JP2023149519A - Tape sticking apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はテープ貼付装置、及びテープ貼付方法に関し、より詳細には、テープを被貼付面に貼り付けることにより、繊維強化プラスチック(FRP)成形品などを製造する際に用いられるテープ貼付装置、及びテープ貼付方法に関する。 The present invention relates to a tape applicator and a tape applicator method, and more particularly to a tape applicator and a tape applicator used in manufacturing fiber-reinforced plastic (FRP) molded products by attaching a tape to a surface to which the tape is applied. Concerning tape application method.
予め樹脂が含浸された炭素繊維等の繊維束をテープ状に成形したもの(プリプレグテープ、UDテープなどとも呼ぶ)を被貼付面に貼付けてゆくことで、所望の形状をした繊維強化プラスチック(FRP:Fiber Reinforced Plastics)成形品を製造する方法が知られている。 Fiber-reinforced plastic (FRP) in the desired shape is created by pasting a fiber bundle of carbon fiber or other resin impregnated with resin into a tape shape (also called prepreg tape, UD tape, etc.) to the surface to which it is applied. : Fiber Reinforced Plastics) A method of manufacturing a molded article is known.
これらの製法は、ATL(Auto Tape Layup)、ATW(Auto Tape Welding)、AFP(Auto Fiber Placement)など種々の称呼があるが、これらは厳密に区別されているものでない。本明細書に於いては、テープを押圧しながら被貼付面に貼付けていく製法を総称してATLと呼び、その装置(テープ貼付装置)をATL装置と呼ぶこととする。 These manufacturing methods have various names such as ATL (Auto Tape Layup), ATW (Auto Tape Welding), and AFP (Auto Fiber Placement), but these are not strictly distinguished. In this specification, the manufacturing method in which the tape is applied to the surface to be applied while being pressed is collectively referred to as ATL, and the device (tape application device) is referred to as the ATL device.
従来のATL装置の一例が下記の特許文献1に開示されている。
An example of a conventional ATL device is disclosed in
特許文献1記載のATL装置は、多関節ロボットのアーム先端にATLヘッドが取り付けられている。前記ATLヘッドは、テープを保持搬送するフィーダー、テープ及び/又はワークの被貼付面を加熱するヒータ、及びテープを被貼付面に貼り付ける押圧ローラを含んで構成されている。
In the ATL device described in
前記ワークは、例えば、熱可塑性樹脂の射出成型品であって、様々な形状(3次元形状)を有しており、設計上の形状、寸法に対して形状誤差を有していることが多い。 The workpiece is, for example, an injection molded product of thermoplastic resin, has various shapes (three-dimensional shapes), and often has shape errors with respect to the designed shape and dimensions. .
そのため、特許文献1に開示されたような前記多関節ロボットによる前記ATLヘッドの姿勢制御では、前記押圧ローラによる前記ワークの被貼付面への押圧が不十分な箇所が生じたりして、押圧状態にばらつきが生じることがあり、前記被貼付面に対する押圧ローラの押圧状態を一定に保つことが難しいという課題があった。
Therefore, in the posture control of the ATL head by the articulated robot as disclosed in
係る課題を解決するために本出願人らは、下記の特許文献2に開示されたATL装置を提案した。特許文献2記載のATL装置は、ATLヘッドが、押圧部と、パラレルリンク機構とを備えた構成となっている。
In order to solve this problem, the present applicants proposed an ATL device disclosed in
特許文献2記載のATL装置によれば、前記パラレルリンク機構の動作制御により、ワークの被貼付面にテープを押し付ける前記押圧部の押圧位置及び/又は押圧姿勢を前記被貼付面の形状に倣うように動作させることが可能となり、前記ワークが幾らかの形状誤差を有している場合であっても、前記被貼付面に対する前記押圧部の押圧状態を一定に保つことが可能となり、前記テープの貼付性能を高めることが可能となった。
According to the ATL device described in
しかし、上記のパラレルリンク機構を備えたATL装置においてワークの形状誤差を吸収するにあたり、図6(a)のように鎖線で示す設計上の被貼付面92aに対して実際の被貼付面92に高さ方向の誤差だけでなく傾き方向の誤差まで存在した場合、図6(a)における部分Pの拡大図である図6(b)が示すように、押圧部91におけるテープを介した被貼付面92との当接箇所において、計算上の当接箇所TCPに対し実際の当接箇所93は異なった位置となってしまう。その結果、押圧部91によるテープの押圧力および押圧方向に誤差が生じ、テープを正確に貼り付けることができず、テープの皺、擦れが生じてしまうおそれがあった。
However, when absorbing the shape error of the workpiece in the ATL device equipped with the above-mentioned parallel link mechanism, it is necessary to If there is an error not only in the height direction but also in the tilt direction, as shown in FIG. 6(b), which is an enlarged view of part P in FIG. At the contact point with the
本願発明は、上記問題点を鑑み、正確な押圧姿勢でテープを押圧し、テープに皺、擦れを生じさせずにテープを被貼付面へ貼り付けることができるテープ貼付装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide a tape application device that can press the tape in an accurate pressing posture and apply the tape to the surface to be applied without causing wrinkles or scratches on the tape. shall be.
