JPS583867A - 合成構造体をつくる装置と方法 - Google Patents

合成構造体をつくる装置と方法

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JPS583867A
JPS583867A JP57106621A JP10662182A JPS583867A JP S583867 A JPS583867 A JP S583867A JP 57106621 A JP57106621 A JP 57106621A JP 10662182 A JP10662182 A JP 10662182A JP S583867 A JPS583867 A JP S583867A
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Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は平担、あるいは非平担面のいづれかにテープを
敷設する装置と方法とに関し、さらに詳細には敷設され
たテープ材よりなる平担、あるいは非平担面を有するラ
ミネートされた合成構造体を自動的につくる装置と方法
とに関する。
ラミネートされた合成構造体は、軽量、高強度、ならび
にテープ材により提供可能な特性が有益であるような広
範囲の品物や装置に使用される。前述の合成構造体は航
空機やその他の航空宇宙産業用要素、広範囲の陸上およ
び水中車両用要素の製作や、ある種の建物の構造部材と
して特に有用である。構造部材はその応用の多くにおい
て特定の点において、あるいは特定の軸線に沿って大き
な荷重に耐える必要がある。合成構造体は、材料、例え
ばテープの層の数を変更でき、かつ最大強度を要求する
部分に対応するよう方向づけることか可能なのでこの種
の使用によく適している。典型的には、ラミネートされ
た合成構造体は、ホウ素、グラファイトあるいはガラス
繊維製の織布、あるいはテープ状材料で補強したエポキ
シ樹脂のような材料のプラスチックマトリックスよりな
る。
テープ材からラミネートされた合成構造体を製作するの
に、広範囲の周知の製作方法がある。より一般的に採用
されている方法とその関連装置の多くはコストのかかる
方法であり、その結果それらの方法により製作される構
造体はその関連の高コストにより容易に耐えうるような
ものに限られる。その高コストの発生原因は、ホウ素、
グラファイト、ガラス繊維、あるいはその他のそのよう
な繊維材料からなるテープが高強度でかつ高剛性のため
、その取扱いや、希望する長さや幅での切断を困難にさ
せるからである。さらに、テープ材の未硬化樹脂がその
取扱い中に、貯蔵、搬送および切断用機構に付着したり
、かつテープ材料と連続して接触する機構の表面のいづ
れかに不当に樹脂が堆積しないようにするため多大の注
意を払う必要がある。例えば、比較的簡単な装置ではテ
ープの貯め、および搬送機構を採用してよいが、各所定
長さのテープ材料が貯め機構から引き出された後に、操
作者がテープを手動で切断する必要がある。次いで、操
作者はテープを、製作されつつある特定の部品の型に合
わせて形づくる。このような装置は労働集約型であって
、極めて時間がかかり、したがって極めて高価となる。
また、それは、例えばテープの折れや、型に対するテー
プの不適IEな形成等を導きやすい。しかしながら、よ
り自動化された若干のテープ敷設装置かある。
1979年1月9日ニー・オーガスト(A −Augu
s t)に発行された米国特許第4.133.711号
は、テープの連続した層が真空の抑制面へ敷設されてワ
ークピースを形成し、このワークピースが次いで切断区
画へ送られ、そこでレーザカッタにより希望の形状に切
断され、最終的に型へ送られ、その型の上で成形される
という装置を示している。同様に、1976年11月2
7日エイチ・イー・カールソン他(HlE、Karls
on et al) VC発行された米国特許第3.7
75,219号は合成テープの切断を制御し、必要に応
じてテープ敷設軌道を自動的に調整する光電式縁部感知
機構を含む合成テープ敷設ヘットゞを示している。また
、1976年7月20日ティー・ヘイ(T、Hegyi
)に対し、て発行された米−特許第3.970.831
号は凸形面へのテープ敷設を制御する装置を示している
。ヘイ(Hegyi)の装置は一連の制御信号を発生さ
せ、それらの信号は、デジタル化ヘッド、即ち検出ヘッ
ドをテープヘッドに代替させ、かつ型の作用面に配置さ
れた追跡部材の表面を前記デジタル化ヘッドを横切らせ
ることにより制御装置へ送られる。
この追跡部材は前記のデジタル化ヘッドと関連して作用
し、制御信号を発生させる検出部材を含む。
この制御信号はテープ敷設作業中のテープヘッドの制御
用プログラムをつくるために使用される。
これらの装置のどれも、型中で構造体を完全に製作し、
かつ過度の取扱いを避け、作業時間を最小にするために
テープ敷設作業を実質的に完全に自動化するように設計
されたものではない。参考として本明細書でも含めてい
るが、本発明の発明者による、1981年6月22日出
願された、出願中の米国特願第276.441号はこれ
らの目的を満足に達成する唯一のその他の装置であると
考えられる。本発明と米国特願第276.441号に示
された発明の双方共、平担、あるいは非平担面のいづれ
かにテープを敷設することができる。本発明は非平担面
、詳細には凹形面にテープを敷設するのに適応しうる制
御装置の改良を含む。このことは縦X軸のみに沿ったテ
ープ敷設作用、横X軸(作用面のみを係合したり、ある
いは解放するための)縦Z軸の全体制御および回転C軸
をプログラム化−「ることにより達成される。Z軸と半
径方向R軸との微制御は後述する独立した、適合制御装
置により達成される。このように、ヘイ(Hegyi)
の装置は順次敷設された面には適合しなく、むしろその
追跡ヘッドで付加された毎のテープ層を追従し、テープ
の層が加えられた度毎に新しいプログラムを発生させる
、即ち、作業面にテープの層が加えられる毎に順次益々
不正確になってくるので、本発明はヘイ(Hegyi)
の装置より優れている。
本発明は従来技術よりさらに優れた多くの独得の特徴を
含む。例えば、一実施例においては、テープ供給ヘラ白
ま、テープを型面と接触させ、テープに対して均一に分
配された圧力を加えるシュ一部材を含む。型の面に対す
るこのシュ一部材の相対位置はセンサによって連続的に
モニターされかつ型の面に対する所定の関係を保持する
よう適合制御装置を介して連続して調整可能である。セ
ンサはシュ一部材と型の面との間の接触点をモニターす
ることにより、この接触一点に従って調整するようテー
プヘッドに信号を送るよう設計されている。過去におい
ては、センサ装着に関連した抑制により、センサは実際
には実際の接触点から若干離れた点において型の面をモ
ニターしていた。
例えば、このテープ敷設機の初期のものは電気−空気式
センサスインチを使用していた。これらのセンサは該セ
ンサが型の面に近接するにつれて生じる背圧によって作
動した。そのようなスイッチ数個が型の面にテープを供
給するローラ部材の近傍に装着された。これらのセンサ
は全体的には信頼性はあったが、ローラ部材と型の面と
の間の実際の接触点はモニター出来なかったのでシュー
の位置決めにおいである量の誤差を起因し、そのためロ
ーラを横切って周期的に不均一な圧力を発生させ、テー
プに損傷を加える原因となった。さらに、本発明の実施
例において、シューを該シューに向かってテープを案内
する案内シュートと関連して使用することにより、テー
プの敷設作業中、テープの中心線に沿って圧力を加える
装置を提供する。圧力供給装置を含むこのシュー装置は
、ローラが非平担な面に沿って摩擦力が変化するためテ
ープの中心線からずれて摺動する傾向があり、テープ敷
設作業中にテープを斜めにしたり、あるいは傷つけるか
もしれないので、従来使用されたローラ部材に対する著
しい向上である。最後に、本発明の実施例に採用された
カッタ機構は、走間切断(即ち、型の面を横切ってテー
プヘットが運動している間に切断)が可能であるが、周
知の従来の装置は切断毎の前にテープヘッドの停止を要
するカッタを採用していた。
さらに、テープがテープ敷設装置に付着するのを防止し
、かつ該装置上での樹脂堆積を最小にするために、はと
んどの合成テープ材には裏打ちテープが設けられている
。この裏打ちテープはテープを聾等に供給する前に剥離
されねばならず、一旦剥離されると、装置への付着の問
題ンさけるために合成テープは慎重に取扱いする必要が
あり、裏打ちテープは取り去る必要がある。あるテープ
敷設装置においては、切断するために合成テープを裏打
ちテープから分離させ、次いで合成テープを再び裏打ち
テープに合せて型へ供給する必要がある。合成テープの
この過度の取扱いは潜在的な問題を伴う。例えば、合成
テープを裏打ちテープに再度合せるには、それを再接着
させるに十分テープを軟化、即ち暖化するための熱源の
使用を必要とする。
しかしながら、その他のテープ敷設装置においては、繊
維テープを切断するために裏打ちテープを除去する必要
はないが、繊維テープを切断するために機械を停止させ
る必要はある。本発明は裏打ちテープにまだ付着してい
る間に繊維テープを切断でき、かつテープの軌道に対し
て垂直以外の全ての角度で走間切断可能な切断機構を採
用することによりこれらの欠点の双方共排除する。
ラミネートされた合成テープ材からつくることが有利な
構造体の中の多くの大きな寸法のものは大聖の支持面、
硬化区画、ならびに作業区間の間で型と合成テープとを
搬送するため著しい空間ン要する。作業者がこの空間を
通して常に作業せねばならぬので寸法が大きくなれば合
成構造体の製作所要時間を増加させる傾向がある。その
結果、合成構造体を製作するための作業は度々大規模な
非生産時間を含むことになる。
したがって、本発明の目的はラミネートされた構造体を
つくるだめの新規で、改良され、自動化された装置と方
法とを提供することである。
さらに別の目的は、テープ乞敷設し、切断し、テープの
層を型上で堆積させ単一の作業区画で硬化するに適した
ワークピースをつくることのできるテープ敷設ヘッドを
支持し、かつ搬送するガントリを含む自動化された前記
装置を提供することである。
本発明の別の目的は、合成テープを裏打ちテープから分
離させたり、かつ裏打ちテープへ再度合せる必要なく、
合成テープを直接敷設する装置を提供することである。
さらに別の本発明の目的は、テープを走間切断する装置
と、繊維テープがまだ裏打ちテープに付着している間に
繊維テープ乞切断する装置を提供することである。
さらに別の本発明の目的はテープY型の面に接触させる
ことによって接触装置がテープの長手方向の中心線に沿
って追従するようにする装置へテープを案内する装置を
提供することである。
さらに別の本発明の目的は作業者が作業することなく型
に層となった合成テープン自動的に敷設する装置を提供
することである。
さらに別の本発明の目的はテープ敷設作業の完1後、型
中で形成されつつあるワークピースのトリミングを単一
のトリミング作業に最小化する合成構造体乞つくる方法
を提供することであるO本発明の別の目的は平担面にテ
ープ敷設する場合に使用されるような比較的簡単なプロ
グラムで制御可能であるが、複雑な非平担面上にもテー
プを完全に敷設可能である、作業者がプログラム化でき
る装置を提供することである〇 さらに別の本発明の目的は、非平担面に適合可能で、非
平担な型、あるいは固定面に層が形成されるにつれて、
1績次の層状のテープに均一に圧力を加えるテープ敷設
機を提供することである0さらに別の本発明の目的は、
型中にある間にワークピースが形成され、トリムされか
つ硬化しうろことによって、ワークピースを構成する合
成テープ材の取扱いを最小にする方法を提供することで
ある。
さらに別の本発明の目的は、前述の目的を達成でき、同
時に従来の装置と比較して信頼性がありかつ経済的な装
置を提供することである。
これら、ならびにその他の目的は、構造体に対応した作
業面を有する型上で形成された層状の合成テープから構
造体をつくる装置が、テープを収容し、かつ送り出す第
1の装置と、前記第1の装置を作業面を横切って運動さ
せる第2の装置とを含む本発明によって達成される。一
実施例において、前記第1の装置は作業面を横切って運
動している間にテープを作業面へ供給するよう作動可能
で、テープを方向づける装置と、作業面と接触し作業面
を横切って運動している間にその作業面の形状を検出す
る装置と、前記検出装置に応答して第1の装置の方向に
関連して作業面の検出された形状変化を指示する信号を
前記方向づけ装置へ提供する装置とを含む。前記方向づ
け装置は前記信号発生装置により提供された信号に応答
して第1の装置の圧力供給装置が前記作業面に対して概
ね直角に位置するよう前記第1の装置の方向を変更する
。本発明の別の実施例においては、圧力供給部材は、検
出装置のために、非平担なテープ面と接触するよう追加
して検出装置に連結されたシューである。
本発明のそれ以上の目的や利点は以下の明細書特許請求
の範囲、および添付図面か(明らかとなる。
さて数葉の図面を通して同一要素には同一参照番号を付
した図面を詳細に参照すれば、第1図において、テープ
敷設機410は型、即ち作業テーブル412上を延びる
ガントリ11を含むものとして示され℃いる。ガントリ
11は、詳細に後述する、テープ供給ヘッド組立体41
3を運動可能に支持している装置を含む。第1と第2の
軌条14.15は作業テーブル412のいづれかの側で
ガントリ11の垂直方向に延びて相互に対して平行に整
合した状態で位置されている。ガントリ11に沿った、
作業テーブル412に対するテープ供給ヘソ)415の
運動は「Y軸」に沿った運動で指示され、軌条14.1
5と平行の方向の運動は「X軸」運動と称される。便宜
上、軌条14゜15はここでは左右の「X軸軌条」と称
する。ガントリ11は左右のガントリペデスタル17.
