(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼材に対して電流を流す電源と該電源の出力を制御する制御部とを備えており、鋼材を通電して加熱する通電加熱装置において、
上記制御部には、所定の処理を繰り返し実行する実行部と、上記実行部で実行される処理を中断して割り込み処理を行う割り込み制御部と、上記割り込み制御部による割り込み処理の回数をカウントする計数部と、上記計数部が所定の回数に達したか否かを判定する判定部と、を備え、
通電処理の条件について加熱時間を含めて上記制御部に対して入力されると、上記判定部が通電処理の停止基準を判定値として求め、
上記制御部に対して通電処理開始のシグナルが入力されると、上記割り込み制御部が割り込み処理を行って上記計数部により割り込み回数をカウントし、そのカウントした値が上記判定値に達すると上記電源からの出力を停止する、
ことを特徴とする通電加熱装置。
【請求項２】
鋼材に対して接触し得る一組の電極と、該一組の電極と前記電源との間に接続されるトランスと、前記電源から上記トランスに流れる電流又は上記トランスから上記一組の電極に流れる電流を計測するプローブと、を備えており、前記電源はプローブの測定値と通電処理の条件として設定された出力電流値とに基いて電流出力を調整する、請求項１に記載の通電加熱装置。
【請求項３】
鋼材への電流を制御することで鋼材を通電加熱する方法において、
通電処理の条件について加熱時間を含めて設定するステップと、
所定の処理を繰り返して実行されている間に一定の間隔で割り込み処理を行い、割り込み処理の回数を計数し、その計数した値を時間に換算して加熱時間に達したとき、鋼材への通電を停止するステップと、
を含むことを特徴とする、通電加熱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼材を通電して加熱する通電加熱装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
板材を通電して加熱する手法が知られている。この手法は、ワークとなる板材の一端部と他端部とに対しそれぞれ電極を押圧して電極間に電流を流してワークの抵抗成分でジュール熱を生じさせている。板材を所定の温度まで加熱する際に、接触温度計や非接触温度計を用いて板材の温度を測定し、その測定結果を電源にフィードバックしてＰＩＤ制御により電源からの出力を制御するようにしている。
【０００３】
ところが、通電加熱などの急速加熱においては、温度制御を実現することは難しい。第１に、ワークを搬送しながら加熱処理する場合にあっては、ワークに熱電対を溶接することはできないので、熱電対などの接触温度計は不適切である。第２に、接触温度計では、応答速度が遅く、繰り返して接触温度計を用いると精度が悪くなる。第３に、放射温度計などの非接触温度計では、加熱材の表面状態、雰囲気などにより影響を受け易く、しかも応答速度が遅い。そこで、通電加熱においては、鋼材に流れる電流と時間とを制御して、温度管理を行っている。通電時間を管理する際、一般にコントローラが用いられ、このコントローラには計測単位が１００ｍ秒、１０ｍ秒のタイマーが装備されている。
【０００４】
ところで、特許文献１には、被加熱物に直接電流を供給して発熱させる直接通電加熱装置に関し、被加熱物を収容する容器内に複数の電極を備え、電圧が印加される電極を切り替え、被加熱物を所望の温度分布に加熱することが開示されている。この直接通電加熱装置には電流制御装置が設けられ、その電流制御装置では、ＲＯＭに記憶されている電流制御処理用プログラムがＲＡＭにロードされ、ＣＰＵによってそのプログラムに記述された各処理が実行される。特許文献１では、被加熱物として球状活性炭を用い、電圧が印加されるべき電極の切り替えを２０秒で行い、被加熱物の中心部の温度を３００±４℃に制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３５３１６号公報（フロント頁、［００２４］、［００３９］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１で開示されている通電処理では、電圧を印加すべき電極の切り替え時間が２０秒というように比較的に長い場合では、通電時間の誤差は問題視されていなかった。この点について詳細に説明する。
