专利名称：热压的温度控制法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热压的温度控制法，其使用蒸汽、热油或水等热媒来进行热板的温度控制。
如前述的先前技艺的温度控制法方面，在维持工序18般的温度设定模式的工序上，其设定值和实测值之间无偏差、且可安定控制；然而在升温工序17及冷却工序19般的温度设定模式的工序上，其设定值和实测值之间却会产生偏差。
而前述维持工序18随时间经过温度仍维持一定的工序；升温工序17及冷却工序19随着时间经过温度产生变化的工序。尤其是温度设定模式的温度变化大的情形(亦即温度起伏大的情形)，实测值的变化会落后于设定值；在升温工序17及冷却工序19与维持工序18进行切换之际，会产生实测值的超前或落后的现象。
发生上述现象的可能理由如下亦即，热媒为热油或水的情形，热媒的流速越快，则热交换越好，提升温度的精确度。但如为了提高热媒的流速，就必须使用高价的大型泵，想一味地提高流速的话，则在成本上所费太高。此外，从控制阀23到热板4的热媒通路上，设有大口径配管及入口歧管5等；要等待残留于其中的热媒完全通过热板4，则会导致控制作业变得迟缓。
当检测器设置于出口歧管8的情形时，前述问题较为明显；因此，可把检测器的位置变更到入口歧管5来进行控制，然而这却也会引发其它的问题。亦即，热媒在流入热板4之前，热媒温度是被控制成和设定值一致的，随着被加工物的大小、材质的种类会使热容量产生变化，热板的温度也跟着变化。此外，即使被加工物的大小、材质相同，当所有热板间未承载被加工物时，按照被加工物的减少量，热容量也减小，使得热板的温度呈现上升趋势。
再者，今日在加工物的成形上被要求具有前所未有的急速冷却速度。像这样的控制，如利用热媒温度来进行反馈控制的话则属于间接式的控制，因此会使控制作业变得迟缓。在这种状态下，虽可采取以热板温度的反馈控制来进行直接式控制，但在其热媒控制系统上却极难以将全程安定地进行控制。
换言之，本发明采取如下的反馈控制从入口歧管内的热媒、出口歧管内的热媒及热板的中检测出任意两个温度，并使如下所述的温度值与热板的温度设定模式一致；而该温度值是指，根据温度设定模式把前述两个温度进行切换选择后的温度值；或是，在前述三个温度中至少检测出两个温度，并根据预先设定的百分比将之进行加权平均所求出的温度值。而前述入口歧管用于把热媒分配、供应给各热板；前述出口歧管用于收集热管所排出的热媒。
根据前述方法，本发明包含合乎控制工序需求的控制回路，可在任何工序上实现精确度良好的温度控制作业；而该控制回路包含最适当的温度检测部。
图2控制装置的设定画面，其显示在热媒的温度控制回路中各检测器的百分比及PID常数；而该热媒的温度控制回路用于将热板进行温度控制。
本发明的热压装置在先前技艺的热压装置1上设置了入口歧管5、出口歧管8及热板4；并在前述各部分分别设置检测器6、检测器9以及检测器11～14。入口歧管5及出口歧管8为圆柱状容器，其分别与多个热板4的两端面及耐热可弯曲管连接。在入口歧管5方面有一个入口，该入口与来自控制阀23的配管连接，而从该入口流入的已被温度调节的热媒被均匀地分配、供应到热媒通路中。而该热媒通路从前述多条可弯曲管往热板4穿设。在出口歧管8方面有一个出口，该出口与通往热媒源24的配管连接；而从各热板4流出的热媒在出口歧管8内被收集，并从前述出口排出。
检测器6及检测器9为温度或压力的检测器，其在入口歧管5及出口歧管8的较高的位置以贯穿壁面方式设置；其可检测出热媒的平均温度及压力，而该热媒被供应给各热板4。如果热媒为热油或水的情形，则检测器6、9使用含热电偶及测温阻抗体的温度检测器；如果热媒为蒸汽的情形，则检测器6、9使用蒸汽压力检测器，其信号被输入控制装置22，且被变换为与蒸汽压力对应的温度信号，而成为温度控制的反馈信号。
