JPH0339832B2 - - Google Patents
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- JPH0339832B2 JPH0339832B2 JP61260557A JP26055786A JPH0339832B2 JP H0339832 B2 JPH0339832 B2 JP H0339832B2 JP 61260557 A JP61260557 A JP 61260557A JP 26055786 A JP26055786 A JP 26055786A JP H0339832 B2 JPH0339832 B2 JP H0339832B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
- B29C70/545—Perforating, cutting or machining during or after moulding
-
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- B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
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- B29C70/386—Automated tape laying [ATL]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H9/00—Marine propulsion provided directly by wind power
- B63H9/04—Marine propulsion provided directly by wind power using sails or like wind-catching surfaces
- B63H9/06—Types of sail; Constructional features of sails; Arrangements thereof on vessels
- B63H9/067—Sails characterised by their construction or manufacturing process
- B63H9/0678—Laminated sails
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
- Y10T156/17—Surface bonding means and/or assemblymeans with work feeding or handling means
- Y10T156/1788—Work traversing type and/or means applying work to wall or static structure
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明はテープ展張装置、とくに複雑輪郭の積
層部品を形成するために輪郭の自然軌道に沿つて
展張されたコースを有する複合材料テープの多層
を形成するテープ展張機械に関する。
層部品を形成するために輪郭の自然軌道に沿つて
展張されたコースを有する複合材料テープの多層
を形成するテープ展張機械に関する。
技術的背景
本文中に使用される用語「複合材料」は、熱硬
化性樹脂の基質内に多数のフイラメントを有する
材料を意味する。シートまたはシエルの形状に部
品を成形するのに複合材料が使用される場合、複
合材料は通常、フイラメントの織マツトに樹脂を
含浸させた形状をとるか、または繊維を長手方向
に整列させた樹脂テープであつて、主引張力がか
かる方向に繊維が配置されるようなコースにこの
テープを展張する形状をとる。このように製作さ
れる部品の代表的な例として航空機の種々の部
品、とくにその流体力学的表面などが含まれる。
化性樹脂の基質内に多数のフイラメントを有する
材料を意味する。シートまたはシエルの形状に部
品を成形するのに複合材料が使用される場合、複
合材料は通常、フイラメントの織マツトに樹脂を
含浸させた形状をとるか、または繊維を長手方向
に整列させた樹脂テープであつて、主引張力がか
かる方向に繊維が配置されるようなコースにこの
テープを展張する形状をとる。このように製作さ
れる部品の代表的な例として航空機の種々の部
品、とくにその流体力学的表面などが含まれる。
曲面を有する航空機部品へこれらの製作技術を
適用する場合、これらの適用は基本的には、必要
な終局強度を与えるために十分な層に含浸マツト
または含浸テープを平面上に展張して、次にこの
ような基本的には平面の積層板を部品形状に形成
された型内に圧縮することにより成形する方法に
限定されてきた。次に型はオートクレーブ内に入
れられ、ここで樹脂状物質は最初加熱養生工程で
さらに可塑性にされ、次に最終養生で硬化されて
補強繊維を中に閉じ込める。
適用する場合、これらの適用は基本的には、必要
な終局強度を与えるために十分な層に含浸マツト
または含浸テープを平面上に展張して、次にこの
ような基本的には平面の積層板を部品形状に形成
された型内に圧縮することにより成形する方法に
限定されてきた。次に型はオートクレーブ内に入
れられ、ここで樹脂状物質は最初加熱養生工程で
さらに可塑性にされ、次に最終養生で硬化されて
補強繊維を中に閉じ込める。
曲面シエルをこの方法で製作する場合は、とく
に積層が厚い場合、工程の制限や、また平面シー
トから曲面シエルへ変形するとき補強繊維が所定
の列に対し捩れる危険性があることなどの理由に
より、この方法は比較的単純な曲面に限られるこ
とがわかるであろう。
に積層が厚い場合、工程の制限や、また平面シー
トから曲面シエルへ変形するとき補強繊維が所定
の列に対し捩れる危険性があることなどの理由に
より、この方法は比較的単純な曲面に限られるこ
とがわかるであろう。
したがつて複雑形状に対しては、１枚ずつテー
プを展張して積層構造の最終形状にすること、す
なわち、部品の最終形状を決定する型または心型
（マンドレル）上に直接展張することが望ましい。
このようにすれば複合材料の補強繊維を製作部品
内で所定最終配置内に置くことが可能であり、未
養生の部品が所定厚さに形成されたオートクレー
ブ内で樹脂は養生により硬化されるが、このとき
途中に、積層構造を実際の型形状に合致させると
ころの変形工程および成型工程は含まれてこな
い。
プを展張して積層構造の最終形状にすること、す
なわち、部品の最終形状を決定する型または心型
（マンドレル）上に直接展張することが望ましい。
このようにすれば複合材料の補強繊維を製作部品
内で所定最終配置内に置くことが可能であり、未
養生の部品が所定厚さに形成されたオートクレー
ブ内で樹脂は養生により硬化されるが、このとき
途中に、積層構造を実際の型形状に合致させると
ころの変形工程および成型工程は含まれてこな
い。
しかしながら、複雑な部品を形成するのにテー
プが展張されるという条件のもとで、基本的に非
伸縮性の炭素繊維を40〜60％含有する幅１ないし
６インチ（2.54〜15.24cm）、厚さ約0.75インチ
（1.91cm）の複合材料テープを使用して実際作業
を行なう必要性がある限り、この望ましい方法も
それ自身の困難性があ。とくに複合材料テープが
成形型に展張されるとき、その端縁にしわが寄ら
ないこと、積層の中の一層内では隣接コースのテ
ープとの間に重なりがないこと、および隣接コー
スのテープとの間に過大なすきまがないこと、な
どが必要である。
プが展張されるという条件のもとで、基本的に非
伸縮性の炭素繊維を40〜60％含有する幅１ないし
６インチ（2.54〜15.24cm）、厚さ約0.75インチ
（1.91cm）の複合材料テープを使用して実際作業
を行なう必要性がある限り、この望ましい方法も
それ自身の困難性があ。とくに複合材料テープが
成形型に展張されるとき、その端縁にしわが寄ら
ないこと、積層の中の一層内では隣接コースのテ
ープとの間に重なりがないこと、および隣接コー
スのテープとの間に過大なすきまがないこと、な
どが必要である。
テープ端縁にしわが寄つた場合、養生された基
質物質が荷重を受けたとき捩れた繊維が引張力の
方向に伸びようとするから局部的に弱点を形成す
ることになるので、このしわはとくに有害であ
る。構造の中にできるしわ層は所定の荷重を負担
できないので、この種の欠陥は積層の中の弱点と
なる。
質物質が荷重を受けたとき捩れた繊維が引張力の
方向に伸びようとするから局部的に弱点を形成す
ることになるので、このしわはとくに有害であ
る。構造の中にできるしわ層は所定の荷重を負担
できないので、この種の欠陥は積層の中の弱点と
なる。
したがつて、複雑な輪郭表面上にしわが寄るこ
となくテープを展張し、実際の経済的生産速度で
も要求精度を充足するという、前記目的を有する
複合材料テープの展張方法を提供することが望ま
れる。
となくテープを展張し、実際の経済的生産速度で
も要求精度を充足するという、前記目的を有する
複合材料テープの展張方法を提供することが望ま
れる。
発明の目的
本発明は、このような要望を満たすための多軸
テープ展張機械並びに方法を提供することを目的
とするものである。
テープ展張機械並びに方法を提供することを目的
とするものである。
発明の構成、作用、及び、効果
すなわち、本発明は、複合輪郭の複雑な展張表
面を有する心型上に複合材料テープの複数コース
を順次に並べて張り付けるためのテープ展張ヘツ
ドを有する多軸テープ展張機械を提供する。隣接
するテープの複数コースは層面上に１プライすな
わち１層を形成し、複雑輪郭の積層構造は、この
ようなプライ（１層）を重ね合わせられた連続プ
ライ（多層）で形成される。
面を有する心型上に複合材料テープの複数コース
を順次に並べて張り付けるためのテープ展張ヘツ
ドを有する多軸テープ展張機械を提供する。隣接
するテープの複数コースは層面上に１プライすな
わち１層を形成し、複雑輪郭の積層構造は、この
ようなプライ（１層）を重ね合わせられた連続プ
ライ（多層）で形成される。
１層の各テープストリツプは、機械のテープヘ
ツドをプログラムされたコースに沿つて動かすこ
とにより展張される。コースは、軌道生成プロセ
ツサに供給される（表面規定直交座標から生成さ
れる）機械語命令により制御される。軌道生成プ
ロセツサは、複合材料テープが自然軌道に沿つて
複雑表面を追従するように、複数のシステムパラ
メータを基礎にしてコースデータを生成する。こ
こで用いる「自然軌道」とは、テープが輪郭表面
上に展張されるとき伸びたり、しわを寄せたりす
ることなく輪郭表面を追従する軌道を意味する。
ツドをプログラムされたコースに沿つて動かすこ
とにより展張される。コースは、軌道生成プロセ
ツサに供給される（表面規定直交座標から生成さ
れる）機械語命令により制御される。軌道生成プ
ロセツサは、複合材料テープが自然軌道に沿つて
複雑表面を追従するように、複数のシステムパラ
メータを基礎にしてコースデータを生成する。こ
こで用いる「自然軌道」とは、テープが輪郭表面
上に展張されるとき伸びたり、しわを寄せたりす
ることなく輪郭表面を追従する軌道を意味する。
テープヘツドが複合材料テープヘツドの自然軌
道すなわちテープに引張りのない軌道を追従する
ようにプログラミングすることにより、テープ展
張中に端縁にしわを寄らせるような不均等な力が
かからないようにすることが可能である。したが
つて各コースは展張表面と完全接触をなしテープ
コースに沿つて中断または空洞を作ることなく一
体構造を形成する。しかしながら、軌道生成プロ
セツサはテープコースの幅全体にわたりテープ繊
維に均一な張力がかかるようなコースを選定する
ので、隣接コースのテープとの間のすきまは比較
的制御されないであろう。したがつて部品の信頼
性を確保するために、隣接ストリツプ間のすきま
は、少なくとも、複合表面上で最も重要とみなし
て決定された制御線上では所定許容差に維持され
る。たとえば空気力学的構造において、制御線は
特定基準線として翼または他の面内で最大応力が
発生する領域と方向とに置かれる。
道すなわちテープに引張りのない軌道を追従する
ようにプログラミングすることにより、テープ展
張中に端縁にしわを寄らせるような不均等な力が
かからないようにすることが可能である。したが
つて各コースは展張表面と完全接触をなしテープ
コースに沿つて中断または空洞を作ることなく一
体構造を形成する。しかしながら、軌道生成プロ
セツサはテープコースの幅全体にわたりテープ繊
維に均一な張力がかかるようなコースを選定する
ので、隣接コースのテープとの間のすきまは比較
的制御されないであろう。したがつて部品の信頼
性を確保するために、隣接ストリツプ間のすきま
は、少なくとも、複合表面上で最も重要とみなし
て決定された制御線上では所定許容差に維持され
る。たとえば空気力学的構造において、制御線は
特定基準線として翼または他の面内で最大応力が
発生する領域と方向とに置かれる。
軌道生成プロセツサは、テープを横切つてテー
プの左端縁、右端縁および中心を表わすように準
備された一連の点グループによつて軌道を増分的
に（インクリメンタルに）定義することにより、
輪郭面に沿つて複合材料テープの自然軌道を生成
する。左端縁、右端縁および中心からなる幾何学
的点グループの各セツトは、展張表面上のテープ
コース方向に沿つて点グループから１ステツプ増
分だけ離れた順序の点グループを形成する。各点
グループは順次に生成されるので、表面輪郭によ
つてテープコースの方向に変化が引き起こされる
とこれは次の点グループが決定される前に既知と
なる。
プの左端縁、右端縁および中心を表わすように準
備された一連の点グループによつて軌道を増分的
に（インクリメンタルに）定義することにより、
輪郭面に沿つて複合材料テープの自然軌道を生成
する。左端縁、右端縁および中心からなる幾何学
的点グループの各セツトは、展張表面上のテープ
コース方向に沿つて点グループから１ステツプ増
分だけ離れた順序の点グループを形成する。各点
グループは順次に生成されるので、表面輪郭によ
つてテープコースの方向に変化が引き起こされる
とこれは次の点グループが決定される前に既知と
なる。
テープコースの最初の方向を選択し、初期開始
点となる点グループを決定した後、テープ端縁は
テープの横断線に対し直角方向に一致させられ
る。このようにしてテープの側縁は展張表面上の
コースの方向に整合され、その後はテープの一方
の端縁が他方の端縁より張力が余計にかからない
ように方向は必要量だけ変化される。自然軌道
は、前の点グループから、該グループの点を通し
て引かれた線に対し直角方向に、応力がかからな
いテープの１増分だけ離れた次の点グループを求
めることにより、増分ごとに決定される。このよ
うに最初に新しい各点グループの２つの端縁点を
位置決めした後、中心点はそれら無応力両端縁間
の中心にあると推定され、次にこの両端縁はこの
計算中心点からテープ幅の半分以上離れないよう
にするために修正される。
点となる点グループを決定した後、テープ端縁は
テープの横断線に対し直角方向に一致させられ
る。このようにしてテープの側縁は展張表面上の
コースの方向に整合され、その後はテープの一方
の端縁が他方の端縁より張力が余計にかからない
ように方向は必要量だけ変化される。自然軌道
は、前の点グループから、該グループの点を通し
て引かれた線に対し直角方向に、応力がかからな
いテープの１増分だけ離れた次の点グループを求
めることにより、増分ごとに決定される。このよ
うに最初に新しい各点グループの２つの端縁点を
位置決めした後、中心点はそれら無応力両端縁間
の中心にあると推定され、次にこの両端縁はこの
計算中心点からテープ幅の半分以上離れないよう
にするために修正される。
各テープコースを生成するこの増分法は、テー
プの全幅にわたる均等な張力と、いずれの側にも
しわが寄らないこととを保証する。軌道生成プロ
セツサは複数のこれらのコースを生成して心型上
の１層すなわち１プライを形成し、その後表面定
義データは前の展張層の厚みを考慮して次のプラ
イ用に更新または修正される。
プの全幅にわたる均等な張力と、いずれの側にも
しわが寄らないこととを保証する。軌道生成プロ
セツサは複数のこれらのコースを生成して心型上
の１層すなわち１プライを形成し、その後表面定
義データは前の展張層の厚みを考慮して次のプラ
イ用に更新または修正される。
軌道生成プロセツサは隣接テープコースを反対
方向に展張するようにプログラムされ、したがつ
て、テープ展張ヘツドを次のテープコースのため
に横移動するときテープ展張ヘツドを180度回転
するので、たいていの部品は直線状の端縁をもつ
ように設計されていることからこの線に沿つてテ
ープを切断するとテープ同志は補完的形状をな
し、テープヘツドを半回転することによつて機械
運動が最小になるばかりでなく切屑も最小とな
る。
方向に展張するようにプログラムされ、したがつ
て、テープ展張ヘツドを次のテープコースのため
に横移動するときテープ展張ヘツドを180度回転
するので、たいていの部品は直線状の端縁をもつ
ように設計されていることからこの線に沿つてテ
ープを切断するとテープ同志は補完的形状をな
し、テープヘツドを半回転することによつて機械
運動が最小になるばかりでなく切屑も最小とな
る。
部品が展張される各層内のテープコースの自然
軌道が定義されると、このデータは軌道生成プロ
セツサから翻訳プロセツサに供給され、翻訳プロ
セツサは基本的に幾何学な軌道データを使用され
る特定テープヘツドのためのテープ展張機械命令
に変換する。翻訳プロセツサは、テープ展張ヘツ
ドを所定軌道に沿つて移動するのに必要な機械に
