JPH1133697A - 金属製ビレットの加熱状態判定方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】金属製ビレットの固相率の良否を効率的かつ正
確に判定するとともに、生産性を向上させることを可能
にする。 【解決手段】加熱状態判定装置１０は、搬送ロボット１
６に設けられこの搬送ロボット１６で搬送中のビレット
１４の温度を検出する熱電対３０と、この検出された温
度に基づいて前記ビレット１４が所定の固相状態に加熱
されたか否かを判定する判定手段３２とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加熱された金属製
ビレットを成形機に搬送する途上で、前記金属製ビレッ
トの加熱状態を検出するための金属製ビレットの加熱状
態判定方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、金属予備成形品（以下、金属
製ビレットという）を加熱装置を介して半凝固状態に加
熱した後、この金属製ビレットを前記半凝固状態に維持
して成形装置により成形作業を行って、所定の金属成形
品を成形する方法が知られている。

【０００３】この種の方法に使用される加熱装置は、例
えば、特公平２−７７４８号公報に開示されているよう
に、回転可能なテーブル上の周囲に絶縁された一連の台
を設けた載置装置上方に、ビレットに対応して複数個の
誘導加熱器を配置しており、この誘導加熱器は、前記テ
ーブルの回転により前記ビレットが誘導加熱器の位置に
導かれたとき、側面が支えられることなしに立っている
状態のビレットのエンタルピーを該ビレットが部分半固
体状態になる水準まで順次上昇させるように構成されて
いる。

【０００４】ところで、上記の加熱装置から取り出され
たビレットは、成形装置により所定の成形作業が行われ
る。このため、成形装置を介して高品質な成形品を得る
ためには、ビレットを所定の加熱状態、すなわち、所定
の固相率に維持する必要がある。そこで、加熱終了後の
ビレットが所定の固相率に維持されているか否かを検出
するために、従来から種々の作業が行われている。

【０００５】例えば、加熱完了後のビレットを任意に抜
き取り、このビレットをナイフ等で切断して加熱状態の
良否を判断する方法（以下、第１方法という）や、量産
前に予めビレットに熱電対を挿入しておき、この熱電対
から得られた温度測定結果に基づいて加熱条件を決定す
る方法（以下、第２方法という）や、オペレータの目視
によりビレットの倒れや変形からこのビレットの加熱状
態を判断する方法（以下、第３方法という）等が採用さ
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
第１方法では、ビレットを抜き取り検査するために、気
温や水温等の外気要因に対してオンラインでフィードバ
ックすることができず、製品品質を安定的に維持するこ
とが困難となってしまう。また、上記の第２方法では、
量産前に予め条件を決定しているため、量産時に定量的
な条件管理を行うことは不可能となってしまう。さらに
また、上記の第３方法では、ビレットの倒れや変形を確
認するために、生産工程を停止させる場合があり、生産
性が著しく阻害されるという問題が指摘されている。

【０００７】本発明は、この種の問題を解決するもので
あり、ビレットの加熱状態を簡単かつ確実に検出するこ
とができ、製品品質を安定的に維持するとともに、生産
性の向上が可能な金属製ビレットの加熱状態判定方法お
よび装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明に係る金属製ビレットの加熱状態判定方法
および装置では、加熱後の金属製ビレットが搬送手段に
より保持されて成形機に搬送されるとともに、この搬送
手段に設けられた温度測定手段により前記金属製ビレッ
トの温度が検出される。次いで、検出された温度に基づ
いて、金属製ビレットが所定の固相状態に加熱されたか
否かが判定される。

【０００９】このため、加熱後の各金属製ビレットが所
定の固相率に加熱されたか否かを、リアルタイムで簡単
かつ確実に検出することができる。さらに、金属製ビレ
ットが所定の固相状態に加熱されていない場合には、前
記金属製ビレットの加熱条件、例えば、出力電圧や加熱
時間が補正される。従って、金属製ビレットの加熱状態
を一層安定して維持することができ、不良率の発生を有
効に低減することが可能になる。

