JP5209191B2 - 金属材の熱間曲げ加工装置の制御方法及び制御装置、並びにこれらを用いた熱間曲げ加工製品の製造方法、熱間曲げ加工製品 - Google Patents
金属材の熱間曲げ加工装置の制御方法及び制御装置、並びにこれらを用いた熱間曲げ加工製品の製造方法、熱間曲げ加工製品 Download PDFInfo
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Description
図1は、本発明の一実施形態に係る制御方法を適用する熱間曲げ加工装置、及び該制御方法を実施するための制御装置の全体構成を概略的に示す図である。図1に示すように、本実施形態に係る熱間曲げ加工装置10は、金属材1をその長手方向に間欠的に又は連続的に送り出す送出手段3と、送り出された金属材1を案内支持する支持手段2と、金属材1を局部的に加熱する加熱手段5と、加熱された金属材1の部位を冷却する冷却手段6と、金属材1を挟持して前記加熱された金属材1の部位に曲げモーメントを付与する挟持手段4とが、金属材の長手方向に沿って配置され、金属材1を間欠的に又は連続的に熱間曲げ加工するように構成されている。本実施形態では、金属材1を送り出す方向の上流側から、送出手段3、支持手段2、加熱手段5、冷却手段6、挟持手段4の順に配置されている。
図4は、本発明の第1構成例である制御装置の概略構成を示すブロック図である。図4に示すように、本構成例の制御装置20Aは、予め決定され記憶された制御パターンに基づいて、熱間曲げ加工装置10の送出手段3及び挟持手段4を制御する構成とされている。そして、本構成例において記憶される制御パターンは、送出手段3による金属材1の送り出し開始からの経過時間tに対応付けられた熱間曲げ加工装置10の被制御手段(送出手段3、挟持手段4)の制御量とされている。
(1)経過時間tに対応付けられた送出手段3の送り出し量FXsからなる制御パターン21A
(2)経過時間tに対応付けられた挟持手段4の第1シフト機構411の駆動位置(挟持手段4の左右方向位置に相当)KYsからなる制御パターン22A
(3)経過時間tに対応付けられた挟持手段4の第2シフト機構412の駆動位置(挟持手段4の上下方向位置に相当)KZsからなる制御パターン23A
(4)経過時間tに対応付けられた挟持手段4の第1チルト機構413の駆動位置(挟持手段4の左右方向周りの回転位置に相当)θKYsからなる制御パターン24A
(5)経過時間tに対応付けられた挟持手段4の第2チルト機構414の駆動位置(挟持手段4の上下方向周りの回転位置に相当)θKZsからなる制御パターン25A
なお、図4に示すFXs、KYs、KZs、θKYs、θKZsは、それぞれ図1に示すFX、KY、KZ、θKY、θKZの設定値を意味する。
図5は、本発明の第2構成例である制御装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図5において、図4に示す第1構成例と実質的に同じ構成、機能を有する要素や、同じ意味のパラメータには同じ参照符号を付している。図5に示すように、本構成例の制御装置20Bも、第1構成例と同様に、予め決定され記憶された制御パターンに基づいて、熱間曲げ加工装置10の送出手段3及び挟持手段4を制御する構成とされている。ただし、制御装置20Bが金属材1に関する経時的情報(本構成例では、金属材1の送り出し量FXiであり、図1に示すFXの検出値に相当する)を検出する送出量検出手段202を備える点で相違する。また、制御装置20Bに記憶される制御パターン21B〜25Bの内、送出手段3についての制御パターン21Bを除き、送出量検出手段202によって検出される金属材1の送り出し量FXiに対応付けられた熱間曲げ加工装置10の被制御手段(挟持手段4)の制御量とされている点でも相違する。さらに、送出量検出手段202によって検出した金属材1の送り出し量FXiと、制御パターン22B〜25Bとに基づいて、被制御手段(挟持手段4)を制御する点でも相違する。なお、送出手段3についての制御パターン21Bは、第1構成例と同様に、送出手段3による金属材1の送り出し開始からの経過時間t(実際には、クロック発生器201から出力されるクロックの数)に対応付けられた送出手段3の制御量とされており、送出手段3は、この制御パターン21Bに基づいて制御される。
