点の温度分布を推定するようにしたり、あるいは、接触式温度計等により金属板1のいくつかの点の部分的な温度を計測し、且つ熱伝導解析又は数値解析により非計測点の温度を補間推定するようにしてもよく、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【0020】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明の線状加熱による金属板の曲げ加工形状評価方法によれば、加熱中又は加熱直後の金属板の形状を形状計測装置により計測すると共に、該計測時点の金属板の温度分布を非接触式温度計により計測し、該計測した温度分布を上記加熱の実施に用いた加熱線の配置と対比させることにより、温度分布を計測した時点の各加熱線の温度を同定し、次に、加熱線が与える固有変形を冷却の過程での温度に対応した固有変形として求められるようにデータが蓄えられた各温度水準における加熱線の固有変形のデータベースを基に、上記同定した各加熱線の温度と対応する固有変形の推定値を求め、更に、該固有変形の推定値を基にFEM弾性シミュレーションを行うことにより、温度分布を計測した時点の金属板の目標形状を推定して、該推定目標形状と上記計測した金属板の形状とを比較することにより、金属板の曲げ加工形状の評価を行うようにするので、加熱中、又は加熱直後、いつでも直ちに計測を行うことができ、これにより、計測のために要する時間を大幅に削減することができ、又、このことから、複数の金属板を連続的に加熱して行く自動化システムにおいてその稼動率を著しく高めることができるという優れた効果を発揮し、更に、金属板の温度分布を非接触式温度計によって計測することに代えて、加熱条件に基づき熱伝達、熱伝導解析を行うことにより、加熱中又は加熱直後の金属板の形状を計測した時点での金属板の温度分布を推定して、金属板の曲げ加工形状の評価を行うようにしても、あるいは、接触式温度計により金属板のいくつかの点の部分的な温度を計測し、且つ熱伝導解析又は数値解析により非計測点の温度を補間推定して、加熱中又は加熱直後の金属板の形状を計測した時点での金属板の温度分布を求め、金属板の曲げ加工形状の評価を行うようにすることによっても、同様な効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の線状加熱による金属板の曲げ加工形状評価方法の実施の一形態を示すフローチャートである。
【図2】赤外線温度計により金属板の表面温度分布を計測している状態を示す概略図である。
【図3】計測した温度分布と加熱線を重ねて見た状態の模式図である。
【図4】温度に伴う加熱が与える固有ひずみ変化の概念図である。
【図5】推定目標形状と計測形状と目的形状との関連の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
1 金属板
1a 目標形状
1b 計測形状
2 赤外線温度計
3 形状計測装置
4,5 加熱線
Claims (3)
- 加熱中又は加熱直後の金属板の形状を形状計測装置により計測すると共に、該計測時点の金属板の温度分布を非接触式温度計により計測し、該計測した温度分布を上記加熱の実施に用いた加熱線の配置と対比させることにより、温度分布を計測した時点の各加熱線の温度を同定し、次に、加熱線が与える固有変形を冷却の過程での温度に対応した固有変形として求められるようにデータが蓄えられた各温度水準における加熱線の固有変形のデータベースを基に、上記同定した各加熱線の温度と対応する固有変形の推定値を求め、更に、該固有変形の推定値を基にFEM弾性シミュレーションを行うことにより、温度分布を計測した時点の金属板の目標形状を推定して、該推定目標形状と上記計測した金属板の形状とを比較することにより、金属板の曲げ加工形状の評価を行うようにすることを特徴とする線状加熱による金属板の曲げ加工形状評価方法。
- 金属板の温度分布を非接触式温度計によって計測することに代えて、加熱条件に基づき熱伝達、熱伝導解析を行うことにより、加熱中又は加熱直後の金属板の形状を計測した時点での金属板の温度分布を推定して、金属板の曲げ加工形状の評価を行うようにする請求項1記載の線状加熱による金属板の曲げ加工形状評価方法。
- 金属板の温度分布を非接触式温度計によって計測することに代えて、接触式温度計により金属板のいくつかの点の部分的な温度を計測し、且つ熱伝導解析又は数値解析により非計測点の温度を補間推定して、加熱中又は加熱直後の金属板の形状を計測した時点での金属板の温度分布を求め、金属板の曲げ加工形状の評価を行うようにする請求項1記載の線状加熱による金属板の曲げ加工形状評価方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13123799A JP4471415B2 (ja) | 1999-05-12 | 1999-05-12 | 線状加熱による金属板の曲げ加工形状評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13123799A JP4471415B2 (ja) | 1999-05-12 | 1999-05-12 | 線状加熱による金属板の曲げ加工形状評価方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000317530A JP2000317530A (ja) | 2000-11-21 |
JP4471415B2 true JP4471415B2 (ja) | 2010-06-02 |
Family
ID=15053223
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13123799A Expired - Fee Related JP4471415B2 (ja) | 1999-05-12 | 1999-05-12 | 線状加熱による金属板の曲げ加工形状評価方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4471415B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5473710B2 (ja) * | 2010-03-26 | 2014-04-16 | 住友重機械工業株式会社 | 温度推定装置及び解析装置 |
JP6545033B2 (ja) * | 2015-08-18 | 2019-07-17 | 株式会社明和eテック | 三次元温度分布表示装置 |
JP6859164B2 (ja) * | 2017-04-06 | 2021-04-14 | 川崎重工業株式会社 | 変形加工支援システムおよび変形加工支援方法 |
JPWO2022191301A1 (ja) * | 2021-03-08 | 2022-09-15 | ||
