JP2004066535A - 金型の温度制御装置 - Google Patents
金型の温度制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004066535A JP2004066535A JP2002226228A JP2002226228A JP2004066535A JP 2004066535 A JP2004066535 A JP 2004066535A JP 2002226228 A JP2002226228 A JP 2002226228A JP 2002226228 A JP2002226228 A JP 2002226228A JP 2004066535 A JP2004066535 A JP 2004066535A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- detecting means
- mold
- temperature detecting
- heater
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
【課題】金型を一様な温度に迅速に加熱することができる温度制御装置を提供する。
【解決手段】温度制御装置１０に、各温度検出手段Ｓｎのうちの特定の温度検出手段Ｓｘに対し、各ヒータＨｎのうち該特定の温度検出手段Ｓｘに対応して配設された特定のヒータＨｘ以外の他のヒータＨｙの発熱が与える干渉影響を推定する干渉影響推定手段１２を備え、コントローラ１４が、該干渉影響を考慮した上で、各ヒータＨｎの発熱態様を制御するようにした。更に、干渉影響推定手段１２は、特定の温度検出手段Ｓｘに対し、特定のヒータＨｘの発熱が与える干渉影響も推定するようにした。
【選択図】 図１
【解決手段】温度制御装置１０に、各温度検出手段Ｓｎのうちの特定の温度検出手段Ｓｘに対し、各ヒータＨｎのうち該特定の温度検出手段Ｓｘに対応して配設された特定のヒータＨｘ以外の他のヒータＨｙの発熱が与える干渉影響を推定する干渉影響推定手段１２を備え、コントローラ１４が、該干渉影響を考慮した上で、各ヒータＨｎの発熱態様を制御するようにした。更に、干渉影響推定手段１２は、特定の温度検出手段Ｓｘに対し、特定のヒータＨｘの発熱が与える干渉影響も推定するようにした。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は金型を所定の温度に加熱する温度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、樹脂等を成形する金型を様々な目的で加熱することがある。例えば、予め金型を加熱し、この中に熱硬化性の樹脂素材を封入して硬化させることにより成形する樹脂成形が知られている。具体的な例を示すと、リードフレーム等を樹脂封止した電子部品を製造する場合、金型を予め約１７５℃に加熱しておいて、この中にリードフレーム等の被封止体を投入すると共に熱硬化性の樹脂素材を封入して樹脂封止を行う。金型の加熱は一般的に、金型を全体的に一様な温度とすることが要求される。このように、金型を全体的に一様な温度とするために、温度制御装置が用いられる。
【０００３】
図２は、一般的な金型の温度制御装置の概略を示す斜視図である。
【０００４】
温度制御装置１００は、金型１０２の下型１０２Ａ内に配設される複数のヒータＨ１、Ｈ２・・・Ｈｎ（以下、適宜「Ｈｎ」と総括して示す）と、該ヒータＨｎ毎にそれぞれ対応して下型１０２Ａ内に配設される複数の温度検出手段Ｓ１、Ｓ２・・・Ｓｎ（以下、適宜「Ｓｎ」と総括して示す）と、該温度検出手段Ｓｎが検出した検出温度に基づいてヒータＨｎの発熱態様を制御するコントローラ１０４と、を備えている。温度検出手段Ｓｎとしては熱電対等が用いられる。尚、説明を簡略にするため図２では、下型１０２Ａのみに温度制御装置１００を備えた構成としているが、上型１０２Ｂに温度制御装置を備えることもある。一般的には下型１０２Ａ、上型１０２Ｂ双方に温度制御装置を備えている。
【０００５】
コントローラ１０４は、各ヒータＨｎ、温度検出手段Ｓｎ毎に備えられた複数のサブコントローラＳＣ１、ＳＣ２・・・ＳＣｎ（以下、適宜「ＳＣｎ」と総括して示す）と、各サブコントローラＳＣｎに対し発熱指示を与えるメインコントローラ１０６と、を有して構成されている。
【０００６】
図３は、温度制御装置１００による金型１０２の温度制御の内容を示すブロック図である。
【０００７】
一般的にヒータＨｎの発熱態様はＯＮ−ＯＦＦのいずれかであるが、ＯＮ−ＯＦＦの時間的な比率を制御することで電流Ｉｎを増減して発熱量を制御することができる。
【０００８】
各サブコントローラＳＣｎは、対応する温度検出手段Ｓｎにより検出される検出温度ｔｎと与えられた目標温度Ｔｎとを比較し、検出温度ｔｎが目標温度Ｔｎよりも低い場合にヒータＨｎに電流Ｉｎを通電して発熱させる。上記樹脂封止の場合、各サブコントローラＳＣｎの目標温度を総て１７５℃としておけば、金型１０２を全体的に１７５℃にとすることができる。又、サブコントローラＳＣｎは一般的に、与えられた目標温度Ｔｎと検出温度ｔｎとの差が大きいほど、ヒータＨｎに通電する電流Ｉｎを増加させ、発熱量を増加させるように構成されている。
【０００９】
各サブコントローラＳＣｎの目標温度Ｔｎは、メインコントローラ１０６が発熱指示として与える。メインコントローラ１０６は、各サブコントローラＳＣｎに対し目標温度Ｔｎを時間的に変化させて与えることができるように構成されている。目標温度Ｔｎを適宜調節することで、目標温度Ｔｎと検出温度ｔｎとの差を増減させ、これにより各ヒータ１０４の発熱量を調節することができる。尚、目標温度Ｔｎ及び目標温度Ｔｎの時間的な変化の設定は、オペレータが入力装置１０８を操作してメインコントローラ１０６に入力することにより行なう。
【００１０】
このように、ヒータＨｎ、温度検出手段Ｓｎを金型１０２に複数組配設することで局部的な加熱を回避し、金型１０２を全体的に一様に加熱するようにしている。
【００１１】
ここで、樹脂成形等の生産効率を高めるため、金型１０２を迅速に加熱したいというニーズがある。上記樹脂封止について言えば、金型１０２全体が一様に１７５℃となるように迅速に加熱したいというニーズがある。
【００１２】
しかしながら、検出温度ｔｎが目標温度Ｔｎに近づくとヒータＨｎの発熱量が次第に減少するため、温度上昇速度が遅くなり、それだけ金型１０２の加熱に時間がかかっていた。
【００１３】
これに対して、オペレータが入力装置１０８を操作し、メインコントローラ１０６が一時的に各サブコントローラＳＣｎに対して本来の目標温度の１７５℃よりも高い目標温度Ｔｎを与えるようにすることで、各ヒータＨｎの発熱量を増加させて金型１０２を迅速に加熱するようにしていた。
【００１４】
例えば、ある温度検出手段Ｓｘの検出温度ｔｘの上昇が他の温度検出手段Ｓｙの検出温度ｔｙの上昇よりも遅い場合には、サブコントローラＳＣｘの目標温度Ｔｘを一時的に本来の目標温度である１７５℃よりも高めに設定することにより目標温度Ｔｘと検出温度ｔｘとの差を大きくしてヒータＨｘの発熱量を増加させ、検出温度ｔｙとの差を縮めるようにしていた。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば、温度検出手段Ｓ２の検出温度ｔ２が検出温度ｔ１よりも低い場合、ヒータＨ２の発熱量を増加させることで温度検出手段Ｓ２の検出温度ｔ２が上昇するが、温度検出手段Ｓ１の検出温度ｔ１等も上昇するため、検出温度ｔ２とｔ１との差を思うように縮めることが困難な場合がある。
【００１６】
