JP6686588B2 - Non-contact strain measurement device and cooling treatment equipment - Google Patents

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Description

この発明は、加熱された対象物を高温状態で歪み測定可能な非接触式歪測定装置及びこれを備えた冷却処理設備に関する。   The present invention relates to a non-contact strain measuring device capable of measuring strain of a heated object in a high temperature state, and a cooling treatment facility including the non-contact strain measuring device.

従来、焼入れ時の冷却手法の一つとして、加熱室で焼入れ温度まで加熱された金型を加熱室から出してそのまま油冷槽内に入れて焼入れする方法が知られている。
しかしながら、大型の金型において高温状態にある金型にこのような急速冷却を直接行うと、各部位の間で、例えば金型の角部と中央部との間で大きな温度差が生じ、熱応力にて金型が大きく歪んだり割れたりしてしまう。
Conventionally, as one of cooling methods at the time of quenching, a method is known in which a mold heated to a quenching temperature in a heating chamber is taken out of the heating chamber and put into an oil cooling tank as it is for quenching.
However, when such a rapid cooling is directly performed on a mold which is in a high temperature state in a large mold, a large temperature difference occurs between the respective parts, for example, between a corner part and a central part of the mold, and heat is generated. The stress causes the mold to be greatly distorted or cracked.

このような熱処理時に発生する金型の歪みは、特に600℃以上の高温時における冷却条件による影響が大きいため、焼入れ時の冷却処理の途中で、高温状態にある金型の歪み度合いが確認できることが望ましい。
しかしながら高温状態の金型に接近すればその放射熱により測定装置の破損や劣化が生じ易く、一方で測定対象の金型から離れた状態にあっては測定精度が悪化してしまう。
また、焼入れ時の冷却処理の途中で測定することを考慮すれば、高温の金型は時間とともに温度変化(温度低下)してしまうため、歪み測定は短時間で行う必要がある。
Since the distortion of the mold generated during such heat treatment is greatly affected by the cooling conditions at a high temperature of 600 ° C. or higher, it is possible to confirm the degree of distortion of the mold in the high temperature state during the cooling process during quenching. Is desirable.
However, when approaching the mold in a high temperature state, the radiation heat of the mold easily causes damage or deterioration of the measuring device, and on the other hand, when the mold is away from the mold to be measured, the measurement accuracy deteriorates.
Further, considering that the measurement is performed during the cooling process at the time of quenching, the temperature of the high temperature mold changes (temperature decrease) with time, and therefore strain measurement needs to be performed in a short time.

尚、下記特許文献1では、角錐の頂部を切り落としたメガフォン形状のセンサフードの内部に非接触式のセンサを収容するとともに、センサフードの上下及び左右方向に延びる形態で防熱カーテンを配置し、熱処理中の高温材料の形状測定を可能とした形状測定装置が開示されている。
しかしながらこの特許文献1に記載のものは、センサフードの先端部に開口が形成されており、センサと測定対象の高温材料との間に放射熱を遮蔽する壁が無い。このため、センサを対象物に接近させて形状測定を行うのが難しく、測定精度の向上に限界があった。
また測定ポイントを移動させる際にセンサ及びセンサフードの移動と連動させて周囲に配された防熱カーテンの巻き取り及び引き出しを行なわなければならず、測定ポイントの数が多いと移動に要する時間が長くなってしまう問題があった。
In Patent Document 1 below, a non-contact type sensor is housed inside a megaphone-shaped sensor hood with the top of a pyramid cut off, and a heat insulating curtain is arranged in a form that extends in the vertical and horizontal directions of the sensor hood. A shape measuring apparatus capable of measuring the shape of an inside high temperature material is disclosed.
However, in the device described in Patent Document 1, an opening is formed at the tip of the sensor hood, and there is no wall for shielding radiant heat between the sensor and the high temperature material to be measured. For this reason, it is difficult to measure the shape by bringing the sensor close to the object, and there is a limit in improving the measurement accuracy.
In addition, when moving the measurement points, it is necessary to wind and pull out the heat insulating curtains arranged in the surroundings in conjunction with the movement of the sensor and the sensor hood. There was a problem that became.

特開2004−219223号公報JP, 2004-219223, A

本発明は以上のような事情を背景とし、加熱された高温状態での金型等の対象物の歪み量を、短時間で精度良く測定することが可能な非接触式歪測定装置及び冷却処理設備を提供することを目的としてなされたものである。   In view of the above circumstances, the present invention is a non-contact strain measuring device and a cooling process capable of accurately measuring the strain amount of an object such as a mold in a heated high temperature state in a short time. It was made for the purpose of providing facilities.

而して請求項1は非接触式歪測定装置に関するのもので、対象物の変位を検出する非接触式のセンサと、箱状を成し、内部に前記センサを位置固定状態にて収容し、該センサと一体で位置移動する熱遮蔽体と、3次元方向に位置移動可能であり、先端部に前記熱遮蔽体を保持する可動アームと、を備え、前記熱遮蔽体には前記内部に冷却用ガスを導入する導入口が設けられ、前記可動アームは、前記センサが前記対象物の変位を検出可能な位置に、前記熱遮蔽体を移動させることを特徴とする。 Thus, claim 1 relates to a non-contact type strain measuring device, which forms a box with a non-contact type sensor for detecting displacement of an object, and accommodates the sensor in a fixed position inside. a heat shield positioned moves integrally with the sensor, it is possible positions move in three-dimensional directions, and a movable arm for holding the heat shield to the tip, the interior to the heat shield An introduction port for introducing a cooling gas is provided, and the movable arm moves the heat shield to a position where the sensor can detect displacement of the object .

請求項のものは、請求項1において、前記センサがレーザ式の変位検出センサであって、照射されるレーザ光が波長350〜450nmの青色レーザ光であることを特徴とする。 Of those claims 2, Oite to claim 1, wherein the sensor is a displacement sensor of the laser type, and wherein the laser beam irradiated is a blue laser light having a wavelength of 350 to 450 nm.

請求項のものは、請求項1,2の何れかにおいて、変位検出の際、前記対象物と前記センサとの間に位置する前記熱遮蔽体の第1の壁面に、水冷機構部が設けられていることを特徴とする。
請求項4のものは、請求項1〜3の何れかにおいて、前記対象物が金型であることを特徴とする。
請求項5のものは、請求項1〜4の何れかにおいて、前記可動アームが前記熱遮蔽体を回転させることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in any one of the first and second aspects, a water cooling mechanism section is provided on the first wall surface of the heat shield located between the object and the sensor during displacement detection. It is characterized by being.
According to a fourth aspect, in any one of the first to third aspects, the object is a mold.
According to a fifth aspect, in any one of the first to fourth aspects, the movable arm rotates the heat shield.