上記課題を解決するために本発明のテープ貼付装置は、被貼付面上にテープを所定の貼付方向に貼り付けるテープ貼付装置であり、押圧部と、エンド部と、パラレルリンク機構と、ベース部と、有する貼付ヘッドを備え、前記押圧部は、前記テープを前記被貼付面との間に挟持、押圧しつつ前記テープを前記被貼付面に貼り付けるものであり、前記エンド部は、前記押圧部を保持するものであり、前記パラレルリンク機構は、前記エンド部を変位させ、前記押圧部の押圧位置及び/又は押圧姿勢を前記被貼付面の形状に倣うように動作するものであり、前記ベース部は、前記パラレルリンク機構の前記エンド部側とは反対側を保持するものであり、前記エンド部には、前記押圧部のほかに前記エンド部と前記被貼付面との距離を規制する補助規制部が設けられていることを特徴としている。 In order to solve the above problems, the tape application device of the present invention is a tape application device that pastes a tape on a surface to be pasted in a predetermined pasting direction, and includes a pressing part, an end part, a parallel link mechanism, and a base part. , the pressing part is for applying the tape to the surface to be applied while holding and pressing the tape between the tape and the surface to be applied, and the end part is for applying pressure to the surface to be applied. The parallel link mechanism operates to displace the end portion and cause the pressing position and/or pressing posture of the pressing portion to follow the shape of the surface to be applied, and The base part holds a side of the parallel link mechanism opposite to the end part side, and the end part includes, in addition to the pressing part, a part that regulates the distance between the end part and the surface to be affixed. It is characterized by the provision of an auxiliary regulation section.
本発明のテープ貼付装置では、補助規制部が設けられていることにより、押圧部がテープを介して被貼付面と当接した後、補助規制部によってエンド部と被貼付面との距離を規制した状態を形成してからテープを押圧することによって、正確な押圧姿勢でテープを押圧することができる。 In the tape applicator of the present invention, since the auxiliary regulating section is provided, after the pressing section comes into contact with the surface to be affixed via the tape, the distance between the end section and the surface to be affixed is regulated by the auxiliary regulating section. By pressing the tape after forming this state, it is possible to press the tape in an accurate pressing posture.
また、前記補助規制部は、前記被貼付面と当接すると良い。 Further, it is preferable that the auxiliary regulating portion abuts on the surface to be adhered.
こうすることにより、複雑な制御を必要とせずにエンド部と被貼付面との距離を規制することができる。 By doing so, the distance between the end portion and the surface to be applied can be regulated without requiring complicated control.
また、前記補助規制部は、前記被貼付面に前記テープを押し付ける第2の押圧部を兼ねても良い。 Further, the auxiliary regulating section may also serve as a second pressing section that presses the tape against the surface to be applied.
こうすることにより、補助規制部がテープ貼付の補助を行うことができる。 By doing so, the auxiliary regulating section can assist in applying the tape.
また、上記課題を解決するために本発明のテープ貼付装置は、被貼付面上にテープを所定の貼付方向に貼り付けるテープ貼付装置であり、押圧部と、エンド部と、パラレルリンク機構と、ベース部と、を有する貼付ヘッドを備え、前記押圧部は、前記テープを前記被貼付面との間に挟持、押圧しつつ前記テープを前記被貼付面に貼り付けるものであり、前記エンド部は、前記押圧部を保持するものであり、前記パラレルリンク機構は、前記エンド部を変位させ、前記押圧部の押圧位置及び/又は押圧姿勢を前記被貼付面の形状に倣うように動作するものであり、前記ベース部は、前記パラレルリンク機構の前記エンド部側とは反対側を保持するものであり、前記パラレルリンク機構の動作を制御する制御部と、前記エンド部と前記被貼付面との距離を測定する距離センサと、をさらに備え、前記制御部は、前記パラレルリンク機構の動作の制御に前記距離センサによる測定値も反映させることを特徴とする、テープ貼付装置。 Moreover, in order to solve the above-mentioned problem, the tape application device of the present invention is a tape application device that pastes a tape on a surface to be pasted in a predetermined pasting direction, and includes a pressing part, an end part, a parallel link mechanism, a base portion; the pressing portion applies the tape to the surface to be applied while holding and pressing the tape between the tape and the surface to be applied; and the end portion is , which holds the pressing part, and the parallel link mechanism operates to displace the end part so that the pressing position and/or the pressing posture of the pressing part follows the shape of the surface to be applied. The base part holds a side of the parallel link mechanism opposite to the end part side, and includes a control part that controls the operation of the parallel link mechanism, and a control part that controls the operation of the parallel link mechanism, and a control part that connects the end part and the surface to be attached. A tape pasting device further comprising a distance sensor that measures distance, wherein the control section also reflects the measurement value by the distance sensor in controlling the operation of the parallel link mechanism.
