(57)【要約】【課題】シート成形における歩留まりを向上し得るシート成形装置を提供する。【解決手段】制御部Ｃが、位置検出手段Ｓ１にて検出される押圧部材４１の位置に基づいて、押圧部材４１の位置が予め設定された位置になるように、払い出し出力対供給出力比率を設定範囲内で調整すべく材料供給部１及び材料圧延部２の作動を制御する通常処理を実行するように構成されたシート成形装置において、制御部Ｃは、位置検出手段Ｓ１にて検出される押圧部材４１の位置に基づいて、材料供給部１による材料貯留部３への材料供給量が定常状態よりも少ない状態を推定する推定手段Ｃ１と、推定手段Ｃ１により、材料供給部１による材料貯留部３への材料供給量が定常状態よりも少ないと推定された場合に、払い出し出力対供給出力比率を設定範囲よりも大きくする設定条件で材料供給部１及び材料圧延部２の作動を制御する終期処理を実行する終期処理手段Ｃ２を備えている。【選択図】図１
2010264606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塑性変形可能な材料を押し出し供給する材料供給部と、
前記材料供給部から供給される材料を一時的に貯留する材料貯留部と、
前記材料貯留部に貯留されている材料に押圧部材を押圧方向に押圧する材料押圧部と、
前記材料貯留部に貯留されている材料を一対のロールにてシート状に成形して払い出す材料圧延部と、
前記押圧部材の押圧方向における位置を検出する位置検出手段と、
運転を制御する制御部とが設けられ、
前記制御部が、前記位置検出手段にて検出される前記押圧部材の位置に基づいて、前記押圧部材の位置が予め設定された位置になるように、前記材料圧延部の出力に対する前記材料供給部の出力の比率である払い出し出力対供給出力比率を設定範囲内で調整すべく前記材料供給部及び前記材料圧延部の作動を制御する通常処理を実行するように構成されたシート成形装置であって、
前記制御部は、
前記位置検出手段にて検出される前記押圧部材の位置に基づいて、前記材料供給部による前記材料貯留部への材料供給量が前記通常処理が実行されている定常状態よりも少ない状態を推定する推定手段と、
前記推定手段により、前記材料供給部による前記材料貯留部への材料供給量が前記定常状態よりも少ないと推定された場合に、前記払い出し出力対供給出力比率を前記設定範囲よりも大きくする設定条件で前記材料供給部及び前記材料圧延部の作動を制御する終期処理を実行する終期処理手段を備えているシート成形装置。
【請求項２】
前記設定条件が、前記材料供給部の出力を前記通常処理における出力よりも大きくすることにより前記払い出し出力対供給出力比率を前記設定範囲よりも大きくする条件である請求項１に記載のシート成形装置。
【請求項３】
前記設定条件が、前記材料圧延部の出力を前記通常処理における出力よりも小さくすることにより前記払い出し出力対供給出力比率を前記設定範囲よりも大きくする条件である請求項１又は２に記載のシート成形装置。
【請求項４】
前記材料圧延部とその材料圧延部にて成形されたシート状材を引き入れて所定の処理を施すシート材処理装置との間に、シート状材を弛ませるバッファ部が設けられ、
前記終期処理の開始時点から前記バッファ部におけるシート状材の弛みがなくなるまでに要する時間が、前記終期処理の開始時点から前記材料圧延部により材料が払い出されなくなるまでの時間以上になる条件で、前記材料圧延部の出力の減少量が設定される請求項３に記載のシート成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塑性変形可能な材料を押し出し供給する材料供給部と、前記材料供給部から供給される材料を一時的に貯留する材料貯留部と、前記材料貯留部に貯留されている材料に押圧部材を押圧方向に押圧する材料押圧部と、前記材料貯留部に貯留されている材料を一対のロールにてシート状に成形して払い出す材料圧延部と、前記押圧部材の押圧方向における位置を検出する位置検出手段と、運転を制御する制御部とが設けられ、前記制御部が、前記位置検出手段にて検出される前記押圧部材の位置に基づいて、前記押圧部材の位置が予め設定された位置になるように、前記材料圧延部の出力に対する前記材料供給部の出力の比率である払い出し出力対供給出力比率を設定範囲内で調整すべく前記材料供給部及び前記材料圧延部の作動を制御する通常処理を実行するように構成されたシート成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
かかるシート成形装置は、材料供給部により塑性変形可能な材料が材料貯留部に押し出し供給され、材料貯留部においては、材料押圧部の押圧部材により押圧される状態で材料が一時的に貯留され、そのように材料貯留部に貯留されている材料が材料圧延部の一対のロールによりシート状に成形されて払い出されて、シート状材が製造されるものである。
【０００３】
ところで、材料圧延部により所定の目標シート幅に精度良くシート成形可能なように、材料貯留部における材料の貯留量を調整する必要がある。
そこで、材料貯留部における材料の貯留量の変動に伴って押圧部材の押圧方向における位置が変動するので、押圧部材の押圧方向における位置を検出する位置検出手段が設けられている。
