JP2015214051A - Filament winding apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、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.
従来、フィラメントワインディング装置の技術は公知である（例えば、特許文献１）。
特許文献１に記載のフィラメントワインディング装置は、ヘリカル巻装置により供給される繊維のテンションを検出するテンションセンサを備えている。前記テンションセンサは、糸道ガイドの上流側に設けられており、糸道ガイドの上流側を走行している繊維のテンションを検出する。
Conventionally, the technique of a filament winding apparatus is well-known (for example, patent document 1).
The filament winding apparatus described in
しかし、糸道ガイドがたわんだ場合又は屈曲した場合、繊維が糸道ガイドの出口で屈曲して、繊維のテンションが上昇し、これにより、糸道ガイドの上流側と下流側では繊維のテンションが異なるおそれがある。従って、糸道ガイドの下流側を走行している繊維のテンションを検出したい場合は、特許文献１の糸道ガイドの上流側に設置されるテンションセンサでは精度よく検出することが困難となる。
However, when the yarn path guide is bent or bent, the fiber is bent at the exit of the yarn path guide and the tension of the fiber rises, so that the fiber tension is increased on the upstream side and the downstream side of the yarn path guide. May be different. Therefore, when it is desired to detect the tension of the fiber traveling on the downstream side of the yarn path guide, it is difficult to accurately detect the tension sensor installed on the upstream side of the yarn path guide of
そこで、糸道ガイドの下流側にテンションセンサを設置する方法が考えられる。
しかし、ヘリカル巻きの巻き付け方向が反転するときに、糸道ガイドとライナーの間に張られている繊維の傾斜方向も反対側に変わるので、繊維の傾斜方向に合わせてテンションセンサを移動させなければならず、また、テンションセンサの設置スペースの問題もあり、テンションセンサを設置することが困難であった。
これにより、糸道ガイドの下流側にて、糸道ガイドからライナーに向かって走行している繊維のテンションを検出することが困難であった。
Therefore, a method of installing a tension sensor on the downstream side of the yarn path guide can be considered.
However, when the helical winding direction is reversed, the inclination direction of the fiber stretched between the yarn guide and the liner also changes to the opposite side, so the tension sensor must be moved in accordance with the inclination direction of the fiber. In addition, there is a problem of the installation space of the tension sensor, and it is difficult to install the tension sensor.
This makes it difficult to detect the tension of the fiber traveling from the yarn guide toward the liner on the downstream side of the yarn guide.
本発明は、ヘリカル巻装置の糸道ガイドからライナーに向かって走行している繊維のテンションを算出することが可能なフィラメントワインディング装置を提供する。 The present invention provides a filament winding apparatus capable of calculating the tension of a fiber traveling from a yarn path guide of a helical winding device toward a liner.
第１の発明は、
ライナーをその軸回り方向に回転させながらその軸方向に移動させることで、ヘリカル巻装置の糸道ガイドから繊維を引き出して前記ライナーの外周に巻き付けるフィラメントワインディング装置であって、
前記ヘリカル巻装置によるヘリカル巻きが行われているときの前記糸道ガイドのたわみ量を検出するたわみ量検出部と、前記たわみ量検出部により検出された前記糸道ガイドのたわみ量に基づいて前記糸道ガイドから前記ライナーに向かって走行している繊維のテンションを算出するテンション算出部と、を備える。
The first invention is
A filament winding device that draws a fiber from a yarn path guide of a helical winding device and winds it around the outer periphery of the liner by moving the liner in the axial direction while rotating the liner around its axis,
Based on the deflection amount of the yarn path guide detected by the deflection amount detection unit detected by the deflection amount detection unit that detects the deflection amount of the yarn path guide when the helical winding is performed by the helical winding device. A tension calculating unit that calculates the tension of the fiber running from the yarn path guide toward the liner.
第２の発明においては、
前記たわみ量検出部が、ひずみゲージ、非接触式変位計、ジャイロセンサ、又は加速度センサで構成される。
In the second invention,
The deflection amount detection unit includes a strain gauge, a non-contact displacement meter, a gyro sensor, or an acceleration sensor.
第３の発明においては、
前記たわみ量検出部は、前記糸道ガイドを撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された前記糸道ガイドの画像に基づいて前記糸道ガイドのたわみ量を演算するたわみ量演算手段と、を有する。
In the third invention,
The deflection amount detection unit includes: an imaging unit that images the yarn path guide; a deflection amount calculation unit that calculates a deflection amount of the yarn path guide based on an image of the yarn path guide captured by the imaging unit; Have
第４の発明においては、
前記たわみ量演算手段は、前記ライナーの軸回り方向に並置された複数の前記糸道ガイドの先端部のマークを結んで画定される楕円の長径、短径、及び、中心位置のうちの少なくとも一つに基づいて前記糸道ガイドのたわみ量を算出する。
In the fourth invention,
The deflection amount calculation means includes at least one of a major axis, a minor axis, and a center position of an ellipse defined by connecting marks at the tip ends of the plurality of yarn path guides juxtaposed in a direction around the axis of the liner. The amount of deflection of the yarn path guide is calculated based on the tension.
第５の発明においては、
前記楕円の形状に基づいて前記ヘリカル巻装置の異常を検知する異常検知部を備える。
In the fifth invention,
An abnormality detection unit that detects an abnormality of the helical winding device based on the shape of the ellipse is provided.
第６の発明においては、
前記たわみ量演算手段は、前記糸道ガイドの先端部の位置に基づいて前記糸道ガイドのたわみ量を算出する。
In the sixth invention,
The deflection amount calculation means calculates the deflection amount of the yarn path guide based on the position of the tip of the yarn path guide.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
第１の発明によれば、たわみ量検出部により糸道ガイドのたわみ量を検出することで、テンションセンサを設置することなく、糸道ガイドからライナーに向かって走行している繊維のテンションを算出することが可能になる。 According to the first invention, by detecting the deflection amount of the yarn path guide by the deflection amount detection unit, the tension of the fiber traveling from the yarn path guide toward the liner is calculated without installing a tension sensor. It becomes possible to do.
第２の発明によれば、ひずみゲージ、非接触式変位計、加速度センサ、又はジャイロセンサにより糸道ガイドのたわみ量を検出することで、テンションセンサを設置することなく、糸道ガイドからライナーに向かって走行している繊維のテンションを算出することが可能になる。 According to the second aspect of the present invention, the deflection amount of the yarn path guide is detected by a strain gauge, a non-contact displacement meter, an acceleration sensor, or a gyro sensor, so that the tension guide is not installed to the liner. It becomes possible to calculate the tension of the fiber traveling toward the vehicle.
第３の発明によれば、撮像手段及びたわみ量演算手段を用いて糸道ガイドのたわみ量を算出することで、テンションセンサを設置することなく、糸道ガイドからライナーに向かって走行している繊維のテンションを算出することが可能である。 According to the third aspect of the present invention, the deflection amount of the yarn path guide is calculated using the imaging unit and the deflection amount calculation unit, so that the vehicle travels from the yarn path guide toward the liner without installing a tension sensor. It is possible to calculate the tension of the fiber.