【０００７】
鋼材の通電加熱処理において生産性の向上のため、例えば数秒、具体的には４秒といった短時間に室温から１１００℃に加熱することが考えられる。図４に示すように、Ｓ２５Ｃの鋼材に一定の電流を流してその温度を熱電対で測定すると、直線的に昇温せず、下に凸の増加曲線となる。１０００℃近辺での昇温速度は６℃／１０ｍ秒（０．６℃／ｍ秒）となる。この値は室温から１１００℃に４秒間で直線的に昇温した場合の値１１００℃／４秒（＝２．７５℃／１０ｍ秒）の約２倍となる。
【０００８】
このように通電時間が僅かに変動しただけでも鋼材の加熱温度は大きく変動する。コントローラに標準装備されているタイマーを用いて通電時間を制御すると、最小の計測単位である１０ｍ秒に昇温速度０．６℃／ｍ秒を掛けた値、即ち６℃刻みでしか温度制御ができないということになってしまう。
【０００９】
またコントローラに標準装備されているタイマーでは、コントローラのスキャンタイムの影響を大きく受け、出力電流の時間を正確に制御することができない。以下この点について詳細に説明する。コントローラは、複数の処理、例えば第１の処理から第Ｘの処理までの一連の処理を繰り返して行うようプログラが組み込まれており、そのプログラムを実行することにより、複数の制御処理を行う。Ｘは処理数の最大値である。コントローラが第２の処理を行うことで時を刻み、コントローラが一連の処理を繰り返すことにより所定の時間に至ったことを判別することができる。
【００１０】
しかしながら、第１の処理から第Ｘの処理までに要する時間であるスキャンタイムは、プログラムの実行状況に応じて常に変動し得る。図５はスキャンタイムの速度による出力停止の誤差を模式的に示す図である。図の最上段の波形は第２の処理としてのタイマー処理の起動後においてタイムアップによりタイマー機能が停止する状況を示すチャートであり、二段目と三段目には早いスキャン、遅いスキャンのそれぞれの場合におけるタイムアップの認識を矢印で示すフラグで示している。四段目には出力停止の状態を模式的に示しており、最下段は説明のための時間軸を示している。タイマー機能は第２の処理として、時間ｔ＜ｔ１においてタイマーを起動し、時間ｔ≧ｔ１ではタイムアップでタイマーが停止するとする。早いスキャンであれば時間ｔ＝ｔ１でタイムアップを認識する。ところが、遅いスキャンであればｔ＝ｔ２でタイムアップを認識することになる。すると、スキャンスピードに応じて、電流出力波形の立ち下がりにあっては誤差Δｔ（＝ｔ２−ｔ１）が生じてしまう。
【００１１】
一例を挙げるならば、スキャンタイム、即ち一回のスキャンに要する時間はプログラムの実行状況に応じて５ｍ秒から数十ｍ秒の範囲で変化するので、スキャン毎の時間の違いを無視することが困難となり、昇温速度が前述のようにｍ秒単位で０．６℃／ｍ秒のように急激に昇温する場合にあっては、スキャン毎のタイムの違いを無視することが到底できない。