JPH03204199A - ホットプレス装置における処理物の温度制御方法 - Google Patents
ホットプレス装置における処理物の温度制御方法Info
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- JPH03204199A JPH03204199A JP1340514A JP34051489A JPH03204199A JP H03204199 A JPH03204199 A JP H03204199A JP 1340514 A JP1340514 A JP 1340514A JP 34051489 A JP34051489 A JP 34051489A JP H03204199 A JPH03204199 A JP H03204199A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
この発明は、ホットプレス装置のダイス内に充填された
セラミック等の処理物の温度制御を行うホットプレス装
置における処理物の温度制御方法に関する。
セラミック等の処理物の温度制御を行うホットプレス装
置における処理物の温度制御方法に関する。
「従来の技術」
従来、ホットプレス装置における処理物の温度制御方法
として、以下に示す方法が本出願人によって案出されて
いる（特願平１−２８５７７７参照）。
として、以下に示す方法が本出願人によって案出されて
いる（特願平１−２８５７７７参照）。
この方法は、ダイスを数式で表したモデルを作成し、こ
の作成したモデルにより推定されるダイスの表面温度と
実際のダイスの表面温度との差を逐次算出し、この差を
収束させることによってモデルにより推゛定される処理
物の推定温度を実際の処理物の温度に収束させ、そして
これにより得られる処理物の推定温度に基づいて処理物
の温度を制御する。
の作成したモデルにより推定されるダイスの表面温度と
実際のダイスの表面温度との差を逐次算出し、この差を
収束させることによってモデルにより推゛定される処理
物の推定温度を実際の処理物の温度に収束させ、そして
これにより得られる処理物の推定温度に基づいて処理物
の温度を制御する。
「発明が解決しようとする課題」
ところで、上述した従来のホットプレス装置におけろ処
理物の温度制御方法にあっては、温度によるダイスの熱
伝導率および比熱の変化によってモデルとダイスが一致
しなくなる場合を考慮していなかったので、高精度な温
度制御ができないという問題かあった。
理物の温度制御方法にあっては、温度によるダイスの熱
伝導率および比熱の変化によってモデルとダイスが一致
しなくなる場合を考慮していなかったので、高精度な温
度制御ができないという問題かあった。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、ダイ
ス内の処理物の温度制御を高精度で行うことができるホ
ットプレス装置における処理物の温度制御方法を提供す
ることを目的としている。
ス内の処理物の温度制御を高精度で行うことができるホ
ットプレス装置における処理物の温度制御方法を提供す
ることを目的としている。
「課題を解決するための手段」
この発明は、ホットプレス装置のダイスを数式で表した
モデルを作成し、この作成したモデルにより推定される
ダイスの表面温度と実際のダイスの表面温度との差を逐
次算出し、この差を収束させることにより前記モデルに
より推定される処理物の推定温度を実際の処理物の温度
に収束させ、これにより得られる前記処理物の推定温度
に基づいて前記処理物の温度を制御するホットプレス装
置における処理物の温度制御方法において、予め決定し
た複数の温度範囲路々において前記ダイスのモデルを作
成し、この作成した各モデルのなかから前記ダイスの表
面温度の変化に応じて選択し、この選択したモデルに基
づいて前記処理物の温度を制御することを特徴とする。
モデルを作成し、この作成したモデルにより推定される
ダイスの表面温度と実際のダイスの表面温度との差を逐
次算出し、この差を収束させることにより前記モデルに
より推定される処理物の推定温度を実際の処理物の温度
に収束させ、これにより得られる前記処理物の推定温度
に基づいて前記処理物の温度を制御するホットプレス装
