JPH07266438A - Filament winding and device therefor - Google Patents

Filament winding and device therefor

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JPH07266438A
JPH07266438A JP6082727A JP8272794A JPH07266438A JP H07266438 A JPH07266438 A JP H07266438A JP 6082727 A JP6082727 A JP 6082727A JP 8272794 A JP8272794 A JP 8272794A JP H07266438 A JPH07266438 A JP H07266438A
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filament
mandrel
traverse
positions
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Tatsuya Miyagawa
辰哉 宮川
Ichiro Kumo
雲  一郎
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Toray Industries Inc
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Abstract

PURPOSE:To provide a filament winding, by which the production efficiency has been improved, which flexibly copes with the production of various shaped FRP molded article and can wind filament under the condition that winding pattern is properly changed in response to dynamic requirements. CONSTITUTION:At the winding of filament 20 on a mandrel 13 under the condition that the filament 20 is reciprocated to the direction of the axis of the mandrel 13, a plurality of winding-up positions 11a and 11b of the filament 20 to the mandrel 13 are allowed to be set to the axis direction of the mandrel 13.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、フィラメントワインデ
ィング成形方法および装置に関し、さらに詳しくは、マ
ンドレルを成形中子として、これにフィラメントを巻き
付けて筒状の繊維補強合成樹脂成形体(以下、FRPと
称する)を形成するフィラメントワインディング成形方
法および装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a filament winding molding method and apparatus, and more particularly, to a tubular fiber-reinforced synthetic resin molding (hereinafter referred to as FRP) by winding a filament around the mandrel as a molding core. The present invention relates to a filament winding molding method and apparatus for forming the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】FRPの成形は、たとえばBステージの
熱硬化性樹脂を含浸したフィラメントをマンドレル上に
巻き付けて所定の厚さとし、ラッピングテープを巻きつ
け、加熱してラッピングテープの熱収縮力を付与しなが
ら熱硬化性樹脂を硬化させた後、脱型することにより行
われている。
2. Description of the Related Art FRP is formed by, for example, winding a filament impregnated with a B-stage thermosetting resin on a mandrel to a predetermined thickness, winding a wrapping tape, and heating to give a heat shrinking force of the wrapping tape. However, after the thermosetting resin is cured, it is released from the mold.

【0003】FRP素材を成形する方法に関する技術と
しては、従来、図3に示す如く中空チューブ(マンドレ
ル)1を走行させながら2つのボビン2a、2bを互い
に反対方向に回転させフィラメント3を交差状に積層し
て巻き付ける方法(例えば、特開昭55−95535号
公報)や、図4に示す如く、定寸のマンドレル4を回転
させながらトラバース5を往復動させてフィラメント6
を交差状に巻き付ける方法(例えば、特開昭57−49
522号公報)などが提案されている。
Conventionally, as a technique relating to a method for molding an FRP material, two bobbins 2a and 2b are rotated in opposite directions while running a hollow tube (mandrel) 1 as shown in FIG. A method of laminating and winding (for example, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 55-95535), and as shown in FIG. 4, the traverse 5 is reciprocally moved while rotating the mandrel 4 having a constant size, and the filament 6
And a method of winding them in a cross shape (for example, JP-A-57-49).
No. 522) has been proposed.

【0004】ところで、FRPは、それぞれ金属または
樹脂のみからなる材料にくらべて比強度や比弾性率が高
いことから、いろいろな分野に供されている。このう
ち、自動車のプロペラシャフトや、ロールなどの強化部
品として用いるFRP素材は、高強度が要求されるため
に、フィラメントの配向方向が制限されるとともに、フ
ィラメントが素材の両端で切断されることなく連続して
いる必要がある。また、比強度や、比弾性率などの力学
的な要求性能によって巻き付けるワインディングパター
ンの最適条件を見つけ出す必要もある。
By the way, FRP has been used in various fields because it has a higher specific strength and a higher specific elastic modulus than materials made of only metal or resin. Of these, FRP materials used as reinforcing parts for automobile propeller shafts and rolls require high strength, so the orientation direction of the filaments is restricted, and the filaments are not cut at both ends of the material. Must be continuous. In addition, it is necessary to find out the optimum condition of the winding pattern to be wound according to the mechanical performance requirements such as specific strength and specific elastic modulus.

【0005】しかし、図3に示したような方法では、反
対方向に回転する2つのボビン2a、2bが必要であ
り、設備的に複雑になるばかりでなく、2スッテプのフ
ィラメント巻き付けスペースが必要である等の問題があ
る。
However, the method shown in FIG. 3 requires two bobbins 2a and 2b which rotate in opposite directions, which is not only complicated in terms of equipment but also requires a space for winding two steps of filaments. There are some problems.

【0006】また、図4に示した方法では、定寸のマン
ドレル4であるからフィラメントの連続性は得られる
が、1体のマンドレル毎に巻き付けるものであるからマ
ンドレル交換等のために連続生産が難しく生産効率がき
わめて悪いという問題がある。
Further, in the method shown in FIG. 4, since the mandrel 4 has a constant size, filament continuity can be obtained, but since the mandrel is wound for each mandrel, continuous production is required for mandrel replacement or the like. It is difficult and the production efficiency is extremely poor.

