JP6634968B2

JP6634968B2 - Method of detecting end position of fiber bundle wound around liner for tank

Info

Publication number: JP6634968B2
Application number: JP2016124122A
Authority: JP
Inventors: 譲優箱崎
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-06-23
Filing date: 2016-06-23
Publication date: 2020-01-22
Anticipated expiration: 2036-06-23
Also published as: JP2017226150A

Description

本発明は、タンク用のライナに巻き付けられた繊維束の端部位置の検出方法に関する。 The present invention relates to a method for detecting an end position of a fiber bundle wound around a liner for a tank.

高圧流体用のタンクとして、タンクの基材であるライナに、予め熱硬化性樹脂を含浸させたカーボン繊維を幾重にも巻き付けた後、加熱して硬化させることにより、ライナの表面に高強度の繊維強化樹脂層が形成された構成が知られている。特許文献１には、カーボン繊維をライナに平滑に巻き付けるために、ライナに巻き付けられたカーボン繊維の巻き付け位置を検出する技術が開示されている。具体的には、各層ごとに異なる色のカーボン繊維を巻きつけて、カーボン繊維が巻き付けられた状態のライナをＣＣＤカメラで撮像し、得られた画像から層ごとのカーボン繊維の色差を識別して巻き付け位置の端部を検出する技術が開示されている。また、検出された巻き付け位置の端部に隣接して、次の層の巻き付けを開始する技術が開示されている。 As a tank for high-pressure fluid, a carbon fiber impregnated with a thermosetting resin is wound around the liner, which is the base material of the tank, several times, and then heated and cured to provide a high-strength material on the surface of the liner. A configuration in which a fiber reinforced resin layer is formed is known. Patent Literature 1 discloses a technique for detecting a winding position of a carbon fiber wound around a liner in order to smoothly wind the carbon fiber around the liner. Specifically, a carbon fiber of a different color is wound around each layer, a liner in a state where the carbon fiber is wound is imaged with a CCD camera, and the color difference of the carbon fiber of each layer is identified from the obtained image. A technique for detecting the end of the winding position is disclosed. Further, there is disclosed a technique of starting winding of a next layer adjacent to an end of a detected winding position.

特開２０１０−２５３７８９号公報JP 2010-253789 A

特許文献１に記載の技術では、既にライナに巻き付けたカーボン繊維と異なる色のカーボン繊維を巻き付けることとなるため、各層を形成する度に、巻き付け装置にカーボン繊維をセットし直す必要があり、手間がかかる。また、複数色のカーボン繊維を予め用意するために多量の塗料が必要となる。そして、上述した製造の際の手間の増加や、塗料の使用量の増加に起因して、タンクの製造コストが上昇するという問題がある。このような問題は、高圧流体用のタンクに用いられるライナに限らず、他の任意の用途で用いられるタンク用のライナにおいても共通する。そこで、製造コストを抑えつつ、タンク用のライナに巻き付けられた繊維束の端部を精度よく検出する技術が望まれている。 In the technique described in Patent Document 1, since carbon fibers of a different color from the carbon fibers already wound on the liner are wound, it is necessary to reset the carbon fibers in the winding device every time each layer is formed. It takes. In addition, a large amount of paint is required to prepare carbon fibers of a plurality of colors in advance. In addition, there is a problem that the tank manufacturing cost is increased due to an increase in labor and the amount of paint used in the manufacturing described above. Such a problem is not limited to a liner used for a tank for a high-pressure fluid, but is also common to a liner for a tank used in any other application. Therefore, a technique for accurately detecting the end of the fiber bundle wound around the tank liner while suppressing the manufacturing cost is desired.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
［形態１］タンク用のライナに巻き付けられた繊維束の端部位置の検出方法であって、繊維束が巻き付けられて第１繊維束層が形成された状態の前記ライナにおいて、前記第１繊維束層の上に第２繊維束層を形成する際に巻き付けられる繊維束の巻き始め予定位置よりも前記ライナの軸線方向に沿った外側から、前記ライナにおける前記繊維束の巻き付け方向と交差する方向に沿って前記第１繊維束層を形成した繊維束とは異なる色の塗料を塗る工程と、前記第１繊維束層の上に前記第２繊維束層が形成された状態の前記ライナにおいて、前記塗料が塗られた領域のうち前記第２繊維束層により覆われずに露出した露出領域の端部位置を検出し、検出された前記露出領域の端部位置に基づき、前記第２繊維束層を形成する前記繊維束の端部位置を検出する工程と、を備える、タンク用のライナに巻き付けられた繊維束の端部位置の検出方法。
この形態の検出方法によれば、第１繊維束層が形成された状態のライナにおいて、第１繊維束層を形成した繊維束の色とは異なる色の塗料が塗られ、塗料が塗られた領域の上から繊維束が巻き付けられて第２繊維束層が形成されることにより露出した露出領域の端部位置を検出するので、露出領域の端部位置を精度良く検出できる。ここで、露出領域の端部位置は、第２繊維束層の端部位置と一致または接しているので、この形態の検出方法によれば、露出領域の端部位置に基づき、繊維束の端部位置を精度よく検出できる。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following embodiments.
[Mode 1] A method for detecting an end position of a fiber bundle wound around a tank liner, wherein the first fiber is provided in the liner in a state where the fiber bundle is wound to form a first fiber bundle layer. A direction intersecting a direction in which the fiber bundle is wound in the liner from an outer side along the axial direction of the liner than a winding start position of the fiber bundle wound when the second fiber bundle layer is formed on the bundle layer. A step of applying a paint of a different color from the fiber bundle having the first fiber bundle layer formed thereon, and the liner in a state where the second fiber bundle layer is formed on the first fiber bundle layer, An end position of an exposed area exposed without being covered by the second fiber bundle layer in the area where the paint is applied is detected, and based on the detected end position of the exposed area, the second fiber bundle is detected. End portion of the fiber bundle forming a layer And a step of detecting a method of detecting the end position of the fiber bundle wound around the liner tank.
According to the detection method of this aspect, in the liner in which the first fiber bundle layer is formed, a paint of a color different from the color of the fiber bundle forming the first fiber bundle layer is applied, and the paint is applied. Since the end position of the exposed region exposed by the formation of the second fiber bundle layer by winding the fiber bundle from above the region is detected, the end position of the exposed region can be accurately detected. Here, since the end position of the exposed region matches or is in contact with the end position of the second fiber bundle layer, according to the detection method of this aspect, the end position of the fiber bundle is determined based on the end position of the exposed region. The position of the part can be accurately detected.

（１）本発明の一実施形態によれば、タンク用のライナに巻き付けられた繊維束の端部位置の検出方法が提供される。この検出方法は、前記繊維束が巻き付けられて第１繊維束層が形成された状態の前記ライナにおいて、前記第１繊維束層の上に第２繊維束層を形成する際に巻き付けられる前記繊維束の巻き始め予定位置よりも前記ライナの軸線方向に沿った外側から、前記ライナにおける前記繊維束の巻き付け方向と交差する方向に沿って前記繊維束とは異なる色の塗料を塗る工程と；前記第１繊維束層の上に前記第２繊維束層が形成された状態の前記ライナにおいて、前記塗料が塗られた領域のうち前記第２繊維束層により覆われずに露出した露出領域の端部位置を検出し、検出された前記露出領域の端部位置に基づき、前記第２繊維束層を形成する前記繊維束の端部位置を検出する工程と；を備える。
この形態の検出方法によれば、第１繊維束層が形成された状態のライナにおいて、繊維束の色とは異なる色の塗料が塗られ、塗料が塗られた領域の上から繊維束が巻き付けられて第２繊維束層が形成されることにより露出した露出領域の端部位置を検出するので、露出領域の端部位置を精度良く検出できる。ここで、露出領域の端部位置は、第２繊維束層の端部位置と一致または接しているので、この形態の検出方法によれば、露出領域の端部位置に基づき、繊維束の端部位置を精度よく検出できる。 (1) According to one embodiment of the present invention, there is provided a method for detecting an end position of a fiber bundle wound around a liner for a tank. In this detection method, in the liner in a state where the fiber bundle is wound to form a first fiber bundle layer, the fiber wound when forming the second fiber bundle layer on the first fiber bundle layer Applying a paint of a color different from that of the fiber bundle along a direction intersecting the winding direction of the fiber bundle in the liner from outside along the axial direction of the liner from the winding start position of the bundle; In the liner in which the second fiber bundle layer is formed on the first fiber bundle layer, an end of an exposed region which is exposed without being covered by the second fiber bundle layer in a region where the paint is applied. Detecting the end position of the fiber bundle forming the second fiber bundle layer based on the detected end position of the exposed region.
According to the detection method of this aspect, in the liner in which the first fiber bundle layer is formed, a paint of a color different from the color of the fiber bundle is applied, and the fiber bundle is wound from above the area where the paint is applied. Since the end position of the exposed region exposed by the formation of the second fiber bundle layer is detected, the end position of the exposed region can be accurately detected. Here, since the end position of the exposed region matches or is in contact with the end position of the second fiber bundle layer, according to the detection method of this aspect, the end position of the fiber bundle is determined based on the end position of the exposed region. The position of the part can be accurately detected.