又、目標温度Ｔｎを常に一律に１７５℃に設定しても、温度上昇過程で各温度検出手段Ｓｎの検出温度ｔｎにばらつきが生じると金型全体を１７５℃に収束させることが困難となる。例えば、温度検出手段Ｓ１の検出温度ｔ１が１７５℃に達し、且つ、温度検出手段Ｓ２の検出温度ｔ２が１７５℃に達していない場合、ヒータＨ１の発熱を停止し、ヒータＨ２の発熱を継続することになるが、ヒータＨ２からの伝熱のために温度検出手段Ｓ１の検出温度ｔ１が１７５℃を超えてしまうことがある。この場合、外気への自然放熱等により検出温度ｔ１が１７５℃まで低下するのを待たなければならない。一方、ヒータＨ２の発熱を停止すれば温度検出手段Ｓ１の検出温度ｔ１が１７５℃よりも上昇することを防止できるが、この場合、温度検出手段Ｓ２の検出温度ｔ２を１７５℃まで上昇させることができない。
【００１７】
即ち、ヒータＨｎ、温度検出手段Ｓｎを複数組配設することで金型１０２の局部的な加熱を回避している一方で、伝熱による干渉のために金型１０２の温度制御は精度が低く、金型１０２を全体的に一様な温度に迅速に収束させることが困難であり、加熱のために多大な時間を要することがあった。
【００１８】
更にこのような場合、オペレータが入力装置１０８を操作し、各サブコントローラＳＣｎ毎の目標温度Ｔｎの設定及び目標温度Ｔｎの時間的な変化の設定を繰り返し試行錯誤し、良好な発熱態様を見出すことになるが、この作業にも多大な時間を要することがあった。
【００１９】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであって、金型を一様な温度に迅速に加熱することができる温度制御装置を提供することをその課題とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、金型内に配設される複数のヒータと、該ヒータ毎にそれぞれ対応して前記金型内に配設される複数の温度検出手段と、該温度検出手段が検出した検出温度に基づいて前記ヒータの発熱態様を制御するコントローラと、を備えた金型の温度制御装置において、前記温度検出手段のうちの特定の温度検出手段に対し、前記ヒータのうち該特定の温度検出手段に対応して配設された特定のヒータ以外の他のヒータの発熱が与える干渉影響を推定する干渉影響推定手段を備え、前記コントローラが、該干渉影響を考慮した上で、前記各ヒータの発熱態様を制御するようにしたことにより、上記課題を解決したものである。
【００２１】
本発明では、ヒータＨｘの発熱は対応する温度検出手段Ｓｘに伝熱するだけでなく、他の温度検出手段Ｓｙにも伝熱（干渉）して検出温度ｔｙも上昇させるため、検出温度ｔｘとｔｙとを意図したとおりに制御することが困難であったという事実に着目した。
【００２２】
これらの伝熱（干渉）については、例えば、金型の形状、ヒータの個数、配置等の設計的条件から干渉の傾向を算出して予め干渉影響推定手段に入力しておくことで、該干渉の傾向に基づいて干渉影響推定手段が干渉影響を推定することができる。
【００２３】
又、金型をキャリブレーションとして実際に加熱し、干渉の傾向を実測して予め干渉影響推定手段に入力しておくことにより、該干渉の傾向に基づいて干渉影響推定手段が干渉影響を推定することもできる。
【００２４】
このように、特定の温度検出手段に対し、前記ヒータのうち該特定の温度検出手段に対応して配設された特定のヒータ以外の他のヒータの発熱が与える干渉影響を推定する干渉影響推定手段を備え、コントローラが、該干渉影響を考慮した上で、各ヒータの発熱態様を制御することで、従来よりも金型の温度を精密に制御することが可能となる。これにより、金型を全体的に一様に、且つ、迅速に加熱することができる。
【００２５】
尚、前記干渉影響推定手段が、前記特定の温度検出手段に対する前記干渉影響を、前記特定の温度検出手段の周辺に配置される他の前記温度検出手段の検出温度に基づいて推定するとよい。
【００２６】
熱は温度が高い方から低い方に伝わり、温度差が大きい程伝熱量も多くなる。従って、ある特定の温度検出手段の検出温度よりも、周辺に配置される他の温度検出手段の検出温度が高い場合、周辺の他のヒータの発熱が特定の温度検出手段に伝熱する傾向があると推定できる。
【００２７】
逆に、ある特定の温度検出手段の検出温度よりも、周辺に配置される他の温度検出手段の検出温度が低い場合には、特定の温度検出手段に対応するヒータの発熱が周辺に配置される他の温度検出手段に伝熱する傾向があると推定できる。
【００２８】
更に、検出温度の差の大きさに基づいて伝熱を受ける温度検出手段の検出温度の上昇速度を推定することができる。
【００２９】
このように、周辺に配置される他の温度検出手段の検出温度に基づいて干渉影響を推定する場合、各温度検出手段の検出温度の変化に応じて干渉影響の推定を随時修正し、干渉影響の推定精度を高めてヒータの発熱制御に反映することができ、一層精密な金型の温度制御を実現することができる。
【００３０】
又、前記干渉影響推定手段が、前記特定の温度検出手段に対する前記干渉影響を、前記特定の温度検出手段の周辺に配置される他の前記温度検出手段の検出温度の変化速度に基づいて推定するようにしてもよい。
【００３１】
例えば、特定の温度検出手段の検出温度の上昇速度が周辺に配置される他の温度検出手段の検出温度の上昇速度よりも速い場合には、特定の温度検出手段の近傍の温度が周辺よりも高くなっていくので、特定の温度検出手段に対応するヒータから周辺に伝熱していく傾向があると推定できる。
【００３２】
逆に、特定の温度検出手段の検出温度の上昇速度が周辺に配置される他の温度検出手段の検出温度の上昇速度よりも遅い場合には、周辺に配置される他のヒータから特定の温度検出手段に伝熱してくる傾向があると推定できる。
【００３３】
このように、温度検出手段の検出温度の変化速度に着目することで、特定の温度検出手段の検出温度と、周辺に配置される他の温度検出手段の検出温度との差が大きくなる前に、各ヒータの発熱態様を適切に制御し、検出温度の差が実際に大きくなることを防止することができる。
【００３４】
又、前記干渉影響推定手段が、前記特定の温度検出手段に対する前記干渉影響を、前記特定のヒータの周辺に配置される他の前記ヒータに対して与えている発熱態様の制御指示の内容に基づいて推定してもよい。
【００３５】
例えば、特定のヒータの周辺に配置される他のヒータに対して指示されている発熱量が多い場合には、それだけ周辺のヒータから特定の温度検出手段への伝熱量が多く、特定の温度検出手段の検出温度が速く上昇すると推定できる。
【００３６】
このように、周辺のヒータに対して与えている制御指示の内容に基づいて干渉影響を推定する場合も、制御指示の内容に応じて干渉影響を随時修正し、干渉影響の推定精度を高めてヒータの発熱制御に反映することができ、金型の一層精密な温度制御を実現することができる。更に、検出温度の差が実際に生じる前であっても干渉影響を推定し各ヒータの発熱態様を適宜制御することができ、実際に検出温度の差が生じることを防止することも可能である。
【００３７】
又、前記コントローラは、前記各ヒータ及び対応する各温度検出手段毎にそれぞれ対応して備えられた複数のサブコントローラと、該各サブコントローラに制御指示を与えるメインコントローラと、を有する構成とし、且つ、前記干渉影響推定手段を前記メインコントローラ内に収容してもよい。
【００３８】
ヒータ、温度検出手段、サブコントローラをセットとして金型に取付けることで、金型へのヒータ、温度検出手段の取付け、ヒータ、温度検出手段、サブコントローラ間の配線及びこれらとメインコントローラとの配線を容易に行うことができ、設計、使用態様の自由度を大幅に高めることができる。更に、メインコントローラは各サブコントローラに結線されると共に制御機能を有しているので、干渉影響推定手段をソフトウェア又はハードウェアとしてメインコントローラに容易に収容でき、製造コストの低減、コンパクト化を図ることができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００４０】
