JP2020011244A - Heating device - Google Patents

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毅 松下
Takeshi Matsushita
毅 松下
浩昭 中原
Hiroaki Nakahara
浩昭 中原
剛典 和田
Takenori Wada
剛典 和田
陽平 堀
Yohei Hori
陽平 堀
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Abstract

To provide a heating device capable of heating a workpiece in which a heat capacity is not uniform depending on sites, so that its temperature becomes uniform.SOLUTION: A heating device 10a includes: a heating unit 20 which moves along a workpiece body 12 by using a robot 26; a temperature sensor 22 which measures a temperature of the workpiece body 12 in a non-contact manner by integrally moving with the heating unit 20; and a control unit 28. In the control unit 28, the heating unit 20 predicts a moving destination temperature deviation εbetween a moving destination temperature T1 at a moving destination after a constant time Δt and a target temperature Tp, on the basis of physical property data 50a of the workpiece body 12, shape data 50b, and a current temperature T0 measured by the temperature sensor 22, and gives a current command to an inverter 42 according to the moving destination temperature deviation ε. The constant time Δt is a response time from giving the current command to the inverter 42 until the heating unit 20 reaches a temperature corresponding to the current command.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電気式の加熱体をワークに沿って相対移動させながら該ワークを加熱する加熱装置に関する。   The present invention relates to a heating device that heats a work while relatively moving an electric heating body along the work.

加熱体がワークよりも小さい場合には、加熱体をワークに沿って移動させながら加熱することがある。加熱体は、例えば非接触式かつ電気式のものが用いられ、ロボットなどの移動手段によって移動する。ワークを加熱する際の温度制御は、加熱体に設置した非接触式の温度センサでワーク表面の温度を計測し、目標温度との偏差に基づいて加熱体による加熱量を調整する。また、特許文献1では、非接触の温度センサでワークの温度を測定して蓄積し、ロボットの移動パターンごとにワークの平均温度を算出して加熱体の供給熱量をフィードバック制御している。この平均温度は比較的広い範囲に対して求められる。特許文献1で対象となるワークとしては平板が例示されている。   When the heating body is smaller than the work, heating may be performed while moving the heating body along the work. As the heating body, for example, a non-contact and electric heating body is used, and is moved by a moving means such as a robot. The temperature control when heating the work involves measuring the temperature of the work surface with a non-contact type temperature sensor installed on the heating body, and adjusting the amount of heating by the heating body based on the deviation from the target temperature. In Patent Document 1, the temperature of a work is measured and accumulated by a non-contact temperature sensor, the average temperature of the work is calculated for each movement pattern of the robot, and the amount of heat supplied to the heating element is feedback-controlled. This average temperature is determined over a relatively wide range. In Patent Document 1, a flat plate is exemplified as a target work.

特開2017−9332号公報JP-A-2017-9332

被加熱体のワークをロウ付けする場合には、ワークをロウ付けに適した温度に均一に加熱することが望ましい。ワークの形状が一様でない複雑なものである場合には部位によって熱容量が異なるため、特許文献1のように平均温度に基づいて加熱をする装置では均一な加熱ができず、例えばロウ付けの加熱には不適である。   When brazing a workpiece to be heated, it is desirable to uniformly heat the workpiece to a temperature suitable for brazing. When the shape of the work is not uniform and complicated, the heat capacity differs depending on the part. Therefore, a device that heats based on the average temperature as in Patent Document 1 cannot perform uniform heating. Not suitable for

また、温度の測定開始から電流指令をインバータに出力し、さらに該インバータが反応するまでには応答時間が生じる。加熱体をワークに沿って移動させながら該ワークを加熱する場合には、この反応時間に加熱体が移動してしまうため、温度の計測をして制御演算した地点とは違う地点を加熱することになってしまう。ワークの形状が一様である場合にはその影響は比較的小さいが、ワークの形状が一様でないものである場合には、調整した熱量がワークの条件と合わずに加熱するので温度のばらつきが大きく、場所によっては目標温度に到達しなかったり又は過剰に加熱されてしまうことがある。したがって、そのワーク形状に対応した専用の加熱装置を用いなければならないこともある。   Also, a current command is output to the inverter from the start of the temperature measurement, and a response time occurs until the inverter reacts. When heating the workpiece while moving the heating element along the workpiece, the heating element moves during this reaction time. Become. If the shape of the work is uniform, the effect is relatively small, but if the shape of the work is not uniform, the adjusted amount of heat will not match the conditions of the work, so the temperature will vary. May be large, and may not reach the target temperature or may be excessively heated in some places. Therefore, it is sometimes necessary to use a dedicated heating device corresponding to the shape of the work.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、部位により熱容量が一様でないワークに対しても均一な温度となるように加熱することのできる加熱装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a heating device that can heat a workpiece having a heat capacity that is not uniform depending on a part so that the temperature of the work becomes uniform. I do.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる加熱装置は、ワークを目標温度に加熱する加熱装置において、前記ワークを加熱する電気式の加熱体と、前記加熱体を前記ワークに沿って相対移動させる移動手段と、前記ワークにおける前記加熱体による加熱箇所の温度を計測する温度センサと、前記加熱体に供給する電流を調整するインバータと、前記インバータを制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記ワークの物性データ、前記ワークの形状データ、および前記温度センサで計測された現在温度に基づいて、前記目標温度と前記加熱体の定時間後の移動先における移動先温度との移動先温度偏差を予測し、前記移動先温度偏差に基づいて前記インバータに電流指令を与えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a heating device according to the present invention includes, in a heating device that heats a work to a target temperature, an electric heating body that heats the work, and the heating body A moving unit that relatively moves along the work, a temperature sensor that measures a temperature of a heated portion of the work by the heating body, an inverter that adjusts a current supplied to the heating body, and a control unit that controls the inverter. The control unit, based on the physical property data of the work, the shape data of the work, and the current temperature measured by the temperature sensor, the target temperature and the movement destination of the heating body after a fixed time And a current command is given to the inverter based on the target temperature deviation.

前記制御部は、前記ワークの物性データ、前記ワークの形状データおよび前記現在温度に基づいて前記移動先温度を予測する温度予測部と、前記目標温度と前記移動先温度とから前記移動先温度偏差を予測する偏差予測部と、前記移動先温度偏差に基づいて前記インバータに電流指令を与える電流指令部と、を有してもよい。   A temperature prediction unit that predicts the destination temperature based on the physical property data of the work, the shape data of the work, and the current temperature; and the destination temperature deviation from the target temperature and the destination temperature. And a current command unit that gives a current command to the inverter based on the destination temperature deviation.

前記制御部は、前記目標温度と前記現在温度との現在温度偏差を求める現在温度偏差算出部と、前記ワークの物性データ、前記ワークの形状データおよび前記現在温度偏差に基づいて前記移動先温度偏差を予測する偏差予測部と、前記移動先温度偏差に基づいて前記インバータに電流指令を与える電流指令部と、を有してもよい。   The control unit includes: a current temperature deviation calculating unit that obtains a current temperature deviation between the target temperature and the current temperature; and a physical property data of the work, a shape data of the work, and the movement destination temperature deviation based on the current temperature deviation. And a current command unit that gives a current command to the inverter based on the destination temperature deviation.

前記制御は、前記物性データおよび前記形状データから前記移動先の熱容量を導出し、前記熱容量に基づいて前記移動先温度偏差を予測してもよい。   The control may derive the heat capacity of the destination from the physical property data and the shape data, and predict the destination temperature deviation based on the heat capacity.

前記形状データおよび前記物性データを記憶するデータベースを備え、前記制御部は前記データベースから前記形状データおよび前記物性データを読み出してもよい。   The control unit may include a database that stores the shape data and the physical property data, and may read the shape data and the physical property data from the database.