【0007】そこで、上記のような問題を解消する手段
の1つとして、たとえば特開昭59−114025号公
報のような提案がなされている。該提案では、連続押し
出し成形されながら回転されるマンドレルに、切断長さ
毎に連続して複数のフィラメントを巻き付ける方法が記
載されている。この方法では、マンドレルが押し出し成
形されつつ、回転軸方向から連続的に巻取部に送入され
る。したがって、フィラメントの連続性も得られて、生
産性が向上する。
Therefore, as one of means for solving the above problems, a proposal as disclosed in, for example, JP-A-59-114025 is proposed. The proposal describes a method of continuously winding a plurality of filaments for each cutting length on a mandrel that is rotated while being continuously extruded. In this method, the mandrel is extrusion-molded and continuously fed into the winding section in the direction of the rotation axis. Therefore, the continuity of the filament is also obtained, and the productivity is improved.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記提
案には、フィラメントで強化されていないマンドレルの
部分がFRP成形品になって一体化されること、連続押
し出し成形するためにマンドレルの形状や大きさの変更
が難しいこと、力学的な要求性能によってワインディン
グパターンを種々変更して巻き付けることが難しいこと
などの問題がある。
However, in the above proposal, the part of the mandrel which is not reinforced by the filament is integrated into a FRP molded product, and the shape and size of the mandrel for continuous extrusion molding. It is difficult to change the winding pattern, and it is difficult to change and wind the winding pattern in various ways depending on the mechanical performance required.

【0009】本発明は、上記のような問題点に着目し、
生産効率を高め、各種形状のFRP成形品の製造に柔軟
に対応でき、力学的な要求性能に応じてワインディング
パターンを適宜変更しフィラメントを巻き付けることが
できるFRP成形用のフィラメントワインディング成形
方法および装置を提供することを目的とする。
The present invention focuses on the above problems,
Filament winding molding method and apparatus for FRP molding capable of increasing production efficiency, flexibly responding to the production of various shapes of FRP molded products, and winding filaments by appropriately changing the winding pattern according to mechanically required performance. The purpose is to provide.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段および作用】この目的に沿
う本発明のフィラメントワインディング成形方法は、マ
ンドレルの軸方向に沿って、フィラメントを往復動さ
せ、該マンドレル上にフィラメントを巻き付けていくに
際し、前記マンドレルへのフィラメントの巻取位置をマ
ンドレルの軸方向に複数設定することを特徴とする方法
からなる。
Means and Actions for Solving the Problems The filament winding molding method of the present invention for this purpose is to reciprocate the filament along the axial direction of the mandrel, and to wind the filament on the mandrel. The method comprises setting a plurality of winding positions of the filament around the mandrel in the axial direction of the mandrel.

【0011】上記巻取位置は、制御装置からの指示信号
に基づいて設定される。
The winding position is set based on an instruction signal from the control device.

【0012】また、各々の巻取位置へ巻き付けるフィラ
メントのワインディングパターンは、制御装置からの信
号に基づき、各々独立に設定可能とされている。
The winding pattern of the filament wound around each winding position can be set independently based on a signal from the control device.

【0013】すなわち、マンドレルの長さ方向に沿っ
て、その長さ内で、トラバース部を往復動させて、マン
ドレルにフィラメントを巻き付けるに際し、巻取位置が
少なくとも2つ以上あり、さらに、,巻取位置と、各巻
取位置に巻き付けるワインディングパターンが制御装置
からの指示により設定できるフィラメントワインディン
グ成形方法を提供するものである。
That is, when the filament is wound around the mandrel by reciprocating the traverse portion within the length of the mandrel, there are at least two winding positions. (EN) A filament winding molding method in which a position and a winding pattern wound around each winding position can be set by an instruction from a control device.

【0014】また、上記目的に沿う本発明のフィラメン
トワインディング成形装置は、マンドレルの軸方向に沿
ってフィラメントを往復動させマンドレル上にフィラメ
ントを巻き付けていくフィラメントワインディング成形
装置において、該装置に、前記マンドレルへのフィラメ
ントの巻取位置をマンドレルの軸方向に複数設定すると
ともに、各巻取位置へのフィラメントのワインディング
パターンを各々独立に設定可能な制御装置を設けたこと
を特徴とするものからなる。
Further, the filament winding molding apparatus of the present invention which meets the above object is a filament winding molding apparatus in which a filament is reciprocated along the axial direction of a mandrel to wind the filament on the mandrel. It is characterized in that a plurality of winding positions of the filament to the winding direction are set in the axial direction of the mandrel, and a control device that can independently set the winding pattern of the filament to each winding position is provided.

【0015】本発明における上記巻取部とは、マンドレ
ルと、マンドレルを把持する把持具と、把持具を回転駆
動する巻取軸と、巻取軸を駆動する回転駆動源で構成さ
れ、マンドレルの回転によって、フィラメントをマンド
レルに巻取らせるためのものである。
The winding section in the present invention comprises a mandrel, a gripping tool for gripping the mandrel, a winding shaft for rotationally driving the gripping tool, and a rotary drive source for driving the winding shaft. It is for winding the filament around the mandrel by rotation.

【0016】また、トラバース部とは、前記巻取部に供
給されるフィラメント、たとえば樹脂含浸フィラメント
を、トラバースさせる部分を指し、必要に応じ、フィラ
メントに樹脂を含浸させるための樹脂槽が取り付けられ
ている。トラバース部の駆動手段としては、トラバース
部自体に駆動手段を取り付けることも可能であり、トラ
バース部の取り付けられている移動手段に駆動機能を持
たせ、トラバース部を往復動させてもよい。
The traverse portion refers to a portion for traversing filaments, for example, resin-impregnated filaments supplied to the winding portion, and a resin tank for impregnating the filaments with resin is attached, if necessary. There is. As the drive means of the traverse portion, it is possible to attach the drive means to the traverse portion itself, and the moving means to which the traverse portion is attached may have a drive function to reciprocate the traverse portion.