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑み、電源からの出力を正確に制御することができる通電加熱装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の一つは、鋼材に対して電流を流す電源と電源の出力を制御する制御部とを備えており、鋼材を通電して加熱する通電加熱装置において、制御部には、所定の処理を繰り返し実行する実行部と、実行部で実行される処理を中断して割り込み処理を行う割り込み制御部と、割り込み制御部による割り込み処理の回数をカウントする計数部と、計数部が所定の回数に達したか否かを判定する判定部と、を備え、通電処理の条件について加熱時間を含めて制御部に対して入力されると、判定部が通電処理の停止基準を判定値として求め、制御部に対して通電処理開始のシグナルが入力されると、割り込み制御部が割り込み処理を行って計数部により割り込み回数をカウントし、そのカウントした値が判定値に達すると上記電源からの出力を停止することを特徴とする。
【００１４】
本発明の別の一つは、鋼材への電流を制御することで鋼材を通電加熱する方法において、通電処理の条件について加熱時間を含めて設定するステップと、所定の処理が繰り返して実行されている間に一定の間隔で割り込み処理を行い、割り込み処理の回数を計数し、その計数した値を時間に換算して加熱時間に達したとき、鋼材への通電を停止するステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、割り込み制御部が割り込み処理を行う毎に計数部部が割り込み処理回数をカウントし、判定部は処理回数が所定の回数に達したか否かを判定する。つまり、割り込み処理の回数を計数し、計数した値が加熱時間に達したときに電源からの通電を停止する。よって、所定の処理の速度に依存しないで、電源の出力時間を正確に制御することができる。従って、急激に鋼材を昇温する場合にも通電時間が正確になるので、鋼材の加熱処理品質を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る通電加熱装置を模式的に示す図である。
【図２】図１に示す制御部による割り込みの仕組みを模式的に示す図である。
【図３】図１に示す制御部における割り込み制御部、計数部及び判定部を中心とした流れ図であり、（Ａ）は初期設定のフロー、（Ｂ）は割り込みプログラムのフローを示している。
【図４】本発明が解決する課題についてＳ２５Ｃの鋼材に一定の電流を流したときの昇温曲線を示す図である。
【図５】本発明が解決する課題についてスキャンタイムの速度による出力停止の誤差を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００１７】
１：鋼材（ワーク）
１０：通電加熱装置
１１：電源
１２：トランス
１３：第１の電極
１３ａ，１４ａ：上側電極部
１３ｂ，１４ｂ：下側電極部
１４：第２の電極
１５：制御部
１５Ａ：実行部
１５Ｂ：割り込み制御部
１５Ｃ：計数部
１５Ｄ：判定部
１５Ｅ：入出力部
１５Ｆ：Ｄ／Ａ変換部
１５Ｇ：クロック
１６：アクチュエータ
１７：電流センサ
１８：操作入出力部
Ｌａ，Ｌｂ：配線
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態について詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る通電加熱装置１０を模式的に示す図である。通電加熱装置１０は図１に示すように、電源１１と、電源１１に接続されるトランス１２と、トランス１２の二次側に接続される第１の電極１３及び第２の電極１４と、電源１１を制御する制御部１５と、を有する。
【００１９】
電源１１は単相逆並列でもインバータでもよく交番電流をトランス１２に流す。トランスは電源１１から出力される交番電流の振幅を大きくする。これは板状などの鋼材１に大電流を流してジュール熱による加熱を行うためである。第１の電極１３、第２の電極１４は、鋼材１を上下で挟むことができるように分岐されていてもよい。第１の電極１３、第２の電極１４は、それぞれ図示するように、上側電極部１３ａ、１４aが絶縁されてアクチュエータ１６に接続されている。これにより、第１の電極１３の上側電極部１３ａ、第２の電極１４の上側電極部１４ａを上下に駆動して鋼材１に押圧することも鋼材１と非接触とすることもできる。ここで、アクチュエータ１６は電気信号により直接上側電極部１３ａ，１４ａを駆動するものに限らず、エアシリンダなどで構成されてもよく、この場合にはエアシリンダへのエア導入を調整するための電磁弁に対して電気信号が入力される。
