JP2017124598A - 自動編組スリーブ載置及び引張 - Google Patents

Abstract

【課題】制御可能な長軸方向の張力で、マンドレル上に編組スリーブを自動的に引き出すシステム及び方法の提供。【解決手段】スリーブ１０２のルーメン１０８内部にリング１０６を載置し、スリーブ１０２の第１の端１１８は、マンドレル１０４の第１の端１１８に関する移動に対して固定され、スリーブ１０２に周方向カフ１２０を画定するために、マンドレル１０４の第１の端１１８部分の上で反転され、リング１０６が、周方向カフ１２０内部に同心円状に位置付けられる方法。例えば、磁石１２２を使用するなどして、次にリング１０６が、マンドレル１０４に沿って長軸方向にかつマンドレル１０４の反対側の第２の端１１２に向かって付勢され、スリーブ１０２が、マンドレル１０４の少なくとも外面上で反転する方法。【選択図】図１

Description

本出願は、概して、製造システム及び方法に関し、より具体的には、細長マンドレルへのフレキシブルスリーブの自動載置のための方法及びシステムに関する。

例えば、複合体航空機などの複合構造の製造は、例えば、炭素繊維又はガラス繊維などの強化繊維が埋め込まれている、熱硬化性樹脂などのプラスチックのマトリクスを含む構造成分の製造を含む。

例えば、ドア外周部、ストリンガ、翼桁、及び類似の長い／薄い幾何学形状などの幾つかのそのような構造的構成要素は、細長マンドレル上で、例えば編組ガラス繊維又は炭素繊維のスリーブなどのフレキシブルフレキシブルスリーブを載置し、後に部分的に又は完全に硬化される、例えば熱硬化性樹脂などの液体プラスチックの層内部にスリーブをカプセル化することにより、製造することができる。幾つかの実施形態では、次にスリーブは、後続の処理のためにマンドレルから除去することができ、又はその逆にマンドレルを除去して後続の処理を行うことができ、別の実施形態では、固体又は管状であり得るマンドレルは、スリーブ内部に留まり、完成品の不可欠な「コア」部分を備えることができる。

スリーブ、特に二軸編組スリーブは、長軸方向の張力不足により、スリーブの直径が不所望にも増大する結果となり得る材料特性のため、手動で細長マンドレル上に取り付けることが本質的に難しい。完成品の欠陥を避けるために、材料載置は均一的に滑らかにすべきとする要求により、この問題は悪化する。結果的に、手動の工程は遅くなる傾向にあり、完成品の品質に実質的なばらつきが生じる。スリーブの長さがある長さをいったん超えると、手動でのスリーブの取り扱い及び装着は、自動化方法及び装置が用いられない限り、非常に難しくなる。この例は、胴体及び翼外板の補強材及び通気口ストリンガなどの長い（１００インチを上回る）航空機補強材の場合である。手動での取り扱い中に、異物片（ＦＯＤ）導入の可能性があり、材料は容易に損傷する可能性がある。加えて、皮膚及び呼吸器系の炎症など、例えば、ガラス繊維及び炭素繊維の取り扱いに関連した環境衛生安全（ＥＨＳ）問題もある。

したがって、従来の手動載置技術の上述の問題及び他の問題を克服する、細長マンドレルへのフレキシブルスリーブの自動化載置システム及び方法に対する業界内の長年にわたる切実であるがまだ満たされていない需要がある。

本開示によれば、先行技術の上記の欠点及び他の欠点を克服することができる、制御可能な長軸方向の張力でマンドレル上に編組スリーブを自動的に引き出すためのシステム及び方法の例示的実施形態が提供される。

１つの例示的実施形態では、細長マンドレル上でフレキシブルスリーブを引き出すための方法は、スリーブのルーメン内部にリングを載置することを含む。スリーブの第１の端が、マンドレルの第１の端に関する移動に対して固定される。スリーブの第１の端部分が、スリーブに周方向カフを画定するために、マンドレルの第１の端部分の上で反転され、リングが、周方向カフ内部に同心円状に位置付けられる。次にリングが、マンドレルに沿って長軸方向にかつマンドレルの反対側の第２の端に向かって付勢され、スリーブが、マンドレルの外面上で反転する。

別の例示的実施形態では、細長マンドレル上でフレキシブルスリーブを引き出すための機械であって、スリーブのルーメン内部に配置されたリングと、スリーブがマンドレルの外面上で反転するように、マンドレルに沿って長軸方向にかつマンドレルの反対側の第２の端に向かってリングを付勢するための第１の機構とを備え、スリーブの第１の端が、マンドレルの第１の端に関する移動に対して固定され、スリーブの第１の端部分が、スリーブに周方向カフを画定するために、マンドレルの第１の端部分の上で反転され、リングが、周方向カフ内部に同心円状に位置付けられる。

別の例示的実施形態では、細長マンドレル上でフレキシブルスリーブを引き出すためのシステムは、スリーブのルーメン内部にリングを挿入するための手段と、マンドレルの第１の端に関する移動に対してスリーブの第１の端を固定するための手段と、スリーブに周方向カフを画定するために、スリーブの第１の端部分をマンドレルの第１の端部分の上で反転させるための手段と、周方向カフ内部に同心円状にリングを位置付けるための手段と、スリーブがマンドレルの外面上で反転するように、選択された度合でマンドレルに沿って長軸方向にかつマンドレルの反対側の第２の端に向かってリングを付勢するための手段とを含む。

