特許 7429041 シート加熱成形装置の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-30

(45)【発行日】2024-02-07

(54)【発明の名称】シート加熱成形装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 51/46 20060101AFI20240131BHJP

【ＦＩ】

B29C51/46

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020095419

(22)【出願日】2020-06-01

(65)【公開番号】P2021187078

(43)【公開日】2021-12-13

【審査請求日】2023-03-31

(73)【特許権者】

【識別番号】304050369

【氏名又は名称】株式会社浅野研究所

(74)【代理人】

【識別番号】110000291

【氏名又は名称】弁理士法人コスモス国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】横井 広良

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼橋 利征

【審査官】関口 貴夫

(56)【参考文献】

【文献】特開平０２－１９６６２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０８７９７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１５０５３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２３００１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ５１／００－５１／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シート捲回ロールから供給されるシートを加熱し、金型により、該シートが成形されたシート成形品を、その加熱成形工程を繰り返すことで、次々と連続的に製造するシート加熱成形装置の制御方法において、
制御部を備え、
定常な運転状態の下で、前記シート成形品を製造する前記加熱成形工程１回あたりの時間を、第１タクトタイムＴ１（０＜Ｔ１）とし、前記第１タクトタイムＴ１より調整時間ΔＴ（０＜ΔＴ）分長くした時間を、第２タクトタイムＴ２（Ｔ１＜Ｔ２）とすると、
前記第１タクトタイムＴ１で前記シート成形品を製造中、前記シート捲回ロールの交換作業に伴い、前記制御部は、前記第１タクトタイムＴ１に代えて、前記第２タクトタイムＴ２に変更して、前記加熱成形工程を継続すること、
を特徴とするシート加熱成形装置の制御方法。

【請求項2】

請求項１に記載するシート加熱成形装置の制御方法において、
前記シートを加熱するヒータを備え、
前記制御部は、前記第１タクトタイムＴ１から前記第２タクトタイムＴ２への変更に追従して、前記ヒータの温度を制御すること、
を特徴とするシート加熱成形装置の制御方法。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載するシート加熱成形装置の制御方法において、
前記シートを加熱するヒータを備え、
予め取付けられている前記シート捲回ロールを用いて、前記シート成形品を製造し始める状況下では、前記加熱成形工程１回の実施にあたり、
前記制御部は、前記第１タクトタイムＴ１より長い第３タクトタイムＴ３（Ｔ１＜Ｔ３）で、運転を開始して以降、前記第１タクトタイムＴ１になるまで、前記加熱成形工程１回の時間を変更すると共に、前記第３タクトタイムＴ３から前記第１タクトタイムＴ１への変更に追従して、前記ヒータの温度を制御すること、
を特徴とするシート加熱成形装置の制御方法。

【請求項4】

請求項２または請求項３に記載するシート加熱成形装置の制御方法において、
前記シートの加熱温度を測定する温度計測手段を備え、
前記制御部は、前記ヒータで加熱した前記シートの加熱温度を、設定した許容範囲内の温度に調整できるよう、前記温度計測手段による前記シートの実測温度に基づいて、前記ヒータの温度を制御すること、
を特徴とするシート加熱成形装置の制御方法。

【請求項5】

請求項４に記載するシート加熱成形装置の制御方法において、
前記制御部は、前記第１タクトタイムＴ１から前記第２タクトタイムＴ２に変更する間、あるいは、予め取付けられている前記シート捲回ロールを用いて、前記シート成形品を製造し始める状況下では、前記加熱成形工程１回の実施にあたり、前記第１タクトタイムＴ１より長い第３タクトタイムＴ３（Ｔ１＜Ｔ３）から前記第１タクトタイムＴ１に変更する間、前記ヒータの温度を段階的に調整しながら、更新された前記ヒータの温度に基づいて、前記シートの加熱温度を調整すること、
を特徴とするシート加熱成形装置の制御方法。

【請求項6】

請求項４または請求項５に記載するシート加熱成形装置の制御方法において、
前記制御部は、前記ヒータの温度を、前記シートの前記実測温度に基づくフィードバック制御で調整すること、
を特徴とするシート加熱成形装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シート成形品の製造にあたり、シートを加熱して成形するシート加熱成形装置の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

樹脂製品の中には、シート成形製品がある。シート成形製品は、シート加熱成形装置とシートトリミング装置を用いて製造される。加熱成形工程では、シート加熱成形装置は、自動運転下で、シート捲回ロールより断続的に供給される長尺状のシートに対し、加熱を行い、金型により、シート面内の一部を成形した状態にある半成形品を、次々と連続的に製造する。トリミング工程は、加熱成形工程の次工程にあり、シートトリミング装置は、シート加熱成形装置とインライン上に設備されている。シートトリミング装置は、シート加熱成形装置から送出される半成形品から、後に製品となる成形品要部を取り出すのにあたり、半成形品のうち、成形品要部の周囲にある成形品不要部のトリミングを行う。

【0003】

このようなシート成形製品を量産する製造ラインでは、先に使用してきた交換前のシート捲回ロールに対し、巻かれていたシートを使い終える前に、伸長したそのシートの終端部が、次に使用する交換後のシート捲回ロールに巻かれているシートの始端部に繋がれ、シートは、途切れることなく、シート捲回ロールから供給される。特に、量産体制下でシート成形製品を製造する場合、定常生産モード時の加熱成形工程のタクトタイムは、僅か数秒程であるため、運転中に、シート捲回ロールの交換前後でシート同士を繋ぎ合わせる作業を行う場合、作業者にとって、時間的な余裕はほとんどない。そのため、特許文献１のように、シート捲回ロールの交換作業を行う間、一時的に加熱成形工程の実施を停止せざるを得ない場合も生じる。

【0004】

特許文献１は、樹脂シートの交換時に、新たに供給される樹脂シートを、搬送装置により、成形装置のセット位置に正確に送り込む、印刷模様を付した樹脂シートの送り制御方法である。特許文献１の技術では、成形装置で成形する樹脂シートが、交換前のシート捲回ロールの終端部から、交換後のシート捲回ロールの始端部に替わるまでに、搬送装置による樹脂シートの送出が停止される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許平１１－２２８００２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、定常生産モードのタクトタイムで加熱成形工程を継続したまま、シート捲回ロールの交換作業を行うと、十分な時間を確保できない事由に起因して、作業者の負担は大きくなっている。加えて、交換作業の時間が十分でないと、何らかの理由により、交換前のシート捲回ロールのシート終端部と、交換後のシート捲回ロールのシート始端部とが、適切な状態で接続できていない虞もある。シート同士の接続が不適切であると、一例として、不良品の発生のほか、交換後のシート捲回ロールのシートが、シート加熱成形装置内の搬送部にきちんとセットできなくなってしまうことや、接続されたシート同士が、搬送部の送出動作に伴って、引き離されてしまうこと等、シート成形製品の製造に悪影響を及ぼしてしまう。

【0007】

他方、特許文献１のように、シート捲回ロールの交換作業を行う間、一時的に加熱成形工程の実施を停めてしまうと、製造ラインの工程能力が低下すると共に、シート成形製品の生産性低下により、シート成形製品を効率良く製造することができなくなる。