18により端部で支持された全体的に長方形断面の細長
いビーム16を含み、前記にデスタルは当該技術分野で
はトンプソン(Thompson )のラウンドウェイ
ローラとして知られている形式の適当な内部ローラ(図
示なし)Kよって運動可能に支持されていることによっ
てペデスタルはX軸軌道に沿って運動可能である。X軸
軌道14.15に沿ってガントリが運動し、かつ(また
は)ガントリビーム16に沿ってテープ敷設ヘッド組立
体413が運動することによって、テープ供給ヘット8
組立体416が作業テーブル、あるいは型412の面と
接触していれば、ある長さの繊維合成テープ19をテー
プ供給ヘッド組立体416から分配し、かつテープヘッ
ド組立体413について以下説明するように、X軸およ
びY軸の希望する軌道に沿って型412の作業面にテー
プが敷設され、かつ付着する。
第2図を参照すれば、好適実施例におけるガントリビー
ム16はビームの長手方向に延び、かつビームにそれぞ
れ上側と下側とで装着された上部および下部のY軸軌条
20.20’を含む。ガントリのサドル組立体21が、
ガントリビーム16に沿ってテープヘット8組立体41
6が運動できるようガントリビーム16の下方でテープ
ヘットゝ組立体416を装着するために設けられている
。ガントリサドル組立体21は全体的に長方形断面でガ
ントリビーム16を受入れるようにつくられ、それぞれ
上部および下部のY軸軌条20.20’と運動可能に係
合するようつ(られた上部および下部ローラ組立体およ
び軌条22.22’を含む。
前記ローラ組立体と軌条20.20’との構造は当該技
術分野の専問家には周知なので以下詳細には説明しない
チーープ敷設ヘツ)413は二重ベアリング組立体24
を囲む装着ヨーク構造体26によってY軸すドル組立体
21に回転可能に取り付けられており、垂直軸446が
回転可能に支承され、ここで「C」軸と称する概ね垂直
の軸線4440周りで軸446を回転できるようにして
いる。ベアリング組立体24と軸446とはそれぞれ「
C軸」ベアリング組立体および「C軸」軸と称する。C
軸の軸446と、C軸444の周りのテープヘッド組立
体41ろとの制御された回転を行わせるため二重減速機
駆動装置27を採用することが好ましい。減速駆動装置
27はC軸の軸446と共軸線で装着され、かつ該軸4
4ろにスプラインが切られており、第1の調時チェイン
60と係合する第1の調時ホイル28を含み、前記第1
の調時チェイン60は、また、ヨーク構造体26内で回
転可能に装着された垂直軸62に取り付けられた第2の
、より小さい調時ホイル61と係合する。また、第3の
調時ホイル36が軸62と共軸線で同率され、ヨーク構
造体23かも外方へ延びた第2の調時チェイン64と係
合し、第6の調時ホイルよりまだ小さい第4の調時ホイ
ル65と係合する。ヨーク構造体26の延長部に「C軸
」用のDC駆動モータ66が取付けられており、第4の
調時ホイル65と駆動係合しテープヘッド組立体413
の制御された回転を行う。C軸の軸の回転位置に対応す
る信号を発生させることの可能な位置感知フィードバッ
ク変換器40がC軸胴駆動モータ66によって駆動され
モータ軸の回転度に対応した電気出力信号を提供するこ
とによってテープヘッド組立体413のC軸位置がモニ
タされ、詳細に後述する制御装置により制御できる。
テープ敷設ヘッド組立体416は第6図と第4図とによ
り明瞭に示す支持フレーム442を含み該フレームはC
軸周ベアリング構造体24から下方に延びたC軸用軸4
46に非回転接続され、かつその軸の一部から垂下して
いる。
第2図に示すテープヘッド組立体416の垂直方向、即
ち「Zj軸での運動は2軸駆動機構41によってもたら
され、該機構はねじを切った駆動軸42を含み、該軸4
2はY軸周サドル21の側部に固定され、かつサトゝル
21からY軸に沿って上方へ延びた、垂直方向の摺動板
44に装着されたベアリングサポート46から下方に延
びる。Z軸用の、ねじを切った駆動軸42はハウジング
45の内部で下方に延び、該ハウジングにテープヘット
ゝ装着ヨーク構造体23が固定され、駆動軸42が、2
軸ハウジング45の内部に装着された前記軸42と対応
する内部にねじを切ったブロック部材46の内部でねじ
係合している。ねじ付きの軸42は、Z軸の摺動板44
に装着されたZ軸側DCサーボモータ50と係合する調
時ベルト(図示せず)によつそ駆動される。位置センサ
51が駆動モータ50に取り付けられ、駆動モータ50
とねじ付き駆動軸42との回転度に対応した位置フィー
ドバック信号を発生させる。内側にねじを切ったブロッ
ク46.47の内部でのねじ付き駆動軸42の回転によ
って駆動軸42上でハウジング45の垂直運動をもたら
し、このようにテープ供給ヘッド組立体413を垂直方
向に移動させる。
再度第6図と第4図とを参照すれば、テープヘッド組立
体416はテープ搬送および切断機構474を含むもの
として示されている。テープヘッド組立体416は本明
細書で参考として組入れである、1981年6月22日
出願された出願中の特願第276.441号に示すテー
プヘッド13と類似である。テープ切断機構6474は
繊維テープ19が裏打ちテ′−プ112にまた固定され
ている間に切断、即ち「走間切断」されるよう設計され
ており、一方テープヘットゝ416は型の面の横切って
運動を続け、テープの一部は搬送機構474内で切断さ
れた後型構造体412の作業面に供給される。既存のテ
ープ敷設機においては、切断された繊維テープが、裏打
ちテープを傷つけたり、脆弱にすることなく繊維テープ
と裏打ちテープとの間の境界面に向かって方向づけだ分
離用くさびあるいはナイフによって裏打ちテープから分
離されねばならないが、本発明での切断機構は切断作業
中繊維テープ19を裏打ちテープから分離させる必要は
ない。したがって、切断機構469は、例えば粘着テー
プを裏打ちテープから分離し、続いてテープを敷設する
前にテープを裏打ちテープへ再粘着させる必要があるよ
うな、従来技術による方法で発生した困難性、ならびに
その結果発生する困難さを排除する。ある従来技術によ
る装置においては、テープを裏打ちテープに再接着でき
るようにするために、樹脂を暖化するよう裏打ちテープ
から剥離された繊維テープを加熱する必要があった。そ
のような方法の有害な作用は、分離過程を通して繊維テ
ープを汚損させ、加熱過程を通してテープを早期硬化さ
せ、そのため裏打ちテープへの繊維テープの満足な再接
着、ならびに型へのテープの満足な接着が得られないこ
とを含む。
引続き第6図と第4図とを参照すれば、テープヘッド支
持フレーム442は、軸446に固定すれた水平方向に
延びる垂直の裏板、即ち補強裏板440と、該裏板44
0と上板とに対して溶接、あるいは固定され、かつそれ
らの間を水平方向に延びる垂直のフランジ469と、前
記フレーム442を補強するために、前記裏板の反対側
の面即ち裏側面に沿って下方に延びる後方フランジとを
含む。テープヘッド組立体413は、プレート421と
422との間を延び、かつそれらのプレートにボルト止
めされたブラケット468によって平行で、相互に隔置
関係でしっかりと接続された左右の面、即ち側板421
,422”k含む。側板421,422は、さらに詳し
く後述するテープヘッド機構416の支持フレームとし
て作用する。
テープヘッド組立体41′5はR軸装着組立体466(
第6図)によって裏板440に枢着されR軸419(第
4図)の周りでヘッド組立体416の回転運動を許容す
る。R軸419はテープヘッド組立体416と整合して
おり、テープヘッド組立体416が第1図および第2図
に示すよつKX軸と整合すると、X軸と平行に延び、か
つその最下位置、即ち型構造体412との交錯点の近く
でテープヘッド組立体416と中央で交錯する。R軸装
着組立体466は、R軸419と同心の(第6図と第6
図にさらに判りやすく示す)上部および下部弧状の棒、
即ち軌条435,456とを含むR軸軌条フレーム43
4を含む。テープヘッド組立体413は、上部および下
部軌条435゜466に対して装着プレート432の弧
状運動を許容し、そのためテープヘッド組、立体416
のR軸419の周りでの弧状運動を許容させるためにそ
れぞれ上部および下部弧状軌条435,436と合うよ
うにつくられた上部および下部の循環ボールベアリング
組立体417,418を有する堅牢な装着板432(第
4図)を有する。図示のように、テープ構造体110が
前述のように型の面へ供給されるにつれて、該テープ構
造体に希望する圧力を加えるのに十分テープヘッド組立
体416に上方向の力を加えるようつり合い用の空気ア
クチュエータ447,448が使用されている。
第6図のR軸駆動機構71は裏板440に装着されたD
Cサーボモータ72を含む。モータ72の駆動プーリ7
8に接続された調時ベルト76は裏板440に沿って装
着板462の弧状の被動面467上を延び、かつ該面と
係合しており、かつ前記面467と駆動モータ72と整
合し、裏板4400反対側に装着された対応するプーリ
75の周りでループ状とされている。
第6図に示すように、時計方向に駆動モータ72が回転
することによって調時ベルト73の下部を左方へ運動さ
せ、上下軌条435,436上で装着板432とテープ
ヘット9組立体416との反時計の弧状運動を発生させ
る。
戻って第3図を参照すれば、テープヘッドフレーム構造
体461は左右の垂直のブツシュ組立体423.424
によって装着板462に接続されている。 さらに第4
図を参照すれば、左方のブツシュ構造体426.は装着
板462にボルト止めあるいはその他の方法で固定され
た、上下の、循環線形ボールブツー7ユ組立体425,
426を含む。再び第3図を参照すれば、左右の上部ブ
ツシュ組立体425,425’は、線形ブツシュ組立体
425,425’の内部で軸線に運動可能に受入れられ
た左右の垂直軸427,428に対して垂直方向に運動
可能である。第4α図で判るように、メツシュ組立体4
25,425’は半閉状態であり、その断面において、
それぞれ左右の軸427.428にボルト止めされた左
右の軸装着ブラケット458,459を受入れるための
、内方に面し垂直方向に延びたスロットを有する。また
、装着ブラケツ)458,459は、それぞれ左右の側
板421,472にボルト止めされるかその他の方法で
固定されている。作動時、軸427゜428、装着ブラ
ケット458,459およびテープヘッドフレーム43
1はテープヘラl−”413の小さな垂直方向運動を許
容するため、ブツシュ組立体の内部における軸427,
428の垂直運動によって装着板462に対して垂直方
向に運動可能である。
第6図を参照すれば、左右のアクチュエータ447.4
48は左右のブツシュ構造体426゜424に接続され
ており、かつ左右の側板421゜472に沿って下方に
延びている。左右のアクチュエータのロッド447A、
448Aは、それぞれ該ロッドに取り付けられたブラケ
ットによって側板421,472に接続され、かつ固定
されている。作動中に加圧された空気がアクチュエータ
447.448の下部チャンバへ供給され、型の面41
2上でのヘッド組立体413の圧力を制御するために、
テープヘッド組立体413上で上方向の力を均衡させる
か、あるいは加えようとする。
装着板432に対するテープヘッドフレーム431の垂
直位置を感知し、Z軸駆動モータ5oを作動させてテー
プヘラ)’413と装着ヨーク23とを上昇、あるいは
降下させて、アクチュエータのロッに447A、448
Aをアクチュエータ447,448内でのその運動範囲
のほぼ中心に保持するためにサーボ制御装置が設けられ
ている。このように、アクチュエータ447,448と
その関連要素は所定程度までテープヘッド組立体416
の重さによって発生する下方向の力に対向させることに
よって合成テープ110&C作用する圧力の大きさを制
御する装置を含む。
第4図を参照すれば、テープヘッド組立体413は、双
方共堅牢な装着板構造体416に装着されたテープ供給
送りリール414と巻取りリール415とを含む。送り
リール414に含まれた合成テープ構造体110は予め
含浸した繊維テープ19と裏打ちテープ112とを含む
。例えば、繊維テープ19は未硬化エポキシ樹脂含浸の
一方向性グラファイト繊維用に形成された適当幅のテー
プである。裏打ちテープ112は、例えば、0.6−0
.4kg/m’(60−80ポンド’/1000平方フ
イート)のワックス紙から適当につくればよい。
テープ構造体はボール紙のスプール(図示せず)上に適
当に形成される。さらに第6図を参照すれば、プレート
構造体416は、例えばフランジ420によって平行関
係で左方の垂直支持板421に固定されており、該支持
板421は上下の線形ブツシュ組立体429,430内
で長手方向に摺動可能な左方の垂直軸42”7に固定さ
れており、メツシュ組立体429,430の方は裏板4
62に対して垂直方向に整合して固定されている。
テープヘッド組立体413は装着板、即ち裏板440(
第4図)に固定された、上下の弧状軌条455.436
を画成する弧状フレーム434(第6図)の周りでR軸
運動が可能である。裏板440は水平方向に延びた上板
441から垂下しており、上板441、裏板440、お
よび関連の構造体がテープヘット9支持フレーム442
を構成する。フレーム442全体とテープヘッド組立体
413とは垂直のC軸444の周りで回転可能な下方に
延びる軸443に固定されている。
第5図を参照すれば、供給リール414は、円筒状のベ
アリング組立体用ハウジング446に着壁したベアリン
ク組立体445の内部で回転可能で、かつプレート構造
体416を垂直方向に延びる軸444上でプレート構造
体416に装着されている。ベアリングハウジング44
6はハウジングがプレート構造体416にボルト止めさ
れるかあるいはその他の方法で固定されうるようにする
フランジ450を含む。供給リール414は、プレート
構造体416から外方に面する方向に開放し、452で
示すように円筒状のハブ部分上でテープのスプールを装
てんしやすくするハブの形態をしている。この形状は、
案内シュートと切断機構とがテープを供給リール414
ならびに巻取りリール415と整合させ、か2シ二−4
65に対して中心に保持するので、本装置のこの実施例
には適している。テープのスプールをリール上で固定で
きるようにするためハブを通して半径方向外方に延びた
固定ねじ451が設けられている。サーボモータ453
が巻取りリール414の上方でプレート構造体416に
装着されており、サーボモータはプレート構造体416
を貫通して形成された開口を通して突出する駆動軸45
4を有する。
前記軸454の突出部分に調時プーリ455が対応する
プーリ4′56と横方向に整合して位置しており、該プ
ーリ456の方は軸444と共に回転するよう巻取りリ
ール414とベアリング組立体用ハウジング446との
間で前記軸444上で弁軸線関係で取り付けられている
。駆動ベルト460は巻取りリール414&C1第4図
よりみて反時計方向にトルクを加えるべくプーリ455
と456とに係合する。第4図を参照すれば、プレート
構造体416に取り付けられた供給リール414はプレ
ート構造体416の直角方向の前方部分、即ち先導部分
と巻取りリール415に沿って装着板462(第4図)
と概ね水平方向に整合して適当に位置され、対応する巻
取りリール用モータ457はプレート構造体416の上
後部に沿って装着されている。
引続き第4図を参照すれば、供給シュー組立体462が
、プレート構造体416の中央下部に取り付けられてお
り、該シュー組立体462は水平方向に延びたポル) 
4’ 64によってプレート構造体416に装着された
、下方に突出した装着ブロック466を有し、該装着ブ
ロックはプレート構造体の垂直方向に延び、かつ弧状で
、凹状の下部断面をもつ面を有するテフロンのような低
摩擦材からなる供給シューインサート465を受入れる
ために下方に開放している。直径が小さくされた段付き
のねじ付き端部を有するボルト466が、アルミニウム
製が適当な装着ブロック466とインサート465とを
貫通して延びており、型の表面412の不規則性を許容
するため、ボルト466(図示せず)の軸線の周りでシ
ュー465の限定された揺動を許容するためブロック4
65vc形成された段付きの孔の内部で係合する。案内
シュート467が供給リール414と供給シュー465
とに整合してプレート構造体416,471の間で装着
されている。ボルト466の周りでのシュー465の運
動は第4α図に示すように、それぞれシュー465の左
右の側に接続されたフランジ815と816に装着され
た線形電位差計のセンサ816と814とによって検出
される。作動時繊維テープ19と裏打ちテープ112と
より構成されるテープ構造体110は切断装置を通過し
た後案内シュート467により供給シュー465に向か
って案内されることによって、シュー465がテープ1
10の長手方向中心線に沿って確実に進むようにする。
第6図を参照すれば、左方のカッタ組立体装着プレート
469はプレート構造体416の外面に固定され、第4
図から判るように該装着プレート469は供給リール4
14と供給シュー465との間でプレート構造体416
の側部に沿って延びている。対応する右方の装着プレー
)470(第6図)は、第1の主プレート構造体に対し
て平行に延びるプレート構造体471に固定されている
。前記プレート構造体471は7ランジ473によって
右方の垂直支持板472に固定されており、該右方垂直
支持板は裏板462に固定されている。第7図を参照す
れば、左方のカッタ組立体装着プレート469はカッタ
組立体474を支持するためにプレート構造体416に
ボルト止めされるか、あるいはモの他の方法で適当に固
定されている。繊維テープ19と裏打ちテープ112と
からなるテープ構造体110はカッタ機構474を通し
て、シュートの軌道に沿ってアノビル構造体478とカ
ッタ針ハウジング組立体479どの間で供給シュー組立
体462へと導かれる。第8図を参照すれば、カッタ針
ハウジング組立体479は第1の案内棒481に摺動可
能に装着されており、第9図に示すように、第2の案内
棒482は第1の案内棒481に対して平行であり、双
方の案内棒481,482は左右のカッタ組立体装着プ
レー)469,470の間で、W軸線177に沿って延
び、かつ該プレートに接続されている。
アンビル478(第8図)は左右の突出したフランジ4
90,491を有する長方形のプレート構造体よりなる
。左右の細長い案内ブロック486と484とが、それ
ぞれ左右のカッタ組立体装着プレー)469,470に
固定され、かつテープ構造体110の軌道に沿って案内
シュート467(第7図)のすぐ上方で、かつ平行して
延びている。装着ブロック483,484はそれぞれの
該ブロックの長さに沿って延び、案内ブロック486゜
