熱處理判定裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種熱處理判定裝置，能利用簡易的裝置容易且可靠地判定未熱處理狀態(tài)的工件和完成熱處理的工件。熱處理判定裝置包括：向工件(W)的表面以點(diǎn)狀照射由單色光構(gòu)成的測定光(L)的照射部(22)；接收在工件(W)的表面反射后的測定光(L)并生成受光量信號的受光部(23)；以及通過將預(yù)先與工件(W)對應(yīng)地設(shè)定的受光量閾值與受光量信號進(jìn)行比較，從而判定是否對工件(W)實(shí)施了熱處理的判定部(25)。
【專利說明】熱處理判定裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及用于判定是否對工件實(shí)施了熱處理的熱處理判定裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]為了提高機(jī)械性質(zhì)，對汽車用配件、各種機(jī)械配件等所使用的棒狀工件、軸狀工件、杯狀工件等各種工件實(shí)施淬火等熱處理。
[0003]在對多個工件進(jìn)行了熱處理的情況下，對于實(shí)施了熱處理的熱處理狀態(tài)的工件，需要防止具有未實(shí)施熱處理的部位的未熱處理狀態(tài)的工件混入。因此，現(xiàn)有技術(shù)中對熱處理后的全部工件進(jìn)行判定是否進(jìn)行了熱處理的檢查。
[0004]若對工件實(shí)施熱處理，則熱處理后的組織根據(jù)工件的材質(zhì)而變化，從而可見光的反射狀態(tài)發(fā)生變化。因此，進(jìn)行基于目視的外觀觀察來檢查工件表面的變色，進(jìn)行是否對工件實(shí)施了熱處理的檢查。
[0005]然而，在對多個工件進(jìn)行了熱處理時，若利用目視來檢查是否對工件實(shí)施了熱處理，則需要花費(fèi)工夫。另外，若在自然光、照明光、環(huán)境光等周圍的光中判定，則在周圍的光發(fā)生變化時，會變得難以判定。并且，在基于目視的檢查中，判定有時會產(chǎn)生偏差，有可能漏檢。
[0006]在專利文獻(xiàn)I中，為了確保高度的熱處理品質(zhì)，對加熱中的工件表面進(jìn)行拍攝并檢測亮度，并利用模糊推理來判別相對于基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的一致度。進(jìn)一步拍攝冷卻后的工件表面并檢測濃淡度，并利用模糊推理來判別相對于基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的一致度。在該技術(shù)中，通過利用模糊推理來判別所拍攝的數(shù)據(jù)的一致度，從而能夠防止檢查的偏差、漏檢。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:日本特開平11-31579號公報實(shí)用新型內(nèi)容
[0010]實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題
[0011]然而，在上述專利文獻(xiàn)I的技術(shù)中，雖然能夠消除漏檢的風(fēng)險，但為了進(jìn)行精密的判定而需要復(fù)雜的裝置。另外，在測定冷卻后的工件表面的濃淡時，周圍的光依然會產(chǎn)生影響，因此需要更復(fù)雜的裝置來排除該影響。
[0012]本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠通過簡易的裝置容易且可靠地判定未熱處理狀態(tài)的工件和熱處理狀態(tài)的工件的熱處理判定裝置。
[0013]用于解決問題的技術(shù)方案
