專利名稱：控制傳送帶型熱處理器中工件的溫度響應(yīng)的方法與設(shè)備的制作方法
相關(guān)的申請(qǐng)本申請(qǐng)與美國(guó)專利申請(qǐng)09/404,572相關(guān)，后者于1999年9月23日遞交，標(biāo)題為“Method and Apparatus for Optimizing Control of aPart Temperature in a Conveyorized Thermal Processor(對(duì)傳送帶型熱處理器中工件的優(yōu)化控制的方法與設(shè)備)”，發(fā)明人為Steven ArthurSchultz和Philip C.Kazmierowicz及共同受讓人為KIC ThermalProfiling，INC.(公司名)。
典型地，在整個(gè)熱處理過程中，這些對(duì)流熱傳導(dǎo)室或區(qū)帶被設(shè)定在固定的控制溫度上。一個(gè)區(qū)帶可含有一個(gè)或幾個(gè)受控?zé)嵩?，每個(gè)熱元件又有一個(gè)相應(yīng)的控制監(jiān)視位置。熱元件的定義是，一個(gè)用于加熱的熱源或一個(gè)用于冷卻的熱換能器，它們都可以按命令來控制溫度。各個(gè)控制監(jiān)視位置處的指定溫度構(gòu)成了沿著回流爐的一條“控制溫度(分布)曲線”。工件的溫度暴露情況可以由每個(gè)區(qū)帶中的處理器空氣溫度和在每個(gè)區(qū)帶中的暴露時(shí)間來控制。沿著各個(gè)區(qū)帶的空氣溫度構(gòu)成了一條“處理器溫度(分布)曲線”。當(dāng)工件沿著傳送帶經(jīng)過回流爐時(shí)其各個(gè)瞬時(shí)溫度值將構(gòu)成所謂的“工件溫度曲線”，如果該曲線是根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)得到的，則可稱為“測(cè)量工件溫度曲線”。工件的溫度響應(yīng)必須滿足制造商的工件規(guī)范要求，其中包括已確定的容差范圍或相對(duì)目標(biāo)值的容差極限。當(dāng)測(cè)量值落在相應(yīng)的容差極限范圍內(nèi)時(shí)即為滿足規(guī)范。通過對(duì)爐子的操作來獲得溫度數(shù)據(jù)的處理(用于生成一條測(cè)量工件溫度曲線)可以稱作“測(cè)試處理”。
工件的溫度響應(yīng)可以這樣監(jiān)測(cè)到在把工件放入回流爐之前，把一個(gè)或幾個(gè)熱電偶(或其他接觸式測(cè)溫器件，如熱敏器件或熱敏電阻溫度探測(cè)器)安裝到工件或其相鄰位置上，或者用一個(gè)熱傳感器進(jìn)行遙測(cè)。另外，也可以用諸如紅外或光學(xué)掃描器等遙測(cè)裝置來測(cè)量工件的溫度響應(yīng)。熱電偶的測(cè)量結(jié)果可以通過連接電纜或無(wú)線發(fā)射器等傳送給一個(gè)數(shù)據(jù)獲取裝置。沿著傳送帶的溫度也可以用不同的方法測(cè)量，其中的兩個(gè)方法是(a)連結(jié)在傳送帶上(雖然并無(wú)熱接觸)的熱電偶，這樣熱電偶將隨工件一起運(yùn)動(dòng)，或者(b)一個(gè)其內(nèi)部設(shè)有多個(gè)熱電偶的固定控頭，它沿著爐子的長(zhǎng)度方向伸展，并鄰近于傳送帶。
諸如回流爐這樣的一個(gè)熱處理器可以被n個(gè)控制參數(shù)Cj(j＝1-n)調(diào)制。這些控制參數(shù)可以包括每個(gè)區(qū)帶處的爐子設(shè)定點(diǎn)溫度，傳送帶速度，工件的傳送帶密度(單位傳送帶長(zhǎng)度上的工件數(shù))，或者這些參數(shù)的組合以及在熱處理器操作時(shí)需直接調(diào)節(jié)或會(huì)產(chǎn)生間接影響的變量。對(duì)熱處理的其他物理影響有可能與環(huán)境溫度和濕度有關(guān)的初始條件，以及諸如對(duì)流率等難以直接測(cè)量的特性。這些因素可以統(tǒng)稱為不可控制的處理器參數(shù)。
作為熱處理器的一個(gè)例子，

圖1示出了一個(gè)回流爐的側(cè)視圖?；亓鳡t10有一個(gè)沿其長(zhǎng)度方向布置的傳送帶12，它從入口14向右移動(dòng)到出口16。爐子內(nèi)部可以分成用于熱處理的兩個(gè)或多個(gè)區(qū)帶。圖中示出了第一和第二區(qū)帶18a和18b。每個(gè)區(qū)帶都至少有一個(gè)加熱和/或冷卻元件20a和20b，還可以在它們附近設(shè)置一個(gè)或幾個(gè)監(jiān)視裝置22a和22b，用于監(jiān)視熱處理。這些監(jiān)視裝置22a和22b可以是熱電偶或熱敏器件。爐子10還可以有一個(gè)或幾個(gè)用來增強(qiáng)對(duì)流的循環(huán)風(fēng)扇24。傳送帶12可以用傳送帶馬達(dá)26a驅(qū)動(dòng)，風(fēng)扇可以用風(fēng)扇馬達(dá)26b驅(qū)動(dòng)。加熱和/或冷卻元件20a、20b以及馬達(dá)26a、26b的設(shè)定受一個(gè)控制站28的控制，該控制站從一個(gè)受操作員32或其他設(shè)備指令的接收器30接收設(shè)定輸入。每個(gè)控制參數(shù)都可以在輸入接收器30與控制參數(shù)之間的一個(gè)控制界面上被命令達(dá)到某個(gè)目標(biāo)條件。在圖1的例子中示出了一個(gè)第一區(qū)帶界面34a、一個(gè)第二區(qū)帶界面34b、一個(gè)傳送帶界面34c、和一個(gè)風(fēng)扇界面34d。這些控制參數(shù)可以用一個(gè)n維的向量C表示，其中各個(gè)維的值為Cj(j＝1-n)，每個(gè)控制參數(shù)由C1，C2，…，Cn中的一個(gè)來代表。在圖1例子中，n＝4。由設(shè)備的監(jiān)視控制性能，例如由監(jiān)視裝置22a和22b所得到的測(cè)量數(shù)據(jù)，可由一個(gè)數(shù)據(jù)獲取裝置36a接收并由一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)36b記錄。
熱處理器對(duì)控制參數(shù)設(shè)定的響應(yīng)可能不等于Cj值。處理器的響應(yīng)可以用一個(gè)類似于C’的n維向量C’來表示。其中C’的各個(gè)維的值為各個(gè)處理器參數(shù)。C’可以與各處理器參數(shù)同時(shí)測(cè)得并存儲(chǔ)?？刂茀?shù)C與處理器參數(shù)C’之間的相關(guān)性可能受到對(duì)流率，各區(qū)帶間的熱隔離情況、和熱元件達(dá)到目標(biāo)控制參數(shù)值的能力等因素的影響。在實(shí)踐中，處理器參數(shù)可能隨時(shí)間環(huán)繞某個(gè)局部的或過程中的平均C’起伏變化?？梢砸?guī)定或定義處理偏差的容差，當(dāng)超過了該容差時(shí)將使熱處理器停止工作。這種容差可以表達(dá)為控制參數(shù)與它們相應(yīng)的平均處理器參數(shù)之間的絕對(duì)差值|C-C’|j，j＝1-n。當(dāng)處理器經(jīng)過足夠的時(shí)間(t→0)使處理器參數(shù)達(dá)到熱平衡(假定控制參數(shù)保持固定值)，從而處理器參數(shù)C’只在一個(gè)規(guī)定的平衡范圍或容差范圍εcj內(nèi)變化時(shí)，可以期望差值|C-C’|j將在一個(gè)平衡范圍|C-C’|j·εcj之內(nèi)變化。
工件38，例如一塊印刷電路板，可以放置在爐子入口14處傳送帶12的上游處，準(zhǔn)備被傳送通過爐子10并經(jīng)出口16送出。變化時(shí)間的熱暴露可以這樣實(shí)現(xiàn)利用一系列相鄰的第一和第二區(qū)帶18a和18b，并使傳送帶的速度滿足工件在爐子10中的位置等于傳送帶速度乘上從工件到達(dá)入口處開始計(jì)算的時(shí)間這一要求。工件38的溫度可以用紅外或光學(xué)掃描器在遠(yuǎn)處監(jiān)測(cè)，或者用一個(gè)或幾個(gè)附著在工件上的諸如熱電偶40這樣的熱傳感器監(jiān)測(cè)。熱電偶40測(cè)得的工件溫度數(shù)據(jù)可以用直接連接或無(wú)線信號(hào)的方式傳送給數(shù)據(jù)獲取裝置36a并記錄到存儲(chǔ)介質(zhì)36b上。
可以向操作員32提供工件的溫度曲線規(guī)范42，使他能把工件的溫度曲線與規(guī)定的范圍相比較，并據(jù)此人工地調(diào)節(jié)控制站28上的控制參數(shù)。規(guī)定的范圍代表了計(jì)算得到的被選擇為表征工件熱處理特性的反饋參數(shù)所容許的極限范圍。這些反饋參數(shù)B1，B2，…，Bm或Bi(i＝1-m)可構(gòu)成一個(gè)m維的矢量B。一個(gè)測(cè)量的值相對(duì)于其規(guī)定范圍的中央值的偏差對(duì)應(yīng)于一個(gè)反饋指數(shù)，各個(gè)反饋指數(shù)中的最大值代表了熱處理的“處理窗口指數(shù)”S。
工件對(duì)于對(duì)流熱傳導(dǎo)環(huán)境的響應(yīng)主要取決于4個(gè)因素工件的初始溫度(由加注上標(biāo)O表示)，工件所暴露的環(huán)境中的環(huán)境溫度，取決于流體介質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)特性的對(duì)流系數(shù)，以及工件自身的物理性質(zhì)和材料性質(zhì)。在回流爐中，環(huán)境溫度隨著沿傳送帶路徑的距離變化，這使得沿該路徑運(yùn)動(dòng)的工件的溫度實(shí)際上是隨時(shí)間t變化的。對(duì)流條件可以用一個(gè)無(wú)量綱的量即Nusselt數(shù)Nu來表示。如本技術(shù)領(lǐng)域所眾知的，工件的瞬時(shí)響應(yīng)可以用另外兩個(gè)無(wú)量綱量表示Biot(比奧)數(shù)Bi和Fourier(傅里葉)數(shù)Fo。這三個(gè)無(wú)量綱量合起來可以當(dāng)作以下這些參數(shù)的函數(shù)來處理流體速度u(該參數(shù)又可能依賴于風(fēng)扇速度ω)，流體熱傳導(dǎo)介質(zhì)(在回流爐情形中是空氣)及工件(在許多應(yīng)用中為簡(jiǎn)單起見它可當(dāng)作是一個(gè)具有恒定性質(zhì)的物體)的熱導(dǎo)率k，流體(由加注下標(biāo)a表示)及工件(由加注下標(biāo)P表示)的密度ρ，以及流體和工件的熱容量c。于是工件的瞬時(shí)熱傳導(dǎo)響應(yīng)可以表示為式(1)所示的函數(shù)Tp(t)=f{Tpo,Tz(t),Nu,Bi,Fo}]]>=f{Tpo,Tz(t,Uc),u(ω),kp,ρP,Cp,ka,ρa,Ca,Xρ}--(1)]]>其中t為時(shí)間，Tp是隨時(shí)間變化的工件溫度，Tz是處理器(或熱源)的溫度，u是空氣流速，uc是傳送帶速度，Xp構(gòu)成了與工件液化面積和/或體積有關(guān)的工件的一個(gè)或幾個(gè)特征長(zhǎng)度。另一個(gè)與傳送帶速度有關(guān)的因素可能是傳送帶承載的工件密度。在某些情形中，工件的熱容量可能大到使得當(dāng)傳送帶上有幾個(gè)互相靠近的工件時(shí)將會(huì)吸收熱能，從而它們的溫度上升率將低于傳送帶上一個(gè)孤立工件的溫度上升率。這種情況可以借助傳送帶的一個(gè)工件裝載裝置來控制。
可以在以下幾個(gè)方面比較沿著回流爐長(zhǎng)度方向上的溫度變化、元件的指令溫度、測(cè)得的區(qū)帶溫度、測(cè)得的工件溫度響應(yīng)和相應(yīng)的工件規(guī)定范圍。圖2示出了沿著傳送帶路徑的溫度分布圖。圖中的縱坐標(biāo)50是溫度標(biāo)尺，橫坐標(biāo)52是沿傳送帶路徑的距離。第一區(qū)帶54a和第二區(qū)帶54b包含跨越了回流爐距離52這一部分的空間區(qū)域。圖中也畫出了每個(gè)區(qū)帶的控制溫度分布，該分布構(gòu)成了一條控制曲線56，它沿著距離軸52可能是分段連續(xù)的。測(cè)得的(或用其他方法確定的)鄰近于熱元件的處理器溫度構(gòu)成了處理器曲線58。在對(duì)流熱傳導(dǎo)的情況下，由于跨區(qū)帶的氣流和其他物理效應(yīng)，處理器曲線58上的處理器溫度往往要偏離控制典線56上的控制溫度一個(gè)小量。
工件的溫度響應(yīng)是基于在不同時(shí)間沿著爐子長(zhǎng)度方向的溫度測(cè)量得到的。通過乘上傳送帶速度與從工件進(jìn)入爐子的時(shí)刻算起的時(shí)間的乘積，這個(gè)響應(yīng)可以畫成為一條隨距離軸52的值變化的工件曲線60。相對(duì)于工件來說，空氣(爐子中的熱傳導(dǎo)介質(zhì))的熱導(dǎo)率比較低，熱量就是以這樣的熱導(dǎo)率從熱元件對(duì)流到工件表面上的。由于這個(gè)低的對(duì)流和由工件質(zhì)量決定的工件內(nèi)部熱容量，工件曲線60上的工件響應(yīng)溫度將滯后于對(duì)工件所暴露的區(qū)帶設(shè)定的控制溫度56。
工件溫度曲線60可以用來評(píng)估前面所提到的一些具體特征，以作為對(duì)應(yīng)于熱處理規(guī)范的反饋參數(shù)。例如，可以根據(jù)在一個(gè)選定的時(shí)間間隔62b內(nèi)溫度的增大量62a來確定最大溫度上升率62，其中所選時(shí)間間隔62b的溫度上升最好是比較平穩(wěn)的。此外，可以根據(jù)工件溫度曲線60上的最高測(cè)量值溫度來確定峰值工件溫度64。類似地，通過找出工件溫度曲線60中高于回流溫度66a的那段時(shí)間(從時(shí)間66b開始到最終時(shí)間66c結(jié)束)，就可以確定出回流時(shí)間間隔66，稱之為“高于回流時(shí)間”。這些反饋參數(shù)值可以與為了能進(jìn)行正確熱處理曲線必須滿足的規(guī)定范圍相比較。最大溫度上升率62可以與上升率范圍比較，后者規(guī)定的最小可接受上升率由68a示出，最大可接受上升率由68b示出。典型地，可以在一個(gè)窄的、規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)要求溫度上升率，并且這段時(shí)間間隔可以與某個(gè)特定的區(qū)帶聯(lián)系起來。峰值工件溫度64可以與峰值范圍相比較，后者規(guī)定了最小可接受峰值溫度70a和最大可接受峰值溫度70b。類似地，回流時(shí)間間隔66可以與回流時(shí)間范圍相比較。后者規(guī)定了最小可接受間隔72a和最大可接受間隔72b。這些反饋參數(shù)與相應(yīng)范圍的中央值愈接近，反饋指數(shù)就愈小，其中的最大者確定了下面將較詳細(xì)說明的處理窗口指數(shù)。
過去，典型的做法是，對(duì)回流熱處理的測(cè)試步驟包括讓一個(gè)操作員設(shè)定各個(gè)爐子控制，等待足夠的時(shí)間讓每個(gè)區(qū)帶中的處理器溫度達(dá)到熱平衡，設(shè)定傳送帶速度，以及使一個(gè)安裝好的工件通過爐子。熱平衡可以定義為這樣一種穩(wěn)態(tài)情況，其中處理器溫度已經(jīng)穩(wěn)定(最好是在相應(yīng)的控制參數(shù)值附近的一個(gè)規(guī)定的處理器偏差范圍之內(nèi))，并且其平均值不再隨時(shí)間變化。實(shí)踐中可以容許位在規(guī)定的處理器平衡范圍內(nèi)的小起伏。在對(duì)工件的目標(biāo)溫度與沿著爐子長(zhǎng)度的測(cè)量值進(jìn)行比較之后，操作員將猜測(cè)或估計(jì)應(yīng)對(duì)控制參數(shù)或傳送帶速度作出的改變量。然后，操作員將這些猜測(cè)付諸實(shí)現(xiàn)，并一再重復(fù)上述過程，直到目標(biāo)溫度值與測(cè)量溫度值的差值能減小到容許的工件響應(yīng)容差之內(nèi)。容許的容差構(gòu)成了該工件對(duì)目標(biāo)溫度曲線的可接受偏差。這就試探/誤差方法是耗時(shí)的，且需要有經(jīng)驗(yàn)的操作員來實(shí)施。