また、本発明にかかる加熱装置は、ワークを目標温度に加熱する加熱装置において、前記ワークを加熱する電気式の加熱体と、前記加熱体を前記ワークに沿って相対移動させる移動手段と、前記ワークにおける前記加熱体による加熱箇所の温度を計測する温度センサと、前記加熱体に供給する電流を調整するインバータと、前記インバータを制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記加熱体の移動位置に応じた前記ワークの熱容量との相関がある相関データを記憶部に記憶し、前記相関データおよび前記温度センサで計測された現在温度に基づいて、前記目標温度と前記加熱体の定時間後の移動先における移動先温度との移動先温度偏差を予測し、前記移動先温度偏差に基づいて前記インバータに電流指令を与えることを特徴とする。   Further, the heating device according to the present invention is a heating device for heating a work to a target temperature, wherein an electric heating body for heating the work, a moving unit for relatively moving the heating body along the work, A temperature sensor for measuring a temperature of a heating portion of the workpiece by the heating element, an inverter for adjusting a current supplied to the heating element, and a control unit for controlling the inverter; Correlation data having a correlation with the heat capacity of the work according to the movement position of the body is stored in the storage unit, and based on the correlation data and the current temperature measured by the temperature sensor, the target temperature and the heating element A destination temperature deviation from a destination temperature at a destination after a fixed time is predicted, and a current command is given to the inverter based on the destination temperature deviation.

前記制御部は、前記相関データおよび前記現在温度に基づいて前記移動先温度を予測する温度予測部と、前記目標温度と前記移動先温度とから前記移動先温度偏差を予測する偏差予測部と、前記移動先温度偏差に基づいて前記インバータに電流指令を与える電流指令部と、を有してもよい。   The control unit, a temperature prediction unit that predicts the destination temperature based on the correlation data and the current temperature, a deviation prediction unit that predicts the destination temperature deviation from the target temperature and the destination temperature, A current command unit for giving a current command to the inverter based on the destination temperature deviation.

前記制御部は、前記目標温度と前記現在温度との現在温度偏差を求める現在温度偏差算出部と、前記相関データおよび前記現在温度偏差に基づいて前記移動先温度偏差を予測する偏差予測部と、前記移動先温度偏差に基づいて前記インバータに電流指令を与える電流指令部と、を有してもよい。   The control unit, a current temperature deviation calculation unit that determines a current temperature deviation between the target temperature and the current temperature, a deviation prediction unit that predicts the destination temperature deviation based on the correlation data and the current temperature deviation, A current command unit for giving a current command to the inverter based on the destination temperature deviation.

前記制御部は、前記加熱体を前記ワークに沿って往復移動させ前記ワークを加熱しながら前記温度センサで前記ワークの温度を計測し、前記加熱体の移動位置に応じた温度分布を求める温度分布計測部と、求められた前記温度分布とその平均値との温度差を前記移動位置に応じて求めて前記相関データとする温度差算出部と、を有してもよい。   The control unit measures the temperature of the work with the temperature sensor while heating the work by reciprocating the heating body along the work, and obtains a temperature distribution according to a moving position of the heating body. The apparatus may include a measurement unit and a temperature difference calculation unit that obtains a temperature difference between the obtained temperature distribution and an average value thereof according to the moving position and uses the temperature difference as the correlation data.

前記定時間は、前記温度センサが前記現在温度を計測してから前記インバータが前記電流指令によって高周波電流の調整を行うまでの応答時間であってもよい。   The fixed time may be a response time from when the temperature sensor measures the current temperature to when the inverter adjusts a high-frequency current according to the current command.

本発明にかかる加熱装置では、制御部は、ワークの物性データ、形状データおよび現在温度に基づいて定時間後の移動先における移動先温度偏差を予測し、または、温度差算出部で求められた温度差および現在温度に基づいて定時間後の移動先における移動先温度偏差を予測する。この移動先温度偏差によってインバータを介して高周波電流を調整することにより、部位により熱容量が一様でないワークに対しても均一な温度となるように加熱することができる。   In the heating device according to the present invention, the control unit predicts a destination temperature deviation at a destination after a fixed time based on the physical property data of the work, the shape data and the current temperature, or is obtained by the temperature difference calculation unit. Based on the temperature difference and the current temperature, a destination temperature deviation at a destination after a fixed time is predicted. By adjusting the high-frequency current through the inverter based on the deviation of the movement destination, it is possible to heat even a work having a non-uniform heat capacity to a uniform temperature.

図1は、第1実施形態にかかる加熱装置の模式ブロック図である。FIG. 1 is a schematic block diagram of a heating device according to the first embodiment. 図2は、第1実施形態にかかる加熱装置の制御手順を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart illustrating a control procedure of the heating device according to the first embodiment. 図3は、温度プロファイルのグラフである。FIG. 3 is a graph of a temperature profile. 図4は、第2実施形態にかかる加熱装置の模式ブロック図である。FIG. 4 is a schematic block diagram of a heating device according to the second embodiment. 図5は、第3実施形態にかかる加熱装置の模式ブロック図である。FIG. 5 is a schematic block diagram of a heating device according to the third embodiment. 図6は、第3実施形態にかかる加熱装置の制御手順を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating a control procedure of the heating device according to the third embodiment. 図7は、温度分布のグラフである。FIG. 7 is a graph of the temperature distribution. 図8は、第4実施形態にかかる加熱装置の模式ブロック図である。FIG. 8 is a schematic block diagram of a heating device according to the fourth embodiment.

以下に、本発明にかかる加熱装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。   Hereinafter, an embodiment of a heating device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited by the embodiment.

(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態である加熱装置10aとその被加熱部であるワーク16とを示す模式ブロック図である。まずワーク16について説明する。
(1st Embodiment)
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a heating device 10a according to a first embodiment of the present invention and a work 16 as a heated portion thereof. First, the work 16 will be described.

ワーク16はワーク体12の一部である。ワーク体12は平板14と、被加熱部であるワーク16と、ロウ材18とを有する。平板14は広い面積の板材である。ワーク16は平板14の上に立設するように設けられている。ロウ材18は薄板状であって、ワーク16に敷設されており、ワーク16の底面と同じかそれよりもやや広い。平板14とワーク16とは金属の同材であり、例えば銅、アルミニウム、ステンレス鋼である。   The work 16 is a part of the work body 12. The work body 12 has a flat plate 14, a work 16 which is a portion to be heated, and a brazing material 18. The flat plate 14 is a plate material having a large area. The work 16 is provided to stand on the flat plate 14. The brazing material 18 has a thin plate shape, is laid on the work 16, and is the same as or slightly wider than the bottom surface of the work 16. The flat plate 14 and the work 16 are made of the same metal, for example, copper, aluminum, or stainless steel.

ワーク16は、例えば、複数の板部16aと、隣接する板部16a同士の間に設けられた柱部16bとからなる。板部16aは柱部16bよりもX方向に長く、Y方向に薄い板状の部材である。柱部16bは、例えば断面が正方形であり、板部16aよりもZ方向に高い。ワーク16は複数あり、平板14上の定位置に並列して設けられている。ワーク16はX方向に沿って板部16aと柱部16bとが交互に配置されており、その熱容量は一様ではない。板部16aと柱部16bとの形状の違いは後述する形状データ50bに記憶される。板部16aと柱部16bとは材質が異なっていてもよいが、その情報は後述する物性データ50aに記憶される。ワーク体12の中で加熱装置10aによって主に加熱されるのはワーク16であるが、ロウ材18も加熱され得る。したがって、ロウ材18も被加熱部であることから、ロウ材18をワーク16の一部として扱ってもよい。   The work 16 includes, for example, a plurality of plate portions 16a and a column portion 16b provided between adjacent plate portions 16a. The plate portion 16a is a plate-like member longer in the X direction than the column portion 16b and thinner in the Y direction. The pillar 16b has a square cross section, for example, and is higher in the Z direction than the plate 16a. A plurality of works 16 are provided in parallel at fixed positions on the flat plate 14. In the work 16, the plate portions 16a and the column portions 16b are alternately arranged along the X direction, and their heat capacities are not uniform. The difference in shape between the plate portion 16a and the column portion 16b is stored in shape data 50b described later. The material of the plate portion 16a and the material of the column portion 16b may be different, but the information is stored in physical property data 50a described later. The work 16 is mainly heated by the heating device 10a in the work body 12, but the brazing material 18 can also be heated. Therefore, since the brazing material 18 is also a heated portion, the brazing material 18 may be treated as a part of the work 16.