置における処理物の温度制御方法において、予め決定し
た複数の温度範囲路々において前記ダイスのモデルを作
成し、この作成した各モデルのなかから前記ダイスの表
面温度の変化に応じて選択し、この選択したモデルに基
づいて前記処理物の温度を制御することを特徴とする。
「作用 」
上述した方法は、ダイスの熱伝導率および比熱が温度に
よって変化することにより、モデルが変化して起こる温
度制御の精度の低下を補うために案出されたちであり、
ダイスの温度によって予めモデルを決定しておき、各温
度によってモデルを使い分けるようにする。これにより
、熱伝導率および比熱が変化しても、そのときのダイス
の表面温度におけるモデルが選択され、このモデルに基
づいて温度制御が行なわれるので、精度の良い温度制御
が可能になる。
よって変化することにより、モデルが変化して起こる温
度制御の精度の低下を補うために案出されたちであり、
ダイスの温度によって予めモデルを決定しておき、各温
度によってモデルを使い分けるようにする。これにより
、熱伝導率および比熱が変化しても、そのときのダイス
の表面温度におけるモデルが選択され、このモデルに基
づいて温度制御が行なわれるので、精度の良い温度制御
が可能になる。
「実施例」
以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明す
る。
る。
第１図はこの発明の一実施例を適用したホットプレス装
置の概略構成を示す図である。この図において、１Ａは
円筒状に形成されたダイス、２Ａは加圧シリンダ、３Ａ
はベースプレート、４Ａはセラミックなとの処理物、５
Ａは処理物４Ａを加熱するためのヒータ、６Ａは温度検
出部である。
置の概略構成を示す図である。この図において、１Ａは
円筒状に形成されたダイス、２Ａは加圧シリンダ、３Ａ
はベースプレート、４Ａはセラミックなとの処理物、５
Ａは処理物４Ａを加熱するためのヒータ、６Ａは温度検
出部である。
これらダイス１Ａ、加圧シリンダ２Ａ、ベースプレート
３Ａ、ヒータ５Ａおよび温度検出部６Ａはホットプレス
装置本体を構成する。
３Ａ、ヒータ５Ａおよび温度検出部６Ａはホットプレス
装置本体を構成する。
７Ａは温度制御装置であり、図示のように、オブザーバ
７Ａａ、減算器７Ａｂ、制御部７Ａｃおよび設定部７Ａ
ｄを有して構成されている。この温度制御装置７Ａは、
温度検出器６Ａの出力とダイス１Ａを数式で表現したモ
デルとに基づいてヒータ５ Ａ＋の温度を調節して処理
物４Ａの温度を制御するものである。オブザーバ７Ａａ
は、実際に測定したダイス１Ａの表面温度と、この表面
温度におけるダイス１Ａのモデルにより推定した同ダイ
ス１Ａの表面温度との差を算出し、この差を収束させる
アルゴリズムと、同モデルによりその外表面から内表面
にかけて任意の部位における温度を推定するアルゴリズ
ムとを有している。この場合、ダイス１Ａのモデルは、
同ダイス１Ａの表面温度に基づいて設定部７Ａｄによっ
て決定される。減算器７Ａｂは、オブザーバ７Ａａから
出力される推定値Ｔ１１と目標値との差を算出し、出力
する。制御部７Ａｃは、減算器７Ａｂから出力される値
に基づいて制御出力ｑを算出し、ヒータ５Ａに供給して
処理物４Ａの温度を制御する。
７Ａａ、減算器７Ａｂ、制御部７Ａｃおよび設定部７Ａ
ｄを有して構成されている。この温度制御装置７Ａは、
温度検出器６Ａの出力とダイス１Ａを数式で表現したモ
デルとに基づいてヒータ５ Ａ＋の温度を調節して処理
物４Ａの温度を制御するものである。オブザーバ７Ａａ
は、実際に測定したダイス１Ａの表面温度と、この表面
温度におけるダイス１Ａのモデルにより推定した同ダイ
ス１Ａの表面温度との差を算出し、この差を収束させる
アルゴリズムと、同モデルによりその外表面から内表面
にかけて任意の部位における温度を推定するアルゴリズ
ムとを有している。この場合、ダイス１Ａのモデルは、
同ダイス１Ａの表面温度に基づいて設定部７Ａｄによっ
て決定される。減算器７Ａｂは、オブザーバ７Ａａから
出力される推定値Ｔ１１と目標値との差を算出し、出力
する。制御部７Ａｃは、減算器７Ａｂから出力される値
に基づいて制御出力ｑを算出し、ヒータ５Ａに供給して
処理物４Ａの温度を制御する。
ここで、第２図はホットプレス装置本体とオブザーバ７