[0014]實(shí)現(xiàn)上述目的本實(shí)用新型的熱處理判定裝置包括:照射部，其向工件表面以點(diǎn)狀照射由單色光構(gòu)成的測定光；受光部，其接收在工件表面反射后的測定光并生成受光量信號；以及判定部，其通過將預(yù)先與工件對應(yīng)地設(shè)定的受光量閾值與受光量信號進(jìn)行比較，從而進(jìn)行是否對工件實(shí)施了熱處理的判定。
[0015]在該裝置中，也可以具有多個照射部和受光部，判定部利用工件表面的多個位置的受光量信號進(jìn)行判定。
[0016]在該熱處理判定裝置中，也可以具有支撐工件并使工件繞軸線轉(zhuǎn)動的工件支撐部，受光部能在工件的周向的多個位置分別生成受光量信號，判定部使用多個受光量信號來進(jìn)行判定。
[0017]實(shí)用新型效果
[0018]根據(jù)本實(shí)用新型的熱處理判定裝置，向工件表面以點(diǎn)狀照射由單色光構(gòu)成的測定光，接收在工件表面反射后的測定光并生成受光量信號。因此，與向工件的表面的大范圍照射自然光、照明光、環(huán)境光等周圍的光的情況相比，能夠增大在未熱處理狀態(tài)下得到的受光量信號與在熱處理狀態(tài)下得到的受光量信號之差，能夠防止誤判定而進(jìn)行可靠的判定。
[0019]而且，由于將特定的測定光以點(diǎn)狀照射，并生成因其反射光的較大差異而不同的受光量信號，用受光量閾值判定該受光量信號即可，因此，在判定中難以產(chǎn)生偏差，能夠不需要復(fù)雜的裝置、處理而以簡易的裝置容易進(jìn)行判定，能夠消除未淬火件的漏檢。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是示出本實(shí)用新型的第I實(shí)施方式的熱處理裝置的簡圖。
[0021]圖2是示出本實(shí)用新型的第I實(shí)施方式的熱處理判定裝置的簡圖。
[0022]圖3是本實(shí)用新型的第I實(shí)施方式的熱處理判定裝置的局部放大圖。
[0023]圖4是示出本實(shí)用新型的第2實(shí)施方式的熱處理判定裝置的局部剖視圖。
[0024]符號說明
[0025]W 工件
[0026]Wm焊接部位
[0027]Wc 杯部
[0028]Wa 軸部
[0029]Wr照射區(qū)域
[0030]L測定光
[0031]10自動淬火裝置
[0032]11熱處理部
[0033]12檢查部
[0034]13分類部
[0035]20熱處理判定裝置
[0036]21工件支撐部
[0037]22照射部
[0038]22a照射區(qū)域調(diào)整部
[0039]23受光部
[0040]24形變測定部
[0041]25判定部
[0042]31載放臺
[0043]31a貫通孔
[0044]32顯示部

【具體實(shí)施方式】
[0045]下面，使用附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0046][第I實(shí)施方式]
[0047]第I實(shí)施方式是自動淬火裝置的例子，該自動淬火裝置能夠?qū)ぜ進(jìn)行淬火并進(jìn)行預(yù)定的檢查，并將合格品運(yùn)出到后續(xù)工序。
[0048]該自動淬火裝置10如圖1所示,包括:對工件W的整體或部分進(jìn)行加熱和冷卻的熱處理部11 ;檢查熱處理后工件W來對合格品與不合格品進(jìn)行判定的檢查部12 ;以及將工件W(參照圖2)的合格品與不合格品分類的分類部13。該自動淬火裝置10被構(gòu)成為將工件W自動供給到各部并實(shí)施各處理，但省略其詳細(xì)圖示。
[0049]第I實(shí)施方式的工件W由與軸線垂直的截面具有近似圓形的外表面形狀的棒材料、軸材料、中空材料等金屬長條材料構(gòu)成。該工件W的材質(zhì)由金屬組織因熱處理而發(fā)生變化的鋼材等構(gòu)成。
[0050]熱處理部11只要是例如基于加熱爐、加熱線圈的感應(yīng)加熱裝置等能以預(yù)定的溫度和時間對工件W進(jìn)行加熱的裝置即可，沒有特別限定。