本発明は、種々の形態で実現することも可能である。例えば、タンクに繊維を巻き付ける方法や、タンクの製造方法や、タンクの製造装置等の形態においても実現できる。 The present invention can be realized in various forms. For example, the present invention can also be realized in a form of a method of winding fibers around a tank, a method of manufacturing a tank, or an apparatus for manufacturing a tank.

本実施形態における検出装置の概略構成を示す説明図である。It is an explanatory view showing a schematic structure of a detection device in this embodiment. 軸線に沿ったライナの一方の端部を含む領域を拡大して示す説明図である。It is explanatory drawing which expands and shows the area | region containing one end of the liner along an axis. 本発明の一実施形態における繊維束の端部の位置の検出方法の工程図である。FIG. 5 is a process diagram of a method for detecting the position of the end of the fiber bundle in one embodiment of the present invention. 塗料塗布工程の手順を示す工程図である。It is a flowchart showing the procedure of a paint application process. 第１層巻き付け後における工程Ｐ２０２実行直前のライナを拡大して模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which expands and shows typically the liner just before execution of process P202 after a 1st layer winding. 第１層巻き付け後における工程Ｐ２０２実行後のライナを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the liner after process P202 execution after a 1st layer winding. 繊維束の端部位置検出工程の手順を示す工程図である。It is a process figure showing the procedure of the end position detection process of a fiber bundle. 第２層巻き付け後における工程Ｐ２０２実行直前のライナを拡大して模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which expands and shows typically the liner just before execution of process P202 after a 2nd layer winding. 第２層巻き付け後における工程Ｐ２０２実行後のライナを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the liner after process P202 execution after a 2nd layer winding. 第２層巻き付け後における工程Ｐ３０３の実行により得られた撮像画像を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the captured image obtained by execution of process P303 after a 2nd layer winding. 撮像画像を二値化処理して得られた二値化画像を模式的に示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram schematically showing a binarized image obtained by performing a binarization process on a captured image. 工程Ｐ３０５実行後に検出された第２層の繊維束の端部位置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the edge part position of the fiber bundle of the 2nd layer detected after performing process P305. 工程Ｐ３０５実行後に検出された第３層の繊維束の端部位置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the edge part position of the fiber bundle of the 3rd layer detected after performing process P305.

Ａ．実施形態：
Ａ１．装置構成：
図１は、本実施形態における検出装置２００の概略構成を示す説明図である。検出装置２００には、本発明の一実施形態としてのタンク用のライナに巻き付けられた繊維束の端部位置の検出方法が適用される。図１では、検出装置２００に加えて、製造途中のタンク３００と、タンク３００の基材であるライナ３０１の外表面に繊維束Ｗを巻き付ける巻き付け装置３８０とが模式的に表わされている。図１において、Ｚ軸は鉛直方向と平行であり、Ｘ軸およびＹ軸は水平方向と平行である。 A. Embodiment:
A1. Device configuration:
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a detection device 200 according to the present embodiment. A method for detecting an end position of a fiber bundle wound around a tank liner as one embodiment of the present invention is applied to the detection device 200. FIG. 1 schematically shows, in addition to the detection device 200, a tank 300 in the course of manufacture and a winding device 380 that winds the fiber bundle W around the outer surface of a liner 301 that is a base material of the tank 300. In FIG. 1, the Z axis is parallel to the vertical direction, and the X axis and the Y axis are parallel to the horizontal direction.

タンク３００は、高圧水素ガスなどの高圧流体を貯蔵するために用いられる。タンク３００は、ライナ３０１と、２つの口金部３１０とを備える。ライナ３０１は、高いガスバリア性を有する樹脂製の容器である。ライナ３０１は、例えば、ポリアミド、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリエチレン等の樹脂により形成されている。なお、樹脂に代えて、アルミニウム合金などの金属により形成されていてもよい。 The tank 300 is used to store a high-pressure fluid such as a high-pressure hydrogen gas. The tank 300 includes a liner 301 and two bases 310. The liner 301 is a resin container having high gas barrier properties. The liner 301 is formed of, for example, a resin such as polyamide, ethylene vinyl alcohol copolymer, or polyethylene. Note that, instead of the resin, it may be formed of a metal such as an aluminum alloy.

ライナ３０１は、略円筒状の胴体部３０２と、胴体部３０２を挟んで配置される凸曲面形状の２つのドーム部３０３と、を有する。図１において、軸線ＣＸは、胴体部３０２の中心軸、すなわち、ライナ３０１の中心軸を表わしている。軸線ＣＸは、Ｘ軸と平行である。 The liner 301 has a substantially cylindrical body portion 302 and two dome portions 303 having a convex curved shape and arranged with the body portion 302 interposed therebetween. In FIG. 1, the axis CX represents the central axis of the body 302, that is, the central axis of the liner 301. The axis CX is parallel to the X axis.

２つのドーム部３０３のそれぞれの頂点部分には、口金部３１０が取り付けられている。口金部３１０は、ライナ３０１における長手方向（軸線ＣＸに沿った方向）の両端部に装着されている。口金部３１０は、口金部３１０の中心軸と、ライナ３０１の軸線ＣＸとが一致するように取り付けられている。一方の口金部３１０は、ライナ３０１の内部と連通しており、水素ガス供給用の配管が接続される。 A base 310 is attached to each apex of the two domes 303. The base 310 is attached to both ends of the liner 301 in the longitudinal direction (the direction along the axis CX). The base 310 is attached so that the central axis of the base 310 and the axis CX of the liner 301 coincide with each other. One base 310 communicates with the inside of the liner 301 and is connected to a hydrogen gas supply pipe.

２つの口金部３１０のうち、＋Ｘ方向に配置される口金部３１０の鉛直上方（＋Ｚ方向）には、位相計測部３２０が配置されている。位相計測部３２０は、ライナ３０１の位相を計測する。本実施形態において、「ライナ３０１の位相」とは、＋Ｘ方向に見たときの軸線ＣＸから胴体部３０２表面上の基準点に向かう方向とＺ軸方向に沿った方向との間の角度であって、基準点が胴体部３０２における＋Ｚ方向の頂点に位置するときを０度とした右回りの回転角度を意味する。基準点は、胴体部３０２における所定の位置に定められている。なお、かかる所定の位置は、胴体部３０２における任意の位置に定めることができる。また、ライナ３０１の位相は、基準点が胴体部３０２における−Ｚ方向の頂点、＋Ｘ方向の頂点、−Ｙ方向の頂点など任意の位置に位置するときを０度とした右回りの回転角度であってもよい。また、左周りの回転角度であってもよい。 A phase measuring unit 320 is disposed vertically above (in the + Z direction) the base 310 arranged in the + X direction among the two bases 310. The phase measuring unit 320 measures the phase of the liner 301. In the present embodiment, the “phase of the liner 301” is the angle between the direction from the axis CX toward the reference point on the surface of the body 302 and the direction along the Z axis when viewed in the + X direction. The clockwise rotation angle is defined as 0 degree when the reference point is located at the vertex in the + Z direction of the body portion 302. The reference point is set at a predetermined position on the body 302. The predetermined position can be set at an arbitrary position in the body 302. The phase of the liner 301 is a clockwise rotation angle with 0 degrees when the reference point is located at an arbitrary position such as a vertex in the −Z direction, a vertex in the + X direction, or a vertex in the −Y direction in the body portion 302. There may be. Further, the rotation angle may be a counterclockwise rotation angle.

ライナ３０１の外表面には、補強層が形成される。補強層は、巻き付け装置３８０によりライナ３０１の外表面に繊維束Ｗが幾重にも巻き付けられ、かかる繊維束Ｗからなる層（以下、「繊維束層」と呼ぶ）が複数積層された構造を有する。繊維束Ｗは、直径が数μｍ（マイクロメートル）程度のカーボン製の単繊維を束ねて構成されている。繊維束Ｗにおける各単繊維の方向は、互いに略平行である。単繊維として、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系カーボン繊維を用いる。なお、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系カーボン繊維に代えて、レーヨン系カーボン繊維やピッチ系カーボン繊維など、他の任意の種類のカーボン繊維を用いてもよい。各単繊維には、予め熱硬化性樹脂が含浸されている。本実施形態では、熱硬化性樹脂として、エポキシ樹脂が用いられている。熱硬化性樹脂に代えて、紫外線硬化性樹脂が含浸されていてもよい。また、これらの樹脂に加えて、カーボン繊維の補強を目的として、ガラス繊維やアラミド繊維を含んでもよい。 A reinforcing layer is formed on the outer surface of the liner 301. The reinforcing layer has a structure in which the fiber bundle W is wound around the outer surface of the liner 301 multiple times by the winding device 380, and a plurality of layers (hereinafter, referred to as “fiber bundle layer”) including the fiber bundle W are stacked. . The fiber bundle W is formed by bundling carbon single fibers having a diameter of about several μm (micrometers). The directions of the individual fibers in the fiber bundle W are substantially parallel to each other. Polyacrylonitrile (PAN) -based carbon fibers are used as single fibers. Note that, instead of the polyacrylonitrile (PAN) -based carbon fiber, any other type of carbon fiber such as rayon-based carbon fiber or pitch-based carbon fiber may be used. Each single fiber is previously impregnated with a thermosetting resin. In the present embodiment, an epoxy resin is used as the thermosetting resin. An ultraviolet curable resin may be impregnated instead of the thermosetting resin. Further, in addition to these resins, glass fibers or aramid fibers may be included for the purpose of reinforcing carbon fibers.