請求項は冷却処理設備に関するのもので、請求項1〜4の何れかに記載の非接触式歪測定装置と、前記対象物の表面の温度分布を検知する温度検知手段と、吐出口から冷却用ガスを吐出させて前記対象物の表面を冷却する冷却手段と、を備え、3次元方向に位置移動な可動アームの先端部に、前記熱遮蔽体が回転可能に取り付けられ、更に、変位検出の際に前記対象物と前記センサとの間に位置する前記熱遮蔽体の第1の壁面とは異なる第2の壁面から、前記冷却用ガスが吐出されるように、前記冷却手段の吐出口が形成されており、前記先端部の回転動作により前記熱遮蔽体の前記第1の壁面と前記第2の壁面とが交互に前記対象物の表面に対して対向可能とされていることを特徴とする。 Claim 6 relates to a cooling treatment facility, wherein the non-contact strain measuring device according to any one of claims 1 to 4, temperature detecting means for detecting a temperature distribution on the surface of the object, and a discharge port. Cooling means for discharging a cooling gas to cool the surface of the object, and the heat shield is rotatably attached to the tip of a movable arm that is positionally movable in three-dimensional directions. At the time of detection, the cooling gas is discharged from the second wall surface, which is different from the first wall surface of the heat shield located between the object and the sensor, so that the cooling gas is discharged. An outlet is formed, and the first wall surface and the second wall surface of the heat shield can be alternately opposed to the surface of the object by the rotation operation of the tip portion. Characterize.

以上のように本発明の非接触式歪測定装置は、対象物の変位を検出する非接触式のセンサと、箱状を成し、内部にセンサを位置固定状態にて収容し、センサと一体で位置移動する熱遮蔽体と、を備えたものである。
かかる本発明の非接触式歪測定装置によれば、センサが熱遮蔽体に位置固定され、センサと熱遮蔽体とが一体構造をなしているため、従来の熱遮蔽部を備えた形状測定装置のように、センサ移動の際にこれと連動して熱遮蔽部を移動又は変形させる機構を別途設けておく必要がなく。本発明によれば、センサと、熱遮蔽手段としての箱状の熱遮蔽体と、の両方を1つの移動手段で同時に位置移動させることが可能となるため、従来の形状測定装置と比較して高速で位置移動させることが可能である。
また本発明は、センサを箱状の熱遮蔽体の内部に収容するとともに、熱遮蔽体に冷却用ガスの導入口を設けたもので、本発明ではこの熱遮蔽体により、高温状態の対象物から発せられる放射熱からセンサを保護するとともに、内部に導入する冷却用ガスにより熱遮蔽体及びセンサの温度が上昇するのを防止することができるため、従来の形状測定装置に比べ、より高温の対象物に接近することが可能となり、測定精度を高めた状態で歪み量の測定を行うことができる。
As described above, the non-contact type strain measuring device of the present invention has a box shape with a non-contact type sensor for detecting displacement of an object, and accommodates the sensor in a fixed state inside, and is integrated with the sensor. And a heat shield that moves in position.
According to such a non-contact strain measuring device of the present invention, the sensor is positionally fixed to the heat shield, and the sensor and the heat shield form an integral structure. Therefore, the shape measuring device including the conventional heat shield is provided. As described above, it is not necessary to separately provide a mechanism for moving or deforming the heat shield in conjunction with the movement of the sensor. According to the present invention, it is possible to move both the sensor and the box-shaped heat shield as the heat shield means at the same time by one moving means. It is possible to move the position at high speed.
Further, the present invention accommodates the sensor inside a box-shaped heat shield, and provides the heat shield with an inlet for cooling gas. It protects the sensor from the radiant heat emitted from the sensor and prevents the temperature of the heat shield and the sensor from rising due to the cooling gas introduced into the sensor. It becomes possible to approach the object, and the strain amount can be measured in a state where the measurement accuracy is improved.

本発明ではまた、変位検出の際、対象物とセンサとの間に位置する熱遮蔽体の第1の壁面に水冷機構部を設けておくことができる。変位検出の際、対象物とセンサとの間に位置する熱遮蔽体の第1の壁面は高温の対象物から放射熱を最も強く受けるため、この第1の壁面に水冷機構部を設けて、第1の壁面の温度上昇を抑制することが内部のセンサの温度上昇の防止に有効である。 Also in the present invention, when the displacement detection, Ru can be preferably provided a water cooling mechanism in the first wall of the thermal shield positioned between the object and the sensor. At the time of displacement detection, the first wall surface of the heat shield located between the object and the sensor receives the radiant heat from the high temperature object most strongly, so that the first wall surface is provided with the water cooling mechanism section. Suppressing the temperature rise of the first wall surface is effective in preventing the temperature rise of the internal sensor.

本発明ではまた、センサをレーザ式の変位検出センサとして、照射されるレーザ光を波長350〜450nmの青色レーザ光とすることができる。焼入れ温度まで加熱された高温状態の対象物表面の歪み量を測定する際に、センサから照射されるレーザ光が赤色だと、対象物自体の赤熱の影響を受け易く、測定精度悪化の要因となる。これに対し波長が350〜450nmの青色レーザ光を用いることで測定対象物自体の赤熱の影響を排除して精度良く歪み量を測定することが可能である。 Also in the present invention, the sensor as a displacement sensor of the laser type, Ru can be a blue laser light having a wavelength of 350~450nm a laser beam irradiated. When measuring the amount of strain on the surface of an object in a high temperature heated to the quenching temperature, if the laser light emitted from the sensor is red, it is easily affected by the red heat of the object itself, causing a deterioration in measurement accuracy. Become. This pair Shi wave length by eliminating the influence of the red-hot in the measurement object itself by using a blue laser beam of 350~450nm it is possible to accurately measure the amount of strain.

発明では、3次元方向に位置移動可能な可動アームの先端部に熱遮蔽体を保持されておく。本発明では、対象物の歪み量を精度良く測定するためセンサを対象物に接近させる必要がある。しかしながら焼入れ温度まで加熱された対象物は、1000℃又はそれ以上の高温となる場合もある。そこで本発明に従って可動アームの先端部に熱遮蔽体を保持させた構成としておけば、極めて高温となる対象物に接近する部位を可動アームの先端部及びそこに取り付けられた熱遮蔽体に限定することができ、十分な耐熱性を備えていない駆動機構等を対象物から離した配置とすることができる。 In the present invention, our Ku is held the thermal shield on the tip portion of the position movable movable arm in three-dimensional directions. In the present invention, it is necessary to bring the sensor close to the object in order to accurately measure the strain amount of the object. However, the object heated to the quenching temperature may reach a high temperature of 1000 ° C. or higher. Therefore, if the heat shield is held at the tip of the movable arm in accordance with the present invention, the portion of the movable arm that approaches the object is limited to the tip of the movable arm and the heat shield attached thereto. It is possible to dispose a drive mechanism or the like that does not have sufficient heat resistance away from the object.