第４の発明によれば、楕円Ｅを画定することで、複数の糸道ガイドを一括して監視することが可能である。 According to the fourth invention, by defining the ellipse E, it is possible to monitor a plurality of yarn path guides collectively.
第５の発明によれば、ヘリカル巻装置の異常の有無を監視することが可能である。 According to the fifth aspect, it is possible to monitor the presence or absence of abnormality of the helical winding device.
第６の発明によれば、複数の糸道ガイドが設けられるとき、各糸道ガイドのたわみ量をそれぞれ算出でき、各繊維のテンションをそれぞれ算出することが可能になる。 According to the sixth invention, when a plurality of yarn path guides are provided, the deflection amount of each thread path guide can be calculated, and the tension of each fiber can be calculated.
まず、フィラメントワインディング装置１００について説明する。
First, the
フィラメントワインディング装置１００は、ライナー１の外周に繊維Ｆ１・Ｆ２を巻き付ける装置である。
ライナー１は、例えば高強度アルミニウム材やポリアミド系樹脂などによって形成された略円筒形状の中空容器である。ライナー１は、該ライナー１の外周に繊維Ｆ１・Ｆ２が巻き付けられることによって耐圧特性の向上が図られる。つまり、ライナー１は、耐圧容器を構成する基材とされる。
繊維Ｆ１・Ｆ２は、炭素繊維などの繊維束にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂又はポリスチレン等の熱可塑性樹脂を含浸させた帯状体等で構成される。
The
The
The fibers F1 and F2 are configured by a strip or the like in which a fiber bundle such as carbon fiber is impregnated with a thermosetting resin such as an epoxy resin or a thermoplastic resin such as polystyrene.
図１に示すように、フィラメントワインディング装置１００は、基台１０と、ライナー支持部２０と、フープ巻装置３０と、ヘリカル巻装置４０と、テンション算出装置と、を備える。
As shown in FIG. 1, the
基台１０には、ライナー１を支持するライナー支持部２０を案内する第一レール１１、及びフープ巻装置３０を案内する第二レール１２が設けられる。第一レール１１及び第二レール１２は、それぞれライナー１の軸方向Ｎに延びている。
The
ライナー支持部２０は、ベース２１、支持台２２・２２、及び回転軸２３を有する。
ベース２１は、第一レール１１上に配置されており、ライナー１の軸方向Ｎに摺動可能に支持されている。ベース２１には、ベース２１をライナー１の軸方向Ｎに摺動させるベース駆動装置（不図示）が接続されている。前記ベース駆動装置は、モータ、空圧シリンダ、又は油圧シリンダ等で構成される。ベース２１の上部には、支持台２２・２２がライナー１の軸方向Ｎに間隔を空けて配置される。支持台２２・２２の間には、回転軸２３が配置されている。回転軸２３には、回転軸２３を回転させる回転軸駆動装置（不図示）が接続されている。前記回転軸駆動装置は、モータ等で構成される。回転軸２３には、ライナー１が取り付けられている。
ライナー１は、前記ベース駆動装置によりベース２１が摺動されることで、その軸方向Ｎに移動する。
ライナー１は、前記回転軸駆動装置により回転軸２３が回転されることで、その軸回り方向Ｍのうちのいずれか一方の方向に回転する。
The
The
The
The
フープ巻装置３０は、フープ巻きを行うものである。フープ巻きでは、繊維Ｆ１の巻き付け角度がライナー１の軸方向Ｎに対して略垂直となる。フープ巻装置３０は、フープフレーム３１、及び巻掛テーブル３２を有する。フープフレーム３１は、第二レール１２に係合しており、ライナー１の軸方向Ｎに摺動可能に支持されている。フープフレーム３１には、ライナー１の通過可能な孔３１ａが形成されている。フープフレーム３１には、フープフレーム３１をライナー１の軸方向Ｎに摺動させるフレーム駆動装置（不図示）が接続されている。前記フレーム駆動装置は、モータ、空圧シリンダ、又は油圧シリンダ等で構成される。フープフレーム３１には、巻掛テーブル３２が回転可能に取り付けられている。巻掛テーブル３２には、繊維Ｆ１が巻回されるボビン３３、ボビン３３の繊維Ｆ１をライナー１に案内する案内部材（不図示）等が設けられる。巻掛テーブル３２には、巻掛テーブル３２をライナー１の軸回り方向Ｍに回転させるテーブル駆動装置３４が接続されている。テーブル駆動装置３４は、モータ等で構成される。
The
フープ巻装置３０によるフープ巻きは以下の手順で行われる。まず、繊維Ｆ１がボビン３３から引き出され、ライナー１に粘着テープや溶着などで固定される。次に、前記フレーム駆動装置及びテーブル駆動装置３４が作動されることで、巻掛テーブル３２が、ライナー１の軸回り方向Ｍに回転されつつ、ライナー１の軸方向Ｎに摺動される。そして、ライナー１がフープフレーム３１の孔３１ａを通過することで、繊維Ｆ１がライナー１の外周に巻き付けられて、フープ巻きが行なわれる。
The hoop winding by the
図１及び図２に示すように、ヘリカル巻装置４０は、ヘリカル巻きを行うものである。ヘリカル巻きでは、繊維Ｆ２の巻き付け角度が、ライナー１の軸方向Ｎに対して略平行又は所定の値θとなる。ヘリカル巻装置４０は、ヘリカルフレーム４１、第一ヘリカルヘッド４２、及び第二ヘリカルヘッド４３を有する。
ヘリカルフレーム４１は、基台１０から固定的に立設しており、ライナー１の通過可能な孔４１ａが形成されている。ヘリカルフレーム４１には、ヘリカルヘッド４２・４３が設けられる。ヘリカルヘッド４２・４３は、ライナー１の軸方向Ｎに互いに隣接するように配置される。
なお、本実施形態のヘリカル巻装置４０は、二つのヘリカルヘッド４２・４３を備えているが、ヘリカルヘッドは単数でもよく、又は、三つ以上でもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the helical winding
The
In addition, although the helical winding
第一ヘリカルヘッド４２には、複数の糸道ガイド４４が設けられている。第一ヘリカルヘッド４２の糸道ガイド４４は、繊維Ｆ２をライナー１の外周へと案内する部材であり、繊維Ｆ２が挿通可能な筒状に形成される。
第一ヘリカルヘッド４２には、各糸道ガイド４４を、その軸回り方向に回転可能に支持すると共に、ライナー１に近接離間する方向に移動可能に支持するガイド支持装置４６が設けられている。
The first
The first
第二ヘリカルヘッド４３には、複数の糸道ガイド４４が設けられている。第二ヘリカルヘッド４３の糸道ガイド４４は、繊維Ｆ２をライナー１の外周へと案内する部材であり、繊維Ｆ２が挿通可能な筒状に形成される。
第二ヘリカルヘッド４３には、各糸道ガイド４４を、その軸回り方向に回転可能に支持すると共に、ライナー１に近接離間する方向に移動可能に支持するガイド支持装置４７が設けられている。
また、第二ヘリカルヘッド４３には、第二ヘリカルヘッド４３をライナー１の軸方向Ｎに移動させることで、ヘリカルヘッド４２・４３の間隔を調節する間隔調節手段４８が設けられている。
また、第二ヘリカルヘッド４３には、第二ヘリカルヘッド４３をライナー１の軸回り方向Ｍに回転させることで、ヘリカルヘッド４２・４３間の軸回り方向Ｍの位相差を調整する位相差調節手段４９が設けられている。
The second
The second
Further, the second
