JPH09305240A - ハンダごて装置 - Google Patents

ハンダごて装置

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JPH09305240A
JPH09305240A JP11804596A JP11804596A JPH09305240A JP H09305240 A JPH09305240 A JP H09305240A JP 11804596 A JP11804596 A JP 11804596A JP 11804596 A JP11804596 A JP 11804596A JP H09305240 A JPH09305240 A JP H09305240A
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control
temperature
heater
proportional
tip
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JP11804596A
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Yoshio Kataoka
義男 片岡
Tetsuyuki Doi
哲之 土井
Koji Inoue
宏治 井上
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハンダ付け作業の作業性を向上させることが
可能なハンダごて装置を提供する。 【解決手段】 こて先の設定温度を入力する温度設定手
段と、こて先の温度を検出し測定温度として出力する温
度検出手段と、上記設定温度に対する測定温度の偏差に
基づいてこて先を加熱するヒータへの通電を制御する温
度制御手段とを具備するハンダごて装置において、温度
制御手段は、操作子の操作に応じてヒータへの通電制御
を比例積分微分制御と比例制御とに切り換える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板に電
子部品をハンダ付けする際等に用いられるハンダごて装
置に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】一般
に、温度設定機能を有するハンダごて装置は、温度セン
サによって検出されたこて先の測定温度が目標温度に等
しくなるように、こて先を加熱するヒータへの通電をフ
ィードバック制御する温度制御手段を有する。この場
合、該フィードバック制御は、比例積分微分制御(PI
D制御)すなわちフィードバックループ内に比例要素
(P要素)と積分要素(I要素)と微分要素(D要素)
とを含む制御が用いられ、定常温度偏差が少なく動特性
にも優れた制御特性が実現されている。
【0003】しかし、このようなPID制御を用いたハ
ンダごて装置では、連続して行われていたハンダ付け作
業を中断すると、負荷が急激に軽減されたことによりこ
て先の温度が過渡的にオーバーシュートするため、こて
先温度が設定温度に収束するまでハンダ付け作業を再開
できず作業効率が悪いという問題点があった。
【0004】本発明は、上述する問題点に鑑みてなされ
たもので、ハンダ付け作業の作業効率を向上させること
が可能なハンダごて装置を提供することを目的としてい
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1の手段として、こて先の設定温度を入力する温
度設定手段と、こて先の温度を検出し測定温度として出
力する温度検出手段と、上記設定温度に対する測定温度
の偏差に基づいてこて先を加熱するヒータへの通電を制
御する温度制御手段とを具備するハンダごて装置におい
て、温度制御手段は、操作子の操作に応じてヒータへの
通電制御を比例積分微分制御と比例制御とに切り換える
という手段が採用される。
【0006】第2の手段として、上記第1の手段におい
て、ヒータへの通電制御が比例制御によって行われる場
合、温度制御手段は定常温度偏差を打ち消すように設定
温度をオフセットさせるという手段が採用される。
【0007】第3の手段として、上記第1または第2の
手段において、温度制御手段は、測定温度に基づいて一
定時間に亘る使用中断を判断した場合、設定温度を低下
させるという手段が採用される。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、図1ないし図4を参照し、
本発明に係わるハンダごて装置の一実施形態について説
明する。図1は、本実施形態の構成を示す回路図であ
る。この図において、符号1はワンチップマイコン(温
度制御手段)であり、ROM(読み出し専用メモリ)と
RAM(書き込み/読み出しメモリ)とCPU(中央演
算装置)及び各種入出力インターフェース等がワンチッ
プに納められたものである。
【0009】符号2はこて先であり、該こて先2を加熱
するヒータ3とこて先2の温度を検出して測定温度とし