そして、材料貯留部への材料の供給が充分に行われる定常状態では、位置検出手段にて検出される押圧部材の位置に基づいて、押圧部材の位置が予め設定された位置になるように、払い出し出力対供給出力比率を設定範囲内で調整すべく材料供給部及び材料圧延部の作動を制御する所謂フィードバック制御による通常処理を実行するように構成されている（例えば、特許文献１参照。）。
具体的には、押圧部材の位置が材料貯留部の材料の貯留量が少なくなる側に変動すると、払い出し出力対供給出力比率が大きくなるように材料供給部及び材料圧延部の作動が制御され、逆に、押圧部材の位置が材料貯留部の材料の貯留量が多くなる側に変動すると、払い出し出力対供給出力比率が小さくなるように材料供給部及び材料圧延部の作動が制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１２４６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、シート成形装置により材料をシート成形するシート成形運転において、シート成形する対象の材料が少なくなって材料供給部により材料貯留部に供給するための材料が少なくなる運転終期になると、材料供給部による材料貯留部への材料供給量が定常状態の供給量よりも少なくなる。
当該材料供給量が定常状態の供給量よりも少なくなると、材料貯留部内における材料の拡がりが不十分になるので、図７の（ｂ）に示すように、材料圧延部により成形されたシート状材Ｗｓの終端部分に、シート幅が目標シート幅よりも狭くなる幅狭部分Ａｅが生じる。
従来のシート成形装置では、図７の（ｂ）に示すように、このような幅狭部分Ａｅの長さが長くなり易かった。
そして、シート幅が所定の範囲外の部分は不良として処理される場合もあるので、幅狭部分Ａｅの長さが長くなることは歩留まり低下の要因となり、従来では、材料のシート成形における歩留まりを向上する上で改善の余地があった。
【０００６】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、シート成形における歩留まりを向上し得るシート成形装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係るシート成形装置は、塑性変形可能な材料を押し出し供給する材料供給部と、前記材料供給部から供給される材料を一時的に貯留する材料貯留部と、前記材料貯留部に貯留されている材料に押圧部材を押圧方向に押圧する材料押圧部と、前記材料貯留部に貯留されている材料を一対のロールにてシート状に成形して払い出す材料圧延部と、前記押圧部材の押圧方向における位置を検出する位置検出手段と、運転を制御する制御部とが設けられ、前記制御部が、前記位置検出手段にて検出される前記押圧部材の位置に基づいて、前記押圧部材の位置が予め設定された位置になるように、前記材料圧延部の出力に対する前記材料供給部の出力の比率である払い出し出力対供給出力比率を設定範囲内で調整すべく前記材料供給部及び前記材料圧延部の作動を制御する通常処理を実行するように構成されたシート成形装置であって、
その特徴構成は、前記制御部は、
前記位置検出手段にて検出される前記押圧部材の位置に基づいて、前記材料供給部による前記材料貯留部への材料供給量が前記通常処理が実行されている定常状態よりも少ない状態を推定する推定手段と、
前記推定手段により、前記材料供給部による前記材料貯留部への材料供給量が前記定常状態よりも少ないと推定された場合に、前記払い出し出力対供給出力比率を前記設定範囲よりも大きくする設定条件で前記材料供給部及び前記材料圧延部の作動を制御する終期処理を実行する終期処理手段を備えている点にある。
【０００８】
上記特徴構成によれば、位置検出手段にて検出される押圧部材の位置が予め設定された位置になるように、払い出し出力対供給出力比率を設定範囲内で調整すべく材料供給部及び材料圧延部の作動を制御する通常処理の実行中に、推定手段により、位置検出手段にて検出される押圧部材の位置に基づいて、材料供給部による材料貯留部への材料供給量が定常状態よりも少ない状態か否かが推定される。
推定手段により、材料供給部による材料貯留部への材料供給量が定常状態よりも少ないと推定されると、終期処理手段により、払い出し出力対供給出力比率を設定範囲よりも大きくする設定条件で材料供給部及び材料圧延部の作動を制御する終期処理が実行される。
【０００９】
つまり、材料貯留部における材料の貯留量が少なくなるに伴って、押圧部材がその押圧方向に沿って材料側に移動するので、位置検出手段にて検出される押圧部材の位置に基づいて、材料供給部による材料貯留部への材料供給量が定常状態よりも少なくなる状態を推定することができる。
そして、フィードバック制御による通常処理の実行中に、推定手段により、材料供給部による材料貯留部への材料供給量が定常状態よりも少ないと推定されると、材料の供給が滞り、例えば現在のロットでの作業の終了が近づいていることが推定されるので、終期処理手段により、終期処理が実行される。
この終期処理では、払い出し出力対供給出力比率を設定範囲よりも大きくする設定条件で、所謂フィードフォワード制御により材料供給部及び材料圧延部の作動が制御されるので、材料貯留部における材料の貯留量を効果的に増加させることができる。