Further, the second
第一ヘリカルヘッド４２の糸道ガイド４４と、第二ヘリカルヘッド４３の糸道ガイド４４は、ライナー１の軸回り方向Ｍに等間隔を空けて交互に並置されている。各糸道ガイド４４は、ライナー１の軸Ｚを中心にして放射状に配置されており、その先端部４４ａをライナー１の軸Ｚに向けて突出させている。
各糸道ガイド４４は、図示しない各ボビンから繊維Ｆ２をそれぞれ供給される。各繊維Ｆ２は、各ボビンから各糸道ガイド４４に供給されるまでの間に、図示しないテンション付与装置によりテンションを付与される。各糸道ガイド４４に供給された各繊維Ｆ２は、各糸道ガイド４４の先端部４４ａからライナー１の外周へとそれぞれ供給される。
The yarn path guide 44 of the first
Each yarn path guide 44 is supplied with fibers F2 from bobbins (not shown). Each fiber F <b> 2 is tensioned by a tension applying device (not shown) until it is supplied from each bobbin to each yarn path guide 44. Each fiber F <b> 2 supplied to each yarn path guide 44 is supplied from the
ヘリカル巻装置４０によるヘリカル巻きは以下の手順で行われる。
まず、各繊維Ｆ２が各糸道ガイド４４を介して引き出され、ライナー１に粘着テープ又は溶着などで固定される。次に、前記ベース駆動装置及び前記回転軸駆動装置が作動されることで、ライナー１がその軸回り方向Ｍに回転されつつ、その軸方向Ｎに移動される。図２では、ライナー１が軸回り方向Ｍの一側Ｍ１に回転されつつ、軸方向Ｎの一側Ｎ１に移動されている。そして、ライナー１が、ヘリカルフレーム４１の孔４１ａを通過することで、各繊維Ｆ２がライナー１の外周に巻き付けられて、ヘリカル巻きが行なわれる。なお、ヘリカル巻きが行なわれているときに、ガイド支持装置４６・４７により、各糸道ガイド４４とライナー１の間隔が調整される。
Helical winding by the helical winding
First, each fiber F2 is pulled out via each yarn path guide 44 and fixed to the
以下では、前記テンション算出装置について説明する。
なお、前記テンション算出装置の説明に用いる図３〜図１４は、説明の便宜上、簡素化した図面としている。
Hereinafter, the tension calculating device will be described.
3 to 14 used for explaining the tension calculating device are simplified for convenience of explanation.
［第一実施形態］
まず、前記テンション算出装置の第一実施形態であるテンション算出装置５０について説明する。
[First embodiment]
First, a
図３に示すように、テンション算出装置５０は、たわみ量検出部５１と、テンション算出部５２と、を有する。
As illustrated in FIG. 3, the
たわみ量検出部５１は、ひずみゲージで構成され、当該ひずみゲージが糸道ガイド４４毎にそれぞれ設けられている。各たわみ量検出部５１は、ヘリカル巻装置４０によるヘリカル巻きが行われているときの各糸道ガイド４４のたわみ量Ｐを検出する。
糸道ガイド４４のたわみ量Ｐとは、繊維Ｆ２に付加されるテンションにより糸道ガイド４４の先端部４４ａがたわむときの糸道ガイド４４の変形量のことである。
The deflection
The deflection amount P of the yarn path guide 44 is a deformation amount of the yarn path guide 44 when the
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、ヘリカル巻装置４０によるヘリカル巻きが行われているとき、各糸道ガイド４４は、案内する各繊維Ｆ２に付加されるテンションＱによって屈曲して、その先端部４４ａがたわむことがある。各たわみ量検出部５１は、各糸道ガイド４４のこの屈曲する箇所（所定箇所）に設置される。
各たわみ量検出部５１は、各糸道ガイド４４の先端部４４ａがたわむとき、出力電圧が変化して、各糸道ガイド４４のひずみ量をそれぞれ検出し、この検出した各ひずみ量を、各糸道ガイド４４のたわみ量Ｐとしてそれぞれ算出する。
As shown in FIGS. 4A and 4B, when helical winding is performed by the helical winding
Each deflection
テンション算出部５２は、糸道ガイド４４からライナー１に向かって走行している繊維Ｆ２のテンションＱを算出する。
図３に示すように、テンション算出部５２は、各たわみ量検出部５１に接続されており、各たわみ量検出部５１により検出された各糸道ガイド４４のたわみ量Ｐに関する情報を取得することが可能である。
The
As shown in FIG. 3, the
テンション算出部５２には、テンション演算式Ｑ（Ｐ）が記憶されている。
テンション演算式Ｑ（Ｐ）は、たわみ量検出部５１により検出される糸道ガイド４４のたわみ量Ｐを変数として、当該糸道ガイド４４からライナー１に向かって走行している繊維Ｆ２のテンションＱが決まるように構成された演算式である。
The
The tension calculation formula Q (P) uses the deflection amount P of the yarn path guide 44 detected by the deflection
前記テンション演算式Ｑ（Ｐ）は、以下の（１−１）〜（１−４）に示す手順で作成される。 The tension calculation formula Q (P) is created according to the following procedures (1-1) to (1-4).
（１―１）図５に示すように、糸道ガイド４４とライナー１の間に張られている繊維Ｆ２に対してテンションセンサ２が設置される。
テンションセンサ２は、糸道ガイド４４からライナー１に向かって走行している繊維Ｆ２のテンションＱを測定する。テンションセンサ２は、例えばロードセルで構成される。
(1-1) As shown in FIG. 5, the
The
（１−２）糸道ガイド４４の前記所定箇所にたわみ量検出部５１が設置される。
(1-2) The deflection
（１−３）ヘリカル巻装置４０によるヘリカル巻きが行われ、繊維Ｆ２が糸道ガイド４４からライナー１の外周へと供給される。このとき、テンションセンサ２により測定される繊維Ｆ２のテンションＱに関する情報、たわみ量検出部５１により検出される糸道ガイド４４のたわみ量Ｐに関する情報等が取得される。具体的には、図６（ａ）及び図６（ｂ）のラインＬ１〜Ｌ３に示す情報が取得される。
図６（ａ）に示すように、ラインＬ１には、時間Ｔと、繊維Ｆ２の走行速度である糸速Ｖと、の関係が示されている。
図６（ｂ）に示すように、ラインＬ２には、時間Ｔと、テンションセンサ２により測定された繊維Ｆ２のテンションＱと、の関係が示されている。
図６（ｂ）に示すように、ラインＬ３には、時間Ｔと、たわみ量検出部５１により検出された糸道ガイド４４のたわみ量Ｐと、の関係が示されている。
ラインＬ２及びラインＬ３によると、糸道ガイド４４のたわみ量Ｐと、繊維Ｆ２のテンションＱと、が略比例関係にあることがわかる。
(1-3) Helical winding is performed by the helical winding
As shown in FIG. 6A, the line L1 shows the relationship between the time T and the yarn speed V that is the traveling speed of the fiber F2.