484の内方に面した面へ切込まれた、長手方向にに延
びる溝486,487を有する。使用時アンビル478
の左右の7ランジ490,491は装着ブロック483
,484の溝486,487の内部で突出し、垂直断面
において長方形の溝486゜487の幅より若干幅が小
さいことによって該溝486.487の内部で垂直方向
に限定された範囲で運動自在である。左右のコイルばね
組立体493.494が、それぞれ装着ノロツク構造体
483.484を貫通して形成された対応する孔の内部
に着座しており、上方に突出してフランジ490.49
1の最下方の面部分J接触している。
ばね組立体495,494は溝486,487の内部で
アノビル構造体478を上方に押圧する、フランジに対
して弾圧さ゛れたプランジャを有する。
電磁式、あるいは空気式いづれかのアクチュエータ49
8が前記アンビル478の近傍で、かつ上方において装
着プレート499に装着されている。
装着プレート499は左右の装着ブロック486゜48
4の間で、かつその上方を延び、それぞれ該ブロックの
上面にボルト止めされ、アクチュエータ組立体498を
適所にしっかりと位置づけている。アクチュエータ組立
体498はアンビル478に向かって装着プレート49
9から下方に延びるプランジャ500を含み、該プラン
ジャ500はアクチュエータ498のプランジャ500
によって加えられる圧力に応答してアンビル478に下
方向の圧力を加えるようアンビル478の上面に面した
半球形カム面502を備えた、全体的に円筒状のカム部
材501を有する。したがって、アンビル478は、ア
クチュエータ498に動力が供給されると、アクチュエ
ータ49Elよって溝486.487の上方に面した側
面と接触するよう下方に押圧され、かつアクチュエータ
498内の動力が減少するとばね組立体493,494
によって上方に押圧される。
代替的に、アンビル478は案内シュートA67と組合
せることにより排除してもよい。案内シュートを長くす
ることにより、装着ブロック486゜484、溝486
,487、フランジ490゜491、ばね493,49
4およびカム部材501の必要性を排除する。しかしな
がら、長くシた案内シュートには特殊アノビル面を設け
、カッタ針508を前記の特殊なアンビル面と接触させ
るようキャップ部材516に装着したアクチュエータに
よって、カッタ針ハウジング479を第8図よりみて上
方へ押圧させる。
さらに第9図を参照すれば、カッタ針ハウジング組立体
479は、左右の装着プレート469゜470の間で長
手方向に延びている、キャリッジ505装着用の案内棒
481. 482を摺動可能に受入れる孔を有するキャ
リッジブロック505を含む。戻って第8図を参照すれ
ば、装着キャリツジ505はD軸ベアリング組立体50
7の内部でカッタ針組立体のノ・ウジンダ479を回転
可能に受入れるようにつくられている。第10図を参照
すれば、カッタ針ノ\ウジング組立体用キャリッジ50
5は、左右のカッタ組立体用装着プレート469.47
0の間で接続され、W軸線177に沿ったキャリッジ5
05とカッタ針組立体479と摺動運動を許容するよ5
W軸線177(第8図)に沿って延びた、第1と第2の
、相互に対して平行の案内棒481,482に摺動可能
に装着されている。
カッタ針組立体479はベアリング組立体507の内部
で回転し、カッタ針50Bを繊維テープ19に接触させ
て位置づけるよう、相互に固定された数個の要素を含む
。第8図を参照すれば、これらの要素はD軸線181の
周りを回転するようベア9・ング組立体507の内部で
回転可能に装着された全体的に円筒形のスリーブ部材5
09を含む。スリーブ部材509はキャリッジ505を
越えて下方に延び、その突出部分はキャリッジ505の
下方で半径方向外方に延びる環状プレート510の内部
で共軸線関係で固定されている。局部的に長方形断面の
リング部材511が環状プレート510と共軸線関係で
該プレートの下面にボルト止めされており、その円筒状
内面にはねじ512が設けられている。環状のキャップ
、即ちインサート部材516がリング部材511の内部
でねじ係合しており、その最内側部分は外方に突出した
環状7ランジ514として半径方向に延びており該フラ
ンジ514はリング部材511を越えて突出し、リング
部材内部でのキャップ部材の回転を制限する。第11図
に示すように、正面からみたカッタ針508は第1と第
2の刃先516.517を有するカッタナイフから構成
されることが好ましい。われわれの実験では、切込み角
、即ちカッタ針の先導切断縁とテープの平面とによって
画成される角度は約40度であることが判明し、40度
のプラスマイナス5パーセント、即ち35度から45度
であることが好ましく、30から50度の範囲に入れば
よい。この角度はテープ110内での長手方向の繊維を
切断するよう選定される。
側面図(第12図)においては、カッタ針5’08は刃
先に向かってテーパがついておりカッタナイフの中心か
らその側部へ約15度の逃し角Bを含む。50ノ一セン
ト以上の切断角を有する、上記とは著しく異った形状で
はテープのストランドゝを切断するよりむしろ歪ませ側
方へ押しずらすことが判明した、ナイフの刃先の角度が
減少すると、ナイフはテープのストランド9を完全に切
断するよりむしろテープの上方に乗り上げる傾向がある
第8図を参照すれば、針508は細長い、円筒状の針キ
ャリッジ515内で支持されており、該針キャリッジは
針508を受入れるために該キャリッジを貫通した共軸
線に形成された孔520を有しており、該孔520はそ
の中で針508を長手方向に位置づけするために採用さ
れた位置決め止めねじ521を受入れる内側ねじを有す
る。針キャリッジ515の内側で針508を希望位置で
しっかりと位置決めするために針キャリッジ515の側
壁を貫通して半径方向に形成された孔の内部で、横方向
に延びた止めねじ522がねじ係合している。作動時、
針508は、キャリッジ505と針ハウジング組立体4
79のW軸運動中繊維テープ19を切刻し、かつ切断す
るに十分な距離な該針の刃先が針キャリッジ515を越
えて突出するように位置されるが、針508は裏打ちテ
ープ112を傷つげたり、あるいは切断するに十分突出
するようにはされない。キャリッジ組立体505内部で
の針508の位置は、ロット毎に合成テープの厚さ、塑
性、材料構造、樹脂の種類の異るため実際の使用詩興っ
た切断特性を示す使用すべき特定のテープ構造体を実験
的に検査することによって、キャリッジ組立体505内
部での針の位置は最も正確に調整される。しかしながら
、典型的にはキャリッジを越えた針先の適正な突出度は
繊維テープ19の厚さと相互関連することが判明した。
針キャリッジ515自体はピン526によってスリーブ
部材509どの間の回転運動を阻止するよう該スリーブ
部材509に対してスプラインで止められており、前記
ピン526はスリーブ509を貫通して半径方向に形成
された孔を通して、かつ針キャリッジ515の側部に形
成された対応する長手方向に延びた溝の内部で延びてい
る。
針キャリッジ515の下部は、その中間部で下方向に向
けられ、半径方向に延びた座524を有する、直径の小
さくされた部分である。また、キャップ、即ちインサー
ト部材513の上部も直径が小さくされており上方に向
いた座525を画成している。コイルばね526が針キ
ャリッジ515の直径の小さくされた部分と共軸線で装
着されており、その端部はスリープ部材509の内部で
針キャリッジ515を上方に押圧するよう座524゜5
25に着座している。
使用時、針508により加えられる切断力は針キャリッ
ジ515に対してばね526によって加えられる圧力の
大きさKよって部分的に制御され、圧力はリング部材の
ねじ512の内部でキャップ部材513を回転させて位
置づけることにより調整できる。ハウジングスリーブ部
材509の内部でキャリッジ515が摺動可能に゛係合
すること、および針キャリッジ515の長手方向に延び
たスロットの内部でスプラインビン526がキャリッジ
に対して摺動可能であるため針キャリッジ組立体479
の限定された垂直運動が可能とされる。
リング部材511の外周面はD軸調時、即ち駆動ベルト
を受入れるためのスプライン530を画成している。第
9図を1参照すれば、D軸駆動ベルト561は、また、
第7図と第10図でさらに判りやすく示すD軸サーボモ
ータ566の軸に固定された駆動プーリ562と係合し
ている。また、第9図を参照すれば、D軸サーボモータ
536は左右の装着ブロック565,536&Cボルト
止めされた装着板564に固定されており、前記ブロッ
ク555.556はキャリッジ505に固定され、かつ
そこから下方に延びている。同様に装着板540もD軸
位置分解装置を支持するためキャリッジ505に固定さ
れており、該分解装置541は、D軸モータ566の、
軸とD軸位置分解装置とにそれぞれ固定されたプーリ5
4t、544と係合した調時ベル)542&CよってD
軸モータ533とD軸プーリスプロケット530との回
転に比例して駆動される。このように、D軸サーボモー
タ53・30回転はD軸181の周りで針キャリッジ組
立体479(第7図)を回転可能に位置決めさせる。針
508の位置は、詳細に後述するようにD軸位置分解装
置541がらの信号によって9個の制御コンピュータ(
第15図)Kよって感知される。
され第13図を参照すれば、W軸に沿った針ハウジング
組立体479の運動はキャリッジラ05の上方にある左
側カッタ組立体装着板469に装着されたW軸モータ5
45によって達成され、該W軸モータ545は、W軸の
駆動軸551に非回転装着された対応するW軸駆動ブー
!7550 (第14図)と係合するよう装着板469
に沿ってW軸モータから延びている調時ベル)547(
第7図)と係合したモータプーリ546を有する。第9
図から明確に判るように、第1と第2のベアリング構造
体552,553が、それぞれW軸駆動軸551を回転
可能に受入れるようカッタ組立体装着板470,469
の内部で着座している。W軸駆動軸551はカッタ組立
体キャリッジ505の中間部を貫通して横方向に延びる
ねじ付きの中間部を含み、該ねじ付きの軸はさらに、キ
ャリッジ505の切欠き部分の内部でキャリッジ505
の側に固定された、内部にねじを切ったポールナツト組
立体556を貫通して延びている。内部にねじを切った
ナツト組立体553の内部でW軸駆動軸551が回転す
ることによってキャリッジ505と針組立体479とを
W軸において横方向に運動させ、後述するように繊維テ
ープ19Y切断する。第14図でさらに明らかなように
、W軸位置分解装置555は調時ベル)561(第9図
)と係合した調時プーリ556を含み、該調時ベルト5
60は、右側のカッタ組立体装着板470を越えて延び
たW軸駆動軸551の部分に装着されたW紬調時プーリ
561(第9図)と係合するよう下方に延びている。
切断機構は、テープ110が型の面へ供給されている間
、即ちテープヘッドが運動している際、通常に作動する
。この独得の走間切断能力が機械の生産性を向上させる
機械の作動の第一過程として、針508(第8図)は針
キャリツ:)515内に装着され、針キャリッジ515
からの刃先の突出度が調整される。
針先は繊維テープ19の厚さに略等しい距離だけキャリ
ッジ515を越えて突出することが好ましい。我々の実
験において、使用されている特定のテープの切断に対し
て針508を手で調整し、刃先を正確に位置決めするの
が有利であると判明した。
ベンチテストにおいて、使用されるテープ110を横切
ってキャリッジが横方向に引張られ、針508が過度に
突出することから発生する裏打ちテープの切刻、あるい
は針508の不十分な突出から発生する繊維19の不満
足な切断を修正するよう調整が行われる。次に、針キヤ
、リッジ(第8図)が針組立体キャリッジ515の内部
に装着され、止めねじ523が緊締される。次いで針キ
ャリッジ515はキャリッジ組立体479の内部で装着
され、ねじ512の内部でキャップ部材513が緊締さ
れ針キャリッジ515に対して圧力を加える。次いで、
機械を実際に作動させてテープ110の帯片を切断させ
、かつ続いて裏打ちテープ112に損傷を加えることな
く繊維テープ19のみの切断が一貫して得られるまでね
じ512の内部でキャップ部材516を微回転させるこ
とにより針508への圧力を調整することにより針の切
断圧の調整に関する試験が続けられる。キャップ部材5
13の回転位置はキャップ部材516とリング部材51
1とにある指示装置により都合よく指示できる。
機械に合成テープ110を装てんするには、テープ11
0のロールが第5図に示すように供給リール414上に
置かれ、先導テープ部分が案内シュート467に沿って
、針組立体479とアンビル478との間をテープのロ
ール110から引き出され、次いで供給シュー462の
下を引張られそのとき裏打ちテープ112は合成テープ
19から分離され、巻取りリールの周りを引張られ、粘
着手段により巻取りリール415Vc粘着されて裏打ち
テープ112を回収する。この点において、トルクモー
タ456と457(第4図)と、駆動供給リール414
と巻取りリール415とが作動し、巻取りリール415
と供給リール414に対してトルクを均衡させ、テープ
構造体110と供給シュー462の後ろを延びる裏打ち
テープ112の部分にテンションを加える。これらのつ
り合った力は実質的には均一であることによってテープ
110がそれを動かそうとする外力が何ら存在せず静止
状態に留るようにすることが好ましい。巻取りリール4
15、シュー462および供給リール4140間でテー
プ構造体110と裏打ちテープ112とにテンションを
加え、緊張状態に保持するに十分なトルクが供給される
各種の軸、即ちX軸、Y軸、C軸、D軸およびW軸の周
りで運動可能な要素の位置は、次にアレンブラツドリー
(Alien Bradley)の機械278(第1F
で)による制御に関して較正される。このことは、テー
プヘッド組立体416とカッタ組立体要素474を周知
の位置、即ち、「原」位置へ運動させ、制御された機構
がそれらの原位置に来ると制御装置を調整することによ
りアレンブラツドレーの機械278の制御系統を較正す
ることにより達成される。位置分解装置を制御系統に対
して較正する方法の一例として、W軸のリミットスイッ
チがキャリッジ505.(第9図)の−側に位置される
。該W軸すミットスイッチは常開マイクロスイッチであ
って、キャリッジ部材505がリミットスイッチに接触
すると、W軸の原位置がテープの縁部のすぐ外側である
ことを指示する信号を伝達する。マイクロスイッチはそ
の位置を制御系統に対して大雑把に指示するよう位置さ
れる。
続いて、その装着プーリ内で止めねじをゆるめテープの
縁部においてW軸制御を正確に零化した後位置分解装置
ン手動で回転させることによってW細分解装置555(
第14図)の微調整を行うことができる。この位置の指
示が制御系統についての以下の詳細説明で説明されるよ
うにコノピユータへ組込まれ、繊維テープ19の切断を
開始したいときアクチュエータ498(第8図)を作動
させアンビル478を切断針5−08に対して下方に押
圧させる指令を適当な時に発生させる。カム部材501
によりアンビル478に対して加えられる圧力がアンビ
ル478をばね493,494の圧力に対抗して下方に
押圧し、そこを通してばね組立体493.494が延び
ているスロット486487の上方に面した壁と接触さ
せることによって、アンビル478はキャリッジ505
と針組立体479とに対して周知の位置へ持ってこられ
る。
次いでW軸の駆動モータ545(第13図)がその回転
により作動し、ブーり部材550とW軸のねじ付き軸5
51を、ねじ付きの循環ボールベアリング組立体556
の内部で回転させ、テープ110を横切って横方向に針
組立体479を駆動する。W軸運動速度は切断効率に対
しては重要でなく、毎分457メートル(1800イン
チ)までのテープ横断速度が何ら有害な効果をもたらす
ことな〈実施された。
型の面412への繊維テープ19の供給はY軸およびY
軸サーボモータと、位置フィードバック装置が作動しテ
ープヘッド組立体を希望するX −Y軌道に沿って型の
面412を横切って運動させることによって達成され、
一方テープヘッド組立体の垂直方向の位置決めは2軸サ
ーボモータとZ軸サーボコントロールフィートゝバック
装置によって、半径方向の位置決めはR軸サーボモータ
とR軸サーボコントロールフィードバック装置とによっ
て達成されることによって、供給シュー462の下を延
びる繊維テープ19は型の面412MC対する、つり合
い用シリンダ447. 448のセツティングによって
規定される、概ね一定の圧力によって押圧される。テー
プヘッド組立体413の重量はテープ110に対して全
体的に加えられるのでなく、つり合いハjの空気式アク
チュエータ447.448(第6図)[よって加えられ
るつり合い力によって減少させられる。テープ110が
固定の型面412に対して押圧されている間のヘッド組
立体のX−Y面における運動は供給IJ−ルのトルクモ
ータ456によって加えられる逆転トルクに打ち勝ち、
テープ構造体を供給リール414から引張ろうとする傾
向の、テープ構造体110に対する線形の力を誘発し、
巻取りリール415は、次いで巻取りリールサーボモー
タ457により駆動され裏打ちテープ412を取り入れ
る。
制御装置の制御により、テープヘッド組立体416は、
使用されている特定のテープの幅と等しい距離を、相互
に平行で、かつ隔置されたX−Yベクトル軸に沿って型
を横運動するようにされる。テープは、形成されつつあ
るワークピースの縁部と連続した型上のテープ110を
終らせるに適したベクトル線に沿って切断される。これ
は後述するように制御装置により達成される。型の面上
を通過する毎に、引続きテープヘッドはC軸の取りを1
80度回転し、テープヘッド組立体41ろは型412に
付着した繊維テープ19の最後の帯片に沿って隔置され
た平行の軌道に沿って型を横切って戻される。
テープを垂直方向に切断したいとき、製造すべき合成構
造体の型の縁部から所定の距離だけ隔置された位置へテ
ープヘッド13が到達すればX −Y面におけるガント
リの運動が停止することを注目すべきである。Y軸のガ
ントリモータとY軸のガントリモータとが非作動になる
と、ヘッドは静止し、W軸モータが付勢してテープ11
oを垂直に、即ちその長手方向軸線に対して直角に切断
する。しかしながら、前述のように、ある角度をつけて
切断することが許されるならばテープ切断は走間で達成
することが可能である。
テープ敷設作業は数値制御装置600w利用したコンピ
ュータ数値制御装置により制御される。
制御装置600は第15図で線図で示すようにコンピュ
ータの集積部分としてプログラム可能制御インタフェー
ス601を有することが好ましく、該インタフェースは