それによって、材料貯留部内における材料の貯留量を定常状態における量の近くまで確保することができて、材料圧延部により成形されるシート状材のシート幅が狭くなるのを抑制することができるので、例えば、図７の（ａ）に示すように、シート状材Ｗｓの終端部分に生じる幅狭部分Ａｅの長さを短くすることができる。
従って、シート成形における歩留まりを向上し得るシート成形装置を提供することができるようになった。
【００１０】
本発明に係るシート成形装置の更なる特徴構成は、前記設定条件が、前記材料供給部の出力を前記通常処理における出力よりも大きくすることにより前記払い出し出力対供給出力比率を前記設定範囲よりも大きくする条件である点にある。
【００１１】
上記特徴構成によれば、終期処理においては、材料供給部の出力が定常処理における出力よりも大きくされるので、材料貯留部への材料供給量を増加させることが可能となり、材料圧延部による材料払い出し量を定常状態から変更することなく、材料貯留部における材料の貯留量を効果的に増加させることができる。
【００１２】
ここで、通常、材料圧延部の下流側には、材料圧延部にて成形されたシート状材を引き入れて所定の処理を施すシート材処理装置が設けられる。
そして、材料圧延部とシート材処理装置との間において、シート状材の弛みが大きくなり過ぎたり、弛みがなくなってシート状材が切断されるのを防止するために、材料圧延部による材料の払い出し量とシート材処理装置におけるシート状材の処理量は、互いに同量又はほぼ同量になるように設定される。
このようにシート材処理装置が設けられる場合に、本特徴構成によれば、材料圧延部による材料払い出し量を通常処理から変更することなく、材料貯留部における材料の貯留量を増加させることができるので、終期処理を実行するに当たって、シート材処理装置の処理量を通常処理から変更調整する必要がなく、その結果、シート処理装置の運転条件を変更する手間が省ける。
【００１３】
本発明に係るシート成形装置の更なる特徴構成は、前記設定条件が、前記材料圧延部の出力を前記通常処理における出力よりも小さくすることにより前記払い出し出力対供給出力比率を前記設定範囲よりも大きくする条件である点にある。
【００１４】
上記特徴構成によれば、終期処理においては、材料圧延部の出力が通常処理における出力よりも小さくされて、材料払い出し量が通常処理におけるよりも減少されるので、特に材料貯留部における一対のロールに隣接する領域において効果的に材料を充満させることができるものとなり、それによって、材料圧延部により成形されるシート状材のシート幅が狭くなるのをより一層抑制することができる。
又、本特徴構成を、設定条件が、材料供給部の出力を通常処理における出力よりも大きくすることにより払い出し出力対供給出力比率を設定範囲よりも大きくする条件である上述した特徴構成と共に実施すると、材料貯留部における材料の貯留量をより一層効果的に増加させることができるので、材料圧延部により成形されるシート状材のシート幅が狭くなるのをより一層抑制することができる。
従って、シート成形における歩留まりを更に向上することができるようになった。
【００１５】
本発明に係るシート成形装置の更なる特徴構成は、前記材料圧延部とその材料圧延部にて成形されたシート状材を引き入れて所定の処理を施すシート材処理装置との間に、シート状材を弛ませるバッファ部が設けられ、
前記終期処理の開始時点から前記バッファ部におけるシート状材の弛みがなくなるまでに要する時間が、前記終期処理の開始時点から前記材料圧延部により材料が払い出されなくなるまでの時間以上になる条件で、前記材料圧延部の出力の減少量が設定される点にある。
【００１６】
上記特徴構成によれば、材料圧延部とシート材処理装置との間においては、バッファ部によりシート状材が弛まされるので、材料圧延部による材料払い出し量やシート材処理装置におけるシート状材の処理量が変動しても、材料圧延部とシート材処理装置との間でシート状材が切断されるのを防止することができる。
そして、終期処理の開始時点からバッファ部におけるシート状材の弛みがなくなるまでに要する時間（以下、バッファ時間と記載する場合がある）が、終期処理の開始時点から材料圧延部により材料が払い出されなくなるまでの時間（以下、減速許容時間と記載する場合がある）以上になる条件で、材料圧延部の出力の減少量が設定されるので、終期処理が実行されて材料圧延部による材料払い出し量が減少されるにしても、バッファ部におけるシート状材の弛みがなくなるまでに、材料圧延部からの材料払い出しが完了しており、シート状材が切断されるのを回避することができる。
【００１７】
つまり、材料圧延部の出力を小さくして材料圧延部による材料払い出し量を少なくするほど、材料貯留部における材料の貯留量を増加させることができるので、材料圧延部により成形されるシート状材のシート幅が狭くなるのを抑制する作用が大きくなるが、材料圧延部による材料払い出し量を少なくするほど、バッファ部におけるシート状材の弛みがなくなるのが速くなる。
そして、材料圧延部による材料払い出し量の減少量を大きくしても、シート状材の弛みがなくなってシート状材が切断されることがないようにする、つまり、バッファ時間をより長くすることが可能なようにするには、バッファ部におけるシート状材の弛みを長くする必要がある。しかしながら、バッファ部におけるシート状材の弛みを長くすると、装置設置面積が広くなり、又、装置価格も高くなる。