【0017】移動手段は、複数の巻取位置に順次、交互
に給糸できるように、トラバース部を各巻取位置に走行
移動するためのものである。たとえば、巻取部の巻取軸
に平行にレールを設置し、それに、トラバース部を載せ
るか、懸垂させるかして移動ガイドとし、公知の駆動装
置によって移動するものなどがある。
The moving means is for moving the traverse portion to each winding position so that the yarn can be sequentially and alternately supplied to the plurality of winding positions. For example, there is one in which a rail is installed parallel to the winding shaft of the winding section, and a traverse section is placed on or suspended from the rail to serve as a movement guide, which is moved by a known drive device.

【0018】また、「巻取位置」とは、トラバース部
が、巻取部の巻取範囲内でフィラメントを往復動させな
がら巻取を実施することのできる位置のことである。
The "winding position" is a position where the traverse portion can wind the filament while reciprocating the filament within the winding range of the winding portion.

【0019】「順次」とは、複数の巻取位置に対し、ト
ラバース部を所望の順序でその巻取位置に移動するスケ
ジュールを意味する。すなわち、巻取は、トラバース部
が所定のスケジュールに従って移動され、複数の巻取位
置に対し順次行われるのである。
"Sequentially" means a schedule for moving the traverse section to a plurality of winding positions in the desired position in the desired order. That is, the winding operation is performed sequentially for a plurality of winding positions by moving the traverse unit according to a predetermined schedule.

【0020】「制御装置」は、巻取に必要な巻取位置、
ワインディングパターンなどの巻取条件の設定を行う設
定器と、設置器に入力された巻取条件からトラバース部
移動速度、巻取部のマンドレル回転数などを算出するた
め、メモリ、CPU、周辺回路とを有する演算処理部
と、演算処理部で算出された指令信号を各駆動機に伝達
できる信号にまで増幅する増幅器とから構成されてい
る。設定器は、公知のコンピュータにより、巻取条件の
入力操作や、巻取状態をモニターする機能を有する。ま
た、設定器は、フィラメントワインディング成形装置を
作動、停止させる機能も合せ持っている。
The "control device" is a winding position required for winding,
A setting device that sets winding conditions such as winding patterns, and a memory, a CPU, and peripheral circuits to calculate traverse speed, winding mandrel rotation speed, etc. from the winding conditions input to the installation device. And an amplifier that amplifies the command signal calculated by the arithmetic processing unit to a signal that can be transmitted to each driving machine. The setting device has a function of inputting winding conditions and monitoring a winding state by a known computer. The setting device also has a function of activating and deactivating the filament winding molding device.

【0021】成形品の形状や、マンドレルの形状などに
より、制御装置から巻取位置を設定することができる。
また、各巻取位置に巻き付けるワインディングパターン
も制御装置から各々設定することができる。
The take-up position can be set by the control device according to the shape of the molded product, the shape of the mandrel, and the like.
Further, the winding pattern to be wound around each winding position can be set from the control device.

【0022】「ワインディングパターン」は、マンドレ
ルの回転数と、トラバースの移動速度との調整によって
形成されるパターンで、パラレル巻、ヘリカル巻、ポー
ラ巻インプレーン巻が形成できる。成形品の形状や、力
学的な要求性能によって、それらのいずれか、または併
用することもできる。また、ワインディングパターンを
設定するとき、巻き付け角度と、糸速と、巻層数を併せ
て設定することも可能である。
The "winding pattern" is a pattern formed by adjusting the rotational speed of the mandrel and the moving speed of the traverse, and parallel winding, helical winding, and polar in-plane winding can be formed. Depending on the shape of the molded product and the mechanically required performance, any one of them or a combination thereof may be used. Further, when setting the winding pattern, it is possible to set the winding angle, the yarn speed, and the number of winding layers together.

【0023】「巻き付け角度」は、マンドレルに対する
フィラメントの巻き付け角であり、また、「糸速」は、
マンドレルの回転数と、トラバース部の移動速度を制御
装置で算出するのに用いられる。
The "winding angle" is the winding angle of the filament with respect to the mandrel, and the "thread speed" is
It is used by the control device to calculate the mandrel speed and the traverse speed.

【0024】「巻層数」は、樹脂含浸フィラメントを巻
き付けて所定の厚さを得るために、ワインディングパタ
ーンの巻数を設定する。また、成形品の形状や、力学的
な要求性能によってワインディングパターンの併用を行
う場合の、各ワインディングパターンの巻数を設定す
る。
The "number of winding layers" is set by winding the resin-impregnated filament to obtain a predetermined thickness. Further, the number of windings of each winding pattern is set when the winding pattern is used together depending on the shape of the molded product and the mechanically required performance.

【0025】[0025]

【作用】本発明に係るフィラメントワインディング成形
方法においては、フィラメントを巻き付けるマンドレル
の軸に沿う方向に巻取位置が複数設定されているので、
フィラメントは、まず一つの巻取位置でマンドレル上に
巻き取られ、該巻取位置での巻き取りが終了すると、続
いて他の巻取位置での巻き取りが開始される。このよう
に、,マンドレル上に設定された複数の巻取位置でフィ
ラメントの巻き取りが順次行われる。従って、マンドレ
ル交換等の回数が大幅に減少し、連続的な生産が可能と
なり、生産効率が向上する。
In the filament winding molding method according to the present invention, since plural winding positions are set in the direction along the axis of the mandrel around which the filament is wound,
The filament is first wound on the mandrel at one winding position, and when winding at the winding position is completed, winding at another winding position is subsequently started. In this way, the filament is sequentially wound at the plurality of winding positions set on the mandrel. Therefore, the number of mandrel exchanges is greatly reduced, continuous production is possible, and production efficiency is improved.

