JPWO2015152325A1 - Prepreg sheet manufacturing equipment - Google Patents
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Abstract
プリプレグカットシートをプリプレグ原反(P1)上にて繋ぎ合わせるプリプレグシート製造装置(1)を提供する。この装置は、メイン搬送路(3)と、前後のプリプレグカットシート(P2,P2)間の隙間を検出する隙間検出部(10,19)と、前後のプリプレグカットシート間をプリプレグ原反を介して溶着する溶着部とを備える。隙間検出部は先行プリプレグカットシートの後端部を押さえる下流側押さえ部と、後続プリプレグカットシートの前端部を押さえる上流側押さえ部と、これらプリプレグカットシート間の隙間を検出する隙間検出センサとを有する。上流側押さえ部は後続プリプレグカットシートの前端部を上流側押さえ部の下側に案内するとともに、前端部の浮き上がりを規制するように構成されている。Provided is a prepreg sheet manufacturing apparatus (1) for joining prepreg cut sheets on a prepreg original fabric (P1). This apparatus includes a main conveyance path (3), a gap detector (10, 19) for detecting a gap between the front and rear prepreg cut sheets (P2, P2), and a front and rear prepreg cut sheet via a prepreg original fabric. And a welded portion for welding. The gap detection unit includes a downstream holding part that holds the rear end of the preceding prepreg cut sheet, an upstream holding part that holds the front end of the subsequent prepreg cut sheet, and a gap detection sensor that detects the gap between these prepreg cut sheets. Have. The upstream pressing portion is configured to guide the front end portion of the succeeding prepreg cut sheet to the lower side of the upstream pressing portion and to regulate the lifting of the front end portion.
Description
本発明は、プリプレグシート製造装置に関する。
本願は、2014年4月2日に日本に出願された特願2014−76057号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。The present invention relates to a prepreg sheet manufacturing apparatus.
This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2014-76057 for which it applied to Japan on April 2, 2014, and uses the content here.
従来、炭素繊維やガラス繊維を強化繊維として用いたCFRPやGFRPは、軽量で高い耐久性を有することから、自動車や航空機などを構成する各種の部材として用いられている。このようなCFRPやGFRPを成形する方法としては、まず、強化繊維と樹脂とからなる厚さ数十〜数百μm程度のプリプレグシートを複数枚積層してプリプレグシート積層体を製造し、次いで、外形が少しずつ異なるプリプレグシート積層体を複数枚重ねて所望の3次元形状に形成する方法が知られている。 Conventionally, CFRP and GFRP using carbon fiber or glass fiber as reinforcing fiber are used as various members constituting automobiles, aircrafts and the like because they are lightweight and have high durability. As a method for molding such CFRP or GFRP, first, a plurality of prepreg sheets having a thickness of several tens to several hundreds of μm made of reinforcing fibers and a resin are laminated to produce a prepreg sheet laminate, A method of forming a desired three-dimensional shape by stacking a plurality of prepreg sheet laminates having slightly different outer shapes is known.
プリプレグシート積層体は、プリプレグシートを複数枚積層して製造される。プリプレグシートはその繊維方向(繊維の長さ方向)、すなわち配向方向においては引張強度や靱性が非常に高いものの、繊維方向(配向方向)と直交する方向では引張強度や靱性が低く、したがって機械的特性が異方性を有する。そこで、プリプレグシート積層体ではプリプレグシートの異方性を緩和するため、繊維方向を異ならせてプリプレグシートを積層している。 The prepreg sheet laminate is manufactured by laminating a plurality of prepreg sheets. The prepreg sheet has very high tensile strength and toughness in the fiber direction (fiber length direction), that is, the orientation direction, but has low tensile strength and toughness in the direction perpendicular to the fiber direction (orientation direction), and is therefore mechanical. The characteristic is anisotropic. Therefore, in the prepreg sheet laminate, the prepreg sheets are laminated with different fiber directions in order to relax the anisotropy of the prepreg sheet.
繊維方向が異なるプリプレグシートを積層するには、繊維方向を長さ方向に揃えたプリプレグ原反、すなわち繊維角度が0°の原反から、任意の繊維方向のプリプレグ原反を製造し、繊維角度が0°のプリプレグ原反をその幅方向に切断した矩形状のプリプレグシートと、任意の繊維方向のプリプレグ原反をその幅方向に切断した矩形状のプリプレグシートとを積層することが考えられる。 In order to laminate prepreg sheets having different fiber directions, a prepreg original fabric in which the fiber directions are aligned in the length direction, that is, a prepreg original fabric in an arbitrary fiber direction is produced from an original fabric having a fiber angle of 0 °, and a fiber angle It is conceivable to laminate a rectangular prepreg sheet obtained by cutting a prepreg original fabric having an angle of 0 ° in the width direction and a rectangular prepreg sheet obtained by cutting a prepreg original fabric in an arbitrary fiber direction in the width direction.
