JP2009066917A - Filament winding device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain total automation and high speed motion of a filament winding device by automatically exchanging a used bobbin for a new one and simultaneously automatically joining the yarn ends of the new and used bobbins. <P>SOLUTION: The filament winding device has a hoop winding device and a helical winding device, and a filament supply device for supplying a group of yarns to the helical winding device. The filament supply device is composed of a group of bobbins, a group of bobbin changing devices, and a buffer device for temporarily storing yarn. The bobbin changing device includes a chute for holding a plurality of unused bobbins, a cradle for supporting the unused bobbins received from the chute, a yarn remaining amount sensor for detecting the yarn remaining amount of the used bobbin, a splicer for joining the yarn ends of the new and used bobbins, a yarn end treatment device which captures the yarn end of the new bobbin to transfer to the splicer and a recovery device for recovering the used bobbin discharged from the cradle. The cradle reciprocally displaces between the yarn supply position and a bobbin replenishing position, and discharges the used bobbin to the recovery device between both positions. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、糸条巻付装置に対して一群の糸条を供給する供給装置を備えているフィラメントワインディング装置に関する。   The present invention relates to a filament winding apparatus including a supply device that supplies a group of yarns to a yarn winding device.

フィラメントワインディング法で圧力容器を形成する場合には、繊維束をマンドレルに対してフープ巻きし、あるいはヘリカル巻きすることにより補強層を形成する。本出願人は、フープ巻装置とヘリカル巻装置とを個別に備えていて、フープ巻き処理とヘリカル巻き処理をそれぞれ専用装置で効率よく行えるフィラメントワインディング装置を提案している。このワインディング装置によれば、従来装置に比べてワインディング処理の自動化と高速化を実現できる。   When forming the pressure vessel by the filament winding method, the reinforcing layer is formed by hoop winding the fiber bundle around the mandrel or helically winding the fiber bundle. The present applicant has proposed a filament winding apparatus that includes a hoop winding device and a helical winding device individually, and can efficiently perform the hoop winding processing and the helical winding processing using dedicated devices. According to this winding apparatus, automation and speeding up of the winding process can be realized as compared with the conventional apparatus.

上記のワインディング装置では、フィラメント供給装置に設けた一群のボビンから糸条(繊維束)を供給するが、一連のワインディング処理の自動化を実現するうえで、ボビンの自動交換が不可欠となる。この種の関連技術として、リング紡績機におけるボビンの自動交換装置が公知である(特許文献1)。そこでは、糸条の残量が一定値以下になった旧ボビンを自動交換装置で懸垂保持体から取り外して回収ライン上の保持体へ渡し、糸条が満巻きされた状態の新ボビンを先の懸垂保持体に装填する。本発明のワインディング装置では、旧ボビン側の糸条端と新ボビンの糸条端とをスプライサーで繋ぐが、この種のスプライサーは例えば特許文献2に公知である。   In the above-described winding apparatus, the yarn (fiber bundle) is supplied from a group of bobbins provided in the filament supply apparatus. However, automatic bobbin replacement is indispensable for realizing a series of winding processes. As this type of related technology, an automatic bobbin exchange device in a ring spinning machine is known (Patent Document 1). There, the old bobbin with the remaining amount of yarn remaining below a certain value is removed from the suspension holder by the automatic changer and passed to the holder on the recovery line, and the new bobbin with the yarn fully wound first Load the suspension holder. In the winding device of the present invention, the yarn end on the old bobbin side and the yarn end of the new bobbin are connected by a splicer. This type of splicer is known, for example, in Patent Document 2.

特開平1−118634号公報(第5頁左下欄1行〜第6頁右上欄14行、図5〜図10)JP-A-1-118634 (page 5, lower left column, line 1 to page 6, upper right column, line 14, FIGS. 5 to 10) 特開2006−52043号公報(段落番号0020、図2)Japanese Patent Laying-Open No. 2006-52043 (paragraph number 0020, FIG. 2)

先に説明したように、本発明装置では、フィラメント供給装置に設けた一群のボビンから糸条を供給するが、ボビンの自動交換を実現するには、以下の各事項を満足する必要がある。糸条残量を検知してボビンの適切な交換タイミングを決定すること、旧ボビンをボビン支持装置から取り外し、新ボビンを先の支持装置に装填すること、両ボビンの交換に並行して、旧ボビンの糸条端に新ボビンの糸条端を繋ぐこと、などである。特許文献1のボビンの自動交換装置は、基本的にリング紡績機用の糸条供給装置に適用するものである。そのため、特許文献1の自動交換装置を本発明のワインディング装置に適用したとしても、上記の必須事項を満足することは難しい。仮に適用できるとしても全体装置が極めて大掛かりになるのを避けられない。   As described above, in the device of the present invention, the yarn is supplied from a group of bobbins provided in the filament supply device. However, in order to realize automatic bobbin replacement, the following items must be satisfied. Detecting the remaining amount of yarn and determining the appropriate replacement timing of the bobbin, removing the old bobbin from the bobbin support device, loading the new bobbin into the previous support device, and replacing both bobbins For example, connecting the thread end of the new bobbin to the thread end of the bobbin. The automatic bobbin exchanging device of Patent Document 1 is basically applied to a yarn supplying device for a ring spinning machine. For this reason, even if the automatic exchange device of Patent Document 1 is applied to the winding device of the present invention, it is difficult to satisfy the above-mentioned essential matters. Even if it can be applied, it is inevitable that the entire apparatus becomes very large.

本発明の目的は、適切な交換タイミングで新旧ボビンを交換し、同時に新旧ボビンの糸条端を自動的に繋いで、ワインディング処理の全自動化と高速化を実現できるフィラメントワインディング装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a filament winding apparatus that can replace the old and new bobbins at an appropriate replacement timing, and at the same time automatically connect the yarn ends of the old and new bobbins, thereby realizing full automation and high speed of the winding process. is there.

本発明のフィラメントワインディング装置は、フープ巻装置およびヘリカル巻装置と、例えばヘリカル巻装置に一群の糸条を供給するフィラメント供給装置とを備えている。フィラメント供給装置は、一群のボビンと、旧ボビンと満巻き状態の新ボビンとを交換する一群のボビン交換装置と、旧ボビンから繰り出される糸条を一時貯留するバッファ装置とを備えている。   The filament winding apparatus of the present invention includes a hoop winding device and a helical winding device, and a filament supply device that supplies a group of yarns to the helical winding device, for example. The filament supply device includes a group of bobbins, a group of bobbin exchanging devices that exchange old bobbins with a fully wound new bobbin, and a buffer device that temporarily stores yarns fed from the old bobbins.