【００２０】
電流センサ１７が第１の電極１３、第２の電極１４の何れかとトランス１２とを接続する配線Ｌａに電気的に接続されていても良いし、図に点線で示すようにトランス１２と電源１１とを接続する配線Ｌｂに電気的に接続されていても良い。電流センサ１７は所謂カレントトランスファ（変流器）で構成されていても良い。電流センサ１７が電源１１に接続されているため、電源１１は、出力電流の大きさ、例えば実効値に基いて電源１１の出力を調整している。これは、第１及び第２の電極１３，１４と鋼材１との間の接触抵抗の影響を小さくするためである。
【００２１】
制御部１５は、所定の処理を繰り返し実行する実行部１５Ａと、実行部１５Ａで実行される処理を中断して割り込み処理を行う割り込み制御部１５Ｂと、割り込み制御部１５Ｂによる割り込み処理回数をカウントする計数部１５Ｃと、計数部１５Ｃが所定の回数に達したか否かを判定する判定部１５Ｄと、を備えている。制御部１５には、外部にデータや指令を出力するための入出力部１５ＥやＤ／Ａ変換部（デジタルアナログ変換部）１５Ｆを備えていても良い。制御部１５には操作入出力部１８が接続されており、操作者が制御部１５に対する指令を操作入出力部１８を介して入力したり、制御部１５が操作者に対して情報を操作入出力部１８に表示したりしても良い。
【００２２】
本発明の実施形態での特徴的な構成の制御部１５について詳細に説明する。実行部１５Ａは、所定の処理を繰り返して実行する。ここで、所定の処理とは、電源１１やアクチュエータ１６など通電加熱装置１０の制御を直接行う処理ではなく、通電加熱装置１０の設置場所に設置されているセンサ類、計測機器類からの信号処理と、通電加熱装置１０に接続されている管理センタ装置などの管理装置との情報の送受信処理や情報処理など通電加熱装置１０以外の情報機器その他の装置からのデータ処理や信号処理と、それらの組み合わせ処理である。具体的には、第１として通電加熱装置１０の設置箇所に設けられる異常検知センサからの信号に基いた異常検出処理、第２として通電加熱装置１０の設置箇所以外に設けられている管理センタ装置とのデータや信号の処理、即ち入出力管理処理や外部インターフェース処理、第３として通電加熱装置１０の設置箇所における気温や湿度などの環境情報の処理、第４としてセンサ類や計測機器類からの各種信号やデータの処理など、通電加熱装置１０の置かれている状況に応じて第１〜第４の各種処理を適宜組み合わせたものである。
【００２３】
割り込み制御部１５Ｂは、制御部１５内のクロック１５Ｇに基いて正確な時間毎に割り込み処理を行う。従って、実行部１５Ａにより実行されている一連の処理を実行している間、所定の間隔（例えば１ｍ秒の間隔）で一旦その処理を停止した後、割り込み処理が終了すると、停止した処理の続きを実行部１５Ａが続けて行う。
【００２４】
計数部１５Ｃは、割り込み制御部１５Ｂによる割り込み回数をカウントする。計数部１５Ｃによるカウントの値は、所定の間隔に割り込み回数を掛けた値となる。以下、図２に模式的に示す制御部１５による割り込みの仕組みについて説明する。
【００２５】