本発明の範囲は、参照することによりこの部分に組み込まれる特許請求の範囲によって定義される。本開示の上記利点及び追加の利点の認識だけではなく、本開示の自動化スリーブ載置及び引張システム及び方法のよりよい理解が、本開示の一又は複数の例示的実施形態の以下の詳細な説明を考慮することにより、当業者に提供されるだろう。本説明では、添付図面の様々な図が参照されるが、それらについては以下で簡単に説明され、その中で示された要素と類似の要素を特定するために類似の参照番号が使用される。

Ａは、本開示による細長マンドレルにスリーブを載置するための半自動機械の例示的実施形態の上面−側面斜視図であり、Ｂは、Ａにおいて点線で輪郭が描かれたエリアの拡大図である。 図１の例示的機械を使用して細長マンドレルにスリーブを載置する方法の例示的実施形態に含まれる連続的ステップを示す、上面−側面斜視図である。 Ａ−Ｄは、図２の例示的方法に含まれる連続的ステップを示す部分的断面図である。 Ａ−Ｄは、細長マンドレルにスリーブを載置するための別の例示的方法に含まれる連続的ステップを示す部分的断面図である。 Ａ−Ｄは、細長マンドレルにスリーブを載置するための別の例示的方法に含まれる連続的ステップを示す部分的断面図である。 本開示による細長マンドレルにフレキシブルスリーブを載置するための方法の別の例示的実施形態を示す工程フロー図である。 本開示による細長マンドレルにフレキシブルスリーブを載置するための自動化システムの例示的実施形態の平面図である。

本開示は、均一な長軸方向の張力でマンドレル上に編組スリーブを引き出すための自動化システム及び方法の例示的実施形態を提示する。これらのシステム及び方法により、長軸方向の張力をマンドレルにおける載置点でスリーブに維持するために、固有の編組特性を利用することによって、信頼でき、高品質で繰り返すことのできる、高速自動化スリーブレイアップが可能になる。載置点だけで材料を取り扱うことによって、ＦＯＤ問題及び関連するＥＨＳ問題の発生同様に、スリーブに対する欠陥及び損傷が実質的に減少する。

以下でより詳しく考察されるように、本開示の新規の方法は、「インチワーム」方式によりマンドレル上で長軸方向にスリーブを集めて延ばすことを交互に行う先行技術の方法ではなく、スリーブを反転させる技術、即ち、スリーブを裏返す技術を用いる。１つの可能な実施形態では、スリーブがマンドレル上のスリーブの載置点でリングとフランジとの間を通って滑ることができるように、スリーブの周方向カフ内部にかつ例えば、ロボットエンドエフェクタの磁化フランジに対して配置される鉄のリングを配置及び案内するために、磁気を利用することができる。リングが磁石によりマンドレルに沿って引き出されると、スリーブがリングと磁気フランジとの間に連続的に引き出され、これにより、スリーブがマンドレルに沿って反転又は裏返され、スリーブの内面がスリーブの外面になり、又はその逆であり、引き出される間にスリーブに及ぶ発生した長軸方向の張力は、マンドレルに対してスリーブをしっかりと引っ張る。

詳しくは以下で検討されるように、磁場は、例えば希土類磁石などの永久磁石によって、又は電磁石によって、形成することができ、電磁石により磁場強度の可変制御が可能になるので、スリーブ張力及びリング載置の正確な制御をおこなうことができる。加えて、磁場強度は、リング特性周囲の部分で独自に制御することができ、これにより、変動する編組張力（ｂｒａｉｄ ｔｅｎｓｉｏｎ）をスリーブのそれぞれの編組形状全域にわたって生成できる。理解されるように、新規のシステム及び方法は、任意の特定のマンドレル形状又はスリーブバイアス角に依存しない。

図１Ａは、本開示による細長マンドレル１０４にスリーブ１０２を載置するための半自動機械１００の例示的実施形態の上面−側面斜視図であり、図１Ｂは、点線で輪郭が描かれた図１Ａの機械１００の一部の拡大詳細図である。当業者には知られているだろうが、スリーブ１０２は、複数の織った又は編組された、例えば二軸編組された、繊維を含むことができ、又は代替的には、例えば、熱可塑性材料若しくは熱硬化性材料などの薄膜又は「ベール」を含むことができる。繊維は、例えば、細長マンドレル１０４に形成される又は細長マンドレル１０４と統合される複合構造を強化するために使用することができ、ベールは、例えば、以下でより詳しく記述されるように、上部の選択位置でスリーブ１０２をマンドレル１０４に取り付けるために使用することができる。

図１Ａ及び図１Ｂに示されたように、例示的スリーブ載置機械１００は、スリーブ１０２のルーメン１０８内部、即ち、管状スリーブ１０２内部の細長空洞内部に配置された、有利には鉄鋼材で作ることができるリング１０６を備えることができる。本明細書に記載及び図示される特定の例示的実施形態では、リング１０６及びマンドレル１０４の対応する断面形状は、円形として示されている。しかしながら、先ほど説明されたように、リング１０６及びマンドレル１０４は、当面の特定の用途次第では、例えば、楕円形や多角形など、任意の対応する断面形状を有することができる。マンドレル１０４は、前端又は第１の端１１０を有しており、マンドレルの反対側の後端又は第２の端１１２から片持ち方式で水平に支持することができ、又は代替的には若しくは追加的には、その長さに沿って連続的に若しくは離散間隔を置いて支持することができる。先ほど考察されたように、マンドレル１０４は、固体又は管状の形態とすることができ、リング１０４の中央開口の断面形状に対応する任意の断面形状を有することができ、マンドレル１０４の第１の端１１０から長軸方向に延び、有利には、スリーブ１０２をマンドレル１０４の第１の端１１０に滑らかに「案内する」ように、即ち、送るように構成されている、例えば、円錐台形面などのテーパ面１１４を有利には含むことができる。

