(57)【要約】【課題】人為的な確認作業を伴うことなく被処理品の熱処理条件を取得することができる熱処理条件取得装置を提供する。【解決手段】熱処理条件取得装置１０は、被処理品についての複数の性状データを計測する計測部４１，５１，４２と、計測部４１，５１，４２によって計測された複数の性状データに基づいて被処理品を識別し、当該被処理品に対応する熱処理条件を取得する取得部５２とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理品についての複数の性状データを計測する計測部と、
前記計測部によって計測された複数の性状データに基づいて前記被処理品を識別し、当該被処理品に対応する熱処理条件を取得する取得部と、を備えている熱処理条件取得装置。
【請求項２】
前記取得部は、被処理品についての複数の性状データと熱処理条件とを対応づけた対応情報を記憶する記憶部と、前記計測部によって計測された複数の性状データを前記対応情報と照合し、当該性状データに対応する熱処理条件を選択する照合部とを備えている、請求項１に記載の熱処理条件取得装置。
【請求項３】
前記複数の性状データに、前記被処理品の形状に関する性状データが含まれる、請求項１又は２に記載の熱処理条件取得装置。
【請求項４】
前記形状に関する性状データが、被処理品の寸法である、請求項３に記載の熱処理条件取得装置。
【請求項５】
前記計測部は、被処理品の画像を撮影する撮像部と、撮影された画像を解析することによって被処理品の寸法を求める画像処理部とを備えている、請求項４に記載の熱処理条件取得装置。
【請求項６】
前記複数の性状データに、前記被処理品の重量が含まれる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の熱処理条件取得装置。
【請求項７】
取得された熱処理条件を熱処理装置に設定する設定部をさらに備えている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の熱処理条件取得装置。
【請求項８】
前記計測部によって計測された複数の性状データを用いて熱処理条件を取得できない場合に警報を発する報知部をさらに備えている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の熱処理条件取得装置。
【請求項９】
被処理品についての複数の性状データを計測するステップと、
計測された複数の性状データに基づいて被処理品を識別し、前記被処理品に対応する熱処理条件を取得するステップと、を含む、熱処理条件取得方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱処理条件取得装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種回転軸を支持するために用いられる転がり軸受の内輪や外輪等は、所望の機械的強度を得るために焼入れ等の熱処理が行われる（例えば、特許文献１参照）。
例えば、図８に示すように、内輪や外輪等の同一種類の被処理品Ｗは、ケースＫ内に多数収容された状態で熱処理装置に搬送され、所定の熱処理条件により連続的に熱処理される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−０３４７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
熱処理装置によって被処理品Ｗを熱処理するとき、被処理品Ｗに応じた熱処理条件を予め設定しておく必要がある。従来は次のような手順で熱処理条件の設定が行われている。
まず、熱処理装置のオペレータは、ケースＫから被処理品Ｗを一つ取り出し、その被処理品Ｗに刻印された型番を確認し、ケースＫに貼付された指示票に記載の型番と照合する。双方の型番が一致する場合、オペレータは、指示票に記載された熱処理条件を確認し、その条件を熱処理装置の制御盤に入力する。
【０００５】
しかし、上記のような熱処理条件の設定作業には、型番の照合という人為的な作業が必要であるため、ミスを完全に無くすことは困難である。また、指示票に記載された熱処理条件を入力する際にもミスが生じ得る。
また、最近では、被処理品への型番の刻印が省略されたり、熱処理後に刻印が設けられたりすることがあり、熱処理条件の設定のために型番の照合作業自体が行えない場合もある。この場合、新たな設定方法が必要である。
【０００６】
本発明は、以上のような実情に鑑み、人為的な確認作業を伴うことなく被処理品の熱処理条件を取得することができる熱処理条件取得装置及び方法を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明の熱処理条件取得装置は、被処理品についての複数の性状データを計測する計測部と、前記計測部によって計測された複数の性状データに基づいて前記被処理品を識別し、当該被処理品に対応する熱処理条件を取得する取得部と、を備えているものである。