[0051]檢查部12包括本實(shí)施方式的熱處理判定裝置20，如圖2所示，包括:支撐工件W的工件支撐部21 ;向工件W的表面的多個位置分別照射測定光L的多個照射部22 ;分別檢測在工件W的表面的各位置反射后的測定光L的多個受光部23 ;檢測工件W的跳動的多個形變測定部24 ；以及被傳遞受光部23和形變測定部24的檢測結(jié)果并判定工件W的合格品與不合格品的判定部25。
[0052]工件支撐部21支撐工件W的兩端側(cè)并使其繞軸線轉(zhuǎn)動，由能旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的卡盤等構(gòu)成。
[0053]各照射部22如圖3所示，向工件W表面的狹小的照射區(qū)域Wr以點(diǎn)狀照射測定光L，由例如波長為650nm左右的可見光激光二極管構(gòu)成。
[0054]在照射部22設(shè)有用于根據(jù)工件W來調(diào)整照射區(qū)域Wr的大小、形狀的照射區(qū)域調(diào)整部22a。在本實(shí)施方式中，能利用照射區(qū)域調(diào)整部22a調(diào)整照射到工件W的表面的測定光L的測定面積、照射形狀。若照射區(qū)域Wr過于狹小，則容易受到工件W的表面粗糙度等的影響，另一方面，若過寬，則光量會下降而難以測定，因此根據(jù)工件W來調(diào)整照射區(qū)域Wr較好。在本例中，工件W的表面的點(diǎn)狀的照射區(qū)域Wr的大小為點(diǎn)徑2_左右的圓形或扁平形狀。
[0055]從照射部22照射的測定光L由單色光構(gòu)成，優(yōu)選是相干光。由于白光不是相干光，因此難以判別熱處理狀態(tài)的工件W與未熱處理狀態(tài)的工件W。另外，從操作性的觀點(diǎn)而言測定光L優(yōu)選是可見光或者可見光以上的長波長的光，例如也能夠使用近紅外線等。由此，能夠容易地選擇能高效地檢測在工件W的表面反射而得到的反射光的受光部23。
[0056]各受光部23接收在工件W的表面反射后的測定光L,從而生成受光量信號。作為該受光部23，例如能夠使用光電二極管等受光元件，并能夠生成與接收到的光的強(qiáng)度相應(yīng)的電壓作為受光量信號。
[0057]在本實(shí)施方式中，多個照射部22與多個受光部23成對地設(shè)置，使用了一體地形成有照射部22與受光部23的光電傳感器等。
[0058]照射部22及受光部23與工件W之間的距離也可以各自不同，但只要照射部22及受光部23與工件W之間的所有距離大致相等，就能夠在后述的判定部25中使用相同的受光量閾值來進(jìn)行判定。
[0059]而且，在本實(shí)施方式的照射部22和受光部23中，通過使由工件支撐部21支撐的工件W旋轉(zhuǎn)并從照射部22照射測定光L，從而在工件W的周向的多個位置生成各位置的受光量信號。
[0060]在該檢查部12的判定部25中，被傳遞由多個受光部23生成的各受光量信號，進(jìn)行是否對工件W實(shí)施了熱處理的判定。
[0061]在該判定部25中設(shè)有儲存部，該儲存部與工件W對應(yīng)地儲存有預(yù)先設(shè)定的受光量閾值。該受光量閾值根據(jù)工件W的材質(zhì)、形狀、大小等而預(yù)先設(shè)定，但例如也可以基于各種經(jīng)驗(yàn)值等而設(shè)定。
[0062]另外，也可以通過從照射部22向熱處理前的工件W實(shí)際照射測定光L，從而將由受光部23生成的受光量信號、將該受光量信號乘以預(yù)定系數(shù)后的值等儲存為受光量閾值。在本實(shí)施方式中，使用若干實(shí)施了熱處理的工件W和未實(shí)施熱處理的工件W,將利用未實(shí)施熱處理的工件W得到的受光量信號、與利用實(shí)施了熱處理的工件W得到的受光量信號之間的中間值設(shè)定為受光量閾值。
[0063]在判定部25中，對預(yù)先設(shè)定的受光量閾值與來自各受光部23的受光量信號進(jìn)行比較，并在各受光量信號小于受光量閾值的情況下，判定為在工件W的該部位實(shí)施了熱處理。