巻き付け装置３８０は、後述の制御装置１００と電気的に接続されており、制御装置１００と連携してライナ３０１への繊維束Ｗの巻き付け処理を実行する。以下、かかる巻き付け処理について簡単に説明する。巻き付け装置３８０は、制御装置１００からの巻き付け開始を指示する制御信号を受信すると、まずヘリカル巻きを実行する。このヘリカル巻きは、公知の方法で実行されるので、その詳細な説明を省略する。ヘリカル巻き完了後、フープ巻きが実行される。フープ巻きでは、軸線ＣＸと略直交する方向を巻き付け方向として繊維束Ｗがライナ３０１に巻き付けられる。フープ巻きが開始されると、巻き付け装置３８０は、ライナ３０１を回転方向Ｒへ回転させ、ボビン３９０から繊維束Ｗを供給して、ライナ３０１に繊維束Ｗの１層分の巻き付けを行う。繊維束Ｗの１層分の巻き付けが完了すると、ライナ３０１の回転を停止し、制御装置１００へ巻き付け完了の制御信号を送信する。その後、制御装置１００から所定の制御信号を受信すると、再びライナ３０１を回転させるとともに、ボビン３９０から繊維束Ｗを供給して、ライナ３０１に繊維束Ｗの１層分の巻き付けを行う。その後、制御装置１００との間で信号のやりとりをしつつ、ライナの回転の停止、再開を繰り返し実行する。 The winding device 380 is electrically connected to a control device 100 described later, and executes a process of winding the fiber bundle W around the liner 301 in cooperation with the control device 100. Hereinafter, such a winding process will be briefly described. Upon receiving a control signal instructing start of winding from control device 100, winding device 380 first executes helical winding. Since the helical winding is performed by a known method, a detailed description thereof will be omitted. After the completion of the helical winding, the hoop winding is executed. In the hoop winding, the fiber bundle W is wound around the liner 301 with the direction substantially orthogonal to the axis CX as the winding direction. When hoop winding is started, the winding device 380 rotates the liner 301 in the rotation direction R, supplies the fiber bundle W from the bobbin 390, and winds the liner 301 for one layer of the fiber bundle W. When the winding of one layer of the fiber bundle W is completed, the rotation of the liner 301 is stopped, and a control signal of the completion of the winding is transmitted to the control device 100. Thereafter, when a predetermined control signal is received from the control device 100, the liner 301 is rotated again, the fiber bundle W is supplied from the bobbin 390, and one line of the fiber bundle W is wound around the liner 301. Thereafter, while exchanging signals with the control device 100, the rotation of the liner is repeatedly stopped and restarted.

検出装置２００は、ライナ３０１に巻き付けられている繊維束Ｗの端部位置を検出する。本実施形態では、検出装置２００は、繊維束層が１層分形成されるたびに、かかる繊維束層の繊維束Ｗの端部位置を検出する。本実施形態において、「端部位置」とは、各繊維束層において＋Ｘ方向の端に位置する繊維束Ｗの位置と、−Ｘ方向の端に位置する繊維束Ｗの位置とを意味する。検出装置２００は、走査部２１０と、ペイント部２２０と、撮像部２３０と、制御装置１００とを備える。 The detection device 200 detects an end position of the fiber bundle W wound around the liner 301. In this embodiment, each time one fiber bundle layer is formed, the detection device 200 detects the end position of the fiber bundle W of the fiber bundle layer. In this embodiment, the “end position” means the position of the fiber bundle W located at the end in the + X direction and the position of the fiber bundle W located at the end in the −X direction in each fiber bundle layer. The detection device 200 includes a scanning unit 210, a painting unit 220, an imaging unit 230, and the control device 100.

走査部２１０は、ベース部２１３と、走査駆動部２１２と、レール２１１とを備える。走査部２１０は、ペイント部２２０と、撮像部２３０とを、軸線ＣＸと平行な方向に走査する。ベース部２１３は、板状の外観形状を有し、上面にペイント部２２０が固定され、さらにペイント部２２０の上面に撮像部２３０が固定されている。ベース部２１３の下面には、図示しない車輪が取り付けられており、レール２１１に沿って移動可能に構成されている。走査駆動部２１２は、図示しない駆動モータを備え、ベース部２１３の車輪を駆動させる。走査駆動部２１２は、制御装置１００と電気的に接続されており、制御装置１００からの指示に応じて、ベース部２１３の車輪を駆動させることにより、ペイント部２２０および撮像部２３０をレール２１１に沿って移動させる。 The scanning unit 210 includes a base unit 213, a scan driving unit 212, and a rail 211. The scanning unit 210 scans the paint unit 220 and the imaging unit 230 in a direction parallel to the axis CX. The base unit 213 has a plate-like external shape, and the paint unit 220 is fixed to the upper surface, and the imaging unit 230 is fixed to the upper surface of the paint unit 220. A wheel (not shown) is attached to the lower surface of the base portion 213, and is configured to be movable along the rail 211. The scanning drive unit 212 includes a drive motor (not shown) and drives the wheels of the base unit 213. The scanning drive unit 212 is electrically connected to the control device 100, and drives the wheels of the base unit 213 in response to an instruction from the control device 100, thereby connecting the paint unit 220 and the imaging unit 230 to the rail 211. Move along.

ペイント部２２０は、ライナ３０１上に形成された繊維束層の表面に繊維束Ｗとは異なる色の塗料を塗る。本実施形態では、塗料の色は、白色であるが、繊維束Ｗに塗料が塗られた際に、塗料が塗られた領域（以下、「塗布領域」と呼ぶ）と、塗料が塗られていない領域との境界を識別できる色であれば、白色に限らず、他の任意の色であってもよい。また、塗料としては、油性塗料または水性塗料などの任意の種類の塗料を用いてもよい。また、ペイント部２２０は、塗料をスプレーすることにより、繊維束層の表面に塗料を塗る。なお、スプレーすることに代えて、塗料が含浸された筆状の部材で繊維束層の表面をなぞって塗料を塗ってもよい。 The paint unit 220 applies a paint of a color different from that of the fiber bundle W to the surface of the fiber bundle layer formed on the liner 301. In the present embodiment, the color of the paint is white, but when the paint is applied to the fiber bundle W, an area where the paint is applied (hereinafter, referred to as “application area”) and the paint are applied. The color is not limited to white and may be any other color as long as the color can identify the boundary with the non-existent area. As the paint, any kind of paint such as an oil paint or a water paint may be used. In addition, the paint unit 220 applies a paint to the surface of the fiber bundle layer by spraying the paint. Instead of spraying, the paint may be applied by tracing the surface of the fiber bundle layer with a brush-like member impregnated with the paint.

撮像部２３０は、塗布領域と、その他の領域との境界を含む領域を撮像して撮像画像を得る。本実施形態では，撮像部２３０は、ＣＣＤカメラにより構成されている。なお、ＣＣＤカメラに代えてラインセンサーを用いてもよい。 The imaging unit 230 captures a region including a boundary between the application region and another region to obtain a captured image. In the present embodiment, the imaging unit 230 is configured by a CCD camera. Note that a line sensor may be used instead of the CCD camera.

制御装置１００は、検出装置２００全体を制御する。本実施形態では、制御装置１００は、コンピュータにより構成されている。制御装置１００のＣＰＵは、メモリに予め格納されている制御プログラムを実行することにより、制御部１１０、走査制御部１１１、ペイント制御部１１２、撮像制御部１１３、画像計測部１１４、通信部１１５として機能する。制御部１１０は、走査制御部１１１、ペイント制御部１１２、撮像制御部１１３、画像計測部１１４および通信部１１５をそれぞれ制御して、繊維束層を形成する繊維束Ｗの端部位置を検出するとともに、巻き付け装置３８０と連携して上述した繊維束Ｗの巻き付け処理を実行する。 The control device 100 controls the entire detection device 200. In the present embodiment, the control device 100 is configured by a computer. The CPU of the control device 100 executes a control program stored in the memory in advance, thereby controlling the control unit 110, the scan control unit 111, the paint control unit 112, the imaging control unit 113, the image measurement unit 114, and the communication unit 115. Function. The control unit 110 controls the scanning control unit 111, the paint control unit 112, the imaging control unit 113, the image measurement unit 114, and the communication unit 115 to detect the end position of the fiber bundle W forming the fiber bundle layer. At the same time, the aforementioned winding process of the fiber bundle W is executed in cooperation with the winding device 380.

