JP2024017452A - テープ貼付装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パラレルリンク機構の動作を正確に制御し、正確な押圧姿勢でテープを押圧することができるテープ貼付装置を提供する。【解決手段】貼付ヘッド２０と、接着剤塗布部９０と、を備えたテープ貼付装置１０であって、貼付ヘッド２０は、被貼付面２ａにテープ１を押し付けて被貼付面２ａとでテープ１を挟持する押圧部３０と、押圧部３０が取り付けられるエンド部４０と、ベース部６０と、エンド部４０とベース部６０との間に並列に設けられる複数のリンク部５１と、を有し、エンド部４０を変位させて押圧部３０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するパラレルリンク機構５０と、を備え、接着剤塗布部９０は、接着剤Ｓを吐出するノズル部９２と、接着剤Ｓを貯留し、配管９３を介して接着剤Ｓをノズル部９２へ送液するディスペンサ９１と、を備え、ディスペンサ９１は、リンク部５２から見てベース部６０側に設けられている。【選択図】図１

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。

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。

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。

特許文献１には、ＡＴＬ法を実施する施工法が開示されている。この施工法では、繊維強化プラスチックシートの片面もしくは両面に感圧接着剤層を設けて、コンクリート構造物の柱や梁、車体、船舶、航空機などであるワークの補修部や補強部に、その感圧接着剤層を用いて繊維強化プラスチックシートを貼り付けた後、常温硬化、加熱硬化、光硬化などの硬化方法により繊維強化プラスチックシートを硬化せしめて強化複合材料構造体を得ている。

一方、前記ワークは、設計上の形状、寸法に対して誤差を有していることが多い。このように誤差を有するワークに対応して上記繊維強化プラスチックのようなテープを自動で貼り付けるＡＴＬ装置として、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に記載の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。

特許文献２に記載の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。

特開２００２－４７８０９号公報 特開２０２０－１４７０３５号公報

しかし、上記特許文献２のようにパラレルリンク機構を備えたＡＴＬ装置においてテープを貼り付けるにあたり、パラレルリンク機構の動作の制御が困難となって正確にテープを貼り付けにくくなるおそれがあった。具体的には、図４に示すように従来のＡＴＬ装置１１０のＡＴＬヘッド１２０では、テープ１をワーク２の被貼付面２ａへ押し付ける押圧部１３０と押圧部１３０へテープ１を搬送するフィーダー１７０、およびフィーダー１７０から押圧部１３０へ搬送されるテープ１へ接着剤を塗布する接着剤塗布部１９０がともにエンド部１４０に取り付けられ、パラレルリンク機構１５０の動作により押圧部１３０とフィーダー１７０および接着剤塗布部１９０が一緒に変位するため、パラレルリンク機構１５０の動作に関わらず押圧部１３０へのテープ１の進入角度およびテープ１への接着剤の塗布位置は一定となっている。

その一方、フィーダー１７０は図示しないモータなどを有し、接着剤塗布部１９０は接着剤を貯留するとともにノズルへ接着剤を送液するディスペンサを有していることから、これらは押圧部１３０に比べて非常に重い。また、パラレルリンク機構１５０との干渉を回避するためにフィーダー１７０および接着剤塗布部１９０は横方向に張り出す形態とならざるを得ないため、エンド部１４０、押圧部１３０、フィーダー１７０、および接着剤塗布部１９０で形成される構造体において重心の偏りが生じ、この構造体をパラレルリンク機構１５０が支持するにあたり図４に矢印で示すようなモーメントＭが生じていた。

このように、パラレルリンク機構１５０が動作させる対象が大重量であることおよび重心に偏りを有することが、パラレルリンク機構１５０の制御性への悪影響となり、正確にテープを貼り付けにくくなる可能性があった。

本願発明は、上記問題点を鑑み、パラレルリンク機構の動作を正確に制御し、正確な押圧姿勢でテープを押圧す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。

上記課題を解決するために本発明のテープ貼付装置は、テープを押圧しながら被貼付面に貼り付ける貼付ヘッドと、前記テープが前記被貼付面に貼り付けられる前にテープ及び／又は前記被貼付面へ接着剤を塗布する接着剤塗布部と、を備えたテープ貼付装置であって、前記貼付ヘッドは、前記被貼付面に前記テープを押し付けて前記被貼付面とで前記テープを挟持する押圧部と、前記押圧部が取り付けられるエンド部と、ベース部と、前記エンド部と前記ベース部との間に並列に設けられる複数のリンク部と、を有し、前記エンド部を変位させて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パラレルリンク機構と、を備え、前記接着剤塗布部は、前記接着剤を吐出するノズル部と、前記接着剤を貯留し、配管を介して前記接着剤を前記ノズル部へ送液するディスペンサと、を備え、前記ディスペンサは、前記リンク部から見て前記ベース部側に設けられていることを特徴としている。