例示的スリーブ載置機械１００は、制御された方法で、マンドレル１０４に沿って長軸方向にかつマンドレルの反対側の第２の端に向かって、リング１０６を付勢するように構成されている付勢機構１１６であって、これにより、先ほど考察されたように、スリーブ１０２が、マンドレル１０４の外面上で反転する、即ち、裏返される、付勢機構１１６を更に含む。また以下でより詳しく考察されるが、図１Ａ及び図１Ｂの特定の例示的実施形態では、スリーブ１０２の第１の端１１８は、マンドレル１０４の第１の端１１０に関する移動に対して固定され、マンドレルの第１の端１１８に隣接したスリーブ１０２の第１の端部分は、スリーブ１０２に周方向カフ１２０を画定するために、その第１の端１１０に隣接したマンドレル１０２の第１の端部分の上で反転され、リング１０６は、周方向カフ１２０内部に同心円状に位置付けられる。手動で又は自動化機器によって影響され得る、要素のこの予備的配置又は開始の配置により、スリーブ１０２は、マンドレル１０４に沿った載置の地点毎の制御された長手方向の張力で、マンドレル１０４上で反転可能となる。

先ほど考察されたように、リング１０６は、鉄鋼材を含むことができ、付勢機構１１６は、リング１０６に直接隣接して配置された磁石を含むことができ、よって、スリーブ１０２が、リング１０６の表面と磁石の表面との間にスライド可能に配置され、磁石が、スリーブ１０２を通してリング１０６に長軸方向の磁力を及ぼす。図１Ａ及び図１Ｂの特定の例示的実施形態では、磁石は、磁気誘導を介してフランジ１２２全体を磁化する働きをする、例えば、磁石１２４の一又は複数などを含む強磁性の周方向フランジ１２２などを含み、付勢機構１１６は、図１Ａの矢印１２６の方向に選択された度合でマンドレル１０４に沿って長軸方向に磁化フランジ１２２を付勢するように構成されている、例えば、ロボットのアームなどの、第２の機構（図１Ａ又は図１Ｂには示されず）を含むことができる。

先ほど考察されたように、フランジ１２２に誘導された磁場は、例えば、フランジ１２２周囲で周方向に分布する、希土類磁石などの一又は複数の永久磁石１２４によって、又は代替的には、一又は複数の電磁石１２４によって、形成することができ、一又は複数の電磁石は、電磁石１２４のそれぞれの電流を制御することによって、リング１０６におけるフランジ１２２が及ぼす磁場強度の可変制御を可能にする。これにより、スリーブ１０２の載置中にリング１０６及びフランジ１２２により、リング１０６とフランジ１２２との間でスリーブ１０２に及ぶ長手方向の張力の正確な制御が可能になる。加えて、磁場強度は、フランジ１２２周囲の選択された周方向位置で独自に制御することができ、これにより、スリーブ１０２のそれぞれの編組形状（ｂｒａｉｄ ｇｅｏｍｅｔｒｉｅｓ）にわたって変動する編組張力（ｂｒａｉｄ ｔｅｎｓｉｏｎ）生成が可能になる。

当業者が理解するであろうように、載置中にスリーブ１０２が及ぼす長軸方向の張力はまた、リング１０２及び対応する周方向カフ１２０がマンドレル１０４に沿って長軸方向に移動する度合の関数である。したがって、リング１０６で磁気フランジ１２２が及ぼす磁力及び磁気フランジ１２２がマンドレル１０４に沿って付勢される度合の一方、他方、又は両方を制御することによって、マンドレル１０４での反転中に、スリーブ１０２に及ぶ長軸張力全域に非常に正確な制御を与えることができる。

図２Ａから図２Ｊは、図１Ａ及び図１Ｂの例示的機械１００を使用して細長マンドレル１０４にスリーブ１０２を載置する方法の例示的実施形態に含まれる連続的ステップをそれぞれ示す、上面−側面斜視図である。図２Ａ及び図２Ｂに示されるように、例示的方法は、スリーブ１０２のルーメン１１８内部にリング１０６を載置することで開始する。次いで、スリーブ１０２の第１の端１１０が、マンドレル１０４の第１の端１１０に関する移動に対して固定される。図２Ｃから図２Ｅに示されるように、図示された特定の例示的方法において、本ステップは、マンドレル１０４の第１の端１１０の上にスリーブ１０２の第１の端１１８を載置することを含むことができ、スリーブ１０２の第１の端１１０に隣接したスリーブ１０２の一部、即ち、第１の端部分が、その第１の端１１０に隣接したマンドレル１０２の端部分の上に配置されるかマンドレルの端部分に重なり、次に、例えば、ばね荷重式締め付けリング又は粘着テープのバンドなどの締め付け機構又は固定機構２０２でマンドレル１０４にスリーブ１１８の第１の端を固定する。

次に、図２Ｆ及び図２Ｇに示されるように、スリーブ１０２の第１の端部分は、リング１０６が周方向カフ１２０内部に同心円状に配置された状態で、スリーブ１０２に周方向カフ１２０を画定するために、マンドレル１０４の第１の端部分及び締付バンド２０２上で反転する。