走査制御部１１１は、走査部２１０の走査を制御する。また、走査制御部１１１は、走査駆動部２１２が有する図示しない位置センサからの信号に基づき、検出装置２００における走査部２１０の位置を特定する。 The scanning control unit 111 controls the scanning of the scanning unit 210. Further, the scanning control unit 111 specifies the position of the scanning unit 210 in the detection device 200 based on a signal from a position sensor (not shown) included in the scanning driving unit 212.

ペイント制御部１１２は、ペイント部２２０を制御し、繊維束層の表面の所定の領域に塗料を塗布し、塗布領域の形成を行う。 The paint control unit 112 controls the paint unit 220 to apply a paint to a predetermined area on the surface of the fiber bundle layer, and forms an application area.

撮像制御部１１３は、撮像部２３０を制御し、塗布領域と、その他の領域との境界を含む領域の撮像を行う。 The imaging control unit 113 controls the imaging unit 230 to perform imaging of an area including a boundary between the application area and another area.

画像計測部１１４は、撮像部２３０による撮像によって得られた画像の二値化処理を行う。また、二値処理した画像を計測し、繊維束層を形成する繊維束Ｗの端部位置の検出を行う。 The image measurement unit 114 performs a binarization process on an image obtained by imaging by the imaging unit 230. Further, the binarized image is measured, and the end position of the fiber bundle W forming the fiber bundle layer is detected.

通信部１１５は、巻き付け装置３８０への制御信号の送信および巻き付け装置３８０からの制御信号の受信を行う。具体的には、巻き付け装置３８０に対し、フープ巻きによる１層分の巻き付けの指示を意味する信号（後述の塗料塗布完了通知および端部位置検出完了通知）の送信と、１層分の巻き付け完了通知の受信とを行う。 The communication unit 115 transmits a control signal to the winding device 380 and receives a control signal from the winding device 380. Specifically, a signal (a paint application completion notification and an end position detection completion notification to be described later) indicating an instruction to wind one layer by hoop winding is sent to the winding device 380, and the winding of one layer is completed. Notifications are received.

Ａ２．繊維束層の構成：
図２は、軸線ＣＸに沿ったライナ３０１の一方の端部を含む領域Ａｒ１を拡大して示す説明図である。図２では、図１に示す領域Ａｒ１のうち、＋Ｚ方向および−Ｚ方向の一部を省略している。以降では、繊維束層を、ライナ３０１から近い側から遠い側に向かって順番に第１層、第２層、第３層、・・・第Ｎ層と呼ぶ。図２では、第１層Ｌ１、第２層Ｌ２、および第３層Ｌ３を含む部分を模式的に表わしている。 A2. Composition of fiber bundle layer:
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an enlarged region Ar1 including one end of the liner 301 along the axis CX. FIG. 2 omits a part of the region Ar1 shown in FIG. 1 in the + Z direction and the −Z direction. Hereinafter, the fiber bundle layers are referred to as a first layer, a second layer, a third layer,... FIG. 2 schematically illustrates a portion including the first layer L1, the second layer L2, and the third layer L3.

第１層Ｌ１は、図１に示す＋Ｘ方向側のドーム部３０３と胴体部３０２との境界近傍から−Ｘ方向に向かってライナ３０１の外周面に沿って延設されている。具体的には、最も＋Ｘ方向に位置する繊維断面Ｗ１１（一周回分の繊維断面）から順に、多数の周回分の繊維断面が−Ｘ方向に並ぶようにライナ３０１の外周面に巻き付けられている。 The first layer L1 extends along the outer peripheral surface of the liner 301 from the vicinity of the boundary between the dome portion 303 on the + X direction side and the body portion 302 shown in FIG. Specifically, the fiber cross-sections W11 (the fiber cross-sections for one round) located in the most + X direction are wound around the outer peripheral surface of the liner 301 such that the fiber cross-sections for many rounds are arranged in the -X direction.

第２層Ｌ２は、第１層Ｌ１に接して第１層Ｌ１の上側（＋Ｚ方向側）に配置されている。第２層Ｌ２も、第１層Ｌ１と同様に、最も＋Ｘ方向に位置する繊維断面Ｗ２１（一周回分の繊維断面）から順に、多数の周回分の繊維断面が−Ｘ方向に並ぶように第１層Ｌ１の外周面に巻き付けられている。繊維断面Ｗ２１は、第１層Ｌ１の＋Ｘ方向の端からＸ軸（軸線ＣＸ）に沿った方向に所定距離ａだけ−Ｘ方向に向かった位置に配置されている。換言すると、第１層Ｌ１においてＸ軸に沿って所定距離ａだけライナ３０１の内側に向かった位置が、第２層Ｌ２の＋Ｘ方向の端と、Ｘ軸と垂直な方向（Ｙ軸方向）において対応するように、第２層Ｌ２が形成されている。所定距離ａは、任意の距離に設定してもよい。例えば、繊維束Ｗの直径分の距離であってもよい。 The second layer L2 is disposed above (in the + Z direction of) the first layer L1 in contact with the first layer L1. Similarly to the first layer L1, the second layer L2 is also arranged such that the fiber cross-sections for a large number of rounds are arranged in the -X direction in order from the fiber cross-section W21 (the fiber cross-section for one round) located most in the + X direction. It is wound around the outer peripheral surface of the layer L1. The fiber cross section W21 is disposed at a position facing the −X direction by a predetermined distance a in a direction along the X axis (axis CX) from the end in the + X direction of the first layer L1. In other words, the position of the first layer L1 toward the inside of the liner 301 by the predetermined distance a along the X axis is the position of the end of the second layer L2 in the + X direction and the direction perpendicular to the X axis (Y axis direction). Correspondingly, a second layer L2 is formed. The predetermined distance a may be set to an arbitrary distance. For example, the distance may be equivalent to the diameter of the fiber bundle W.

第３層Ｌ３は、第２層Ｌ２に接して第２層Ｌ２の上側（＋Ｚ方向側）に配置されている。第３層Ｌ３も、第２層Ｌ２と同様に、最も＋Ｘ方向に位置する繊維断面Ｗ３１（一周回分の繊維断面）から順に、多数の周回分の繊維断面が−Ｘ方向に並ぶように第２層Ｌ２の外周面に巻き付けられている。繊維断面Ｗ３１は、第２層Ｌ２の＋Ｘ方向の端から軸線方向に所定距離ａだけ−Ｘ方向に向かった位置に配置されている。換言すると、第２層Ｌ２において軸線方向に沿って距離ａだけライナ３０１の内側に向かった位置が、第３層Ｌ３の＋Ｘ方向の端と、Ｙ軸方向において対応するように第３層Ｌ３が形成されている。 The third layer L3 is disposed above (in the + Z direction of) the second layer L2 in contact with the second layer L2. Similarly to the second layer L2, the third layer L3 is arranged such that the fiber cross-sections for a large number of rounds are arranged in the -X direction in order from the fiber cross-section W31 (the fiber cross-section for one round) located most in the + X direction. It is wound around the outer peripheral surface of the layer L2. The fiber cross section W31 is arranged at a position facing the −X direction by a predetermined distance a in the axial direction from the end of the second layer L2 in the + X direction. In other words, the third layer L3 is positioned such that the position of the second layer L2 toward the inside of the liner 301 along the axial direction by the distance a corresponds to the end of the third layer L3 in the + X direction in the Y-axis direction. Is formed.

第４層以上の各層も、上述した３つの繊維束層Ｌ１〜Ｌ３と同様な構成を有する。また、ライナ３０１における−Ｘ方向側の端部の構成も上述した＋Ｘ方向側の端部の構成と同様である。したがって、各繊維束層は、１層分の巻き付けごとに１段を形成する階段状の外観形状を有し、ライナ３０１（胴体部３０２）に近いほど軸線ＣＸに沿った幅（長手方向の長さ）が大きくなるように形成されることとなる。 Each of the fourth and higher layers has the same configuration as the three fiber bundle layers L1 to L3 described above. The configuration of the end portion on the −X direction side of the liner 301 is the same as the configuration of the end portion on the + X direction side described above. Therefore, each fiber bundle layer has a stepped appearance shape in which one layer is formed for each winding of one layer, and the width (longitudinal length in the longitudinal direction) along the axis CX becomes closer to the liner 301 (body part 302). ) Is increased.