そこで、バッファ時間が減速許容時間以上になる条件を満たしながら、バッファ時間を極力短くするよう材料圧延部の出力の減少量を設定すると、装置設置面積の増大及び装置価格の上昇を抑制し、且つ、材料圧延部とシート材処理装置との間でシート状材が切断されるのを回避しながら、材料のシート成形における歩留まりを充分に向上するように終期処理を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態に係るシート成形装置の全体構成を示す側面図
【図２】実施形態に係るシート成形装置の要部を示す平面図
【図３】実施形態に係るシート成形装置の制御動作におけるタイムチャートを示す図
【図４】実施形態に係るシート成形装置の制御動作における制御条件及び作用を説明する図
【図５】実施形態に係るシート成形装置の制御動作における制御条件及び作用を説明する図
【図６】実施形態に係るシート成形装置の制御動作におけるフローチャートを示す図
【図７】シート状材の終端部分の形状を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。
図１及び図２に示すように、シート成形装置は、塑性変形可能な材料Ｗを押し出し供給する材料供給部１と、その材料供給部１から供給される材料Ｗを一時的に貯留する材料貯留部３と、その材料貯留部３に貯留されている材料Ｗに押圧部材４１を押圧方向に押圧することにより、材料貯留部３に貯留されている材料Ｗに圧力を印加する材料押圧部４と、材料貯留部３に貯留されている材料Ｗを一対のロール２１にてシート状に成形して払い出す材料圧延部２と、運転を制御する制御部Ｃ等を備えて構成している。
又、材料圧延部２とその材料圧延部２にて成形されたシート状材Ｗｓを引き入れて所定の処理を施すシート材処理装置７０との間の搬送部には、シート状材Ｗｓを弛ませるバッファ部６０を設けてある。
【００２０】
次に、シート成形装置の各部について説明を加える。
図１及び図２に示すように、材料供給部１は、並設された２軸のテーパースクリュー１１を備えて構成してあり、このテーパースクリュー１１の回転速度を制御することにより、材料供給部１による材料供給量を制御するように構成してある。
ちなみに、テーパースクリュー１１の回転速度を速くするほど、材料供給部１による材料供給量が多くなり、テーパースクリュー１１の回転速度は、材料供給部１の出力に相当するものである。
そして、テーパースクリュー１１の回転速度を基準速度、その基準速度よりも遅い低速度、基準速度よりも速い第１高速度、その第１高速度よりも速い第２高速度の４段階に切り換えることにより、材料供給部１の出力を４段階に切り換え自在なように構成してある。
【００２１】
テーパースクリュー１１の基準速度Ｖｓ（回転／ｍｉｎ）は、材料Ｗの１時間当たりの必要処理量Ｑ（リットル／ｈ）、テーパースクリュー１１の１回転当たりの押し出し量ｑ（リットル／回転）、テーパースクリュー１１の押し出し効率ηｓにより、下記の式１により定められる。
【００２２】
Ｖｓ＝Ｑ／（ｑ×ηｓ×６０）……………（式１）
【００２３】
材料圧延部２の２本のロール２１は、軸心を水平方向に向けた姿勢で上下方向に並べて設けてあり、一方（この実施形態では下側）をモーターなどの回転駆動装置Ｍにより駆動回転するように形成してあり、他方（この実施形態では上側）をギア（図示省略）を介して一方のロール２１から連動連結してある。尚、両ロール２１夫々が個別のモーターなどの駆動装置(図示省略)に伝動されて、個別に駆動回転するように構成しても良い。
そして、下側のロール２１に対して上側のロール２１は、近接離間するように上下移動自在に材料圧延部本体５０に取り付けてあると共に、流体圧シリンダーにより上下移動操作する操作装置５１を設けてある。
【００２４】
そして、ロール２１の回転速度を制御することにより、材料圧延部２による材料払い出し量を制御するように構成してある。
ちなみに、ロール２１の回転速度を速くするほど、材料圧延部２による材料払い出し量が多くなり、ロール２１の回転速度は材料圧延部２の出力に相当するものである。
この実施形態では、ロール２１の回転速度を基準速度、その基準速度よりも遅い低速度の２段階に切り換えることにより、材料圧延部２の出力を２段階に切り換え自在なように構成してある。
【００２５】
ロール２１の基準速度Ｖｒ（ｍ／ｍｉｎ）は、材料Ｗの１時間当たりの必要処理量Ｑ（リットル／ｈ）、シート幅ｗ（ｍｍ）、シート厚みｔ（ｍｍ）、ロール２１の圧延効率ηｒにより、下記の式２により定められる。
【００２６】
Ｖｒ＝Ｑ×１０3／（ｗ×ｔ×ηｒ×６０）……………（式２）
【００２７】
また、一対のロール２１を設けた材料圧延部２は、その材料圧延部本体５０がレール５２上に支持輪５３を介して支持させてあることにより、メンテナンスやトラブル発生時等のときに、材料供給部１から離せるように遠近移動自在に設けてある。
また、このシート成形装置は、材料供給部１の２軸のテーパースクリュー１１の回転軸を含む面Ｐ（以下、基準面と記載する場合がある）上に、材料圧延部２における２本のロール２１間に形成される間隙が位置するようにしている。
【００２８】
