JP7157094B2 - 誘導加熱装置およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、ビレットを加熱する誘導加熱装置およびその制御方法に関するものであり、詳しくは加熱されたビレットを次工程に送れない場合にビレットの再利用を容易に行うことができる誘導加熱装置およびその制御方法に関するものである。

円筒形状または角柱形状のビレットを加熱する誘導加熱装置が種々提案されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１には棒状のビレットを連続的に加熱機構に供給して、加熱されたビレットを次工程のプレス機械に送る誘導加熱装置の構成が開示されている。

プレス機械の不調等により加熱後のビレットを次工程に送れない場合は、加熱されたビレットをバケットに回収して冷まし、後日再利用していた。ビレットを再利用する際には、ビレットをバケットから取り出して並べ直してから加熱機構に供給する必要があった。ビレットの再利用における作業効率を向上することが困難であった。

加熱後のビレットをバケットに落下させる構成であったため、落下の衝撃によりビレットが変形する不具合があった。ビレットが変形すると再利用が困難となるため、ビレットが無駄になる不具合があった。

日本国実開平０２－１２０７９５号公報

本発明は上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的はビレットの再利用を容易に行うことができる誘導加熱装置およびその制御方法を提供することである。

上記の目的を達成するための誘導加熱装置は、棒状のビレットを加熱する加熱機構と、この加熱機構の上流側に配置されていて前記ビレットを前記加熱機構に供給する供給機構と、前記加熱機構の下流側に配置されていて加熱された前記ビレットを次工程に送る排出機構とを備える誘導加熱装置において、前記加熱機構で加熱された前記ビレットを前記供給機構に搬送するための戻りラインを備えていて、前記戻りラインが、前記加熱機構から排出される棒状の前記ビレットの軸方向を搬送方向として前記ビレットを搬送する第一搬送機構と、この第一搬送機構と前記供給機構との間に連結される第二搬送機構とを有していて、前記第一搬送機構が、前記ビレットを掴んで上下方向を中心軸として棒状の前記ビレットの軸方向を旋回させる方向変換機を有することを特徴とする。

上記の目的を達成するための制御方法は、棒状のビレットを加熱する加熱機構と、この加熱機構の上流側に配置されていて前記ビレットを前記加熱機構に供給する供給機構と、前記加熱機構の下流側に配置されていて加熱された前記ビレットを次工程に送る排出機構とを備える誘導加熱装置の制御方法において、前記加熱機構の下流側と前記供給機構とをつなぐ戻りラインが配置されていて、前記戻りラインが、前記加熱機構から排出される棒状の前記ビレットの軸方向を搬送方向として搬送する第一搬送機構と、この第一搬送機構と前記供給機構との間に連結される第二搬送機構とを有していて、加熱された前記ビレットを次工程に送れない場合に加熱された前記ビレットを前記戻りラインを利用して前記供給機構に搬送する際に、前記第一搬送機構に設置される方向変換機が前記ビレットを掴んで上下方向を中心軸として前記ビレットの軸方向を旋回させることを特徴とする。

本発明によれば、次工程のプレス機械が不具合等で停止している場合に、加熱後のビレットを戻りラインで供給機構に戻すことができる。ビレットの再利用を容易に行うことができる。ビレットを再利用する際の作業効率を向上するには有利である。

誘導加熱装置を平面視で例示する説明図である。 図１の戻りラインを拡大して例示する説明図である。 図２の戻りラインの変形例を例示する説明図である。 図２の戻りラインの変形例を例示する説明図である。 図２の戻りラインの変形例を例示する説明図である。

以下、誘導加熱装置およびその制御方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。図中ではビレットの軸方向であり搬送される方向でもある搬送方向を矢印ｘ、この搬送方向ｘを直角に横断する幅方向を矢印ｙ、上下方向を矢印ｚで示している。

図１に例示するように誘導加熱装置１は、棒状のビレット２を加熱する加熱機構３と、この加熱機構３の上流側に配置される供給機構４と、加熱機構３の下流側に配置される排出機構５とを備えている。棒状のビレット２は例えば円柱形状または角柱形状に形成されている。図１では説明のため供給機構４および排出機構５の範囲を破線で示している。