次に本発明の冷却処理設備、本発明の非接触式歪測定装置に加えて、更に対象物の表面の温度分布を検知する温度検知手段と、吐出口から冷却用ガスを吐出させて対象物の表面を冷却する冷却手段と、を備えて、検知した対象物の表面の温度分布に基づいて対象物の特定部位に対して冷却用ガスを吐出させて局所冷却する機能を備えたものである。
更に本発明の冷却処理設備では、3次元方向に位置移動な可動アームの先端部に、熱遮蔽体を回転可能に取り付けるとともに、変位検出の際に対象物とセンサとの間に位置する熱遮蔽体の第1の壁面とは異なる第2の壁面から、冷却用ガスが吐出されるように、冷却手段の吐出口を形成したことを特徴としたもので、先端部の回転動作により、熱遮蔽体の第1の壁面を対象物の表面に対向させて行う歪み測定動作と、熱遮蔽体の第2の壁面を対象物の表面に対向させて行う局所冷却動作と、を切り替えて実施することができる。
この本発明の冷却処理設備によれば、先端部の回転動作により簡便に歪み測定動作と、局所冷却動作とを切り替えることができるため、焼入れ時の冷却過程において対象物の歪み度合いを簡便に短時間で確認するのに好適である。
Next, in addition to the non-contact type strain measuring device of the present invention, the cooling treatment equipment of the present invention further includes a temperature detecting means for detecting the temperature distribution on the surface of the object, and a cooling gas discharged from the discharge port. A cooling means for cooling the surface of the object, and having a function of locally discharging a cooling gas to a specific part of the object based on the detected temperature distribution of the surface of the object. is there.
Further, in the cooling treatment facility of the present invention , a heat shield is rotatably attached to the tip of the movable arm that can move in three-dimensional directions, and the heat shield located between the object and the sensor during displacement detection. The discharge port of the cooling means is formed so that the cooling gas is discharged from the second wall surface different from the first wall surface of the body. Switching between the strain measurement operation performed by making the first wall surface of the body face the surface of the target object and the local cooling operation performed by making the second wall surface of the heat shield face the surface of the target object. You can
According to the cooling treatment equipment of the present invention , the strain measurement operation and the local cooling operation can be easily switched by the rotation operation of the tip portion, so that the degree of distortion of the object can be easily and easily shortened in the cooling process during quenching. It is suitable for checking in time.

以上のような本発明によれば、加熱された高温状態での金型等の対象物の歪み量を短時間で精度良く測定することが可能な非接触式歪測定装置及び冷却処理設備を提供することができる。   According to the present invention as described above, a non-contact strain measuring device and a cooling treatment facility capable of accurately measuring the strain amount of an object such as a mold in a heated high temperature state in a short time are provided. can do.

本発明の一実施形態の冷却処理設備の全体構成を示した図である。It is a figure showing the whole cooling processing equipment composition of one embodiment of the present invention. 図1の可動アームの先端部を拡大して示した図である。It is the figure which expanded and showed the front-end | tip part of the movable arm of FIG. 図2の可動アームの先端部を回転させた場合の前後の状態を示した図である。It is the figure which showed the state before and behind when the front-end | tip part of the movable arm of FIG. 2 is rotated. 歪み測定に用いるレーザ光の色と、測定精度との関係を示した図である。It is a figure showing the relation between the color of laser light used for distortion measurement, and measurement accuracy. 同実施形態の冷却動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the cooling operation of the same embodiment. 冷却速度と、金型の焼入れ状態及び最大歪み量の関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the cooling rate, the quenching state of the die, and the maximum strain amount. 冷却処理途中に行う歪み量測定の結果の一例を示した図である。It is a figure showing an example of a result of distortion amount measurement performed in the middle of cooling processing. 本発明の他の実施形態の要部を拡大して示した図である。It is the figure which expanded and showed the principal part of other embodiment of this invention.

次に本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。図1は、本実施形態の冷却処理設備10の全体構成を示した図である。図1において、12は被処理物としての金型で、図示を省略した加熱室にて焼入れ温度にまで加熱された後にクレーン等によってセット治具14上に載置される。20は後述する局所冷却用のノズル22が取り付けられたロボット、24は金型12の前方に位置し、金型12表面の温度分布を検知する温度検知手段としての赤外線カメラである。
またこの冷却処理設備10では、図1(A)中左側に圧縮エアを生成・貯留するための一連の装置であるコンプレッサ26、ドライヤ27、エアタンク28を有している。更にこの冷却処理設備10では、設備の動作制御を行う制御部30を有している。
Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a cooling treatment facility 10 of this embodiment. In FIG. 1, reference numeral 12 denotes a mold as an object to be processed, which is heated to the quenching temperature in a heating chamber (not shown) and then placed on the setting jig 14 by a crane or the like. Reference numeral 20 is a robot to which a nozzle 22 for local cooling, which will be described later, is attached, and 24 is an infrared camera which is located in front of the mold 12 and serves as a temperature detecting means for detecting the temperature distribution on the surface of the mold 12.
Further, the cooling treatment facility 10 has a compressor 26, a dryer 27, and an air tank 28, which are a series of devices for generating and storing compressed air, on the left side in FIG. 1 (A). Further, the cooling treatment facility 10 has a control unit 30 that controls the operation of the facility.

金型12は、工具鋼(SKD61)から成り、幅600mm×高さ600mm×厚み150mmで、凹凸を有する意匠面12aと、この意匠面12aとは反対側に位置する平坦な背面12bを備えており、本例では背面12bを前方(ロボット20及び赤外線カメラ24が配されている側)に向けた状態で、金型12がセット治具14上に載置されている。
尚、金型12に用いられる鋼種は特に限定されるものではなく、焼入れ性に優れた特殊鋼を適宜採用することが可能である。また金型のサイズについても特に限定されるものではないが、焼入れ時の冷却過程で温度差(冷却速度のばらつき)が生じ易い重量150kg以上のものにおいて、本発明は特に有効である。
The mold 12 is made of tool steel (SKD61), has a width of 600 mm, a height of 600 mm, and a thickness of 150 mm, and is provided with an uneven design surface 12a and a flat back surface 12b opposite to the design surface 12a. In this example, the mold 12 is placed on the setting jig 14 with the back surface 12b facing forward (on the side where the robot 20 and the infrared camera 24 are arranged).
The steel type used for the mold 12 is not particularly limited, and a special steel excellent in hardenability can be appropriately adopted. The size of the mold is also not particularly limited, but the present invention is particularly effective when the mold has a weight of 150 kg or more, which tends to cause a temperature difference (variation in cooling rate) during the cooling process during quenching.

赤外線カメラ24は、金型12の背面12b全体が検知範囲に含まれるようにその位置が設定されており、金型12の(詳しくは背面12bの)表面の温度分布を検知するとともに、金型12表面の最高温度部位を特定し、且つ、最高温度部位の温度を検知する。そして赤外線カメラ24による温度検知の結果は制御部30へと送られる。制御部30は、その検知結果に基づいて金型12に対する冷却条件を制御する。   The position of the infrared camera 24 is set so that the entire back surface 12b of the mold 12 is included in the detection range. The infrared camera 24 detects the temperature distribution on the surface of the mold 12 (specifically, the back surface 12b), and 12 The highest temperature portion of the surface is specified, and the temperature of the highest temperature portion is detected. The result of temperature detection by the infrared camera 24 is sent to the control unit 30. The control unit 30 controls the cooling condition for the mold 12 based on the detection result.