後述するように数個の位置リミットスイッチおよび変換
器からの信号を受取る。
プログラム可能の、制御インタフェース601は論理読
出し、および生成機能を利用した電気機械式リレー、ま
たはタイマカウンタの均等物としての役目を行う。プロ
グラム可能の制御インタフェ−ス601とその関連のソ
フトウェアプログラムの使用は、そのプログラム化上の
柔軟性の故に、かつ電気・機械的リレー論理装置に伴う
保守上の問題や信頼性の問題を排除するため好ましい。
そのような内部でプログラム化された機械の一部1.@
7V7ブ7ツ)’lz−社(Allen Bradle
yCorporat、1on)によって7620型とし
て製造されているものであって、これは主要軸の位置決
めサーボモータ(即ち、X、Y、C,DおよびW軸周サ
ーボモータ280,284.66.563.545)の
位置指令制御に対する十分な出力チャンネルと、それら
に対応する位置変換器フィードバックユニット、即ちX
、Y、C,DおよびW軸の位置分解装置281.285
,40.541.555 に対する十分な入力チャンネ
ルとを備えた、主要軸、入力/出力制御モジュール60
2乞有している。これらの位置決めモータは、必要な個
々のワークピースの形状に対して、テープ読取装置から
コンピュータプロセッサユニット60ろへ送り込まれる
8孔の穿孔テープに適当に供給される位置実行シーケン
スプログラム(当該技術分野で一般的に「パートプログ
ラム」と称す)にしたがって、−その位置と速度とに関
して制御装置600によって制御される。代替的には、
位置制御指令はアレンプラントレーの数値制御装置の集
積キーボードにょって送り込みパートプログラムの一部
あるいは全部なオーバライドするようにでき、あるいは
さらに付加的な記憶装置が必要な場合は、例えばアップ
ル■(Apple I[)型コンピュータ装置のような
バックアップユニットをアレンプラントレーのキーボー
ドゝに集積させて付加的な記憶容量を提供することがで
きる。
付加的な、デジタル式の補助的な位置検出装置をモニタ
ーし、かつテープ供給ヘッドが型の面412と接触する
初期の該ヘッドの位置決め中2軸とR軸のサーボモータ
を制御し、かつ、例えば巻取り、および送りリール用の
サーボモータ457と453とへの動力のインプットケ
制御するために、補助的な入カ/出カ制御モヂュール6
o4が設けられる。そのような位置制御機能は、内部コ
ンピュータプロセス、あるいは回路606によって連続
的に制御する必要はなく、代りに、制御装置600が適
合制御モートゞにあるときは、外部の適合制御回路60
5(第15図、第16図および第17図)によって指示
されるような適合フィードバック装置によりさらに容易
、かつ経済的に制御できる。後述するこれらのフィード
バック装置は、後述するように2軸とR軸の運動と乞、
制御装置600からの制御とは独立して自動制御するよ
う設計されている。制御装置600へのその他の入力は
、希望に応じ、W軸、Z軸、C軸、R軸、Z軸およびY
軸における要素の「オーバトラベル」および(または「
原」位置を感知する位置、あるいはリミットスイッチか
ら受取られた信号乞含んでよい。
連続した主要軸の制御は、当該技術分野において一般的
に使用されているプログラミング技術によって、集積機
械のキーボード、あるいはテープ読取装置によって、コ
ンピュータの記憶装置へ送り込まれた位置実行シーケン
ス指令プログラム(パートプログラム)と協働し7て、
コンピュータの記憶装置におけるプロセッサ部分603
における常駐プログラムにしたがって実施される。また
2軸およびR軸における位置決めも補助的な入力/出力
制御モジュール604を介してプロセッサ部分60ろで
制御されるが、その制御は単にZ軸およびR軸サーボモ
ータ50,72によって初期の、即ち粗い位置決めを行
う程度までである。
引続き第15図を参照すれば、コンピュータの制御イン
クフェース回路601と、位置入力および出力装置60
2は、例えばX、Y、C,D、およびW軸281.28
5.40.541.555用の位置分解装置と関連して
示されており、これらの位置分解装置はこれら軸周サー
ボモータ280.284.66.5ろ6.545 と機
械的に関連している。位置指示スイッチは例えば、例示
としてのリミットスイッチ606で示すような適当な常
開位置指示スイッチである。
Z軸とR軸の運動は、型の面412に沿ったテープヘッ
ド組立体416の運動中に自動トラツキング装置と称さ
れる適合制御装置605(第15図、第16図、第17
図)[より、かつ型への近接中の初期の全体的運動の制
御により代替的に制御される。テープヘラ)”413に
対する、R軸周リノ供給シューAO5の運動を感知する
ためにセ/すが供給ヘット″′416内に装着されてお
り、アクチュエータロット”447αの相対位置なg知
するため裏板432に装着されたZ軸センサが:Z軸軸
周リンシュー465運動、ならびにテープヘッドフレー
ム413に対するフレームの支持に関する入力信号を提
供するようにされている。制御装置600に対する自動
トラッキング入力は適合制御回路605内で受取られる
アナログ信号であって、該制御回路605は、X軸とR
軸との制御が適合作動モードにあるとき、型の面に対し
て直角の平面に対してX軸とR軸の位置を適合正常化す
るため位置、即ちX軸とR軸の位置のインフォーメーシ
ョンを指示する入力信号を受信するアナログ/デシタル
制御回路である。代替的に、回路605は制御盤604
を介してX軸とR軸の位置の初期、即ち粗い指令を受取
る。送りリール414と巻取りリール415とを作動あ
るいは非作動とする指令は、常駐の、補助的な機能制御
プログラムによって規定される、コンピュータプロセッ
サ606からの指令信号の結果として、制御盤604に
おいて発生する。適当な電圧レベルと極性のアナログ出
力信号が、適合制御回路605から、例えば、それぞれ
送りリールおよび巻取りリールモータ455.457用
のDC増幅器610,611よりなる各サーボモータ制
御装置へ導かれる。同様に、適当な極性と大きさの出力
信号が2軸およびR軸周す−ボモータ50%72用のX
軸、R軸モータ制御装置へ提供される。入力および出力
モジ−”−−ル602+7’)出力側&j、X、X/ 
、Y、C。
DおよびW軸1.290,291,292.296.2
94.295用サーボモータに動力を供給するために適
当な大きさと極性とlもつアナログ信号をDC増幅モー
タ制御装置へ提供するよう接続されている。
本装置の作動開始に関して前段で要約的に説明したよう
に1通常の制御指全シーケンスの初期実施中において、
テープ敷設ヘッドとその関連の要素は、そこから全ての
次の指令が出る基準となる初期基準較正を行うようX、
Y、C,D、およびW軸の原位置に位置づけされる。こ
のとき、予め選定した位置実行シーケンス指令、即ちパ
ートダイアダラムが実施される。以下は、X軸から45
度の軌道に沿ってテープを敷設させる、長方形のワーク
ピースを形成するために適当に利用される・ξ−ドブロ
グラムの例である。この例は典型的なハートフログラム
であって、X町から45度のベクトル角、で合成テープ
の一本の帯片を敷設し、45度の角度で該帯片の端部を
切断するに要する過程が示されている。
最初のシーケンスの指令は、合成テープ110の先導帯
片を敷設すべく型412上でテープヘッド組立体413
乞位置づけるよう機械に指令を出すことである。
NI FOX146.54  YB2.!+36  W
OC315D135Nl      プログラム実行シ
ーケンス番号FO急速トラバースにおいて実行す るだめの全ての軸の速度(x。
YおよびW軸に対しては30.5 m /分=1200”/分、C軸とD 軸の位置決めに対しては6600 度/分) X146.54    X軸が原位置から3.72mC
146,540インチ)まで、運動 Y85.336Y軸が原位置から2.17m(85,3
36インチ)まで運動 WOW軸がo、ooom(原位置)まで運動 0315     C軸が原位置から+315.000
度まで運動 D315     D軸が原位置から+155.00度
まで運動 N2Mo4・・・X軸を型の面412まで降下させ、X
軸が平面(即ち 型の面412)まで接触し、R軸に対
して適合制御状態となるまで、それ以上のシーケンスの
実行を阻止する。
N5F600x149788Y88.489・・・15
.2m/分(600インチ/分)の速度で11.7 c
rn (4,604インチ)の直線距離yr45度ベク
トル角に沿ってXおよびY軸を位置づける(11゜7c
rrL=4.604インチの距離は「導入」距離であっ
て、その終りにおいてテープ110を切断するシーケン
スの指令が実行される) N4F450  W5.2  X152.06  Y2
O,751Mn2 −・・11.4m/分(450イン
チ/分)の速度で8.13cm(6,2インチ)の距離
だけ45度の角度でアンビルを延し、テープを切断する
N5  Mn6・・・アノビルを後退させる。
N6  F2O3X158  Y96.796  Mn
3・・・敷設寸法を完了し、Mn3(CNCのタイマを
介してZ軸を約7.6 cttt (3インチ)持上げ
る)を実行するN7  FOX158  Ylol、0
81 0135  WOD45・・・急速トラバース運
動においてY、C,D、およびW軸の位置を決め、テー
プの次の隣接する帯片敷設の準備をする。
N8  (等・・・上述のように次のテープ帯片の敷f
fY継続する) N2の過程でZ軸とR軸用の適合制御装置の作動を完了
する。
N6の過程はテープ切断シーケンスを開始せねばならぬ
位置までテープ110の最初の長さ部分を敷設するに要
する距離だけテープヘラ)’413をX−Y軸で運動す
るよう指示する先導指令である。供給シュー462とカ
ッタ組立体474との間の距離乞カバーするには、例え
ば25.7CrIL(10,1インチ)の先導長さが必
要である。
N4の過程は、X−Y軸の速度は減速するが、テープは
W軸に沿った針508の運動によって切断されるので停
止はしないような、実際の切断シーケンスの指令である
再び第15図を参照すれば、°制御盤604ン介して回
路605がZ軸とR軸との初期の、即ち粗い位置に関す
る指令を受取った後は、Z軸とR軸との自動トラッキン
グセンサはZ軸とR軸の原位置に位置して、積極的に初
期基準点を提供する要はない。これらの基準点を設定す
る過程は、それぞれの新しい、あるいは異った型412
で始めるときに実施せねばならないが、その実施と完了
とは比較的容易である。Z軸サーボモ′−夕が作動して
テープ敷設ヘラ)”413v型412と接触させる。次
いで、供給シュー465と型の面412との間の正確な
接触点に対応するよう位置センサが較正、即ち零とされ
る。この較正位置において、供給ヘッドの重量はつり合
いシリンダ447と448とによって正確に均衡される
。次いで、テープはその後ろから何ら圧力を加えること
なく供給される。この位置において、テープ供給装置も
非平面の面ン試験し、かつ検査するのに使用するよう適
合される。代替的に、シリンダ447゜448のつり合
い状態が、テープが型412に供給されるにつれて、そ
の時っり合いがとられていない供給ヘッド4130重量
に対応して、テープに所定の圧力が供給されるよう調整
される。この所定の圧力において、Z軸の自動トラッキ
ングセンサが零に較正される。
R軸センサtセットするKは、Z軸センサがセットされ
ていないときの正値に対して同じ正確な正値に対応する
よう調整することが好ましい。この作業を行うには、テ
ープヘラ)’413がシュー465と型の面との間の接
触点の周りで枢動するときR軸センサが較正、即ち零と
される。
一旦Z軸とR軸のセンサが較正されると、テープ供給ヘ
ッド416は作業開始状態となる。ヘッド416が型の
面の形状を横切って運動するにつれて、X%Y、 C%
DおよびW軸のサーボモータ280.284.36.5
66.545がアレンプラット9レ−(7Jコンピユー
タのプログラムによって制御される。Z軸とR軸のサー
ボモータ50と72とは適合した自動トラッキングセン
サによって独立して制御される。原位置、即ち零位置に
対するテープ供給シュー465の移動位置によって指示
される型の形状における変化をセンサが確認し、適当な
サーボモータが反応してシューを零位置、即ち原位置へ
戻すよう信号を発信する。自動トラッキング装置には各
種のセンサを使用できる。例えば、リミットスイッチの
ような直接的なスイッチ装置を使用してヘラ)’465
の変化に対する信号を発生させたり、空気圧の差圧上ン
サを使用して位置変化を指示できるし、好適装置では型
録番号80294−200108501’6 のストロ
ークが5.7 cm(2,25インチ)で10キロオー
ムのバーンズ(Baurns)製線形正値変換器のよう
な一連の電位差計を採用している。本実施例におけるZ
軸は唯一の変換器を使用しており、ト、ラバース運動す
べき型の面412の最大垂直変化を網羅するよう選定す
べきである。例えば、前述したバーンズの変換器は、も
し零点を慎重に選定していたとすれば一方向2.9セン
チ(11/8インチ)、即ち全体で5.8センチ(21
74インチ)の最大変化を網羅できよう。一旦較正、即
ち零とされておれば、変換器は、つり合い用シリンダに
対して作用するにつれて、供給ヘッド416を完全に追
跡する。同様に、本実施例におけるR軸は第4図に示す
ように供給ンユー465の各側に装着された2個のセン
サを使用している。
Z軸センサ401は裏板462に固着されており、可動
のセンサ軸402を有し、該軸402は空気式つり合い
シリンダ447(第6図)の作動ロッド447Aを固定
しているフランジ部材403に向かって下方に延びてい
る。外側のばねがセンサの軸402を7ランジ406と
の接触状態に保つことによって、裏板432に対するシ
ュー組立体とその関連要素、特にシュー465の運動が
、テープヘッド41ろとシュー465が型412と接触
するよう下方に持ってこられるにつれてセンサーの軸4
02を運動させる。第15図を参照すれば、Z軸センサ
401は、テープヘッド413が型の面412と接触す
ると、可動テープヘッド要素、例えは左方の垂直支持板
421、装着板構造体416、右方の垂直支持板472
との垂直運動に応答したセンサ軸402の垂直運動に比
例したアナログ電圧信号を、そのワイパー要素において
発生させるよう作動する変換運動する電位差計を含むd
第16図を参照すれは、Z軸センサ401は、電位差計
の抵抗要素のいづれかの側に接続された、正および負の
5ボルトの電源を有するものとして概略的に示されてい
る。可動(ワイパー)要素の出力側は、ここではユニテ
ィゲイン電流増幅器として採用されている高インピーダ
ンス入力を有するB1−FET作動増幅器701の非転
倒入力に対して導線700を介して接続されている。コ
ンデンサ702は導線700からの電圧変移と電気的騒
音をf過するために導線700と接地の間で直列に接続
されている。
ユニティゲイン電流増幅器701の出力は導線704を
介して、Z軸電位差計センサ401から発生した電圧出
力に比例した電圧出力を提供するために電圧差増幅器と
して採用されているB1−FET作動増幅器705の転
倒入力側へ送られる。
B1−FET増幅器705の非転倒入力側は、その抵抗
要素が正と負の電源に接続されている電位差計を含む調
整可能な電源707に接続されていることによって、操
作者は前記電位差計707を調整することにより作動増
幅器705の非転倒入力側に供給される電圧を調整でき
る。この調整によって、操作者はシュー465の型41
6への接触点を追跡する自動トラッキング装置に対応す
るよう増幅器705からのDCオフセット出力を調整す
ることができる。
作動増幅器705からの出力電圧はテープヘラ)′41
6の可動部分の一連の位置変換に比例するよう調整可能
である。出力は、電位差計706と導線706を介して
、アナログスイッチ装置716へ送られる。スイッチ装
置716は単極の単投スイッチと均等の、ノリツビステ
ートの、アナログスイッチ装置である。アナログスイッ
チ716の出力は導線708を介して励振導線709に
送られ、終局的に、これもユニティゲイン電流の作動増
幅器とされている作動増幅器710を介して送られ、次
いで、2軸動力増幅器、即ちモータ制御装置712 <
w15図)に励損接続された出カフ11へ送られ、2軸
サーボモータ50を駆動する。第15図を参照すれば、
導線711は適合制御回路605と2軸動力制御装置7
12との間で接続されたものとして示されており、前記
制御装置712は2軸サーボモータ50に動力を供給す
る。
導線706と、作動増幅器705からの出力側との間に
接続された手動調整電位差計706が増幅器705から
の出力レベルを調整可能とし、そのため増幅器705か
ら受信された電圧信号を減衰させ、必要に応じて増幅器
705から発生したこれらの信号に対するZ軸サーボモ
ータ50の反応を減少させる。電位差計706は、型の
面412の形状の変化に対して、自動的な形状追従作動
の間、その応答の「微調整」を可能とすることによって
、位置上の応答ずれ、即ち逆に、型の面412の変化に
対する補正しすぎを防止する。
主要なZ軸周適合制御チャンネルを説明したので、再び
第16図を参照する。基準電圧電位差計707と類似の
別の基準電圧電位差計720が電圧コンパレータ721
の転倒入力側に対する調整可能な基準電圧を設定するた
めに設けられている。
このことによって、操作者は電圧コンノミレータ721
により検出された基準電圧を、一旦シュー46が型41
6を捕捉するとZ軸が適合トラッキングをとる点に対応
するよう調整できる。コンパレータ721の非転倒入力
側は、ユニット化された出力電流増幅器701から受取
られた(Z軸の位置を指示する)電圧レベルを受取るよ
う導線722と導線704を介して順に接続されている
〜 コンパレータ回路721の出力は供給シュー465によ
る型412の平面との接触を指示するデジタル信号であ
る。f過コンデンサ726が電位差計720の出力側と
アナログ電圧コンパレータ721との間に接続されてい
る。アナログ電圧コンパレータ721の出力は導線72
5とヒステリシスフィードバック回路を介して導かれる
。前記ヒステリシス回路は電圧コン・ξレータ721の
非転倒入力側と出力側との間で直列接続された抵抗体7
60を含み、かつさらに電圧コンパレータ721の非転
倒入力側と導線722との間に直列接続されていること
によって、電圧コンパレータ721を介して1対10の
フィートゞバックヒステリシス、即ち負のフィードバッ
クを提供し、信号出力における著しい励振を防止する。
ヒステリ7スフイードバツク回路がなければ、コンパレ
ータ721の入力が同等限界切換点に近接するか、到達
すると、該コンパレータ721からの出力電圧は励振す
る傾向にある。当該技術分野の専問家には理解されるよ
うに、ヒステリシス回路はコンパレータ721の非転倒