図6は、本発明の第3構成例である制御装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図6において、図4に示す第1構成例と実質的に同じ構成、機能を有する要素や、同じ意味のパラメータには同じ参照符号を付している。図6に示すように、本構成例の制御装置20Cは、予め決定され記憶された制御パターンに基づいて、熱間曲げ加工装置10の送出手段3及び挟持手段4の他、支持手段2、クランプ7、加熱手段5及び冷却手段6を制御する構成とされている。そして、本構成例において記憶される制御パターンは、送出手段3による金属材1の送り出し開始からの経過時間tに対応付けられた熱間曲げ加工装置10の被制御手段(送出手段3、挟持手段4、支持手段2、クランプ7、加熱手段5、冷却手段6)の制御量とされている。
(1)経過時間tに対応付けられた送出手段3の送り出し量FXsからなる制御パターン21C
(2)経過時間tに対応付けられた挟持手段4の駆動機構41の駆動位置からなる制御パターン22C(経過時間tに対応付けられた挟持手段4の第1シフト機構411の駆動位置(挟持手段4の左右方向位置に相当)KYsからなる制御パターン、経過時間tに対応付けられた挟持手段4の第2シフト機構412の駆動位置(挟持手段4の上下方向位置に相当)KZsからなる制御パターン、経過時間tに対応付けられた挟持手段4の第1チルト機構413の駆動位置(挟持手段4の左右方向周りの回転位置に相当)θKYsからなる制御パターン、及び経過時間tに対応付けられた挟持手段4の第2チルト機構414の駆動位置(挟持手段4の上下方向周りの回転位置に相当)θKZsからなる制御パターン)
(3)経過時間tに対応付けられた支持手段2の駆動機構21の駆動位置(支持手段2の金属材1の長手方向周りの回転位置に相当)θSXsからなる制御パターン23C
(4)経過時間tに対応付けられたクランプ7の駆動機構71の駆動位置(クランプ7の金属材1の長手方向周りの回転位置に相当)θXsからなる制御パターン24C
(5)経過時間tに対応付けられた加熱手段5の駆動機構52の駆動位置からなる制御パターン25C(経過時間tに対応付けられた加熱手段5の第3シフト機構521の駆動位置(加熱手段5の左右方向位置に相当)HYsからなる制御パターン、経過時間tに対応付けられた加熱手段5の第4シフト機構522の駆動位置(加熱手段5の上下方向位置に相当)HZsからなる制御パターン、経過時間tに対応付けられた加熱手段5の第3チルト機構523の駆動位置(加熱手段5の左右方向周りの回転位置に相当)θHYsからなる制御パターン、及び経過時間tに対応付けられた加熱手段5の第4チルト機構524の駆動位置(加熱手段5の上下方向周りの回転位置に相当)θHZsからなる制御パターン)
(6)経過時間tに対応付けられた冷却手段6の駆動機構52の駆動位置からなる制御パターン26C(経過時間tに対応付けられた冷却手段6の第3シフト機構521の駆動位置(冷却手段6の左右方向位置に相当)CYsからなる制御パターン、経過時間tに対応付けられた冷却手段6の第4シフト機構522の駆動位置(冷却手段6の上下方向位置に相当)CZsからなる制御パターン、経過時間tに対応付けられた冷却手段6の第3チルト機構523の駆動位置(冷却手段6の左右方向周りの回転位置に相当)θCYsからなる制御パターン、及び経過時間tに対応付けられた冷却手段6の第4チルト機構524の駆動位置(冷却手段6の上下方向周りの回転位置に相当)θCZsからなる制御パターン)
(1)支持手段2及びクランプ7を金属材1の長手方向周りに回転させることなく、その回転位置を固定する一方、挟持手段4を金属材1の長手方向周りに回転させて回転位置θKXsとする。