図２において最上段に示す信号列は、所定の間隔、例えば１ｍ秒毎の割り込みを示している。計数部１５Ｃは、信号列のあるところで一つずつインクリーメントする。図の二段目に示すカウンタは、計数部１５Ｃによるカウンタの値を模式的に示している。時間単位で制御される制御ステップが第１ステップ、第２ステップ、第３ステップ、・・・、第Ｎステップから構成されているとすると、変数ｉを１からＮまでの自然数として第ｉステップの時間間隔ｔ（ｉ）が設定されるので、判定部１５Ｄは、第１ステップから第２ステップへの遷移判断の基準値ｄ（１）をｔ（１）と設定し、第２ステップから第３ステップへの遷移判断の基準値ｄ（２）をｔ（１）＋ｔ（２）と設定し、第Ｎステップの終了判断の基準として遷移判断の基準値ｄ（Ｎ）をｔ（１）からｔ（Ｎ）までの和と設定し、これら基準値ｄ（１）、ｄ（２）、・・・、ｄ（Ｎ）を、例えば判定部１５Ｄが保持する。基準値は判定部１５Ｄに保持されるので判定値と呼んでも良い。一般には、第ｊステップから第（ｊ＋１）ステップへの遷移判断の基準値ｄ（ｊ）はｔ（１）からｔ（ｊ）までの和として求められる。ここで、ｊは１からＮまでの任意の自然数である。これら基準値ｄ（ｊ）は例えば判定部１５Ｄに記録されており、図示の場合では、第１ステップの時間ｔ（１）が５と設定され、第２ステップの時間ｔ（２）が７と設定されているので、判定部１５Ｄは遷移判断の基準値ｄ（１）、ｄ（２）についてそれぞれ５、１２と定めて格納する。
【００２６】
各基準値が設定されて格納されているため、ステップ運転開始のシグナルが操作入出力部１８から制御部１５に入力されると、図２の第三段目に示すように、ステップ運転が０から１となりステップ運転が開始されている状態となる。そのステップ運転が行われている状態において、第１ステップの実行が開始されてカウンタがｃｏｕｎｔを１ずつ、割り込み信号の入力がある毎に１ずつインクリーメントする。そしてカウントの値ｃｏｕｎｔがｄ（１）になると第１ステップを終了して第２ステップを開始する。一般に、第ｉステップが実行されている状態で、割り込み信号の入力がある毎にｃｏｕｎｔの値を１ずつインクリーメントし、ｃｏｕｎｔ（ｉ）がｄ（ｉ）になると第ｉステップを終了すると同時に第（ｉ＋１）ステップを開始する。図２の第４段目には第１ステップの実行状態を、図２の第５段目には第２ステップの実行状態を、それぞれ模式的に示している。以上のことから、例えば１ｍ秒の正しい刻みで計数部１５Ｃのカウンタが１ずつアップされ、判定部１５Ｄにより次のステップに遷移するタイミングが正確に判断される。ステップの遷移が正確に行われるので、実行部１５Ａが行っている所定の処理のスピードの影響を受けないで、電源１１の出力を制御することができる。従って、電源１１からの通電の停止が遅れたり早くなったりしないため、急速に昇温しても鋼材１の温度を所定の温度を超えたり、所定の温度に達しなかったりすることがなくなる。
【００２７】
本発明の実施形態においては、板状の鋼材１の左右の端部を第１の電極１３、第２の電極１４でそれぞれ挟んで、アクチュエータ１６により、第１及び第２の電極１３，１４で押圧した状態にしておき、電源１１から出力された電流をトランス１２により大電流に変換し、第１の電極１３と第２の電極１４との間で鋼材１に直接電流を流す。電源１１は、制御部１５からの指令に基いて出力が制御される。そのため、制御部１５には、電源出力に関する情報が操作入出力部１８から入力される。
【００２８】
以下、操作入出力部１８から入力される情報に基いて電源１１の出力をどのように制御して通電加熱するかについて具体的に説明しながら、本発明の実施形態に係る通電加熱方法について説明する。
【００２９】
作業者は、板状のワーク１を第１の電極１３及び第２の電極１４の下側電極部１３ｂ，１４ｂに載せる。そして、操作入出力部１８から制御部１５に対して通電加熱の条件設定を行う。
【００３０】
【表１】
0005382520.tif 000002
【００３１】
表１は制御部１５に操作入力部１８から入力される条件設定の情報を模式的に示す図表である。図１に示す装置構成の場合には、制御部１５がアクチュエータ１６の駆動と電源１１からの出力とを制御する。表１に示すように、ステップ毎に、そのステップの時間、電源１１からの出力電流、加熱のＯＮ／ＯＦＦの情報、第１の電極１３のＯＮ／ＯＦＦ、第２の電極１４のＯＮ／ＯＦＦが設定される。初期設定の状態では、ステップの時間は０秒、電源１１からの出力電流は０Ａ、加熱はＯＦＦの状態、第１の電極１３及び第２の電極１４は何れもＯＦＦ状態である。