【0008】

また、交換前のシート捲回ロールのシートを使い終えて、加熱成形工程の実施を停止させた後、次に使用する交換後のシート捲回ロールのシートを、シート加熱成形装置にセットして、シート加熱成形装置の運転が再開される。このとき、運転開始直後しばらくの間、シートの加熱温度や、加熱後にシート面内の一部を成形した半成形品は、品質管理上、安定した状態にならない。そのため、シートの加熱温度や、半成形品の状態の安定化を図る上で、シート加熱成形装置では、シート成形品の製造開始当初の状態に近い初期生産モードとして、大掛かりな加熱成形制御を行いながら、ロール交換後の新しいシートを、加熱し成形する必要がある。その結果、加熱成形工程で、このような初期生産モードが繰り返し行われると、シート成形品の生産性は、ますます低下してしまう。

【0009】

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、シート成形品を製造している最中、シート捲回ロールの交換を必要とする場合でも、シート成形品の製造に支障を来すことなく、シート成形品を、効率良く製造することができるシート加熱成形装置の制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するために、本発明に係るシート加熱成形装置の制御方法は、以下の構成を有する。
（１）シート捲回ロールから供給されるシートを加熱し、金型により、該シートが成形されたシート成形品を、その加熱成形工程を繰り返すことで、次々と連続的に製造するシート加熱成形装置の制御方法において、制御部を備え、定常な運転状態の下で、前記シート成形品を製造する前記加熱成形工程１回あたりの時間を、第１タクトタイムＴ１（０＜Ｔ１）とし、前記第１タクトタイムＴ１より調整時間ΔＴ（０＜ΔＴ）分長くした時間を、第２タクトタイムＴ２（Ｔ１＜Ｔ２）とすると、前記第１タクトタイムＴ１で前記シート成形品を製造中、前記シート捲回ロールの交換作業に伴い、前記制御部は、前記第１タクトタイムＴ１に代えて、前記第２タクトタイムＴ２に変更して、前記加熱成形工程を継続すること、を特徴とする。
（２）（１）に記載するシート加熱成形装置の制御方法において、前記シートを加熱するヒータを備え、前記制御部は、前記第１タクトタイムＴ１から前記第２タクトタイムＴ２への変更に追従して、前記ヒータの温度を制御すること、を特徴とする。
（３）（１）または（２）に記載するシート加熱成形装置の制御方法において、前記シートを加熱するヒータを備え、予め取付けられている前記シート捲回ロールを用いて、前記シート成形品を製造し始める状況下では、前記加熱成形工程１回の実施にあたり、前記制御部は、前記第１タクトタイムＴ１より長い第３タクトタイムＴ３（Ｔ１＜Ｔ３）で、運転を開始して以降、前記第１タクトタイムＴ１になるまで、前記加熱成形工程１回の時間を変更すると共に、前記第３タクトタイムＴ３から前記第１タクトタイムＴ１への変更に追従して、前記ヒータの温度を制御すること、を特徴とする。
（４）（２）または（３）に記載するシート加熱成形装置の制御方法において、前記シートの加熱温度を測定する温度計測手段を備え、前記制御部は、前記ヒータで加熱した前記シートの加熱温度を、設定した許容範囲内の温度に調整できるよう、前記温度計測手段による前記シートの実測温度に基づいて、前記ヒータの温度を制御すること、を特徴とする。
（５）（４）に記載するシート加熱成形装置の制御方法において、前記制御部は、前記第１タクトタイムＴ１から前記第２タクトタイムＴ２に変更する間、あるいは、前記第３タクトタイムＴ３から前記第１タクトタイムＴ１に変更する間、前記ヒータの温度を段階的に調整しながら、更新された前記ヒータの温度に基づいて、前記シートの加熱温度を調整すること、を特徴とする。
（６）（４）または（５）に記載するシート加熱成形装置の制御方法において、前記制御部は、前記ヒータの温度を、前記シートの前記実測温度に基づくフィードバック制御で調整すること、を特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

上記構成を有する本発明に係るシート加熱成形装置の制御方法の作用・効果について説明する。
（１）シート捲回ロールから供給されるシートを加熱し、金型により、該シートが成形されたシート成形品を、その加熱成形工程を繰り返すことで、次々と連続的に製造するシート加熱成形装置の制御方法において、制御部を備え、定常な運転状態の下で、シート成形品を製造する加熱成形工程１回あたりの時間を、第１タクトタイムＴ１（０＜Ｔ１）とし、第１タクトタイムＴ１より調整時間ΔＴ（０＜ΔＴ）分長くした時間を、第２タクトタイムＴ２（Ｔ１＜Ｔ２）とすると、第１タクトタイムＴ１でシート成形品を製造中、シート捲回ロールの交換作業に伴い、制御部は、第１タクトタイムＴ１に代えて、第２タクトタイムＴ２に変更して、加熱成形工程を継続すること、を特徴とする。

【0012】

この特徴により、作業者は、本発明に係るシート加熱成形装置の運転中、シート捲回ロールの交換にあたり、その運転を停止することなく、必要となる作業時間を十分に確保して、シート捲回ロールを交換することができる。そのため、シート捲回ロールを交換作業に起因したシート成形品の生産性低下が抑えられ、本発明に係るシート加熱成形装置の工程能力がより高く維持できているため、シート成形品を、効率良く製造することができる。

【0013】

従って、本発明に係るシート加熱成形装置の制御方法によれば、シート成形品を製造している最中、シート捲回ロールの交換を必要とする場合でも、シート成形品の製造に支障を来すことなく、シート成形品を、効率良く製造することができる、という優れた効果を奏する。

【0014】

（２）に記載するシート加熱成形装置の制御方法において、シートを加熱するヒータを備え、制御部は、第１タクトタイムＴ１から第２タクトタイムＴ２への変更に追従して、ヒータの温度を制御すること、を特徴とする。

【0015】

この特徴により、定常な生産モードの第１タクトタイムＴ１から第２タクトタイムＴ２に生産モードを変化させて、シート成形品を製造する上で、シートの加熱不良の発生を抑制することができる。そのため、歩留まりをより大きくして、シート成形品を製造することが可能になる。

【0016】

（３）に記載するシート加熱成形装置の制御方法において、シートを加熱するヒータを備え、予め取付けられているシート捲回ロールを用いて、シート成形品を製造し始める状況下では、加熱成形工程１回の実施にあたり、制御部は、第１タクトタイムＴ１より長い第３タクトタイムＴ３（Ｔ１＜Ｔ３）で、運転を開始して以降、第１タクトタイムＴ１になるまで、加熱成形工程１回の時間を変更すると共に、第３タクトタイムＴ３から第１タクトタイムＴ１への変更に追従して、ヒータの温度を制御すること、を特徴とする。

【0017】

この特徴により、運転の開始以降、定常な生産モードに到達するまでの間、シート成形品を製造するにあたり、シートに対し、ヒータによる加熱不良の発生を抑制することができる。そのため、加熱された状態のシートが金型で成形されても、品質管理上、安定した状態のシート成形品が得られ、ひいては、歩留まりをより大きくして、シート成形品を製造することが可能になる。