ロボット20は、架台32上に固定された基部34と、そこから延びる可動アーム36とを有している。可動アーム36は回転又は屈曲する複数の関節部を有し、可動アーム36の先端部38は図1中2点鎖線で示す可動範囲内を上下、左右、及び前後方向に、即ち3次元方向に移動可能とされている。そしてその先端部38には金型12を局所冷却するためのノズル22が取り付けられている。
尚、焼入れ温度にまで加熱された直後の金型12は非常に高温となる。本例では金型12からの放射熱の影響がロボット20全体に及ぶのを防止するため、金型12の正面からずれた位置にロボット20が設置されている。
The robot 20 has a base 34 fixed on the pedestal 32 and a movable arm 36 extending from the base 34. The movable arm 36 has a plurality of joints that rotate or bend, and the distal end portion 38 of the movable arm 36 moves up and down, left and right, and in the front-back direction within a movable range indicated by a two-dot chain line in FIG. It is supposed to be movable. A nozzle 22 for locally cooling the die 12 is attached to the tip portion 38 thereof.
The mold 12 immediately after being heated to the quenching temperature becomes extremely hot. In this example, in order to prevent the influence of radiation heat from the mold 12 on the entire robot 20, the robot 20 is installed at a position displaced from the front of the mold 12.

図2は可動アーム36の先端部38を拡大して示した図である。同図で示すように先端部38は、関節軸Pを中心に可動アーム36の根元側に対し回転可能に連結されている。
そして先端部38の、関節軸Pとは反対側に位置する取付部材40には、箱状の熱遮蔽体42が取付ボルト44により取付固定されている。
FIG. 2 is an enlarged view of the tip portion 38 of the movable arm 36. As shown in the figure, the tip portion 38 is rotatably connected to the base side of the movable arm 36 about the joint axis P.
A box-shaped heat shield 42 is attached and fixed to an attachment member 40 located on the opposite side of the distal end portion 38 from the joint axis P by an attachment bolt 44.

熱遮蔽体42は、可動アーム36側の取付部材40に直接固定される板状の被固定部42aと、この被固定部42aに直交する状態で固定されている平板状の基体42bと、基体42b上の一方の面を覆うように基体42bに固定された蓋体42cと、を備え、全体として上下、左右、及び前後の各方向に熱遮蔽用の壁が形成された箱形状を成している。熱遮蔽体42は、金型12から可動アーム36の先端部38に向かって放射される熱を遮蔽して、内部に収納されているセンサ等を保護する。   The heat shield 42 includes a plate-shaped fixed portion 42a directly fixed to the mounting member 40 on the movable arm 36 side, a flat plate-shaped base body 42b fixed in a state orthogonal to the fixed portion 42a, and a base body. A lid 42c fixed to the base body 42b so as to cover one surface on 42b, and forms a box shape in which a wall for heat shielding is formed in each of the up, down, left, right and front directions as a whole. ing. The heat shield 42 shields the heat radiated from the mold 12 toward the tip 38 of the movable arm 36 and protects the sensor and the like housed inside.

46は、金型12の表面の歪みを測定するために用いるレーザ式の変位検出センサで、熱遮蔽体42の内部に収納された状態で、断面T字状のブラケット47を介して基体42bの内面に固定されている。図2(A)及び(B)で示すように、センサ46は、関節軸Pから最も離間した(図中左側の)位置、即ち金型12の表面に対して最も接近可能な位置にある熱遮蔽体42の第1の壁面48の近傍に配設されている。第1の壁面48には開口51が形成され、そこに耐熱ガラス52が嵌め込まれており、センサ46の発光部46aから発せらせた変位検出用のレーザ光は開口51を通じて外部に向けて出射され、対象物である金型12表面にて反射した後、同じく開口51を通じて、受光部46bにて受光される。受光された反射光は受光部46b内の光位置検出素子上で結像され、その結像位置に基づいて、金型12表面までの高さ方向の変位量が計測される。
本例ではセンサ46、熱遮蔽体42及びこれらを移動可能に保持している可動アーム36により非接触式の歪測定装置11が構成されている。
Reference numeral 46 denotes a laser-type displacement detection sensor used for measuring the strain on the surface of the mold 12, and is housed inside the heat shield 42, and is attached to the base body 42b via a bracket 47 having a T-shaped cross section. It is fixed on the inner surface. As shown in FIGS. 2 (A) and 2 (B), the sensor 46 is located at a position farthest from the joint axis P (on the left side in the drawing), that is, at a position most accessible to the surface of the mold 12. It is arranged near the first wall surface 48 of the shield 42. An opening 51 is formed in the first wall surface 48, and a heat resistant glass 52 is fitted therein, and the laser light for displacement detection emitted from the light emitting portion 46a of the sensor 46 is emitted to the outside through the opening 51. After being reflected by the surface of the mold 12 as an object, the light is received by the light receiving portion 46b through the opening 51 as well. The received reflected light is imaged on the optical position detection element in the light receiving section 46b, and the amount of displacement in the height direction to the surface of the mold 12 is measured based on the imaged position.
In this example, the sensor 46, the heat shield 42, and the movable arm 36 movably holding them constitute the non-contact strain measuring device 11.

本例では、センサ46を用いて、焼入れ温度まで加熱された高温状態の金型12の表面の変位量(歪み量)を測定するため、センサ46から出射されるレーザ光が赤色だと、金型12自体の赤熱の影響を受け易い。従って本例のセンサ46では、波長が350〜450nmの青色レーザ光を用いている。   In this example, the sensor 46 is used to measure the amount of displacement (distortion amount) of the surface of the mold 12 heated to the quenching temperature in the high temperature state. Therefore, if the laser light emitted from the sensor 46 is red, It is easily affected by the red heat of the mold 12 itself. Therefore, the sensor 46 of this example uses blue laser light having a wavelength of 350 to 450 nm.

図4は、レーザ式変位センサ46から出射されるレーザ光が赤色の場合(同図(B))及び青色(波長が350〜450nm)の場合(同図(C))での測定精度を示した図である。これら図4(B)及び(C)で示した測定結果は、図4(A)で示す300mm×300mm×300mmのブロック13の中心付近に10mm×10mm×高さ1mmの段差を作成し、このブロック13を800℃に加熱した状態でその段差を測定した結果である。詳しくはこの1mmの段差を10回測定し、10回の平均値及び平均値との差が一番大きい測定値を誤差棒としてプロットしたものである。測定はブロック13とセンサ46との測定距離を逐次変化させながら行っている。   FIG. 4 shows the measurement accuracy when the laser light emitted from the laser displacement sensor 46 is red (FIG. (B)) and blue (wavelength is 350 to 450 nm) (FIG. (C)). It is a figure. The measurement results shown in FIGS. 4B and 4C are obtained by forming a step of 10 mm × 10 mm × height 1 mm near the center of the block 13 of 300 mm × 300 mm × 300 mm shown in FIG. 4A. It is the result of measuring the step difference in a state where the block 13 is heated to 800 ° C. Specifically, the step of 1 mm is measured 10 times, and the average value of 10 times and the measured value having the largest difference from the average value are plotted as an error bar. The measurement is performed while sequentially changing the measurement distance between the block 13 and the sensor 46.