本発明のテープ貼付装置では、ディスペンサはベース部以上に設けられていることにより、エンド部が支持する物体の重量を軽減でき、正確な押圧姿勢でテープを押圧することができる。

また、前記ノズル部は実質的に前記エンド部に設けられていると良い。

こうすることにより、接着剤を吐出するノズル部はエンド部の変位に追従するため、テープ及び／又は被貼付面に対し正確に接着剤を塗布することができる。

また、前記ディスペンサは、実質的に前記ベース部に設けられていると良い。

こうすることにより、ディスペンサとノズル部の間の配管長を比較的短くすることができ、ノズル部からの接着剤の吐出動作を正確に行うことができる。

また、前記テープを前記押圧部に向けて搬送するテープ搬送部をさらに備え、前記テープ搬送部は前記ノズル部と一体的に設けられていると良い。

こうすることにより、テープ搬送部から搬送されるテープへ正確に接着剤を塗布することができる。

本発明のテープ貼付装置により、パラレルリンク機構の動作を正確に制御し、正確な押圧姿勢でテープを押圧することができる。

本発明の一実施形態におけるテープ貼付装置を説明する図である。 図１に示す実施形態のテープ貼付装置においてテープの押圧姿勢を変化させた状態を説明する図である。 本発明の他の実施形態におけるテープ貼付装置を説明する図である。 従来のテープ貼付装置において生じうる問題を説明する図である。

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。

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。

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、フィーダー７０、および接着剤塗布部９０を含んで構成されている。

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。

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。

ＡＴＬヘッド２０は、ハンドリングロボット８０に取り付けられており、このハンドリングロボット８０によってＡＴＬヘッド２０全体をワーク２に離接させる。ハンドリングロボット８０は、少なくとも１軸方向に対象物を移動させる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。

押圧部３０は、後述のフィーダー７０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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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を行ってもよい。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。

フィーダー７０は、たとえば、１組の搬送ローラ対７１を有し、図示しないモータの動力により搬送ローラ対７１を回転駆動させて、テープ１を搬送するように構成されている。

また、本実施形態ではテープ１はあらかじめ所定の長さに裁断された短冊状の形状を有し、搬送ローラ対７１によってそのテープ１を保持しながらＡＴＬヘッド２０の押圧部３０に向けてテープ１を搬送する。ここで、本説明では、ＡＴＬ装置１０においてテープ１を保持、保管する機能を有する部材をテープ保管部、このテープ保管部から押圧部３０へテープ１を搬送する機能をテープ搬送部と呼ぶが、本実施形態ではフィーダー７０の搬送ローラ対７１がテープ１を保持し、搬送するため、このフィーダー７０がテープ保管部とテープ搬送部を兼ねている。

フィーダー７０は、本実施形態ではブラケット７２を介してエンド部４０に固定されている。これにより、パラレルリンク機構５０の動作によるエンド部４０の変位に追従してエンド部４０も変位する。そのため、パラレルリンク機構５０の動作に関わらず、フィーダー７０は常に所定の進入角度となるように押圧部３０へテープ１を搬送することができる。

また、エンド部４０とブラケット７２の間に図示しない駆動機構が設けられて、エンド部４０に対してブラケット７２をθｘ方向に移動させることによってフィーダー７０から押圧部３０へのテープ１の進入角度が調整されるようになっていても良い。

なお、本実施形態のようにブラケット７２のような仲介物を介した形態を含め、フィーダー７０がエンド部４０に直接的もしくは間接的に固定されているような状態を、本説明では「フィーダー部７０が実質的にエンド部４０に設けられている」とも表現する。

接着剤塗布部９０は、本実施形態ではフィーダー７０から押圧部３０へ搬送されるテープ１における被貼付面２ａに貼り付けられる方の面に接着剤Ｓを塗布する機構であり、ディスペンサ９１、ノズル部９２を有し、ディスペンサ９１から配管９３を通って接着剤Ｓがノズル部９２へ送液され、ノズル部９２から接着剤Ｓが吐出される。