図１、図２、図４及び図５に示すように、材料貯留部３は、材料供給部１と材料圧延部２との間に、材料供給部１からの材料押し出し方向に向かって左右両側の側壁（図示省略）と底壁３２を備えて、上部に上部開口部３１を有する上部開放状に形成され、材料供給部１から押し出される材料Ｗを内部に受け入れる受入口３４を備えている。
【００２９】
図１及び図２に示すように、材料押圧部４は、前記押圧部材４１と、押圧部材４１の材料押圧面４１ａにより材料貯留部３に貯留されている材料Ｗを予め設定した押圧力にて押圧するためのアクチュエータ４２と、このアクチュエータ４２の力を押圧部材４１に伝達するリンク機構４３を備えて構成してある。
本実施形態では、押圧部材４１により材料Ｗを押圧する押圧力を、低圧と高圧の２段階に切り換えるように構成してある。
アクチュエータ４２としては、油圧シリンダ、空気圧シリンダ、電動シリンダ等を用いることができる。
又、リンク機構４３は、揺動軸４３ａが材料貯留部３の外側に位置するようにしたシーソー状のレバー部材４３ｂを備えて構成してある。
【００３０】
押圧部材４１を材料貯留部３の上部開口部３１内に配設して、材料押圧部４を、押圧部材４１により材料貯留部３に貯留されている材料Ｗを上方から下向きの押圧方向（前述の基準面Ｐに近づく方向）に押圧するように構成してある。
【００３１】
本実施形態では、アクチュエータ４２をシート成形装置の下部側方に配設することにより、材料貯留部３から押圧部材４１を完全に開放できるようにするとともに、上部開口部３１の上方のスペースを有効に利用し、押圧部材４１を分解しなくても、またロール２１を移動させなくても、材料貯留部３の点検や清掃を可能としている。
また、アクチュエータ４２をシート成形装置の下部側方に配設することにより、リンク機構４３のアーム比を大きく取ることが可能となり、アクチュエータ４２の発生推力を小さくすることが可能となる。
【００３２】
押圧部材４１の材料押圧面４１ａの面積を材料貯留部３の上部開口部３１の面積（ここで、上部開口部３１の面積とは、材料圧延部２の２本のロール２１のうちの上方のロール２１の回転軸を含み、基準面Ｐと平行な面の位置の面積をいう）の３０〜９５％、特に、材料Ｗのはみ出しを防止する必要がある場合には、８５〜９５％に設定するようにしている。
【００３３】
ところで、材料押圧部４は、材料貯留部３に貯留されている材料Ｗを上方から予め設定した一定圧力をかけて押圧するものであるため、材料貯留部３に貯留されている材料Ｗの量に応じて、押圧部材４１の材料押圧面４１ａの位置が所定の範囲で変動することになる。
そこで、押圧部材４１（実際には材料押圧面４１ａ）の押圧方向における位置を検出する位置検出手段としての位置検出センサＳ１を設けてある。
本実施形態では、位置検出センサＳ１を揺動軸４３ａに対するレバー部材４３ｂの回転角度を検出するロータリーエンコーダにより構成してある。
つまり、レバー部材４３ｂが揺動軸４３ａ周りで揺動することにより、押圧部材４１が上下方向に移動し、そして、上下方向での押圧部材４１の位置が高くなるほど、基準面Ｐに対する押圧部材４１の材料押圧面４１ａの角度（以下、単に材料押圧面４１ａの角度と記載する場合がある）が大きくなる。この材料押圧面４１ａの角度の変動は、図４及び図５に示すように、材料押圧面４１ａと基準面Ｐとの離間距離の変動ともなる。
そこで、位置検出センサＳ１の検出情報と材料押圧面４１ａの角度との相関関係を予め求めておいて、位置検出センサＳ１により、材料押圧面４１ａの角度を押圧部材４１の押圧方向における位置として検出するように構成してある。
【００３４】
図４及び図５に示すように、押圧部材４１は、それが下限位置に位置するときに、材料押圧面４１ａが基準面Ｐに平行になり且つ基準面Ｐに直交する方向において受入口３４の上縁部と略同位置に位置するように配設してある。
つまり、押圧部材４１の押圧方向における位置は、材料押圧面４１ａの角度が０°のときが下限位置となり、材料押圧面４１ａの角度が０°から大きくなるほど高くなる。
【００３５】
図１に示すように、材料圧延部２の出口付近には、一対のロール２１により材料Ｗがシート状に成形されたシート状材Ｗｓの有無を検出することにより、シート排出有無を検出するシート検出センサＳ２を設けてある。
【００３６】
図１及び図５に示すように、材料圧延部２とシート材処理装置７０との間の搬送部にはバッファ部６０が設けられ、そのバッファ部６０は、搬送面が材料圧延部２の側ほど下方になる傾斜状に設けたローラーコンベア６１と、上下移動自在な状態で所定の押圧力でシート状材Ｗｓを押圧する押さえローラ６２を備えて構成してある。
そして、押さえローラ６２がローラーコンベア６１の搬送面にて受けられる状態で、シート状材Ｗｓの弛み量が最大となる。
シート材処理装置７０は、シート状材Ｗｓを所定の引き込み速度で引き入れて、所定の処理を施すものであり、詳細な説明及び図示を省略する。例えば、シート状材Ｗｓをアコーディオン状に折りたたむように構成されたものがある。
【００３７】
制御部Ｃの制御動作を説明する。
この制御部Ｃは、図３に示すように、ロット毎に、充填処理、通常処理、終期処理を順に実行し、各処理においては、テーパースクリュー１１及びロール２１夫々の運転を制御する。
ここで、本願構成では、通常処理、終期処理が自動化されている。夫々の処理の詳細は後述するが、本願は、終期処理に特徴があるため、その終期処理を実行するための手段について、先ず説明する。
【００３８】