その際、任意の繊維方向のプリプレグ原反を製造する手法として、例えば特許文献1に記載された製造装置による方法が知られている。この特許文献1に記載されたプリプレグの製造装置は、プリプレグ原反を取付ける繰出し装置と、繰出し装置に取付けられたプリプレグ原反からプリプレグを所定長さずつ引出す第1フィード装置と、第1フィード装置によって引出されたプリプレグをその繊維方向に対し所定角度で切断する切断装置と、切断装置によって切り出されたプリプレグ片をその繊維方向が第1フィード装置により引出されるプリプレグの繊維方向と異なる所定の方向となるように旋回させる旋回装置と、旋回装置で旋回されたプリプレグ片の繊維方向に沿う端部を順次突合わせて配列する再配列装置と、再配列装置で互いに突合わされたプリプレグ片の突合わせ部に接着テープを貼付ける貼付け装置と、貼付け装置によって互いに接着されたプリプレグ片を所定長さずつ送り出す第2フィード装置と、第2フィード装置から送出されるプリプレグを巻取る巻取り装置とを備えて構成されている。
At that time, as a method of manufacturing a prepreg original fabric in an arbitrary fiber direction, for example, a method using a manufacturing apparatus described in
特許文献1に記載されたプリプレグの製造装置では、プリプレグ片の端部を順次付き合わせて配列し、突合わされたプリプレグ片の突合わせ部に接着テープを貼付けている。しかしながら、単にプリプレグ片の端部を順次付き合わせるだけでは、一方のプリプレグ片が他方のプリプレグ片に乗り上げ、重なってしまう場合がある。
In the prepreg manufacturing apparatus described in
しかし、プリプレグ片の突合わせ部に隙間が形成されるのはある程度許容されるものの、プリプレグ片の突合わせ部に重なり部が形成されると、強度のバラツキが大きくなるともに厚さのバラツキも大きくなる。したがって、このような重なり部が形成されたプリプレグ原反をプリプレグシート積層体の製造に供するには問題がある。 However, although it is allowed to some extent to form a gap in the abutting portion of the prepreg piece, if an overlapping portion is formed in the abutting portion of the prepreg piece, the strength variation and the thickness variation become large. Become. Therefore, there is a problem in using the prepreg original fabric in which such overlapping portions are formed for the production of the prepreg sheet laminate.
本発明は前記事情に鑑みてなされ、その目的は、裁断された複数のプリプレグカットシートを前後方向に繋ぎ合わせる際に、重なり部を形成することなく繋ぎ合わせてプリプレグシートを製造できる、プリプレグシート製造装置の提供である。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to manufacture a prepreg sheet by connecting a plurality of cut prepreg cut sheets in the front-rear direction without forming an overlapping portion. The provision of equipment.
本発明の第1の態様に係るプリプレグシート製造装置は、裁断された複数のプリプレグカットシートをプリプレグ原反上にて前後方向に繋ぎ合わせてプリプレグ原反上に積層したプリプレグシートを製造するプリプレグシート製造装置であって、プリプレグ原反とプリプレグ原反上に載置されたプリプレグカットシートとを走行させるメイン搬送路と、プリプレグ原反上にて先行するプリプレグカットシートと後続するプリプレグカットシートとの間の隙間を検出する隙間検出部と、先行するプリプレグカットシートの後端縁と後続するプリプレグカットシートの前端縁との間を、プリプレグ原反を介して溶着する溶着部と、を備える。また、隙間検出部は、先行するプリプレグカットシートの後端縁を除いた後端部を押さえる下流側押さえ部と、後続するプリプレグカットシートの前端縁を除いた前端部を押さえる上流側押さえ部と、下流側押さえ部で押さえられたプリプレグカットシートの後端縁と上流側押さえ部で押さえられたプリプレグカットシートの前端縁との間の隙間を検出する隙間検出センサと、を有し、上流側押さえ部は、予め設定された高さに位置することで後続するプリプレグカットシートの前端部を上流側押さえ部の下側に案内するとともに、前端部の浮き上がりを規制するように構成されている。 The prepreg sheet manufacturing apparatus according to the first aspect of the present invention is a prepreg sheet that manufactures a prepreg sheet in which a plurality of cut prepreg cut sheets are joined in the front-rear direction on the prepreg original fabric and laminated on the prepreg original fabric. A manufacturing apparatus, which is a main conveyance path for running a prepreg original fabric and a prepreg cut sheet placed on the prepreg original fabric, and a prepreg cut sheet that precedes and follows a prepreg cut sheet on the prepreg original fabric. A gap detection unit that detects a gap between the two and a welding part that welds between a rear end edge of the preceding prepreg cut sheet and a front end edge of the succeeding prepreg cut sheet via a prepreg original fabric. Further, the gap detection unit includes a downstream side pressing part that presses the rear end part excluding the rear end edge of the preceding prepreg cut sheet, and an upstream side pressing part that presses the front end part excluding the front end edge of the subsequent prepreg cut sheet. A gap detection sensor that detects a gap between the rear end edge of the prepreg cut sheet pressed by the downstream holding section and the front edge of the prepreg cut sheet pressed by the upstream holding section, and has an upstream side The pressing portion is configured to guide the front end portion of the succeeding prepreg cut sheet to the lower side of the upstream pressing portion by being positioned at a preset height, and to regulate the lifting of the front end portion.
