專利名稱：控制方法、溫度控制方法、調(diào)整裝置、溫度調(diào)節(jié)器、程序、記錄媒體和熱處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)控制對(duì)象的溫度或壓力等物理狀態(tài)進(jìn)行控制的控制方法、對(duì)控制對(duì)象的溫度進(jìn)行控制的溫度控制方法、以及適于該溫度控制方法的調(diào)整裝置、溫度調(diào)節(jié)器、程序、記錄媒體和熱處理裝置，特別是涉及適于抑制過渡時(shí)的溫度等物理狀態(tài)的偏差的技術(shù)。
背景技術(shù)：
以往，作為半導(dǎo)體晶片或液晶用玻璃基板等工件的加熱處理，例如采用如下方式，在內(nèi)部設(shè)置加熱器和溫度傳感器并進(jìn)行溫度控制到目標(biāo)溫度的熱板上裝載工件來進(jìn)行熱處理(例如參照專利文獻(xiàn)1)。
專利文獻(xiàn)1特開平11-067619號(hào)公報(bào)以往，例如為了無偏差而均勻地進(jìn)行利用圓盤狀工件的熱板熱處理，將熱板的溫度控制得均勻，但在將工件裝載到熱板上而開始進(jìn)行熱處理的過渡時(shí)等，即使將熱板的溫度控制得均勻，工件的溫度與熱板的溫度也不相同，此外，由于工件其面內(nèi)的位置的不同，例如比中央位置靠外周的位置就容易散熱，所以在工件的面內(nèi)產(chǎn)生溫度偏差。
這樣，在現(xiàn)有技術(shù)中，即使將熱板的溫度控制到期望的狀態(tài)，使工件的溫度變成期望的溫度狀態(tài)也是困難的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于這點(diǎn)而開發(fā)的，其目的在于能夠?qū)⒐ぜ鹊谋惶幚砦锟刂频狡谕臓顟B(tài)。
本發(fā)明為了達(dá)到上述目的而如下地構(gòu)成。
即，本發(fā)明的控制方法，是按照使在多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)對(duì)被處理物進(jìn)行處理的處理機(jī)構(gòu)的物理狀態(tài)的各檢測(cè)信息與多個(gè)的各目標(biāo)信息一致的方式控制所述處理機(jī)構(gòu)的物理狀態(tài)的控制方法，其使用表示所述目標(biāo)信息與所述被處理物的物理狀態(tài)的關(guān)系的關(guān)系信息調(diào)整所述目標(biāo)信息以使所述被處理物的物理狀態(tài)成為期望的狀態(tài)。
其中，所謂被處理物是指用處理機(jī)構(gòu)處理的物體，例如指進(jìn)行加熱、冷卻、加壓等的處理的物體。
所謂處理機(jī)構(gòu)是指熱板或加熱爐等得加熱裝置、冷卻裝置、成型裝置、反應(yīng)裝置等對(duì)被處理物實(shí)施處理的裝置。
所謂物理狀態(tài)是指溫度、壓力、流量、速度或液位等各種物理量的狀態(tài)。
所謂檢測(cè)信息是指檢測(cè)出的物理狀態(tài)的信息，例如指檢測(cè)溫度、檢測(cè)壓力、檢測(cè)流量等。
此外，所謂目標(biāo)信息是指物理狀態(tài)的控制目標(biāo)的信息，例如指目標(biāo)溫度、目標(biāo)壓力、目標(biāo)流量等。
所謂關(guān)系信息是指表示目標(biāo)信息與被處理物的物理狀態(tài)的關(guān)系的信息，優(yōu)選其是根據(jù)被處理物的物理狀態(tài)或目標(biāo)信息的一方能預(yù)測(cè)另一方的信息。
優(yōu)選該關(guān)系信息是表示從目標(biāo)信息向被處理物的物理狀態(tài)過渡的輸入輸出關(guān)系的信息，例如優(yōu)選是表示干涉情況的矩陣、傳遞函數(shù)、或狀態(tài)空間表現(xiàn)等。
另外，目標(biāo)信息的調(diào)整并不限定于過渡狀態(tài)，即使是穩(wěn)定狀態(tài)也能適用。
所謂期望的狀態(tài)例如是指被處理物的物理狀態(tài)為均勻的狀態(tài)、或是物理狀態(tài)呈現(xiàn)所期望的分布的狀態(tài)等，是指至少比目標(biāo)信息的調(diào)整前是所期望的狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明，由于根據(jù)表示目標(biāo)信息與被處理物的物理狀態(tài)的關(guān)系的關(guān)系信息來預(yù)測(cè)用于使被處理物的物理狀態(tài)變成期望的狀態(tài)的目標(biāo)信息，并調(diào)整成預(yù)測(cè)的目標(biāo)信息，因此為了成為調(diào)整了的目標(biāo)信息而控制處理機(jī)構(gòu)的物理狀態(tài)的結(jié)果是，用該處理機(jī)構(gòu)處理的被處理物的物理狀態(tài)被控制到期望的狀態(tài)進(jìn)行處理。
本發(fā)明的溫度控制方法，是按照使在多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)對(duì)被處理物進(jìn)行處理的處理機(jī)構(gòu)的溫度的各檢測(cè)溫度與多個(gè)的各目標(biāo)溫度一致的方式控制所述處理機(jī)構(gòu)的溫度的控制方法，其使用表示所述目標(biāo)溫度與所述被處理物的溫度的關(guān)系的關(guān)系信息，調(diào)整所述目標(biāo)溫度以使所述被處理物的溫度成為期望的溫度狀態(tài)。
其中，所謂被處理物是指用處理機(jī)構(gòu)進(jìn)行加熱和/或冷卻的物體，例如指用加熱裝置進(jìn)行熱處理的半導(dǎo)體晶片或玻璃基板等。
所謂關(guān)系信息是指表示目標(biāo)信息與被處理物的溫度的關(guān)系的信息，優(yōu)選該關(guān)系信息是根據(jù)被處理物的溫度或目標(biāo)信息的一方能預(yù)測(cè)另一方的信息。
優(yōu)選該關(guān)系信息是表示從目標(biāo)信息向被處理物的溫度過渡的輸入輸出關(guān)系的信息，例如優(yōu)選是表示干涉情況的矩陣、傳遞函數(shù)、或狀態(tài)空間表現(xiàn)等。
另外，目標(biāo)溫度的調(diào)整對(duì)過渡狀態(tài)、穩(wěn)定狀態(tài)中的任何狀態(tài)都能適用。
所謂期望的溫度狀態(tài)例如是指抑制由于被處理物的位置而引起的溫度偏差的均勻的溫度狀態(tài)、或是呈現(xiàn)所期望的溫度分布的狀態(tài)等。
優(yōu)選地目標(biāo)溫度的調(diào)整僅在需要時(shí)例如僅在變更了目標(biāo)溫度的設(shè)定時(shí)或過渡時(shí)進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明，由于根據(jù)關(guān)系信息來預(yù)測(cè)用于使被處理物變成期望的溫度狀態(tài)的目標(biāo)溫度，并調(diào)整到目標(biāo)溫度，因此將處理機(jī)構(gòu)的溫度控制成調(diào)整的目標(biāo)溫度的結(jié)果是，用該處理機(jī)構(gòu)處理的被處理物在期望的溫度狀態(tài)下被處理。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，根據(jù)所述關(guān)系信息和所述目標(biāo)溫度調(diào)整前的所述被處理物的溫度分布信息來求出調(diào)整信息，并根據(jù)該調(diào)整信息來調(diào)整所述目標(biāo)溫度。
所謂調(diào)整前，是指在進(jìn)行使用關(guān)系信息的目標(biāo)溫度的調(diào)整之前，即，進(jìn)行本發(fā)明的調(diào)整之前，是指與以往相同的控制狀態(tài)。
所謂被處理物的溫度分布信息，是指表示被處理物的溫度分布的信息，是指被處理物的各位置的溫度或是各位置與基準(zhǔn)溫度的溫度差等的信息。根據(jù)該溫度分布信息能夠掌握調(diào)整前的被處理物的溫度分布，例如掌握被處理物的溫度偏差。
目標(biāo)溫度的調(diào)整前的所述被處理物的溫度分布信息能夠作為預(yù)先計(jì)測(cè)的過去的處理中的被處理物的溫度而求出。
所謂調(diào)整信息是指目標(biāo)溫度的調(diào)整所使用的信息，例如可以是調(diào)整后的目標(biāo)溫度值本身，也可以是將調(diào)整前的目標(biāo)溫度作為基準(zhǔn)并應(yīng)在其上相加或減去的溫度的值，該調(diào)整信息可以是目標(biāo)溫度的調(diào)整所需要的期間的多個(gè)時(shí)刻的溫度值、或是所述期間的時(shí)序的溫度數(shù)據(jù)，進(jìn)而也可以是與時(shí)序的溫度數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的傳遞函數(shù)等。
根據(jù)該實(shí)施方式，由于能夠從調(diào)整前的被處理物的溫度分布信息了解到溫度與期望的溫度狀態(tài)例如均勻的溫度狀態(tài)的偏移，所以能夠調(diào)整目標(biāo)溫度而使被處理物變成期望的溫度狀態(tài)地進(jìn)行處理以消除該溫度的偏移。
在一種實(shí)施方式中，包括第一工序，其根據(jù)在多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)計(jì)測(cè)當(dāng)使所述目標(biāo)溫度變化時(shí)的所述被處理物的溫度變化的計(jì)測(cè)溫度，求出表示所述目標(biāo)溫度與所述被處理物的所述多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的溫度的關(guān)系的所述關(guān)系信息；第二工序，其根據(jù)在所述多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)計(jì)測(cè)所述目標(biāo)溫度調(diào)整前的所述被處理物的溫度的計(jì)測(cè)溫度，求出所述溫度分布信息；第三工序，其根據(jù)在所述第一工序和所述第二工序分別求出的所述關(guān)系信息和所述溫度分布信息，求出所述調(diào)整信息；以及第四工序，其根據(jù)在所述第三工序求出的所述調(diào)整信息，調(diào)整所述目標(biāo)溫度。
其中，優(yōu)選地所述被處理物的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)是，在被處理物上，要將溫度控制成期望的溫度的位置(部位)，例如是要抑制溫度偏差的位置。
所謂偏差例如是指與在多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)計(jì)測(cè)出的平均溫度的偏差、或與在作為基準(zhǔn)的計(jì)測(cè)點(diǎn)檢測(cè)出的基準(zhǔn)溫度的偏差等。
根據(jù)該實(shí)施方式，由于在第一工序求出表示目標(biāo)溫度與被處理物的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的溫度關(guān)系的關(guān)系信息，在第二工序求出所述溫度分布信息，在第三工序根據(jù)所述關(guān)系信息和所述溫度分布信息求出為了使被處理物變成期望的溫度所需要的目標(biāo)溫度的調(diào)整信息，并在第四工序根據(jù)調(diào)整信息來調(diào)整目標(biāo)溫度，所以能夠?qū)⒈惶幚砦锏亩鄠€(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的溫度變成期望的溫度，例如變成抑制了多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的溫度偏差的狀態(tài)。
在另一實(shí)施方式中，求所述關(guān)系信息的所述第一工序，計(jì)測(cè)當(dāng)使所述各目標(biāo)溫度階梯狀地個(gè)別變化時(shí)的所述被處理物的所述多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度的階梯響應(yīng)波形，并使用計(jì)測(cè)出的所述階梯響應(yīng)波形，合成相對(duì)脈沖狀的目標(biāo)溫度變化的脈沖響應(yīng)波形和相對(duì)三角波狀的目標(biāo)溫度變化的三角波響應(yīng)波形的至少任何一個(gè)響應(yīng)波形。
其中，所謂將響應(yīng)波形進(jìn)行合成，是指根據(jù)實(shí)際計(jì)測(cè)的階梯響應(yīng)波形，利用疊加理論等來運(yùn)算脈沖響應(yīng)波形或三角波響應(yīng)波形等。通過該合成能求出相對(duì)各種目標(biāo)溫度的輸入波形的響應(yīng)波形。
根據(jù)該實(shí)施方式，由于僅計(jì)測(cè)使各目標(biāo)溫度階梯狀個(gè)別變化時(shí)的被處理物的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度的階梯響應(yīng)波形，就能夠合成使目標(biāo)溫度脈沖狀或三角波狀變化時(shí)的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的脈沖響應(yīng)波形或三角波響應(yīng)波形，所以利用該響應(yīng)波形能夠獲得表示目標(biāo)溫度與被處理物的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)溫度之間的詳細(xì)關(guān)系的關(guān)系信息。
進(jìn)而，在另一實(shí)施方式中，求所述關(guān)系信息的所述第一工序，計(jì)測(cè)使所述各目標(biāo)溫度脈沖狀或三角波狀地個(gè)別變化時(shí)的所述被處理物的所述多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度的脈沖響應(yīng)波形或三角波響應(yīng)波形。
根據(jù)該實(shí)施方式，由于直接計(jì)測(cè)脈沖響應(yīng)波形或三角波響應(yīng)波形，所以不需要計(jì)測(cè)階梯響應(yīng)波形而來合成脈沖響應(yīng)波形或三角波響應(yīng)波形。此外，能夠利用計(jì)測(cè)的脈沖響應(yīng)波形或三角波響應(yīng)波形進(jìn)一步合成響應(yīng)波形。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，在求所述關(guān)系信息的所述第一工序中，合成在時(shí)間上不同的多個(gè)所述脈沖響應(yīng)波形和在時(shí)間上不同的多個(gè)所述三角波響應(yīng)波形的至少任何一個(gè)響應(yīng)波形，并根據(jù)合成的響應(yīng)波形來求作為所述關(guān)系信息的矩陣。
其中，所謂在時(shí)間上不同的多個(gè)響應(yīng)波形，是指與具有時(shí)間差的多個(gè)目標(biāo)溫度變化分別對(duì)應(yīng)的被處理物的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的多個(gè)響應(yīng)波形。