【0018】

（４）に記載するシート加熱成形装置の制御方法において、シートの加熱温度を測定する温度計測手段を備え、制御部は、ヒータで加熱したシートの加熱温度を、設定した許容範囲内の温度に調整できるよう、温度計測手段によるシートの実測温度に基づいて、ヒータの温度を制御すること、を特徴とする。

【0019】

この特徴により、ヒータによるシートの加熱状態が、シートの材質・性状等の特性によって異なる場合でも、加熱成形工程を行うシートの特性に拘わらず、加熱したいシートの加熱温度に、ヒータの温度を容易に調整することができる。

【0020】

（５）に記載するシート加熱成形装置の制御方法において、制御部は、第１タクトタイムＴ１から第２タクトタイムＴ２に変更する間、あるいは、第３タクトタイムＴ３から第１タクトタイムＴ１に変更する間、ヒータの温度を段階的に調整しながら、更新されたヒータの温度に基づいて、シートの加熱温度を調整すること、を特徴とする。

【0021】

この特徴により、第１タクトタイムＴ１から第２タクトタイムＴ２に変更する間や、第３タクトタイムＴ３から第１タクトタイムＴ１に変更する間でも、シート成形品を製造する上で、不良品の発生を抑えて、ヒータによるシートの加熱温度や加熱時間、加熱後のシートに成形を行う加熱成間隔の時間等、より最適な加熱成形条件の下で、シート成形品を、品質管理上、良好な成形精度で製造することができる。

【0022】

（６）に記載するシート加熱成形装置の制御方法において、制御部は、ヒータの温度を、シートの実測温度に基づくフィードバック制御で調整すること、を特徴とする。

【0023】

この特徴により、シートが、設定された所望の温度に調整された温度で、加熱し易くなる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】実施形態に係るシート成形システムの構成を模式的に示す概略図である。

【図2】実施形態に係る加熱成形装置の制御部で、ヒータ群の温度を調整するフィードバック制御の構成を示すブロック図である。

【図3】実施形態に係る加熱成形装置のシートロール載置部で、先に使用している交換前のシート捲回ロールから供給されるシートを用いて、加熱成形工程を実施している様子を示す図である。

【図4】図３に続き、交換前のシート捲回ロールに対し、シート終端部が近づいた状態を示す図である。

【図5】図４に続き、交換前のシート捲回ロールの芯部から完全に離れたシート残部全てを、ストックゾーンに貯めた状態を示す図である。

【図6】図５に続き、シートロール載置部上に待機していた交換後のシート捲回ロールのシート始端部を、交換前のシート捲回ロールのシート終端部に、テープで繋ぐ状態を示す図である。

【図7】実施形態に係る加熱成形装置において、加熱成形工程１サイクル当たりのタイムチャートを示す図である。

【図8】実施形態に係る加熱成形装置による加熱成形工程で、タクトタイムと生産モードとの関係を示すチャートであり、加速生産モードに、半成形品の製造開始を含む場合のタイムチャート図である。

【図9】実施形態に係る加熱成形装置による加熱成形工程で、タクトタイムと生産モードとの関係を示すチャートであり、タクトタイムの異なる２種の定常生産モードを含む場合のタイムチャート図である。

【図10】半成形品の送出に伴う制御の流れを示すフローチャート図である。

【図11】実施形態に係る加熱成形装置による加熱成形工程で、加熱に伴う制御の流れを示すフローチャート図である。

【図12】実施形態に係る加熱成形装置に関し、加熱されたシートの実測温度と、制御するヒータ群の温度との関係を示すグラフであり、加熱されたシートの実測温度に基づき、ヒータ群の温度をフィードバック制御する様子を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明に係るシート加熱成形装置の制御方法を具体化した実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。本発明に係るシート加熱成形装置は、加熱成形工程を繰り返すことにより、シート成形品を、次々と連続的にシート成形品を製造する装置である。加熱成形工程は、シート捲回ロールから供給されるシートを加熱した後、このシートを金型で成形して、シート成形品を得る。本実施形態では、シート加熱成形装置が、シートトリミング装置と共に、シート成形システムをなして設備される場合を挙げて、説明する。

【0026】

はじめに、シート成形システムの概要について、図１を用いて説明する。図１は、実施形態に係るシート成形システムの構成を模式的に示す概略図である。なお、図１中、左右方向左側を、送出方向ＨＺ上流側とし、右側を、送出方向ＨＺ下流側とし、上下方向を、上下方向ＶＴとする。また、図１の紙面と垂直な方向を、幅方向ＷＤとして、各方向を定義する。図３以降の各図の方向についても、この定義に準ずる。

【0027】

図１に示すように、シート成形システム１は、シート成形製品の製造を行うための生産設備であり、加熱成形工程を担う加熱成形装置１０（シート加熱成形装置）を、トリミング装置２０とインライン上に配設してなる。加熱成形装置１０は、制御部２を備え、制御部２により、自動運転で稼働可能となっているほか、本実施形態では、制御部２は、トリミング装置２０等を含むシート成形システム１全体の電気的な制御を担う。

【0028】

加熱成形装置１０は、シート捲回ロール９１より断続的に供給される長尺状のシート９２を加熱して、金型により、シート９２面内の一部を成形した状態にある半成形品９３（本発明のシート成形品に対応）を製造する。その次工程であるトリミング工程で、トリミング装置２０は、この半成形品９３のうち、成形品要部の周囲にあるシート不要部９４のトリミングを行い、成形品要部である製品９０を得る。製品９０は、一例として、食品向け容器等の容器類や、家電製品の内箱等のケース類、操作パネル等、日常生活品類に挙げられるシート成形製品である。

【0029】

加熱成形工程で行うシート９２の成形方法は、例えば、真空成形法のほか、圧空成形法または圧空真空成形法等の差圧成形法、プレス成形法等である。シート９２は、例えば、ポリエチレン（PE：polyethylene）、ポリプロピレン（PP：polypropylene）等の一般的な熱可塑性の樹脂製シートであり、単層構造のほか、他のシート材をラミネートした積層構造等、種々の層構造からなるシートである。また、シート９２の厚みは、本実施形態では、主として、２００～１０００μｍ程度を対象としているが、シート厚は、厚さ２００～１０００μｍの範囲外であっても良い。

【0030】

なお、JIS(日本工業規格)の包装用語による規格は、厚さ２５０μｍ以上の薄板状のプラスチック材をシートとし、厚さ２５０μｍ未満の膜状のプラスチック材をフィルムとして、規定している。しかしながら、本実施形態では、シート成形システム１で熱成形するプラスチック材をその厚みで区別せず、フィルムの範疇にある厚さのプラスチック材であっても、シートと総称している。