【０００８】
上記構成によれば、従来のように人為的な型番の照合を行わなくても、計測部によって計測された被処理品の複数の性状データを用いて被処理品を識別し、熱処理条件を取得することができる。また、複数の性状データを用いることで、より正確に被処理品を識別することができる。
【０００９】
（２）前記取得部は、被処理品についての複数の性状データと熱処理条件とを対応づけた対応情報を記憶する記憶部と、前記計測部によって計測された複数の性状データを前記対応情報と照合し、当該性状データに対応する熱処理条件を選択する照合部とを備えていることが好ましい。
このような構成によって、記憶部に記憶された対応情報を用いて適切な熱処理条件を選択することができる。
【００１０】
（３）前記複数の性状データには、前記被処理品の形状に関する性状データが含まれることが好ましい。
形状は、被処理品を特徴づける有効な性状であるため、これを計測することによって被処理品の識別性を高めることができる。
【００１１】
（４）前記形状に関する性状データは、被処理品の寸法であることが好ましい。
（５）この場合、前記計測部は、被処理品の画像を撮影する撮像部と、撮影された画像を解析することによって被処理品の寸法を求める画像処理部とを備えていてもよい。
このような構成によって、被処理品の寸法を非接触で計測することができる。
【００１２】
（６）前記複数の性状データには、前記被処理品の重量が含まれることが好ましい。
この場合、例えば、形状に関する性状データを取得し難い被処理品や、形状を特定し難い被処理品については、形状にあまり依存せずに取得できる重量を用いることによって、被処理品を識別することが可能となる。
【００１３】
（７）本発明の熱処理条件取得装置は、取得された熱処理条件を熱処理装置に設定する設定部をさらに備えていてもよい。
このような構成によって、被処理品に応じた熱処理条件の取得だけでなく熱処理装置に対する熱処理条件の設定までを自動的に行うことができ、熱処理条件の入力に伴う人為的なミスを防止することができる。
【００１４】
（８）本発明の熱処理条件取得装置は、前記計測部によって計測された複数の性状データを用いて熱処理条件を取得できない場合に警報を発する報知部をさらに備えていることが好ましい。
このような構成によって、オペレータは、熱処理条件を取得できないことを容易に把握することができる。
【００１５】
（９）本発明の熱処理条件取得方法は、被処理品についての複数の性状データを計測するステップと、計測された複数の性状データに基づいて被処理品を識別し、前記被処理品に対応する熱処理条件を取得するステップと、を含むものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、人為的な確認作業を伴うことなく被処理品の熱処理条件を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る熱処理条件取得装置の概略的な構成図である。
【図２】計測部における計測装置を示す説明図である。
【図３】熱処理の対象となる転がり軸受の一例を示す断面図である。
【図４】（ａ）は、被処理品としての内輪の平面画像を示す図、（ｂ）は、内輪の正面画像を示す図である。
【図５】（ａ）は、被処理品としての外輪の平面画像を示す図、（ｂ）は、外輪の正面画像を示す図である。
【図６】被処理品の性状データと熱処理条件との対応情報の一例を示すデータベースである。
【図７】熱処理条件取得装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】従来の熱処理条件の設定の様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る熱処理条件取得装置の概略的な構成図である。
本実施形態の熱処理条件取得装置１０は、熱処理装置１１によって被処理品の熱処理を実施する際に、熱処理時間や熱処理温度等の条件を取得するための装置である。この熱処理条件取得装置１０は、被処理品の製造ラインに設置された熱処理装置１１に付属して設けられている。
【００１９】
図３は、熱処理の対象となる転がり軸受２０の一例を示している。この転がり軸受２０は、円すいころ軸受であり、円環状に形成された内輪２１及び外輪２２と、これらの間に配置された複数の転動体２３と、複数の転動体２３の周方向の間隔を保持する保持器２４とを備えている。内輪２１の外周面には内側軌道面２５が形成され、外輪２２の内周面には外側軌道面２６が形成されている。内側軌道面２５と外側軌道面２６とは径方向に対向しており、両軌道面２５，２６の間に転動体としての円すいころ２３が転動可能に配置されている。内側軌道面２５の軸方向両側には、円すいころ２３の軸方向の位置を規制する鍔部２７が形成されている。本実施形態の熱処理条件取得装置１０は、被処理品としての内輪２１及び外輪２２に対する熱処理条件を取得するものとする。
【００２０】