【００１０】また、温度測定手段が、金属製ビレットを
保持するグリップ部材に装着される熱電対を備えてお
り、前記金属製ビレットの温度を簡単な構成で確実に検
出することができる。その際、熱電対は、スプリングを
介して清掃用筒体に進退自在に挿入されており、前記熱
電対が金属製ビレットから退避する際、該熱電対に付着
した付着物が前記清掃用筒体により除去される。これに
より、加熱された金属製ビレットに差し込まれる熱電対
を、常時、清浄に維持することが可能になる。

【００１１】さらにまた、搬送手段が、グリップ部材に
保持されている金属製ビレットの重量を検出する重量検
出手段を備えている。これにより、金属製ビレットの加
熱前後の重量差から前記金属製ビレットの溶け落ち量を
算出して、該金属製ビレットの固相率の良否判定を行う
ことができる。従って、金属製ビレットの温度と共に、
この金属製ビレットの加熱前後における重量差から、該
金属製ビレットが所定の固相率に加熱されたか否かを一
層高精度に検出することが可能になる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施形態
に係る金属製ビレットの加熱状態判定装置１０を組み込
む加熱ライン１２の概略構成説明図である。

【００１３】加熱ライン１２は、金属製、例えば、アル
ミニウム製ビレット１４をグリップ部材である一対の断
熱材（例えば、セラミックス）１５で保持して搬送する
搬送ロボット（搬送手段）１６と、この搬送ロボット１
６を介して搬入および搬出される前記ビレット１４を誘
導加熱するための誘導加熱装置（加熱手段）１８と、前
記搬送ロボット１６および前記誘導加熱装置１８を駆動
制御するＣＰＵ２０とを備えている。

【００１４】誘導加熱装置１８は、ビレット１４を立位
姿勢で載置する台座２２と、この台座２２上の前記ビレ
ット１４を囲繞するとともに昇降自在な誘導加熱用コイ
ル２４と、前記ビレット１４の上端部を押圧保持自在な
押さえ部材２６とを備え、前記コイル２４は、電源を内
蔵する制御器２８に接続されている。制御器２８は、コ
イル２４に低周波から高周波の電流を供給自在である。

【００１５】加熱状態判定装置１０は、搬送ロボット１
６の一方の断熱材１５に設けられ、この搬送ロボット１
６で搬送中のビレット１４の温度をオンラインで検出す
る熱電対（温度測定手段）３０と、この熱電対３０によ
り検出された温度に基づいて前記ビレット１４が所定の
固相状態に加熱されたか否かを判定する判定手段３２と
を備える。

【００１６】図１および図２に示すように、熱電対３０
は、一方の断熱材１５に埋設されてその先端部をビレッ
ト１４側に突出して配置されている。熱電対３０は、ビ
レット１４の温度を検出してＣＰＵ２０にその温度デー
タを送るとともに、このＣＰＵ２０は、その機能である
判定手段３２を介し、予め設定された最適加熱時の温度
と前記検出温度とを比較して前記ビレット１４の固相率
の良否を判定する。

【００１７】このように構成される第１の実施形態に係
る加熱状態判定装置１０の動作について、加熱ライン１
２との関連で、図３に示すフローチャートに基づいて以
下に説明する。

【００１８】先ず、ＣＰＵ２０では、予めビレット１４
を用いて測定した最適加熱時の温度に基づいて、前記ビ
レット１４の固相率の良否を判定するための基準温度範
囲を記憶している（ステップＳ１）。そこで、ＣＰＵ２
０を介して搬送ロボット１６が駆動され、この搬送ロボ
ット１６が、ビレット１４を誘導加熱装置１８を構成す
る台座２２上に載置する。

【００１９】誘導加熱装置１８では、コイル２４および
押さえ部材２６が下降され、台座２２上のビレット１４
をこのコイル２４で囲繞するとともに、前記押さえ部材
２６が前記ビレット１４を台座２２側に押圧保持する。
この状態で、制御器２８が駆動されてコイル２４に電流
が流れることにより、ビレット１４が誘導加熱処理され
る（ステップＳ２）。