【0031】

加熱成形装置１０は、シート供給部１０Ａと、加熱成形部１０Ｂを有している。シート供給部１０Ａでは、長尺状のシート９２が、搬送部１１により、シート捲回ロール９１から水平に引き延ばされた姿勢で、加熱成形部１０Ｂに断続的に供給される。図１に示すように、加熱成形部１０Ｂの加熱側１０Ｂａでは、上下方向ＶＴに対向して配置されたヒータ群１３（ヒータ）により、このシート９２の両面側が加熱される。加熱されたシート９２の温度は、ヒータ群１３近傍に設けた放射温度計１５（温度計測手段）により、測定される。制御部２は、後述するように、シート９２の実測温度に基づくフィードバック制御によって、ヒータ群１３の温度を調整する。

【0032】

図２は、実施形態に係る加熱成形装置の制御部で、ヒータ群の温度を調整するフィードバック制御の構成を示すブロック図である。制御部２は、加熱成形装置１０の搬送部１１、成形金型、トリミング装置２０の搬送部２１等の動作を制御する駆動制御部のほか、シート成形システム１全体の動作を制御する中央制御回路、及び接続するセンサの入力Ｉ／Ｏ等を有する。中央制御回路は、内部のバスに、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、タイマ回路、及び不揮発性メモリ等を電気的に接続し配線された回路である。ＣＰＵは、ＲＯＭや不揮発性メモリに記録された制御プログラムに基づいて。ＲＡＭをワークエリアとして利用しながら、加熱成形装置１０の加熱成形部１０Ｂや、トリミング装置２０のトリミング部２０Ａ等の各部を、電気的に制御する。また、制御部２は、図２に示すように、ＰＬＣ（programmable logic controller）３、ソリッドステート・リレー（ＳＳＲ：Solid State Relay）４、操作部５、外付け記憶部６、情報出力部７等を有している。

【0033】

搬送部１１は、制御部２により、ヒータ群１３によるシート９２の加熱処理制御と連動した下で、加熱処理前のシート９２を、１処理毎に間欠動作で送出方向ＨＺ下流側に送出すると同時に、金型によるシート９２の成形処理制御と連動した下で、成形処理後の半成形品９３を、１処理毎に間欠動作で送出方向ＨＺ下流側に送出する。加熱側１０Ｂａに続く成形側１０Ｂｂでは、加熱状態のシート９２に対し、面内の一部が、金型（図示省略）により、半成形品９３として成形される。半成形品９３は、次々と連続的に製造される。

【0034】

半成形品９３は、加熱成形装置１０から排出された後、加熱成形装置１０とトリミング装置２０との間に設けた緩衝ゾーンＳＰを経て、トリミング装置２０内の搬送部２１により、トリミング部２０Ａに搬入される。トリミング部２０Ａは、供給される半成形品９３に対し、後に製品９０となる成形品要部を、周期的な運動に基づく切断動作により、不要な部分（シート不要部９４）と分離させる。シート不要部９４を、送出方向ＨＺ下流側のスクラップ回収部２０Ｂに送出しながら、スクラップ回収部２０Ｂで巻き取られる。また、このシート不要部９４の送出と同時に、半成形品９３から取り除かれた個々の製品９０は、搬送部２１によって製品載置部２０Ｃに運び出され、製品載置部２０Ｃでは、断続的に載置される。

【0035】

なお、本実施形態に係るシート成形システム１では、トリミング装置２０は、既設または新設に関わらず、加熱成形装置１０と共に協働できる仕様で構成されていれば、特に限定されるものではない。また、加熱成形装置１０は、トリミング装置とインラインで設備される以外にも、トリミング装置と別々に分けて配設されていても良い。また、製品９０等の成形対象品が、加熱成形工程だけでトリミング工程を要しないシート成形製品を製造する場合でも、本発明に係るシート加熱成形装置による加熱成形工程は、後述するように、実施形態に係る加熱成形装置１０の制御方法を適用することができる。

【0036】

次に、シート成形システム１の運転中、シート捲回ロール９１を交換する要領について、図３～図６を用いて説明する。図３は、実施形態に係る加熱成形装置のシートロール載置部で、先に使用している交換前のシート捲回ロールから供給されるシートを用いて、加熱成形工程を実施している様子を示す図である。図４は、図３に続き、交換前のシート捲回ロールに対し、シート終端部が近づいた状態を示す図である。図５は、図４に続き、交換前のシート捲回ロールの芯部から完全に離れたシート残部全てを、ストックゾーンに貯めた状態を示す図である。図６は、図５に続き、シートロール載置部上に待機していた交換後のシート捲回ロールのシート始端部を、交換前のシート捲回ロールのシート終端部に、テープで繋ぐ状態を示す図である。

【0037】

加熱成形装置１０のシート供給部１０Ａでは、図３に示すように、複数（例示した図３等では、２つ）のシート捲回ロール９１が、その芯部をシートロール架台１２上に係留して載置されている。半成形品９３を製造中、シート供給部１０Ａに供給するシート９２は、先のシート捲回ロール９１ａ（９１）より送出され続け、次のシート捲回ロール９１ｂ（９１）は、先のシート捲回ロール９１ａの後で待機している。図４に示すように、先のシート捲回ロール９１ａで巻かれているシート９２の残りが少なくなると、作業者は、シート捲回ロール９１の交換作業を行う。

【0038】

シート捲回ロール９１の交換作業ではまず、図５に示すように、先のシート捲回ロール９１ａの芯部からシート９２の残りを解放する。次に、作業者は、シート９２の終端部９２Ｅを、シートロール架台１２側に残したまま、シート９２の残りの大半であるシート残部９２Ｒを、加熱成形装置１０の加熱成形部１０Ｂとの間にあるストックゾーンＳＺに溜めておく。次に、作業者は、図６に示すように、待機していたシート捲回ロール９１ｂを、シートロール架台１２上で移動させ、このシート捲回ロール９１ｂに巻かれているシート９２の始端部９２Ｓと、シート捲回ロール９１ａのシート９２の終端部９２Ｅとを突き合わせ、双方のシート９２同士をテープ等で連結させる。かくして、交換前後のシート捲回ロール９１（９１ａ、９１ｂ）のシート９２，９２同士が繋がれて、半成形品９３の製造が継続される。

【0039】

次に、加熱成形工程にあたり、加熱成形装置１０で行う制御について、説明する。加熱成形工程では、長尺状のシート９２が、シート供給部１０Ａでシートロール架台１２にセットしたシート捲回ロール９１から、搬送部１１によって送出され、加熱成形部１０Ｂの加熱側１０Ｂａに、１処理単位で断続的に供給される。これにより、加熱側１０Ｂａでは、長尺状のシート９２が、ヒータ群１３によって加熱される。

【0040】

具体的に説明する。図７は、実施形態に係る加熱成形装置において、加熱成形工程１サイクル当たりのタイムチャートを示す図である。加熱成形工程は、その一処理分として、長尺状のシート９２のうちの一部で、成形品要部（後に複数の製品９０となる部分）とその周囲に形成される不要部（後にシート不要部９４となる部分）とを含んだ１処理単位による生産体制で、シート９２の加熱を行う。図７に示すように、加熱成形工程では、その１サイクル分としての処理数ｚ＝ｎ（０＜ｎ）が、予め制御部２に設定されている。