また、本発明の第2の態様は、第1の態様に係るプリプレグシート製造装置において、上流側押さえ部には、そのメイン搬送路の上流側に、後続するプリプレグカットシートの前端部を上流側押さえ部の下側に案内するテーパ状の案内部が設けられている。 Further, according to a second aspect of the present invention, in the prepreg sheet manufacturing apparatus according to the first aspect, the upstream side pressing portion has an upstream side of the front end portion of the succeeding prepreg cut sheet on the upstream side of the main conveyance path. A tapered guide portion that guides to the lower side of the pressing portion is provided.
また、本発明の第3の態様は、第1または第2の態様に係るプリプレグシート製造装置において、プリプレグカットシートを保持して移動させ、その位置合わせを行う移載ハンドを備える。 According to a third aspect of the present invention, the prepreg sheet manufacturing apparatus according to the first or second aspect includes a transfer hand that holds and moves the prepreg cut sheet and aligns the prepreg cut sheet.
また、本発明の第4の態様は、第1ないし第3の態様に係るプリプレグシート製造装置において、隙間検出センサは、下流側押さえ部で押さえられたプリプレグカットシートの後端縁と上流側押さえ部で押さえられたプリプレグカットシートの前端縁との間の隙間の、一方の側の端縁間を検出するセンサと他方の側の端縁間を検出するセンサとを有している。 According to a fourth aspect of the present invention, in the prepreg sheet manufacturing apparatus according to the first to third aspects, the gap detection sensor includes a rear end edge of the prepreg cut sheet pressed by the downstream pressing portion and an upstream pressing member. And a sensor for detecting the distance between the edges on one side and the sensor for detecting the distance between the edges on the other side of the gap between the front edge of the prepreg cut sheet pressed by the portion.
また、本発明の第5の態様は、第1ないし第4の態様に係るプリプレグシート製造装置において、溶着部は、先行するプリプレグカットシートの後端縁と後続するプリプレグカットシートの前端縁との間の隙間の上方をその長さ方向に沿って移動する加熱部を有し、隙間検出センサは、前記の隙間の上方とこの隙間の外方との間を移動可能に設けられている。 In addition, according to a fifth aspect of the present invention, in the prepreg sheet manufacturing apparatus according to the first to fourth aspects, the welding portion includes a rear end edge of the preceding prepreg cut sheet and a front end edge of the subsequent prepreg cut sheet. There is a heating section that moves along the length of the gap between them, and the gap detection sensor is provided so as to be movable between the gap and the outside of the gap.
本発明のプリプレグシート製造装置によれば、隙間検出部が、後続するプリプレグカットシートの前端縁を除いた前端部を押さえる上流側押さえ部を有し、この上流側押さえ部が、予め設定された高さに位置することで後続するプリプレグカットシートの前端部を上流側押さえ部の下側に案内するよう構成されている。そのため、先行するプリプレグカットシートの後端縁に対して後続するプリプレグカットシートの前端縁を乗り上げさせることなく対峙させ、その状態で隙間検出部によって隙間を検出することができる。よって、プリプレグカットシートを前後方向に繋ぎ合わせる際に、重なり部を形成することなく溶着部で溶着し、繋ぎ合わせてプリプレグシートを製造することができる。 According to the prepreg sheet manufacturing apparatus of the present invention, the gap detection unit has the upstream side pressing part that presses the front end part excluding the front end edge of the subsequent prepreg cut sheet, and this upstream side pressing part is set in advance. By being positioned at a height, the front end portion of the succeeding prepreg cut sheet is configured to be guided to the lower side of the upstream pressing portion. Therefore, the front end edge of the succeeding prepreg cut sheet is opposed to the rear end edge of the preceding prepreg cut sheet, and the gap can be detected by the gap detection unit in that state. Therefore, when the prepreg cut sheets are joined in the front-rear direction, the prepreg sheets can be manufactured by welding at the welded portion without forming an overlapping portion and joining them together.
以下、図面を参照して本発明のプリプレグシート製造装置を詳しく説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
図1は、本発明のプリプレグシート製造装置の一実施形態を模式的に示す平面図、図2は、本発明のプリプレグシート製造装置の一実施形態を模式的に示す側面図である。これらの図において符号1はプリプレグシート製造装置である。Hereinafter, the prepreg sheet manufacturing apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following drawings, the scale of each member is appropriately changed to make each member a recognizable size.