在對(duì)較早處理方法的一種改進(jìn)中，猜測(cè)的控制調(diào)節(jié)被一種由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的算法所替代，這種算法計(jì)算目標(biāo)與測(cè)量值之間的一條工件溫差曲線，并把這溫差曲線應(yīng)用于另一個(gè)算法，以提供對(duì)控制參數(shù)的一系列改變，從而讓測(cè)得的工件溫度曲線更接近于其目標(biāo)溫度曲線。通過相繼的迭代計(jì)算，有可能經(jīng)過2次到5次的嘗試(比試探/誤差法快)便可讓控制參數(shù)達(dá)到容許的工件響應(yīng)容差范圍內(nèi)。然而，該方法中所使用的算法需要有印刷電路板的材料性質(zhì)的知識(shí)和關(guān)于區(qū)帶內(nèi)空氣流性質(zhì)的信息，這就限制了該方法的實(shí)用性并使其實(shí)現(xiàn)變得復(fù)雜。
在對(duì)較早處理方法的一種改進(jìn)中，包含了反饋機(jī)制，該方法對(duì)基于測(cè)量的數(shù)據(jù)與一系列的規(guī)定容差進(jìn)行比較，以指明工件溫度響應(yīng)是否滿足工件制造商規(guī)定的要求。代表是否滿足要求的數(shù)字符號(hào)稱作“處理窗口指數(shù)”，它代表了工件溫度曲線的一種無(wú)量綱度量，用以表明工件曲線是否滿足制造商規(guī)定的要求。這為操作員提供了關(guān)于是否需要調(diào)節(jié)生產(chǎn)模式的熱處理的控制參數(shù)的一個(gè)定量指示。
處理窗口指數(shù)S是一個(gè)無(wú)量綱的正實(shí)數(shù)，它由一系列測(cè)量的或由測(cè)量導(dǎo)出的參數(shù)Bi(i＝1-m)描述，每個(gè)參數(shù)Bi都要與其容差范圍進(jìn)行比較，若要滿足要求，每個(gè)Bi的值都必須落在其容差范圍內(nèi)。這些測(cè)量的或者由測(cè)量導(dǎo)出的參數(shù)以下稱作計(jì)算反饋參數(shù)，它們形成了多個(gè)數(shù)據(jù)值。測(cè)量參數(shù)Bi的一個(gè)例子是工件沿著回流爐傳送帶移動(dòng)時(shí)的峰值溫度Tppeak。工件的峰值溫度可以在至少一個(gè)工件位置上測(cè)量，而典型地，為了監(jiān)視工件瞬時(shí)響應(yīng)的空間非均勻性，可以在幾個(gè)不同的工件位置上獲得多個(gè)溫度值。
由測(cè)量導(dǎo)出的測(cè)量參數(shù)Bi的一個(gè)例子是工件溫度隨時(shí)間的最大變化率，它可稱作工件溫度變化率，表示為·Tp/·t(符號(hào)·代表微分方程中的偏微分)。這種量典型地不是直接測(cè)得的，而是以離散的形式由在兩個(gè)不同時(shí)間測(cè)得的工件溫度之差除以這兩個(gè)測(cè)量時(shí)間之差來導(dǎo)出。典型地，工件的溫度變化率可被監(jiān)測(cè)，以使工件的物理畸變最小化和產(chǎn)品的生產(chǎn)率最大化，所以這個(gè)參數(shù)代表要監(jiān)測(cè)的一個(gè)重要參數(shù)。用于電子熱處理應(yīng)用的由測(cè)量導(dǎo)出的參數(shù)的另一個(gè)例子是“高于回流的時(shí)間”tar(Tp·liq)，它意味著工件溫度達(dá)到或超過焊劑液化溫度的時(shí)期，監(jiān)測(cè)這一高于回流的時(shí)間可以較好地使得焊劑有適當(dāng)?shù)囊夯?，從而使印刷電路板與其上安裝的元件之間有恰當(dāng)?shù)碾娺B接，同時(shí)又不會(huì)因過度地暴露于高溫而損壞印刷電路板。
容許的工件響應(yīng)容差范圍可以由它的極大值和極小值描述。處理窗口指數(shù)代表各個(gè)計(jì)算反饋參數(shù)中偏離該范圍最大的那個(gè)偏離量。于是處理窗口指數(shù)S可由式(2)表達(dá)S=max{|(Bi-βi+)|/βi-∀i=1,…m}---(2)]]>
其中 ＝(Bimax+Bimin)/2，為容差范圍的中央值， ＝(Bimax-Bimin)/2為容許的偏離于中央值的大小。符號(hào)代表“對(duì)于所有的…”。值Bimax和Bimin代表容許的反饋參數(shù)Bi偏離目標(biāo)值(典型為中央值 )的范圍的上限和下限。處理窗口指數(shù)是所有反饋參數(shù)中偏離其容差范圍最大者的偏離量的歸一化絕對(duì)值，顯示這個(gè)值時(shí)可以乘以100，以提供測(cè)試處理中所取的容差“窗口”大小的百分?jǐn)?shù)值。這是向操作者提供處理窗口指數(shù)的典型形式。為了滿足規(guī)范要求，這個(gè)用百分?jǐn)?shù)形式表示的處理窗口指數(shù)的絕對(duì)值應(yīng)該小于100。
居中能力比Cpk代表處理窗口指數(shù)的一個(gè)補(bǔ)充參數(shù)，同確定了基于規(guī)范要求的熱處理器曲線與工件溫度曲線的符合情況的處理窗口指數(shù)不同，居中能力比的數(shù)據(jù)偏離上下邊界范圍比較小。例如，若用Bimax表示第i個(gè)反饋參數(shù)容差范圍的下邊界，Bimax表示上邊界，Bi表示第i個(gè)反饋參數(shù)的數(shù)據(jù)平均值，σB表示標(biāo)準(zhǔn)偏差，則居中能力比可由式(3)表示Cpk＝min{(Bimax-Bi)/3σB，(Bi-Bimin)/3σB}(3)典型地，為了表明數(shù)據(jù)設(shè)有不希望的變化，希望Cpk的值等于或大于1.33。
在獲得處理窗口指數(shù)的過程中，包括諸如工件溫度曲線中的峰值上升率、工件溫度曲線中位于規(guī)定溫度范圍內(nèi)的時(shí)間長(zhǎng)度、和回流爐中的工件溫度曲線的峰值等參數(shù)在內(nèi)的計(jì)算反饋參數(shù)，是以上述歸一化的形式被進(jìn)行比較的。某些參數(shù)可能是回流爐某些局部的主要特性。例如，工件溫度上升率的峰值通常出現(xiàn)在開始處的區(qū)帶中，這是因?yàn)槠鸪跆幱谑覝氐墓ぜc工件首先遇到的前幾個(gè)回流爐區(qū)帶之間的溫度差通常高于已被部分加熱的工件與其后的高控制溫度區(qū)帶之間的溫度差。工件的峰值溫度則可能典型地出現(xiàn)在控制溫度設(shè)定得最高的回流處理的結(jié)束區(qū)帶處。
對(duì)處理窗口指數(shù)的檢測(cè)使得操作員可以確定是否需要調(diào)節(jié)熱處理的控制參數(shù)。然而，使處理窗口指數(shù)向較低值改善的解決方法并不是唯一的，所以操作員經(jīng)常需要根據(jù)一些具有任意性的準(zhǔn)則從幾種可選的方法中選出一個(gè)。讓操作員來輸入控制調(diào)節(jié)這個(gè)額外的要求將多了一個(gè)引入控制誤差的機(jī)會(huì)。
可以用一種預(yù)測(cè)方法來在缺乏測(cè)試數(shù)據(jù)(在測(cè)試處理中沒有得到這些數(shù)據(jù))的情況下確定工件的溫度響應(yīng)。圖3示出了通過測(cè)試處理得到的測(cè)量工件溫度曲線與處理器溫度曲線的離散溫度值之間的差值曲線，其中縱坐標(biāo)50為溫度坐標(biāo)，橫坐標(biāo)52為沿爐子長(zhǎng)度方向的距離。在該例子中，區(qū)帶54a和54b跨越了爐子距離。控制溫度對(duì)對(duì)應(yīng)于前兩個(gè)控制參數(shù)。圖中同時(shí)畫出的代表指令值的控制溫度曲線56、反映爐子響應(yīng)的處理器溫度曲線58、和表征工件對(duì)暴露于爐內(nèi)的熱響應(yīng)的工件溫度曲線60。可以沿著距離軸上的一些指定點(diǎn)對(duì)這些曲線采樣。對(duì)于一個(gè)具體的距離值82，或者對(duì)應(yīng)于時(shí)間ι，可以在工件溫度曲線60上選擇一個(gè)工件溫度點(diǎn)Tp(ι)80，對(duì)應(yīng)該點(diǎn)80的溫度值為84。在下一個(gè)時(shí)間ι+1，可以在距離88處選擇另一個(gè)工件溫度點(diǎn)Tp(ι+1)86，其溫度值為90。時(shí)間ι與ι+1之間的距離增量為92。與距離增量92對(duì)應(yīng)的工件溫度改變量(84與90之間的溫度差)可以當(dāng)作是工件響應(yīng)差94，即Tp(ι+1)-Tp(ι)。
在時(shí)間ι處也可以從處理器溫度曲線58上選擇一個(gè)處理器溫度點(diǎn)Tz(ι)96，它對(duì)應(yīng)于距離88和溫度值98。還可以在時(shí)間ι的這個(gè)距離88處確定出控制溫度Tc(ι)。時(shí)間ι(距離88)處的處理器溫度98與工件溫度84之間的差值為Tz(ι)-Tp(ι)，可被稱為熱驅(qū)動(dòng)差100。將響應(yīng)差94除以驅(qū)動(dòng)差100將得到溫度差比率Rt，它在時(shí)間τ處的表達(dá)式由式(4)表示Rt(ι)＝{Tp(ι+1)-Tp(ι)}/{Tz(ι)-Tp(ι)}(4)也可以用其他的公式來聯(lián)系工件溫度瞬時(shí)響應(yīng)和處理器與工件之間的溫度差。熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人們?nèi)菀桌斫饪梢杂卸喾N可選擇的關(guān)系式。
對(duì)于上面討論的例子，工件響應(yīng)溫度還依賴于作為第三個(gè)控制參數(shù)的傳送帶速度。傳送帶速度決定了工件在每個(gè)區(qū)帶內(nèi)的暴露時(shí)間。如果在測(cè)試處理和預(yù)測(cè)處理時(shí)有不同的傳送帶速度，則溫度差比率Rt應(yīng)乘上一個(gè)傳送帶速度比Rs，其定義是Rs＝[Uc/Uc’]b，其中Uc是測(cè)量熱處理期間的傳送帶速度，Uc’是響應(yīng)溫度預(yù)測(cè)時(shí)的新速度，b是冪指數(shù)。典型地，對(duì)于大量不同的電子工件來說，這個(gè)指數(shù)b可以為1。如果傳送帶速度比Rs在整個(gè)熱處理中是一個(gè)常數(shù)，它就可當(dāng)作一個(gè)標(biāo)量處理，這與通過對(duì)每個(gè)時(shí)間增量τ分別計(jì)算得到的溫度差比值Rt(ι)不同，在后述情形中它將由一個(gè)比值系列(矢量)來表示。
工件響應(yīng)溫度的另一個(gè)可控因素是風(fēng)扇速度，后者決定了對(duì)流熱傳導(dǎo)速率。雖然可以利用本技術(shù)領(lǐng)域眾知的解析工具來推導(dǎo)對(duì)流熱傳導(dǎo)系數(shù)，但這種技術(shù)典型地需要一些不確定度大和/或在熱處理器中比溫度難獲得的測(cè)量數(shù)據(jù)。所以，可以用能被控制和/或測(cè)量的三次采樣函數(shù)來近似工件溫度變化率與傳送帶速度之間的函數(shù)關(guān)系。例如，工件溫度沿?zé)崽幚砥鞯淖兓士梢杂檬?5)所示的一維關(guān)系式表示·Tp/·t＝f(Uc)＝η1Uc3+η2Uc2+η3Uc+η4(5)其中ω代表風(fēng)扇的角速度，f代表被定義得其一階和二階導(dǎo)數(shù)為連續(xù)的三次條樣關(guān)系，η為三次表達(dá)式中的系數(shù)，它們可以用本技術(shù)領(lǐng)域已知的方法解得。
另一個(gè)表征熱處理器特性的度量利用了區(qū)帶溫度與控制溫度之間的比較。這可表示為處理器比率Rz，其定義為區(qū)帶溫度與控制溫度(均取絕對(duì)溫度值，例如Rankine或Kelvin(開爾文)溫度值)，即Rz(ι)＝Tz(ι)/Tc(ι)，它可以對(duì)每個(gè)增量ι計(jì)算得到。雖然對(duì)于某一組條件在一個(gè)特定增量下處理器比率可能是穩(wěn)定的，但當(dāng)這組條件改變時(shí)處理器比率也將隨之改變，即使在達(dá)到了熱平衡之后，特別當(dāng)條件的改變極大地增大了各相鄰增量之間的差別時(shí)(例如跨越區(qū)帶時(shí))，情況也是如此。
當(dāng)完成了傳送帶速度Uc下的傳送帶型熱處理器中的測(cè)試處理的溫度差比率序列計(jì)算后，可以用預(yù)測(cè)處理來對(duì)不同的控制溫度曲線計(jì)算出工件溫度響應(yīng)曲線。預(yù)測(cè)處理的邊界條件可以是一個(gè)新的處理器溫度序列Tz’和/或一個(gè)新的傳送帶速度Uc’。工件溫度的初始值定義了初始條件(通常是環(huán)境條件)為Tp’(0)，也就是τ＝0時(shí)的溫度。然后對(duì)于后續(xù)的各個(gè)時(shí)間間隔可以由關(guān)系式(6)來確定預(yù)測(cè)的工件溫度響應(yīng)Tp’(ι+1)＝Tp’(ι)+{Tz’(ι)-Tp’(ι)}Rt(ι)Rs(6)如果新的傳送帶速度與測(cè)試傳送帶速度相同，則速度比率為1，在處理工件溫度關(guān)系時(shí)可以略去這一項(xiàng)。上述從ι＝0開始的這個(gè)由顯式表示的迭代計(jì)算可以確定出對(duì)于給定控制曲線的全部響應(yīng)溫度序列，這可以用稱之為AutoPredictTM的處理來實(shí)現(xiàn)。
目前的熱處理器控制的一個(gè)主要缺點(diǎn)是沒有對(duì)一些不可控制的影響參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償，這些參數(shù)例如可能改變處理器比率Rz的值，使得即使在保持控制參數(shù)固定的情況下，工件也將暴露在可能隨時(shí)間變化的熱環(huán)境中。這種復(fù)雜性增加了控制的不確定性，即“把一個(gè)選擇來提供能讓工件溫度響應(yīng)符合于規(guī)范的熱環(huán)境的特定控制序列控制得確實(shí)能達(dá)到這種目標(biāo)”的不確定性。
處理窗口指數(shù)、AutoPredict處理、以及過去開發(fā)的其他方法提供了關(guān)于規(guī)范符合程度的指示工具或預(yù)測(cè)了是否可以期望符合規(guī)范的指示，操作員可以以此作為操作指導(dǎo)。但是，目前尚沒有一種方法或機(jī)制能夠在一個(gè)或幾個(gè)工件通過熱處理器的時(shí)候或之后就可以把反饋和/或預(yù)測(cè)信息直接與控制參數(shù)設(shè)定的調(diào)節(jié)聯(lián)系起來。開發(fā)一種在標(biāo)定了熱處理器之后便能實(shí)現(xiàn)上述直接聯(lián)系的方法將會(huì)因免除了通過對(duì)工件的重復(fù)測(cè)試來調(diào)節(jié)控制參數(shù)的過程，而極大地加快了熱處理器中工件的生產(chǎn)速度。
圖2是說明溫度沿?zé)崽幚砥鏖L(zhǎng)度方向距離的變化情況的圖，其中指明了反饋參數(shù)的例子。
圖3是說明溫度沿?zé)崽幚砥鏖L(zhǎng)度方向距離的變化情況的圖，其中指明了特定間隔處的溫度值例子。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)目前優(yōu)選的實(shí)施例的一個(gè)傳送帶型回流爐的側(cè)視圖。
圖5A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)目前優(yōu)選的實(shí)施例的用來在測(cè)試處理模式中控制熱處理器的過程的流程圖。
圖5B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)目前優(yōu)選的實(shí)施例的用來在測(cè)試處理模式中控制熱處理器的過程的流程圖。