次に、加熱装置10aについて説明する。加熱装置10aは大別して制御部28と、機構部30と、これらの間に設けられたインターフェース群32とを有する。機構部30は加熱ユニット(加熱体)20と、温度センサ22と、位置センサ24と、ロボット(移動手段)26とを有する。加熱ユニット20は下向きに開口する略U字形状のベース体20aと、該ベース体20aの一対の先端にそれぞれ巻回されて設けられた加熱コイル20bとを有する。加熱ユニット20はワーク16よりも相当に小さい。一対の加熱コイル20bは直列に接続されており、加熱能力の調整が容易である。ベース体20aは磁性体で構成されている。加熱ユニット20はワーク16に対して上方から跨ぐように配設され、加熱コイル20bに高周波電流を供給することによって誘導加熱の原理でワーク16を加熱することができる。加熱ユニット20は、ロボット26により平板14、ワーク16およびロウ材18に対してそれぞれ非接触位置に配設される。加熱ユニット20は他の電気式(電気を駆動源とするもので、磁気式を含む)の加熱体であってもよい。   Next, the heating device 10a will be described. The heating device 10a roughly includes a control unit 28, a mechanism unit 30, and an interface group 32 provided therebetween. The mechanism unit 30 includes a heating unit (heating body) 20, a temperature sensor 22, a position sensor 24, and a robot (moving means) 26. The heating unit 20 has a substantially U-shaped base body 20a opening downward, and a heating coil 20b wound around a pair of tips of the base body 20a. The heating unit 20 is considerably smaller than the work 16. The pair of heating coils 20b are connected in series, so that the heating capacity can be easily adjusted. The base body 20a is made of a magnetic material. The heating unit 20 is disposed so as to straddle the work 16 from above, and can supply the high-frequency current to the heating coil 20b to heat the work 16 on the principle of induction heating. The heating unit 20 is arranged at a non-contact position with respect to the flat plate 14, the work 16 and the brazing material 18 by the robot 26. The heating unit 20 may be another electric type (electricity is a driving source and includes a magnetic type) heating body.

温度センサ22および位置センサ24は加熱ユニット20と一体的に設けられている。温度センサ22は、ワーク16における加熱ユニット20による加熱箇所の表面温度を非接触で計測するセンサであり、例えば赤外線検出型である。位置センサ24はワーク16と加熱コイル20bとの距離を非接触で計測するセンサであり、例えば近接センサである。ロボット26は加熱ユニット20のX方向位置を計測するセンサを備えているものとする。このセンサによって計測されたX方向位置は制御部28に供給される。   The temperature sensor 22 and the position sensor 24 are provided integrally with the heating unit 20. The temperature sensor 22 is a sensor that measures the surface temperature of the work 16 at a location heated by the heating unit 20 in a non-contact manner, and is, for example, an infrared detection type. The position sensor 24 is a sensor that measures the distance between the work 16 and the heating coil 20b in a non-contact manner, and is, for example, a proximity sensor. It is assumed that the robot 26 has a sensor for measuring the position of the heating unit 20 in the X direction. The position in the X direction measured by this sensor is supplied to the control unit 28.

加熱ユニット20は移動テーブル34を介してロボット26に接続されている。ロボット26は直交座標型であり、加熱ユニット20を水平のX,Y方向、および垂直のZ方向に移動させることができる。ロボット26は、加熱ユニット20をワーク16に沿いながらその全長に亘って複数回往復移動させ、この往復移動の間に加熱ユニット20によりワーク16の加熱を行う。ワーク16はX方向に延在しており、加熱の工程中では、ロボット26の動作は基本的にはX軸動作だけで足りる。加熱ユニット20はワーク16に対して相対的に移動可能であればよい。   The heating unit 20 is connected to the robot 26 via a moving table 34. The robot 26 is of a rectangular coordinate type, and can move the heating unit 20 in the horizontal X and Y directions and the vertical Z direction. The robot 26 reciprocates the heating unit 20 a plurality of times along the work 16 over the entire length thereof, and heats the work 16 by the heating unit 20 during the reciprocation. The work 16 extends in the X direction, and during the heating process, the operation of the robot 26 basically requires only the X-axis operation. The heating unit 20 only needs to be relatively movable with respect to the work 16.

インターフェース群32は温度調節器36と、ドライバ38と、位置センサアンプ40と、インバータ42とを有する。これらはそれぞれ独立的な構成であるが、説明の便宜上まとめてインターフェース群32とする。温度調節器36は、温度センサ22で測定した温度情報を制御部28に供給する。ドライバ38は制御部28の作用下にロボット26を駆動し、移動テーブル34の位置および速度を制御する。位置センサアンプ40は位置センサ24が計測する距離を制御部28に供給する。インバータ42は制御部28の作用下に加熱コイル20bに対して高周波電流を供給する。   The interface group 32 includes a temperature controller 36, a driver 38, a position sensor amplifier 40, and an inverter 42. These are independent structures, but are collectively referred to as an interface group 32 for convenience of explanation. The temperature controller 36 supplies the temperature information measured by the temperature sensor 22 to the control unit 28. The driver 38 drives the robot 26 under the action of the control unit 28, and controls the position and speed of the moving table 34. The position sensor amplifier 40 supplies the distance measured by the position sensor 24 to the control unit 28. The inverter 42 supplies a high-frequency current to the heating coil 20b under the operation of the control unit 28.

制御部28はコンピュータ44を中心に構成されており、該コンピュータ44と、表示器46と、入力機器48と、データベース50と、記憶装置52とを有する。表示器46は、機構部30の動作状態を表示する。入力機器48は、オペレータがワーク16を加熱する動作条件を設定できる。   The control unit 28 is mainly configured by a computer 44, and includes the computer 44, a display 46, an input device 48, a database 50, and a storage device 52. The display 46 displays the operation state of the mechanism unit 30. The input device 48 allows an operator to set operating conditions for heating the work 16.

データベース50には、ワーク16についての物性データ50aおよび形状データ50bが記録されている。物性データ50aはワーク16の部位ごとの物性(例えば、材質、密度、熱伝導率、比熱)についてのデータである。形状データ50bはワーク16の部位ごとの幅、高さ、長さといったデータである。物性データ50aおよび形状データ50bにはロウ材18のデータを含めてもよい。これらの物性データ50aおよび形状データ50bは入力機器48から入力され、または通信手段や記憶媒体からロードされる。データベース50および記憶装置52はコンピュータ44からアクセス可能となっている。   In the database 50, physical property data 50a and shape data 50b of the work 16 are recorded. The physical property data 50a is data on physical properties (for example, material, density, thermal conductivity, specific heat) of each part of the work 16. The shape data 50b is data such as the width, height, and length of each part of the work 16. The physical property data 50a and the shape data 50b may include the data of the brazing material 18. These physical property data 50a and shape data 50b are input from the input device 48, or are loaded from communication means or a storage medium. The database 50 and the storage device 52 are accessible from the computer 44.