【0041】

１処理当たりのシート９２の加熱時間は、ｔｈ（ｓｅｃ）である。また、搬送部１１により、シート９２で加熱処理をした部分が成形側１０Ｂｂに送出して成形されると同時に、シート９２で加熱処理を待つ部分が加熱側１０Ｂａに送出する時間として、加熱成形間隔の実測時間ＷＴｍ（ｓｅｃ）が、必要となっている。すなわち、１処理当たりのタクトタイムＴｔは、（ｔｈ＋ＷＴｍ）の和に対応した時間であり、加熱成形工程１サイクル当たりのサイクルタイムＣＴは、ｎ×（ｔｈ＋ＷＴｍ）の積に対応した時間である。

【0042】

シート９２が、加熱側１０Ｂａで加熱された後、成形側１０Ｂｂでは、加熱後のシート９２が、金型形状に倣う所望の形状に成形された長尺状の半成形品９３に、次々と連続的に加工される。長尺状の半成形品９３は、加熱成形装置１０とトリミング装置２０の間にある緩衝ゾーンＳＰで、ある程度たるませた状態で、引き続きトリミング工程を行うトリミング装置２０に供給される。

【0043】

次に、製造する製品９０の量産体制について、説明する。図８は、実施形態に係る加熱成形装置による加熱成形工程で、タクトタイムと生産モードとの関係を示すチャートであり、加速生産モードに、半成形品の製造開始を含む場合のタイムチャート図である。図９は、実施形態に係る加熱成形装置による加熱成形工程で、タクトタイムと生産モードとの関係を示すチャートであり、タクトタイムの異なる２種の定常生産モードを含む場合のタイムチャート図である。

【0044】

自動運転の下で、シート成形システム１を稼働し、製品９０を連続的に製造する量産体制では、シート成形システム１の稼働状況は、第１の場合として、図８に示すように、加速生産モードＩと、減速生産モードＩＩと、スロー生産モードＩＩＩと、第１定常生産モードＩＶで、４つの生産モードに大別される。また、第２の場合として、図９に示すように、加速生産モードＩと、減速生産モードＩＩと、スロー生産モードＩＩＩと、第２定常生産モードＶで、４つの生産モードに大別されることもある。

【0045】

加速生産モードＩでは、製品９０の製造を開始した以降、半成形品９３の品質状態が安定するまでの間、加熱成形工程１サイクル内でのタクトタイムＴｔは、半成形品９３を定常な状態で加工可能なファースト生産体制時での時間ｔ１（０＜ｔ１）よりも遅くなっている。特に、製品９０の製造開始直後には、図７に示すように、シート９２の加熱時間ｔｈや加熱成形間隔の実測時間ＷＴｍが、ファースト生産体制時に比して速いと、加熱された状態のシート９２が金型で成形されても、品質管理上、安定した状態の半成形品９３が得られない。

【0046】

そのため、製品９０の製造開始直後の加工では、まず運転開始時のタクトタイムＴｔ（本発明の第３タクトタイムＴ３（Ｔ１＜Ｔ３）に対応）を、時間ｔ４（０＜ｔ＜ｔ４）でスロースタートし、半成形品９３の品質を確認しながら、段階的にタクトタイムＴｔを、時間ｔ４より少し早い時間ｔ３（ｔ１＜ｔ３＜ｔ４）に一旦変更する。この後、さらに時間ｔ３より少し早い時間ｔ２（ｔ１＜ｔ２＜ｔ３）に変更して半成形品９３の品質を確認し、ファースト生産体制時のタクトタイムＴｔ（本発明の第１タクトタイムＴ１（０＜Ｔ１）に対応）を、時間ｔ１に変更する。第１定常生産モードＩＶでは、シート捲回ロール９１からのシート９２の供給ができなくなり、次のシート捲回ロール９１への交換が必要となるまで、定常な運転状態下として、タクトタイムＴｔを時間ｔ１としたまま、シート成形システム１は、稼働し続ける。

【0047】

すなわち、予め取付けられているシート捲回ロール９１（先のシート捲回ロール９１ａ）を用いて、半成形品９３を製造し始める状況下（加速生産モードＩ）では、加熱成形工程１回の実施にあたり、制御部２は、第１タクトタイムＴ１より長い第３タクトタイムＴ３で、運転を開始して以降、第１タクトタイムＴ１になるまで、加熱成形工程１回の時間を変更する。第１タクトタイムＴ１は、定常な運転状態の下で、半成形品９３を製造する加熱成形工程１回あたりの時間である。このとき、制御部２は、後述するように、第３タクトタイムＴ３から第１タクトタイムＴ１への変更に追従して、ヒータ群１３の温度を制御する。

【0048】

シート成形システム１の稼働中、次のシート捲回ロール９１に交換する必要がある場合に、制御部２は、実施形態に係る加熱成形装置１０の制御方法により、加熱成形工程１サイクル内でのタクトタイムＴｔを制御する。この加熱成形装置１０の制御方法では、定常な運転状態下の第１タクトタイムＴ１より調整時間ΔＴ（０＜ΔＴ）分長くした時間を、第２タクトタイムＴ２（Ｔ１＜Ｔ２）とすると、第１タクトタイムＴ１で半成形品９３を製造中、シート捲回ロール９１の交換作業に伴い、制御部２は、第１タクトタイムＴ１に代えて、第２タクトタイムＴ２に変更して、加熱成形工程を継続する。

【0049】

すなわち、減速生産モードＩＩでは、ファースト生産体制下のタクトタイムＴｔであった第１タクトタイムＴ１（時間ｔ１）を、時間ｔ１より少し遅い時間ｔ２に一旦変更する。この後、使用している先のシート捲回ロール９１から送出できるシート９２の残量と、シート捲回ロール９１の交換作業に要する時間等を勘案しながら、必要に応じてさらに、時間ｔ２より少し遅い時間ｔ３に一旦変更する。そして、時間ｔ３から時間ｔ４（第２タクトタイムＴ２）に変更し、シート捲回ロール９１の交換を行うときのモードであるスロー生産モードＩＩＩにする。

【0050】

スロー生産モードＩＩＩでは、作業者は、シート成形システム１を停止させず、加熱成形装置１０で加熱成形工程を継続したまま、前述した要領で、先のシート捲回ロール９１に巻かれていたシート９２の終端部９２Ｅと、新たにセットした次のシート捲回ロール９１ｂに巻かれているシート９２の始端部９２Ｓを、テープ等で繋ぎ合わせる。これにより、加熱成形装置１０は、スロー生産モードＩＩＩで運転しながら、半成形品９３の加工を続け、加速生産モードＩを経て、第１定常生産モードＩＶに入って半成形品９３を製造する。

【0051】

また、シート成形システム１の稼働中、例えば、日勤時の生産体制と夜勤時の生産体制や、繁忙期の生産体制と閑散期の生産体制等のように、製品９０を生産する時間帯や時期によって、ファースト生産体制時のタクトタイムＴｔを変更することがある。例えば、図９に示すように、タクトタイムＴｔを時間ｔ１（第１タクトタイムＴ１）とした第１定常生産モードＩＶを経て、タクトタイムＴｔを時間ｔ２（第１タクトタイムＴ１）とした第２定常生産モードＶで、半成形品９３を加工しているときに、第２の場合として、シート捲回ロール９１の交換を要する場合がある。この場合は、例えば、第２タクトタイムＴ２に変更がなければ、第１タクトタイムＴ１に変更を伴うため、調整時間ΔＴは、第１定常生産モードＩＶのタクトタイムＴｔと、第２定常生産モードＶのタクトタイムＴｔを考慮して調整される。