具有本領(lǐng)域一般技術(shù)的人們應(yīng)可理解，下面的本發(fā)明說明只是說明性的而不具有任何意義上的限制性。對(duì)于這些有技術(shù)的人們來說，在仔細(xì)閱讀這里的公開內(nèi)容之后，本發(fā)明的其他實(shí)施方法將是不言自明的。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)目前優(yōu)選的實(shí)施例，各個(gè)單元、處理步驟、和/或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都可以利用各種類型的操作系統(tǒng)、計(jì)算平臺(tái)、計(jì)算機(jī)程序、和/或通用機(jī)器來實(shí)現(xiàn)。而且，具有本領(lǐng)域一般技術(shù)的人們應(yīng)容易理解，那些通用性稍差的裝置，如硬連線裝置等，也可以在此使用而不偏離這里所公開的本發(fā)明性概念的范疇和精神。
本發(fā)明是一種借助于工件溫度曲線的反饋來直接控制熱處理器的方法和設(shè)備。這一控制可以這樣實(shí)現(xiàn)根據(jù)偏離測(cè)試處理中設(shè)定的控制參數(shù)的情況來優(yōu)化熱響應(yīng)特性，然后在工件或工件的生產(chǎn)系列通過熱處理器運(yùn)動(dòng)的過程中，利用對(duì)應(yīng)于優(yōu)化的響應(yīng)特性的控制參數(shù)來調(diào)整控制參數(shù)。控制參數(shù)與工件熱響應(yīng)之間的關(guān)系可能受到處理器環(huán)境，特別是處理器溫度曲線與控制溫度曲線的符合程度，的影響。把測(cè)量的工件溫度曲線與其制造商的要求規(guī)范相比較，并通過根據(jù)優(yōu)化參數(shù)來選擇控制參數(shù)，便能讓工件溫度曲線符合于規(guī)范，同時(shí)具有最大的極限誤差，從而能最好地補(bǔ)償熱處理器對(duì)控制參數(shù)的響應(yīng)的起伏。
在本公開中，處理窗口指數(shù)S是用來描述“處理窗口”的一個(gè)用百分?jǐn)?shù)表示的指數(shù)值，而處理窗口則表示反饋參數(shù)相對(duì)于規(guī)范容差的最大偏差。也可以采用最終用于相同控制參數(shù)的其他指標(biāo)值。因此，具有本領(lǐng)域一般技術(shù)的人們應(yīng)可理解，這里所用的“處理窗口指標(biāo)”一詞是期望包括了其他類似指標(biāo)的，而不論它們的表示形式如何或如何受到應(yīng)用范圍的限制。
圖4所示的熱處理器是一個(gè)能執(zhí)行上述功能的設(shè)備。被畫成為一個(gè)回流爐的熱處理器120在本例子中含有2個(gè)需控制的帶區(qū)。第一帶區(qū)122a有一個(gè)加熱元件124a，第二帶區(qū)122b有一個(gè)加熱元件124b。此外，該熱處理器還有一個(gè)傳送帶126和一個(gè)循環(huán)風(fēng)扇128。傳送帶126由一個(gè)傳送帶馬達(dá)130a驅(qū)動(dòng)，風(fēng)扇128由一個(gè)風(fēng)扇馬達(dá)130b驅(qū)動(dòng)。加熱元件124a、124b的恒溫設(shè)定、傳送帶馬達(dá)130a和風(fēng)扇馬達(dá)130b的速度設(shè)定受到來自一個(gè)控制器134并通過控制連接裝置132的輸入命令的控制。一個(gè)工件136在傳送帶126上并被后者傳送通過熱處理器120。為了測(cè)試處理，工件136上可以安裝一個(gè)溫度測(cè)量器138a?；蛘?，在連續(xù)處理或生產(chǎn)處理中，這一測(cè)量器不一定必要從而可以省去。還有，可以安裝一個(gè)或幾個(gè)溫度測(cè)量器138b來監(jiān)視工件136附近的處理器熱環(huán)境。這些溫度測(cè)量器138b可以固定在傳送帶126或工件126上，但不與任何固態(tài)物體發(fā)生熱接觸?；蛘?，也可把這些溫度測(cè)量器138b集成在一個(gè)測(cè)溫探頭138c中，使得在測(cè)試處理中它在熱處理器120內(nèi)能保持靜止不動(dòng)。在這個(gè)測(cè)溫探頭138c上可以沿著熱處理器120的部分長(zhǎng)度范圍布置多個(gè)溫度測(cè)量器138b。
每個(gè)控制參數(shù)都可以在一個(gè)控制界面上被控制器134命令為某個(gè)目標(biāo)值。在圖4的例子中示出了一個(gè)第一區(qū)帶界面140a、一個(gè)第二區(qū)帶界面140b、一個(gè)傳送帶界面140c和一個(gè)風(fēng)扇控制140d。從工件上的測(cè)量器138a得到的溫度數(shù)據(jù)可通過反饋數(shù)據(jù)連接器142a傳送給一個(gè)數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)144a。來自控制器134的溫度控制數(shù)據(jù)可通過命令數(shù)據(jù)連接器142b傳送給數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)144a。此外，來自處理器數(shù)據(jù)連接器142c的溫度數(shù)據(jù)也可傳送給數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)144a。數(shù)據(jù)在一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置144b中存儲(chǔ)和產(chǎn)生。數(shù)據(jù)在一個(gè)數(shù)據(jù)處理器144c(它可以是與數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)144a相同的機(jī)器)中得到分析，以根據(jù)工件溫度數(shù)據(jù)及其與由一個(gè)源146提供的工件響應(yīng)容差規(guī)范的比較結(jié)果來計(jì)算反饋參數(shù)。數(shù)據(jù)處理器144c還可以根據(jù)所收集到的數(shù)據(jù)來計(jì)算處理窗口指數(shù)和找到其最小值。數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)144a、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和提取裝置144b、數(shù)據(jù)處理器144c或者它們的任意組合，可以被一個(gè)多用途裝置所取代。最小處理窗口指數(shù)可以在處理器144c中與一組最優(yōu)的控制參數(shù)關(guān)聯(lián)起來，然后可以通過一個(gè)命令連接器148把這組修改后的控制參數(shù)提供給控制器。控制信息還可以任選地通過一個(gè)控制面板150提供給操作員。由計(jì)算反饋參數(shù)到控制器的直接反饋使得能對(duì)那些不可控的影響參數(shù)所產(chǎn)生的后果進(jìn)行補(bǔ)償。
控制參數(shù)的變化會(huì)影響計(jì)算反饋參數(shù)，從而可能通過增大相對(duì)于反饋參數(shù)中央值的最大歸一化偏移量，或者通過因另一個(gè)反饋參數(shù)的改變而產(chǎn)生了大于原先的最大反饋偏移的偏移，使得處理窗口指數(shù)值也發(fā)生變化，有可能借助于把作為獨(dú)立變量的控制參數(shù)的變化與作為非獨(dú)立變量的反饋參數(shù)的變化關(guān)聯(lián)起來的“影響系數(shù)”來找到控制參數(shù)與反饋參數(shù)之間的關(guān)系。根據(jù)反饋參數(shù)來調(diào)節(jié)的控制參數(shù)可以利用這些影響系數(shù)作為一個(gè)線性差值序列或其他歸一化形式的變化序列中的系數(shù)，來從一個(gè)參考控制參數(shù)序列得到，如式(7)的線性近似所示Bi·BiO+·jaij(Cj-CjO)}∀i=1,…,m;j=1,…,n]]>=BiO+ai1(C1-C1O)+ai2(C2-C2O)+…]]>+ain(Cn-CnO)}∀i=1,…,m---(7)]]>其中Bi代表反饋參數(shù)序列中的一個(gè)參數(shù)，i＝1，…，m，Cj代表所選擇控制參數(shù)序列中的一個(gè)，j＝1，…，n，系數(shù)aij＝·Bi/·Cj，為一階導(dǎo)數(shù)，省略號(hào)為高階項(xiàng)，上標(biāo)O代表進(jìn)行控制改變時(shí)的原參考值。于是反饋參數(shù)可由系數(shù)aij近似求得。
作為計(jì)算反饋參數(shù)對(duì)于控制參數(shù)Cj的一階導(dǎo)數(shù)的系數(shù)aij可以通過收集一組反饋值Bi(i＝1，2，…，m)來得到。作為一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，假設(shè)作為要改變的控制參數(shù)的參考條件序列和調(diào)節(jié)條件序列(或者第一和第二測(cè)試條件序列)的控制參數(shù)有4個(gè)(n＝4)，反饋參數(shù)有3個(gè)(m＝3)。在該例中，這4個(gè)控制參數(shù)可以對(duì)應(yīng)于一，第一區(qū)帶的控制溫度，即C1’≡TC1；二，第二區(qū)帶的控制溫度，即C2≡TC2；三，傳送帶速度，即C3≡Uc，以及四，風(fēng)扇的角速度，即C4≡ω。測(cè)試條件中對(duì)應(yīng)的兩個(gè)反饋參數(shù)序列提供了可用來獲得系數(shù)aij的數(shù)據(jù)。
可以計(jì)算出在參考的第一區(qū)帶控制溫度、第二區(qū)帶控制溫度、等等下的第二與第一風(fēng)扇速度之間的峰值工件溫度(第三反饋參數(shù))之差值。類似地可以計(jì)算出第二與第一風(fēng)扇速度(第四控制參數(shù))之間的差值。把這個(gè)第三反饋差值除以第四控制差值，再把總和值除以反饋容差范圍，就得到了峰值工件溫度與風(fēng)扇速度之間的影響系數(shù)，即i＝3，j＝4的影響系數(shù)。在數(shù)學(xué)形式上，若用上標(biāo)O代表參考條件，則aij可由式(8)確定aij＝(Bi-BiO)/(Cj-CjO)(8)在本例子中，上式的i＝3，j＝4。這一處理可以分別對(duì)第三反饋參數(shù)與其他控制參數(shù)的變化，以及其他反饋參數(shù)與各個(gè)控制參數(shù)變化重復(fù)執(zhí)行。這樣便能生成一個(gè)基于所有控制參數(shù)值的所有反饋參數(shù)值的系數(shù)aij的表格。這個(gè)表格可以用來計(jì)算由某組特定控制參數(shù)所定義的一個(gè)特定點(diǎn)的周圍的反饋參數(shù)。這種走捷徑的計(jì)算將加速特定點(diǎn)附近的處理窗口指數(shù)的計(jì)算。對(duì)上面相繼討論的算法經(jīng)過適當(dāng)次數(shù)的迭代計(jì)算之后，便能根據(jù)式(7)不斷重新計(jì)算aij的值，從而把表格調(diào)整得能適應(yīng)于反饋參數(shù)與控制參數(shù)之間的非線性函數(shù)關(guān)系，這樣的處理便是本發(fā)明目前的優(yōu)選實(shí)施例。
為了把控制參數(shù)調(diào)節(jié)得有最大的誤差極限，必須在熱處理器能實(shí)現(xiàn)的控制參數(shù)范圍內(nèi)找到最小的處理窗口指數(shù)Smin，使得Smin小于所有其他的S值并且其百分?jǐn)?shù)值小于100。控制參數(shù)會(huì)直接影響回流爐的熱處理并改變計(jì)算的反饋參數(shù)響應(yīng)，從而影響一個(gè)特定熱處理的處理窗口指數(shù)。因此，處理窗口指數(shù)S可以表示為控制參數(shù)的所有函數(shù)中的最大者。這可用式(9)的關(guān)系式表達(dá)S＝max{f(Cj)j＝1，2，...，n}＝max{f(C1)，f(C2)，...，f(Cn)} (9)其中處理窗口指數(shù)S代表一系列控制參數(shù)Cj＝(j＝1-n)的正函數(shù)的最大值。這組估計(jì)的控制參數(shù)代表一個(gè)控制序列。某些函數(shù)，例如C≡Tc，可能正比于在預(yù)測(cè)工件溫度響應(yīng)時(shí)使用的差值比率Rt。
處理窗口指數(shù)對(duì)控制參數(shù)變化的響應(yīng)不能像反饋參數(shù)對(duì)控制參數(shù)變化的響應(yīng)那樣容易地確定。被定義為一個(gè)非負(fù)數(shù)組的極大值的處理窗口指數(shù)排除了處理窗口指數(shù)對(duì)控制參數(shù)的導(dǎo)數(shù)是連續(xù)的這種一般假設(shè)。處理窗口指數(shù)隨控制參數(shù)的變化可以由一些不連續(xù)的矢量函數(shù)gi＝·f/·Cj(j＝1-n)來表征。對(duì)應(yīng)于處理窗口指數(shù)變小的影響特性矢量gj提供了可用來搜索最小處理窗口指數(shù)的最陡梯度。為了產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于最小處理窗口指數(shù)的控制參數(shù)值，可以用一種數(shù)字優(yōu)化算法根據(jù)處理窗口指數(shù)隨相應(yīng)控制序列的變化情況來找出它的最小值。
找到最小處理窗口指數(shù)不一定就完成了確定最優(yōu)控制參數(shù)序列的任務(wù)。如果相對(duì)于參考控制序列控制參數(shù)有較大的偏離，則與不連續(xù)梯度近似有關(guān)的任何誤差都可能使處理窗口指數(shù)不符合期望的最小值。一般認(rèn)為，幾個(gè)控制參數(shù)的適度改變要優(yōu)于只使少量參數(shù)作大的改變。結(jié)果，可以給處理窗口指數(shù)指定加權(quán)因子或偏置，它們稱為“信任(confidence)系數(shù)”，用ζ表示，其大小取決于控制參數(shù)的調(diào)節(jié)程度。
信任系數(shù)的一個(gè)例子是歸一化控制參數(shù)改變量的乘積，例如ξ＝·j{1+|Cj-CjO|/|CjO|}q，j＝1-n，其中信任系數(shù)ξ代表各個(gè)歸一化控制參數(shù)(變化)偏離1的量的乘積，q是一個(gè)選擇的冪指數(shù)，例如為2。典型地，這個(gè)信任系數(shù)將大于或等于1，所以如果在處理窗口指數(shù)S上乘以ξ，則得到的“處理窗口信任積”S’至少將與相應(yīng)的S一樣大。在通過計(jì)算預(yù)測(cè)的處理窗口指數(shù)并據(jù)此來確定需在熱處理器控制器中設(shè)定的經(jīng)修改的控制參數(shù)這樣的操作中，信任系數(shù)將使預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)或者偏向于或者遠(yuǎn)離于所要求的不可超過的處理窗口指數(shù)。在一個(gè)例子中，第一個(gè)處理窗口指數(shù)S1＝70，第二個(gè)處理窗口指數(shù)S2＝80，第一個(gè)信任系數(shù)ξ1＝1.5，第二個(gè)信任系數(shù)ξ2＝1.2。于是第一個(gè)信任積S1’＝ξ1S1＝105，而第二個(gè)信任積S2’＝ξ2S2＝96，可見雖然第二個(gè)處理窗口指數(shù)較大，但第二個(gè)信任積卻比第一個(gè)信任積小。因此在該例子中，第二個(gè)處理窗口指數(shù)要優(yōu)于第一個(gè)?；蛘撸瑸榱说玫阶钚≈?，信任系數(shù)可以作為處理窗口指數(shù)的相加偏置項(xiàng)，而不是一個(gè)相乘系數(shù)。對(duì)于熟知本技術(shù)領(lǐng)域的人們來說，用其他關(guān)系來建立信任系數(shù)但又不脫離本發(fā)明范疇將是不言自明的。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，信任積(confidence product)可以替代或乘以預(yù)測(cè)的處理窗口指數(shù)作為最優(yōu)化的準(zhǔn)則。