て出力する温度センサ4とが備えられる。上記ワンチッ
プマイコン1は、ROMに記憶された制御プログラム及
び以下に説明する設定温度及び制御定数に基づいてヒー
タ3の通電を以下に説明するようにPID制御(比例積
分微分制御)あるいはP制御(比例制御)する。
【0010】符号5は電源トランスであり、商用電源を
例えば24Vrmsの交流電圧に低圧して上記ヒータ3と
サイリスタ6との直列回路及びゼロクロス検出器7に供
給する。該ゼロクロス検出器7は、電源トランス5から
入力された交流電圧のゼロクロス位置を検出してワンチ
ップマイコン1に出力するものである。サイリスタ6
は、該ゼロクロス検出器7の出力に基づいてワンチップ
マイコン1によってON/OFF制御される。
【0011】また、電源トランス5の出力は電源回路8
に入力される。電源回路8は、該電源トランス5から入
力された交流電圧を整流し、例えば±5Vおよび+3V
等の直流電源電圧を出力する。一方、上記温度センサ4
から出力された温度検出信号は増幅器9に入力され、該
増幅器9は該温度検出信号を増幅してマルチプレクサ1
0の一方の選択端子に出力する。
【0012】一方、該マルチプレクサ10の他方の選択
端子には、サーミスタ12の出力が増幅器11によって
増幅されて入力されるようになっており、マルチプレク
サ10はワンチップマイコン1の出力に基づいて温度セ
ンサ4の出力あるいはサーミスタ12の出力を択一的に
A/Dコンバータ(アナログ/デジタル変換器)13に
出力する。A/Dコンバータ13は、アナログ信号であ
る入力信号をデジタル信号に変換してワンチップマイコ
ン1に出力する。
【0013】また、符号14はスイッチであり、ワンチ
ップマイコン1の出力に基づいてブザー15に供給する
電源電圧を+5Vと+3Vのいずれかに切り換えること
によって該ブザー15の音量を制御するものである。な
お、ブザー15は、バッファアンプ16を介してワンチ
ップマイコン1から入力された信号に基づいて発音が制
御される。
【0014】符号17は操作パネル(操作子)であり、
複数の表示器18と操作スイッチ19によって構成され
る。表示器18の各操作端子はバッファ20を介してワ
ンチップマイコン1に接続されるとともに、共通端子は
トランジスタ21のコレクタ端子に接続される。また、
トランジスタ21の各ベース端子はワンチップマイコン
1に接続され、該ワンチップマイコン1の出力に基づい
て例えば+5Vの電源電圧を各表示器18の共通端子に
供給するようになっている。また、操作スイッチ19
は、上記各コレクタ端子とワンチップマイコン1との間
に介挿され、その操作がワンチップマイコン1に入力さ
れるようになっている。
【0015】図2は、上記操作パネル17の構成を示す
平面図である。この図において、符号19aは、こて先
2の設定温度等を入力する数値入力スイッチであり、該
数値入力スイッチ19aから入力された設定温度は設定
数値表示器18aに表示される。19bは設定数値表示
器18aに表示される設定温度の桁移動を操作する表示
桁移動スイッチ、19cは数値入力スイッチ19aの入
力モードを切り換えるパラメータ切換スイッチ、19d
は上記設定温度の保持状態(キーロック設定状態)と解
除状態(キーロック解除状態)とを切り換えるキーロッ
クスイッチ、18bはキーロック設定状態とされると点
灯するキーロック設定ランプである。
【0016】さらに、符号18cは温度センサ4から出
力された測定温度を表示する測定温度表示器、18dは
上記ヒータ3への通電時に点灯されるヒータ通電表示
器、18eは上記測定温度が数値入力スイッチ19aに
よる設定範囲を逸脱した場合あるいは該設定範囲内の場
合に点灯するアラームランプ、18fは当該ハンダごて
装置の動作モードがオートチューニングモードの場合に
点滅するオートチューニングランプ、18gは動作モー
ドがスリープモードの場合に点灯するスリープ設定ラン
プである。
【0017】当該ハンダごて装置は、入力モードの1つ
として、ヒータ3の制御方式の切換モードを有してお
り、上記パラメータ切換スイッチ19cを操作すること
によりPID制御方式あるいはP制御方式のいずれかの
温度制御方式を選択できるように構成されている。ま
た、測定温度に基づいて一定時間に亘って使用されない
状態を検出すると、通常使用状態におけるこて先2の設
定温度(通常設定温度)よりも低い設定温度(スリープ
設定温度)の省電力状態(スリープ状態)に移行させて
電力消費量を抑えるように構成されており、該スリープ
状態に移行するとスリープランプ18hが点灯されるよ
うになっている。
【0018】また、上記図1において、符号22は発振
回路であり、ワンチップマイコン1の基本クロックを発
生する。23はリセットスイッチであり、ワンチップマ
イコン1を初期化するためのものである。
【0019】符号24はEEPROM(電気的書き込み
消去可能メモリ)であり、例えば制御定数としてPID
制御方式(比例積分微分制御方式)における比例定数