コンピュータ44は温度予測部54と、偏差予測部55と、電流指令部56とを有する。温度予測部54は温度センサ22で測定したワーク16の現在温度T0と、物性データ50aおよび形状データ50bの情報とに基づいて、加熱ユニット20が定時間Δtの移動先におけるワーク16の移動先温度T1を予測する。偏差予測部55は、目標温度Tpと移動先温度T1とから移動先温度偏差εを予測する。電流指令部56は移動先温度偏差εに基づいてインバータ42に電流指令を与える。 The computer 44 has a temperature prediction unit 54, a deviation prediction unit 55, and a current command unit 56. Based on the current temperature T0 of the work 16 measured by the temperature sensor 22 and the information on the physical property data 50a and the shape data 50b, the temperature predicting unit 54 sets the destination temperature of the work 16 at the destination where the heating unit 20 moves for a fixed time Δt. Predict T1. Deviation estimation unit 55 predicts the destination temperature deviation epsilon 1 and a target temperature Tp destination temperature T1 Prefecture. Current command unit 56 gives a current command to the inverter 42 based on the destination temperature deviation epsilon 1.

記憶装置52には、加熱装置10aを制御するためのプログラムや、加熱ユニット20の動作データ等が記憶されている。加熱ユニット20は、この動作データに基づいてワーク16に沿ってX軸方向に複数回往復移動する。ワーク16が複数並列している場合には、あるワーク16の加熱終了後に加熱ユニット20をZ方向に沿って上昇させ、隣接するワーク16の上方に達するまでY方向に移動し、さらに加熱ユニット20を下降させる。   The storage device 52 stores a program for controlling the heating device 10a, operation data of the heating unit 20, and the like. The heating unit 20 reciprocates in the X-axis direction a plurality of times along the work 16 based on the operation data. When a plurality of works 16 are arranged in parallel, after heating of a certain work 16 is completed, the heating unit 20 is raised in the Z direction, and is moved in the Y direction until it reaches above the adjacent work 16. Is lowered.

制御部28は、ハードウェアとしては汎用品を利用可能である。尚、制御部28の一部または全部は、例えば、CPU(Central Processing Unit)等の処理装置にプログラムを実行させること、すなわち、ソフトウェアにより実現してもよいし、IC(Integrated Circuit)等のハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェア及びハードウェアを併用して実現してもよい。   The control unit 28 can use general-purpose products as hardware. A part or all of the control unit 28 may be realized by software, for example, by causing a processing device such as a CPU (Central Processing Unit) to execute a program, or may be realized by a hardware such as an IC (Integrated Circuit). It may be realized by hardware, or may be realized by using software and hardware together.

次に、加熱装置10aの動作について説明する。   Next, the operation of the heating device 10a will be described.

図2のステップS1において、ワーク16についての物性データ50aおよび形状データ50bを入力またはロードする。これらのデータは主にステップS8で用いられるため、図2ではこの情報の流れを破線で明示している。ステップS2において、ワーク16に対する加熱条件を設定する。この設定は、例えば目標温度Tpの設定、ドライバ38やインバータ42の設定、加熱ユニット20の動作設定等である。そして、ステップS3で加熱動作を開始する。目標温度Tpは基本的にワーク16の全長に亘って等しい値に設定される。   In step S1 of FIG. 2, the physical property data 50a and the shape data 50b of the work 16 are input or loaded. Since these data are mainly used in step S8, the flow of this information is clearly indicated by broken lines in FIG. In step S2, heating conditions for the work 16 are set. This setting includes, for example, setting of the target temperature Tp, setting of the driver 38 and the inverter 42, operation setting of the heating unit 20, and the like. Then, the heating operation is started in step S3. The target temperature Tp is basically set to an equal value over the entire length of the work 16.

ステップS4では、加熱ユニット20がロボット26によって、X方向に沿って往復移動する。そしてステップS5では位置センサ24によって主にX方向位置およびY方向位置を確認し、さらにステップS4に戻って位置調整をしながら移動を継続する。ステップS4およびS5はドライバ38の作用下に、コンピュータ44とはある程度独立的に行われる。ステップS5において位置センサ24によって得られた位置情報はステップS8に供給される。図2において、この情報の流れは破線で示している。   In step S4, the heating unit 20 is reciprocated by the robot 26 along the X direction. In step S5, the position sensor 24 mainly checks the X-direction position and the Y-direction position, and returns to step S4 to continue the movement while adjusting the position. Steps S4 and S5 are performed to some extent independently of the computer 44 under the action of the driver 38. The position information obtained by the position sensor 24 in step S5 is supplied to step S8. In FIG. 2, this information flow is indicated by a broken line.

ステップS6において、電流指令部56が移動先温度偏差ε1に基づく電流指令値をインバータ42に供給する。移動先温度偏差ε1はループ処理の中でステップS8において求められる。インバータ42は電流指令値に基づいて加熱コイル20bに高周波電流を供給し該加熱コイル20bは磁界を発生させる。温度センサ22が現在温度T0を計測してからインバータ42が電流指令によって高周波電流の調整を行うまでには物理的に応答時間Δtresが生じる。移動先温度偏差ε1はこの応答遅れを先行的に補償するように求められており、フィードフォワード的な制御が行われることになる。加熱装置10aでは定時間Δtをこの応答時間Δtresに合わせていて、応答遅れが補償されることになる。ただし、条件によっては定時間Δtをこの応答時間Δtresとは異なる値に設定してもよい。 In step S6, and supplies a current command value is a current command portion 56 based on the destination temperature deviation epsilon 1 to the inverter 42. Destination temperature deviation epsilon 1 is determined in step S8 in the loop. The inverter 42 supplies a high-frequency current to the heating coil 20b based on the current command value, and the heating coil 20b generates a magnetic field. A response time Δtres physically occurs from the time when the temperature sensor 22 measures the current temperature T0 to the time when the inverter 42 adjusts the high-frequency current by the current command. Destination temperature deviation epsilon 1 is asked to proactively compensate for the response delay, so that the feed-forward control is performed. In the heating device 10a, the constant time Δt is adjusted to the response time Δtres, and the response delay is compensated. However, the constant time Δt may be set to a value different from the response time Δtres depending on conditions.

ステップS7において、温度センサ22により加熱ユニット20が存在する箇所におけるワーク16の現在温度T0を測定する。   In step S7, the current temperature T0 of the work 16 at the location where the heating unit 20 exists is measured by the temperature sensor 22.

ステップS8においては温度予測部54が補正係数の算出を行う。補正係数は現在温度T0から移動先において予測される移動先温度T1を求める係数である。現在温度T0が現時刻の現地点における温度であるのに対し、移動先温度T1は定時間Δt後の移動先(Vt×ΔT)における温度であり、時間と場所が異なる。移動先温度T1を予測するのは次の理由による。   In step S8, the temperature prediction unit 54 calculates a correction coefficient. The correction coefficient is a coefficient for obtaining the destination temperature T1 predicted at the destination from the current temperature T0. The current temperature T0 is the temperature at the local point at the current time, while the destination temperature T1 is the temperature at the destination (Vt × ΔT) after the fixed time Δt, and the time and location are different. The destination temperature T1 is predicted for the following reason.

すなわち、加熱ユニット20はワーク16よりも相当に小さいため、ワーク16の放熱による影響を低減させるためには、ある程度速く往復動作させて加熱間隔を短くするとよい。しかし、速度Vtを速くすると定時間Δt後の移動先も遠くなり、その移動先温度T1は現在温度T0とは異なる場合があり、特にワーク16の熱容量が部位によって一様でない場合には相当に異なることがある。そのため、現在温度T0をそのまま移動先の温度制御に用いるのは適当でなく、移動先温度T1を予測することが望ましい。   That is, since the heating unit 20 is considerably smaller than the work 16, in order to reduce the influence of heat radiation of the work 16, it is preferable that the heating unit 20 be reciprocated to some extent to shorten the heating interval. However, when the speed Vt is increased, the moving destination after the fixed time Δt becomes farther, and the moving destination temperature T1 may be different from the current temperature T0. In particular, when the heat capacity of the work 16 is not uniform depending on the part, it is considerably large. May be different. Therefore, it is not appropriate to use the current temperature T0 as it is for the destination temperature control, and it is desirable to predict the destination temperature T1.