供給機構４には複数のビレット２が整列状態で配置されているコンテナ６が載置されている。供給機構４と加熱機構３との間に配置されるコンベア７に、コンテナ６のビレット２を供給する供給機８を供給機構４は有している。供給機８は例えば多軸の自由度を持ち自動制御可能なマニピュレータで構成される。軸方向に並べられているビレット２を掴んでコンベア７に供給する構成を供給機８は有している。ビレット２は軸方向を搬送方向ｘとしてコンベア７により加熱機構３に搬送される。供給機構４の範囲はコンベア７の一部を含む範囲に設定されていてもよい。

加熱機構３は誘導加熱炉で構成されている。ビレット２は誘導加熱炉で加熱されて、排出機構５に順次押し出されていく。

排出機構５は加熱後のビレット２を次工程であるプレス機械９に排出する排出機１０を有している。排出機１０は例えば供給機８と同様にマニピュレータで構成される。排出機１０が加熱後のビレット２を一つずつプレス機械９の金型に配置する。

供給機８および排出機１０の構成は上記に限らない。ビレット２を供給したり排出したりできる構成を有していればよい。

プレス機械９の不具合により数秒から数分程度のごく短時間の間、加熱後のビレット２を次工程のプレス機械９に送れないことがある。加熱後のビレット２を次工程に送れない場合、このビレット２を供給機構４に戻すための戻りライン１１を誘導加熱装置１は有している。図では説明のためビレット２が搬送される方向を矢印で示している。

加熱後のビレット２を戻りライン１１により供給機構４に戻すことができる。供給機構４に戻されるビレット２は供給機８により再度加熱機構３に供給されるので、ビレット２の再利用を容易に行うことができる。具体的には従来必要であったビレット２を並べ直してコンテナ６に配置する作業が不要となる。ビレット２を再利用する際の作業効率を向上するには有利である。

図１に例示するように戻りライン１１は、加熱機構３と排出機構５との間に連結される第一搬送機構１２と、第一搬送機構１２と供給機構４との間に連結される第二搬送機構１３とで構成することができる。図１では説明のため第一搬送機構１２および第二搬送機構１３の範囲を破線で示している。

第一搬送機構１２は、例えばビレット２を搬送するチェーンコンベアなどのコンベアで構成される。第一搬送機構１２はコンベアに限らず、ビレット２を搬送できる構成を有していればよい。第一搬送機構１２は例えばビレット２を下方から支持して滑らせて移動させるレールで構成してもよい。

図２に例示するように加熱後のビレット２を掴んでビレット２の軸方向を旋回させる方向変換機１４、１５を第一搬送機構１２が有する構成としてもよい。この実施形態では第一搬送機構１２は第一方向変換機１４と第二方向変換機１５とを有している。第一方向変換機１４と第二方向変換機１５とにより、ビレット２はそれぞれ上下方向ｚを中心軸として９０°ずつ旋回させられる。加熱機構３を通過するときと比べて第二方向変換機１５の下流側ではビレット２は１８０°旋回した状態となる。

第一方向変換機１４および第二方向変換機１５は、例えばビレット２を下方から支持しつつ、上下方向ｚを中心軸に旋回する回転台座で構成することができる。

第一搬送機構１２は、排出機構５の下流側に連結される構成としてもよい。このとき排出機構５のマニピュレータにより上下方向ｚを中心軸としてビレット２を旋回させる構成としてもよい。つまり排出機構５のマニピュレータを第一方向変換機１４として利用する構成としてもよい。

第一搬送機構１２は、加熱されたビレット２を冷却する冷却部１６を有していてもよい。冷却部１６は第一搬送機構１２の途中部分に配置されている。冷却部１６は、ビレット２を水で冷却する構成（水冷）または空気で冷却する構成（空冷）、または水冷および空冷を組み合わせる構成とすることができる。冷却部１６は第二搬送機構１３に設置されてもよく、第一搬送機構１２および第二搬送機構１３の両方に設置されてもよい。

第二搬送機構１３は、第一搬送機構１２から送られてくるビレット２をその幅方向ｙに搬送するスライド部１７を有している。スライド部１７は例えばフィーダやコンベアで構成される。ビレット２は、スライド部１７によりその軸方向を維持したまま供給機構４またはその近傍まで送られる。このビレット２は、供給機８によりコンベア７に供給される。つまり第二搬送機構１３はビレット２を供給機構４に受け渡し可能な構成を有している。

供給機８はコンテナ６のビレット２を加熱機構３に供給しつつ、スライド部１７に一定量のビレットが溜まったときはスライド部１７のビレット２を加熱機構３に供給する。コンテナ６のビレット２がなくなりコンテナ６を交換している間に、供給機８がスライド部１７のビレット２を加熱機構３に供給する構成としてもよい。