ディスペンサ９１は、接着剤Ｓを貯留し、この貯留した分から必要量の接着剤Ｓをノズル部９２へ送液する機構であり、接着剤Ｓを貯留する容器であるタンク９４と、タンク９４に貯留された接着剤Ｓをノズル部９２へ送液するための駆動源である圧送部９５とを有する。本実施形態では、圧送部９５はエア圧により接着剤Ｓを送液する。

ノズル部９２は、フィーダー７０と押圧部３０との間の位置でテープ１の被貼付面２ａに貼り付けられる方の面と対向するユニットであり、テープ１と対向する面にはテープ１の幅寸法と同等の幅寸法の開口を有している。ディスペンサ９１から配管９３を介してノズル部９２に供給された接着剤Ｓは、ノズル部９２の内部を通ってこの開口から吐出され、テープ１に塗布される。

また、ノズル部９２は、一辺５０ｍｍ以下のたとえばアルミニウムからなる略直方体の形態を有しており、タンク９４や圧送部９５を有するディスペンサ９１よりも軽い。

ノズル部９２がテープ１へ塗布する接着剤は熱硬化性接着剤であり、たとえばエポキシ系、ウレタン系、ポリエステル系などがある。この中でも、たとえばエポキシ系の熱硬化性接着剤は、所定の温度までの昇温をトリガーとして発熱反応を生じ、自己の反応熱により硬化反応が促進する特性を有する。

ここで、ノズル部９２は、フィーダー７０が固定されている上記ブラケット７２に固定されている。すなわち、フィーダー７０とノズル部９２は一体的に設けられている。これにより、テープ１の送り出し経路においてフィーダー７０に対するノズル部９２の相対位置が常に一定に維持される。そのため、フィーダー７０から送り出されるテープ１とノズル部９２の距離は一定に維持され、ノズル部９２は正確な塗布位置、塗布量でテープ１へ接着剤Ｓを塗布することができる。

また、本実施形態ではフィーダー７０は実質的にエンド部４０に設けられていることから、ノズル部９２も実質的にエンド部４０に設けられていることとなり、パラレルリンク機構５０の動作によるエンド部４０の変位にノズル部９２も追従する。

一方、ノズル部９２が実質的にエンド部４０に設けられているのに対し、ディスペンサ９１は実質的にベース部６０に設けられている。具体的には、ディスペンサ９１はブラケット９６を介してベース部６０に固定されている。

次に、図１に示す実施形態のテープ貼付装置においてテープの押圧姿勢を変化させた状態を図２に示す。

ＡＴＬ装置１０では、上記の通りパラレルリンク機構５０によってエンド部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に倣うように動作させる。具体的には、被貼付面２ａの傾きに応じて（本実施形態では図２に示すように被貼付面２ａとエンド部４０が平行となるように）パラレルリンク機構５０がエンド部４０の傾きを調節し、押圧部３０の特定の位置がテープ１もしくは被貼付面２ａと当接するようにすることで、正確な押圧姿勢で押圧部３０にテープ１を押圧させる。

なお、この特定の位置とは、本実施形態では押圧部３０のローラ３１におけるエンド部４０からもっとも遠い位置であり、本説明ではその位置をＴｏｏｌ－Ｃｅｎｔｅｒ－Ｐｏｉｎｔ（ＴＣＰ）と呼ぶ。このＴＣＰにおいてローラ３１がテープ１もしくは被貼付面２ａと当接する状態において、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はテープ１もしくは被貼付面２ａを法線方向に押圧する。

ここで、本発明では、接着剤塗布部９０の総重量の多くを占めるディスペンサ９１はベース部６０の方に固定されている。すなわち、接着剤塗布部９０の構成要素のうち、接着剤Ｓの吐出を行うノズル部９２のみがエンド部４０側に実質的に設けられており、図２において鎖線で示した通りパラレルリンク機構５０の動作に応じて押圧部３０、フィーダー７０、およびノズル部９２が変位するのに対して、パラレルリンク機構５０が動作してもディスペンサ９１は変位しない。