図２Ｈに示されるように、磁化フランジ１２２は、次いでスリーブ１０２のカフ１２０に当接するようになり、フランジ１２２は、スリーブ１０２の厚さを介して、長軸方向に向けられた磁気吸引力をリング１０６に及ぼし、磁化フランジ１２２、更にはリング１０６及びカフ１２０は、次に、マンドレル１０４に沿って長軸方向にかつマンドレルの反対側の第２の端１１２に向かって所定の度合で付勢され、スリーブ１０２がマンドレル１０４の外面の上で反転される。先ほど考察されたように、付勢中にスリーブ１０２に及ぶ長軸方向の張力は、リング１０６で磁化フランジ１２２が及ぼす磁力及びフランジ１２２がマンドレル１０４に沿って付勢される度合の一方、他方、又は両方を制御することによって、制御することができる。

図３Ａから図３Ｄ、図４Ａから図４Ｄ、及び図５Ａから図５Ｄにそれぞれ示されるように、マンドレル１０４上でのスリーブ１０２反転前の様々な要素の予備的配置、特に、マンドレル１０４の第１の端１１０に関する移動に対してスリーブ１０２の第１の端１１８を固定するステップは、類似するが異なる方法で実施することができる。

図３Ａから図３Ｄは、図２Ａから図２Ｊの例示的方法に含まれる連続的ステップを示す部分的断面図である。したがって、図３Ａでは、リング１０６は、スリーブ１０２のルーメン１０８に載置され、スリーブ１０２の第１の端部分は、マンドレル１０４の第１の端部分の上に配置され、スリーブ１０２の第１の端１１８は、粘着テープの締付バンド２０２でマンドレル１０４に固定される。図３Ｂ及び図３Ｃでは、リング１０６が内部に配置され、カフ１２０及びリング１０６がそれぞれ磁気フランジ１２２に当接又は直接隣接して配置された状態で、スリーブ１０２に周方向カフ１２０を形成するために、マンドレル１０４の第１の端１１０上に、次いで締付バンド２０２上にスライドさせる。図３Ｄにおいて、磁化フランジ１２２は、マンドレル１０４の長さの所望の部分上でスリーブ１０２を反転させるために、矢印１２６の方向にマンドレル１０４に沿って長軸方向に付勢される。

以下の違いを有する類似方法が、図４Ａから図４Ｄに示される。したがって、図４Ａでは、リング１０６が、スリーブ１０２のルーメン１０８内部で反転され、次いで図４Ｂでは、リング１０４が内部に配置された状態で、スリーブ１０２に周方向カフ１２０を形成するために、スリーブ１０２の第１の端１１８が、リング１０６の中央開口を介して押し戻される。一方で、図４Ｃに示されるように、粘着バンド４０２が、その前端１１０に隣接したマンドレル１０４に形成される。１つの実施形態において、このことは、マンドレル１０４に両面粘着テープのバンド４０２を巻き付けることにより実施することができる。別の実施形態では、マンドレル１０４に例えば熱可塑性材料などのベールを載置し、次いでその材料を軟化した粘着状態まで加熱することによって、実施することができる。１つの可能な実施形態では、リング１０２を粘着バンド４０２付近又はすぐ上に載置し、次いでバンド４０２が粘着状態に加熱されるまで、誘導加熱でリング１０６を過熱することによって、加熱が引き起こされ得る。いずれにせよ、図４Ｃに示されるように、周方向カフ１２０及びリング１０６は、次にマンドレル１０４の第１位の端１１０上にスリップさせることができ、よって、カフ１２０とリング１０６とが磁気フランジ１２２に対向して配置された状態で、スリーブ１０２の内周エリアがマンドレル１０４上で反転され、粘着バンド４０２によりマンドレル１０４に接着する。図４Ｄに示されるように、スリーブ１０２は、次いで、図３Ｄに関連して先ほど考察された方法と類似の方法で、マンドレル１０４の所望の長さにわたり反転させることができる。

図５Ａから図５Ｄに示された例示的方法は、先ほど考察された方法と類似するが、以下の違いを有する。図５Ａでは、リング１０６が、スリーブ１０２のルーメン１０８に挿入され、次にクロージャ５０２が、スリーブ１０２の第１の端１１８に形成される。クロージャ５０２は、例えば、スリーブ１０２を確実に閉じるツイストタイ、又はスリーブの第１の端１１８でスリーブ１０２に内部結合する塑性の「パック」を含むことができる。図５Ｂに示されるように、スリーブ１０２の第１の端１１８及びその内部のクロージャ５０２は、次に、リング１０６が内部に配置された状態で、周方向カフ１２０を画定するために、リング１０６の中央開口を介して押し戻される。図５Ｃにおいて、カフ１２０及びリング１０６は、次に、クロージャ５０２がマンドレル１０４の第１の端１１０と当接して配置されるまで、マンドレル１０４の第１の端１１０上にスライドされ、これにより、マンドレル１０４の第１の端１１０に関する移動に対してスリーブ１０２の第１の端１１８が固定される。図５Ｄに示されるように、スリーブ１０２は、次いで、図３Ｄ及び図４Ｄに関連して先ほど考察された方法と類似の方法で、マンドレル１０４の所望の長さにわたり反転させることができる。

図３Ａから図３Ｄ及び図４Ａから図４Ｄで説明された方法が、スリーブ１２０をマンドレル１０４の長さに沿った何れかの場所、例えば、マンドレルの中央などに載置するために利用できるのに対して、図５Ａから図５Ｄの方法は、マンドレル１０４の第１の端又はその付近へのスリーブ１０２の載置を対象にすることが多い。