【0026】また、巻取位置は、制御装置からの指示に
より設定されるので、容易に位置変更も可能であり、し
かも正確な位置決めが可能となり、フィラメントの巻き
取り精度が向上される。
Further, since the winding position is set by an instruction from the control device, the position can be easily changed, and moreover, the accurate positioning can be performed, and the winding accuracy of the filament is improved.

【0027】また、フィラメントのワインディングパタ
ーンは、制御装置からの指示により容易に設定され得る
ので、力学的性能に応じたワインディングパターンでの
フィラメントの巻き取りが迅速、かつ確実に実行され
る。
Further, since the winding pattern of the filament can be easily set by the instruction from the control device, the winding of the filament in the winding pattern according to the mechanical performance can be performed quickly and surely.

【0028】さらに、本発明に係るフィラメントワイン
ディング成形装置においては、マンドレルの軸方向にフ
ィラメント巻取位置が複数設定されているので、マンド
レル交換頻度が低減され、連続的な生産が可能となり、
生産効率が向上できる。また、巻取位置及び各巻取位置
でのワインディングパターンは、制御装置からの指示に
より各々独立して最適に設定されるので、フィラメント
の巻取精度が向上されつつ、力学的性能を満足した高品
質のフィラメントワインディング成形品が得られる。
Further, in the filament winding molding apparatus according to the present invention, since a plurality of filament winding positions are set in the axial direction of the mandrel, the mandrel replacement frequency is reduced and continuous production is possible.
The production efficiency can be improved. Also, the winding position and the winding pattern at each winding position are set independently and optimally by the instruction from the control device, so that the filament winding accuracy is improved and high quality satisfying the mechanical performance is achieved. The filament winding molded article of is obtained.

【0029】[0029]

【実施例】以下に、本発明の望ましい実施例を図面を参
照して説明する。図1は、本発明の一実施例に係るフィ
ラメントワインディング成形装置を示している。図1の
フィラメントワインディング成形装置では、巻取部10
が巻取軸12の軸方向に配列されている。巻取部10
は、マンドレル13を把持するための把持具14と、該
把持具14が取り付けられる巻取軸12と、該巻取軸1
2を回転させるための回転駆動源15と有する。巻取部
10にはマンドレル13が取り付けられている。マンド
レル13には、その軸方向に沿ってフィラメントを巻き
取るための巻取位置11a、11bが設定されている。
本実施例においては、マンドレル13上に2つの巻取部
11a、11bが設けられている。なお、巻取位置の設
定数は、これに限定されるものではなくマンドレル13
上であれば任意の数に設定可能である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a filament winding molding apparatus according to an embodiment of the present invention. In the filament winding molding apparatus of FIG. 1, the winding unit 10
Are arranged in the axial direction of the winding shaft 12. Winding section 10
Is a gripping tool 14 for gripping the mandrel 13, a winding shaft 12 to which the gripping tool 14 is attached, and the winding shaft 1.
It has a rotary drive source 15 for rotating 2. A mandrel 13 is attached to the winding unit 10. On the mandrel 13, winding positions 11a and 11b for winding the filament along the axial direction are set.
In this embodiment, two winding parts 11a and 11b are provided on the mandrel 13. The number of winding positions set is not limited to this, and the mandrel 13
If it is above, it can be set to an arbitrary number.

【0030】巻取部10に対向して、トラバース部16
を案内するための移動手段17が配設されている。移動
手段17は、レール18と駆動源19(たとえば可逆回
転モータ)とを有し、レール18上に、トラバース部1
6が載せられている。レール18は、巻取部10に対向
して、巻取軸12に対し略平行に配置されていて、トラ
バース部16を、巻取部10の巻取位置11a、11b
に順次移動させるガイドになっている。
The traverse section 16 is opposed to the winding section 10.
A moving means 17 for guiding the vehicle is provided. The moving unit 17 has a rail 18 and a drive source 19 (for example, a reversible rotation motor), and the traverse unit 1 is provided on the rail 18.
6 is listed. The rail 18 is arranged so as to face the winding section 10 and substantially parallel to the winding shaft 12, and to move the traverse section 16 to the winding positions 11 a and 11 b of the winding section 10.
It is a guide to move sequentially.

【0031】トラバース部16には、フィラメント20
を給糸するためのフィラメントヘッド27が設けられて
いる。フィラメントヘッド27の上部にはフィラメント
20に熱硬化性樹脂を含浸させる樹脂槽21が設けられ
ている。マンドレル13に樹脂含浸フィラメント22を
給糸する際、トラバース部16がトラバース部16自身
に組み込まれた、図示しないトラバース駆動装置(たと
えば、前述の駆動源19に連絡されたボールスクリュ
(図示略)とそれに係合するナット)によって、レール
18に沿ってレール18上を、トラバースのために往復
動される。その往復動は、制御装置23の指示によって
制御されている。
A filament 20 is provided in the traverse section 16.
A filament head 27 for feeding yarn is provided. A resin tank 21 for impregnating the filament 20 with a thermosetting resin is provided above the filament head 27. When the resin-impregnated filament 22 is fed to the mandrel 13, the traverse section 16 is incorporated in the traverse section 16 itself (for example, a ball screw (not shown) connected to the drive source 19 described above and A nut that engages it is reciprocated along the rail 18 on the rail 18 for traverse. The reciprocating movement is controlled by an instruction from the control device 23.