此外，優(yōu)選地，矩陣表示相對(duì)多個(gè)各目標(biāo)溫度變化的被處理物的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的溫度變化。
根據(jù)該實(shí)施方式，由于使用在時(shí)間上不同的多個(gè)響應(yīng)波形來求作為表示目標(biāo)溫度與被處理物的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的溫度的關(guān)系的關(guān)系信息的矩陣，所以成為考慮了時(shí)間上的影響的矩陣，通過使用該矩陣能夠?qū)⒈惶幚砦锏臏囟纫愿呔瓤刂瞥善谕臏囟葼顟B(tài)。
在另一實(shí)施方式中，所述調(diào)整信息是針對(duì)所述多個(gè)的各目標(biāo)溫度的預(yù)先設(shè)定的時(shí)刻的調(diào)整值，在所述第三工序中，根據(jù)所述矩陣的逆矩陣和所述溫度分布信息計(jì)算所述調(diào)整值。
其中，預(yù)先設(shè)定的時(shí)刻優(yōu)選為要將被處理物控制成期望的溫度的時(shí)刻，優(yōu)選是多個(gè)時(shí)刻，并優(yōu)選地各時(shí)刻以成為基準(zhǔn)的時(shí)刻例如開始進(jìn)行被處理物的處理的時(shí)刻作為基準(zhǔn)來設(shè)定。
逆矩陣也可以是偽逆矩陣。
另外，也可以不使用逆矩陣，而通過解聯(lián)立方程式來計(jì)算調(diào)整值。
根據(jù)該實(shí)施方式，能夠根據(jù)與從期望的溫度狀態(tài)的溫度偏移對(duì)應(yīng)的溫度分布信息，使用逆矩陣與預(yù)先設(shè)定的時(shí)刻對(duì)應(yīng)地計(jì)算出為了消除所述溫度偏移所需要的調(diào)整值，并通過根據(jù)該調(diào)整值來調(diào)整目標(biāo)溫度，能夠消除預(yù)先設(shè)定的時(shí)刻的被處理物的溫度偏移而控制成期望的溫度狀態(tài)。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，在所述第三工序中，至少使調(diào)整值隨機(jī)地變化，并且通過使用包含所述矩陣的評(píng)價(jià)式的搜索方法來搜索調(diào)整值的最佳值。
作為搜索方法例如有遺傳算法(優(yōu)化設(shè)計(jì)算法)、模擬退火(SA)法等。
另外，在第三工序中，也可以將計(jì)算出的調(diào)整值作為初始值，通過使用包含矩陣的評(píng)價(jià)式的遺傳算法來搜索調(diào)整值的最佳值。
根據(jù)該實(shí)施方式，由于通過遺傳算法等的搜索方法來搜索調(diào)整值的最佳值，所以通過使用搜索到的調(diào)整值來調(diào)整目標(biāo)溫度，就能夠?qū)⒈惶幚砦锏臏囟纫愿叩木瓤刂瞥善谕臏囟葼顟B(tài)。
本發(fā)明的調(diào)整裝置是按照使在多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)對(duì)被處理物進(jìn)行處理的處理機(jī)構(gòu)的溫度的各檢測(cè)溫度與多個(gè)的各目標(biāo)溫度一致的方式控制所述處理機(jī)構(gòu)的溫度，并且求根據(jù)調(diào)整信息調(diào)整所述各目標(biāo)溫度的溫度控制裝置的所述調(diào)整信息的調(diào)整裝置，其具有運(yùn)算單元，其使用表示所述目標(biāo)溫度與所述被處理物的溫度的關(guān)系的關(guān)系信息，運(yùn)算用于將所述被處理物的溫度調(diào)整到期望的溫度狀態(tài)的所述調(diào)整信息。
其中，所述關(guān)系信息可以存入該調(diào)整裝置的存儲(chǔ)部，也可以將存入外部存儲(chǔ)裝置的關(guān)系信息讀出而使用，或者也可以根據(jù)計(jì)測(cè)數(shù)據(jù)來運(yùn)算出關(guān)系信息。
優(yōu)選地將該調(diào)整裝置與溫度控制裝置用無線或有線進(jìn)行連接，將由運(yùn)算單元運(yùn)算的調(diào)整信息用通信向溫度控制裝置發(fā)送。
根據(jù)本發(fā)明，由于使用關(guān)系信息來運(yùn)算用于將被處理物變成期望的溫度狀態(tài)的目標(biāo)溫度的調(diào)整信息，所以通過將該調(diào)整信息給予溫度控制裝置，溫度控制裝置根據(jù)調(diào)整信息來調(diào)整目標(biāo)溫度而控制處理機(jī)構(gòu)的溫度，將被處理物控制為期望的溫度狀態(tài)進(jìn)行處理。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述運(yùn)算單元根據(jù)所述關(guān)系信息和所述目標(biāo)溫度調(diào)整前的所述被處理物的溫度分布信息，來運(yùn)算所述調(diào)整信息。
根據(jù)該實(shí)施方式，是根據(jù)調(diào)整前的被處理物的溫度分布信息來運(yùn)算與期望的溫度狀態(tài)的溫度偏移，從而能夠運(yùn)算出為了消除該溫度偏移所需要的調(diào)整信息。
在一實(shí)施方式中，所述運(yùn)算單元具備第一計(jì)算部，其根據(jù)當(dāng)使所述目標(biāo)溫度變化時(shí)的所述被處理物的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度，計(jì)算出表示所述目標(biāo)溫度與所述被處理物的所述多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的溫度的關(guān)系的所述關(guān)系信息；以及第二計(jì)算部，其根據(jù)在所述多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)計(jì)測(cè)所述目標(biāo)溫度調(diào)整前的所述被處理物的溫度的計(jì)測(cè)溫度，計(jì)算出所述溫度分布信息。
其中，使所述目標(biāo)溫度變化時(shí)的所述被處理物的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度或者在多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)計(jì)測(cè)所述目標(biāo)溫度的調(diào)整前的所述被處理物的溫度的計(jì)測(cè)溫度的數(shù)據(jù)，可以使用預(yù)先預(yù)測(cè)并存入文件等中的數(shù)據(jù)，也可以將溫度記錄器等的計(jì)測(cè)裝置連接在該調(diào)整裝置上，而使用計(jì)測(cè)得到的計(jì)測(cè)溫度的數(shù)據(jù)本身。
根據(jù)該實(shí)施方式，第一計(jì)算部，其根據(jù)當(dāng)使所述目標(biāo)溫度變化時(shí)的所述被處理物的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度，計(jì)算出表示所述目標(biāo)溫度與所述被處理物的所述多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的溫度的關(guān)系的所述關(guān)系信息，第二計(jì)算部，第二計(jì)算部，根據(jù)在多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)計(jì)測(cè)所述調(diào)整前的被處理物的溫度的計(jì)測(cè)溫度來計(jì)算出所述溫度分布信息，運(yùn)算單元能夠根據(jù)計(jì)算出的關(guān)系信息和溫度分布信息來運(yùn)算調(diào)整信息。
在另一實(shí)施方式中，所述第一計(jì)算部，使用當(dāng)使所述各目標(biāo)溫度階梯狀地個(gè)別變化時(shí)的所述被處理物的所述多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度的階梯響應(yīng)波形，合成相對(duì)脈沖狀的目標(biāo)溫度變化的脈沖響應(yīng)波形和相對(duì)三角波狀的目標(biāo)溫度變化的三角波響應(yīng)波形的至少任何一個(gè)響應(yīng)波形。
根據(jù)該實(shí)施方式，由于僅計(jì)測(cè)使各目標(biāo)溫度階梯狀地個(gè)別變化時(shí)的被處理物的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度的階梯響應(yīng)波形，就能合成使目標(biāo)溫度脈沖狀或三角波狀地變化時(shí)的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的脈沖響應(yīng)波形或三角波響應(yīng)波形，所以利用該響應(yīng)波形能得到表示目標(biāo)溫度與被處理物的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的溫度之間的詳細(xì)關(guān)系的關(guān)系信息。
進(jìn)而，在另一實(shí)施方式中，所述第一計(jì)算部，計(jì)測(cè)當(dāng)使所述各目標(biāo)溫度階梯狀地或三角波狀地個(gè)別變化時(shí)的所述被處理物的所述多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的脈沖響應(yīng)波形或三角波響應(yīng)波形。
根據(jù)該實(shí)施方式，由于直接計(jì)測(cè)脈沖響應(yīng)波形或三角波響應(yīng)波形，所以不需要計(jì)測(cè)階梯響應(yīng)波形而來合成脈沖響應(yīng)波形或三角波響應(yīng)波形。此外，能利用計(jì)測(cè)的脈沖響應(yīng)波形或三角波響應(yīng)波形進(jìn)一步合成響應(yīng)波形。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述第一計(jì)算部，合成在時(shí)間上不同的多個(gè)所述脈沖響應(yīng)波形和在時(shí)間上不同的多個(gè)所述三角波響應(yīng)波形的至少任何一個(gè)響應(yīng)波形，并根據(jù)合成的響應(yīng)波形來計(jì)算作為所述關(guān)系信息的矩陣。
根據(jù)該實(shí)施方式，由于使用在時(shí)間上不同的多個(gè)響應(yīng)波形來求作為表示目標(biāo)溫度與被處理物的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的溫度的關(guān)系的關(guān)系信息的矩陣，所以成為考慮了時(shí)間上的影響的矩陣，從而能夠使用該矩陣計(jì)算精度高的調(diào)整信息。
在另一實(shí)施方式中，所述調(diào)整信息是針對(duì)所述多個(gè)的各目標(biāo)溫度的預(yù)先設(shè)定的時(shí)刻的調(diào)整值，所述運(yùn)算單元，根據(jù)所述矩陣的逆矩陣和所述溫度分布信息計(jì)算出所述調(diào)整值。
根據(jù)該實(shí)施方式，能夠根據(jù)與從期望的溫度狀態(tài)的溫度偏移對(duì)應(yīng)的溫度分布信息，使用逆矩陣與預(yù)先設(shè)定的時(shí)刻對(duì)應(yīng)地計(jì)算出為了消除所述溫度偏移所需要的調(diào)整值。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述運(yùn)算單元至少使調(diào)整值隨機(jī)地變化，并且通過使用包含所述矩陣的評(píng)價(jià)式的搜索方法來搜索調(diào)整值的最佳值。
根據(jù)該實(shí)施方式，由于是通過遺傳算法等的搜索方法來搜索調(diào)整值的最佳值，所以能得到精度高的調(diào)整值。
此外，本發(fā)明的調(diào)整裝置，是按照使在多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)對(duì)被處理物進(jìn)行處理的處理機(jī)構(gòu)的溫度的各檢測(cè)溫度與多個(gè)的各目標(biāo)溫度一致的方式控制所述處理機(jī)構(gòu)的溫度，并且求根據(jù)調(diào)整信息調(diào)整所述各目標(biāo)溫度的溫度控制裝置的所述調(diào)整信息的調(diào)整裝置，其具有運(yùn)算單元，其根據(jù)當(dāng)使所述目標(biāo)溫度變化時(shí)的所述被處理物多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度和所述目標(biāo)溫度調(diào)整前的所述被處理物的所述多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度，運(yùn)算用于將所述被處理物的溫度調(diào)整成期望的溫度狀態(tài)的所述調(diào)整信息。
根據(jù)本發(fā)明，由于根據(jù)使目標(biāo)溫度變化時(shí)的所述被處理物的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度和目標(biāo)溫度調(diào)整前的所述被處理物的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度，來運(yùn)算用于將被處理物變成期望的溫度狀態(tài)的目標(biāo)溫度的調(diào)整信息，所以通過將該調(diào)整信息給予溫度控制裝置，溫度控制裝置根據(jù)調(diào)整信息來調(diào)整目標(biāo)溫度而控制處理機(jī)構(gòu)的溫度，能夠?qū)⒈惶幚砦锟刂茷槠谕臏囟葼顟B(tài)而進(jìn)行處理。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述期望的溫度狀態(tài)是抑制所述被處理物的所述多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度的偏差的狀態(tài)，所述被處理物是被裝載在所述處理機(jī)構(gòu)上進(jìn)行熱處理的物體。
其中，所謂抑制了偏差的狀態(tài)，是指與進(jìn)行目標(biāo)溫度的調(diào)整之前即以往相比，抑制了偏差的狀態(tài)。
根據(jù)該實(shí)施方式，被處理物在抑制了偏差的均勻的溫度狀態(tài)下進(jìn)行熱處理。
在另一實(shí)施方式中，所述溫度分布信息作為對(duì)應(yīng)的設(shè)定信息而被設(shè)定，所述運(yùn)算單元根據(jù)所述關(guān)系信息和所述設(shè)定信息來運(yùn)算所述調(diào)整信息。
其中，所述溫度分布信息是所述調(diào)整前的被處理物的溫度分布信息，所述調(diào)整前，是指進(jìn)行與調(diào)整信息對(duì)應(yīng)的目標(biāo)溫度的調(diào)整之前，即進(jìn)行本發(fā)明的調(diào)整之前，所謂被處理物的溫度分布信息，是指表示被處理物的溫度分布的信息。
