JP2019048370A - 複合レイアップ構造を形成するシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[実施態様1]
複合材料の複数のプライ(112)から複合レイアップ構造(102)を形成する際に使用するためのレイアップシステム(100)であって、複合材料の最外側プライ(126)は、前記最外側プライ(126)に接着された除去可能なフィルム(114)を有し、前記システム(100)は、
ロボット装置(106)と、
前記ロボット装置(106)に結合されたエンドエフェクタ(110)と、を含み、前記エンドエフェクタ(110)は、
前記複合レイアップ構造(102)の上に配置された場合に、前記複合材料の前記複数のプライ(112)を共に圧縮するように構成された圧縮性材料層(122)と、
前記複合材料の前記最外側プライ(126)に接着された前記除去可能なフィルム(114)を把持するように構成された第1の吸引装置(124)と、を含み、前記ロボット装置(106)は、前記第1の吸引装置(124)が前記除去可能なフィルム(114)を把持している間に、前記除去可能なフィルム(114)が前記複合材料の前記最外側プライ(126)から剥離されるように、前記エンドエフェクタ(110)を前記複合レイアップ構造(102)に対して平行移動させるように構成される、システム(100)。
[実施態様2]
前記エンドエフェクタ(110)は、前記圧縮性材料層(122)に結合された剛性プレート(120)をさらに含む、実施態様1に記載のシステム(100)。
[実施態様3]
前記圧縮性材料層(122)は、内部に画定された開口部(128)を有し、前記第1の吸引装置(124)は、前記第1の吸引装置(124)が前記除去可能なフィルム(114)を把持するように配置されるように、前記開口部(128)内に挿入するためのサイズになっている、実施態様1に記載のシステム(100)。
[実施態様4]
前記圧縮性材料層(122)は、中央部分(130)と外縁部分(132)とによって画定され、前記第1の吸引装置(124)は、前記圧縮性材料層(122)の前記外縁部分(132)に配置される、実施態様1に記載のシステム(100)。
[実施態様5]
前記第1の吸引装置(124)に結合された付勢機構(136)をさらに含み、前記付勢機構(136)は、前記第1の吸引装置(124)を前記エンドエフェクタ(110)に対して平行移動させるように構成される、実施態様1に記載のシステム(100)。
[実施態様6]
前記複合材料の前記複数のプライ(112)は、前記複合レイアップ構造(102)が不均一な厚さを有するように不均一に積み重ねられ、前記圧縮性材料層(122)は、前記複合レイアップ構造(102)の上に配置された場合に前記複合レイアップ構造(102)の輪郭に適合するように構成される、実施態様1に記載のシステム(100)。
[実施態様7]
前記ロボット装置(106)は、前記複合材料の前記最外側プライ(126)からの前記除去可能なフィルム(114)の分離を開始するために、第1の方向(148)に平行移動するように構成され、前記ロボット装置(106)は、前記複合材料の前記最外側プライ(126)から前記除去可能なフィルム(114)を剥離するために、前記第1の方向(148)とは異なる第2の方向(154)に平行移動するように構成される、実施態様1に記載のシステム(100)。
[実施態様8]
前記圧縮性材料層(122)に熱的に結合されたヒータ(138)をさらに含み、前記ヒータ(138)は、前記圧縮性材料層(122)の温度を上昇させるように構成される、実施態様1に記載のシステム(100)。
[実施態様9]
内部に画定された少なくとも1つのアパーチャ(142)を有する作業面(140)であって、前記複合レイアップ構造(102)が前記少なくとも1つのアパーチャ(142)の上に配置可能である、作業面(140)と、
前記少なくとも1つのアパーチャ(142)と連通する第2の吸引装置(144)であって、前記複合レイアップ構造(102)を前記作業面(140)上の所定の位置に保持するように構成された第2の吸引装置(144)と、
をさらに含む、実施態様1に記載のシステム(100)。
[実施態様10]