Ａａの基本構成を示すブロック図である。
Ａａの基本構成を示すブロック図である。
この図において、オブザーバ７Ａａは、温度検出部６Ａ
から供給されるダイス１Ａの表面温度Ｔ１と、この表面
温度Ｔ１におけるモデルにより推定されるダイス１Ａの
外表面温度の推定値Ｔ＋との差ｅをとり、次いで、この
差ｅにダイス１Ａの表面温度Ｔ、におけるオブザーバゲ
インＫを乗算して同推定値Ｔ、をダイス１Ａの表面温度
Ｔ、に収束させる。オブザーバゲインには、モデルと同
様に予めダイス１Ａの表面温度に応じて決定しておき、
各温度によって使い分ける。この場合、各オブザ−バゲ
インにはオブザーバ７Ａａの制御系の固有値が負になる
ように決定されている。すなわち、第２図に符号して示
す制御系か収束する方向にその値が決定されている。な
お、この図において、変数は全てベクトノ呟あるいはマ
トリクスを表している。
から供給されるダイス１Ａの表面温度Ｔ１と、この表面
温度Ｔ１におけるモデルにより推定されるダイス１Ａの
外表面温度の推定値Ｔ＋との差ｅをとり、次いで、この
差ｅにダイス１Ａの表面温度Ｔ、におけるオブザーバゲ
インＫを乗算して同推定値Ｔ、をダイス１Ａの表面温度
Ｔ、に収束させる。オブザーバゲインには、モデルと同
様に予めダイス１Ａの表面温度に応じて決定しておき、
各温度によって使い分ける。この場合、各オブザ−バゲ
インにはオブザーバ７Ａａの制御系の固有値が負になる
ように決定されている。すなわち、第２図に符号して示
す制御系か収束する方向にその値が決定されている。な
お、この図において、変数は全てベクトノ呟あるいはマ
トリクスを表している。
また、上述したダイス１Ａのモデルは次のようにして得
られる。
られる。
第３図に示すように、ダイス１Ａを仮想的にＮ１個に分
割して各セルト・・・・・Ｎ−１における温度が得られ
るようにしくセルＮは処理物に対応させる）、そして、
各セルト・・・・・Ｎの熱抵抗をＲ１９、や（ｉ＝１．
２．（・・・・・・Ｎ−１）とし、また各セルト・・・
・・Ｎの熱容量をＣｉとして、各セル間のエネルギーバ
ランスからＮ元の連立常微分方程式を作成し、これを状
態方程式の形で表す。この状態方程式で表したモデルを
第４図に示す。なお、この図に示す符号ｑは入熱量であ
り、符号Ａの部分が第２図に示す当する。また、符号Ｃ
の部分が第２図に示すＣに相当する。
割して各セルト・・・・・Ｎ−１における温度が得られ
るようにしくセルＮは処理物に対応させる）、そして、
各セルト・・・・・Ｎの熱抵抗をＲ１９、や（ｉ＝１．
２．（・・・・・・Ｎ−１）とし、また各セルト・・・
・・Ｎの熱容量をＣｉとして、各セル間のエネルギーバ
ランスからＮ元の連立常微分方程式を作成し、これを状
態方程式の形で表す。この状態方程式で表したモデルを
第４図に示す。なお、この図に示す符号ｑは入熱量であ
り、符号Ａの部分が第２図に示す当する。また、符号Ｃ
の部分が第２図に示すＣに相当する。
ところで、第５図および第６図に示すように、ダイス１
Ａは、温度によってその比熱Ｃと熱伝導率λとが変化す
るので、ダイス１Ａを円筒モデルとした場合の熱抵抗Ｒ
は、 ｒ、：セルの外半径 となり、熱容量Ｃは、 ｃ ｒ ＝ ｃ （Ｔ ）・ρ・Ｖ、 （ρ：密度、Ｖｉ：体積、Ｃ（Ｔ）：比熱、温度の関数
）となって、各々温度の関数になる。したがって、第４
図で示したモデルにおけるＡおよびＢは各々温度の関数
となり、Ａ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）と表される。
Ａは、温度によってその比熱Ｃと熱伝導率λとが変化す
るので、ダイス１Ａを円筒モデルとした場合の熱抵抗Ｒ
は、 ｒ、：セルの外半径 となり、熱容量Ｃは、 ｃ ｒ ＝ ｃ （Ｔ ）・ρ・Ｖ、 （ρ：密度、Ｖｉ：体積、Ｃ（Ｔ）：比熱、温度の関数
）となって、各々温度の関数になる。したがって、第４
図で示したモデルにおけるＡおよびＢは各々温度の関数
となり、Ａ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）と表される。
さて、ダイス１Ａの表面温度の実測値Ｔ８によってＡ（
Ｔ）、Ｂ（Ｔ）は連続的に変化するので、ここでは、Ｔ
１を０℃から５００℃ピッチで分けて、代表温度として
その中間値をとり、Ａ （Ｔ ）、Ｂ （Ｔ ）を作成