【００２０】誘導加熱装置１８によるビレット１４の誘
導加熱処理が終了した後、コイル２４および押さえ部材
２６が上昇されるとともに、搬送ロボット１６が、加熱
後の前記ビレット１４を保持して図示しない成形装置に
搬送する。その際、図２に示すように、搬送ロボット１
６を構成する一対の断熱材１５が加熱後のビレット１４
を保持すると、一方の前記断熱材１５に設けられている
熱電対３０の先端が、このビレット１４内に所定量だけ
差し込まれる。このため、熱電対３０を介して加熱後の
ビレット１４の温度が検出され、その温度データがＣＰ
Ｕ２０に送られる（ステップＳ３）。

【００２１】ＣＰＵ２０の判定手段３２では、ステップ
Ｓ４において、熱電対３０により検出されたビレット１
４の温度が、予め記憶されている基準温度範囲内にある
か否かが判断される。この検出温度が基準温度範囲内に
あると判断されると（ステップＳ４中、ＹＥＳ）、ビレ
ット１４が所定の固相率に加熱されたと判定され、この
ビレット１４が図示しない成形装置に送られる。

【００２２】一方、検出温度が基準温度範囲外であると
判断されると（ステップＳ４中、ＮＯ）、ステップＳ５
に進んでＮＧ処理が施される。具体的には、ビレット１
４が廃棄されたり、このビレット１４が、再度、誘導加
熱装置１８による加熱処理に移行される。さらに、ステ
ップＳ６に進み、制御器２８による誘導加熱条件が変更
される。具体的には、制御器２８の出力電圧および加熱
時間等の制御条件が補正されることになる。

【００２３】この場合、第１の実施形態では、搬送ロボ
ット１６を構成する一方の断熱材１５に温度測定手段と
して熱電対３０が装着されており、誘導加熱処理後のビ
レット１４を保持して図示しない成形装置に搬送する
際、このビレット１４の温度を前記熱電対３０を介して
オンラインで直接検出している。そして、熱電対３０に
より検出されたビレット１４の温度が基準温度範囲と比
較されることにより、前記ビレット１４の固相率の良否
が判定される。

【００２４】このため、各ビレット１４毎に、リアルタ
イムでそれぞれの固相率の良否を正確かつ容易に検出す
ることができ、前記ビレット１４を用いて行われる成形
作業が高品質に遂行されて、製品品質のばらつきを有効
に抑えることが可能になるという効果が得られる。しか
も、加熱ライン１２の運転を停止させる必要がなく、所
望の固相率を有するビレット１４を効率的に送り出すこ
とができ、生産性を大幅に向上させることが可能にな
る。

【００２５】さらにまた、加熱後のビレット１４が所定
の固相率を有しない場合には、ＣＰＵ２０が制御器２８
の加熱条件をオンラインで変更することができ、製品品
質の安定化が図られる。その際、熱電対３０により、順
次検出されるビレット１４の加熱温度が低下傾向にある
場合や、前記ビレット１４の加熱温度が増加傾向にある
場合には、ＣＰＵ２０により制御器２８の出力電圧およ
び加熱時間等を補正することができる。これにより、ビ
レット１４を最適加熱時の温度に近づけることができ、
所定の固相率を有する前記ビレット１４を効率的にかつ
安定して得ることが可能になる。

【００２６】図４は、本発明の第２の実施形態に係る金
属ビレットの加熱状態判定装置４０の概略平面説明図で
ある。なお、第１の実施形態に係る加熱状態判定装置１
０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その
詳細な説明は省略する。

【００２７】加熱状態判定装置４０は、温度測定手段４
２を備え、この温度測定手段４２は、一方の断熱材１５
に保持される清掃用筒体４４と、この筒体４４内に進退
自在に配設される熱電対４６と、前記熱電対４６をビレ
ット１４から離間する方向（矢印Ａ方向）に付勢するス
プリング４８とを備える。