本発明では、制御部Ｃは、位置検出センサＳ１にて検出される押圧部材４１の位置（この実施形態では材料押圧面４１ａの角度α）に基づいて、材料供給部１による材料貯留部３への材料供給量が通常処理が実行されている定常状態よりも少ない状態を推定する推定手段Ｃ１と、推定手段Ｃ１により、材料供給部１による材料貯留部３への材料供給量が定常状態よりも少ないと推定された場合に、材料圧延部２の出力に対する材料供給部１の出力の比率である払い出し出力対供給出力比率を通常処理における設定範囲よりも大きくする設定条件で材料供給部１及び材料圧延部２の作動を制御する終期処理を実行する終期処理手段Ｃ２を備えている。ここでの定常状態とは、通常処理が定常的に実行されている状態をいう。
そして、本実施形態では、設定条件が、材料供給部１の出力を通常処理における出力よりも大きくし且つ材料圧延部２の出力を通常処理における出力よりも小さくすることにより払い出し出力対供給出力比率を設定範囲よりも大きくする条件である。
【００３９】
制御部Ｃは、シーケンサーを用いて構成され、前記推定手段Ｃ１及び終期処理手段Ｃ２はプログラム形式で制御部Ｃに設けられる。
【００４０】
次に、図３〜図６に基づいて、材料Ｗをシート状に成形するシート成形運転全体の制御動作を説明する。
尚、図３は、制御動作のタイムチャートを示し、図４及び図５は、各処理における処理条件及び作用を示し、図６は、制御動作のフローチャートを示す。
【００４１】
制御部Ｃは、先ず、位置検出センサＳ１にて検出される材料押圧面４１ａの角度αが釣合い用の設定角度Ｋ１になるまでは、材料貯留部３の材料Ｗの貯留量が材料圧延部２によるシート成形が可能な貯留量になるように材料貯留部３に材料Ｗを供給する充填処理を実行する（ステップ＃１〜２）。
ここで、材料Ｗのシート成形装置への取り込みが作業者により実行される場合、この充填処理の管理は作業者のスイッチ操作により実行され、以降は、自動で一連の処理が実行される。
【００４２】
ここで、材料圧延部２にて材料Ｗをシート状に成形するに当たって、目標とするシート幅の範囲を目標シート幅範囲とする。
そして、釣合い用の設定角度Ｋ１は、材料圧延部２にてシート幅が目標シート幅範囲内でバラツキが少なくなるように適正にシート成形することが可能な材料貯留部３の貯留量に対応して設定する。
【００４３】
続いて、制御部Ｃは、位置検出センサＳ１にて検出される材料押圧面４１ａの角度αが釣合い用の設定角度Ｋ１になると、終期処理開始用の設定角度Ｋ２にまで低下するまでの間は、材料圧延部２にて材料Ｗをシート状に成形しつつ、位置検出センサＳ１にて検出される材料押圧面４１ａの角度α（押圧部材４１の位置）に基づいて、材料押圧面４１ａの角度αが釣合い用の設定角度Ｋ１になるように（押圧部材４１の位置が予め設定された位置になるように）、払い出し出力対供給出力比率を設定範囲内で調整すべく材料供給部１及び材料圧延部２の作動を制御するフィードバック制御による通常処理を実行する（ステップ＃２〜４）。
【００４４】
通常制御が実行されている間は、制御部Ｃの推定手段Ｃ１は、位置検出センサＳ１にて検出される材料押圧面４１ａの角度αに基づいて、材料供給部１による材料貯留部３への材料供給量が定常状態よりも少ないか否かを推定し、位置検出センサＳ１にて検出される材料押圧面４１ａの角度αが終期処理開始用の設定角度Ｋ２にまで低下すると、材料供給部１による材料貯留部３への材料供給量が定常状態よりも少ないと推定する。
【００４５】
そして、推定手段Ｃ１により、材料供給部１による材料貯留部３への材料供給量が定常状態よりも少ないと推定されると、制御部Ｃの終期処理手段Ｃ２は、シート検出センサＳ２にてシート排出無しが検出されるまで、上述の終期処理を実行し、シート検出センサＳ２にてシート排出無しが検出されると、シート成形装置の運転を停止する停止処理を実行する（ステップ＃４〜７）。
ちなみに、終期処理開始用の設定角度Ｋ２は、材料圧延部２にてシート幅が目標シート幅範囲の下限値以上になるようにシート成形することが可能な材料貯留部３の貯留量の下限値に対応して設定する。
【００４６】
釣合い用の設定角度Ｋ１、終期処理開始用の設定角度Ｋ２は、Ｋ２＜Ｋ１の条件で設定する。
【００４７】
上記の各処理について、更に説明を加える。
制御部Ｃは、充填処理においては、ロール２１を停止させて材料圧延部２による材料Ｗの払い出しを停止し、且つ、押圧部材４１による材料Ｗの押圧力を低圧にするように材料押圧部４のアクチュエータ４２を制御する状態で、テーパースクリュー１１の回転速度を第１高速度に調整する。
この充填処理では、テーパースクリュー１１の回転速度を第１高速度に調整して材料供給部１による材料供給量を多くするので、空状態の材料貯留部３に材料Ｗを迅速に供給することができて、迅速にシート成形を開始することができる。
又、押圧部材４１による材料Ｗの押圧力を小さくすることにより、材料貯留部３における材料Ｗの貯留量の増加に伴って押圧部材４１をスムーズに上昇させることができるので、材料圧延部２によりシート成形を開始する前に、材料貯留部３に材料Ｗが過剰に供給されるのを防止して、材料Ｗの過剰供給によるロール２１等の破損を防止している。
【００４８】