另一個(gè)可考慮替代處理窗口指數(shù)或與之結(jié)合的因子是居中能力比率Cpk，其定義已在前面由式(3)給出。居中能力比率的倒數(shù)可能使預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)偏向或遠(yuǎn)離所需的處理窗口指數(shù)值。在一個(gè)例子中，第一個(gè)處理窗口指數(shù)值S1＝96，第二個(gè)處理窗口指數(shù)值為S2’＝84，第一個(gè)居中能力比率Cpk1＝1.6，第二個(gè)居中能力比率Cpk2＝1.2。于是，第一個(gè)能力商S·1＝S1/Cpk1＝60，第二個(gè)能力商S·2＝S2/Cpk2＝70，雖然第二個(gè)處理窗口指數(shù)比較小，但第二個(gè)能力商卻大于第一個(gè)能力商。因此在這個(gè)例子中，第一處理窗口指數(shù)應(yīng)優(yōu)于第二個(gè)。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，用能力商替代預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)或以其倒數(shù)乘以該指數(shù)來作為最優(yōu)化準(zhǔn)則。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，操作員在控制熱處理器時(shí)有三種優(yōu)化準(zhǔn)則可以選擇最大處理容限、最大生產(chǎn)率、和最小設(shè)定時(shí)間。第一種選擇即最大處理容限準(zhǔn)則可以通過提供最小或最低的預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)來達(dá)到工件制造商容限要求的最大極限范圍。這一準(zhǔn)則可以在進(jìn)行預(yù)料到會(huì)發(fā)生處理參數(shù)漂移的長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)處理時(shí)選擇。第二種選擇即最大生產(chǎn)率準(zhǔn)則可能提供最大的產(chǎn)品流量，這個(gè)流量可以通過在保持令人滿意的處理窗口指數(shù)的前提下建立最大的傳送帶速度來規(guī)定。第三種選擇即最小設(shè)定時(shí)間準(zhǔn)則可以提供最快的控制器調(diào)節(jié)，這典型地對(duì)應(yīng)于在能提供令人滿意的處理窗口指數(shù)的前提下對(duì)各種控制參數(shù)進(jìn)行最小的調(diào)節(jié)。在一個(gè)多區(qū)帶回流爐中，在一個(gè)帶有加熱元件的區(qū)帶中通過提高溫度來達(dá)到平衡值可以快于在一個(gè)帶有冷卻元件的區(qū)帶中通過降低溫度來達(dá)到平衡值。因此，最小控制器調(diào)節(jié)限制對(duì)于一個(gè)方向的改變可以比對(duì)另一個(gè)方向的改變有更大的容許變化。
作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例之一，圖5A示出了把熱處理器條件建立成對(duì)應(yīng)于最優(yōu)控制參數(shù)以及通過利用連續(xù)或不連續(xù)的工件溫度監(jiān)視處理器性能來操作熱處理器的處理過程的流程圖。該例子對(duì)應(yīng)于基于最小處理窗口指數(shù)來控制熱處理器的第一種選擇，熱處理操作從步驟160開始，在其中建立工件響應(yīng)的希望的溫度曲線范圍。例如，對(duì)于反饋參數(shù)序列Bi(i＝1，…，m)中的每個(gè)參數(shù)Bi，建立從Bimin到Bimax這一范圍，或者，建立容限范圍的中央值βi+和βi-。工件響應(yīng)反饋范圍可從工件制造商的規(guī)范得到。可以對(duì)待熱處理的工件稱重以得到其重量w，還可測(cè)量其空間尺寸x并在數(shù)據(jù)處理器中計(jì)算出表面面積和體積(測(cè)量步驟162)。然后在數(shù)據(jù)庫(kù)搜索步驟164中，從以前測(cè)試的工件的數(shù)據(jù)庫(kù)中搜索出一個(gè)適當(dāng)?shù)臉颖荆渑c上面測(cè)得的空間尺寸x和重量w的差別位在已建立在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的容限范圍之內(nèi)。這種差別可表示為絕對(duì)差，例如對(duì)于長(zhǎng)度表示為|X-Xd|·εx，對(duì)于重量為|w-wd|·εw、或者，也可以用一個(gè)條形碼把工件長(zhǎng)度和重量數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行分類，該條形碼可通過掃描被輸入給數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。此外，每個(gè)反饋參數(shù)Bi也可以通過與數(shù)據(jù)庫(kù)的比較來使得絕對(duì)差|B＜Bd|·εBi位在一系列可接受反饋容差范圍內(nèi)。熱處理器可實(shí)現(xiàn)的控制參數(shù)Cj(j＝1，…，n)的可能范圍可以在控制限制步驟166中確定，以用來設(shè)定操作限制，如Cjmin·Cj·Cjmax。
可以在輸入步驟168中給控制器輸入一些參考控制參數(shù)值Cj，這些值是從對(duì)應(yīng)于工件的反饋和尺寸容限的數(shù)據(jù)庫(kù)值Cjd得到的。這個(gè)參考控制參數(shù)序列可以稱作一個(gè)參考控制組。此外，可以讓這些控制參數(shù)與熱處理器能實(shí)現(xiàn)的范圍相比較。當(dāng)前的處理窗口指數(shù)SO開始時(shí)可設(shè)定為無(wú)限大(或任一個(gè)大數(shù))，即SO→·(隨著工件通過熱處理器并通過測(cè)量數(shù)據(jù)得到了工件溫度曲線，可以根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)來更新當(dāng)前處理窗口指數(shù))(步驟170)。接著，執(zhí)行當(dāng)前優(yōu)化步驟172來找出一個(gè)經(jīng)調(diào)整優(yōu)化的參數(shù)(在本例子中它是最小預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)Spre)以及其對(duì)應(yīng)的符合由控制限制步驟166中所確定的操作限制的修改控制參數(shù)序列。這優(yōu)化操作可以稱作為Auto-PredictTM的一個(gè)單元。計(jì)算當(dāng)前容差窗口(見步驟196)。當(dāng)前處理窗口指數(shù)值(見198)，和最小預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)值(見當(dāng)前優(yōu)化步驟172)的計(jì)算工具可以是同一個(gè)裝置。
優(yōu)化操作的執(zhí)行過程可概括為對(duì)來自數(shù)據(jù)庫(kù)的輸入控制參數(shù)按增量調(diào)節(jié)改變，根據(jù)熱處理器的特性計(jì)算對(duì)應(yīng)的經(jīng)優(yōu)化調(diào)節(jié)參數(shù)，重復(fù)這一操作直到不能在規(guī)定的容差內(nèi)進(jìn)一步改善這優(yōu)化調(diào)節(jié)參數(shù)，便得到了最終優(yōu)化調(diào)節(jié)參數(shù)，后者可稱為預(yù)測(cè)優(yōu)化參數(shù)。對(duì)應(yīng)于預(yù)測(cè)優(yōu)化參數(shù)的經(jīng)調(diào)節(jié)控制參數(shù)可指定為修改控制參數(shù)。修改控制參數(shù)序列可稱為修改控制組。對(duì)于如圖5A中的優(yōu)化步驟172所示的最大處理極限的情況，最小預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)代表了計(jì)算調(diào)整控制參數(shù)時(shí)的主要目標(biāo)。在其他情況下，例如最大產(chǎn)率情況下，主要目標(biāo)將是傳送帶速度；而對(duì)于最小設(shè)定時(shí)間情況，主要目標(biāo)是最小的控制參數(shù)變化，這是因?yàn)閷?duì)控制參數(shù)設(shè)定的變化愈小，熱處理達(dá)到平衡就愈跌，這樣便能較其他情況更早地起動(dòng)生產(chǎn)。雖然最小預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)典型地是表明工件溫度曲線符合于規(guī)范的程度的，但它更廣義的含義可以通過這里所描述的例子來理解。不過，在任何情況下，當(dāng)前處理窗口指數(shù)必須滿足保證工件溫度曲線符合于規(guī)范這一要求。
然后在預(yù)測(cè)/當(dāng)前比較步驟174中，將最小預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)Spre與當(dāng)前處理窗口指數(shù)So相比較。如果Spre不小于So，則表明Spre＜So為“假”，即意味著沒有可能得到進(jìn)一步改善，則將在當(dāng)前/要求比較步驟176中把當(dāng)前處理窗口指數(shù)So與最大容許或要求的處理窗口指數(shù)Sreq相比較，后者用百分?jǐn)?shù)表示時(shí)通常設(shè)定為100或稍小一些。如果So不小于Sreq，意味著So＜Sreq為“假”，則將終止操作并記錄一個(gè)出錯(cuò)消息(步驟178)。為了在當(dāng)前優(yōu)化步驟172中當(dāng)處理窗口指數(shù)的改善比較小時(shí)能避免不必要的操作停頓；可以讓預(yù)測(cè)/當(dāng)前比較步驟174這樣來工作當(dāng)當(dāng)前處理窗口指數(shù)與預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)之差值落在一個(gè)窗口容差范圍內(nèi)時(shí)，如So-Spre·es，該步驟將給出“假”作為應(yīng)答。
如果在預(yù)測(cè)/當(dāng)前比較步驟174中發(fā)現(xiàn)最小預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)小于當(dāng)前處理窗口指數(shù)即Spre＜So為“真”，則如果生產(chǎn)過程已在早些時(shí)候開始，步驟180將命令正在處理的一個(gè)或幾個(gè)工件的生產(chǎn)過程停頓。熱處理器控制器將在控制器命令步驟182中被重新設(shè)定控制參數(shù)，使其對(duì)應(yīng)于優(yōu)化的處理窗口指數(shù)，即使Cj＝Cj，opt。在熱平衡步驟184中可以允許熱處理器有足夠的時(shí)間去穩(wěn)定時(shí)間平均處理器條件(它們剛開始變化)以在一個(gè)控制容差范圍內(nèi)達(dá)到熱平衡，即|C-C’(t)|·εcj(t→·)，其中C’代表相應(yīng)受控元件的測(cè)量溫度，它不一定需要是關(guān)于工件附近的環(huán)境溫度的一個(gè)處理參數(shù)。當(dāng)控制參數(shù)穩(wěn)定后，在區(qū)帶符合步驟186中通過對(duì)區(qū)帶符合程度，例如兩區(qū)帶間界面兩側(cè)的溫度差是否滿足容差，進(jìn)行邏輯測(cè)試來估算熱處理器滿足控制器設(shè)定(給控制器規(guī)定的控制參數(shù)值)的能力。區(qū)帶符合條件的一個(gè)例子可表示為·Tz(τ)/·(Uct)·εz，其中，對(duì)于每個(gè)增量τ，處理溫度Tz隨距離的變化率必須保持在一個(gè)特定的區(qū)帶界面容差εz之內(nèi)，上述的距離可表示為傳送帶速度Uc乘以時(shí)間t。這也可以用更普遍的形式來表示用構(gòu)成受控元件測(cè)量溫度的一個(gè)處理器參數(shù)子組Cj’(j＝n’，…，n·)來代表各相繼區(qū)帶的處理溫度。區(qū)帶符合條件可以表示為要求跨區(qū)帶的絕對(duì)差值不超過區(qū)帶界面容差|C’j+1-C’j|·εz，這一條件的滿足將導(dǎo)至在測(cè)試處理步驟192中測(cè)量工件溫度曲線，并依此來更新當(dāng)前處理窗口指數(shù)。若不滿足這個(gè)區(qū)帶符合要求，則將在控制器修正步驟188中修改熱處理器的操作極限，并在處理邏輯上返回到當(dāng)前優(yōu)化步驟172，建立修改的最小預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)Spre和相應(yīng)的修改控制參數(shù)Cj，opt。
如果當(dāng)前處理窗口指數(shù)的邏輯運(yùn)算結(jié)果小于所要求的，即當(dāng)前/要求比較步驟176中的So＜Sreq為“真”，則將在步驟190開始或繼續(xù)熱處理器中一個(gè)或幾個(gè)工件的生產(chǎn)，并且操作將轉(zhuǎn)移到測(cè)試處理步驟192，測(cè)量工件溫度響應(yīng)曲線Tp。如果在區(qū)帶符合步驟186中對(duì)“未超過區(qū)帶界面容差”的判斷為“真”，則操作也可以轉(zhuǎn)移到測(cè)試處理步驟192。在連續(xù)測(cè)量模式中，可以用無(wú)干擾性的遙測(cè)傳感器來替代安裝在工件上的熱電偶。如上所述，如果區(qū)帶符合步驟186的判斷結(jié)果為“假”，則將在控制器修正步驟188中修正控制參數(shù)的限制范圍，并返回當(dāng)前優(yōu)化步驟172?？梢栽诓襟E194中根據(jù)測(cè)量的工件溫度曲線計(jì)算處理反饋參數(shù)Bi，t，在步驟196中計(jì)算相應(yīng)的反饋容限窗口B’it＝|(Bi-βi+)|/βI-，在步驟198中根據(jù)式(2)來更新對(duì)應(yīng)于這些窗口的最大值的當(dāng)前處理窗口指數(shù)SO。為了保證連續(xù)性，可以通過返回到當(dāng)前優(yōu)化步驟172來更新控制參數(shù)，直到對(duì)所有要處理的工件都完成了熱處理。如果發(fā)生熱處理器性能的變壞，這種連續(xù)的監(jiān)測(cè)使得能更快地發(fā)現(xiàn)處理參數(shù)對(duì)控制參數(shù)的偏離，從而使熱處理工件的廢品要少得多，導(dǎo)致更高和更穩(wěn)定的產(chǎn)品率。