【００２８】このように構成される加熱状態判定装置４
０では、加熱後のビレット１４が搬送ロボット１６を構
成する一対の断熱材１５で把持されて図示しない成形装
置に搬送されるとともに、その搬送途上で、熱電対４６
が外部押圧手段（図示せず）により矢印Ｂ方向に付勢さ
れる。このため、熱電対４６は、スプリング４８の弾発
力に抗して矢印Ｂ方向に移動し、その先端を加熱後のビ
レット１４内に所定の長さだけ差し込まれ、このビレッ
ト１４の温度を検出する。

【００２９】熱電対４６で検出された温度データがＣＰ
Ｕ２０に送られ、検出温度がこのＣＰＵ２０に予め記憶
されている基準温度範囲と比較される。これにより、加
熱後のビレット１４が所定の固相状態にあるか否かが判
定される。

【００３０】次いで、熱電対４６への付勢力が解除され
ると、この熱電対４６は、スプリング４８の弾発力を介
して矢印Ａ方向に移動する。その際、熱電対４６の先端
部、すなわち、測温部は、筒体４４内に進入することに
よりクリーニングされる。従って、熱電対４６に付着し
たビレット１４の溶融部分が自動的かつ確実に除去さ
れ、多数のビレット１４に対する温度検出作業が、連続
して高精度に遂行されるという効果が得られる。しか
も、熱電対４６が筒体４４内を進退することによってク
リーニング処理が自動的に遂行されるため、クリーニン
グ作業自体が一挙に簡素化することになる。

【００３１】図５は、本発明の第３の実施形態に係る金
属製ビレットの加熱状態判定装置６０の概略構成説明図
である。なお、第１および第２の実施形態に係る加熱状
態判定装置１０、４０と同一の構成要素には同一の参照
符号を付して、その詳細な説明は省略する。

【００３２】加熱状態判定装置６０は、搬送ロボット１
６に装着され、断熱材１５に保持されたビレット１４の
誘導加熱前後の重量を検出するための重量測定器（重量
検出手段）６２を備える。

【００３３】このように構成される加熱状態判定装置６
０では、先ず、加熱前のビレット１４が搬送ロボット１
６の断熱材１５に把持されて誘導加熱装置（図示せず）
側に移送される際、この搬送ロボット１６に装着された
重量測定器６２が前記加熱前のビレット１４の重量を検
出する。次いで、ビレット１４が誘導加熱された後、搬
送ロボット１６がこの加熱後のビレット１４を把持して
図示しない成形装置側に移送するとともに、この移送途
上で、重量測定器６２を介して前記加熱後のビレット１
４の重量が測定される。

【００３４】ＣＰＵ２０では、熱電対３０から入力され
る加熱後のビレット１４の温度データに基づいて前記ビ
レット１４が所定の固相状態に加熱されたか否かを判断
する他、重量測定器６２から入力される重量データに基
づいて該加熱後のビレット１４の固相状態の良否を重ね
て判定する。

【００３５】すなわち、ＣＰＵ２０では、ビレット１４
の加熱前後における重量差に基づいてこのビレット１４
の溶け落ち量が算出され、この溶け落ち量が、予め測定
および算出された最適加熱時の基準重量範囲と比較され
る。そして、検出された重量差が基準重量範囲内にある
か否かが判断され、この基準重量範囲内にあると判断さ
れると、前記ビレット１４が所定の固相率に加熱された
と判定される。

【００３６】このように、第３の実施形態では、加熱後
のビレット１４の検出温度を、予め記憶された最適加熱
時の基準温度範囲と比較する他、加熱前後の前記ビレッ
ト１４の重量差を、予め記憶された最適加熱時の基準重
量範囲と比較する。これにより、ビレット１４が所定の
固相率に加熱されたか否かの判定が、一層高精度かつ確
実に遂行されるという効果が得られる。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る金属製ビレ
ットの加熱状態判定方法および装置では、加熱された金
属製ビレットを搬送手段により保持して成形機に搬送す
る途上で、この搬送手段に設けられた温度測定手段を介
して前記加熱後のビレットの温度が検出される。そし
て、検出された温度に基づいて、金属製ビレットが所定
の固相状態に加熱されたか否かの判定が行われる。この
ため、各金属製ビレット毎に所定の固相率であるか否か
をリアルタイムで容易かつ確実に判定することができ、
製品品質にばらつきを生ずることがなく、高品質の製品
を効率的かつ容易に得ることが可能になる。しかも、金
属製ビレットの固相率を判定する際に、ラインの停止を
惹起することがなく、生産性を一層向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る金属製ビレット
の加熱状態判定装置を組み込む加熱ラインの概略構成説
明図である。