図１は、本実施形態に係る金型の温度制御装置の制御内容を示すブロック図である。
【００４１】
温度制御装置１０は、各温度検出手段Ｓｎのうちの特定の温度検出手段Ｓｘに対し、各ヒータＨｎのうち該特定の温度検出手段Ｓｘに対応して配設された特定のヒータＨｘ以外の他のヒータＨｙの発熱が与える干渉影響を推定する干渉影響推定手段１２を備え、コントローラ１４が、該干渉影響を考慮した上で、各ヒータＨｎの発熱態様を制御するようにしたことを特徴としている。
【００４２】
尚、干渉影響推定手段１２は、特定の温度検出手段Ｓｘに対し、特定のヒータＨｘの発熱が与える干渉影響も推定するように構成されている。
【００４３】
その他の構成については、前記従来の温度制御装置１００と同様であるので図２及び図３と同一符号を付することとして説明を適宜省略する。
【００４４】
干渉影響推定手段１２は、具体的にはコンピュータプログラムであり、メインコントローラ１６内に収容されている。メインコントローラ１６が各サブコントローラＳＣｎに与える目標温度Ｔｎは、干渉影響推定手段１２に随時入力可能とされている。
【００４５】
又、メインコントローラ１６には、各サブコントローラＳＣｎが結線されており、各温度検出手段Ｓｎの検出温度ｔｎが干渉影響推定手段１２に随時入力可能とされている。
【００４６】
干渉影響推定手段１２は、目標温度Ｔｎと検出温度ｔｎとの差より、各ヒータＨｎの発熱量を算出可能とされている。
【００４７】
又、メインコントローラ１６には入力装置１０８が結線されており、オペレータが入力装置１０８を操作することにより、自己影響のデータＤｘｘ及び干渉影響のデータＤｘｙを干渉影響推定手段１２に入力可能とされている。
【００４８】
自己影響のデータＤｘｘは、特定のヒータＨｘから、対応する特定の温度検出手段Ｓｘへの伝熱傾向を数値化したものであり、具体的には特定のヒータＨｘの発熱が特定の温度検出手段Ｓｘの検出温度ｔｘの上昇速度に対して与える影響のデータである。
【００４９】
特定の温度検出手段Ｓｘの検出温度ｔｘの上昇速度は、特定のヒータＨｘの発熱量が大きい程速く、又、検出温度ｔｘが低い程速いと考えられる。自己影響のデータＤｘｘは、このような知見に基づくデータであり、特定のヒータＨｘの発熱量及び特定の温度検出手段Ｓｘの検出温度ｔｘと、該検出温度ｔｘの上昇速度との関連を示すデータである。
【００５０】
一方、干渉影響のデータＤｘｙは、特定の温度検出手段Ｓｘに対応して配設された特定のヒータＨｘ以外の他のヒータＨｙから特定の温度検出手段Ｓｘへの伝熱傾向を数値化したものであり、具体的には各ヒータＨｙの発熱が特定の温度検出手段Ｓｘの検出温度ｔｘの上昇速度に対して与える影響のデータである。
【００５１】
特定の温度検出手段Ｓｘの検出温度ｔｘの上昇速度は、ヒータＨｙの発熱量が大きい程速く、又、検出温度ｔｘと検出温度ｔｙとの差ｔｙ−ｔｘが正であるときは、この値が大きい程速いと考えられる。干渉影響のデータＤｘｙは、このような知見に基づくデータであり、ヒータＨｙの発熱量及び検出温度の差ｔｙ−ｔｘと、特定の温度検出手段Ｓｘの検出温度ｔｘの上昇速度との関連を示すデータである。
【００５２】
尚、本実施形態では、後述するように、自己影響のデータＤｘｘ及び干渉影響のデータＤｘｙはキャリブレーションに基づいて求めるようにしている。
【００５３】
干渉影響推定手段１２は、温度検出手段Ｓｘの検出温度ｔｘの上昇速度を、各ヒータＨｎに対して与えている目標温度（発熱態様の制御指示の内容）Ｔｎ、温度検出手段Ｓｎの検出温度ｔｎ、自己影響のデータＤｘｘ及び干渉影響のデータＤｘｙに基づいて推定するように構成されている。
【００５４】
次に、温度制御装置１０の作用について説明する。
【００５５】
まず、自己影響のデータＤｘｘ、干渉影響のデータＤｘｙを求めるキャリブレーションについて説明する。
【００５６】
キャリブレーションは、複数のヒータＨｎの中の一のヒータのみを順次発熱させ、他のヒータの発熱を停止させて、各ヒータＨｎの発熱が、対応する温度検出手段Ｓｎの検出温度ｔｎ及び他の温度検出手段Ｓｎ´の検出温度ｔｎ´に与える影響を実測することにより行なう。
【００５７】
例えば、ヒータＨ１のみに通電して発熱させ、他のヒータＨ２〜Ｈｎへの通電を停止しておく。これにより、温度検出手段Ｓ１の検出温度ｔ１が上昇すると共に、ヒータＨ１の発熱は、他の温度検出手段Ｓ２〜Ｓｎにも伝熱し、これら温度検出手段Ｓ２〜Ｓｎの検出温度ｔ２〜ｔｎも上昇する。この際、検出温度ｔ１〜ｔｎを記録すると共に検出温度ｔ１〜ｔｎの上昇速度を算出し、記録しておく。
【００５８】
又、温度検出手段Ｓ１の検出温度ｔ１とサブコントローラＳＣ１に与えている目標温度Ｔ１との差から、ヒータＨ１の発熱量を随時算出し、記録しておく。更に、温度検出手段Ｓ１の検出温度ｔ１と他の温度検出手段Ｓ２〜Ｓｎの検出温度ｔ２〜ｔｎとの差（ｔ２〜ｔｎ）−ｔ１も随時算出し、記録しておく。
【００５９】
サブコントローラＳＣ１に与える目標温度Ｔ１を様々に変化させ、上記のように、ヒータＨ１の発熱量及び検出温度の差（ｔ２〜ｔｎ）−ｔ１と検出温度ｔ１〜ｔｎの上昇速度との関係を随時記録し、これを自己影響のデータＤ１１、干渉影響のデータＤｘ１（ｘ＝２〜ｎ）とする。
【００６０】
同様に、ヒータＨ２…Ｈｎを順次発熱させて、自己影響のデータＤ２２〜Ｄｎｎ及び干渉影響のデータＤｘ２〜Ｄｘｎを求める。
【００６１】
以上により求めた自己影響のデータＤｘｘ、干渉影響のデータＤｘｙをオペレータが入力装置１０８を操作して干渉影響推定手段１２に入力する。
【００６２】
このように、干渉影響推定手段１２に、自己影響のデータＤｘｘ、干渉影響のデータＤｘｙを予め入力してから、金型１０２の加熱を開始する。
【００６３】
尚、加熱前の金型１０２は、全体が一様に室温に近い温度になっている。
【００６４】
まず、メインコントローラ１６が、各サブコントローラＳＣｎに対して、発熱制御の指示として目標温度Ｔｎを与える。この際、自己影響のデータＤｘｘ、干渉影響のデータＤｘｙに基づいて、各温度検出手段Ｓｎの検出温度ｔｎが等しい速度で上昇するように、自己影響及び干渉影響を考慮した上で各サブコントローラＳＣｎに与える目標温度Ｔｎを決定する。
【００６５】
具体的には、金型１０２は、全体が一様に室温に近い温度であるので、干渉影響のデータＤｘｙのうち、各温度検出手段Ｓｎの検出温度ｔｎの差がない条件のデータと自己影響のデータＤｘｘとに基づいて各温度検出手段Ｓｎの検出温度ｔｎが等しい速度で上昇するように各目標温度Ｔｎを決定する。この際、ヒータの発熱能力の最大値と最も目標温度Ｔｎを高くする必要のあるヒータの発熱量とが等しくなるように各目標温度Ｔｎを決定する。
【００６６】
尚、各温度検出手段Ｓｘの検出温度ｔｘの上昇速度を推定する場合、対応するヒータＨｘ以外の総てのヒータＨｙの発熱を考慮することもできるが、検出温度ｔｘの上昇速度に実質的に影響を及ぼすのは周辺に配置されているヒータＨｙの発熱であるため、ここでは干渉影響のデータＤｘｙのうち、周辺に配置されているヒータＨｙに関する干渉影響のデータＤｘｙに基づいて各温度検出手段Ｓｘの検出温度ｔｘの上昇速度を推定し、他の干渉影響のデータＤｘｙは考慮しない。これにより、干渉影響推定手段１２の構成を簡略化し、推定のための計算時間を短縮することができる。
【００６７】
以上により、金型１０２の各部の温度は一様に、且つ、迅速に上昇する。
【００６８】
温度上昇過程において、各温度検出手段Ｓｎの検出温度ｔｎの差が小さく保持されている場合には、当初与えた目標温度Ｔｎのまま継続して金型１０２を加熱し、金型１０２全体が一様に１７５°となった時点で、各サブコントローラＳＣｎが対応するヒータＨｎへの電流Ｉｎの供給を停止し、加熱を終了する。
【００６９】
