(57)【要約】【課題】制御された電気加熱によって高機械耐性プレス加工パーツを製造する方法を提供する。【解決手段】制御された電気加熱によって高機械耐性プレス加工パーツを製造する方法であって、シート（パーツ）が、シートの梱（１）を介して第１移動ロボット（２）によって電気加熱装置（３）へと移送され、加熱後、第２移動ロボット（４）によって油圧プレス（８）に設けられた液体冷却ユニット（６）を備える特定成形ツール（５）に移送され、そして成形後、第３移動ロボット（７）によって、最終製品として取り出され、すべての機器は電子制御ユニット（９）によって制御される。【選択図】図２
2018062002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御された電気加熱によって高機械耐性プレス加工パーツを製造する方法であって、
シート（パーツ）が、シートの梱（１）を介して第１移動ロボット（２）によって電気加熱装置（３）へと移送され、加熱後、第２移動ロボット（４）によって油圧プレス（８）に設けられた液体冷却ユニット（６）を備える特定成形ツール（５）に移送され、そして成形後、第３移動ロボット（７）によって、最終製品として取り出され、すべての機器は電子制御ユニット（９）によって制御される、制御された電気加熱によって高機械耐性プレス加工パーツを製造する方法。
【請求項２】
前記電気加熱装置（３）は、プレート（パーツ）の温度を９００℃近くの値にまで迅速に上昇させるためにジュール加熱理論を使用する、請求項１に記載の制御された電気加熱によって高機械耐性プレス加工パーツを製造する方法。
【請求項３】
前記特定成形ツール（５）は、水の循環による熱交換によって冷却するための通路を有する液体冷却ユニット（６）によって冷却され、これによって、前記シート（パーツ）の微小構造の相変化と、その結果としての材料の硬化とが促進され、
前記冷却は、前記通路において約５℃で行われ、前記水は高い呼び容量を有する氷水ユニットから作り出され、そして、各製品に対して必要な強度変化を促進するためのプレスツールの冷却速度と、前記プレスツールに循環する流量とが制御される、請求項１に記載の制御された電気加熱によって高機械耐性プレス加工パーツを製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
冶金工業、特に、自動車パーツの分野、に関連する本特許は、制御された電気加熱によって効率の大幅な改善を示す、プレス加工パーツの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高温成形処理から高硬度のプレス加工品を製造することは、金属シート（特定材料）を加熱し、この材料を、その金属材料の微小構造を、予め成形されたシートを工具内においてその最終形状へと急冷することによって高硬度状態へと変換することからなる。このためには、前記プレートを室温からその微小構造がオーステナイトへと変換されるその材料のオーステナイト化温度と呼ばれる温度にまで加熱する必要がある。
【０００３】
この方法において、加熱後、加工物は、プレス内に位置するプレス加工モールドへと自動的に搬送される。その技術名称として前記モールド又はツールは、その内部に、通路を有し、ここにはアセンブリ（ツールとプレート）との熱交換を行い、その急速な冷却を促進するために冷却液が循環する。冷却の完了後、高硬度を有するプレス加工物は、自動システムによって取り除かれ、次の作業、表面洗浄作業又はレーザ切断作業のために準備可能とされる。
【０００４】
現在の技術では、加熱のための複数のタイプの機器が使用されている。それらの機器として、輻射によって加熱を行うもの、燃料（一般的には天然ガス又はＬＰＧ）の燃焼、電気加熱（抵抗）、および、電気誘導によって加熱を行うものがある。
【０００５】
燃料加熱、その内部においてパーツがその炉内部で長い通路（１０メートル以上の長さ）を通過する連続炉の電気加熱式又は混合式（電気と燃料）の加熱オプションを利用する機器において、前記パーツは、その温度が炉の出口において所望の温度に達するまで徐々に上昇するように、そのコースを通じて燃料燃焼又は電気抵抗器の加熱によって発生される熱を受ける。通常、これらの炉は、互いに異なる上昇温度を有する複数のゾーンを有し、ここで、前記プレートは、通路に沿ってその温度を各ゾーンの温度と等しくしていく。
【０００６】
固定式の炉も使用可能であり、そこでは、前記材料は、高温に加熱されたチャンバにハッチを介して投入され、所望の温度に達するまでその内部にしばらく留まり、その温度に達した時ハッチが開けられて、ピースがチャンバ内部から取り出される。