先ほど考察されたように、図３Ａから図３Ｄ、図４Ａから図４Ｄ、及び図５Ａから図５Ｄに関連した上記ステップの幾つか又は全ては、手動で又は自動化機器の使用により実施することができるが、自動化機器の使用による手法は、明らかに、スピード、信頼性、再現性、正確さ、及び製造コストの削減に関して、手動を上回る利点を提供する。更に、当業者が理解するように、マンドレル１０４上でスリーブ１０２を反転させる他の方法を当面の特定の用途次第では作成することができ、したがって、これらの図と関連して先ほど図示及び説明された方法は、いかなる意味においても限定的ではなく、実際は例示的ものと見なされるべきである。

図６は、本開示による細長マンドレル１０４にフレキシブルスリーブ１０２を載置するための方法の一般化された例示的実施形態６００を示す工程フロー図である。まず、方法６００のＳ１で、リング１０６は、スリーブ１０２のルーメン１０８に挿入される。Ｓ２で、スリーブ１０２の第１の端１１８が、マンドレル１０４の第１の端１１０に関する移動に対して固定される。Ｓ３で、スリーブ１０２の第１の端部分が、スリーブ１０２に周方向カフ１２０を画定するために、マンドレル１０４の第１の端部分の上で反転され、Ｓ４で、リング１０６が、周方向カフ１２０内部に同心円状に位置付けられる。Ｓ６で、リング１０６は、磁気フランジ１２２により、マンドレル１０４に沿って長軸方向にかつマンドレルの反対側の第２の端１１２に向かって付勢され、スリーブ１０２がマンドレル１０４の外面上で反転され、Ｓ７で、スリーブ１０２の長軸方向の張力が、リング１０６で磁気フランジ１２２が及ぼす磁力及び磁気フランジ１２２がマンドレル１０４に沿って付勢される度合の一方、他方、又は両方を制御することによって、付勢中に、非常に正確に制御される。

図７は、本開示による細長マンドレル７０４にフレキシブルスリーブ７０２を載置するための自動化システム７００の例示的実施形態の上部平面図である。図７に示されるように、例示的システム７００は、各々がリールに巻き付けられた関連スリーブ７０２を有する、回転可能なスリーブカルーセル７０８に回転可能に配置された幾つかのリール７１０を含む、回転可能なスリーブカルーセル７０８を備える。それぞれがリール７１０に巻き付けられたスリーブ７０２は、例えば、織り方、内径など、一又は複数の選択されたパラメータでそれぞれ異なっていてもよい。スリーブカルーセル７０８は、例えば、回転カルーセル方式で、リール７１０及びその関連スリーブ７０２のうちの選択された１つを、続く載置用のマンドレル７０４の第１の端又は導入端（ｌｅａｄ−ｉｎ ｅｎｄ）に提供するように構成される。

マンドレル７０４への載置のためにスリーブ７０２がいったん提供されると、例えば、図２Ａ及び図２Ｂなどに関連して先ほど記載されたように、リング７０６（図７には示されず）のスリーブ内部への挿入のために、マンドレル（ｉｔ）は、支持及び延長されなければならない。例示的システム７００において、マンドレル７０４の導入端に隣接して配置された一又は複数の導入デバイス７１２を使用して、又は代替的実施形態では、一又は複数のベルヌーイカップ（図示されず）などの空気圧システムによって、これらの機能をもたらすことができる。長さカッター７１４は、スリーブカルーセル７０８と導入デバイス７１２との間に配置することができ、スリーブ７０２の所望の長さが関連リール７１０から巻き取られた後に、スリーブ７０４を切断するように構成することができる。

先ほど考察されたように、マンドレル７０４は、マンドレルの第２の端７１３で水平に片持ちすることができ、より長いマンドレルの場合には、マンドレルは、スリーブ７０２がマンドレル上に配置されている間に同時に支持されるように、垂れ下がりに対して支持することができる。図示された特定の例示的実施形態では、マンドレル７０４は、以下に詳細が記述されるエンドエフェクタ７２０、７２２及び７２４の一又は複数によって、及び／又は下にある支持プレート７１５によって、マンドレルの片持ち長さに沿って支持される。

図示された例示的システム７００において、幾つかのロボット７１６が、その上部での独立した移動のための楕円形の軌道７１８に装着される。連続的ループ軌道７１８は、マンドレル７０４に隣接しかつマンドレル７０４と平行に配置される。ロボット７１６の各々には、複数の自由度で関連ロボット７１６によって移動可能である末端を有するアーム７１９が備えられている。ロボットアーム７１９の各末端には、上部に動作可能に配置される複数の交換可能なエンドエフェクタ７２０、７２２、７２４又は７２５のうちの１つを提供することができる。図７に示されるように、システム７００は、各ロボット７１６が関連エンドエフェクタ７２０、７２２、７２４又は７２５を使用後に取り外すことができ、引き続き使用するための別のエンドエフェクタ７２０、７２２、７２４又は７２５を選択及び搭載することができる、エンドエフェクタ「交換所（ｅｘｃｈａｎｇｅ）」、又は格納箱（ｍａｇａｚｉｎｅ）７２６を含むことができる。

図示された特定のシステム７００において、１つのロボットエンドエフェクタ７２０は、先ほど考察され、スリーブ７０２を例えばマンドレル７０４に結合するために使用される種類のインターフェース材料（例えば、熱可塑性ベール又は熱硬化性バインダー）を適用するために使用される機構を備える。別のエンドエフェクタ７２２は、また先ほど考察されたように、スリーブ７０２がマンドレル７０４上で反転される際に、スリーブ７０２の案内及び引張を同時に行うために使用される磁気機構を備える。別のロボットエンドエフェクタ７２４は、マンドレル７０４に沿った選択地点でスリーブ７０２を密閉及び切断するために使用される機構を備える。先ほど考察されたように、この工程は、インターフェース材料を粘着状態まで加熱するために、エンドエフェクタ７２４によって、リング７０６の誘導加熱を介して実行することができる。