本発明のテープ貼付装置では、距離センサが設けられていることにより、押圧部がテープを介して被貼付面と当接した後、距離センサによる測定値が所定値になるようエンド部の位置を調節してからテープを押圧することによって、正確な押圧姿勢でテープを押圧することができる。 In the tape applicator of the present invention, since the distance sensor is provided, after the pressing part comes into contact with the surface to be applied via the tape, the position of the end part is adjusted so that the measured value by the distance sensor becomes a predetermined value. By pressing the tape after adjustment, it is possible to press the tape in an accurate pressing posture.
本発明のテープ貼付装置により、正確な押圧姿勢でテープを押圧し、テープに皺、擦れを生じさせずにテープを被貼付面へ貼り付けることができる。 With the tape application device of the present invention, it is possible to press the tape in an accurate pressing posture and apply the tape to the surface to be applied without causing wrinkles or scratches on the tape.
本発明の一実施形態におけるテープ貼付装置について、図1を参照して説明する。図1(a)は正面図であり、図1(b)は図1(a)におけるAA矢視図である。 A tape applicator according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1. FIG. 1(a) is a front view, and FIG. 1(b) is a view taken along arrow AA in FIG. 1(a).
ATL装置10は、本発明に係るテープ貼付装置の一例であり、ATLヘッド20は、貼付ヘッドの一例である。なお、以下の説明では、テープ1の貼付方向をY軸方向、これと水平面で直交する方向をX軸方向、X軸及びY軸方向の双方に直交する方向をZ軸方向として説明する。
The
ATL装置10は、ワーク2の被貼付面2a上にテープ1を所定の貼付方向(Y軸方向)に貼り付けることにより、テープ1で補強された成型品を製造するための装置であり、ATLヘッド20を含んで構成されている。
The ATL
テープ1は、例えば、繊維束の少なくとも一部に予め樹脂を含浸させてテープ状にしたものであり、熱可塑性の樹脂が含浸されたもの(UDテープとも呼ばれる)や、熱硬化性の樹脂が含浸されたもの(プリプレグテープとも呼ばれる)などが適用され得る。テープ1は、炭素繊維を含むものでもよいし、樹脂テープに多数の短い繊維が混ぜ込まれたものでもよい。テープ1は、ワーク2の材質などに応じて、その種類が適宜選択され得る。また、テープ1は、複数のテープが並列に配置された形態のものであってもよい。
The
ワーク2は、例えば、3次元形状を有する成型品であり、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂などの樹脂製の成型品であってもよいし、金属製の成型品などであってもよい。
The
ATLヘッド20は、ハンドリングロボット80に取り付けられている。ハンドリングロボット80は、汎用産業用ロボット、例えば、ガントリ構造体(直交座標形機構ともいう)で構成してもよいし、多関節ロボット(シリアル多関節機構ともいう)で構成してもよい。ハンドリングロボット80は、ATLヘッド20を少なくともXYZ軸方向に並進運動可能な機構(3自由度)を備えているものが好ましい。ハンドリングロボット80の動作制御は、ロボット制御部80aにより実行される。
ATL
ATLヘッド20は、押圧部30と、エンド部40と、パラレルリンク機構50と、ベース部60とを含んで構成されている。
The
押圧部30は、図示しないフィーダーによって搬送されたテープ1をワーク2の被貼付面2aとの間に挟持、押圧しつつテープ1を被貼付面2aに貼り付けるものである。
The pressing
エンド部40は、押圧部30を保持する平板であり、エンド部40のパラレルリンク機構50が取り付けられた面とは反対側の面に押圧部30が取り付けられている。また、本実施形態では、エンド部40の押圧部30が取り付けられている面には、物理的にワーク2の被貼付面2aと当接可能な補助規制部70がさらに設けられている。
The
パラレルリンク機構50は、エンド部40を変位させ、押圧部30の押圧位置及び/又は押圧姿勢を被貼付面2aに倣うように動作するものである。
The
ベース部60は、パラレルリンク機構50のエンド部40側とは反対側を保持するものであり、ベース部60にハンドリングロボット80が取り付けられている。
The
押圧部30は、テープ1を押圧するローラ31を有し、さらにローラ31を回転軸31a周りに回転可能に支持するローラ支持部32を備えている。ローラ支持部32は、ローラ31の長手(回転軸31a)方向両側に配設されている。
The pressing
ローラ31は、テープ1の特性、又はワーク2の材質などに応じて、樹脂製ローラ、弾性ローラ、又は金属性ローラなどで構成され得る。ローラ31のサイズ(直径、幅)は、使用するテープ1の種類やサイズ、ワーク2の種類や形状に応じて適宜選択され得る。なお、別の構成例では、ローラ31に代えて、押圧シュー等の押圧部材が用いられてもよい。
The
パラレルリンク機構50は、ベース部60とエンド部40との間に並列に設けられる複数のリンク部51を備えている。これら各リンク部51は、両端に自在継手52、53と、これら自在継手52、53の間に設けられるアクチュエータとしてのエアシリンダ54とを含んで構成されている。リンク部51の本数は特に限定されない。例えば、リンク部51は4本で構成されてもよいし、3本~6本で構成されてもよい。
The
エアシリンダ54は、例えば、シリンダ部54aと、シリンダ部54a内の圧力に応じて進退するロッド部54bと、シリンダ部54a内の圧力を検出する圧力センサ54cと、ロッド部54bの変位を検出する変位センサ54dとを備えている。
The