制御部Ｃは、通常処理においては、押圧部材４１による材料Ｗの押圧力を高圧にするようにアクチュエータ４２を制御する状態で、材料押圧面４１ａの角度αが釣合い用の設定角度Ｋ１になるようにテーパースクリュー１１の回転速度を調整し、ロール２１の回転速度を基準速度に調整する。
テーパースクリュー１１の回転速度を調整について、説明を加える。
即ち、釣合い角度の下位設定値αLをＫ２＜αL＜Ｋ１の条件で設定し、釣合い角度の上位設定値αHをαH＞Ｋ１の条件で設定して、位置検出センサＳ１にて検出される材料押圧面４１ａの角度α、下位設定値αL及び上位設定値αHに基づいて、テーパースクリュー１１の回転速度Ｖｓを以下のように調整する。
Ｋ２＜α＜αLのとき、Ｖｓ＝第１高速度
αL≦α≦αHのとき、Ｖｓ＝基準速度
α＞αHのとき、Ｖｓ＝低速度
【００４９】
つまり、ロール２１の回転速度（材料圧延部２の出力に相当する）を基準速度に調整したときにロール２１により払い出される材料Ｗの量の設計値を、材料圧延部２の基準出力ＯｒNとし、テーパースクリュー１１の回転速度（材料供給部１の出力に相当する）を低速度、基準速度、第１高速度に調整したときにテーパースクリュー１１により材料貯留部３に供給される材料Ｗの量の設計値を夫々材料供給部１の低出力ＯｓL、基準出力ＯｓN、第１高出力ＯｓH1とすると、前記払い出し出力対供給出力比率の設定範囲は、（ＯｓL／ＯｒN）〜（ＯｓH1／ＯｒN）に設定されることになる。
【００５０】
この通常処理では、材料貯留部３の材料Ｗの貯留量を適切に維持する状態で、材料圧延部２にてシート成形するので、シート幅が目標シート幅範囲内でバラツキが少なくなるようにシート成形することができ、シート幅のバラツキが少ない高品質のシート状材Ｗｓを製造することができる。
【００５１】
制御部Ｃの終期処理手段Ｃ２は、終期処理においては、押圧部材４１による材料Ｗの押圧力を高圧にするようにアクチュエータ４２を制御する状態で、テーパースクリュー１１の回転速度を第２高速度に調整し、ロール２１の回転速度を低速度に調整する。
つまり、ロール２１の回転速度（材料圧延部２の出力に相当する）を低速度に調整したときにロール２１により払い出される材料Ｗの量の設計値を、材料圧延部２の低出力ＯｒLし、テーパースクリュー１１の回転速度（材料供給部１の出力に相当する）を第２高速度に調整したときにテーパースクリュー１１により材料貯留部３に供給される材料Ｗの量の設計値を材料供給部１の第２高出力ＯｓH2とする。
すると、制御部Ｃの終期処理手段Ｃ２は、終期処理においては、払い出し出力対供給出力比率を（ＯｓH2／ＯｒL）にするように材料供給部１及び材料圧延部２の作動を制御することになり、制御部Ｃの終期処理手段Ｃ２は、終期処理においては、払い出し出力対供給出力比率を通常処理における設定範囲（（ＯｓL／ＯｒN）〜（ＯｓH1／ＯｒN））よりも大きくする設定条件で材料供給部１及び材料圧延部２の作動を制御するように構成されることになる。
この実施形態では、上述したように、設定条件が、材料供給部１の出力を通常処理における出力よりも大きくし且つ材料圧延部２の出力を通常処理における出力よりも小さくすることにより払い出し出力対供給出力比率を設定範囲よりも大きくする条件に設定されることになる。
【００５２】
ここで、終期処理においてロール２１の回転速度を通常処理よりも減速するに当たって、通常処理と終期処理との間のロール２１の速度差の設定例について、説明を加える。
速度差を大きくするほど、材料圧延部２にて成形されるシート状材Ｗｓの幅が所定の設定値よりも狭くなるのを抑制することができる。
しかしながら、速度差を大きくするにしても、バッファ部６０におけるシート状材Ｗｓの弛みがなくなった後も、材料圧延部２によりシート状材Ｗｓが同様に送り出されていると、シート状材Ｗｓが切断されることになる。
そこで、終期処理の開始時点からバッファ部６０におけるシート状材Ｗｓの弛みがなくなるまでに要するバッファ時間Ｔ２（ｓｅｃ）が、終期処理の開始時点から材料圧延部２により材料Ｗ（即ち、シート状材Ｗｓ）が払い出されなくなるまでの減速許容時間Ｔ１（ｓｅｃ）以上になるように、速度差を設定する必要がある。
【００５３】
つまり、図５に示すように、一対のロール２１の間隙の中央とバッファ部６０のローラーコンベア６１の終端との間において、弛みが最大となったときのシート状材Ｗｓの長さＬ１（＝Ｌａ＋Ｌｂ）とし、弛みがなくなったときのシート状材Ｗｓの長さＬ２として、その差ΔＬ（ｍｍ）をＬ１−Ｌ２とする。
そして、ロール２１の基準速度をＶｒ（ｍ／ｍｉｍ）、低速度をＶｒd（ｍ／ｍｉｍ）とすると、低速度をＶｒdは、下記の式３を満足するように設定する。
【００５４】
Ｔ２＝[ΔＬ／（Ｖｒ−Ｖｒd）]×６０×１０-3≧Ｔ１……………（式３）
【００５５】
ここで、シート状材Ｗｓの長さＬ１、Ｌ２はシート成形装置の設計条件により決まる値であり、予め設定することができる。又、減速許容時間Ｔ１は、推定手段Ｃ１により材料供給部１による材料貯留部３への材料供給量が定常状態よりも少ないと推定された時点の材料貯留部３における材料Ｗの貯留量、及び、終期処理での材料圧延部２の出力等に基づいて求められる。
そして、低速度ＶｒdをＴ２＝Ｔ１を満足する値又はその値に極力近い値に設定すると、シート状材Ｗｓが切断されるのを回避しながらシート状材Ｗｓの幅が狭くなるのを抑制する上で、最適である
【００５６】