このようにディスペンサ９１がエンド部４０の支持対象でないことにより、パラレルリンク機構５０が動作するにしたがって押圧部３０、フィーダー７０、ノズル部９２とディスペンサ９１の相対位置に変化が生じる一方、前述の図４の形態のような、ディスペンサを含む接着剤塗布部１９０全体がエンド部１４０に取り付けられている従来のＡＴＬ装置と比較して、パラレルリンク機構５０で動作させる対象物の重量を軽減できるとともに重心の偏りを回避できるため、応答精度、荷重精度などといったパラレルリンク機構５０の制御性を向上させることができる。

また、テープ１に所定の荷重をかけて押圧するにあたり、この荷重というのはパラレルリンク機構５０による押付力とエンド部４０およびエンド部４０に取り付けられている部材（本実施形態では押圧部３０、フィーダー７０、ノズル部９２、ブラケット７２）の自重による荷重の和となる。そのため、エンド部４０およびエンド部４０に取り付けられている部材の重量が軽くなればなるほどテープ１を押圧するための荷重のうちパラレルリンク機構５０による押付力が占める割合が多くなる。すなわち、パラレルリンク機構５０による押付力の調節の自由度が向上する。この観点からも、ディスペンサ９１がベース部６０の方に固定されることがパラレルリンク機構５０の制御性向上に寄与する。

また、本実施形態のようにディスペンサ９１に対するノズル部９２の相対位置が変化するとしても、配管９３が可撓性を有しておれば問題無くディスペンサ９１からノズル部９２へ接着剤Ｓを送液することができる。

また、ディスペンサ９１のタンク９４に貯留される接着剤Ｓは、ノズル部９２から接着剤Ｓが吐出されるにしたがって残量が減少する。そのため、仮に図４のようにディスペンサがエンド部１４０に実質的に設けられていた場合にはタンク内の接着剤の残量が変化するのにともなってパラレルリンク機構１５０による制御対象（この場合では、エンド部１４０、押圧部１３０、フィーダー１７０に加え接着剤塗布部１９０全体）の重心位置が少なからず変化し、制御を困難にさせるおそれがある。これに対し、本発明では図１、図２に示すようにディスペンサ９１がパラレルリンク機構５０による制御対象に含まれないことにより、接着剤Ｓの残量の変化にともなうパラレルリンク機構５０による制御対象の重心位置の変化を防ぐことができる。

このようにパラレルリンク機構５０の制御性が向上することにより、押圧部３０が正確な押圧姿勢でテープ１を被貼付面２ａへ押圧することができる。

また、本実施形態では、上記の通りディスペンサ９１は実質的にベース部６０に設けられている。ベース部６０は、パラレルリンク機構５０が取り付けられている部材であり、パラレルリンク機構５０が取り付けられる側の中でも最もパラレルリンク機構５０、エンド部４０、そしてエンド部４０に設けられているノズル部９２の近傍にある部材である。そのため、ディスペンサ９１がベース部６０に設けられていることによってディスペンサ９１とノズル部９２とをつなぐ配管９３の長さを比較的短くすることができる。配管９３の長さが短くなれば、ディスペンサ９１における送液動作を制御してからノズル部９２からの吐出量が変化するまでの応答速度が速くなり、ノズル部９２からの接着剤Ｓの吐出動作を正確に行うことができるようになるため、好ましい。

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、本実施形態のテープ貼付装置の基本構成を示す図であり、図３（ｂ）は、本実施形態のテープ貼付装置においてテープの押圧姿勢を変化させた状態を説明する図である。

本実施形態では、フィーダー７０はブラケット７２を介してベース部６０に固定されている。すなわち、押圧部３０およびエンド部４０がパラレルリンク機構５０によって動かされる側であるのに対してフィーダー７０はパラレルリンク機構５０が取り付けられる側に固定されている。そのため、パラレルリンク機構５０が動作してもフィーダー７０は変位しない。

この場合、ノズル部９２は図３（ｂ）に示すように、フィーダー７０と一体的に設けられるよう、フィーダー７０と一緒にブラケット７２に固定される。これにより、フィーダー７０から送り出されるテープ１とノズル部９２の距離は一定に維持され、ノズル部９２は正確な塗布位置、塗布量でテープ１へ接着剤Ｓを塗布することができる。

また、この場合、ディスペンサ９１だけでなくノズル部９２も実質的にベース部６０に設けられることになり、すなわち、接着剤塗布部９０全体が実質的にベース部６０に設けられることになる。