シリンダ部54aは、圧力センサ54cを介してサーボバルブ54eに接続されている。サーボバルブ54eは、シリンダ部54a内への空気の流入量や排気量を調整し、シリンダ部54aの両室の差圧を制御する。サーボバルブ54eは、コンプレッサなどの圧縮した空気を出力する空気圧供給部54fに接続されている。圧力センサ54cで検出された圧力信号と、変位センサ54dで検出された変位信号とは、それぞれATLヘッド制御部54gに出力される。 The cylinder portion 54a is connected to a servo valve 54e via a pressure sensor 54c. The servo valve 54e adjusts the amount of air flowing into and exhausting the cylinder portion 54a, and controls the differential pressure between the two chambers of the cylinder portion 54a. The servo valve 54e is connected to an air pressure supply section 54f that outputs compressed air from a compressor or the like. The pressure signal detected by the pressure sensor 54c and the displacement signal detected by the displacement sensor 54d are each output to the ATL head control section 54g.
ATLヘッド制御部54gには、ワーク2の被貼付面2aの3次元座標データの他、これら3次元座標データ、圧力信号、変位信号などに基づいてATLヘッド20各部の動作を制御するプログラムなどが記憶されている。ATLヘッド制御部54gは、汎用のコンピューター装置で構成されてもよい。また、ATLヘッド制御部54gとロボット制御部80aとが1つの制御部で構成されてもよい。
The ATL head control unit 54g includes, in addition to the three-dimensional coordinate data of the surface 2a to be pasted of the
パラレルリンク機構50は、複数のリンク部51の各々の長さをエアシリンダ54でそれぞれ制御することにより、エンド部40の位置(並進)及び/又は姿勢(回転)を変化させて、ローラ31の押圧位置及び/又は押圧姿勢を被貼付面2aの形状に倣うように動作させる機能を備えている。
The
なお、パラレルリンク機構50には、エンド部40を変位させることにより、ローラ31を少なくともロール(θy)方向、及びピッチ(θx)方向に回動可能な自由度を有するものを採用することが好ましい。また、パラレルリンク機構50の自由度は、ハンドリングロボット80の動作機能(自由度)を考慮して設定してもよい。また、ハンドリングロボット80の動作機能に関わらずに、パラレルリンク機構50が、6自由度機構、すなわち、6方向(並進3方向、回転3方向)に運動させる機構を備えてもよい。
Note that it is preferable to adopt a
ATLヘッド制御部54gは、各エアシリンダ54の圧力センサ54cや変位センサ54dから取り込んだ検出信号を用いて、各エアシリンダ54のサーボバルブ54eの動作(加圧動作又は減圧動作)を制御する。そして、ATLヘッド制御部54gは、サーボバルブ54eの動作制御により、各エアシリンダ54のシリンダ部54a内の圧力及び/又はロッド部54bの変位を制御して、ローラ31の押圧位置及び/又は押圧姿勢が被貼付面2aの形状に倣うようにエンド部40の変位を制御する処理を実行する。
The ATL head control unit 54g controls the operation (pressurizing operation or depressurizing operation) of the servo valve 54e of each
ATLヘッド制御部54gは、エンド部40の変位制御において、望ましいコンプライアンス特性を得る観点からインピーダンス制御を行うように構成されていることが好ましい。前記インピーダンス制御では、エンド部40に慣性、粘性、剛性からなる機械的インピーダンスを仮想的に実現させるようアクチュエータ推力が制御される。例えば、前記インピーダンス制御では、目標インピーダンスである慣性、粘性、剛性のパラメータが設定される。そして、エンド部40の位置及び姿勢の目標値に対するエンド部40の変位を計測し、エンド部40の変位とエンド部40が外部へ与える力との関係が所定の関係(インピーダンス制御則)を満たすようにパラレルリンク機構50の動作を制御する。
The ATL head control section 54g is preferably configured to perform impedance control in the displacement control of the
また、ATLヘッド制御部54gは、エンド部40の変位を制御する際に、目標とするエンド部40の位置及び姿勢を実現するための各エアシリンダ54のロッド部54bの長さ(変位)を計算する。そして、これら計算値が各エアシリンダ54のロッド部54bの長さの目標値として記憶される。ATLヘッド制御部54gは、これら記憶された目標値と、貼付動作時における各エアシリンダ54の変位センサ54dの出力値とを比較して、目標値になるようにフィードバック制御が行ってもよい。なお、前記目標値には、ワーク2の形状誤差が加味された、各エアシリンダ54のロッド部54bの長さが設定されてもよい。また、目標とするエンド部40の位置及び姿勢は、ワーク2の3次元座標データに基づく動作軌跡に対し、直交する方向(法線方向)からローラ31で被貼付面2aを押圧するためのエンド部40の位置及び姿勢である。
Furthermore, when controlling the displacement of the
補助規制部70は、エンド部40とワーク2の被貼付面2aの距離を規制する部材であり、図1(a)に矢印で示すテープ1の搬送方向において押圧部30に対し下流側に配置されるよう、エンド部40に取り付けられており、本実施形態では、図1(b)に示す通り、被貼付面2aに貼り付けられたテープ1の移動経路上に配置されている。
The