[0064]進(jìn)一步地，判定部25對于各受光量信號進(jìn)行判定，在判定為在預(yù)定部位或者所有部位實(shí)施了熱處理的情況下，對于工件W的熱處理視為合格。
[0065]工件W的跳動的檢測值被從多個形變測定部24傳遞到本實(shí)施方式的判定部25。在判定部25的儲存部中，預(yù)先將跳動的容許值設(shè)定為跳動閾值，判定部25在各部的跳動的檢測值小于該跳動閾值的情況下，對于工件W的形變判定為合格。
[0066]而且，在該判定部25中，在工件W的熱處理被判定為合格且對于工件W的形變判定為合格時，將工件W判定為合格品。除此之外的情況判定為不合格品，判定結(jié)果被傳遞至后述的分類部13。
[0067]分類部13被構(gòu)成為能夠以在工件W是合格品時向后續(xù)工序運(yùn)出、在是不合格品時排出至與后續(xù)工序不同的部位的方式切換傳送路徑(未圖示)。
[0068]接下來，對于包括該熱處理判定裝置20的自動淬火裝置10的動作進(jìn)行說明。
[0069]如圖1所示，首先，在熱處理部11中，對工件W的整體或預(yù)定部位以預(yù)定的溫度、時間、深度等熱處理?xiàng)l件進(jìn)行加熱和冷卻，實(shí)施熱處理。
[0070]在熱處理后，工件W被自動傳送至檢查部12，其兩端被工件支撐部21支撐。工件W也可以在熱處理后適當(dāng)實(shí)施其他工序，然后被傳送至檢查部12。
[0071]如圖2和圖3所示，測定是在利用工件支撐部21支撐工件W并使其轉(zhuǎn)動的同時進(jìn)行的。具體而言，從配置在軸向的多個位置的照射部22向該工件W照射測定光L，并在工件轉(zhuǎn)I圈中以預(yù)定時間的間隔多次進(jìn)行測定。即，利用多個受光部23接收在工件W的表面反射后的各測定光L，并將由各受光部23生成的受光量信號傳遞至判定部25。
[0072]判定時，也可以利用設(shè)在多個位置的形變測定部24來測定跳動，并將各測定結(jié)果也傳遞至判定部25。
[0073]在判定部25中，首先，將由多個形變測定部24測定的各跳動的值與分別預(yù)先設(shè)定的跳動跳動閾值進(jìn)行比較。在任一跳動大于跳動閾值時，針對形變將工件W判定為不合格品，對分類部13進(jìn)行動作控制，將工件W視為次品進(jìn)行排除。
[0074]在跳動的判定之后、或者與跳動的判定一起進(jìn)行工件W的熱處理的判定。
[0075]在該判定部25中，利用針對工件W的長邊方向的多處、具體而言例如3處的周方向的各位置的受光量信號，進(jìn)行是否實(shí)施了熱處理的判定。判定部25通過求出在多個受光部23中分別在工件W轉(zhuǎn)I圈中以預(yù)定時間間隔間歇地多次測定的受光量信號的平均值，從而能夠在該平均值小于受光量閾值時判定為實(shí)施了熱處理，在大于時判定為未實(shí)施熱處理。
[0076]如圖2所示，在本實(shí)施方式中，設(shè)有多個照射部22和受光部23，利用工件W表面的多個位置、具體而言為3處的受光量信號來進(jìn)行判定。因此，即使在工件W的長邊方向的一部分設(shè)有焊接部、或者損傷、附著有污垢等而存在反射光的強(qiáng)度下降的部位的情況下，也能夠通過使用其他位置的受光量信號進(jìn)行判斷，從而防止誤檢測。
[0077]如圖3所示，即使在周向的一部分存在測定光L的反射率下降的焊接部位Wm等，也能夠通過檢測到針對周向的多個位置的光接收信號都低于受光量閾值，判定為實(shí)施熱了處理。
[0078]為了利用多個受光量信號來進(jìn)行判定，例如也可以求出多個受光量信號的平均值，并將該平均值與預(yù)先設(shè)定的受光量閾值進(jìn)行比較。在該情況下，即使工件表面存在損傷、焊接部分等，由于未淬火件的平均值大，因此能夠進(jìn)行是否完成熱處理的判定。另外，也可以將各受光量信號分別與預(yù)先設(shè)定的受光量閾值比較。在該情況下，即使工件表面存在損傷、焊接部分等，由于未淬火件的其他受光量信號大，因此能夠進(jìn)行是否完成熱處理的判定。