本実施形態において、第１層Ｌ１と第２層Ｌ２との関係においては、第１層Ｌ１は請求項における第１繊維束層の下位概念に相当する。また、このとき、第２層Ｌ２は請求項における第２繊維束層の下位概念に相当する。第２層Ｌ２と第３層Ｌ３との関係においては、第２層Ｌ２は請求項における第１繊維束層の下位概念に、第３層Ｌ３は請求項における第２繊維束層の下位概念にそれぞれ相当する。すなわち一般には、ライナ３０１の外周面に近い側に形成される繊維束層は、請求項における第１繊維束層の下位概念に、第１繊維束層の外周面に形成される繊維束層は、請求項における第２繊維束層の下位概念にそれぞれ相当する。 In the present embodiment, in the relationship between the first layer L1 and the second layer L2, the first layer L1 corresponds to a lower concept of the first fiber bundle layer in the claims. At this time, the second layer L2 corresponds to a lower concept of the second fiber bundle layer in the claims. In the relationship between the second layer L2 and the third layer L3, the second layer L2 is a subordinate concept of the first fiber bundle layer in the claims, and the third layer L3 is a subordinate concept of the second fiber bundle layer in the claims. Each corresponds. That is, generally, the fiber bundle layer formed on the side close to the outer peripheral surface of the liner 301 is a subordinate concept of the first fiber bundle layer in the claims, and the fiber bundle layer formed on the outer peripheral surface of the first fiber bundle layer is , Respectively, in the claims.

Ａ３．繊維束Ｗの端部位置の検出：
図３は、本発明の一実施形態における繊維束Ｗの端部の位置の検出方法の工程図である。ユーザが、巻き付け装置３８０にライナ３０１をセットしてかかる装置の図示しない操作パネルを操作して繊維束Ｗの巻き付けの開始を指示すると共に、制御装置１００において、操作メニューから繊維束Ｗの端部の位置を検出するためのメニューを選択して実行させると、巻き付け装置３８０および制御装置１００により、繊維束Ｗの巻き付け処理および繊維束Ｗの端部の位置の検出処理が開始される。繊維束Ｗの端部の位置の検出処理が開始されると、まず、塗料塗布工程が実行される（工程Ｐ１０５）。 A3. Detection of end position of fiber bundle W:
FIG. 3 is a process diagram of a method for detecting the position of the end of the fiber bundle W in one embodiment of the present invention. The user sets the liner 301 on the winding device 380 and operates an operation panel (not shown) of the device to instruct the start of winding of the fiber bundle W, and the control device 100 uses the operation menu to select the end of the fiber bundle W from the operation menu. Is selected and executed, the winding device 380 and the control device 100 start the process of winding the fiber bundle W and the process of detecting the position of the end of the fiber bundle W. When the process of detecting the position of the end of the fiber bundle W is started, first, a paint application step is executed (step P105).

図４は、塗料塗布工程（Ｐ１０５）の手順を示す工程図である。制御部１１０は、ヘリカル巻きの後のフープ巻きが開始されて繊維束Ｗが１層分巻き付けられたかを判定する（工程Ｐ２０１）。上述のように、巻き付け装置３８０は、フープ巻きによる繊維束Ｗの１層分の巻き付けが完了するたびに、制御装置１００へ巻き付け完了の制御信号を送信している。そこで、制御部１１０は、かかる巻き付け完了の制御信号の受信の有無により、繊維束Ｗが１層分巻き付けられたか否かを判定する。巻き付け完了の制御信号を受信していない場合、制御部１１０は、繊維束Ｗが１層分巻き付けられていないと判定し（工程Ｐ２０１：ＮＯ）、繊維束Ｗの１層分の巻き付けが完了するまで待つ。これに対して、制御部１１０は、巻き付け完了の制御信号を受信している場合、繊維束Ｗが１層分巻き付けられたと判定する（工程Ｐ２０１：ＹＥＳ）。 FIG. 4 is a process chart showing the procedure of the paint application step (P105). The control unit 110 determines whether the hoop winding after the helical winding is started and the fiber bundle W is wound by one layer (step P201). As described above, the winding device 380 transmits a control signal of the completion of winding to the control device 100 every time the winding of one layer of the fiber bundle W by the hoop winding is completed. Therefore, the control unit 110 determines whether or not the fiber bundle W has been wound by one layer based on whether or not the control signal of the completion of the winding has been received. When the control signal of the completion of winding has not been received, the control unit 110 determines that the fiber bundle W is not wound by one layer (step P201: NO), and the winding of the fiber bundle W by one layer is completed. Wait until. On the other hand, when the control unit 110 has received the control signal of completion of winding, it determines that the fiber bundle W has been wound by one layer (step P201: YES).

図５は、第１層Ｌ１巻き付け後における工程Ｐ２０２実行直前のライナ３０１を拡大して模式的に示す説明図である。図５（ａ）は、図２と同様に、ライナ３０１の上側（＋Ｚ方向側）を表わしている。また、図５（ｂ）は、図１と同様に、ライナ３０１を表わしている。図５（ａ）に示すように、第１層Ｌ１は、＋Ｘ方向側のドーム部３０３と胴体部３０２との境界近傍から−Ｘ方向に向かってライナ３０１の外周面に沿って延設されている。したがって、図５（ｂ）に示すように、第１層Ｌ１は、ライナ３０１の胴体部３０２の−Ｘ方向の端部から＋Ｘ方向の端部までの外周面に巻き付けられていることとなる。 FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing an enlarged view of the liner 301 immediately before the execution of the process P202 after the winding of the first layer L1. FIG. 5A shows the upper side (+ Z direction side) of the liner 301 as in FIG. FIG. 5B shows the liner 301 as in FIG. As shown in FIG. 5A, the first layer L1 extends along the outer peripheral surface of the liner 301 from the vicinity of the boundary between the dome portion 303 and the body portion 302 on the + X direction side in the −X direction. I have. Therefore, as shown in FIG. 5B, the first layer L1 is wound around the outer peripheral surface of the body portion 302 of the liner 301 from the end in the −X direction to the end in the + X direction.

図４に示すように、繊維束Ｗの１層分の巻き付けが完了していると判定した場合（工程Ｐ２０１：ＹＥＳ）、走査制御部１１１は、ペイント部２２０を走査させ、ペイント部２２０は、ライナ３０１に巻き付けられた繊維束Ｗに塗料を塗る（工程Ｐ２０２）。このとき、走査制御部１１１は、胴体部３０２の−Ｘ方向の端部から＋Ｘ方向の端部までの間においてペイント部２２０をＸ軸と平行に走査する。また、このとき、ライナ３０１への繊維束Ｗの巻き付けが完了しているので、ライナ３０１の回転は停止している。したがって、ペイント部２２０は、軸線ＣＸに沿って帯状に塗料を塗ることとなる。したがって、ライナ３０１における繊維束Ｗの巻き付け方向と直交する方向に沿って塗料が塗られることとなる。また、このとき、ペイント部２２０は、胴体部３０２の軸線ＣＸに沿った両端にわたって塗料を塗る。したがって、塗布領域の軸線ＣＸに沿った端部位置は、第２層を形成する際に巻き付けられる繊維束Ｗの巻き始め予定位置よりもライナ３０１の軸線ＣＸ方向に沿った外側となる。なお、軸線ＣＸに沿って塗料を塗ることに代えてライナ３０１における繊維束Ｗの巻き付け方向（略円周方向）と交差する任意の方向に沿って塗料を塗ってもよい。この場合、ライナ３０１を若干回転させつつ塗料を塗ってもよいし、予め検出装置２００をＸ軸方向に対して傾斜して配置しておいてもよい。 As illustrated in FIG. 4, when it is determined that the winding of one layer of the fiber bundle W is completed (Step P201: YES), the scan control unit 111 causes the paint unit 220 to scan, and the paint unit 220 A paint is applied to the fiber bundle W wound around the liner 301 (Step P202). At this time, the scanning control unit 111 scans the paint unit 220 parallel to the X axis between the end in the −X direction and the end in the + X direction of the body 302. At this time, since the winding of the fiber bundle W around the liner 301 has been completed, the rotation of the liner 301 has stopped. Therefore, the paint part 220 applies the paint in a strip shape along the axis CX. Therefore, the paint is applied along the direction orthogonal to the direction in which the fiber bundle W is wound on the liner 301. At this time, the paint unit 220 applies paint over both ends of the body unit 302 along the axis CX. Therefore, the end position along the axis CX of the application region is located outside the line C in the direction of the axis CX of the liner 301 from the expected winding start position of the fiber bundle W wound when forming the second layer. Instead of applying the paint along the axis CX, the paint may be applied along any direction that intersects the winding direction (substantially circumferential direction) of the fiber bundle W on the liner 301. In this case, the paint may be applied while the liner 301 is slightly rotated, or the detection device 200 may be arranged beforehand so as to be inclined with respect to the X-axis direction.