一方、金型１０２の温度が上昇する過程で、各温度検出手段Ｓｎの検出温度ｔｎの差が大きくなった場合には、随時干渉影響の推定を更新して、発熱態様の制御に反映する。
【００７０】
具体的には、各温度検出手段Ｓｎの検出温度ｔｎの変化に対応して、その時点で引用するべき自己影響データＤｘｘを呼び出し、先ず自己影響を推定する。又、干渉影響推定手段１２には、各温度検出手段Ｓｎの検出温度ｔｎが随時入力されており、既に得られている干渉影響のデータＤｘｙの中から、実測した各温度検出手段Ｓｎの検出温度ｔｎの差等と等しい条件の（引用するべき）データに基づいて干渉影響を推定し、リアルタイムで更新する。
【００７１】
随時得られる自己影響及び干渉影響の推定に基づいて、相対的に低い検出温度ｔｎの上昇速度を速めると共に相対的に高い検出温度ｔｎの上昇速度を遅くするように、各目標温度Ｔｎをリアルタイムで更新する。
【００７２】
このように各検出温度ｔｎの差が小さくなるように各ヒータＨｎの発熱量を随時修正しつつ、金型１０２を全体的に一様に加熱し、１７５°に達したところで、各サブコントローラＳＣｎが対応するヒータＨｎへの電流Ｉｎの供給を停止して加熱を終了する。
【００７３】
即ち、各検出温度ｔｎの上昇速度が等しくなるように各目標温度Ｔｎを設定して各ヒータＨｎの発熱態様を制御すると共に、たとえ検出温度ｔｎに差が生じた場合であっても、検出温度ｔｎの差が小さくなるように目標温度Ｔｎを修正することで、金型１０２を全体的に一様に、且つ、迅速に加熱することができる。
【００７４】
尚、本実施形態において、干渉影響推定手段１２はコンピュータプログラムとしてメインコントローラ１６内に収容されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ハードウェアとしてメインコントローラ内に収容してもよく、又、メインコントローラから独立して干渉影響推定手段を備える構成としてもよい。
【００７５】
又、本実施形態において、コントローラ１４は、複数のサブコントローラＳＣｎとメインコントローラ１６とを有して構成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらの機能を統合した単一のコントローラとしてもよい。
【００７６】
このように、単一のコントローラとすることにより、部品点数を低減し、構造の簡略化を図ることができる。
【００７７】
一方、各ヒータ、温度検出手段に対応して複数のサブコントローラを備えることにより、金型への温度制御装置の取付けが容易となる。又、既存の設備をできるだけ利用できるようにもなる。
【００７８】
従って、コントローラの様式の選択は、金型の形状、ヒータの個数、設置スペース等の条件に応じて適宜選択するとよい。
【００７９】
又、本実施形態において、干渉影響推定手段１２は、各温度検出手段Ｓｘの周辺に配置されている他の温度検出手段Ｓｙの検出温度ｔｙ及び周辺に配置されている他のヒータＨｙに対して与えている目標温度Ｔｙに基づいて干渉影響を推定しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、他の総ての温度検出手段Ｓｙの検出温度ｔｙ及び他の総てのヒータＨｙに対して与えている目標温度Ｔｙに基づいて干渉影響を推定してもよい。
【００８０】
又、本実施形態において、干渉影響推定手段１２は、各温度検出手段Ｓｎの検出温度ｔｎに基づいて自己影響及び干渉影響の推定を随時更新可能とされているが、本発明はこれに限定されるものではなく、温度検出手段Ｓｎの検出温度ｔｎの変化速度に基づいて干渉影響のみを更新可能としてもよい。
【００８１】
このように、検出温度ｔｎの変化速度に着目することで、各温度検出手段Ｓｎの検出温度ｔｎの差が大きくなる前に、発熱態様を適切に制御し、検出温度ｔｎの差が大きくなることを防止することができる。
【００８２】
又、本実施形態において、キャリブレーションにより検出温度ｔｎ等を実測し、自己影響のデータＤｘｘ、干渉影響のデータＤｘｙを算出して、オペレータが干渉影響推定手段１２に入力しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、コントローラ１４が、自動的にキャリブレーションを実行して干渉影響のデータＤｘｙ、自己影響のデータＤｘｘを算出し、干渉影響推定手段１２に入力するようにしてもよい。
【００８３】
又、本実施形態において、キャリブレーションとして金型を実際に加熱し、検出温度ｔｎ等の実測値から自己影響のデータＤｘｘ、干渉影響のデータＤｘｙを算出しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば金型の形状、ヒータの個数、配置等の設計的条件から自己影響のデータＤｘｘ、干渉影響のデータＤｘｙを算出して干渉影響推定手段１２に入力してもよい。尚、この場合は実際の温度上昇の態様に基づいて算出したＤｘｘ、Ｄｘｙを適宜修正すると一層よい。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、金型を一様な温度に迅速に加熱することが可能となるという優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る金型の温度制御装置の制御内容を示すブロック図
【図２】従来の金型の温度制御装置の構造の概要を示す斜視図
【図３】同金型の温度制御装置の制御内容を示すブロック図
【符号の説明】
１０、１００…温度制御装置
１２…干渉影響推定手段
１４、１０４…コントローラ
１６、１０６…メインコントローラ
１０２…金型
Ｈｎ…ヒータ
Ｓｎ…温度検出手段
ＳＣｎ…サブコントローラ
Ｔｎ…目標温度
ｔｎ…検出温度
Ｉｎ…電流
【発明の属する技術分野】
本発明は金型を所定の温度に加熱する温度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、樹脂等を成形する金型を様々な目的で加熱することがある。例えば、予め金型を加熱し、この中に熱硬化性の樹脂素材を封入して硬化させることにより成形する樹脂成形が知られている。具体的な例を示すと、リードフレーム等を樹脂封止した電子部品を製造する場合、金型を予め約１７５℃に加熱しておいて、この中にリードフレーム等の被封止体を投入すると共に熱硬化性の樹脂素材を封入して樹脂封止を行う。金型の加熱は一般的に、金型を全体的に一様な温度とすることが要求される。このように、金型を全体的に一様な温度とするために、温度制御装置が用いられる。
【０００３】
図２は、一般的な金型の温度制御装置の概略を示す斜視図である。
【０００４】
温度制御装置１００は、金型１０２の下型１０２Ａ内に配設される複数のヒータＨ１、Ｈ２・・・Ｈｎ（以下、適宜「Ｈｎ」と総括して示す）と、該ヒータＨｎ毎にそれぞれ対応して下型１０２Ａ内に配設される複数の温度検出手段Ｓ１、Ｓ２・・・Ｓｎ（以下、適宜「Ｓｎ」と総括して示す）と、該温度検出手段Ｓｎが検出した検出温度に基づいてヒータＨｎの発熱態様を制御するコントローラ１０４と、を備えている。温度検出手段Ｓｎとしては熱電対等が用いられる。尚、説明を簡略にするため図２では、下型１０２Ａのみに温度制御装置１００を備えた構成としているが、上型１０２Ｂに温度制御装置を備えることもある。一般的には下型１０２Ａ、上型１０２Ｂ双方に温度制御装置を備えている。
【０００５】
コントローラ１０４は、各ヒータＨｎ、温度検出手段Ｓｎ毎に備えられた複数のサブコントローラＳＣ１、ＳＣ２・・・ＳＣｎ（以下、適宜「ＳＣｎ」と総括して示す）と、各サブコントローラＳＣｎに対し発熱指示を与えるメインコントローラ１０６と、を有して構成されている。
【０００６】
図３は、温度制御装置１００による金型１０２の温度制御の内容を示すブロック図である。
【０００７】
