JPH01317767A - プリプレグの積層方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はプリプレグの積層方法及び装置に関するもので
ある。

［従来の技術］ 近年、航空エンジンの静翼などの中小の翼を、第１３図
に示すようにＣＦＲＰ　（カーボンファイバーレジスト
プラスチック）等の薄板を翼形に型抜きしたプリプレグ
ｌを複数枚積層して形成することが行われている。

前記ＣＦＲＰ製の薄板は、表面保護や品質保持のため、
或いは保管・取扱いの便宜のために、第１４図に示すよ
うに片面或いは両面に８１　（シリコン）塗布紙３或い
はポリビニールシート２等の離型紙を貼付けである。

従って、上記プリプレグの積層を行う場合には、プリプ
レグ１表面から離型紙２．３を剥離する必要があるが、
離型紙の剥離は、作業員が先の鋭いピンセットをプリプ
レグと離型紙の間に差込み、ピンセットで離型紙の一部
を持ち上げて掴み代を作り、該掴み代を作業員が指で挾
んで引きはがすようにしていた。

更に、上記したように離型紙を剥したプリプレグｌを、
作業員がピン穴４と位置決め溝５の夫々を図示しない位
置決めピン及び位置決めキーに合致させて台上に載置し
た後、次のプリプレグを同様にしてその上に載置し、そ
の後加温加圧ローラ等によるアイロン作業によって積層
プリプレグ間のボイド（空泡）を排除して接着性を高め
、以後同様の作業を繰返して所要枚数の積層を行うよう
にしている。

積層されたプリプレグは、プレス等によって３次元成形
された後、所要形状に切断成形、外被コーティング等を
行われて製品となる。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記従来方式においてはすべての作業を手作業
によっているために、作業能率が悪く、特にプリプレグ
ｌからＳｌ塗布紙３やポリビニールシート２を剥離する
際、プリプレグｌの切口は鋭利で掴むところがないため
離型紙め剥離は容易ではなく、指先を使った細かい手作
業のため能率を上げることができず、更にピンセット等
の鋭い先端でプリプレグｌを傷付けてしまうことかあり
、更にプリプレグｌの表面に傷付けたり手を触れないよ
うに注意深く作業をしなければならないために、作業が
繁雑で時間を要する等の問題を有していた。

本発明は、プリプレグの積層を自動的に高能率にしかも
高品質に行うことを可能にする積層方法及び装置を提供
することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は位置決めされたプリプレグを弧状ハンドの外周
に端部が張出すように吸着させた後、プリプレグの張出
し端部を折曲げると共にエアージェットにより下側の離
型紙の端部を剥してそれをクランプし、続いて前記弧状
ハンドを回転することにより下側の離型紙を剥離し、続
いて２次曲面を有する積層台に弧状ハンドの一側を押付
けた後回転させることによりプリプレグを積層台上に積
層し、続いてアイロン操作によって空泡の排除と層間を
接着し、続いて上側離型紙を吸着剥離し、上記操作を繰
返して複数のプリプレグを積層するプリプレグの積層方
法、及び装置にかかるものである。

［作　　　用］ 本発明では、プリプレグを弧状ハンドの円弧面に正確に
吸着させ、その状態でまず下側の離型紙を剥離し、続い
て下側の離型紙を剥離したプリプレグを積層台上に正確
に吸着、固定させ、アイロン操作を行った後上側の離型
紙を吸着剥離する。この操作を繰返して所要枚数のプリ
プレグの積層を自動的に行う。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すもので、所要に組立て
られた支持架構６の内部前後方向に、ストッカー７、ハ
ンドリング装置８、位置決め台９　、Ｓｌ塗布紙剥離装
置ｌＯ１積層台１１．アイロン装置１２、ポリビニール
シート剥離装置１３、積層品取出しハンド１４、プレス
装置！５、予備成形品取出しハンド１Ｂ、予備成形品ス
トッカー１７を配置している。１８は手元操作スイッチ
を示す。

次に、上記各装置の夫々を第１図〜第１２図を参照して
説明する。

ストッカー７は、積層する種々の幅寸法を有したプリプ
レグｌを、幅寸法の種類毎にピン穴４と位置決め溝５に
嵌合するガイドピン１９．２０によって決められた位置
にストックするようにしである。