図７の例示的システム７００において、機械視覚及び自動制御システム７２８（破線で示される）は、スリーブ７０２のマンドレル７０４への載置が正確であり欠陥がないことを確実にするために実施することができる。図示された特定の実施形態において、ロボット７１６の各々には、例えばカメラなどのロボット自体の機械視覚構成要素及び制御システムが提供され、ゆえに各ロボット７１６は、他とは別個にプログラム可能な自動操作が可能であるが、制御システム７２８は、ロボット７１６がまた同時に互いに連携して操作可能であるように、ロボット７１６の制御を統合するための手段も含むことができる。機械視覚及び制御システム７２８は、ロボットエンドエフェクタ７２０、７２２、７２４及び７２５に力検出を組み込むことができ、これにより所望の予めプログラムされたスリーブ張力パラメータを維持するためにエンドエフェクタ度合及び磁力を調節することができる。

当業者が理解するであろうように、システム７００は、多様な方法で実施することができる。例えば、記載されたエンドエフェクタ７２０、７２２、７２４及び７２５の各々は、必ずしもロボット７１６に装着される必要はないが、その代わりに、手動ツールの基礎を形成することができよう。

当業者が認識するであろうように、本開示のシステム及び方法は、既存の手動スリーブ載置工程を上回る数多くの利点を有する。第１に、本開示のシステム及び方法により、フレキシブル編組スリーブの細長マンドレルへの搭載プロセスを自動化することができる。本開示のシステム及び方法は、何度も繰り返すことができ、マンドレル面に沿った一貫性のある編組マトリクス角度で高品質の製品を得られる。スリーブの長軸方向の張力は、リングの長軸方向の牽引度合、及び牽引中にリングと磁石により、リングと磁石との間に及ぶ摩擦力を変化させることにより、容易にかつ正確に制御される。本工程は、システムの単純設計のため、信頼できる。本工程は、複数のオペレータが載置中に材料を取り扱う必要を排除し、よってＦＯＤ問題及びＥＨＳ問題が縮小する。スリーブは、リールから送ることができ、それにより特にスリーブ載置長＞＞５００インチで（ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙ ｉｎ ｓｌｅｅｖｅ ｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｌｅｎｇｔｈｓ ｏｆ ＞＞５００ ｉｎ）、システムを無限に拡張可能にすることができる。

更に、本開示は下記の条項による実施形態を含む。
条項１． 細長マンドレル（１０４）上でフレキシブルスリーブ（１０２）を引き出すための方法（６００）であって、
スリーブ（１０２）のルーメン（１０８）内部にリング（１０６）を配置することと、
スリーブ（１０２）の第１の端（１１８）をマンドレル（１０４）の第１の端（１１０）に関する移動に対して固定することと、
スリーブ（１０２）に周方向カフ（１２０）を画定するために、スリーブ（１０２）の第１の端部分をマンドレル（１０４）の第１の端部分の上で反転することと、
リング（１０６）を周方向カフ（１２０）内部に同心円状に位置付けることと、
スリーブ（１０２）がマンドレル（１０４）の外面上で反転するように、マンドレル（１０４）に沿って長軸方向にかつマンドレルの反対側の第２の端（１１２）に向かって、リング（１０６）を付勢することと
を含む方法（６００）。
条項２． リング（１０６）が鉄鋼材を含み、付勢することが、
スリーブ（１０２）がリング（１０６）と磁石（１２２）との間に配置され、磁石（１２２）がリング（１０６）に長軸方向の磁力を及ぼすように、磁石（１２２）をリング（１０６）に隣接して載置することと、
選択された度合でマンドレル（１０４）に沿って長軸方向にかつマンドレルの第２の端（１１２）に向かって磁石（１２２）を移動させることと
を含む、条項１に記載の方法（６００）。
条項３． 付勢中にスリーブ（１０２）に及ぶ長軸方向の張力を制御することを更に含む、条項１又は２に記載の方法（６００）。
条項４． 制御することが、リング（１０６）で磁石（１２２）が及ぼす磁力及び磁石（１２２）がマンドレル（１０４）に沿って付勢される度合の一方、他方、又は両方を制御することを含む、条項３に記載の方法（６００）。
条項５． 磁石（１２２）が電磁石を含み、制御することが電磁石の電流を制御することを含む、条項２から４の何れか一項に記載の方法（６００）。
条項６． 細長マンドレル（１０４）上でフレキシブルスリーブ（１０２）を引き出すための機械（１００）であって、
スリーブ（１０２）のルーメン（１０８）内部に配置されたリング（１０６）と、
スリーブ（１０２）がマンドレル（１０４）の外面上で反転するように、マンドレル（１０４）に沿って長軸方向にかつマンドレルの反対側の第２の端（１１２）に向かってリング（１０６）を付勢するように構成された第１の機構（１１６）と
を備え、
スリーブ（１０６）の第１の端（１１８）が、マンドレル（１０４）の第１の端（１１０）に関する移動に対して固定され、
スリーブ（１０２）に第１の端部分が、スリーブ（１０２）の周方向カフ（１２０）を画定するために、マンドレル（１０４）の第１の端部分の上で反転され、
リング（１０６）が、周方向カフ（１２０）内部に同心円状に位置付けられる機械（１００）。
条項７． リング（１０６）が鉄鋼材を含み、第１の機構（１１６）が、
スリーブ（１０２）がリング（１０６）と磁石（１２２）との間に配置され、磁石（１２２）がスリーブ（１０２）を介してリング（１０６）に磁力を及ぼすように、リング（１０６）に隣接して配置された磁石（１２２）と、
選択された度合でマンドレル（１０４）に沿って長軸方向に磁石（１２２）を付勢するように構成された第２の機構（７１６）と
を備える、条項６に記載の機械（１００）。
条項８． 付勢中にスリーブ（１０２）に及ぼされた長軸方向の張力を制御するように構成された第３の機構（１０６、１２２、７１６）を更に備える、条項７に記載の機械（１００）。
条項９． 第３の機構が、リング（１０６）で磁石（１２２）が及ぼす磁力及び磁石（１２２）がマンドレル（１０４）に沿って付勢される度合の一方、他方、又は両方を制御するように構成された第４の機構（７２４、７２８）を備える、条項８に記載の機械（１００）。
条項１０ ．第４の機構（７２４、７２８）が、磁石（１２２）周囲の選択された周方向位置で磁力を制御するように構成された第５の機構（１２４）を備える、条項９に記載の機械（１００）。
条項１１． 磁石（１２２）が永久磁石又は電磁石を含み、
第４の機構が、電磁石の電流を制御するように構成された第６の機構（７２８）を備える、条項７から１０の何れか一項に記載の機械（１００）。
条項１２． スリーブ（１０２）が編組繊維又は熱可塑性材料のベールを含む、条項６から１１の何れか一項に記載の機械（１００）。
条項１３． 繊維が二軸編組されている、条項１２に記載の機械（１００）。
条項１４． 繊維が、炭素、ガラス、アラミド、又は玄武岩を含む、条項１２又は１３に記載の機械（１００）。
条項１５． マンドレル（１０４）の第１の端（１１０）から長軸方向に延び、スリーブ（１０２）をマンドレル（１０４）の第１の端（１１０）に滑らかに送るように構成されたテーパ面（１１４）を更に備える、条項６から１４の何れか一項に記載の機械（１００）。
条項１６． 細長マンドレル（７０４）上でフレキシブルスリーブ（７０２）を引き出すためのシステム（７００）であって、
スリーブ（７０２）のルーメン内部にリング（７０６）を挿入するための手段（７１２）と、
マンドレル（７０４）の第１の端に関する移動に対してスリーブ（７０２）の第１の端を固定するための手段（７０２）と、
スリーブ（７０２）に周方向カフを画定するために、スリーブ（７０２）の第１の端部分をマンドレル（７０４）の第１の端部分の上で反転させるための手段（７１２）と、
周方向カフ内部に同心円状にリング（７０６）を位置付けるための手段（７１２）と、
スリーブ（７０２）がマンドレル（７０４）の外面上で反転されるように、選択された度合でマンドレル（７０４）に沿って長軸方向にかつマンドレルの反対側の第２の端に向かってリング（７０６）を付勢するための手段（７２４）と
を備えるシステム（７００）。
条項１７． マンドレル（７０４）と平行に配置されたトラック（７１８）に沿って移動可能な少なくとも１つのロボット（７１６）と、
少なくとも１つのロボット（７１６）に配置されたアーム（７１９）であって、ロボット（７１６）によって複数の自由度で移動可能である末端を有するアーム（７１９）と
を更に備え、
挿入手段（７１２）、固定手段（７２０）、反転手段（７１２）、位置付け手段（７１２）及び付勢手段（７２４）のうちの少なくとも１つが、アーム（７１９）の端に配置されたエンドエフェクタ（７２０、７２２、７２４、７２５）を備える、条項１６に記載のシステム（７００）。
条項１８． スリーブカルーセル（７０８）上に回転可能に配置された少なくとも１つのリール（７１０）を含むスリーブカルーセル（７０８）
を更に備え、
スリーブ（７０２）が少なくとも１つのリール（７１０）に巻かれており、
スリーブカルーセル（７０８）が、スリーブ（７０２）の第１の端をマンドレル（７０４）の第１の端と同軸上に並んで位置付けるように構成されている、条項１６又は１７に記載のシステム（７００）。
条項１９． マンドレル（７０４）は、水平に配置され、スリーブ（７０２）がマンドレルの上を反転している間に、マンドレル（７１４）をその長さに沿って支持するための手段（７１５）を更に備える、条項１６から１８の何れか一項に記載のシステム（７００）。
条項２０． 所定のプログラムに従って、挿入手段（７１２）、固定手段（７２０）、反転手段（７１２）、位置付け手段（７１２）、付勢手段（７２４）、少なくとも１つのロボット（７１６）及び／又はスリーブカルーセル（７０８）のうちの一又は複数を自動制御するように構成された機械視覚及び制御システム（７２８）を更に備える、条項１６から１９の何れか一項に記載のシステム（７００）。

実際、当業者がそろそろ理解することになるだろうが、当面の特定の用途に応じて、本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、本開示の材料、装置、構成及び方法の中で及びそれらに対して、多くの修正、代替及び変形を行うことができる。これに鑑み、本明細書に図示及び記載された特定の実施形態は、本発明の幾つかの例によるものに過ぎず、むしろ、以下に添付する特許請求の範囲及びそれらの機能的均等物と完全に同等であるため、本発明の範囲は、それら特定の実施形態に限定されると見なされるべきではない。

Claims (10)