特定の命令定義をその翻訳プロセツサが関係した
テープ展張ヘツドに与えるので、パートプログラ
ムは最終製品を変えることなく、機械から機械へ
移動可能である。
軌道が定義されると、このデータは軌道生成プロ
セツサから翻訳プロセツサに供給され、翻訳プロ
セツサは基本的に幾何学な軌道データを使用され
る特定テープヘツドのためのテープ展張機械命令
に変換する。翻訳プロセツサは、テープ展張ヘツ
ドを所定軌道に沿つて移動するのに必要な機械に
特定の命令定義をその翻訳プロセツサが関係した
テープ展張ヘツドに与えるので、パートプログラ
ムは最終製品を変えることなく、機械から機械へ
移動可能である。
これらの命令に適応制御が重ねられ、適応制御
は自然軌道に沿つてテープヘツドを迅速に移動す
るためのコース微小修正を提供し、したがつて自
然テープ軌道が軌道生成プロセツサによつて計算
される定義表面とテープ展張ヘツドに表現される
実表面との間に多少差があつてもそれは許容され
る。
は自然軌道に沿つてテープヘツドを迅速に移動す
るためのコース微小修正を提供し、したがつて自
然テープ軌道が軌道生成プロセツサによつて計算
される定義表面とテープ展張ヘツドに表現される
実表面との間に多少差があつてもそれは許容され
る。
実施例
第１図に心型１０上に複合材料テープを張り付
けるための５軸テープ展張機械が示される。心型
１０の上向表面は複合輪郭表面であり、この表面
は成形される積層部品の外表面になる。このよう
な表面の実施例としては、テーパと捩りとが組合
わされた翼の流体力学的表面のような変化曲面が
ある。
けるための５軸テープ展張機械が示される。心型
１０の上向表面は複合輪郭表面であり、この表面
は成形される積層部品の外表面になる。このよう
な表面の実施例としては、テーパと捩りとが組合
わされた翼の流体力学的表面のような変化曲面が
ある。
半粘着状態の複合材料テープストリツプ１２，
１４は、テープ展張ヘツド１８により心型１０の
表面に隣接コースを形成して装着される。テープ
ヘツド１８は送りリール２０上の複合材料テープ
の供給部分を支持し、テープは送りリール２０か
ら方向転換遊びローラ２２をまわつて対角方向下
方の圧着ローラ２４のセツトの方向へ走行し、圧
着ローラ２４は粘着性複合材料テープを心型展張
表面上に張り付けて最初の１層目の１コースを形
成する。心型１０の上に複数のコースと複数の層
とが構成されて積層部品を形成する。各層はその
下の表面形状を形成し、したがつて心型１０の表
面の複合曲面は部品形状となる。すべての層が展
張されると心型１０はオートクレーブ（図示な
し）へ移され、ここで温度と圧力とが制御されて
複合材料を養生し凝固させて均一な繊維補強複合
材料部品を作る。
１４は、テープ展張ヘツド１８により心型１０の
表面に隣接コースを形成して装着される。テープ
ヘツド１８は送りリール２０上の複合材料テープ
の供給部分を支持し、テープは送りリール２０か
ら方向転換遊びローラ２２をまわつて対角方向下
方の圧着ローラ２４のセツトの方向へ走行し、圧
着ローラ２４は粘着性複合材料テープを心型展張
表面上に張り付けて最初の１層目の１コースを形
成する。心型１０の上に複数のコースと複数の層
とが構成されて積層部品を形成する。各層はその
下の表面形状を形成し、したがつて心型１０の表
面の複合曲面は部品形状となる。すべての層が展
張されると心型１０はオートクレーブ（図示な
し）へ移され、ここで温度と圧力とが制御されて
複合材料を養生し凝固させて均一な繊維補強複合
材料部品を作る。
第６図に示すように、複合材料テープストリツ
プ２６には剥離裏打ち紙テープ２５が設けられ、
裏打ちテープ２５はテープが送りリール内にある
ときに複合材料テープのコイルを分離させ、遊び
ローラ２２から圧着ローラ２４への直線コースに
沿つてテープカツタ２８のセツトを通過させて複
合材料テープを保持しながら移動する。第２図お
よび第３図でよくわかるように、カツタ２８は複
合材料テープは切断するが裏打ちテープは切断し
ない、裏打ちテープ２５は複合材料テープ２６を
圧着ローラ２４まで保持しながら移動し、ここで
複合材料テープが心型１０の上に展張されたと
き、裏打ちテープ２５は複合材料テープ２６から
剥離される。次に裏打ちテープ２５は圧着ローラ
２４から駆動ローラ２７とピンチローラ２９との
まわりの二重転換コースを通つて巻取りリール３
０まで対角方向斜め上方に走行する。
プ２６には剥離裏打ち紙テープ２５が設けられ、
裏打ちテープ２５はテープが送りリール内にある
ときに複合材料テープのコイルを分離させ、遊び
ローラ２２から圧着ローラ２４への直線コースに
沿つてテープカツタ２８のセツトを通過させて複
合材料テープを保持しながら移動する。第２図お
よび第３図でよくわかるように、カツタ２８は複
合材料テープは切断するが裏打ちテープは切断し
ない、裏打ちテープ２５は複合材料テープ２６を
圧着ローラ２４まで保持しながら移動し、ここで
複合材料テープが心型１０の上に展張されたと
き、裏打ちテープ２５は複合材料テープ２６から
剥離される。次に裏打ちテープ２５は圧着ローラ
２４から駆動ローラ２７とピンチローラ２９との
まわりの二重転換コースを通つて巻取りリール３
０まで対角方向斜め上方に走行する。
あるテープコースを展張中、テープはあるとき
は単にテープヘツドの移動だけで送りリールから
表面上へ引き出され、あるときはテープ駆動装置
自身により引出される。あるコースの所定分が展
張されるとコースの表面への付着力により、ヘツ
ド１８が移動されるだけでテープは引き出されて
くる。コースの開始および終了のために、テープ
送りのための制御が維持されている。
は単にテープヘツドの移動だけで送りリールから
表面上へ引き出され、あるときはテープ駆動装置
自身により引出される。あるコースの所定分が展
張されるとコースの表面への付着力により、ヘツ
ド１８が移動されるだけでテープは引き出されて
くる。コースの開始および終了のために、テープ
送りのための制御が維持されている。
この目的のために、送りリールと裏打ちテープ
巻取りリールとは各々別々にトルクモータ４５，
４９により駆動され、トルクモータ４５，４９
は、送りリール２０と巻取りリール３０との間で
裏打ちテープ２５に常に張力を与えるように制御
される。テープの送り量は両リール上のセンサ３
１，３３で監視され、センサ３１，３３は、裏打
ちテープ２５内の張力を所定の大きさに維持する
ために、テープコイルの半径の変化を測定して両
方のトルクモータの回転速度を制御する。ピンチ
ローラ２９は空気シリンダにより押付けられて裏
打ちテープを駆動ローラ２７に押付け、駆動ロー
ラ２７はリゾルバ付サーボモータにより逆方向に
駆動されて駆動サーボモータの制御ばかりでなく
展張されたテープ量の測定やここでは無関係の他
の目的にも使われる。サーボ駆動モータはテープ
内の張力バランスが乱れたときテープをいずれの
方向にも「駆動」でき、このときバランスを回復
するために無負荷のトルクモータを作動させる。
巻取りリールとは各々別々にトルクモータ４５，
４９により駆動され、トルクモータ４５，４９
は、送りリール２０と巻取りリール３０との間で
裏打ちテープ２５に常に張力を与えるように制御
される。テープの送り量は両リール上のセンサ３
１，３３で監視され、センサ３１，３３は、裏打
ちテープ２５内の張力を所定の大きさに維持する
ために、テープコイルの半径の変化を測定して両
方のトルクモータの回転速度を制御する。ピンチ
ローラ２９は空気シリンダにより押付けられて裏
打ちテープを駆動ローラ２７に押付け、駆動ロー
ラ２７はリゾルバ付サーボモータにより逆方向に
駆動されて駆動サーボモータの制御ばかりでなく
展張されたテープ量の測定やここでは無関係の他
の目的にも使われる。サーボ駆動モータはテープ
内の張力バランスが乱れたときテープをいずれの
方向にも「駆動」でき、このときバランスを回復
するために無負荷のトルクモータを作動させる。
テープ展張ヘツドの５つの運動軸のうち４つは
ガントリ（橋型）懸架機構により与えられるが、
ガントリ懸架機構は展張心型１０上で、柱に支持
された１対の間隔配置平行レール３４，３６を有
し、平行レール３４，３６は横移動台レール３２
により間隔が保持され、横移動台レール３２はレ
ール３４，３６に沿つて移動してＸ軸変位を与え
る。横レール３２上の通路に沿つて移動するサド
ル３５はＹ軸変位を与え、サドル内で垂直方向に
摺動可能なラム３８により垂直方向のＺ軸変位が
与えられる。テープ展張ヘツドの垂直軸まわりの
回転をヘツドのＣ軸変位といい、ラム３８内での
回転摺動（図示なし）により与えられる。
ガントリ（橋型）懸架機構により与えられるが、
ガントリ懸架機構は展張心型１０上で、柱に支持
された１対の間隔配置平行レール３４，３６を有
し、平行レール３４，３６は横移動台レール３２
により間隔が保持され、横移動台レール３２はレ
ール３４，３６に沿つて移動してＸ軸変位を与え
る。横レール３２上の通路に沿つて移動するサド
ル３５はＹ軸変位を与え、サドル内で垂直方向に
摺動可能なラム３８により垂直方向のＺ軸変位が
与えられる。テープ展張ヘツドの垂直軸まわりの
回転をヘツドのＣ軸変位といい、ラム３８内での
回転摺動（図示なし）により与えられる。
第５の軸変位はＡ軸変位といわれ、これはテー
プヘツド１８の水平軸まわりの回転運動で、圧着
ローラ２４の中心半径面内で圧着ローラ２４の下
側で圧着ローラに接する方向の変位である。Ａ軸
は第２図では投影点として表わされている。この
変位のためにテープヘツドフレームは相対的に可
動な２つの部分、すなわち取付板２１に回転保持
される垂直回転テーブル４２と、テープ処理機構
を保持するサドルフレーム４３との２つに分割さ
れている。回転テーブル４２は取付板２１上で離
れて設けられた弧状トラツク４４，４６上で前記
Ａ軸のまわりに回転可能で、回転テーブル４２上
の歯車セグメント（図示なし）と係合するピニオ
ンを駆動するサーボモータ５３（第３図）の駆動
力で回転される。
プヘツド１８の水平軸まわりの回転運動で、圧着
ローラ２４の中心半径面内で圧着ローラ２４の下
側で圧着ローラに接する方向の変位である。Ａ軸
は第２図では投影点として表わされている。この
変位のためにテープヘツドフレームは相対的に可
動な２つの部分、すなわち取付板２１に回転保持
される垂直回転テーブル４２と、テープ処理機構
を保持するサドルフレーム４３との２つに分割さ
れている。回転テーブル４２は取付板２１上で離
れて設けられた弧状トラツク４４，４６上で前記
Ａ軸のまわりに回転可能で、回転テーブル４２上
の歯車セグメント（図示なし）と係合するピニオ
ンを駆動するサーボモータ５３（第３図）の駆動
力で回転される。
すべての軸上の変位はサーボモータで制御さ
れ、そのうちのＺ軸とＣ軸とのサーボモータ３
７，３９は第１図に示され、Ａ軸のサーボモータ
５３は第３図に示されている。Ｘ軸とＹ軸とのサ
ーボモータは歯車結合回転によりテープ展張ヘツ
ド１８のガントリ懸架装置の変位を制御する。軸
サーボモータの運転と他のテープ展張作業を行な
うための電気制御信号は電気制御ユニツト３３に
より与えられる。
れ、そのうちのＺ軸とＣ軸とのサーボモータ３
７，３９は第１図に示され、Ａ軸のサーボモータ
５３は第３図に示されている。Ｘ軸とＹ軸とのサ
ーボモータは歯車結合回転によりテープ展張ヘツ
ド１８のガントリ懸架装置の変位を制御する。軸
サーボモータの運転と他のテープ展張作業を行な
うための電気制御信号は電気制御ユニツト３３に
より与えられる。
テープヘツド１８の変位は、Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｃ，
Ａの各軸に対する座標を含む５軸変位のためのテ
ープ展張機械８の内部座標系内の位置を定義す
る。テープヘツド位置を特定のＸ，Ｙ，Ｚ座標点
に移動する命令は内部基準点に対する圧着ローラ
２４の中心位置を定義することで、これは心型１
０の表面上の位置へヘツドを配置するのに使用さ
れる。テープヘツド位置を特定のＣ座標に移動す
る命令はテープヘツド１８を内部基準に関してピ
ボツト回転することで、これは圧着ローラ２４を
テープの全体の幅にわたり均等に維持するために
湾曲したテープコース軌道を追従させるのに使用
される。
Ａの各軸に対する座標を含む５軸変位のためのテ
ープ展張機械８の内部座標系内の位置を定義す
る。テープヘツド位置を特定のＸ，Ｙ，Ｚ座標点
に移動する命令は内部基準点に対する圧着ローラ
２４の中心位置を定義することで、これは心型１
０の表面上の位置へヘツドを配置するのに使用さ
れる。テープヘツド位置を特定のＣ座標に移動す
る命令はテープヘツド１８を内部基準に関してピ
ボツト回転することで、これは圧着ローラ２４を
テープの全体の幅にわたり均等に維持するために
湾曲したテープコース軌道を追従させるのに使用
される。
テープヘツドを特定のＡ座標に移動する命令は
テープ組立体キヤリツジ６１を内部基準に関して
傾斜させることで、これはコースが輪郭の傾斜を
横切る方向に展張されるとき圧着ローラ２４をテ
ープ上に均等に維持するのに使用される。
テープ組立体キヤリツジ６１を内部基準に関して
傾斜させることで、これはコースが輪郭の傾斜を
横切る方向に展張されるとき圧着ローラ２４をテ
ープ上に均等に維持するのに使用される。
テープヘツド１８の命令位置が実際にテープが
展張される面と確実に一致するようにさせる適応
制御においてはフイードバツクセンサが使用され
る。Ｚ位置誤差に対しては、表面が実際にテープ
ヘツドが位置決めされた位置であるかを決定する
ために、圧着ローラ２４上の圧力サーボ４７によ
り負荷される圧力が監視される。圧力の上昇は表
面が期待位置より高い（Ｚ軸）ことを示し、圧力
の低下はそれが期待値より低いことを示す。Ａ軸
も同様に圧着ローラ２４の両側の圧力差を求めて
監視される。もし高い側のローラが低い側のロー
ラよりさらに大きな圧力を与えているときは、傾
斜角をさらに増加しなければならない。Ｃ軸運動
はテープ端縁における光センサで監視され、テー
プがローラの下で均等にセツトされているかを求
める。もし光センサでテープ端縁が検出されたら
テープヘツドをＣ軸のまわりにピボツト回転し
て、実際のテープ移動に追従させてテープに心を
合わせ直さねばならない。
展張される面と確実に一致するようにさせる適応
制御においてはフイードバツクセンサが使用され
る。Ｚ位置誤差に対しては、表面が実際にテープ
ヘツドが位置決めされた位置であるかを決定する
ために、圧着ローラ２４上の圧力サーボ４７によ
り負荷される圧力が監視される。圧力の上昇は表
面が期待位置より高い（Ｚ軸）ことを示し、圧力
の低下はそれが期待値より低いことを示す。Ａ軸
も同様に圧着ローラ２４の両側の圧力差を求めて
監視される。もし高い側のローラが低い側のロー
ラよりさらに大きな圧力を与えているときは、傾
斜角をさらに増加しなければならない。Ｃ軸運動
はテープ端縁における光センサで監視され、テー
プがローラの下で均等にセツトされているかを求
める。もし光センサでテープ端縁が検出されたら
テープヘツドをＣ軸のまわりにピボツト回転し
て、実際のテープ移動に追従させてテープに心を
合わせ直さねばならない。
前述の軸に沿う複雑な運動を生成することによ
り多軸テープ展張機械８は心型１０の表面上にほ
ぼ平行なコース内に複合材料テープを展張可能で
ある。１層を形成する複数のこれらのコースは、
心型表面内の一部である所定周縁内を占有する部
品の一層を形成する。積層部品は層を必要厚さま
で順次に重ね合せることにより形成可能である。
テープ展張機械８の運動を自動的に制御すること
により、積層部品は容易にかつ迅速に形成可能で
ある。さらに自然軌道の生成と適応制御との組合
せにより、部品は従来技術の複合材料テープ展張
装置より一層正確かつ迅速に形成可能である。
り多軸テープ展張機械８は心型１０の表面上にほ
ぼ平行なコース内に複合材料テープを展張可能で
ある。１層を形成する複数のこれらのコースは、
心型表面内の一部である所定周縁内を占有する部
品の一層を形成する。積層部品は層を必要厚さま
で順次に重ね合せることにより形成可能である。
テープ展張機械８の運動を自動的に制御すること
により、積層部品は容易にかつ迅速に形成可能で
ある。さらに自然軌道の生成と適応制御との組合
せにより、部品は従来技術の複合材料テープ展張
装置より一層正確かつ迅速に形成可能である。
一般に、テープ展張機械８の運動は、たとえば
コース１４に沿つて成形部品の一方の周縁１１か
ら部品の他方の周縁１３まで仮想制御線５０に対
しある角度をなして制御される。コースの終端に
おいてカツタ２８はテープを切断し、これにより
テープは心型１０に対し平坦に展張される。次に
テープヘツド１８は180度ピボツト回転され、平
行な次のコース、たとえば１２、が反対方向に展
張される。制御線５０は隣接コース間のすきまが
できるだけ少なくなるように制御する位置であ
る。あるいはまたテープコース間のすきまは、テ
ープストリツプ２６の端縁に張力が均等にかかる
ように、心型１０の表面または他の層の自然輪郭
のとおりに追従させるかである。
コース１４に沿つて成形部品の一方の周縁１１か
ら部品の他方の周縁１３まで仮想制御線５０に対
しある角度をなして制御される。コースの終端に
おいてカツタ２８はテープを切断し、これにより
テープは心型１０に対し平坦に展張される。次に
テープヘツド１８は180度ピボツト回転され、平
行な次のコース、たとえば１２、が反対方向に展
張される。制御線５０は隣接コース間のすきまが
できるだけ少なくなるように制御する位置であ
る。あるいはまたテープコース間のすきまは、テ
ープストリツプ２６の端縁に張力が均等にかかる
ように、心型１０の表面または他の層の自然輪郭
のとおりに追従させるかである。