【0052】

次に、加熱成形装置１０で行う半成形品９３の送出制御について、図１０を用いて説明する。図１０は、半成形品の送出に伴う制御の流れを示すフローチャート図である。

【0053】

制御部２は、図１０に示すように、加熱成形工程１サイクル当たりに対し、搬送部１１により、送出方向ＨＺ下流側に半成形品９３の送出で、予め設定された回数である送出設定回数Ｗｋを読み込む（Ｓ１）。次に、制御部２は、シート成形システム１の稼働中、加熱成形工程１サイクル当たりに対し、搬送部１１により半成形品９３の送出を実際に行った回数である送出実施回数Ｗｍを読み込む（Ｓ２）。

【0054】

次に、制御部２は、半成形品９３の送出設定回数Ｗｋと、半成形品９３の送出実施回数Ｗｍを対比し、送出設定回数Ｗｋが送出実施回数Ｗｍより大きいか否かを判断する（Ｓ３）。「ＮＯ」の場合には、終了に進み、送出設定回数Ｗｋに基づいた半成形品９３の送出を、そのまま継続して行う。「ＹＥＳ」の場合には、Ｓ４に進む。制御部２は、図７に示すように、ヒータ群１３によりシート９２の加熱を行う加熱時間ｔｈと、搬送部１１で送出した加熱後のシート９２に、金型による成形を行う加熱成間隔の実測時間ＷＴｍとの和（ｔｈ＋ＷＴｍ）である加熱成形時間（タクトタイムＴｔ）に対し、予め設定された目標値ＦＴｋを読み込む（Ｓ４）。

【0055】

次に、制御部２は、シート成形システム１の稼働中、実際に要したＳ４の加熱成形時間の実施値ＦＴｍを読み込む（Ｓ５）。次に、制御部２は、加熱成形時間の目標値ＦＴｋと、加熱成形時間の実施値ＦＴｍを対比し、目標値ＦＴｋが実施値ＦＴｍより大きいか否かを判断する（Ｓ６）。「ＮＯ」の場合には、Ｓ８に進み、「ＹＥＳ」の場合には、Ｓ７に進む。

【0056】

次に、Ｓ７では、加熱成形時間の実施値ＦＴｍに対し、調整時間ΔＴの加算または減算を行う。すなわち、製品９０の製造にあたり、シート成形システム１の稼働状況が、減速生産モードＩＩにある場合に、制御部２は、加熱成形装置１０で、加熱成形時間の実施値ＦＴｍに調整時間ΔＴ分を加算して、加熱成形工程の第１タクトタイムＴ１を長くする調整を行う。他方、シート成形システム１の稼働状況が、加速生産モードＩにある場合には、制御部２は、加熱成形装置１０で、加熱成形時間の実施値ＦＴｍに調整時間ΔＴを減算して、加熱成形工程の第１タクトタイムＴ１を短くする調整を行う。

【0057】

次に、Ｓ８では、制御部２は、加熱成形時間の新たな目標時間として、目標値ＦＴｋに代えて、Ｓ７で第１タクトタイムＴ１の設定時間を調整した調整後設定時間ＦＴｐに変更し、この調整後設定時間ＦＴｐを設定登録する（Ｓ９）。かくして、制御部２は、搬送部１１に対し、半成形品９３を送出するための制御を行う。

【0058】

このように、半成形品９３の送出制御が、加熱成形装置１０で行われると同時に、実施形態に係る加熱成形装置１０の制御方法では、減速生産モードＩＩにおいて、制御部２は、第１タクトタイムＴ１から第２タクトタイムＴ２への変更に追従して、ヒータ群１３の温度を制御する。すなわち、制御部２は、加熱成形工程の１処理当たりのタクトタイムＴｔを、第１タクトタイムＴ１から第２タクトタイムＴ２に変更する間、ヒータ群１３で加熱したシート９２の加熱温度を、設定した許容範囲内の温度に調整できるよう、放射温度計１５によるシートの実測温度に基づいて、ヒータ群１３の温度を制御する。

【0059】

また、半成形品９３の送出制御が、加熱成形装置１０で行われると同時に、実施形態に係る加熱成形装置１０の制御方法では、加速生産モードＩにおいて、制御部２は、第３タクトタイムＴ３から第１タクトタイムＴ１への変更に追従して、ヒータ群１３の温度を制御する。すなわち、制御部２は、加熱成形工程の１処理当たりのタクトタイムＴｔを、第３タクトタイムＴ３から第１タクトタイムＴ１に変更する間、ヒータ群１３で加熱したシート９２の加熱温度を、設定した許容範囲内の温度に調整できるよう、放射温度計１５によるシートの実測温度に基づいて、ヒータ群１３の温度を制御する。

【0060】

図８、図９、及び図１１を用いて、説明する。図１１は、実施形態に係る加熱成形装置による加熱成形工程で、加熱に伴う制御の流れを示すフローチャート図である。

【0061】

シート成形システム１では、新しいシート捲回ロール９１に交換する作業に伴い、図８及び図９に示すように、加熱成形装置１０は、減速生産モードＩＩにある状況、または減速生産モードＩＩにまさに差し掛かろうとする状況である。また、半成形品９３の製造を始めるにあたり、加熱成形装置１０の運転開始に伴い、図８に示すように、加熱成形装置１０は、加速生産モードＩにある状況である。

【0062】

このような状況の下、図１１に示すように、制御部２は、予め設定されている加熱成形時間の目標値ＦＴｋを読み込む（Ｓ２１）。次に、加熱成形部１０Ｂの加熱側１０Ｂａに設置された放射温度計１５により、上下のヒータ群１３の間に配されたシート９２の加熱温度を測定し、制御部２は、このシート９２の加熱温度の実測値Ｓｍを読み込む（Ｓ２２）。次に、制御部２は、予め設定されているシート温度の設定値Ｓｋを読み込む（Ｓ２３）。

【0063】

次に、制御部２は、加熱成形部１０Ｂの加熱側１０Ｂａにおいて、調整された設定値Ｈｋｎによるヒータ温度で、シート９２を加熱する（Ｓ２４）。そして、ヒータ群１３による加熱時間が満了する時点で、シート９２の加熱温度の実測値Ｓｍと、シート温度の設定値Ｓｋとの差を算出して、その温度差の絶対値｜加熱温度の実測値Ｓｍ－シート温度の設定値Ｓｋ｜が、所望の温度差の範囲内にあるか否かを判断する（Ｓ２５）。