As shown in FIG. 6B, the line L2 shows the relationship between the time T and the tension Q of the fiber F2 measured by the
As shown in FIG. 6B, the line L3 shows the relationship between the time T and the deflection amount P of the yarn path guide 44 detected by the deflection
According to the line L2 and the line L3, it can be seen that the deflection amount P of the yarn path guide 44 and the tension Q of the fiber F2 are in a substantially proportional relationship.
（１−４）前記ラインＬ２及びラインＬ３を用いて、糸道ガイド４４のたわみ量Ｐを変数として、繊維Ｆ２のテンションＱが決まるように構成された近似式である前記テンション演算式Ｑ（Ｐ）が作成される。
前記テンション演算式Ｑ（Ｐ）によって、たわみ量検出部５１により検出された糸道ガイド４４のたわみ量Ｐと、繊維Ｆ２のテンションＱと、の関係が定式化される。
(1-4) Using the line L2 and the line L3, the tension calculation formula Q (P, which is an approximate expression configured to determine the tension Q of the fiber F2 with the deflection amount P of the yarn path guide 44 as a variable. ) Is created.
The relationship between the deflection amount P of the yarn path guide 44 detected by the deflection
テンション算出部５２は、ヘリカル巻装置４０によるヘリカル巻きが行われているとき、各たわみ量検出部５１により検出された各糸道ガイド４４のたわみ量Ｐに関する情報を取得して、取得した各糸道ガイド４４のたわみ量Ｐを前記テンション演算式Ｑ（Ｐ）に代入することで、各繊維Ｆ２のテンションＱを算出する。
The
なお、本実施形態では、テンション算出部５２が、前記テンション演算式Ｑ（Ｐ）を用いて繊維Ｆ２のテンションＱを算出するように構成したが、本発明はこれに限定されない。テンション算出部５２は、テンションマップを用いて繊維Ｆ２のテンションＱを算出するように構成してもよい。
前記テンションマップは、たわみ量検出部５１により検出される糸道ガイド４４のたわみ量Ｐと、テンションセンサ２により測定される繊維Ｆ２のテンションＱとの関係を求め、マップとしたものである。前記テンションマップは、テンション算出部５２に予め記憶されている。
In the present embodiment, the
The tension map is a map obtained by obtaining the relationship between the deflection amount P of the yarn path guide 44 detected by the deflection
図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、各たわみ量検出部５１を、レーザー式、超音波式、又は渦電流式等の非接触式変位計で構成してもよい。この場合、各たわみ量検出部５１は、各糸道ガイド４４を支持する部材（ヘリカルフレーム４１の孔４１ａの内周面等）に設置され、各糸道ガイド４４の先端部４４ａと対向配置される。
各たわみ量検出部５１は、各糸道ガイド４４の先端部４４ａとの間の距離Ｄを検出する。各たわみ量検出部５１は、各糸道ガイド４４にたわみが生じていないときの検出値Ｄ１と、各糸道ガイド４４にたわみが生じているときの検出値Ｄ２との差を、各糸道ガイド４４のたわみ量Ｐとしてそれぞれ算出する（Ｐ＝Ｄ１―Ｄ２）。
この場合、テンション演算式Ｑ（Ｐ）及びテンションマップは、前記非接触式変位計を用いて取得される糸道ガイド４４のたわみ量Ｐと、テンションセンサ２により測定される繊維Ｆ２のテンションＱと、の相関データに基づいて作成される（図６（ｂ）のラインＬ２及びラインＬ３参照）。
As shown in FIGS. 7A and 7B, each deflection
Each deflection
In this case, the tension calculation formula Q (P) and the tension map include the deflection amount P of the yarn path guide 44 obtained using the non-contact displacement meter, and the tension Q of the fiber F2 measured by the
図７（ｃ）及び図７（ｄ）に示すように、各たわみ量検出部５１を、ジャイロセンサで構成してもよい。この場合、各たわみ量検出部５１は、各糸道ガイド４４の先端部４４ａにそれぞれ設置される。
各たわみ量検出部５１は、各糸道ガイド４４がたわんで屈曲するときの角速度をそれぞれ検出し、検出した角速度を積分して各糸道ガイド４４の屈曲角θｐを算出し、この算出した各屈曲角θｐを、各糸道ガイド４４のたわみ量Ｐとしてそれぞれ算出する。
この場合、テンション演算式Ｑ（Ｐ）及びテンションマップは、前記ジャイロセンサを用いて取得される糸道ガイド４４のたわみ量Ｐと、テンションセンサ２により測定される繊維Ｆ２のテンションＱと、の相関データに基づいて作成される（図６（ｂ）のラインＬ２及びラインＬ３参照）。
As shown in FIGS. 7C and 7D, each deflection
Each deflection
In this case, the tension calculation expression Q (P) and the tension map are the correlation between the deflection amount P of the yarn path guide 44 obtained using the gyro sensor and the tension Q of the fiber F2 measured by the
また、各たわみ量検出部５１を、加速度センサで構成してもよい。この場合、各たわみ量検出部５１は、各糸道ガイド４４の先端部４４ａにそれぞれ設置される（図７（ｃ）及び図７（ｄ）参照）。
各たわみ量検出部５１は、各糸道ガイド４４の先端部４４ａがたわむときに、各糸道ガイド４４の加速度をそれぞれ検出し、検出した加速度を二回積分した値を、各糸道ガイド４４のたわみ量Ｐとしてそれぞれ算出する。
この場合、テンション演算式Ｑ（Ｐ）及びテンションマップは、前記加速度センサを用いて取得される糸道ガイド４４のたわみ量Ｐと、テンションセンサ２により測定される繊維Ｆ２のテンションＱと、の相関データに基づいて作成される（図６（ｂ）のラインＬ２及びラインＬ３参照）。
Each deflection
Each deflection
In this case, the tension calculation formula Q (P) and the tension map are a correlation between the deflection amount P of the yarn path guide 44 acquired using the acceleration sensor and the tension Q of the fiber F2 measured by the
以上のように、たわみ量検出部５１により糸道ガイド４４のたわみ量Ｐを検出することで、ロードセルなどのテンションセンサ２を設置することなく、当該糸道ガイド４４からライナー１に向かって走行している繊維Ｆ２のテンションＱを算出することが可能になる。
As described above, by detecting the deflection amount P of the yarn path guide 44 by the deflection
［第二実施形態］
以下では、前記テンション算出装置の第二実施形態であるテンション算出装置６０について説明する。
[Second Embodiment]
Below, the
図８に示すように、テンション算出装置６０は、たわみ量検出部６１と、テンション算出部６２と、を有する。
As illustrated in FIG. 8, the
たわみ量検出部（画像センサ）６１は、撮像手段６３ａ〜６３ｄと、たわみ量演算手段６４と、を有する。
The deflection amount detection unit (image sensor) 61 includes
図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、撮像手段（カメラ）６３ａ〜６３ｄは、複数設けられており、ライナー１の軸回り方向Ｍに並置されている。本実施形態では、四つの撮像手段６３ａ〜６３ａが、ライナー１の軸回り方向Ｍに９０度ずつ間隔を空けて並置されている。各撮像手段６３ａ〜６３ｄは、糸道ガイド４４を、ライナー１の軸Ｚに対して傾斜した方向から撮像する。
ヘリカル巻きが行われている状態で、一つの撮像手段を用いて糸道ガイド４４を撮像した場合は、ライナー１が邪魔になって、全ての糸道ガイド４４を同時に撮像できない。これに対し、本実施形態のように複数の撮像手段６３ａ〜６３ｄを用いることによって、全ての糸道ガイド４４を同時に撮像することが可能になる。
As shown in FIGS. 9A and 9B, a plurality of imaging means (cameras) 63 a to 63 d are provided and are juxtaposed in the direction M around the axis of the
When the yarn path guide 44 is imaged using one imaging unit in a state where the helical winding is performed, the
たわみ量演算手段６４は、各糸道ガイド４４のたわみ量Ｐが同一であるとみなして、糸道ガイド４４・４４・・・の全体的なたわみ量Ｐを算出する。 The deflection amount calculating means 64 considers that the deflection amount P of each yarn path guide 44 is the same, and calculates the overall deflection amount P of the yarn path guides 44.