[0079]在判定部25中，在判定為實(shí)施了工件W的熱處理的情況下，針對熱處理，將工件W判定為合格品、即實(shí)施了淬火處理的工件W，根據(jù)判定結(jié)果對分類部13進(jìn)行動作控制，將工件W送出至后續(xù)工序。
[0080]另一方面，在判定為在工件W的與預(yù)定的熱處理區(qū)域?qū)?yīng)的長邊方向的多處中有一部分未實(shí)施熱處理的情況下，針對熱處理，將工件W判定為不合格品、即未實(shí)施淬火處理的未淬火件的工件W。根據(jù)該判定結(jié)果對分類部13進(jìn)行動作控制，將工件W視為次品排出至與后續(xù)工序不同的部位。
[0081]由此，完成對多個工件W的熱處理工序。
[0082]接下來，對本實(shí)施方式的作用效果進(jìn)行說明。
[0083]在以上這樣的熱處理判定裝置20和使用了該裝置的熱處理判定方法中，向工件W的表面以點(diǎn)狀照射由單色光構(gòu)成的測定光L，接收由工件W的表面反射后的測定光L，生成受光量信號。因此，與向工件W的表面的大范圍照射自然光、照明光、環(huán)境光等周圍的光、白色光的情況相比，能夠增大在未熱處理狀態(tài)下得到的受光量信號與在熱處理狀態(tài)下得到的受光量信號之差。因此，在本實(shí)用新型中能夠防止誤判定而可靠地進(jìn)行有無熱處理的判定。
[0084]在本實(shí)用新型中，將特定的測定光L以點(diǎn)狀照射，生成因其反射光的較大差異而不同的受光量信號，用受光量閾值判定該受光量信號。因此，不會像利用目視的外觀檢查那樣在判定中產(chǎn)生偏差，也能夠縮短檢測時間。
[0085]在本實(shí)用新型中，能夠使用簡易的照射部22和受光部23來構(gòu)成裝置，并能夠消除未淬火件的漏檢。
[0086]而且，由于熱處理判定裝置20的構(gòu)成簡易，因此能夠容易在進(jìn)行熱處理后的各種處理、檢查的部位配設(shè)熱處理判定裝置20。例如，通過對現(xiàn)有的裝置實(shí)施簡單的改造，也能夠容易地構(gòu)成本實(shí)施方式的裝置來進(jìn)行判定。因此，能夠價廉且小型地構(gòu)成裝置，即使是現(xiàn)有的裝置，也能夠通過后安裝來簡單地組裝。
[0087]在該熱處理判定裝置20和方法中，有多個照射部22和受光部23，利用工件W表面的多個位置、具體而言是3處的受光量信號，由判定部25進(jìn)行判定。因此，即使在工件W的長邊方向的一部分存在焊接部、或者損傷、附著有污垢等而存在反射光的強(qiáng)度下降的部位的情況下，通過使用其他位置的受光量信號進(jìn)行判斷，不會產(chǎn)生誤檢測。
[0088]在該熱處理判定裝置20和方法中，使工件W繞軸線轉(zhuǎn)動，并在工件W的周向的多個位置分別生成受光量信號，使用該多個受光量信號來進(jìn)行判定。因此，如圖3所示，即使在工件W在周向的一部分具有焊接部位Wm等反射光下降的部位的情況下，也能夠使用周向的其他部位的受光量信號。所以，通過使用多個受光量信號，能夠可靠地判定未熱處理狀態(tài)的工件W與熱處理狀態(tài)的工件W。
[0089][第2實(shí)施方式]
[0090]第2實(shí)施方式是如下例子:作為工件W，如圖4所示，使用具有杯部Wc和軸部Wa的等速接頭，在對杯部Wc內(nèi)表面實(shí)施熱處理的熱處理裝置上裝載有本實(shí)施方式的熱處理判定裝置。在該熱處理裝置中，如圖4所示，在載放熱處理后的工件W的杯部Wc的載放臺31上設(shè)有貫通孔31a，并在載放臺31的下部裝載有熱處理判定裝置20。