図１に示すように、熱処理条件取得装置１０は、計測装置３１と、制御装置３２と、表示装置３３とを備えている。
計測装置３１は、被処理品Ｗの性状データを計測するためのものであり、カメラ（撮像部）４１と重量計４２とを備えている。カメラ４１は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の受光素子を備えたデジタルカメラであり、被処理品Ｗの画像を撮影する。また、図２に示すように、本実施形態の計測装置３１は、被処理品Ｗを異なる方向から撮影する２台のカメラ４１ａ，４１ｂを備えている。
【００２１】
一方のカメラ（第１のカメラ）４１ａは被処理品Ｗを上方（軸方向外側）から撮影する。他方のカメラ（第２のカメラ）４１ｂは被処理品Ｗを前方（径方向外側）から撮影する。各カメラ４１ａ，４１ｂによって撮影された被処理品Ｗの画像は、それぞれ制御装置３２に入力される。
重量計４２は、被処理品Ｗの重量を計測する。本実施形態の重量計４２は、カメラ４１ａ，４１ｂによって撮影される被処理品Ｗを載置するための載置台４２ａを兼ねている。したがって、計測装置３１は、被処理品Ｗの画像と、被処理品Ｗの重量とを同時に取得することができる。重量計４２によって計測された被処理品Ｗの重量は、制御装置３２に入力される。
【００２２】
制御装置３２は、ＣＰＵ等の演算部と、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等の記憶部と、各種入出力インターフェース等を有するコンピュータにより構成されている。計測装置３１によって取得された情報は、入力インタフェースを介して制御装置３２に入力される。制御装置３２は、記憶部にインストールされたプログラムを演算部が実行することによって、以下に説明するような機能を発揮する。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態の制御装置３２は、その機能構成として、画像処理部５１と、取得部５２と、報知部５３と、設定部５４とを備えている。
画像処理部５１は、カメラ４１ａ，４１ｂによって撮影された画像を解析することによって、被処理品Ｗの形状に関する性状データを求める。具体的に、画像処理部５１は、被処理品Ｗとしての内輪２１及び外輪２２の寸法を算出する。
【００２４】
図４（ａ）は、被処理品Ｗとしての内輪２１を第１のカメラ４１ａによって撮影した平面画像を示している。図４（ｂ）は、内輪２１を第２のカメラ４１ｂによって撮影した正面画像を示している。なお、内輪２１は、内側軌道面２５の小径側が上位となるように載置台４２ａ（図２参照）上に載置されるものとする。画像処理部５１は、平面画像を解析することによって、内輪２１の内径と外径とを算出する。また、画像処理部５１は、正面画像を解析することによって、内輪２１の幅（高さ）と内側軌道面２５のテーパ角度（傾斜角度）とを算出する。
【００２５】
図５（ａ）は、被処理品Ｗとしての外輪２２を第１のカメラ４１ａによって撮影した平面画像を示している。図５（ｂ）は、同外輪２２を第２のカメラ４１ｂによって撮影した正面画像を示している。なお、外輪２２は、外側軌道面２６の小径側が上位となるように載置台４２ａ（図２参照）上に載置されるものとする。画像処理部５１は、平面画像を解析することによって、外輪２２の内径と外径とを算出する。また、画像処理部５１は、正面画像を解析することによって、外輪２２の幅（高さ）を算出する。
【００２６】
被処理品Ｗの内径、外径、幅、及びテーパ角度を算出するために、従来公知の画像解析方法を用いることができる。例えば、画像処理部５１は、画像中のピクセルの濃度差等に基づいて被処理品Ｗの輪郭線を抽出し、画像中の被処理品Ｗの領域を特定する。そして、画像処理部５１は、特定された被処理品Ｗの領域を対象として、その内径、外径、幅、及びテーパ角度に相当する寸法を算出する。したがって、被処理品Ｗの寸法の計測は、カメラ４１ａ，４１ｂと制御装置３２（画像処理部５１）とが一体となって実施され、これらが本発明の「計測部」を構成することになる。
【００２７】
図１に示すように、制御装置３２の取得部５２は、記憶部５６と照合部５７とを備えている。記憶部５６には、熱処理条件を選択するために用いられるデータベースが記憶されている。図６に示すように、データベースＤＢは、被処理品Ｗの型番、寸法（外径、内径、幅、テーパ角度）、及び重量と、被処理品Ｗの熱処理条件とが対応付けられた状態で登録されており、本発明の「対応情報」を構成している。熱処理条件は、熱処理の温度や時間等の条件の組合せが番号（熱処理条件Ｎｏ．）で表現された状態でデータベースＤＢに登録されている。
【００２８】
なお、図６に示すデータベースＤＢにおいて、上側の２つ（型番１２３４，１２３５）には内輪２１の情報が登録され、下側の２つ（型番２２３４，２２３５）には外輪２２の情報が登録されている。内輪２１の情報には、テーパ角度の項目に数値が登録されているが、外輪２２の情報には、テーパ角度の項目に数値が登録されていない。外輪２２は、図５（ｂ）に示すように、第２のカメラ４１ｂによる正面画像から外側軌道面２６を認識することができず、よってテーパ角を計測することができないからである。