ボビン交換装置は、満巻き状態の新ボビンの複数個を保持するボビン保持体と、ボビン保持体から受け取った新ボビンを回転自在に支持するクレードルと、旧ボビンの糸条残量が一定値以下になったことを検知する糸条残量センサーと、旧ボビンの糸条端と新ボビンの糸条端とを繋ぐスプライサーと、新ボビンの糸条端を捕捉してスプライサーに渡す糸端処理装置と、クレードルから排出された旧ボビンを回収する回収装置を含む。   The bobbin changer has a bobbin holder that holds a plurality of fully wound new bobbins, a cradle that rotatably supports the new bobbin received from the bobbin holder, and the remaining amount of yarn in the old bobbin is below a certain value. Yarn remaining amount sensor that detects that the yarn has become a splicer, a splicer that connects the yarn end of the old bobbin and the yarn end of the new bobbin, and a yarn end processing device that captures the yarn end of the new bobbin and passes it to the splicer And a recovery device for recovering the old bobbin discharged from the cradle.

糸端処理装置は、新ボビンの糸条端を吸引捕捉する捕捉アームを備えている。捕捉アームは、クレードルで糸条供給位置に保持された新ボビンの表面から糸条端を吸引捕捉する糸端捕捉位置と、吸引捕捉した糸条端をスプライサーに渡す中継位置と、待機位置との間を往復変位できるよう構成する。   The yarn end processing apparatus includes a catching arm for sucking and catching the yarn end of the new bobbin. The catch arm includes a yarn end catching position for sucking and catching the yarn end from the surface of the new bobbin held at the yarn supply position by the cradle, a relay position for passing the sucked and caught yarn end to the splicer, and a standby position. It is configured to be able to reciprocate between them.

本発明では、フープ巻装置とヘリカル巻装置と、ヘリカル巻装置に一群の糸条を供給するフィラメント供給装置などでフィラメントワインディング装置を構成した。また、一群のボビンと、旧ボビンと満巻き状態の新ボビンとを交換する一群のボビン交換装置と、旧ボビンから繰り出される糸条を一時貯留するバッファ装置などでフィラメント供給装置を構成した。さらに、ボビン保持体と、ボビンを回転自在に支持するクレードルと、糸条残量センサーと、新旧ボビンの糸条端を繋ぐスプライサーと、新ボビンの糸条端を捕捉してスプライサーに渡す糸端処理装置などでボビン交換装置を構成した。以上のように構成したフィラメント供給装置によれば、新旧ボビンの交換タイミングを糸条残量センサーで適切に決定できる。また、バッファ装置に貯留した糸条をヘリカル巻装置に供給する間に、ボビン交換装置で新旧ボビンを自動的に交換し、新旧ボビンの糸条端どうしを自動的に繋ぐことができる。   In the present invention, the filament winding apparatus includes the hoop winding apparatus, the helical winding apparatus, and the filament supply apparatus that supplies a group of yarns to the helical winding apparatus. Further, the filament supply device is constituted by a group of bobbins, a group of bobbin exchanging devices for exchanging old bobbins and a fully wound new bobbin, and a buffer device for temporarily storing yarns fed out from the old bobbins. Furthermore, a bobbin holder, a cradle that rotatably supports the bobbin, a yarn remaining amount sensor, a splicer that connects the yarn ends of the old and new bobbins, and a yarn end that captures the yarn ends of the new bobbin and passes them to the splicer A bobbin exchanging device was constituted by a processing device or the like. According to the filament supply device configured as described above, the replacement timing of the old and new bobbins can be appropriately determined by the yarn remaining amount sensor. Moreover, while supplying the yarn stored in the buffer device to the helical winding device, the old and new bobbins can be automatically exchanged by the bobbin exchanging device, and the yarn ends of the old and new bobbins can be automatically connected.

上記のように本発明のフィラメントワインディング装置によれば、適切な交換タイミングで新旧ボビンを交換し、同時に新旧ボビンの糸条端を自動的に繋いで、ワインディング処理の全自動化を実現できる。また、フープ巻き処理とヘリカル巻き処理をそれぞれ専用の装置で効率よく行って、ワインディング処理を高速化できる。したがって、本発明のフィラメントワインディング装置によれば、ワインディング処理の全自動化と高速化を同時に実現して、圧力容器に代表されるワインディング製品の生産性を向上し製造コストを削減できる。適切な交換タイミングで新旧ボビンを交換するので、旧ボビンに巻かれた糸状の無駄を最小限化できる利点もある。   As described above, according to the filament winding apparatus of the present invention, the old and new bobbins can be exchanged at an appropriate exchange timing, and at the same time, the yarn ends of the old and new bobbins can be automatically connected to realize full automation of the winding process. Moreover, the hoop winding process and the helical winding process can be efficiently performed with dedicated apparatuses, respectively, so that the winding process can be speeded up. Therefore, according to the filament winding apparatus of the present invention, it is possible to realize full automation and high speed of the winding process at the same time, improve the productivity of the winding product represented by the pressure vessel, and reduce the manufacturing cost. Since the old and new bobbins are exchanged at an appropriate exchange timing, there is an advantage that the waste of the filament wound around the old bobbin can be minimized.

捕捉アームを含む糸端処理装置によれば、捕捉アームが糸端捕捉位置と待機位置との間を往復変位する間に、クレードルで保持された新ボビンの表面から糸条端を捕捉アームで吸引捕捉して、スプライサーに渡すことができる。糸条端を受け取ったスプライサーは、新旧ボビンの糸条端どうしを繋いで、両ボビンの糸状を連続させる。このような糸条の接続形態によれば、新ボビンの糸条をスプライサーに渡すだけの単純な動作で新旧ボビンの糸条端の接続を行えるので、両糸条端の自動接続を常に確実に行える。   According to the yarn end processing apparatus including the catching arm, the yarn end is sucked by the catching arm from the surface of the new bobbin held by the cradle while the catching arm reciprocates between the yarn end catching position and the standby position. Can be captured and passed to the splicer. The splicer that has received the yarn ends connects the yarn ends of the old and new bobbins and makes the yarn shapes of both bobbins continuous. According to such a thread connection mode, the new bobbin thread end can be connected with a simple operation by simply passing the new bobbin thread to the splicer, so that automatic connection of both ends is always ensured. Yes.