【０００７】
誘導加熱では、パーツの熱は、パーツの周囲に配置されて、その内部に電流を発生させ、その結果それを加熱させるコイル（その内部を所定の電流が循環する）によってパーツ上に電流を誘導することによる電流を介して発生される。この炉も、又、連続式又は固定式のものとすることができ、連続式の炉においては、ピースは加熱コイルの近傍のコンベアベルトによって環境温度のその片側から、前記所望温度の他方の側へと移動される。静止式炉の場合は、前記パーツは、コイルが配置されたチャンバ内に堆積され、必要な温度に達するとその内部から取り出される。
【０００８】
既存の機器を分析すると、連続式燃料−電気炉の場合、又、連続誘導式炉の場合、製品の温度を上昇させるために移動することが必要なコースの長さにより大きな空間が費やされることが観察される。従って、チャンバ内の占有される物理的空間が大きく、それによって他の生産処理、収納、ロジスティック上の改善の実行可能性等が阻害される。
【０００９】
観察されるもう一つの点は、加熱速度であって、これは、加熱に必要な時間に影響し、処理生産性に大きな影響を与える。輻射加熱の場合、約６．５℃／秒の加熱速度を達成することが可能であり、誘導加熱の場合は、２００℃／秒の加熱速度を達成することが可能である。
【００１０】
上述した欠点に加え、加熱処理における非効率性から生じるエネルギ消費によって、企業にとって高い生産コストが生じる可能性があり、コストを削減可能とするためにはより効率的な処理が常に必要である。輻射加熱の場合、連続炉の効率は約２６％であり、誘導加熱の場合、この値は４０〜６０％である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
これらの比率を改善し加熱効率を増大させるために、本発明は、小型の加熱装置を利用し、それによって占有面積が小さく、製造ラインによって使用される面積の有効利用が可能となり、更に、誘電加熱の２倍以上、輻射加熱の６１倍の速度である、最高４００℃／秒の加熱を可能にする、伝導（ジュール熱による）による、制御された電気加熱によって高機械耐性プレス加工パーツを製造する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するための本発明に係る高機械耐性プレス加工パーツを製造する方法は、制御された電気加熱によって高機械耐性プレス加工パーツを製造する方法であって、その第一特徴構成は、シート（パーツ）が、シートの梱（１）を介して第１移動ロボット（２）によって電気加熱装置（３）へと移送され、加熱後、第２移動ロボット（４）によって油圧プレス（８）に設けられた液体冷却ユニット（６）を備える特定成形ツール（５）に移送され、そして成形後、第３移動ロボット（７）によって、最終製品として取り出され、すべての機器は電子制御ユニット（９）によって制御される点にある。
【００１３】
本発明に係る高機械耐性プレス加工パーツを製造する方法の第二特徴構成は、前記電気加熱装置（３）は、前記プレート（パーツ）の温度を９００℃近くの値にまで迅速に上昇させるためにジュール加熱理論を使用する点にある。
【００１４】
本発明に係る高機械耐性プレス加工パーツを製造する方法の第三特徴構成は、前記特定成形ツール（５）は、水の循環による熱交換によって冷却するための通路を有する液体冷却ユニット（６）によって冷却され、これによって、前記シート（パーツ）の微小構造の相変化と、その結果としての材料の硬化とが促進され、前記冷却は、前記通路において約５℃で行われ、前記水は高い呼び容量を有する氷水ユニットから作り出され、そして、各製品に対して必要な強度変化を促進するためのプレスツールの冷却速度と、前記プレスツールに循環する流量とが制御される点にある。
【発明の効果】
【００１５】
従って、処理の効率、即ち、プレートの加熱を行うためのエネルギの利用効率は、８７％に達することができ、これによって、金属シートを加工するコストの大幅な節約が促進される。
【００１６】
実際のプレス加工作業での加熱後、通常、各プレス処理、パーツ、工具によって必要とされるものと均等な力で油圧プレスが使用される。冷却は、高い熱容量を有する冷却機器によって約８℃にまで冷却された液体、通常は水、の循環によって行われる。いくつかの状況においては、液体の温度がより低くなることもあり、その場合、機器の作業温度においてそれが凍結することがないように、水に対して何らかの添加物を混合することが必要となるかもしれない。
【００１７】