移動先温度T1の予測では、まずステップS1で入力されたワーク16の物性データ50aおよび形状データ50bに基づいて補正係数を求める(ステップS8)。補正係数は、例えば現地点と移動先について比熱および幅からそれぞれの熱容量の差を求め、さらに定時間Δtにおける放熱量も勘案すると一層精度が高まる。   In the prediction of the movement destination temperature T1, first, a correction coefficient is obtained based on the physical property data 50a and the shape data 50b of the work 16 input in step S1 (step S8). For example, the accuracy of the correction coefficient is further improved when the difference in heat capacity between the local point and the destination is determined from the specific heat and the width, and the amount of heat released during the fixed time Δt is also taken into consideration.

ステップS9において、温度予測部54は現在温度T0を補正係数によって補正することにより移動先温度T1を予測する。   In step S9, the temperature predicting unit 54 predicts the destination temperature T1 by correcting the current temperature T0 with a correction coefficient.

ステップS10において、目標温度Tpと現在温度T0との現在温度偏差εを調べ、この現在温度偏差εが0であれば(Y)ステップS11へ移り、0でなければ(N)ステップS6へ戻る。現在温度偏差εは絶対値とする。実際上この温度比較は、許容上限温度Uiと許容下限温度Li(図3参照)とに基づいて多少の余裕幅を持って行われる。また、ステップS10においては、偏差予測部55により目標温度Tpと予測された移動先温度T1との移動先温度偏差εも求めておく。移動先温度偏差εはステップS6で用いられる。 In step S10, checks the current temperature deviation epsilon 0 between the target temperature Tp and the current temperature T0, the if the current temperature deviation epsilon 0 is 0 moves to (Y) step S11, 0 if not (N) to step S6 Return. The current temperature deviation ε 0 is an absolute value. In practice, this temperature comparison is performed with a certain margin based on the allowable upper limit temperature Ui and the allowable lower limit temperature Li (see FIG. 3). In Step S10, previously obtained even destination temperature deviation epsilon 1 the visited temperature T1 and the predicted target temperature Tp by deviation estimation unit 55. Destination temperature deviation epsilon 1 is used in step S6.

ステップS11において、所定の加熱時間が終了したか調べる。加熱時間が終了していれば(Y)処理を終了し、終了していなければ(N)ステップS6へ戻って処理を続行する。この加熱時間はステップS10における温度条件が成立してからの経過時間とする。加熱処理の終了にともなって加熱ユニット20の移動処理も終了させる。この時点でワーク16を構成するワーク16およびロウ材18は全長にわたって均一かつ適温に加熱され、ロウ材18は溶け残りがない。加熱装置10aによる加熱が停止されるとロウ材18は再び固まり、ワーク16と平板14とがロウ付けされることになる。   In step S11, it is checked whether a predetermined heating time has ended. If the heating time has ended (Y), the process is ended, and if not, (N) the process returns to step S6 to continue the process. The heating time is an elapsed time from when the temperature condition in step S10 is satisfied. With the end of the heating process, the moving process of the heating unit 20 is also ended. At this point, the work 16 and the brazing material 18 constituting the work 16 are uniformly and appropriately heated over the entire length, and the brazing material 18 does not remain unmelted. When the heating by the heating device 10a is stopped, the brazing material 18 is solidified again, and the work 16 and the flat plate 14 are brazed.

このように、加熱装置10aにおいては、温度予測部54がワーク16の物性データ50a、形状データ50b、および温度センサ22で計測された現在温度T0に基づいて、加熱ユニット20の定時間Δt後の移動先における移動先温度T1を予測する。そして、電流指令部56では目標温度Tpと予測された移動先温度T1との移動先温度偏差εに基づいてインバータ42に電流指令を与える。これにより、加熱装置10aは様々な形状、大きさのワーク16に適用可能となって汎用性が高い。また、ワーク16が部位により熱容量が一様でない場合で、しかも加熱ユニット20の速度Vtがある程度速くても、定時間Δt後の移動先における温度制御を適切に行うことができ、ワーク16が全長に亘って均一な温度となり、場所によって目標温度Tpに到達しなかったり又は過剰に加熱されてしまうことが防止できる。また、短時間で目標温度Tpに加熱制御することが可能になる。 As described above, in the heating device 10a, the temperature predicting unit 54 performs the operation after the fixed time Δt of the heating unit 20 based on the physical property data 50a and the shape data 50b of the work 16 and the current temperature T0 measured by the temperature sensor 22. The destination temperature T1 at the destination is predicted. Then, giving a current command to the inverter 42 based on the destination temperature deviation epsilon 1 the visited temperature T1 and the predicted target temperature Tp in the current command unit 56. Thereby, the heating device 10a can be applied to the work 16 of various shapes and sizes, and has high versatility. Further, even when the heat capacity of the work 16 is not uniform at each part and the speed Vt of the heating unit 20 is somewhat high, the temperature control at the moving destination after the fixed time Δt can be appropriately performed, and the work 16 has a total length. , And the temperature can be prevented from reaching the target temperature Tp or being excessively heated depending on the location. Further, it becomes possible to control the heating to the target temperature Tp in a short time.

さらに、加熱装置10aの加熱ユニット20はワーク16よりも小さくコンパクトであり、ワーク16に対して相対移動させるのでワーク16の大きさによる制約が少ない。加熱ユニット20は誘導加熱式であってワーク16の雰囲気を加熱するのではないことから効率が高い。   Further, the heating unit 20 of the heating device 10a is smaller and more compact than the work 16, and is relatively moved with respect to the work 16, so that the size of the work 16 is less restricted. Since the heating unit 20 is of an induction heating type and does not heat the atmosphere of the work 16, the efficiency is high.

さらにまた、図3の実線グラフL1で示すように、任意の箇所における温度Tはほとんどばらつきがなく、温度上昇中および目標温度Tpへの到達後とも安定した挙動を示すようになる。一方、温度予測部54や電流指令部56による作用がない場合には仮想線グラフL2で示すようにばらつきが大きく、特に許容上限温度Uiと許容下限温度Liの範囲内に収束できずに不安定となる。実線グラフL1は後述する加熱装置10b、10c、10dでも同様となる。   Furthermore, as shown by the solid line graph L1 in FIG. 3, the temperature T at any position has almost no variation, and shows a stable behavior during the temperature rise and after reaching the target temperature Tp. On the other hand, when there is no operation by the temperature predicting unit 54 or the current commanding unit 56, there is a large variation as shown by the imaginary line graph L2. Becomes The solid line graph L1 is the same for the heating devices 10b, 10c, and 10d described later.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態である加熱装置10bについて説明する。加熱装置10bは上記の加熱装置10aの変形例であり、基本的な構成は加熱装置10aと同じであり、コンピュータ44における処理が異なる。加熱装置10bにおける処理を図4の模式ブロック図で説明する。
(2nd Embodiment)
Next, a heating device 10b according to a second embodiment of the present invention will be described. The heating device 10b is a modified example of the above-described heating device 10a. The basic configuration is the same as that of the heating device 10a, and the processing in the computer 44 is different. The processing in the heating device 10b will be described with reference to the schematic block diagram of FIG.

加熱装置10bでは、温度センサ22で計測したワーク16の現在温度T0と目標温度Tpとの現在温度偏差εを現在温度偏差算出部60で求める。 In the heating device 10 b, the current temperature deviation ε 0 between the current temperature T 0 of the work 16 measured by the temperature sensor 22 and the target temperature Tp is obtained by the current temperature deviation calculator 60.