制御部Ｃは、停止処理では、材料供給部１のテーパースクリュー１１、材料押圧部４のアクチュエータ４２及び材料圧延部２のロール２１等の作動を停止させることにより、シート成形装置を停止させる。
【００５７】
次に、上述の如き終期処理を実行する場合と実行しない場合とで、材料圧延部２にて成形されるシート状材Ｗｓの形状を比較する。
尚、終期処理を実行しない場合は、図３において二点鎖線にて示すように、位置検出センサＳ１にて検出される材料押圧面４１ａの角度αが終期処理開始用の設定角度Ｋ２にまで低下すると、押圧部材４１による材料Ｗの押圧力を高圧にするようにアクチュエータ４２を制御する状態で、テーパースクリュー１１の回転速度を第１高速度に調整し、ロール２１の回転速度を基準速度に調整する。
【００５８】
図３及び図７に示すように、終期処理を実行すると、終期処理を実行しない場合に比べて、材料圧延部２にて成形されるシート状材Ｗｓの終端部分でシート幅が所定の設定値よりも狭くなる幅狭部分Ａｅの長さを短くすることができる。
よって、終期処理を実行することにより、シート成形における歩留まりを向上できることが分かる。
【００５９】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
（イ）  払い出し出力対供給出力比率を設定範囲よりも大きくする設定条件の具体的な設定例は、上記の実施形態において例示した設定例に限定されるものではない。
例えば、材料圧延部２の出力を通常処理における出力に維持する状態で、材料供給部１の出力を通常処理における出力よりも大きくするようにしても良い。
この設定例を上記の実施形態に適用すると、終期処理においては、押圧部材４１による材料Ｗの押圧力を高圧にするようにアクチュエータ４２を制御する状態で、テーパースクリュー１１の回転速度を第２高速度に調整し、ロール２１の回転速度を基準速度に調整することになる。
【００６０】
又、材料供給部１の出力を通常処理における出力に維持する状態で、材料圧延部２の出力を通常処理における出力よりも小さくするようにしても良い。
この設定例を上記の実施形態に適用すると、押圧部材４１による材料Ｗの押圧力を高圧にするようにアクチュエータ４２を制御する状態で、テーパースクリュー１１の回転速度を通常処理における速度、即ち、低速度、基準速度又は第１高速度に調整し、ロール２１の回転速度を低速度に調整することになる。
【００６１】
（ロ）  通常処理において、払い出し出力対供給出力比率を設定範囲内で調整するための材料供給部１及び材料圧延部２の制御形態は、上記の実施形態で説明した制御形態、即ち、材料圧延部２の出力（ロール２１の回転速度）を一定に維持する状態で、材料供給部１の出力（テーパースクリュー１１の回転速度）を変更調整する制御形態に限定されるものではない。
例えば、材料供給部１の出力を一定に維持する状態で、材料圧延部２の出力を変更調整する制御形態でも良い
又、材料供給部１の出力及び材料圧延部２の出力の両方を変更調整する制御形態でも良い。
この場合、位置検出センサＳ１にて検出される押圧部材４１の位置が材料Ｗの貯留量が少なくなる側に変動した場合は、材料供給部１の出力を増大側に、材料圧延部２の出力を減少側に夫々変更調整し、逆に、位置検出センサＳ１にて検出される押圧部材４１の位置が材料Ｗの貯留量が多くなる側に変動した場合は、材料供給部１の出力を減少側に、材料圧延部２の出力を増大側に夫々変更調整することになる。
【００６２】
（ハ）  位置検出センサＳ１の具体構成は、上記の実施形態にいて例示したロータリーエンコーダに限定されるものではない。
例えば、押圧部材４１の押圧方向での位置そのものを検出するリニアエンコーダにて構成しても良い。
又、材料供給部１による材料貯留部２への材料供給量が定常状態よりも少ないと推定すべき位置に押圧部材４１が位置すると、その押圧部材４１を検出するように設けた近接スイッチにて構成しても良い。
【００６３】
（ニ）  終期処理において、押圧部材４１による材料Ｗの押圧力を通常処理におけるよりも高くしても良い。この場合、材料貯留部１内において、材料Ｗをより一層充満させることができるので、材料圧延部２により成形されるシート状材Ｗｓのシート幅が狭くなるのをより一層抑制することができるようになり、シート成形における歩留まりをより一層向上することができる。
【００６４】
（ホ）  上記の実施形態において設けた底壁３２を省略して、下側のロール２１を、受入口３４を形成する部材に当接又は近接させて設けても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
以上説明したように、シート成形における歩留まりを向上し得るシート成形装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１    材料供給部
２    材料圧延部
３    材料貯留部
４    材料押圧部
２１  ロール
４１  押圧部材
６０  バッファ部
７０  シート材処理装置
Ｃ    制御部
Ｃ１  推定手段
Ｃ２  終期処理手段
Ｓ１  位置検出手段
Ｗ    材料
Ｗｓ  シート状材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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