【００３２】
操作者が操作入力部１８からステップ制御の情報を入力する。表１に示す例では、第１ステップにおいては、時間間隔が１０秒と設定されており、第１の電極１３と第２の電極１４とはＯＮ状態とする。ここで、「ＯＮ状態」とは、アクチュエータ１６が作動している状態であり、第１及び第２の電極１３，１４が鋼材１を挟持している状態を意味する。一方、「ＯＦＦ状態」とはアクチュエータ１６が作動していない状態であり、第１及び第２の電極１３，１４が鋼材１を挟持していない状態を意味する。
【００３３】
第２ステップにおいては時間間隔が５秒と設定されており、第１の電極１３と第２の電極１４とをＯＮ状態とし、加熱についてはＯＮ、即ち加熱の状態として、電源１１から流れる電流を１２０００Ａとする。「加熱がＯＦＦ状態」とは加熱されていない、即ち電源１１から電流が出力されていない状態を意味し、「加熱がＯＮ」とは加熱されている状態を意味する。
【００３４】
第３ステップにおいては時間間隔が３秒間と設定されており、第１の電極１３と第２の電極１４とをＯＮ状態とする。それ以降のステップについては、初期設定のままである。
【００３５】
このようなステップ制御に関する条件設定により、各ステップが開始されて設定時間に達すると、次のステップの状態に移行することになる。
【００３６】
図３は、制御部１５の割り込み制御部１５Ｂ、計数部１５Ｃ及び判定部１５Ｄを中心とした流れ図であり、（Ａ）は初期設定のフロー、（Ｂ）は割り込み処理のフローを示している。
【００３７】
表１を参照しながら説明したように、操作入出力部１８に対して操作者が表１のような通電加熱の条件を入力する。すると、図３（Ａ）のＳＴＥＰ１−１で示すように、第１ステップから第２ステップへの遷移判断の基準値Ｄ１として、操作入出力部１８から入力された第１ステップの時間間隔Ｔ１を設定する。第２ステップから第３ステップへの遷移判断の基準値Ｄ２として、Ｄ１＋Ｔ２の結果を設定する。ここで、Ｔ２とは操作入出力部１８から入力された第２ステップの時間間隔である。第３ステップから第４ステップへの遷移判断の基準値Ｄ３として、Ｄ２＋Ｔ３の結果を設定する。ここで、Ｔ３とは操作入出力部１８から入力された第３ステップの時間間隔である。続けて、第（ｎ−１）ステップから第ｎステップへの遷移判断の基準値Ｄｎとして、Ｄｎ−１＋Ｔｎの結果を設定する。Ｄｎ−１とは第（ｎ−２）ステップから第（ｎ−１）ステップへの遷移判断の基準値であり、Ｔｎとは操作入出力部１８から入力された第ｎステップでの時間間隔である。なお、ＤｅｎｄとしてＤ１〜Ｄｎの和を代入し、カウントＣｏｕｎｔをゼロに初期化する。
【００３８】
制御部１５は割り込み処理を開始すると、図３（Ｂ）に示すフローが行われる。即ち、ステップ制御が開始されていると（ＳＴＥＰ２−１でＹｅｓ）、割り込み回数を１ずつカウントアップし（ＳＴＥＰ２−２）、カウントの値ｃｏｕｎｔが、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、・・Ｄｎの値と大小関係を比べ、ｃｏｕｎｔ≦Ｄ１であれば第１ステップの状態を（ＳＴＥＰ２−３でＹｅｓ、ＳＴＥＰ２−４）、Ｄ１＜ｃｏｕｎｔ≦Ｄ２であれば第２ステップの状態を（ＳＴＥＰ２−５でＹｅｓ、ＳＴＥＰ２−６）、Ｄ２＜ｃｏｕｎｔ≦Ｄ３であれば第３ステップの状態を（ＳＴＥＰ２−７でＹｅｓ、ＳＴＥＰ２−８）、・・・、Ｄｎ−１＜ｃｏｕｎｔ≦Ｄｎであれば第ｎステップの状態とする（ＳＴＥＰ２−９でＹｅｓ、ＳＴＥＰ２−１０）。Ｃｏｕｎｔ＞Ｄｅｎｄであれば全てＯＦＦとしてステップ制御を終了する（ＳＴＥＰ２−１１でＹｅｓ、ＳＴＥＰ２−１２）。
【００３９】
