JPH0725144B2 - Automatic tape sticking device - Google Patents
Automatic tape sticking deviceInfo
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- JPH0725144B2 JPH0725144B2 JP63075634A JP7563488A JPH0725144B2 JP H0725144 B2 JPH0725144 B2 JP H0725144B2 JP 63075634 A JP63075634 A JP 63075634A JP 7563488 A JP7563488 A JP 7563488A JP H0725144 B2 JPH0725144 B2 JP H0725144B2
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- reel
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- 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
- B29C70/30—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
- B29C70/38—Automated lay-up, e.g. using robots, laying filaments according to predetermined patterns
- B29C70/386—Automated tape laying [ATL]
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、複合材テープを種々の形状の貼付型の表面
に自動的に貼付、積層する自動貼付装置に関するもので
ある。The present invention relates to an automatic sticking device for automatically sticking and laminating composite tapes on the surfaces of sticking dies of various shapes.
最近、炭素繊維やアラミド繊維などの補強繊維に熱硬化
性樹脂を含浸させた含浸テープ（複合材テープ）を用
い、これを所定の形状の貼付型（被貼付体）の表面に貼
り付けて積層し、その後加熱、加圧による硬化処理をす
ることにより軽量の板材を製造することが行なわれてい
る。この複合材テープの自動貼付方法として、例えば特
開昭58−45057号公報に示されるものが知られている。
これによると、リールからテープを連続して繰出すとと
もに押付けローラで貼付型の表面（曲面）上に押付け、
押付けローラを所定の径路で移動させることによりテー
プを互いに隙間なく順次貼り付け、各層ごとにテープの
貼付方向を変えて積層するようにしている。Recently, using an impregnating tape (composite material tape) made by impregnating a reinforcing fiber such as carbon fiber or aramid fiber with a thermosetting resin, pasting this on the surface of a pasting die (adhered body) of a predetermined shape and stacking Then, a light weight plate material is manufactured by performing a hardening treatment by heating and pressurizing thereafter. As an automatic attaching method of this composite material tape, for example, the one shown in JP-A-58-45057 is known.
According to this, the tape is continuously fed from the reel and is pressed on the surface (curved surface) of the sticking die by the pressing roller,
By moving the pressing roller along a predetermined path, the tapes are sequentially adhered to each other without a gap, and the tapes are laminated in different layers for each layer.
上記装置においては、テープ供給リールや押付けローラ
を保持するテープ供給ヘッドを予めプログラムされた径
路にしたがって移動させ、互いに規定の微小隙間をもっ
てテープが貼付されるが、テープ貼付ヘッドの移動径路
はテープが押付けローラの左右方向の正規位置にあるも
のとして設定されている。したがって押付けローラ部に
おいてテープの幅方向のずれ（横ずれ）があると、テー
プ間の微小隙間は維持されずに許容値以上の大きな隙間
やテープの重なりが生じたりする。またこの横ずれが生
じると、押付けローラにより圧着されない部分が生じ、
その部分はテープが完全に接着されないことにもなる。
このようにして積層されたものを硬化処理して完成した
板材は、強度面などで規定の品質が得られないことにな
る。In the above apparatus, the tape supply head holding the tape supply reel and the pressing roller is moved according to a pre-programmed path so that the tapes are adhered to each other with a specified minute gap between them. It is set to be in the right and left normal position of the pressing roller. Therefore, when the tape is displaced in the width direction (transverse displacement) in the pressing roller portion, a minute gap between the tapes is not maintained and a gap larger than an allowable value or the tapes overlap. Also, if this lateral displacement occurs, there will be a portion that is not pressed by the pressing roller,
That part also means that the tape is not completely adhered.
The plate material completed by curing the laminated materials in this way cannot obtain the specified quality in terms of strength and the like.
この横ずれが発生する原因の１つとして、テープ供給リ
ールに巻付けられたテープの巻きムラが考えられる。す
なわち、テープ供給リール部および巻取りリール部にお
けるテープの幅方向位置が常に一定であれば、テープは
押付けローラ部において正規の位置を維持することが可
能であるが、上記巻きムラがあると、テープ供給リール
部におけるテープ幅方向位置はテープが繰り出されるこ
とにより変ってしまい、このため押付けローラ部におけ
る横ずれが発生する。As one of the causes of the lateral deviation, it is considered that the winding of the tape wound around the tape supply reel is uneven. That is, if the widthwise position of the tape on the tape supply reel unit and the take-up reel unit is always constant, the tape can be maintained at the regular position on the pressing roller unit. The position of the tape supply reel in the tape width direction changes as the tape is fed out, which causes lateral displacement in the pressing roller.