入力側への電圧を加減し、非転倒入力側に供給された電
圧の大きさが限界基準電圧より著しく大きくなるまでス
イッチ作用を防止する。
10対1の比は高レベルのヒステリシスが好まれるとい
う点で本回路においては効果的であることが判明した。
電位差計720は、「平面上(オンプレーン)」にある
状態を指示する、導線725に沿ったデジタル出力信号
を発生させるに要する電位差計401のプランジャの押
下げ度を調整できるように操作者が調整可能である。出
力導線はNANDゲートとして採用したNORゲート7
32へ逆用回転変流機735を介して接続されており、
NORゲートのその他の入力は後述する手動調整回路部
分764から導線736を介して送られる。電圧コンパ
レータ回路721からの出力は、NORゲート732に
直列接続された逆用回転変流機765によって逆転され
、そのためNORゲート762を介して供給された負の
、あるいは「論理零」の信号が通常アナログスイッチ7
1ろを作動させ、導線706から送られるZ軸の差電圧
信号が導線708.709と、バッファ710を介して
Z軸動力制御装置712(第15図)とサーボモータ5
0(第15図)とへ伝送できるようにする。
また、導線726を介してトランジスタ制御回路部分7
40(第16図)が電圧コンパレータ721の出力側に
接続されており、該回路部分740は型の面との接触が
行われたことを指示するデジタル出力信号なCNGコン
ピュータ606用に発生させる。導線726はNPII
ランジスタフ41のベースに接続されており、該トラン
ジスタのエミッタは接地され、コレクタの方はリレー7
42の一方の側に接続されており、該リレーの他方の側
は24ボルトの電源746に接続されている。コンパレ
ータ721からの信号によってトランジスタ741がオ
ンとされると、リレー742が付勢し、リレー742の
接点を閉じさせ24ボルトの電圧を出力端子744へ供
給する。
リレーからの出力端子744には便宜上、入力/出力端
子ラック604(第15図)を介して給電され、該ラッ
クからプロセッサコンピュータ603への入力が送られ
る。このように、制御回路部分740はコンピュータ6
03に「オンプレーン」信号を伝達し、コンピュータに
対して、Z軸位置決めの適合制御装置が今や作動状態に
あることを知らせる。
自動トラッキングセンサ電位差計401から発生した出
力は第15図の自動トラッキング感知回路605を介し
て送られ、該回路605は前述のように全体的に作動増
幅器705と、アナログ電圧コンパレータ707と、そ
れらの関連の回路(第16図)とを含み、テープヘラ)
’413がテープ110の敷設につれて型412をトラ
バース運動する際、型412の形状を自動的に追従する
代替的に、(−ξ−ドブログラムから出てきた)CNG
制御、あるいはZ軸位置の手動制御は、入力/出力ラッ
ク604を介してプロセスコンピュータ606を介して
行われ、Z軸の初期、即ち全体制御を可能とし、かつ自
動的な型状追跡の手動オーバライド1を可能とし、ある
いは、後述するある条件下での「自動トラッキング」を
可能とする。
Z軸制御のための(電位差計401から出てくる)自動
トラッキング用入力は「Z軸上外」の指令に対するCN
G制御によってのみオーバライドされる。勿論、これは
テープヘラ)4413の一部を損傷させる可能性のある
テープヘラV413の下方向運動を防止するための安全
上の理由からである。
CNGコンピュータ606は、各リレー752゜753
に接続された、第1と第2の、2軸上昇およびZ軸降下
のための指令の入力端子750 、751(第16図)
&C接続されており、前記リレー752゜753は双極
性で、双投型の接点形状とされている。それぞれリレー
752,755のスイッチ要素754,755の「上部
」接点として図示されている接点は、差電圧作動増幅器
760の転倒および非転倒入力に対して、導線756,
757を介して接続されており、前記増幅器760の目
的は最終的にZ軸サーボモータ50を駆動させるための
、所定の極性と大きさとを有する指令信号を発生させる
ことである。応答を滑・かにするためにサーボモータ5
0&c供給される信号を修正するよう、アナログ勾配電
圧発生装置763(および、第2のリレー接点757に
接続された類似の勾配電圧発生装置回路764)が設け
られている。回路761を考慮し、かつ接点754が常
開であると想定すれば、コンデンサ763は、それが導
線765、接点754、導線766、抵抗体767を介
して接地へと放電されるという点において通常放電され
ている。リレー752が付勢すると、接点754を介し
て導かれる電流によりコンデンサ766は充電される。
前記接点は導線768と抵抗体769とを介して5ボル
トの正の電圧源770に接続されている。このように、
導線763の電圧はリレー752の付勢時、コンデンサ
766と抵抗体769の値に応じて変るRe時常数で上
昇を始め、その結果、差電圧作動増幅器760の転倒入
力91IIにおいて電位差を増加せしめる。このため、
差電圧作動増幅器760の出力側から負の電圧を発生さ
せるが、この電圧は導線756を介して受取られた正の
信号に比例し最初に増加した出力レベルで2軸用サーボ
モータ50を作動させることによりテープ供給ヘラ)’
413を持ち上げる。もし抵抗体767と769とが本
回路におけるように等しい値であるならば、リレー接点
754の位置が反転すると、導線756における出力電
圧が、接点754が最初に閉鎖したとき上昇したのと同
じ北軍で減少し、Z軸周モータ50を希望する時間停止
させる。類似の、第2のスイッチ回路762から譲られ
てくる出力は接点755を介して送られてくる信号と関
連して作動し、差電圧作動増幅器760へ類似の制御信
号を発生させるがその信号は非転倒入力側へ供給される
ので、反対の極性の出力信号を発生させ、このようにZ
軸周サーボモータ50を反対方向に駆動してテープヘッ
ド413を降下させる。
相互に並夕「接続された第1と第2の増幅器のゲインの
フィードバック回路771,772は差電圧作動増幅器
760にわたって直列接続され、正と負の信号、即ち上
昇および降下指令信号に関して差電圧作動増幅器760
のゲインを付加的に、かつ独立して制御する。例えば、
回路772はダイオ−)”776に:よって使用可能と
される上昇指令(即ち負の電位差の)の間供給されるゲ
インを減少させる。前記ダイオードは差電圧作動増幅器
760からの出力が負の際フィードバック回路772を
介して電流を通すことができるよう前方に弾圧される。
電位差計775は回路772中でダイオード776と直
列接続されフィードバックを制御し、したがって増幅器
のゲインを制御する。
フィードバック回路771のダイオ−ビア76はダイオ
−ビア76に対して逆極性で接続され、差電圧作動増幅
器760の出力側を介して負の電位差が受取られると、
フィードバックループ771を通しての電流の流れを阻
止する。降下の指令の間、逆転が行われる。ダイオード
”776はフィードバックループ772を通しての電流
の流れを阻止し、対応する電位差計774を調整するこ
とによりフィードバック回路771により増幅の制御が
行われる。別の電位差計777が作動増幅器760の出
力側と接地との間で接続され、希望に応じてサーボモー
タの応答を減衰可能とするために、後述する第2のアナ
ログゲート781と導線709および711を介してZ
軸サーボ制御モータ50へ供給される出力信号を操作者
が手動制御即ち微調整できるようにする。
全体的に780で指示し、後述する複数のゲートとスイ
ッチとを含む論理回路が手動、ならびにC8Cパートプ
ログラムによる制御信号を選択的に使用可能としたり使
用禁止とできる機能を提供する。論理回路780の第2
の機能は、型の面412に対する安全位置を通過させて
しまう下方向の、操作者制御の、テープヘラ)”413
の運動を防止、即ち、チーブヘラ)”413を損傷させ
る可能性のあるテープヘラ)’413の下方向運動を防
止するデジタル安全インターロック回路を形成すること
である。
第2のアナログゲート781が導線709と電位差計7
77の出力側との間で直列接続されている。アナログゲ
ート781と713とは、それぞれ正と負の電位差源7
82と782Bとからのバイアス電圧を受取り、かつ(
NANDゲートとして形状化している)NORゲートが
ら導線786を介、して使用可能電圧を受取ることがで
きる。アナログゲート781は、ゲートZ84により使
用可能とされる導電性となり、導線709を介して手動
による上昇と降下の指令信号を提供する。NANDゲー
ト784から何ら使用可能信号が受取られないと、アナ
ログゲート781は阻止され、差電圧増幅器760を介
して受取られたCNC指令をしゃ断し、増幅器705か
ら導線708v介して送られる制御信号を介して、自動
的な適合したZ軸制御を可能とする。NANDゲート7
84は導線785を介して接続された第1の入力側と、
導線786を介して接続された第2の入力側と、アナロ
グゲート781とを含み、NANDゲート784の双方
の入力側、即ち双方の導線785と786とからの入力
が電位差零のとき使用可能となる。
それぞれ、リレー750,751の下方の組のリレー接
点(787,788)に接続された回路は論理回路78
0と関連して作動可能である。
NANDゲート784の一方の入力側に接続された導線
785はNORゲート790の出力側に接続されており
、該NORゲート790は接点788の共通(スイッチ
要素)の端子に第1の入力側791が接続されており、
前記接点は図示する非作動状態においては導線792と
794とを介して接地されている。導線796を介して
接続されたNORゲー)790の反対側の入力側も接点
787、導線794を介して同様に接地されている。こ
のように、図示の状態ではNORゲート790への入力
は(接地レベルでは)同一でありNORゲート790か
ら導線785を介して送られる出力は(NORゲート7
90を横切り、かつまたNANDゲート784を横切っ
て接続された、電圧源、図示せず・から送られる)正の
5ボルトの大きさである。導線785を介して供給され
る5ボルトの電位差がN’ANDゲート784を使用可
能とし、導線783においてアナログゲート781への
零の電位差出力を発生させるようにする。このため、差
電圧作動増幅器760と導線709との間の回路をしゃ
断し、増幅器760を介しての2軸の作動を防止する。
図示する接点787,788の状態は、手動によるZ軸
の制御、あるいはCNCコンピュータ60ろを介しての
「パートプログラム」によるZ軸の制御のいづれかに対
応してZ軸の指令信号がZ軸指令入力端子750.75
1を介して何ら送られない状態に相等する。CNCによ
るZ軸の上昇および降下指令信号は専用的であって、即
ち2個のリレー752.753が同時に作動するのを防
止するためコンピュータ506の内部に安全インタロッ
ク回路が設けられている。
さて、端子751に供給された電圧としてCNGの降下
の信号が受取られると想定すると、リレー756が作動
し、接点755が閉鎖され、前述のように、差電圧作動
増幅器760を介してアナログの降下信号を発生させる
。さらに、リレーの接点788が閉鎖され、導線795
、導線791を介して電源770からNORゲート79
0へ正の5ボルトの電位差を提供する。導線796から
NORゲート790へ送られた電位差は接地状態に留ま
り、したがって、NORゲート790の出力は電位差零
となり、そのためNAND  ゲート784を使用禁止
とし、そのためアナログゲート781が出力端子711
を介して手動のCNC指令信号を導き、下Y向に2軸用
サーボモータを駆動する。また、この作動は型の面41
2と接触すると別の回路要素(即ち、後述するANDゲ
ート796と逆用回転変流機797)が作動することに
よっても影響を受ける。
同様に、NORゲート790は使用可能とされてNAN
Dゲート784を使用禁止とし、次いで入力端子750
を介して、テープヘラ)413を上方へ運動させるため
の信号が受取られると、アナログゲート781を使用可
能とする。このとき、接点787は図示位置から反転さ
れ、電源770からの正の電位差が導線796を介して
NORゲ−)790へ流れるようにする。導線796か
らの正の電位差がNORゲート790を使用可能とし、
NANDゲーJ784を使用禁止とすることによってア
ナログゲート781を使用可能とする。
端子750で受取られたCNG発生の上方へノ指令に応
答して、導線796を介して、続いて導線798を介し
て正の5ボルトの電位差が供給されそのため正の5ボル
トの電位差が逆用回転変流機797の入力側へ供給され
る。また、導線798は導線763を介してNORゲー
ト762の第2の入力端子へ接続されている。導線7ろ
6を介して正の電圧がNANDゲート762に供給され
、それがゲート762を使用可能とし、そのためアナロ
グゲート713を使用禁止とし、それが適合した(自動
トラッキングの)制御信号が導線708を介してZ軸側
制御回路711へ供給されるのを防止する。このように
、いかなる状況下においても、上昇の指令のある間、自
動トラッキングは使用禁止とされる。また、導線798
から5ボルトの電位差が逆用回転変流機797に供給さ
れ、そこで逆転されて、その結果束じた信号がANDゲ
−)796を使用禁止とし、(但し導線785を介して
何ら使用可能電圧が供給されなげれば)NANDゲート
786を使用禁止とし、そのためアナログゲート781
を使用可能とし、差電圧増幅器760を介してZ軸を付
勢させる。
前述の回路の作動を要約すれば、NANDゲート784
への導線785がリレー752,753とGNG入力側
750,751とから送られてくる上昇、あるいは降下
用の指令を入力させるための指令入力を提供する。導線
785に指令信号がなげれば、NANDゲート784を
使用禁止とし、その結果、アナログゲート781を使用
可能とし、導線786を介して何ら使用禁止信号が受取
られないならばCNG制御を可能とさせる。ANDゲー
ト79乙の目的は、(1)Z軸が平面上(オンプレーン
)Kあるという信号が導線799を介して受取られるか
、あるいは (2)上昇用指令が出た結果零電圧が逆用
回転変流機797を介して受取られたかのいづれかの結
果によって、ゲート796の入力側の間に省略があった
ときNANDゲート786へ使用禁止信号を提供するこ
とである□また、導線799を介して受取られた「オン
・プレーン」信号は導線800を介して、その反対側の
延長部において、これから説明するR軸制御回路へ伝達
される。
導線799を介して受取られた出力は、第17図に示す
ように、接続導線800を介してR軸用回路へ導かれる
。導線799を介して送られる出力は、型の面と接触が
行われた結果、「オンプレーン」の信号を発生させ、そ
のEオンブレーン」信号が電圧コンパレータ721(第
16図)により発生する際に発生する正の5ボルトの信
号である。前記の「オンプレーン」信号は第17図に示
すようにR軸制御回路の2つの部分で受取られる。
主として第17図を参照すれは、Z軸の「オンプレーン
」信号は導線800を介して第1のアナログゲート80
1へ導かれ、アナログゲート801を使用可能とする。
以下の説明からさらに詳しく理解されるように、ゲート
801は、自動のR軸制御信号を、R軸サーボモータ7
2(第15図)を駆動するR動用動力増幅器805へ、
第15図に示すように導線804を介して接続されたユ
ニット化したゲイン電流増幅器、即ちバッファ回路80
6へ伝達し、R軸の周りでテープヘット’413を位置
づけできるようにする。また、以下の説明からさらによ
く理解されるように、第2のNANDゲート810の入
力側の中の一方に接続されたものとして図示されている
導線800を介して受取られる「オンプレーン」信号は
NANDゲート810を使用可能とし、第2のアナログ
ゲート811を使用禁止として、手動、あるいはCNG
コンピュータの制御信号が出力導線812を介してユニ
ット化したゲイン電流増幅器806へ伝達されるのを阻
止する。
自動の、即ち適合したR軸制御は第1と、第2のR軸セ
ンサ813..814から得られる。該センサは第4図
に示すように、テープへツビシュ−465の右側と左側
に位置されている。第4図を参照すれは、センサ813
,81.4はシュー462の支持フレーム4161/1
m取り付けられており、シュー要素構造体の右側と左側
とに装着されたフラyジ815,816との接触関係に
保持されている、ばね負荷のプランジャを有する。セン
サ81ろ。
814は第15図にも示されている。したがってボルト
466の周りでシュー465が限定された揺動を行へこ
とによって変換器813,814のプランジャの差動を
行わせることによって、後述する回路によって感知され
る位置制御信号を発生させる。再び第17図を参照すれ
ば、正と負の5ボルトの電位差源が(前述した第16図
の2軸用変換器401におけるように)電位差計813
゜814の抵抗要素の各側に接続されている。出力導線
817,818がそれぞれ、電位差計816゜814の
可動要素から第1と、第2のユニティゲインと、バッフ
ァの増幅器819,820の非転倒入力端に接続されて
いる。バッファ増幅器819゜820にはフィードバッ
クループ821,822が設けられており、ユニティゲ
イン(電圧増幅なし)を設定し、このよ5に増幅器81
9,820はインピーダンスのしゃ閉装置、ならびに電
流の増幅装置として作用し、差電圧増幅器826に対し
て低インピーダンスの入力を提供する。差電圧増幅器8
26は、そのそれぞれの入力側を導線824.825と
、抵抗体826,827を介して、それぞれバッファ増
幅器819,820の出力側へ接続されている。差電圧
増幅器826の出力は電圧レベルにおいてR軸周センサ
823A、814の出力間の電圧の差に比例し、その極
性はエラー(R軸の差電圧)の方向に対応することによ
って、その出力はR軸の運動度に比例する。さらに、そ
の出力は出力導線829とその転倒入力側とにわたって
直列接続されたゲインループ回路828を増幅すること
によって制御され、フィードバックループ828は調整
可能電位差計830を組込んでおり、該電位差計は固定
された抵抗体823に関連して作動し差電圧増幅器86
2の電圧ゲインを制御する。差電圧増幅器823の非転
倒入力側と接地との間で接続された抵抗体832は、抵
抗体827,826,831.および可変抵抗体830
との組み合せで差電圧増幅器826の全体ゲインを決定
する。次に、操作者が制御する電位差計833は出力導
線829、導線828、およびアナログゲート801の
間で直列接続され差電圧増幅器826から送られてくる
出力を調整可能に減少させることができることによって
、操作者の希望に応じて所定の差電圧のR軸入力に対す
るR軸用サーボ制御装置の応答を減衰させることができ