(2)挟持手段4を金属材1の長手方向周りに回転させることなく、その回転位置を固定する一方、支持手段2を金属材1の長手方向周りに回転させて回転位置θSXsとする。この際、クランプ7による金属材1の把持を解除し、クランプ7に対して金属材1を長手方向周りに自由に回転し得る状態(アイドル状態)とする。
(3)挟持手段4を金属材1の長手方向周りに回転させて回転位置θKXsとする一方、支持手段2及びクランプ7を金属材1の長手方向周りに同期回転させて回転位置θSXs(=θXs)とする。
図7は、本発明の第4構成例である制御装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図7において、図6に示す第3構成例や図5に示す第2構成例と実質的に同じ構成、機能を有する要素や、同じ意味のパラメータには同じ参照符号を付している。図7に示すように、本構成例の制御装置20Dも、第3構成例と同様に、予め決定され記憶された制御パターンに基づいて、熱間曲げ加工装置10の送出手段3及び挟持手段4の他、支持手段2、加熱手段5及び冷却手段6を制御する構成とされている。ただし、制御装置20Dが金属材1に関する経時的情報(本構成例では、金属材1の送り出し量FXiであり、図1に示すFXの検出値に相当する)を検出する送出量検出手段202を備える点で相違する。また、制御装置20Dに記憶される制御パターン21D〜26Dの内、送出手段3についての制御パターン21Dを除き、送出量検出手段202によって検出される金属材1の送り出し量FXiに対応付けられた熱間曲げ加工装置10の被制御手段(挟持手段4、支持手段2、クランプ7、加熱手段5、冷却手段6)の制御量とされている点でも相違する。さらに、送出量検出手段202によって検出した金属材1の送り出し量FXiと、制御パターン22D〜26Dとに基づいて、被制御手段(挟持手段4、支持手段2、クランプ7、加熱手段5、冷却手段6)を制御する点でも相違する。なお、送出手段3についての制御パターン21Dは、第3構成例と同様に、送出手段3による金属材1の送り出し開始からの経過時間t(実際には、クロック発生器201から出力されるクロックの数)に対応付けられた送出手段3の制御量とされており、送出手段3は、この制御パターン21Dに基づいて制御される。すなわち、本構成例の制御装置20Dと第3構成例の制御装置20Cとの関係は、第2構成例の制御装置20Bと第1構成例の制御装置20Aとの関係と同様である。従って、本構成例の制御装置20Dについては、これ以上の詳細な説明は省略する。
図8は、本発明の第5構成例である制御装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図8において、図4に示す第1構成例と実質的に同じ構成、機能を有する要素や、同じ意味のパラメータには同じ参照符号を付している。図8に示すように、本構成例の制御装置20Eは、予め決定され記憶された制御パターンに基づいて、熱間曲げ加工装置10の送出手段3及び挟持手段4の他、加熱手段5及び冷却手段6を制御する構成とされている。そして、本構成例において記憶される制御パターンは、送出手段3による金属材1の送り出し開始からの経過時間tに対応付けられた熱間曲げ加工装置10の被制御手段(送出手段3、挟持手段4、加熱手段5、冷却手段6)の制御量とされている。
(1)経過時間tに対応付けられた送出手段3の送り出し量FXsからなる制御パターン21E
(2)経過時間tに対応付けられた挟持手段4の駆動機構41の駆動位置からなる制御パターン22E(経過時間tに対応付けられた挟持手段4の第1シフト機構411の駆動位置(挟持手段4の左右方向位置に相当)KYsからなる制御パターン、経過時間tに対応付けられた挟持手段4の第2シフト機構412の駆動位置(挟持手段4の上下方向位置に相当)KZsからなる制御パターン、経過時間tに対応付けられた挟持手段4の第1チルト機構413の駆動位置(挟持手段4の左右方向周りの回転位置に相当)θKYsからなる制御パターン、及び経過時間tに対応付けられた挟持手段4の第2チルト機構414の駆動位置(挟持手段4の上下方向周りの回転位置に相当)θKZsからなる制御パターン)