またテープ自体の幅の誤差によっても大きなテープ間ギ
ャップが生じることになる。すなわち、第７図に示すよ
うに、貼付されるテープ10は矢印100の方向に左列で進
んだ後、折返して中央列で反対方向に進み、さらに折返
して右列を反対方向に進む。この操作において、プログ
ラムされたテープ幅B0に対して実際のテープ幅が一方に
偏った寸法B1であった場合には貼付された隣接テープ間
の隙間はＬとなり、テープ幅誤差（B0−B1）の二倍の量
の誤差が生じることになる。すなわち、プログラムされ
たテープギャップｌに対し、実際のテープギャップＩは
ｌ＋２（B0−B1）となり、大きなテープギャップが生じ
ることになる。In addition, a large gap between the tapes also occurs due to an error in width of the tape itself. That is, as shown in FIG. 7, the tape 10 to be pasted advances in the left row in the direction of arrow 100, then folds back and advances in the opposite direction in the central row, and then folds back and advances in the opposite direction in the right row. In this operation, when the actual tape width has a size B 1 which is biased to one side with respect to the programmed tape width B 0 , the gap between the adjacent tapes attached becomes L, and the tape width error (B 0 -There will be twice as much error as B 1 ). That is, with respect to the programmed tape gap 1, the actual tape gap I becomes 1 + 2 (B 0 −B 1 ), and a large tape gap is generated.
この発明はこのような従来の欠点を解消するためになさ
れたものであり、テープの移送径路中における横ずれを
検出するとともにテープ供給リールの操作によりこれを
修正し、テープを正確に貼付することができる装置を提
供することを目的とするものである。The present invention has been made in order to eliminate such a conventional drawback, and it is possible to accurately detect the lateral deviation of the tape in the transfer path and correct it by operating the tape supply reel to accurately apply the tape. It is an object of the present invention to provide a device that can be used.
この発明は、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向に移動可能に保
持されたテープ貼付ヘッドと、このテープ貼付ヘッドに
取付けられたテープ供給リールとテープ巻取りリールと
テープ押付けローラと、上記テープ供給リールから繰出
されたテープの移送径路中に配置されてテープの両側端
部においてテープの幅方向の変位を検出するセンサーと
を有し、上記テープ供給リールにはテープの幅方向の移
動調整を行なう調整手段が具備され、この調整手段はテ
ープの幅方向の変位を検出した上記センサーからの信号
によってその変位を零にする方向にテープ供給リールを
移動させるように構成されているものである。The present invention relates to a tape sticking head movably held in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions, a tape supply reel, a tape take-up reel, a tape pressing roller attached to the tape sticking head, and the tape supply. The tape supply reel is provided with a sensor arranged in a transfer path of the tape fed out from the reel to detect a displacement in the width direction of the tape at both end portions of the tape, and the tape supply reel adjusts the movement of the tape in the width direction. Adjusting means is provided, and the adjusting means is configured to move the tape supply reel in a direction to make the displacement zero by a signal from the sensor that detects the displacement of the tape in the width direction.
上記装置によれば、テープ移送径路中における横ずれが
生じた場合にはそれがセンサーにより直ちに検出され、
その信号に基き修正量が算出されてテープ供給リールが
操作され、テープの横ずれが修正される。According to the above device, when a lateral deviation occurs in the tape transfer path, it is immediately detected by the sensor,
The correction amount is calculated based on the signal, the tape supply reel is operated, and the lateral displacement of the tape is corrected.
第２図および第３図において、コラム21に支持された一
対のサイドレール22が互いに平行に配置され、このサイ
ドレール22間にはクロスレール23がサイドレール22上を
移動可能に載置され、Ｘ軸用サーボモータ91によりクロ
スレール23がサイドレール22上をＸ軸方向（第２図の紙
面に直角方向）に移動するようにしている。またクロス
レール23にはＹ軸サドル94が取付けられ、Ｙ軸用サーボ
モータ93によりＹ軸サドル94がクロスレール23に沿って
Ｙ軸方向（第２図の左右方向）に移動するように構成さ
れている。このＹ軸サドル94にはＺ軸サドル90が取付け
られ、Ｚ軸用サーボモータ95によりＺ軸サドル90がＺ軸
方向（上下方向）に移動するように構成されている。2 and 3, a pair of side rails 22 supported by the column 21 are arranged in parallel with each other, and a cross rail 23 is movably mounted on the side rails 22 between the side rails 22. The X-axis servo motor 91 causes the cross rails 23 to move on the side rails 22 in the X-axis direction (direction perpendicular to the plane of FIG. 2). Further, a Y-axis saddle 94 is attached to the cross rail 23, and the Y-axis servo motor 93 is configured to move the Y-axis saddle 94 along the cross rail 23 in the Y-axis direction (left-right direction in FIG. 2). ing. A Z-axis saddle 90 is attached to the Y-axis saddle 94, and the Z-axis servo motor 95 moves the Z-axis saddle 90 in the Z-axis direction (vertical direction).
第４図に示すように、テープ貼付ヘッド１には複合材テ
ープ10を巻付けたテープ供給リール２およびこのテープ
10を巻取る巻取りリール25が取付けられ、テープ供給リ
ール２から繰出されたテープ10はテープ切断装置４のカ
ッタ41の部分を通ってテープ押付けローラ20から駆動ロ
ーラ（ピンチローラ）３に掛け渡されて巻取りリール25
に巻取られるようにしている。39はスクラップテープ回
収ボックスである。As shown in FIG. 4, a tape supply head 2 around which a composite material tape 10 is wound around a tape applying head 1 and this tape.
A take-up reel 25 for winding 10 is attached, and the tape 10 fed from the tape supply reel 2 passes through a cutter 41 portion of the tape cutting device 4 and is passed from a tape pressing roller 20 to a drive roller (pinch roller) 3. Take-up reel 25
I am trying to be wound up. 39 is a scrap tape collection box.
上記押付けローラ20はテープ貼付ヘッド１に取付けられ
た保持手段26により押付けローラ用ブラケット27を介し
て保持されており、また駆動ローラ３の周囲には複数個
の従動ローラ31,32,33,34が配置されてこれらによりテ
ープ10が駆動ローラ３に押付けられ、また補助ローラ35
により駆動ローラ３からのテープ10の取出し方向が規制
されている。The pressing roller 20 is held by a holding means 26 attached to the tape sticking head 1 via a pressing roller bracket 27, and a plurality of driven rollers 31, 32, 33, 34 around the driving roller 3. Are arranged so that the tape 10 is pressed against the driving roller 3, and the auxiliary roller 35
By this, the direction of taking out the tape 10 from the drive roller 3 is restricted.
テープ供給リール２は、第１図に示すように構成されて
いる。すなわち、テープ貼付ヘッド１に対して中空の支
持軸108が取付けられ、この支持軸108と同軸にテープ供
給リール用サーボモータ46が取付けられ、その軸が支持
軸108中を貫通し、その先端部にボールねじ109が形成さ
れている。このボールねじ109はナット部材110に螺着さ
れ、このナット部材110の先端部には皿状の連結部材111
が取付けられ、この連結部材111の外周部には後述の円
筒状の保持体112が取付けられている。The tape supply reel 2 is configured as shown in FIG. That is, a hollow support shaft 108 is attached to the tape sticking head 1, a tape supply reel servomotor 46 is attached coaxially with the support shaft 108, and the shaft penetrates through the support shaft 108 and its tip end portion. A ball screw 109 is formed on the. The ball screw 109 is screwed to a nut member 110, and a dish-shaped connecting member 111 is attached to the tip of the nut member 110.
Is attached, and a cylindrical holding body 112 described later is attached to the outer peripheral portion of the connecting member 111.
また上記支持軸108に対して円筒状の作動部材107が軸方
向にのみ移動可能に外嵌され、この作動部材107の外周
には保持体112が固定されている。さらにこの保持体112
の外周にはベアリング106を介してリール部材113が回転
可能にかつ軸方向には相対的に移動しないように外嵌さ
れている。A cylindrical actuating member 107 is fitted onto the support shaft 108 so as to be movable only in the axial direction, and a holding body 112 is fixed to the outer periphery of the actuating member 107. Furthermore, this holder 112
A reel member 113 is externally fitted to the outer periphery of the via a bearing 106 so as to be rotatable and not to move relatively in the axial direction.
上記リール部材113にはテープ10の幅方向の一方の側部
に当接される鍔部が形成され、他方の側部にはテープ10
の他方の側部に当接される鍔部材114が移動可能に外嵌
され、調整用ビス105によりテープ10の幅に応じて鍔部
材114をテープ10の側部に当接させるようにしている。The reel member 113 is formed with a collar portion that abuts on one side portion of the tape 10 in the width direction, and the tape portion 10 is formed on the other side portion.
The flange member 114 abutting on the other side of the tape is movably fitted on the outside, and the adjusting screw 105 causes the flange member 114 to abut on the side of the tape 10 according to the width of the tape 10. .
またリール部材113の一側部にはギア102が取付けられ、
テープ貼付ヘッド１に取付けられたテープ張力用サーボ
モータ47の軸に取付けられたピニオンギア101がこのギ
ア102に噛合している。103は安全カバーである。Further, the gear 102 is attached to one side of the reel member 113,
A pinion gear 101 attached to the shaft of a tape tension servomotor 47 attached to the tape application head 1 meshes with this gear 102. 103 is a safety cover.
さらに上記テープ供給リール２のテープ繰出し部分には
テープの横ずれを検出するためのセンサーが配置され、
このセンサーは投光側センサー５と受光側センサー６と
からなっている。このセンサーは、例えばレーザー式ア
ナログセンサーによって構成され、投光側センサー５か
らの光を受光側センサー６で受光するようにし、かつ受
光側センサー６の半分の面積がテープ10によって覆われ
て光が遮断されるようにし、各受光側センサー６の受光
量に対応した電圧が受光側センサー６から出力されるよ
うにしている。Further, a sensor for detecting the lateral deviation of the tape is arranged at the tape feeding portion of the tape supply reel 2.
This sensor comprises a light emitting side sensor 5 and a light receiving side sensor 6. This sensor is composed of, for example, a laser type analog sensor, the light from the light emitting side sensor 5 is received by the light receiving side sensor 6, and half the area of the light receiving side sensor 6 is covered by the tape 10 The light-receiving side sensor 6 outputs a voltage corresponding to the amount of light received by each light-receiving side sensor 6.
上記投光側センサー５および受光側センサー６は、第５
図に示すようにテープ10の両側端部に相対向して配置さ
れている。そして受光側センサー６からの信号はアナロ
グ演算器11に入力されてテープ10の横ずれ量および横ず
れ修正データが演算され、これがサーボアンプ13に入力
されてテープ供給リール用サーボモータ46が駆動される
ようにしている。The light emitting side sensor 5 and the light receiving side sensor 6 are
As shown in the figure, the tape 10 is arranged at both ends of the tape 10 so as to face each other. Then, the signal from the light-receiving side sensor 6 is input to the analog calculator 11 to calculate the lateral deviation amount and lateral deviation correction data of the tape 10, and this is input to the servo amplifier 13 to drive the tape supply reel servomotor 46. I have to.
なお、上記受光側センサー６からの出力をVa,Vbとする
と、横ずれ量Ｅは以下の式で算出される。When the outputs from the light receiving side sensor 6 are Va and Vb, the lateral deviation amount E is calculated by the following equation.
Ｅ＝K1×（Va−Vb） K1:センサーの出力定数 つぎにこの装置の作用を説明する。Ｘ軸用サーボモータ
91、Ｙ軸用サーボモータ93およびＺ軸用サーボモータ95
をそれぞれ作動させ、テープ貼付ヘッド１の先端部の押
付けローラ20により図示しない貼付型上に押付け、テー
プ供給リール２からはテープ10を所定の速度および張力
で繰出しつつテープ貼付ヘッド１を所定のプログラムさ
れた径路で貼付型の表面に沿って移動させることにより
テープ10を貼付する。E = K 1 × (Va−Vb) K 1 : sensor output constant Next, the operation of this device will be described. X-axis servo motor
91, Y-axis servo motor 93 and Z-axis servo motor 95
Respectively, and presses it onto a sticking die (not shown) by the pressing roller 20 at the tip of the tape sticking head 1, and while feeding the tape 10 from the tape supply reel 2 at a predetermined speed and tension, the tape sticking head 1 is subjected to a predetermined program. The tape 10 is adhered by moving along the surface of the adhesive mold along the specified path.
この貼付操作において、テープ供給リール２に巻きムラ
などによる横ずれがあった場合には、センサー5,6によ
ってその量が検出され、その量に応じてテープ供給リー
ルサーボモータ46が駆動される。これによってボールね
じ109が回転してナット部材110、連結部材111、保持体1
12を介してリール部材113がテープ10の軸方向に動かさ
れ、テープ10の横ずれが修正される。In the pasting operation, when the tape supply reel 2 has a lateral displacement due to winding unevenness or the like, the amount is detected by the sensors 5 and 6, and the tape supply reel servomotor 46 is driven according to the amount. As a result, the ball screw 109 rotates and the nut member 110, the connecting member 111, and the holder 1
The reel member 113 is moved in the axial direction of the tape 10 via 12 to correct the lateral displacement of the tape 10.
上記修正操作により、テープ自体の幅誤差があった場合
でも貼付されるテープ10のギャップに対する影響は最小
限に抑えられる。すなわち、センサー5,6による検出は
テープ10の両側端部で行なわれているために、テープ10
は常に幅方向中央部を基準として修正されることにな
る。このため第６図に示すように、プログラムされたテ
ープ幅B0と実際のテープ幅B1との差（B0−B1）は両側に
振り分けられ、テープ間ギャップＬは最大限でｌ＋（B0
−B1）となり、従来よりギャップ幅を減少させることが
できる。By the correction operation described above, even if there is a width error of the tape itself, the influence on the gap of the tape 10 to be attached is minimized. That is, since the detection by the sensors 5 and 6 is performed on both side edges of the tape 10, the tape 10
Will always be corrected with reference to the center in the width direction. Therefore, as shown in FIG. 6, the difference (B 0 −B 1 ) between the programmed tape width B 0 and the actual tape width B 1 is distributed to both sides, and the inter-tape gap L is l + (maximum). B 0
-B 1 ) and the gap width can be reduced compared to the conventional one .
以上説明したように、この発明はテープの貼付操作を継
続しながらテープの横ずれをセンサーで検知し、かつ必
要な修正データを演算し、その信号に基きテープ供給リ
ールを操作するようにしたものであり、テープの横ずれ
の修正を容易かつ確実に行なうことができるものであ
る。As described above, the present invention detects the lateral shift of the tape while continuing the tape sticking operation, calculates the necessary correction data, and operates the tape supply reel based on the signal. Therefore, the lateral shift of the tape can be easily and surely corrected.
第１図はこの発明の実施例を示すテープ供給リールの断
面図、第２図はこの発明の実施例を示す装置の全体概略
正面図、第３図はその側面図、第４図はテープ貼付ヘッ
ドの側面図、第５図はテープ横ずれ量および修正量の算
出手段のブロック図、第６図および第７図はそれぞれテ
ープの貼付により生じるテープギャップの説明図であ
る。 １……テープ貼付ヘッド、２……テープ供給リール、５
……投光側センサー、６……受光側センサー、10……複
合材テープ、20……押付けローラ、46……テープ供給リ
ールサーボモータ、109……ボールねじ、110……ナット
部材、113……リール部材。1 is a sectional view of a tape supply reel showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an overall schematic front view of an apparatus showing an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a side view thereof, and FIG. FIG. 5 is a side view of the head, FIG. 5 is a block diagram of means for calculating the amount of lateral displacement of the tape and correction amount, and FIGS. 6 and 7 are explanatory views of the tape gap caused by sticking the tape. 1 ... Tape pasting head, 2 ... Tape supply reel, 5
...... Emitting side sensor, 6 …… Receiving side sensor, 10 …… Composite tape, 20 …… Pressing roller, 46 …… Tape supply reel servomotor, 109 …… Ball screw, 110 …… Nut member, 113… ... Reel member.
Claims (1)
持されたテープ貼付ヘッドと、このテープ貼付ヘッドに
取付けられたテープ供給リールとテープ巻取りリールと
テープ押付けローラと、上記テープ供給リールから繰出
されたテープの移送経路中に配置されてテープの両側端
部においてテープの幅方向の変位を検出するセンサーと
を有し、上記テープ供給リールにはテープの幅方向の移
動調整を行なう調整手段が具備され、この調整手段はテ
ープの幅方向の変位を検出した上記センサーからの信号
によってその変位を零にする方向にテープ供給リールを
移動させるように構成されていることを特徴とするテー
プの自動貼付装置。1. A tape sticking head movably held in the X-axis, Y-axis and Z-axis directions, a tape supply reel, a tape take-up reel, a tape pressing roller attached to the tape sticking head, and the tape. The tape supply reel is provided with a sensor arranged in a transfer path of the tape fed out from the supply reel to detect a displacement in the width direction of the tape at both end portions of the tape. An adjusting means for performing the adjustment is provided, and the adjusting means is configured to move the tape supply reel in a direction to make the displacement zero by a signal from the sensor that detects the displacement of the tape in the width direction. Automatic tape sticking device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63075634A JPH0725144B2 (en) | 1988-03-28 | 1988-03-28 | Automatic tape sticking device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63075634A JPH0725144B2 (en) | 1988-03-28 | 1988-03-28 | Automatic tape sticking device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01247146A JPH01247146A (en) | 1989-10-03 |
| JPH0725144B2 true JPH0725144B2 (en) | 1995-03-22 |
Family
ID=13581880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63075634A Expired - Fee Related JPH0725144B2 (en) | 1988-03-28 | 1988-03-28 | Automatic tape sticking device |
Country Status (1)
| Country | Link |
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-
1988
- 1988-03-28 JP JP63075634A patent/JPH0725144B2/en not_active Expired - Fee Related
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