する。この場合、ＡおよびＢ各々は温度（Ｔ、）の関数
と考えられるから、Ａ （’ｒ ＋）、Ｂ （’ｒ ＋
）と表すことができる。そし、て、Ｏ＜Ｔ、＜５００℃
のときを、Ａ（Ｔ、（１））とし、５００℃のときの熱
伝導率λおよび熱容量Ｃから求めたＡおよび００℃ピッ
チで、 ５００℃＜Ｔ、５１０００°Ｃ→ Ａ（Ｔ、（２））、
Ｂ（Ｔ、（２））１０００°Ｃ＜Ｔ、≦１５００℃→Ａ
（Ｔ、（３））、Ｂ（ＴＩ（３））２５００℃＜Ｔ、５
３０００℃ −Ａ（ＴＩ（６））、Ｂ（Ｔ、（６））と
する。
Ｔ）、Ｂ（Ｔ）は連続的に変化するので、ここでは、Ｔ
１を０℃から５００℃ピッチで分けて、代表温度として
その中間値をとり、Ａ （Ｔ ）、Ｂ （Ｔ ）を作成
する。この場合、ＡおよびＢ各々は温度（Ｔ、）の関数
と考えられるから、Ａ （’ｒ ＋）、Ｂ （’ｒ ＋
）と表すことができる。そし、て、Ｏ＜Ｔ、＜５００℃
のときを、Ａ（Ｔ、（１））とし、５００℃のときの熱
伝導率λおよび熱容量Ｃから求めたＡおよび００℃ピッ
チで、 ５００℃＜Ｔ、５１０００°Ｃ→ Ａ（Ｔ、（２））、
Ｂ（Ｔ、（２））１０００°Ｃ＜Ｔ、≦１５００℃→Ａ
（Ｔ、（３））、Ｂ（ＴＩ（３））２５００℃＜Ｔ、５
３０００℃ −Ａ（ＴＩ（６））、Ｂ（Ｔ、（６））と
する。
このようにして、各温度範囲毎にＡ（Ｔ）、Ｂ（Ｔ）を
作成する。
作成する。
れらに基づいてオブザーバゲインＫを求め、Ｋ（１）、
Ｋ （２）、・・・・・・ Ｋ（６）とする。
Ｋ （２）、・・・・・・ Ｋ（６）とする。
次に、上述した構成によるホットプレス装置の動作につ
いて説明する。
いて説明する。
温度検出部６Ａによって現時点でのダイス１Ａの表面温
度Ｔ１が検出されると、この検出結果がオブザーバ７Ａ
ａおよび設定部７Ａｄ各々に供給される。設定部７Ａｄ
では、表面温度Ｔ１におけるダイス１Ａのモデルが決定
され、オブザーバ７Ａａに供給される。オブザーバ７Ａ
ａにモデルが供給されると、オブザーバ７Ａａは、この
モデルによりダイス１Ａの表面温度を推定し、この推定
値Ｔ。
度Ｔ１が検出されると、この検出結果がオブザーバ７Ａ
ａおよび設定部７Ａｄ各々に供給される。設定部７Ａｄ
では、表面温度Ｔ１におけるダイス１Ａのモデルが決定
され、オブザーバ７Ａａに供給される。オブザーバ７Ａ
ａにモデルが供給されると、オブザーバ７Ａａは、この
モデルによりダイス１Ａの表面温度を推定し、この推定
値Ｔ。
と、実際のダイス１Ａの表面温度Ｔ、との差を算出する
。次いで、算出した差に表面温度Ｔ、におけるオブザー
バゲインＫを乗算し、推定値ＴＩを表面温度Ｔ、に収束
させる。次いで、推定値Ｔ、を表面温度ＴＩに収束させ
ることにより、モデルより推定した処理物４Ａの温度の
推定値ＴＮを、実際の処理物４Ａの温度に収束させる。
。次いで、算出した差に表面温度Ｔ、におけるオブザー
バゲインＫを乗算し、推定値ＴＩを表面温度Ｔ、に収束
させる。次いで、推定値Ｔ、を表面温度ＴＩに収束させ
ることにより、モデルより推定した処理物４Ａの温度の
推定値ＴＮを、実際の処理物４Ａの温度に収束させる。
そして、収束させた推定値ＴＮを減算器７Ａｂへ出力す
る。
る。
減算器７Ａｂでは、オブザーバ７Ａａから出力された推
定値ＴＮと外部より設定される目標値との差が算出され
、この結果が制御部７Ａｃに供給される。制御９ Ｎ５
７ Ａ ｃは、供給された値に基づいて制御出力ｑを算
出し、これを制御対象であるヒータ５Ａに供給して、処
理物４Ａの温度を制御する。
定値ＴＮと外部より設定される目標値との差が算出され
、この結果が制御部７Ａｃに供給される。制御９ Ｎ５
７ Ａ ｃは、供給された値に基づいて制御出力ｑを算
出し、これを制御対象であるヒータ５Ａに供給して、処
理物４Ａの温度を制御する。
以後、ダイス１Ａの表面温度の変化に応じてモデルが使
い分けられ、処理物４Ａの温度制御が行なわれる。
い分けられ、処理物４Ａの温度制御が行なわれる。
「発明の効果」
以上説明したようにこの発明のホットプレスにおける処
理物の温度制御方法によれば、ダイスの表面温度によっ
て予めモデルを決定しておき、各温度に応じてモデルを
使い分けて処理物の温度制御を行うので、ダイスの熱伝
導率および比熱が変化しても、そのときのダイスの温度