第４図のブロツク図からよくわかるように、テ
ープ展張機械８の運動はコントローラ１００を含
む制御ユニツト３３により制御されるが、コント
ローラ１００はテープ展張ヘツド１８をパートプ
ログラムの命令にしたがつて位置決めするために
電気制御信号を生成しフイードバツク信号を受取
る。パートプログラムはテープ展張ヘツド１８の
目標空間位置を決定し、フイードバツク信号はヘ
ツドの実位置をコントローラ１００に示す。これ
らの信号の差は閉ループ系でセロにされて実位置
は目標位置に等しくなりテープは正確に展張され
ることになる。実位置と目標位置との間の差を指
示する信号は衛星品質制御コンピユータ１０２に
供給されてテープが正確に展張されたことを確認
しその実展張結果を記憶する。
ープ展張機械８の運動はコントローラ１００を含
む制御ユニツト３３により制御されるが、コント
ローラ１００はテープ展張ヘツド１８をパートプ
ログラムの命令にしたがつて位置決めするために
電気制御信号を生成しフイードバツク信号を受取
る。パートプログラムはテープ展張ヘツド１８の
目標空間位置を決定し、フイードバツク信号はヘ
ツドの実位置をコントローラ１００に示す。これ
らの信号の差は閉ループ系でセロにされて実位置
は目標位置に等しくなりテープは正確に展張され
ることになる。実位置と目標位置との間の差を指
示する信号は衛星品質制御コンピユータ１０２に
供給されてテープが正確に展張されたことを確認
しその実展張結果を記憶する。
コントローラ１００はCNC装置であつて、こ
れは順次に生成される制御ブロツクを定期的に供
給されることにより１時に１部分ずつ広範な詳細
パートプログラムを実行可能である。これらの制
御ブロツクは、各ブロツク内に詳細な運動／制御
情報を含み、特定のテープ展張機械８のための一
連の標準制御機能インプリメンテーシヨン（実行
計画）を含んでいる。制御ブロツクの実行はテー
プ展張ヘツド１８を実際に物理的に運動させ制御
する。
れは順次に生成される制御ブロツクを定期的に供
給されることにより１時に１部分ずつ広範な詳細
パートプログラムを実行可能である。これらの制
御ブロツクは、各ブロツク内に詳細な運動／制御
情報を含み、特定のテープ展張機械８のための一
連の標準制御機能インプリメンテーシヨン（実行
計画）を含んでいる。制御ブロツクの実行はテー
プ展張ヘツド１８を実際に物理的に運動させ制御
する。
本装置においては、コントローラ１００は
Alan Bradley8200CNC装置または同等CNC装置
とされ、この装置は５軸テープ展張機械８の運動
および制御を実行するようにプログラム可能であ
る。コントローラ１００は制御プロセツサ１０４
により目標位置命令が与えられ閉ループ制御を実
行する。これらの位置命令はコントローラ１００
により実行され、通常の閉ループ方式でテープヘ
ツド１８を位置決めする。これらの位置は前述の
適応フイードバツク信号によりＡ，ＣおよびＺ軸
に関する実際表面条件に修正される。適応制御は
ローラ２４の圧力（Ｚ軸位置）を制御して実質的
に一定の接触圧で表面との接触を維持し、実質的
にＡ軸位置を制御してローラ２４の両側面の圧力
を均等に維持し、実質的にＣ軸位置を制御してテ
ープをローラ２４の下方で均等に維持する。
Alan Bradley8200CNC装置または同等CNC装置
とされ、この装置は５軸テープ展張機械８の運動
および制御を実行するようにプログラム可能であ
る。コントローラ１００は制御プロセツサ１０４
により目標位置命令が与えられ閉ループ制御を実
行する。これらの位置命令はコントローラ１００
により実行され、通常の閉ループ方式でテープヘ
ツド１８を位置決めする。これらの位置は前述の
適応フイードバツク信号によりＡ，ＣおよびＺ軸
に関する実際表面条件に修正される。適応制御は
ローラ２４の圧力（Ｚ軸位置）を制御して実質的
に一定の接触圧で表面との接触を維持し、実質的
にＡ軸位置を制御してローラ２４の両側面の圧力
を均等に維持し、実質的にＣ軸位置を制御してテ
ープをローラ２４の下方で均等に維持する。
機械語命令の制御ブロツクは、制御プロセツサ
すなわち翻訳プロセツサ１０４により生成されて
コントローラ１００に送られる。制御ブロツク
は、パートプログラムジエネレータ１２０により
生成されたパートプログラムおよびシステム記憶
装置１０６に記憶されている前に生成されたパー
トプログラムから翻訳プロセツサ１０４により生
成される。複数のテープブロツクからなるパート
プログラムは、各コースの自然テープ軌道に関す
る幾何学的フオーマツトの形である。各テープブ
ロツクは１層の１コースの幾何学的情報はすべて
含んでいるが、このデータは機械向きになつてい
ない。しかしながらコントローラ１００は通常の
機械語命令だけを認識する。コーステープブロツ
クは、軸運動、剪断および切断制御、ローラ制
御、および他の種々の機能という多数の機械語動
作を命令する複雑な情報を含む。。したがつてこ
の複雑なコースデータはコントローラ１００が認
識可能な機械命令に翻訳されて変換されなければ
ならない。これが翻訳プロセツサ１０４の機能で
あり、翻訳プロセツサ１０４はテープコースブロ
ツクを、コントローラ１００により認識可能な機
械語命令からなる詳細運動／制御ブロツクに拡張
する。
すなわち翻訳プロセツサ１０４により生成されて
コントローラ１００に送られる。制御ブロツク
は、パートプログラムジエネレータ１２０により
生成されたパートプログラムおよびシステム記憶
装置１０６に記憶されている前に生成されたパー
トプログラムから翻訳プロセツサ１０４により生
成される。複数のテープブロツクからなるパート
プログラムは、各コースの自然テープ軌道に関す
る幾何学的フオーマツトの形である。各テープブ
ロツクは１層の１コースの幾何学的情報はすべて
含んでいるが、このデータは機械向きになつてい
ない。しかしながらコントローラ１００は通常の
機械語命令だけを認識する。コーステープブロツ
クは、軸運動、剪断および切断制御、ローラ制
御、および他の種々の機能という多数の機械語動
作を命令する複雑な情報を含む。。したがつてこ
の複雑なコースデータはコントローラ１００が認
識可能な機械命令に翻訳されて変換されなければ
ならない。これが翻訳プロセツサ１０４の機能で
あり、翻訳プロセツサ１０４はテープコースブロ
ツクを、コントローラ１００により認識可能な機
械語命令からなる詳細運動／制御ブロツクに拡張
する。
パートプログラムジエネレータ１２０は表面お
よび周縁データフアイル１３６から基本的な部品
情報を受取り、自然軌道に基づくテープコースを
自動的に生成するが、これがポストプロセツサ１
２６から出力されるパートグラムである。テープ
コース情報すなわちポストプロセツサ１２６から
出力されたパートプログラムは３つのインターフ
エース１１４，１１６および１１８のいずれかを
介して制御プロセツサ１０４に接続可能である。
パートプログラムは、せん孔テープ１０８の形の
場合はテープせん孔インターフエース１１４を介
して、磁気テープ１１０上の出力の場合はテープ
駆動インターフエース１１６を介して、または電
気通信インターフエース１１８とプロトコル変換
器１１２とを介して直接にインターフエースされ
る。
よび周縁データフアイル１３６から基本的な部品
情報を受取り、自然軌道に基づくテープコースを
自動的に生成するが、これがポストプロセツサ１
２６から出力されるパートグラムである。テープ
コース情報すなわちポストプロセツサ１２６から
出力されたパートプログラムは３つのインターフ
エース１１４，１１６および１１８のいずれかを
介して制御プロセツサ１０４に接続可能である。
パートプログラムは、せん孔テープ１０８の形の
場合はテープせん孔インターフエース１１４を介
して、磁気テープ１１０上の出力の場合はテープ
駆動インターフエース１１６を介して、または電
気通信インターフエース１１８とプロトコル変換
器１１２とを介して直接にインターフエースされ
る。
表面および周縁データフアイル１３６からテー
プコースデータを生成するために使用される情報
は、心型１０の表面、展張される層の周縁線、コ
ース間のすきまを近接許容値内に維持するのに使
用される１本以上の制御線、および各層のコース
がＸ軸となす角などの数学的記述から得られる点
の矩形配列である。
プコースデータを生成するために使用される情報
は、心型１０の表面、展張される層の周縁線、コ
ース間のすきまを近接許容値内に維持するのに使
用される１本以上の制御線、および各層のコース
がＸ軸となす角などの数学的記述から得られる点
の矩形配列である。
プログラムジエネレータ１２０はこの情報を受
取り、通常のAPTプロセツサプログラム１３０
を使用して基本的なパートプログラムシエルをア
センブル（機械言語化）する。このプログラムシ
エルは製作される部品を、層の数と位置、全体方
向、テープコースの形状などで記述した幾何学的
情報からなる。このシエルはデータフアイル１３
６に記憶されている表面情報と、標準APTパー
トプログラムとして事前にフアイル１２８に記憶
されている命令データとから作られる。APTプ
ロセツサ１３０は、パートプログラマがこれら２
つのデータ源からパートプログラムシエルをアセ
ンブルするために必要なソフトウエアツールを提
供するプログラムである。パートプログラムシエ
ルは基本的には部品を層の幾何学的項で記述する
が、この中には自然軌道データは含まれていな
い。
取り、通常のAPTプロセツサプログラム１３０
を使用して基本的なパートプログラムシエルをア
センブル（機械言語化）する。このプログラムシ
エルは製作される部品を、層の数と位置、全体方
向、テープコースの形状などで記述した幾何学的
情報からなる。このシエルはデータフアイル１３
６に記憶されている表面情報と、標準APTパー
トプログラムとして事前にフアイル１２８に記憶
されている命令データとから作られる。APTプ
ロセツサ１３０は、パートプログラマがこれら２
つのデータ源からパートプログラムシエルをアセ
ンブルするために必要なソフトウエアツールを提
供するプログラムである。パートプログラムシエ
ルは基本的には部品を層の幾何学的項で記述する
が、この中には自然軌道データは含まれていな
い。
種々のデータ源からシエルプログラムがアセン
ブルされると、テープコースのための自然軌道デ
ータを含めるために、このプログラムはコースお
よび層生成ルーチン１２２により拡張される。コ
ースおよび層生成ルーチン１２２は、制御プロセ
ツサ１０４用に１層の全体すなわち自然軌道を有
する個々のコースを生成するように命令される。
１層を生成するように命令が出されたときは、こ
のシステムは自動的にすべての自然軌道を計算
し、層周縁で囲まれる領域を覆う各コースの端縁
を規定する。層のコース間のすきまは制御線上で
特定の許容差内に維持され、テープ層の方向は２
つの隣同志のコースの間では逆方向になり、機械
運動と切屑を最小にしている。１層の全コースが
生成された後、記憶装置内の表面データは新しい
層の厚みを考慮して更新される。
ブルされると、テープコースのための自然軌道デ
ータを含めるために、このプログラムはコースお
よび層生成ルーチン１２２により拡張される。コ
ースおよび層生成ルーチン１２２は、制御プロセ
ツサ１０４用に１層の全体すなわち自然軌道を有
する個々のコースを生成するように命令される。
１層を生成するように命令が出されたときは、こ
のシステムは自動的にすべての自然軌道を計算
し、層周縁で囲まれる領域を覆う各コースの端縁
を規定する。層のコース間のすきまは制御線上で
特定の許容差内に維持され、テープ層の方向は２
つの隣同志のコースの間では逆方向になり、機械
運動と切屑を最小にしている。１層の全コースが
生成された後、記憶装置内の表面データは新しい
層の厚みを考慮して更新される。
パートプログラムジエネレータ１２０は図形表
示モニタ１３４を備え、モニタ１３４では生成さ
れた複合材料テープのコースは画像表示装置上で
オペレータが見ることができる。画像表示モニタ
１３４の助けにより、パートプログラムはモニタ
のキーボードからコースの調整が可能で、これに
より一層のテープコース間のすきまや重なりをよ
りよく制御可能である。
示モニタ１３４を備え、モニタ１３４では生成さ
れた複合材料テープのコースは画像表示装置上で
オペレータが見ることができる。画像表示モニタ
１３４の助けにより、パートプログラムはモニタ
のキーボードからコースの調整が可能で、これに
より一層のテープコース間のすきまや重なりをよ
りよく制御可能である。
第５図はパートプログラムジエネレータ１２０
に入力されるデータの画像表示を示す。心型１０
の最初の面すなわち開始面は格子を形成する多数
の矩形座標で面２０１により数学的に表示され
る。Ｘ−Ｙ面２０２の表面上では格子線はたとえ
ば１インチという実際の値で等間隔に配置されて
いる。格子点は順次データフアイル１３６内に記
憶されており、面上の各点のＸ，Ｙ，Ｚ座標はパ
ートプログラムジエネレータの操作のために保存
されている。好ましい設計では、格子の最大寸法
は600×160格子点である。
に入力されるデータの画像表示を示す。心型１０
の最初の面すなわち開始面は格子を形成する多数
の矩形座標で面２０１により数学的に表示され
る。Ｘ−Ｙ面２０２の表面上では格子線はたとえ
ば１インチという実際の値で等間隔に配置されて
いる。格子点は順次データフアイル１３６内に記
憶されており、面上の各点のＸ，Ｙ，Ｚ座標はパ
ートプログラムジエネレータの操作のために保存
されている。好ましい設計では、格子の最大寸法
は600×160格子点である。
心型上の完成部品の最外端縁を決定する層の周
縁２０４は表面２０１上に投影される。層周縁２
０４はＸ，Ｙ平面から投影されるが、投影による
異なるすべての層に対するコースの終端基準を同
じにする。格子点で記述される表面２０１は目的
部品の端縁より少なくともある距離だけ拡張され
て、自然軌道計算の間、計算される端縁点のいく
つかは部品の端縁の外側で終端してもよいように
なつている。これらの点を正確に計算するために
も表面拡張は必要である。テープのコース間のす
きまを厳密に制御すべき領域に制御線２０５が設
けられる。制御線２０５はＸ，Ｙ面内に定義さ
れ、周縁２０４と同様な方法で各層上に投影され
る。表面２０１上に展張される複合材料テープの
一層が層周縁の表面２０１のＺ座標上への投影２
０４′として示されている。制御線２０５からの
投影制御線２０５′も示されている。
縁２０４は表面２０１上に投影される。層周縁２
０４はＸ，Ｙ平面から投影されるが、投影による
異なるすべての層に対するコースの終端基準を同
じにする。格子点で記述される表面２０１は目的
部品の端縁より少なくともある距離だけ拡張され
て、自然軌道計算の間、計算される端縁点のいく
つかは部品の端縁の外側で終端してもよいように
なつている。これらの点を正確に計算するために
も表面拡張は必要である。テープのコース間のす
きまを厳密に制御すべき領域に制御線２０５が設
けられる。制御線２０５はＸ，Ｙ面内に定義さ
れ、周縁２０４と同様な方法で各層上に投影され
る。表面２０１上に展張される複合材料テープの
一層が層周縁の表面２０１のＺ座標上への投影２
０４′として示されている。制御線２０５からの
投影制御線２０５′も示されている。
各コース、たとえば２０７，２０９，２１１は
コースの端縁に不均等な張力がかかることなく自
然軌道を追従し、上記周縁内にはいるように端部
は切断される。表面上で隣接する各コースは相互
に逆方向に展張されてテープのむだや機械の運動
量を最小にしている。たとえばコース２０７，２
０９の間のすきま２１３、およびコース２０９，
２１１の間のすきま２１５は投影制御線２０５′
上ではきわめてせまい許容差内に制御されるが、
この線から離れたところでは、それほどせまい範
囲に制御はされない。テープコースがＸ軸となす
総体角度は0゜、45゜および90゜である。さらにとく
に45゜施工の場合、層ごとに＋45゜と−45゜と、交替
にすることができ、したがつて隣り合つて重なる
層のコースは十字に交差して部品の形成において
強度を強くする。しかしながら基準線に対してい
かなる角度も使用可能であることは明らかであ
る。
コースの端縁に不均等な張力がかかることなく自
然軌道を追従し、上記周縁内にはいるように端部
は切断される。表面上で隣接する各コースは相互
に逆方向に展張されてテープのむだや機械の運動
量を最小にしている。たとえばコース２０７，２
０９の間のすきま２１３、およびコース２０９，
２１１の間のすきま２１５は投影制御線２０５′
上ではきわめてせまい許容差内に制御されるが、
この線から離れたところでは、それほどせまい範
囲に制御はされない。テープコースがＸ軸となす
総体角度は0゜、45゜および90゜である。さらにとく
に45゜施工の場合、層ごとに＋45゜と−45゜と、交替
にすることができ、したがつて隣り合つて重なる
層のコースは十字に交差して部品の形成において
強度を強くする。しかしながら基準線に対してい
かなる角度も使用可能であることは明らかであ
る。
自然軌道の計算は基本的には下記のとおりであ
る。まずXY平面上で基準点２１９が選択される
が、これは表面２０１上の自然軌道が投影制御線
２０５′と交差する投影点２２１に対応するもの
である。コース軌道はここで２つの軌道に分割さ
れ、各軌道とも、点２２１から開始され両側の層
縁線分２２３，２２５と交差するまで、計算が行
われる。計算された２つの軌道は次に１つのコー
ス軌道として結合され、隣接コースの方向と反対
の方向の軌道を有するように再調整される。最初
のコース角は、コースの中心が制御線と交差する
点においてＸ軸となす角で測定される。
る。まずXY平面上で基準点２１９が選択される