(実施例) 図1ないし図7は、本発明に係るフィラメントワインディング装置の実施例を示す。図3において、フィラメントワインディング装置は、フィラメント供給装置1と、巻付装置2とで構成する。 (Example) FIG. 1 thru | or FIG. 7 shows the Example of the filament winding apparatus based on this invention. In FIG. 3, the filament winding apparatus includes a filament supply device 1 and a winding device 2.

巻付装置2は、左右に長い基台3と、基台3の上部に配置されるマンドレルMの支持台4と、フープ巻装置5と、ヘリカル巻装置6と、図示していないマンドレル交換装置などで構成する。支持台4およびフープ巻装置5は、それぞれ図示していない駆動機構で基台3の長手方向に沿って往復動自在に駆動される。ヘリカル巻装置6は基台3の中央位置に基台3を跨ぐ状態で固定してあり、先のフィラメント供給装置1に設けた一群のボビン30から送給される糸条RをマンドレルMに巻き掛ける。   The winding device 2 includes a base 3 that is long on the left and right sides, a support 4 of a mandrel M that is disposed on the top of the base 3, a hoop winding device 5, a helical winding device 6, and a mandrel exchanging device (not shown). Etc. The support base 4 and the hoop winding device 5 are driven to reciprocate along the longitudinal direction of the base 3 by drive mechanisms (not shown). The helical winding device 6 is fixed to the central position of the base 3 so as to straddle the base 3, and the yarn R fed from the group of bobbins 30 provided in the previous filament supply device 1 is wound around the mandrel M. Multiply.

最終製品が圧力容器である場合のマンドレルMは、高強度アルミニウム材、ステンレス材などの金属材、あるいは樹脂成形品などで容器状に構成する。この実施例では図3に示すように、マンドレルMが、中央の円筒部と、円筒部の両端に連続するドーム部と、ドーム部の頂部に突設される口部とを一体に備えている場合について説明する。糸条Rは、例えばガラス繊維や炭素繊維の束からなる。先のフィラメント供給装置1のボビン30に巻き込まれた糸条Rには、予め熱硬化性の樹脂が含浸させてある。なお、必要があればボビン30から繰り出した糸条Rに溶融した樹脂を含浸させた後、ヘリカル巻装置2に送給することができる。   When the final product is a pressure vessel, the mandrel M is formed in a container shape from a metal material such as a high-strength aluminum material or stainless steel, or a resin molded product. In this embodiment, as shown in FIG. 3, the mandrel M is integrally provided with a central cylindrical portion, a dome portion continuous with both ends of the cylindrical portion, and a mouth portion protruding from the top of the dome portion. The case will be described. The yarn R is made of, for example, a bundle of glass fibers or carbon fibers. The yarn R wound around the bobbin 30 of the previous filament supply apparatus 1 is impregnated with a thermosetting resin in advance. If necessary, the melted resin is impregnated into the yarn R fed from the bobbin 30 and then fed to the helical winding device 2.

支持台4は、基台3上のレール7で移行案内されるベース8と、ベース8の両側端に立設される支持腕9・9と、支持腕9・9の上端対向面に設けられるチャック10・10などで構成する。マンドレルMの交換を容易化するために両支持腕9・9は、ベース8に対して起立姿勢から横臥姿勢へ切り換え可能に構成してある。   The support 4 is provided on a base 8 that is guided by a rail 7 on the base 3, support arms 9 and 9 that are erected on both ends of the base 8, and upper end facing surfaces of the support arms 9 and 9. It is composed of chucks 10 and 10. In order to facilitate the replacement of the mandrel M, the support arms 9 and 9 are configured to be switchable from a standing posture to a lying posture with respect to the base 8.

マンドレルMの左右両側には一対の取付治具11が固定してあり、これらの取付治具11をチャック10で掴み支持することにより、マンドレルMを水平姿勢に支持できる。片方のチャック10は図示していない駆動構造で回転駆動される。図示していないマンドレル交換装置で左右の取付治具11を支持し、この状態でチャック10を開放状態にし、さらに左右の支持腕9を外開き状に横臥させることにより、巻き付け処理が終わったマンドレルMを取り出すことができる。また、逆の手順に従って新規なマンドレルMを支持台4に装填することができる。   A pair of mounting jigs 11 are fixed on both the left and right sides of the mandrel M, and the mandrel M can be supported in a horizontal posture by gripping and supporting these mounting jigs 11 with the chuck 10. One chuck 10 is rotationally driven by a drive structure not shown. The mandrel after the winding process is completed by supporting the left and right mounting jigs 11 with a mandrel exchanging device (not shown), opening the chuck 10 in this state, and lying the left and right support arms 9 in an open state. M can be taken out. Further, the new mandrel M can be loaded on the support base 4 according to the reverse procedure.

図3においてフープ巻装置5は、基台3上のレール14で移行案内されるフレーム15と、フレーム15で回転自在に支持される円盤状の巻掛テーブル16と、巻掛テーブル16を回転駆動する駆動機構などを主な構造体にして構成する。巻掛テーブル16の一側には、テーブル周縁に沿って均等配置される4個のボビン17と、ボビン17から繰り出される糸条RをマンドレルMへ移行案内するガイド部材などを設ける。巻掛テーブル16の中央には挿通穴が開口してあり、マンドレルMは挿通穴を貫通する状態で巻掛テーブル16と交差配置される。フープ巻装置5における糸条Rは、先に説明した糸条Rと同じであるが、ボビン17からマンドレルMへ糸条Rを供給する過程で、熱硬化性の溶融した樹脂を含浸させる点が異なる。そのための塗布装置などは図示省略している。   In FIG. 3, the hoop winding device 5 includes a frame 15 that is moved and guided by a rail 14 on the base 3, a disk-shaped winding table 16 that is rotatably supported by the frame 15, and a rotational drive for the winding table 16. The drive mechanism and the like are configured as a main structure. On one side of the winding table 16, there are provided four bobbins 17 that are equally arranged along the periphery of the table, a guide member that guides the yarn R fed from the bobbin 17 to the mandrel M, and the like. An insertion hole is opened at the center of the winding table 16, and the mandrel M is disposed so as to cross the winding table 16 so as to penetrate the insertion hole. The yarn R in the hoop winding device 5 is the same as the yarn R described above, but in the process of supplying the yarn R from the bobbin 17 to the mandrel M, the thermosetting molten resin is impregnated. Different. A coating apparatus for this purpose is not shown.