所謂設(shè)定信息，是指與所述溫度分布信息對(duì)應(yīng)的信息，指由用戶對(duì)于該調(diào)整裝置設(shè)定的信息。優(yōu)選該設(shè)定信息是被處理物的各位置(各部位)的溫度或是各位置與期望的溫度的溫度差的信息。
根據(jù)該實(shí)施方式，運(yùn)算單元不需要計(jì)算溫度分布信息，而是使用與溫度分布信息對(duì)應(yīng)地設(shè)定的設(shè)定信息，能夠運(yùn)算調(diào)整信息以消除與期望的溫度狀態(tài)的溫度偏移。
進(jìn)而，在另一實(shí)施方式中，所述溫度控制裝置根據(jù)所述各目標(biāo)溫度與所述各檢測(cè)溫度的偏差來進(jìn)行溫度控制，并根據(jù)所述調(diào)整信息來調(diào)整所述各目標(biāo)溫度和所述各檢測(cè)溫度的至少任何一個(gè)溫度。
由于溫度控制裝置按照使目標(biāo)溫度與檢測(cè)溫度的偏差變小的方式進(jìn)行控制，所以根據(jù)該實(shí)施方式，能夠起到與替代目標(biāo)溫度而調(diào)整檢測(cè)溫度進(jìn)而調(diào)整目標(biāo)溫度的情況相同的作用效果，或者能夠起到與調(diào)整目標(biāo)溫度和檢測(cè)溫度這兩者相同的作用效果。
此外，本發(fā)明的調(diào)整裝置，是按照使在多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)對(duì)被處理物進(jìn)行處理的處理機(jī)構(gòu)的溫度的各檢測(cè)溫度與多個(gè)的各目標(biāo)溫度一致的方式向操作單元給予操作量來控制所述處理機(jī)構(gòu)的溫度，并且求根據(jù)調(diào)整信息調(diào)整所述操作量以使所述被處理物的溫度變成期望的溫度狀態(tài)的溫度控制裝置的所述調(diào)整信息的調(diào)整裝置，其具有運(yùn)算單元，其使用表示所述操作量與所述被處理物的溫度的關(guān)系的關(guān)系信息來運(yùn)算所述調(diào)整信息。
其中，所謂操作單元，是指根據(jù)來自溫度控制裝置的操作量來對(duì)處理機(jī)構(gòu)施加操作的單元，例如是指對(duì)處理機(jī)構(gòu)進(jìn)行加熱和/或冷卻的單元。
調(diào)整溫度控制裝置的目標(biāo)溫度與調(diào)整對(duì)應(yīng)于目標(biāo)溫度而變化的操作量是等效的，在上述各實(shí)施方式中，也可以是替代目標(biāo)溫度而使用操作量的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)該實(shí)施方式，使用表示操作量與被處理物的溫度的關(guān)系的關(guān)系信息來運(yùn)算調(diào)整信息，溫度控制裝置通過根據(jù)調(diào)整信息調(diào)整操作量，能夠?qū)⒈惶幚砦锟刂茷槠谕臏囟葼顟B(tài)而進(jìn)行處理。
本發(fā)明的溫度調(diào)節(jié)器，是按照使在多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)對(duì)被處理物進(jìn)行處理的處理機(jī)構(gòu)的溫度的各檢測(cè)溫度與多個(gè)的各目標(biāo)溫度一致的方式控制所述處理機(jī)構(gòu)的溫度的溫度調(diào)節(jié)器，其根據(jù)利用本發(fā)明的調(diào)整裝置所求出的所述調(diào)整信息來調(diào)整所述各目標(biāo)溫度。
優(yōu)選地該溫度調(diào)節(jié)器利用通信接收來自調(diào)整裝置的調(diào)整信息并將其存入該溫度調(diào)節(jié)器的存儲(chǔ)部。
根據(jù)本發(fā)明，通過根據(jù)調(diào)整信息來調(diào)整目標(biāo)溫度，能夠?qū)⒈惶幚砦锟刂茷槠谕臏囟葼顟B(tài)而進(jìn)行處理。
此外，本發(fā)明的溫度調(diào)節(jié)器，是按照使在多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)對(duì)被處理物進(jìn)行處理的處理機(jī)構(gòu)的溫度的各檢測(cè)溫度與多個(gè)的各目標(biāo)溫度一致的方式控制所述處理機(jī)構(gòu)的溫度，并且根據(jù)調(diào)整信息來調(diào)整所述各目標(biāo)溫度的溫度調(diào)節(jié)器，其具有運(yùn)算單元，其使用表示所述目標(biāo)溫度與所述被處理物的溫度的關(guān)系的關(guān)系信息，來運(yùn)算用于將所述被處理物的溫度調(diào)整成期望的溫度狀態(tài)的所述調(diào)整信息。
根據(jù)本發(fā)明，由于使用關(guān)系信息來運(yùn)算用于將被處理物變成期望的溫度狀態(tài)的目標(biāo)溫度的調(diào)整信息，并根據(jù)該調(diào)整信息調(diào)整目標(biāo)溫度來控制處理機(jī)構(gòu)的溫度，所以能夠?qū)⒈惶幚砦锟刂圃谄谕臏囟葼顟B(tài)。
本發(fā)明的程序，是按照使在多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)對(duì)被處理物進(jìn)行處理的處理機(jī)構(gòu)的溫度的各檢測(cè)溫度與多個(gè)的各目標(biāo)溫度一致的方式來控制所述處理機(jī)構(gòu)的溫度，并且求根據(jù)調(diào)整信息來調(diào)整所述各目標(biāo)溫度的溫度控制裝置的所述調(diào)整信息的程序，其在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行如下步驟第一步驟，其運(yùn)算表示所述目標(biāo)溫度與所述被處理物的溫度的關(guān)系的關(guān)系信息；以及第二步驟，其根據(jù)所述關(guān)系信息和所述目標(biāo)溫度調(diào)整前的所述被處理物的溫度分布信息，來運(yùn)算用于將所述被處理物的溫度調(diào)整成期望的溫度狀態(tài)的所述調(diào)整信息。
根據(jù)本發(fā)明，由于通過在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行該程序，在第一步驟，運(yùn)算表示目標(biāo)溫度與被處理物的溫度的關(guān)系的關(guān)系信息，在第二步驟，根據(jù)所述關(guān)系信息和調(diào)整前的所述被處理物的溫度分布信息來運(yùn)算用于將所述被處理物的溫度調(diào)整成期望的溫度狀態(tài)的所述調(diào)整信息，所以通過將該調(diào)整信息給予溫度控制裝置，溫度控制裝置根據(jù)調(diào)整信息調(diào)整目標(biāo)溫度來控制處理機(jī)構(gòu)的溫度，就能夠?qū)⒈惶幚砦锟刂茷槠谕臏囟葼顟B(tài)而進(jìn)行處理。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述溫度分布信息作為對(duì)應(yīng)的設(shè)定信息而被設(shè)定，在所述第二步驟中，根據(jù)所述關(guān)系信息和所述設(shè)定信息來運(yùn)算所述調(diào)整信息。
根據(jù)該實(shí)施方式，不需要計(jì)算溫度分布信息，而使用被設(shè)定輸入到計(jì)算機(jī)上的設(shè)定信息就能夠運(yùn)算調(diào)整信息。
在另一實(shí)施方式中，所述第一步驟，根據(jù)使所述目標(biāo)溫度變化時(shí)的所述被處理物的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度，來運(yùn)算表示所述目標(biāo)溫度與所述被處理物的所述多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的溫度的關(guān)系的所述關(guān)系信息，所述第二步驟，根據(jù)在多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)計(jì)測(cè)所述目標(biāo)溫度調(diào)整前的所述被處理物的溫度的計(jì)測(cè)溫度，來運(yùn)算所述溫度分布信息。
根據(jù)該實(shí)施方式，在第一步驟，根據(jù)使所述目標(biāo)溫度變化時(shí)的所述被處理物的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度，來運(yùn)算表示所述目標(biāo)溫度與所述被處理物的所述多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的溫度的關(guān)系的所述關(guān)系信息，在第二步驟，根據(jù)在多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)計(jì)測(cè)所述目標(biāo)溫度調(diào)整前的所述被處理物的溫度的計(jì)測(cè)溫度，來運(yùn)算所述溫度分布信息，并能夠根據(jù)運(yùn)算出的關(guān)系信息和溫度分布信息來運(yùn)算調(diào)整信息。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，在所述第一步驟中，使用當(dāng)使所述各目標(biāo)溫度階梯狀地個(gè)別變化時(shí)的所述被處理物的所述多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度的階梯響應(yīng)波形，合成相對(duì)脈沖狀的目標(biāo)溫度變化的脈沖響應(yīng)波形和相對(duì)三角波狀的目標(biāo)溫度變化的三角波響應(yīng)波形的至少任何一個(gè)響應(yīng)波形。
根據(jù)該實(shí)施方式，由于通過僅計(jì)測(cè)使各目標(biāo)溫度階梯狀地個(gè)別變化時(shí)的被處理物的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度的階梯響應(yīng)波形，就能合成使目標(biāo)溫度脈沖狀或三角波狀地變化時(shí)的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的脈沖響應(yīng)波形或三角波響應(yīng)波形，所以能夠利用該響應(yīng)波形得到表示目標(biāo)溫度與被處理物的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的溫度之間的詳細(xì)關(guān)系的關(guān)系信息。
進(jìn)而，在另一實(shí)施方式中，在所述第一步驟中，計(jì)測(cè)當(dāng)使所述各目標(biāo)溫度脈沖狀或三角波狀地個(gè)別變化時(shí)的所述被處理物的所述多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的脈沖響應(yīng)波形或三角波響應(yīng)波形。
根據(jù)該實(shí)施方式，由于直接計(jì)測(cè)脈沖響應(yīng)波形或三角波響應(yīng)波形，所以就不需要計(jì)測(cè)階梯響應(yīng)波形而合成脈沖響應(yīng)波形或三角波響應(yīng)波形。此外，能利用計(jì)測(cè)的脈沖響應(yīng)波形或三角波響應(yīng)波形進(jìn)一步合成響應(yīng)波形。
在另一實(shí)施方式中，在所述第一步驟中，合成在時(shí)間上不同的多個(gè)所述脈沖響應(yīng)波形和在時(shí)間上不同的多個(gè)所述三角波響應(yīng)波形的至少任何一個(gè)響應(yīng)波形，并根據(jù)合成的響應(yīng)波形來計(jì)算作為所述關(guān)系信息的矩陣。
根據(jù)該實(shí)施方式，由于使用在時(shí)間上不同的多個(gè)響應(yīng)波形來求作為表示目標(biāo)溫度與被處理物的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的溫度的關(guān)系的關(guān)系信息的矩陣，所以成為考慮了時(shí)間上的影響的矩陣，通過使用該矩陣，能以高精度將被處理物的溫度控制在期望的溫度狀態(tài)。
進(jìn)而，在另一實(shí)施方式中，所述調(diào)整信息是針對(duì)所述多個(gè)的各目標(biāo)溫度的預(yù)先設(shè)定的時(shí)刻的調(diào)整值，在所述第二步驟中，根據(jù)所述矩陣的逆矩陣和所述溫度分布信息來計(jì)算所述調(diào)整值。
在該實(shí)施方式中，能夠根據(jù)與從期望的溫度狀態(tài)的溫度偏移對(duì)應(yīng)的溫度分布信息，使用逆矩陣與預(yù)先設(shè)定的時(shí)刻對(duì)應(yīng)地計(jì)算出為了消除所述溫度偏移所需要的調(diào)整值。
在另一實(shí)施方式中，在所述第二步驟中，至少使調(diào)整值隨機(jī)地變化，并且通過使用包含所述矩陣的評(píng)價(jià)式的搜索方法來搜索調(diào)整值的最佳值。
根據(jù)該實(shí)施方式，由于是通過遺傳算法等的搜索方法來搜索調(diào)整值的最佳值，所以能得到精度高的調(diào)整值。
此外，本發(fā)明的程序，是按照使在多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)對(duì)被處理物進(jìn)行處理的處理機(jī)構(gòu)的溫度的各檢測(cè)溫度與多個(gè)的各目標(biāo)溫度一致的方式來控制所述處理機(jī)構(gòu)的溫度，并且求根據(jù)調(diào)整信息來調(diào)整所述各目標(biāo)溫度的溫度控制裝置的所述調(diào)整信息的程序，其在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行如下的步驟，該步驟根據(jù)當(dāng)使所述目標(biāo)溫度變化時(shí)的所述被處理物的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度和所述目標(biāo)溫度調(diào)整前的所述被處理物的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度，來運(yùn)算用于將所述被處理物的溫度調(diào)整成期望的溫度狀態(tài)的所述調(diào)整信息。
根據(jù)本發(fā)明，由于是根據(jù)使目標(biāo)溫度變化時(shí)的所述被處理物的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度和所述目標(biāo)溫度調(diào)整前的被處理物的所述多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度，來運(yùn)算用于將被處理物變成期望的溫度狀態(tài)的目標(biāo)溫度的調(diào)整信息，所以通過將該調(diào)整信息給予溫度控制裝置，而溫度控制裝置根據(jù)調(diào)整信息調(diào)整目標(biāo)溫度來控制處理機(jī)構(gòu)的溫度，就能夠?qū)⒈惶幚砦锟刂茷槠谕臏囟葼顟B(tài)而進(jìn)行處理。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述期望的溫度狀態(tài)是抑制所述被處理物的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度的偏差的狀態(tài)，所述被處理物是被裝載在所述處理機(jī)構(gòu)上進(jìn)行熱處理的物體。