図4(B)で示すように赤色レーザの場合、ブロック13の赤熱の影響を受け、1mmの段差をまともに測定することができない。一方、青色レーザの場合は、図4(C)で示すように測定距離(ブロック13とセンサ46との距離)が近いほど正確に段差を測定できている。金型の歪み測定では、繰り返し精度0.2mm以内であることが必要とされる。図4で示した結果によれば青色レーザであれば測定距離を500mm以下とすることで、繰り返し精度0.2mm以内、即ち段差1mmに対し、±0.1mmの誤差範囲以内で測定することが可能であることが分かる。   As shown in FIG. 4B, in the case of a red laser, the step height of 1 mm cannot be measured properly due to the influence of red heat of the block 13. On the other hand, in the case of the blue laser, as shown in FIG. 4C, the closer the measurement distance (distance between the block 13 and the sensor 46) is, the more accurately the step can be measured. In the measurement of mold strain, it is required that the repeatability is within 0.2 mm. According to the result shown in FIG. 4, if the measurement distance is 500 mm or less for the blue laser, the repeatability is within 0.2 mm, that is, within 1 mm of the step, the measurement can be performed within an error range of ± 0.1 mm. I see that it is possible.

但し金型12は非常な高温であるため、測定距離(図3(A)のL)を500mm以下とすると熱遮蔽体42内部のセンサ46の温度が動作保証範囲を超える場合がある。このため本例では、図2で示すように熱遮蔽体42の被固定部42aに、熱遮蔽体42の内部に冷却用の圧縮エアを導入するための導入口54が設けられている。この導入口54を通じて、図示を省略する流量調節バルブを介してエアタンク28と連結された配管55の先端が、熱遮蔽体42の内部に挿入されており、本例では制御部30の制御に基づいて導入口54からエアタンク28内の圧縮エアが熱遮蔽体42の内部に供給される。尚、基体42bには排気口58が外部と連通する状態で形成されており、熱遮蔽体42の内部に導入された圧縮エアは排気口58を通じて外部に排出される。
このように本例では、圧縮エアが熱遮蔽体42の内部を流通する構成とすることで、センサ46が高温(具体的には50℃以上)になるのを防止している。尚、後述するように歪み測定の際にセンサ46と金型12との間に位置して遮熱を行う第1の壁面48に水冷機構部を設けることで、センサ46が高温になるのを防止することも可能である。
However, since the mold 12 is extremely hot, if the measurement distance (L 1 in FIG. 3A) is set to 500 mm or less, the temperature of the sensor 46 inside the heat shield 42 may exceed the guaranteed operating range. For this reason, in this example, as shown in FIG. 2, the fixed portion 42a of the heat shield 42 is provided with an inlet port 54 for introducing compressed air for cooling into the heat shield 42. Through this inlet 54, the tip of a pipe 55 connected to the air tank 28 via a flow control valve (not shown) is inserted into the inside of the heat shield 42, and in this example, based on the control of the controller 30. The compressed air in the air tank 28 is supplied into the heat shield 42 from the inlet 54. An exhaust port 58 is formed in the base body 42b so as to communicate with the outside, and the compressed air introduced into the heat shield 42 is exhausted to the outside through the exhaust port 58.
As described above, in this example, the compressed air flows through the inside of the heat shield 42 to prevent the sensor 46 from reaching a high temperature (specifically, 50 ° C. or higher). As will be described later, by providing a water cooling mechanism on the first wall surface 48 that is located between the sensor 46 and the mold 12 and shields heat during strain measurement, it is possible to prevent the sensor 46 from reaching a high temperature. It is also possible to prevent it.

一方、金型12を局所冷却するためのノズル22は、図2(A)で示すように熱遮蔽体42の被固定部42aの内側にブラケット60を介して取付固定されており、その先端の吐出口22aは、熱遮蔽体42内のセンサ46が近接配置されている第1の壁面48とは異なる第2の壁面49から外方に向けて突出している。
このノズル22は、図示を省略する流量調節バルブを介してエアタンク28と連結されており、制御部30の制御に基づいてノズル22の吐出口22aからは、金型12を局所冷却のための冷却用ガスとして、圧縮エアが吐出される。
On the other hand, the nozzle 22 for locally cooling the die 12 is attached and fixed to the inside of the fixed portion 42a of the heat shield 42 via the bracket 60 as shown in FIG. The ejection port 22a protrudes outward from a second wall surface 49 different from the first wall surface 48 in which the sensor 46 in the heat shield 42 is arranged in proximity.
The nozzle 22 is connected to an air tank 28 via a flow control valve (not shown), and under the control of the control unit 30, the die 12 is cooled for local cooling from the discharge port 22a of the nozzle 22. Compressed air is discharged as a working gas.

以上のように本例では、熱遮蔽体42の第1の壁面48とは異なる第2の壁面49から、冷却用ガスが吐出されるようにノズル22の吐出口22aが設けられており、先端部38を関節軸P周りに回転させることで、歪み測定と局所冷却との切替を行なう。即ち、金型12の歪み測定を行う場合には図3(A)で示すように、熱遮蔽体42の第1の壁面48を金型12の表面に対向させる。また金型12の局所冷却を行う場合には図3(B)で示すように熱遮蔽体42の第2の壁面49を金型12の表面に対向させる。   As described above, in this example, the discharge port 22a of the nozzle 22 is provided so that the cooling gas is discharged from the second wall surface 49 of the heat shield 42, which is different from the first wall surface 48, and the tip thereof is provided. By rotating the portion 38 around the joint axis P, switching between strain measurement and local cooling is performed. That is, when measuring the strain of the mold 12, the first wall surface 48 of the heat shield 42 is opposed to the surface of the mold 12 as shown in FIG. Further, when the mold 12 is locally cooled, the second wall surface 49 of the heat shield 42 is opposed to the surface of the mold 12 as shown in FIG. 3B.

以下に本実施形態の冷却処理設備10を用いて冷却処理を行った場合の動作を具体的に説明する。尚、この例では、SKD61から成り、幅600mm×高さ600mm×厚み150mmの金型12における最高温度部位、即ち最遅冷却部位での冷却速度が10℃/minとなるように冷却処理を行うものとする。
図1で示すように先ず、金型12は図示を省略した加熱室にて焼入れ温度にまで加熱された後にクレーン等によってセット治具14上に載置される。
そして金型12は大気中で放冷される。これとともに赤外線カメラ24が金型12表面の温度分布を検知する。そしてその温度分布の検知結果に基づいて金型12表面の最高温度部位が特定される。制御部30は最高温度部位の位置情報(X,Y座標)をロボット20に出力する。
The operation when the cooling processing is performed using the cooling processing facility 10 of the present embodiment will be specifically described below. In this example, the cooling process is performed so that the cooling rate is 10 ° C./min at the highest temperature portion, that is, the slowest cooling portion in the mold 12 made of SKD61 and having a width of 600 mm, a height of 600 mm, and a thickness of 150 mm. I shall.
As shown in FIG. 1, first, the mold 12 is heated to the quenching temperature in a heating chamber (not shown) and then placed on the setting jig 14 by a crane or the like.
Then, the mold 12 is allowed to cool in the atmosphere. At the same time, the infrared camera 24 detects the temperature distribution on the surface of the mold 12. Then, the highest temperature site on the surface of the mold 12 is specified based on the detection result of the temperature distribution. The control unit 30 outputs the position information (X, Y coordinates) of the highest temperature portion to the robot 20.