が、これは表面２０１上の自然軌道が投影制御線
２０５′と交差する投影点２２１に対応するもの
である。コース軌道はここで２つの軌道に分割さ
れ、各軌道とも、点２２１から開始され両側の層
縁線分２２３，２２５と交差するまで、計算が行
われる。計算された２つの軌道は次に１つのコー
ス軌道として結合され、隣接コースの方向と反対
の方向の軌道を有するように再調整される。最初
のコース角は、コースの中心が制御線と交差する
点においてＸ軸となす角で測定される。
複雑な輪郭表面上における自然テープ軌道を計
算するこの方法においてはいくつかの利点があ
る。最初、荷重点は制御線上に決められるので、
制御線上におけるテープコース間のすきま間隔２
１３，２１５は容易に制御可能である。さらに自
然軌道は制御線から両方向に生成されるが、この
ときすきまは密に制御されないけれどもテープの
端縁内の張力は最小にされる。これによりしわ寄
り、重なり、その他のテープの配置欠陥などが回
避される。さらに制御線に対してテープコースに
ある角度をもたせるとテープを有効に利用して端
縁切断の複雑さを最小にすることができる。複合
材料部品内で強度が維持されてテープ製品の有効
利用が行われるように、複合テープを制御線を横
切るように展張することが望ましい。
算するこの方法においてはいくつかの利点があ
る。最初、荷重点は制御線上に決められるので、
制御線上におけるテープコース間のすきま間隔２
１３，２１５は容易に制御可能である。さらに自
然軌道は制御線から両方向に生成されるが、この
ときすきまは密に制御されないけれどもテープの
端縁内の張力は最小にされる。これによりしわ寄
り、重なり、その他のテープの配置欠陥などが回
避される。さらに制御線に対してテープコースに
ある角度をもたせるとテープを有効に利用して端
縁切断の複雑さを最小にすることができる。複合
材料部品内で強度が維持されてテープ製品の有効
利用が行われるように、複合テープを制御線を横
切るように展張することが望ましい。
複合材料テープの１本のストリツプを第６図に
示す。複合材料テープは、テープの長手方向にほ
ぼ平行に支持された多数の補強フイラメント２０
６を保持包囲するストリツプ形状の半粘着性樹脂
ベース２６からなる。樹脂ベース２６には非粘着
性裏打ちテープ２５が重ねられ、ベース２６を表
面に付着させるとき圧力はこの裏打ちテープに付
加される。ベース２６を表面に付着させた後裏打
ちテープ２５がベースから剥がされ、その後養生
工程に移して樹脂を硬化させると、フイラメント
２０６をベース内で特定方向にセツトすることが
可能である。ほぼ全部のフイラメントは一方向に
並んでいるので、テープは横方向にも長手方向に
もいずれにも比較的可撓性（曲がりやすい）があ
ることに注目すべきである。しかしながら一般に
コントローラ１００はCNC装置であつて、これ
は順次に生成される制御ブロツクを定期的に供給
されることにより１時に１部分ずつ広範な詳細パ
ートプログラムを実行可能である。これらの制御
ブロツクは、各ブロツク内に詳細な運動／制御情
報を含み、特定のテープ展張機械８のための一連
の標準制御機能インプリメンテーシヨン（実行計
画）を含んでいる。制御ブロツクの実行はテープ
展張ヘツド１８を実際に物理的に運動させ制御す
る。
示す。複合材料テープは、テープの長手方向にほ
ぼ平行に支持された多数の補強フイラメント２０
６を保持包囲するストリツプ形状の半粘着性樹脂
ベース２６からなる。樹脂ベース２６には非粘着
性裏打ちテープ２５が重ねられ、ベース２６を表
面に付着させるとき圧力はこの裏打ちテープに付
加される。ベース２６を表面に付着させた後裏打
ちテープ２５がベースから剥がされ、その後養生
工程に移して樹脂を硬化させると、フイラメント
２０６をベース内で特定方向にセツトすることが
可能である。ほぼ全部のフイラメントは一方向に
並んでいるので、テープは横方向にも長手方向に
もいずれにも比較的可撓性（曲がりやすい）があ
ることに注目すべきである。しかしながら一般に
コントローラ１００はCNC装置であつて、これ
は順次に生成される制御ブロツクを定期的に供給
されることにより１時に１部分ずつ広範な詳細パ
ートプログラムを実行可能である。これらの制御
ブロツクは、各ブロツク内に詳細な運動／制御情
報を含み、特定のテープ展張機械８のための一連
の標準制御機能インプリメンテーシヨン（実行計
画）を含んでいる。制御ブロツクの実行はテープ
展張ヘツド１８を実際に物理的に運動させ制御す
る。
本装置においては、コントローラ１００は
Alan Bradley8200CNC装置または同等CNC装置
とされ、この装置は５軸テープ展張機械８の運動
および制御を実行するようにプログラム可能であ
る。コントローラ１００は制御プロセツサ１０４
により目標位置命令が与えられ閉ループ制御を実
行する。これらの位置命令はコントローラ１００
により実行され、通常の閉ループ方式でテープヘ
ツド１８を位置決めする。これらの位置は前述の
適応フイードバツク信号によりＡ，ＣおよびＺ軸
に関する実際表面条件に修正される。適応制御は
ローラ２４の圧力（Ｚ軸位置）を制御して実質的
に一定の接触圧で表面との接触を維持し、実質的
にＡ軸位置を制御してローラ２４の両側間の圧力
を均等に維持し、実質的にＣ軸位置を制御してテ
ープをローラ２４の下方で均等に維持する。
Alan Bradley8200CNC装置または同等CNC装置
とされ、この装置は５軸テープ展張機械８の運動
および制御を実行するようにプログラム可能であ
る。コントローラ１００は制御プロセツサ１０４
により目標位置命令が与えられ閉ループ制御を実
行する。これらの位置命令はコントローラ１００
により実行され、通常の閉ループ方式でテープヘ
ツド１８を位置決めする。これらの位置は前述の
適応フイードバツク信号によりＡ，ＣおよびＺ軸
に関する実際表面条件に修正される。適応制御は
ローラ２４の圧力（Ｚ軸位置）を制御して実質的
に一定の接触圧で表面との接触を維持し、実質的
にＡ軸位置を制御してローラ２４の両側間の圧力
を均等に維持し、実質的にＣ軸位置を制御してテ
ープをローラ２４の下方で均等に維持する。
機械語命令の制御ブロツクは、制御プロセツサ
すなわち翻訳プロセツサ１０４により生成されて
コントローラ１００に送られる。制御ブロツク
は、パートプログラムジエネレータ１２０により
生成されたパートプログラムおよびシステム記憶
装置１０６に記憶されている前に生成されたパー
トプログラムから翻訳プロセツサ１０４により生
成される。複数のテープブロツクからなるパート
プログラムは、各コースの自然テープ軌道に関す
る幾何学的フオーマツトの形である。各テープブ
ロツクは１層の１コースの幾何学的情報はすべて
含んでいるが、このデータは機械向きになつてい
ない。しかしながらコントローラ100は通常の機
械語命令だけを認識する。コーステープブロツク
は、軸運動、剪断および切断制御、ローラ制御、
および他の種々の機能という多数の機械語動作を
命令する複雑な情報を含む。したがつてこの複雑
なコースデータはコントローラ１００が認識可能
な機械命令に翻訳されて変換されなければならな
い。これが翻訳プロセツサ１０４の機能であり、
翻訳プロセツサ１０４はテープコースブロツク
を、コントローラ１００により認識可能な機械語
命令からなる詳細運動／制御ブロツクに拡張す
る。
すなわち翻訳プロセツサ１０４により生成されて
コントローラ１００に送られる。制御ブロツク
は、パートプログラムジエネレータ１２０により
生成されたパートプログラムおよびシステム記憶
装置１０６に記憶されている前に生成されたパー
トプログラムから翻訳プロセツサ１０４により生
成される。複数のテープブロツクからなるパート
プログラムは、各コースの自然テープ軌道に関す
る幾何学的フオーマツトの形である。各テープブ
ロツクは１層の１コースの幾何学的情報はすべて
含んでいるが、このデータは機械向きになつてい
ない。しかしながらコントローラ100は通常の機
械語命令だけを認識する。コーステープブロツク
は、軸運動、剪断および切断制御、ローラ制御、
および他の種々の機能という多数の機械語動作を
命令する複雑な情報を含む。したがつてこの複雑
なコースデータはコントローラ１００が認識可能
な機械命令に翻訳されて変換されなければならな
い。これが翻訳プロセツサ１０４の機能であり、
翻訳プロセツサ１０４はテープコースブロツク
を、コントローラ１００により認識可能な機械語
命令からなる詳細運動／制御ブロツクに拡張す
る。
パートプログラムジエネレータ１２０は表面お
よび周縁テータフアイル１３６から基本的な部品
情報を受取り、自然軌道に基づくテープコースを
自動的に生成するが、これがポストプロセツサ１
２６から出力されるパートグラムである。テープ
コース情報すなわちポストプロセツサ１２６から
出力されたパートプログラムは３つのインターフ
エース１１４，１１６および１１８のいずれかを
介して制御プロセツサ１０４に接続可能である。
パートプログラムは、せん孔テープ１０８の形の
場合はテープせん孔インターフエース１１４を介
して、磁気テープ１１０上の出力の場合はテープ
駆動インターフエース１１６を介して、または電
気通信インターフエース１１８とプロトコル変換
器１１２とを介して直接にインターフエースされ
る。
よび周縁テータフアイル１３６から基本的な部品
情報を受取り、自然軌道に基づくテープコースを
自動的に生成するが、これがポストプロセツサ１
２６から出力されるパートグラムである。テープ
コース情報すなわちポストプロセツサ１２６から
出力されたパートプログラムは３つのインターフ
エース１１４，１１６および１１８のいずれかを
介して制御プロセツサ１０４に接続可能である。
パートプログラムは、せん孔テープ１０８の形の
場合はテープせん孔インターフエース１１４を介
して、磁気テープ１１０上の出力の場合はテープ
駆動インターフエース１１６を介して、または電
気通信インターフエース１１８とプロトコル変換
器１１２とを介して直接にインターフエースされ
る。
表面および周縁データフアイル１３６からテー
プコースデータを生成するために使用される情報
は、心型１０の表面、展張される層の周縁線、コ
ース間のすきまを近接許容値内に維持するのに使
用される１本以上の制御線、および各層のコース
がＸ軸となす角などの数学的記述から得られる点
の矩形配列である。
プコースデータを生成するために使用される情報
は、心型１０の表面、展張される層の周縁線、コ
ース間のすきまを近接許容値内に維持するのに使
用される１本以上の制御線、および各層のコース
がＸ軸となす角などの数学的記述から得られる点
の矩形配列である。
プログラムジエネレータ１２０はこの情報を受
取り、通常のAPTプロセツサプログラム１３０
を使用して基本的なパートプログラムシエルをア
センブル（機械言語化）する。このプログラムシ
エルは製作される部品を、層の数と位置、全体方
向、テープコースの形状などで記述した幾何学的
情報からなる。このシエルはデータフアイル１３
６に記憶されている表面情報と、標準APTパー
トプログラムとして事前にフアイル１２８に記憶
されている命令データとから作られる。APTプ
ロセツサ１３０は、パートプログラマがこれら２
つのデータ源からパートプログラムシエルをアセ
ンブルするために必要なソフトウエアツールを提
供するプログラムである。パートプログラムシエ
ルは基本的には部品を層の幾何学的項で記述する
が、この中には自然軌道データは含まれていな
い。
取り、通常のAPTプロセツサプログラム１３０
を使用して基本的なパートプログラムシエルをア
センブル（機械言語化）する。このプログラムシ
エルは製作される部品を、層の数と位置、全体方
向、テープコースの形状などで記述した幾何学的
情報からなる。このシエルはデータフアイル１３
６に記憶されている表面情報と、標準APTパー
トプログラムとして事前にフアイル１２８に記憶
されている命令データとから作られる。APTプ
ロセツサ１３０は、パートプログラマがこれら２
つのデータ源からパートプログラムシエルをアセ
ンブルするために必要なソフトウエアツールを提
供するプログラムである。パートプログラムシエ
ルは基本的には部品を層の幾何学的項で記述する
が、この中には自然軌道データは含まれていな
い。
種々のデータ源からシエルプログラムがアセン
ブルされると、テープコースのための自然軌道デ
ータを含めるために、このプログラムはコースお
よび層生成ルーチン１２２により拡張される。コ
ースおよび層生成ルーチン１２２は、制御プロセ
ツサ１０４用に１層の全体すなわち自然軌道を有
する個々のコースを生成するように命令される。
１層を生成するように命令が出されたときは、こ
のシステムは自動的にすべての自然軌道を計算
し、層周縁で囲まれる領域を覆う各コースの端縁
を規定する。層のコース間のすきまは制御線上で
特定の許容差内に維持され、テープ層の方向は２
つの隣同志のコースの間では逆方向になり、機械
運動と切屑を最小にしている。１層の全コースが
生成された後、記憶装置内の表面データは新しい
層の厚みを考慮して更新される。
ブルされると、テープコースのための自然軌道デ
ータを含めるために、このプログラムはコースお
よび層生成ルーチン１２２により拡張される。コ
ースおよび層生成ルーチン１２２は、制御プロセ
ツサ１０４用に１層の全体すなわち自然軌道を有
する個々のコースを生成するように命令される。
１層を生成するように命令が出されたときは、こ
のシステムは自動的にすべての自然軌道を計算
し、層周縁で囲まれる領域を覆う各コースの端縁
を規定する。層のコース間のすきまは制御線上で
特定の許容差内に維持され、テープ層の方向は２
つの隣同志のコースの間では逆方向になり、機械
運動と切屑を最小にしている。１層の全コースが
生成された後、記憶装置内の表面データは新しい
層の厚みを考慮して更新される。
パートプログラムジエネレータ１２０は図形表
示モニタ１３４を備え、モニタ１３４では生成さ
れた複合材料テープのコースは画像表示装置上で
オペレータが見ることができる。画像表示モニタ
１３４の助けにより、パートプログラムはモニタ
のキーボードからコースの調整が可能で、これに
より一層のテープコース間のすきまや重なりをよ
りよく制御可能である。
示モニタ１３４を備え、モニタ１３４では生成さ
れた複合材料テープのコースは画像表示装置上で
オペレータが見ることができる。画像表示モニタ
１３４の助けにより、パートプログラムはモニタ
のキーボードからコースの調整が可能で、これに
より一層のテープコース間のすきまや重なりをよ
りよく制御可能である。
第５図はパートプログラムジエネレータ１２０
に入力されるデータの画像表示を示す。心型１０
の最初の面すなわち開始面は格子を形成する多数
の矩形座標で面２０１により数学的に表示され
る。Ｘ−Ｙ面２０２の表面上では格子線はたとえ
ば１インチという実際の値で等間隔に配置されて
いる。格子点は順次データフアイル１３６内に記
憶されており、面上の各点のＸ，Ｙ，Ｚ座標はパ
ートプログラムジエネレータの操作のために保存
されている。好ましい設計では、格子の最大寸法
は600×160格子点である。
に入力されるデータの画像表示を示す。心型１０
の最初の面すなわち開始面は格子を形成する多数
の矩形座標で面２０１により数学的に表示され
る。Ｘ−Ｙ面２０２の表面上では格子線はたとえ
ば１インチという実際の値で等間隔に配置されて
いる。格子点は順次データフアイル１３６内に記
憶されており、面上の各点のＸ，Ｙ，Ｚ座標はパ
ートプログラムジエネレータの操作のために保存
されている。好ましい設計では、格子の最大寸法
は600×160格子点である。
心型上の完成部品の最外端縁を決定する層の周
縁２０４は表面２０１上に投影される。層周縁２
０４はＸ，Ｙ平面から投影されるが、投影による
異なるすべての層に対するコースの終端基準を同
じにする。格子点で記述される表面２０１は目的
部品の端縁より少なくともある距離だけ拡張され
て、自然軌道計算の間、計算される端縁点のいく
つかは部品の端縁の外側で終端してもよいように
なつている。これらの点を正確に計算するために
も表面拡張は必要である。テープのコース間のす
きまを厳密に制御すべき領域に制御線２０５が設
けられる。制御線２０５はＸ，Ｙ面内に定義さ
れ、周縁２０４と同様な方法で各層上に投影され
る。表面２０１上に展張される複合材料テープの
一層が層周縁の表面２０１のＺ座標上への投影２
０４′として示されている。制御線２０５からの
投影制御線２０５′も示されている。
縁２０４は表面２０１上に投影される。層周縁２
０４はＸ，Ｙ平面から投影されるが、投影による
異なるすべての層に対するコースの終端基準を同
じにする。格子点で記述される表面２０１は目的
部品の端縁より少なくともある距離だけ拡張され
て、自然軌道計算の間、計算される端縁点のいく
つかは部品の端縁の外側で終端してもよいように
なつている。これらの点を正確に計算するために
も表面拡張は必要である。テープのコース間のす
きまを厳密に制御すべき領域に制御線２０５が設
けられる。制御線２０５はＸ，Ｙ面内に定義さ
れ、周縁２０４と同様な方法で各層上に投影され
る。表面２０１上に展張される複合材料テープの
一層が層周縁の表面２０１のＺ座標上への投影２
０４′として示されている。制御線２０５からの
投影制御線２０５′も示されている。
各コース、たとえば２０７，２０９，２１１は
コースの端縁に不均等な張力がかかることなく自
然軌道を追従し、上記周縁内にはいるように端部
は切断される。表面上で隣接する各コースは相互
に逆方向に展張されてテープのむだや機械の運動
量を最小にしている。たとえばコース２０７，２
０９の間のすきま２１３、およびコース２０９，
２１１の間のすきま２１５は投影制御線２０５′