1. 細長マンドレル（１０４）の上にフレキシブルスリーブ（１０２）を引き出すための機械（１００）であって、
   前記スリーブ（１０２）のルーメン（１０８）内部に配置されたリング（１０６）と、
   前記スリーブ（１０２）が前記マンドレル（１０４）の外面の上で反転するように、前記マンドレル（１０４）に沿って長軸方向にかつ前記マンドレルの反対側の第２の端（１１２）に向かって前記リング（１０６）を付勢するように構成された第１の機構（１１６）と
   を備え、
   前記スリーブ（１０２）の第１の端（１１８）が、前記マンドレル（１０４）の第１の端（１１０）に関する移動に対して固定され、
   前記スリーブ（１０２）の第１の端部分が、前記スリーブ（１０２）に周方向カフ（１２０）を画定するために、前記マンドレル（１０４）の第１の端部分の上で反転され、
   前記リング（１０６）が、前記周方向カフ（１２０）内部に同心円状に位置付けられる機械（１００）。
2. 前記リング（１０６）が鉄鋼材を含み、前記第１の機構（１１６）が、
   前記スリーブ（１０２）が前記リング（１０６）と磁石（１２２）との間に配置され、前記磁石（１２２）が前記スリーブ（１０２）を介して前記リング（１０６）に磁力を及ぼすように、前記リング（１０６）に隣接して配置された磁石（１２２）と、
   選択された度合で前記マンドレル（１０４）に沿って長軸方向に前記磁石（１２２）を付勢するように構成された第２の機構（７１６）と、
   付勢中に前記スリーブ（１０２）に及ぼされた長軸方向の張力を制御するように構成された第３の機構（１０６、１２２、７１６）と
   を備える、請求項１に記載の機械（１００）。
3. 第３の機構が、磁石（１２２）によって前記リング（１０６）に及ぼされた磁力、及び前記磁石（１２２）が前記マンドレル（１０４）に沿って付勢される度合の一方、他方、又は両方を制御するように構成された第４の機構（７２４、７２８）を備え、前記第４の機構（７２４、７２８）が、前記磁石（１２２）周囲の選択された周方向位置で前記磁力を制御するように構成された第５の機構（１２４）を備える、請求項１又は２に記載の機械（１００）。
4. 磁石（１２２）が永久磁石又は電磁石を含み、
   第４の機構が、前記電磁石の電流を制御するように構成された第６の機構（７２８）を備える、請求項１から３の何れか一項に記載の機械（１００）。
5. 前記スリーブ（１０２）が編組繊維又は熱可塑性材料のベールを含み、前記繊維が二軸で編組され、及び／又は前記繊維が炭素、ガラス、アラミド、又は玄武岩を含む、請求項１から４の何れか一項に記載の機械（１００）。
6. 前記マンドレル（１０４）の前記第１の端（１１０）から長軸方向に延び、前記スリーブ（１０２）を前記マンドレル（１０４）の前記第１の端（１１０）に滑らかに送るように構成されたテーパ面（１１４）を更に備える、請求項１に記載の機械（１００）。
7. 細長マンドレル（７０４）の上にフレキシブルスリーブ（７０２）を引き出すためのシステム（７００）であって、
   前記スリーブ（７０２）のルーメン内部にリング（７０６）を挿入するための手段（７１２）と、
   前記マンドレル（７０４）の第１の端に関する移動に対して前記スリーブ（７０２）の第１の端を固定するための手段（７０２）と、
   前記スリーブ（７０２）に周方向カフを画定するために、前記スリーブ（７０２）の第１の端部分を前記マンドレル（７０４）の第１の端部分の上で反転させるための手段（７１２）と、
   前記周方向カフの内部に同心円状に前記リング（７０６）を位置付けるための手段（７１２）と、
   前記スリーブ（７０４）が前記マンドレル（７０４）の外面の上で反転されるように、選択された度合で前記マンドレル（７０４）に沿って長軸方向にかつ前記マンドレルの反対側の第２の端に向かって前記リング（７０６）を付勢するための手段（７２４）と
   を備えるシステム（７００）。
8. 前記マンドレル（７０４）と平行に配置されたトラック（７１８）に沿って移動可能な少なくとも１つのロボット（７１６）と、
   少なくとも１つのロボット（７１６）に配置されたアーム（７１９）であって、前記ロボット（７１６）によって複数の自由度で移動可能である末端を有するアーム（７１９）と
   を更に備え、
   前記挿入手段（７１２）、前記固定手段（７２０）、前記反転手段（７１２）、前記位置付け手段（７１２）及び前記付勢手段（７２４）のうちの少なくとも１つが、前記アーム（７１９）の端に配置されたエンドエフェクタ（７２０、７２２、７２４、７２５）を備える、請求項７に記載のシステム（７００）。
9. スリーブカルーセル（７０８）上に回転可能に配置された少なくとも１つのリール（７１０）を含むスリーブカルーセル（７０８）
   を更に備え、
   前記スリーブ（７０２）が、前記少なくとも１つのリール（７１０）に巻かれており、
   前記スリーブカルーセル（７０８）が、前記スリーブ（７０２）の前記第１の端を前記マンドレル（７０４）の前記第１の端と同軸上に並んで位置付けるように構成されている、請求項７に記載のシステム（７００）。
10. 所定のプログラムに従って、前記挿入手段（７１２）、前記固定手段（７２０）、前記反転手段（７１２）、前記位置付け手段（７１２）、前記付勢手段（７２４）、少なくとも１つのロボット（７１６）及び／又はスリーブカルーセル（７０８）のうちの一又は複数を自動制御するように構成された機械視覚及び制御システム（７２８）を更に備える、請求項７に記載のシステム（７００）。

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