ハンドリング装置８は支持架構６に設けた走行モータ２
１及び走行ねじ軸２２によりレール２３に沿って前後方
向に走行する走行台２４、該走行台２４に設けた横行モ
ータ２５及び横行ねじ軸２６によりレール２７に沿って
左右方向に横行する横行台２８、該横行台２８に設けた
昇降モータ７０ａ及び昇降ねじ軸７０ｂによりガイド７
０ｃに沿って上下方向に昇降する昇降台７１．該昇降台
７１には昇降シリンダ（図示省略）を介して昇降自在に
設けられた真空吸引、加圧が可能なプリプレグハンド３
１、該プリプレグハンド３１の後側において、昇降シリ
ンダ２９を介して昇降自在に設けられた昇降台３０に軸
３２を中心に左右方向に駆動回転、自由回転可能で且つ
下面に９０°範囲の円弧面３３を有し、吸引操作が可能
な弧状ハンド３４を有している。上記プリプレグハンド
３１及び弧状ハンド３４は夫々一端に位置決め用にガイ
ド孔３７°を有している。

位置決め台９は、プリプレグｌを載置できるように左右
方向に長い載置面を上側に有し、その上面には有人ゴム
シート３５が設けられてその一端が固定され、該ゴムシ
ート３５の固定側端に、ピン用シリンダ３６により垂直
方向に貫通して出没できる位置決めピン３７が設けられ
ると共に他端側には位置決めキー３８が設けられ、更に
前記ゴムシート３５の他端延長部には巻付は用シリンダ
３９が接続されている。

Ｓｔ塗布紙剥離装置１０は、弾性体（ゴム製）でプリプ
レグの幅に合わせて吸引できる剥離台４０、シリンダ４
１．４２により上下左右に移動してプリプレグｌ端部を
折曲げて剥離を行わせ、且つ折曲げ部を弧状ハンド３４
及び剥離台４０に密着させるようにしたスクレーパ４３
、剥離を助は剥離口を拡げるエアージェット４４、剥離
したＳ１塗布紙２端部をシリンダ４５を介して剥離台４
０に押付けるゴムパッド４Ｂを存している。又、上記Ｓ
ｔ塗布紙剥離装置ＩＯには、剥離が行われたことを確認
する視覚センサー４７を設けており、又このとき前記と
関連してスクレーバ４３によるプリプレグｌの折曲げ端
部を弧状ハンド３４に引付けておくためのプリプレグ押
え４８を弧状ハンド３４内に設けても良い。

積層台１１は、下部架構４９に設けた走行モータ５０、
走行ねじ軸５１によりレール５２．８７に沿って前後に
走行する走行台５３と、該走行台５３上に横行モータ５
４、横行ねじ軸５５によりレール５６に沿って横行する
横行台５７、該横行台５７上に設けられ、上面に二次曲
面５８を有すると共にピン用シリンダ５９により出没可
能な位置決めピン６０を有し且つ小孔を介して吸引、加
圧が可能な積層型６１を有している。又横行台５７には
、シリンダ６２゜Ｂ３により作動して積層型６１上のプ
リプレグｌの端部を押え付ける端部押え６４を有してい
る。

アイロン装置Ｉ２は、第８囚人に示すように３１ゴムロ
一ル６５内部にカートリッジヒータ６６、サーミスタ６
７等を有した圧着ロール６８を、圧着シリンダ６９を介
して備えている。

ポリビニールシート剥離装置１３は、シリンダ（図示省
略）によりレール７５に沿って横行する横行台７６、該
横行台７６に昇降モータ７４によりガイド７７ｂに沿っ
て昇降ねじ軸７７ａを介して昇降する剥離ハンド７８を
設け、該ハンド７８にプリプレグｌの端部上に吸着して
ポリビニールシート２を吸着する吸着パッド８０、該吸
着パッド８０を上下動させポリビニールシート２の剥離
を容易にすると共に剥離したポリビニールシート２の端
部を掴むフィンガー８１を作動させるシリンダ７９、及
びポリビニールシート２の剥離を確認する視覚センサー
８２を有している。

積層品取出しハンド１４は、吸引、加圧機能を有し、積
層型６１上の積層品８３を吸着してモータ８４により上
下できるようになっている。

プレス装置１５は、下部架構４９に設けたモータ８５、
走行ねじ軸８Ｂによりレール５２．８７に沿って走行可
能な走行台８８に設けられた吸引、加圧可能な三次元曲
面８９を有した下部金型９０、シリンダ９５により上部
に昇降可能に設けた上部金型９１を有している。