る、基本的には、この調整が所定の入力に対するR軸の
応答を若干遅らせる。
アナログゲート回路801が導線800から送られてき
た「オンプレーン」信号によって作動可能とされると、
電位差計833から受取られた出力は前記アナログゲー
ト回路801を通され、続いて出力はユニティゲイン電
流増幅器803と出力導線804とへ、導線802を介
して通されてR軸サーボ装置804,805,806(
第15図)を作動させる。導線802.812を介して
電流増幅器806を通される指令信号は右と左のセンサ
813,814から送られる差電圧信号に対してその大
きさが比例し、前記センサの各感知要素の移動の相対方
向によって決定される、前記2個のセンサ813,81
4の電位差の相対差異に対して極性が対応する。このよ
うに、前述したR軸の自動トラッキング制御回路は、テ
ープヘラ)”413が型412の変化する形状の位置の
上を通過するにつれてテープ供給ヘラ)’413のR軸
の角度と型の局部部分の面との間の不均衡を連続的に修
正作用を行う。これは、パートプログラムから送られて
くるコンピュータ制御(CNG)指令。
即ちプログラム化された「x」 「Y」 「C」 「D
」およびrWJ軸の指令とは独立して、型412の形状
の自動、即ち適合トラッキングが達成されるという点で
、本発明の重要で、かつ有利な特徴である。この特徴は
、機械のプログラミングを簡素化し、コンピュータ制御
された回路とコンピュータプログラムの複雑さを減少さ
せ、機械の柔軟性を向上させる。所定の動的パラメータ
に対する機械の実際の応答性を調整するために操作者に
よる制御が行われる。適合した制御回路がなければ、個
々の各型に対して平行座標の詳細な表をプロットせねば
ならず、多数の平行座標の等式を絶えず解(ことによっ
て型412の特定の三次元の形状を網羅、即ち追従する
よう複雑なコンピュータプログラムを設定せねばならな
い。そのような計算や装置が複雑であるために、当該技
術分野の現状のテープ敷設装置は可変の、あるいは形状
の高さ変化、即ち三次元の形状をした型の面を追跡する
装置を組入れていない。
導線802を通して導かれアナログゲート801を介し
て発生する信号で行う、適合したR軸制御の他[、また
R軸制御は、全体的に840で指示する第2の入力回路
によってCNC機械を通して操作者による制御、あるい
はパートプログラムによって達成される。(第15図に
示す入力/出力回路ラック604からの出力を介して接
続された)第1と第2の制御信号の入力端子841.8
42は、それぞれ単一のリレー接点セット845.84
6を組入れた第1と第2のリレー843゜844の非接
地の側に接続されている。入力側842はR軸の左方へ
の運動を行わせる指令信号を受取り、か、つ入力側84
1はR軸の右方へ運動を行わせる指令信号を受取る。リ
レー843の作動を検討するに当り、入力側841を介
して指令信号が受取られ、接点845の可動要素を閉鎖
しているものと想定する。そのため5ボルトの電位が導
線848を介し、続いて導線849を介して電源847
から差電圧増幅器850の転倒入力側へ供給される。ブ
リッジ抵抗体851を含むブリッジ回路は差電圧増幅器
850の転倒入力側と出力側との間で直列に接続される
。抵抗体851は導線849と差電圧増幅器850の転
倒入力側との間に直列接続された抵抗体852と値が等
しいため、ユニティゲインが得られる。また−抵抗体8
56は抵抗体856が抵抗体851と、接地された抵抗
体854とに対して値が等しいという点で、非転倒入力
側に関してもユニティゲインが達成される。接地基準抵
抗体855が接地と出力導線849の間で接続され、接
地基準抵抗体856は接地と、スイッチ要素846の可
動要素に接続された対応する導線857との間で接続さ
れて(・ることによって、リレー接点845.846の
可動スイッチ要素が変移している(それらのスイッチ要
素が固定接点の間を運動、即ち「浮動」しおり、運動し
ていなければ、差電圧増幅器850の入力側へ好ましく
ない変移電圧を発生させる)時間接地基準電圧を提供す
る。
差電圧増幅器850の出力は、そめ入力側が作動するか
どうか(即ちそのリレー843,844が付勢している
かどうか)によって極性が変化しその出力はユニティゲ
インであるので、その出力は著しいレベルにある。その
出力は導線858と859ならびに電位差計860を介
して伝達され該電位差計860は希望に応じてR軸サー
ボ制御装置の応答を減少させるために操作者により制御
することができる。続いて、差電圧増幅器850からの
出力は導線861を介し、アナログゲート811へ伝達
され、該ゲート811は作動可能とされろと導線812
とユニティゲイン増幅器803を介して信号をR軸サー
ボ制御装置へ伝達する。
アナログゲート811はNANDゲート810の出力側
に接続された導線370から送られる信号により作動可
能とされ、NANDゲートはZ軸のオンプレーンの出力
電圧コンパレータ721(第16図)からの第1の入力
側800と、NORゲー)872から導線871を介し
て接続された第2の入力側とを有する。いづれかの入力
導性871、または800を介して何ら信号が受取られ
ないとNANDゲート810の出力は「論理1」であり
、これがアナログゲート811を作動可能とする。
しかしながら、導線800から5ボルトのオンプレーン
信号が送られてくると、NANDゲート810は無条件
に作動可能とされ、「論理OJ (零電圧)をアナログ
ゲート811につくり出し、ゲート811を作動禁止と
する。このため、テープヘッドカ「オンプレーン」状態
、あるいは型と接触していると、手動制御、あるいはパ
ートプログラムによるR軸用指令がR軸サーボ装置を作
動させないようにする。このように、NANDゲート8
10を作動禁止にし、アナログゲート811を作動可能
にするために、「論理0」の出力はNORゲート872
、ならびに導線800から受取られねばならない。リレ
ー接点843.844のいづれかが付勢することによっ
てNORゲート872を作動可能とし、導線871を介
して「論理O」の信号を発生させ、導線800を介して
オンプレーン信号が何ら送られてこなければ、NAND
ゲート810は作動禁止となりアナログゲート811を
付勢させる。
テープヘラ)’413が回転すると、供給シュー465
が一時的に型の面412との整合から外れることができ
る。テープヘット9が持上げられた個所での型の平面が
供給シュー465と完全に平行になっていないとすれば
、R軸位置の修正が行われる。コンピュータ制御装置(
CNC)内の内部プログラムがこの時その前の供給シュ
ーの整合角度を「補完」するに十分な時間と方向のR軸
駆動信号を提供することによって、供給ヘッドを型の面
に戻す前に型412と供給シュー465との間で略平行
の状態をつくる。
R軸の零化回路8650目的は、型の平面に対するR軸
の位置が選定した限界内で正常化し、テープヘラ)’4
13のX軸およびY軸運動を継続するのに適当なときと
なるまではX、Y、C,DおよびW軸に沿ったサーボ制
御運動を阻止することである。この遅れがなければ、ま
づテープ110はテープを横方向にゆがめるようにさせ
る角度で型の面412に供給され、テープ110Vcは
テープ用シュー465VCわたって横方向に著しい不均
一な圧力を加えることになろう。
第17図を参照すれば、第1の電圧コンパレータ876
はその非転倒入力側が導線878を介して導線880に
接続されており、該導線880は電位差計833の出力
側に接続されている。第2の電圧コンパレータ877が
電圧コンパレータ876と並列に接続されており、その
転倒入力端子が導線876を介して共通の導線880に
接続されている。並列の電圧コンパレータ回路は、蔦下
の説明からよ(理解されるように、R軸センサ813.
814から送られるR軸補正指令信号に比例した基準電
圧を発生させる。電圧コンパレータ876の負の入力は
導線881を介して、負の5ボルト電位源875と接地
との間で接続され電圧コンパレータ876の転倒入力側
へ基準となる比較電圧を提供する電位差計882へ接続
されている。抵抗体886は電位差計882と負の電圧
源875の間に接続され電圧レベルを調整する分圧器を
形成している。同様に、可変の電位差計886が接地と
5ボルトの正の電位源874との間で、抵抗体876を
介して接続され、抵抗体888を介して電圧コンパレー
タ877の非転倒入力側へ電位を提供する。電位差計8
82.886を調整することによって、基準電圧の調整
を可能とし、該基準圧に対して導線880を介して送ら
れてくるR軸のマスタエラーが比較される。電圧コンノ
ミレータ876.877の出力側は共通の導線889を
介して接続されている。第1と第2の電圧コンパレータ
の抵抗体884,855は、それぞれ電圧コンパレータ
876.877の非転倒入力回路を横切って直列に接続
され、それぞれ入力抵抗体887.888と関連して、
限界電圧近くで電圧コンパレータ876.877の出力
の励振を防止するようヒステリシス応答を行う。、双方
の電圧コンパレータ876.877がそれらの入力導線
878.879において、電位差計882゜886によ
り画成される予め設定の零限界内の電位を受取ると、(
891,892で示すように)接地に対する導通性が除
去され、導線889での電位を上昇させることができる
。導線889は抵抗体875を介して正の5ボルトの電
位源896に接続され、次いで正の電位がNPN )ラ
ンジメタ8940ベースへ導かれる。トランジスタ89
4はそのエミッタを接地に接続させ、そのコレクタを導
線895を介してNANDゲートとして採用されている
NORゲート896へ接続させている。
NANDゲート896はその一方の入力側を導線897
を介して、作動禁止用信号の半分をNORゲー)896
に提供する論理逆用回転変流機765(第16図)から
の転倒した。Z軸のオンプレーン信号を受取るよう接続
させている。(導線895を介して送られる)作動禁止
用信号の別の半分はテープヘッド416が電位差計88
6.882によって設定された零限界内に到来したとき
送られる。これらの入力信号の双方共が低い場合、NO
Rゲート896の出力が作動可能とされ「高く」なるか
、「論理1」のレベルまで上り、転倒トランジスタ90
0をオンにさせ、このトランジスタは該トランジスタ9
00のエミッタ/コレクタ回路を介して接地電位を供給
し、正の25ボルトの電源901からの接地への回路を
、リレー902を介して、接地するよう閉鎖する。この
ためリレー902を作動させてその接点906を閉鎖さ
せ、正の24ボルトの電源904から接点90ろを介し
て、入力/出力ラック604(第15図)を介してコン
ピュータ606へ接続された出力端子905へ電位を提
供しコンピュータがパートプログラムからのX、Y、C
,DおよびW軸の指令に追従できるようにする。
上述の説明を要約すれは、回路865は、電位差計88
6.882によって設定された限界内でR軸が正常化す
るまでは、パートプログラムから送られてくる作動指令
信号を抑制する。
機械の全ての軸の初期の原位置復帰中のようにテープが
中央位置へ近づくにつれてR軸の運動を減衰させるため
に、導線802へ減衰信号入力を発生させるよう原位置
復帰修正回路910が採用されている。R軸の求心位置
はテープヘラ)’413を中央位置に向かって運動させ
、かつテープヘラ)’413をして、R軸の中央原位置
を感知するための外側のリミットスイッチ(図示せず)
を作動せしめるようにすることにより達成される。これ
らのリミットスイッチは、R軸の周りでのテープヘット
”413の初期求心運動中原位置状態を設定するための
電圧入力をCNCコンピュータに対して発生させる。次
いで、CNCコンピュータは導線917を介して、かつ
連続して分圧器914、導線915を介しアナログゲー
ト916へ電圧入力を発生させる。そのため、ゲート9
16は、センサ(図示せず)が、丁度テープヘラ)’4
13が中央位置へ到達する直前に引きはずされるにつれ
て、発生した作動可能用信号を受取るとONにされる。
電位差計917、導線918、ゲート916を介した導
線802から接地までの回路が、作動可能とされた際に
完成される。このため、抵抗体919と関連して分圧器
を形成し、この分圧器は導線812を介して2軸サーボ
装置へ供給された電圧信号を減少させ、中央位置へ近接
するR軸の運動の間、中実軸位置のオーバライド9を防
止する。
GNGコンピュータは、その内部プログラムにより、続
いて作動リレ一部分(リレー841,842)を非作動
とし、次に制御された電圧をR軸サーボモータ72に対
して除去する。テープヘット”413をR軸の周りで求
心させることにより初期作動を標準化する。今や、本発
明による装置が従来のテープ敷設機で経験された困難の
多くを排除した、新規、かつ改良されたテープ供給装置
を提供することが理解できる。例えば、切断組立体47
4は型の面412への供給の前に裏打ちテープ112か
ら繊維テープ19を分離し、続いて繊維テープ19を再
び裏打ちテープ112へ接着させる必要なく繊維テープ
19の効率的な切断を可能とする。
繊維テープ19内の樹脂は型の面412に接着する前に
熱にさらされないので希望状態の塑性と粘着性のままで
ある。また、テープヘラ)’413のX/Y軸運動を停
止させる必要なく、テープを長手方向軸線から斜めとな
った角度に沿って切断可能である。
床面に直接設置可能な二重のX軸軌条14.15と、便
利に搬送できる型構造体412を使用しているため、本
装置410は作業面とガン) IJとを支持するため′
に従来のある種の装置で採用されていた、かさ高く、一
体の、ベース構造体を必要としない。この装着装置のた
め、型構造体412はX軸軌条の間でガントリ11の下
に都合よく位置させることができ、かつ型の面テーブル
の支持脚の下部に接続可能な、永久装着、あるいは取外
し可能の車輪(図示せず)上に装着させて、型テーブル
とワークピースとをテープ敷設機410からオートクレ
ーブ区画(図示せず)へ便利に搬送できるようにし、形
成された合成構造体のワークピースが型構造体412上
に乗っている間にワークピースの硬化を可能とできろ。
このような性能がワークピースを、敷設および処理中に
作業ステーションから作業ステーションへと搬送する必
要性を排除し、かつガントリ11の下での作業テーブル
の位置づけをさらに便利にする。このように、型412
と支持脚とは硬化のためにオートクレーブ炉内でワーク
ピースを支持する装置をさらに含んでいろ。
数値制御装置は、作動、位置検出、較正のために本装置
410で採用した特定の電気、機械式装置および空気式
装置と組み合わされて、前述した数々の利点を提供し、
かつ商業的に入手可能な数値制御コンピュータ装置の採
用を可能としている。
各種の部分の形状に対して標準的なASC11コードフ
ォーマットにおいて、都合のよいプログラミングが利用
され、一方三次元の型形状に做うため2軸およびR軸調
整に必要な複合位置修正は、従来は必要であったであろ
う付加的で、著しく高価なプログラミングを要すること
なく予め配線した適合制御装置によって網羅される。さ
らに、主要軸、X、Y、およびW軸の制御によってテー
プ敷設ヘット9のX−Y軸方向運動を停止させる要なく
変化する軸に沿ってテープ110を効率的に切断できる
。本装置は、その制御、位置フィードバックおよび切断
装置のゆえに、テープの適当長さ、切断角度、および後
のトリミングがなく、あるいは最小限の敷設後のトリミ
ングを行うだけで、希望形状のワークピースを敷設する
ための型412へのテープの初期供給点を予め設定する
よう作動可能である。上述の作動上の利点を提供するこ
との他に、装置410は商業的に入手可能な要素を利用
した、実用的な製作および構造を提供する。
本発明の一実施例のみをその修正と併せて詳細に説明し
、かつ添付図面に示してきたが、本発明の範囲から逸脱
することなく、その要素の配置、構造において、その他
の種々の修正が可能なることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
第1図は非平面の型と部分的に形成されたワ−クピース
とを示す、本発明によるテープ敷設機の一実施例の斜視
図、 第2図は第1図の線2−2に沿ってみた、第1図に示す
テープ敷設機の断面図、 第6図は第1図に示すテープ敷設機に採用されたテープ
供給ヘット3組立体の拡大斜視図、第4図は線4−4に
より指示するように左側からみた、第3図に示すテープ
供給ヘッド組立体の側面図、 第、4α図はR舶用センサを示す、テープヘッドのシュ
一部材の正面図。 第5図は線5−5に沿ってみた、第6図に示すテープヘ
ッド組立体に採用された供給リールの断面図。 第6図は第6図に示すテープヘッド組立体の正面図、 第7図は線7−7で指示するように、第6図に示すテー
プ供給ヘッド組立体に採用されたカッタ機構の拡大した
、部分側面図。 第8図は針と、針ハウジング組立体とを示すために、線
8−8に沿ってみた第7図に示すカッター 機構の断面
図、 第9図は線9−9によって指示するように、第7図に示
すカッタ機構の増尺し、部分的に破断じた正面図。 第10図は第3図に示すテープ供給ヘッドのテ、−プ案
内装置に装着して示す、第7図のカッタ機構の斜視図、 第11図は第7図に示すカッタ機構の針カッタの部分的
な正面図、 第12図は第7図に示すカッタ機構の針カッタの部分的
な側面図、 第13図はW動用モータとその関連要素の断面図、 第14図はW軸周分解装置とその関連要素の断面図。 第15図はテープ敷設機用の自動側S装置のブロック線
図。 第16図はテープ敷設作業中、テープ供給ヘッドの2軸
運動を独立して制御するためのZ軸制御回路の線図、 第17図はテープ敷設作業中テープ供給ヘッドのR軸運
動を独立して制御するためのR軸制御回路の線図である
。 図において、 14・・・軌条      19・・・テープ20 、
22・・・軌条    410・・・テープ敷設機41
2・・・テーブル    416・・・テープヘット1
414・・・送りリール   415・・・巻取りリー
ル416・・・プレート構造体 462・・・装着板4
62・・・供給シュー   466・・・装着ブロック
470・・・装着プレート  479・・・カッタ針ノ
・ウジング478・・・アンビル    508・・・
針560・・・スプロケット 特許出願人 バウト・コーポレーション(外2名) FIG、 4 416 FIG、 5 手続補正書 昭和5z年2月λ7日 特許庁妾官若 杉 和 夫 殿 1、事件の表示 昭和タフ年特許願第 1olpbZl  号2、発明の
名称 />べ倣をキっ(碩(λYわも 6、補正をする者 事件との関係   特許出願人 住所 ん土木パうト・ツーよ0シーシ3〕′ 4、代理人 5、補正の対象 Ill給・、−楢t

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)受取り面へ希望するパターンで合成テープを供給す