一般的にヒータＨｎの発熱態様はＯＮ−ＯＦＦのいずれかであるが、ＯＮ−ＯＦＦの時間的な比率を制御することで電流Ｉｎを増減して発熱量を制御することができる。
【０００８】
各サブコントローラＳＣｎは、対応する温度検出手段Ｓｎにより検出される検出温度ｔｎと与えられた目標温度Ｔｎとを比較し、検出温度ｔｎが目標温度Ｔｎよりも低い場合にヒータＨｎに電流Ｉｎを通電して発熱させる。上記樹脂封止の場合、各サブコントローラＳＣｎの目標温度を総て１７５℃としておけば、金型１０２を全体的に１７５℃にとすることができる。又、サブコントローラＳＣｎは一般的に、与えられた目標温度Ｔｎと検出温度ｔｎとの差が大きいほど、ヒータＨｎに通電する電流Ｉｎを増加させ、発熱量を増加させるように構成されている。
【０００９】
各サブコントローラＳＣｎの目標温度Ｔｎは、メインコントローラ１０６が発熱指示として与える。メインコントローラ１０６は、各サブコントローラＳＣｎに対し目標温度Ｔｎを時間的に変化させて与えることができるように構成されている。目標温度Ｔｎを適宜調節することで、目標温度Ｔｎと検出温度ｔｎとの差を増減させ、これにより各ヒータ１０４の発熱量を調節することができる。尚、目標温度Ｔｎ及び目標温度Ｔｎの時間的な変化の設定は、オペレータが入力装置１０８を操作してメインコントローラ１０６に入力することにより行なう。
【００１０】
このように、ヒータＨｎ、温度検出手段Ｓｎを金型１０２に複数組配設することで局部的な加熱を回避し、金型１０２を全体的に一様に加熱するようにしている。
【００１１】
ここで、樹脂成形等の生産効率を高めるため、金型１０２を迅速に加熱したいというニーズがある。上記樹脂封止について言えば、金型１０２全体が一様に１７５℃となるように迅速に加熱したいというニーズがある。
【００１２】
しかしながら、検出温度ｔｎが目標温度Ｔｎに近づくとヒータＨｎの発熱量が次第に減少するため、温度上昇速度が遅くなり、それだけ金型１０２の加熱に時間がかかっていた。
【００１３】
これに対して、オペレータが入力装置１０８を操作し、メインコントローラ１０６が一時的に各サブコントローラＳＣｎに対して本来の目標温度の１７５℃よりも高い目標温度Ｔｎを与えるようにすることで、各ヒータＨｎの発熱量を増加させて金型１０２を迅速に加熱するようにしていた。
【００１４】
例えば、ある温度検出手段Ｓｘの検出温度ｔｘの上昇が他の温度検出手段Ｓｙの検出温度ｔｙの上昇よりも遅い場合には、サブコントローラＳＣｘの目標温度Ｔｘを一時的に本来の目標温度である１７５℃よりも高めに設定することにより目標温度Ｔｘと検出温度ｔｘとの差を大きくしてヒータＨｘの発熱量を増加させ、検出温度ｔｙとの差を縮めるようにしていた。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば、温度検出手段Ｓ２の検出温度ｔ２が検出温度ｔ１よりも低い場合、ヒータＨ２の発熱量を増加させることで温度検出手段Ｓ２の検出温度ｔ２が上昇するが、温度検出手段Ｓ１の検出温度ｔ１等も上昇するため、検出温度ｔ２とｔ１との差を思うように縮めることが困難な場合がある。
【００１６】
又、目標温度Ｔｎを常に一律に１７５℃に設定しても、温度上昇過程で各温度検出手段Ｓｎの検出温度ｔｎにばらつきが生じると金型全体を１７５℃に収束させることが困難となる。例えば、温度検出手段Ｓ１の検出温度ｔ１が１７５℃に達し、且つ、温度検出手段Ｓ２の検出温度ｔ２が１７５℃に達していない場合、ヒータＨ１の発熱を停止し、ヒータＨ２の発熱を継続することになるが、ヒータＨ２からの伝熱のために温度検出手段Ｓ１の検出温度ｔ１が１７５℃を超えてしまうことがある。この場合、外気への自然放熱等により検出温度ｔ１が１７５℃まで低下するのを待たなければならない。一方、ヒータＨ２の発熱を停止すれば温度検出手段Ｓ１の検出温度ｔ１が１７５℃よりも上昇することを防止できるが、この場合、温度検出手段Ｓ２の検出温度ｔ２を１７５℃まで上昇させることができない。
【００１７】
即ち、ヒータＨｎ、温度検出手段Ｓｎを複数組配設することで金型１０２の局部的な加熱を回避している一方で、伝熱による干渉のために金型１０２の温度制御は精度が低く、金型１０２を全体的に一様な温度に迅速に収束させることが困難であり、加熱のために多大な時間を要することがあった。
【００１８】
更にこのような場合、オペレータが入力装置１０８を操作し、各サブコントローラＳＣｎ毎の目標温度Ｔｎの設定及び目標温度Ｔｎの時間的な変化の設定を繰り返し試行錯誤し、良好な発熱態様を見出すことになるが、この作業にも多大な時間を要することがあった。
【００１９】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであって、金型を一様な温度に迅速に加熱することができる温度制御装置を提供することをその課題とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、金型内に配設される複数のヒータと、該ヒータ毎にそれぞれ対応して前記金型内に配設される複数の温度検出手段と、該温度検出手段が検出した検出温度に基づいて前記ヒータの発熱態様を制御するコントローラと、を備えた金型の温度制御装置において、前記温度検出手段のうちの特定の温度検出手段に対し、前記ヒータのうち該特定の温度検出手段に対応して配設された特定のヒータ以外の他のヒータの発熱が与える干渉影響を推定する干渉影響推定手段を備え、前記コントローラが、該干渉影響を考慮した上で、前記各ヒータの発熱態様を制御するようにしたことにより、上記課題を解決したものである。
【００２１】
本発明では、ヒータＨｘの発熱は対応する温度検出手段Ｓｘに伝熱するだけでなく、他の温度検出手段Ｓｙにも伝熱（干渉）して検出温度ｔｙも上昇させるため、検出温度ｔｘとｔｙとを意図したとおりに制御することが困難であったという事実に着目した。
【００２２】
これらの伝熱（干渉）については、例えば、金型の形状、ヒータの個数、配置等の設計的条件から干渉の傾向を算出して予め干渉影響推定手段に入力しておくことで、該干渉の傾向に基づいて干渉影響推定手段が干渉影響を推定することができる。
【００２３】
又、金型をキャリブレーションとして実際に加熱し、干渉の傾向を実測して予め干渉影響推定手段に入力しておくことにより、該干渉の傾向に基づいて干渉影響推定手段が干渉影響を推定することもできる。
【００２４】
このように、特定の温度検出手段に対し、前記ヒータのうち該特定の温度検出手段に対応して配設された特定のヒータ以外の他のヒータの発熱が与える干渉影響を推定する干渉影響推定手段を備え、コントローラが、該干渉影響を考慮した上で、各ヒータの発熱態様を制御することで、従来よりも金型の温度を精密に制御することが可能となる。これにより、金型を全体的に一様に、且つ、迅速に加熱することができる。
【００２５】
尚、前記干渉影響推定手段が、前記特定の温度検出手段に対する前記干渉影響を、前記特定の温度検出手段の周辺に配置される他の前記温度検出手段の検出温度に基づいて推定するとよい。
【００２６】
熱は温度が高い方から低い方に伝わり、温度差が大きい程伝熱量も多くなる。従って、ある特定の温度検出手段の検出温度よりも、周辺に配置される他の温度検出手段の検出温度が高い場合、周辺の他のヒータの発熱が特定の温度検出手段に伝熱する傾向があると推定できる。
【００２７】
逆に、ある特定の温度検出手段の検出温度よりも、周辺に配置される他の温度検出手段の検出温度が低い場合には、特定の温度検出手段に対応するヒータの発熱が周辺に配置される他の温度検出手段に伝熱する傾向があると推定できる。
【００２８】
更に、検出温度の差の大きさに基づいて伝熱を受ける温度検出手段の検出温度の上昇速度を推定することができる。
【００２９】