(3)経過時間tに対応付けられた加熱手段5の加熱手段設定部53による加熱出力設定値(例えば、加熱手段5への高周波電流の通電量に相当)HPsからなる制御パターン23E
(4)経過時間tに対応付けられた冷却手段6の冷却手段設定部62による冷却媒体611の供給設定値(例えば、冷却手段6のノズル61から供給される冷却媒体611の全体供給量(流量)に相当)CPsからなる制御パターン24E
なお、本構成例では、冷却媒体611の全体供給量を設定する場合について例示しているが、冷却手段6の各ノズル61の開閉を調整することによって周方向の冷却媒体611の供給量(流量)分布を設定する場合には、各ノズル61に対応する複数の制御パターンを記憶しておけばよい。
図9は、本発明の第6構成例である制御装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図9において、図8に示す第5構成例や図7に示す第4構成例と実質的に同じ構成、機能を有する要素や、同じ意味のパラメータには同じ参照符号を付している。図9に示すように、本構成例の制御装置20Fも、第5構成例と同様に、予め決定され記憶された制御パターンに基づいて、熱間曲げ加工装置10の送出手段3及び挟持手段4の他、支持手段2、加熱手段5及び冷却手段6を制御する構成とされている。ただし、制御装置20Fが金属材1に関する経時的情報(本構成例では、金属材1の送り出し量FXiであり、図1に示すFXの検出値に相当する)を検出する送出量検出手段202を備える点で相違する。また、制御装置20Fに記憶される制御パターン21F〜24Fの内、送出手段3についての制御パターン21Fを除き、送出量検出手段202によって検出される金属材1の送り出し量FXiに対応付けられた熱間曲げ加工装置10の被制御手段(挟持手段4、加熱手段5、冷却手段6)の制御量とされている点でも相違する。さらに、送出量検出手段202によって検出した金属材1の送り出し量FXiと、制御パターン22F〜24Fとに基づいて、被制御手段(挟持手段4、加熱手段5、冷却手段6)を制御する点でも相違する。なお、送出手段3についての制御パターン21Fは、第5構成例と同様に、送出手段3による金属材1の送り出し開始からの経過時間t(実際には、クロック発生器201から出力されるクロックの数)に対応付けられた送出手段3の制御量とされており、送出手段3は、この制御パターン21Fに基づいて制御される。すなわち、本構成例の制御装置20Fと第5構成例の制御装置20Eとの関係は、第2構成例の制御装置20Bと第1構成例の制御装置20Aとの関係や、第4構成例の制御装置20Dと第3構成例の制御装置20Cとの関係と同様である。従って、本構成例の制御装置20Fについては、これ以上の詳細な説明は省略する。
図10は、本発明の第7構成例である制御装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図10において、図6に示す第3構成例や図8に示す第5構成例と実質的に同じ構成、機能を有する要素や、同じ意味のパラメータには同じ参照符号を付している。図10に示すように、本構成例の制御装置20Gは、予め決定され記憶された制御パターンに基づいて、熱間曲げ加工装置10の送出手段3及び挟持手段4の他、加熱手段5及び冷却手段6を制御する構成とされている。そして、本構成例において記憶される制御パターンは、送出手段3による金属材1の送り出し開始からの経過時間tに対応付けられた熱間曲げ加工装置10の被制御手段(送出手段3、挟持手段4、加熱手段5、冷却手段6)の制御量とされている。
(1)経過時間tに対応付けられた送出手段3の送り出し量FXsからなる制御パターン21G