根據(jù)該實(shí)施方式，被處理物是在抑制了偏差的均勻的溫度狀態(tài)下進(jìn)行熱處理的。
本發(fā)明的記錄媒體是記錄了本發(fā)明的程序的在計(jì)算機(jī)中能夠讀取的記錄媒體。
其中，作為記錄媒體可以使用例如軟盤、硬盤、光盤、光磁盤、CD-ROM、磁帶、非易失性存儲(chǔ)器卡、ROM等。
根據(jù)本發(fā)明，由于通過用計(jì)算機(jī)讀取并執(zhí)行被記錄在記錄媒體中的程序來運(yùn)算調(diào)整信息，所以通過將該調(diào)整信息給予溫度控制裝置，就能夠?qū)⒈惶幚砦锟刂茷槠谕臏囟葼顟B(tài)而進(jìn)行處理。
本發(fā)明的熱處理裝置，其具備本發(fā)明的溫度調(diào)節(jié)器；所述處理機(jī)構(gòu)；利用所述溫度調(diào)節(jié)器的輸出對(duì)所述處理機(jī)構(gòu)進(jìn)行加熱和/或冷卻的操作單元；以及在多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)所述處理機(jī)構(gòu)的溫度的溫度檢測(cè)單元。
根據(jù)該實(shí)施方式，能夠?qū)⒈惶幚砦锏臏囟瓤刂茷槠谕臏囟葼顟B(tài)而進(jìn)行處理。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于根據(jù)表示目標(biāo)信息與被處理物的物理狀態(tài)的關(guān)系的關(guān)系信息，來預(yù)測(cè)用于將被處理物的物理狀態(tài)變成期望的狀態(tài)的目標(biāo)信息，并調(diào)整目標(biāo)信息以成為預(yù)測(cè)的目標(biāo)信息，所以控制處理機(jī)構(gòu)的物理狀態(tài)以成為調(diào)整了的目標(biāo)信息的結(jié)果是，能夠使由該處理機(jī)構(gòu)處理的被處理物的物理狀態(tài)變成期望的狀態(tài)而進(jìn)行處理。


圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的熱處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖2是表示根據(jù)工件1的各計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度平均值表示偏差的圖；圖3是表示用于計(jì)測(cè)工件1溫度的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖；圖4(a)、(b)表示階梯輸入和階梯響應(yīng)波形；圖5(a)、(b)是表示脈沖輸入和脈沖響應(yīng)波形的圖；圖6(a)、(b)、(c)是用于說明脈沖輸入的合成的波形圖；圖7(a)、(b)、(c)用于說明脈沖響應(yīng)波形的合成的波形圖；圖8是表示干涉矩陣的一例的圖；圖9表示三角波狀的輸入；圖10(a)、(b)是用于說明圖9的三角狀輸入的合成的圖；圖11是表示干涉矩陣的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的圖；圖12是表示干涉矩陣的結(jié)構(gòu)的圖；圖13是表示圖12的干涉矩陣的部分矩陣的圖；圖14(a)、(b)是表示目標(biāo)溫度的輸入及作為其響應(yīng)波形的輸出的圖；圖15(a)、(b)是表示目標(biāo)溫度的輸入及作為其響應(yīng)波形的輸出的圖；圖16是溫度調(diào)節(jié)器的方框圖；圖17是表示目標(biāo)溫度的相加波形的一例的圖；圖18是表示各通道的目標(biāo)溫度的相加波形的圖；圖19是表示抑制了偏差的工件各計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度的圖；圖20是用于動(dòng)作說明的流程圖；圖21(a)、(b)是表示假定預(yù)備加熱的階梯輸入及其響應(yīng)波形的圖；圖22(a)、(b)是表示與預(yù)備加熱對(duì)應(yīng)的輸入及其響應(yīng)波形的圖。
標(biāo)記說明1工件；2熱板；3溫度調(diào)節(jié)器；4個(gè)人計(jì)算機(jī)；5溫度記錄器。
具體實(shí)施例方式
以下根據(jù)附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。
(第一實(shí)施例)
如圖1所示，該實(shí)施例的熱處理系統(tǒng)是將作為被處理物的玻璃基板等的工件1利用作為處理機(jī)構(gòu)的熱板2進(jìn)行熱處理。溫度調(diào)節(jié)器3根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)溫度與來自設(shè)置在熱板2上的多個(gè)溫度傳感器(未圖示)的檢測(cè)溫度的偏差，進(jìn)行PID運(yùn)算等并將操作量向未圖示的SSR(固體繼電器)或電磁開關(guān)等輸出，控制對(duì)設(shè)置在熱板2上多個(gè)加熱器(未圖示)的通電，以將熱板2的溫度控制成目標(biāo)溫度。在該例中，表示在熱板2中配置多個(gè)溫度傳感器和加熱器的多個(gè)通道的例子，以每個(gè)通道的方式進(jìn)行溫度控制。
由熱板2進(jìn)行熱處理的工件1，例如是長方形的玻璃基板，通過未圖示的運(yùn)送供給機(jī)構(gòu)自動(dòng)地依次被裝載在熱板2上進(jìn)行熱處理。在該工件1的熱處理工序中，并不是對(duì)依次被熱處理的多個(gè)工件1自身的溫度進(jìn)行計(jì)測(cè)，而是通過溫度調(diào)節(jié)器3控制熱板2的溫度。
在所述工件1的熱處理中，當(dāng)將工件1裝載在調(diào)節(jié)成目標(biāo)溫度的熱板2上并開始進(jìn)行熱處理時(shí)，因?yàn)橛晒ぜ?的面內(nèi)位置的不同而導(dǎo)致散熱難易度的不同等，使圓盤狀工件1的面內(nèi)的溫度產(chǎn)生偏差。
圖2表示將安裝有溫度傳感器的實(shí)驗(yàn)用工件1裝載在被調(diào)節(jié)成目標(biāo)溫度的熱板2上進(jìn)行熱處理時(shí)的、實(shí)驗(yàn)用工件1的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度的變化。在該圖中，橫軸表示時(shí)間，縱軸將多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的各計(jì)測(cè)溫度作為多個(gè)相對(duì)計(jì)測(cè)溫度平均值的溫度差來表示。該圖2代表性地表示三點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度。
如該圖2所示，在將實(shí)驗(yàn)用工件1裝載在熱板2上開始進(jìn)行熱處理的時(shí)刻t＝0之后，各點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度產(chǎn)生偏差，在達(dá)到最大的偏差后逐漸地偏差變小而變均勻。
為了將工件1均勻地進(jìn)行熱處理，需要抑制所述工件1的面內(nèi)溫度的偏差，而使各計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度接近平均值，最好是在抑制了工件1的溫度偏差的期望狀態(tài)下進(jìn)行熱處理。
在該實(shí)施例中，為了抑制工件1面內(nèi)的溫度偏差，控制圖1所示的熱板2的溫度，具體說，在工件1被裝載在熱板2上進(jìn)行熱處理的過渡時(shí)，對(duì)控制熱板2的溫度的溫度調(diào)節(jié)器3的目標(biāo)溫度進(jìn)行調(diào)整。通過該目標(biāo)溫度的調(diào)整而在熱板2上形成抑制工件1的溫度偏差的溫度分布，并通過在該熱板2上形成的溫度分布來抑制工件1的溫度偏差。即，調(diào)整目標(biāo)溫度使在熱板2上產(chǎn)生溫度偏差而抑制工件1的溫度偏差。
為此，如圖1所示，用于調(diào)整目標(biāo)溫度的調(diào)整信息，如后述那樣從作為調(diào)整裝置的個(gè)人計(jì)算機(jī)4利用通信而給予溫度調(diào)節(jié)器3，溫度調(diào)節(jié)器3根據(jù)該調(diào)整信息來調(diào)整目標(biāo)溫度。調(diào)整裝置并不限于個(gè)人計(jì)算機(jī)，也可以使用PLC(可編程序邏輯控制器)等。
為了調(diào)整溫度調(diào)節(jié)器3的目標(biāo)溫度來抑制工件1的溫度偏差，需要掌握溫度調(diào)節(jié)器3的目標(biāo)溫度與工件1的溫度之間的關(guān)系。
例如如果能夠預(yù)測(cè)當(dāng)使目標(biāo)溫度如何變化時(shí)工件1的溫度如何變化，反之，預(yù)測(cè)如何調(diào)整目標(biāo)溫度是可以的，以使工件1的溫度按照抑制其偏差的方式進(jìn)行變化。
于是，按照如下的方式來求表示目標(biāo)溫度與工件1的溫度的關(guān)系的關(guān)系信息。
具體說，計(jì)測(cè)相對(duì)于各通道的目標(biāo)溫度變化而對(duì)工件1的溫度變化的影響，將目標(biāo)溫度的變化給于工件1的溫度的影響作為矩陣來求。
在此，當(dāng)使各通道的目標(biāo)溫度變化而控制加熱器對(duì)熱板2的加熱時(shí)，產(chǎn)生各通道的由于加熱器而引起的熱干涉，所述矩陣表示該干涉的影響，在以下的說明中將該矩陣稱為干涉矩陣。
圖3是表示用于計(jì)測(cè)相對(duì)于目標(biāo)溫度的變化而對(duì)工件1的溫度變化的影響的結(jié)構(gòu)一例的圖，對(duì)于與圖1對(duì)應(yīng)的部分附加相同的參照標(biāo)記。
在該圖3中，1是在多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)安裝有溫度傳感器(未圖示)的實(shí)驗(yàn)用工件，5是計(jì)測(cè)實(shí)驗(yàn)用工件1溫度的溫度記錄器，個(gè)人計(jì)算機(jī)4與溫度記錄器5和溫度調(diào)節(jié)器3連接。該個(gè)人計(jì)算機(jī)4通過與溫度記錄器5和溫度調(diào)節(jié)器3通信而能變更溫度調(diào)節(jié)器3的目標(biāo)溫度并且能同步地計(jì)測(cè)該目標(biāo)溫度和實(shí)驗(yàn)用工件1的各計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度。作為工件1的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)選擇要抑制溫度的偏差的多個(gè)位置(部位)。
該個(gè)人計(jì)算機(jī)4設(shè)置有存入了本發(fā)明的程序的CD-ROM等記錄媒體，通過從該記錄媒體讀出程序并執(zhí)行而具有如后述的作為運(yùn)算干涉矩陣和調(diào)整信息的運(yùn)算單元的功能。
首先，預(yù)先將實(shí)驗(yàn)用工件1裝載在熱板2上，如圖4(a)所示，對(duì)于溫度調(diào)節(jié)器3將所有通道的目標(biāo)溫度SP設(shè)定成進(jìn)行熱處理的規(guī)定溫度T而開始進(jìn)行溫度控制。
在熱板2的溫度達(dá)到規(guī)定溫度T而成為調(diào)節(jié)好的狀態(tài)下，如圖4(a)所示，使第一通道ch1的目標(biāo)溫度SP階梯狀地例如變化1℃而成為T+1，并如圖4(b)所示，對(duì)此時(shí)的實(shí)驗(yàn)用工件1的溫度用多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)分別進(jìn)行計(jì)測(cè)。在該圖4(b)中，代表性地表示三個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度的溫度變化波形，將變化前設(shè)定為0℃進(jìn)行表示。
同樣，在裝載有實(shí)驗(yàn)用工件1的熱板2調(diào)節(jié)成規(guī)定溫度T的狀態(tài)下，使第二通道ch2的目標(biāo)溫度階梯狀地變化1℃，對(duì)此時(shí)的實(shí)驗(yàn)用工件1的溫度用所述多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)分別進(jìn)行計(jì)測(cè)。
以下同樣地，對(duì)每個(gè)通道依次地使目標(biāo)溫度SP階梯狀地變化1℃，對(duì)此時(shí)的實(shí)驗(yàn)用工件1的溫度用所述多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)分別進(jìn)行計(jì)測(cè)。
由此，在使各通道的目標(biāo)溫度分別階梯狀地變化1℃時(shí)，得到工件1的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度是如何變化的階梯響應(yīng)波形。
利用這樣計(jì)測(cè)到的階梯響應(yīng)波形來運(yùn)算并合成相對(duì)各種目標(biāo)溫度的變化例如脈沖狀或三角波狀的目標(biāo)溫度變化的工件1的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的響應(yīng)波形。
如圖5(a)所示，例如在使目標(biāo)溫度SP從規(guī)定溫度T脈沖狀地變化1℃時(shí)，即，能夠相對(duì)于脈沖狀的目標(biāo)溫度的輸入而將作為輸出的工件1各計(jì)測(cè)點(diǎn)的如圖5(b)所示的脈沖響應(yīng)波形如下地進(jìn)行合成。
圖6和圖7是用于說明脈沖響應(yīng)波形的合成的圖，圖6表示目標(biāo)溫度的輸入(變化)，圖7表示作為與目標(biāo)溫度的輸入對(duì)應(yīng)的輸出的工件1各計(jì)測(cè)點(diǎn)的響應(yīng)波形。
使圖6(a)、圖7(a)分別表示的階梯狀的1℃的輸入及作為其輸出的階梯響應(yīng)波形如圖6(b)、圖7(b)分別所示的那樣分別延遲Δt例如1秒，通過將該延遲的階梯狀的輸入和階梯響應(yīng)波形從圖6(a)、圖7(a)分別表示的延遲前的階梯狀的輸入和階梯響應(yīng)波形中分別減去，就能將圖6(c)所示的1℃、1秒脈沖狀的輸入和作為相對(duì)該輸入的輸出的脈沖響應(yīng)波形如圖7(c)所示那樣計(jì)算出。該圖6(c)、圖7(c)是與圖5(a)、圖5(b)相同的波形。
通過這樣地計(jì)測(cè)相對(duì)圖4(a)所示的目標(biāo)溫度的階梯輸入的圖4(b)所示的階梯響應(yīng)波形，能夠通過運(yùn)算來合成相對(duì)圖5(a)所示的目標(biāo)溫度的脈沖輸入的圖5(b)所示的脈沖響應(yīng)波形。