このように、周辺に配置される他の温度検出手段の検出温度に基づいて干渉影響を推定する場合、各温度検出手段の検出温度の変化に応じて干渉影響の推定を随時修正し、干渉影響の推定精度を高めてヒータの発熱制御に反映することができ、一層精密な金型の温度制御を実現することができる。
【００３０】
又、前記干渉影響推定手段が、前記特定の温度検出手段に対する前記干渉影響を、前記特定の温度検出手段の周辺に配置される他の前記温度検出手段の検出温度の変化速度に基づいて推定するようにしてもよい。
【００３１】
例えば、特定の温度検出手段の検出温度の上昇速度が周辺に配置される他の温度検出手段の検出温度の上昇速度よりも速い場合には、特定の温度検出手段の近傍の温度が周辺よりも高くなっていくので、特定の温度検出手段に対応するヒータから周辺に伝熱していく傾向があると推定できる。
【００３２】
逆に、特定の温度検出手段の検出温度の上昇速度が周辺に配置される他の温度検出手段の検出温度の上昇速度よりも遅い場合には、周辺に配置される他のヒータから特定の温度検出手段に伝熱してくる傾向があると推定できる。
【００３３】
このように、温度検出手段の検出温度の変化速度に着目することで、特定の温度検出手段の検出温度と、周辺に配置される他の温度検出手段の検出温度との差が大きくなる前に、各ヒータの発熱態様を適切に制御し、検出温度の差が実際に大きくなることを防止することができる。
【００３４】
又、前記干渉影響推定手段が、前記特定の温度検出手段に対する前記干渉影響を、前記特定のヒータの周辺に配置される他の前記ヒータに対して与えている発熱態様の制御指示の内容に基づいて推定してもよい。
【００３５】
例えば、特定のヒータの周辺に配置される他のヒータに対して指示されている発熱量が多い場合には、それだけ周辺のヒータから特定の温度検出手段への伝熱量が多く、特定の温度検出手段の検出温度が速く上昇すると推定できる。
【００３６】
このように、周辺のヒータに対して与えている制御指示の内容に基づいて干渉影響を推定する場合も、制御指示の内容に応じて干渉影響を随時修正し、干渉影響の推定精度を高めてヒータの発熱制御に反映することができ、金型の一層精密な温度制御を実現することができる。更に、検出温度の差が実際に生じる前であっても干渉影響を推定し各ヒータの発熱態様を適宜制御することができ、実際に検出温度の差が生じることを防止することも可能である。
【００３７】
又、前記コントローラは、前記各ヒータ及び対応する各温度検出手段毎にそれぞれ対応して備えられた複数のサブコントローラと、該各サブコントローラに制御指示を与えるメインコントローラと、を有する構成とし、且つ、前記干渉影響推定手段を前記メインコントローラ内に収容してもよい。
【００３８】
ヒータ、温度検出手段、サブコントローラをセットとして金型に取付けることで、金型へのヒータ、温度検出手段の取付け、ヒータ、温度検出手段、サブコントローラ間の配線及びこれらとメインコントローラとの配線を容易に行うことができ、設計、使用態様の自由度を大幅に高めることができる。更に、メインコントローラは各サブコントローラに結線されると共に制御機能を有しているので、干渉影響推定手段をソフトウェア又はハードウェアとしてメインコントローラに容易に収容でき、製造コストの低減、コンパクト化を図ることができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００４０】
図１は、本実施形態に係る金型の温度制御装置の制御内容を示すブロック図である。
【００４１】
温度制御装置１０は、各温度検出手段Ｓｎのうちの特定の温度検出手段Ｓｘに対し、各ヒータＨｎのうち該特定の温度検出手段Ｓｘに対応して配設された特定のヒータＨｘ以外の他のヒータＨｙの発熱が与える干渉影響を推定する干渉影響推定手段１２を備え、コントローラ１４が、該干渉影響を考慮した上で、各ヒータＨｎの発熱態様を制御するようにしたことを特徴としている。
【００４２】
尚、干渉影響推定手段１２は、特定の温度検出手段Ｓｘに対し、特定のヒータＨｘの発熱が与える干渉影響も推定するように構成されている。
【００４３】
その他の構成については、前記従来の温度制御装置１００と同様であるので図２及び図３と同一符号を付することとして説明を適宜省略する。
【００４４】
干渉影響推定手段１２は、具体的にはコンピュータプログラムであり、メインコントローラ１６内に収容されている。メインコントローラ１６が各サブコントローラＳＣｎに与える目標温度Ｔｎは、干渉影響推定手段１２に随時入力可能とされている。
【００４５】
又、メインコントローラ１６には、各サブコントローラＳＣｎが結線されており、各温度検出手段Ｓｎの検出温度ｔｎが干渉影響推定手段１２に随時入力可能とされている。
【００４６】
干渉影響推定手段１２は、目標温度Ｔｎと検出温度ｔｎとの差より、各ヒータＨｎの発熱量を算出可能とされている。
【００４７】
又、メインコントローラ１６には入力装置１０８が結線されており、オペレータが入力装置１０８を操作することにより、自己影響のデータＤｘｘ及び干渉影響のデータＤｘｙを干渉影響推定手段１２に入力可能とされている。
【００４８】
自己影響のデータＤｘｘは、特定のヒータＨｘから、対応する特定の温度検出手段Ｓｘへの伝熱傾向を数値化したものであり、具体的には特定のヒータＨｘの発熱が特定の温度検出手段Ｓｘの検出温度ｔｘの上昇速度に対して与える影響のデータである。
【００４９】
特定の温度検出手段Ｓｘの検出温度ｔｘの上昇速度は、特定のヒータＨｘの発熱量が大きい程速く、又、検出温度ｔｘが低い程速いと考えられる。自己影響のデータＤｘｘは、このような知見に基づくデータであり、特定のヒータＨｘの発熱量及び特定の温度検出手段Ｓｘの検出温度ｔｘと、該検出温度ｔｘの上昇速度との関連を示すデータである。
【００５０】
一方、干渉影響のデータＤｘｙは、特定の温度検出手段Ｓｘに対応して配設された特定のヒータＨｘ以外の他のヒータＨｙから特定の温度検出手段Ｓｘへの伝熱傾向を数値化したものであり、具体的には各ヒータＨｙの発熱が特定の温度検出手段Ｓｘの検出温度ｔｘの上昇速度に対して与える影響のデータである。
【００５１】
特定の温度検出手段Ｓｘの検出温度ｔｘの上昇速度は、ヒータＨｙの発熱量が大きい程速く、又、検出温度ｔｘと検出温度ｔｙとの差ｔｙ−ｔｘが正であるときは、この値が大きい程速いと考えられる。干渉影響のデータＤｘｙは、このような知見に基づくデータであり、ヒータＨｙの発熱量及び検出温度の差ｔｙ−ｔｘと、特定の温度検出手段Ｓｘの検出温度ｔｘの上昇速度との関連を示すデータである。
【００５２】
尚、本実施形態では、後述するように、自己影響のデータＤｘｘ及び干渉影響のデータＤｘｙはキャリブレーションに基づいて求めるようにしている。
【００５３】
干渉影響推定手段１２は、温度検出手段Ｓｘの検出温度ｔｘの上昇速度を、各ヒータＨｎに対して与えている目標温度（発熱態様の制御指示の内容）Ｔｎ、温度検出手段Ｓｎの検出温度ｔｎ、自己影響のデータＤｘｘ及び干渉影響のデータＤｘｙに基づいて推定するように構成されている。
【００５４】
次に、温度制御装置１０の作用について説明する。
【００５５】
まず、自己影響のデータＤｘｘ、干渉影響のデータＤｘｙを求めるキャリブレーションについて説明する。
【００５６】
キャリブレーションは、複数のヒータＨｎの中の一のヒータのみを順次発熱させ、他のヒータの発熱を停止させて、各ヒータＨｎの発熱が、対応する温度検出手段Ｓｎの検出温度ｔｎ及び他の温度検出手段Ｓｎ´の検出温度ｔｎ´に与える影響を実測することにより行なう。
【００５７】
例えば、ヒータＨ１のみに通電して発熱させ、他のヒータＨ２〜Ｈｎへの通電を停止しておく。これにより、温度検出手段Ｓ１の検出温度ｔ１が上昇すると共に、ヒータＨ１の発熱は、他の温度検出手段Ｓ２〜Ｓｎにも伝熱し、これら温度検出手段Ｓ２〜Ｓｎの検出温度ｔ２〜ｔｎも上昇する。この際、検出温度ｔ１〜ｔｎを記録すると共に検出温度ｔ１〜ｔｎの上昇速度を算出し、記録しておく。