図3および図4においてヘリカル巻装置6は、中央に円形の挿通穴20を有する門形のフレーム21と、挿通穴20の周縁に配置されるガイドリング22と、ガイドリング22の両側に配置される張力調整部23などで構成する。図示していないが、ガイドリング22の周囲には一群の補助ガイドが配置され、ガイドリング22には一群のガイド穴が貫通形成してある。さらに、各ガイド穴に対応する開繊ガイドが、ガイドリング22の内面側に設けてある。マンドレルM1はフレーム21と直交する状態で挿通穴20の中央部分に支持される。   3 and 4, the helical winding device 6 is arranged on a gate-shaped frame 21 having a circular insertion hole 20 in the center, a guide ring 22 disposed on the periphery of the insertion hole 20, and both sides of the guide ring 22. The tension adjusting unit 23 and the like. Although not shown, a group of auxiliary guides are arranged around the guide ring 22, and a group of guide holes are formed through the guide ring 22. Furthermore, an opening guide corresponding to each guide hole is provided on the inner surface side of the guide ring 22. The mandrel M1 is supported by the central portion of the insertion hole 20 in a state orthogonal to the frame 21.

フィラメント供給装置1から送給される糸条Rは、フレーム21の外側方に配置したガイドローラー24(図3参照)で変向案内され、張力調整部23で所定の張力を付与されたのち、ガイドリング22のガイド穴へと案内される。先に説明したようにフレーム21は基台3の長手方向の中央部分に固定してある。したがって、マンドレルM1を往復操作しながら所定角度だけ回転操作することにより、ガイドリング22で案内された糸条RをマンドレルM1の周面の長手方向に沿って巻き付けることができる。   The yarn R fed from the filament supply device 1 is deflected and guided by a guide roller 24 (see FIG. 3) arranged on the outer side of the frame 21, and given a predetermined tension by a tension adjusting unit 23. It is guided to the guide hole of the guide ring 22. As described above, the frame 21 is fixed to the central portion of the base 3 in the longitudinal direction. Accordingly, by rotating the mandrel M1 by a predetermined angle while reciprocating, the yarn R guided by the guide ring 22 can be wound along the longitudinal direction of the peripheral surface of the mandrel M1.

フィラメント供給装置1は、一群のボビン30と、旧ボビン30aと満巻き状態の新ボビン30とを交換する一群のボビン交換装置31と、旧ボビン30aから繰り出される糸条Rを一時貯留するバッファ装置32などで構成する。図1および図2にボビン交換装置31の概略を示す。   The filament supply device 1 includes a group of bobbins 30, a group of bobbin exchanging devices 31 for exchanging the old bobbins 30a and the fully wound new bobbins 30, and a buffer device for temporarily storing the yarn R fed from the old bobbins 30a. 32 or the like. 1 and 2 show an outline of the bobbin exchanging device 31. FIG.

ボビン交換装置31は、フレーム34を基体にして構成してあり、その上部から順に、クレードル35と、ガイドローラー37と、スプライサー38と、糸端処理装置39と、糸条残量センサー40などを配置して構成する。フレーム34の上方一側には、満巻き状態の新ボビン30を貯留しておくストッカー(ボビン保持体)36が配置してある。また、フレーム34の上面には、旧ボビン30aを回収するコンベア(回収装置)41が配置され、フレーム34の下部に先のバッファ装置32が配置してある。コンベア41は各ボビン交換装置31の配列方向に沿って配置されている。ストッカー36に対する新ボビン30の補充は、手動であるいは図示していない補充装置で自動的に行われる。   The bobbin exchanging device 31 is configured with a frame 34 as a base, and in order from the top, a cradle 35, a guide roller 37, a splicer 38, a yarn end processing device 39, a yarn remaining amount sensor 40, and the like. Arrange and configure. A stocker (bobbin holding body) 36 for storing the fully wound new bobbin 30 is disposed on the upper side of the frame 34. A conveyor (collecting device) 41 that collects the old bobbin 30 a is disposed on the upper surface of the frame 34, and the previous buffer device 32 is disposed below the frame 34. The conveyor 41 is disposed along the arrangement direction of the bobbin exchange devices 31. The replenishment of the new bobbin 30 to the stocker 36 is performed manually or automatically by a replenishing device (not shown).

クレードル35は、フレーム34で往復揺動可能に支持される一対のL字状のアーム44と、両アーム44の先端に配置されて、両アーム44で回転自在に軸支される一対のチャック45と、図示していないアーム駆動構造などで構成する。アーム44の揺動中心軸を符号47で示す。クレードル35は、先のアーム駆動構造で往復揺動操作されて、図1に示す糸条供給位置と、図6に実線で示すボビン補充位置との間を往復変位できる。図2に示すように、対向配置される両チャック43の片方は、エアーシリンダー(操作器)46で出退操作可能に構成する。   The cradle 35 includes a pair of L-shaped arms 44 that are supported by the frame 34 so as to be reciprocally swingable, and a pair of chucks 45 that are disposed at the distal ends of both arms 44 and are rotatably supported by both arms 44. And an arm driving structure (not shown). A swing center axis of the arm 44 is denoted by reference numeral 47. The cradle 35 can be reciprocated between the yarn supply position shown in FIG. 1 and the bobbin replenishment position shown by a solid line in FIG. As shown in FIG. 2, one of the chucks 43 disposed to face each other is configured to be able to be moved out and with an air cylinder (operator) 46.