(P1)と積分定数と微分定数とを記憶すると共に、P
制御方式(比例制御方式)における比例定数(P2)を
記憶する。また、このEEPROM24は、上記キーロ
ック設定状態とキーロック解除状態および電源を切った
時のヒータ3の制御方式等をも記憶するように構成され
ている。
【0020】次に、図3に示すフローチャートおよび図
4に示すこて先2の温度変化特性を参照し、こて先温度
制御動作について説明する。なお、当該ハンダごて装置
を使用するに際し、こて先2の設定温度は上記通常設定
温度とスリープ設定温度とが予めEEPROM24に記
憶される。
【0021】電源が投入されると、ワンチップマイコン
1は、こて先2の温度制御にかかわる初期設定を行う
(ステップS1)。すなわち、前回に電源を切った時の
各種設定値がEEPROM24から読み出されて初期設
定される。この場合、前回にPID制御の状態で電源が
切られた場合は、PID制御に係わる比例定数(P1)
と積分定数と微分定数及び上記通常設定温度やスリープ
設定温度が初期設定され、一方、P制御の状態で前回に
電源が切られた場合にはP制御に係わる比例定数(P
2)及びそのときの通常設定温度やスリープ設定温度が
初期設定される。なお、PID制御に係わる比例定数
(P1)と積分定数と微分定数が初期設定されたものと
して、以下の説明を行う。
【0022】このようにして初期設定が行われると、こ
て先2を加熱するヒータ3は、通常設定温度と温度セン
サ4によって検出された測定温度との差に基づいてPI
D制御される。すなわち、ヒータ3は、上記PID制御
に係わる比例定数(P1)と積分定数と微分定数によっ
て制御特性が規定されて通電が制御される(ステップS
2)。
【0023】続いて、パラメータ切換スイッチ19cの
操作によってイニシャルモード(各種設定の初期化モー
ド)あるいは上記通常設定温度やスリープ設定温度の再
設定が指示されたか否かが判断される(ステップS
3)。そして、この判断が「NO」の場合は、ステップ
S2において引き続きヒータ3をPID制御することに
よりこて先2の温度制御を行う。
【0024】一方、ステップS3における判断が「YE
S」の場合には、ステップS4の処理が実行されてイニ
シャルモードの指示があったか否かが再度判断される。
そして、この判断が「NO」の場合は、例えばステップ
S5において通常設定温度あるいはスリープ設定温度等
が数値入力スイッチ19aから入力された値に再設定さ
れ、当該ステップS5において再設定された通常設定温
度あるいはスリープ設定温度に基づいてヒータ3がPI
D制御される。
【0025】なお、この判断が「YES」すなわちイニ
シャルモードが指示された場合には、ステップS6にお
いてパラメータ切換スイッチ19cの操作によってPI
D制御方式とP制御方式との切り換え指示があったか否
かが判断される。そして、「PID」が指示された場合
はステップS7の処理が実行され、「P」が指示された
場合にはステップS8の処理が実行される。
【0026】例えば、「PID」が指示された場合、ス
テップS7においてPID制御用の制御定数すなわち上
述した比例定数(P1)と積分定数と微分定数が再設定
される。そして、当該制御定数に基づいて上記ステップ
S2においてこて先2の温度制御が行われる。
【0027】一方、「P」が指示された場合、ステップ
S8においてP制御用の制御定数すなわち比例定数(P
2)が設定される。そして、ヒータ3をP制御によって
制御した場合、定常状態における温度に上記通常設定温
度に対するオフセットが生じるので、該オフセットの補
正が行われる(ステップS9)。
【0028】このオフセットの補正量は、ヒータ3の熱
容量及び該ヒーター3の通電に対する温度特性によって
異なるので、予めこれらの要素を考慮して当該ハンダご
て装置のオフセットの補正量が決定されてROMに記憶
される。そして、該補正量を通常設定温度に加算した温
度を目標温度とすることにより、定常状態におけるこて
先2の温度を通常設定温度とするようにヒータ3への通
電が制御される。
【0029】このようなハンダごて装置によれば、作業
者はハンダ付け作業の内容に応じてヒータ3の制御方式
をPID制御方式あるいはP制御方式のいずれかに選択
することができる。
【0030】ここで、図4は、このようなPID制御お
よびP制御におけるこて先温度の変化特性を示したもの
である。この図に示すように、PID制御の場合、作業
中におけるこて先2の温度は、比較的追従性良く通常設
定温度となるように制御されるが、作業を中断した場合
にオーバーシュートを生じて通常設定温度以上に跳ね上
がる。一方、P制御の場合、作業中におけるこて先2の
温度の追従性は良好ではないが、作業を中断した場合に
オーバーシュートを生じることなく通常設定温度に収束
する。
【0031】したがって、PID制御の場合は、作業を
中断した場合にこて先2の温度が通常設定温度に収束す
るまでに時間を要するので、こて先2の温度が通常設定