一方、物性データ50a、形状データ50bおよびワーク16の表面から放出される熱量Htに基づくプロセス関数Pdを導出する。このプロセス関数Pdはさらに、加熱ユニット20の現状位置Ppから加熱コイル20bに供給する高周波電流を調整するまでの応答時間(Δtres)で移動する移動先を加味した上で、偏差予測部62において現在温度偏差εに作用させて移動先温度偏差εを予測する。移動先温度偏差εは所定の変換および補償であるG(s)を施した上で制御部28から電流指令として出力する。電流指令はインバータ42に供給され、さらに加熱ユニット20によりワーク16が加熱され、温度センサ22によって現在温度T0が計測され、制御部28にフィードバックされる。図4では、このフィードバック経路の要素をまとめてH(s)として表している。 On the other hand, a process function Pd based on the physical property data 50a, the shape data 50b, and the heat amount Ht released from the surface of the work 16 is derived. The process function Pd is further taken into account by the deviation estimating unit 62 after taking into account the moving destination with the response time (Δtres) from the current position Pp of the heating unit 20 to the adjustment of the high-frequency current supplied to the heating coil 20b. to act on the temperature deviation epsilon 0 predicting a destination temperature deviation epsilon 1 in. Destination temperature deviation epsilon 1 is output as a current instruction from the control unit 28 after applying the G (s) is a predetermined transformation and compensation. The current command is supplied to the inverter 42, the work 16 is further heated by the heating unit 20, the current temperature T0 is measured by the temperature sensor 22, and fed back to the control unit 28. In FIG. 4, the elements of this feedback path are collectively represented as H (s).

この加熱装置10bのように、移動先温度偏差εは、現在温度偏差εにプロセス関数Pdを作用させて求めてもよい。なお、上記の加熱装置10aでは現在温度T0から補正係数によって移動先温度T1を求めた後に目標温度Tpとの差を求めて移動先温度偏差εとしているが、いずれにしろ途中の過程によらず移動先温度偏差εが予測できればよい。すなわち、予測元のパラメータは移動先温度T1でも現在温度偏差εでもよいし、そこから移動先温度偏差εを求める手段は関数を用いてもよいし補正係数を用いてもよい。以下に述べる加熱装置10c,10dでも同様である。 Thus heating devices 10b, destination temperature deviation epsilon 1 may be obtained by applying a process function Pd to the current temperature deviation epsilon 0. Note that although the destination temperature deviation epsilon 1 and obtains the difference between the target temperature Tp after obtaining the destination temperature T1 by the correction coefficient from the above-described heating device 10a current temperature T0, depending on the way of the process anyway destination temperature deviation epsilon 1 may if predicted not. That is, the prediction source parameters may be the moving destination temperature T1 even current temperature deviation epsilon 0, means for obtaining a destination temperature deviation epsilon 1 from which may be used may to correction coefficient using a function. The same applies to the heating devices 10c and 10d described below.

(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態である加熱装置10cについて説明する。図5は、加熱装置10cを示す模式ブロック図である。加熱装置10cにおいて上記の加熱装置10aと同様の要素については同符号を付してその詳細な説明を省略する。加熱対象であるワーク16は上記のものと同じとする。
(Third embodiment)
Next, a heating device 10c according to a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a schematic block diagram showing the heating device 10c. In the heating device 10c, the same components as those in the above-described heating device 10a are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The work 16 to be heated is the same as the above.

図5に示すように、加熱装置10cでは、上記の加熱装置10aにおけるデータベース50が省略されている。コンピュータ44は上記の温度予測部54、偏差予測部55および電流指令部56に加えて、温度分布計測部70と、温度差算出部72とを有する。   As shown in FIG. 5, in the heating device 10c, the database 50 in the heating device 10a is omitted. The computer 44 includes a temperature distribution measuring unit 70 and a temperature difference calculating unit 72 in addition to the temperature predicting unit 54, the deviation predicting unit 55, and the current command unit 56.

温度分布計測部70は、加熱ユニット20をワーク16に沿って往復移動させワーク16を加熱しながら温度センサ22でワーク16の温度を計測し、加熱ユニット20の移動位置Pnに応じた温度分布を求めて記憶装置52に記憶する。温度差算出部72は、求められた温度分布とその平均値Avとの温度差ΔTi(相関データ)を移動位置Pnに応じて求める。 The temperature distribution measuring unit 70 measures the temperature of the work 16 with the temperature sensor 22 while heating the work 16 by reciprocating the heating unit 20 along the work 16, and calculates the temperature distribution according to the moving position Pn of the heating unit 20. The calculated value is stored in the storage device 52. Temperature difference calculation section 72 calculates the temperature difference between the determined temperature distribution and its average value Av .DELTA.Ti n (correlation data) in accordance with the movement position Pn.

上記の加熱装置10aにおける温度予測部54は物性データ50a、形状データ50bおよび現在温度T0に基づいて移動先温度T1を予測するのに対し、加熱装置10cにおける温度予測部54では、温度分布計測部70および温度差算出部72で求められた温度差ΔTiと、現在温度T0とに基づいて移動先温度T1を予測する。 The temperature prediction unit 54 in the heating device 10a predicts the destination temperature T1 based on the physical property data 50a, the shape data 50b, and the current temperature T0, whereas the temperature prediction unit 54 in the heating device 10c includes a temperature distribution measurement unit. a temperature difference .DELTA.Ti n determined at 70 and the temperature difference calculating unit 72 predicts the destination temperature T1 based on the current temperature T0.

次に、加熱装置10cの動作について説明する。   Next, the operation of the heating device 10c will be described.

図6のステップS101において、ワーク16の形状のデータを入力する。このデータは上記の形状データ50bと比較して簡略なもので、例えばワーク16のX方向長さだけを入力すればよい。ステップS102〜S103は、上記のステップS2〜S5と同じである。   In step S101 of FIG. 6, data of the shape of the work 16 is input. This data is simpler than the above-described shape data 50b. For example, only the length of the work 16 in the X direction may be input. Steps S102 to S103 are the same as steps S2 to S5 described above.

ステップS106において、電流指令部56が移動先温度偏差εに基づく電流指令値をインバータ42に供給する。移動先温度偏差εはループ処理の中でステップS108において求められる。ただし、加熱開始直後で加熱ユニット20が数回または所定時間(例えば数秒)往復して温度分布計測部70が温度分布(図7参照)を取得するまでの間は、移動先温度偏差εによらず固定値を電流指令としてもよい。ステップS107においてはステップS7と同様に現在温度T0を取得する。 In step S106, it supplies the current command value is a current command portion 56 based on the destination temperature deviation epsilon 1 to the inverter 42. Destination temperature deviation epsilon 1 is determined in step S108 in the loop. However, until the heating unit 20 is several times or for a predetermined time immediately after the start of heating (for example, several seconds) back and forth the temperature distribution measuring unit 70 obtains the temperature distribution (see FIG. 7) is the destination temperature deviation epsilon 1 Instead, a fixed value may be used as the current command. In step S107, the current temperature T0 is obtained as in step S7.

ステップS108において、温度分布計測部70がワーク16の温度データTiを移動位置Pnに応じて取得して記憶装置52に記憶する。つまり、図7の黒丸で示すように、移動位置P1、P2…Pnに応じた温度分布のデータを取得する。また、温度差算出部72はこれらの温度データの平均値Avを求めるとともに、各温度データTiと平均値Avとの温度差ΔTiを求めて記憶しておく。図7に示すように、温度データTiは移動位置P1、P2…Pnに応じてばらつきが発生し得る。これはワーク16としてのワーク16の熱容量が部位によって一様ではないためである。すなわち、図7で示される温度差ΔTiはワーク16の部位ごとにおける熱容量との相関が高いデータとなっている。 In step S108, the temperature distribution measurement unit 70 acquires the temperature data Ti of the work 16 according to the movement position Pn, and stores it in the storage device 52. That is, as shown by the black circles in FIG. 7, data of the temperature distribution corresponding to the movement positions P1, P2,. The temperature difference calculator 72 with the average value Av of these temperature data, stores seeking temperature difference .DELTA.Ti n and the average value Av and the temperature data Ti. As shown in FIG. 7, the temperature data Ti may vary depending on the movement positions P1, P2... Pn. This is because the heat capacity of the work 16 as the work 16 is not uniform depending on the part. That is, the temperature difference .DELTA.Ti n shown in FIG. 7 is a correlation between the heat capacity of each part of the work 16 has a higher data.