におけるモデルが選択され、このモデルに基づいて温度
制御が行なわれる。したがって、高精度な温度制御が可
能にな鴫る。
理物の温度制御方法によれば、ダイスの表面温度によっ
て予めモデルを決定しておき、各温度に応じてモデルを
使い分けて処理物の温度制御を行うので、ダイスの熱伝
導率および比熱が変化しても、そのときのダイスの温度
におけるモデルが選択され、このモデルに基づいて温度
制御が行なわれる。したがって、高精度な温度制御が可
能にな鴫る。
第１図はこの発明の一実施例を適用したホットプレス装
置の概略構成を示す図、 第２図は同実施例のオブザーバの動作を説明するための
ブロック図、 第３図、第４図、第５図および第６図は各々ダイスのモ
デルを説明するための図である。 Ａ・・・・・・ダイス、４Ａ・・・・・・処理物、Ａ・
・・・・・ヒータ、６Ａ・・・・・・温度検出器、Ａ・
・・・・・温度制御装置、７Ａａ・・・・・・オブザー
バ、Ａｂ・・・・・・減算器、７Ａｃ・・・・・・制御
部、Ａｄ・・・・・・設定部。
置の概略構成を示す図、 第２図は同実施例のオブザーバの動作を説明するための
ブロック図、 第３図、第４図、第５図および第６図は各々ダイスのモ
デルを説明するための図である。 Ａ・・・・・・ダイス、４Ａ・・・・・・処理物、Ａ・
・・・・・ヒータ、６Ａ・・・・・・温度検出器、Ａ・
・・・・・温度制御装置、７Ａａ・・・・・・オブザー
バ、Ａｂ・・・・・・減算器、７Ａｃ・・・・・・制御
部、Ａｄ・・・・・・設定部。
Claims (1)
- ホットプレス装置のダイス（１Ａ）を数式で表したモデ
ルを作成し、この作成したモデルにより推定されるダイ
スの表面温度と実際のダイスの表面温度との差を逐次算
出し、この差を収束させることにより前記モデルにより
推定される処理物（４Ａ）の推定温度を実際の処理物の
温度に収束させ、これにより得られる前記処理物の推定
温度に基づいて前記処理物の温度を制御するホットプレ
ス装置における処理物の温度制御方法において、予め決
定した複数の温度範囲各々において前記ダイスのモデル
を作成し、この作成した各モデルのなかから前記ダイス
の表面温度の変化に応じて選択し、この選択したモデル
に基づいて前記処理物の温度を制御することを特徴とす
るホットプレス装置における処理物の温度制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1340514A JP2797576B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | ホットプレス装置における処理物の温度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1340514A JP2797576B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | ホットプレス装置における処理物の温度制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03204199A true JPH03204199A (ja) | 1991-09-05 |
| JP2797576B2 JP2797576B2 (ja) | 1998-09-17 |
Family
ID=18337706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1340514A Expired - Fee Related JP2797576B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | ホットプレス装置における処理物の温度制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2797576B2 (ja) |
-
1989
- 1989-12-28 JP JP1340514A patent/JP2797576B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2797576B2 (ja) | 1998-09-17 |
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