    るようにされた形式の合成構造体をつくる装置において
    、 型の面を画成する構造体と、 テープを収容し、かつ分配する第1の装置と、選定され
    た軌道に沿って型の面を横切って前記第1の装置を運動
    させる第2の装置と、前記第1の装置が前記型の面を横
    切って運動している間に、希望する形状をつくるそれぞ
    れ間隔のあいた寸法に対応した長さにテープを切断する
    ことにより型の面上で、テープの種々の長さよりなる予
    め選定のパターンを画成するための操作者がプログラム
    化可能な装置を有する第6の装置とを含むことを特徴と
    する合成構造体をつくる装置。 2、特許請求の範囲第1項に記載の装置において、前記
    第3の装置がテープ切断装置と、テープ切断装置を作動
    させる制御装置とを含むことを特徴とする合成構造体を
    つくる装置。 3)特許請求の範囲第2項に記載の装置において、制御
    装置が前記型の面を横切る前記第1の装置の運動に応答
    して、前記第1の装置が前記型の面に対する所定の位置
    に到達するとテープ切断装置を作動させる装置をさらに
    含むことを特徴とす。 る合成構造体をつくる装置。 4)合成テープ材料の数層から合成構造体をつくる装置
    において、 (α] 前記構造体に対応する型の面と(h)  前記
    テープを収容し、かつ分配し、前記型の面と接触する装
    置を含む第1の装置と、(C)前記型の面を横切って前
    記第1の装置を運動させる第2の装置と、 (場 予め選定した軌道に沿って前記第2の装置を前記
    型の面を横切って運動させるための操作者がプログラム
    化可能の装置を有する第6の装置と、 (g)  前記第1の装置に前記テープを前記型の面へ
    分配させるようにし、前記テープ上で概ね一定の圧力を
    保持するシュ一部材を含む第4の装置とを含むことを特
    徴とする合成構造体をつ(る装置。 5)層状にされた合成テープ材料から構造体をつくる装
    置において、 (α)前記構造体に対応する作業面を含む型と、(bl
      前記テープを収容し分配する第1の装置と、(C)
    前記第1の装置を前記作業面を横切って運動させ、前記
    第1の装置が前記作業面を横切って運動している間に前
    記第1の装置が前記作業面へ前記テープを分配するよう
    作動可能とする第2の装置とを含み、 (=f=1  前記第1の装置が方向づけ装置と、前記
    作業面と接触し前記第2の装置が前記作業面を横切って
    運動させるにつれて前記作業面の形状を検出する装置と
    、前記第1の装置が前記作業面に対して概ね直角に方向
    づけられるように前記形状検出装置に前記方向づけ装置
    へ信号を発生させるようにする信号装置とを含むことを 特徴とする構造体をつくる装置。 6)特許請求の範囲第5項に記載の装置において、前記
    接触装置が前記作業面と接触する接触点を有するシュ一
    部材と、前記テープを案内することによって前記接触点
    が前記テープの長手方向中心線を追跡するようにする案
    内シュートとを含むことを特徴とする構造体をつくる方
    法。 7)特許請求の範囲第5項に記載の装置において、前記
    第2の装置が第1の方向に運動するよう、2本の相互に
    平行の軌条上に運動可能に取り付けられたガントリと、
    前記第1の方向に前記軌条に沿って前記ガントリを運動
    させる装置とを含み、かつ前記第2の装置が第2の方向
    に運動するよう前記ガントリに運動可能に取り付けられ
    たテープ供給ヘッドと、前記第2の方向に、かつ前記型
    構造体の作業面を横切って前記ガントリに沿って前記テ
    ープ供給ヘッドを運動させる装置とを含むことを特徴と
    する構造体をつくる装置。 8)特許請求の範囲第6項に記載の装置において、前記
    型が前記第2の装置の作動範囲内で前記第1の装置に相
    対して前記作業面を位置づける装置をさらに含むことを
    特徴とする構造体をつくる装置。 9)特許請求の範囲、第5項、第6項、第7項、または
    第8項のいづれか1項に記載の装置において、前記の方
    法づけ装置が前記第1の装置と前記作業面との間で前記
    接触点に対して全体的に半径方向に前記第1の装置を運
    動させる第1の位置づけ装置と、前記第1の装置と前記
    作業面との間で前記接触点に対して全体的に半径方向に
    前記第1の装置を運動させる第2の位置づけ装置とを含
    むことを特徴とする構造体をつくる装置。 10)  特許請求の範囲第5項、第6項、第7項、ま
    たは第8項のいづれか1項に記載の装置において、前記
    の形状検出装置が前記第1の装置と前記作業面との間で
    前記接触点に対する前記第1の装置の垂直方向位置を検
    出する第1の検出装置と、前記第1の装置と前記作業面
    との間で前記接触点に対する前記第1の装置の半径方向
    位置を検出する第2の検出装置とを含むことを特徴とす
    る構造体をつ(る装置。 11)層状とされた合成テープ材料から構造体をつくる
    装置において、 (a)前記構造体に対応する作業面を含む型と、Cb)
    )前記テープを収容し、かつ分配し、かつ前記型の面と
    接触する装置を含む第1の装置と、 (C)前記作業面を横切って前記第1の装置を運動させ
    る第2の装置とを含み、 (dl  前記第1の装置が、前記第2の装置が前記型
    の面を横切って前記第1の装置を運動させている間に前
    記テープに圧力を加えるシュ一部材と、前記圧力を概ね
    一定に保つ装置とを含むことを特徴とする構造体をつく
    る装置。 12、特許請求の範囲第11項に記載の装置において、
    前記接触装置が前記作業面と接触する接触点を有するシ
    ュ一部材と、前記テープを案内することによって前記接
    触点が前記テープの長手方内申心線に沿って追跡する案
    内シュートとを含むことを特徴とする構造体をつくる装
    置。 16)特許請求の範囲第11項、または第12項に記載
    の装置において、前記第2の装置が第1の方向に運動す
    るよう2本の相互に平行の軌条上に運動可能に取り付け
    られたガン) IJと、前記第1の方向に前記軌条に沿
    って前記ガントリを運動させる装置を含み、前記第1の
    装置が第2の方向に運動するよう前記ガントリ上に運動
    可能に装着されたテープ供給ヘッドと、前記第2の方向
    に、かつ前記型構造体の前記作業面を横切って前記ガン
    トリに沿って前記テープ供給ヘッドを運動させる装置と
    を含むことを特徴とする構造体をつくる装置。 14)  特許請求の範囲第16項に記載の装置におい
    て、前記圧力を加える装置が前記テープが前記作業面に
    供給されるにつれて前記合成テープに対する圧力を検出
    する装置と、前記第1の装置を調整することによって前
    記テープが前記作業面へ供給されるにつれて前記テープ
    へ概ね一定の圧力が向けられるようにした調整装置とを
    さらに含むことを特徴とする構造体をつくる装置。 15)  特許請求の範囲第13項に記載の装置におい
    て、前記型が前記第1の装置に対して、かつ前記第2の
    装置の作動範囲内で前記作業面を位置づけるための装置
    をさらに含むことを特徴とする構造体をつくる装置。 16)  層状とされた合成テープ材料から構造体をつ
    (る装置において、 (α)前記構造体に対応する作業面を含む型と、(bl
      前記テープを収容し、かつ分配し、かつ前記作業面
    と接触する装置を含む第1の装置と、 (C)前記作業面を横切って前記第1の装置を運動させ
    る第2の装置と、 (di  前記テープ乞切断する切断装置と、(e)前
    記作業面に対応するテープ長さよりなる予め選定したパ
    ターンを画成し、前記第2の装置を自動的に作動させ、
    前記第1の装置が前記第2の装置により前記作業面を横
    切つ【運動している間に前記パターンに見合う前記長さ
    に前記テープを切断するよう前記切断装置を自動的に作
    動させる操作者がプログラム化可能の装置とを含むこと
    を特徴とする構造体をつくる装置。 17)  特許請求の範囲第16項に記載の装置におい
    て、前記第2の装置が第1の方向に運動するよう2本の
    相互に平行の軌条上に運動可能に取り付けられたガント
    リと、前記第1の方向に前記ガントリを運動させる第1
    の駆動装置とを含み、前記第1の装置が第2の方向に運
    動するよう前記ガントリに運動可能に装着されたテープ
    供給ヘッドと、前記第2の方向において前記ガントリに
    沿って、かつ前記型構造体の作業面を横切2て前記テー
    プ供給ヘッドを運動させる第2の駆動装置を含むことを
    特徴とする構造体をつくる装置。 1B)  特許請求の範囲第16項、または第17項に
    記載の装置において、前記型が、前記第1の装置に対し
    て、かつ前記第2の装置の作動範囲内で前記作業面を位
    置づける装置を含むことを特徴とする構造体をつくる装
    置。 19)特許請求の範囲第16項、または第17項に記載
    の装置において、前記切断装置が所定の角度で前記テー
    プを切断するよう前記切断装置を位置づける方向づけ装
    置をさらに含むことを特徴とする構造体をつくる装置。 20)  テープ分配ヘッドと、 希望するパターンにおいて型上で前記分配ヘッドを運動
    させ、前記型の上方を延びるガントリと、 支持床上に装着されるようつくられたガントリ支持装置
    とを含む第1の装置と、前記ガントリの下方で前記型を
    床上で運動可能に支持する第2の装置とを含むことを特
    徴とする合成テープを供給する装置。 21)  %許請求の範囲第20項に記載の装置におい
    て、前記型の面は非平担の面よりなり、前記制御装置が
    、前記第1の装置が型の面を横切って運動するにつれて
    、前記型の面の形状な前記第1の装置が倣うことができ
    るようにする第4の装置をさらに含むことを特徴とする
    合成テープを供給する装置。 22)  特許請求の範囲第21項に記載の装置におい
    て、前記制御装置が数値制御デジタルコンピュータと、
    希望する形状の形成を導くプログラム装置と、さらに前
    記第1の装置が前記型の面を横切って運動すると前記プ
    ログラム装置とは独立して前記第4の装置を作動させる
    装置を含むことを特徴とする合成テープを供給する装置
    。 26)  希望するパターンにおいて型へ合成テープを
    供給する装置において、 相互に平行で整合して床面上に取り付けられ、第1の軸
    線に沿って延びることによって床面の一部がそれらの間
    を延びることができるようにした第1と第2の軌条と、 前記第1と第2の軌条の間で床面上に位置するようにつ
    くられた型構造体と、 テープ分配装置と、 前記wJ1と第2の軌条の間を延びた床面の上方で前記
    分配装置を支持するガントリ装置で、前記第1と第2の
    軌条と係合し前記軌条に沿って前記ガントリ装置を運動
    させる駆動装置を含むガン) IJ装置と、 前記ガントリ装置に沿ってテープ分配装置を運動させる
    装置とを含むことを特徴とする合成テープを供給する装
    置。 2、特許請求の範囲第23項に記載の装置において、前
    記型構造体が、床面と係合し、かつ床面上方の所定の高
    さにおいて、前記第1と第2の軌条の間で型を位置づけ
    るための垂直方向の延長部を有する支持装置を有するこ
    とを特徴とする合成テープを供給する装置。 2、特許請求の範囲第23項に記載の装置において、型
    構造体が床面上方の所定の高さにおいて、前記第1と第
    2の軌条の間で型を位置づけさせ、かつ床面に対して型
    の運動を許容す゛るよう床面と運動可能に係合する支持
    装置とt有する゛ことを特徴とする合成テープを供給す
    る装置。 26)  特許請求の範囲第25項に記載の装置におい
    て、床面上方の所定の高さにおいて前記第1と@2の軌
    条の間で型を位置づける支持装置が、オートクレーブ炉
    内で型ケ支持する装置をさらに含むことを特徴とする合
    成テープを供給する装置。 27)  型へ合成テープを供給する装置において、合
    成テープを分配するテープ分配ヘッドと、 テープ乞受入れるようつくられた面を有する型と、 希望するパターンにおいて型の上方で分配ヘッドを運動
    させるガントリ装置と、選定したパターンの各横方向寸
    法に対応した長さにテープを切断するよう分配ヘソ)#
    Z作動させることによって型の面上で各種テープ長さよ
    りなる予め選定したパターンケ画成する制御装置と!含
    むことを特徴とする合成テープを供給する装置。 2、特許請求の範囲第27項に記載の装置において前記
    テープ分配装置は供給リールを有し、未硬化の樹脂を含
    浸させた繊維テープと、該繊維テープに隣接する裏打ち
    テープとを有する合成テープを受取るよっつ(られた装
    置を含み、さらに刃と、前記繊維テープ層を横切って、
    かつ通して、かつ裏打ちテープに隣接して前記刃を運動
    させる装置を含み、前記刃を運動させる装置が裏打ちテ
    ープの切断を防止する装置を含むことを特徴とする合成
    テープ構造体する装置。 29)  特許請求の範囲第28項に記載の装置におい
    て、前記切断装置が供給リールと供給装置との間を延び
    ている繊維合成テープを切断する装置を含むこと乞特徴
    とする合成テープを供給する装置。 60)  %許請求の範囲第29項に記載の装置におい
    て、前記切断装置が刃装置と、合成テープを横切って該
    刃装置を運動させる装置を含むことを特徴とする合成テ
    ープを供給する装置。 61)  %許請求の範囲第29項に記載の装置におい
    て、切断刃装置を装着し、繊維テープの厚さに概ね等し
    い距離だけテープ構造体に向かって突出する、選択可能
    な切断刃高さ分す霧出させる装置を含むことを特徴とす
    る合成テープを供給する装置。 62)  裏打ちテープに粘着した合成テープを型の面
    へ供給する装置において、 型に対して合成テープを押圧し、合成テープを型の面へ
    粘着させる供給装置と、前記型の面へ粘着した繊維テー
    プから裏打ちテープを分離させる装置であって、裏打ち
    テープを集め、かつ合成テープから剥離するために裏打
    ちテープにテンションを加える装置ヶ含む装置と、 繊維テープを切断する切断装置とを含むことを特徴とす
    る合成テープを供給する装置。 36)特許請求の範囲第32項に記載の装置において、
    裏打ちテープから繊維テープを分離する装置が、供給リ
    ールと巻取りリールとの間で延びている裏打ちテープへ
    のテンションを保持している間に、繊維テープから分離
    される裏打ちテープを集めるテンション装置をさらに含
    むこと’に%徴とする合成テープを供給する装置。 64)特許請求の範囲第33項に記載の装置において、
    前記テープ供給装置が型の面の近傍に位置され、テープ
    構造体を前記型の一面に対して押圧する手段ケ含み、前
    記テン7ヨン装置が前記型の面から隔置され、型の面か
    らと、型の面へ粘着された繊維テープとから隔置されて
    いる軌道に沿って裏打ちテープを案内する手段を含む第
    1の相対的な方向と、前記テープ供給装置が前記型の面
    から隔置され、前記テンション装置が前記型の面の近傍
    に位置され、繊維テープから分離された裏打ちテープの
    一部を型の面に粘着された繊維テープと接触するよう押
    圧する手段を含む第2の相対的な方向との間でテープ供
    給装置と前記テンション装置とを運動させる装置をさら
    に含み、前記テープ供給装置とテンション装置とは前記
    の第2の相対的な方向にあるとき、テンション装置に向
    かって供給装置から繊維テープを型の面と接触するよう
    案内することによって、供給装置とテンション装置との
    間を延びる繊維テープの緊張した長さ部分を画成する装
    置を含むことを特徴とするテープ供給装置。 65)特許請求の範囲第54項に記載の装置において、
    切断装置が、前記供給装置とテンション装置とが第2の
    相対的方向にあるとき供給装置とテンション装置との間
    で延びる繊維テープの緊張長さ部分を切断する装置をさ
    らに含むことを特徴とするテープ供給装置。 66)  特許請求の範囲第32項に記載の装置におい
    て、切断装置が裏打ちテープに隣接する合成テープを切
    断する装置を含むことを特徴とするテープ供給装置。 37)  テープを受入れる作業面を含む型へテープを
    供給するテープ供給ヘッドにおいて、(α)支持装置と
    、 (bJ  前記支持装置に作動装着されたテープを収容
    、かつ分配する装置と、 (C)  前記作業面を横切って、前記のテープを収容
    し、かつ分配する装置を運動させる駆動装置と、 (dl  前記テープを前記作業面と接触するようにさ
    せる装置と、 (g)  前記テープが前記作業面と接触している間に
    前記テープへ圧力を加え、前記テープ供給ヘッドが前記
    型の面を横切って運動している間前記テープに対する前
    記圧力を保持するシュ一部材を含む装置とを含むことを
    特徴とするテープ供給ヘッド。 68)特許請求の範囲第37項に記載のテープ供給ヘッ
    ドにおいて、前記テープを前記作業面と接触させる装置
    が前記テープを前記シュ一部材へ案内することによって
    、前記シュ一部材が前記テープの長手方向軸線に沿って
    圧力を加える案内シュートをさらに含むことを特徴とす
    るテープ供給ヘット9゜ 69)特許請求の範囲第37項、または第38項に記載
    のテープ供給ヘッドにお℃・て、前記テープに対する圧
    力を検出し、前記圧力検出装置から前記圧力供給装置へ
    信号を発生することにより前記テープに対して概ね一定
    の圧力を保持する装置とをさらに含むことを特徴とする
    テープ供給ヘッド。 40)  特許請求の範囲第39項に記載のテープ供給
    ヘッドニおいて、前記合成テープを切断する装置をさら