図８に示すように、たわみ量演算手段６４は、撮像手段６３ａ〜６３ｄに接続されており、撮像手段６３ａ〜６３ｄにより撮像された画像データを受信することが可能である。 As shown in FIG. 8, the deflection amount calculating means 64 is connected to the imaging means 63a to 63d, and can receive the image data imaged by the imaging means 63a to 63d.
たわみ量演算手段６４は、撮像手段６３ａ〜６３ｄにより撮像された糸道ガイド４４の画像データを受信して、受信した当該画像データに基づいて糸道ガイド４４のたわみ量Ｐを算出する。 The deflection amount calculation means 64 receives the image data of the yarn path guide 44 imaged by the imaging means 63a to 63d, and calculates the deflection amount P of the yarn path guide 44 based on the received image data.
以下では、たわみ量演算手段６４により糸道ガイド４４のたわみ量Ｐが算出されるときの手順（２−１）〜（２−７）について説明する。 Hereinafter, procedures (2-1) to (2-7) when the deflection amount P of the yarn path guide 44 is calculated by the deflection amount calculation means 64 will be described.
（２−１）ヘリカル巻装置４０によるヘリカル巻きが行われ、各繊維Ｆ２が各糸道ガイド４４からライナー１の外周へと供給される。
(2-1) Helical winding is performed by the helical winding
（２−２）撮像手段６３ａ〜６３ｄが、糸道ガイド４４を撮像する（図９（ａ）及び図９（ｂ）参照）。
(2-2) The
（２−３）たわみ量演算手段６４は、撮像手段６３ａ〜６３ｄにより撮像された糸道ガイド４４の画像データを受信して、各糸道ガイド４４の先端部４４ａの位置（マーク）αを算出する（図１１（ａ）及び図１１（ｂ）参照）。
たわみ量演算手段６４は、撮像手段６３ａ〜６３ｄにより撮像された各糸道ガイド４４の画像と、予め記憶されている各糸道ガイド４４の先端部４４ａの形状・サイズ等に関する情報と、を比較することで、各糸道ガイド４４の先端部４４ａの位置αを算出する。なお、撮像手段により撮像された画像内の、特定の物体の位置（糸道ガイド４４の先端部４４ａの位置α）を算出する画像処理解析技術については公知であるため詳細な説明は省略する。
(2-3) The deflection amount calculating means 64 receives the image data of the yarn path guides 44 imaged by the imaging means 63a to 63d, and calculates the position (mark) α of the
The deflection amount calculation means 64 compares the images of the yarn path guides 44 imaged by the imaging means 63a to 63d with information relating to the shape and size of the
（２−４）たわみ量演算手段６４は、算出した各糸道ガイド４４の先端部４４ａの位置αを、撮像手段６３ａの座標系に変換する。すなわち、撮像手段６３ｂ〜６３ｄにより撮像された各糸道ガイド４４の先端部４４ａの位置αについては、ライナー１が存在していないと仮定して、撮像手段６３ａにより撮像されたときに写ると推定される位置αに変換される。図１０〜図１２（ｂ）は、撮像手段６３ａの座標系から見た図である。なお、本実施形態では、撮像手段６３ａの座標系に変換したが、撮像手段６３ｂ〜６３ｄのいずれかの座標系に変換してもよい。
(2-4) The deflection amount calculation means 64 converts the calculated position α of the
（２−５）図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、たわみ量演算手段６４は、隣り合う糸道ガイド４４の先端部４４ａの位置（マーク）αを結んで、楕円Ｅを作成する。
前記したように、撮像手段６３ａは、糸道ガイド４４を、ライナー１の軸Ｚに対して傾斜した方向から撮像している。従って、隣り合う糸道ガイド４４の先端部４４ａの位置αを結んでいくと、楕円Ｅが作成される。
(2-5) As shown in FIGS. 11 (a) and 11 (b), the deflection amount calculating means 64 connects the positions (marks) α of the
As described above, the
（２−６）たわみ量演算手段６４は、楕円Ｅの長径Ｒ１を算出する。 (2-6) The deflection amount calculation means 64 calculates the major axis R1 of the ellipse E.
（２−７）たわみ量演算手段６４は、基準楕円Ｅｘの基準長径Ｒ１ｘと、前記（２−６）で算出した楕円Ｅの長径Ｒ１との差を、糸道ガイド４４のたわみ量Ｐとして算出する。基準楕円Ｅｘは、糸道ガイド４４がたわんでいない状態で、糸道ガイド４４の先端部４４ａの基準位置（基準マーク）αｘを結んで作成される楕円である（図１０、図１２（ａ）及び図１２（ｂ））参照）。基準楕円Ｅｘの基準長径Ｒ１ｘの情報は、予めたわみ量演算手段６４に記憶されている。
(2-7) The deflection amount calculating means 64 calculates the difference between the reference major axis R1x of the reference ellipse Ex and the major axis R1 of the ellipse E calculated in (2-6) as the deflection amount P of the yarn path guide 44. To do. The reference ellipse Ex is an ellipse created by connecting the reference position (reference mark) αx of the
なお、本実施形態では、たわみ量演算手段６４は、楕円Ｅの長径Ｒ１に基づいて糸道ガイド４４のたわみ量Ｐとして算出するように構成したが、本発明はこれに限定されない。
たわみ量演算手段６４は、楕円Ｅの長径Ｒ１、短径Ｒ２、及び、中心位置Ｏのうちの少なくとも一つに基づいて糸道ガイド４４のたわみ量Ｐを算出するように構成してもよい。
これは、楕円Ｅのサイズ及び位置が、糸道ガイド４４のたわみ量Ｐと対応しているからである。
図１０は、糸道ガイド４４がたわんでいない状態を示している。
図１１（ａ）は、ヘリカル巻きが行われ、ライナー１が軸方向Ｎの一側Ｎ１に移動されることで、糸道ガイド４４の先端部４４ａが軸方向Ｎの一側Ｎ１にたわんでいる状態を示している。
図１１（ｂ）は、ヘリカル巻きが行われ、ライナー１が軸方向Ｎの他側Ｎ２に移動されることで、糸道ガイド４４の先端部４４ａが軸方向Ｎの他側Ｎ２にたわんでいる状態を示している。
図１２（ａ）は、図１０の基準楕円Ｅｘと図１１（ａ）の楕円Ｅの位置関係を示している。
図１２（ｂ）は、図１０の基準楕円Ｅｘと図１１（ｂ）の楕円Ｅの位置関係を示している。
図１０〜図１２（ｂ）に示すように、糸道ガイド４４のたわみ量Ｐが大きくなるのに伴って、楕円Ｅのサイズが変化する。従って、楕円Ｅのサイズの変化量及び／又は扁平量が、糸道ガイド４４のたわみ量Ｐと対応している。
また、楕円Ｅは、糸道ガイド４４の先端部４４ａのたわむ方向に変位し、糸道ガイド４４のたわみ量Ｐが大きくなるのに伴って、楕円Ｅの変位量（扁平量）が変化する。従って、楕円Ｅの変位量が、糸道ガイド４４のたわみ量Ｐと対応している。
In the present embodiment, the deflection amount calculating means 64 is configured to calculate the deflection amount P of the yarn path guide 44 based on the major axis R1 of the ellipse E, but the present invention is not limited to this.