FIG. 1 is a plan view schematically showing one embodiment of the prepreg sheet manufacturing apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a side view schematically showing one embodiment of the prepreg sheet manufacturing apparatus of the present invention. In these drawings,
このプリプレグシート製造装置1は、ロール状のプリプレグ原反P1を繰り出す繰り出し装置2と、この繰り出し装置2から繰り出されたプリプレグ原反P1を走行させるメイン搬送路3と、メイン搬送路3上を走行してきたプリプレグシート積層物P5を引き込んでさらに下流側に送る送り装置4とを備え、さらに、第1のプリプレグカットシート形成部5、第2のプリプレグカットシート形成部14と、前後に配置されたプリプレグカットシート間の隙間を検出する隙間検出部10、隙間検出部19と、前後に配置されたプリプレグカットシート間を溶着する溶着部11、溶着部20と、を備えている。
This prepreg
プリプレグ原反P1は、炭素繊維やガラス繊維等の強化繊維(繊維)に熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂が含浸させられて50〜300μm程度の厚さに形成され、強化繊維(繊維)の向きが一定方向に配向するよう揃えられている。 The prepreg raw fabric P1 is formed by impregnating a reinforcing fiber (fiber) such as carbon fiber or glass fiber with a thermoplastic resin or a thermosetting resin to a thickness of about 50 to 300 μm. Are aligned in a certain direction.
図3は、プリプレグシート製造装置1によって形成されるプリプレグシート積層物P5を説明するための模式図である。図3に示すように本実施形態では、プリプレグ原反P1はその強化繊維Fの方向(長さ方向)が基準の方向、すなわちプリプレグ原反P1の長さ方向に概ね一致するように配向して形成されている。したがって、プリプレグ原反P1は強化繊維Fの配向が0°のプリプレグ原反となっている。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the prepreg sheet laminate P5 formed by the prepreg
図1、図2に示すように繰り出し装置2は、ローラを有し、ロール状に巻かれたプリプレグ原反P1をその長さ方向に繰り出してメイン搬送路3上に送り出すように構成されている。この場合、プリプレグ原反P1は、後述する送り装置4に引っ張られることで、メイン搬送路3上に送り出される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図1に示すようにメイン搬送路3は、プリプレグ原反P1の幅より広い幅を有する直線状(直板状)の部材で、プリプレグ原反P1をその上面上にて走行させるように形成されている。このメイン搬送路3の上面は、プリプレグ原反P1を円滑に走行させることができるように、摩擦抵抗の少ない平滑面に形成されている。
As shown in FIG. 1, the
メイン搬送路3の下流側には、図1、図2に示すように上下に配置された一対のローラ4a、ローラ4aと、一対のローラ4a、ローラ4aのうちの一方のローラ4aに接続してローラ4aを回転させるモータ等の駆動源4bと、を有してなる送り装置4が配置されている。送り装置4は、前述したように一対のローラ4a、ローラ4a間に、メイン搬送路3上を走行してきたプリプレグシート積層物P5を挟持し、駆動源4bによるローラ4aの回転によってプリプレグシート積層物P5を引き込み、下流側に送るように構成されている。これにより、前述したように繰り出し装置2は、それ自身の駆動でプリプレグ原反P1を送り出すことなく、送り装置4の駆動によって引き出されるプリプレグシート積層物P5を、メイン搬送路3に繰り出すように構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, on the downstream side of the
ここで、送り装置4に引き込まれるプリプレグシート積層物P5は、本実施形態では図3に示すように、プリプレグ原反P1上に第1のプリプレグカットシートP2、プリプレグ原反P3、第2のプリプレグカットシートP4を順次積層して構成されている。なお、図3では、図中の左側から右側に向かって原反やシートがメイン搬送路3上を流れていることを示しており、また、左側から右側に向かって原反やシートが順次積層されている状態を示している。
Here, as shown in FIG. 3, the prepreg sheet laminate P5 drawn into the
図1に示すようにメイン搬送路3の上流側には、第1のプリプレグカットシート形成部5が配設されている。第1のプリプレグカットシート形成部5は、ロール状のプリプレグ原反P1を送り出す送り出し装置6と、この送り出し装置6から送り出されたプリプレグ原反P1を走行させるサブ搬送路7と、サブ搬送路7上を走行してきたプリプレグ原反P1を予め設定された角度でその幅方向に切断する切断装置8と、を備えて構成されている。送り出し装置6から送り出されるプリプレグ原反P1は、前記の繰り出し装置2によってメイン搬送路3上に繰り出されるプリプレグ原反P1と同様の原反である。すなわち、強化繊維Fの配向が0°のプリプレグ原反である。