予備成形品取出しハンド１Ｂは、吸引、加圧機能を有し
、シリンダ９２により昇降して下部金型９０上の予備成
形品９３を吸着して昇降できるようにしである。予備成
形品ストッカー１７は上記取出しハンドＩ６の予備成形
品９３をクツション材９４を介して受けるようになって
いる。

第２図囚＠）に示すようにストッカー７内にプリプレグ
形状毎にストックされたプリプレグ１のうちの一枚をプ
リプレグハンド３１により吸着して持ち上げ、第３図Ｇ
Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すように位置決め台９の有人ゴム
シート３５上に載置する。このとき、プリプレグ１は位
置決めピン３７と位置決めキー３８によって正確に位置
決めされる。

続いて、１４図（ホ）に）に示すように弧状ハンド３４
のガイド孔３７°を位置決め台９の位置決めピン３７に
係合させた後、巻付は用シリンダ３９を伸張することに
より重大ゴムシート３５を介してプリプレグｌを弧状ハ
ンド３４の円弧面３３に端部を張出させて巻付け、更に
弧状ハンド３４の吸引によってプリプレグｌを吸着する
。

続いて巻付は用シリンダ３９を縮小した後、弧状ハンド
３４を上昇させて矢印で示すように９０″回転させた後
、第５図（ホ）に示すように張出し部１°を張出させた
状態で３１塗布紙（下側の離型紙）３の剥離装置１０の
剥離台４０上に載置する。続いて第５図＠）の如くスク
レーバ４３の下降により、プリプレグｌの張出し部ｌ°
を下方に折曲げることにより下側の離型紙３を剥れ易く
した後、第５図（Ｃ）に示すようにエアージェット４４
により完全に分離し、プリプレグ１の張出し部！“は第
５図Ｅ１３に示すようにスクレーパ４３の上昇により上
方に折曲げられる。

次に、第６図ＣＡ＋（Ｂｌに示すように、下側の離型紙
３の折曲げ部をゴムバット４６により剥離台４０に押付
けた状態で、弧状ハンド３４を上方に２０ａ＋ａ＋程持
ち上げ且つ矢印で示すように９０”回転させると、下側
の離型紙３は剥離される。このとき、剥離が確実に行わ
れたかどうかが視覚センサー４７によって確認される。

続いて、第７図（ホ）に示すように弧状ハンド３４を移
動させてガイド孔３７°が位置決めピンＢＯに係合する
ように積層台１１の積層型６Ｉ上に押圧した後、第７図
＠）の如くプリプレグ１の端部を端部押え６４でクラン
プし、この状態で弧状ハンド３４の回動を自由（フリー
）にし、続いて第７図（Ｃ）に示すように積層台１１を
矢印方向に移動させてプリプレグｌを積層型６１上に吸
着載置する。

以後、ハンドリング装置８は前記操作を繰返すべく第２
図からの作業に戻る。

次に、第８図＠）（Ｃ）に示すように圧着ロールθ８を
プリプレグ１に押付けた状態で積層台１１を矢印方向へ
移動させてアイロン（空泡除去と接着）を行う。

次にプリプレグｌの上側のポリビニールシート（Ｍ型紙
）２の端部を、第９図＾に示す如く吸着パッド８０によ
り吸着して上下させ剥離した端部を持ち上げ、持ち上げ
た離型紙２を第９図［Ｆ］）に示す如くフィンガー８２
によって掴んだ後、積層台１１を矢印ａ方向に移動させ
且つハンド７８を矢印す方向に移動することにより上側
の離型紙２を剥離する。

上記積層台１１上のプリプレグ１上に、前記と同様にし
一〇上下側の離型紙２．３が剥離されたプリプレグを順
次積層する。又このとき、積層型６１の上面が二次曲面
５８を有しているので、上記積層された積層品８３は二
次曲面に成形されたものとなる。　　　　　・ 次に、第１Ｏ図＾但】に示すように、積層品取出しハン
ド１４を介して積層品８３を吸着して持ち上げて、第１
１図（ホ）に示すように下部金型９０上に位置決め載置
し、続いて第１１図ＣＦ３＋　（Ｃ）に示すようにプレ
スを行って三次元曲面を有する予備成形品９３とし、そ
の後、第１２図（ＡＪ（８１（Ｃ）に示すように予備成
形品取出しハンド１Ｂを介して予備成形品スト１カー１
７に取り出す。

尚、本発明のプリプレグの積層方法及び装置は、上述の
実施例にのみ限定されるものではなく、構成各部の形状
、駆動方式等は種々変更し得ること、その池水発明の要
旨を逸脱しない範囲内おいて種々変更を加え得ることは
勿論である。