【0032】制御装置23は、フィラメントを巻き取る
ための巻取位置11a、11b、ワインディングパター
ンなどの巻取条件の設定を行う設定器24と、設定器2
4に入力された巻取条件からトラバース部16の移動速
度、巻取部10のマンドレル13の回転数などを算出す
るため、メモリ、CPU、周辺回路を有する演算処理部
25と、演算処理部25で演算された指令信号を各駆動
源に伝達できる信号にまで増幅する増幅器26とから構
成されている。設定器24は、公知のコンピュータによ
り、巻取条件の入力操作や、巻取状態をモニターする機
能を有している。また、設定器24は、フィラメントワ
インディング成形装置自身を作動、停止させる機能も合
せ持っている。
The controller 23 sets the winding positions 11a and 11b for winding the filament, the setting device 24 for setting winding conditions such as the winding pattern, and the setting device 2.
In order to calculate the moving speed of the traverse section 16, the rotation speed of the mandrel 13 of the winding section 10, etc. from the winding conditions input to 4, the arithmetic processing section 25 having a memory, a CPU and peripheral circuits, and the arithmetic processing section 25. The amplifier 26 that amplifies the command signal calculated in step 1 to a signal that can be transmitted to each drive source. The setting device 24 has a function of inputting winding conditions and monitoring a winding state by a known computer. The setting device 24 also has a function of operating and stopping the filament winding molding device itself.

【0033】また、巻取部10の回転駆動源15および
移動手段17の駆動源19に付随しているパルスジェネ
レータ(図示略)により、各駆動源の回転数に応じたパ
ルスが電気的に制御装置23にフィードバックされてお
り、制御装置23からの指令信号に応じた速度、位置制
御が行われるようになっている。
Further, a pulse generator (not shown) attached to the rotary drive source 15 of the winding section 10 and the drive source 19 of the moving means 17 electrically controls the pulse corresponding to the rotational speed of each drive source. It is fed back to the device 23, and speed and position control according to a command signal from the control device 23 is performed.

【0034】巻取位置11a、11b及び各巻取位置の
フィラメントワインディングパターンは、設定器24に
別々のデータを入力することにより個別に設定される。
つまり、各巻取位置11a、11b、およびそれに対応
するフィラメントのワインディングパターンは互いに独
立しており、巻取位置11a、11bに互いに異なるフ
ィラメントワインディングパターンを設定することが可
能に構成されている。
The winding positions 11a and 11b and the filament winding pattern at each winding position are individually set by inputting different data to the setting device 24.
That is, the winding positions 11a and 11b and the winding patterns of the filaments corresponding to the winding positions 11a and 11b are independent of each other, and different winding winding patterns can be set at the winding positions 11a and 11b.

【0035】なお、フィラメント20に樹脂を含浸させ
る樹脂槽21内の熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリイ
ミド樹脂等が挙げられる。しかし、フィラメント20を
含浸させる樹脂は、熱硬化性樹脂に限定されるものでは
なく、熱可塑性樹脂をを用いることも可能である。熱可
塑性樹脂としては、たとえば、ポリエステル、ポリアミ
ド等を挙げることができる。
Examples of the thermosetting resin in the resin tank 21 for impregnating the filament 20 with resin include epoxy resin, unsaturated polyester resin, phenol resin, polyimide resin and the like. However, the resin with which the filament 20 is impregnated is not limited to the thermosetting resin, and a thermoplastic resin can also be used. Examples of the thermoplastic resin include polyester and polyamide.

【0036】上記実施例装置において、本発明に係るフ
ィラメントワインディング成形方法は以下のように実施
される。図2は、本発明のフィラメントワインディング
成形方法のフロチャートを示しており、まず、マンドレ
ル13を、把持具14を介して巻取部10に取り付け
る。引き続いて、必要とされる巻取準備作業を行う(巻
取準備完了)。
In the apparatus of the above embodiment, the filament winding molding method according to the present invention is carried out as follows. FIG. 2 shows a flowchart of the filament winding molding method of the present invention. First, the mandrel 13 is attached to the winding section 10 via the gripping tool 14. Subsequently, the required winding preparation work is performed (winding preparation completion).

【0037】巻取準備が完了したら、巻取に必要な、巻
取位置データと、巻取位置に巻き付けるワインディング
パターンデータと、巻き付け角度θと、糸速Vと、巻層
数と、糸幅、マンドレル径D、巻取のスケジュールを制
御装置23の設定器24から入力する(スッテプ1)。
なお、実施例の巻取のスケジュールは、巻取位置11
a、巻取位置11bの順に設定した。
When the winding preparation is completed, the winding position data necessary for winding, the winding pattern data for winding at the winding position, the winding angle θ, the yarn speed V, the number of winding layers, the yarn width, The mandrel diameter D and the winding schedule are input from the setting device 24 of the control device 23 (step 1).
In addition, the winding schedule of the embodiment is the winding position 11
a and the winding position 11b were set in this order.