The deflection amount calculation means 64 may be configured to calculate the deflection amount P of the yarn path guide 44 based on at least one of the major axis R1, the minor axis R2, and the center position O of the ellipse E.
This is because the size and position of the ellipse E correspond to the deflection amount P of the yarn path guide 44.
FIG. 10 shows a state where the yarn path guide 44 is not bent.
In FIG. 11A, helical winding is performed and the
In FIG. 11B, helical winding is performed and the
FIG. 12A shows the positional relationship between the reference ellipse Ex in FIG. 10 and the ellipse E in FIG.
FIG. 12B shows the positional relationship between the reference ellipse Ex in FIG. 10 and the ellipse E in FIG.
As shown in FIGS. 10 to 12B, the size of the ellipse E changes as the deflection amount P of the yarn path guide 44 increases. Therefore, the size change amount and / or the flattening amount of the ellipse E correspond to the deflection amount P of the yarn path guide 44.
Further, the ellipse E is displaced in the direction in which the
たわみ量演算手段６４が、楕円Ｅの短径Ｒ２に基づいて糸道ガイド４４のたわみ量Ｐとして算出するように構成してもよい。
この場合、前記（２−６）において、たわみ量演算手段６４は、楕円Ｅの短径Ｒ２を算出する。また、前記（２−７）において、たわみ量演算手段６４は、予め記憶されている基準楕円Ｅｘの基準短径Ｒ２ｘと、前記（２−６）で算出した楕円Ｅの短径Ｒ２との差を、糸道ガイド４４のたわみ量Ｐとして算出する（図１２（ａ）及び図１２（ｂ）参照）。
The deflection amount calculation means 64 may be configured to calculate the deflection amount P of the yarn path guide 44 based on the minor axis R2 of the ellipse E.
In this case, in the above (2-6), the deflection amount calculating means 64 calculates the minor axis R2 of the ellipse E. In (2-7) above, the deflection amount calculating means 64 calculates the difference between the reference minor axis R2x of the reference ellipse Ex stored in advance and the minor axis R2 of the ellipse E calculated in (2-6). Is calculated as a deflection amount P of the yarn path guide 44 (see FIGS. 12A and 12B).
また、たわみ量演算手段６４が、楕円Ｅの中心位置Ｏに基づいて糸道ガイド４４のたわみ量Ｐとして算出するように構成してもよい。
この場合、前記（２−６）において、たわみ量演算手段６４は、楕円Ｅの中心位置Ｏを算出する。また、前記（２−７）において、たわみ量演算手段６４は、予め記憶されている基準楕円Ｅｘの基準中心位置Ｏｘに対する、前記（２−６）で算出した楕円Ｅの中心位置Ｏの変位量を、糸道ガイド４４のたわみ量Ｐとして算出する（図１２（ａ）及び図１２（ｂ）参照）。
Further, the deflection amount calculation means 64 may be configured to calculate the deflection amount P of the yarn path guide 44 based on the center position O of the ellipse E.
In this case, in the above (2-6), the deflection amount calculating means 64 calculates the center position O of the ellipse E. In (2-7), the deflection amount calculation means 64 is the displacement amount of the center position O of the ellipse E calculated in (2-6) with respect to the reference center position Ox of the reference ellipse Ex stored in advance. Is calculated as a deflection amount P of the yarn path guide 44 (see FIGS. 12A and 12B).
また、たわみ量演算手段６４が、楕円Ｅの長径Ｒ１と短径Ｒ２に基づいて、すなわち、楕円Ｅの面積Ｓに基づいて、糸道ガイド４４のたわみ量Ｐとして算出するように構成してもよい。
この場合、前記（２−６）において、たわみ量演算手段６４は、楕円Ｅの面積を算出する。また、前記（２−７）において、たわみ量演算手段６４は、予め記憶されている基準楕円Ｅｘの基準面積と、前記（２−６）で算出した楕円Ｅの面積との差を、糸道ガイド４４のたわみ量Ｐとして算出する（図１２（ａ）及び図１２（ｂ）参照）。
Further, the deflection amount calculating means 64 may be configured to calculate the deflection amount P of the yarn path guide 44 based on the major axis R1 and minor axis R2 of the ellipse E, that is, based on the area S of the ellipse E. Good.