CN116626091B (zh) * | 2023-07-21 | 2023-09-29 | 江苏德励达新材料股份有限公司 | 一种聚氨酯材料耐热检测装置 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2666674B2 (ja) * | 1993-01-29 | 1997-10-22 | 石川島播磨重工業株式会社 | 線状加熱による金属板の曲げ加工方法 |
JP2666685B2 (ja) * | 1993-07-12 | 1997-10-22 | 石川島播磨重工業株式会社 | 線状加熱による金属板の曲げ加工方法 |
JP2626496B2 (ja) * | 1993-08-26 | 1997-07-02 | 石川島播磨重工業株式会社 | 線状加熱による金属板の曲げ加工方法 |
JP2666691B2 (ja) * | 1993-09-07 | 1997-10-22 | 石川島播磨重工業株式会社 | 線状加熱による金属板の曲げ加工方法 |
JPH09323129A (ja) * | 1996-06-05 | 1997-12-16 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 線状加熱変形算出データのリアルタイム修正方法 |
JPH105868A (ja) * | 1996-06-18 | 1998-01-13 | Nippon Steel Corp | 制御冷却鋼板の形状制御方法 |
JP3849189B2 (ja) * | 1996-11-13 | 2006-11-22 | 石川島播磨重工業株式会社 | 線状加熱による金属板の曲げ加工方法 |
JP3277366B2 (ja) * | 1997-02-10 | 2002-04-22 | 株式会社神戸製鋼所 | 金属材原板加工管理システム |
-
1999
- 1999-05-12 JP JP13123799A patent/JP4471415B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000317530A (ja) | 2000-11-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4471415B2 (ja) | 線状加熱による金属板の曲げ加工形状評価方法 | |
JP5926816B2 (ja) | 室内で温度監視するためのシステムおよび方法 | |
CN101868308B (zh) | 温度分布曲线推测方法 | |
JP2015508490A5 (ja) | ||
JP2004145674A (ja) | プレス曲げ成形型の型面の設計方法 | |
JP6481677B2 (ja) | 鋼板の残留応力推定方法および鋼板の製造方法ならびに鋼板の残留応力推定装置および鋼板の製造設備 | |
JP3849189B2 (ja) | 線状加熱による金属板の曲げ加工方法 | |
JP7001874B1 (ja) | 樹脂成形品の弾性率の推定方法、樹脂成形品の応力推定方法、プログラム、コンピュータ可読記録媒体、樹脂成形品の弾性率の算定装置、樹脂成形品の製造方法、樹脂成形品の弾性率のデータ取得方法、樹脂成形品の形状最適化方法、樹脂成形品の変形予測方法、樹脂成形品の破壊寿命予測方法 | |
JP5028939B2 (ja) | 異常検出装置、異常検出方法、温度調節器および熱処理装置 | |
JPH048128B2 (ja) | ||
JP2000042631A (ja) | 鋼板形状の予測方法およびその装置 | |
JPH0550143A (ja) | 熱間圧延における鋼板の圧延温度予測方法 | |
CN110184403B (zh) | 一种冷却设备工作状态评估方法、系统、介质和设备 | |
JPH09323129A (ja) | 線状加熱変形算出データのリアルタイム修正方法 | |
JP6688942B2 (ja) | 金属製造プロセス用の型板における温度分布を特定するための方法およびデバイス | |
JPH0899111A (ja) | 被圧延材の圧延温度予測方法 | |
JP4950711B2 (ja) | 熱間圧延材の板幅方向温度分布測定装置 | |
JPH09225537A (ja) | 曲げ加工方法 | |
CN118122992B (zh) | 一种用于流道板生产过程的温度监测方法及系统 | |
CN114154257A (zh) | 数据模拟仿真软件对标和物性预测方法 | |
CN112504515A (zh) | 一种基于凸出式热电偶的热流密度分布的测量方法 | |
JP2017161382A (ja) | 熱処理部材の表面熱流束の推定方法 | |
CN118518983B (zh) | 一种光纤复合架空地线故障定位方法及系统 | |
CN109585483B (zh) | 一种处理半导体晶圆的方法 | |
TWI691856B (zh) | 溫度曲線預測系統及其方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A625 | Written request for application examination (by other person) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625 Effective date: 20060426 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080818 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080826 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081023 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090602 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090729 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100302 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100302 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130312 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140312 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140312 Year of fee payment: 4 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140312 Year of fee payment: 4 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |