JPH04344225A - 複合材自動積層装置 - Google Patents
複合材自動積層装置Info
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- JPH04344225A JPH04344225A JP3117415A JP11741591A JPH04344225A JP H04344225 A JPH04344225 A JP H04344225A JP 3117415 A JP3117415 A JP 3117415A JP 11741591 A JP11741591 A JP 11741591A JP H04344225 A JPH04344225 A JP H04344225A
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Links
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- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 10
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Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、航空機の翼外板等の複
合材を、プリプレグ・テープ材を貼り合せて積層成形す
る作業の、自動化装置に関する。
合材を、プリプレグ・テープ材を貼り合せて積層成形す
る作業の、自動化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】繊維強化プラスチック系複合材料は、そ
の優れた特性から、航空機の翼外板等軽量化を要する部
材に多用されるようになった。その製作には、図３に示
されるように、強化繊維束（３０）を帯状に一方向に並
べて半硬化状態の樹脂を含ませたプリプレグ・テープと
呼ばれるものを、貼り重ねてゆく積層作業が必要となる
。この面倒な作業を自動的に機械で行なわせるため、Ｎ
Ｃ制御のテープ・レイアップ・マシン（Ｔａｐｅ Ｌａ
ｙ−ｕｐ Ｍａｃｈｉｎｅ）が実用化されている。
の優れた特性から、航空機の翼外板等軽量化を要する部
材に多用されるようになった。その製作には、図３に示
されるように、強化繊維束（３０）を帯状に一方向に並
べて半硬化状態の樹脂を含ませたプリプレグ・テープと
呼ばれるものを、貼り重ねてゆく積層作業が必要となる
。この面倒な作業を自動的に機械で行なわせるため、Ｎ
Ｃ制御のテープ・レイアップ・マシン（Ｔａｐｅ Ｌａ
ｙ−ｕｐ Ｍａｃｈｉｎｅ）が実用化されている。
【０００３】従来の装置では図４に示すように、裏紙（
２）に保持されたプリプレグ・テープ（１）を供給リー
ル（０４）から引出し、テープ圧着用ローラ（０１０）
で積層面（３）に押し付けるとともに裏紙（２）から剥
がしながら、積層ヘッド（０１１）をクロスヘッド（０
１３）に沿って積層方向に移動してゆく。そして部品端
手前でヘッドを停止してカッター（０７）でプリプレグ
・テープ（１）のみを切断した後（裏紙（２）は切断し
ない）、残りの部品端まで（テープ切断位置まで）の圧
着を行なう。このような方法によって、一枚のテープ・
ストライプを貼る。プリプレグ・テープを剥がした後の
裏紙（２）は裏紙巻き取りリール（０６）に巻取られる
。そしてＮＣ制御によって、図５に示すように製品の形
状や積層仕様（積層方向、順序、枚数）に応じて、積層
ヘッドを例えば符号（３４）のように移動させながら、
上記テープ・ストライプを貼るシーケンスを繰り返して
、積層品（３３）を製作する。なお、図４中（０８）は
テープ切断機構、（０９）はテープ・ガイド・ローラ、
（０１２）は積層ヘッド回転面である。
２）に保持されたプリプレグ・テープ（１）を供給リー
ル（０４）から引出し、テープ圧着用ローラ（０１０）
で積層面（３）に押し付けるとともに裏紙（２）から剥
がしながら、積層ヘッド（０１１）をクロスヘッド（０
１３）に沿って積層方向に移動してゆく。そして部品端
手前でヘッドを停止してカッター（０７）でプリプレグ
・テープ（１）のみを切断した後（裏紙（２）は切断し
ない）、残りの部品端まで（テープ切断位置まで）の圧
着を行なう。このような方法によって、一枚のテープ・
ストライプを貼る。プリプレグ・テープを剥がした後の
裏紙（２）は裏紙巻き取りリール（０６）に巻取られる
。そしてＮＣ制御によって、図５に示すように製品の形
状や積層仕様（積層方向、順序、枚数）に応じて、積層
ヘッドを例えば符号（３４）のように移動させながら、
上記テープ・ストライプを貼るシーケンスを繰り返して
、積層品（３３）を製作する。なお、図４中（０８）は
テープ切断機構、（０９）はテープ・ガイド・ローラ、
（０１２）は積層ヘッド回転面である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の自動積層装
置は、テープの貼り付け（レイアップ）と切断を交互に
繰返していた。積層ヘッドの移動速度は２０ｍ／分以上
と非常に速いので、積層長の短い小サイズの積層品につ
いては、切断のための減速、停止を含めたカッティング
作業用の時間比率が大きく、自動装置を使う能率面での
効果が小さかった。したがってその用途は、航空機主翼
外板等、大サイズの積層製品に限定されていた。
置は、テープの貼り付け（レイアップ）と切断を交互に
繰返していた。積層ヘッドの移動速度は２０ｍ／分以上
と非常に速いので、積層長の短い小サイズの積層品につ
いては、切断のための減速、停止を含めたカッティング
作業用の時間比率が大きく、自動装置を使う能率面での
効果が小さかった。したがってその用途は、航空機主翼
外板等、大サイズの積層製品に限定されていた。
【０００５】この発明は、従来の自動積層装置の上記の
ような問題点を解消して、小物積層部品にも適用でき、
大物部品についても従来以上に能率を向上できる新方式
の自動積層装置を提供することを目的とする。
ような問題点を解消して、小物積層部品にも適用でき、
大物部品についても従来以上に能率を向上できる新方式
の自動積層装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来の課
題を解決するために、テープ材料と同テープ材料を保持
する裏紙のうち上記テープ材料のみを所要長さに切断し
、上記裏紙とともに巻取るテープ切断装置；および上記
テープ材料を上記裏紙から剥がして複合材の所定の位置
に圧着するとともに上記裏紙を巻取る積層ヘッドと、上
記積層ヘッドを移動させる機構とを有するテープ貼付け
装置を具備したことを特徴とする複合材自動積層装置を
提案するものである。すなわち本発明では、テープ切断
のみを行なうテープ切断装置と、あらかじめ切断済みの
テープの貼付け作業のみを切断機能の分離により軽量化
された積層ヘッドにより行なうテープ貼付け装置とに、
装置機能を分離する。
題を解決するために、テープ材料と同テープ材料を保持
する裏紙のうち上記テープ材料のみを所要長さに切断し
、上記裏紙とともに巻取るテープ切断装置；および上記
テープ材料を上記裏紙から剥がして複合材の所定の位置
に圧着するとともに上記裏紙を巻取る積層ヘッドと、上
記積層ヘッドを移動させる機構とを有するテープ貼付け
装置を具備したことを特徴とする複合材自動積層装置を
提案するものである。すなわち本発明では、テープ切断
のみを行なうテープ切断装置と、あらかじめ切断済みの
テープの貼付け作業のみを切断機能の分離により軽量化
された積層ヘッドにより行なうテープ貼付け装置とに、
装置機能を分離する。
【０００７】
【作用】本発明においては、テープを切断する機能と貼
付ける機能とを分離することにより、切断のための減速
・停止を含む切断に要す時間が、レイアップ貼付け装置
本体では不要となり、積層効率が向上する。また、積層
ヘッドが簡略化されて軽量となり、レイアップ貼付け積
層時のヘッド移動速度を更に大きくできる。
付ける機能とを分離することにより、切断のための減速
・停止を含む切断に要す時間が、レイアップ貼付け装置
本体では不要となり、積層効率が向上する。また、積層
ヘッドが簡略化されて軽量となり、レイアップ貼付け積
層時のヘッド移動速度を更に大きくできる。
【０００８】
【実施例】図１は本発明の複合材自動積層装置の第１実
施例を示す図である。本実施例の装置では、テープ切断
装置Ａとテープ貼付け装置Ｂとが別体になっている。
施例を示す図である。本実施例の装置では、テープ切断
装置Ａとテープ貼付け装置Ｂとが別体になっている。
【０００９】テープ切断装置Ａにおいては、裏紙（２）
に保持されたプリプレグ・テープ（１）がテープ供給リ
ール（４）から引出され、裏紙（２）の厚さを残してプ
リプレグ・テープ（１）の厚さのみが、切断用カッター
（７）によって、積層順に所要長に切断される。そして
裏紙（２）に保持されたまま、テープ巻取りリール（５
）に巻取られる。次にテープ貼付け装置Ｂにおいて、上
記テープ切断装置Ａによりあらかじめ切断済みの、プリ
プレグ・テープが巻取られた上記リール（５）を装着し
（リール（５）が今度はテープ繰出しリールとなる）、
テープの貼付け作業のみを行なう。なお図１において、
（６）は裏紙巻取りリール、（９）はテープガイドロー
ラ、（１０）はテープ圧着用ローラ、（１１）は積層ヘ
ッド、（１２）は積層ヘッド回転面、（１３）は積層ヘ
ッド移動用クロスヘッドをそれぞれ示す。
に保持されたプリプレグ・テープ（１）がテープ供給リ
ール（４）から引出され、裏紙（２）の厚さを残してプ
リプレグ・テープ（１）の厚さのみが、切断用カッター
（７）によって、積層順に所要長に切断される。そして
裏紙（２）に保持されたまま、テープ巻取りリール（５
）に巻取られる。次にテープ貼付け装置Ｂにおいて、上
記テープ切断装置Ａによりあらかじめ切断済みの、プリ
プレグ・テープが巻取られた上記リール（５）を装着し
（リール（５）が今度はテープ繰出しリールとなる）、
テープの貼付け作業のみを行なう。なお図１において、
（６）は裏紙巻取りリール、（９）はテープガイドロー
ラ、（１０）はテープ圧着用ローラ、（１１）は積層ヘ
ッド、（１２）は積層ヘッド回転面、（１３）は積層ヘ
ッド移動用クロスヘッドをそれぞれ示す。
【００１０】上記テープ貼付け装置Ｂでテープの貼付け
に要する時間は、図４に示される従来の装置において、
テープ切断のためにヘッドを停止させるまでの時間とほ
ぼ等しいと見なし得る。したがって、従来ヘッド停止後
にテープ切断と残部の貼付けに要していた時間は、本実
施例ではマルマル節約できる。積層長の短い１ｍ程度の
積層品の場合は、テープ貼付けに要する時間がテープ切
断に要する時間よりもかなり短いから、作業時間は半分
以下となる。このように貼付けに要する時間が切断に要
する時間よりも短い場合は、必要に応じ１台のテープ貼
付け装置Ｂに対して複数のテープ切断装置Ａを設置し、
貼付け作業中に次作業分のテープ切断作業を並行して行
なう。こうして、積層作業の能率を大幅に向上させるこ
とができる。
に要する時間は、図４に示される従来の装置において、
テープ切断のためにヘッドを停止させるまでの時間とほ
ぼ等しいと見なし得る。したがって、従来ヘッド停止後
にテープ切断と残部の貼付けに要していた時間は、本実
施例ではマルマル節約できる。積層長の短い１ｍ程度の
積層品の場合は、テープ貼付けに要する時間がテープ切
断に要する時間よりもかなり短いから、作業時間は半分
以下となる。このように貼付けに要する時間が切断に要
する時間よりも短い場合は、必要に応じ１台のテープ貼
付け装置Ｂに対して複数のテープ切断装置Ａを設置し、
貼付け作業中に次作業分のテープ切断作業を並行して行
なう。こうして、積層作業の能率を大幅に向上させるこ
とができる。
【００１１】本実施例ではまた、テープ切断機構が分離
されて、積層ヘッドが軽量化されるので、積層ヘッドの
最大移動速度が従来の２０ｍ／分前後から１．５〜２倍
に高速化できる。したがって、テープ貼付け時間の比率
が大きい大物の積層部品についても、大幅な能率向上が
実現できる。
されて、積層ヘッドが軽量化されるので、積層ヘッドの
最大移動速度が従来の２０ｍ／分前後から１．５〜２倍
に高速化できる。したがって、テープ貼付け時間の比率
が大きい大物の積層部品についても、大幅な能率向上が
実現できる。
【００１２】図２は本発明の複合材自動積層装置の第２
実施例におけるテープ貼付け装置を示す図である。この
実施例でも、テープをあらかじめ切断しておくテープ切
断については前記第１実施例と同じであるが、この実施
例では積層ヘッドの軽量化を徹底するために、テープ繰
出しリール（１５）と裏紙巻き取りリール（１６）も、
積層ヘッド（２１）からガントリー式移動フレーム（２
５）に移したものである。そうすると、積層ヘッド（２
１）を、製品の積層角度に応じて変化させることができ
なくなるため、テープの積層方向を変えるのは、図に示
す積層製品側のターン・テーブル（２６）を回転するこ
とにより行なう。
実施例におけるテープ貼付け装置を示す図である。この
実施例でも、テープをあらかじめ切断しておくテープ切
断については前記第１実施例と同じであるが、この実施
例では積層ヘッドの軽量化を徹底するために、テープ繰
出しリール（１５）と裏紙巻き取りリール（１６）も、
積層ヘッド（２１）からガントリー式移動フレーム（２
５）に移したものである。そうすると、積層ヘッド（２
１）を、製品の積層角度に応じて変化させることができ
なくなるため、テープの積層方向を変えるのは、図に示
す積層製品側のターン・テーブル（２６）を回転するこ
とにより行なう。
【００１３】
【発明の効果】本発明においては、テープを切断する機
能と貼付ける機能とを分離したことにより、次の効果が
得られる。 １）切断時間の比率が大きい小サイズの積層品について
も、自動化による能率向上ができる。 ２）積層ヘッドが軽量化されるので、テープ貼付け時の
積層速度を高速化でき、したがって積層長の長い大サイ
ズの積層品についても能率を向上できる。
能と貼付ける機能とを分離したことにより、次の効果が
得られる。 １）切断時間の比率が大きい小サイズの積層品について
も、自動化による能率向上ができる。 ２）積層ヘッドが軽量化されるので、テープ貼付け時の
積層速度を高速化でき、したがって積層長の長い大サイ
ズの積層品についても能率を向上できる。
【図１】図１は本発明の第１実施例を示す図である。
【図２】図２は本発明の第２実施例におけるテープ貼付
け装置を示す図である。
け装置を示す図である。
【図３】図３は積層に使用されるプリプレグ・テープの
素材形態を例示する図である。
素材形態を例示する図である。
【図４】図４は従来の複合材自動積層装置の一例を示す
図である。
図である。
【図５】図５は代表的な積層部品とその積層シーケンス
を例示する図である。
を例示する図である。
Ａ
テープ切断装置Ｂ
テープ貼付け
装置（１）
プリプレグ・テープ（２）
裏紙（３）
積層面（０４），（４）
テープ供給リール（５），（１５）
テープ巻取りリール（テープ繰出し
リール） （０６），（６），（１６） 裏紙巻取りリ
ール（０７），（７）
切断用カッタ（０８）
テープ切断機構（０９），（９）
テープガイドローラ
（０１０），（１０） テープ
圧着用ローラ（０１１），（１１），（２１） 積層
ヘッド（０１２），（１２）
積層ヘッド回転面（０１３），（１３）
積層ヘッド移動用クロスヘッド （２５）
ガントリー式移動フレーム
テープ切断装置Ｂ
テープ貼付け
装置（１）
プリプレグ・テープ（２）
裏紙（３）
積層面（０４），（４）
テープ供給リール（５），（１５）
テープ巻取りリール（テープ繰出し
リール） （０６），（６），（１６） 裏紙巻取りリ
ール（０７），（７）
切断用カッタ（０８）
テープ切断機構（０９），（９）
テープガイドローラ
（０１０），（１０） テープ
圧着用ローラ（０１１），（１１），（２１） 積層
ヘッド（０１２），（１２）
積層ヘッド回転面（０１３），（１３）
積層ヘッド移動用クロスヘッド （２５）
ガントリー式移動フレーム
Claims (1)
- 【請求項１】 テープ材料と同テープ材料を保持する
裏紙のうち上記テープ材料のみを所要長さに切断し、上
記裏紙とともに巻取るテープ切断装置；および上記テー
プ材料を上記裏紙から剥がして複合材の所定の位置に圧
着するとともに上記裏紙を巻取る積層ヘッドと、上記積
層ヘッドを移動させる機構とを有するテープ貼付け装置
を具備したことを特徴とする複合材自動積層装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3117415A JPH04344225A (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | 複合材自動積層装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3117415A JPH04344225A (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | 複合材自動積層装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04344225A true JPH04344225A (ja) | 1992-11-30 |
Family
ID=14711083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3117415A Withdrawn JPH04344225A (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | 複合材自動積層装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04344225A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004017633A (ja) * | 2002-06-20 | 2004-01-22 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | プリプレグ自動積層方法及びその装置 |
| JP2004017625A (ja) * | 2002-06-20 | 2004-01-22 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | プリプレグ高速積層方法及びその装置 |
| JP2006525893A (ja) * | 2003-05-14 | 2006-11-16 | ザ・ボーイング・カンパニー | 真空利用プライ配置シューおよび方法 |
| JP2009526678A (ja) * | 2006-02-13 | 2009-07-23 | ザ・ボーイング・カンパニー | 複合材料の配置方法およびシステム |
| JP2009536129A (ja) * | 2006-05-05 | 2009-10-08 | エアバス ドイッチュラント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 大面積繊維複合材料構造部材の製造装置及び方法 |
| JP2010525973A (ja) * | 2007-05-04 | 2010-07-29 | フォレスト−ライン カプドナック | 支持テープからプリプレグを分離する退避可能な分離装置を備えた複合材料レイアップヘッド |
| JP2011524265A (ja) * | 2008-04-14 | 2011-09-01 | ザ・ボーイング・カンパニー | 一体型落雷防護材料の作成システムおよび方法 |
| WO2011105491A1 (ja) * | 2010-02-26 | 2011-09-01 | 三菱重工業株式会社 | プリプレグ積層ヘッド及びこれを備えたプリプレグ自動積層装置 |
| WO2015118903A1 (ja) * | 2014-02-10 | 2015-08-13 | 三菱重工業株式会社 | コンパクタ、及びプリプレグシート自動積層装置 |
-
1991
- 1991-05-22 JP JP3117415A patent/JPH04344225A/ja not_active Withdrawn
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2011105491A1 (ja) * | 2010-02-26 | 2011-09-01 | 三菱重工業株式会社 | プリプレグ積層ヘッド及びこれを備えたプリプレグ自動積層装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980806 |