【００５８】
又、温度検出手段Ｓ１の検出温度ｔ１とサブコントローラＳＣ１に与えている目標温度Ｔ１との差から、ヒータＨ１の発熱量を随時算出し、記録しておく。更に、温度検出手段Ｓ１の検出温度ｔ１と他の温度検出手段Ｓ２〜Ｓｎの検出温度ｔ２〜ｔｎとの差（ｔ２〜ｔｎ）−ｔ１も随時算出し、記録しておく。
【００５９】
サブコントローラＳＣ１に与える目標温度Ｔ１を様々に変化させ、上記のように、ヒータＨ１の発熱量及び検出温度の差（ｔ２〜ｔｎ）−ｔ１と検出温度ｔ１〜ｔｎの上昇速度との関係を随時記録し、これを自己影響のデータＤ１１、干渉影響のデータＤｘ１（ｘ＝２〜ｎ）とする。
【００６０】
同様に、ヒータＨ２…Ｈｎを順次発熱させて、自己影響のデータＤ２２〜Ｄｎｎ及び干渉影響のデータＤｘ２〜Ｄｘｎを求める。
【００６１】
以上により求めた自己影響のデータＤｘｘ、干渉影響のデータＤｘｙをオペレータが入力装置１０８を操作して干渉影響推定手段１２に入力する。
【００６２】
このように、干渉影響推定手段１２に、自己影響のデータＤｘｘ、干渉影響のデータＤｘｙを予め入力してから、金型１０２の加熱を開始する。
【００６３】
尚、加熱前の金型１０２は、全体が一様に室温に近い温度になっている。
【００６４】
まず、メインコントローラ１６が、各サブコントローラＳＣｎに対して、発熱制御の指示として目標温度Ｔｎを与える。この際、自己影響のデータＤｘｘ、干渉影響のデータＤｘｙに基づいて、各温度検出手段Ｓｎの検出温度ｔｎが等しい速度で上昇するように、自己影響及び干渉影響を考慮した上で各サブコントローラＳＣｎに与える目標温度Ｔｎを決定する。
【００６５】
具体的には、金型１０２は、全体が一様に室温に近い温度であるので、干渉影響のデータＤｘｙのうち、各温度検出手段Ｓｎの検出温度ｔｎの差がない条件のデータと自己影響のデータＤｘｘとに基づいて各温度検出手段Ｓｎの検出温度ｔｎが等しい速度で上昇するように各目標温度Ｔｎを決定する。この際、ヒータの発熱能力の最大値と最も目標温度Ｔｎを高くする必要のあるヒータの発熱量とが等しくなるように各目標温度Ｔｎを決定する。
【００６６】
尚、各温度検出手段Ｓｘの検出温度ｔｘの上昇速度を推定する場合、対応するヒータＨｘ以外の総てのヒータＨｙの発熱を考慮することもできるが、検出温度ｔｘの上昇速度に実質的に影響を及ぼすのは周辺に配置されているヒータＨｙの発熱であるため、ここでは干渉影響のデータＤｘｙのうち、周辺に配置されているヒータＨｙに関する干渉影響のデータＤｘｙに基づいて各温度検出手段Ｓｘの検出温度ｔｘの上昇速度を推定し、他の干渉影響のデータＤｘｙは考慮しない。これにより、干渉影響推定手段１２の構成を簡略化し、推定のための計算時間を短縮することができる。
【００６７】
以上により、金型１０２の各部の温度は一様に、且つ、迅速に上昇する。
【００６８】
温度上昇過程において、各温度検出手段Ｓｎの検出温度ｔｎの差が小さく保持されている場合には、当初与えた目標温度Ｔｎのまま継続して金型１０２を加熱し、金型１０２全体が一様に１７５°となった時点で、各サブコントローラＳＣｎが対応するヒータＨｎへの電流Ｉｎの供給を停止し、加熱を終了する。
【００６９】
一方、金型１０２の温度が上昇する過程で、各温度検出手段Ｓｎの検出温度ｔｎの差が大きくなった場合には、随時干渉影響の推定を更新して、発熱態様の制御に反映する。
【００７０】
具体的には、各温度検出手段Ｓｎの検出温度ｔｎの変化に対応して、その時点で引用するべき自己影響データＤｘｘを呼び出し、先ず自己影響を推定する。又、干渉影響推定手段１２には、各温度検出手段Ｓｎの検出温度ｔｎが随時入力されており、既に得られている干渉影響のデータＤｘｙの中から、実測した各温度検出手段Ｓｎの検出温度ｔｎの差等と等しい条件の（引用するべき）データに基づいて干渉影響を推定し、リアルタイムで更新する。
【００７１】
随時得られる自己影響及び干渉影響の推定に基づいて、相対的に低い検出温度ｔｎの上昇速度を速めると共に相対的に高い検出温度ｔｎの上昇速度を遅くするように、各目標温度Ｔｎをリアルタイムで更新する。
【００７２】
このように各検出温度ｔｎの差が小さくなるように各ヒータＨｎの発熱量を随時修正しつつ、金型１０２を全体的に一様に加熱し、１７５°に達したところで、各サブコントローラＳＣｎが対応するヒータＨｎへの電流Ｉｎの供給を停止して加熱を終了する。
【００７３】
即ち、各検出温度ｔｎの上昇速度が等しくなるように各目標温度Ｔｎを設定して各ヒータＨｎの発熱態様を制御すると共に、たとえ検出温度ｔｎに差が生じた場合であっても、検出温度ｔｎの差が小さくなるように目標温度Ｔｎを修正することで、金型１０２を全体的に一様に、且つ、迅速に加熱することができる。
【００７４】
尚、本実施形態において、干渉影響推定手段１２はコンピュータプログラムとしてメインコントローラ１６内に収容されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ハードウェアとしてメインコントローラ内に収容してもよく、又、メインコントローラから独立して干渉影響推定手段を備える構成としてもよい。
【００７５】
又、本実施形態において、コントローラ１４は、複数のサブコントローラＳＣｎとメインコントローラ１６とを有して構成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらの機能を統合した単一のコントローラとしてもよい。
【００７６】
このように、単一のコントローラとすることにより、部品点数を低減し、構造の簡略化を図ることができる。
【００７７】
一方、各ヒータ、温度検出手段に対応して複数のサブコントローラを備えることにより、金型への温度制御装置の取付けが容易となる。又、既存の設備をできるだけ利用できるようにもなる。
【００７８】
従って、コントローラの様式の選択は、金型の形状、ヒータの個数、設置スペース等の条件に応じて適宜選択するとよい。
【００７９】
又、本実施形態において、干渉影響推定手段１２は、各温度検出手段Ｓｘの周辺に配置されている他の温度検出手段Ｓｙの検出温度ｔｙ及び周辺に配置されている他のヒータＨｙに対して与えている目標温度Ｔｙに基づいて干渉影響を推定しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、他の総ての温度検出手段Ｓｙの検出温度ｔｙ及び他の総てのヒータＨｙに対して与えている目標温度Ｔｙに基づいて干渉影響を推定してもよい。
【００８０】
又、本実施形態において、干渉影響推定手段１２は、各温度検出手段Ｓｎの検出温度ｔｎに基づいて自己影響及び干渉影響の推定を随時更新可能とされているが、本発明はこれに限定されるものではなく、温度検出手段Ｓｎの検出温度ｔｎの変化速度に基づいて干渉影響のみを更新可能としてもよい。
【００８１】
このように、検出温度ｔｎの変化速度に着目することで、各温度検出手段Ｓｎの検出温度ｔｎの差が大きくなる前に、発熱態様を適切に制御し、検出温度ｔｎの差が大きくなることを防止することができる。
【００８２】
又、本実施形態において、キャリブレーションにより検出温度ｔｎ等を実測し、自己影響のデータＤｘｘ、干渉影響のデータＤｘｙを算出して、オペレータが干渉影響推定手段１２に入力しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、コントローラ１４が、自動的にキャリブレーションを実行して干渉影響のデータＤｘｙ、自己影響のデータＤｘｘを算出し、干渉影響推定手段１２に入力するようにしてもよい。
【００８３】