In this case, in the above (2-6), the deflection amount calculation means 64 calculates the area of the ellipse E. In (2-7), the deflection amount calculation means 64 calculates the difference between the reference area of the reference ellipse Ex stored in advance and the area of the ellipse E calculated in (2-6) above as the yarn path. The amount of deflection P of the
テンション算出部６２は、各糸道ガイド４４からライナー１に向かって走行している各繊維Ｆ２のテンションＱが同一であるとみなして、繊維Ｆ２・Ｆ２・・・の全体的なテンションＱを算出する。
テンション算出部６２は、たわみ量演算手段６４に接続されており、たわみ量演算手段６４により検出された糸道ガイド４４のたわみ量Ｐに関する情報を取得することが可能である。
The
The
テンション算出部６２には、テンション演算式Ｑ（Ｐ）が記憶されている。
テンション演算式Ｑ（Ｐ）は、たわみ量演算手段６４により算出された糸道ガイド４４のたわみ量Ｐを変数として、当該糸道ガイド４４からライナー１に向かって走行している繊維Ｆ２のテンションＱが決まるように構成された演算式である。
テンション演算式Ｑ（Ｐ）は、たわみ量演算手段６４により算出される糸道ガイド４４のたわみ量Ｐと、テンションセンサ２により測定される繊維Ｆ２のテンションＱと、の相関データに基づいて作成される。当該相関データは、撮像手段６３ａ〜６３ｄ、たわみ量演算手段６４、及びテンションセンサ２を用いて、ヘリカル巻きの試験を行うことによって取得される。
The
The tension calculation formula Q (P) uses the deflection amount P of the yarn path guide 44 calculated by the deflection amount calculation means 64 as a variable, and the tension Q of the fiber F2 traveling from the yarn path guide 44 toward the
The tension calculation formula Q (P) is created based on correlation data between the deflection amount P of the yarn path guide 44 calculated by the deflection amount calculation means 64 and the tension Q of the fiber F2 measured by the
テンション算出部６２は、ヘリカル巻装置４０によるヘリカル巻きが行われているとき、たわみ量演算手段６４により算出された糸道ガイド４４のたわみ量Ｐに関する情報を取得して、取得した糸道ガイド４４のたわみ量Ｐを前記テンション演算式Ｑ（Ｐ）に代入することで、繊維Ｆ２のテンションＱを算出する。
The
なお、本実施形態では、テンション算出部６２が、前記テンション演算式Ｑ（Ｐ）を用いて繊維Ｆ２のテンションＱを算出するように構成したが、本発明はこれに限定されない。テンション算出部６２は、テンションマップを用いて繊維Ｆ２のテンションＱを算出するように構成してもよい。
前記テンションマップは、たわみ量演算手段６４により算出される糸道ガイド４４のたわみ量Ｐと、テンションセンサ２により測定される繊維Ｆ２のテンションＱとの関係を求め、マップとしたものである。前記テンションマップは、テンション算出部６２に予め記憶されている。
In the present embodiment, the
The tension map is a map obtained by obtaining the relationship between the deflection amount P of the yarn path guide 44 calculated by the deflection amount calculation means 64 and the tension Q of the fiber F2 measured by the
以上のように、撮像手段６３ａ〜６３ｄ及びたわみ量演算手段６４を用いて糸道ガイド４４のたわみ量を算出することで、テンションセンサ２を設置することなく、糸道ガイド４４からライナー１に向かって走行している繊維Ｆ２のテンションを算出することが可能になる。
また、楕円Ｅを画定することで、複数の糸道ガイド４４を一括して監視することが可能である。
As described above, by calculating the deflection amount of the yarn path guide 44 using the
Further, by defining the ellipse E, it is possible to monitor a plurality of yarn path guides 44 at once.
なお、ヘリカル巻装置４０の異常を検知する異常検知部６５を設けてもよい。
図８に示すように、異常検知部６５は、たわみ量演算手段６４に接続されており、たわみ量演算手段６４により作成された楕円Ｅのデータを受信して、楕円Ｅの形状に基づいてヘリカル巻装置４０の異常を検知する。
ヘリカル巻きが行われ、ライナー１の外周に複数の繊維Ｆ２・Ｆ２・・・が供給されている場合で、複数の繊維Ｆ２・Ｆ２・・・のうちの一部の繊維Ｆ２が切断されたり、又は、一部の繊維Ｆ２が詰まってライナー１に供給されない状態になったときには、糸道ガイド４４・４４・・・にかかる負荷が不均一になり、楕円Ｅの形状が崩れてしまう。異常検知部６５は、楕円Ｅの形状が所定の基準を超えて崩れたときに、繊維Ｆ２・Ｆ２・・・がライナー１の外周に安定的に供給されていないと判断して、ヘリカル巻装置４０の異常を検知する。なお、前記所定の基準は、設計事項であり、装置の規模、糸道ガイド４４の強度等に応じて適宜決定される。
異常検知部６５を設けることで、ヘリカル巻装置４０の異常の有無を監視することが可能である。
In addition, you may provide the
As shown in FIG. 8, the
When helical winding is performed and a plurality of fibers F2, F2,... Are supplied to the outer periphery of the
By providing the
［第三実施形態］
以下では、前記テンション算出装置の第三実施形態であるテンション算出装置７０について説明する。
[Third embodiment]
Below, the
図８に示すように、テンション算出装置７０は、たわみ量検出部７１と、テンション算出部７２と、を有する。
As illustrated in FIG. 8, the
たわみ量検出部（画像センサ）７１は、撮像手段７３ａ〜７３ｄと、たわみ量演算手段７４と、を有する。
The deflection amount detection unit (image sensor) 71 includes
撮像手段７３ａ〜７３ｄは、前記たわみ量検出部６１の撮像手段６３ａ〜６３ｄと同じ構成を有するので、その詳細な説明は省略する。図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、撮像手段７３ａ〜７３ｄは、複数（四つ）設けられており、複数の撮像手段７３ａ〜７３ｄがライナー１の軸回り方向Ｍに並置されている。複数の撮像手段７３ａ〜７３ｄを用いることによって、全ての糸道ガイド４４を同時に撮像することが可能になる。
Since the
たわみ量演算手段７４は、各糸道ガイド４４のたわみ量Ｐを算出する。
図８に示すように、たわみ量演算手段７４は、撮像手段７１ａ〜７１ｄに接続されており、撮像手段７１ａ〜７１ｄにより撮像された画像データを受信することが可能である。
たわみ量演算手段７４は、撮像手段７１ａ〜７１ｄにより撮像された糸道ガイド４４の画像データを受信して、受信した当該画像データに基づいて各糸道ガイド４４のたわみ量Ｐを算出する。
The deflection amount calculation means 74 calculates the deflection amount P of each yarn path guide 44.
As shown in FIG. 8, the deflection amount calculation means 74 is connected to the imaging means 71a to 71d, and can receive the image data imaged by the imaging means 71a to 71d.
The deflection amount calculation means 74 receives the image data of the yarn path guide 44 imaged by the imaging means 71a to 71d, and calculates the deflection amount P of each yarn path guide 44 based on the received image data.
以下では、たわみ量演算手段７４により各糸道ガイド４４のたわみ量Ｐが算出されるときの手順（３−１）〜（３−４）について説明する。
なお、一つの糸道ガイド４４に着目して説明する。
Hereinafter, procedures (3-1) to (3-4) when the deflection amount P of each yarn path guide 44 is calculated by the deflection amount calculation means 74 will be described.
Note that the description will be given focusing on one yarn path guide 44.
（３−１）ヘリカル巻装置４０によるヘリカル巻きが行われ、各繊維Ｆ２が糸道ガイド４４からライナー１の外周へと供給される。
(3-1) Helical winding is performed by the helical winding
（３−２）撮像手段７１ａ〜７１ｄが、糸道ガイド４４を撮像する。 (3-2) The imaging units 71a to 71d image the yarn path guide 44.