上述的延遲時(shí)間Δt要適當(dāng)選擇以得到階梯響應(yīng)波形所需要的溫度變化。
通過對(duì)于各通道進(jìn)行該脈沖響應(yīng)波形的合成，能夠?qū)τ诿總€(gè)通道求出相對(duì)脈沖狀的目標(biāo)溫度變化的工件1的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的脈沖響應(yīng)波形。
根據(jù)該脈沖響應(yīng)波形就能夠得到表示相對(duì)于目標(biāo)溫度的變化對(duì)工件1的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的溫度影響的干涉矩陣。
圖8是表示干涉矩陣的一例的圖，各行與工件1的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)1～k(k是大于或等于2的整數(shù))對(duì)應(yīng)，各列與1～p(p是大于或等于2的整數(shù))的各通道ch1～chp對(duì)應(yīng)。
該圖8是如圖5(a)所示，將使目標(biāo)溫度1秒脈沖狀地變化1℃的時(shí)刻作為基準(zhǔn)時(shí)刻t＝t0時(shí)的、從預(yù)先確定的經(jīng)過時(shí)刻t＝t1的工件1多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的圖5(b)所示的脈沖響應(yīng)波形求干涉矩陣的一例。該預(yù)先確定的經(jīng)過時(shí)刻t＝t1，是當(dāng)將使目標(biāo)溫度變化的基準(zhǔn)時(shí)刻t＝t0例如作為將工件1裝載在熱板2上開始進(jìn)行熱處理的時(shí)刻時(shí)，按照與要抑制工件1的溫度偏差的時(shí)刻對(duì)應(yīng)的方式進(jìn)行選擇的。
如圖5(a)、圖5(b)，例如當(dāng)使第一通道ch1的目標(biāo)溫度如圖5(a)所示那樣脈沖狀地變化時(shí)，則如圖5(b)所示，當(dāng)將經(jīng)過時(shí)刻t＝t1的第一～第三各計(jì)測(cè)點(diǎn)1～3的溫度變化設(shè)為a11、a21、a31時(shí)，該溫度變化a11、a21、a31則構(gòu)成圖8的干涉矩陣的一部分。
這樣，圖8的干涉矩陣就能夠根據(jù)使各通道ch1～chp的目標(biāo)溫度脈沖狀地變化時(shí)的經(jīng)過時(shí)刻t＝t1的各計(jì)測(cè)點(diǎn)1～k的響應(yīng)波形進(jìn)行計(jì)算。
根據(jù)圖8的干涉矩陣能夠預(yù)測(cè)工件1各計(jì)測(cè)點(diǎn)的溫度變化。如圖8所示，例如當(dāng)使第一通道ch1的目標(biāo)溫度1秒脈沖狀地變化1℃時(shí)，在經(jīng)過時(shí)刻t＝t1處，例如工件1的計(jì)測(cè)點(diǎn)1變化0.12℃(a11)，計(jì)測(cè)點(diǎn)2變化0.21℃(a21)，此外，例如當(dāng)使第二通道ch2的目標(biāo)溫度1秒脈沖狀地變化1℃時(shí)，在經(jīng)過時(shí)刻t＝t1處，例如工件1的計(jì)測(cè)點(diǎn)1變化0.03℃(a12)，計(jì)測(cè)點(diǎn)2變化0.08℃(a22)。
與該圖8同樣，根據(jù)圖5(b)所示的脈沖響應(yīng)波形能夠同樣地求出從使目標(biāo)溫度1秒脈沖狀地變化1℃的基準(zhǔn)時(shí)刻t＝t0到任意的經(jīng)過時(shí)刻的干涉矩陣。即，預(yù)先設(shè)定要抑制工件1的溫度偏差的多個(gè)時(shí)刻，并能夠求出與各時(shí)刻對(duì)應(yīng)的干涉矩陣。
在該實(shí)施例中，為了能夠有效地抑制工件1的溫度偏差，使用如下的干涉矩陣。
以下詳細(xì)說明該實(shí)施例所使用的干涉矩陣。
如上所述，干涉矩陣是根據(jù)相對(duì)目標(biāo)溫度變化的工件計(jì)測(cè)點(diǎn)的響應(yīng)波形求出的，但目標(biāo)溫度的急劇變化有時(shí)會(huì)導(dǎo)致操作量的飽和，使控制困難。
因此，在該實(shí)施例中，不是使目標(biāo)溫度脈沖狀地變化，而是如圖9所示，根據(jù)使目標(biāo)溫度大致三角波狀地變化時(shí)的響應(yīng)波形來求出干涉矩陣。
圖10(a)、10(b)是用于說明該三角波狀的波形的合成的圖，圖10(a)利用上述圖5的脈沖狀波形，圖10(b)利用上述圖4的階梯狀波形。
圖9所示的大致三角波狀的波形，能夠如圖10(a)所示那樣將高度(溫度變化)不同的微小時(shí)間寬度的多個(gè)脈沖狀的輸入相乘來得出。該微小的脈沖狀輸入及其脈沖響應(yīng)波形，能夠?qū)τ趫D5的脈沖狀輸入及其脈沖響應(yīng)波形，通過其高度(溫度變化)利用比例關(guān)系而其時(shí)間寬度與上述圖6同樣利用將延遲時(shí)間Δt與時(shí)間寬度對(duì)應(yīng)地減去而進(jìn)行合成。
微小的脈沖狀輸入，例如高度為0.1℃、時(shí)間寬度為0.1秒的微小的脈沖狀輸入及其脈沖響應(yīng)波形，能夠通過使上述圖5的高度1℃、時(shí)間寬度1秒的脈沖狀輸入及其脈沖響應(yīng)波形的高度分別變成0.1倍，進(jìn)而，將分別將其延遲0.1秒的脈沖狀輸入及其脈沖響應(yīng)波形分別從延遲前的脈沖狀輸入及其脈沖響應(yīng)波形中減去來進(jìn)行合成。
此外，圖9所示的大致三角波狀的波形，能夠如圖10(b)所示那樣將高度(溫度變化)減小且時(shí)間寬度逐漸變小的多個(gè)矩形層疊來進(jìn)行合成。層疊的各矩形能夠通過如下的方式計(jì)算出，即，先按比例關(guān)系計(jì)算出圖4的階梯狀輸入及其響應(yīng)波形的高度，進(jìn)而，使其延遲相當(dāng)于所述時(shí)間寬度的量，并將該延遲的波形從延遲前的階梯狀輸入及其響應(yīng)波形中減去。
該大致三角波狀的波形能夠通過利用更微小的脈沖輸入或階梯輸入合成為光滑的三角波狀，在以下的說明和圖中，作為三角波狀進(jìn)行說明。該三角波的高度與上述同樣，例如是1℃，其時(shí)間寬度被選定為將要抑制上述圖2的工件1的溫度偏差的期間分割成多個(gè)的時(shí)間寬度。分割成多個(gè)的數(shù)量可以考慮運(yùn)算處理的負(fù)擔(dān)和抑制偏差的效果等來確定。
這樣，通過根據(jù)目標(biāo)溫度的三角波狀輸入及其響應(yīng)波形來運(yùn)算干涉矩陣，就能夠得到避免產(chǎn)生操作量飽和的干涉矩陣。
圖11是表示該實(shí)施例的干涉矩陣A的詳細(xì)情況的圖，在該實(shí)施例中，為了高精度地抑制工件1的溫度偏差，是考慮了時(shí)間和空間干涉的矩陣。圖11將作為構(gòu)成各矩陣A11～Amn的各要素的溫度變化共同地以a11～akp統(tǒng)一進(jìn)行表示，但表示的是計(jì)測(cè)點(diǎn)1～k與通道ch1～chp的對(duì)應(yīng)，而不是表示具體的溫度變化數(shù)值相同。
即，圖11的干涉矩陣A由圖12所示的考慮了時(shí)間的干涉關(guān)系的矩陣所構(gòu)成，圖12的各矩陣?yán)缡怯蓤D13所示的考慮了空間(位置)關(guān)系的矩陣所構(gòu)成，是矩陣中包含矩陣的雙重結(jié)構(gòu)。
首先說明圖12所示的考慮了時(shí)間關(guān)系的矩陣。
圖14(a)、圖14(b)是用于說明圖12的干涉矩陣的波形圖，是表示其一例的圖，其中，圖14(a)將目標(biāo)溫度的三角波狀的變化作為輸入，而圖14(b)將其響應(yīng)波形作為輸出。
在上述圖8的干涉矩陣中，各通道ch1～chp的目標(biāo)溫度的脈沖狀輸入僅是同一定時(shí)的輸入，但在本實(shí)施例中，與具有一定時(shí)間差的第一～第n(n是大于或等于2的整數(shù))的多個(gè)定時(shí)的目標(biāo)溫度輸入對(duì)應(yīng)。
即，根據(jù)在第一定時(shí)將三角波狀的輸入分別給予各通道ch1～chp時(shí)的各響應(yīng)波形來計(jì)算對(duì)應(yīng)的矩陣，接著，根據(jù)在延遲一定時(shí)間的第二定時(shí)將三角波狀的輸入分別給予各通道ch1～chp時(shí)的各響應(yīng)波形來計(jì)算對(duì)應(yīng)的矩陣，以下同樣，根據(jù)在第n定時(shí)將三角波狀的輸入分別給予各通道ch1～chp時(shí)的各響應(yīng)波形來計(jì)算相應(yīng)的矩陣。
這時(shí)，不依賴于目標(biāo)溫度的輸入的第一～第n定時(shí)，圖14所示的響應(yīng)波形的各經(jīng)過時(shí)刻t＝t1～tm(m是大于或等于2的整數(shù))都是以第一定時(shí)的目標(biāo)溫度的輸入，即，使第一定時(shí)的目標(biāo)溫度三角波狀地變化的時(shí)刻t＝t0作為基準(zhǔn)，并根據(jù)該基準(zhǔn)時(shí)刻t＝t0來規(guī)定各經(jīng)過時(shí)刻t＝t1～tm。即，雖然由于目標(biāo)溫度的輸入的定時(shí)的滯后而使響應(yīng)波形的定時(shí)也滯后，但使基準(zhǔn)時(shí)刻t＝t0和各經(jīng)過時(shí)刻t＝t1～tm不滯后而固定在第一定時(shí)，根據(jù)相對(duì)于該固定的各經(jīng)過時(shí)刻t＝t1～tm滯后的響應(yīng)波形來計(jì)算干涉矩陣。
圖12的干涉矩陣A的各行，分別與從圖14(b)的響應(yīng)波形的第一定時(shí)的目標(biāo)溫度輸入的基準(zhǔn)時(shí)刻t＝t0開始的各經(jīng)過時(shí)刻t＝t1、t2、t3、…tm對(duì)應(yīng)，例如，最上段的第一行的矩陣A11～A1n是表示經(jīng)過時(shí)刻t＝t1的關(guān)系的矩陣，下一行的矩陣A21～A2n是表示經(jīng)過時(shí)刻t＝t2的關(guān)系的矩陣，同樣，最下段的行的矩陣Am1～Amn是表示經(jīng)過時(shí)刻t＝tm時(shí)刻的關(guān)系的矩陣。
其中，各經(jīng)過時(shí)刻t＝t1、t2、t3、…tm，是在上述圖2所示的工件1產(chǎn)生溫度偏差的期間，與要抑制偏差的各時(shí)刻對(duì)應(yīng)地預(yù)先確定的。這時(shí)，將使第一定時(shí)的目標(biāo)溫度三角波狀地變化的基準(zhǔn)時(shí)刻t＝t0，與例如將工件1裝載在熱板2上而開始進(jìn)行熱處理的時(shí)刻對(duì)應(yīng)。
如圖14(a)所示，圖12的干涉矩陣A的各列分別與具有一定時(shí)間差的多個(gè)三角波狀的目標(biāo)溫度輸入對(duì)應(yīng)，例如左端第一列的矩陣A11～Am1是表示相對(duì)最早的第一定時(shí)的目標(biāo)溫度的三角波狀輸入的關(guān)系的矩陣，與圖14對(duì)應(yīng)。下一列的矩陣A12～Am2是表示相對(duì)比第一定時(shí)滯后一定時(shí)間的第二定時(shí)的目標(biāo)溫度的三角波狀輸入的關(guān)系的矩陣，同樣，右端的列的矩陣A1n～Amn是表示相對(duì)最遲的第n定時(shí)的目標(biāo)溫度的三角波狀輸入的關(guān)系的矩陣。
其中，優(yōu)選地圖14(a)所示的多個(gè)三角波狀的目標(biāo)溫度的輸入按照如下的方式進(jìn)行設(shè)定，即，設(shè)定成使下一個(gè)定時(shí)的三角波的一部分重疊在定時(shí)早的三角波上，以至少使目標(biāo)溫度的變化是連續(xù)的，在該實(shí)施例中，延遲相當(dāng)于三角波的底邊的1/2的一定時(shí)間。雖然通過使延遲時(shí)間一定而能夠使運(yùn)算處理變得容易，但并不一定必須使延遲時(shí)間一定。
如上所述，如圖12所示的干涉矩陣A，由于各行與三角波響應(yīng)波形的各經(jīng)過時(shí)刻t＝t1、t2、t3、…tm對(duì)應(yīng)，各列與具有時(shí)間差的多個(gè)目標(biāo)溫度的各輸入對(duì)應(yīng)，所以行與列交叉的位置的矩陣，例如矩陣A21是如下的矩陣，即，由于是第一列，所以三角波狀的目標(biāo)溫度的輸入是第一定時(shí)，并且由于是第二行，所以其是與三角波響應(yīng)波形的經(jīng)過時(shí)刻t2對(duì)應(yīng)的矩陣，此外，例如矩陣A12是如下的矩陣，即，由于是第二列，所以三角波狀的目標(biāo)溫度的輸入是第二定時(shí)，并且由于是第一行，所以與三角波響應(yīng)波形的經(jīng)過時(shí)刻t1對(duì)應(yīng)。
這樣，如圖12所示的干涉矩陣A，由于各行與三角波響應(yīng)波形的各經(jīng)過時(shí)刻t＝t1、t2、t3、…tm對(duì)應(yīng)，各列與具有時(shí)間差的多個(gè)目標(biāo)溫度的各輸入對(duì)應(yīng)，所以成為表示目標(biāo)溫度輸入和三角波響應(yīng)波形的時(shí)間影響的干涉矩陣。
在第一～第n的各定時(shí)的每一個(gè)中，有第一～第p的每個(gè)通道ch1～chp的三角波狀的目標(biāo)溫度的輸入，并有與各目標(biāo)溫度的輸入分別對(duì)應(yīng)的每個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)1～k的三角波響應(yīng)波形，圖14(a)代表性地用一個(gè)三角波表示各定時(shí)的各通道的目標(biāo)溫度的輸入，圖14(b)代表性地用一個(gè)響應(yīng)波形表示與各通道和各計(jì)測(cè)點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)的多個(gè)響應(yīng)波形。
下面根據(jù)圖13說明干涉矩陣A的空間(位置)關(guān)系。
該圖13是代表性地表示圖12的干涉矩陣A內(nèi)的矩陣A21的圖。
如上所述，矩陣A21是如下的矩陣，即，由于是干涉矩陣A的第一列，所以三角波狀的目標(biāo)溫度的輸入是第一定時(shí)，并且由于是第二行，所以與三角波響應(yīng)波形的經(jīng)過時(shí)刻t2對(duì)應(yīng)。
如圖13所示，該矩陣A21，其各列與第一～第p各通道ch1～chp對(duì)應(yīng)，各行與工件1的第1～第k的各計(jì)測(cè)點(diǎn)s1～sk分別對(duì)應(yīng)。
例如，左端的第一列、最上段的第一行表示的是，相對(duì)圖15(a)所示的第一定時(shí)的第一通道ch1的三角波狀的目標(biāo)溫度的輸入的、圖15(b)所示的三角波響應(yīng)波形的第一計(jì)測(cè)點(diǎn)s1的經(jīng)過時(shí)刻t＝t2的溫度變化a11，第一列、第二行表示的是，相對(duì)第一通道ch1的三角波狀的目標(biāo)溫度的輸入的、三角波響應(yīng)波形的第二計(jì)測(cè)點(diǎn)s2的經(jīng)過時(shí)刻t＝t2的溫度變化a21，同樣，第一列、最下段的行表示的是，相對(duì)第一通道的三角波狀的目標(biāo)溫度的輸入的、三角波響應(yīng)波形的第k計(jì)測(cè)點(diǎn)sk的經(jīng)過時(shí)刻t＝t2的溫度變化ak1。另外，圖15(b)代表性地表示三個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)s1～s3的三角波響應(yīng)波形，此外，圖15(a)表示第一定時(shí)的三角波狀的輸入，雖然第一通道ch1以外的通道的三角波為了容易理解是降低了高度來表示的，但實(shí)際上各通道都是相同高度的三角波。