【0064】

「ＹＥＳ」の場合には、Ｓ２７に進み、「ＮＯ」の場合には、Ｓ２６に進む。Ｓ２６では、温度差の絶対値｜加熱温度の実測値Ｓｍ－シート温度の設定値Ｓｋ｜が、所望の温度差の範囲内にない場合、制御部２は、次回に行うシート９２の加熱に備え、ヒータ群１３のヒータ温度を、設定値Ｈｋから、調整後設定値Ｈｋｎに変更しておく。次に、Ｓ２４で加熱したシート９２を、搬送部１１により、加熱成形部１０Ｂの成形側１０Ｂｂに送出する（Ｓ２７）。かくして、シート９２への加熱制御が行われる。

【0065】

加熱するシート９２の加熱温度に対応したヒータ群１３の温度補正制御について、さらに図１２を用いて詳細に説明する。図１２は、実施形態に係る加熱成形装置に関し、加熱されたシートの実測温度と、制御するヒータ群の温度との関係を示すグラフであり、加熱されたシートの実測温度に基づき、ヒータ群の温度をフィードバック制御する様子を示す説明図である。

【0066】

図２に示すように、制御部２は、ＰＬＣ３と、半導体スイッチング素子により、高速高頻度動作を可能とした無接点リレーであるＳＳＲ４と、ヒータ群１３と、放射温度計１５に対し、電気的に接続され、フィードバック制御を可能に構成されている。制御部２は、放射温度計１５によるシート９２の実測温度に基づくフィードバック制御を行い、ヒータ群１３の温度を段階的に調整しながら、更新されたヒータ群１３の温度に基づいて、シート９２の加熱温度を調整する。

【0067】

具体的に説明する。加熱成形工程では、図７に示すように、１処理当たりのタクトタイムは、１処理当たりのシート９２の加熱時間ｔｈと、１処理当たりの加熱成形間隔の実測時間ＷＴｍとの和（ｔｈ＋ＷＴｍ）である。また、加熱成形工程１サイクル分としての処理数ｚ＝ｎ（０＜ｎ）が、予め制御部２に設定されており、例示した図１２の場合、加熱成形工程１サイクル分の処理数は、ｎ＝６である。他方、図１２に示すように、ヒータ群１３の加熱により、１処理毎に求められるシート９２の加熱温度は、設定された基準温度を含む許容範囲内にある温度（以下、図１２内の表記を含め、「シート設定温度」と称する。）を満たさなければならない。

【0068】

加熱成形工程１処理では、図１に示すように、シート９２が、シート供給部１０Ａから加熱成形部１０Ｂの加熱側１０Ｂａに送出され、加熱時間ｔｈの間、ヒータ群１３で加熱される。これにより、図１２に示すように、シート９２の加熱温度（図１２では、「シート加熱温度」と表記）は、時間共に、それまでの常温状態から加熱時間ｔｈのタイムアップまで上昇する。このとき、加熱時間ｔｈのタイムアップ時に、シート９２の加熱温度が、シート設定温度を満たしていないと、加熱するヒータ群１３の設定温度（図１２では、「ヒータ設定温度」と表記）は不適切である。そのため、放射温度計１５により、加熱時間ｔｈのタイムアップ時に測定したシート９２の加熱温度に基づいて、ヒータ群１３の温度を段階的に調節する必要がある。

【0069】

例えば、先の処理による加熱時間ｔｈのタイムアップ時に、シート９２の加熱温度が、シート設定温度より低くなっていた場合、次の処理では、これまでの設定温度よりも、少し高く設定したヒータ群１３の温度で、シート９２が加熱される。その反対に、先の処理による加熱時間ｔｈのタイムアップ時に、シート９２の加熱温度が、シート設定温度より高くなってしまった場合、次の処理では、これまでの設定温度よりも、少し低く設定したヒータ群１３の温度で、シート９２が加熱される。

【0070】

このように、ヒータ群１３の温度調節を、温度の変動幅を一気に大きくせず徐々に、段階的に繰り返すことで、シート９２が、シート設定温度を満たすシート加熱温度に、品質管理上、安定した状態で加熱できるようになり、半成形品９３が、良好な成形精度で製造され易くなる。また、繰り返される加熱成形工程が、早期に安定化することから、第１定常生産モードＩＶ（または第２定常生産モードＶ）への移行が、結果的にスムーズになる。

【0071】

ところで、製品９０を製造する上で、例えば、図８及び図９に示す減速生産モードＩＩで、タクトタイムＴｔを、ｔ１からｔ４に変更する場合や、図９に示す減速生産モードＩＩで、タクトタイムＴｔを、ｔ２からｔ４に変更する場合、図８に示す加速生産モードＩで、タクトタイムＴｔを、ｔ４からｔ１に変更する場合等、１処理当たりのタクトタイム（Ｔｔ＝ｔｈ＋ＷＴｍ）を変更することがある。

【0072】

このような場合、１処理当たりのシート９２の加熱時間ｔｈにも変化が伴う。このように、加熱成形工程を行うタクトタイムＴｔの変更が生じると、加熱時間ｔｈも変化してしまうため、シート９２が、ヒータ群１３で加熱されても、シート設定温度を満たす加熱温度にならないこともある。従って、製品９０を量産体制で製造中、タクトタイムＴｔが、一時的に段階的に変更される場合でも、図１２に示すように、ヒータ群１３の温度制御が、タクトタイムＴｔ毎に、稼働している加熱成形工程のタクトタイムＴｔに対応して繰り返される。

【0073】

次に、本実施形態に係る加熱成形装置１０の制御方法の作用・効果について説明する。本実施形態に係る加熱成形装置１０の制御方法では、シート捲回ロール９１から供給されるシート９２を加熱し、金型により、該シート９２が成形された半成形品９３を、その加熱成形工程を繰り返すことで、次々と連続的に製造するシート加熱成形装置の制御方法において、制御部２を備え、定常な運転状態の下で、半成形品９３を製造する加熱成形工程１回あたりの時間を、第１タクトタイムＴ１（０＜Ｔ１）とし、第１タクトタイムＴ１より調整時間ΔＴ（０＜ΔＴ）分長くした時間を、第２タクトタイムＴ２（Ｔ１＜Ｔ２）とすると、第１タクトタイムＴ１で半成形品９３を製造中、シート捲回ロール９１の交換作業に伴い、制御部２は、第１タクトタイムＴ１に代えて、第２タクトタイムＴ２に変更して、加熱成形工程を継続すること、を特徴とする。

【0074】

この特徴により、作業者は、加熱成形装置１０の運転中、シート捲回ロール９１の交換にあたり、加熱成形装置１０の運転を停止することなく、必要となる作業時間を十分に確保して、シート捲回ロール９１を交換することができる。そのため、シート捲回ロール９１を交換作業に起因した半成形品９３の生産性低下が抑えられ、加熱成形装置１０の工程能力がより高く維持できているため、半成形品９３を、効率良く製造することができる。