检测器11、12、13及14包含热电偶；各检测器埋设于各热板4的侧面，可直接检测热板4的温度。检测器11、12、13及14的热板温度信号15被输入控制装置22并被平均为一个温度值，而成为热板的温度控制的反馈信号。依照状况而定，也可以不将检测器11、12、13或14全部设于所有热板4上；亦即，在仅用一个或多个检测器即可检测出平均温度的状况下，则可省略其中一部分。
控制装置22由一般所知的微处理器等所构成；其用于设定设定值并对执行组件输出经演算。扩大后的信号，其目的为，执行热压装置1的动作、推压力的控制与热板的温度控制。16用于设定热板温度的温度设定模式，该热板温度属于被加工物成形的一连串工序中；且该温度设定模式显示于CRT或液晶显示装置面板等的显示部上，而该CRT或液晶显示装置即为控制装置22的人机器接口。温度设定模式16主要包含升温工序17、维持工序18及冷却工序19；其可以把热媒(热板4)的温度设定为任意的曲线形状；而该热媒温度随时间经过而产生变化。检测器6、9所发出的信号或压力信号7、10及热板温度信号15被输入控制装置22，并在演算部20变换为温度信号后，则根据温度的百分比被加权平均而成为温度值；而该温度的百分比如图2所示的工序及温度设定范围对应。来自温度设定模式16的温度设定信号与该温度值进行比对，并根据图2所设定的PID常数进行反馈演算，接着，扩大器21将电流扩大来驱动控制阀23。而前述温度设定信号随时间经过而被输出。
控制阀23利用如流量隔片阀及三方阀等方式来调节开度或流路；其功能为，针对供应给热板4的热媒压力及流量进行调节，并控制热板4的温度。热媒源24一温度调节器，其包含锅炉或加热器、冷却器及泵；其与控制阀23进行互动，来压送用于控制热板4的温度的热媒。
图2所示控制装置22的显示部所显示的画面之一例，其显示热媒的温度控制回路中的各检测器的百分比及PID常数；而该热媒的温度控制回路用于将热板进行温度控制。温度设定模式分成升温工序、维持工序及冷却工序；各工序分别将其温度设定范围以可任意设定的值分割成三部分；亦即，在被分割成九部分的温度设定模式的分节中，各分节都可设定其温度的百分比和控制常数。
在温度的百分比方面，分成入口歧管5的温度、热板4的温度及出口歧管8的温度，且分别依照其各自在反馈控制的贡献度来进行设定，而三者的合计共100％。就基本的设定方式而言，把入口歧管5的温度的百分比设定得较小，除了在冷却工序的低温状态之外，其余都设定为10％左右。在热板4的温度的百分比方面，由升温工序到维持工序，按照温度设定值越高者设定越高的百分比；尤其在冷却工序的低温状态时，也可以设定为100％。出口歧管8的温度的百分比方面与热板4的温度的百分比刚好相反，由升温工序到维持工序，按照温度设定值越高者设定越低的百分比。此外，如前所述，入口歧管5的温度的百分比通常较小，因此也可在除去低入口歧管5的温度后，把其它两个温度进行加权平均来获得温度值。依照前述方式所设定的入口歧管5的温度、热板4的温度及出口歧管8的温度之中的至少两个温度，在演算部20上被加权平均算出而成为温度值。
控制常数包含P(比率常数)、I(积分常数)、D(微分常数)。P也称为反馈控制的获得，比例带的宽度以控制区域的％来设定。因此P的数值越小，则获得越高。I以秒数来设定积分时间，设定值与实测值的偏差在该时间中积分得到修正值。D以秒数来设定微分时间，设定值与实测值的偏差的变化量在该时间中微分得到修正值。就一般的设定方式而言，P在升温工序和维持工序方面，如温度设定值越高则越小；而在冷却工序方面则相反，如温度设定值越小则越小。而I与D与温度设定模式的分节无关，维持概略的一定值即可。
而热媒如为蒸汽的情形，则蒸汽压检测器设置于入口歧管5。其原因为，如把检测器设置于出口歧管8，则在出口歧管8之处会有一部分蒸汽凝结为水，因检测器离控制阀23较远，故控制起来不易；所以检测器采用6及11～14。因此该场合的温度的百分比的设定，使入口歧管5的蒸汽压力(温度)和热板4的温度合计为100％，并以加权平均方式求出温度值。