(2)経過時間tに対応付けられた挟持手段4の駆動機構41の駆動位置からなる制御パターン22G(経過時間tに対応付けられた挟持手段4の第1シフト機構411の駆動位置(挟持手段4の左右方向位置に相当)KYsからなる制御パターン、経過時間tに対応付けられた挟持手段4の第2シフト機構412の駆動位置(挟持手段4の上下方向位置に相当)KZsからなる制御パターン、経過時間tに対応付けられた挟持手段4の第1チルト機構413の駆動位置(挟持手段4の左右方向周りの回転位置に相当)θKYsからなる制御パターン、及び経過時間tに対応付けられた挟持手段4の第2チルト機構414の駆動位置(挟持手段4の上下方向周りの回転位置に相当)θKZsからなる制御パターン)
(3)経過時間tに対応付けられた加熱手段5の駆動機構52の駆動位置からなる制御パターン23G(経過時間tに対応付けられた加熱手段5の第3シフト機構521の駆動位置(加熱手段5の左右方向位置に相当)HYsからなる制御パターン、経過時間tに対応付けられた加熱手段5の第4シフト機構522の駆動位置(加熱手段5の上下方向位置に相当)HZsからなる制御パターン、経過時間tに対応付けられた加熱手段5の第3チルト機構523の駆動位置(加熱手段5の左右方向周りの回転位置に相当)θHYsからなる制御パターン、及び経過時間tに対応付けられた加熱手段5の第4チルト機構524の駆動位置(加熱手段5の上下方向周りの回転位置に相当)θHZsからなる制御パターン)
(4)経過時間tに対応付けられた加熱手段5の加熱手段設定部53による加熱出力設定値(加熱手段5への高周波電流の通電量に相当)HPsからなる制御パターン24G
(5)経過時間tに対応付けられた冷却手段6の駆動機構52の駆動位置からなる制御パターン25G(経過時間tに対応付けられた冷却手段6の第3シフト機構521の駆動位置(冷却手段6の左右方向位置に相当)CYsからなる制御パターン、経過時間tに対応付けられた冷却手段6の第4シフト機構522の駆動位置(冷却手段6の上下方向位置に相当)CZsからなる制御パターン、経過時間tに対応付けられた冷却手段6の第3チルト機構523の駆動位置(冷却手段6の左右方向周りの回転位置に相当)θCYsからなる制御パターン、及び経過時間tに対応付けられた冷却手段6の第4チルト機構524の駆動位置(冷却手段6の上下方向周りの回転位置に相当)θCZsからなる制御パターン)
(6)経過時間tに対応付けられた冷却手段6の冷却手段設定部62による冷却媒体の供給設定値(冷却手段6のノズル61から供給される冷却媒体611の全体供給量(流量)に相当)CPsからなる制御パターン26G
なお、図10では、制御パターン26Gは1つの制御パターンからなり、冷却媒体611の全体供給量を設定する場合について図示しているが、冷却手段6の各ノズル61の開閉を調整することによって周方向の冷却媒体611の供給量(流量)分布を設定する場合には、各ノズル61に対応する複数の制御パターンを記憶しておけばよい。
図10は、変位測定手段203による金属材1の変位測定値に基づいて、制御パターン23G、25G及び26Gを修正する例を示している。より具体的には、変位測定手段203を加熱手段5近傍に配置し、該変位測定手段203で測定した金属材1の変位に基づいて、制御パターン23Gの内、加熱手段5の第3シフト機構521の駆動位置HYsからなる制御パターン、加熱手段5の第4シフト機構522の駆動位置HZsからなる制御パターンを修正(例えば、金属材1の変位が目標範囲内となるように、駆動位置HYs、HZsを変更)し、該修正後の制御パターン23Gに基づいて、加熱手段5の駆動機構52を制御する構成とされている。前述のように、本実施形態に係る加熱手段5は、金属材1の長手方向に直交する断面を囲繞する加熱コイルであるため、加熱コイルと金属材1との芯ずれが小さくなるように金属材1の変位の目標範囲を定めておけばよい。これにより、修正前の制御パターン23Gでは、加熱コイルと金属材1との間に芯ずれが生じていることに起因して、金属材1の周方向に均一な加熱ができない場合であっても、修正後の制御パターン23Gに基づいて加熱コイルの位置を制御すれば、加熱コイルと金属材1との芯ずれが小さくなる結果、金属材1の周方向に均一な加熱ができるようになり、ひいては周方向に硬度ムラのない熱間曲げ加工製品を得ることが可能である。また、製品の用途によっては、加熱コイルと金属材1との間に故意に芯ずれを生じさせて硬度ムラを発生させた方が良い場合もある。このような場合には、加熱コイルと金属材1の芯ずれ量が所望の値となるように制御パターン23Gを修正することにより、所望の硬度ムラ(金属材1の周方向の硬度分布)を得ることが可能である。