高温のパーツの移動と低温のパーツの移動とは、共に、ロボットアームと、その用途用に特に設計された専用の移動「移送」システムとの両方によって行うことができ、高温パーツの移動の場合、それらは、損傷を受けることなくプレートからの温度と輻射をサポートする材料から構成される。
【００１８】
当該処理において使用される加熱方法は、ツール硬化される加工物の温度を上昇させるために通常使用される他の加熱要素よりもエネルギ効率が高く、従って、機器の運転コストが低い。又、この方法はパーツの急速な加熱を促進するものであるため、処理中に存在するパーツの量と、機器と適用される処理との特性から占有される空間とを削減することが可能である。
【００１９】
当該製品に使用されるジュール効果による加熱は、約８０−９０％の高いエネルギ効率を有する。パーツの制御システムと移動システムとの組み合わせにより、それは、よりエネルギ効率が高く、より空間利用効率が高く、サイクル時間が短い製造を促進する。
【００２０】
本特許の課題である自動制御電気加熱による高強度パーツの製造方法は、本明細書の一部を構成しそれらの技術的特徴構成の説明と参照符号とを含む添付の図面を参照することによってより良く理解されるであろう。これらの図面は、それらの大きさ、プロポーション、追加される可能な仕上げのタイプ、それらの実用用途範囲、に関してその構成を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の方法に使用される装置の平面図である。
【図２】前記方法のその作業段階を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
これらの図面およびそれらの参照番号を参照して、本特許の課題は、ツール硬化処理（モールドとプレス）を使用して自動制御電気加熱による高強度パーツの製造方法に関する。前記方法は、以下の要素、即ち、フィードシートの梱（１）、第１移動ロボット（２）、加熱装置（３）、第２移動ロボット（４）、液体冷却ユニット（６）を備える特定成形ツール（特定プレスツール）（５）、第３移動ロボット（７）、油圧プレス（８）により実施される。すべての機器は電子制御ユニット（９）によって制御される。
【００２３】
具体的には、前記ピースは、様々な形状のプレートとして形成されるが（図示の有無に関わらず）、前記フィードシートの梱（１）を介して製造ラインに自動的に供給され、前記第１操作ロボット（２）によって移動される。このロボット（２）は、一度に一枚のプレートを引出し、それを電気加熱装置（３）に投入する。この電気加熱装置（３）は、ジュール加熱方式を使用して、プレートの温度を約９００℃の値にまで、より効率的に、より少ないエネルギ消費で、より迅速に上昇させる。その後、加熱されたパーツは、第３操作ロボット（７）によって油圧プレス（８）に含まれる冷却ユニット（６）によって冷却される特定プレスツール（５）へと第２操作ロボット（４）によって移送される。すべての機器は電子制御ユニット（９）によって制御される。
【００２４】
前記特定プレスツール（５）は液体冷却ユニット（６）を備え、これは、水循環による熱交換によって冷却するための通路を有し、それによって、プレスされた製品から熱エネルギを迅速に取り除き、その微小構造の相変化と、その結果としての材料の硬化を促進する。
【００２５】
前記冷却は、前記通路において約５℃の温度で行われ、前記水は、高い呼び容量を有する氷水ユニットから作り出される。流量と前記ツールを循環する液体の温度とを制御することによって各製品のための必要な強度変化を促進するべく前記プレスツールの冷却速度を制御する。
【００２６】
この工程が完了すると、前記第３操作ロボット（７）によって最終製品がツールから取り出され、所定の形状を考慮して、又はパッケージ化のために、たとえば、前記パーツのレーザ切断とすることができる次の工程に送られる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、冶金工業、特に、自動車パーツの分野、に関連する本特許は、制御された電気加熱によって効率の大幅な改善を示す、プレス加工パーツの製造方法に利用できる。
【符号の説明】
【００２８】
１    シートの梱
２    第１移動ロボット
３    電気加熱装置
４    第２移動ロボット
５    特定成形ツール
６    液体冷却ユニット
７    第３移動ロボット
８    油圧プレス
９    電子制御ユニット
【図１】
2018062002.tif 000003
【図２】
2018062002.tif 000004