【図２】前記第１の実施形態に係る加熱状態判定装置の
概略平面説明図である。

【図３】本発明の第１の実施形態に係る金属製ビレット
の加熱状態判定方法を説明するフローチャートである。

【図４】本発明の第２の実施形態に係る金属製ビレット
の加熱状態判定装置の概略平面説明図である。

【図５】本発明の第３の実施形態に係る金属製ビレット
の加熱状態判定装置の概略構成説明図である。

【符号の説明】

１０、４０、６０…加熱状態判定装置 １２…加熱ライ
ン １５…断熱材 １６…搬送ロボ
ット １８…誘導加熱装置 ２０…ＣＰＵ ３０、４６…熱電対 ３２…判定手段 ４２…温度測定手段 ４４…筒体 ４８…スプリング ６２…重量測定
器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井手籠 隆 埼玉県狭山市新狭山１−10−１ ホンダエ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 溝上 清信 埼玉県狭山市新狭山１−10−１ ホンダエ ンジニアリング株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属製ビレットを加熱する工程と、 加熱された前記金属製ビレットを搬送手段により保持し
   て成形機に搬送するとともに、前記搬送中に該金属製ビ
   レットの温度を検出する工程と、 前記検出された温度に基づいて、前記金属製ビレットが
   所定の固相状態に加熱されたか否かを判定する工程と、 を有することを特徴とする金属製ビレットの加熱状態判
   定方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の加熱状態判定方法におい
   て、前記金属製ビレットが所定の固相状態に加熱されて
   いないと判定された際、前記金属製ビレットの加熱条件
   を変更する工程を有することを特徴とする金属製ビレッ
   トの加熱状態判定方法。
3. 【請求項３】金属製ビレットを搬送手段を介し加熱手段
   に対して搬入および搬出するとともに、前記加熱手段に
   より前記金属製ビレットを加熱した後、該金属製ビレッ
   トが所定の固相状態に加熱されたか否かを判定する金属
   製ビレットの加熱状態判定装置であって、 前記搬送手段に設けられ、該搬送手段で搬送中の前記金
   属製ビレットの温度を検出する温度測定手段と、 前記検出された温度に基づいて、前記金属製ビレットが
   所定の固相状態に加熱されたか否かを判定する判定手段
   と、 を備えることを特徴とする金属製ビレットの加熱状態判
   定装置。
4. 【請求項４】請求項３記載の加熱状態判定装置におい
   て、前記温度測定手段は、前記搬送手段を構成し前記金
   属製ビレットを保持するグリップ部材に装着される熱電
   対を備えることを特徴とする金属製ビレットの加熱状態
   判定装置。
5. 【請求項５】請求項４記載の加熱状態判定装置におい
   て、前記温度測定手段は、前記熱電対を前記グリップ部
   材に対して進退自在に挿入し該熱電対の先端に付着する
   付着物を除去する清掃用筒体と、 前記熱電対を前記清掃用筒体内で進退させるためのスプ
   リングと、 を備えることを特徴とする金属製ビレットの加熱状態判
   定装置。
6. 【請求項６】請求項３記載の加熱状態判定装置におい
   て、前記搬送手段は、前記グリップ部材に保持されてい
   る前記金属製ビレットの重量を検出する重量検出手段を
   備えるとともに、 前記判定手段は、加熱前後の前記金属製ビレットの重量
   差に基づいて該金属製ビレットが所定の固相状態に加熱
   されたか否かを判定する機能を有することを特徴とする
   金属製ビレットの加熱状態判定装置。