図10は、加熱温度測定手段204による加熱手段5近傍における金属材1の温度測定値に基づいて、制御パターン23G及び24Gを修正する例を示している。より具体的には、制御パターン23Gを修正する場合、加熱温度測定手段204は、金属材1の周方向に沿った複数点の温度を測定できるように、金属材1の周方向に沿って複数の放射温度計等を配置した構成とされる。そして、加熱温度測定手段204によって測定した各点の温度測定値に基づいて、制御パターン23Gの内、加熱手段5の第3シフト機構521の駆動位置HYsからなる制御パターン、加熱手段5の第4シフト機構522の駆動位置HZsからなる制御パターンを修正(例えば、各点の測定温度が略同等となるように、駆動位置HYs、HZsを変更)し、該修正後の制御パターン23Gに基づいて、加熱手段5の駆動機構52を制御する構成とされている。これにより、修正前の制御パターン23Gでは、加熱コイルと金属材1との間に芯ずれが生じていることに起因して、金属材1の周方向に均一な加熱ができない場合であっても、修正後の制御パターン23Gに基づいて加熱コイルの位置を制御すれば、加熱コイルと金属材1との芯ずれが小さくなる結果、金属材1の周方向に均一な加熱ができるようになり、ひいては周方向に硬度ムラのない熱間曲げ加工製品を得ることが可能である。また、製品の用途によっては、加熱コイルと金属材1との間に故意に芯ずれを生じさせて硬度ムラを発生させた方が良い場合もある。このような場合には、加熱コイルと金属材1の芯ずれ量が所望の値となるように制御パターン23Gを修正することにより、所望の硬度ムラ(金属材1の周方向の硬度分布)を得ることが可能である。
図10は、冷却温度測定手段205による冷却手段6近傍における金属材1の温度測定値に基づいて、制御パターン25G及び26Gを修正する例を示している。より具体的には、制御パターン25Gを修正する場合、冷却温度測定手段205は、金属材1の周方向に沿った複数点の温度を測定できるように、金属材1の周方向に沿って複数の放射温度計等を配置した構成とされる。そして、冷却温度測定手段205によって測定した各点の温度測定値に基づいて、制御パターン25Gの内、冷却手段6の第3シフト機構521の駆動位置CYsからなる制御パターン、冷却手段6の第4シフト機構522の駆動位置CZsからなる制御パターンを修正(例えば、各点の測定温度が略同等となるように、駆動位置CYs、CZsを変更)し、該修正後の制御パターン23Gに基づいて、冷却手段6の駆動機構52を制御する構成とされている。ただし、前述のように、本実施形態では、加熱手段5と冷却手段6とを一体的に駆動する駆動機構52を採用しているため、HYs=CYs、HZs=CZsであり、実際には修正後のCYs、CZsは駆動機構52に出力されない。しかしながら、加熱手段5と冷却手段6とを別体とし、それぞれを別個の駆動機構で駆動する場合には、冷却手段6の駆動機構に修正後のCYs、CZsが出力されることになる。これにより、修正前の制御パターン25Gでは、冷却手段6と金属材1との間に芯ずれが生じていることに起因して、金属材1の周方向に均一な冷却ができない場合であっても、修正後の制御パターン25Gに基づいて冷却手段6の位置を制御すれば、冷却手段6と金属材1との芯ずれが小さくなる結果、金属材1の周方向に均一な冷却ができるようになり、ひいては周方向に硬度ムラのない熱間曲げ加工製品を得ることが可能である。また、製品の用途によっては、冷却手段6と金属材1との間に故意に芯ずれを生じさせて硬度ムラを発生させた方が良い場合もある。このような場合には、冷却手段6と金属材1の芯ずれ量が所望の値となるように制御パターン25Gを修正することにより、所望の硬度ムラ(金属材1の周方向の硬度分布)を得ることが可能である。