上ではきわめてせまい許容差内に制御されるが、
この線から離れたところでは、それほどせまい範
囲に制御はされない。テープコースがＸ軸となす
総体角度は0゜、45゜および90゜である。さらにとく
に45゜施工の場合、層ごとに＋45゜と−45゜と、交替
にすることができ、したがつて隣り合つて重なる
層のコースは十字に交差して部品の形成において
強度を強くする。しかしながら基準線に対してい
かなる角度も使用可能であることは明らかであ
る。
コースの端縁に不均等な張力がかかることなく自
然軌道を追従し、上記周縁内にはいるように端部
は切断される。表面上で隣接する各コースは相互
に逆方向に展張されてテープのむだや機械の運動
量を最小にしている。たとえばコース２０７，２
０９の間のすきま２１３、およびコース２０９，
２１１の間のすきま２１５は投影制御線２０５′
上ではきわめてせまい許容差内に制御されるが、
この線から離れたところでは、それほどせまい範
囲に制御はされない。テープコースがＸ軸となす
総体角度は0゜、45゜および90゜である。さらにとく
に45゜施工の場合、層ごとに＋45゜と−45゜と、交替
にすることができ、したがつて隣り合つて重なる
層のコースは十字に交差して部品の形成において
強度を強くする。しかしながら基準線に対してい
かなる角度も使用可能であることは明らかであ
る。
自然軌道の計算は基本的には下記のとおりであ
る。まずXY平面上で基準点２１９が選択される
が、これは表面２０１上の自然軌道が投影制御線
２０５′と交差する投影点２２１に対応するもの
である。コース軌道はここで２つの軌道に分割さ
れ、各軌道とも、点２２１から開始され両側の層
縁線分２２３，２２５と交差するまで、計算が行
われる。計算された２つの軌道は次に１つのコー
ス軌道として結合され、隣接コースの方向と反対
の方向の軌道を有するように再調整される。最初
のコース角は、コースの中心が制御線と交差する
点においてＸ軸となす角で測定される。
る。まずXY平面上で基準点２１９が選択される
が、これは表面２０１上の自然軌道が投影制御線
２０５′と交差する投影点２２１に対応するもの
である。コース軌道はここで２つの軌道に分割さ
れ、各軌道とも、点２２１から開始され両側の層
縁線分２２３，２２５と交差するまで、計算が行
われる。計算された２つの軌道は次に１つのコー
ス軌道として結合され、隣接コースの方向と反対
の方向の軌道を有するように再調整される。最初
のコース角は、コースの中心が制御線と交差する
点においてＸ軸となす角で測定される。
複雑な輪郭表面上における自然テープ軌道を計
算するこの方法においてはいくつかの利点があ
る。最初、荷重点は制御線上に決められるので、
制御線上におけるテープコース間のすきま間隔２
１３，２１５は容易に制御可能である。さらに自
然軌道は制御線から両方向に生成されるが、この
ときすきまは密に制御されないけれどもテープの
端縁内の張力は最小にされる。これによりしわ寄
り、重なり、その他のテープの配置欠陥などが回
避される。さらに制御線に対してテープコースに
ある角度をもたせるとテープを有効に利用して端
縁切断の複雑さを最小にすることができる。複合
材料部品内で強度が維持されてテープ製品の有効
利用が行われるように、複合テープを制御線を横
切るように展張することが望ましい。
算するこの方法においてはいくつかの利点があ
る。最初、荷重点は制御線上に決められるので、
制御線上におけるテープコース間のすきま間隔２
１３，２１５は容易に制御可能である。さらに自
然軌道は制御線から両方向に生成されるが、この
ときすきまは密に制御されないけれどもテープの
端縁内の張力は最小にされる。これによりしわ寄
り、重なり、その他のテープの配置欠陥などが回
避される。さらに制御線に対してテープコースに
ある角度をもたせるとテープを有効に利用して端
縁切断の複雑さを最小にすることができる。複合
材料部品内で強度が維持されてテープ製品の有効
利用が行われるように、複合テープを制御線を横
切るように展張することが望ましい。
複合材料テープの１本のストリツプを第６図に
示す。複合材料テープは、テープの長手方向にほ
ぼ平行に支持された多数の補強フイラメント２０
６を保持包囲するストリツプ形状の半粘着性樹脂
ベース２６からなる。樹脂ベース２６には非粘着
性裏打ちテープ２５が重ねられ、ベース２６を表
面に付着させるとき圧力はこの裏打ちテープに付
加される。ベース２６を表面に付着させた後裏打
ちテープ２５がベースから剥がされ、その後養生
工程に移して樹脂を硬化させると、フイラメント
２０６をベース内で特定方向にセツトすることが
可能である。ほぼ全部のフイラメントは一方向に
並んでいるので、テープは横方向にも長手方向に
もいずれにも比較的可撓性（曲がりやすい）があ
ることに注目すべきであ。しかしながら一般にた
いてい複合材料テープ、とくに炭素繊維または黒
鉛フイラメントの複合材料テープに対しては、繊
維の引張強度が、テープを長手方向において非伸
縮性にしている。ベース２６の厚さと粘着性と
は、テープが展張されるときの温度により異な
る。テープ温度が高いほどベースは流動性かつ粘
着性となり表面への展張が困難になる。心型１０
または前回の展張層の上の表面上にテープを展張
するのには、一般に中位の粘着性のベース２６に
圧力をかける程度が最も好ましい方法である。所
定の粘着性をもたせるために、テープは使用直前
まで冷凍庫内に保存される。これにより樹脂ベー
ス半固体状となり、展張および養生の間、比較的
一定の肉厚を維持可能である。
示す。複合材料テープは、テープの長手方向にほ
ぼ平行に支持された多数の補強フイラメント２０
６を保持包囲するストリツプ形状の半粘着性樹脂
ベース２６からなる。樹脂ベース２６には非粘着
性裏打ちテープ２５が重ねられ、ベース２６を表
面に付着させるとき圧力はこの裏打ちテープに付
加される。ベース２６を表面に付着させた後裏打
ちテープ２５がベースから剥がされ、その後養生
工程に移して樹脂を硬化させると、フイラメント
２０６をベース内で特定方向にセツトすることが
可能である。ほぼ全部のフイラメントは一方向に
並んでいるので、テープは横方向にも長手方向に
もいずれにも比較的可撓性（曲がりやすい）があ
ることに注目すべきであ。しかしながら一般にた
いてい複合材料テープ、とくに炭素繊維または黒
鉛フイラメントの複合材料テープに対しては、繊
維の引張強度が、テープを長手方向において非伸
縮性にしている。ベース２６の厚さと粘着性と
は、テープが展張されるときの温度により異な
る。テープ温度が高いほどベースは流動性かつ粘
着性となり表面への展張が困難になる。心型１０
または前回の展張層の上の表面上にテープを展張
するのには、一般に中位の粘着性のベース２６に
圧力をかける程度が最も好ましい方法である。所
定の粘着性をもたせるために、テープは使用直前
まで冷凍庫内に保存される。これにより樹脂ベー
ス半固体状となり、展張および養生の間、比較的
一定の肉厚を維持可能である。
第７図および第８図は複雑な曲面上における自
然軌道テープの必要性を十分に説明している。第
７図は複合曲面すなわち隆起部２１０を有する表
面２１６を示し、隆起部２１６はある程度の断面
を有するマウンドで始まり表面２１６上の一端の
平坦部へとテーパが付けられている。もしテープ
展張機械により隆起部２１０を越えて矢印１９９
方向に直線軌道が描かれると、端縁２１２は端縁
２１４よりも隆起部のテーパ部上でより長い距離
を通過しなければならないであろう。この結果テ
ープ展張における２つの欠陥の１つが現れてく
る。もしテープに伸縮性があると、端縁２１２に
伸ばされ、テープストリツプ２６は隆起部で薄く
なつて欠陥となる。しかしもし非伸長性テープが
使用されると、別の欠陥が現れる。フイラメント
２０６とテープストリツプベース２６とはテープ
長手方向と同一方向にあるので、端縁２１２は伸
長することができず、隆起部２１０の長いテーパ
上に平坦に展張されるであろう。しかしながら端
縁２１２と同じ距離を通過しなければならない端
縁２１４はこのとき図示のようにしわが寄つて欠
陥をつくる。このしわ２１４は特定のテープ層の
コースの一部に現れた局部欠陥を形成する。ベー
スの樹脂が養生されると、これらの欠陥は、設計
引張荷重を繊維が負担できない場所を形成し、こ
のことにより部品は不合格となる。
然軌道テープの必要性を十分に説明している。第
７図は複合曲面すなわち隆起部２１０を有する表
面２１６を示し、隆起部２１６はある程度の断面
を有するマウンドで始まり表面２１６上の一端の
平坦部へとテーパが付けられている。もしテープ
展張機械により隆起部２１０を越えて矢印１９９
方向に直線軌道が描かれると、端縁２１２は端縁
２１４よりも隆起部のテーパ部上でより長い距離
を通過しなければならないであろう。この結果テ
ープ展張における２つの欠陥の１つが現れてく
る。もしテープに伸縮性があると、端縁２１２に
伸ばされ、テープストリツプ２６は隆起部で薄く
なつて欠陥となる。しかしもし非伸長性テープが
使用されると、別の欠陥が現れる。フイラメント
２０６とテープストリツプベース２６とはテープ
長手方向と同一方向にあるので、端縁２１２は伸
長することができず、隆起部２１０の長いテーパ
上に平坦に展張されるであろう。しかしながら端
縁２１２と同じ距離を通過しなければならない端
縁２１４はこのとき図示のようにしわが寄つて欠
陥をつくる。このしわ２１４は特定のテープ層の
コースの一部に現れた局部欠陥を形成する。ベー
スの樹脂が養生されると、これらの欠陥は、設計
引張荷重を繊維が負担できない場所を形成し、こ
のことにより部品は不合格となる。
第８図は、端縁２１２または２１４のいずれに
もしわを形成することなく表面２１６上にテープ
ベース２６を平坦に展張するには、テープは自然
軌道を追従しなければならないことを示す。自然
軌道は、テープベース２６が、軌道を開始したの
と同じ方向、すなわち矢印２０１の方向に開始す
る。しかしながらテープ軌道が表面２１６の平坦
部分を離れて隆起部２１０に重なり始めると、端
縁２１２は前進方向（矢印２０１）の単位距離当
り端縁２１４よりも、長い距離を進まなければな
らないことがわかるであろう。したがつてこの差
を補なうために、テープは矢印２０３の方向に曲
がりを開始しなければならない。これによりテー
プベース２６がもう一度表面の平坦部２１６に到
達した後は、テープの方は矢印２０３の方向に変
化する。隆起部２１０を越えてテープの方向また
は方向曲線を少しずつ変化することにより、外側
端縁２１４は端縁２１２が通過する内側曲線より
長い外側曲線を通過する。端縁２１４側のこの余
分に長い曲線が差を生じて矢印２０１の方向に対
する傾斜が大きくなる。したがつて端縁２１２も
２１４もいずれも伸張したりしわが寄つたりしな
いで表面２１６に平坦に展張される。ただテープ
の軌道方向がわずかに変化しただけである。
もしわを形成することなく表面２１６上にテープ
ベース２６を平坦に展張するには、テープは自然
軌道を追従しなければならないことを示す。自然
軌道は、テープベース２６が、軌道を開始したの
と同じ方向、すなわち矢印２０１の方向に開始す
る。しかしながらテープ軌道が表面２１６の平坦
部分を離れて隆起部２１０に重なり始めると、端
縁２１２は前進方向（矢印２０１）の単位距離当
り端縁２１４よりも、長い距離を進まなければな
らないことがわかるであろう。したがつてこの差
を補なうために、テープは矢印２０３の方向に曲
がりを開始しなければならない。これによりテー
プベース２６がもう一度表面の平坦部２１６に到
達した後は、テープの方は矢印２０３の方向に変
化する。隆起部２１０を越えてテープの方向また
は方向曲線を少しずつ変化することにより、外側
端縁２１４は端縁２１２が通過する内側曲線より
長い外側曲線を通過する。端縁２１４側のこの余
分に長い曲線が差を生じて矢印２０１の方向に対
する傾斜が大きくなる。したがつて端縁２１２も
２１４もいずれも伸張したりしわが寄つたりしな
いで表面２１６に平坦に展張される。ただテープ
の軌道方向がわずかに変化しただけである。
表面２１６上の２１０のような隆起を多数有す
る複雑な複合表面に対しては、比較的複雑なテー
プコース軌道が描かれねばならないだろう。さら
に第８図の表面２１６上に示すように１つのコー
スに自然軌道が形成されると、これにほぼ平行に
並ぶ次コースが矢印２０１に示すような直線軌道
とした場合、その次のコースが端縁２１２の側に
あると前のコースに重なるであろうし、次のコー
スが端縁２１４の側にあると前のコースから大き
なすきまをあけることになるので矢印２０１のよ
うな直線軌道とすることができないのがわかるで
あろう。さらに、第８図の２６で示すようなコー
スのいずれの側にあるテープに対しても、隆起部
２１０はその両側で別な変化をなすので図示のよ
うな自然軌道とは異なることがわかるであろう。
る複雑な複合表面に対しては、比較的複雑なテー
プコース軌道が描かれねばならないだろう。さら
に第８図の表面２１６上に示すように１つのコー
スに自然軌道が形成されると、これにほぼ平行に
並ぶ次コースが矢印２０１に示すような直線軌道
とした場合、その次のコースが端縁２１２の側に
あると前のコースに重なるであろうし、次のコー
スが端縁２１４の側にあると前のコースから大き
なすきまをあけることになるので矢印２０１のよ
うな直線軌道とすることができないのがわかるで
あろう。さらに、第８図の２６で示すようなコー
スのいずれの側にあるテープに対しても、隆起部
２１０はその両側で別な変化をなすので図示のよ
うな自然軌道とは異なることがわかるであろう。
複雑輪郭表面上のテープストリツプの自然軌道
は簡単に予測できないので、心型１０または下部
層の表面上でのテープ展張ヘツド１８の運動を定
義する幾何学的点の配列の形で各コースに対する
自然軌道を計算するために、本発明はパートプロ
グラムジエネレータ１２０のコースおよび層生成
ルーチン１２２を使用している。コースおよび層
生成ルーチン１２２はPATHCKという繰返しル
ーチンを呼び出し、これにより、テープは表面上
で、計算された最終（最新）の点セツトから１増
分の距離だけ伸びることなく展張するという仮定
のもとに、この軌道上の点の増分ごとに計算を行
う。テープコースの方向は、テープ方向内での両
端縁の展張距離が異なることを考慮して前のテー
プ方向（本来のコース角）から修正される。
は簡単に予測できないので、心型１０または下部
層の表面上でのテープ展張ヘツド１８の運動を定
義する幾何学的点の配列の形で各コースに対する
自然軌道を計算するために、本発明はパートプロ
グラムジエネレータ１２０のコースおよび層生成
ルーチン１２２を使用している。コースおよび層
生成ルーチン１２２はPATHCKという繰返しル
ーチンを呼び出し、これにより、テープは表面上
で、計算された最終（最新）の点セツトから１増
分の距離だけ伸びることなく展張するという仮定
のもとに、この軌道上の点の増分ごとに計算を行
う。テープコースの方向は、テープ方向内での両
端縁の展張距離が異なることを考慮して前のテー
プ方向（本来のコース角）から修正される。
このように、表面上に相互に比較的等しい増分
だけ離れている点のセツト間でコース方向は修正
される。もし輪郭曲面がテープの両端縁間で、テ
ープ方向変化の曲率半径の差以上に急激に変化し
ないならばテープはその自然軌道に沿つて平坦に
展張されるであろう。処理手段はテープ幅と増分
とで異つてくる。テープが広くなればなるほど一
方の端縁は他方の端縁より相対的に多く変化し、
したがつて両端縁を均等に展張するためにそれだ
け余計に角度修正が必要となる。さらに計算にお
ける点間の増分が増加すればそれだけ角度修正は
少なくなる。
だけ離れている点のセツト間でコース方向は修正
される。もし輪郭曲面がテープの両端縁間で、テ
ープ方向変化の曲率半径の差以上に急激に変化し
ないならばテープはその自然軌道に沿つて平坦に
展張されるであろう。処理手段はテープ幅と増分
とで異つてくる。テープが広くなればなるほど一
方の端縁は他方の端縁より相対的に多く変化し、
したがつて両端縁を均等に展張するためにそれだ
け余計に角度修正が必要となる。さらに計算にお
ける点間の増分が増加すればそれだけ角度修正は
少なくなる。
一般に、表面の輪郭および隆起の変化がはげし
いほどテープ幅を狭くステツプ増分サイズを小さ
くとり、これによりテープ両端縁の不均等展張を
補なうようなテープ方向変化が可能となる。もち
ろんここに記述の増分サイズとは表面上の配列の
点間隔のことで、これはルーチンを制限するもの
である。テープ幅は一般に市場メーカーにより前
述のように1″，3″および6″に制限される。製造能
率を上げるためにはテープ幅はできるだけ広くし
かつ増分をできるだけ長くすべきであり、これに
より、表面が迅速に被覆されることになる。
いほどテープ幅を狭くステツプ増分サイズを小さ
くとり、これによりテープ両端縁の不均等展張を
補なうようなテープ方向変化が可能となる。もち
ろんここに記述の増分サイズとは表面上の配列の
点間隔のことで、これはルーチンを制限するもの
である。テープ幅は一般に市場メーカーにより前
述のように1″，3″および6″に制限される。製造能
率を上げるためにはテープ幅はできるだけ広くし
かつ増分をできるだけ長くすべきであり、これに
より、表面が迅速に被覆されることになる。
ルーチンPATHCKはテープ端縁は伸長しない
という制約条件で、コース軌道に沿つて各増分ご
とに表面にぴつたりマツチするテープの左端縁、
右端縁および中心の点のセツトを計算する。これ
らの制約条件では、新たな各端縁点は表面に沿つ
て最終端縁点から１増分の距離だけ離れているこ
と、新たな各端縁点は表面上にあつて、最終端縁