此外，矩陣A21的例如第二列、第一行表示的是，相對(duì)第二通道ch2的三角波狀的目標(biāo)溫度的輸入的、第一計(jì)測(cè)點(diǎn)s1的三角波響應(yīng)波形的經(jīng)過時(shí)刻t＝t2的溫度變化a12，第二列、第二行表示的是，相對(duì)第二通道ch2的三角波狀的目標(biāo)溫度的輸入的、第二計(jì)測(cè)點(diǎn)s2的三角波響應(yīng)波形的經(jīng)過時(shí)刻t＝t2的溫度變化a22，同樣，第二列、最下段的行表示的是，相對(duì)第二通道ch2的三角波狀的目標(biāo)溫度的輸入的、第k計(jì)測(cè)點(diǎn)sk的響應(yīng)波形的經(jīng)過時(shí)刻t＝t2的溫度變化ak2。
同樣，例如右端的第p列、第一行表示的是，相對(duì)第p通道chp的三角波狀的目標(biāo)溫度的輸入的、第一計(jì)測(cè)點(diǎn)s1的三角波響應(yīng)波形的經(jīng)過時(shí)刻t＝t2的溫度變化a1p，第p列、第二行表示的是，相對(duì)第p通道chp的三角波狀的目標(biāo)溫度的輸入的、第二計(jì)測(cè)點(diǎn)s2的三角波響應(yīng)波形的經(jīng)過時(shí)刻t＝t2的溫度變化a2p，同樣，第p列、最下段的行表示的是，相對(duì)第p通道chp的三角波狀的目標(biāo)溫度的輸入的、響應(yīng)波形的第k計(jì)測(cè)點(diǎn)sk的經(jīng)過時(shí)刻t＝t2的溫度變化akp。
這樣，在矩陣A21中，由于各行與響應(yīng)波形的各計(jì)測(cè)點(diǎn)s1～sk對(duì)應(yīng)，各列與各通道ch1～chp對(duì)應(yīng)，所以成為表示工件1上的位置、與各通道ch1～chp分別對(duì)應(yīng)的加熱器或溫度傳感器的配置等空間位置的影響的干涉矩陣，這并不限定于矩陣A21，構(gòu)成圖12的干涉矩陣的各矩陣也是同樣的。
因此，圖12成為表示其詳細(xì)的圖11的干涉矩陣A考慮了時(shí)間、空間影響的矩陣。
以上對(duì)該實(shí)施例中所使用的干涉矩陣A進(jìn)行了說明，在圖3的個(gè)人計(jì)算機(jī)4中，如上述那樣，根據(jù)計(jì)測(cè)的階梯響應(yīng)波形通過運(yùn)算處理而計(jì)算出該干涉矩陣A，并將其存入例如干涉矩陣用的文件中。
進(jìn)而，個(gè)人計(jì)算機(jī)4還使用實(shí)驗(yàn)用的工件1來計(jì)測(cè)在進(jìn)行上述圖2所示的熱處理時(shí)的工件1多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)1～k的計(jì)測(cè)溫度的數(shù)據(jù)，并將其存入數(shù)據(jù)文件中。即，在該實(shí)施例的進(jìn)行目標(biāo)溫度調(diào)整前的狀態(tài)下，計(jì)測(cè)進(jìn)行了工件1的熱處理時(shí)的工件1多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)1～k的溫度，并將其存入數(shù)據(jù)文件中。
個(gè)人計(jì)算機(jī)4根據(jù)干涉矩陣A和工件1的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)1～k的溫度的計(jì)測(cè)數(shù)據(jù)，如下地計(jì)算作為用于抑制偏差的調(diào)整目標(biāo)溫度的調(diào)整信息的調(diào)整值。
在此，當(dāng)將目標(biāo)溫度的第一～第n各定時(shí)的各通道ch1～chp的三角波狀的目標(biāo)溫度的溫度變化(三角波的高度)設(shè)為c1～cn，將工件1的各經(jīng)過時(shí)刻t＝t1～tm的各計(jì)測(cè)點(diǎn)的溫度變化設(shè)為b1～bm時(shí)，則能夠使用干涉矩陣A用下式表示各經(jīng)過時(shí)刻t＝t1～tm中的工件1的各計(jì)測(cè)點(diǎn)1～k的溫度變化b1～bm。
(式1)b1b2···bm=A11A12···A1nA21A22···A2n·········Am1Am2···AmnC1C2···Cn···(1)]]>
在該式(1)中，b1是表示經(jīng)過時(shí)刻t＝t1的各計(jì)測(cè)點(diǎn)1～k的溫度變化的向量(ベクトル)，b2是表示經(jīng)過時(shí)刻t＝t2的各計(jì)測(cè)點(diǎn)1～k溫度變化的向量，同樣，bm是表示經(jīng)過時(shí)刻t＝tm的各計(jì)測(cè)點(diǎn)1～k溫度變化的向量。
此外，c1是表示第一定時(shí)的各通道ch1～chp三角波狀目標(biāo)溫度的溫度變化(三角波的高度)的向量，c2是表示第二定時(shí)的各通道ch1～chp的三角波狀的目標(biāo)溫度的溫度變化(三角波的高度)的向量，同樣，cn是表示第n定時(shí)的各通道ch1～chp的三角波狀目標(biāo)溫度的溫度變化(三角波的高度)的向量。
該式(1)表示的是，相對(duì)第一～第n各定時(shí)的各通道的目標(biāo)溫度的溫度變化c1～cn的、各經(jīng)過時(shí)刻t＝t1～tm的工件1的各計(jì)測(cè)點(diǎn)1～k的溫度變化b1～bm。
即，式(1)表示的是，如果將第一～第n各定時(shí)的三角波狀的目標(biāo)溫度的三角波高度設(shè)為c1～cn，則工件1的各經(jīng)過時(shí)刻t＝t1～tm的計(jì)測(cè)點(diǎn)的溫度變化成為b1～bm。
因此，反之只要將各經(jīng)過時(shí)刻t＝t1～tm的工件1的各計(jì)測(cè)點(diǎn)的溫度變化b1～bm選擇成是抑制偏差的溫度變化，就能夠使用干涉矩陣A的逆矩陣A-1用下式計(jì)算出產(chǎn)生這樣的溫度變化所需要的目標(biāo)溫度的溫度變化(三角波的高度)c1～cn，即目標(biāo)溫度的調(diào)整值c1～cn。
(式2)C1C2···Cn=A11A12···A1nA21A22···A2n·········Am1Am2···Amn-1b1b2···bm···(2)]]>在由干涉矩陣A的逆矩陣A-1來求時(shí)，利用式(2)能夠計(jì)算出目標(biāo)溫度的調(diào)整值c1～cn，但通常與能夠控制的通道數(shù)ch1～chp相比，工件1的計(jì)測(cè)點(diǎn)1～k數(shù)量多，所以求逆矩陣A-1是困難的。為此，在本實(shí)施例中，代替逆矩陣A-1而使用偽逆矩陣(AT*A)-1*AT。AT是干涉矩陣A的轉(zhuǎn)置矩陣。
個(gè)人計(jì)算機(jī)4根據(jù)在進(jìn)行上述圖2所示的熱處理時(shí)的工件1多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)1～k的計(jì)測(cè)溫度的數(shù)據(jù)，將抑制偏差的溫度變化作為溫度分布信息來計(jì)算。
例如在圖2中，當(dāng)經(jīng)過時(shí)刻t＝t1的計(jì)測(cè)點(diǎn)1的計(jì)測(cè)溫度b11比平均值高0.08℃時(shí)，為了抑制其偏差而將-0.08℃作為經(jīng)過時(shí)刻t＝t1的計(jì)測(cè)點(diǎn)1的溫度分布信息計(jì)算出，當(dāng)經(jīng)過時(shí)刻t＝t1的計(jì)測(cè)點(diǎn)2的計(jì)測(cè)溫度b21比平均值低0.04℃時(shí)，為了抑制其偏差而將+0.04℃作為經(jīng)過時(shí)刻t＝t1的計(jì)測(cè)點(diǎn)2的溫度分布信息計(jì)算出，當(dāng)經(jīng)過時(shí)刻t＝t1的計(jì)測(cè)點(diǎn)3的計(jì)測(cè)溫度b31比平均值低0.08℃時(shí)，為了抑制其偏差而將+0.08℃作為經(jīng)過時(shí)刻t＝t1的計(jì)測(cè)點(diǎn)3的溫度分布信息計(jì)算出，以下同樣，計(jì)算出到經(jīng)過時(shí)刻t＝t1的計(jì)測(cè)點(diǎn)k的溫度分布信息。進(jìn)而，同樣地計(jì)算出各經(jīng)過時(shí)刻t＝t2～tm的各計(jì)測(cè)點(diǎn)1～k的溫度分布信息。
該計(jì)算出的用于抑制溫度偏差的各經(jīng)過時(shí)刻t＝t2～tm的溫度分布信息作為上述式(2)中的b1～bm使用。
個(gè)人計(jì)算機(jī)4根據(jù)該提取的溫度分布信息b1～bm和代替干涉矩陣A的逆矩陣A-1而使用的偽逆矩陣(AT*A)-1*AT并按照式(2)計(jì)算目標(biāo)溫度的調(diào)整值c1～cn。
該調(diào)整值c1～cn對(duì)于作為用于由熱板2進(jìn)行的工件1的熱處理的目標(biāo)溫度的規(guī)定溫度T是正或負(fù)的溫度值的向量，如果將該調(diào)整值c1～cn(以下簡稱為“c”)作為目標(biāo)溫度的相加值而加在目標(biāo)溫度上，則能夠調(diào)整目標(biāo)溫度。
如上所述，由于該調(diào)整值c不是使用干涉矩陣A的逆矩陣A-1而是使用基于干涉矩陣A的偽逆矩陣(AT*A)-1*AT計(jì)算出的，所以雖然產(chǎn)生誤差，但當(dāng)判斷通過計(jì)算出的調(diào)整值c來抑制溫度偏差的效果充分時(shí)，則使用該計(jì)算出的調(diào)整值c即可。
在該實(shí)施例中，為了進(jìn)一步提高溫度偏差的抑制效果，將計(jì)算出的調(diào)整值c作為初始值之一，并且將其與隨機(jī)產(chǎn)生的調(diào)整值的初始值作為初始群(集団)，通過使用包含干涉矩陣A的評(píng)價(jià)式的遺傳算法來搜索調(diào)整值c的最佳值。
在此，評(píng)價(jià)式使用下式。
b′＝b-AcA是上述的干涉矩陣，c是調(diào)整值，b是為了抑制溫度偏差而計(jì)算出的上述的溫度分布信息的向量，與上述的b1～bm對(duì)應(yīng)。
如上述的式(1)所示，在使用逆矩陣A-1能夠計(jì)算調(diào)整值c的情況下，b與Ac變?yōu)橄嗟?，評(píng)價(jià)值b′為0，但在本實(shí)施例中，由于不是使用逆矩陣A-1而是使用偽逆矩陣(AT*A)-1*AT計(jì)算出的調(diào)整值c，所以評(píng)價(jià)值b′不是0。
因此，在本實(shí)施例中，搜索偏差幅度小的，即評(píng)價(jià)值b′的最大值與最小值的差是最小的調(diào)整值c來作為最終的調(diào)整值c。
即，作為初始值準(zhǔn)備由使用偽逆矩陣如上述那樣計(jì)算出的調(diào)整值c和隨機(jī)產(chǎn)生的調(diào)整值構(gòu)成的例如100種左右的調(diào)整值的初始群，進(jìn)行如下的處理第一處理，該處理針對(duì)各調(diào)整值，利用上述的評(píng)價(jià)式計(jì)算出評(píng)價(jià)值b′，進(jìn)而，計(jì)算作為該評(píng)價(jià)值b′的最大值與最小值的差的最大的偏差幅度；第二處理，該處理以使該偏差幅度減小且良好為中心選擇調(diào)整值；以及第三處理，該處理使得在該選擇的調(diào)整值之中產(chǎn)生交叉或突然變異而將調(diào)整值增加到100種左右，將該第一、第二、第三處理作為一個(gè)世代的處理，在以下同樣地反復(fù)進(jìn)行，在由第一處理計(jì)算出的評(píng)價(jià)值b′的偏差幅度接近于0時(shí)停止處理，將該世代中差最小的偏差幅度的調(diào)整值c作為最終的調(diào)整值c。
個(gè)人計(jì)算機(jī)4將如上那樣地搜索到的目標(biāo)溫度的調(diào)整值c利用通信對(duì)于溫度調(diào)節(jié)器3發(fā)送。
圖16是溫度調(diào)節(jié)器3的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方框圖，其中包括SP相加波形生成部6，其根據(jù)由個(gè)人計(jì)算機(jī)4給予的包含調(diào)整值c的調(diào)整數(shù)據(jù)生成在設(shè)定的規(guī)定溫度T的目標(biāo)溫度SP上相加的相加波形；以及PID控制器7，其根據(jù)加有相加波形的調(diào)整后的目標(biāo)溫度與來自熱板2的檢測(cè)溫度PV的偏差，進(jìn)行PID運(yùn)算并輸出操作量。SP相加波形生成部6和PID控制器7由微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成。
圖17是表示一個(gè)通道的相加波形的一例的圖，從個(gè)人計(jì)算機(jī)4將與第一～第n的各定時(shí)的三角波的高度對(duì)應(yīng)的調(diào)整值c(c1～cn)分別與各通道對(duì)應(yīng)地給予SP相加波形生成部6。如圖17所示，SP相加波形生成部6生成連接各三角波頂點(diǎn)的相加波形。這時(shí)，開始生成SP相加波形的時(shí)刻，例如是將工件1裝載在熱板2上開始進(jìn)行熱處理的時(shí)刻，與上述的基準(zhǔn)時(shí)刻t＝t0對(duì)應(yīng)。該將工件1向熱板2上裝載的時(shí)刻，例如能夠通過來自對(duì)將工件1向熱板2上裝載的運(yùn)送供給機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制的上位裝置的未圖示的定時(shí)信號(hào)、或者根據(jù)熱板2的檢測(cè)溫度變化而進(jìn)行檢測(cè)。
在工件1的通常的熱處理工序中，溫度調(diào)節(jié)器3將該相加波形加在被設(shè)定成規(guī)定溫度T的目標(biāo)溫度SP上而作為內(nèi)部的目標(biāo)溫度，并使熱板2的檢測(cè)溫度PV與該內(nèi)部的目標(biāo)溫度一致地來進(jìn)行控制。
因此，通過對(duì)各通道的目標(biāo)溫度加上例如圖18所示那樣的相加波形來調(diào)整目標(biāo)溫度，而使例如圖2的工件1的溫度偏差如圖19所示那樣被抑制而進(jìn)行均勻的熱處理。
圖20是表示以上的個(gè)人計(jì)算機(jī)4整體處理的流程圖。
首先，對(duì)熱板2的每個(gè)通道ch1～chp使目標(biāo)溫度階梯狀變化來計(jì)測(cè)工件1的各計(jì)測(cè)點(diǎn)1～k的響應(yīng)波形，并根據(jù)該響應(yīng)波形利用運(yùn)算處理來計(jì)算出干涉矩陣A(第一步驟)，并保存在文件中(步驟n1)。
取得將工件1裝載在調(diào)節(jié)為目標(biāo)溫度的熱板2上而進(jìn)行熱處理時(shí)的工件1各計(jì)測(cè)點(diǎn)1～k的計(jì)測(cè)溫度的時(shí)序數(shù)據(jù)，并保存在文件中(步驟n2)。