上記のように、一方のチャック43をエアーシリンダー46で出退操作することにより、新旧のボビン30・30aを交換できる。詳しくは、両アーム44をボビン補充位置に変位したのち、エアーシリンダー46を出退操作することにより、ストッカー36の傾斜下端に位置する新ボビン30の巻芯を一対のチャック45で挟み保持できる。さらに、糸条供給位置とボビン補充位置との中途部において、エアーシリンダー46を出退操作することにより、旧ボビン30aの巻芯をコンベア41に排出できる。なお、ストッカー36は、クレードル35へ向かって下り傾斜する状態で支持されており、その上面には複数個の新ボビン30が、傾斜下端へ向かって転動可能な状態で収容してある。ボビン30の外径は糸条Rを繰り出すのに伴って徐々に小さくなる。このような場合でも、ボビン30から繰り出される糸条Rの糸道を一定にするために、ガイドローラー37を設けている。   As described above, the old and new bobbins 30 and 30a can be exchanged by operating the one chuck 43 with the air cylinder 46. Specifically, after the arms 44 are displaced to the bobbin replenishment position, the air cylinder 46 is moved out and retracted, so that the core of the new bobbin 30 positioned at the inclined lower end of the stocker 36 can be held between the pair of chucks 45. Furthermore, the winding core of the old bobbin 30a can be discharged to the conveyor 41 by operating the air cylinder 46 in the middle of the yarn supply position and the bobbin replenishment position. The stocker 36 is supported so as to be inclined downward toward the cradle 35, and a plurality of new bobbins 30 are accommodated on the upper surface thereof so as to roll toward the lower end of the inclination. The outer diameter of the bobbin 30 gradually decreases as the yarn R is unwound. Even in such a case, the guide roller 37 is provided in order to make the yarn path of the yarn R fed from the bobbin 30 constant.

スプライサー38は、例えば空気交絡式のスプライサーからなり、その内部に、隣接する糸状Rを同時に抑え保持する一対のクランプと、加圧空気を隣接する糸状Rへ向かって噴出するノズルなどが配置してある。スプライサー38の上下には、旧ボビン30aの糸条Rを切断するカッター48と、新ボビン30の糸条を切断するカッター49が設けてある。先のノズルから噴出される加圧空気は高度に圧縮された空気、たとえばノズルから噴出される空気速度が音速に達する程度の圧縮空気であることが望ましい。   The splicer 38 is composed of, for example, an air-entangled splicer, and a pair of clamps that simultaneously suppress and hold the adjacent filaments R and a nozzle that ejects pressurized air toward the adjacent filaments R are disposed therein. is there. Above and below the splicer 38, a cutter 48 for cutting the yarn R of the old bobbin 30a and a cutter 49 for cutting the yarn of the new bobbin 30 are provided. The pressurized air ejected from the previous nozzle is preferably highly compressed air, for example, compressed air whose air velocity ejected from the nozzle reaches the speed of sound.

図1および図2に示すように、糸端処理装置39は中空体として構成される捕捉アーム51と、捕捉アーム51に吸引力を作用させるブロアと、捕捉アーム51を往復揺動操作するアーム駆動構造(図示していない)などで構成する。捕捉アーム51は、基端アーム52と、先端アーム53と、糸条Rの端部を吸引捕捉する吸引ノズル54と、先端アーム53を基端アーム52に対して回転操作するノズル操作構造(図示していない)などで構成する。   As shown in FIGS. 1 and 2, the yarn end processing device 39 includes a capture arm 51 configured as a hollow body, a blower that applies a suction force to the capture arm 51, and an arm drive that reciprocally swings the capture arm 51. A structure (not shown) is used. The capture arm 51 includes a proximal arm 52, a distal arm 53, a suction nozzle 54 that sucks and captures the end of the yarn R, and a nozzle operation structure that rotates the distal arm 53 relative to the proximal arm 52 (see FIG. (Not shown).

基端アーム52は、フレーム34の一側において揺動可能に軸支してあり、先端アーム53は基端アーム52に対して相対回転自在に接続してある。捕捉アーム51は、吸引ノズル54がフレーム34の退避凹部34a内に収容される待機位置(図1に示す状態)と、吸引ノズル54が新ボビン30の表面に臨む糸端捕捉位置(図7に想像線で示す状態)との間を、アーム駆動構造によって往復操作される。また、捕捉アーム51が待機位置へ復帰する直前の中継位置(図7の下方に想像線で示す状態)において、吸引ノズル54で捕捉した糸条Rの端部をスプライサー38に受け渡す。   The proximal arm 52 is pivotally supported on one side of the frame 34, and the distal arm 53 is connected to the proximal arm 52 so as to be rotatable relative to the proximal arm 52. The catch arm 51 includes a standby position (the state shown in FIG. 1) in which the suction nozzle 54 is accommodated in the retracting recess 34a of the frame 34, and a yarn end catch position (see FIG. 7) where the suction nozzle 54 faces the surface of the new bobbin 30. The arm drive structure is used to reciprocate between the imaginary line and the imaginary line. In addition, the end of the yarn R captured by the suction nozzle 54 is transferred to the splicer 38 at the relay position immediately before the capture arm 51 returns to the standby position (indicated by an imaginary line below FIG. 7).

糸条残量センサー40は、回転自在な一対のローラー57・57と、一方のローラー57の回転動作を電気信号に変換する回転センサーとで構成してあり、両ローラー57・57で糸条Rを挟み保持している。新ボビン30に巻き付けられた糸条Rの全長は予め判っている。したがって、糸条残量センサー40からの出力信号によって、新ボビン30から繰り出し供給された糸条Rの長さを知り、糸条Rの全長と繰り出された糸条Rの長さから糸条残量を正確に把握することができる。なお、糸条残量センサー40からの出力信号は、後述するように、糸継ぎ動作が終了してスプライサー38が待機状態に復帰した時点で、ゼロにリセットされる。   The yarn remaining amount sensor 40 is composed of a pair of freely rotatable rollers 57 and 57 and a rotation sensor that converts the rotation operation of one roller 57 into an electric signal. Is held. The total length of the yarn R wound around the new bobbin 30 is known in advance. Accordingly, the length of the yarn R fed out from the new bobbin 30 is known from the output signal from the yarn remaining amount sensor 40, and the remaining yarn length is calculated from the total length of the yarn R and the length of the fed yarn R. The amount can be accurately grasped. As will be described later, the output signal from the remaining yarn amount sensor 40 is reset to zero when the splicing operation is completed and the splicer 38 returns to the standby state.