なお、ステップS108における温度分布の取得、および温度差ΔTiの取得は、条件によって種々のタイミングで行ってよい。例えば、加熱開始後に加熱ユニット20が数回往復する間においてステップS106が固定値として電流指令を出力しているときに行い、その後は停止するようにしてもよい。また、加熱運転中に毎回実行して、温度分布を移動平均によって更新してもよい。いずれにしろ、部位によるワーク16の部位ごとの熱容量の差が反映されて、該熱容量との相関があるデータが得られるようにすればよい。 The acquisition of the temperature distribution in the step S108, and obtains the temperature difference .DELTA.Ti n may be performed at various timings depending on the conditions. For example, during the time when the heating unit 20 reciprocates several times after the start of the heating, the step S106 may be performed when the current command is output as a fixed value, and thereafter, the process may be stopped. Further, the temperature distribution may be updated every time during the heating operation by the moving average. In any case, the difference in the heat capacity of each part of the work 16 depending on the part may be reflected so that data having a correlation with the heat capacity may be obtained.

ステップS109において補正係数を算出する。この処理は上記のステップS8とほぼ同様であるが、ステップS8では物性データ50aおよび形状データ50bに基づいて補正係数を求めているのに対し、ステップS109では温度差ΔTiに基づいて求める。つまり、温度差ΔTiはワーク16の部位による熱容量の差に基づいているため、物性データ50aおよび形状データ50bの代わりに利用することができる。 In step S109, a correction coefficient is calculated. This process is substantially the same as the step S8 in the above, while seeking a correction factor based on the step S8 property data 50a and shape data 50b, determined on the basis of the step S109 the temperature difference .DELTA.Ti n. That is, the temperature difference .DELTA.Ti n is because it is based on the difference in heat capacity due to the site of the work 16 can be utilized in place of the physical property data 50a and shape data 50b.

ステップS110において、上記のステップS9と同様に、温度予測部54は現在温度T0を補正係数によって補正し移動先温度T1を予測する。   In step S110, as in step S9, the temperature prediction unit 54 corrects the current temperature T0 with a correction coefficient and predicts the destination temperature T1.

ステップS111,S112は、上記のステップS10,S11と同じである。ステップ111で現在温度偏差εが0でない場合(N)にはステップS106に戻って加熱処理を継続する。ステップS111においては、偏差予測部55により目標温度Tpと予測された移動先温度T1との移動先温度偏差εも求めておく。移動先温度偏差εはステップS106で用いられる。 Steps S111 and S112 are the same as steps S10 and S11 described above. If the current temperature deviation ε 0 is not 0 at step 111 (N), the process returns to step S 106 to continue the heating process. In step S111, previously obtained even destination temperature deviation epsilon 1 the visited temperature T1 and the predicted target temperature Tp by deviation estimation unit 55. Destination temperature deviation epsilon 1 is used in step S106.

このような加熱装置10cによれば、上記の加熱装置10aと同様に、ワーク16が部位により熱容量が一様でない場合で、しかも加熱ユニット20の速度Vtがある程度速くても定時間Δt後の移動位置における温度制御を適切に行うことができる。また、加熱装置10aのような物性データ50aおよび形状データ50bの入力が不要である。   According to such a heating device 10c, similarly to the above-described heating device 10a, even when the heat capacity of the work 16 is not uniform at each part, and even when the speed Vt of the heating unit 20 is somewhat high, the movement after the fixed time Δt Temperature control at the position can be appropriately performed. Further, it is not necessary to input the physical property data 50a and the shape data 50b as in the heating device 10a.

(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態である加熱装置10dについて説明する。加熱装置10dは上記の加熱装置10cの変形例であり、基本的な構成は加熱装置10cと同じであり、コンピュータ44における処理が異なる。加熱装置10dにおける処理を図8の模式ブロック図で説明する。
(Fourth embodiment)
Next, a heating device 10d according to a fourth embodiment of the present invention will be described. The heating device 10d is a modification of the above-described heating device 10c. The basic configuration is the same as that of the heating device 10c, and the processing in the computer 44 is different. The processing in the heating device 10d will be described with reference to the schematic block diagram of FIG.

加熱装置10dでは、温度センサ22で計測した現在温度T0と目標温度Tpとの現在温度偏差εを現在温度偏差算出部60で求める。 In the heating receiver 10d, the seek current temperature deviation epsilon 0 the current temperature T0 and target temperature Tp measured by the temperature sensor 22 at the current temperature deviation calculator 60.

一方、上記の温度分布、温度差ΔTiおよびワーク16の表面から放出される熱量Htに基づくプロセス関数Pdを導出する。このプロセス関数Pdはさらに、加熱ユニット20の現状位置Ppから加熱コイル20bに供給する高周波電流を調整するまでの時間(Δt)で移動する移動先を加味した上で、偏差予測部62において現在温度偏差εに作用させて移動先温度偏差εを予測する。その後のG(s)およびH(s)は図4と同様である。このような加熱装置10dにおいても上記の加熱装置10cと同様の効果が得られる。 On the other hand, it derives the process function Pd based on the amount of heat Ht released the temperature distribution described above, the surface temperature difference .DELTA.Ti n and the workpiece 16. The deviation predicting unit 62 further adds the process function Pd to the deviation predicting unit 62 after taking into account the moving destination in the time (Δt) from the current position Pp of the heating unit 20 to the adjustment of the high-frequency current supplied to the heating coil 20b. to act on the deviation epsilon 0 predicting a destination temperature deviation epsilon 1 in. Subsequent G (s) and H (s) are the same as in FIG. The same effect as the above-described heating device 10c can be obtained in such a heating device 10d.

本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be freely modified without departing from the gist of the present invention.

10a,10b,10c,10d 加熱装置
12 ワーク体
16 ワーク
16a 板部
16b 柱部
18 ロウ材
20 加熱ユニット(加熱体)
22 温度センサ
26 ロボット(移動手段)
28 制御部
42 インバータ
44 コンピュータ
50 データベース
50a 物性データ
50b 形状データ
54 温度予測部
55 偏差予測部
56 電流指令部
60 現在温度偏差算出部
62 偏差予測部
70 温度分布計測部
72 温度差算出部
T0 現在温度
T1 移動先温度
Tp 目標温度
Vt 速度
ε 現在温度偏差
ε1 移動先温度偏差
ΔTi温度差(相関データ)
10a, 10b, 10c, 10d Heating device 12 Work body 16 Work 16a Plate 16b Column 18 Brazing material 20 Heating unit (heating body)
22 temperature sensor 26 robot (moving means)
28 control unit 42 inverter 44 computer 50 database 50a physical property data 50b shape data 54 temperature prediction unit 55 deviation prediction unit 56 current command unit 60 current temperature deviation calculation unit 62 deviation prediction unit 70 temperature distribution measurement unit 72 temperature difference calculation unit T0 current temperature T1 destination temperature Tp target temperature Vt speed epsilon 0 current temperature deviation epsilon 1 destination temperature deviation .DELTA.Ti n temperature difference (correlation data)

Claims (10)