此外，就其它的实施例而言，不必如图2般根据温度的百分比采取加权平均的高级演算，改以简易的方法也可获得本发明的效果。其通过对热媒进行如下的反馈控制来达成从入口歧管5内的热媒、出口歧管8内的热媒及热板之中，检测出任意两个温度，并在演算部20进行如下温度的切换选择，使所选择的温度值与温度设定模式者一致。该温度的切换选择指，把前述二个温度中的一个切换选择为在温度设定模式中按各工序预先设定好的任一个。而该入口歧管5用于把热媒分配、供应给各热板；出口歧管8用于收集从热板4所排出的热媒。在该控制中的温度的切换。选择，以如下方式进行譬如在图2的温度设定模式中，在入口歧管5内的热媒、出口歧管8内的热媒及热板之中的任意的二个温度方面，按温度设定模式的每个分节设定成0％和100％的其中一种组合。
换言之，即使不使用高价的软件，而使用泛用型的温度调节器，且热媒使用热油或水的情况下，譬如，在升温。维持工序上仅以出口歧管8的温度进行反馈控制，在冷却工序上仅以热板4的温度进行反馈控制；如采取前述的检测器的切换。选择及控制方式，则与向来仅以出口歧管8的温度进行全程反馈控制者相较，可获得更接近温度设定模式的优良冷却特性。
本发明的实施方式如上所述，根据温度设定模式的分节，最适当的检测器会考虑其百分比并进行选择，根据该选择或被加权平均的温度值来实施反馈控制。其结果为，热板温度与温度设定模式之间无偏差地得到控制，此外，也不会发生超前或落后的现象，因此被加工物可以安定成形，降低产品不良率，并提高生产力。
权利要求
1.一种热压的温度控制法，其包含热板，其受热媒的温度控制；及推压装置，其用于推压被加工物，而该被加工物承载于热板上；其特征在于从入口歧管内的热媒、出口歧管内的热媒及热板之中检测出任意两个温度，并根据温度设定模式把前述两个温度进行切换选择后，使所选择的温度值与热板的温度设定模式一致；而前述入口歧管用于把热媒分配、供应给各热板；前述出口歧管用于收集热管所排出的热媒。
2.一种热压的温度控制法，其包含热板，其受热媒的温度控制；及推压装置，其用于推压被加工物，而该被加工物承载于热板上；其特征在于从入口歧管内的热媒、出口歧管内的热媒及热板之中检测出任意两个温度，并根据预先设定的百分比将之进行加权平均求出温度值，使该温度值与热板的温度设定模式一致；而前述入口歧管用于把热媒分配、供应给各热板；前述出口歧管用于收集热管所排出的热媒。
3.如权利要求2所述热压的温度控制法，其特征在于入口歧管内的热媒温度、出口歧管内的热媒温度及热板温度的前述百分比，可根据热板的温度设定模式的各工序而设定不同的值。
4.如权利要求3所述热压的温度控制法，其特征在于入口歧管内的热媒温度、出口歧管内的热媒温度及热板温度的前述百分比，可根据温度设定范围而设定不同的值；而该温度设定范围依照热板的温度设定模式的各工序而设定。
5.如权利要求4所述热压的温度控制法，其特征在于前述反馈控制的PID常数可根据温度设定范围而设定不同的值；而该温度设定范围依照热板的温度设定模式的各工序而设定。
全文摘要
在先前技艺的控制方法上，热板温度与温度设定模式之间会产生大的偏差，也会发生超前或落后的现象，因此被加工物难以安定成形，产品不良率增加，而且生产力低落。本发明采取如下的反馈控制从入口歧管内的热媒、出口歧管内的热媒及热板之中检测出任意两个温度，并使如下所述的温度值与热板的温度设定模式一致；而该温度值是指，根据温度设定模式把前述两个温度进行切换选择后的温度值；或是，在前述三个温度中至少检测出两个温度，并根据预先设定的百分比将之进行加权平均所求出的温度值。而前述入口歧管用于把热媒分配、供应给各热板；前述出口歧管用于收集热管所排出的热媒。
文档编号B30B15/06GK1420404SQ0212952
公开日2003年5月28日 申请日期2002年9月12日 优先权日2001年11月20日
发明者矶部幸吉, 鳄部和久 申请人:株式会社名机制作所