補助規制部70はテープ1を押圧するローラ71を有し、さらにローラ71を回転軸71a周りに回転可能に支持するローラ支持部72を備えている。ローラ支持部72は、ローラ71の長手(回転軸71a)方向両側に配設されている。これにより、押圧部30によってワーク2の被貼付面2aにテープ1が貼り付けられた後、補助規制部70もローラ71を回転させながらテープ1を押圧し、テープ1の貼付を補助している。すなわち、補助規制部70は第2の押圧部を兼ねている。
The
また、押圧部30のローラ31と補助規制部70のローラ71は径が異なっているが、図1(a)に距離H1で示すように、ローラ31のエンド部40から最も遠い位置のエンド部40からの距離と、ローラ71のエンド部40から最も遠い位置のエンド部40からの距離とは等しくなるよう構成されている。そのため、1つの平坦面にローラ31とローラ71とがともに接する状態である場合には、エンド部40はその平坦面と平行になる。その状態においてパラレルリンク機構50がエンド部40をエンド部40の厚さ方向(図1(a)におけるZ軸方向)に変位させるように動作することにより、ローラ31はその平坦面を法線方向に押圧する。なお、ローラ31のエンド部40から最も遠い位置であり、当接面を法線方向に押圧できる位置を本説明ではTool-Center-Point(TCP)と呼ぶ。
Although the
次に、本実施形態のテープ貼付装置における被貼付面に対するATLヘッドの姿勢調節過程を図2を用いて説明する。図2(a)は姿勢調節未完の状態を示し、図2(b)は姿勢調節完了後の状態を示す。なお、このATLヘッドの姿勢調節は、主にテープの貼付開始時に行われ、押圧部が被貼付面に接し、ATLヘッドの姿勢調節が行われた後、図示しないフィーダーからテープが押圧部に向けて搬送される。 Next, the process of adjusting the attitude of the ATL head with respect to the surface to be pasted in the tape pasting apparatus of this embodiment will be explained with reference to FIG. FIG. 2(a) shows a state where the posture adjustment is not completed, and FIG. 2(b) shows a state after the posture adjustment is completed. The attitude adjustment of the ATL head is mainly performed at the beginning of applying the tape, and after the pressing part comes into contact with the surface to be applied and the attitude of the ATL head is adjusted, the tape is directed from a feeder (not shown) toward the pressing part. transported.
ワーク2へテープを貼り付けるにあたり、まず、ATLヘッド20がワーク2に接近し、押圧部30のローラ31を被貼付面2aに当接させる。ローラ31が被貼付面2aに当接したかどうかは、パラレルリンク機構50の圧力センサ54cにより判別可能である。
In applying the tape to the
このとき、上記の通りATL装置1にはワーク2の3次元座標データが入力されており、この3次元座標データから計算される被貼付面2aの位置情報に基づいて、ローラ31が移動する。
At this time, as described above, the three-dimensional coordinate data of the
ここで、図2(a)において鎖線で示すのは3次元座標データから計算される被貼付面2aの位置であり、これに対して、実線で示す通り被貼付面2aの傾きに差異があった場合、ローラ31と被貼付面2aとはTCP以外の位置で当接し、また、エンド部40と被貼付面2aとは平行ではなくなる。この状態においてパラレルリンク機構50がエンド部40をエンド部40の厚さ方向に変位させるように動作すると、ローラ31による被貼付面2aの押圧方向は被貼付面2aの法線方向に対して若干の傾きを有することとなる。
Here, in FIG. 2(a), the chain line indicates the position of the affixed surface 2a calculated from the three-dimensional coordinate data, whereas the solid line indicates a difference in the inclination of the affixed surface 2a. In this case, the
これに対し、本実施形態では、図2(a)のようにローラ31がTCP以外で被貼付面2aと当接した状態からパラレルリンク機構50がさらに動作し、図2(b)に示すように補助規制部70も被貼付面2aに当接するようにエンド部40の傾きを調節する。補助規制部70も被貼付面2aに当接したかどうかは、パラレルリンク機構50の圧力センサ54cにより判別可能である。
In contrast, in this embodiment, the
このように押圧部30のローラ31と補助規制部70の両方が被貼付面2aに当接する形態が形成されることにより、被貼付面2aとエンド部40が平行である状態が形成でき、ローラ31はTCPにおいて被貼付面2aと当接する。そして、図2(b)に矢印で示す通りパラレルリンク機構50がエンド部40をエンド部40の厚さ方向に変位させるように動作することにより、ローラ31は被貼付面2aをその法線方向に押圧する。そして、ローラ31が被貼付面2aをその法線方向に押圧する状態が形成された後、図示しないフィーダーからローラ31に向かってテープ1が搬送される。
By forming a configuration in which both the
このように補助規制部70がエンド部40とワーク2の被貼付面2aの距離を規制することにより、被貼付面2aに対する押圧部30による押圧方向が安定し、その結果、テープ1に皺、擦れを生じさせずにテープ1を被貼付面2aへ貼り付けることができる。
As described above, the
また、本実施形態では、テープ1の貼付工程中はローラ31も補助規制部70もテープ1を介して被貼付面2aに当接するため、テープ1の厚みを気にすることなくテープ1の貼付工程中にエンド部40と被貼付面2aの距離を規制することもできる。
Furthermore, in this embodiment, during the process of applying the