複合材料の複数のプライ(112)から複合レイアップ構造(102)を形成する際に使用するためのエンドエフェクタ(110)であって、複合材料の最外側プライ(126)は、前記最外側プライ(126)に接着された除去可能なフィルム(114)を有し、前記エンドエフェクタ(110)は、
剛性プレート(120)と、
前記剛性プレート(120)に結合された圧縮性材料層(122)であって、前記複合レイアップ構造(102)の輪郭に適合するように構成され、前記複合レイアップ構造(102)の上に配置された場合に、前記複合材料の前記複数のプライ(112)を共に圧縮するように構成された圧縮性材料層(122)と、
前記剛性プレート(120)に結合された第1の吸引装置(124)であって、前記第1の吸引装置(124)が前記除去可能なフィルム(114)を把持している間に前記エンドエフェクタ(110)が前記複合レイアップ構造(102)に対して平行移動する場合に、前記除去可能なフィルム(114)が前記複合材料の前記最外側プライ(126)から剥離可能であるように、前記複合材料の前記最外側プライ(126)に接着された前記除去可能なフィルム(114)を把持するように構成された第1の吸引装置(124)と、
を含むエンドエフェクタ(110)。
[実施態様11]
前記圧縮性材料層(122)は、内部に画定された開口部(128)を有し、前記第1の吸引装置(124)は、前記第1の吸引装置(124)が前記除去可能なフィルム(114)を把持するように配置されるように、前記開口部(128)内に挿入するためのサイズになっている、実施態様10に記載のエンドエフェクタ(110)。
[実施態様12]
前記圧縮性材料層(122)は、中央部分(130)と外縁部分(132)とによって画定され、前記第1の吸引装置(124)は、前記圧縮性材料層(122)の前記外縁部分(132)に配置される、実施態様10に記載のエンドエフェクタ(110)。
[実施態様13]
前記第1の吸引装置(124)に結合された付勢機構(136)をさらに含み、前記付勢機構(136)は、前記第1の吸引装置(124)を前記除去可能なフィルム(114)に対して付勢するように構成される、実施態様10に記載のエンドエフェクタ(110)。
[実施態様14]
前記圧縮性材料層(122)に熱的に結合されたヒータ(138)をさらに含み、前記ヒータ(138)は、前記圧縮性材料層(122)の温度を上昇させるように構成される、実施態様10に記載のエンドエフェクタ(110)。
[実施態様15]
複合材料の複数のプライ(112)から複合レイアップ構造(102)を形成する方法であって、複合材料の最外側プライ(126)は、前記最外側プライ(126)に接着された除去可能なフィルム(114)を有し、前記方法は、
前記複合レイアップ構造(102)の上にエンドエフェクタ(110)を配置するステップであって、前記エンドエフェクタ(110)は圧縮性材料層(122)と第1の吸引装置(124)とを含む、ステップと、
前記圧縮性材料層(122)が前記複合レイアップ構造(102)の輪郭に合致するように、かつ前記圧縮性材料層(122)が前記複合材料の前記複数のプライ(112)を共に圧縮するように、前記エンドエフェクタ(110)を用いて前記複合レイアップ構造(102)に圧力を加えるステップと、
前記第1の吸引装置(124)を用いて前記除去可能なフィルム(114)を把持するステップと、
前記第1の吸引装置(124)が前記除去可能なフィルム(114)を把持している間に、前記除去可能なフィルム(114)が前記複合材料の前記最外側プライ(126)から剥離されるように、前記エンドエフェクタ(110)を前記複合レイアップ構造(102)に対して平行移動させるステップと、
を含む方法。
[実施態様16]
前記第1の吸引装置(124)が前記除去可能なフィルム(114)の周縁部(134)を把持するように前記エンドエフェクタ(110)を配向するステップをさらに含む、実施態様15に記載の方法。
[実施態様17]
前記圧縮性材料層(122)を高温に加熱するステップをさらに含む、実施態様15に記載の方法。
[実施態様18]
前記エンドエフェクタ(110)を平行移動させるステップは、