又、本実施形態において、キャリブレーションとして金型を実際に加熱し、検出温度ｔｎ等の実測値から自己影響のデータＤｘｘ、干渉影響のデータＤｘｙを算出しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば金型の形状、ヒータの個数、配置等の設計的条件から自己影響のデータＤｘｘ、干渉影響のデータＤｘｙを算出して干渉影響推定手段１２に入力してもよい。尚、この場合は実際の温度上昇の態様に基づいて算出したＤｘｘ、Ｄｘｙを適宜修正すると一層よい。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、金型を一様な温度に迅速に加熱することが可能となるという優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る金型の温度制御装置の制御内容を示すブロック図
【図２】従来の金型の温度制御装置の構造の概要を示す斜視図
【図３】同金型の温度制御装置の制御内容を示すブロック図
【符号の説明】
１０、１００…温度制御装置
１２…干渉影響推定手段
１４、１０４…コントローラ
１６、１０６…メインコントローラ
１０２…金型
Ｈｎ…ヒータ
Ｓｎ…温度検出手段
ＳＣｎ…サブコントローラ
Ｔｎ…目標温度
ｔｎ…検出温度
Ｉｎ…電流
Claims (5)
- 金型内に配設される複数のヒータと、該ヒータ毎にそれぞれ対応して前記金型内に配設される複数の温度検出手段と、該温度検出手段が検出した検出温度に基づいて前記ヒータの発熱態様を制御するコントローラと、を備えた金型の温度制御装置において、
前記温度検出手段のうちの特定の温度検出手段に対し、前記ヒータのうち該特定の温度検出手段に対応して配設された特定のヒータ以外の他のヒータの発熱が与える干渉影響を推定する干渉影響推定手段を備え、
前記コントローラが、該干渉影響を考慮した上で、前記各ヒータの発熱態様を制御するようにした
ことを特徴とする金型の温度制御装置。 - 請求項１において、
前記干渉影響推定手段が、前記特定の温度検出手段に対する前記干渉影響を、前記特定の温度検出手段の周辺に配置される他の前記温度検出手段の検出温度に基づいて推定するようにした
ことを特徴とする金型の温度制御装置。 - 請求項２において、
前記干渉影響推定手段が、前記特定の温度検出手段に対する前記干渉影響を、前記特定の温度検出手段の周辺に配置される他の前記温度検出手段の検出温度の変化速度に基づいて推定するようにした
ことを特徴とする金型の温度制御装置。 - 請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記干渉影響推定手段が、前記特定の温度検出手段に対する前記干渉影響を、前記特定のヒータの周辺に配置される他の前記ヒータに対して与えている発熱態様の制御指示の内容に基づいて推定するようにした
ことを特徴とする金型の温度制御装置。 - 請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記コントローラは、前記各ヒータ及び対応する各温度検出手段毎にそれぞれ対応して備えられた複数のサブコントローラと、該各サブコントローラに制御指示を与えるメインコントローラと、を有して構成され、且つ、
前記干渉影響推定手段が前記メインコントローラ内に収容されている
ことを特徴とする金型の温度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002226228A JP2004066535A (ja) | 2002-08-02 | 2002-08-02 | 金型の温度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002226228A JP2004066535A (ja) | 2002-08-02 | 2002-08-02 | 金型の温度制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004066535A true JP2004066535A (ja) | 2004-03-04 |
Family
ID=32013641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002226228A Pending JP2004066535A (ja) | 2002-08-02 | 2002-08-02 | 金型の温度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004066535A (ja) |
-
2002
- 2002-08-02 JP JP2002226228A patent/JP2004066535A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4551515B2 (ja) | 半導体製造装置およびその温度制御方法 | |
| US7894191B2 (en) | Fan rotation control method, fan rotation control system, and fan rotation control program | |
| JP2005276169A (ja) | 目標値加工装置、温度調節器、制御プロセス実行システム、プロセス制御方法、目標値加工プログラムおよび記録媒体 | |
| US7241633B2 (en) | Heat treatment apparatus and heat treatment method | |
| US6911628B1 (en) | Control system and control unit | |
| KR20110099159A (ko) | 열처리 장치, 열처리 방법 및 기억 매체 | |
| JP2004066535A (ja) | 金型の温度制御装置 | |
| JPH07153550A (ja) | 電気ヒ−タの温度制御方法 | |
| JP2004063670A (ja) | 制御装置および制御方法並びに熱処理装置および熱処理方法 | |
| KR102526077B1 (ko) | 헤어케어 기기를 제어하는 방법 | |
| US5448147A (en) | Selectable feedback control system | |
| JPH10225973A (ja) | 熱変位式自動ｔダイの制御方法 | |
| JP2002222001A (ja) | 制御装置 | |
| EP3637219A1 (en) | Industrial temperature control device having automatic soak time correction and self-diagnosing heating anomaly function, and method therefor | |
| JP2002108411A (ja) | 温度調節器および熱処理装置 | |
| JPH11305805A (ja) | プロセス制御方法及びそれを用いる電子デバイス製造方法 | |
| JPH06310554A (ja) | 半導体樹脂封止装置 | |
| JP2007025867A (ja) | 電力使用量予測装置および電力使用量予測方法 | |
| JP5271726B2 (ja) | 停止時間の推定装置、及び推定方法 | |
| CN112904910A (zh) | 一种烤箱控制系统及其温控方法 | |
| JP2001265448A (ja) | 温度調節器および熱処理装置 | |
| JP6933286B1 (ja) | 温度制御方法、温度制御装置およびプログラム | |
| JP3204490B2 (ja) | 熱定着装置の温度制御方法 | |
| KR0134717Y1 (ko) | 열판 온도 제어장치 | |
| JP2001273002A (ja) | 制御システム |