次に、本発明の他の実施形態におけるテープ貼付装置を図3を用いて説明する。図3(a)は正面図であり、図3(b)は図3(a)におけるBB矢視図である。 Next, a tape pasting device according to another embodiment of the present invention will be described using FIG. 3. FIG. 3(a) is a front view, and FIG. 3(b) is a view taken along the BB arrow in FIG. 3(a).
本実施形態のATL装置1では、先の実施形態と同様に、エンド部40の押圧部30が取り付けられている面には、物理的にワーク2の被貼付面2aと当接可能であって先端部にローラを有する補助規制部73aおよび73bが、押圧部30に対してテープ1の搬送方向下流側に設けられている。
In the
一方、本実施形態の補助規制部73aおよび73bは、図3(b)に示す通り、被貼付面2aに貼り付けられたテープ1の移動経路の両側方に配置されている。すなわち、テープ1の移動経路上から外れた位置に配置されており、そのため、補助規制部73aおよび73bはテープ1の貼り付け工程中にテープ1に接触することを避けることができ、物理的な接触を極力嫌うテープ1を貼り付ける場合に有用である。
On the other hand, the auxiliary regulating portions 73a and 73b of this embodiment are arranged on both sides of the moving path of the
次に、本発明のさらに他の実施形態におけるテープ貼付装置を図4を用いて説明する。図4(a)は正面図であり、図4(b)は図4(a)におけるCC矢視図である。 Next, a tape applicator according to still another embodiment of the present invention will be described using FIG. 4. FIG. 4(a) is a front view, and FIG. 4(b) is a view taken along the CC arrow in FIG. 4(a).
本実施形態のATL装置10では、上記の実施形態における補助規制部に代わり、エンド部40と被貼付面2aとの距離を非接触で測定する距離センサ74aおよび74bがエンド部40に取り付けられている。
In the
距離センサ74aおよび74bは、本実施形態では公知の反射式のレーザ距離計であり、投光部からレーザ光を照射し、測定対象に反射させ、受光部で受光することにより距離センサ74aおよび74bと測定対象の距離を測定する。そして、この距離センサ74aおよび74bによる測定値データはATLヘッド制御部54g(本説明では、制御部とも呼ぶ)へ出力され、ATLヘッド制御部54gは、パラレルリンク機構50の動作の制御に距離センサ74aおよび74bによる測定値も反映させる。
In this embodiment, the distance sensors 74a and 74b are well-known reflective laser distance meters, and the distance sensors 74a and 74b emit a laser beam from a light projecting section, reflect it on the object to be measured, and receive the light at a light receiving section. and measure the distance to the measurement target. The measured value data by the distance sensors 74a and 74b is output to the ATL head control section 54g (also referred to as a control section in this description), and the ATL head control section 54g uses the distance sensors to control the operation of the
また、ATLヘッド制御部54gには、図4(a)のようにエンド部40とワーク2の被貼付面2aとが平行であってローラ31がTCPにおいて被貼付面2aもしくはテープ1と接する状態における距離センサ74aおよび74bによる測定値(図4(a)における距離D1)が記憶されている。
The ATL head control unit 54g also has a state in which the
次に、本実施形態のテープ貼付装置における被貼付面に対するATLヘッドの姿勢調節過程を図5を用いて説明する。図5(a)は姿勢調節未完の状態を示し、図5(b)は姿勢調節完了後の状態を示す。なお、このATLヘッドの姿勢調節は、主にテープの貼付開始時に行われ、押圧部が被貼付面に接し、ATLヘッドの姿勢調節が行われた後、図示しないフィーダーからテープが押圧部に向けて搬送される。 Next, the process of adjusting the attitude of the ATL head with respect to the surface to be pasted in the tape pasting apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5(a) shows a state where the posture adjustment is not completed, and FIG. 5(b) shows a state after the posture adjustment is completed. The attitude adjustment of the ATL head is mainly performed at the beginning of applying the tape, and after the pressing part comes into contact with the surface to be applied and the attitude of the ATL head is adjusted, the tape is directed from a feeder (not shown) toward the pressing part. transported.