As shown in FIG. 1, a first prepreg cut
送り出し装置6は、ロール状のプリプレグ原反P1を繰り出す繰り出し装置6aと、繰り出し装置6aによって繰り出されたロール状のプリプレグ原反P1をサブ搬送路7上に送る送り装置6bとによって構成されている。繰り出し装置6aは、前記の繰り出し装置2と同様に形成され、ロール状に巻かれたプリプレグ原反P1をその長さ方向に繰り出してサブ搬送路7上に送り出すように構成されている。
The
送り装置6bは、前記の送り装置4と同様に形成され、上下に配置された一対のローラ6c、ローラ6cと、一対のローラ6c、ローラ6cのうちの一方のローラ6cに接続してローラ6cを回転させるモータ等の駆動源6dと、を有して構成されている。この送り装置6bは、繰り出し装置6aから繰り出されたプリプレグ原反P1をそのローラ6c、ローラ6c間に挟持し、駆動源6dによるローラ6cの回転によってプリプレグ原反P1を引き込み、サブ搬送路7の下流側に送るように構成されている。
The
サブ搬送路7は、メイン搬送路3の一方の側方に配置され、メイン搬送路3と直交するように延びて配設されている。このサブ搬送路7も、前記のメイン搬送路3と同様にプリプレグ原反P1の幅より広い幅を有する直線状(直板状)の部材で、プリプレグ原反P1をその上面上にて走行させるように形成されている。このサブ搬送路7の上面も、プリプレグ原反P1を円滑に走行させることができるように、摩擦抵抗の少ない平滑面に形成されている。
The
切断装置8は、サブ搬送路7上を走行してきたプリプレグ原反P1を、予め設定された角度でその幅方向に切断(裁断)する。本実施形態における切断装置8の概略構成を図4に示す。切断装置8は、カッター8aと、カッター8aを移動可能に保持する保持バー8bと、保持バー8bの両端部を支持する一対の支持部8c、支持部8cとを備えて構成されている。カッター8aは、モータ等の駆動手段によって保持バー8bの長さ方向に往復移動するように構成されており、これによって特に往路を移動することでプリプレグ原反P1を切断し、復路を移動することで初期位置に戻り、新たな切断のために待機する。
The
保持バー8bは、プリプレグ原反P1の幅よりも充分に長い長さに形成された細長い角柱状の部材で、プリプレグ原反P1の幅方向を横断してプリプレグ原反P1の上方に配置されている。これにより、保持バー8bはその長さ方向にカッター8aを案内する。
The holding
一対の支持部8c、支持部8cは、保持バー8bを、そのプリプレグ原反P1に対する角度が予め設定された角度となるように、保持バー8bの両端部を移動可能に支持している。本実施形態では、プリプレグ原反P1の繊維方向(配向方向)、すなわちプリプレグ原反P1の長さ方向に対して、保持バー8bが45°(−45°)に交差するように保持バー8bを支持している。したがって、この保持バー8bの長さ方向に沿って移動することにより、カッター8aはプリプレグ原反P1を、45°の角度でその幅方向を切断する。
The pair of
ここで、−45°の符号の「−」とは、図3に示すように強化繊維Fの長さ方向(配向方向)が時計回り方向にシフトしていることを示している。したがって、反時計回り方向にシフトした場合には、「+」の符号で示される。 Here, the sign “−” of −45 ° indicates that the length direction (orientation direction) of the reinforcing fiber F is shifted in the clockwise direction as shown in FIG. 3. Therefore, when it is shifted in the counterclockwise direction, it is indicated by a sign “+”.
また、図4に示すように一対の支持部8c、支持部8cは、プリプレグ原反P1に対する保持バー8bの角度を、任意の角度に変えられるように構成されている。すなわち、保持バー8bは、保持バー8bを直接支持する支持バー8dに対して、その両端部が支持バー8dの長さ方向の相反する方向にそれぞれ移動するように構成されている。これにより、プリプレグ原反P1の長さ方向(強化繊維Fの長さ方向)に対する角度が可変になっている。したがって、この切断装置8では、例えばプリプレグ原反P1の切断角度を「+45°」で行うのに代えて、例えば「+30°」や「+60°」で切断することも可能になっている。さらには、「−45°」で切断することも可能になっている。
Further, as shown in FIG. 4, the pair of
なお、この切断装置8は、図示しない制御装置により、カッター8aの駆動が送り出し装置6の送り装置6bの動作に連動するように制御されている。すなわち、送り装置6bによるプリプレグ原反P1の送り動作が一旦停止させられている間に、カッター8aが駆動してプリプレグ原反P1が予め設定された角度で切断され、図3に示す平行四辺形の第1のプリプレグカットシートP2が形成される。ここで、図4に示したサブ搬送路7には、保持バー8bより下流側で、切断によって形成された第1のプリプレグカットシートP2が保持される位置に、この第1のプリプレグカットシートP2が浮き上がることで生じる位置ずれを防止するため、吸引孔等からなる浮き上がり防止手段が設けられている。
The
また、カッター8aの駆動が停止すると、後述する移載ハンド9によって第1のプリプレグカットシートP2がピッキングされる。その後、再度送り装置6bによりプリプレグ原反P1が送り出される。その際、カッター8aで切断する間隔を図3中に辺L1で示すと、この辺L1の長さがプリプレグ原反P1の幅の√2倍の長さとなるように、送り装置6bおよびカッター8aの駆動が制御されている。
When the driving of the
図1、図2に示すようにこのような切断装置8の下流側、すなわちサブ搬送路7のメイン搬送路3側には、第1のプリプレグカットシート形成部5で形成したプリプレグシート、すなわち切断装置8で切断(裁断)した図3に示す第1のプリプレグカットシートP2を、メイン搬送路3上を走行するプリプレグ原反P1上に移送する移載ハンド9が設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the prepreg sheet formed by the first prepreg cut
移載ハンド9は、図2に示すように第1のプリプレグカットシートP2を吸引保持する保持部9aと、この保持部9aを水平面上で回転させ、第1のプリプレグカットシートP2の強化繊維Fの向き(配向)を予め設定された向きにする移動部9bと、を備えて構成されている。保持部9aは、減圧吸引によって第1のプリプレグカットシートP2を着脱可能に保持するように構成されている。移動部9bは、ロボットアームによって形成され、複数の回動軸を有して保持部9aを水平面上のXY方向に移動させるとともに垂直な軸周りに回転させ、かつ、保持部9aを昇降させるように構成されている。
As shown in FIG. 2, the
このような構成を有する移載ハンド9は、切断装置8で切り出された平行四辺形の第1のプリプレグカットシートP2を保持部9aによって保持し、保持された第1のプリプレグカットシートP2を回転部9bによってメイン搬送路3上に移動させ、その後、保持部9aから脱着させることで第1のプリプレグカットシートP2をプリプレグ原反P1上に載置する。
The
その際、移動部9bは、図3に示すように第1のプリプレグカットシートP2の強化繊維の繊維方向(配向方向)が予め設定された向きとなるように、すなわちプリプレグ原反P1の強化繊維Fの向き(配向)とは異なる角度である+45°となるように、第1のプリプレグカットシートP2を適宜に回転させてプリプレグ原反P1上に載置する。また、このような回転とは別に、後述するように第1のプリプレグカットシートP2をプリプレグ原反P1の上面に沿わせて、メイン搬送路3の下流側に移動させる。
At that time, as shown in FIG. 3, the moving
このようにして第1のプリプレグカットシートP2を載置する際、この第1のプリプレグカットシートP2の切断辺L2、切断辺L2が、それぞれプリプレグ原反P1の側端縁上に位置するように位置合わせされる。これにより、図3に示すように第1のプリプレグカットシートP2が、プリプレグ原反P1からはみ出ることなく、プリプレグ原反P1上に載置される。 When the first prepreg cut sheet P2 is placed in this way, the cut side L2 and the cut side L2 of the first prepreg cut sheet P2 are respectively positioned on the side edges of the prepreg original fabric P1. Aligned. Thereby, as shown in FIG. 3, the first prepreg cut sheet P2 is placed on the prepreg original fabric P1 without protruding from the prepreg original fabric P1.
このような第1のプリプレグカットシート形成部5と、移載ハンド9が、第1のプリプレグカットシートP2の形成、および形成した第1のプリプレグカットシートP2の移載を連続的に行うことにより、図5に示すようにメイン搬送路3上を走行するプリプレグ原反P1に対して第1のプリプレグカットシートP2が、ほとんど隙間無く、かつ重なることなく連続した状態に配置(載置)される。すなわち、先行する第1のプリプレグカットシートP2に対して、後続する第1のプリプレグカットシートP2が、予め設定された範囲内の隙間Sとなり、したがって重なることがないように、連続した状態に配置される。
The first prepreg cut
しかし、プリプレグ原反P1にはその幅寸法にバラツキがあることなどから、これから得られる第1のプリプレグカットシートP2についてもその形状や大きさにバラツキが生じる。したがって、単に第1のプリプレグカットシートP2を予め設定された位置に配置するだけでは、前後の第1のプリプレグカットシートP2、第1のプリプレグカットシートP2間の隙間Sにバラツキが生じる。その結果、先行する第1のプリプレグカットシートP2に対して後続する第1のプリプレグカットシートP2が重なってしまう可能性がある。 However, since the width of the prepreg original fabric P1 varies, the shape and size of the first prepreg cut sheet P2 obtained from the variation also vary. Therefore, if the first prepreg cut sheet P2 is simply disposed at a preset position, the gap S between the front and rear first prepreg cut sheets P2 and the first prepreg cut sheet P2 varies. As a result, the following first prepreg cut sheet P2 may overlap the preceding first prepreg cut sheet P2.