作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，圖5B示出了建立能對(duì)應(yīng)于最優(yōu)控制參數(shù)的熱處理?xiàng)l件及利用連續(xù)的處理器參數(shù)(鄰近于工件的環(huán)境溫度)和不連續(xù)的工件溫度來監(jiān)視處理器性能的流程圖。圖5A中的步驟號(hào)碼在圖5B中被重復(fù)使用。所示的例子對(duì)應(yīng)于基于最小處理窗口指數(shù)來控制熱處理器這第一種選擇。熱處理操作從步驟160開始，在其中建立工件響應(yīng)的希望的溫度曲線范圍。例如，對(duì)于反饋參數(shù)序列Bi(i＝1，…，m)中的每個(gè)參數(shù)Bi，建立從Bimin到Bimax這一范圍，或者，建立容限范圍的中央值βi+和βi-。工件響應(yīng)反饋范圍可從工件制造商的規(guī)范得到?？蓪?duì)待熱處理的工件稱重以得到其重量w，還可以測(cè)量其工件尺寸x并計(jì)算出表面面積和體積(測(cè)量步驟162)。然后在數(shù)據(jù)庫(kù)搜索步驟164中，從以前測(cè)試的數(shù)據(jù)庫(kù)中搜索出一個(gè)適當(dāng)?shù)臉颖?，其與上面測(cè)得的空間尺寸x和重量w的差別位在已建立在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的容限范圍之內(nèi)。這種差別可表示為絕對(duì)差，例如對(duì)于長(zhǎng)度表示為|X-Xd|·εx，對(duì)于重量為|w-wd|i·εx。此外，每個(gè)參數(shù)Bi也可以通過與數(shù)據(jù)庫(kù)的比較來使得絕對(duì)差|B＜Bd|·εB，i位在一系列可接受反饋容差的范圍內(nèi)。熱處理器可實(shí)現(xiàn)的控制參數(shù)Cj(j＝1，…，m)的可能范圍可以在控制限制步驟166中確定，以用來設(shè)定操作限制，如Cjmin·Cj·Cjmax。
可以在輸入步驟168中給控制器輸入一些參考控制參數(shù)值C’j，這些值是從對(duì)應(yīng)于工件的反饋和尺寸容限的數(shù)據(jù)庫(kù)值Cj，d得到的。這個(gè)參考控制參數(shù)序列可以稱作一個(gè)參考控制組。此外，可以讓這些控制參數(shù)與熱處理器能實(shí)現(xiàn)的范圍相比較。當(dāng)前的處理窗口指數(shù)SO開始時(shí)可設(shè)定為無(wú)限大(或任一個(gè)大數(shù))，即So→·。接著，通過執(zhí)行當(dāng)前優(yōu)化步驟172來找出最小預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)Spre以及其對(duì)應(yīng)的符合由控制限制步驟166中所確定的操作限制的修改控制參數(shù)序列。該修改控制參數(shù)序列可稱作一個(gè)修改控制組。這優(yōu)化操作可稱作為Auto-PredictTM的一個(gè)單元。計(jì)算當(dāng)前容差窗口(見步驟196)、當(dāng)前處理窗口指數(shù)值(見198)、和最小預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)值(見當(dāng)前優(yōu)化步驟172)的計(jì)算工具可以是同一個(gè)裝置。
然后在預(yù)測(cè)/當(dāng)前比較步驟174中，將最小預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)Spre與當(dāng)前處理窗口指數(shù)So相比較。如果Spre不小于So，即Spre＜So為“假”，則將在當(dāng)前/要求比較步驟176中把當(dāng)前處理窗口指數(shù)So與最大容許或要求的處理窗口指數(shù)Sreq相比較，后者用百分?jǐn)?shù)表示時(shí)通常設(shè)定為100。如果So不小于Sreq，即對(duì)詢問So＜Sreq的應(yīng)答為“假”，則將終止操作并記錄一個(gè)出錯(cuò)消息，以便對(duì)熱處理器進(jìn)行診斷(步驟178)。為了在當(dāng)前優(yōu)化步驟172中對(duì)處理窗口指數(shù)的改善比較小時(shí)能避免不必要的操作停頓，可以讓預(yù)測(cè)/當(dāng)前比較步驟174這樣來工作當(dāng)當(dāng)前處理窗口指數(shù)與預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)之差值落在一個(gè)窗口容差范圍內(nèi)時(shí)，如So-S·εS，該步驟將給出“假”作為應(yīng)答。
如果在預(yù)測(cè)/當(dāng)前比較步驟174中發(fā)現(xiàn)最小預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)小于當(dāng)前處理窗口指數(shù)，即Spre＜So為“真”，則如果生產(chǎn)過程已在早些時(shí)候開始，步驟180將命令正在處理的一個(gè)或幾個(gè)工件的生產(chǎn)過程停頓。接著在步驟200中設(shè)置一個(gè)指明是否需執(zhí)行虛曲線建立的旗標(biāo)“flg-v”為“假”(如果對(duì)flg-v的默認(rèn)值是“假”，則可保持該旗標(biāo)設(shè)置不變)。熱處理器控制器將在控制器命令步驟182中被重新設(shè)定控制參數(shù)，使其對(duì)應(yīng)于優(yōu)化的處理窗口指數(shù)，即使Cj＝Cj，opt。在熱平衡步驟184中，可以允許熱處理器有足夠的時(shí)間去穩(wěn)定時(shí)間平均處理器條件(它們剛開始變化)，以在一個(gè)控制容差范圍內(nèi)達(dá)到熱平衡，即|C-C’(t)|·εcj(t→·)，其中C’代表相應(yīng)受控元件的測(cè)量溫度，它不一定需要是關(guān)于工件附近的環(huán)境溫度的一個(gè)處理參數(shù)。當(dāng)控制參數(shù)穩(wěn)定后，可以在區(qū)帶符合步驟186中估算熱處理器滿足控制器設(shè)定(對(duì)控制器規(guī)定的控制參數(shù)值)的能力，例如區(qū)帶間界面兩側(cè)情況的容差。區(qū)帶符合條件的一個(gè)例子可表示為·Tz(τ)/·(Ucτ)·εz，其中，對(duì)于每個(gè)增量τ，處理溫度Tz隨距離的變化率必須保持在一個(gè)特定的區(qū)帶界面容差εz之內(nèi)，上述的距離可表示為傳送帶速度Uc乘以時(shí)間t。如果滿足區(qū)帶符合條件，將導(dǎo)致在測(cè)試處理步驟192中測(cè)量工件溫度曲線并由此更新當(dāng)前處理窗口指數(shù)，如果不滿足區(qū)帶符合條件，則操作邏輯將返回到控制器修改步驟188，修改熱處理器的操作極限值?？梢栽诘谝粋€(gè)旗標(biāo)檢測(cè)步驟202中對(duì)虛旗標(biāo)flg-v進(jìn)行邏輯詢問，如果應(yīng)答為“假”，則操作轉(zhuǎn)移到當(dāng)前優(yōu)化步驟172，以與當(dāng)前處理窗口指數(shù)比較。
如果當(dāng)前/要求比較步驟176中關(guān)于So＜Sreq的詢問應(yīng)答為“真”，則在起動(dòng)命令步驟190中起動(dòng)或繼續(xù)熱處理器中一個(gè)或幾個(gè)工件的生產(chǎn)。同時(shí)在步驟204中把虛旗標(biāo)flg-v設(shè)置為“真”，然后轉(zhuǎn)移到步驟206，測(cè)量至少一個(gè)處理器參數(shù)。如果區(qū)帶符合步驟186中發(fā)現(xiàn)區(qū)帶界面容差未被超出，即應(yīng)答為“真”，則操作也轉(zhuǎn)移到測(cè)量處理參數(shù)步驟186。在連續(xù)的處理器溫度測(cè)量模式中，步驟206將測(cè)量至少一個(gè)處理器參數(shù)值Cj’，而假定其他的處理器參數(shù)Cj’，(j·j’)保持不變。為了利用這種工件預(yù)測(cè)特性，最好在工件通過工作中的熱處理器的過程中連續(xù)地測(cè)量或用其他方法確定處理參數(shù)Cj’?；蛘?，如果能以足夠的精度得到工件的熱曲線(thermal profile)，則也可以跳過虛處理的工件熱曲線預(yù)測(cè)。
在測(cè)量處理參數(shù)步驟206之后，可以在第二個(gè)旗標(biāo)檢測(cè)步驟208中進(jìn)行邏輯詢問flg-v是“真”還是“假”。如果flg-v為“真”(意味著虛曲線建立)，則操作繼續(xù)前進(jìn)到處理漂移比較步驟210，以估測(cè)處理參數(shù)值的熱漂移，具體為詢問其瞬時(shí)變化率是否保持在區(qū)帶變化漂移容差范圍內(nèi)，即·Cj’/·t·εi或者，處理器漂移增加到超出了容差范圍可以由居中能力比率的下降探測(cè)到。如果處理漂移比較步驟210表明滿足漂移容差的情況為“真”，則可以繼續(xù)虛曲線的建立，即利用處理器參數(shù)來確定工件溫度曲線是否符合規(guī)定的準(zhǔn)則，對(duì)此下面將有較詳細(xì)的說明。如果處理漂移比較步驟210的判斷結(jié)果為“假”(即不滿足漂移容差)，則在步驟212中把flg-v設(shè)置為“假”。
不論是由于第二個(gè)旗標(biāo)檢測(cè)步驟208還是設(shè)置步驟212造成了flg-v為“假”(例如初始條件即為此情形)，則操作將轉(zhuǎn)移到測(cè)試處理步驟192，在那里測(cè)量工件溫度Tp，t。然后根據(jù)測(cè)量的工件溫度曲線計(jì)算測(cè)試處理反饋參數(shù)Bi，t(步驟194)，并計(jì)算相應(yīng)的反饋容差窗口B’i，t(步驟196)，從而可以在步驟198中更新對(duì)應(yīng)于當(dāng)前處理窗口指數(shù)So的這些窗口的最大者。為了保證連續(xù)性，可以通過返回到當(dāng)前優(yōu)化步驟172并重復(fù)上述過程直到對(duì)所有被傳送的工件都完成了熱處理，來更新控制參數(shù)。
如果第二個(gè)旗標(biāo)檢測(cè)步驟208和處理漂移比較步驟210給出的flg-v判斷結(jié)果和處理漂移容差符合情況判斷結(jié)果均為“真”，則操作進(jìn)入計(jì)算虛工件溫度曲線響應(yīng)的步驟214。在該虛處理中，不使用直接的測(cè)量裝置就可以計(jì)算工件的熱曲線，其中工件溫度響應(yīng)及其對(duì)應(yīng)的虛反饋參數(shù)Bi可以根據(jù)測(cè)得的處理參數(shù)C’j和由數(shù)據(jù)庫(kù)搜索步驟164中取得的測(cè)量數(shù)據(jù)得到的工件尺寸x和重量w來進(jìn)行預(yù)測(cè)。在步驟216中計(jì)算虛處理的反饋參數(shù)Bi，v。在步驟218中利用式(2)計(jì)算這些反饋參數(shù)的虛容差窗口，其中對(duì)應(yīng)于每個(gè)虛反饋參數(shù)的窗口可表示為B’i，v＝|(B-β+)/β-|i，v。在虛指數(shù)步驟220中，通過對(duì)反饋參數(shù)序列中的任一個(gè)i值找出最大虛容差窗口值B’i，v。計(jì)算出虛處理窗口指數(shù)Sv。然后在虛優(yōu)化步驟222中更新最小預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)Spre及其對(duì)應(yīng)的修改控制參數(shù)控制Cj，opt。這個(gè)修改控制參數(shù)序列可稱作修改控制組。另外，另一條達(dá)到虛優(yōu)化步驟222的途徑是當(dāng)?shù)谝粋€(gè)旗標(biāo)檢測(cè)步驟202的判斷結(jié)果為“真”時(shí)，即意味著可以進(jìn)行虛曲線建立時(shí)，從這個(gè)flg-v比較步驟202進(jìn)入。計(jì)算虛工件曲線(步驟214)，虛反饋參數(shù)(216)，虛容差窗口(218)，虛指數(shù)步驟220中的虛處理窗口指數(shù)值，以及虛優(yōu)化步驟222中的最小預(yù)測(cè)窗口等的計(jì)算裝置可以是同一個(gè)裝置。用于當(dāng)前優(yōu)化步驟172中的計(jì)算裝置可以與虛優(yōu)化步驟222中的相同。
在預(yù)測(cè)/比較步驟224中，通過比較最小預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)與虛處理窗口指數(shù)來判斷最小預(yù)測(cè)窗口是否小于虛窗口，即Spre＜Sv是否成立。如果判斷結(jié)果為“真”(意味著虛曲線還可以改善)，則可進(jìn)入停頓工件生產(chǎn)步驟226，然后返回控制器命令步驟182，把控制器參數(shù)設(shè)定在從虛優(yōu)化步驟222優(yōu)化得到的最優(yōu)(最小預(yù)測(cè))控制參數(shù)值上，其后操作將按上述那樣繼續(xù)進(jìn)行，如果預(yù)測(cè)/虛比較步驟224的Spre＜Sv判斷結(jié)果為“假”，則將在虛/要求比較步驟228中通過虛處理窗口指數(shù)與要求處理窗口指數(shù)的比較來判斷虛處理窗口指數(shù)是否小于要求指數(shù)，即Sv＜Sreq是否成立。為了避免當(dāng)虛優(yōu)化步驟222得到的處理窗口指數(shù)改善比較小時(shí)避免出現(xiàn)不必要的操作停頓，可以把預(yù)測(cè)/虛比較步驟224改進(jìn)為在發(fā)現(xiàn)Sv與最小預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)Spre之間的差值落在一個(gè)窗口容差范圍內(nèi)時(shí)，例如當(dāng)Sv-Spre·εS時(shí)，步驟224也將給出“假”。
如果虛/要求比較步驟228的判斷結(jié)果為“真”，則將起動(dòng)或繼續(xù)工件的生產(chǎn)(步驟230)，并把旗標(biāo)flg-v設(shè)置為“真”(步驟232)，然后返回測(cè)量處理參數(shù)步驟206。如果步驟228的判斷結(jié)果為“假”，則在步驟234中使生產(chǎn)停頓，同時(shí)操作返回到步驟212，把flg-v設(shè)置為“假”，其后返回測(cè)試處理步驟192，測(cè)量工件溫度曲線。如果發(fā)生熱處理器性能變壞的情況，這種連續(xù)監(jiān)視使得能較快地識(shí)別出處理器參數(shù)偏離控制參數(shù)的情況，從而大為減少熱處理工件的廢品率，導(dǎo)致較高和較穩(wěn)定的產(chǎn)額。
總結(jié)上述各個(gè)邏輯判斷操作，如果當(dāng)前處理窗口指數(shù)So既不大于最小預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)值Spre，又不小于要求的Sreq值，則可以終止熱處理器的操作，并向操作員給出一個(gè)出錯(cuò)消息。如果最小預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)Spre小于當(dāng)前值So，則可以通過建立修改的控制參數(shù)條件Cj，ept來調(diào)節(jié)控制器。如果當(dāng)前的或虛的處理窗口指數(shù)不小于最小預(yù)測(cè)值，但小于要求值，則可以執(zhí)行或繼續(xù)執(zhí)行監(jiān)測(cè)處理器參數(shù)和反饋參數(shù)的測(cè)試處理。
對(duì)于操作員的第二種和第三種選擇，也可由圖5A和圖5B來進(jìn)行類似的描述，只是應(yīng)把當(dāng)前優(yōu)化步驟172和虛優(yōu)化步驟222中的最小預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)準(zhǔn)則用相應(yīng)的準(zhǔn)則來替換。在第二種選擇下，操作員可以引進(jìn)最大的或由其他方法確定的傳送帶速度Uc，在第三種選擇下，可以引入最小控制調(diào)節(jié)準(zhǔn)則?？梢杂门c前述相同的方法來建立修改的控制參數(shù)，只是在計(jì)算它們的值時(shí)應(yīng)使用不同的準(zhǔn)則。