【0038】入力された巻取位置データ、ワインディン
グパターンデータなどにより、設定器24のコンピュー
タで内部演算され、巻取位置11a、巻取位置11b、
巻取位置に巻き付けるワインディングパターンの組み合
わせなどが演算される。また、内部演算でトラバース部
16の移動速度Tv、巻取部10のマンドレル回転数M
nなども算出される。算出された各データは、制御装置
23の図示を省略した演算処理部25のメモリに伝送さ
れ、記憶される(ステップ2)。演算されたトラバース
部16の移動速度Tvと、マンドレル回転数Mnは、次
のように表される。 Tv=V×cosθ (m/分) Mn=V×sinθ/πD(rpm) なお、設定器24への入力操作は巻取準備の前に行って
もよい。
Based on the input winding position data, winding pattern data, etc., the computer of the setting device 24 internally calculates the winding position 11a, the winding position 11b, and the winding position 11b.
A combination of winding patterns to be wound around the winding position is calculated. In addition, the moving speed Tv of the traverse section 16 and the mandrel rotation number M of the winding section 10 are calculated by internal calculation.
n and the like are also calculated. Each calculated data is transmitted and stored in the memory of the arithmetic processing unit 25 (not shown) of the control device 23 (step 2). The calculated moving speed Tv of the traverse section 16 and the mandrel rotation speed Mn are expressed as follows. Tv = V × cos θ (m / min) Mn = V × sin θ / πD (rpm) The input operation to the setting device 24 may be performed before the winding preparation.

【0039】次に、設定器24からの指示により移動手
段17を作動させ、トラバース部16を待機位置から、
スケジュールに従って最初に巻取を行う巻取位置11a
の位置に移動する。トラバース部16が所定の位置まで
移動したら、樹脂を含浸していないフィラメント20を
引き取り、樹脂槽21でこのフィラメント20に熱硬化
性樹脂を含浸させ、樹脂含浸フィラメント22にして、
マンドレル13に給糸する。樹脂含浸フィラメント22
の先端をマンドレル13に巻き付けて固定した後、巻取
開始の可否が判断される(ステップ3)。ステップ3で
巻取開始が可と判断された場合は、巻取開始指令が設定
器24から発せられ、設定器24で算出した、巻取部1
0の回転数指令と、トラバース部16の移動速度指令が
増幅器26で増幅され、各駆動源15、19に伝達され
る(ステップ4)。
Next, the moving means 17 is operated by an instruction from the setting device 24, and the traverse section 16 is moved from the standby position to
The winding position 11a for the first winding according to the schedule
Move to position. When the traverse section 16 moves to a predetermined position, the filament 20 not impregnated with resin is taken out, and the filament 20 is impregnated with a thermosetting resin in a resin tank 21 to form a resin impregnated filament 22.
The mandrel 13 is fed. Resin impregnated filament 22
After winding and fixing the tip of the device around the mandrel 13, whether or not to start winding is determined (step 3). When it is determined in step 3 that winding can be started, a winding start command is issued from the setter 24, and the winding unit 1 calculated by the setter 24 is calculated.
The rotation speed command of 0 and the moving speed command of the traverse section 16 are amplified by the amplifier 26 and transmitted to the drive sources 15 and 19 (step 4).

【0040】なお、ステップ3において巻取開始が不可
と判断された場合は、巻取条件データの再入力が行われ
る(ステップ9)。ステップ9において、データの入力
不備が是正された場合には再度ステップ1に戻される。
しかし、データの入力不備が是正されない場合には強制
的に巻取終了とされる(ステップ6)。
When it is determined in step 3 that the winding start is impossible, the winding condition data is re-input (step 9). When the data input defect is corrected in step 9, the process returns to step 1.
However, if the data input defect is not corrected, the winding is forcibly ended (step 6).

【0041】ステップ4に続き、巻取軸12を介してマ
ンドレル13を回転させる。同時に、トラバース部16
が樹脂含浸フィラメント22をトラバースしながら給糸
を開始する。制御装置23から指令されるマンドレル1
3の回転数とトラバース移動速度との調整によって、樹
脂含浸フィラメント22は、マンドレル13の巻取位置
11aに所望のワインディングパターンで巻き付けられ
る(ステップ5)。
Following step 4, the mandrel 13 is rotated via the winding shaft 12. At the same time, the traverse section 16
Starts to feed the yarn while traversing the resin-impregnated filament 22. Mandrel 1 instructed by control device 23
The resin-impregnated filament 22 is wound around the winding position 11a of the mandrel 13 in a desired winding pattern by adjusting the rotational speed of 3 and the traverse movement speed (step 5).

【0042】続いて、巻取終了の確認が行われる(ステ
ップ6)。ステップ6で巻取終了の確認が行れない場合
には、ステップ4〜ステップ6の動作がくり返される。
巻取位置11aでの巻取が終了し、ステップ6で巻取終
了が確認されると、次に、巻取スケジュールの完了が確
認される(ステップ7)。巻取スケジュールが未完了の
際には、巻取り条件の再入力操作が必要か否かが判断さ
れ(ステップ10)、不要の場合には、巻取位置11b
まで移動手段17によって、給糸トラバース部16が移
動され、移動後、所定の巻取を行う(ステップ4〜ステ
ップ6)。ステップ10で巻取条件の変更が必要と判断
された場合には、ステップ1に戻り入力操作を行う。
Then, the completion of winding is confirmed (step 6). If the completion of winding cannot be confirmed in step 6, the operations in steps 4 to 6 are repeated.
When the winding at the winding position 11a is completed and the completion of the winding is confirmed in step 6, then the completion of the winding schedule is confirmed (step 7). When the winding schedule is not completed, it is judged whether or not the re-input operation of the winding condition is necessary (step 10), and if not, the winding position 11b.
Up to the moving means 17, the yarn feeding traverse section 16 is moved, and after the movement, predetermined winding is performed (steps 4 to 6). When it is determined in step 10 that the winding condition needs to be changed, the process returns to step 1 and the input operation is performed.