そこで、本実施形態では、図1に示すようにメイン搬送路3におけるサブ搬送路7より少し下流側に、隙間検出部10を配設している。隙間検出部10は、メイン搬送路3上を走行するプリプレグ原反P1上において先行する第1のプリプレグカットシートP2と、後続する第1のプリプレグカットシートP2との間の隙間Sを検出する。隙間検出部10は、図示しない制御装置に接続されてこれに制御されるように形成され、本実施形態では、図6Aに示すように一対のセンサ30、センサ30からなる隙間検出センサ31を有して構成されている。また、隙間検出部10は、図7A〜図7Dに示すように、先行する第1のプリプレグカットシートP2の後端縁を除いた後端部を押さえる下流側押さえ部32と、後続する第1のプリプレグカットシートP2の前端縁を除いた前端部を押さえる上流側押さえ部33と、を備えている。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the
センサ30は、本実施形態ではシートの段差を検出する2次元レーザ変位センサによって形成され、図7Bに示すように先行する第1のプリプレグカットシートP2と後続する第1のプリプレグカットシートP2とが予め設定された位置に到達した際に、これらの間の隙間Sの直上に位置するように配置される。なお、センサ30としては、2次元レーザ変位センサに代えてCCDカメラ等からなる画像センサを用いることもできる。
In the present embodiment, the
一対のセンサ30、センサ30のうちの一方は、図6Bに示すように第1のプリプレグカットシートP2の幅方向の一方の側、すなわち隙間Sの一方の側端部の直上に配置され、他方は、隙間Sの他方の側端部の直上に配置されている。これによって各センサ30は、その直下の計測位置30aにおける隙間Sを検出する。
また、これら一対のセンサ30、センサ30は、図6Aに示すようにいずれもスライダ機構34に保持されており、これによって矢印で示すように隙間Sの側端部の直上位置と、隙間Sの外方との間を移動する。One of the pair of
Further, as shown in FIG. 6A, each of the pair of
下流側押さえ部32は、図7A〜図7Dに示すように、第1のプリプレグカットシートP2のうち、先行する第1のプリプレグカットシートP2の後端部の直上に、その切断辺となる後端縁に沿って配置された細板状の部材で、図示しない昇降機構によって昇降可能とされている。すなわち、下流側押さえ部32は、図1に示したメイン搬送路3上の所定位置に配置され、メイン搬送路3の幅より充分に長く、したがって第1のプリプレグカットシートP2の後端縁より長く形成されている。その結果、下流側押さえ部32により、第1のプリプレグカットシートP2の後端部全体を後端縁の長さ方向に沿って押さえることができる。すなわち、下流側押さえ部32は、図1中に示す隙間検出部10と同様に、メイン搬送路3に対して所定角度(45°)傾いた状態で配置されている。
As shown in FIG. 7A to FIG. 7D, the downstream
この下流側押さえ部32は、上昇することによってその下方への第1のプリプレグカットシートP2の走行(移動)を可能にし、その後下降することにより、この第1のプリプレグカットシートP2の後端縁を除いた後端部を押さえるように構成されている。したがって、下流側押さえ部32は、図7A〜図7Dに示すように、先行する第1のプリプレグカットシートP2の後端縁よりやや下流側、例えば10mm程度下流側に配置されている。
The downstream
上流側押さえ部33は、図7A〜図7Dに示すように、第1のプリプレグカットシートP2のうちの、後続する第1のプリプレグカットシートP2の前端部の直上に、その切断辺となる前端縁に沿って配置された細板状の部材で、図示しない昇降機構によって昇降可能とされている。この上流側押さえ部33も、図1に示したメイン搬送路3上の所定位置に配置さ、メイン搬送路3の幅より充分に長く、したがって第1のプリプレグカットシートP2の前端縁より長く形成されている。その結果、上流側押さえ部33により、第1のプリプレグカットシートP2の前端部全体を前端縁の長さ方向に沿って押さえることができる。すなわち、上流側押さえ部33も、図1中に示す隙間検出部10と同様に、メイン搬送路3に対して所定角度(45°)傾いた状態で配置されている。
As shown in FIGS. 7A to 7D, the
この上流側押さえ部33は、予め設定された高さ、すなわち載置する面となる第1のプリプレグカットシートP2の上面から0.5mm以下程度高い位置に上昇して停止することにより、その下方への第1のプリプレグカットシートP2の移動を可能して第1のプリプレグカットシートP2を案内し、その後下降することにより、この第1のプリプレグカットシートP2の前端縁を除いた前端部を押さえるように構成されている。したがって、上流側押さえ部33は、図7A〜図7Dに示すように、後続する第1のプリプレグカットシートP2の前端縁よりやや上流側、例えば10mm程度上流側に配置されている。
The upstream
この上流側押さえ部33には、図7A、図7Bに示すように、その上流側、すなわちメイン搬送路3の上流側に、案内部33aが形成されている。案内部33aは、本実施形態では上流側押さえ部33の上流側下端部に形成されたテーパ面によって形成されている。すなわち、上流側押さえ部33の上流側端面におけるほぼ中間の高さから底面にかけてテーパ面が形成されており、このテーパ面によって案内部33aが構成されている。
As shown in FIGS. 7A and 7B, the