ロボット20は、図3(B)で示すように、可動アーム36の先端部38に取り付けられたノズル22の吐出口22aを、特定された最高温度部位のポイントGに位置移動させる。そして最高温度部位のポイントGの上方Lの距離(ここでは300mm)から冷却用の圧縮エアを最高温度部位に向けて吹き付け、最高温度部位(若しくは最高温度部位及びその周辺部)を局所的に冷却する。 As shown in FIG. 3B, the robot 20 moves the ejection port 22a of the nozzle 22 attached to the tip end portion 38 of the movable arm 36 to the point G of the identified maximum temperature portion. Then, the compressed air for cooling is blown toward the highest temperature portion from a distance L 2 above the point G of the highest temperature portion (here, 300 mm) to locally cause the highest temperature portion (or the highest temperature portion and its peripheral portion). Cooling.

この例では、最高温度部位が600℃になるまでこの冷却動作を継続させる。図5の1点鎖線で示すように、制御部30は、冷却動作を開始してからの予定表面温度の推移、即ち冷却速度(本例では10℃/min)が予め設定されており、赤外線カメラ24の監視により随時特定される最高温度部位にノズル22の吐出口22aを位置移動させながら、その最高温度部位での検知温度と予定表面温度との差分に基づいて、冷却条件を制御する。
詳しくは、最高温度部位の検知温度が図5に示した予定表面温度を上回っている場合には局部冷却用の圧縮エアの量を増加させ、検知温度が予定表面温度を下回っている場合には局部冷却用の圧縮エアの量を減少させる。このようにすることで冷却処理の対象となった背面12bにおける最高温度部位を、予定していた冷却速度若しくはこれに近似する冷却速度で冷却することができる。
尚、最高温度部位の検知温度が600℃を下回った以降についても予め設定された予定表面温度の推移と一致するように引き続き冷却処理を行うことも可能である。また場合によっては最高温度部位の検知温度が600℃以下の所定温度となった時点で、油冷に切り替えて引き続き冷却処理を行うことも可能である。
In this example, this cooling operation is continued until the highest temperature portion reaches 600 ° C. As indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 5, the controller 30 presets the transition of the planned surface temperature after the start of the cooling operation, that is, the cooling rate (10 ° C./min in this example). While the position of the discharge port 22a of the nozzle 22 is moved to the highest temperature portion specified by the monitoring of the camera 24 at any time, the cooling condition is controlled based on the difference between the detected temperature at the highest temperature portion and the planned surface temperature.
Specifically, when the detected temperature of the highest temperature portion is higher than the planned surface temperature shown in FIG. 5, the amount of compressed air for local cooling is increased, and when the detected temperature is lower than the planned surface temperature, Reduce the amount of compressed air for local cooling. By doing so, it is possible to cool the highest temperature portion on the back surface 12b which is the target of the cooling process at a planned cooling rate or a cooling rate close to this.
Note that, even after the detected temperature of the highest temperature portion falls below 600 ° C., it is possible to continue the cooling treatment so as to match the transition of the preset surface temperature set in advance. In some cases, when the detected temperature of the highest temperature portion reaches a predetermined temperature of 600 ° C. or lower, it is possible to switch to oil cooling and continue the cooling process.

図6は金型模擬試験片のブロック(SKD61、幅600mm×高さ600mm×厚み150mm)を用いて、1000℃〜500℃の間、図5で示すように一定の冷却速度となるように最高温度部位の局所冷却を行い、冷却処理完了後に模擬試験片の焼入れ状態及び最大歪みについて評価した結果を示した図である。尚、冷却ガスは大気を使用し、ノズル吐出口の高さLは金型表面から300mmとした。 FIG. 6 is a block diagram of a mold simulation test piece (SKD61, width 600 mm × height 600 mm × thickness 150 mm), and the maximum cooling rate is 1000 ° C. to 500 ° C. as shown in FIG. It is the figure which showed the result of having evaluated the quenching state and the maximum strain of the simulated test piece after local cooling of the temperature part and completion of the cooling treatment. Atmosphere was used as the cooling gas, and the height L 2 of the nozzle discharge port was set to 300 mm from the mold surface.

ここで焼入れ状態については、冷却処理完了後に模擬試験片の表面の所定箇所における硬度を調査して所定硬度(HRC48以上)が得られているか否かで評価した。
最大歪みについては、冷却処理完了後に模擬試験片の表面の、周辺部2箇所及び中央部1箇所の所定位置について高さ方向の変位を測定し、周辺部両端を結んだ線を基準線とした場合の高さ方向の変位量を最大歪み量として評価した。
Here, the quenching state was evaluated by examining the hardness at a predetermined location on the surface of the simulated test piece after completion of the cooling treatment and determining whether or not a predetermined hardness (HRC 48 or higher) was obtained.
Regarding the maximum strain, after the cooling treatment was completed, the displacement in the height direction was measured at predetermined positions on the surface of the simulated test piece at two locations in the peripheral portion and one location in the central portion, and the line connecting the both ends of the peripheral portion was used as the reference line. The displacement amount in the height direction in this case was evaluated as the maximum strain amount.

同図によれば、冷却速度が9℃/min未満だと焼入れ不良が生じている。一方、冷却速度9℃/min以上であれば正常な焼入れが行われているが、冷却速度が速くなると最大歪み量が大きくなっている。この結果から金型模擬試験片における好適な冷却速度、即ち焼入れ不良が生じることなく且つ最大歪み量0.05mm以内となるような冷却速度は9〜15℃/minであることが分かる。本例では、このようにして得られた好適な冷却速度を基に、予め制御部30に予定表面温度の推移を設定して、最高温度部位の検知温度がかかる予定表面温度の推移と一致するように冷却条件の制御を行うことで、焼入れ不良及び歪みの発生を良好に防止することが可能である。   According to the figure, if the cooling rate is less than 9 ° C / min, quenching failure occurs. On the other hand, if the cooling rate is 9 ° C./min or more, normal quenching is performed, but as the cooling rate increases, the maximum strain amount increases. From this result, it can be seen that a suitable cooling rate of the mold test piece, that is, a cooling rate at which the maximum strain amount is within 0.05 mm without causing defective quenching is 9 to 15 ° C./min. In this example, the transition of the planned surface temperature is set in advance in the control unit 30 based on the suitable cooling rate thus obtained, and the transition of the planned surface temperature at which the detected temperature of the highest temperature portion is applied matches. By controlling the cooling conditions in this manner, it is possible to favorably prevent the occurrence of quenching defects and distortion.