根據(jù)從干涉矩陣和時(shí)序數(shù)據(jù)中提取的用于抑制溫度偏差的溫度分布信息來計(jì)算目標(biāo)溫度的調(diào)整值(第二步驟)，并利用遺傳算法(GA)確定最佳的調(diào)整值(步驟n3)。
將確定的調(diào)整值的數(shù)據(jù)向溫度調(diào)節(jié)器3傳送(步驟n4)。
當(dāng)開始工件1的通常的熱處理時(shí)，溫度調(diào)節(jié)器3根據(jù)傳送來的調(diào)整值來調(diào)整目標(biāo)溫度而進(jìn)行溫度控制。
在變更要抑制被處理物的溫度偏差的時(shí)刻t＝t0～tm時(shí)，通過在個(gè)人計(jì)算機(jī)4設(shè)定輸入變更的時(shí)刻t＝t0～tm，計(jì)算出與該時(shí)刻對(duì)應(yīng)的干涉矩陣A，并且計(jì)算出溫度分布信息，并根據(jù)這些計(jì)算出調(diào)整值。
(第二實(shí)施例)下面說明本發(fā)明的另一實(shí)施例。在本實(shí)施例中，為了更有效地抑制將工件1裝載在熱板2上開始進(jìn)行熱處理的最初時(shí)的溫度偏差，假定將熱板2預(yù)先預(yù)備加熱到比規(guī)定溫度T例如高1℃的溫度，如下地求出與之相當(dāng)?shù)母缮婢仃?，用求出的矩陣來置換與上述圖12所示干涉矩陣A的第一定時(shí)對(duì)應(yīng)的矩陣A11～Am1。
首先，將熱板2的所有通道ch1～chp的目標(biāo)溫度SP設(shè)定成進(jìn)行熱處理的規(guī)定溫度T并開始進(jìn)行溫度控制，在熱板2的溫度達(dá)到規(guī)定溫度T而被調(diào)節(jié)好的狀態(tài)下，計(jì)測(cè)裝載了實(shí)驗(yàn)用工件1時(shí)的工件1的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)1～k的溫度。
接著，將第一通道ch1的目標(biāo)溫度SP設(shè)定成比進(jìn)行熱處理的規(guī)定溫度T高1℃的溫度并開始進(jìn)行溫度控制，在熱板2的溫度達(dá)到設(shè)定溫度T+1℃而被調(diào)節(jié)好的狀態(tài)下，計(jì)測(cè)裝載了實(shí)驗(yàn)用工件1時(shí)的工件1的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)1～k的溫度。
接著，通過從比規(guī)定溫度T高1℃時(shí)的響應(yīng)波形中減去規(guī)定溫度T時(shí)的響應(yīng)波形，將目標(biāo)溫度看作是在裝載了工件1的瞬間t＝t0階梯狀地產(chǎn)生1℃的溫度變化，如圖21所示，能夠得到相當(dāng)于預(yù)備加熱1℃的階梯響應(yīng)波形。
對(duì)于各通道同樣地計(jì)測(cè)該相當(dāng)于預(yù)備加熱1℃的階梯響應(yīng)波形。
接著，通過從該階梯響應(yīng)波形中與上述圖10(b)同樣地將微小的階梯狀的響應(yīng)波形如圖22(a)所示那樣減去，就能夠合成圖22(b)所示的與大致直角三角形的目標(biāo)溫度變化對(duì)應(yīng)的響應(yīng)波形。
對(duì)各通道ch2～chp進(jìn)行這樣的合成，與上述同樣，根據(jù)這些響應(yīng)波形能夠?qū)τ诟魍ǖ纁h1～chp，求出分別表示各經(jīng)過時(shí)刻t＝t1～tm的各計(jì)測(cè)點(diǎn)1～k的溫度變化的矩陣，將這些矩陣和與上述干涉矩陣A的第一定時(shí)對(duì)應(yīng)的矩陣A11～Am1置換。
在本實(shí)施例中，由于使用了如下的矩陣，即，是考慮了與在將工件1裝載在熱板2上之前進(jìn)行1℃的預(yù)備加熱相當(dāng)?shù)哪繕?biāo)溫度的變化的矩陣，所以在將工件1裝載在熱板2上開始進(jìn)行熱處理的最初，就能夠進(jìn)行精度更高的調(diào)整。
(其它實(shí)施例)在上述實(shí)施例中，個(gè)人計(jì)算機(jī)4根據(jù)表示工件1的溫度偏差的計(jì)測(cè)數(shù)據(jù)來計(jì)算用于抑制溫度偏差的溫度分布信息b1～bm，但作為本發(fā)明的另一實(shí)施例，例如也可以是用戶根據(jù)預(yù)先計(jì)測(cè)的計(jì)測(cè)數(shù)據(jù)將用于抑制偏差的溫度分布信息作為設(shè)定值來設(shè)定，這時(shí)，利用該設(shè)定值和上述的干涉矩陣A來計(jì)算調(diào)整值。
在上述實(shí)施例中，使用三角波狀的目標(biāo)溫度輸入及其響應(yīng)波形來求干涉矩陣A，但在飽和不成問題的情況下，也可以使用脈沖狀的目標(biāo)溫度輸入及其響應(yīng)波形來求干涉矩陣。
在上述實(shí)施例中，雖然調(diào)整了目標(biāo)溫度，但作為另一實(shí)施例，也可以通過使用調(diào)整值來校正來自熱板2的檢測(cè)溫度，來實(shí)質(zhì)性地調(diào)整目標(biāo)溫度。
由于當(dāng)調(diào)整目標(biāo)溫度時(shí)，調(diào)整來自上述圖16的PID控制器7的操作量，所以作為本發(fā)明的另一實(shí)施例也可以代替目標(biāo)溫度的調(diào)整而調(diào)整操作量。
即，也可以代替目標(biāo)溫度而求出表示操作量與工件1的溫度的關(guān)系的干涉矩陣，使用該干涉矩陣求出為抑制溫度偏差所需要的操作量的調(diào)整值，并使用該調(diào)整值來調(diào)整操作量。
在上述實(shí)施例中，是從個(gè)人計(jì)算機(jī)4對(duì)于溫度調(diào)節(jié)器3，以每個(gè)通道ch1～chp的方式發(fā)送與第一～第n的各定時(shí)對(duì)應(yīng)的相加值的數(shù)據(jù)，但作為另一實(shí)施例，也可以在個(gè)人計(jì)算機(jī)4將相加值的波形數(shù)據(jù)合成并作為相加值的時(shí)序數(shù)據(jù)向溫度調(diào)節(jié)器3發(fā)送。
此外，為了減少向溫度調(diào)節(jié)器3發(fā)送的數(shù)據(jù)量，例如也可以將與相加值的波形對(duì)應(yīng)的傳遞函數(shù)的系數(shù)值向溫度調(diào)節(jié)器3發(fā)送，而在溫度調(diào)節(jié)器3中使用傳遞函數(shù)來再現(xiàn)相加值的波形。
例如，相加值的波形根據(jù)下面的理由能夠看作是脈沖響應(yīng)。即，由于目標(biāo)溫度SP的相加值ΔSP的波形是補(bǔ)償過渡紊亂的波形，所以在t＝0是ΔSP(t)＝0，在t＝∞是ΔSP(t)＝0，兩端是0。在其之間以某種程度的大小膨起地進(jìn)行變化。
另一方面，當(dāng)設(shè)脈沖響應(yīng)為g(t)時(shí)，則脈沖響應(yīng)g(t)也是在t＝0是g(t)＝0，在t＝∞是g(t)＝0，兩端是0，在其之間以某種程度的大小膨起地進(jìn)行變化。
因此，當(dāng)比較兩者時(shí)，在不需要使中間的波形變化微小部分等細(xì)小波形一致的情況下，即滿足要求精度的情況下，能夠?qū)P的相加值ΔSP看作與脈沖響應(yīng)一致。
脈沖響應(yīng)波形與傳遞函數(shù)是一對(duì)一的關(guān)系，通過僅將傳遞函數(shù)的系數(shù)向溫度調(diào)節(jié)器3發(fā)送，就能夠以少的信息傳送響應(yīng)波形。
當(dāng)將脈沖響應(yīng)設(shè)為g(t)時(shí)，將它進(jìn)行拉普拉斯變換就成為傳遞函數(shù)G(s)＝Y(jié)(s)/U(s)。當(dāng)設(shè)輸入U(xiǎn)(s)和輸出Y(s)是2次函數(shù)時(shí)，則傳遞函數(shù)由下式表示。
(式3)G(s)=K1+b1s+b2s21+a1s+a2s2]]>因此，只要將傳遞函數(shù)G(s)的五個(gè)系數(shù)a1、a2、b1、b2、K向溫度調(diào)節(jié)器3傳送即可。
于是，從由個(gè)人計(jì)算機(jī)4生成的SP相加波形求出五個(gè)系數(shù)a1、a2、b1、b2、K，并將該五個(gè)系數(shù)a1、a2、b1、b2、K向溫度調(diào)節(jié)器3傳送。溫度調(diào)節(jié)器3使用由該五個(gè)系數(shù)a1、a2、b1、b2、K規(guī)定的傳遞函數(shù)來再現(xiàn)SP的相加波形。
這樣就能夠減少從個(gè)人計(jì)算機(jī)4向溫度調(diào)節(jié)器3傳送的數(shù)據(jù)量。
在上述實(shí)施例中，是使用遺傳算法來搜索最佳的調(diào)整值，但也可以使用登山法、模擬退火法(シミュレ一テッド·アニ一リング)(SA)等，或?qū)⒖赡艿姆秶殖杉?xì)小的量(桝目)并從一端到另一端一個(gè)不漏地進(jìn)行搜索的全搜索等其它的搜索方法。
在上述實(shí)施例中，是計(jì)測(cè)階梯響應(yīng)波形，并根據(jù)該階梯響應(yīng)波形來合成三角波響應(yīng)波形，但作為其它實(shí)施例，也可以使目標(biāo)溫度三角波狀地變化并計(jì)測(cè)工件各計(jì)測(cè)點(diǎn)的溫度，即，可以直接計(jì)測(cè)三角波響應(yīng)波形，或直接計(jì)測(cè)脈沖響應(yīng)波形。
在上述實(shí)施例中，是適用于使用加熱器等的加熱處理來進(jìn)行說明，但也可以適用于使用珀?duì)柼蚶鋮s器等的冷卻處理，進(jìn)而，也可以適用于加熱和冷卻并用的溫度控制。
此外，本發(fā)明并不限定于溫度控制，也可以適用于壓力、流量、速度或液位等其它物理狀態(tài)的控制。
本發(fā)明例如在工件等被處理物的熱處理中的溫度控制等方面是很有用的。
權(quán)利要求
1.一種控制方法，其按照使在多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)對(duì)被處理物進(jìn)行處理的處理機(jī)構(gòu)的物理狀態(tài)的各檢測(cè)信息與多個(gè)的各目標(biāo)信息一致的方式，控制所述處理機(jī)構(gòu)的物理狀態(tài)，其特征在于，使用表示所述目標(biāo)信息與所述被處理物的物理狀態(tài)的關(guān)系的關(guān)系信息，調(diào)整所述目標(biāo)信息以使所述被處理物的物理狀態(tài)成為期望的狀態(tài)。
2.一種溫度控制方法，其按照使在多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)對(duì)被處理物進(jìn)行處理的處理機(jī)構(gòu)的溫度的各檢測(cè)溫度與多個(gè)的各目標(biāo)溫度一致的方式，控制所述處理機(jī)構(gòu)的溫度，其特征在于，使用表示所述目標(biāo)溫度與所述被處理物的溫度的關(guān)系的關(guān)系信息，調(diào)整所述目標(biāo)溫度以使所述被處理物的溫度成為期望的溫度狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求2所述的溫度控制方法，其特征在于，根據(jù)所述關(guān)系信息和所述目標(biāo)溫度調(diào)整前的所述被處理物的溫度分布信息求出調(diào)整信息，并根據(jù)該調(diào)整信息來調(diào)整所述目標(biāo)溫度。
4.如權(quán)利要求3所述的溫度控制方法，其特征在于，包括第一工序，其根據(jù)在多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)計(jì)測(cè)當(dāng)使所述目標(biāo)溫度變化時(shí)的所述被處理物的溫度變化的計(jì)測(cè)溫度，求出表示所述目標(biāo)溫度與所述被處理物的所述多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的溫度的關(guān)系的所述關(guān)系信息；第二工序，其根據(jù)在所述多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)計(jì)測(cè)所述目標(biāo)溫度調(diào)整前的所述被處理物的溫度的計(jì)測(cè)溫度，求出所述溫度分布信息；第三工序，其根據(jù)在所述第一工序和所述第二工序分別求出的所述關(guān)系信息和所述溫度分布信息，求出所述調(diào)整信息；以及第四工序，其根據(jù)在所述第三工序求出的所述調(diào)整信息，調(diào)整所述目標(biāo)溫度。
5.如權(quán)利要求4所述的溫度控制方法，其特征在于，在求所述關(guān)系信息的所述第一工序中，計(jì)測(cè)當(dāng)使所述各目標(biāo)溫度階梯狀地個(gè)別變化時(shí)的所述被處理物的所述多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度的階梯響應(yīng)波形，并使用計(jì)測(cè)出的所述階梯響應(yīng)波形，合成相對(duì)脈沖狀的目標(biāo)溫度變化的脈沖響應(yīng)波形和相對(duì)三角波狀的目標(biāo)溫度變化的三角波響應(yīng)波形的至少任何一個(gè)響應(yīng)波形。
6.如權(quán)利要求4所述的溫度控制方法，其特征在于，在求所述關(guān)系信息的所述第一工序中，計(jì)測(cè)當(dāng)使所述各目標(biāo)溫度脈沖狀或三角波狀地個(gè)別變化時(shí)的所述被處理物的所述多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度的脈沖響應(yīng)波形或三角波響應(yīng)波形。
7.如權(quán)利要求5所述的溫度控制方法，其特征在于，在求所述關(guān)系信息的所述第一工序中，合成在時(shí)間上不同的多個(gè)所述脈沖響應(yīng)波形和在時(shí)間上不同的多個(gè)所述三角波響應(yīng)波形的至少任何一個(gè)響應(yīng)波形，并根據(jù)合成的響應(yīng)波形來求作為所述關(guān)系信息的矩陣。
8.如權(quán)利要求7所述的溫度控制方法，其特征在于，所述調(diào)整信息是針對(duì)所述多個(gè)的各目標(biāo)溫度的預(yù)先設(shè)定的時(shí)刻的調(diào)整值，在所述第三工序中，根據(jù)所述矩陣的逆矩陣和所述溫度分布信息計(jì)算出所述調(diào)整值。
9.如權(quán)利要求8所述的溫度控制方法，其特征在于，在所述第三工序中，至少使調(diào)整值隨機(jī)地變化，并且通過使用包含所述矩陣的評(píng)價(jià)式的搜索方法來搜索調(diào)整值的最佳值。
10.一種調(diào)整裝置，其按照使在多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)對(duì)被處理物進(jìn)行處理的處理機(jī)構(gòu)的溫度的各檢測(cè)溫度與多個(gè)的各目標(biāo)溫度一致的方式控制所述處理機(jī)構(gòu)的溫度，并且求根據(jù)調(diào)整信息調(diào)整所述各目標(biāo)溫度的溫度控制裝置的所述調(diào)整信息，其特征在于，具有運(yùn)算單元，其使用表示所述目標(biāo)溫度與所述被處理物的溫度的關(guān)系的關(guān)系信息，運(yùn)算用于將所述被處理物的溫度調(diào)整到期望的溫度狀態(tài)的所述調(diào)整信息。