点とそれらの中心とを結ぶ連結線に対し直角方向
にあることを意図している。コース方向は輪郭変
化に合わせて変化され、これによりテープが伸長
しないという条件が満足される。
という制約条件で、コース軌道に沿つて各増分ご
とに表面にぴつたりマツチするテープの左端縁、
右端縁および中心の点のセツトを計算する。これ
らの制約条件では、新たな各端縁点は表面に沿つ
て最終端縁点から１増分の距離だけ離れているこ
と、新たな各端縁点は表面上にあつて、最終端縁
点とそれらの中心とを結ぶ連結線に対し直角方向
にあることを意図している。コース方向は輪郭変
化に合わせて変化され、これによりテープが伸長
しないという条件が満足される。
第１５Ａ図ないし第１５Ｃ図には、複雑な輪郭
表面上の複合材料テープに対する自然軌道データ
を生成するために軌道生成プログラム１２０で呼
出されるルーチンPATHCKの詳細フローチヤー
トが示されている。第９図ないし第１４図のベク
トル図はルーチンによる自然軌道生成を絵で示し
たものである。このルーチンは、テープを伸長し
たり、テープにしわを寄せたりすることなく、テ
ープ展張ヘツド１８により輪郭表面上に複合材料
テープのストリツプを展張する自然軌道を計算す
る。ルーチンの入力条件は、制御線２０５上に定
義される初期基準点、Ｘ軸に対して定義される層
角Ａ、およびテープ幅である。さらにルーチン
は、層周縁に関する情報および周縁線分の数も使
用する。ルーチンPATHCKは前述の情報と、表
面２０１を記述する点に矩形配列とを組合せて、
左端縁軌道、右端縁軌道および中心軌道に沿つた
一連の増分ステツプごとに自然軌道を計算する
が、ここで増分とは入力変数であつて繰返しステ
ツプサイズともいわれる。
表面上の複合材料テープに対する自然軌道データ
を生成するために軌道生成プログラム１２０で呼
出されるルーチンPATHCKの詳細フローチヤー
トが示されている。第９図ないし第１４図のベク
トル図はルーチンによる自然軌道生成を絵で示し
たものである。このルーチンは、テープを伸長し
たり、テープにしわを寄せたりすることなく、テ
ープ展張ヘツド１８により輪郭表面上に複合材料
テープのストリツプを展張する自然軌道を計算す
る。ルーチンの入力条件は、制御線２０５上に定
義される初期基準点、Ｘ軸に対して定義される層
角Ａ、およびテープ幅である。さらにルーチン
は、層周縁に関する情報および周縁線分の数も使
用する。ルーチンPATHCKは前述の情報と、表
面２０１を記述する点に矩形配列とを組合せて、
左端縁軌道、右端縁軌道および中心軌道に沿つた
一連の増分ステツプごとに自然軌道を計算する
が、ここで増分とは入力変数であつて繰返しステ
ツプサイズともいわれる。
基準点は特定層におけるコース位置を指示し、
層角は表面におけるテープの総体方向を示す。テ
ープは伸張しないという条件を考慮し、所定の幅
と増分サイズとを有するテープを表面データにあ
てはめていくことにより、初期方向情報はルーチ
ンによつて変更される。制御線上ですきま幅を維
持するために、各コースの軌道計算は２つの部分
で行なわれる。
層角は表面におけるテープの総体方向を示す。テ
ープは伸張しないという条件を考慮し、所定の幅
と増分サイズとを有するテープを表面データにあ
てはめていくことにより、初期方向情報はルーチ
ンによつて変更される。制御線上ですきま幅を維
持するために、各コースの軌道計算は２つの部分
で行なわれる。
軌道計算はブロツクＡ１０で基準点を求めるこ
とで開始され、次に正の層角方向の点セツトの計
算が行われる。コースの半分、たとえば点２２１
から周縁線分２２３まで（第５図）計算が終了す
ると、プログラムは負の層角方向へステツプを切
換え、たとえば点２２１から周縁線分２２５まで
計算する。繰返し計算を行なう軌道上の連続する
各点は軌道上の計算済みの点から増分すなわちス
テツプサイズだけ離れた位置に配置される。繰返
し計算は、指定の層角にほぼ沿つて、テープの３
つの軌道、すなわち左端縁軌道、右端縁軌道およ
び中心軌道の最終点が周縁を抜け出すまで続けら
れる。
とで開始され、次に正の層角方向の点セツトの計
算が行われる。コースの半分、たとえば点２２１
から周縁線分２２３まで（第５図）計算が終了す
ると、プログラムは負の層角方向へステツプを切
換え、たとえば点２２１から周縁線分２２５まで
計算する。繰返し計算を行なう軌道上の連続する
各点は軌道上の計算済みの点から増分すなわちス
テツプサイズだけ離れた位置に配置される。繰返
し計算は、指定の層角にほぼ沿つて、テープの３
つの軌道、すなわち左端縁軌道、右端縁軌道およ
び中心軌道の最終点が周縁を抜け出すまで続けら
れる。
軌道計算ルーチンがコースに対する基準点２１
９を求めた後、その点は表面２０１上に投影さ
れ、ブロツクＡ１２で層角の方向の単位ベクトル
として開始ベクトルＶ０が求められる。ブロツク
Ａ１３でルーチンPSLOPEが呼出され、あとで
使用する層周縁線分の傾斜を計算する。投影され
た表面２０１上の基準点はブロツクＡ１４でPO
と名付けられ、ブロツクＡ１６およびＡ１８でル
ーチンが継続され、点Ｐ０に対応する左と右（テ
ープ層方向を基準にして）のテープ端縁点を求め
る。第９図は制御線２０５上の基準点２１９（第
５図のＸ−Ｙ平面）が表面２０１に投影されて点
Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２を結ぶ連結線で表わされるとこ
ろを示す。初期左端縁点をＰ１、初期右端縁点を
Ｐ２と名付ける。この操作はサブルーチン
EDGESで行われ、この入力は、テープ幅、基準
点Ｐ０、および層角である。サブルーチン
EDGESはデータを受取り層角ベクトルＶ０に直
角なベクトル（Ｘ，Ｙ平面内）を計算する。これ
らのベクトルはテープ幅の半分の大きさを持ち、
基準点はＰ０からこれらのベクトルに沿つて、テ
ープ幅の半分だけ移動した点に、仮の左および右
端縁点が求められる。表面上の新たな点Ｐ１，Ｐ
２のＺ高さを求めるためにサブルーチン
CORNERおよびINTERPが使用される。次に基
準点から仮の左および右の端縁点までのベクトル
の長さを求めるための計算が行われる。次にこれ
らのベクトルにテープ幅の半分の大きさを持たせ
るために修正が行われ点Ｐ１およびＰ２に対する
良好な初期値が求められるまで、繰返し計算が実
行される。そこでこれらのルーチンは層角方向に
対し直角で表面距離で初期負荷点Ｐ０からテープ
の半分の位置に点Ｐ１およびＰ２を置く。
９を求めた後、その点は表面２０１上に投影さ
れ、ブロツクＡ１２で層角の方向の単位ベクトル
として開始ベクトルＶ０が求められる。ブロツク
Ａ１３でルーチンPSLOPEが呼出され、あとで
使用する層周縁線分の傾斜を計算する。投影され
た表面２０１上の基準点はブロツクＡ１４でPO
と名付けられ、ブロツクＡ１６およびＡ１８でル
ーチンが継続され、点Ｐ０に対応する左と右（テ
ープ層方向を基準にして）のテープ端縁点を求め
る。第９図は制御線２０５上の基準点２１９（第
５図のＸ−Ｙ平面）が表面２０１に投影されて点
Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２を結ぶ連結線で表わされるとこ
ろを示す。初期左端縁点をＰ１、初期右端縁点を
Ｐ２と名付ける。この操作はサブルーチン
EDGESで行われ、この入力は、テープ幅、基準
点Ｐ０、および層角である。サブルーチン
EDGESはデータを受取り層角ベクトルＶ０に直
角なベクトル（Ｘ，Ｙ平面内）を計算する。これ
らのベクトルはテープ幅の半分の大きさを持ち、
基準点はＰ０からこれらのベクトルに沿つて、テ
ープ幅の半分だけ移動した点に、仮の左および右
端縁点が求められる。表面上の新たな点Ｐ１，Ｐ
２のＺ高さを求めるためにサブルーチン
CORNERおよびINTERPが使用される。次に基
準点から仮の左および右の端縁点までのベクトル
の長さを求めるための計算が行われる。次にこれ
らのベクトルにテープ幅の半分の大きさを持たせ
るために修正が行われ点Ｐ１およびＰ２に対する
良好な初期値が求められるまで、繰返し計算が実
行される。そこでこれらのルーチンは層角方向に
対し直角で表面距離で初期負荷点Ｐ０からテープ
の半分の位置に点Ｐ１およびＰ２を置く。
この操作で、表面上に、かつ提案テープ進行ベ
クトルＶ０の方向に直角にこれらの点を結ぶ線上
に、点Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２の最初のセツトを位置決
めする。Ｐ０，Ｐ１およびＰ２はＺ高さが異なる
ので、各々中心点からテープ幅の半分だけ離れる
ように求めることが重要であることに注意すべき
である。これでルーチンは自然軌道の次の点を表
面上にあてはめる最初の試行をする準備が完了し
た。
クトルＶ０の方向に直角にこれらの点を結ぶ線上
に、点Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２の最初のセツトを位置決
めする。Ｐ０，Ｐ１およびＰ２はＺ高さが異なる
ので、各々中心点からテープ幅の半分だけ離れる
ように求めることが重要であることに注意すべき
である。これでルーチンは自然軌道の次の点を表
面上にあてはめる最初の試行をする準備が完了し
た。
次にブロツクＡ２０，Ａ２２，およびＡ２４に
おいて、テープ軌道ルーチンを正方向に進行させ
るセツト操作が行われる。まずブロツクＡ２４に
おいて、左、中心、および右スイツチがゼロに設
定されて、これらの軌道が層周縁とまだ交差して
いないことを示す。ブロツクＡ２０では軌道方向
スイツチは１にセツトされ、自然軌道の計算を正
の層角方向に行なうことを示す。次にブロツクＡ
２２でサブルーチンQWKEDJが呼出され、終端
周縁線分を求める。
おいて、テープ軌道ルーチンを正方向に進行させ
るセツト操作が行われる。まずブロツクＡ２４に
おいて、左、中心、および右スイツチがゼロに設
定されて、これらの軌道が層周縁とまだ交差して
いないことを示す。ブロツクＡ２０では軌道方向
スイツチは１にセツトされ、自然軌道の計算を正
の層角方向に行なうことを示す。次にブロツクＡ
２２でサブルーチンQWKEDJが呼出され、終端
周縁線分を求める。
サブルーチンQWKEDJは層角に沿つて向かう
テープ軌道が層周縁となす可能な交差点をすべて
計算する。各テープ軌道は層角の方向に延長され
てある直線が決定される。この線は基準点Ｐ０か
ら正負の層角の両方向に延長され、この線の両側
に許容バンドが設定される。この線のまわりの許
容バンドはその表面上の最外周を定義し、テープ
軌道はその範囲内になければならない。この線の
各端部は次に表面すなわち層の計算されたＺ高さ
で層周縁と交差する。周縁線分が交差された情報
は、層周縁交差をチエツクするサブルーチンによ
つて次回使用されるように保存される。一方向に
繰返し計算を行なうとき、軌道計算ルーチンは、
３つのテープ軌道が最終時に層周縁と交差したと
き、停止する。
テープ軌道が層周縁となす可能な交差点をすべて
計算する。各テープ軌道は層角の方向に延長され
てある直線が決定される。この線は基準点Ｐ０か
ら正負の層角の両方向に延長され、この線の両側
に許容バンドが設定される。この線のまわりの許
容バンドはその表面上の最外周を定義し、テープ
軌道はその範囲内になければならない。この線の
各端部は次に表面すなわち層の計算されたＺ高さ
で層周縁と交差する。周縁線分が交差された情報
は、層周縁交差をチエツクするサブルーチンによ
つて次回使用されるように保存される。一方向に
繰返し計算を行なうとき、軌道計算ルーチンは、
３つのテープ軌道が最終時に層周縁と交差したと
き、停止する。
軌道計算はデルタ左ベクトルＶ１とデルタ右ベ
クトルＶ２とを定義することで、ブロツクＡ２６
およびＡ２８内で継続する。ベクトルＶ１，Ｖ２
は層角ベクトルＶ０に平行（同一方向）であり、
その大きさがステツプサイズまたは繰返しパラメ
ータに等しく、すなわち： V1＝V0×ステツプ長さ V2＝V0×ステツプ長さ となるように初期化される。
クトルＶ２とを定義することで、ブロツクＡ２６
およびＡ２８内で継続する。ベクトルＶ１，Ｖ２
は層角ベクトルＶ０に平行（同一方向）であり、
その大きさがステツプサイズまたは繰返しパラメ
ータに等しく、すなわち： V1＝V0×ステツプ長さ V2＝V0×ステツプ長さ となるように初期化される。
この点で、ルーチンはNEXT ROINTSという
ラベルを有するアドレスに到達する。これが次の
左端縁点と右端縁点とを計算するループの開始で
ある。ブロツクＡ３０およびＡ３２において、ベ
クトルＶ３およびＶ４（第９図）がそれぞれ点Ｐ
０からＰ１の方向へと、点Ｐ２からＰ０の方向へ
と計算される。ブロツクＡ３４内でベクトルＶ３
およびＶ４の方向が決定されると、これらの長さ
が単位化される。ブロツクＡ３６に指示されるよ
うに、点Ｐ１からベクトルＶ１の方向に１ステツ
プ長さだけ離れ次の仮の左端縁点Ｐ３が計算され
る。次の右端縁点Ｐ４を仮に位置決めするために
同様な計算がブロツクＡ３８内で実行される。Ｐ
４は点Ｐ２からベクトルＶ２の方向に１ステツプ
長さ離れた点である。
ラベルを有するアドレスに到達する。これが次の
左端縁点と右端縁点とを計算するループの開始で
ある。ブロツクＡ３０およびＡ３２において、ベ
クトルＶ３およびＶ４（第９図）がそれぞれ点Ｐ
０からＰ１の方向へと、点Ｐ２からＰ０の方向へ
と計算される。ブロツクＡ３４内でベクトルＶ３
およびＶ４の方向が決定されると、これらの長さ
が単位化される。ブロツクＡ３６に指示されるよ
うに、点Ｐ１からベクトルＶ１の方向に１ステツ
プ長さだけ離れ次の仮の左端縁点Ｐ３が計算され
る。次の右端縁点Ｐ４を仮に位置決めするために
同様な計算がブロツクＡ３８内で実行される。Ｐ
４は点Ｐ２からベクトルＶ２の方向に１ステツプ
長さ離れた点である。
点Ｐ３，Ｐ４はテープ軌道Ｖ０の方向にあり、
次の軌道点を求めるために設定された３つの制約
条件のうちの２つを満足している。第１にこれら
は最終点Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２を通る連結線に対し直
角方向にある。第２にこれらは最終データ点Ｐ
１，Ｐ２から１ステツプ長だけ離れている。しか
しながらこれらの点は最後の別約条件である、実
際に表面上になければならないという条件を満足
していない。
次の軌道点を求めるために設定された３つの制約
条件のうちの２つを満足している。第１にこれら
は最終点Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２を通る連結線に対し直
角方向にある。第２にこれらは最終データ点Ｐ
１，Ｐ２から１ステツプ長だけ離れている。しか
しながらこれらの点は最後の別約条件である、実
際に表面上になければならないという条件を満足
していない。
したがつて、点Ｐ３，Ｐ４はたんなる仮位置で
あるので、これらはテープが展張されるべき表面
２０１上にくるように（実の点でなければならな
い）に修正がなされなければならない。したがつ
てブロツクＡ４０およびＡ４２ではこれらの点を
表面２０１に投影する（Ｚ高さを延長する）ため
に、サブルーチンCORNERおよびINTERを呼
出す。投影で求めた新規の左および右の端縁点は
表面２０１上の真の点で、これをそれぞれＰ５お
よびＰ６と名付ける。次にブロツクＡ４４および
Ａ４６で、点Ｐ１からＰ５へおよび点Ｐ２からＰ
６へのベクトルＶ５およびＶ６がそれぞれ計算さ
れる。このようにＶ５はテープの左端縁に沿う表
面上の２つの真の点Ｐ１，Ｐ５間の方向ベクトル
として計算され、Ｖ６はテープの右端縁に沿う２
つの真の表面点（Ｐ２，Ｐ６間の方向ベクトルと
して計算される。その後繰返しごとに単一ステツ
プ長さのみがとられるようにするために、ブロツ
クＡ４８でベクトルＶ５およびＶ６が単位化され
る。
あるので、これらはテープが展張されるべき表面
２０１上にくるように（実の点でなければならな
い）に修正がなされなければならない。したがつ
てブロツクＡ４０およびＡ４２ではこれらの点を
表面２０１に投影する（Ｚ高さを延長する）ため
に、サブルーチンCORNERおよびINTERを呼
出す。投影で求めた新規の左および右の端縁点は
表面２０１上の真の点で、これをそれぞれＰ５お
よびＰ６と名付ける。次にブロツクＡ４４および
Ａ４６で、点Ｐ１からＰ５へおよび点Ｐ２からＰ
６へのベクトルＶ５およびＶ６がそれぞれ計算さ
れる。このようにＶ５はテープの左端縁に沿う表
面上の２つの真の点Ｐ１，Ｐ５間の方向ベクトル
として計算され、Ｖ６はテープの右端縁に沿う２
つの真の表面点（Ｐ２，Ｐ６間の方向ベクトルと
して計算される。その後繰返しごとに単一ステツ
プ長さのみがとられるようにするために、ブロツ
クＡ４８でベクトルＶ５およびＶ６が単位化され
る。
このステツプは、新たな点は表面上になければ
ならないという制約条件は満足したけれども今度
は他の２つの制約条件を破棄してしまう。点Ｐ３
およびＰ４を表面上へＰ５およびＰ６として投影
することにより、これらの点の点Ｐ１，Ｐ２から
の距離はもはや１ステツプ長さではなく、しかも
これらは直角方向ではない。しかしながら、テー
プ端縁のベクトル方向は、前回と次の仮の端縁点
の間の異なるＺ高さを考慮するようにわずかに修
正された。この方向は初期のテープ方向より比較
的良好で次のステツプへ再び修正される。
ならないという制約条件は満足したけれども今度
は他の２つの制約条件を破棄してしまう。点Ｐ３
およびＰ４を表面上へＰ５およびＰ６として投影
することにより、これらの点の点Ｐ１，Ｐ２から
の距離はもはや１ステツプ長さではなく、しかも
これらは直角方向ではない。しかしながら、テー
プ端縁のベクトル方向は、前回と次の仮の端縁点
の間の異なるＺ高さを考慮するようにわずかに修