前記複合材料の前記最外側プライ(126)からの前記除去可能なフィルム(114)の分離を開始するために、前記エンドエフェクタ(110)を第1の方向(148)に平行移動させるステップと、
前記複合材料の前記最外側プライ(126)から前記除去可能なフィルム(114)を剥離するために、前記第1の方向(148)とは異なる第2の方向(154)に前記エンドエフェクタ(110)を平行移動させるステップと、
を含む、実施態様15に記載の方法。
[実施態様19]
前記複合レイアップ構造(102)を形成するために、前記複合材料の前記複数のプライ(112)を作業面(140)上に積み重ねるステップであって、前記作業面(140)は内部に画定された少なくとも1つのアパーチャ(142)を有し、前記複数のプライ(112)は前記少なくとも1つのアパーチャ(142)の上に積み重ねられる、ステップと、
前記複合レイアップ構造(102)が前記作業面(140)上に保持されるように、前記少なくとも1つのアパーチャ(142)を介して真空を引くステップと、
をさらに含む、実施態様15に記載の方法。
[実施態様20]
複数のプライ(112)を積み重ねるステップは、前記複合レイアップ構造(102)が不均一な厚さを有するように前記複数のプライ(112)を不均一に積み重ねるステップを含む、実施態様19に記載の方法。
102 複合レイアップ構造
104 第1の動作位置
106 ロボット装置
108 ロボットアーム
110 エンドエフェクタ
112 追加プライ、圧縮プライ
114 フィルム
116 厚い部分
118 薄い部分
120 剛性プレート
122 圧縮性材料層
124 第1の吸引装置
126 最外側プライ
128 開口部
130 中央部分
132 外縁部分
134 周縁部
136 付勢機構
138 ヒータ
140 作業面
142 アパーチャ
144 第2の吸引装置
146 第2の動作位置
148 第1の方向
150 第3の動作位置
152 第4の動作位置
154 第2の方向
156 第3の方向
Claims (14)
- 複合材料の複数のプライ(112)から複合レイアップ構造(102)を形成する際に使用するためのレイアップシステム(100)であって、複合材料の最外側プライ(126)は、前記最外側プライ(126)に接着された除去可能なフィルム(114)を有し、前記システム(100)は、
ロボット装置(106)と、
前記ロボット装置(106)に結合されたエンドエフェクタ(110)と、を含み、前記エンドエフェクタ(110)は、
前記複合レイアップ構造(102)の上に配置された場合に、前記複合材料の前記複数のプライ(112)を共に圧縮するように構成された圧縮性材料層(122)と、
前記複合材料の前記最外側プライ(126)に接着された前記除去可能なフィルム(114)を把持するように構成された第1の吸引装置(124)と、を含み、前記ロボット装置(106)は、前記第1の吸引装置(124)が前記除去可能なフィルム(114)を把持している間に、前記除去可能なフィルム(114)が前記複合材料の前記最外側プライ(126)から剥離されるように、前記エンドエフェクタ(110)を前記複合レイアップ構造(102)に対して平行移動させるように構成される、システム(100)。 - 前記エンドエフェクタ(110)は、前記圧縮性材料層(122)に結合された剛性プレート(120)をさらに含む、請求項1に記載のシステム(100)。
- 前記圧縮性材料層(122)は、内部に画定された開口部(128)を有し、前記第1の吸引装置(124)は、前記第1の吸引装置(124)が前記除去可能なフィルム(114)を把持するように配置されるように、前記開口部(128)内に挿入するためのサイズになっている、請求項1に記載のシステム(100)。
- 前記圧縮性材料層(122)は、中央部分(130)と外縁部分(132)とによって画定され、前記第1の吸引装置(124)は、前記圧縮性材料層(122)の前記外縁部分(132)に配置される、請求項1に記載のシステム(100)。
- 前記第1の吸引装置(124)に結合された付勢機構(136)をさらに含み、前記付勢機構(136)は、前記第1の吸引装置(124)を前記エンドエフェクタ(110)に対して平行移動させるように構成される、請求項1に記載のシステム(100)。