図1に示すようにバッファ装置32は、一群の固定ローラー59と、固定ローラー59に対して接離移動できるダンサーローラー60を要素にして構成する。固定ローラー59とダンサーローラー60には、糸条Rが各ローラー59・60ごとに反転する状態で巻き掛けしてある。したがって、図1に示すように、ダンサーローラー60を固定ローラー59から離れる側へ移動させることにより、両ローラー59・60に巻き掛けた分の糸状Rを貯留することができる。ボビン交換装置31によって、新旧のボビン30・30aが交換され、さらにスプライサー38によって糸継ぎが行われるまでの間、バッファ装置32からヘリカル巻装置6に糸条Rが供給される。このとき、ダンサーローラー60が固定ローラー59に近付くことで糸状Rを供給し、バッファ装置32から送り出された糸条Rはガイドローラー62(図3参照)を介して巻付装置2へと移行案内される。   As shown in FIG. 1, the buffer device 32 includes a group of fixed rollers 59 and a dancer roller 60 that can move toward and away from the fixed rollers 59. The yarn R is wound around the fixed roller 59 and the dancer roller 60 so as to be reversed for each of the rollers 59 and 60. Therefore, as shown in FIG. 1, by moving the dancer roller 60 to the side away from the fixed roller 59, it is possible to store the filament R that is wound around both the rollers 59 and 60. The thread R is supplied from the buffer device 32 to the helical winding device 6 until the old and new bobbins 30 and 30a are exchanged by the bobbin exchanging device 31 and the splicer 38 performs yarn splicing. At this time, the dancer roller 60 approaches the fixed roller 59 to supply the thread R, and the yarn R fed from the buffer device 32 is guided to transfer to the winding device 2 via the guide roller 62 (see FIG. 3). Is done.

以上のように構成したフィラメントワインディング装置は、マンドレルMに対してフープ巻装置5によるフープ巻きと、ヘリカル巻装置6によるヘリカル巻きとを繰り返し行って、マンドレルMの周囲に補強層を形成する。詳しくは、マンドレルMの全体が、ヘリカル巻装置6の一側に突出するように支持台4を移動させ、この状態で巻掛テーブル16を高速回転しながら、支持台4を徐々にスライド移動させることにより、フープ巻き層を形成する。また、図3に示すようにフープ巻装置5をヘリカル巻装置6に近接させておき、支持台4を往復移動しながらマンドレルMをチャック10で僅かずつ回転変位させることによりヘリカル巻き層を形成できる。   The filament winding apparatus configured as described above forms a reinforcing layer around the mandrel M by repeatedly performing hoop winding by the hoop winding apparatus 5 and helical winding by the helical winding apparatus 6 on the mandrel M. Specifically, the support 4 is moved so that the entire mandrel M protrudes to one side of the helical winding device 6, and the support 4 is gradually slid while rotating the winding table 16 in this state. Thus, a hoop winding layer is formed. Further, as shown in FIG. 3, the hoop winding device 5 is placed close to the helical winding device 6, and the helical winding layer can be formed by rotating the mandrel M little by little with the chuck 10 while reciprocating the support base 4. .

上記のように、フープ巻きとヘリカル巻きを、それぞれ専用のフープ巻装置5、およびヘリカル巻装置6で行うと、マンドレルMの外周面に補強層を短時間で能率よく形成できる。ワインディング処理が終了したマンドレルMは、支持台4から取り外されて次の加熱工程へと送られる。支持台4には、新たなマンドレルMが装填されて再び糸条Rが巻き掛けられる。加熱工程では、糸条Rに含浸ないし付着された樹脂を熱硬化させて、補強層を硬化させる。最後に、取付治具11をマンドレルMから取り外して圧力容器の前段体を得ることができる。   As described above, when the hoop winding and the helical winding are performed by the dedicated hoop winding device 5 and the helical winding device 6, respectively, the reinforcing layer can be efficiently formed on the outer peripheral surface of the mandrel M in a short time. The mandrel M after the winding process is removed from the support 4 and sent to the next heating step. A new mandrel M is loaded on the support 4 and the yarn R is wound around it again. In the heating step, the resin impregnated or attached to the yarn R is thermally cured to cure the reinforcing layer. Finally, the mounting jig 11 can be removed from the mandrel M to obtain a front body of the pressure vessel.

次に、ボビン交換装置31による新旧ボビン30・30aの自動交換動作と、両ボビン30・30aの糸継ぎ動作を説明する。糸条Rを送給している旧ボビン30aの糸条残量が所定量にまで減少すると、そのことを糸条残量センサー40からの出力信号で検知して、図5に示すように旧ボビン30aから繰り出される糸条Rがカッター48で切断される。以後は、バッファー装置32に貯留された糸条Rがヘリカル巻装置6に供給される。同時にクレードル35が糸条供給位置から揺動操作されて、図6に想像線で示すように旧ボビン30aをコンベア41の真上に位置させる。この状態で、エアーシリンダー46を退避操作することにより、両チャック45で保持していた旧ボビン30aの巻芯をコンベア41に排出できる。   Next, the automatic replacement operation of the old and new bobbins 30 and 30a by the bobbin replacement device 31 and the yarn splicing operation of both the bobbins 30 and 30a will be described. When the remaining amount of yarn in the old bobbin 30a that is feeding the yarn R is reduced to a predetermined amount, this is detected by an output signal from the remaining yarn amount sensor 40, and the old bobbin 30a as shown in FIG. The yarn R fed out from the bobbin 30a is cut by the cutter 48. Thereafter, the yarn R stored in the buffer device 32 is supplied to the helical winding device 6. At the same time, the cradle 35 is swung from the yarn supply position, and the old bobbin 30a is positioned directly above the conveyor 41 as indicated by an imaginary line in FIG. In this state, by retracting the air cylinder 46, the core of the old bobbin 30a held by both chucks 45 can be discharged to the conveyor 41.

旧ボビン30aを放出したのちのクレードル35は、図6に実線で示すようにボビン補充位置へとさらに揺動操作される。この状態でエアーシリンダー46を進出操作することにより、ストッカー36に保持された新ボビン30の巻芯を一対のチャック45で捕捉固定できる。この後、クレードル35は復帰揺動操作されて糸条供給位置へと戻される。クレードル35が糸条供給位置へ復帰するのに並行して、糸端処理装置39の捕捉アーム51が待機位置から糸端捕捉位置へと揺動操作される。   The cradle 35 after releasing the old bobbin 30a is further swung to the bobbin replenishment position as shown by the solid line in FIG. By moving the air cylinder 46 in this state, the core of the new bobbin 30 held by the stocker 36 can be captured and fixed by the pair of chucks 45. Thereafter, the cradle 35 is returned to the yarn supply position by the return swing operation. In parallel with the return of the cradle 35 to the yarn supply position, the catching arm 51 of the yarn end processing device 39 is swung from the standby position to the yarn end catching position.