図６は、第１層Ｌ１巻き付け後における工程Ｐ２０２実行後のライナ３０１を示す説明図である。第１層Ｌ１に対応する塗布領域Ｐａ１は、繊維束Ｗの巻き付け方向とほぼ直交する。また、塗布領域Ｐａ１は、第１層Ｌ１が形成された状態のライナ３０１において、第１層Ｌ１の軸線ＣＸに沿った−Ｘ方向の端部から＋Ｘ方向の端部までにわたって帯状に形成されている。すなわち、ライナ３０１に巻き付けられた繊維束Ｗの端部を含むように形成されている。 FIG. 6 is an explanatory diagram showing the liner 301 after performing the process P202 after winding the first layer L1. The application area Pa1 corresponding to the first layer L1 is substantially orthogonal to the direction in which the fiber bundle W is wound. The application area Pa1 is formed in a band shape from the end in the −X direction along the axis CX of the first layer L1 to the end in the + X direction in the liner 301 in which the first layer L1 is formed. I have. That is, the fiber bundle W is formed so as to include the end of the fiber bundle W wound around the liner 301.

図４に示すように、工程Ｐ２０２の実行後、位相計測部３２０は、工程Ｐ２０２が実行された際のライナ３０１の位相を計測し、制御装置１００は、計測した位相を積層数とともにメモリに保存する（工程Ｐ２０３）。 As shown in FIG. 4, after the execution of the process P202, the phase measurement unit 320 measures the phase of the liner 301 when the process P202 is executed, and the control device 100 stores the measured phase in the memory together with the number of layers. (Step P203).

工程Ｐ２０３の実行後、通信部１１５は、巻き付け装置３８０に対して、塗料塗布完了通知を送信し（工程Ｐ２０４）、塗料塗布工程（工程Ｐ１０５）は完了する。巻き付け装置３８０は、塗料塗布完了通知を受け取ると、ライナ３０１の回転を再開して、次の１層分の繊維束Ｗの巻き付けを開始する。このとき、次の１層分の繊維束Ｗは、塗布領域の一部を覆うようにして、塗布領域に重ねて繊維束Ｗが巻き付けられる。図３に示すように、塗料塗布工程（工程Ｐ１０５）が完了すると、繊維束Ｗの端部位置検出工程が実行される（工程Ｐ１１０）。 After performing Step P203, the communication unit 115 transmits a paint application completion notification to the winding device 380 (Step P204), and the paint application step (Step P105) is completed. Upon receiving the paint application completion notification, the winding device 380 restarts the rotation of the liner 301 and starts winding the next one layer of the fiber bundle W. At this time, the fiber bundle W for the next one layer is wound around the application region so as to cover a part of the application region. As shown in FIG. 3, when the paint application step (step P105) is completed, an end position detection step of the fiber bundle W is executed (step P110).

図７は、繊維束Ｗの端部位置検出工程（Ｐ１１０）の手順を示す工程図である。制御部１１０は、繊維束Ｗが１層分巻き付けられたか否かを判定する（工程Ｐ３０１）。このとき、上述の塗料塗布工程（Ｐ１０５）における工程Ｐ２０１と同様の処理が行われる。したがって、図７に示すように、制御部１１０は、巻き付け完了の制御信号を受信していない場合、繊維束Ｗが１層分巻き付けられていないと判定し（工程Ｐ３０１：ＮＯ）、繊維束Ｗの１層分の巻き付けが完了するまで待つ。これに対して、制御部１１０は、巻き付け完了の制御信号を受信している場合、繊維束Ｗが１層分巻き付けられたと判定する（工程Ｐ３０１：ＹＥＳ）。 FIG. 7 is a process chart showing the procedure of the end position detection step (P110) of the fiber bundle W. The control unit 110 determines whether or not the fiber bundle W is wound by one layer (step P301). At this time, the same processing as the step P201 in the above-described paint application step (P105) is performed. Therefore, as illustrated in FIG. 7, when the control signal has not been received, the control unit 110 determines that the fiber bundle W is not wound by one layer (step P301: NO), and the fiber bundle W Wait until winding of one layer is completed. On the other hand, when the control unit 110 has received the control signal of the completion of the winding, it determines that the fiber bundle W has been wound by one layer (step P301: YES).

繊維束Ｗが１層分巻き付けられたと判定された場合（工程Ｐ３０１：ＹＥＳ）、撮像制御部１１３は、ライナの位相が上述の工程Ｐ２０３で計測されて保存された位相と一致するようにライナ３０１を回転させる（工程Ｐ３０２）。このとき、走査制御部１１１は、撮像部２３０を走査させ、撮像部２３０の撮像範囲内に塗布領域が収まる位置に撮像部２３０を配置する。工程Ｐ３０２の実行後、撮像部２３０は、塗布領域を撮像し、撮像により得られた画像を制御装置１００に保存する（工程Ｐ３０３）。工程Ｐ３０３の実行後、画像計測部１１４は、保存した撮像画像の二値化処理を行う（工程Ｐ３０４）。工程Ｐ３０４の実行後、画像計測部は、二値化処理を行った画像に基づいて、繊維束Ｗの端部位置を検出する（工程Ｐ３０５）。かかる端部位置の検出の具体的な方法については、後述する。工程Ｐ３０５の実行後、通信部１１５は、巻き付け装置３８０に対して、端部位置検出完了通知を送る（工程Ｐ３０６）。巻き付け装置３８０は、端部位置検出完了通知を受け取ると、ライナ３０１の回転を再開させて、次の１層分の巻き付けを開始する。 When it is determined that the fiber bundle W has been wound by one layer (step P301: YES), the imaging control unit 113 sets the liner 301 such that the phase of the liner matches the phase measured and stored in the above-described step P203. Is rotated (step P302). At this time, the scanning control unit 111 causes the imaging unit 230 to scan, and arranges the imaging unit 230 at a position where the application area falls within the imaging range of the imaging unit 230. After performing Step P302, the imaging unit 230 captures an image of the application area, and stores the image obtained by the capturing in the control device 100 (Step P303). After performing Step P303, the image measuring unit 114 performs a binarization process on the stored captured image (Step P304). After performing Step P304, the image measuring unit detects the end position of the fiber bundle W based on the image on which the binarization processing has been performed (Step P305). A specific method of detecting the end position will be described later. After performing Step P305, the communication unit 115 sends an end position detection completion notification to the winding device 380 (Step P306). Upon receiving the end position detection completion notification, the winding device 380 restarts the rotation of the liner 301 and starts winding the next one layer.

図３に示すように、繊維束Ｗの端部位置検出工程（工程Ｐ１１０）が完了すると、制御部１１０は、所定層数分の繊維束Ｗを巻き付けたか否かを判定する（工程Ｐ１１５）。フープ巻きでの繊維束Ｗの積層数は、予め定められており、かかる積層数分の繊維束Ｗの巻き付けが完了するまで、塗料塗布工程（Ｐ１０５）および繊維束の端部位置検出工程（Ｐ１１０）が実行される。通信部１１５は、巻き付け装置３８０からの巻き付け完了の制御信号を受信した回数をカウントしており、かかるカウント数により所定層数分の繊維束Ｗを巻きつけたか否かを判定する。所定層数分の繊維束Ｗを巻き付けていると判定された場合（工程Ｐ１１５：ＹＥＳ）、繊維束Ｗの端部位置の検出処理が終了する。所定層数分の繊維束Ｗを巻き付けていないと判定された場合（工程Ｐ１１５：ＮＯ）、塗料塗布工程（工程Ｐ１０５）に戻って、かかる工程を実行する。 As shown in FIG. 3, when the end position detecting step (step P110) of the fiber bundle W is completed, the control unit 110 determines whether or not the predetermined number of layers of the fiber bundle W have been wound (step P115). The number of laminations of the fiber bundles W in the hoop winding is predetermined, and the coating application step (P105) and the end position detection step of the fiber bundles (P110) are performed until the winding of the fiber bundles W for the lamination number is completed. ) Is executed. The communication unit 115 counts the number of times the control signal indicating the completion of the winding has been received from the winding device 380, and determines whether or not the predetermined number of fiber bundles W have been wound based on the counted number. When it is determined that the fiber bundles W for the predetermined number of layers are wound (Step P115: YES), the process of detecting the end position of the fiber bundle W ends. When it is determined that the fiber bundles W for the predetermined number of layers have not been wound (step P115: NO), the process returns to the paint application step (step P105) and executes this step.