【0075】

特に従来、シート捲回ロールの交換にあたり、特許文献１のように、シート加熱成形装置の運転を一時停止する場合、交換前のシート捲回ロールのシートを使い終えて、加熱成形工程の実施を停止させた後、次に使用する交換後のシート捲回ロールのシートを、シート加熱成形装置にセットして、シート加熱成形装置の運転が再開される。このとき、運転開始直後しばらくの間、シートの加熱温度や、加熱後にシート面内の一部を成形した半成形品は、品質管理上、安定した状態にならない。そのため、シートの加熱温度や、半成形品の状態の安定化を図る上で、シート加熱成形装置では、シート成形品の製造開始当初の状態に近い初期生産モードとして、大掛かりな加熱成形制御を行いながら、ロール交換後の新しいシートを、加熱し成形する必要がある。その結果、加熱成形工程で、このような初期生産モードが繰り返し行われると、シート成形品の生産性は、ますます低下していた。

【0076】

これに対し、本実施形態に係る加熱成形装置１０の制御方法では、加熱成形装置１０の運転を継続したまま、シート捲回ロール９１の交換作業を行うため、半成形品９３の製造開始当初の状態に近い初期生産モード（図８に示す加速生産モードＩ）として、大掛かりなシート９２の加熱成形制御を行う必要がない。そのため、加熱成形装置１０の運転中、シート捲回ロール９１の交換が行われても、半成形品９３の生産性低下は、抑えられる。

【0077】

また、作業者は、シート捲回ロール９１の交換作業を、時間的に余裕を持って行うことができるため、先のシート捲回ロール９１ａと次のシート捲回ロール９１ｂとの間で、シート９２の終端部９２Ｅとシート９２の始端部９２Ｓとを連結するにあたり、その接続ミスを抑えた作業の下で、シート９２，９２同士を適切に接続することができるようになる。ひいては、不適切なシート９２，９２同士の接続に起因して、例えば、不良品の発生のほか、交換した次のシート捲回ロール９１ｂのシート９２が、加熱成形装置１０内の搬送部１１等にきちんとセットできなくなってしまうことや、接続されたシート９２，９２同士が、搬送部１１の送出動作に伴って引き離されてしまうこと等、半成形品９３の製造に悪影響を及ぼす蓋然性は低下する。

【0078】

従って、本実施形態の加熱成形装置１０の制御方法によれば、半成形品９３を製造している最中、シート捲回ロール９１の交換を必要とする場合でも、半成形品９３の製造に支障を来すことなく、半成形品９３を、効率良く製造することができる、という優れた効果を奏する。

【0079】

また、本実施形態の加熱成形装置１０の制御方法では、シート９２を加熱するヒータ群１３を備え、制御部２は、第１タクトタイムＴ１から第２タクトタイムＴ２への変更に追従して、ヒータ群１３の温度を制御すること、を特徴とする。

【0080】

この特徴により、第１定常生産モードＩＶ、第２定常生産モードＶから減速生産モードＩＩに生産モードを変化させて、半成形品９３を製造する上で、シート９２に対し、ヒータ群１３による加熱不良の発生を抑制することができる。そのため、歩留まりをより大きくして、半成形品９３を製造することが可能になる。

【0081】

また、本実施形態の加熱成形装置１０の制御方法では、シート９２を加熱するヒータ群１３を備え、予めシートロール架台１２に取付けられているシート捲回ロール９１を用いて、半成形品９３を製造し始める状況下では、加熱成形工程１回の実施にあたり、制御部２は、第１タクトタイムＴ１より長い第３タクトタイムＴ３（Ｔ１＜Ｔ３）で、運転を開始して以降、第１タクトタイムＴ１になるまで、加熱成形工程１回の時間を変更すると共に、第３タクトタイムＴ３から第１タクトタイムＴ１への変更に追従して、ヒータ群１３の温度を制御すること、を特徴とする。

【0082】

この特徴により、運転の開始により、加速生産モードＩの下で、半成形品９３を製造するにあたり、シート９２に対し、ヒータ群１３による加熱不良の発生を抑制することができる。そのため、加熱された状態のシート９２が金型で成形されても、品質管理上、安定した状態の半成形品９３が得られ、ひいては、歩留まりをより大きくして、半成形品９３を製造することが可能になる。

【0083】

また、本実施形態の加熱成形装置１０の制御方法では、シート９２の加熱温度を測定する放射温度計１５を備え、制御部２は、ヒータ群１３で加熱したシート９２の加熱温度を、設定した許容範囲内の温度に調整できるよう、放射温度計１５によるシートの実測温度に基づいて、ヒータ群１３の温度を制御すること、を特徴とする。

【0084】

この特徴により、ヒータ群１３によるシート９２の加熱状態が、シート９２の材質・性状等の特性によって異なる場合でも、加熱成形工程を行うシート９２の特性に拘わらず、加熱したいシート９２の加熱温度に、ヒータ群１３の温度を容易に調整することができる。

【0085】

また、本実施形態の加熱成形装置１０の制御方法では、制御部２は、第１タクトタイムＴ１から第２タクトタイムＴ２に変更する間、第３タクトタイムＴ３から第１タクトタイムＴ１に変更する間、ヒータ群１３の温度を段階的に調整しながら、更新されたヒータ群１３の温度に基づいて、シート９２の加熱温度を調整すること、を特徴とする。

【0086】

この特徴により、第１タクトタイムＴ１から第２タクトタイムＴ２に変更する間や、第３タクトタイムＴ３から第１タクトタイムＴ１に変更する間でも、半成形品９３を製造する上で、不良品の発生を抑えて、ヒータ群１３によるシート９２の加熱温度、ヒータ群１３によるシート９２の加熱時間ｔｈ、搬送部１１で送出した加熱後のシート９２に、金型による成形を行う加熱成間隔の実測時間ＷＴｍ等、より最適な加熱成形条件の下で、半成形品９３を、品質管理上、良好な成形精度で製造することができる。

【0087】

また、本実施形態の加熱成形装置１０の制御方法では、制御部２は、ヒータ群１３の温度を、シート９２の実測温度に基づくフィードバック制御で調整すること、を特徴とする。

【0088】

この特徴により、シート９２が、図１２に示すように、設定された所望の温度に調整された温度で、加熱し易くなる。

【0089】

以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できる。

【0090】

（１）例えば、実施形態では、シート成形システムによる量産体制の下、加熱成形装置１０で、次々と連続的に半成形品９３を、シート成形品として製造した後、トリミング装置２０により、この半成形品９３のうちのシート不要部９４をトリミングして、製品９０を得た。しかしながら、シート加熱成形装置は、実施形態のトリミング装置２０のようなシートトリミング装置を要せず、シート成形品として、製品であるシート成形製品を製造する装置であっても良い。

【0091】

（２）また、実施形態では、図８及び図９に例示した加速生産モードＩと、減速生産モードＩＩにおいて、タクトタイムＴｔを、時間ｔ１と時間ｔ４との間を３段階に、時間ｔ２と時間ｔ４との間を２段階に、それぞれ分けて調整した。しかしながら、タクトタイムＴｔの調整回数は、実施形態に限定されるものではなく、タクトタイムＴｔは、段階的に調整されていれば良い。

【符号の説明】

【0092】

２ 制御部
１０ 加熱成形装置（シート加熱成形装置）
１２ ヒータ群（ヒータ）
１５ 放射温度計（温度計測手段）
９１ シート捲回ロール
９２ シート
９３ 半成形品（シート成形品）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】