図7に示すように、捕捉アーム51の揺動軌跡はスプライサー38で捕捉された糸条Rの糸道と交差している。この糸道を避けるために、先端アーム53と吸引ノズル54は、図7の下方に想像線で示すように、ノズル操作構造で基端アーム52の筒軸心の回りに90度旋回操作される。次に、捕捉アーム51を揺動中心軸47を中心にして糸端捕捉位置へと揺動操作することにより、先の糸道を乗り越えることができる。引き続き、捕捉アーム51を上方揺動操作しながら、先端アーム53と吸引ノズル54を基端アーム52の筒軸心の回りに90度逆向きに旋回操作することにより、吸引ノズル54を糸端捕捉位置に変位操作できる。この状態では、吸引ノズル54のノズル口54aが新ボビン30の表面に対向するので、自由状態の糸状Rの端部を吸引捕捉できる。糸状Rの端部が捕捉されたことは、吸引ノズル54の内部に設けた捕捉センサーで知ることができる。   As shown in FIG. 7, the swinging trajectory of the catching arm 51 intersects the yarn path of the yarn R captured by the splicer 38. In order to avoid this yarn path, the distal arm 53 and the suction nozzle 54 are rotated 90 degrees around the cylinder axis of the proximal arm 52 in the nozzle operation structure, as indicated by the imaginary line below FIG. . Next, the preceding yarn path can be overcome by swinging the catch arm 51 about the swing center shaft 47 to the yarn end catch position. Subsequently, while the capture arm 51 is swung upward, the distal end arm 53 and the suction nozzle 54 are turned 90 degrees around the cylinder axis of the proximal end arm 52 in the reverse direction to capture the suction end 54. Displacement operation can be performed to the position. In this state, since the nozzle port 54a of the suction nozzle 54 faces the surface of the new bobbin 30, the end portion of the free thread R can be sucked and captured. The fact that the end of the filament R has been captured can be recognized by a capture sensor provided inside the suction nozzle 54.

先の捕捉センサーからの捕捉信号を開始信号にして、捕捉アーム51が糸端捕捉位置から中継位置へ向かって復帰揺動操作され、その間に先端アーム53と吸引ノズル54が基端アーム52の筒軸心の回りに90度旋回操作されて糸道を乗り越える。これにより、吸引ノズル54で捕捉された糸条Rはスプライサー38に渡される。スプライサー38の内部では、新ボビン30の糸条Rの中途部が旧ボビン30aの糸条Rに隣接するように案内され、両糸条R・Rの上下がクランプで挟持固定される。これにより糸継ぎの準備が完了するので、下側のカッター49を作動させて余分な糸条Rを切断し、吸引ノズル54によって機外へ排出する。さらに、先端アーム53と吸引ノズル54を復帰旋回させて捕捉アーム51を待機位置へ復帰させる。   Using the capture signal from the previous capture sensor as a start signal, the capture arm 51 is returned and swung from the yarn end capture position toward the relay position, while the tip arm 53 and the suction nozzle 54 are connected to the cylinder of the base end arm 52. It is turned 90 degrees around the axis to get over the yarn path. Thereby, the yarn R captured by the suction nozzle 54 is delivered to the splicer 38. Inside the splicer 38, the middle part of the yarn R of the new bobbin 30 is guided so as to be adjacent to the yarn R of the old bobbin 30a, and the upper and lower sides of both yarns R and R are clamped and fixed by clamps. As a result, preparation for piecing is completed, and the lower cutter 49 is operated to cut off the excess yarn R, and the suction nozzle 54 discharges the yarn to the outside. Further, the distal arm 53 and the suction nozzle 54 are turned back to return the capture arm 51 to the standby position.

上記の状態で、スプライサー38のノズルから加圧空気を隣接する糸状Rへ向かって噴出することにより、両糸状R・Rの単繊維をランダムな方向に激しく振動させて、単繊維どうしを絡ませることにより新旧ボビン30・30aの糸条端を繋ぐことができる。こののち、クランプによる糸状Rの拘束を開放することにより、新ボビン30に巻き込まれた糸状Rを繰り出し供給できる。なお、バッファー装置32において糸条Rを貯留するのは、糸条Rがヘリカル巻装置6に供給されている最中であっても支障なく行える。また、フープ巻装置5が稼動している間にダンサーローラー60を稼動して糸条Rを貯留してもよい。以後、上記の手順を繰り返し行うことにより、新旧ボビン30・30aの自動交換と、両ボビン30・30aの糸条端の自動接続を行って、ワインディング処理の全自動化と高速化を実現することができる。   In the above-described state, spouted air is spouted from the nozzle of the splicer 38 toward the adjacent thread R to vibrate the single fibers of both the threads R and R violently in a random direction and entangle the single fibers. As a result, the yarn ends of the old and new bobbins 30 and 30a can be connected. After that, by releasing the restraint of the thread form R by the clamp, the thread form R caught in the new bobbin 30 can be fed out and supplied. The yarn R can be stored in the buffer device 32 without any trouble even while the yarn R is being supplied to the helical winding device 6. Further, the yarn roller R may be stored by operating the dancer roller 60 while the hoop winding device 5 is operating. Thereafter, by repeating the above-described procedure, the automatic replacement of the old and new bobbins 30 and 30a and the automatic connection of the yarn ends of both bobbins 30 and 30a can be realized to realize fully automatic and high-speed winding processing. it can.