［発明の効゛果］ 以上説明したように、本発明のプリプレグの積層方法及
び装置によれば、プリプレグの離型紙の剥離、積層作業
をすべて自動的に効率良く行うことができ、よって作業
の大幅な能率向上を図ってコスト低減を図れると共に、
傷の発生等を防止して高品質高精度なプリプレグ積層品
を提供できる優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の説明図、第２図〜第１２図
は本発明の各部の構成の一例と作業順序を示すもので、
第２図＾はストッカーの正面図、第２図（Ｂ）はその平
面図、第３図（ホ）はプリプレグハンドと位置決め台の
正面図、第３図［Ｆ］）はその作動図、第３図（Ｃ）は
その平面図、第４図（ホ）は弧状ハンドと位置決め台の
正面図、第４図（Ｅｌｌはその作動図、第５図（ホ）は
弧状ハンドと下側離型紙剥離装置の正面図、第５図（Ｂ
）はスクレーパの作動図、第５図（Ｃ）はエアージェッ
トの説明図、第５図０）はスクレーパの別の作動図、第
６図＾（至））は下側離型紙の剥離状態を示す説明図、
第７図囚は弧状ハンドと積層台の正面図、第７図Ｂ）（
Ｃ１はその作動図、第８図（ホ）は圧着ロールの説明図
、第８図Ｇ）（Ｃ）は圧着ロールによるアイロン操作の
作動図、第９図（ト）■）は上側離型紙の剥離装置と積
層台の正面図及びその作動図、第１Ｏ図＾は積層品取出
しハンドの正面図、第１０図（８ンはその側面図、第１
１図（ホ）ａ）はプレス装置の説明用正面図、第１１図
（Ｃ）はその側面図、第１２図＾は予備成形品取出しハ
ンドの正面図、第１２図［Ｆ］）はその側面図、第１２
図（Ｃ）は予備成形品ストッカーの説明図、第１３図は
積層されたプリプレグの説明図、第１４図は離型紙を有
するプリプレグの拡大断面図である。 ■はプリプレグ、２は上側離型紙、３は下側離型紙、７
はストッカー、８はハンドリング装置、９は位置決め台
、ＩＯは下側離型紙剥離装置、１１は積層台、１２はア
イロン装置、１３は上側離型紙剥離装置、３１はプリプ
レグハンド、３４は弧状ハンド、３５は重大ゴムシート
、３７は位置決めピン、３８は位置決めキー、４３はス
クレーパ、４４はエアージェット、４６はゴムパッド、
６０は位置決めピン、６８は圧着ロール、７８は剥離ハ
ンド、８０は吸着パッド、８１はフィンガーを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）位置決めされたプリプレグを弧状ハンドの外周に端
   部が張出すように吸着させた後、プリプレグの張出し端
   部を折曲げると共にエアージェットにより下側の離型紙
   の端部を剥してそれをクランプし、続いて前記弧状ハン
   ドを回転することにより下側の離型紙を剥離し、続いて
   ２次曲面を有する積層台に弧状ハンドの一側を押付けた
   後回転させることによりプリプレグを積層台上に積層し
   、続いてアイロン操作によって空泡の排除と層間の接着
   を行い、続いて上側離型紙を吸着剥離し、上記操作を繰
   返して複数のプリプレグを積層するプリプレグの積層方
   法。 ２）上面に巻付け用ゴムシートを有し、且つプリプレグ
   のピン穴及び位置決め溝に係合する位置決め材を有して
   プリプレグを位置決め載置する位置決め台と、三次元に
   移動可能なハンドリング装置と、該ハンドリング装置に
   設けられ、プリプレグを吸着して前記位置決め台上に載
   置するプリプレグハンド、及び円弧面を有し且つ吸引が
   可能でしかも駆動回転、自由回転が可能に設けられた弧
   状ハンドと、弧状ハンドに端部を張出させて吸着したプ
   リプレグを弧状ハンドとの間でクランプする剥離台と、
   プリプレグの張出し端部を折曲げるスクレーバと、折曲
   げ部における下側の離型紙を分離するエアージェットと
   、分離した下側の離型紙の端部を剥離台の端部に押付け
   るゴムパッドと、上面が二次曲面を有し且つ位置決め材
   を備えた積層台と、該積層台上に設けられたアイロン装
   置と、プリプレグの上側の離型紙を吸着して剥す剥離装
   置とを備えたことを特徴とするプリプレグの積層装置。