ワーク2へテープを貼り付けるにあたり、まず、ATLヘッド20がワーク2に接近し、押圧部30のローラ31を被貼付面2aに当接させる。ローラ31が被貼付面2aに当接したかどうかは、パラレルリンク機構50の圧力センサ54cにより判別可能である。
In applying the tape to the
このとき、上記の通りATL装置1にはワーク2の3次元座標データが入力されており、この3次元座標データから計算される被貼付面2aの位置情報に基づいて、ローラ31が移動する。
At this time, as described above, the three-dimensional coordinate data of the
ここで、図5(a)において鎖線で示すのは3次元座標データから計算される被貼付面2aの位置であり、これに対して、実線で示す通り被貼付面2aの傾きに差異があった場合、ローラ31と被貼付面2aとはTCP以外の位置で当接し、また、エンド部40と被貼付面2aとは平行ではなくなる。この状態においてパラレルリンク機構50がエンド部40をエンド部40の厚さ方向に変位させるように動作すると、ローラ31による被貼付面2aの押圧方向は被貼付面2aの法線方向に対して若干の傾きを有することとなる。
Here, in FIG. 5(a), the dashed line indicates the position of the affixed surface 2a calculated from the three-dimensional coordinate data, whereas there is a difference in the inclination of the affixed surface 2a as shown by the solid line. In this case, the
これに対し、本実施形態では、図5(a)のようにローラ31がTCP以外で被貼付面2aと当接した状態からパラレルリンク機構50が距離センサ74aおよび74bによる測定値を反映してさらに動作し、エンド部40の傾きを調節する。具体的には、図5(a)の状態において距離センサ74aおよび74bが被貼付面2aとの距離を測定し、測定値データをATLヘッド制御部54gへ出力する。図5(a)の状態では、距離の測定値は図4(a)に示した距離D1と異なる距離D2となるため、ATLヘッド制御部54gはこの測定値が距離D1となるよう、各エアシリンダ54を動作させてエンド部40の傾きを調節する。
In contrast, in this embodiment, the
そして、距離センサ74aおよび74bによる測定値が距離D1となったことをATLヘッド制御部54gが確認したとき、図5(b)のように被貼付面2aとエンド部40が平行である状態が形成され、ローラ31はTCPにおいて被貼付面2aと当接する。そして、図5(b)に矢印で示す通りパラレルリンク機構50がエンド部40をエンド部40の厚さ方向に変位させるように動作することにより、ローラ31は被貼付面2aをその法線方向に押圧する。そして、ローラ31が被貼付面2aをその法線方向に押圧する状態が形成された後、図示しないフィーダーからローラ31に向かってテープ1が搬送される。
Then, when the ATL head control unit 54g confirms that the measured values by the distance sensors 74a and 74b are the distance D1, the state where the applied surface 2a and the
このように距離センサ74aおよび74bによる測定値をもとにエンド部40の傾きを調節することにより、被貼付面2aに対する押圧部30による押圧方向が安定し、その結果、テープ1に皺、擦れを生じさせずにテープ1を被貼付面2aへ貼り付けることができる。
By adjusting the inclination of the
また、本実施形態のように距離センサを複数設けることにより、エンド部40と被貼付面2aの間の複数方向の傾きを制御することができる。
Further, by providing a plurality of distance sensors as in this embodiment, it is possible to control the inclination in a plurality of directions between the
以上のテープ貼付装置により、正確な押圧姿勢でテープを押圧し、テープに皺、擦れを生じさせずに被貼付面へ貼り付けることが可能である。 With the above-described tape application device, it is possible to press the tape in an accurate pressing posture and to apply the tape to the surface to be applied without causing wrinkles or scratches on the tape.
ここで、本発明のテープ貼付装置は、以上で説明した形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。たとえば、上記の説明では補助規制部は押圧部に対してテープ搬送方向における下流側に配置されているが、上流側に配置されていても構わない。この場合、補助規制部はテープと接触しないよう、テープの幅方向にテープから離間した位置に設けられることが好ましい。 Here, the tape applicator of the present invention is not limited to the form explained above, but may have other forms within the scope of the present invention. For example, in the above description, the auxiliary regulating section is arranged on the downstream side in the tape transport direction with respect to the pressing section, but it may be arranged on the upstream side. In this case, it is preferable that the auxiliary regulating part be provided at a position spaced apart from the tape in the width direction of the tape so as not to come into contact with the tape.
また、補助規制部が押圧部の下流側でテープの貼り付けを補助する形態である場合、被貼付面へのテープの接着を促進させるため、補助規制部を介してテープを加熱もしくは冷却させる機構が設けられていても良い。 In addition, if the auxiliary regulation part is configured to assist the application of the tape on the downstream side of the pressing part, there is a mechanism that heats or cools the tape via the auxiliary regulation part in order to promote adhesion of the tape to the surface to be applied. may be provided.