如前面曾提到的，當(dāng)操作員采用第三種選擇時(shí)，通過控制參數(shù)的調(diào)節(jié)來建立它們的最優(yōu)值時(shí)可以用絕對(duì)值·Cj＝|Cjopt-Cj|來表示調(diào)節(jié)量。可以執(zhí)行下述邏輯判斷來確定(a)調(diào)節(jié)量是否為零，或·Cj＝0，·Cj＝0表示不需要改變控制參數(shù)，(b)調(diào)節(jié)量是否在零與一個(gè)物理控制參數(shù)極限之間，即0＜·Cj··Cjlim，以及(c)調(diào)節(jié)量是否超過了物理控制參數(shù)極限，·Cj＞·Cjlim。如果控制參數(shù)的調(diào)節(jié)量超過了其極限值，則可終止操作并關(guān)斷熱處理器。如果調(diào)節(jié)量在零與極限值之間，則可把控制參數(shù)重新設(shè)定到能達(dá)到最優(yōu)地符合于反饋容差的最優(yōu)值上。如果不需要調(diào)節(jié)(調(diào)節(jié)量為零)，則可以繞過重新設(shè)定操作。其后的步驟涉及到激活或保持熱處理器的控制器設(shè)定。在讓工件通過熱處理器進(jìn)行生產(chǎn)處理之前，可先讓控制參數(shù)達(dá)到熱平衡，在生產(chǎn)處理中有一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)不斷地監(jiān)視著各個(gè)處理參數(shù)。
基于為獲得修改控制參數(shù)而進(jìn)行的優(yōu)化操作來直接調(diào)節(jié)控制器的方法可以在各種用于這種目的的計(jì)算和/或存儲(chǔ)媒體上以編碼的形式來實(shí)現(xiàn)和執(zhí)行。修改的控制參數(shù)可以通過找出都是基于溫度測(cè)量的最小處理窗口指數(shù)值或工件溫度曲線預(yù)測(cè)步驟來確定。相應(yīng)的設(shè)備應(yīng)具有的功能包括收集測(cè)量的溫度數(shù)據(jù)，利用處理窗口指數(shù)計(jì)算能使熱處理滿足規(guī)定要求的極限范圍(如果存在這樣的范圍)，找出最小的或另外最合適的處理窗口指數(shù)，建立它們對(duì)應(yīng)的修改控制參數(shù)值，以及在決定了最優(yōu)準(zhǔn)則后把這些值輸給控制器，以在自動(dòng)處理中進(jìn)行最優(yōu)的熱處理。該直接控制方法及相應(yīng)的實(shí)施設(shè)備使得操作員可以在不論初始選擇的可能符合于制造商規(guī)范的控制參數(shù)是否能對(duì)應(yīng)于令人滿意的熱處理的情況下，都免去對(duì)控制參數(shù)的調(diào)節(jié)。其結(jié)果是，利用來自工件的反饋參數(shù)的這種控制調(diào)節(jié)使得能完成熱處理的閉環(huán)自動(dòng)化。
雖然已給出和說明了本發(fā)明的一些實(shí)施例和應(yīng)用，但對(duì)于那些熟悉本領(lǐng)域一般技術(shù)的人們來說，在仔細(xì)閱讀了本公開內(nèi)容后，就可能在不偏離本發(fā)明概念的情況下作出許多上面未提及的修改。因此，本發(fā)明僅受所附權(quán)利要求書的精神的限制。
權(quán)利要求
1.一種控制熱處理器的方法，上述方法包括對(duì)一個(gè)工件建立至少一個(gè)希望的工件熱曲線范圍；測(cè)量上述工件的工件重量和至少一個(gè)方向上的工件長(zhǎng)度；確定熱處理器的多個(gè)控制范圍；選擇多個(gè)符合上述多個(gè)控制范圍并對(duì)應(yīng)于上述至少一個(gè)希望的工件熱曲線范圍的參考控制參數(shù)，上述工件重量和上述工件長(zhǎng)度各自都在規(guī)定的容差范圍內(nèi)；運(yùn)行一個(gè)優(yōu)化操作來從一個(gè)預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)計(jì)算多個(gè)修改的控制參數(shù)；通過將一個(gè)當(dāng)前處理窗口指數(shù)與上述預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)和一個(gè)要求處理窗口指數(shù)進(jìn)行比較，以命令形式指令控制器或者起動(dòng)或者停頓生產(chǎn)過程，其中上述當(dāng)前處理窗口指數(shù)最初被設(shè)定為一個(gè)選定的大數(shù)；對(duì)一個(gè)熱控制器設(shè)定上述多個(gè)修改控制參數(shù)；在多個(gè)處理器參數(shù)達(dá)到平衡后，驗(yàn)證熱處理器中達(dá)到了上述多個(gè)修改的控制參數(shù)；測(cè)量上述工件的一個(gè)測(cè)量工件溫度；根據(jù)上述測(cè)量工件溫度修改上述當(dāng)前處理窗口指數(shù)；以及當(dāng)上述工件位于熱處理器內(nèi)時(shí)依次重復(fù)上述運(yùn)行、比較、設(shè)定、測(cè)量和修改等操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中運(yùn)行一個(gè)優(yōu)化操作進(jìn)一步包括根據(jù)最大處理極限范圍，最大產(chǎn)率和最小設(shè)定時(shí)間這三者中的至少一個(gè)計(jì)算一個(gè)預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中運(yùn)行一個(gè)優(yōu)化操作進(jìn)一步包括通過把多個(gè)控制參數(shù)中的至少一個(gè)參數(shù)調(diào)節(jié)一個(gè)規(guī)定的增量來產(chǎn)生一個(gè)調(diào)節(jié)控制組，上述調(diào)節(jié)控制組進(jìn)一步包括多個(gè)調(diào)節(jié)控制參數(shù)；根據(jù)上述調(diào)節(jié)控制組計(jì)算一個(gè)調(diào)節(jié)優(yōu)化參數(shù)；重復(fù)上述調(diào)節(jié)和計(jì)算操作直到在一個(gè)優(yōu)化容差范圍內(nèi)不再能改善上述調(diào)節(jié)優(yōu)化參數(shù)，從而產(chǎn)生一個(gè)最終調(diào)節(jié)優(yōu)化參數(shù)；確定一個(gè)對(duì)應(yīng)于上述最終調(diào)節(jié)優(yōu)化參數(shù)的預(yù)測(cè)優(yōu)化參數(shù)；根據(jù)上述多個(gè)調(diào)節(jié)控制組建立一個(gè)優(yōu)化控制組，上述優(yōu)化控制組對(duì)應(yīng)于上述預(yù)測(cè)優(yōu)化參數(shù)；根據(jù)上述優(yōu)化控制組計(jì)算一個(gè)預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)；以及把上述優(yōu)化控制組指定為多個(gè)修改控制參數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中計(jì)算多個(gè)修改控制參數(shù)進(jìn)一步包括根據(jù)一個(gè)調(diào)節(jié)控制組與上述參考控制組之間的一組差值，將上述調(diào)節(jié)處理窗口指數(shù)乘上一個(gè)權(quán)重系數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中上述調(diào)節(jié)優(yōu)化參數(shù)可以從下述至少一個(gè)參數(shù)中選擇對(duì)于最大處理極限范圍情況的最小處理窗口指數(shù)，對(duì)于最大產(chǎn)率情況的最大傳送帶速度，和對(duì)于最小設(shè)定時(shí)間情況的修改控制參數(shù)與參考控制參數(shù)之間的最小差值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中找出一個(gè)最小處理窗口指數(shù)進(jìn)一步包括從多個(gè)調(diào)節(jié)處理窗口指數(shù)值中識(shí)別出其中的最小值。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中找出一個(gè)最大傳送帶速度進(jìn)一步包括從多個(gè)傳送帶速度識(shí)別出其中的最大值。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中找出一個(gè)最大傳送帶速度進(jìn)一步包括識(shí)別修改控制參數(shù)與參考控制參數(shù)之間的多個(gè)差值中的最大值的最小絕對(duì)值。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中修改上述當(dāng)前處理窗口指數(shù)進(jìn)一步包括根據(jù)上述測(cè)量工件溫度計(jì)算多個(gè)反饋參數(shù)；根據(jù)上述多個(gè)反饋參數(shù)計(jì)算多個(gè)容差窗口；及把上述多個(gè)容差窗口中的最大值指定給上述當(dāng)前處理窗口指數(shù)。
10.一種控制熱處理器的方法，所述方法包括對(duì)一個(gè)工件建立至少一個(gè)希望的工件熱曲線范圍；測(cè)量上述工件的工件重量和至少一個(gè)方向上的一個(gè)工件長(zhǎng)度；確定熱處理器的多個(gè)控制范圍；選擇一個(gè)符合上述多個(gè)控制范圍并對(duì)應(yīng)于上述至少一個(gè)希望的工件熱曲線范圍的多個(gè)參考控制參數(shù)，上述工件重量和上述工件長(zhǎng)度各自都位在規(guī)定的容差范圍內(nèi)；通過第一運(yùn)行一個(gè)優(yōu)化操作來從一個(gè)預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)計(jì)算多個(gè)修改控制參數(shù)；通過將一個(gè)當(dāng)前處理窗口指數(shù)與上述預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)和一個(gè)要求處理窗口指數(shù)進(jìn)行第一比較以作為一個(gè)第一命令來指令控制器或者起動(dòng)或者停頓生產(chǎn)過程，其中上述當(dāng)前處理窗口指數(shù)最初被設(shè)定在一個(gè)選定的大數(shù)上；把一個(gè)熱控制器設(shè)定在上述多個(gè)修改控制參數(shù)上；第一驗(yàn)證在多個(gè)處理器參數(shù)達(dá)到平衡后在熱處理器中實(shí)現(xiàn)了上述多個(gè)修改控制參數(shù)；第一測(cè)量上述工件的測(cè)量工件溫度；根據(jù)上述測(cè)量工件溫度修改上述當(dāng)前處理窗口指數(shù)；第一依次重復(fù)上述第一運(yùn)行、第一比較、設(shè)定、第一測(cè)量和修改操作，直到上述當(dāng)前處理窗口指數(shù)滿足上述要求處理窗口指數(shù)；第二測(cè)量至少一個(gè)處理參數(shù)；第二驗(yàn)證上述至少一個(gè)處理參數(shù)隨時(shí)間的變化位在一個(gè)漂移容差范圍內(nèi)；根據(jù)一個(gè)預(yù)測(cè)虛工件溫度計(jì)算一個(gè)虛處理窗指數(shù)；通過第二運(yùn)行上述優(yōu)化操作來根據(jù)一個(gè)預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)計(jì)算多個(gè)修改控制參數(shù)；通過將上述虛處理窗口指數(shù)與上述預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)和一個(gè)要求處理窗口指數(shù)進(jìn)行第二比較以作為一個(gè)第二命令來指令控制器或者開始或者停頓生產(chǎn)；以及在上述工件位在熱處理器中的情況下第二依次重復(fù)上述第二測(cè)量、第二驗(yàn)證、計(jì)算、第二運(yùn)行和第二比較等操作。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中當(dāng)上述虛處理窗口指數(shù)小于上述預(yù)測(cè)處理窗口時(shí)上述第二比較操作中的上述第二命令是停頓生產(chǎn)，上述方法還包括把上述熱控制器控制設(shè)定到上述多個(gè)修改控制參數(shù)上；以及等待到上述多個(gè)處理器參數(shù)達(dá)到熱平衡。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中當(dāng)上述虛處理窗口指數(shù)不小于上述要求處理窗口指數(shù)時(shí)上述第二比較操作中的上述第二命令是停頓生產(chǎn)，上述方法還包括第一測(cè)量上述測(cè)量工件溫度；根據(jù)上述測(cè)量工件溫度修改上述當(dāng)前處理窗口指數(shù)；以及第一依次重復(fù)上述第一運(yùn)行、第一比較、控制設(shè)定、第一測(cè)量和修改等操作，直到上述當(dāng)前處理窗口指數(shù)滿足上述要求處理窗口指數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中第二測(cè)量進(jìn)一步包括除了上述至少一個(gè)處理參數(shù)之外保持上述多個(gè)處理參數(shù)恒定不變。
14.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，它還包括生成一個(gè)可被設(shè)置為一個(gè)第一邏輯狀態(tài)或一個(gè)第二邏輯狀態(tài)中的一個(gè)狀態(tài)的虛旗標(biāo)，當(dāng)上述虛旗標(biāo)處于上述第一邏輯狀態(tài)時(shí)將決定計(jì)算一個(gè)虛工件溫度，當(dāng)上述虛旗標(biāo)處于上述第二邏輯狀態(tài)時(shí)將決定測(cè)量一個(gè)虛工件溫度；如果上述當(dāng)前處理窗口指數(shù)與預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)之間的差值大于一個(gè)窗口容差，則把上述虛旗標(biāo)設(shè)置為上述第二邏輯狀態(tài)；如果上述當(dāng)前處理窗口指數(shù)小于上述要求處理窗口指數(shù)，則把上述虛旗標(biāo)設(shè)置為上述第一邏輯狀態(tài)；如果上述多個(gè)處理參數(shù)不滿足上述漂移容差，則把上述虛旗標(biāo)設(shè)置為上述第二邏輯狀態(tài)；以及如果上述虛處理窗口指數(shù)小于上述要求處理窗口指數(shù)，則把上述虛旗標(biāo)設(shè)置為上述第二邏輯狀態(tài)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，它還包括如果區(qū)帶符合于區(qū)帶容差為上述第二邏輯狀態(tài)，則修改正上述控制參數(shù)極限；如果上述虛旗標(biāo)為上述第二邏輯狀態(tài)，則第一運(yùn)行優(yōu)化操作；以及如果上述虛旗標(biāo)為上述第一邏輯狀態(tài)，則第二運(yùn)行優(yōu)化操作。
16.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中設(shè)定多個(gè)控制參數(shù)進(jìn)一步包括通過對(duì)一個(gè)選定的控制組計(jì)算至少一個(gè)工件溫度響應(yīng)曲線來產(chǎn)生一個(gè)預(yù)測(cè)工件溫度響應(yīng)；判斷上述預(yù)測(cè)工件溫度響應(yīng)曲線是否滿足是一個(gè)工件規(guī)范；以及將上述選定的控制組與多個(gè)控制能力極限相比較。
