JP5604812B2 - リフロー炉及びその制御方法 - Google Patents
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Description
差分温度Dε=目標加熱温度SV−現在の温度PV・・・・・(1)
により算出する。
差分温度Dε’=A×Dε=A×(SV−PV)・・・・・・(2)
により算出する。ここに昇温特性定数Aとは、X,Y,Zゾーン毎に電熱ヒーターJX,JY,JZ,KX,KY,KZの配置環境に対応した出力対温度特性情報から求めた定数をいう。昇温特性定数Aは、X,Y,Zゾーンの電熱ヒーターJX,JY,JZ,KX,KY,KZへの供給電力を同一に設定し、一定時間後の温度を測定する検証を2回以上行って、出力対温度特性情報を作成する。その際の縦軸はヒーター温度[℃]である。横軸はヒーター出力[%]である。
%Pb=(SV−C)×B ・・・・・(3)
により算出する。ここでヒーター入電率が0%にも拘らず現在温度が上昇することを示すベース温度定数Cを規定しているのは、各ゾーンのファンによる空気摩擦での温度上昇が存在する為である。ここで%Pbはその特性上、0%以上、100%以下の値となる。上述の(3)式が意味するところは、設定温度まで温度を上昇させる為に最低限必要とするヒーターへの供給電力を、ベース温度定数Cを基準にして設定温度とベース温度定数Cの差分値に出力傾き定数Bをかけることにより算出し、これを百分率で表したものである。
%Pb=1/4×(SV−80℃)
%Pb=1/4×(180℃−80℃)
=25%
となる。同様にして、Yゾーンの出力傾き定数Bを1/5とし、ベース温度定数CをC=105℃とし、目標加熱温度SVをSV=180℃とすると、Yゾーンの電熱ヒーターJY,KYのベース出力%Pbは、(3)式より、
%Pb=1/5×(SV−105℃)
%Pb=1/5×(180℃−105℃)
=15%
となる。同様にして、Zゾーンの出力傾き定数Bを3/10とし、ベース温度定数CをC=90℃とし、目標加熱温度SVをSV=180℃とすると、Zゾーンの電熱ヒーターJZ,KZのベース出力%Pbは、(3)式より、
%Pb=3/10×(SV−90℃)
%Pb=3/10×(240℃−90℃)
=45%
となる。
補正後の差分温度Dx,Dy,Dzの合計は、(4)式、すなわち、
ΣD=Djx+Djy+Djz+Dkx+Dky+Dkz ・・・・・(4)
=45.0+40.0+115.0+45.0+40.0+115.0
=400.0[℃]
がCPU55によって算出される。
Σ%Pb=%Pbjx+%Pbjy+%Pbjz+%Pbkx+%Pbky+%Pbkz
・・・・・(5)
=25.0%+15.0%+45.0%+25.0%+15.0%+45.0%
=170.0%
がCPU55によって算出される。
%PD={D×(%Pmax−Σ%Pb)/ΣD}+%Pb ・・・・・(6)
により算出する。
%PDx={Dx×(%Pmax−Σ%Pb)/ΣD}+%Pbx ・・・・・(7)
により算出される。
%PDx={45.0×(400−170)/400.0}
+25.0%
={45.0×(230)/400.0}+25.0%
=(25.9)+25.0%
=50.9%
がCPU55によって算出される。
%PDy={40.0×(400−170)/400.0}
+15.0%
={40.0×(230)/400.0}+15.0%
=(23.0)+15.0%
=38.0%
がCPU55によって算出される。
%PDz={115×(400−170)/400.0}
+45.0%
={115×(230)/400.0}+45.0%
=(66.1)+45.0%
=111.1%
がCPU55によって算出される。そして、メインルーチンのステップST3にリターンした後、ステップST4に移行する。
%Pmax’=%Pmax−(m×100%) ・・・・・(8)
により算出する。
%Pmax ’= 400.0%−(2×100%)
= 200.0%
となる。
ΣD’=Djx+Djy+Dkx+Dky ・・・・・(4)’
=45.0+40.0+45.0+40.0
=170[℃]
がCPU55によって算出される。
Σ%Pb’=%PbjX+%PbkX+%PbjY+%PbkX
=25.0%+15.0%+25.0%+15.0%
=80.0%
がCPU55によって算出される。
={45.0%×(200.0%−80.0%)/170}
+25.0%
=(45.0/170)×(120.0)+25.0%
=(0.265)×120.0+25.0
= 56.8%
がCPU55によって算出される。
%PDy’=Dy×(%Pmax−Σ%Pb)/ΣD’}+%Pby
={40.0%×(200.0%−80.0%)/170}
+15.0
=43.2%
がCPU55によって算出される。
2 トンネル
3 ヒーターユニット(加熱ユニット)
4 冷却機
5 搬送装置