図８は、第２層Ｌ２巻き付け後における工程Ｐ２０２実行直前のライナ３０１を拡大して模式的に示す説明図である。図８（ａ）は、図５（ａ）と同様に、ライナ３０１の上側（＋Ｚ方向側）を拡大して模式的に表わしている。また、図８（ｂ）は、図５（ｂ）と同様に、ライナ３０１を表わしている。図８（ａ）に示すように、第２層Ｌ２は、塗布領域Ｐａ１の中央寄りの部分を覆うようにして、塗布領域Ｐａ１に重ねて形成されている。上述のように、第２層Ｌ２の−Ｘ方向の端部は、第１層Ｌ１の−Ｘ方向の端部から所定の距離（図２の距離ａ）だけライナ３０１の中心に向かった位置である。また、第２層Ｌ２の＋Ｘ方向の端部は、第１層Ｌ１の＋Ｘ方向の端部から所定の距離だけライナ３０１の中心に向かった位置である。したがって、図８（ｂ）に示すように、ライナ３０１（胴体部３０２）の軸線ＣＸに沿った中心部は、第１層Ｌ１と第２層Ｌ２とがライナ３０１に積層された構成を有する。ライナ３０１の軸線ＣＸに沿った両端の近傍部分は、第１層Ｌ１のみがライナ３０１に形成された構成を有する。このため、塗布領域Ｐａ１のうち、ライナ３０１（胴体部３０２）の軸線ＣＸに沿った両端の近傍部分には、第２層Ｌ２によって覆われずに露出した露出領域ＥＡｒ１が形成されている。 FIG. 8 is an explanatory diagram schematically showing an enlarged view of the liner 301 immediately before the execution of the process P202 after the winding of the second layer L2. FIG. 8A schematically shows the upper side (+ Z direction side) of the liner 301 in an enlarged manner, similarly to FIG. 5A. FIG. 8B shows the liner 301 as in FIG. 5B. As shown in FIG. 8A, the second layer L2 is formed over the application area Pa1 so as to cover a portion near the center of the application area Pa1. As described above, the end of the second layer L2 in the −X direction is at a position facing the center of the liner 301 by a predetermined distance (distance a in FIG. 2) from the end of the first layer L1 in the −X direction. is there. The end of the second layer L2 in the + X direction is a position facing the center of the liner 301 by a predetermined distance from the end of the first layer L1 in the + X direction. Therefore, as shown in FIG. 8B, the center of the liner 301 (body 302) along the axis CX has a configuration in which the first layer L1 and the second layer L2 are stacked on the liner 301. A portion near both ends of the liner 301 along the axis CX has a configuration in which only the first layer L1 is formed on the liner 301. Therefore, in the application area Pa1, an exposed area EAr1 that is exposed without being covered by the second layer L2 is formed in a portion near both ends of the liner 301 (the body part 302) along the axis CX.

図９は、第２層Ｌ２巻き付け後における工程Ｐ２０２実行後のライナ３０１を示す説明図である。図６に示す塗布領域Ｐａ１と同様に、図９に示す塗布領域Ｐａ２が軸線ＣＸに沿って形成されている。このとき、第１層Ｌ１のみが形成された領域と第１層Ｌ１および第２層Ｌ２が積層された領域とにわたって塗布領域Ｐａ２が形成される。 FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating the liner 301 after the process P202 is performed after the winding of the second layer L2. Similar to the application area Pa1 shown in FIG. 6, the application area Pa2 shown in FIG. 9 is formed along the axis CX. At this time, the application region Pa2 is formed over a region where only the first layer L1 is formed and a region where the first layer L1 and the second layer L2 are stacked.

図１０は、第２層Ｌ２巻き付け後における工程Ｐ３０３の実行により得られた撮像画像Ｉｍｇ２を模式的に示す説明図である。撮像画像Ｉｍｇ２には、胴体部３０２に巻き付けられた繊維束Ｗと塗布領域Ｐａ１と一対の露出領域ＥＡｒ１が含まれている。撮像画像Ｉｍｇ２において、繊維束Ｗの色は、黒色を主とする色であり、塗布領域Ｐａ１（露出領域ＥＡｒ１）は、白色を主とする色で表わされている。 FIG. 10 is an explanatory diagram schematically illustrating a captured image Img2 obtained by performing the process P303 after the winding of the second layer L2. The captured image Img2 includes the fiber bundle W wound around the body 302, the application region Pa1, and a pair of exposed regions EA1. In the captured image Img2, the color of the fiber bundle W is a color mainly including black, and the application region Pa1 (the exposed region EA1) is represented by a color mainly including white.

図１１は、撮像画像Ｉｍｇ２を二値化処理して得られた二値化画像ＢＩｍｇ２を模式的に示す説明図である。上述のように、撮像画像Ｉｍｇ２において、繊維束Ｗの色は、黒色を主とする色であり、露出領域ＥＡｒ１は、白色を主とする色で表わされることから、その二値化画像ＢＩｍｇ２において、露出領域ＥＡｒ１のみ白色で表わされ、それ以外の領域は黒色で表わされることとなる。 FIG. 11 is an explanatory diagram schematically showing a binarized image BImg2 obtained by performing a binarization process on the captured image Img2. As described above, in the captured image Img2, the color of the fiber bundle W is a color mainly composed of black, and the exposed area EA1 is represented by a color mainly composed of white. , Only the exposed area EA1 is represented in white, and the other areas are represented in black.

図１２は、工程Ｐ３０５実行後に検出された第２層Ｌ２の繊維束Ｗの端部位置を示す説明図である。図１２は、二値化画像ＢＩｍｇ２に第２層Ｌ２の繊維束Ｗの端部位置Ｅ２Ｌ、Ｅ２Ｒを示している。図７に示す工程Ｐ３０５では、二値化画像ＢＩｍｇ２を解析し、露出領域ＥＡｒ１の端部位置を検出する。図１２に示すように、二値化画像ＢＩｍｇ２の左側に配置される露出領域ＥＡｒ１の端部位置として、端部位置Ｅ１Ｌと端部位置Ｅ２Ｌとが検出され、二値化画像ＢＩｍｇ２の右側に配置される露出領域ＥＡｒ１の端部位置として、端部位置Ｅ１Ｒと端部位置Ｅ２Ｒとが検出される。ここで、第２層Ｌ２は、塗布領域Ｐａ１に重ねて繊維束Ｗが巻き付けられて形成されていることから、端部位置Ｅ２Ｌおよび端部位置Ｅ２Ｒは、第２層Ｌ２で巻き付けられた繊維束Ｗの端部位置として検出できる。 FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating an end position of the fiber bundle W of the second layer L2 detected after the execution of the process P305. FIG. 12 shows end positions E2L and E2R of the fiber bundle W of the second layer L2 in the binarized image BImg2. In step P305 shown in FIG. 7, the binarized image BImg2 is analyzed to detect the end position of the exposure area EA1. As shown in FIG. 12, the end position E1L and the end position E2L are detected as the end positions of the exposure region EAr1 arranged on the left side of the binarized image BImg2, and are arranged on the right side of the binarized image BImg2. The end position E1R and the end position E2R are detected as end positions of the exposed region EA1 to be performed. Here, since the second layer L2 is formed by winding the fiber bundle W so as to overlap the application area Pa1, the end position E2L and the end position E2R are determined by the fiber bundle wound by the second layer L2. It can be detected as the end position of W.

図１３は、工程Ｐ３０５実行後に検出された第３層Ｌ３の繊維束Ｗの端部位置を示す説明図である。図１３は、第３層Ｌ３巻き付け後の撮像画像を二値化処理した二値化画像ＢＩｍｇ３に対して、第３層Ｌ３の繊維束Ｗの端部位置Ｅ３Ｌ、Ｅ３Ｒを示している。図１３では、図１２に示す二値化画像ＢＩｍｇ２に対して、第２層Ｌ２に対応する露出領域ＥＡｒ２と、第３層Ｌ３とが追加して表わされている。塗布領域Ｐａ２は、第２層Ｌ２の繊維束Ｗが巻き付けられた後に塗料が塗布された領域である。したがって、塗布領域Ｐａ２の一部を覆うようにして、塗布領域Ｐａ２に重ねて繊維束Ｗが巻き付けられて第３層Ｌ３が形成されることで生じた露出領域ＥＡｒ２の端部位置Ｅ３Ｌおよび端部位置Ｅ３Ｒは、第３層Ｌ３の端部位置と一致する。つまり、本実施形態では、露出領域の端部位置（より正確には、露出領域におけるライナ３０１中央側の端部位置）が、繊維束層を構成する繊維束Ｗの端部として検出される。 FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating an end position of the fiber bundle W of the third layer L3 detected after the execution of the process P305. FIG. 13 shows end positions E3L and E3R of the fiber bundle W of the third layer L3 with respect to the binarized image BImg3 obtained by binarizing the captured image after the winding of the third layer L3. In FIG. 13, an exposed area EAr2 corresponding to the second layer L2 and a third layer L3 are additionally shown in the binarized image BImg2 shown in FIG. The application area Pa2 is an area where the paint is applied after the fiber bundle W of the second layer L2 is wound. Therefore, the end portion position E3L and the end portion of the exposed region EAr2 generated by forming the third layer L3 by winding the fiber bundle W over the application region Pa2 so as to cover a part of the application region Pa2. The position E3R matches the end position of the third layer L3. That is, in this embodiment, the end position of the exposed region (more precisely, the end position of the exposed region on the center side of the liner 301) is detected as the end of the fiber bundle W constituting the fiber bundle layer.