17.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中計(jì)算多個(gè)修改控制參數(shù)進(jìn)一步包括通過調(diào)節(jié)多個(gè)控制參數(shù)來產(chǎn)生一個(gè)調(diào)節(jié)控制組；根據(jù)多個(gè)調(diào)節(jié)控制組來計(jì)算多個(gè)響應(yīng)處理窗口指數(shù)值；從上述多個(gè)處理窗口指數(shù)值中找出一個(gè)最小處理窗口指數(shù)值；根據(jù)上述多個(gè)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)控制組來建立一個(gè)修改控制組，上述修改控制組對(duì)應(yīng)于上述最小處理窗口指數(shù)值；以及把上述修改控制組指定為多個(gè)修改控制參數(shù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中計(jì)算多個(gè)修改控制參數(shù)進(jìn)一步包括根據(jù)一個(gè)調(diào)節(jié)控制組與上述參考控制組之間的一組差值，把上述調(diào)節(jié)處理窗口指數(shù)乘上一個(gè)權(quán)重系數(shù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中計(jì)算多個(gè)修改控制參數(shù)進(jìn)一步包括使得能滿足以下三個(gè)條件中的至少一個(gè)條件最小處理窗口指數(shù)，最大傳送帶速度，以及上述多個(gè)修改控制參數(shù)與多個(gè)已存在控制參數(shù)之間的最小差值，其中上述多個(gè)已存在控制參數(shù)是從上述多個(gè)參考控制參數(shù)和多個(gè)以前的修改控制參數(shù)這兩組參數(shù)中的至少一組參數(shù)中取得的；以及計(jì)算一個(gè)滿足一個(gè)要求處理窗口指數(shù)的處理窗口指數(shù)。
20.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中上述第一運(yùn)行優(yōu)化操作和上述第二運(yùn)行優(yōu)化操作可以由同一裝置來執(zhí)行。
21.一種可被一個(gè)機(jī)器讀出的可編程存儲(chǔ)裝置，其中具體體現(xiàn)了一個(gè)可被該機(jī)器執(zhí)行的指令程序，該程序用于執(zhí)行用來控制一個(gè)具有一個(gè)來自多個(gè)控制參數(shù)的控制序列的熱處理器的一些方法步驟，上述方法步驟包括對(duì)一個(gè)工件建立至少一個(gè)希望的工件熱曲線范圍；測(cè)量上述工件的工件重量和至少一個(gè)方向上的工件長(zhǎng)度；確定用于該熱處理器的多個(gè)控制范圍；選擇符合上述多個(gè)控制范圍并對(duì)應(yīng)于上述至少一個(gè)希望的工件熱曲線范圍的參考控制參數(shù)，上述工件重量和上述工件長(zhǎng)度各自都位在一個(gè)確定的容差范圍內(nèi)；通過運(yùn)行一個(gè)優(yōu)化操作來根據(jù)一個(gè)預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)計(jì)算多個(gè)修改控制參數(shù)；通過將一個(gè)當(dāng)前處理窗口指數(shù)與上述預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)和一個(gè)要求處理窗口指數(shù)進(jìn)行比較以作為一個(gè)命令來指令控制器或者起動(dòng)或者停頓生產(chǎn)，其中上述當(dāng)前處理窗口指數(shù)最初被設(shè)定在一個(gè)選定的大數(shù)；把一個(gè)熱控制器設(shè)定至上述多個(gè)修改控制參數(shù)上；在多個(gè)熱處理參數(shù)達(dá)到熱平衡后驗(yàn)證上述多個(gè)修改控制參數(shù)條件已在熱處理器中達(dá)到；測(cè)量一個(gè)測(cè)量工件溫度；根據(jù)上述測(cè)量工件溫度來修改上述當(dāng)前處理窗口指數(shù)；以及當(dāng)上述工件位于熱處理器內(nèi)時(shí)依次重復(fù)上述運(yùn)行、比較、設(shè)定、測(cè)量和修改等操作。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的可編程存儲(chǔ)裝置，其中運(yùn)行一個(gè)優(yōu)化操作進(jìn)一步包括計(jì)算從最大處理極限范圍、最大產(chǎn)率和最小設(shè)定時(shí)間三個(gè)條件的至少一個(gè)條件下選出的一個(gè)預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的可編程存儲(chǔ)裝置，其中運(yùn)行一個(gè)優(yōu)化操作進(jìn)一步包括通過把多個(gè)控制參數(shù)中的至少一個(gè)參數(shù)調(diào)節(jié)一個(gè)確定的增量來產(chǎn)生一個(gè)調(diào)節(jié)控制組，上述調(diào)節(jié)控制組進(jìn)一步包括多個(gè)調(diào)節(jié)控制參數(shù)；根據(jù)上述調(diào)節(jié)控制組來計(jì)算一個(gè)調(diào)節(jié)優(yōu)化參數(shù)；重復(fù)上述調(diào)節(jié)和計(jì)算操作直到在一個(gè)優(yōu)化容差范圍內(nèi)不再能改善上述調(diào)節(jié)優(yōu)化參數(shù)，由此產(chǎn)生一個(gè)最終調(diào)節(jié)優(yōu)化參數(shù)；確定一個(gè)對(duì)應(yīng)于上述最終調(diào)節(jié)優(yōu)化參數(shù)的預(yù)測(cè)優(yōu)化參數(shù)；根據(jù)上述多個(gè)調(diào)節(jié)控制組建立一個(gè)優(yōu)化控制組，上述優(yōu)化控制組對(duì)應(yīng)于上述預(yù)測(cè)優(yōu)化參數(shù)；根據(jù)上述優(yōu)化控制組計(jì)算一個(gè)預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)；以及把上述優(yōu)化控制組指定為多個(gè)修改控制參數(shù)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的可編程存儲(chǔ)裝置，其中計(jì)算多個(gè)修改控制參數(shù)進(jìn)一步包括根據(jù)一個(gè)調(diào)節(jié)控制組與上述參考控制組之間的一組差值，把上述調(diào)節(jié)處理窗口指數(shù)乘以一個(gè)權(quán)重系數(shù)。
25.根據(jù)權(quán)利要求23的可編程存儲(chǔ)裝置，其中上述調(diào)節(jié)優(yōu)化參數(shù)可以從最大處理極限范圍情況下的最小處理窗口指數(shù)、最大產(chǎn)率情況下的最大傳送帶速度和最小設(shè)定時(shí)間情況下的修改控制參數(shù)與參考控制參數(shù)之間的最小差值這三個(gè)參數(shù)中的至少一個(gè)選擇。
26.一種可被一個(gè)機(jī)器讀出的可編程存儲(chǔ)裝置，其中具體體現(xiàn)了一個(gè)可被該機(jī)器執(zhí)行的指令程序，該程序用于執(zhí)行用來控制一個(gè)具有來自多個(gè)控制參數(shù)的一控制序列的熱處理器的一些方法步驟，上述方法步驟包括對(duì)一個(gè)工件建立至少一個(gè)希望的工件熱曲線范圍；測(cè)量上述工件的工件重量和至少一個(gè)方向上的工件長(zhǎng)度；確定用于該熱處理器的多個(gè)控制范圍；選擇符合上述多個(gè)控制范圍并對(duì)應(yīng)于上述至少一個(gè)希望的工件熱曲線范圍的多個(gè)參考控制參數(shù)，上述工件重量和上述工件長(zhǎng)度各自都位在一個(gè)確定的容差范圍內(nèi)；通過第一運(yùn)行一個(gè)優(yōu)化操作來從一個(gè)預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)計(jì)算多個(gè)修改控制參數(shù)；通過將一個(gè)當(dāng)前處理窗口指數(shù)與上述預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)和一個(gè)要求處理窗口指數(shù)進(jìn)行第一比較以作為一個(gè)第一命令來指令控制器或者起動(dòng)或者停頓生產(chǎn)，其中上述當(dāng)前處理窗口指數(shù)最初被設(shè)定在一個(gè)選定的大數(shù)上；把一個(gè)熱控制器設(shè)定到上述多個(gè)修改控制參數(shù)上；在多個(gè)處理器參數(shù)達(dá)到平衡后第一驗(yàn)證上述多個(gè)修改控制參數(shù)條件已在熱處理器中達(dá)到；第一測(cè)量一個(gè)測(cè)量工件溫度；根據(jù)上述測(cè)量工件溫度來修改上述當(dāng)前處理窗口指數(shù)；第一依次重復(fù)上述第一運(yùn)行、第一比較、設(shè)定、第一測(cè)量和修改等操作，直到上述當(dāng)前處理窗口指數(shù)滿足上述要求處理窗口指數(shù)；第二測(cè)量至少一個(gè)處理參數(shù)；第二驗(yàn)證上述至少一個(gè)處理參數(shù)隨時(shí)間的變化位在一個(gè)漂移容差范圍內(nèi)；預(yù)測(cè)一個(gè)虛工件溫度；根據(jù)上述虛工件溫度來計(jì)算一個(gè)虛處理窗口指數(shù)；通過第二運(yùn)行上述優(yōu)化操作來從一個(gè)預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)計(jì)算多個(gè)修改控制參數(shù)；通過將上述虛處理窗口指數(shù)與上述預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)和一個(gè)要求處理窗口指數(shù)進(jìn)行第二比較以作為一個(gè)第二命令來指令控制器或者起動(dòng)或者停頓生產(chǎn)；以及當(dāng)上述工件位在熱處理器中時(shí)，第二依次重復(fù)第二測(cè)量、第二驗(yàn)證、計(jì)算、第二運(yùn)行和第二比較等操作。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的方法，其中當(dāng)上述虛處理窗口指數(shù)小于上述預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)時(shí)，上述第二比較操作中的上述第二命令是停頓生產(chǎn)，它還包括把上述熱控制器設(shè)定到上述多個(gè)修改控制參數(shù)上；以及等待到上述多個(gè)處理器參數(shù)達(dá)到熱平衡。
28.根據(jù)權(quán)利要求26的可編程存儲(chǔ)裝置，其中當(dāng)上述虛處理窗口指數(shù)不小于上述要求的處理窗口指數(shù)時(shí)上述第二比較操作中的上述第二命令為停頓生產(chǎn)，它還包括第一測(cè)量上述測(cè)量工件溫度；根據(jù)上述測(cè)量工件溫度修改上述當(dāng)前的處理窗口指數(shù)；以及第一依次重復(fù)上述第一運(yùn)行、第一比較、設(shè)定、第一測(cè)量和修改等操作直到上述當(dāng)前處理窗口指數(shù)滿足上述要求處理窗口指數(shù)。
29.根據(jù)權(quán)利要求26的可編程存儲(chǔ)裝置，其中上述第二測(cè)量進(jìn)一步包括除了上述至少一個(gè)處理參數(shù)之外保持上述多個(gè)處理參數(shù)恒定。
30.根據(jù)權(quán)利要求26的可編程存儲(chǔ)裝置，它還包括生成一個(gè)可被設(shè)置為一個(gè)第一邏輯狀態(tài)或一個(gè)第二邏輯狀態(tài)中的一個(gè)狀態(tài)的虛旗標(biāo)，當(dāng)上述虛旗標(biāo)處于上述第一邏輯狀態(tài)時(shí)將決定計(jì)算一個(gè)虛工件溫度，當(dāng)上述虛旗標(biāo)處于上述第二邏輯狀態(tài)時(shí)將決定測(cè)量一個(gè)虛工件溫度；如果上述當(dāng)前處理窗口指數(shù)與預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)之間的差值大于一個(gè)窗口容差時(shí)，則把上述虛旗標(biāo)設(shè)置為上述第二邏輯狀態(tài)；如果上述當(dāng)前處理窗口指數(shù)小于上述要求處理窗口指數(shù)，則把上述虛旗標(biāo)設(shè)置為上述第一邏輯狀態(tài)；如果上述多個(gè)處理參數(shù)不滿足上述漂移容差，則把上述虛旗標(biāo)設(shè)置為上述第二邏輯狀態(tài)；以及如果上述虛處理窗口指數(shù)小于上述要求處理窗口指數(shù)，則把上述虛旗標(biāo)設(shè)置為上述第一邏輯狀態(tài)。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的可編程存儲(chǔ)裝置，它還包括如果區(qū)帶符合于區(qū)帶容差是上述第二邏輯狀態(tài)，則修改上述控制參數(shù)極限；如果上述虛旗標(biāo)處于上述第二邏輯狀態(tài)，則第一運(yùn)行優(yōu)化操作；以及如果上述虛旗標(biāo)處于上述第一邏輯狀態(tài)，則第二運(yùn)行優(yōu)化操作。
32.根據(jù)權(quán)利要求26的可編程存儲(chǔ)裝置，其中設(shè)定多個(gè)控制參數(shù)進(jìn)一步包括計(jì)算至少一個(gè)工件溫度響應(yīng)曲線至一個(gè)選定的控制組來產(chǎn)生一個(gè)預(yù)測(cè)工件溫度響應(yīng)；判斷上述預(yù)測(cè)工件溫度響應(yīng)曲線是否滿足一個(gè)工件規(guī)范；以及將上述選定的控制組與多個(gè)控制能力極限相比較。
33.根據(jù)權(quán)利要求26的可編程存儲(chǔ)裝置，其中計(jì)算多個(gè)修改控制參數(shù)進(jìn)一步包括通過調(diào)節(jié)多個(gè)控制參數(shù)來產(chǎn)生一個(gè)調(diào)節(jié)控制組；根據(jù)多個(gè)調(diào)節(jié)控制組來計(jì)算多個(gè)響應(yīng)處理窗口指數(shù)值；從上述多個(gè)處理窗口指數(shù)值中找出一個(gè)最小的處理窗口指數(shù)值；根據(jù)上述多個(gè)調(diào)節(jié)控制組來建立一個(gè)修改控制組，上述修改控制組對(duì)應(yīng)于上述最小處理窗口指數(shù)值；以及把上述修改控制指定為多個(gè)修改控制參數(shù)。