また本実施形態の冷却処理設備では、冷却処理中に局所冷却を行なっている面の歪み度合いを確認することが可能である。
本例では、熱遮蔽体42の、変位検出用のレーザ光を出射させる第1の壁面48とは90°異なる第2の壁面49から局所冷却用の圧縮エアが吐出されるように、ノズル22の吐出口22aが設けられており、先端部38を関節軸P周りに90°回転させることで、局所冷却を行う状態と歪み量を測定する状態とを切替ることができる。
Further, in the cooling treatment facility of the present embodiment, it is possible to confirm the degree of distortion of the surface that is locally cooled during the cooling treatment.
In this example, the nozzle 22 is so arranged that the compressed air for local cooling is discharged from the second wall surface 49 of the heat shield 42, which is different from the first wall surface 48 emitting the laser beam for displacement detection by 90 °. The discharge port 22a is provided, and by rotating the distal end portion 38 by 90 ° around the joint axis P, it is possible to switch between the state of performing local cooling and the state of measuring the amount of strain.

歪み量を測定する場合、図3(A)に示す熱遮蔽体42の第1の壁面48を、測定対象物である金型12の表面に対して対向させた状態で、歪み量を測定したいポイント(X、Y座標)までセンサ46を移動させ、金型12表面上の指定された測定ポイントにおいて、金型12表面までの距離を測定する。そしてセンサ46の位置情報及びセンサ46で測定した金型12表面までの距離情報に基づいて、金型12の表面の高さ方向の変位、即ち歪み量を測定することができる。図7は冷却処理途中の800℃の時点で、センサ46を金型12の背面12bに沿って水平方向に移動させ、直線上に位置する複数の測定ポイントについて変位を検出した結果を示した図である。   When measuring the amount of strain, it is desired to measure the amount of strain with the first wall surface 48 of the heat shield 42 shown in FIG. 3 (A) facing the surface of the mold 12 that is the measurement target. The sensor 46 is moved to a point (X, Y coordinates), and the distance to the surface of the mold 12 is measured at a designated measurement point on the surface of the mold 12. Then, based on the position information of the sensor 46 and the distance information to the surface of the mold 12 measured by the sensor 46, the displacement in the height direction of the surface of the mold 12, that is, the amount of strain can be measured. FIG. 7 is a diagram showing a result of detecting displacements at a plurality of measurement points located on a straight line by moving the sensor 46 in the horizontal direction along the back surface 12b of the mold 12 at 800 ° C. during the cooling process. Is.

このように本例では、冷却処理中に、金型表面の温度分布情報に加えて、金型表面の歪みの状態を検出することができるため、歪みの状態に応じて冷却条件を変更することも可能である。尚、歪み量測定中は局所冷却が中断されることになるが、本例では局所冷却状態と歪み量測定状態とを短時間で切替ることができるので、冷却処理途中に歪み量測定を行うことで局所冷却が中断される時間帯を短くすることができる。   As described above, in this example, in addition to the temperature distribution information on the mold surface, it is possible to detect the distortion state of the mold surface during the cooling process. Therefore, the cooling condition can be changed according to the distortion state. Is also possible. Although the local cooling is interrupted during the strain amount measurement, in this example, the local cooling state and the strain amount measuring state can be switched in a short time, so the strain amount is measured during the cooling process. This can shorten the time period during which the local cooling is interrupted.

以上のような本実施形態の歪測定装置11は、センサ46が熱遮蔽体42に位置固定され、センサ46と熱遮蔽体42とが一体構造をなしているため、これらを可動アーム36で同時に位置移動させることができ、移動動作の高速化を図ることができる。
また本実施形態では、箱状の熱遮蔽体42により、高温状態の金型12から発せられる放射熱からセンサ46を保護するとともに、内部に導入する冷却用ガスにより熱遮蔽体42及びセンサ46の温度が上昇するのを防止することができるため、従来の形状測定装置に比べて高温の金型12に対してより接近することが可能となり、測定精度を高めた状態で歪み量の測定を行うことができる。
In the strain measuring apparatus 11 according to the present embodiment as described above, the sensor 46 is positionally fixed to the heat shield 42, and the sensor 46 and the heat shield 42 have an integrated structure. The position can be moved, and the moving operation can be speeded up.
In addition, in the present embodiment, the box-shaped heat shield 42 protects the sensor 46 from the radiant heat emitted from the mold 12 in a high temperature state, and the cooling gas introduced into the interior protects the heat shield 42 and the sensor 46 from each other. Since it is possible to prevent the temperature from rising, it is possible to move closer to the hot mold 12 as compared with the conventional shape measuring apparatus, and the strain amount is measured with the measurement accuracy improved. be able to.

本実施形態ではまた、センサ46をレーザ式の変位検出センサとして、照射されるレーザ光を波長350〜450nmの青色レーザ光としているため、高温の金型12の歪み量を測定する場合であっても金型12自体の赤熱の影響を排除して精度良く歪み量を測定することが可能である。   Further, in the present embodiment, the sensor 46 is a laser type displacement detection sensor, and the emitted laser light is blue laser light having a wavelength of 350 to 450 nm. Therefore, the strain amount of the high temperature mold 12 may be measured. Also, the strain amount can be accurately measured by eliminating the influence of red heat of the mold 12 itself.

また本実施形態では、3次元方向に位置移動可能な可動アーム36の先端部38に熱遮蔽体42を保持させた構成とすることで、極めて高温となる金型12に接近する部位を可動アーム36の先端部38及びそこに取り付けられた熱遮蔽体42に限定することができ、十分な耐熱性を備えていないロボット20の駆動機構等を金型12から離した配置とすることができる。   In addition, in the present embodiment, the heat shield 42 is held at the tip 38 of the movable arm 36 that is movable in three-dimensional directions, so that the movable arm can be located at a portion approaching the die 12 that becomes extremely hot. It can be limited to the tip portion 38 of 36 and the heat shield 42 attached thereto, and the drive mechanism of the robot 20 that does not have sufficient heat resistance can be arranged away from the mold 12.

また本実施形態の冷却処理装置10は、歪測定装置11に加えて、更に金型12の表面の温度分布を検知する赤外線センサ24と、吐出口22aから冷却用ガスを吐出させて金型12の表面を冷却するノズル22と、を備えて、検知した金型12の表面の温度分布に基づいて金型12の特定部位に対して冷却用ガスを吐出させて局所冷却する機能を備えている。
更に冷却処理装置10では、3次元方向に位置移動な可動アーム36の先端部38の回転動作により、熱遮蔽体42の第1の壁面48を金型12の表面に対向させて行う歪み測定動作と、熱遮蔽体の第2の壁面49を金型12の表面に対向させて行う局所冷却動作と、を切り替えて実施することができるため、焼入れ時の冷却過程において金型12の歪み度合いを簡便に短時間で確認することができる。
In addition to the strain measuring device 11, the cooling processing device 10 of the present embodiment further includes an infrared sensor 24 that detects the temperature distribution on the surface of the mold 12 and a mold 12 that discharges a cooling gas from the discharge port 22a. And a nozzle 22 that cools the surface of the mold 12, and has a function of locally discharging the cooling gas to a specific portion of the mold 12 based on the detected temperature distribution of the surface of the mold 12. .
Further, in the cooling processing device 10, the strain measurement operation performed by causing the first wall surface 48 of the heat shield 42 to face the surface of the mold 12 by the rotation operation of the tip end portion 38 of the movable arm 36 that moves in the three-dimensional direction. And the local cooling operation performed by making the second wall surface 49 of the heat shield face the surface of the mold 12 can be switched, so that the degree of distortion of the mold 12 can be reduced in the cooling process during quenching. It can be confirmed easily and in a short time.