ワークを目標温度に加熱する加熱装置において、
前記ワークを加熱する電気式の加熱体と、
前記加熱体を前記ワークに沿って相対移動させる移動手段と、
前記ワークにおける前記加熱体による加熱箇所の温度を計測する温度センサと、
前記加熱体に供給する電流を調整するインバータと、
前記インバータを制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記ワークの物性データ、前記ワークの形状データ、および前記温度センサで計測された現在温度に基づいて、前記目標温度と前記加熱体の定時間後の移動先における移動先温度との移動先温度偏差を予測し、前記移動先温度偏差に基づいて前記インバータに電流指令を与えることを特徴とする加熱装置。
In the heating device that heats the work to the target temperature,
An electric heating element for heating the work,
Moving means for relatively moving the heating body along the work,
A temperature sensor for measuring a temperature of a heated portion of the work by the heating body,
An inverter for adjusting a current supplied to the heating element,
A control unit for controlling the inverter,
Has,
The control unit, based on the physical property data of the work, the shape data of the work, and the current temperature measured by the temperature sensor, the target temperature and the destination temperature at the destination after a fixed time of the heating element. A heating device for estimating a destination temperature deviation of the target and giving a current command to the inverter based on the destination temperature deviation.
請求項1に記載の加熱装置において、
前記制御部は、
前記ワークの物性データ、前記ワークの形状データおよび前記現在温度に基づいて前記移動先温度を予測する温度予測部と、
前記目標温度と前記移動先温度とから前記移動先温度偏差を予測する偏差予測部と、
前記移動先温度偏差に基づいて前記インバータに電流指令を与える電流指令部と、
を有することを特徴とする加熱装置。
The heating device according to claim 1,
The control unit includes:
Temperature prediction unit for predicting the destination temperature based on the physical property data of the work, the shape data of the work and the current temperature,
A deviation prediction unit that predicts the destination temperature deviation from the target temperature and the destination temperature,
A current command unit that gives a current command to the inverter based on the destination temperature deviation,
A heating device comprising:
請求項1に記載の加熱装置において、
前記制御部は、
前記目標温度と前記現在温度との現在温度偏差を求める現在温度偏差算出部と、
前記ワークの物性データ、前記ワークの形状データおよび前記現在温度偏差に基づいて前記移動先温度偏差を予測する偏差予測部と、
前記移動先温度偏差に基づいて前記インバータに電流指令を与える電流指令部と、
を有することを特徴とする加熱装置。
The heating device according to claim 1,
The control unit includes:
A current temperature deviation calculation unit for obtaining a current temperature deviation between the target temperature and the current temperature,
A deviation prediction unit that predicts the destination temperature deviation based on the physical property data of the work, the shape data of the work, and the current temperature deviation,
A current command unit that gives a current command to the inverter based on the destination temperature deviation,
A heating device comprising:
請求項1〜3のいずれか1項に記載の加熱装置において、
前記制御は、前記物性データおよび前記形状データから前記移動先の熱容量を導出し、前記熱容量に基づいて前記移動先温度偏差を予測することを特徴とする加熱装置。
The heating device according to any one of claims 1 to 3,
The heating device, wherein the control derives a heat capacity of the destination from the physical property data and the shape data, and predicts the destination temperature deviation based on the heat capacity.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の加熱装置において、
前記形状データおよび前記物性データを記憶するデータベースを備え、
前記制御部は前記データベースから前記形状データおよび前記物性データを読み出すことを特徴とする加熱装置。
The heating device according to any one of claims 1 to 4,
A database that stores the shape data and the physical property data,
The heating device, wherein the control unit reads the shape data and the physical property data from the database.
ワークを目標温度に加熱する加熱装置において、
前記ワークを加熱する電気式の加熱体と、
前記加熱体を前記ワークに沿って相対移動させる移動手段と、
前記ワークにおける前記加熱体による加熱箇所の温度を計測する温度センサと、
前記加熱体に供給する電流を調整するインバータと、
前記インバータを制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記加熱体の移動位置に応じた前記ワークの熱容量との相関がある相関データを記憶部に記憶し、
前記相関データおよび前記温度センサで計測された現在温度に基づいて、前記目標温度と前記加熱体の定時間後の移動先における移動先温度との移動先温度偏差を予測し、前記移動先温度偏差に基づいて前記インバータに電流指令を与えることを特徴とする加熱装置。
In the heating device that heats the work to the target temperature,
An electric heating element for heating the work,
Moving means for relatively moving the heating body along the work,
A temperature sensor for measuring a temperature of a heated portion of the work by the heating body,
An inverter for adjusting a current supplied to the heating element,
A control unit for controlling the inverter,
Has,
The control unit stores, in a storage unit, correlation data having a correlation with a heat capacity of the work according to a movement position of the heating body,
Based on the correlation data and the current temperature measured by the temperature sensor, predicting a destination temperature deviation between the target temperature and a destination temperature at a destination after a predetermined time of the heating element, the destination temperature deviation A current command is given to the inverter based on the following.
請求項6に記載の加熱装置において、
前記制御部は、
前記相関データおよび前記現在温度に基づいて前記移動先温度を予測する温度予測部と、
前記目標温度と前記移動先温度とから前記移動先温度偏差を予測する偏差予測部と、
前記移動先温度偏差に基づいて前記インバータに電流指令を与える電流指令部と、
を有することを特徴とする加熱装置。
The heating device according to claim 6,
The control unit includes:
A temperature prediction unit for predicting the destination temperature based on the correlation data and the current temperature,
A deviation prediction unit that predicts the destination temperature deviation from the target temperature and the destination temperature,
A current command unit that gives a current command to the inverter based on the destination temperature deviation,
A heating device comprising:
請求項6に記載の加熱装置において、
前記制御部は、
前記目標温度と前記現在温度との現在温度偏差を求める現在温度偏差算出部と、
前記相関データおよび前記現在温度偏差に基づいて前記移動先温度偏差を予測する偏差予測部と、
前記移動先温度偏差に基づいて前記インバータに電流指令を与える電流指令部と、
を有することを特徴とする加熱装置。
The heating device according to claim 6,
The control unit includes:
A current temperature deviation calculation unit for obtaining a current temperature deviation between the target temperature and the current temperature,
A deviation prediction unit that predicts the destination temperature deviation based on the correlation data and the current temperature deviation,
A current command unit that gives a current command to the inverter based on the destination temperature deviation,
A heating device comprising:
請求項6〜8のいずれか1項に記載の加熱装置において、
前記制御部は、
前記加熱体を前記ワークに沿って往復移動させ前記ワークを加熱しながら前記温度センサで前記ワークの温度を計測し、前記加熱体の移動位置に応じた温度分布を求める温度分布計測部と、
求められた前記温度分布とその平均値との温度差を前記移動位置に応じて求めて前記相関データとする温度差算出部と、
を有することを特徴とする加熱装置。
The heating device according to any one of claims 6 to 8,
The control unit includes:
A temperature distribution measurement unit that measures the temperature of the work with the temperature sensor while heating the work by reciprocating the heating body along the work, and obtains a temperature distribution according to a moving position of the heating body,
A temperature difference calculation unit that determines the temperature difference between the determined temperature distribution and the average value according to the movement position and determines the correlation data;
A heating device comprising:
請求項1〜8のいずれか1項に記載の加熱装置において、
前記定時間は、前記温度センサが前記現在温度を計測してから前記インバータが前記電流指令によって高周波電流の調整を行うまでの応答時間であることを特徴とする加熱装置。
The heating device according to any one of claims 1 to 8,
The heating device according to claim 1, wherein the fixed time is a response time from when the temperature sensor measures the current temperature to when the inverter adjusts a high-frequency current according to the current command.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS63228589A (en) * 1987-03-17 1988-09-22 株式会社明電舎 Control of bullet heater
JP2000208241A (en) * 1999-01-14 2000-07-28 Nkk Corp Heating control method for induction heating apparatus

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