正された。この方向は初期のテープ方向より比較
的良好で次のステツプへ再び修正される。
第１０図は、最終すなわち１つ前の左端縁点、
右端縁点および中心点Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２が表面２
０１上の点Ｐ５およびＰ６へ仮に投影され、実際
の表面変化を基礎にして方向が修正されたところ
を示す。その後ブロツクＡ５０で新たなベクトル
Ｖ７が計算されるが、ベクトルＶ７は次の性質を
有し、 V3・V7＝０、および V3×V5×V3＝V7 他のベクトルＶ８はブロツクＡ５２で次の性質
を有するように計算される。
右端縁点および中心点Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２が表面２
０１上の点Ｐ５およびＰ６へ仮に投影され、実際
の表面変化を基礎にして方向が修正されたところ
を示す。その後ブロツクＡ５０で新たなベクトル
Ｖ７が計算されるが、ベクトルＶ７は次の性質を
有し、 V3・V7＝０、および V3×V5×V3＝V7 他のベクトルＶ８はブロツクＡ５２で次の性質
を有するように計算される。
V4・V8＝０、および
V4×V6×V4＝V8
これらの等式を用いて左端縁の場合はベクトル
Ｖ７（第１０図）を計算するが、ベクトルＶ７は
ベクトルＶ３に直交し、ベクトルＶ５とＶ３とで
形成される平面上にある、同様に右端縁に対して
はベクトルＶ８が選定され、ベクトルＶ８はベク
トルＶ４に直交し、ベクトルＶ４とベクトルＶ６
とで形成される平面上にある。この操作によつて
各端縁に与えられるベクトルは、自然軌道の方向
であつて（すなわちベクトルＶ５とＶ３との平面
にある）さらに端縁にしわが寄ることなくまつす
ぐに展張されるように最終の軌道３点に対し直交
している。
Ｖ７（第１０図）を計算するが、ベクトルＶ７は
ベクトルＶ３に直交し、ベクトルＶ５とＶ３とで
形成される平面上にある、同様に右端縁に対して
はベクトルＶ８が選定され、ベクトルＶ８はベク
トルＶ４に直交し、ベクトルＶ４とベクトルＶ６
とで形成される平面上にある。この操作によつて
各端縁に与えられるベクトルは、自然軌道の方向
であつて（すなわちベクトルＶ５とＶ３との平面
にある）さらに端縁にしわが寄ることなくまつす
ぐに展張されるように最終の軌道３点に対し直交
している。
ブロツクＡ６２およびＡ６４において、点Ｐ
１，Ｐ２からＶ７およびＶ８の方向へそれぞれ１
ステツプ長さだけ移動することにより仮の点Ｐ
５，Ｐ６は点Ｐ７，Ｐ９へ変換される。この操作
でコース方向角をそれぞれＶ７，Ｖ８に切換える
ことによりこれらの点を再び最終点Ｐ１，Ｐ２の
連結線に対し直角方向へ１ステツプ長さだけ離し
て設定することになる。しかしながら前のケース
と同様に、点Ｐ７，Ｐ８は逆に表面上に存在しな
くなる。とはいえ、点Ｐ７，Ｐ８は点Ｐ３，Ｐ４
よりは表面に一層接近し、しかも方向Ｖ７，Ｖ８
は一層よい方向を向いている。したがつて第１１
図に示されるように、ブロツクＡ６６，Ａ６８に
おいて、点Ｐ７，Ｐ８は表面２０１上の点９，Ｐ
１０へそれぞれ投影される。投影により再び直交
性と距離との制約条件がくずれるが、繰返し計算
によりすべての制約条件を満足する表面上の点に
最も近い点を求めることができる。
１，Ｐ２からＶ７およびＶ８の方向へそれぞれ１
ステツプ長さだけ移動することにより仮の点Ｐ
５，Ｐ６は点Ｐ７，Ｐ９へ変換される。この操作
でコース方向角をそれぞれＶ７，Ｖ８に切換える
ことによりこれらの点を再び最終点Ｐ１，Ｐ２の
連結線に対し直角方向へ１ステツプ長さだけ離し
て設定することになる。しかしながら前のケース
と同様に、点Ｐ７，Ｐ８は逆に表面上に存在しな
くなる。とはいえ、点Ｐ７，Ｐ８は点Ｐ３，Ｐ４
よりは表面に一層接近し、しかも方向Ｖ７，Ｖ８
は一層よい方向を向いている。したがつて第１１
図に示されるように、ブロツクＡ６６，Ａ６８に
おいて、点Ｐ７，Ｐ８は表面２０１上の点９，Ｐ
１０へそれぞれ投影される。投影により再び直交
性と距離との制約条件がくずれるが、繰返し計算
によりすべての制約条件を満足する表面上の点に
最も近い点を求めることができる。
したがつてブロツク５４において繰返し数がゼ
ロか否か検査される。もしゼロでなければ、ブロ
ツクＡ５６およびＡ５８の操作を行つた後制御を
ブロツクＡ４４に戻してループが形成される。ブ
ロツクＡ５６は点Ｐ５を点Ｐ９に、また点Ｐ６を
点Ｐ１０に置換える。ブロツクＡ５８は、このル
ープが規定回数実行されるように繰返し変数を減
少する。このように、自然軌道の方向ベクトルＶ
７およびＶ８はループを介して複数回計算され
て、制約条件に一致する自然軌道がより正確に求
められる。ベクトルＶ７およびＶ８の計算の繰返
し回数が終了すると、プログラムを続行する前
に、本実施例においては繰返し変数がブロツクＡ
６０において３にリセツトされる。
ロか否か検査される。もしゼロでなければ、ブロ
ツクＡ５６およびＡ５８の操作を行つた後制御を
ブロツクＡ４４に戻してループが形成される。ブ
ロツクＡ５６は点Ｐ５を点Ｐ９に、また点Ｐ６を
点Ｐ１０に置換える。ブロツクＡ５８は、このル
ープが規定回数実行されるように繰返し変数を減
少する。このように、自然軌道の方向ベクトルＶ
７およびＶ８はループを介して複数回計算され
て、制約条件に一致する自然軌道がより正確に求
められる。ベクトルＶ７およびＶ８の計算の繰返
し回数が終了すると、プログラムを続行する前
に、本実施例においては繰返し変数がブロツクＡ
６０において３にリセツトされる。
第１３図および第１４図は、ブロツクＡ４４−
Ａ６８の繰返し操作が、特定方向、最終点から１
ステツプ長さ、および表面上という条件を満足す
る点をいかにして求めるか、その方法を図示して
いる。第１３図はXZ平面方向からの側面図で、
方向ベクトルＶ１は直角に正しい長さにあるが点
Ｐ３は表面２０１からかなり離れた位置にある。
Ｐ５に投影することにより正確な方により近い他
のベクトルＶ５が求まるが、ベクトルＶ５は直角
でなくステツプ長さも正しくない。そこで第１４
図のＸ−Ｙ平面の図で示すように直交性を修正す
ることにより、Ｖ５方向はＶ７へ変換され、点Ｐ
７を求めるために単位ステツプ長さがとられる。
その後Ｐ７はＰ９に投影されて、３つの制約条件
がすべてさらに満足されてくる。これらのステツ
プが繰返され、１つの制約条件を満足して他の条
件が外れたら他の条件を満足するように修正する
という計算を数回繰返して行つて、すべての制約
条件を最もよく満足する点が求められる。
Ａ６８の繰返し操作が、特定方向、最終点から１
ステツプ長さ、および表面上という条件を満足す
る点をいかにして求めるか、その方法を図示して
いる。第１３図はXZ平面方向からの側面図で、
方向ベクトルＶ１は直角に正しい長さにあるが点
Ｐ３は表面２０１からかなり離れた位置にある。
Ｐ５に投影することにより正確な方により近い他
のベクトルＶ５が求まるが、ベクトルＶ５は直角
でなくステツプ長さも正しくない。そこで第１４
図のＸ−Ｙ平面の図で示すように直交性を修正す
ることにより、Ｖ５方向はＶ７へ変換され、点Ｐ
７を求めるために単位ステツプ長さがとられる。
その後Ｐ７はＰ９に投影されて、３つの制約条件
がすべてさらに満足されてくる。これらのステツ
プが繰返され、１つの制約条件を満足して他の条
件が外れたら他の条件を満足するように修正する
という計算を数回繰返して行つて、すべての制約
条件を最もよく満足する点が求められる。
ブロツクＡ７０において、仮の左および右の端
縁点Ｐ９，Ｐ１０の間の中心点Ｐ１１が両端縁点
間の弧距離の中点として求められる。ここでこの
点Ｐ１１はテーブル軌道繰返しのための新中心点
となる。もし必要ならば、点Ｐ９およびＰ１０を
点９′，Ｐ１０′に修正して、これらの点が表面上
で新中心点Ｐ１１からテープ幅の半分の位置に
し、左端が展張される真の距離内にはいるように
する。ブロツクＡ７６およびＡ７８においては、
表面に沿つて１つ前の左端縁点Ｐ１から新端縁点
Ｐ９′への実際の方向ベクトルとしてのＶ９が、
また１つ前の右端縁点Ｐ２から新端縁点Ｐ１０′
への実際の方向ベクトルとしてのＶ１０が計算さ
れる。
縁点Ｐ９，Ｐ１０の間の中心点Ｐ１１が両端縁点
間の弧距離の中点として求められる。ここでこの
点Ｐ１１はテーブル軌道繰返しのための新中心点
となる。もし必要ならば、点Ｐ９およびＰ１０を
点９′，Ｐ１０′に修正して、これらの点が表面上
で新中心点Ｐ１１からテープ幅の半分の位置に
し、左端が展張される真の距離内にはいるように
する。ブロツクＡ７６およびＡ７８においては、
表面に沿つて１つ前の左端縁点Ｐ１から新端縁点
Ｐ９′への実際の方向ベクトルとしてのＶ９が、
また１つ前の右端縁点Ｐ２から新端縁点Ｐ１０′
への実際の方向ベクトルとしてのＶ１０が計算さ
れる。
このときサブルーチンBORDERが呼出されて、
繰返しステツプ中にテープ軌道のいずれかまたは
すべてが層周縁と交差したか否かを検査する。サ
ブルーチンBORDERを最初に呼出すとき、サブ
ルーチンEXTRPTが各テープ軌道ごとに１回ず
つ計３回呼出されて、現在点が層周縁の外側かど
うか検査される。もし外側にあれば、左軌道か、
右軌道か、中心軌道かによりそれに対応のフラツ
グまたはスイツチがセツトされる。サブルーチン
BORDERはサブルーチンQWKEDJで求められた
情報を利用して周縁線分との交差をチヤツクして
いる。特定の軌道により交差されたであろうとマ
ークが付された線分のみが検査される。サブルー
チンBORDERは他のサブルーチンINTSCTを呼
出して、テープ軌道に沿う最終２点間の方向ベク
トルを、前にマークを付された各層周縁線分と交
差させる。サブルーチンINTSCTはフラグ値の
１つをセツトし、サブルーチンからリターンして
軌道が最終デルタベクトルステツプ内で交差され
たとき、配列内の交差点にはINTPTのラベルが
付けられる。ルーチンPATHCKはブロツクＡ８
０，Ａ８２およびＡ８４においてフラグを点検し
て、正の層角方向の軌道繰返し計算を停止すべき
か否かを決定する。テープ軌道のすべてが周縁と
交差しない限りは、前の点Ｐ０，Ｐ１およびＰ２
は第１２図のように、今計算された新たな点Ｐ１
１′，Ｐ９′およびＰ１０′でそれぞれオーバレイ
（重ねる）される。プログラムループがアドレス
NEXT POINTSに戻る前に、計算に沿つたテー
プの方向ベクトルＶ１およびＶ２は新たに計算さ
れた方向ベクトル９およびＶ１０にそれぞれ置換
えられる。新たな端縁軌道点と新たな中心点とを
計算するこのプロセスは左軌道、右軌道、および
中心軌道が層周縁を横切るまで繰返される。
繰返しステツプ中にテープ軌道のいずれかまたは
すべてが層周縁と交差したか否かを検査する。サ
ブルーチンBORDERを最初に呼出すとき、サブ
ルーチンEXTRPTが各テープ軌道ごとに１回ず
つ計３回呼出されて、現在点が層周縁の外側かど
うか検査される。もし外側にあれば、左軌道か、
右軌道か、中心軌道かによりそれに対応のフラツ
グまたはスイツチがセツトされる。サブルーチン
BORDERはサブルーチンQWKEDJで求められた
情報を利用して周縁線分との交差をチヤツクして
いる。特定の軌道により交差されたであろうとマ
ークが付された線分のみが検査される。サブルー
チンBORDERは他のサブルーチンINTSCTを呼
出して、テープ軌道に沿う最終２点間の方向ベク
トルを、前にマークを付された各層周縁線分と交
差させる。サブルーチンINTSCTはフラグ値の
１つをセツトし、サブルーチンからリターンして
軌道が最終デルタベクトルステツプ内で交差され
たとき、配列内の交差点にはINTPTのラベルが
付けられる。ルーチンPATHCKはブロツクＡ８
０，Ａ８２およびＡ８４においてフラグを点検し
て、正の層角方向の軌道繰返し計算を停止すべき
か否かを決定する。テープ軌道のすべてが周縁と
交差しない限りは、前の点Ｐ０，Ｐ１およびＰ２
は第１２図のように、今計算された新たな点Ｐ１
１′，Ｐ９′およびＰ１０′でそれぞれオーバレイ
（重ねる）される。プログラムループがアドレス
NEXT POINTSに戻る前に、計算に沿つたテー
プの方向ベクトルＶ１およびＶ２は新たに計算さ
れた方向ベクトル９およびＶ１０にそれぞれ置換
えられる。新たな端縁軌道点と新たな中心点とを
計算するこのプロセスは左軌道、右軌道、および
中心軌道が層周縁を横切るまで繰返される。
このときコースデータの最初の半分がブロツク
Ａ９２で記憶され、初期左および右端縁軌道点は
ブロツクＡ９８に示すように交換される。軌道方
向ベクトルＶ０は負の層角を指示するためにブロ
ツクＡ１００において負の符号がつけられる。こ
の操作は層角ベクトルを逆にすることで、プロセ
スをもう一度負の層角方向に開始することであ
る。負の層角方向計算アルゴリズムはプログラム
制御をアドレスLOOPへ移すことにより、正の層
角方向計算アルゴリズムと同様に、中心、左、お
よび右のテープ軌道に対する増分計算を行なう。
このようにプロセスは正の層角方向における繰返
しプロセスと同一であるが、ただ方向が異なるだ
けである。ブロツクＡ８０，Ａ８２およびＡ８４
において、負の層角方向の層周縁線分が交差され
たことをサブルーチンBORDERが指示すると、
プログラムはブロツクＡ８６に達し、ここで自然
軌道の両側の部分の計算が終つたことを軌道繰返
し変数が指示する。
Ａ９２で記憶され、初期左および右端縁軌道点は
ブロツクＡ９８に示すように交換される。軌道方
向ベクトルＶ０は負の層角を指示するためにブロ
ツクＡ１００において負の符号がつけられる。こ
の操作は層角ベクトルを逆にすることで、プロセ
スをもう一度負の層角方向に開始することであ
る。負の層角方向計算アルゴリズムはプログラム
制御をアドレスLOOPへ移すことにより、正の層
角方向計算アルゴリズムと同様に、中心、左、お
よび右のテープ軌道に対する増分計算を行なう。
このようにプロセスは正の層角方向における繰返
しプロセスと同一であるが、ただ方向が異なるだ
けである。ブロツクＡ８０，Ａ８２およびＡ８４
において、負の層角方向の層周縁線分が交差され
たことをサブルーチンBORDERが指示すると、
プログラムはブロツクＡ８６に達し、ここで自然
軌道の両側の部分の計算が終つたことを軌道繰返
し変数が指示する。
その後プログラムはブロツクＡ１０２のアドレ
スFORM FILEへと続く。この操作は、サブル
ーチンREORDERを呼出して、テープ軌道列に
終端層周縁交差点を加えることである。これらの
点が、テープ軌道列内の適当な位置に挿入され
て、部品形成に必要なテープ切断位置を決定す
る。次にサブルーチンINVERTが呼び出されて
配列を負の層角方向に反転する。このルーチンと
組合わせてサブルーチンFLPFLPが呼び出され、
負の層角方向の繰返し計算を行ないながら求めら
れた左と右とのデータを交換する。次にテープ軌
道点は、配列内の正の層角方向に、負の層角方向
から正の層角方向へ連続順に積上げられる。次に
サブルーチンREORDERはサブルーチン
ROUNDを呼出して、ブロツクＡ１０４で指示さ
れるように、テープ軌道列の端部から外の同一ま
たはほぼ同一の点を削除する。よく配列され余分
を切落したテープ軌道データは次に最終の左、
右、および中心テープ軌道配列に複写される。
DUPPTSという別のサブルーチンがテープ軌道
列を走査して、ブロツクＡ１０４に指示されるよ
うに重複点を削除し、ブロツクＡ１０６に指示さ
れるようにすべての軌道点の数を求める。
スFORM FILEへと続く。この操作は、サブル
ーチンREORDERを呼出して、テープ軌道列に
終端層周縁交差点を加えることである。これらの
点が、テープ軌道列内の適当な位置に挿入され
て、部品形成に必要なテープ切断位置を決定す
る。次にサブルーチンINVERTが呼び出されて
配列を負の層角方向に反転する。このルーチンと
組合わせてサブルーチンFLPFLPが呼び出され、
負の層角方向の繰返し計算を行ないながら求めら
れた左と右とのデータを交換する。次にテープ軌
道点は、配列内の正の層角方向に、負の層角方向
から正の層角方向へ連続順に積上げられる。次に
サブルーチンREORDERはサブルーチン
ROUNDを呼出して、ブロツクＡ１０４で指示さ
れるように、テープ軌道列の端部から外の同一ま
たはほぼ同一の点を削除する。よく配列され余分
を切落したテープ軌道データは次に最終の左、
右、および中心テープ軌道配列に複写される。
DUPPTSという別のサブルーチンがテープ軌道
列を走査して、ブロツクＡ１０４に指示されるよ
うに重複点を削除し、ブロツクＡ１０６に指示さ
れるようにすべての軌道点の数を求める。
サブルーチンPATHCKは次に他のサブルーチ
ンPTHINTを呼出して、各テープ軌道列が層周
縁となす交差点を決定する。これらの交差点は、
左交差点、右交差点、および中心交差点に対する
適当配列内に記録される。各テープコースが周縁
と偶数個の交差をしていないかを求めて層周縁配
列に関し交差点がチエツクされる。最後に制御が
この操作からサブルーチンPATHCKに戻される
と、コース軌道の計算は停止され、制御は呼出し
元へ返される。
ンPTHINTを呼出して、各テープ軌道列が層周
縁となす交差点を決定する。これらの交差点は、
左交差点、右交差点、および中心交差点に対する
適当配列内に記録される。各テープコースが周縁
と偶数個の交差をしていないかを求めて層周縁配
列に関し交差点がチエツクされる。最後に制御が
この操作からサブルーチンPATHCKに戻される
と、コース軌道の計算は停止され、制御は呼出し
元へ返される。
本発明の好ましい実施例を図示してきたが、添
付の特許請求の範囲に記載の本発明の精神と範囲
とから逸脱することなく種々の修正または変更態
様が可能であることは同業者には明らかであろ
う。