上記の実施例では、クレードル35を糸条供給位置とボビン補充位置との間で往復揺動操作したがその必要はなく、クレードル35を直線状に往復変位操作して、糸条供給位置とボビン補充位置とに切り換えることができる。同様に、糸端処理装置39は往復揺動操作する必要はなく、吸引ノズル54を上下に往復操作し、さらに上下の各位置において出退操作して、新ボビン30の糸条Rの端部を吸引捕捉し、スプライサー38に渡すことができる。その場合には、糸端処理装置39の全体を、スプライサー38で捕捉された糸条Rの糸道の外側方に沿って配置することにより、糸端処理装置39の全体構造を簡素化できる。   In the above embodiment, the cradle 35 is reciprocally swung between the yarn supply position and the bobbin replenishment position. However, this is not necessary, and the cradle 35 is reciprocated linearly to move the yarn supply position and the bobbin. It is possible to switch to the replenishment position. Similarly, it is not necessary for the yarn end processing device 39 to reciprocate and swing, and the suction nozzle 54 is reciprocated up and down, and further retracted at each of the upper and lower positions, and the end of the yarn R of the new bobbin 30 is moved. Can be aspirated and passed to the splicer 38. In that case, the entire structure of the yarn end processing device 39 can be simplified by arranging the entire yarn end processing device 39 along the outside of the yarn path of the yarn R captured by the splicer 38.

ボビン保持退36はシュート状に形成する必要はなく、例えばホッパー状に構成することができる。回収装置41はコンベア41である必要はなく、旧ボビン30aを自重で落下案内するシュートで構成することができる。その場合には、個々のボビン交換装置31ごとにシュートを設ける。上記の実施例では、フィラメント供給装置からフープ巻装置に対し糸条Rを送給したが、フィラメント供給装置はヘリカル巻装置に対して糸条Rを送給するものであってもよい。   The bobbin holding / retracting 36 does not need to be formed in a chute shape, and can be configured, for example, in a hopper shape. The collection device 41 does not need to be the conveyor 41, and can be configured by a chute that guides the old bobbin 30a to drop by its own weight. In that case, a chute is provided for each bobbin changer 31. In the above embodiment, the filament R is fed from the filament supply device to the hoop winding device. However, the filament supply device may feed the yarn R to the helical winding device.

ボビン交換装置の側面図である。It is a side view of a bobbin exchange apparatus. ボビン交換装置の正面図である。It is a front view of a bobbin exchange device. フィラメントワインディング装置の概略平面図である。It is a schematic plan view of a filament winding apparatus. 図3におけるA−A線矢視図である。It is an AA arrow directional view in FIG. ボビン交換の初期状態を示すボビン交換装置の側面図である。It is a side view of the bobbin exchange apparatus which shows the initial state of bobbin exchange. 新ボビンの捕捉動作を示すボビン交換装置の側面図である。It is a side view of the bobbin exchanging device showing a new bobbin capturing operation. 糸継ぎ動作を示すボビン交換装置の側面図である。It is a side view of the bobbin exchanging device showing the yarn splicing operation.

符号の説明Explanation of symbols

1 フィラメント供給装置
2 巻付装置
5 フープ巻装置
6 ヘリカル巻装置
30 ボビン
30a 旧ボビン
31 ボビン交換装置
32 バッファ装置
35 クレードル
36 シュート(ボビン保持体)
38 スプライサー
39 糸端処理装置
40 糸条残量センサー
41 コンベア(回収装置)
R 糸条
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Filament supply apparatus 2 Winding apparatus 5 Hoop winding apparatus 6 Helical winding apparatus 30 Bobbin 30a Old bobbin 31 Bobbin exchange apparatus 32 Buffer apparatus 35 Cradle 36 Chute (bobbin holding body)
38 Splicer 39 Yarn end processing device 40 Yarn remaining amount sensor 41 Conveyor (collecting device)
R yarn

Claims (3)

フープ巻装置及び/又はヘリカル巻装置と、前記フープ巻装置及び/又は前記ヘリカル巻装置に一群の糸条を供給するフィラメント供給装置とを備えているフィラメントワインディング装置であって、
前記フィラメント供給装置は、一群のボビンと、旧ボビンと満巻き状態の新ボビンとを交換する一群のボビン交換装置と、旧ボビンから繰り出される糸条を一時貯留するバッファ装置とを備えていることを特徴とするフィラメントワインディング装置。
A filament winding apparatus comprising: a hoop winding device and / or a helical winding device; and a filament supply device for supplying a group of yarns to the hoop winding device and / or the helical winding device,
The filament supply device includes a group of bobbins, a group of bobbin exchanging devices for exchanging old bobbins and a fully wound new bobbin, and a buffer device for temporarily storing yarn fed out from the old bobbins. Filament winding device characterized by.
前記ボビン交換装置が、満巻き状態の新ボビンの複数個を保持するボビン保持体と、前記ボビン保持体から受け取った新ボビンを回転自在に支持するクレードルと、旧ボビンの糸条残量が一定値以下になったことを検知する糸条残量センサーと、旧ボビンの糸条端と新ボビンの糸条端とを繋ぐスプライサーと、新ボビンの糸条端を捕捉して前記スプライサーに渡す糸端処理装置と、前記クレードルから排出された旧ボビンを回収する回収装置を含む請求項1記載のフィラメントワインディング装置。   The bobbin exchanging device has a bobbin holding body that holds a plurality of fully wound new bobbins, a cradle that rotatably supports the new bobbin received from the bobbin holding body, and the remaining thread amount of the old bobbin is constant. Yarn remaining amount sensor that detects when the value is less than the value, a splicer that connects the end of the old bobbin and the end of the new bobbin, and a yarn that captures the end of the new bobbin and passes it to the splicer The filament winding apparatus according to claim 1, further comprising an end processing device and a collecting device that collects the old bobbin discharged from the cradle. 前記糸端処理装置が、新ボビンの糸条端を吸引捕捉する捕捉アームを供えており、
前記捕捉アームが、前記クレードルで前記糸条供給位置に保持された新ボビンの表面から糸条端を吸引捕捉する糸端捕捉位置と、吸引捕捉した糸条端をスプライサーに渡す中継位置と、待機位置との間を往復変位できるよう構成されている請求項2記載のフィラメントワインディング装置。
The yarn end processing device is provided with a catching arm for sucking and catching a yarn end of a new bobbin;
The catching arm has a yarn end catching position for sucking and catching the yarn end from the surface of the new bobbin held at the yarn supply position by the cradle, a relay position for passing the sucked and caught yarn end to the splicer, and standby. The filament winding apparatus according to claim 2, wherein the filament winding apparatus is configured to be able to reciprocate between positions.
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