    に含むことを特徴とするテープ供給へッ トゝ。 41)  特許請求の範囲第40項に記載のテープ供給
    ヘットゝにおいて、前記切断装置が予め選定した角度で
    前記テープを切断するよう前記切断装置を位置づけるた
    めの方向づけ装置をさらに含むことを特徴とするテープ
    供給ヘットゝ。 42)  特許請求の範囲第41虫に記載のテープ供給
    ヘッドにおいて、前記駆動装置と、前記テープを前記作
    業面へ接触させる装置と、前記テープ切断装置とを制御
    する、操作者がプログラム化できる装置をさらに含むこ
    とを特徴とするテープ供給ヘット8゜ 43)  前記テープを受入れるための作業面を含む型
    へテープを供給するテープ供給ヘッドにおいて、 (a)  支持装置と、 (Al  前記支持装置に作動装着された、テープを収
    容し、かつ分配する装置と、 (C)前記作業面を横切って、前記のテープを収容し、
    かつ分配する装置を運動させる駆動装置と、 (dl  前記テープを前記作業面に接触させ、その接
    触を保持する装置と、 (e]  テープ供給ヘッドが前記作業面を横切って運
    動し続けている間に前記テープを切断する装置とを含む
    ことを特徴とするテープ供給ヘッド。 44)!¥j許請求の範囲第46項に記載の装置におい
    て、前記テープを前記作業面に接触させる装置がシュ一
    部材と、前記テープを前記シュ一部材へと案内すること
    によって前記7ユ一部材が前記テープの長手方向中心線
    に沿って追従するようにさせる案内シュートとを含むこ
    とを特徴とするテープ供給ヘッド。 45)特許請求の範囲第43項に記載のテープ供給ヘッ
    ドにおいて、前記切断装置が予め選定した角度で前記テ
    ープを切断するよう前記切断装置を位置づける方向づけ
    装置をさらに含むことを特徴とするテープ供給ヘッド。 46)特許請求の範囲第46項、第44項、または第4
    5項のいづれが1項に記載のテープ供給ヘッドにおいて
    、前記駆動装置、前記テープを前記作業面に接触させる
    装置、および前記テープ切断装置の各々を独立して制御
    する、操作者がプログラム化可能の装置をさらに含むこ
    とを特徴とするテープ供給ヘットゞ。 47)  テープを受入れるための作業面を含む型へテ
    ープを供給するテープ供給ヘッドにおいて、(α)支持
    装置と、 (bl  前記支持装置と作動装着され、テープを収容
    し、かつ分配する装置と、 (C)  前記型の面を横切って、前記テープを収容し
    、かつ分配する装置を運動させる駆動装置と、 (d)  前記テープを前記作業面に接触させ、かつそ
    の接触を保持する装置とを含み、 (C)前記作業面と接触させる前記装置が前記駆動装置
    が前記作業面を横切って前記テープヘッドを運動させて
    いる間に前記テープヘッドと前記作業面との間の接触点
    において前記作業面の形状を検出する装置を含み、σ)
    方向づけ装置と、 (切 前記テープヘッドが前記作業面に対して概ね直角
    に向けられるよう前記テープ供給ヘッドを方向づけるよ
    う前記方向づけ装置に信号を発生させる信号装置とを含
    むことを特徴とするテープ供給ヘッド。 48)特許請求の範囲第47項に記載のテープ供給ヘッ
    ドにおいて、前記接触装置が前記テープを前記接触点へ
    案内することによって前記接触点が前記テープの長手方
    向軸線に沿って追従するようにさせる案内シュートを含
    むことを特徴とするテープ供給ヘッド。 49)特許請求の範囲第47項に記載のテープ供給ヘッ
    ドにおいて、前記方向づけ装置が、前記テープ供給ヘッ
    ドと前記作業面との間の接触点に対して全体的に垂直の
    方向において前記テープ供給ヘッドを運動させる第1の
    位置づけ装置と、前記テープ供給ヘッドと前記作業面と
    の間の接触点に対して全体的に半径方向に前記テープ供
    給ヘッドを運動させる第2の位置づけ装置とを含むこと
    を特徴とするテープ供給ヘッド。 50)  特許請求の範囲第47項、第48項、または
    第49項に記載のテープ供給ヘット5において前記検出
    装置が、前記テープ供給装置と作業面との間の接触点に
    対するテープ供給ヘット50垂直位置を検出する第1の
    検出装置と、前記テープヘッドと作業面との間の接触点
    に対する前記テープ供給ヘッドの半径方向位置を検出す
    る第2の検出装置とを含むことを特徴とするテープ供給
    ヘッド。 51)  テープを受入れるための作業面を含む凰へテ
    ープ材料を供給するテープ供給ヘットaにおいて、 (a)支持装置と、 (bl  前記支持装置に作動装着された、テープを収
    容し、かつ分配する装置と、 (C)前記作業面を横切って前記テープを収容しかつ分
    配する装置を運動させる駆動装置と(d)  前記テー
    プを前記作業面と接触させる装置であって、その接触を
    保持する7ユ一部材を含む装置と、 (g)  前記テープを切断する装置と、(力 種々の
    テープ長さよりなり、前記作業面に対応した1、予め選
    定したパターンを画成し前記駆動装置と、前記のテープ
    を前記作業面と接触させる装置とを自動的に作動させか
    つ前記テープヘッドが前記作業面を横切って運動してい
    る間に前記テープを前記パターンに対応した長さに切断
    するよう前記切断装置を自動的に作動させる、操作者が
    プログラム化可能な装置とを含むことを特徴とするテー
    プ供給ヘッド。 52、特許請求の範囲第51項に記載の装置において、
    前記切断装置が予め選定した角度へ前記切断装置を位置
    させる方向づけ装置をさらに含むことを特徴とするテー
    プ供給ヘッド。 53)  作業面に相対して運動可能な作業構造体に対
    して制御上のインフォメーションを提供し、前記作業構
    造体は前記作業面に対する長手方向X軸、横方向Y軸お
    よび回転方向のC軸を介してその運動においてプログラ
    ムのインプットによって最初に、かつ主として制御され
    、前記プログラムのインプットの初めにおいて前記作業
    面と接触する前記の作業構造体の接触点をもたらし、か
    つ前記プログラムのインプットの終りにおいて前記作業
    面との接触から前記接触点を外すよう、前記作業面に対
    して垂直のZ軸を介して、その運動において前記プログ
    ラムのインプットによって制御されるような自動トラッ
    キング装置において、前記接触点を方向づける装置と、
    前記の作業構造体が前記作業面を横切って運動するにつ
    れて前記接触点において前記作業面の形状を検出する適
    合制御装置と、前記接触点が前記作業面に対して概ね直
    角に方向づけられろよう前記接触点を方向づけるよう前
    記方向づけ装置に信号を送る信号装置とを含むことを特
    徴とする自動トラッキング装置。 54)特許請求の範囲第56項に記載の自動トラッキン
    グ装置において、前記方向づけ装置が、前記の作業構造
    体と前記作業面との間の接触点に対して全体的に垂直の
    方向に前記の作業構造体を運動させる第1の位置づけ装
    置と、前記作業構造体と前記作業面との間の接触点に対
    して全体的に半径方向で前記作業構造体を運動させる第
    2の位6憶づけ装置とをさらに含むことを特徴とする自
    動トラッキング装置。 55)特許請求の範囲第56項、または第54項に記載
    の自動トラッキング装置において、前記適合制御装置の
    形状検出装置が、前記作業構造体と前記作業面との間の
    接触点に対する前記作業面の垂直方向の変化を検出し、
    前記の連続した作業面の垂直方向変化に追従するために
    前記作業構造体を方向づけるよう前記方向づけ装置に信
    号を発生する第1の検出装置と、前記作業構造体と前記
    作業面との間の接触点に対する前記作業面の半径方向の
    変化を検出し、前記作業面の半径方向の変化に追従する
    ために前記作業構造体を方向づけるよう前記方向づけ装
    置に対して信号を発生する第2の検出装置とをさらに含
    むことを特徴とする自動トラッキング装置。 56)  特許請求の範囲第55項に記載の自動トラッ
    キング装置において、概ね一定の圧力で前記作業構造体
    の前記接触面を前記作業面に対して接触させるようにす
    るシュ一部材を含む接触装置をさらに含むことを特徴と
    する自動、トラッキング装置。 57)  受取り面へ希望するパターンで合成テープを
    供給するようにつくられた形式の合成構造体をつくる装
    置において、 型の面を画成する構造体と、 テープを収容し、かつ分配する第1の装置と、 選定した軌道に沿って型の面を横切って前記第1の装置
    を運動させる第2の装置と、操作者がプログラム化可能
    の装置を有し、前記第1の装置が前記の型の面を横切っ
    て運動している間に希望する形状を構成するそれぞれの
    間隔寸法に対応する長さにテープを切断することにより
    、型の面上で種々のテープ長さよりなる、予め選定した
    パターンを画成する第6の装置と、 型の面の高さ方向の変化に応答して、前記第1の装置が
    凰の面を横切って運動している間に前記型の面の形状に
    前記第1の装置を追従させるようにする第4の装置とを
    含むことを特徴とする全盛構造体をつくる装置。 58)  剥離可能な非平面の受入れ面上で希望する。 5ターンで形成された、粘着された弾性テープ層から構
    成される三次元の形状をした合成構造体をつくる装置に
    おいて、 (a)  支持構造体と、 (b)  前記テープを制御可能に分配するテープ分配
    装置と、前記テープを制御可能に切断する切断装置とを
    含む、前記支持構造体に運動可能に装着された第1の装
    置と、 (C)非平面の受入れ面を有する型を支持する床部材と
    、 (蛸 選定された軌道に沿って前記非平面の受取り面に
    関連して前記第1の装置を少なくとも水平方向に、選択
    的に運動させる第2の装置とを含み、前記第1の装置は
    前記第1の装置が前記受取り面に関連して選択的に運動
    するにつれて前記受取り面へ前記テープを分配するよう
    制御可能であり、 (gl(il  前記第2の装置に連結され、デジタル
    の座標データに応答して、前記受取り面上で前記テープ
    を分配するよう前記第1の装置を前記受取り面の上方で
    選択的に運動させるよう前記第2の装置を制御し、かつ
    、前記第1の装置が前記受取り面を横切って運動してい
    る間に前記デジタルの座標データによって規定された、
    前記受取り面の外形寸法に対応した長さに前記テープを
    選択的に切断するよう前記切断装置を制御する、使用者
    がプログラム化可能の第6装置と、(II)前記面の形
    状を検出するセンサ装置と、前記第2の装置に連結され
    前記の非平面の受取り面に関連して前記第1の装置を垂
    直方向に位置させる装置とを含み、前記第6の装置とは
    独立して作動する自動的な第4の装置とを含む 制御装置とを含むことを特徴とする三次元の形状の合成
    構造体をつくる装置。 59)特許請求の範囲第58項に記載の装置において、
    前記プログラム化可能の第3の装置が前記第1の装置の
    垂直位置を全体的に制御する装置を含み、前記自動的な
    第4の装置が前記第1の装置の垂直位置を微細制御する
    装置を含むことを特徴とする合成構造体をつくる装置。 60)特許請求の範囲第59項に記載の装置において、
    前記第1の装置が1つの軸線の周りを半径方向に運動可
    能であり、前記自動の第4の装置が前記受取り面の形状
    を倣うよう前記軸線の周りの前記第1の装置の位置を制
    御する装置を含むことを特徴とする合成構造体をつ(る
    装置。 61)  支持装置に作動装着され、テープを収容し、
    かつ分配する装置と、前記のテープを収容しかつ分配す
    る装置を運動させる装置を有する形式の装置の採用を含
    み、操作者が層状とされた合成テープから合成構造体を
    つ(る方法において、(α)前記合成構造体に対応し、
    前記テープを受取る作業面を有する型を画成し、 (A)  前記作業面に対応する、前記合成テープの種
    々の長さに対し適当なパターンを画成しくC)  前記
    テープを収容し、かつ分配する前記装置へ前記合成テー
    プを挿入し、 (d)  前記テープを収容し、かつ分配する装置に収
    容された前記テープを前記作業面と接触させ、 (−)  前記テープを収容し、かつ分配する装置を運
    動させる前記装置を付勢させ、 (刀 前記運動装置を前記テープの各種長さからなるパ
    ターンにしたがって前記作業面を横切って案内し、一方
    前記テープ分配装置を同時に付勢させて必要な長さで前
    記テープを前記作業面に供給することを含むことを特徴
    とする合成構造体をつくる方法。 62)  層状とされた合成テープ材料から構造体をつ
    くる装置において、 (α)第1の方向に運動するよう、2本の相互に対して
    平行の軌条に運動可能に取り付けられ、前記軌条と係合
    し、該軌条に沿ってガントリ装置を運動させる駆動装置
    を有するガントリと、 Cb)  前記第1の方向とは垂直の第2の方向で運動
    するよう前記ガントリに運動可能に取り付けられたテー
    プ供給ヘットゝど− (C)  前記ガントリに沿って前記テープ供給ヘッド
    を運動させる駆動装置と、 (両 前記構造体の外面の1つと対応し、前記軌条の間
    で、かつ前記ガントリと前記テープヘッドの運動範囲内
    で位置される型の面と(1+)  前記ガントリと前記
    テープヘッドとが沿って運動する予め選定した軌道を画
    成するために、前記ガントリと、前記テープヘッドとに
    関連した操作者がプログラム化可能の装置と、 ω 装着板に取り付けられた供給リールと巻取りリール
    とを含むテープの収容および分配装置よりなり、前記装
    着板が該装着板を全体的に垂直の方向に運動させる垂直
    方向駆動装置に装着されており、前記垂直方向駆動装置
    が前記装着板に対して半径方向に運動するだめの、半径
    方向駆動装置に装着されており、前記テープを前記型の
    面に接触させる装置であって、前記テープ上の一定の圧
    力を保持するシュ一部材と、前記テープを前記シュ一部
    材へ案内することによって、前記シュ一部材が前記テー
    プの長手方向軸線に沿って追従するようにさせる案内シ
    ューとを含む装置を含むテープヘッドと(!A 前記テ
    ープの厚さに概ね等しい距離だけ針ハウジングの端部か
    ら突出し、かつ前記テープの軌道に面した方向において
    針が予め位置されており、かつその針は針ハウジング内
    で回転可能に装着され、かつ前記テープヘッドが前記作
    業面を横切って運動し続けている間に、予め選定した角
    度で前記テープを切断するよへ、前記の操作者がプログ
    ラム化可能装置によりプログラム化することが可能な針
    と、前記針から離れる方向にばね負荷され、操作者がプ
    ログラム化可能アクチュエータ装置により前記針と接触
    するよう運動させられるアノビル部材とを有する針ハウ
    ジングを含むテープ切断装置と、 (A)  前記型の面の形状の垂直方向の変化を検出す
    る第1のセンサと、前記テープヘッドを前記垂直方向の
    変化に追従するよう垂直方向に位置づけるために前記垂
    直方向の駆動装置に信号を発生する装置と、前記型の面
    の形状の半径方向の変化を検出する第2のセンサと、前
    記半径方向の変化に追従するよう前記テープヘッドを半
    径方向に位置づけるために前記半径方向の駆動装置に信
    号を発生させる装置とを含み、前記センサは前記テープ
    ヘッドを前記型の面に対して概ね直角に方向づけ、かつ
    前記テープが前記型の面へ供給されるにつれて、前記テ
    ープ上で概ね一定の圧力を保持するよう作用する型の面
    をトラッキングする装置とを含むことを特徴とする構造
    体をつくる装置。 66)  運動可能に装着された検出ヘッドと、作業面
    と係合したり、外したりするよう前記検出へ、ヒトを垂
    直方向に運動させる第1の駆動装置と、前記作業面を横
    切って前記検出ヘッドを運動させる第2の駆動装置と、
    前記検出ヘッドを半径方向に位置させる第3の駆動装置
    とを含み、前記検出ヘッドが前記作業面の形状の垂直方
    向の変化を検出し、前記垂直の変化に追従するよう前記
    検出ヘッドを調整するために前記第1の駆動装置へ信号
    を発生する第1のセンサと、前記作業面の形状の半径方
    向の変化を検出し、前記半径方向の変化に追従スるよう
    前記検出ヘッドを調整するために前記第3の駆動装置に
    信号を発生させる第2のセンサとを含む形式の装置で作
    業面を自動的にトラッキングする方法において、 (a)前記検出ヘッドが前記作業面に接触するまで前記
    第1の駆動装置を付勢させ、 (b)前記検出ヘッドが前記作業面に対して概ね直角と
    なるまで前記第6の装置を付勢させ(C1前記検出ヘッ
    ドと前記作業面との間の接触点に対して直角の平面に対
    応し、前記作業面における垂直方向の変化に見合う量だ
    け前記検出ヘッドを垂直方向に調整するように前記第1
    の装置へ信号を発生させるよう前記第1のセンサを調整
    シ、 (蛸 前記検出ヘッドと前記作業面との間の接触に対し
    て直角の平面に対応し、かつ前記作業面における半径方
    向の変化に見合う量だけ前記検出ヘット8を半径方向に
    調整するように前記第6の装置へ信号を発生させるよう
    前記第2のセンサを調整シ、 (e)  前記検出ヘッドを前記作業面を横切って運動
    させることにより、前記検出ヘッドが前記作業面に対し
    て概ね直角方向に留るよう方向づけるために、前記第1
    と第2のセンサが絶えず、前記第1の駆動装置と、前記
    第6の駆動装置とへ信号を発生させるよう、前記第2の
    駆動装置を付勢させる過程を含むことを特徴とする作業
    面を自動的にトラッキングする方法。
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