[0091]該熱處理判定裝置20與第I實(shí)施方式同樣地，包括:向工件W的杯部Wc的內(nèi)表面以點(diǎn)狀照射由單色光構(gòu)成的測定光L的照射部22 ;接收在內(nèi)表面反射后的測定光L以生成受光量信號的受光部23 ;判定是否對工件W實(shí)施了熱處理的判定部25 ;以及根據(jù)判定部25的判定來顯示結(jié)果的顯示部32。判定部25預(yù)先設(shè)定有與工件W對應(yīng)的受光量閾值，并將該受光量閾值與來自受光部23的受光量信號進(jìn)行比較，從而進(jìn)行是否對工件W實(shí)施了熱處理的判定。
[0092]在該熱處理判定裝置20中，也與第I實(shí)施方式同樣，能夠利用照射部22和受光部23，針對工件W的杯部Wc的內(nèi)表面進(jìn)行是否實(shí)施了熱處理的判定。
[0093]在這個例子中，使工件W繞軸線旋轉(zhuǎn)，同時連續(xù)地向杯部Wc的預(yù)定位置照射測定光L，并將由受光部23生成的受光量信號連續(xù)地向判定部25發(fā)送。在該情況下，在判定部25中，連續(xù)地將受光量信號與受光量閾值比較，并在檢測到比受光量閾值大的受光量信號時，判定為未對工件W的杯部Wc實(shí)施熱處理。
[0094]該熱處理判定裝置20也與實(shí)施方式I同樣，能夠可靠地判定是未熱處理狀態(tài)的工件W還是熱處理狀態(tài)的工件W，另外，不需要復(fù)雜的裝置、處理，能夠以簡易的裝置進(jìn)行判定。
[0095]上述各實(shí)施方式在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)能夠適當(dāng)變更。例如在上述說明中，在檢測熱處理后的工件W的跳動的部位、標(biāo)注刻痕的部位裝載有熱處理判定裝置，但不限于這些例子。在本實(shí)用新型中，只要是實(shí)施熱處理后的各種處理、檢查的部位，就能夠裝載熱處理判定裝置。而且，也能夠使用獨(dú)立地判定熱處理的有無的熱處理判定裝置，而不是裝載在實(shí)施其他處理的部位。
[0096]在上述說明中，作為自動淬火裝置10，說明了分別設(shè)置有各部的例子。但是，也能夠適當(dāng)變更，例如將檢查部12與分類部13作為判定分類部而一體設(shè)置等，將各部設(shè)為一體或者分割為多個地設(shè)置等。
[0097]工件W不限于上述實(shí)施方式。例如，作為工件W，在第I實(shí)施方式中與軸垂直的截面具有近似圓形的外表面形狀，但也可以是截面為多邊形的角形材料、截面為異形的異型材料等。另外，在第2實(shí)施方式中，作為工件W示出了等速接頭的例子，但也可以是各種殼體、轉(zhuǎn)動輪等。
[0098]而且，上述各實(shí)施方式的判定有無熱處理的步驟、時機(jī)等能夠適當(dāng)變更，例如也可以僅在作業(yè)者利用外部開關(guān)切換照射部22和受光部23時進(jìn)行判定。
【權(quán)利要求】
1.一種熱處理判定裝置，其中，包括: 照射部，其向工件表面以點(diǎn)狀照射由單色光構(gòu)成的測定光； 受光部，其接收在所述工件表面反射后的所述測定光并生成受光量信號；以及判定部，其通過將預(yù)先與所述工件對應(yīng)地設(shè)定的受光量閾值與所述受光量信號進(jìn)行比較，從而進(jìn)行是否對所述工件實(shí)施了熱處理的判定。
2.如權(quán)利要求1所述的熱處理判定裝置，其中， 具有多個所述照射部和受光部，所述判定部利用所述工件表面的多個位置的所述受光量信號進(jìn)行所述判定。
3.如權(quán)利要求1或2所述的熱處理判定裝置，其中， 具有支撐所述工件并使所述工件繞軸線轉(zhuǎn)動的工件支撐部，所述受光部能在所述工件的周向的多個位置分別生成所述受光量信號，所述判定部使用多個所述受光量信號來進(jìn)行所述判定。
【文檔編號】G01N21/49GK204203095SQ201420535871
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
【發(fā)明者】空戶弘幸, 木下忠和, 藤本勝也 申請人:高周波熱錬株式會社