【0043】ステップ7で巻取スケジュールの終了が確
認されると、設定器24に巻取終了指令が入力され、巻
取部10の回転数指令と、トラバース部16の移動速度
指令が停止され、巻取作業が終了する(ステップ8)。
すなわち、設定器24から巻取指令が継続して出されて
おり、巻取スケジュールが未完了で、巻取条件に変更が
ない限り、上記ステップ4〜6が繰り返し行われる。
When the completion of the winding schedule is confirmed in step 7, the winding end command is input to the setter 24, the rotation speed command of the winding unit 10 and the moving speed command of the traverse unit 16 are stopped, The winding operation is completed (step 8).
That is, unless the winding command is continuously issued from the setter 24, the winding schedule is not completed, and the winding conditions are not changed, the above steps 4 to 6 are repeated.

【0044】設定器24に入力した巻取スケジュールを
すべて完了すると、巻取作業終了となる。端末処理の
後、移動手段17により、トラバース部16は待機位置
へ移動される。そして、巻取作業を完了したマンドレル
13の取り外しと、次のマンドレルへの巻取のための準
備作業が開始される。
When all the winding schedules input to the setting device 24 are completed, the winding operation is completed. After the terminal process, the traverse unit 16 is moved to the standby position by the moving means 17. Then, the removal of the mandrel 13 that has completed the winding operation and the preparation work for winding the next mandrel are started.

【0045】巻取位置の数、巻取位置に巻き付けるワイ
ンディングパターン、トラバース部のスケジュールは、
生産計画や、成形品の形状、力学的な要求性能などによ
って任意に設定できる。また、,マンドレルに巻取られ
るフィラメントの形状は、ロービング、テープなどFR
P成形用の所望の形状が採用できる。
The number of winding positions, the winding pattern wound around the winding position, and the traverse schedule are as follows:
It can be arbitrarily set according to the production plan, the shape of the molded product, and the required mechanical performance. The shape of the filament wound on the mandrel is FR such as roving or tape.
A desired shape for P molding can be adopted.

【0046】次に、本実施例装置を用いて以下に述べる
巻取試験を実施した。入力条件は次のように設定した。
マンドレル13の全長2500mm、外径92mmで、
樹脂含浸フィラメント22の先端をマンドレル13に巻
き付けて固定する位置(以下、糸掛け位置と称する)
を、巻取位置11aでは、マンドレル13の端から17
0mm、巻取位置11bの糸掛け位置を、マンドレル1
3の端から1070mmとし、また、巻取位置11a、
巻取位置11bをそれぞれ900mmとして設定器24
から入力した。
Next, the following winding test was carried out using the apparatus of this embodiment. The input conditions were set as follows.
The mandrel 13 has a total length of 2500 mm and an outer diameter of 92 mm,
A position where the tip of the resin-impregnated filament 22 is wound around the mandrel 13 and fixed (hereinafter referred to as a threading position).
At the winding position 11a, from the end of the mandrel 13 to 17
0 mm, threading position of winding position 11b, mandrel 1
1070 mm from the end of 3, and the winding position 11a,
Setting device 24 with each winding position 11b set to 900 mm
Entered from.

【0047】次に、ロービング数を6、糸速30m/
分、ワインディングパターンを巻取位置11aに、ヘリ
カル巻で±11度を3層、パラレル巻で1層、ヘリカル
巻で±11度を3層、パラレル巻で1層、ヘリカル巻で
±14度を1層、テープ巻を1層と設定する。引き続い
て、巻取位置11bに、ヘリカル巻で±14度を2層、
パラレル巻で1層、ヘリカル巻で±14度を2層、パラ
レル巻で1層、ヘリカル巻で±11度を3層、テープ巻
を1層設定し、設定器24から入力した。また、トラバ
ース部16の巻取スケジュールは、巻取位置11a、続
いて巻取位置11bの順とした。
Next, the number of rovings is 6, the yarn speed is 30 m /
The winding pattern to the winding position 11a, the helical winding ± 11 degrees three layers, the parallel winding one layer, the helical winding ± 11 degrees three layers, the parallel winding one layer, the helical winding ± 14 degrees. One layer and tape winding are set as one layer. Then, at the winding position 11b, two layers of ± 14 degrees with helical winding,
One layer was set for parallel winding, two layers for ± 14 degrees in helical winding, one layer for parallel winding, three layers for ± 11 degrees in helical winding, and one layer for tape winding, and input from the setting device 24. Further, the winding schedule of the traverse unit 16 is in the order of the winding position 11a and then the winding position 11b.

