JP2008040647A - 温度制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】金型等の対象物の、任意部位の温度を簡易に測定して温度制御することができる温度制御装置を提供する。
【解決手段】金型１１の画像データ２ａを得るサーモビュア２を備え、コンピュータ３は予め定められた金型１１の最適温度分布画像中に所定の関心領域を設定するとともに、画像データ２ａ内の上記関心領域に対応する画像領域の温度分布と上記関心領域の最適温度分布との差を温度差分として演算する。コンピュータ３は、算出された温度差分が、閾値を越えるか否かに応じて冷却手段の冷却量を変更して金型１１の必要部の温度を最適温度に維持する。
【選択図】 図１

Description

本発明は温度制御装置に関し、特に、金型各部の温度を適正に制御するのに好適に使用できる温度制御装置に関する。

成形時のはりつき等の不具合を回避し、成形品の形状寸法精度を維持する等のために成形用金型の温度を適正に維持する必要があり、例えば特許文献１には、金型を加熱するカートリッジヒータと温度測定用の熱電対を設けた温度制御装置が示されている。
特開２００５−１１１７００

しかし、上記従来の温度制御装置は、温度測定に熱電対を使用しているために、金型への設置に手間を要するとともに、測定部位を簡易に変更することができないという問題があった。

そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、金型等の対象物の、任意部位の温度を簡易に測定して温度制御することができる温度制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、対象物（１１）の温度分布画像（２ａ）を得る赤外線撮像手段（２）と、予め定められた対象物（１１）の最適温度分布画像中に所定の関心領域（Ｘ）を設定する関心領域設定手段（３）と、前記温度分布画像内の前記関心領域（Ｘ）に対応する画像領域の温度分布と前記関心領域（Ｘ）の最適温度分布との差を温度差分として演算する温度差分演算手段（３、ステップ１０５）と、閾値を設定する閾値設定手段（３）と、前記対象物（１１）の、前記関心領域（Ｘ）に対応した部分に設けられた加熱手段ないし冷却手段と、前記算出された温度差分が、前記閾値を越えるか否かに応じて前記加熱手段ないし冷却手段の加熱量ないし冷却量を変更して前記対象物部分の温度を最適温度に維持する温度制御手段（３）とを備えている。

本発明においては、赤外線撮像手段を使用することにより対象物の温度を簡易に測定できるとともに、関心領域設定手段によって対象物の温度測定部位を簡易かつ任意に変更して、当該部位の温度制御を良好に行うことができる。

なお、上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以上のように、本発明の温度制御装置によれば、金型等の対象物の、任意部位の温度を簡易に測定して温度制御することができる。

図１には温度制御装置のハード構成を示す。図１において、加工設備１には金型１１が含まれており、撮像手段たるサーモビュア２が金型１１に向けて設置されている。そして、金型１１表面の温度分布に応じた情報を有する画像データ２ａが、サーモビュア２から、温度制御手段を構成するコンピュータ３に入力されている。コンピュータ３は後述する手順で冷却出力値３ａを得ると、これを、冷却手段を構成するシーケンサ４に出力する。シーケンサ４は上記冷却出力値３ａに応じて、金型１１の、後述する関心領域に対応する各部分へ冷却水を供給するための冷却水供給バルブ（図示略）の開度を変更するような制御指令信号４ａを加工設備１に対し出力する。

一方、加工設備１からは所定のタイミング信号１ａが出力され、これはシーケンサ４を介してコンピュータ３に入力される。コンピュータ３はタイミング信号１ａに基づいて所定のタイミングでサーモビュア２に対して撮影信号３ａを出力する。撮影信号３ａを受け取ると、サーモビュア２はこの時に得られた上記画像データ２ａをコンピュータ３へ出力する。

図２には、温度制御を開始するのに先立って関心領域の設定を行うためのコンピュータ３のディスプレイ画面を示す。画面上には温度制御対象である金型１１表面の、最適温度分布を濃淡で示した（実際には色温度のカラー画像である）マスタ画像が表示されており、マスタ画像上にマウスを使用して適当な大きさの矩形の関心領域Ｘを設定する。各関心領域Ｘには、設定された順に自動的に番号が付され、本実施形態では１０個まで設定することができる。

図３には、さらに他の設定を行うためのコンピュータのディスプレイ画面を示す。図３において、上記画面の設定領域Ａは「トリガー１」〜「トリガー４」の有効無効をチェックマークの入力の有無によって設定する領域である。この「トリガー１」〜「トリガー４」を適宜選択することで、一定周期で出力される上記タイミング信号１ａに基づいて、撮影信号３ａをサーモビュア２へ出力するタイミングが決定される。