（３−３）たわみ量演算手段６４は、撮像手段７１ａ〜７１ｄにより撮像された糸道ガイド４４の画像データを受信して、糸道ガイド４４の先端部４４ａの位置（マーク）αを算出する（図１３（ｂ）参照）。
たわみ量演算手段７４は、撮像手段７１ａ〜７１ｄにより撮像された糸道ガイド４４の画像と、予め記憶されている糸道ガイド４４の先端部４４ａの形状・サイズ等に関する情報と、を比較することで、糸道ガイド４４の先端部４４ａの位置αを算出する。
(3-3) The deflection amount calculating means 64 receives the image data of the yarn path guide 44 imaged by the imaging means 71a to 71d, and calculates the position (mark) α of the
The deflection amount calculating means 74 compares the image of the yarn path guide 44 imaged by the imaging means 71a to 71d with information relating to the shape / size, etc. of the
（３−４）たわみ量演算手段７４は、糸道ガイド４４の先端部４４ａの基準位置αｘに対する、前記（３−３）で算出した糸道ガイド４４の先端部４４ａの位置αの変位量Ｗを、糸道ガイド４４のたわみ量Ｐとして算出する（図１３（ａ）〜図１４参照）。糸道ガイド４４の先端部４４ａの基準位置αｘは、糸道ガイド４４がたわんでいないときの糸道ガイド４４の先端部４４ａの位置である（図１３（ａ）及び図１４参照）。基準位置αｘの情報は、予めたわみ量演算手段７４に記憶されている。
(3-4) The deflection amount calculating means 74 is a displacement amount W of the position α of the
他の糸道ガイド４４・４４・・・についても、前記（３−１）〜（３−４）と同様の手順でたわみ量Ｐがそれぞれ算出される。 Also for the other yarn path guides 44, 44..., The deflection amount P is calculated by the same procedure as the above (3-1) to (3-4).
テンション算出部７２は、各糸道ガイド４４からライナー１に向かって走行している各繊維Ｆ２のテンションＱを算出する。
テンション算出部７２は、たわみ量演算手段７４に接続されており、たわみ量演算手段７４により検出された各糸道ガイド４４のたわみ量Ｐに関する情報を取得することが可能である。
The
The
テンション算出部７２には、テンション演算式Ｑ（Ｐ）が記憶されている。
テンション演算式Ｑ（Ｐ）は、たわみ量演算手段７４により算出された糸道ガイド４４のたわみ量Ｐを変数として、当該糸道ガイド４４からライナー１に向かって走行している繊維Ｆ２のテンションＱが決まるように構成された演算式である。
テンション演算式Ｑ（Ｐ）は、糸道ガイド４４毎にそれぞれ作成される。
テンション演算式Ｑ（Ｐ）は、たわみ量演算手段７４により算出される各糸道ガイド４４のたわみ量Ｐと、テンションセンサ２により測定される各繊維Ｆ２のテンションＱと、の相関データに基づいてそれぞれ作成される。当該相関データは、撮像手段７３ａ〜７３ｄ、たわみ量演算手段７４、及びテンションセンサ２を用いて、ヘリカル巻きの試験を行うことによって取得される。
The
The tension calculation formula Q (P) uses the deflection amount P of the yarn path guide 44 calculated by the deflection amount calculation means 74 as a variable, and the tension Q of the fiber F2 traveling from the yarn path guide 44 toward the
The tension calculation formula Q (P) is created for each yarn path guide 44.
The tension calculation formula Q (P) is based on correlation data between the deflection amount P of each yarn path guide 44 calculated by the deflection amount calculation means 74 and the tension Q of each fiber F2 measured by the
テンション算出部７２は、ヘリカル巻装置４０によるヘリカル巻きが行われているとき、たわみ量演算手段７４により算出された各糸道ガイド４４のたわみ量Ｐに関する情報を取得して、取得した各糸道ガイド４４のたわみ量Ｐを前記各テンション演算式Ｑ（Ｐ）にそれぞれ代入することで、各糸道ガイド４４からライナー１に向かって走行している各繊維Ｆ２のテンションＱを算出する。
The
なお、本実施形態では、テンション算出部７２が、前記テンション演算式Ｑ（Ｐ）を用いて繊維Ｆ２のテンションＱを算出するように構成したが、本発明はこれに限定されない。テンション算出部７２は、テンションマップを用いて繊維Ｆ２のテンションＱを算出するように構成してもよい。
前記テンションマップは、たわみ量演算手段７４により算出される糸道ガイド４４のたわみ量Ｐと、テンションセンサ２により測定される繊維Ｆ２のテンションＱとの関係を求め、マップとしたものである。前記テンションマップも、テンション演算式Ｑ（Ｐ）と同様に、糸道ガイド４４毎にそれぞれ作成される。
In the present embodiment, the
The tension map is a map obtained by obtaining the relationship between the deflection amount P of the yarn path guide 44 calculated by the deflection amount calculation means 74 and the tension Q of the fiber F2 measured by the
以上のように、たわみ量演算手段７４は、糸道ガイド４４の先端部４４ａの位置αに基づいて糸道ガイド４４のたわみ量Ｐを算出する。これにより、複数の糸道ガイド４４が設けられるとき、各糸道ガイド４４のたわみ量Ｐをそれぞれ算出でき、各繊維Ｆ２のテンションＱをそれぞれ算出することが可能になる。
As described above, the deflection amount calculation means 74 calculates the deflection amount P of the yarn path guide 44 based on the position α of the
１ ライナー
４０ ヘリカル巻装置
４４ 糸道ガイド
５１・６１・７１ たわみ量検出部
５２・６２・７２ テンション算出部
６３ａ・６３ｂ・６３ｃ・６３ｄ・７３ａ・７３ｂ・７３ｃ・７３ｄ 撮像手段
６４・７４ たわみ量演算手段
１００ フィラメントワインディング装置
Ｆ１・Ｆ２ 繊維
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ヘリカル巻装置によるヘリカル巻きが行われているときの前記糸道ガイドのたわみ量を検出するたわみ量検出部と、前記たわみ量検出部により検出された前記糸道ガイドのたわみ量に基づいて前記糸道ガイドから前記ライナーに向かって走行している繊維のテンションを算出するテンション算出部と、を備え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 device that draws a fiber from a yarn path guide of a helical winding device and winds it around the outer periphery of the liner by moving the liner in the axial direction while rotating the liner around its axis,
Based on the deflection amount of the yarn path guide detected by the deflection amount detection unit detected by the deflection amount detection unit that detects the deflection amount of the yarn path guide when the helical winding is performed by the helical winding device. A tension calculator that calculates the tension of the fiber running from the yarn path guide toward the liner,
Filament winding device.
請求項１に記載のフィラメントワインディング装置。 The deflection amount detection unit is composed of a strain gauge, a non-contact displacement meter, a gyro sensor, or an acceleration sensor,
The filament winding apparatus according to claim 1.
請求項１に記載のフィラメントワインディング装置。 The deflection amount detection unit includes: an imaging unit that images the yarn path guide; a deflection amount calculation unit that calculates a deflection amount of the yarn path guide based on an image of the yarn path guide captured by the imaging unit; It is characterized by having
The filament winding apparatus according to claim 1.
請求項３に記載のフィラメントワインディング装置。 The deflection amount calculation means includes at least one of a major axis, a minor axis, and a center position of an ellipse defined by connecting marks at the tip ends of the plurality of yarn path guides juxtaposed in a direction around the axis of the liner. Calculating the amount of deflection of the yarn path guide based on the
The filament winding apparatus according to claim 3.
請求項４に記載のフィラメントワインディング装置。 An abnormality detection unit that detects an abnormality of the helical winding device based on the shape of the ellipse is provided.
The filament winding apparatus according to claim 4.
請求項３に記載のフィラメントワインディング装置。 The deflection amount calculating means calculates the deflection amount of the yarn path guide based on the position of the tip of the yarn path guide.
The filament winding apparatus according to claim 3.
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