以上のように、制御部１５により電源１１及びアクチュエータ１６に対してステップ毎に、電極駆動指令、加熱のＯＮ／ＯＦＦ指令、電流出力値に関する指令が正確な時間で出力される。よって、操作入出力部１８から入力される通電加熱の設定条件に忠実に沿って、電源１１及びアクチュエータ１６に対して指令が出力される。すると、操作入出力部１８からステップ運転開始のシグナルが制御部１５に入力されると、各ステップの時間が経過すると次のステップに遷移する。
【００４０】
例えば表１に示す例のステップ制御にあっては、操作入出力部１８から制御部１５に対してステップ運転のシグナルが入力されて最初の所定の割り込み信号により第１ステップが開始され、入出力部１５Ｅを経由してアクチュエータ１６に対して電極駆動指令が出力されて第１の電極１３、第２の電極１４が駆動され、ＯＮ状態となる。第１ステップの開始から１０秒経過すると第１ステップから第２ステップに遷移し、それに伴い、電源１１に対して加熱ＯＮの指令が入出力部１５Ｅを介して出力され、電源１１に対してＤ／Ａ変換部１５Ｆを介在して電源１１からの出力電流が１２０００Ａとなるよう指令が出力される。第２ステップの開始から５秒経過すると、第２ステップから第３ステップに遷移し、それに伴い、電源１１に対して加熱ＯＦＦの指令が入出力部１５Ｅを介して出力され、電源１１に対してＤ／Ａ変換部１５Ｆを介在して電源１１からの出力電流が０Ａとなるよう指令が出力される。第３ステップの開始から３秒経過すると、入出力部１５Ｅを経由してアクチュエータ１６に対して電極駆動指令が出力されて第１の電極１３、第２の電極１４が駆動され、ＯＦＦ状態となる。
【００４１】
本発明の実施形態では、鋼材を急激に昇温するような場合を前提としているので、従来一般的に行われている鋼材の温度をモニタリングしその測定温度の値を電源にフィードバックして電源の出力を制御するという閉じたループ制御を採用することはできない。そこで、電流センサ１７によりトランス１２の一次側又は二次側に流れる電流を計測して電源１１に制御信号として入力することで電源１１の出力を制御する。
【００４２】
そして、短時間に鋼材１を昇温する場合には僅かな通電時間の誤差が鋼材の昇温に影響するため、加熱時間をステップ制御で精密にコントロールする必要性があるが、本発明の実施形態においては、各ステップとして設定されている時間を割り込み制御により正確に計測し、次のステップに移行することができるようにしたので、鋼材の直接通電加熱による鋼材の温度のうち、鋼材の寸法のみ許容範囲内であることを確認するだけで、所定の焼入れ処理を行え、焼入れ品質を管理することができる。
【００４３】
特に鋼材を直接通電して加熱する場合には、鋼材の加熱温度は鋼材の断面積、鋼材を加熱する際の初期温度、通電電流、通電時間に依存することになる。本発明の実施形態によれば、通電電流、通電時間を精密に制御することができるので、鋼材の断面積などの寸法を所定の範囲となるよう管理し、かつ、加熱前の状態における鋼材の温度を管理すれば、鋼材の加熱温度も精密に制御することができる。鋼材の温度は季節や一日のうちの時間帯に応じて、つまり熱処理作業を行う状況下の温度により変化するからである。
【００４４】
以上の説明においては、鋼材は板状のものであったが、棒状などであっても適用することができることは言うまでもない。本発明の実施形態は必要に応じて適宜変更することができ、それらも本発明の範囲に含まれる。例えば、電源からの出力制御において入力温度補正を組み込むことで、鋼材に投入される電気的なエネルギーの値を管理することは可能である。
【図１】
0005382520.tif 000003
【図２】
0005382520.tif 000004
【図３】
0005382520.tif 000005
【図４】
0005382520.tif 000006
【図５】
0005382520.tif 000007