11.如權(quán)利要求10所述的調(diào)整裝置，其特征在于，所述運(yùn)算單元，根據(jù)所述關(guān)系信息以及所述目標(biāo)溫度調(diào)整前的所述被處理物的溫度分布信息，運(yùn)算所述調(diào)整信息。
12.如權(quán)利要求11所述的調(diào)整裝置，其特征在于，所述運(yùn)算單元具備第一計(jì)算部，其根據(jù)當(dāng)使所述目標(biāo)溫度變化時(shí)的所述被處理物的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度，計(jì)算出表示所述目標(biāo)溫度與所述被處理物的所述多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的溫度的關(guān)系的所述關(guān)系信息；以及第二計(jì)算部，其根據(jù)在所述多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)計(jì)測(cè)所述目標(biāo)溫度調(diào)整前的所述被處理物的溫度的計(jì)測(cè)溫度，計(jì)算出所述溫度分布信息。
13.如權(quán)利要求12所述的調(diào)整裝置，其特征在于，所述第一計(jì)算部，其使用當(dāng)使所述各目標(biāo)溫度階梯狀地個(gè)別變化時(shí)的所述被處理物的所述多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度的階梯響應(yīng)波形，合成相對(duì)脈沖狀的目標(biāo)溫度變化的脈沖響應(yīng)波形和相對(duì)三角波狀的目標(biāo)溫度變化的三角波響應(yīng)波形的至少任何一個(gè)響應(yīng)波形。
14.如權(quán)利要求12所述的調(diào)整裝置，其特征在于，所述第一計(jì)算部，其計(jì)測(cè)當(dāng)使所述各目標(biāo)溫度階梯狀地或三角波狀地個(gè)別變化時(shí)的所述被處理物的所述多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的脈沖響應(yīng)波形或三角波響應(yīng)波形。
15.如權(quán)利要求13所述的調(diào)整裝置，其特征在于，所述第一計(jì)算部，其合成在時(shí)間上不同的多個(gè)所述脈沖響應(yīng)波形和在時(shí)間上不同的多個(gè)所述三角波響應(yīng)波形的至少任何一個(gè)響應(yīng)波形，并根據(jù)合成的響應(yīng)波形來計(jì)算作為所述關(guān)系信息的矩陣。
16.如權(quán)利要求15所述的調(diào)整裝置，其特征在于，所述調(diào)整信息是針對(duì)所述多個(gè)的各目標(biāo)溫度的預(yù)先設(shè)定的時(shí)刻的調(diào)整值，所述運(yùn)算單元，其根據(jù)所述矩陣的逆矩陣和所述溫度分布信息計(jì)算出所述調(diào)整值。
17.如權(quán)利要求16所述的調(diào)整裝置，其特征在于，所述運(yùn)算單元至少使調(diào)整值隨機(jī)地變化，并且通過使用包含所述矩陣的評(píng)價(jià)式的搜索方法來搜索調(diào)整值的最佳值。
18.一種調(diào)整裝置，其按照使在多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)對(duì)被處理物進(jìn)行處理的處理機(jī)構(gòu)的溫度的各檢測(cè)溫度與多個(gè)的各目標(biāo)溫度一致的方式控制所述處理機(jī)構(gòu)的溫度，并且求根據(jù)調(diào)整信息調(diào)整所述各目標(biāo)溫度的溫度控制裝置的所述調(diào)整信息，其特征在于，具有運(yùn)算單元，其根據(jù)當(dāng)使所述目標(biāo)溫度變化時(shí)的所述被處理物多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度和所述目標(biāo)溫度調(diào)整前的所述被處理物的所述多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度，運(yùn)算用于將所述被處理物的溫度調(diào)整成期望的溫度狀態(tài)的所述調(diào)整信息。
19.如權(quán)利要求12所述的調(diào)整裝置，其特征在于，所述期望的溫度狀態(tài)是抑制所述被處理物的所述多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度的偏差的狀態(tài)，所述被處理物是被裝載在所述處理機(jī)構(gòu)上進(jìn)行熱處理的物體。
20.如權(quán)利要求11所述的調(diào)整裝置，其特征在于，所述溫度分布信息作為對(duì)應(yīng)的設(shè)定信息而被設(shè)定，所述運(yùn)算單元根據(jù)所述關(guān)系信息和所述設(shè)定信息來運(yùn)算所述調(diào)整信息。
21.如權(quán)利要求10～20的任一項(xiàng)所述的調(diào)整裝置，其特征在于，所述溫度控制裝置根據(jù)所述各目標(biāo)溫度與所述各檢測(cè)溫度的偏差來進(jìn)行溫度控制，并根據(jù)所述調(diào)整信息來調(diào)整所述各目標(biāo)溫度和所述各檢測(cè)溫度的至少任何一個(gè)溫度。
22.一種調(diào)整裝置，其按照使在多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)對(duì)被處理物進(jìn)行處理的處理機(jī)構(gòu)的溫度的各檢測(cè)溫度與多個(gè)的各目標(biāo)溫度一致的方式向操作單元給予操作量來控制所述處理機(jī)構(gòu)的溫度，并且求根據(jù)調(diào)整信息調(diào)整所述操作量以使所述被處理物的溫度變成期望的溫度狀態(tài)的溫度控制裝置的所述調(diào)整信息，其特征在于，具有運(yùn)算單元，其使用表示所述操作量與所述被處理物的溫度的關(guān)系的關(guān)系信息來運(yùn)算所述調(diào)整信息。
23.一種溫度調(diào)節(jié)器，其按照使在多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)對(duì)被處理物進(jìn)行處理的處理機(jī)構(gòu)的溫度的各檢測(cè)溫度與多個(gè)的各目標(biāo)溫度一致的方式，控制所述處理機(jī)構(gòu)的溫度，其特征在于，根據(jù)利用所述權(quán)利要求10～20的任一項(xiàng)所述的調(diào)整裝置所求出的所述調(diào)整信息來調(diào)整所述各目標(biāo)溫度。
24.一種溫度調(diào)節(jié)器，其按照使在多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)對(duì)被處理物進(jìn)行處理的處理機(jī)構(gòu)的溫度的各檢測(cè)溫度與多個(gè)的各目標(biāo)溫度一致的方式控制所述處理機(jī)構(gòu)的溫度，并且根據(jù)調(diào)整信息來調(diào)整所述各目標(biāo)溫度，其特征在于，具有運(yùn)算單元，其使用表示所述目標(biāo)溫度與所述被處理物的溫度的關(guān)系的關(guān)系信息來運(yùn)算用于將所述被處理物的溫度調(diào)整成期望的溫度狀態(tài)的所述調(diào)整信息。
25.一種程序，其按照使在多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)對(duì)被處理物進(jìn)行處理的處理機(jī)構(gòu)的溫度的各檢測(cè)溫度與多個(gè)的各目標(biāo)溫度一致的方式來控制所述處理機(jī)構(gòu)的溫度，并且求根據(jù)調(diào)整信息來調(diào)整所述各目標(biāo)溫度的溫度控制裝置的所述調(diào)整信息，其特征在于，在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行如下步驟第一步驟，其運(yùn)算表示所述目標(biāo)溫度與所述被處理物的溫度的關(guān)系的關(guān)系信息；以及第二步驟，其根據(jù)所述關(guān)系信息和所述目標(biāo)溫度調(diào)整前的所述被處理物的溫度分布信息，來運(yùn)算用于將所述被處理物的溫度調(diào)整成期望的溫度狀態(tài)的所述調(diào)整信息。
26.如權(quán)利要求25所述的程序，其特征在于，所述溫度分布信息作為對(duì)應(yīng)的設(shè)定信息而被設(shè)定，在所述第二步驟中，根據(jù)所述關(guān)系信息和所述設(shè)定信息來運(yùn)算所述調(diào)整信息。
27.如權(quán)利要求25所述的程序，其特征在于，所述第一步驟，其根據(jù)當(dāng)使所述目標(biāo)溫度變化時(shí)的所述被處理物的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度，來運(yùn)算表示所述目標(biāo)溫度與所述被處理物的所述多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的溫度的關(guān)系的所述關(guān)系信息，所述第二步驟，其根據(jù)在多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)計(jì)測(cè)所述目標(biāo)溫度調(diào)整前的所述被處理物的溫度的計(jì)測(cè)溫度，來運(yùn)算所述溫度分布信息。
28.如權(quán)利要求27所述的程序，其特征在于，在所述第一步驟中，使用當(dāng)使所述各目標(biāo)溫度階梯狀地個(gè)別變化時(shí)的所述被處理物的所述多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度的階梯響應(yīng)波形，合成相對(duì)脈沖狀的目標(biāo)溫度變化的脈沖響應(yīng)波形和相對(duì)三角波狀的目標(biāo)溫度變化的三角波響應(yīng)波形的至少任何一個(gè)響應(yīng)波形。
29.如權(quán)利要求27所述的程序，其特征在于，在所述第一步驟中，計(jì)測(cè)當(dāng)使所述各目標(biāo)溫度脈沖狀或三角波狀地個(gè)別變化時(shí)的所述被處理物的所述多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的脈沖響應(yīng)波形或三角波響應(yīng)波形。
30.如權(quán)利要求28所述的程序，其特征在于，在所述第一步驟中，合成在時(shí)間上不同的多個(gè)所述脈沖響應(yīng)波形和在時(shí)間上不同的多個(gè)所述三角波響應(yīng)波形的至少任何一個(gè)響應(yīng)波形，并根據(jù)合成的響應(yīng)波形來計(jì)算作為所述關(guān)系信息的矩陣。
31.如權(quán)利要求30所述的程序，其特征在于，所述調(diào)整信息是針對(duì)所述多個(gè)的各目標(biāo)溫度的預(yù)先設(shè)定的時(shí)刻的調(diào)整值，在所述第二步驟中，根據(jù)所述矩陣的逆矩陣和所述溫度分布信息計(jì)算所述調(diào)整值。
32.如權(quán)利要求31所述的程序，其特征在于，在所述第二步驟中，至少使調(diào)整值隨機(jī)地變化，并且通過使用包含所述矩陣的評(píng)價(jià)式的搜索方法來搜索調(diào)整值的最佳值。
33.一種程序，其按照使在多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)對(duì)被處理物進(jìn)行處理的處理機(jī)構(gòu)的溫度的各檢測(cè)溫度與多個(gè)的各目標(biāo)溫度一致的方式來控制所述處理機(jī)構(gòu)的溫度，并且求根據(jù)調(diào)整信息來調(diào)整所述各目標(biāo)溫度的溫度控制裝置的所述調(diào)整信息，其特征在于，在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行如下的步驟，該步驟根據(jù)當(dāng)使所述目標(biāo)溫度變化時(shí)的所述被處理物的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度和所述目標(biāo)溫度調(diào)整前的所述被處理物的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度，來運(yùn)算用于將所述被處理物的溫度調(diào)整成期望的溫度狀態(tài)的所述調(diào)整信息。
34.如權(quán)利要求27～33的任一項(xiàng)所述的程序，其特征在于，所述期望的溫度狀態(tài)是抑制所述被處理物的多個(gè)計(jì)測(cè)點(diǎn)的計(jì)測(cè)溫度的偏差的狀態(tài)，所述被處理物是被裝載在所述處理機(jī)構(gòu)上進(jìn)行熱處理的物體。
35.一種記錄媒體，其特征在于，其將所述權(quán)利要求27～33的任一項(xiàng)所述的程序可讀取地記錄在計(jì)算機(jī)中。
36.一種熱處理裝置，其具備所述權(quán)利要求23所述的溫度調(diào)節(jié)器；所述處理機(jī)構(gòu)；利用所述溫度調(diào)節(jié)器的輸出對(duì)所述處理機(jī)構(gòu)進(jìn)行加熱和/或冷卻的操作單元；以及在多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)所述處理機(jī)構(gòu)的溫度的溫度檢測(cè)單元。
全文摘要
一種控制方法，抑制過渡時(shí)或穩(wěn)定期間的溫度等的物理狀態(tài)的偏差。在將工件裝載在熱板上開始進(jìn)行熱處理時(shí)，根據(jù)預(yù)先給予的調(diào)整值數(shù)據(jù)來形成目標(biāo)溫度的相加波形，將該相加波形加到目標(biāo)溫度(SP)上來進(jìn)行溫度控制，使用表示目標(biāo)溫度(SP)與工件溫度的關(guān)系的干涉矩陣，將所述調(diào)整值的數(shù)據(jù)作為抑制工件的溫度偏差的數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G05D23/19GK1892524SQ20061010112
公開日2007年1月10日 申請(qǐng)日期2006年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月4日
發(fā)明者南野郁夫, 山田隆章, 田中政仁, 巖井洋介, 若林武志 申請(qǐng)人:歐姆龍株式會(huì)社