8 温度センサー
50 制御装置
51 データバス
52 I/Oポート部
53 メモリ部
54 操作部
55 CPU
JX,KX Xゾーンの電熱ヒーター
JY,KY Yゾーンの電熱ヒーター
JZ,KZ Zゾーンの電熱ヒーター
100 リフロー炉
Claims (5)
- 炉体と、
前記炉体の内部において複数のゾーンに区分して配設され、かつ、所定の電源設備に接続されて当該炉体内の温度を上昇するように加熱する複数の加熱ユニットと、
前記炉体の目標加熱温度を設定する操作部と、
前記操作部によって目標加熱温度が設定された前記炉体の各々の前記ゾーンにおける現在の温度を測定する温度測定部と、
前記温度測定部によって測定された現在の温度と前記目標加熱温度との差分を基準にして前記加熱ユニットを出力制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記炉体内の加熱ユニットの出力と炉内温度上昇との関係を予めゾーン毎に求めた出力対温度特性情報と、前記温度測定部から得られる温度測定情報と、前記操作部から得られる温度設定情報とに基づいて前記加熱ユニットに供給する電力をゾーン毎に制御することを特徴とするリフロー炉。 - 前記ゾーン毎に前記炉体内の加熱ユニットの出力と炉内温度上昇との関係を予め求めた出力対温度特性情報を記憶する不揮発性の記憶部を備え、
前記制御部は、
前記炉体を目標加熱温度に立ち上げる時に、
前記記憶部から当該ゾーン毎に出力対温度特性情報を読み出し、
前記出力対温度特性情報に基づいて前記加熱ユニットに供給する電力をゾーン毎に制御することを特徴とする請求項1に記載のリフロー炉。 - 前記加熱ユニットに印加する電圧を一定として、フルパワー時に前記加熱ユニットに流す電流に対して、限定パワー時に前記加熱ユニットに流す電流の割合を百分率で示した値を当該加熱ユニットの出力率としたとき、
前記制御部は、
前記炉体を目標加熱温度に立ち上げるとき、
前記ゾーン毎に出力対温度特性情報と当該ゾーンの温度測定情報とに基づいて加熱ユニットの出力率を計算し、
前記ゾーン毎に求められた全ゾーンの加熱ユニットの出力率の総和と、前記電源設備から許容される最大供給電力に対する加熱ユニットの出力率の総和の上限値を百分率で示した%ヒーター最大総合出力とを比較し、
前記全ゾーンの加熱ユニットの出力率の総和が、前記%ヒーター最大総合出力を越える場合は、
前記加熱ユニットの出力率の総和が、当該%ヒーター最大総合出力未満になるように前記ゾーン毎に出力対温度特性情報と当該ゾーンの温度測定情報とに基づいて加熱ユニットの出力率を再計算し、
前記全ゾーンの加熱ユニットの出力率の総和が、前記%ヒーター最大総合出力以下となる場合は、前記ゾーン毎に求められた出力率で、当該加熱ユニットに電力を供給することを特徴とする請求項1に記載のリフロー炉。 - 少なくとも、炉体内において複数のゾーンに区分されて配設され、当該炉体内の温度を上昇するように加熱する複数の加熱ユニットと、前記加熱ユニットの出力を制御する制御部とを備えたリフロー炉の制御方法において、
前記制御部が、
前記炉体内に取り付けられた前記加熱ユニットのゾーン毎に前記炉体内の加熱ユニットの出力と炉内温度上昇との関係を予め求めて出力対温度特性情報を作成するステップと、
作成された前記出力対温度特性情報を前記炉体の立ち上げ時に参照して、複数のゾーンに区分された前記加熱ユニットに供給する電力をゾーン毎に制御するステップとを実行することを特徴とするリフロー炉の制御方法。 - 前記出力対温度特性情報を作成する際に、
前記加熱ユニットに印加する電圧を一定として、フルパワー時に前記加熱ユニットに流す電流に対して、限定パワー時に前記加熱ユニットに流す電流の割合を百分率で示した値を当該加熱ユニットの出力率としたとき、
前記炉体を目標加熱温度に立ち上げる時に、
前記制御部が、
前記ゾーン毎に出力対温度特性情報と当該ゾーンの温度測定情報とに基づいて加熱ユニットの出力率を計算するステップと、
前記ゾーン毎に求められた全ゾーンの加熱ユニットの出力率の総和と、電源設備から許容される最大供給電力に対する加熱ユニットの出力率の総和の上限値を百分率で示した%ヒーター最大総合出力とを比較するステップと、
前記全ゾーンの加熱ユニットの出力率の総和が、前記%ヒーター最大総合出力を越える場合は、前記加熱ユニットの出力率の総和が当該%ヒーター最大総合出力未満になるように前記ゾーン毎に出力対温度特性情報と当該ゾーンの温度測定情報とに基づいて加熱ユニットの出力率を再計算するステップと、
前記全ゾーンの加熱ユニットの出力率の総和が前記%ヒーター最大総合出力以下となる場合は、前記ゾーン毎に求められた出力率で当該加熱ユニットに電力を供給するステップとを実行することを特徴とする請求項4に記載のリフロー炉の制御方法。
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