付の特許請求の範囲に記載の本発明の精神と範囲
とから逸脱することなく種々の修正または変更態
様が可能であることは同業者には明らかであろ
う。
第１図は本発明により構成および操作されるテ
ープ展張機械の斜視図、第２図は第１図に示すテ
ープ展張機械のテープ展張ヘツドの部分切断正面
図、第３図は第１図に示すテープ展張機械の部分
切断側面図、第４図は第１図に示すテープ展張機
械の運転を制御するパートプログラムジエネレー
タ、制御プロセツサ、およびコントローラの詳細
ブロツク図、第５図は第１図に示すテープ展張機
械のため輪郭表面上における部品表面と周縁範囲
とを示す絵画図、第６図は中に単一方向フイラメ
ントを有する複合材料テープのストリツプを示す
絵画図、第７図は第６図に示すテープストリツプ
が直線軌道上に展張された複合輪郭表面を示す絵
画図、第８図は第６図に示すテープストリツプが
自然軌道に沿つて展張された複合輪郭表面を示す
絵図面、第９図ないし第１２図は第４図に示すパ
ートプログラムジエネレータのコース層生成ルー
チンにより、複合曲面に沿つて行われる自然軌道
計算を示す絵画ベクトル図、第１３図は第９図、
第１０図、および第１１図に示すプロセスの側面
図の絵画ベクトル図、第１４図は第１０図および
第１１図に示すプロセスの平面図、および第１５
Ａ図ないし第１５Ｃ図は第４図に示すプログラム
ジエネレータのコースおよび層生成プログラムに
対する自然軌道生成ルーチンの詳細システムフロ
ーチヤートである。 ８：テープ展張機械、１０：心型、１２，１
４：テープコース、１８：テープ展張ヘツド、２
５：裏打ちテープ、２６：複合材料テープ、１０
４：制御プロセツサ手段（翻訳プロセツサ）、１
２０：層テープコースを記述する手段（パートプ
ログラムジエネレータ）、２０１：輪郭表面（第
５図）、直線軌道方向（第７図、第８図）、２０
２：制御平面、２０３：自然軌道方向、２０４：
周縁線（XY平面上）、２０４′：周縁線（表面
上）、２０５：制御線（XY平面上）、２０５′：
制御線（表面上）、２０６：補強フイラメント、
２１０：隆起部、２１９：負荷点（XY平面上）、
２２１：負荷点（表面上）、Ｐ０，Ｐ１１：中心
点、Ｐ１，Ｐ３，Ｐ７，Ｐ９，Ｐ９′：左端縁点、
Ｐ２，Ｐ４，Ｐ６，Ｐ８，Ｐ１０，Ｐ１０′：右
端縁点、Ｖ０：中心コース軌道ベクトル、Ｖ１，
Ｖ５，Ｖ７，Ｖ９：左コース軌道ベクトル、Ｖ
２，Ｖ６，Ｖ８，Ｖ１０：右コース軌道ベクト
ル。
ープ展張機械の斜視図、第２図は第１図に示すテ
ープ展張機械のテープ展張ヘツドの部分切断正面
図、第３図は第１図に示すテープ展張機械の部分
切断側面図、第４図は第１図に示すテープ展張機
械の運転を制御するパートプログラムジエネレー
タ、制御プロセツサ、およびコントローラの詳細
ブロツク図、第５図は第１図に示すテープ展張機
械のため輪郭表面上における部品表面と周縁範囲
とを示す絵画図、第６図は中に単一方向フイラメ
ントを有する複合材料テープのストリツプを示す
絵画図、第７図は第６図に示すテープストリツプ
が直線軌道上に展張された複合輪郭表面を示す絵
画図、第８図は第６図に示すテープストリツプが
自然軌道に沿つて展張された複合輪郭表面を示す
絵図面、第９図ないし第１２図は第４図に示すパ
ートプログラムジエネレータのコース層生成ルー
チンにより、複合曲面に沿つて行われる自然軌道
計算を示す絵画ベクトル図、第１３図は第９図、
第１０図、および第１１図に示すプロセスの側面
図の絵画ベクトル図、第１４図は第１０図および
第１１図に示すプロセスの平面図、および第１５
Ａ図ないし第１５Ｃ図は第４図に示すプログラム
ジエネレータのコースおよび層生成プログラムに
対する自然軌道生成ルーチンの詳細システムフロ
ーチヤートである。 ８：テープ展張機械、１０：心型、１２，１
４：テープコース、１８：テープ展張ヘツド、２
５：裏打ちテープ、２６：複合材料テープ、１０
４：制御プロセツサ手段（翻訳プロセツサ）、１
２０：層テープコースを記述する手段（パートプ
ログラムジエネレータ）、２０１：輪郭表面（第
５図）、直線軌道方向（第７図、第８図）、２０
２：制御平面、２０３：自然軌道方向、２０４：
周縁線（XY平面上）、２０４′：周縁線（表面
上）、２０５：制御線（XY平面上）、２０５′：
制御線（表面上）、２０６：補強フイラメント、
２１０：隆起部、２１９：負荷点（XY平面上）、
２２１：負荷点（表面上）、Ｐ０，Ｐ１１：中心
点、Ｐ１，Ｐ３，Ｐ７，Ｐ９，Ｐ９′：左端縁点、
Ｐ２，Ｐ４，Ｐ６，Ｐ８，Ｐ１０，Ｐ１０′：右
端縁点、Ｖ０：中心コース軌道ベクトル、Ｖ１，
Ｖ５，Ｖ７，Ｖ９：左コース軌道ベクトル、Ｖ
２，Ｖ６，Ｖ８，Ｖ１０：右コース軌道ベクト
ル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 長さ方向で実質的に伸びないようにされたテ
ープを、複雑輪郭の面を有する心型（マンドレ
ル）上の選択されたほぼ平行なコースに沿つて展
張して第１の層を形成し、同様にして、第１の層
上に第２以降の層を形成し、前記心型の上に積層
構造物を形成するためのテープ展張機械におい
て、 前記心型の表面上に上記テープを展張するため
に可動なテープ展張ヘツドと； 前記輪郭表面の変化の数学的表示を基準とし
て、前記テープが展張される同輪郭表面上のテー
プコースを決定するテープコース決定手段と、 該決定手段からそれが決定したテープコースを
表す信号を受けて、前記展張ヘツドを制御し、該
展張ヘツドがテープを決定されたテープコース上
に展張されるようにする制御手段とを有してお
り、 上記テープコース決定手段が、決定されたテー
プに沿つて展張されるテープにしわが寄らないよ
うな自然軌道をテープコースとして決定するよう
にされていることを特徴とするテープ展張機械。 ２ 前記決定手段が、初めに与えられる基準線と
してのテープコースの１つの横断線から前記面に
沿つて所定方向に所定増分のテープコース部分を
順次決定してくことにより全体のテープコースを
決定するものであり、最初に決定される増分部分
は上記横断線に対して直角方向で当該面に沿つて
伸びるように決定され、それに引き続く各増分部
分はその前に決定された部分の先端縁である新た
な基準線すなわち横断線から直角方向で同面に延
びるようにして決定されるようにしたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項に記載のテープ展張
機械。 ３ 前記決定手段が各増分を決定するのに、次に
増分されるテープコース部分の先端縁を画定する
横断線の中心点並びに左右の両端点を決定するこ
とにより当該増分を決定するようにしたことを特
徴とする特許請求の範囲第２項に記載のテープ展
張機械。 ４ 前記決定手段が、各増分を決定するのに、そ
の前に決定されている部分の先端縁である基準線
の両端縁から該基準線に対して直角方向で当該面
に沿つて前記所定増分だけ当該テープ部分の両端
縁を延長して新たな増分部分の先端縁の仮の両端
点を決定し、該仮の両端点から当該面に沿う距離
の中間点を前記新たな増分部分の先端縁の仮の中
間点として計算し、該仮の中間点からその両側に
当該面に沿つて当該テープコースの幅の1/2の距
離にある点を実際の両端点とするようにした特許
請求の範囲第３項に記載のテープ展張機械。 ５ 前記決定手段が、所定の直交座標を基準とし
て表示される前記面に基づき前記増分を決定する
ようになされており、前記仮の端点は先に決定さ
れている増分部分の先端縁である基準線の対応す
る端点から前記所定増分だけ当該テープコースの
両側縁を延長することにより決定し、この仮の点
を前記直交座標の上下方向で延びる座標軸の方向
で前記面に投影し、投影された点並びに前記基準
線の対応する端点及び中心点によつて規定される
平面内で、同対応する端点から前記所定増分だけ
離れ同対応する端点において前記基準線に対して
直角な線上にある新たな点を決定し、この新たな
点に基づき以上の２つの工程、すなわち投影及び
新たな点の決定を所要回数繰り返して新たに決定
される端点を決定するようにした特許請求の範囲
第４項に記載のテープコース展張機械。 ６ 前記決定手段が新たに決定された増分の両端
点並びに中心点を前記座標で表示される当該面の
周辺縁と比較して、これら両端点及び中心点が周
辺縁を越えたことが判定されたときに、当該決定
操作を終了するようにした特許請求の範囲第３
項、第４項若しくは第５項に記載のテープコース
展張機械。 ７ 前記点両端及び中心点と周辺縁との比較が、
前記所定の方向に投影することによつて決められ
る周辺縁上の点を中心とする許容範囲に制限され
る特許請求の範囲第６項に記載のテープコース展
張機械。 ８ 前記決定手段が、初めに与えられる基準線か
ら反対の方向に自然軌道を決定し、該自然軌道及
び前記所定の方向で決定された自然軌道の一方の
各増分の先端縁の両端点の規定を他方の自然軌道
に合わせて再規定て全自然軌道を統一して規定す
るようにした特許請求の範囲第６項に記載のテー
プコース展張機械。 ９ テープコースの新たな増分部分の先端縁の中
心点及び両端点が決定された後に、その前に決定
された部分の先端縁の中心点と当該新たな増分部
分の中心点とを結ぶ方向を当該テープコースの新
たな方向として再規定できるようにされている特
許請求の範囲第３項若しくは第４項に記載のテー
プコース展張機械。 １０ 複雑輪郭表面上に、実質上伸張不可能な複
合材料テープを制御可能なテープ展張ヘツドによ
つて展張する方法において、 前記輪郭表面の変化の数学的表示を基準とし
て、該輪郭表面に前記テープが展張されるテープ
にしわが寄らないような自然軌道をテープコース
の軌道として決定し、該自然軌道データを生成す
ることと、 自然軌道データを解釈し、前記テープ展張ヘツ
ドを制御して前記幾何学的動きを行うための機械
命令を生成することと、 テープ展張ヘツドの望ましい位置としてテープ
展張ヘツドコントローラに前記機械命令を伝達す
ることと、 前記自然軌道に沿つて、選択されたテープコー
スを展張するためにテープ展張ヘツドを順次位置
決めするために前記機械命令をテープ展張ヘツド
コントローラを用いて実行すること、 の諸段階を有する方法。 １１ 前記自然軌道データの生成段階が、 (a) 多層積層の最上の層を形成するほぼ平行なテ
ープコースの自然軌道データ生成する段階と、 (b) 最上の層がのつている表面の表示を最上の層
の表面の表示に置換する段階と、 (c) 置換された最上の表面の表示上に次の層を形
成する複数のテープコースの自然軌道データを
生成する段階とを有することを特徴とする特許
請求の範囲第１０項に記載の方法。 １２ (d) 前記最上の層のデータをストアする段
階と、 (e) 最上の層データを次の層データに置換する段
階と、 (f) 前記段階(b)、(c)を繰り返す段階と、(g)前記段
階(d)、(e)，(f)，(g)を、前記多層積層の総ての層
がストアされるまで繰り返す段階とを有するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１１項に記載
の方法。 １３ 前記置換する段階が、複雑表面の表示を前
記最上の層の表面の表示に置換する段階を含んで
いる特許請求の範囲第１１項に記載の方法。 １４ 前記置換する段階が、前記最上の層がのつ
ている表面の表示を前記最上の表面の表示に置換
する段階を含んでいる特許請求の範囲第１１項に
記載の方法。 １５ 自然軌道データの前記生成段階が、 前記輪郭表面内の表面変化を表示する点の配列
を提供することと、 表示表面上に配置される自然テープ軌道の現在
の中心点を選択することと、 自然テープ軌道の最初の方向ベクトルを選択す
ることと、 表示表面上に配置される現在の右端縁点と左端
縁点とであつて、各端縁点は前記現在の中心点か
ら前記表示表面に沿つて測つて複合材料テープ幅
の半分だけ離れて配置され、前記中心点から前記
最初の方向ベクトルに直角に配置されるところの
両端縁点を選択することと、 前記最初の方向ベクトルに平行な現在の左コー
ス軌道ベクトルと右コース軌道ベクトルとを計算
することと、 前記現在の端縁点から前記現在のコース軌道ベ
クトルの方向に１増分ステツプだけ離れた仮の端
縁点を選定することと、 次の左右端縁点を与えるために前記仮の端縁点
を表示表面上に投影することと、 前記現在の左端縁点と前記次の左端縁点との間
を結んで次の左コース軌道ベクトルを計算するこ
とと、 前記現在の右端縁点と前記次の右端縁点との間
を結んで次の右コース軌道ベクトルを計算するこ
とと、 前記次の左端縁点と次の右端縁点との間の表面
距離の半分の位置に配置される次の中心点を計算
することと、 前記次の左端縁点、右端縁点及び中心点を自然
軌道データとして記憶することと、 前記現在の左端縁点、右端縁点及び中心点を前
記次の左端縁点、右端縁点及び中心点で置換する
ことと、 前記現在のコース軌道ベクトルを前記次のコー
ス軌道ベクトルで置換することと、及び、 仮の端縁点の選定段階以後の方法の諸段階をテ
ープコース軌道の端まで繰り返すことと、 の諸段階を有することを特徴とする特許請求の範
囲第１０項に記載の方法。 １６ 前記表示表面に関する制御平面を定義する
ことと、 前記制御平面内に少なくとも３本の直線線分か
らなる閉周縁を画定することと、 前記テープコースを終端するための境界を形成
するために、前記閉周縁を前記表示表面上に投影
することと、 コースのための前記自然軌道の生成を前記境界
で開始することと、 コースのための前記自然軌道の生成を前記境界
で終了することと、 の諸段階を更に有することを特徴とする特許請求
の範囲第１５項に記載の方法。 １７ 前記表面表示に関する制御平面を規定する
ことと、 前記制御平面内に少なくとも３本の直線線分か
らなる閉周縁を画定することと、 前記閉周縁と交差する前記制御面内の少なくと
も１本の制御線であつて、テープコースの前記複
数コース間のすきまがこの線に沿つて密接するよ
うに制御されることと、 前記テープコースを終端するための境界を形成
するための前記閉周縁を前記表示表面上に投影す
ることと、 前記制御線において１方向へ前記境界に向かつ
てコースに対する前記自然軌道データの生成を開
始することと、 前記境界においてコースに対する前記自然軌道
データの生成を終了することと、 前記制御線において前記１方向とは逆方向へ前
記境界に向かつてコースに対する前記自然軌道デ
ータの生成を開始することと、 の諸段階を更に有することを特徴とする特許請求
の範囲第１５項に記載の方法。 １８ 前記制御線上で同一層の隣接するテープの
最初の中心点を、複合材料テープの幅を基準にし
て所定の距離だけ中心点同士離して選定すること
の段階を更に有すること特徴とする特許請求の範
囲第１７項に記載の方法。 １９ テープコースの幾何学的運動が前記境界の
１つの周縁線分から輪郭表面上を横断して他の周
縁線分に至るまで定義されるように自然軌道デー
タを再調整する段階を更に有することを特徴とす
る特許請求の範囲第１８項に記載の方法。 ２０ 前記再調整の段階は、隣接するテープコー
スを展張する幾何学的運動が大体反対方法である
ように自然軌道データを再調整することを更に有
する特許請求の範囲第１９項に記載の方法。 ２１ 前記機械命令を実行する段階が、 前記輪郭平面に関しテープ展張ヘツドの所定位
置とテープ展張ヘツドの実際の位置との間の差を
ゼロにするように閉ループ制御から生成される制
御信号でテープ展張ヘツドの運動を制御すること
と、 テープ展張ヘツドの所定位置の変化割合を制御
するために前記機械命令を伝達する周期割合を制
御することと、 を有することを特徴とする特許請求の範囲第１０
項に記載の方法。 ２２ 前記輪郭表面に関するテープ展張ヘツドの
実際位置を指示するフイードバツク係数を測定す
ることと、 前記測定フイードバツク係数で前記運動を制御
することと、 を更に有することを特徴とする特許請求の範囲第
２１項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19873727462 DE3727462A1 (de) | 1987-08-18 | 1987-08-18 | Bandlegemaschine zur bildung einer schichtstruktur aus einem verbundwerkstoff auf einer komplex konstruierten verlegeform sowie verfahren zur herstellung einer solchen schichtstruktur |
| US794172 | 1997-02-03 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62108055A JPS62108055A (ja) | 1987-05-19 |
| JPH0339832B2 true JPH0339832B2 (ja) | 1991-06-17 |
Family
ID=6333955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61260557A Granted JPS62108055A (ja) | 1985-10-31 | 1986-10-31 | テープ展張機械並びに方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4696707A (ja) |
| JP (1) | JPS62108055A (ja) |
| DE (1) | DE3727462A1 (ja) |
| FR (1) | FR2620081B3 (ja) |
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