温度以上の状態におけるハンダ付けが好ましくないよう
なハンダ付け作業の場合にはP制御方式を選択すること
によって速やかに次の作業を行うことができる。なお、
作業中断後にある一定時間連続して使用中止状態が検出
されると、当該ハンダごて装置の動作モードはスリープ
状態に移行し、こて先2の温度がスリープ設定温度とな
るようにヒータ3は制御される。
【0032】なお、上記実施形態では制御プログラムに
よってこて先2の温度を制御するように構成している
が、制御のアルゴリズムは上記フローチャートに限定さ
れるものではなく、また本願発明はこのようなソフトウ
エア的な手段に限定されるものではなくハードウエア的
な手段によって上述の制御を実現しても良い。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わるハ
ンダごて装置によれば、以下のような効果を奏する。 (1)温度制御手段が操作子の操作に応じてヒータへの
通電制御を比例積分微分制御と比例制御とに切り換える
ように構成されるので、ハンダ付け作業の内容に応じて
比例積分微分制御と比例制御とを選択することにより、
ハンダ付け作業の作業効率を向上させることができる。
例えば、比例積分微分制御では、ハンダ付け作業を中断
した場合等に、こて先の温度が目標温度以上に跳ね上が
るような現象が生じて目標温度に収束するまでに時間を
要するため、目標温度以上でのハンダ付けが好ましくな
いようなハンダ付け作業の場合には作業性が悪い。しか
し、このような場合には、当該ハンダごて装置を比例制
御状態とすることによりこて先の温度の跳ね上がりを防
止することができるのでハンダ付け作業の作業性を改善
することができる。 (2)ヒータが比例制御される場合に設定温度は定常温
度偏差を打ち消すようにオフセットされるので、比例制
御に必然的に伴う定常温度偏差の影響を排除してこて先
の温度が設定温度となるように制御することができる。 (3)測定温度に基づいて一定時間に亘る使用中断が判
断された場合に設定温度が低下されるので、電力消費量
を抑えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わるハンダごて装置の一実施形態を
示す回路図である。
【図2】本発明に係わるハンダごて装置における操作パ
ネルの構成例を示す平面図である。
【図3】本発明に係わるハンダごて装置の動作を示すフ
ローチャートである。
【図4】本発明に係わるハンダごて装置のこて先温度の
変化特性を示すグラフである。
【符号の説明】 1 ワンチップマイコン 2 こて先 3 ヒータ 4 温度センサ 5 電源トランス 6 サイリスタ 7 ゼロクロス検出器 8 電源回路 9、11 増幅器 10 マルチプレクサ 12 サーミスタ 13 A/Dコンバータ 14 スイッチ 15 ブザー 16 バッファアンプ 17 操作パネル 18 表示器 19 操作スイッチ 20 バッファ 21 トランジスタ 22 発振回路 23 リセットスイッチ 24 EEPROM

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 こて先の設定温度を入力する温度設定手
    段と、こて先の温度を検出して測定温度として出力する
    温度検出手段と、設定温度に対する測定温度の偏差に基
    づいてこて先を加熱するヒータへの通電を制御する温度
    制御手段とを具備するハンダごて装置において、 前記温度制御手段は、操作子の操作に応じてヒータへの
    通電制御を比例積分微分制御と比例制御とに切り換える
    ことを特徴とするハンダごて装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のハンダごて装置におい
    て、ヒータへの通電制御が比例制御によって行われる場
    合、温度制御手段は定常温度偏差を打ち消すように設定
    温度をオフセットさせることを特徴とするハンダごて装
    置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載のハンダごて装置
    において、温度制御手段は、一定時間に亘る使用中断を
    測定温度に基づいて判断した場合、設定温度を低下させ
    ることを特徴とするハンダごて装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008254013A (ja) * 2007-04-03 2008-10-23 Nippon Avionics Co Ltd パルスヒート電源
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JP2019155461A (ja) * 2018-03-16 2019-09-19 株式会社パラット 半田付け装置、および半田付け装置用ノズル
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