図11は、本発明の第8構成例である制御装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図11において、図10に示す第7構成例や図7に示す第4構成例と実質的に同じ構成、機能を有する要素や、同じ意味のパラメータには同じ参照符号を付している。図11に示すように、本構成例の制御装置20Hも、第7構成例と同様に、予め決定され記憶された制御パターンに基づいて、熱間曲げ加工装置10の送出手段3及び挟持手段4の他、加熱手段5及び冷却手段6を制御する構成とされている。ただし、制御装置20Hが金属材1に関する経時的情報(本構成例では、金属材1の送り出し量FXiであり、図1に示すFXの検出値に相当する)を検出する送出量検出手段202を備える点で相違する。また、制御装置20Hに記憶される制御パターン21H〜26Hの内、送出手段3についての制御パターン21Hを除き、送出量検出手段202によって検出される金属材1の送り出し量FXiに対応付けられた熱間曲げ加工装置10の被制御手段(挟持手段4、加熱手段5、冷却手段6)の制御量とされている点でも相違する。さらに、送出量検出手段202によって検出した金属材1の送り出し量FXiと、制御パターン22H〜26Hとに基づいて、被制御手段(挟持手段4、加熱手段5、冷却手段6)を制御する点でも相違する。なお、送出手段3についての制御パターン21Hは、第7構成例と同様に、送出手段3による金属材1の送り出し開始からの経過時間t(実際には、クロック発生器201から出力されるクロックの数)に対応付けられた送出手段3の制御量とされており、送出手段3は、この制御パターン21Hに基づいて制御される。すなわち、本構成例の制御装置20Hと第7構成例の制御装置20Gとの関係は、第2構成例の制御装置20Bと第1構成例の制御装置20Aとの関係、第4構成例の制御装置20Dと第3構成例の制御装置20Cとの関係、第6構成例の制御装置20Fと第5構成例の制御装置20Eとの関係と同様である。従って、本構成例の制御装置20Hについては、これ以上の詳細な説明は省略する。
2・・・支持手段
3・・・送出手段
4・・・挟持手段
5・・・加熱手段
6・・・冷却手段
7・・・クランプ
10・・・熱間曲げ加工装置
20・・・制御装置
21・・・支持手段の駆動機構
41・・・挟持手段の駆動機構
52・・・加熱手段及び冷却手段の駆動機構
53・・・加熱手段設定部
62・・・冷却手段設定部
71・・・クランプの駆動機構
Claims (11)
- 金属材をその長手方向に間欠的に又は連続的に送り出す送出手段と、送り出された金属材を案内支持する支持手段と、金属材を局部的に加熱する加熱手段と、加熱された金属材の部位を冷却する冷却手段と、金属材の長手方向に沿って回転可能なロールにより金属材を挟持して前記加熱された金属材の部位に曲げモーメントを付与する挟持手段とが、金属材の長手方向に沿って配置され、金属材を間欠的に又は連続的に熱間曲げ加工する熱間曲げ加工装置の制御方法であって、
金属材の長手方向に略直交する平面内における金属材の変位、前記加熱手段近傍における金属材の温度、及び前記冷却手段近傍における金属材の温度の内、少なくとも1以上を測定し、
前記測定値に基づいて、熱間曲げ加工後の金属材が目標品質となるように予め決定された制御パターンを修正し、該修正後の制御パターンに基づいて、前記熱間曲げ加工装置の前記送出手段及び前記挟持手段を制御すると共に、前記支持手段、前記加熱手段及び前記冷却手段の内、少なくとも1以上の手段を制御することを特徴とする金属材の熱間曲げ加工装置の制御方法。 - 前記制御パターンは、前記送出手段による金属材の送り出し開始からの経過時間に対応付けられた前記熱間曲げ加工装置の被制御手段の制御量とされていることを特徴とする請求項1に記載の金属材の熱間曲げ加工装置の制御方法。