【００２９】
図１に示すように、制御装置３２の照合部５７は、カメラ４１ａ，４１ｂ及び画像処理部５１によって計測された被処理品Ｗの寸法と、重量計４２によって計測された被処理品Ｗの重量とを、記憶部５６に記憶されたデータベースＤＢと照合する。そして、被処理品Ｗの寸法及び重量と合致する型番を探索し、当該型番の熱処理条件を取得する。かかる処理の詳細については、図７を参照して後述する。
【００３０】
制御装置３２の報知部５３は、取得部５２において熱処理条件を取得できなかった場合に、その旨をオペレータに報知する。熱処理条件を取得できない例として、計測された性状データがデータベースＤＢに登録されていない場合や、被処理品Ｗを識別するのに必要な全ての性状データが取得できなかった場合等が考えられる。報知部５３は、例えば、表示装置３３に熱処理条件を取得できなかった旨の表示を行うことによってオペレータに報知することができる。また、報知部５３は、音又は光等を通じてオペレータに報知してもよい。
【００３１】
制御装置３２の設定部５４は、取得部５２において取得された熱処理条件を熱処理装置１１に対して自動で設定するものである。設定部５４は、取得された熱処理条件についての情報を熱処理装置１１に送信すると共に、条件変更を行う旨の指示を与える。熱処理装置１１は、設定部５４からの指示に従って熱処理条件を変更する。
【００３２】
次に、図７のフローチャートを参照して熱処理条件取得装置１０の動作手順を説明する。
図２に示すように、被処理品Ｗは、ケースＫに収容された状態で、製造ラインに設置された熱処理装置１１に搬送される。熱処理装置１１のオペレータは、ケースＫから被処理品Ｗを一つ取り出して載置台４２ａに載せ、計測装置３１による計測を開始させる（図７のステップＳ１）。カメラ４１ａ，４１ｂによって取得された被処理品Ｗの画像と、重量計４２によって計測された被処理品Ｗの重量とは、それぞれ制御装置３２に入力される。制御装置３２は、入力された被処理品Ｗの画像に基づいて被処理品Ｗの内径や外径等の寸法を算出する。
【００３３】
次いで、制御装置３２は、計測された被処理品Ｗの寸法及び重量を、データベースＤＢと照合する（図７のステップＳ２）。このとき、制御装置３２は、計測された被処理品Ｗの寸法及び重量の性状データがデータベースＤＢに登録されているか否かを判断する（ステップＳ３）。性状データが登録されていない場合、その被処理品Ｗの型番自体が登録されていないと考えられるので、制御装置３２は、表示装置３３に「型番が登録されていません。」という警報を表示させる（ステップＳ９）。
【００３４】
その後、制御装置３２は、再計測を実施するか否かを確認するための通報を表示装置３３に表示させる（ステップＳ１１）。オペレータが、前記通報に応じて再計測を実施する旨又は実施しない旨の入力を行うと、制御装置３２は、その入力の内容を判断し（ステップＳ１２）、再計測を実施する場合にはステップＳ１に処理を戻し、再計測を実施しない場合には、処理を終了する。
【００３５】
ステップＳ３において、制御装置３２が、計測された被処理品Ｗの寸法及び重量の性状データがデータベースＤＢに登録されていると判断した場合、処理をステップＳ４に進める。ステップＳ４において、制御装置３２は、被処理品Ｗを識別するために必要な性状データに不足がないか否かを判断する。性状データに不足があると判断した場合、制御装置３２は、表示装置３３に「必要データが不足しています。」という警報を表示させる（ステップＳ１０）。
【００３６】
その後、制御装置３２は、上記と同様にステップＳ１１及びＳ１２の処理を実行する。
ステップＳ４において、制御装置３２は、被処理品Ｗを特定するために必要なデータに不足がないと判断した場合、被処理品Ｗに対応する熱処理条件をデータベースＤＢから選択する（ステップＳ５）。次いで、制御装置３２は、熱処理条件の変更を実施するか否かを確認するための通報を表示装置３３に表示させる（ステップＳ６）。取得された熱処理条件が、その時点で熱処理装置１１に設定されている熱処理条件と同一である場合、熱処理条件を変更する必要が無いので、オペレータは熱処理条件を変更しない旨の入力を行い、取得された熱処理条件が、その時点で熱処理装置に設定されている熱処理条件と異なる場合には、オペレータは熱処理条件を変更する旨の入力を行う。
【００３７】
制御装置３２は、ステップＳ７において、オペレータによる入力の内容を判断し、熱処理条件の変更を実施する場合には、ステップＳ８に処理を進め、実施しない場合には処理を終了する。
ステップＳ８において、制御装置３２は、熱処理装置１１に対して熱処理条件と、熱処理条件を変更する旨の指示を送信する。熱処理装置１１は、制御装置３２からの指示に基づいて熱処理条件を変更した上で、熱処理を実施する。
【００３８】