- 前記複合材料の前記複数のプライ(112)は、前記複合レイアップ構造(102)が不均一な厚さを有するように不均一に積み重ねられ、前記圧縮性材料層(122)は、前記複合レイアップ構造(102)の上に配置された場合に前記複合レイアップ構造(102)の輪郭に適合するように構成される、請求項1に記載のシステム(100)。
- 前記ロボット装置(106)は、前記複合材料の前記最外側プライ(126)からの前記除去可能なフィルム(114)の分離を開始するために、第1の方向(148)に平行移動するように構成され、前記ロボット装置(106)は、前記複合材料の前記最外側プライ(126)から前記除去可能なフィルム(114)を剥離するために、前記第1の方向(148)とは異なる第2の方向(154)に平行移動するように構成される、請求項1に記載のシステム(100)。
- 前記圧縮性材料層(122)に熱的に結合されたヒータ(138)をさらに含み、前記ヒータ(138)は、前記圧縮性材料層(122)の温度を上昇させるように構成される、請求項1に記載のシステム(100)。
- 内部に画定された少なくとも1つのアパーチャ(142)を有する作業面(140)であって、前記複合レイアップ構造(102)が前記少なくとも1つのアパーチャ(142)の上に配置可能である、作業面(140)と、
前記少なくとも1つのアパーチャ(142)と連通する第2の吸引装置(144)であって、前記複合レイアップ構造(102)を前記作業面(140)上の所定の位置に保持するように構成された第2の吸引装置(144)と、
をさらに含む、請求項1に記載のシステム(100)。 - 複合材料の複数のプライ(112)から複合レイアップ構造(102)を形成する際に使用するためのエンドエフェクタ(110)であって、複合材料の最外側プライ(126)は、前記最外側プライ(126)に接着された除去可能なフィルム(114)を有し、前記エンドエフェクタ(110)は、
剛性プレート(120)と、
前記剛性プレート(120)に結合された圧縮性材料層(122)であって、前記複合レイアップ構造(102)の輪郭に適合するように構成され、前記複合レイアップ構造(102)の上に配置された場合に、前記複合材料の前記複数のプライ(112)を共に圧縮するように構成された圧縮性材料層(122)と、
前記剛性プレート(120)に結合された第1の吸引装置(124)であって、前記第1の吸引装置(124)が前記除去可能なフィルム(114)を把持している間に前記エンドエフェクタ(110)が前記複合レイアップ構造(102)に対して平行移動する場合に、前記除去可能なフィルム(114)が前記複合材料の前記最外側プライ(126)から剥離可能であるように、前記複合材料の前記最外側プライ(126)に接着された前記除去可能なフィルム(114)を把持するように構成された第1の吸引装置(124)と、
を含むエンドエフェクタ(110)。 - 前記圧縮性材料層(122)は、内部に画定された開口部(128)を有し、前記第1の吸引装置(124)は、前記第1の吸引装置(124)が前記除去可能なフィルム(114)を把持するように配置されるように、前記開口部(128)内に挿入するためのサイズになっている、請求項10に記載のエンドエフェクタ(110)。
- 前記圧縮性材料層(122)は、中央部分(130)と外縁部分(132)とによって画定され、前記第1の吸引装置(124)は、前記圧縮性材料層(122)の前記外縁部分(132)に配置される、請求項10に記載のエンドエフェクタ(110)。
- 前記第1の吸引装置(124)に結合された付勢機構(136)をさらに含み、前記付勢機構(136)は、前記第1の吸引装置(124)を前記除去可能なフィルム(114)に対して付勢するように構成される、請求項10に記載のエンドエフェクタ(110)。
- 前記圧縮性材料層(122)に熱的に結合されたヒータ(138)をさらに含み、前記ヒータ(138)は、前記圧縮性材料層(122)の温度を上昇させるように構成される、請求項10に記載のエンドエフェクタ(110)。
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