このようにフィーダー７０がエンド部４０の支持対象でないことにより、パラレルリンク機構５０が動作するにしたがって押圧部３０とフィーダー７０の相対位置に変化が生じる一方、図１、２で示したような押圧部３０に加えフィーダー７０もエンド部４０に設けられているＡＴＬ装置１と比較して、パラレルリンク機構５０で動作させる対象物の重量をさらに軽減できるとともに重心の偏りを回避できるため、応答精度、荷重精度などといったパラレルリンク機構５０の制御性を向上させることができる。

なお、本発明のＡＴＬ装置１０でワーク２に貼り付けるテープ１はＵＤテープやプリプレグテープなどであり、弾性を有することが多いため、パラレルリンク機構５０が動作して押圧部３０とフィーダー７０の相対位置に若干の変化が生じた場合でも、テープ１の先端部が押圧部３０に到達してさえすれば、その後は問題無くテープ１は押圧部３０へ搬送される。

ここで、パラレルリンク機構５０が動作しても押圧部３０へのテープ１の進入角度が略一定となるよう、押圧部３０の近傍に図示しないガイド機構が設けられていても良い。ガイド機構は具体的にはテープ１を滑らせて所定方向を向かせるリジッド型や、ニップローラなどが用いられる。なお、このような動力源を有しない比較的軽量であるガイド機構は、エンド部４０側に設けられていても構わない。

以上のテープ貼付装置により、パラレルリンク機構の動作を正確に制御し、正確な押圧姿勢でテープを押圧することが可能である。

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、上記の説明では押圧部、テープ搬送部、および接着剤塗布部のみ言及しているが、押圧部に搬送される前にテープのタック性を向上させるためのヒータ部が設けられていても良い。

また、上記の説明ではディスペンサはベース部に実質的に設けられているが、ベース部のみに限らず、リンク部から見てベース部側にディスペンサが設けられていれば、エンド部に取り付けられている部材の重量を軽減でき、本発明の効果を享受しうる。ここで、ベース部側とはエンド部の方向と反対側のことを指し、エンド部およびエンド部を保持するハンドリングロボットなどを含む。

また、上記の説明では接着剤塗布部はテープに接着剤を塗布しているが、それに限らず被貼付面に接着剤を塗布しても良い。また、テープと被貼付面に接着剤を塗布しても良い。ここで、接着剤塗布部が被貼付面に接着剤を塗布するものであれば、仮にフィーダーがベース部側に設けられている場合でも、接着剤塗布部のノズル部はエンド部側に設けられていることが好ましい。

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 フィーダー
７１ 搬送ローラ対
７２ ブラケット
８０ ハンドリングロボット
９０ 接着剤塗布部
９１ ディスペンサ
９２ ノズル部
９３ 配管
９４ タンク
９５ 圧送部
９６ ブラケット
１１０ ＡＴＬ装置
１２０ ＡＴＬヘッド
１３０ 押圧部
１４０ エンド部
１５０ パラレルリンク機構
１６０ ベース部
１７０ フィーダー
１９０ 接着剤塗布部

Claims (4)

1. テープを押圧しながら被貼付面に貼り付ける貼付ヘッドと、
   前記テープが前記被貼付面に貼り付けられる前にテープ及び／又は前記被貼付面へ接着剤を塗布する接着剤塗布部と、
   を備えたテープ貼付装置であって、
   前記貼付ヘッドは、
   前記被貼付面に前記テープを押し付けて前記被貼付面とで前記テープを挟持する押圧部と、
   前記押圧部が取り付けられるエンド部と、ベース部と、前記エンド部と前記ベース部との間に並列に設けられる複数のリンク部と、を有し、前記エンド部を変位させて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パラレルリンク機構と、
   を備え、
   前記接着剤塗布部は、
   前記接着剤を吐出するノズル部と、
   前記接着剤を貯留し、配管を介して前記接着剤を前記ノズル部へ送液するディスペンサと、
   を備え、
   前記ディスペンサは、前記リンク部から見て前記ベース部側に設けられていることを特徴とする、テープ貼付装置。
2. 前記ノズル部は実質的に前記エンド部に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のテープ貼付装置。
3. 前記ディスペンサは、実質的に前記ベース部に設けられていることを特徴とする、請求項２に記載のテープ貼付装置。
4. 前記テープを前記押圧部に向けて搬送するテープ搬送部をさらに備え、前記テープ搬送部は前記ノズル部と一体的に設けられていることを特徴とする、請求項２に記載のテープ貼付装置。

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