図8は、本発明の他の実施形態の要部を拡大して示した図である。
この実施形態は、変位検出の際に金型12とセンサ46との間に位置する熱遮蔽体42の第1の壁面48に水冷機構部64を設けたものである。
水冷機構部64は、第1の壁面48に接して取り付けられ、内部に冷却水を流通させる本体部65と、冷却水を本体部65の内部に導入する導入管66と、冷却水を本体部65の内部から排出する排出管67とを備えている。尚、69及び70はセンサ46から発せられたレーザ光及び金型表面で反射した反射光を通過させるための開口である。
変位検出の際、金型12とセンサ46との間に位置する熱遮蔽体42の第1の壁面48は高温の金型12から放射熱を最も強く受けるため、この第1の壁面48に水冷機構部64を設けて、第1の壁面48の温度上昇を抑制することで内部に収容されているセンサ46の温度上昇を防止することができる。
FIG. 8: is the figure which expanded and showed the principal part of other embodiment of this invention.
In this embodiment, a water cooling mechanism portion 64 is provided on the first wall surface 48 of the heat shield 42 located between the mold 12 and the sensor 46 during displacement detection.
The water cooling mechanism portion 64 is attached in contact with the first wall surface 48, a main body portion 65 that circulates the cooling water inside, an introduction pipe 66 that introduces the cooling water into the main body portion 65, and the main body portion that cools the cooling water. And a discharge pipe 67 for discharging from the inside. Reference numerals 69 and 70 are openings for passing the laser light emitted from the sensor 46 and the reflected light reflected by the mold surface.
During the displacement detection, the first wall surface 48 of the heat shield 42 located between the mold 12 and the sensor 46 receives the radiant heat from the hot mold 12 most strongly, and therefore the first wall surface 48 is cooled by water. By providing the mechanism portion 64 and suppressing the temperature rise of the first wall surface 48, the temperature rise of the sensor 46 housed inside can be prevented.

以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示である。本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた態様で実施可能である。   Although the embodiment of the present invention has been described in detail above, this is merely an example. The present invention can be implemented in a mode in which various changes are made without departing from the spirit of the present invention.

10 冷却処理設備
11 歪測定装置
12 金型(対象物)
20 ロボット
22 ノズル(冷却手段)
22a 吐出口
24 赤外線カメラ(温度検知手段)
30 制御部
36 可動アーム
38 先端部
42 熱遮蔽体
46 変位検出センサ
48 第1の壁面
49 第2の壁面
54 導入口
64 水冷機構部
10 Cooling treatment facility 11 Strain measuring device 12 Mold (object)
20 robot 22 nozzle (cooling means)
22a Discharge port 24 Infrared camera (temperature detection means)
30 Control part 36 Movable arm 38 Tip part 42 Thermal shield 46 Displacement detection sensor 48 First wall surface 49 Second wall surface 54 Inlet port 64 Water cooling mechanism part

Claims (6)

対象物の変位を検出する非接触式のセンサと、
箱状を成し、内部に前記センサを位置固定状態にて収容し、該センサと一体で位置移動する熱遮蔽体と、
3次元方向に位置移動可能であり、先端部に前記熱遮蔽体を保持する可動アームと、を備え、
前記熱遮蔽体には前記内部に冷却用ガスを導入する導入口が設けられ
前記可動アームは、前記センサが前記対象物の変位を検出可能な位置に、前記熱遮蔽体を移動させることを特徴とする非接触式歪測定装置。
A non-contact sensor that detects displacement of the object,
A heat shield that has a box shape, accommodates the sensor in a fixed position inside, and moves in position integrally with the sensor;
A movable arm that can move in three dimensions and that holds the heat shield at its tip ,
The heat shield is provided with an inlet for introducing a cooling gas into the inside ,
The non-contact strain measurement device , wherein the movable arm moves the thermal shield to a position where the sensor can detect displacement of the object .
請求項1において、前記センサがレーザ式の変位検出センサであって、照射されるレーザ光が波長350〜450nmの青色レーザ光であることを特徴とする非接触式歪測定装置。 Oite to claim 1, wherein the sensor is a displacement sensor of a laser type, non-contact strain measuring device, wherein the laser beam irradiated is a blue laser light having a wavelength of 350 to 450 nm. 請求項1,2の何れかにおいて、変位検出の際、前記対象物と前記センサとの間に位置する前記熱遮蔽体の第1の壁面に、水冷機構部が設けられていることを特徴とする非接触式歪測定装置。 In any 1 item | term of Claim 1 or 2 , The water-cooling mechanism part is provided in the 1st wall surface of the said heat shield located between the said object and the said sensor at the time of displacement detection, It is characterized by the above-mentioned. Non-contact strain measuring device. 請求項1〜3の何れかにおいて、前記対象物が金型であることを特徴とする非接触式歪測定装置。The non-contact strain measuring device according to claim 1, wherein the object is a mold. 請求項1〜4の何れかにおいて、前記可動アームが前記熱遮蔽体を回転させることを特徴とする非接触式歪測定装置。The non-contact strain measurement device according to any one of claims 1 to 4, wherein the movable arm rotates the heat shield. 請求項1〜4の何れかに記載の非接触式歪測定装置と、
前記対象物の表面の温度分布を検知する温度検知手段と、
吐出口から冷却用ガスを吐出させて前記対象物の表面を冷却する冷却手段と、を備え、
3次元方向に位置移動な可動アームの先端部に、前記熱遮蔽体が回転可能に取り付けられ、
更に、変位検出の際に前記対象物と前記センサとの間に位置する前記熱遮蔽体の第1の壁面とは異なる第2の壁面から、前記冷却用ガスが吐出されるように、前記冷却手段の吐出口が形成されており、前記先端部の回転動作により前記熱遮蔽体の前記第1の壁面と前記第2の壁面とが交互に前記対象物の表面に対して対向可能とされていることを特徴とする冷却処理設備。
A non-contact strain measuring device according to any one of claims 1 to 4,
Temperature detection means for detecting the temperature distribution of the surface of the object,
A cooling means for cooling the surface of the object by discharging a cooling gas from a discharge port,
The heat shield is rotatably attached to the tip of a movable arm that can move in three dimensions.
Further, when the displacement is detected, the cooling gas is discharged from a second wall surface different from the first wall surface of the heat shield located between the object and the sensor so that the cooling gas is discharged. A discharge port of the means is formed, and the first wall surface and the second wall surface of the heat shield can be alternately opposed to the surface of the object by the rotation operation of the tip portion. Cooling treatment facility characterized by
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