ディスプレイ画面の設定領域Ｂは、既述のようにマスタ画像上で設定された複数の上記関心領域Ｘの、各々の有効無効をチェックマークの入力の有無によって設定する領域である。

ディスプレイ画面の設定領域Ｃでは、有効となった各関心領域Ｘについて、マスタ画像（図２）における当該関心領域Ｘの平均温度と、画像データ２ａにおける当該関心領域Ｘに対応する画像領域の平均温度との差を温度差分として、当該温度差分のレベルを各枠５１内に設定するとともに、設定された温度差分レベルを上記温度差分が超えたときの冷却出力値３ａを各枠内５２に設定する。なお、当該設定領域Ｃにおける「基準温度」は各温度差分レベルのオフセット量を設定するものである。

以下、図４を参照しつつ、コンピュータ３における温度制御手順を説明する。図４において、タイミング信号３ａの入力を確認し（ステップ１０１）、適宜選択された上記「トリガー１」〜「トリガー４」のタイミングで撮影信号３ａをサーモビュア２へ出力する（ステップ１０２）。そして、この時サーモビュア２で得られた画像データ２ａ（図５）を入力して（ステップ１０３）、既述のように予め有効設定（図３）された各関心領域Ｘ（図２）に対応する画像データ２ａ中の画像領域の平均温度を演算する（ステップ１０４）。次に、算出された各画像領域の平均温度と、各画像領域に対応するマスタ画像の関心領域Ｘの平均温度との差を、各画像領域Ｙ（図６）について温度差分として算出する（ステップ１０５）。

ステップ１０６では、算出された上記各画像領域Ｙの平均温度が異常閾値を越えたか否か判定し、越えている場合には温度異常として設備停止指令信号３ｂ（図１）を出力する（ステップ１０７）。これにより、シーケンサ４を介して加工設備１が停止させられる。ステップ１０６で平均温度が異常閾値以下であれば、各関心領域に相当する金型１１部分を判定して（ステップ１０８）、当該金型１１部分の温度を最適温度にすべく、上記算出された温度差分と温度差分レベル（図３参照）を比較してこれに応じた冷却出力値３ａを出力する（ステップ１０９）。シーケンサ４は冷却出力値３ａに応じて、当該関心領域に相当する金型１１部分へ冷却水を供給するための冷却水供給バルブの開度を変更する制御指令信号４ａを出力する。

以上の処理手順が、選択された上記「トリガー１」〜「トリガー４」のタイミングで繰り返され、金型１１各部の温度が最適温度に維持される。なお、本発明の制御対象は金型に限られない。この場合は、冷却出力値３ａや冷却手段に代えて、あるいはこれに加えて、加熱出力値や加熱手段を使用することができる。

温度制御装置のハード構成を示すブロック図である。 関心領域が設定されたマスタ画像を表示するコンピュータのディスプレイ画面の正面図である。 種々の設定を行うためのコンピュータのディスプレイ画面の正面図である。 コンピュータにおける処理手順を示すフローチャートである。 サーモビュアで得られた画像データを表示するコンピュータのディスプレイ画面の正面図である。 各関心領域に対応する各領域について温度差分が算出された画像データを表示するコンピュータのディスプレイ画面の正面図である。

符号の説明

１…加工設備、１１…金型（対象物）、２…サーモビュア（赤外線撮像手段）、２ａ…画像データ（温度分布画像）、３…コンピュータ（関心領域設定手段、温度差分演算手段、閾値設定手段、温度制御手段）、Ｘ…関心領域。

Claims (1)

1. 対象物の温度分布画像を得る赤外線撮像手段と、予め定められた対象物の最適温度分布画像中に所定の関心領域を設定する関心領域設定手段と、前記関心領域に対応する前記温度分布画像内の領域の温度分布と前記関心領域の最適温度分布との差を温度差分として演算する温度差分演算手段と、閾値を設定する閾値設定手段と、前記対象物の、前記関心領域に対応した対象物部分に設けられた加熱手段ないし冷却手段と、前記関心領域に対応する画像領域について算出された温度差分が、前記閾値を越えるか否かに応じて前記加熱手段ないし冷却手段の加熱量ないし冷却量を変更して前記対象物部分の温度を最適温度に維持する温度制御手段とを備える温度制御装置。