加熱後のビレット２をバケット等に落下させることがないため、ビレット２に変形が生じることを防止できる。再利用できないビレット２の発生を防止できるので、ビレット２が無駄にならない。

戻りライン１１が冷却部１６を有している場合は、戻りライン１１を経由して供給機構４に再供給されるビレット２の温度を、コンテナ６から供給されるビレット２の温度と同一にしやすくなる。つまり再供給されるビレット２の温度を室温と同一にできる。加熱機構３から排出されるビレット２の温度のばらつきを抑制するには有利である。

ビレット２の温度が比較的高い状態で、加熱機構３にビレット２が再供給されると、ビレット２が加熱されすぎる不具合が発生する。戻りライン１１を介して比較的多数のビレット２が加熱機構３に再供給される場合であっても、冷却部１６を有する構成によりビレット２の温度のばらつきを抑制できる。

冷却部１６は誘導加熱装置１の必須の構成要件ではない。誘導加熱装置１が冷却部１６を有さない場合であっても、戻りライン１１により戻されるビレット２の数が比較的少ない場合は、第一搬送機構１２や第二搬送機構１３で時間をかけて室温によりビレット２は冷やされる。加熱機構３に再供給されるビレット２は、温度が十分に下がった状態とすることができる。

戻りライン１１は、第一搬送機構１２および第二搬送機構１３を有する構成に限らない。ビレット２を加熱機構３の下流側から供給機構４に搬送できる構成を戻りライン１１は有していればよい。

第一搬送機構１２の構成は上記に限らない。図３に例示するように第一搬送機構１２が湾曲部１８を有していてもよい。ビレット２は、湾曲部１８で軸方向を徐々に変えながら第二搬送機構１３に搬送される。第一搬送機構１２が湾曲部１８を有する実施形態では、第二方向変換機１５が不要となる。図１に例示する実施形態と同様に、第一搬送機構１２においてビレット２はその軸方向を搬送方向とする状態で搬送される。

図４に例示するように第一搬送機構１２が湾曲部１８を有していて、ビレット２が幅方向に転がりながら搬送される構成にしてもよい。ビレット２は円弧を描きながら転がり第二搬送機構１３のスライド部１７まで搬送される。この実施形態では第一搬送機構１２においてビレット２は幅方向を搬送方向とする状態で搬送される。第一搬送機構１２がコンベアを有する場合など、ビレット２が転がることなくその幅方向に搬送される構成としてもよい。

図５に例示するように第一方向変換機１４、第二方向変換機１５および湾曲部１８を第一搬送機構１２が有さない構成であってもよい。この実施形態では加熱機構３から排出されるビレット２は、第一搬送機構１２において幅方向に搬送された後に、軸方向を搬送方向とする状態で搬送される。その後、ビレット２は第一搬送機構１２から第二搬送機構１３に搬送される。

第一方向変換機１４等を有する構成の方が、戻りライン１１の形状の自由度を向上できる。比較的小さい状態で誘導加熱装置１に戻りライン１１を組み込むには、第一方向変換機１４等を有する構成の方が有利である。

第二搬送機構１３が、第一搬送機構１２から送られてくるビレット２をその軸方向に沿って整列させる状態で一時的に滞留させる滞留部１９を有していてもよい。例えば七つなど予め定められる数のビレット２が滞留部１９に到着するまで、他のビレット２は滞留部１９で滞留する。

スライド部１７は、滞留部１９で所定数となったビレット２をその幅方向ｙに搬送する。軸方向に所定数並べられたビレット２は、並べられている状態を維持したままスライド部１７により供給機構４まで送られる。

供給機８が、軸方向に並べられている複数のビレット２を一度に掴んでコンベア７に供給する構成を有していてもよい。この場合は、滞留部１９からスライド部１７に送られるビレット２の予め定められる数を、例えば供給機８がコンテナ６から一度に把持するビレット２の数と同一とすることが望ましい。この構成によれば供給機８は、コンテナ６からコンベア７にビレット２を移動させる作業と、スライド部１７からコンベア７にビレット２を移動させる作業とをほぼ同一の作業として供給機８等は実行することができる。

１ 誘導加熱装置
２ ビレット
３ 加熱機構
４ 供給機構
５ 排出機構
６ コンテナ
７ コンベア
８ 供給機
９ プレス機械
１０ 排出機
１１ 戻りライン
１２ 第一搬送機構
１３ 第二搬送機構
１４ 第一方向変換機
１５ 第二方向変換機
１６ 冷却部
１７ スライド部
１８ 湾曲部
１９ 滞留部
ｘ 搬送方向
ｙ 幅方向
ｚ 上下方向

Claims (7)

1. 棒状のビレットを加熱する加熱機構と、この加熱機構の上流側に配置されていて前記ビレットを前記加熱機構に供給する供給機構と、前記加熱機構の下流側に配置されていて加熱された前記ビレットを次工程に送る排出機構とを備える誘導加熱装置において、
   前記加熱機構で加熱された前記ビレットを前記供給機構に搬送するための戻りラインを備えていて、
   前記戻りラインが、前記加熱機構から排出される棒状の前記ビレットの軸方向を搬送方向として前記ビレットを搬送する第一搬送機構と、この第一搬送機構と前記供給機構との間に連結される第二搬送機構とを有していて、
   前記第一搬送機構が、前記ビレットを掴んで上下方向を中心軸として棒状の前記ビレットの軸方向を旋回させる方向変換機を有することを特徴とする誘導加熱装置。
2. 前記方向変換機が、多軸の自由度を持ち自動制御可能なマニピュレータ、または前記ビレットを下方から支持する回転台座で構成される請求項１に記載の誘導加熱装置。
3. 前記第二搬送機構が、前記第一搬送機構から搬送される前記ビレットを、その幅方向を搬送方向として搬送するスライド部を有する請求項１または２に記載の誘導加熱装置。
4. 前記第一搬送機構および前記第二搬送機構の両方が、前記ビレットを冷却する冷却部をそれぞれ有する請求項１または２に記載の誘導加熱装置。
5. 棒状のビレットを加熱する加熱機構と、この加熱機構の上流側に配置されていて前記ビレットを前記加熱機構に供給する供給機構と、前記加熱機構の下流側に配置されていて加熱された前記ビレットを次工程に送る排出機構とを備える誘導加熱装置において、
   前記加熱機構で加熱された前記ビレットを前記供給機構に搬送するための戻りラインを備えていて、
   前記戻りラインが、複数の前記ビレットをその軸方向に沿って整列させる状態で前記供給機構に搬送する第二搬送機構を有していて、
   前記第二搬送機構が、複数の前記ビレットをその軸方向に沿って整列させる状態で一時的に滞留させる滞留部と、この滞留部において一列に整列する前記ビレットの数が予め定められた数に達したとき、一列に整列している複数の前記ビレットを幅方向に搬送するスライド部とを有することを特徴とする誘導加熱装置。
6. 棒状のビレットを加熱する加熱機構と、この加熱機構の上流側に配置されていて前記ビレットを前記加熱機構に供給する供給機構と、前記加熱機構の下流側に配置されていて加熱された前記ビレットを次工程に送る排出機構とを備える誘導加熱装置の制御方法において、
   前記加熱機構の下流側と前記供給機構とをつなぐ戻りラインが配置されていて、
   前記戻りラインが、前記加熱機構から排出される棒状の前記ビレットの軸方向を搬送方向として搬送する第一搬送機構と、この第一搬送機構と前記供給機構との間に連結される第二搬送機構とを有していて、
   加熱された前記ビレットを次工程に送れない場合に加熱された前記ビレットを前記戻りラインを利用して前記供給機構に搬送する際に、前記第一搬送機構に設置される方向変換機が前記ビレットを掴んで上下方向を中心軸として前記ビレットの軸方向を旋回させることを特徴とする制御方法。
7. 棒状のビレットを加熱する加熱機構と、この加熱機構の上流側に配置されていて前記ビレットを前記加熱機構に供給する供給機構と、前記加熱機構の下流側に配置されていて加熱された前記ビレットを次工程に送る排出機構とを備える誘導加熱装置の制御方法において、
   前記加熱機構の下流側と前記供給機構とをつなぐ戻りラインが配置されていて、
   前記戻りラインが、複数の前記ビレットをその軸方向に沿って整列させる状態で前記供給機構に搬送する第二搬送機構を有していて、
   加熱された前記ビレットを次工程に送れない場合に加熱された前記ビレットを前記戻りラインを利用して前記供給機構に搬送する際に、
   前記第二搬送機構が、複数の前記ビレットをその軸方向に沿って整列させる状態で一時的に滞留させて、一列に整列する前記ビレットの数が予め定められた数に達したとき、一列に整列している複数の前記ビレットを幅方向に搬送することを特徴とする制御方法。

Images