また、本発明の補助規制部や距離センサによりエンド部と被貼付面の距離が規制された状態が必ずしもエンド部と被貼付面が平行となった状態である必要はない。仮に平行となっていなくても、被貼付面とエンド部の位置関係が一定の位置関係に規制され、その状態において押圧部を介して一定の方向へ押圧する制御を行うことにより、被貼付面に対する押圧方向を一定にすることができる。 Further, the state in which the distance between the end portion and the surface to be applied is regulated by the auxiliary regulating portion or the distance sensor of the present invention does not necessarily mean that the end portion and the surface to be applied are parallel to each other. Even if they are not parallel, the positional relationship between the surface to be pasted and the end part is regulated to a certain positional relationship, and in that state, by controlling the pressure in a certain direction via the pressing part, the surface to be pasted can be The pressing direction can be kept constant.
1 テープ
2 ワーク
2a 被貼付面
10 ATL装置
20 ATLヘッド
30 押圧部
31 ローラ
31a 回転軸
32 ローラ支持部
40 エンド部
50 パラレルリンク機構
51 リンク部
52 自在継手
53 自在継手
54 エアシリンダ
54a シリンダ部
54b ロッド部
54c 圧力センサ
54d 変位センサ
54e サーボバルブ
54f 空気圧供給部
54g ATLヘッド制御部
60 ベース部
70 補助規制部
71 ローラ
71a 回転軸
72 ローラ支持部
73a 補助規制部
73b 補助規制部
74a 距離センサ
74b 距離センサ
80 ハンドリングロボット
91 押圧部
92 被貼付面
92a 被貼付面
93 当接箇所
1
Claims (4)
押圧部と、エンド部と、パラレルリンク機構と、ベース部と、
を有する貼付ヘッドを備え、
前記押圧部は、前記テープを前記被貼付面との間に挟持、押圧しつつ前記テープを前記被貼付面に貼り付けるものであり、
前記エンド部は、前記押圧部を保持するものであり、
前記パラレルリンク機構は、前記エンド部を変位させ、前記押圧部の押圧位置及び/又は押圧姿勢を前記被貼付面の形状に倣うように動作するものであり、
前記ベース部は、前記パラレルリンク機構の前記エンド部側とは反対側を保持するものであり、
前記エンド部には、前記押圧部のほかに前記エンド部と前記被貼付面との距離を規制する補助規制部が設けられていることを特徴とする、テープ貼付装置。 A tape application device that applies tape in a predetermined application direction onto a surface to be applied,
A pressing part, an end part, a parallel link mechanism, a base part,
comprising an application head having a
The pressing part is for attaching the tape to the surface to be applied while sandwiching and pressing the tape between the tape and the surface to be applied,
The end portion holds the pressing portion,
The parallel link mechanism operates to displace the end portion and cause the pressing position and/or pressing posture of the pressing portion to follow the shape of the surface to be applied,
The base portion holds a side of the parallel link mechanism opposite to the end portion side,
The tape applying device is characterized in that the end portion is provided with an auxiliary regulating portion that regulates a distance between the end portion and the surface to be applied, in addition to the pressing portion.
押圧部と、エンド部と、パラレルリンク機構と、ベース部と、
を有する貼付ヘッドを備え、
前記押圧部は、前記テープを前記被貼付面との間に挟持、押圧しつつ前記テープを前記被貼付面に貼り付けるものであり、
前記エンド部は、前記押圧部を保持するものであり、
前記パラレルリンク機構は、前記エンド部を変位させ、前記押圧部の押圧位置及び/又は押圧姿勢を前記被貼付面の形状に倣うように動作するものであり、
前記ベース部は、前記パラレルリンク機構の前記エンド部側とは反対側を保持するものであり、
前記パラレルリンク機構の動作を制御する制御部と、
前記エンド部と前記被貼付面との距離を測定する距離センサと、
をさらに備え、
前記制御部は、前記パラレルリンク機構の動作の制御に前記距離センサによる測定値も反映させることを特徴とする、テープ貼付装置。 A tape application device that applies tape in a predetermined application direction onto a surface to be applied,
A pressing part, an end part, a parallel link mechanism, a base part,
comprising an application head having a
The pressing part is for attaching the tape to the surface to be applied while sandwiching and pressing the tape between the tape and the surface to be applied,
The end portion holds the pressing portion,
The parallel link mechanism operates to displace the end portion and cause the pressing position and/or pressing posture of the pressing portion to follow the shape of the surface to be applied,
The base portion holds a side of the parallel link mechanism opposite to the end portion side,
a control unit that controls the operation of the parallel link mechanism;
a distance sensor that measures the distance between the end portion and the surface to be applied;
Furthermore,
The tape applicator is characterized in that the control unit also reflects the measured value by the distance sensor in controlling the operation of the parallel link mechanism.
Priority Applications (1)
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