【0048】図2のフローチャートに従いFRPを成形
し、加熱してテープの熱収縮力を付与しながら熱硬化性
樹脂を硬化させた後、脱型した。結果は、従来法に比べ
短時間で力学的性質の異なった、2種類のFRPの成形
品を成形することができた。
The FRP was molded according to the flow chart of FIG. 2 and heated to cure the thermosetting resin while applying the heat shrinkage force of the tape, and then the mold was removed. As a result, it was possible to mold two types of FRP molded products having different mechanical properties in a shorter time than the conventional method.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上に述べたように、本発明のフィラメ
ントワインディング成形方法及び装置によるときは、マ
ンドレルの長さ内で、複数の巻取位置が設定され、巻取
位置と、各々巻取位置に巻き付けるワインディングパタ
ーンが、制御装置からの指示により独立して設定でき
る。したがって、従来の巻取部と給糸トラバース部とが
1対1に対応していたフィラメントワインディング成形
装置に比べ、力学的な要求性能によってワインディング
パターンをさまざまに変えて巻き付けることができ、力
学的性質の異なったFRP成形品が同一マンドレル上で
成形でき、かつ、巻き付け条件の最適化が短時間で行
え、生産効率を高めることができる。また、各種の形
状、特性の異なるFRP成形品の製造に対して、柔軟に
対応できる。
As described above, according to the filament winding molding method and apparatus of the present invention, a plurality of winding positions are set within the length of the mandrel, and the winding positions and the respective winding positions are set. The winding pattern to be wrapped around can be set independently by an instruction from the control device. Therefore, as compared with the conventional filament winding molding apparatus in which the winding unit and the yarn feeding traverse unit correspond to each other in a one-to-one correspondence, the winding pattern can be changed in various ways depending on the required mechanical performance, and the mechanical properties can be improved. Different FRP molded products can be molded on the same mandrel, the winding conditions can be optimized in a short time, and the production efficiency can be improved. Further, it is possible to flexibly deal with the manufacture of FRP molded products having various shapes and characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例に係るフィラメントワインデ
ィング成形装置の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a filament winding molding apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の装置のフィラメント巻取り時の制御に係
るフローチャートである。
FIG. 2 is a flow chart relating to control during filament winding of the apparatus of FIG.

【図3】従来のフィラメントワインディング成形装置の
概略正面図である。
FIG. 3 is a schematic front view of a conventional filament winding molding apparatus.

【図4】従来の別のフィラメントワインディング成形装
置の概略正面図である。
FIG. 4 is a schematic front view of another conventional filament winding molding apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 巻取部 11a、11b 巻取位置 12 巻取軸 13 マンドレル 14 把持具 15 回転駆動源 16 トラバース部 17 移動手段 18 モノレール 19 駆動源 20 フィラメント 21 樹脂槽 22 樹脂含浸フィラメント 23 制御装置 24 設定器 25 演算処理部 26 増幅器 27 フィラメントヘッド DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 winding part 11a, 11b winding position 12 winding shaft 13 mandrel 14 grasping tool 15 rotary drive source 16 traverse part 17 moving means 18 monorail 19 drive source 20 filament 21 resin tank 22 resin impregnated filament 23 control device 24 setting device 25 Arithmetic processing unit 26 Amplifier 27 Filament head

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マンドレルの軸方向に沿って、フィラメ
ントを往復動させ、該マンドレル上にフィラメントを巻
き付けていくに際し、前記マンドレルへのフィラメント
の巻取位置をマンドレルの軸方向に複数設定することを
特徴とするフィラメントワインディング成形方法。
1. When the filament is reciprocated along the axial direction of the mandrel and the filament is wound around the mandrel, a plurality of winding positions of the filament around the mandrel are set in the axial direction of the mandrel. Characteristic filament winding molding method.
【請求項2】 前記複数の巻取位置が制御装置からの指
示により設定される、請求項1のフィラメントワインデ
ィング成形方法。
2. The filament winding molding method according to claim 1, wherein the plurality of winding positions are set by an instruction from a control device.
【請求項3】 前記複数の巻取位置に巻き付けるフィラ
メントのワインディングパターンが、制御装置からの指
示により各々設定される、請求項1又は2のフィラメン
トワインディング成形方法。
3. The filament winding molding method according to claim 1, wherein the winding patterns of the filaments wound around the plurality of winding positions are set by an instruction from a control device.
【請求項4】 マンドレルの軸方向に沿ってフィラメン
トを往復動させマンドレル上にフィラメントを巻き付け
ていくフィラメントワインディング成形装置において、
該装置に、前記マンドレルへのフィラメントの巻取位置
をマンドレルの軸方向に複数設定するとともに、各巻取
位置へのフィラメントのワインディングパターンを各々
独立に設定可能な制御装置を設けたことを特徴とするフ
ィラメントワインディング成形装置。
4. A filament winding molding apparatus for winding a filament on a mandrel by reciprocating the filament along the axial direction of the mandrel.
The apparatus is provided with a control device capable of setting a plurality of winding positions of the filament around the mandrel in the axial direction of the mandrel and independently setting a winding pattern of the filament at each winding position. Filament winding molding equipment.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102013108251A1 (en) * 2013-08-01 2014-10-30 Thyssenkrupp Ag Tool for producing a tubular fiber composite body and method thereof
DE102013108259A1 (en) * 2013-08-01 2015-02-05 Thyssenkrupp Ag Process for producing tubular fiber composite bodies
CN108621450A (en) * 2017-03-24 2018-10-09 丰田自动车株式会社 Silk winding system
KR20230090780A (en) * 2021-12-15 2023-06-22 주식회사 한국카본 Multifunctional composite winding device and pressure vessel winding molding method using the same

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013108251A1 (en) * 2013-08-01 2014-10-30 Thyssenkrupp Ag Tool for producing a tubular fiber composite body and method thereof
DE102013108259A1 (en) * 2013-08-01 2015-02-05 Thyssenkrupp Ag Process for producing tubular fiber composite bodies
CN108621450A (en) * 2017-03-24 2018-10-09 丰田自动车株式会社 Silk winding system
KR20230090780A (en) * 2021-12-15 2023-06-22 주식회사 한국카본 Multifunctional composite winding device and pressure vessel winding molding method using the same

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