以上説明した、本実施形態のタンク用のライナに巻き付けられた繊維束の端部位置の検出方法によれば、第１繊維束層が形成された状態のライナ３０１において、繊維束Ｗの色とは異なる色の塗料が塗られ、塗料が塗られた領域の上から繊維束Ｗが巻き付けられて第２繊維束層が形成されることにより露出した露出領域の端部位置を検出するので、露出領域の端部位置を精度良く検出できる。ここで、露出領域の端部位置は、第２繊維束層の端部位置と一致または接しているので、この形態の検出方法によれば、露出領域の端部位置に基づき、繊維束の端部位置を精度よく検出できる。加えて、繊維束層ごとに繊維束Ｗの色を変更してライナ３０１に繊維束Ｗを巻き付ける構成に比べて、繊維束層ごとに巻き付け装置３８０へ繊維束Ｗをセットし直す必要がない。また、予め繊維束Ｗに着色する構成に比べて、塗料塗布領域にのみ塗料を塗ればよいので、塗料の使用量を減少できる。したがって、タンクの製造コストを抑えることができる。 According to the method for detecting the end position of the fiber bundle wound around the tank liner of the present embodiment, the color of the fiber bundle W in the liner 301 in which the first fiber bundle layer is formed is described above. Since the paint of a different color is applied, and the fiber bundle W is wound from above the painted area to form the second fiber bundle layer, the end position of the exposed area that is exposed is detected. The end position of the region can be accurately detected. Here, since the end position of the exposed region matches or is in contact with the end position of the second fiber bundle layer, according to the detection method of this aspect, the end position of the fiber bundle is determined based on the end position of the exposed region. The position of the part can be accurately detected. In addition, compared to a configuration in which the color of the fiber bundle W is changed for each fiber bundle layer and the fiber bundle W is wound around the liner 301, there is no need to reset the fiber bundle W to the winding device 380 for each fiber bundle layer. Further, compared to the configuration in which the fiber bundle W is colored in advance, the paint may be applied only to the paint application area, so that the amount of paint used can be reduced. Therefore, the manufacturing cost of the tank can be reduced.

Ｂ．変形例：
Ｂ１．変形例１：
上記実施形態において、塗布領域の端部位置を繊維束Ｗの端部位置として検出していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、塗布領域の端部位置から軸線ＣＸに沿って所定の距離だけずれた位置を端部位置として検出してもよい。かかる構成においても、実施形態と同様な効果を奏する。すなわち、一般には、塗布領域のうち次の繊維束層を形成する繊維束Ｗにより覆われずに露出した露出領域の端部位置を検出し、検出された露出領域の端部位置に基づき、形成された次の繊維束層の端部位置として検出してもよい。 B. Modification:
B1. Modification 1
In the above embodiment, the end position of the application region is detected as the end position of the fiber bundle W, but the present invention is not limited to this. For example, a position shifted by a predetermined distance from the end position of the application region along the axis CX may be detected as the end position. In such a configuration, the same effects as in the embodiment can be obtained. That is, in general, the end position of the exposed region that is exposed without being covered by the fiber bundle W forming the next fiber bundle layer in the application region is detected, and the forming is performed based on the detected end position of the exposed region. It may be detected as the end position of the next fiber bundle layer.

Ｂ２．変形例２：
上記実施形態において、塗布領域の−Ｘ方向、＋Ｘ方向の両端の位置は、胴体部３０２の−Ｘ方向、＋Ｘ方向の端部位置と同じであったが、本発明はこれに限定されない。次の繊維束層を形成する際の繊維束Ｗの巻き始め予定位置よりも軸線ＣＸに沿った外側の任意の位置としてもよい。このようにすることで、塗布領域の上から次の繊維束層を形成する繊維束Ｗが巻き付けられた際、塗布領域のうち繊維束Ｗにより覆われない露出領域が形成されることとなり、露出領域の端部位置を検出することにより、形成した繊維束層の端部位置を検出できるからである。 B2. Modification Example 2:
In the above embodiment, the positions of both ends of the application region in the −X direction and the + X direction are the same as the end positions of the body portion 302 in the −X direction and the + X direction, but the present invention is not limited to this. The position may be an arbitrary position outside the planned winding start position of the fiber bundle W when forming the next fiber bundle layer along the axis CX. By doing so, when the fiber bundle W forming the next fiber bundle layer is wound from above the application area, an exposed area of the application area that is not covered by the fiber bundle W is formed, and This is because the end position of the formed fiber bundle layer can be detected by detecting the end position of the region.

Ｂ３．変形例３：
上記実施形態において、ライナ３０１は、高圧流体を貯蔵するためのタンク用のライナであったが、本発明はこれに限定されない。高圧流体貯蔵用のタンクに限らず、他の任意の用途で用いられるタンク用のライナであってもよい。このような構成においても、本実施形態と同様の効果を奏する。 B3. Modification 3:
In the above embodiment, the liner 301 is a liner for a tank for storing a high-pressure fluid, but the present invention is not limited to this. It is not limited to the tank for storing the high-pressure fluid, and may be a liner for a tank used in any other application. Even in such a configuration, the same effect as that of the present embodiment can be obtained.

本発明は、上述の実施形態および変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments and modified examples, and can be realized with various configurations without departing from the spirit thereof. For example, the embodiments corresponding to the technical features in each embodiment described in the summary of the invention, the technical features in the modified examples are for solving some or all of the above-described problems, or In order to achieve some or all of the effects, replacement and combination can be performed as appropriate. Unless the technical features are described as essential in the present specification, they can be deleted as appropriate.

１００…制御装置
１１０…制御部
１１１…走査制御部
１１２…ペイント制御部
１１３…撮像制御部
１１４…画像計測部
１１５…通信部
２００…検出装置
２１０…走査部
２１１…レール
２１２…走査駆動部
２１３…ベース部
２２０…ペイント部
２３０…撮像部
３００…タンク
３０１…ライナ
３０２…胴体部
３０３…ドーム部
３１０…口金部
３２０…位相計測部
３８０…巻き付け装置
３９０…ボビン
Ａｒ１…領域
ＢＩｍｇ２、ＢＩｍｇ３…二値化画像
ＣＸ…軸線
Ｅ１Ｌ、Ｅ１Ｒ、Ｅ２Ｌ、Ｅ２Ｒ、Ｅ３Ｌ、Ｅ３Ｒ…端部位置
ＥＡｒ１、ＥＡｒ２…露出領域
Ｉｍｇ２…撮像画像
Ｌ１…第１層
Ｌ２…第２層
Ｌ３…第３層
Ｐａ１、Ｐａ２…塗布領域
Ｒ…回転方向
Ｗ…繊維束
Ｗ１１、Ｗ２１、Ｗ３１…繊維断面
ａ…距離 REFERENCE SIGNS LIST 100 control device 110 control unit 111 scanning control unit 112 paint control unit 113 imaging control unit 114 image measurement unit 115 communication unit 200 detection device 210 scanning unit 211 rail 212 scanning drive unit 213 Base unit 220 Paint unit 230 Image pickup unit 300 Tank 301 Liner 302 Body unit 303 Dome unit 310 Base unit 320 Phase measurement unit 380 Winding device 390 Bobbin Ar1 Area BImg2, BImg3 Binarization Image CX: Axis line E1L, E1R, E2L, E2R, E3L, E3R: End position EAr1, EAr2: Exposed area Img2: Captured image L1: First layer L2: Second layer L3: Third layer Pa1, Pa2: Coated area R: rotation direction W: fiber bundle W11, W21, W31: fiber cross section a: distance

Claims

A method for detecting an end position of a fiber bundle wound around a liner for a tank,
In the liner in a state where fiber維束first fiber bundle layer wound is formed, winding start of fiber維束that wound in forming the second fiber bundle layer on the first fiber bundle layer From the outside along the axial direction of the liner from a predetermined position, apply a paint of a color different from that of the fiber bundle forming the first fiber bundle layer along a direction intersecting the winding direction of the fiber bundle in the liner. Process and
In the liner in a state where the second fiber bundle layer is formed on the first fiber bundle layer, an exposed area of the area coated with the paint that is exposed without being covered by the second fiber bundle layer Detecting an end position, and detecting an end position of the fiber bundle forming the second fiber bundle layer based on the detected end position of the exposed region;
A method for detecting an end position of a fiber bundle wound around a tank liner, comprising: