KR101720053B1 - 고주파 열처리 장치 및 고주파 열처리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고주파 열처리 장치 및 고주파 열처리 방법에 관한 것으로, 이러한 본 발명은 적어도 하나의 코일을 포함하는 가열부와, 상기 코일에 대한 열처리 대상물의 위치를 조절하는 위치조절부와, 열처리 대상물 중 열처리가 완료된 복수의 제1 대상물의 단면 형상을 정의하는 복수의 파라미터의 측정값이 기록된 형상 데이터베이스와 상기 제1 대상물의 기계적 성질이 기록된 성능 데이터베이스와 상기 제1 대상물에 대한 열처리 시, 상기 코일에 대한 상기 제1 대상물에 대한 위치가 기록된 조건 데이터베이스를 저장하는 저장부와, 상기 형상 데이터베이스로부터 열처리하기 위해 마련된 제2 대상물의 단면과의 유사도가 기 설정된 수치 이상인 복수의 제1 대상물을 검색하고, 검색된 제1 대상물 중 상기 성능 데이터베이스에 따라 기계적 성질이 가장 우수한 하나의 제1 대상물을 도출하며, 상기 조건 데이터베이스를 참조로 상기 코일에 대한 상기 도출된 제1 대상물에 대한 위치와 동일하게 상기 제2 대상물이 위치하도록 상기 위치조절부를 제어한 후, 상기 코일에 전류를 공급하여 상기 대상물을 열처리하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파 열처리 장치와 이에 따른 고주파 열처리 방법을 제공한다.

Description

고주파 열처리 장치 및 고주파 열처리 방법{Induction Heat Treatment apparatus and Induction Heat Treatment method}
본 발명은 고주파 열처리 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 열처리 대상물을 열처리부에 정렬시키는 단계, 열처리 대상물과 열처리부와의 간격을 조절하는 단계, 열처리 대상물을 열처리하는 단계, 열처리 대상물을 냉각시키는 단계를 포함하는 고주파 열처리 방법에 관한 것이다.
쉬프트 샤프트, 드라이브 샤프트와 같은 자동차 부품은 사용시 외부 충격에 노출되거나, 가속시 각각의 부위에 크기가 다른 회전력이 발생함으로써 뒤틀리거나 휘어지는 경우가 있다. 이러한 부품의 강도와 내마모성을 높이기 위하여, 부품의 형성 후 일정한 경도와 깊이로 부품의 표면을 열처리하고 있다.
한국 등록특허 제10-0742433호는 금속가공물을 열처리하기 위한 방법 및 장치에 대하여 개시하고 있다. 상기 장치는 유도기 세그먼트에 금속 가공물을 위치시켜 열처리를 하는데, 균일한 열량을 제공하기 위하여 금속 가공물을 회전시키고 있다. 하지만, 금속 가공물을 회전하는 경우 가공물의 표면이 팽창하면서 오차 범위 이상의 변형이 발생할 수 있는 문제가 있다. 이러한 변형은 금속 가공물의 내구성을 약화시킬 뿐 아니라, 정밀한 조립을 요하는 자동차 또는 기계 분야에 있어 부품의 로스로 이어진다.
따라서 고주파를 이용한 열처리 가공을 하면서도 제품의 변형이 발생하지 않으며, 어떠한 형상의 가공 대상물에 대해서도 균일한 열량을 공급하여 불량률을 줄일 수 있는 열처리 가공 방법의 개발이 요구된다.
특허문헌1: 한국 등록특허 제10-0742433호 (등록일: 2007.07.18)
본 발명의 목적은 열처리 대상물의 변형을 방지하는 고주파 열처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 열처리 제품의 품질을 향상시키고, 불량률을 감소시키는 고주파 열처리 방법을 제공하는 것이다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고주파 열처리 장치는 적어도 하나의 코일을 포함하는 가열부와, 상기 코일에 대한 열처리 대상물의 위치를 조절하는 위치조절부와, 열처리 대상물 중 열처리가 완료된 복수의 제1 대상물의 단면 형상을 정의하는 복수의 파라미터의 측정값이 기록된 형상 데이터베이스와 상기 제1 대상물의 기계적 성질이 기록된 성능 데이터베이스와 상기 제1 대상물에 대한 열처리 시, 상기 코일에 대한 상기 제1 대상물에 대한 위치가 기록된 조건 데이터베이스를 저장하는 저장부와, 상기 형상 데이터베이스로부터 열처리하기 위해 마련된 제2 대상물의 단면과의 유사도가 기 설정된 수치 이상인 복수의 제1 대상물을 검색하고, 검색된 제1 대상물 중 상기 성능 데이터베이스에 따라 기계적 성질이 가장 우수한 하나의 제1 대상물을 도출하며, 상기 조건 데이터베이스를 참조로 상기 코일에 대한 상기 도출된 제1 대상물에 대한 위치와 동일하게 상기 제2 대상물이 위치하도록 상기 위치조절부를 제어한 후, 상기 코일에 전류를 공급하여 상기 대상물을 열처리하도록 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 형상 데이터베이스는 복수의 제1 대상물 각각에 대해 상기 제1 대상물 단면의 기본 형상을 정의하는 복수의 파라미터와 상기 제1 대상물 단면에 특징 형상이 존재하는 경우, 특징 형상을 정의하는 복수의 파라미터를 이용하여 상기 제1 대상물의 단면을 정의한다.
상기 성능 데이터베이스는 제1 대상물의 기계적 성질을 복수의 성능 파라미터로 기록하며, 상기 제어부는 상기 형상 데이터베이스에서 상기 제2 대상물의 단면과의 유사도가 기 설정된 수치 이상인 복수의 제1 대상물을 검색하고, 상기 성능 데이터베이스에 따라 복수의 제1 대상물 중 상기 복수의 성능 파라미터 별 성능 요구 사항을 만족하는 제1 대상물을 도출하며, 상기 조건 데이터베이스를 참조로 상기 코일에 대한 상기 도출된 제1 대상물의 위치와 동일하게 상기 코일에 대해 상기 제2 대상물이 위치하도록 상기 위치조절부를 제어한 후, 코일에 전류를 공급하여 상기 대상물을 열처리하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고주파 열처리 방법은 열처리가 완료된 복수의 제1 대상물의 단면의 형상을 정의하는 복수의 파라미터의 측정값이 기술된 형상 데이터베이스로부터 열처리를 위해 마련된 제2 대상물의 단면과의 유사도가 기 설정된 수치 이상인 복수의 제1 대상물을 검출하는 단계와, 상기 복수의 제1 대상물의 기계적 성질이 기록된 성능 데이터베이스를 기초로 상기 검출된 복수의 제1 대상물 중 기계적 성질이 가장 우수한 하나의 제1 대상물을 도출하는 단계와, 상기 제1 대상물에 대한 열처리 시, 열처리 장치의 코일에 대한 상기 제1 대상물에 대한 위치가 기록된 조건 데이터베이스를 참조로 상기 코일에 대한 상기 제1 대상물에 대한 위치와 동일하게 상기 제2 대상물을 위치시키는 단계와, 상기 코일에 전류를 공급하여 상기 제2 대상물을 열처리하는 단계를 포함한다.
상기 형상 데이터베이스는 복수의 제1 대상물 각각에 대해 상기 제1 대상물 단면의 기본 형상을 정의하는 복수의 파라미터에 대한 측정값과 상기 제1 대상물 단면에 특징 형상이 존재하는 경우, 상기 특징 형상을 정의하는 복수의 파라미터의 측정값이 기록되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 기 저장된 데이터베이스를 이용하여 가장 성능이 우수한 열처리 조건을 제공하여, 제품의 품질을 향상시킬 수 있다. 특히, 본 발명의 고주파 열처리 방법은 대상물을 회전시키지 않음으로써 대상물의 변형을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치의 가열부를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치의 저장부에 저장되는 데이터베이스를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 고주파 열처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 고주파 열처리 장치를 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 2 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치의 가열부를 설명하기 위한 도면이다. 그리고 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치의 저장부에 저장되는 데이터베이스를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 열처리 장치(100)는 기본적으로, 고주파를 통해 열처리 대상물을 열처리하기 위한 장치이다. 이러한 열처리 장치(100)는 가열부(110), 위치조절부(120), 냉각부(130), 저장부(140) 및 제어부(150)을 포함한다.
가열부(110)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 가열부(110)는 하나 또는 그 이상의 코일(111)을 포함한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 코일의 형상은 진원 뿐 아니라, 타원 또는 다각형의 형상도 가능하다. 열처리 대상물의 형상에 따라 코일을 교체하여 사용할 수도 있다.
코일(111)은 원 형상이 될 수 있으며, 열처리 대상물(10)은 원 형상의 코일(111)에서 원 내부에 위치된다. 이러한 상태에서 코일(111)에 고주파 전류를 흘려 자속을 발생시켜 발생된 자속에 의해서 대상물(10)에 유도되는 와전류의 와전류손실에 의한 발열에 의해 대상물(10)이 가열된다. 즉, 코일(111)에 교류 전원을 공급하면, 코일(111) 주변으로 자기장이 발생함에 따라 열처리 대상물(10)에 2차 전류가 유도된다. 열처리 대상물(10)의 소재인 탄소강에 전류가 흐르면 저항에 의해 열이 발생하게 되며, 이러한 열에 의해 열처리 대상물의 표면이 경화된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 코일(111, 112)은 두 개 이상 배치될 수 있으며, 이 경우 코일(111, 112)의 직경을 서로 상이하게 형성할 수 있다. 2개 이상의 코일(111, 112)은 중심축이 동일할 수도 있고, 단부의 위치를 수직 방향으로 일치시킬 수고 있다. 본 실시예에서는 단부의 위치를 수직 방향으로 일치시켰다.
한편, 열처리 대상물의 각 부위마다 단면이 상이한 열처리 대상물이 존재할 수 있다. 도 5의 (a) 및 (b)를 비교하면, 열처리 대상물의 단면이 상이하다. 이 경우 서로 다른 열량이 가해져야 한다. 이러한 경우, 도 6의 (a)에 보인 바와 같이 하나의 코일(111)을 이용하여 서로 다른 단면에 대해 따로 열처리를 수행하거나, 도 6의 (b)에 보인 바와 같이 2개 이상의 코일(111, 112)을 이용하여 열처리를 수행할 수 있다. 본 발명의 실시예에서 열처리 시, 대상물의 위치를 조정하지만, 전술한 경우, 필요시 제1 코일(111)이 고정된 상태에서 제2 코일(112)의 위치를 조정할 수도 있다. 한편, 복수 개의 코일이 사용되는 경우, 각각의 코일에 다른 주파수를 인가할 수도 있다. 열처리 대상물의 위치에 따라 다른 열량을 가해야 할 때, 미세한 열량의 차이를 고려하여 서로 다른 위치에 위치한 각각의 코일에 다른 주파수를 인가함으로써 정확한 열량을 공급할 수 있다. 본 발명에 따른 고주파 열처리 방법은 부분 가열이 가능하여 원하는 부분에만 열처리 가공을 할 수 있고, 열처리 대상물의 변형이 적으면서도 내마모성, 내피로성을 향상시킬 수 있다. 또한, 열처리 대상물과 열처리부의 간격을 미세하게 조절하여 가공된 제품의 품질이 균일하고 또한, 경제적이다.
위치조절부(120)는 제어부(150)의 제어에 따라 가열부(110)의 코일에 대한 열처리 대상물의 위치를 조절한다. 위치조절부(120)는 로봇암으로 형성되는 것이 바람직하다. 그 밖에 대상물(10)을 코일(111, 112) 내부에 위치시킨 상태로 유지할 수 있는 어떠한 장치라도 위치조절부(120)가 될 수 있다.
냉각부(130)는 열처리 대상물에 대한 열처리가 완료되면, 열처리 대상물을 공랭식 또는 수냉식으로 순간 냉각하여 표면층에 경화층을 형성한다. 경화층의 두께는 코일에 인가된 주파수와 시간에 따라 달라진다.
저장부(140)는 열처리 대상물의 위치를 결정하기 위해 필요한 각 종 데이터를 데이터베이스로 저장한다. 여기서, 데이터베이스는 형상 데이터베이스, 성능 데이터베이스 및 조건 데이터베이스를 포함한다.
형상 데이터베이스는 열처리 대상물 중 열처리가 완료된 복수의 대상물의 단면의 형상을 정의하는 복수의 파라미터로 이루어진다. 열처리 대상물에 대한 열처리 시, 그 파라미터에 대한 값이 형상 데이터베이스에 기록된다. 열처리 대상물의 단면은 다양한 형태가 있을 수 있다. 이러한 단면은 기본 형상과 특징 형상으로 이루어질 수 있다. 예컨대, 기본 형상은 원, 타원, 사각형, 직사각형 등이 될 수 있다. 또한, 특징 형상은 기본 형상의 적어도 일부에 형성되는 형상이다. 예컨대, 특징 형상은 기본 형상에 형성되는 홈, 돌출부, 혹은 동공 등이 될 수 있다. 예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이, 열처리 대상물은 예컨대, 단순히 기본 형상인 원으로만 이루어진 단면이 있을 수 있고, 기본 형상인 원에 홈(41), 돌출부(42) 및 공동(43)과 같은 특징 형상이 추가될 수 있다.
형상 데이터베이스는 기본 형상을 정의하기 위한 기본 형상 파라미터와 특징 형상을 정의하기 위한 특징 형상 파라미터로 이루어진다. 열처리 대상물의 단면에 대해 이러한 기본 형상 및 특징 형상 파라미터가 측정되며, 측정값은 대상물 별로 형상 데이터베이스에 기록된다. 이에 따라, 기본 형상 파라미터 및 특징 형상 파라미터의 측정값으로 대상물의 형상이 정의된다.
대상물 기본 형상 파라미터 1 파라미터 2 ... 특징 형상
유형		 특징
형상		 파라미터 1 파라미터 2
대상물 1 원 직경
50
... 공동 원 직경
30
대상물 2 원 직경
25		 ... 돌출부 사각형 가로
10		 세로
10
... ... ... ... ... ... ... ... ...
대상물 1020 사각형 가로
50		 세로
40		 ...
대상물 1021 사각형 가로
60		 세로
60		 ... 공동 원 직경
10
... ... ... ... ... ... ... ... ...
표 1에 보인 바와 같이, 형상 데이터베이스는 기본 형상 및 그 기본 형상에 상응하는 적어도 하나의 기본 형상 파라미터를 포함한다. 보인 바와 같이, 기본 형상 파라미터의 종류 및 수는 기본 형상에 따라 정해진다. 예컨대, 기본 형상이 원인 경우, 기본 형상 파라미터는 직경이 되며, 기본 형상이 사각형인 경우, 기본 형상 파라미터는 가로 및 세로 길이가 된다. 또한, 형상 데이터베이스는 특징 형상의 종류, 특징 형상 및 특징 형상에 상응하는 적어도 하나의 파라미터를 포함한다. 특징 형상 유형은 공동, 돌출부, 홈 등이 될 수 있고, 기본 형상과 마찬가지로, 특징 형상 파라미터의 종류 및 수는 특징 형상에 따라 정해진다.
또한, 성능 데이터베이스는 열처리가 완료된 대상물의 기계적 성질이 기록된다. 즉, 성능 데이터베이스에는 열처리가 완료된 대상물에 대한 성능 검사 결과가 기록된다. 예컨대, 성능 데이터베이스는 다음이 표 2와 같다.
대상물 인장
강도		 전단
강도		 비틀림 강도 충격
강도		 피로 강도 연성 경도 ...
대상물 1 값 1 값 2 값 3 값 4 값 5 값 6 값 7 ...
대상물 2 값 8 값 9 값 10 값 11 값 12 값 13 값 14 ...
대상물 3 값 15 값 16 값 17 값 18 값 19 값 20 값 21 ...
대상물 4 값 22 값 23 값 24 값 25 값 26 값 27 값 28 ...
... ... ... ... ... ... ... ... ...
표 2에 보인 바와 같이, 성능 데이터베이스는 열처리가 완료된 대상물의 기계적 성질을 나타내는 복수의 파라미터로 이루어지며, 이에 대한 값이 기록된다. 표 2에 인장 강도, 전단 강도, 비틀림 강도, 충격 강도, 피로 강도, 연성, 경도 등이 기술되어 있으나, 성능 데이터베이스를 이루는 성능 파라미터는 이에 한정되는 것은 아니며, 기술된 파라미터 외에 기계적 성질을 나타내어, 열처리 성능의 지표로 삼을 수 있는 어떠한 파라미터라도 성능 파라미터로 사용될 수 있다.
조건 데이터베이스는 열처리가 완료된 대상물의 열처리 시, 코일에 대한 대상물에 대한 위치가 기록된다. 대상물(10)이 코일(111)에서 얼마만큼 이격되어 있느냐에 따라, 대상물(10)에 가해지는 열량이 달라진다. 따라서 조건 데이터베이스는 도 2에 도시된 바와 같이, 코일(111)의 복수의 기준점(a, b, c, d)으로부터 대상물(대상물 단면)의 단부와의 이격 거리를 저장한다. 또한, 조건 데이터베이스는 해당 대상물 열처리 시, 코일에 공급하는 전류의 주파수 및 코일에 전류를 공급한 시간(열처리 시간)을 더 포함한다.
제어부(150)는 본 발명의 실시예에 따른 고주파 열처리에 대한 일련의 절차를 관장하여, 대상물에 대한 열처리를 수행한다. 이러한 제어부(150)는 CPU(Central Processing Unit), 디지털 신호 처리기(DSP, Digital Signal Processor) 등이 될 수 있다. 이러한 제어부(150)의 동작에 대해서는 아래에서 보다 상세하게 설명될 것이다.
그러면, 전술한 데이터베이스들을 이용하여 고주파 열처리 방법에 대해서 설명하기로 한다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 고주파 열처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8에서 복수의 제1 대상물과 제2 대상물이 존재하며, 제1 대상물은 열처리가 완료된 상태의 대상물이며, 제2 대상물은 열처리를 위해 마련된 상태의 대상물이라고 가정한다. 특히, 복수의 제1 대상물은 열처리가 완료되어, 그 단면의 형상이 형상 데이터베이스에 저장되며, 열처리에 따라 향상되는 기계적 성질이 성능 데이터베이스에 저장되며, 열처리 시, 코일에 대한 제1 대상물의 위치가 조건 데이터베이스에 저장된 상태라고 가정한다. 또한, 열처리를 위해 제2 대상물이 마련된 상태라고 가정한다.
이에 따라, 제어부(150)은 S110 단계에서 저장부(140)의 형상 데이터베이스로부터 제2 대상물의 단면과의 유사도가 기 설정된 수치 이상인 복수의 제1 대상물을 검색한다. 예컨대, 표 1을 참조하면, 제어부(150)은 형상 데이터베이스로부터 제2 대상물의 단면과 동일한 기본 형상 및 동일한 특징 형상 유형 및 특징 형상을 가지는 복수의 제1 대상물을 검색한다. 그런 다음, 검색된 제1 대상물의 기본 형상 파라미터 및 특징 형상 파라미터의 측정값을 이용하여 복수의 제1 대상물 단면 각각과 제2 대상물 간의 유사도를 도출한다. 예컨대, 이러한 유사도는 다음의 수학식 1과 같은 유클리드 거리를 이용하여 도출한다.
Figure 112015064356161-pat00001
수학식 1 및 표 1을 참조하면, Pb11은 제1 대상물의 첫 번째 기본 형상 파라미터이며, Pa11은 제1 대상물의 첫 번째 기본 형상 파라미터에 상응하는 제2 대상물의 첫 번째 기본 형상 파라미터이다. Pb21은 제1 대상물의 첫 번째 특징 형상 파라미터이며, Pa21은 제1 대상물의 첫 번째 특징 형상 파라미터에 상응하는 제2 대상물의 첫 번째 특징 형상 파라미터이다. 표 1에 보인 바와 같이, 기본 형상 및 특징 형상에 따라 파라미터의 수 및 종류가 달라지며, 동일한 기본 형상, 동일한 특징 형상 유형 및 특징 형상은 동일한 수 및 종류의 파라미터를 가진다. 이에 따라, 상호 대응하는 파라미터를 통해 유클리드 거리를 이용하여 제1 대상물 단면 각각과 제2 대상물 간의 유사도를 도출할 수 있다. 이와 같이, 제어부(150)은 유사도를 도출하여 유사도가 기 설정된 수치 이상인 복수의 제1 대상물을 검출한다.
다음으로, 제어부(150)은 S120 단계에서 성능 데이터베이스를 기초로 앞서 검출된 복수의 제1 대상물 중 기계적 성질이 가장 우수한 하나의 제1 대상물을 도출한다. 표 2에 도시된 바와 같이, 성능 데이터베이스는 복수의 성능 파라미터를 포함하며, 검출된 복수의 제1 대상물의 성능 파라미터를 비교하여 검출된 복수의 제1 대상물 중 성능이 가장 우수한 하나를 도출한다. 이때, 제어부(150)은 원하는 성능에 따라 성능 파라미터 중 일부만을 비교하거나, 각 성능 파라미터 별로 가중치를 두어 성능을 평가할 수 있다. 대안적인 실시예에 따르면, 제어부(150)은 복수의 제1 대상물 중 상기 복수의 성능 파라미터 별 성능 요구 사항을 모두 만족하는 제1 대상물을 도출하고, 이 중 가장 성능이 우수한 제1 대상물을 도출할 수도 있다.
다음으로, 제어부(150)은 S130 단계에서 앞서(S120) 도출된 제1 대상물에 대한 열처리 시, 코일에 대한 제1 대상물에 대한 위치가 기록된 조건 데이터베이스를 참조로 코일에 대한 제1 대상물에 대한 위치와 동일하게 제2 대상물이 위치하도록 위치조절부(120)를 제어한다. 이에 따라, 제2 대상물은 코일 내의 소정 위치에 배치된다.
이어서, 제어부(150)은 S140 단계에서 코일에 전류를 공급하여 제2 대상물을 열처리한다. 이때, 제어부(150)은 제2 대상물에 대한 열처리 시, 코일에 공급하는 전류의 주파수 및 전류를 공급하는 시간을 조건 데이터베이스를 기초로 앞서(S120) 도출된 제1 대상물에 대한 열처리 시, 코일에 공급하는 전류의 주파수 및 전류를 공급하는 시간과 동일하게 할 수 있다. 이와 같이, 제어부(150)은 코일에 교류 전원을 인가하여 제2 대상물에 2차 전류를 발생시킨다. 제2 대상물의 저항에 의해 열이 발생하면서, 제2 대상물의 표면이 경화된다. 열처리에 의해 대상물의 표면층이 오스테나이트 조직에서 마르텐사이트 조직으로 변화하며, 기계적 성질이 향상된다.
마지막으로, 제어부(150)은 S150 단계에서 냉각부(130)를 통해 가열된 제2 대상물을 냉각시킨다. 열처리 대상물을 공랭식 또는 수냉식으로 순간 냉각하여 표면층에 경화층을 형성한다. 경화층의 두께는 인가된 주파수와 시간에 따라 달라진다.
한편, 전술한 본 발명의 실시예에 따른 고주파 열처리 방법은 다양한 컴퓨터수단을 통하여 판독 가능한 프로그램 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 와이어뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 와이어를 포함할 수 있다. 이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 균등론에 따라 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.
10 : 열처리 대상물 110: 가열부
111, 112: 코일 120: 위치조절부
130: 냉각부 140: 저장부
150: 제어부

Claims (5)

  1. 고주파 열처리 장치에 있어서,
    적어도 하나의 코일을 포함하는 가열부;
    상기 코일에 대한 열처리 대상물의 위치를 조절하는 위치조절부;
    열처리 대상물 중 열처리가 완료된 복수의 제1 대상물의 단면 형상을 정의하는 복수의 파라미터의 측정값이 기록된 형상 데이터베이스,
    상기 제1 대상물의 기계적 성질이 기록된 성능 데이터베이스 및
    상기 제1 대상물에 대한 열처리 시, 상기 코일의 복수의 기준점으로부터 상기 제1 대상물 단면의 단부와의 이격 거리를 나타내는 상기 코일에 대한 상기 제1 대상물의 위치가 기록된 조건 데이터베이스를 저장하는 저장부; 및
    상기 형상 데이터베이스로부터 열처리하기 위해 마련된 제2 대상물의 단면과의 유사도가 기 설정된 수치 이상인 복수의 제1 대상물을 검색하고,
    검색된 제1 대상물 중 상기 성능 데이터베이스에 따라 기계적 성질이 가장 우수한 하나의 제1 대상물을 도출하며,
    상기 조건 데이터베이스를 참조로 상기 코일의 복수의 기준점으로부터 상기 도출된 제1 대상물 단면의 단부와의 이격 거리를 나타내는 상기 코일에 대한 상기 도출된 제1 대상물의 위치와 동일하게 상기 제2 대상물이 위치하도록 상기 위치조절부를 제어한 후,
    상기 코일에 전류를 공급하여 상기 제2 대상물을 열처리하도록 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파 열처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 형상 데이터베이스는
    복수의 제1 대상물 각각에 대해 상기 제1 대상물 단면의 기본 형상을 정의하는 복수의 파라미터와 상기 제1 대상물 단면에 특징 형상이 존재하는 경우, 특징 형상을 정의하는 복수의 파라미터를 이용하여 상기 제1 대상물의 단면을 정의하며,
    상기 제어부는
    상호 대응하는 상기 제1 대상물 및 상기 제2 대상물의 기본 형상 및 특징 형상 단면의 파라미터 간의 유클리드 거리를 이용하여 상기 제2 대상물의 단면과의 유사도가 기 설정된 수치 이상인 복수의 제1 대상물을 검색하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 고주파 열처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 성능 데이터베이스는 제1 대상물의 기계적 성질을 복수의 성능 파라미터로 기록하며,
    상기 제어부는 상기 형상 데이터베이스에서 상기 제2 대상물의 단면과의 유사도가 기 설정된 수치 이상인 복수의 제1 대상물을 검색하고, 상기 성능 데이터베이스에 따라 복수의 제1 대상물 중 상기 복수의 성능 파라미터 별 성능 요구 사항을 만족하는 제1 대상물을 도출하는 것을 특징으로 하는 고주파 열처리 장치.
  4. 고주파 열처리 방법에 있어서,
    고주파 열처리 방법에 있어서,
    열처리가 완료된 복수의 제1 대상물의 단면의 형상을 정의하는 복수의 파라미터의 측정값이 기술된 형상 데이터베이스로부터 열처리를 위해 마련된 제2 대상물의 단면과의 유사도가 기 설정된 수치 이상인 복수의 제1 대상물을 검출하는 단계;
    상기 복수의 제1 대상물의 기계적 성질이 기록된 성능 데이터베이스를 기초로 상기 검출된 복수의 제1 대상물 중 기계적 성질이 가장 우수한 하나의 제1 대상물을 도출하는 단계;
    상기 제1 대상물에 대한 열처리 시, 코일의 복수의 기준점으로부터 상기 도출된 제1 대상물 단면의 단부와의 이격 거리를 나타내는 상기 코일에 대한 상기 도출된 제1 대상물의 위치가 기록된 조건 데이터베이스에 따라 상기 코일에 대한 상기 도출된 제1 대상물에 대한 위치와 동일하게 코일의 복수의 기준점으로부터 상기 제2 대상물 단면의 단부와의 거리가 이격되도록 상기 제2 대상물을 위치시키는 단계; 및
    상기 코일에 전류를 공급하여 상기 제2 대상물을 열처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파 열처리 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 형상 데이터베이스는
    복수의 제1 대상물 각각에 대해 상기 제1 대상물 단면의 기본 형상을 정의하는 복수의 파라미터에 대한 측정값과 상기 제1 대상물 단면에 특징 형상이 존재하는 경우, 상기 특징 형상을 정의하는 복수의 파라미터의 측정값이 기록되며,
    상기 복수의 제1 대상물을 검출하는 단계는
    상호 대응하는 상기 제1 대상물 및 상기 제2 대상물 단면의 기본 형상 및 특징 형상의 파라미터 간의 유클리드 거리를 이용하여 상기 제2 대상물의 단면과의 유사도가 기 설정된 수치 이상인 복수의 제1 대상물을 검색하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 고주파 열처리 방법.
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