34.一種控制一個(gè)熱處理器的設(shè)備，上述設(shè)備包括一個(gè)處理器控制器，用于設(shè)定多個(gè)控制參數(shù)；一個(gè)數(shù)據(jù)記錄器，用于記錄來自一個(gè)工件和熱處理器的測(cè)量數(shù)據(jù)或計(jì)算數(shù)據(jù)；一個(gè)要求工件熱曲線，上述工件熱曲線被記錄在上述數(shù)據(jù)記錄器中；一個(gè)稱重器，用于測(cè)量上述工件的重量，上述重量被記錄在上述數(shù)據(jù)記錄器中；一個(gè)量尺，用于測(cè)量上述工件的至少一個(gè)長(zhǎng)度，上述至少一個(gè)長(zhǎng)度被記錄在上述數(shù)據(jù)記錄器中；一個(gè)傳送帶，用于把上述工件傳送進(jìn)入和通過熱處理器；多個(gè)測(cè)量的工件熱曲線的一個(gè)第一數(shù)據(jù)庫(kù)，上述第一數(shù)據(jù)庫(kù)被記錄在上述數(shù)據(jù)記錄器中；多個(gè)熱處理器操作能力的一個(gè)第二個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，上述第二數(shù)據(jù)庫(kù)被記錄在上述數(shù)據(jù)記錄器中；一個(gè)第一數(shù)據(jù)處理器，用于通過計(jì)算多個(gè)參考控制參數(shù)來產(chǎn)生一個(gè)參考控制組，上述第一數(shù)據(jù)處理器連接在上述數(shù)據(jù)記錄器上，上述參考控制組受上述第二數(shù)據(jù)庫(kù)限制；一個(gè)第二數(shù)據(jù)處理器，用于通過優(yōu)化一個(gè)優(yōu)化參數(shù)和確定多個(gè)修改控制參數(shù)來產(chǎn)生一個(gè)修改控制組，上述第二數(shù)據(jù)處理器連接在上述第一處理器和上述數(shù)據(jù)記錄器上，上述優(yōu)化參數(shù)能產(chǎn)生一個(gè)預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)；一個(gè)第三數(shù)據(jù)處理器，用于把一個(gè)當(dāng)前處理窗口指數(shù)與上述預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)和一個(gè)要求處理窗口指數(shù)相比較，上述第三數(shù)據(jù)處理器連接在上述第二數(shù)據(jù)處理器和上述數(shù)據(jù)記錄器上；一個(gè)生產(chǎn)控制器，用于向一個(gè)工件裝載器發(fā)出關(guān)于停止或開始把上述工件裝載到上述傳送帶上的信號(hào)，上述生產(chǎn)控制器連接在上述處理器控制器上；一個(gè)控制輸入裝置，用于把上述處理器控制器設(shè)定在上述修改控制組上；一個(gè)控制連接器，用于命令多個(gè)控制單元，其中上述控制連接器連接在上述處理器控制器、上述多個(gè)控制單元、上述控制輸入裝置和上述第二數(shù)據(jù)處理器上，并且上述多個(gè)控制單元是從至少一個(gè)加熱器、至少一個(gè)冷卻器、至少一個(gè)馬達(dá)、至少一個(gè)風(fēng)扇、至少一個(gè)傳送帶和至少一個(gè)工件裝載器中的至少一單元中選出的；一個(gè)第四數(shù)據(jù)處理器，用于判斷來自上述多個(gè)控制單元的多個(gè)測(cè)量值是否符合上述修改控制組，上述第四數(shù)據(jù)處理器連接在上述第二數(shù)據(jù)處理器上；一個(gè)工件溫度測(cè)量器，用于測(cè)量工件溫度，上述工件溫度測(cè)量器連接在上述數(shù)據(jù)記錄器上；一個(gè)第五數(shù)據(jù)處理器，用于根據(jù)上述工件溫度計(jì)算上述當(dāng)前處理窗口指數(shù)的一個(gè)替代值，上述第五數(shù)據(jù)處理器連接在上述數(shù)據(jù)記錄器上；以及一個(gè)數(shù)據(jù)連接器，用于連接上述數(shù)據(jù)記錄器、上述第一數(shù)據(jù)處理器、上述第二數(shù)據(jù)處理器，上述第三數(shù)據(jù)處理器、上述第四數(shù)據(jù)處理器、上述第五數(shù)據(jù)處理器以及上述工件溫度測(cè)量器。
35.根據(jù)權(quán)利要求34的設(shè)備，其中上述第一數(shù)據(jù)處理器、上述第二數(shù)據(jù)處理器、上述第三數(shù)據(jù)處理器、上述第四數(shù)據(jù)處理器、上述第五數(shù)據(jù)處理器、或者它們的任意組合，被一個(gè)多用途裝置所取代。
36.根據(jù)權(quán)利要求34的設(shè)備，其中上述用來計(jì)算上述多個(gè)修改控制參數(shù)的第二數(shù)據(jù)處理器進(jìn)一步包括一個(gè)取自一個(gè)最小處理窗口指數(shù)、一個(gè)最大傳送帶速度和上述多個(gè)參考控制參數(shù)與述多個(gè)修改控制參數(shù)之間的一個(gè)最小差值這三者中至少一個(gè)的條件；以及一個(gè)滿足一個(gè)要求處理窗口指數(shù)的當(dāng)前處理窗口指數(shù)。
37.根據(jù)權(quán)利要求34的設(shè)備，其中上述用于修改上述當(dāng)前處理窗口指數(shù)的第二數(shù)據(jù)處理器進(jìn)一步包括多個(gè)從上述測(cè)量工件溫度測(cè)量到的反饋參數(shù)；多個(gè)從上述多個(gè)反饋參數(shù)計(jì)算到的容差窗口；以及從指定給上述當(dāng)前的處理窗口指數(shù)的多個(gè)容差窗口中得到的一個(gè)最大值。
38.一種用于控制一個(gè)熱處理器的設(shè)備，上述設(shè)備包括一個(gè)處理器控制器，用于設(shè)定多個(gè)控制參數(shù)；一個(gè)數(shù)據(jù)記錄器，用于記錄來自一個(gè)工件和熱處理器的測(cè)量數(shù)據(jù)或計(jì)算數(shù)據(jù)；一個(gè)要求工件熱曲線，上述工件熱曲線被記錄在上述數(shù)據(jù)記錄器中；一個(gè)稱重器，用于測(cè)量上述工件的重量，上述重量被記錄在上述數(shù)據(jù)記錄器中；一個(gè)量尺，用于測(cè)量上述工件的至少一個(gè)長(zhǎng)度，上述至少一個(gè)長(zhǎng)度被記錄在上述數(shù)據(jù)記錄器中；一個(gè)傳送帶，用于把上述工件傳送進(jìn)入和通過熱處理器；多個(gè)測(cè)量工件熱曲線的一個(gè)第一數(shù)據(jù)庫(kù)，上述第一數(shù)據(jù)庫(kù)被記錄在上述數(shù)據(jù)記錄器中；多個(gè)熱處理器操作能力的一個(gè)第二數(shù)據(jù)庫(kù)，上述第二數(shù)據(jù)庫(kù)被記錄在上述數(shù)據(jù)記錄器中；一個(gè)第一數(shù)據(jù)處理器，用于通過計(jì)算多個(gè)參考控制參數(shù)來產(chǎn)生一個(gè)參考控制組，上述第一數(shù)據(jù)處理器連接在上述數(shù)據(jù)記錄器上，上述參考控制組受上述第二數(shù)據(jù)庫(kù)的限制；一個(gè)第二數(shù)據(jù)處理器，用于通過優(yōu)化一個(gè)當(dāng)前優(yōu)化參數(shù)和確定多個(gè)當(dāng)前修改控制參數(shù)來產(chǎn)生一個(gè)當(dāng)前修改控制組，上述第二數(shù)據(jù)處理器連接在上述第一處理器和上述數(shù)據(jù)記錄器上，上述優(yōu)化參數(shù)能產(chǎn)生一個(gè)第一預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)；一個(gè)第三數(shù)據(jù)處理器，用于把一個(gè)當(dāng)前處理窗口指數(shù)與上述第一預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)和一個(gè)要求處理窗口指數(shù)相比較，上述第三數(shù)據(jù)處理器連接在上述第二數(shù)據(jù)處理和上述數(shù)據(jù)記錄器上；一個(gè)生產(chǎn)控制器，用于對(duì)一個(gè)工件裝載器發(fā)出一個(gè)關(guān)于停止或開始把上述工件裝載到上述傳送帶上的信號(hào)，上述生產(chǎn)控制器連接在上述處理器控制器上；一個(gè)第一控制輸入裝置，用于把上述處理器控制器設(shè)定在上述當(dāng)前修改控制組上；一個(gè)第四數(shù)據(jù)處理器，用于判斷來自上述多個(gè)控制單元的多個(gè)測(cè)量值是否符合上述修改控制組，上述第四數(shù)據(jù)處理器連接在上述第二數(shù)據(jù)處理器和上述數(shù)據(jù)記錄器上；一個(gè)位于熱處理器中至少一個(gè)位置上的處理器溫度測(cè)量器，用于測(cè)量處理器溫度，上述處理器溫度測(cè)量器連接在上述數(shù)據(jù)記錄器上；一個(gè)工件溫度測(cè)量器，用于測(cè)量一個(gè)測(cè)量工件溫度，上述工件溫度測(cè)量器連接在上述數(shù)據(jù)記錄器上；一個(gè)第五數(shù)據(jù)處理器，用于根據(jù)上述工件溫度來計(jì)算上述當(dāng)前處理窗口指數(shù)的一個(gè)替代值，上述第五數(shù)據(jù)處理器連接在上述數(shù)據(jù)記錄器上；一個(gè)第六數(shù)據(jù)處理器，用于計(jì)算上述處理器溫度隨時(shí)間的變化是否超出了一個(gè)漂移容差范圍，上述第六數(shù)據(jù)處理器連接在上述數(shù)據(jù)記錄器上；一個(gè)第七數(shù)據(jù)處理器，用于根據(jù)上述修改控制組和一個(gè)從上述虛工件溫度得到的虛處理窗口指數(shù)來計(jì)算一個(gè)虛工件溫度，上述第七數(shù)據(jù)處理器連接在上述數(shù)據(jù)記錄器上；一個(gè)第八數(shù)據(jù)處理器，用于通過優(yōu)化一個(gè)優(yōu)化參數(shù)和確定多個(gè)虛修改控制參數(shù)來產(chǎn)生一個(gè)虛修改控制組，上述第八數(shù)據(jù)處理器連接在上述第一處理器和上述數(shù)據(jù)記錄器上，上述優(yōu)化參數(shù)能產(chǎn)生一個(gè)第二預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)；一個(gè)第九數(shù)據(jù)處理器，用于把上述虛處理窗口指數(shù)與上述第二預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)和一個(gè)要求處理窗口指數(shù)相比較，上述第九數(shù)據(jù)處理器連接在上述第八數(shù)據(jù)處理器和上述數(shù)據(jù)記錄器上；一個(gè)第二控制輸入裝置，用于把上述處理器控制器設(shè)定在上述虛修改控制組上，上述第二控制輸入裝置連接在上述第八數(shù)據(jù)處理器和上述數(shù)據(jù)記錄器上；一個(gè)控制連接器，用于命令多個(gè)控制單元，其中上述控制連接器連接在上述處理器控制器、上述多個(gè)控制單元、上述第一控制輸入裝置、上述第二控制輸入裝置、上述第二數(shù)據(jù)處理器和上述第八數(shù)據(jù)處理器上，并且上述多個(gè)控制單元是從至少一個(gè)加熱器、至少一個(gè)冷卻器、至少一個(gè)馬達(dá)、至少一個(gè)風(fēng)扇、至少一個(gè)傳送帶、和至少一個(gè)工件裝載器中的至少一個(gè)單元中選出的；以及一個(gè)數(shù)據(jù)連接器，用于連接上述數(shù)據(jù)記錄器、上述第一數(shù)據(jù)處理器，上述第二數(shù)據(jù)處理器，上述第三數(shù)據(jù)處理器、上述第四數(shù)據(jù)處理器，上述第五數(shù)據(jù)處理器，上述第六數(shù)據(jù)處理器、上述第七數(shù)據(jù)處理器，上述第八數(shù)據(jù)處理器、上述第九數(shù)據(jù)處理器、上述處理器溫度測(cè)量器、和上述工件溫度測(cè)量器。
39.根據(jù)權(quán)利要求38的設(shè)備，其中上述第一數(shù)據(jù)處理器、第二數(shù)據(jù)處理器、第三數(shù)據(jù)處理器、第四數(shù)據(jù)處理器、第五數(shù)據(jù)處理器、第六數(shù)據(jù)處理器、第七數(shù)據(jù)處理器、第八數(shù)據(jù)處理器、第九數(shù)據(jù)處理器或它們的任意組合，被一個(gè)多用途的裝所取代。
40.根據(jù)權(quán)利要求38的設(shè)備，其中上述第一控制輸入裝置和上述第二控制輸入裝置被一個(gè)多用途裝置所取代。
41.根據(jù)權(quán)利要求38的設(shè)備，其中上述用于計(jì)算上述多個(gè)當(dāng)前修改控制參數(shù)的第二數(shù)據(jù)處理器進(jìn)一步包括一個(gè)取自一個(gè)最小處理窗口指數(shù)、一個(gè)最大傳送帶速度、和上述多個(gè)參考控制參數(shù)與上述多個(gè)當(dāng)前修改控制參數(shù)之間的一個(gè)最小差值這三者中至少一個(gè)的條件；以及滿足一個(gè)要求處理窗口指數(shù)的一個(gè)當(dāng)前處理窗口指數(shù)。
42.根據(jù)權(quán)利要求38的設(shè)備，其中上述用于計(jì)算上述多個(gè)虛修改控制參數(shù)的第八數(shù)據(jù)處理器進(jìn)一步包括一個(gè)取自一個(gè)最小處理窗口指數(shù)，一個(gè)最大傳送帶速度和上述多個(gè)參考控制參數(shù)與上述多個(gè)虛修改控制參數(shù)之間的一個(gè)最小差值這三者中的至少一個(gè)的條件；以及滿足一個(gè)要求處理窗口指數(shù)的一個(gè)虛處理窗口指數(shù)。
43.根據(jù)權(quán)利要求38的設(shè)備，它還包括一個(gè)可被設(shè)置為“真”或“假”中的一個(gè)的虛旗標(biāo)，當(dāng)上述虛旗標(biāo)為“真”時(shí)將決定計(jì)算一個(gè)虛工件溫度，當(dāng)上述旗標(biāo)為“假”時(shí)將決定測(cè)量一個(gè)虛工件溫度；如果上述當(dāng)前處理窗口指數(shù)與預(yù)測(cè)處理窗口指數(shù)之間的差值大于一個(gè)窗口容限，則對(duì)上述虛旗標(biāo)作第一“假”設(shè)置；如果上述當(dāng)前處理窗口指數(shù)小于上述要求處理窗口指數(shù)，則對(duì)上述虛旗標(biāo)作第一“真”設(shè)置；如果上述多個(gè)處理參數(shù)不滿足上述漂移容差，則對(duì)上述虛旗標(biāo)作第二“假”設(shè)置；以及如果上述虛處理窗口指數(shù)小于上述要求處理窗口指數(shù)，則對(duì)上述虛旗標(biāo)作第二“真”設(shè)置。
44.根據(jù)權(quán)利要求43的設(shè)備，它還包括如果區(qū)帶符合于區(qū)帶容差為“假”，則向一個(gè)第十?dāng)?shù)據(jù)處理器發(fā)出一個(gè)第一指令，令其修改上述控制參數(shù)極限，上述第十?dāng)?shù)據(jù)處理器連接在上述數(shù)據(jù)記錄器上；如果上述虛旗標(biāo)為“假”，則向上述第二數(shù)據(jù)處理器發(fā)出一個(gè)第二指令，令其計(jì)算上述當(dāng)前修改控制組；以及如果上述虛旗標(biāo)為“真”，則向上述第八數(shù)據(jù)處理器發(fā)出一個(gè)第三指令，令其通過第二運(yùn)行優(yōu)化操作來計(jì)算上述虛修改控制組。
45.根據(jù)權(quán)利要求44的設(shè)備，其中上述第一數(shù)據(jù)處理器、第二數(shù)據(jù)處理器、第三數(shù)據(jù)處理器、第四數(shù)據(jù)處理器、第五數(shù)據(jù)處理器、第六數(shù)據(jù)處理器、第七數(shù)據(jù)處理器、第八數(shù)據(jù)處理器、第九數(shù)據(jù)處理器、第十?dāng)?shù)據(jù)處理器、或它們的任意組合被一個(gè)多用途裝置所替代。
全文摘要
一種用于控制一個(gè)正暴露在一個(gè)熱處理器中的加熱和/或冷卻環(huán)境下的工件的溫度響應(yīng)曲線的方法和設(shè)備利用對(duì)工件的測(cè)量數(shù)據(jù)通過閉環(huán)反饋來調(diào)節(jié)熱處理器的控制參數(shù)設(shè)定。
文檔編號(hào)G05B13/02GK1391667SQ00815979
公開日2003年1月15日 申請(qǐng)日期2000年9月18日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月23日
發(fā)明者菲利普·C·卡茨米爾羅維克茲, 埃里克·德蘭斯費(fèi)爾德特, 斯坦利·D·舒爾茨 申請(qǐng)人:Kic熱仿形公司