- 前記熱間曲げ加工装置は、前記挟持手段の駆動機構として、金属材の長手方向に略直交する平面内の一軸方向に沿って前記挟持手段を移動させる第1シフト機構、前記平面内の前記一軸方向に直交する他軸方向に沿って前記挟持手段を移動させる第2シフト機構、前記一軸方向周りに前記挟持手段を傾斜させる第1チルト機構、及び前記他軸方向周りに前記挟持手段を傾斜させる第2チルト機構の内、少なくとも1以上の機構を備え、
前記挟持手段の駆動機構の駆動位置を制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の金属材の熱間曲げ加工装置の制御方法。 - 前記熱間曲げ加工装置は、前記挟持手段の駆動機構として、金属材の長手方向周りに前記挟持手段を回転させる第1回転機構を備え、
前記第1回転機構の駆動位置を制御することを特徴とする請求項3に記載の金属材の熱間曲げ加工装置の制御方法。 - 前記熱間曲げ加工装置は、前記支持手段の駆動機構として、金属材の長手方向周りに前記支持手段を回転させる第2回転機構を備え、
前記第2回転機構の駆動位置を制御することを特徴とする請求項3又は4に記載の金属材の熱間曲げ加工装置の制御方法。 - 前記熱間曲げ加工装置は、前記加熱手段及び/又は前記冷却手段の駆動機構として、金属材の長手方向に略直交する平面内の一軸方向に沿って前記加熱手段及び/又は前記冷却手段を移動させる第3シフト機構、前記平面内の前記一軸方向に直交する他軸方向に沿って前記加熱手段及び/又は前記冷却手段を移動させる第4シフト機構、前記一軸方向周りに前記加熱手段及び/又は前記冷却手段を傾斜させる第3チルト機構、及び前記他軸方向周りに前記加熱手段及び/又は前記冷却手段を傾斜させる第4チルト機構の内、少なくとも1以上の機構を備え、
前記加熱手段及び/又は前記冷却手段の駆動機構の駆動位置を制御することを特徴とする請求項3から5の何れかに記載の金属材の熱間曲げ加工装置の制御方法。 - 前記加熱手段の加熱出力及び/又は前記冷却手段による冷却媒体の供給を制御することを特徴とする請求項3から6の何れかに記載の金属材の熱間曲げ加工装置の制御方法。
- 金属材をその長手方向に間欠的に又は連続的に送り出す送出手段と、送り出された金属材を案内支持する支持手段と、金属材を局部的に加熱する加熱手段と、加熱された金属材の部位を冷却する冷却手段と、金属材を挟持して前記加熱された金属材の部位に曲げモーメントを付与する挟持手段とが、金属材の長手方向に沿って配置された熱間曲げ加工装置を制御する装置であって、
金属材の長手方向に略直交する平面内における金属材の変位を測定する変位測定手段、前記加熱手段近傍における金属材の温度を測定する加熱温度測定手段、及び前記冷却手段近傍における金属材の温度を測定する冷却温度測定手段の内、少なくとも1以上の測定手段を備え、
熱間曲げ加工後の金属材が目標品質となるように予め決定された制御パターンを記憶し、
前記測定手段の測定値に基づいて、前記記憶された制御パターンを修正し、該修正後の制御パターンに基づいて、前記熱間曲げ加工装置の前記送出手段及び前記挟持手段を制御すると共に、前記支持手段、前記加熱手段及び前記冷却手段の内、少なくとも1以上の手段を制御することを特徴とする金属材の熱間曲げ加工装置の制御装置。 - 前記制御パターンは、前記送出手段による金属材の送り出し開始からの経過時間に対応付けられた前記熱間曲げ加工装置の被制御手段の制御量とされていることを特徴とする請求項8に記載の金属材の熱間曲げ加工装置の制御装置。
- 請求項1から7の何れかに記載の制御方法を用いて前記熱間曲げ加工装置を制御する工程を含むことを特徴とする熱間曲げ加工製品の製造方法。
- 請求項10に記載の製造方法で製造した熱間曲げ加工製品。
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