以上、本実施形態の熱処理条件取得装置１０においては、計測装置３１のカメラ４１ａ，４１ｂによって撮像した画像を用いて被処理品Ｗの寸法を計測し、計測装置３１の重量計４２によって重量を計測し、これらの複数の被処理品Ｗの性状データに基づいて、被処理品Ｗに対応する熱処理条件を取得している。したがって、従来のように、オペレータ自身が被処理品Ｗの型番の照合を行わなくてもよく、人為的な照合ミスを防止することができる。
【００３９】
また、被処理品Ｗの熱処理条件を取得するために複数の性状データを用いているので、より正確に被処理品Ｗを識別することができる。
被処理品Ｗが内輪２１である場合には、その画像から内側軌道面２５の形状（テーパ角）を求めることができ、形状についてより多くの性状データを取得することが可能である。しかし、被処理品Ｗが外輪２２である場合には、その画像から外側軌道面２６の形状を取得することができず、内輪２１と比較して取得可能な形状についての性状データが少なくなる。この点において、本実施形態では、性状データとして、被処理品Ｗの形状についての性状データだけでなく、形状に直接依存せずに取得できる重量をも採用しているので、外輪２２のような被処理品Ｗであっても可及的に多くの性状データを取得することができる。
【００４０】
本実施形態においては、計測された性状データから熱処理条件を取得できない場合、例えば、性状データが不足している場合や性状データがデータベースＤＢに登録されていない場合には、表示装置３３に警報が表示されるので、オペレータは、熱処理条件の取得に失敗したことを迅速に把握することができ、再計測等の措置を講じることができる。
【００４１】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において適宜変更可能である。
例えば、計測装置を構成するカメラは、２台に限らず３台以上備えられていてもよい。カメラの台数が多くなるほど、被処理品の形状についての性状データを詳細に取得することができ、被処理品の識別性を高めることができる。ただし、カメラの台数が多くなるほど画像処理の手順が増大し、製品コストも増大するため、必要最小限の台数とすることが好ましい。本実施形態のように、円環状に形成された被処理品の場合、軸方向と径方向との２方向から被処理品を撮影することによって識別に必要な寸法を取得することができる。もっとも、カメラによって被処理品を撮影する方向、載置台上の被処理品の向き等についても上記実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することが可能である。
【００４２】
本発明の計測部は、被処理品の寸法や重量に限らず、他の性状データを計測するものであってもよい。例えば、カメラによって撮像された画像データから被処理品の全体形状を認識し、制御装置に記憶された被処理品の形状データと照合し、両者の類似度に基づいて被処理品を識別してもよい。また、性状データは、被処理品の体積であってもよい。体積は、例えば、被処理品を液体に投入したときの液体の増量によって計測することができる。
【００４３】
また、本発明の計測部は、カメラ以外の計測装置を用いて被処理品の寸法を計測してもよい。例えば、被処理品に対して投光器から光を当て、受光器が受光した領域に基づいて被処理品の形状を特定し、その寸法を計測してもよい。
ただし、上記実施形態のように、カメラと重量計とを用いて被処理品の寸法と重量とを計測することによって、より簡単で安価な装置構成により性状データを計測することが可能となる。
【００４４】
データベースに登録される被処理品の寸法や重量は、特定の値であってもよいし、ある程度の範囲を有する値であってもよい。
また、上記実施形態では、被処理品の複数の性状データと熱処理条件とを対応付けた状態でデータベースに登録し、計測された性状データをデータベースと照合することによって熱処理条件を取得していたが、これに限定されるものではなく、性状データと熱処理条件との関係を示す演算式、図、マップ等を用いて熱処理条件を取得してもよい。
【００４５】
本発明の熱処理条件取得装置は、円すいころ軸受に限らず、玉軸受、円筒ころ軸受、自動調心ころ軸受等のあらゆる転がり軸受の内輪及び外輪を被処理品として熱処理条件を取得することができる。また、熱処理条件取得装置は、転がり軸受の内輪及び外輪以外の被処理品にも適用することができる。例えば、車両のハブユニットやステアリング装置の構成部品の熱処理のためにも用いることができる。
【符号の説明】
【００４６】
１０：熱処理条件取得装置，１１：熱処理装置，２０：転がり軸受，２１：内輪，２２：外輪，３１：計測装置，３２：制御装置，５２：取得部，５３：報知部，５４：設定部，５６：記憶部，５７：照合部，Ｗ：被処理品
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2016222996.tif 000009
【図８】
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