このような案内部33aを有することによって、上流側押さえ部33は、図7Aに示すように前記した所定の高さ上昇した状態で、後続する第1のプリプレグカットシートP2を、案内部33aによって自らの下側に案内する。すなわち、前記の移載ハンド9で保持され、所定の角度に回転してその強化繊維Fの角度が予め設定した角度になるようにその姿勢が調整された第1のプリプレグカットシートP2は、強化繊維Fの角度が維持されつつ、上流側押さえ部33の下側に案内される。その際、第1のプリプレグカットシートP2の先端が上流側押さえ部33の案内部33aに当接しても、そのテーパ面によって下側に案内されることにより、上流側押さえ部33の底面側に滑り込む。
By having such a
したがって、第1のプリプレグカットシートP2は、その前端部が上流側押さえ部33の底面側に滑り込み、移載ハンド9によって予め設定された位置まで移動させられることにより、先行する第1のプリプレグカットシートP2の後端縁に対して適宜な隙間を介して隣接させられる。その際、従来では先行する第1のプリプレグカットシートP2に対して後続する第1のプリプレグカットシートP2が乗り上がり、重なってしまう可能性があったが、本実施形態では、上流側押さえ部33がその底面によって後続する第1のプリプレグカットシートP2の浮き上がりを規制しているため、このような重なりが防止されている。
Therefore, the front end portion of the first prepreg cut sheet P2 slides to the bottom surface side of the upstream holding
ただし、前述したようにプリプレグ原反P1の幅寸法のバラツキなどに起因して、前後の第1のプリプレグカットシートP2、第1のプリプレグカットシートP2間の隙間Sが許容範囲を超えてしまう場合がある。そこで、本実施形態の隙間検出部10では、図7Aに示すように先行する第1のプリプレグカットシートP2の後端部を下流側押さえ部32で押さえ、続いて図7Bに示すように後続する第1のプリプレグカットシートP2の前端部を上流側押さえ部33の下側(底面側)に滑り込ませ、その状態で一対のセンサ30、センサ30によってそれぞれ隙間Sの幅を検出する。その際、前述したように上流側押さえ部33が第1のプリプレグカットシートP2の上面から0.5mm以下程度高い位置にあるため、第1のプリプレグカットシートP2の浮き上がりが防止される。
However, when the gap S between the front and rear first prepreg cut sheets P2 and the first prepreg cut sheet P2 exceeds the allowable range due to variations in the width dimension of the prepreg original fabric P1 as described above. There is. Therefore, in the
一対のセンサ30、センサ30によって検出された隙間Sがいずれも許容範囲内である場合には、図示しない制御装置によって前後の第1のプリプレグカットシートP2、第1のプリプレグカットシートP2間の隙間Sが適正であると判断され、後述する溶着が行われる。一方、隙間Sの少なくとも一方が許容範囲を超えている場合には、再度位置合わせを行うべく、上流側押さえ部33を一旦上昇させ、移載ハンド9によって第1のプリプレグカットシートP2の位置を再調整する。その際、特に一対のセンサ30、センサ30によって検出された両側の隙間Sが互いに大きく異なる場合には、第1のプリプレグカットシートP2が角度ずれを起こしていることになるため、第1のプリプレグカットシートP2を回転させて角度ずれを直す。また、両側の隙間Sがほぼ同じである場合には、単に先行する第1のプリプレグカットシートP2側にずらすことで、隙間Sを許容範囲内にする。なお、隙間Sの許容範囲の上限は例えば数mm程度とされ、下限はゼロ、すなわち前後の第1のプリプレグカットシートP2、第1のプリプレグカットシートP2が重なっていなければ、両者が接している状態も許容範囲内とされる。
When both of the pair of
このようにして再度位置合わせを行った後、一対のセンサ30、センサ30によって隙間Sの幅を検出する。これによって前後の第1のプリプレグカットシートP2、第1のプリプレグカットシートP2は、最終的に一対のセンサ30、センサ30で検出される両側の隙間Sがいずれも許容範囲内になるように配置される。すなわち、最終的に前後の第1のプリプレグカットシートP2、第1のプリプレグカットシートP2は、重なることなく、予め設定された範囲に調整された隙間Sを介して、前後に連続して配置される。
After the alignment is performed again in this way, the pair of
また、本実施形態では、図6Aに示すように隙間検出部10に、溶着機(溶着部)11が設けられている。溶着機11は、下流側押さえ部32と上流側押さえ部33との間に形成される隙間Sの直上に配置され、隙間Sとその近傍を加熱する加熱部11aと、加熱部11aを昇降させる昇降機構11bと、これら加熱部11aおよび昇降機構11bを隙間Sの長さ方向に移動させる移動機構11cとを備えて構成されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 6A, the
加熱部11aは、超音波溶着機からなり、この超音波溶着機を隙間Sとその近傍、すなわち先行する第1のプリプレグカットシートP2の後端部と後続する第1のプリプレグカットシートP2の前端部とに当接または近接させて、これらを摩擦熱で加熱する。これによって加熱部11aは、第1のプリプレグカットシートP2およびその下のプリプレグ原反P1の樹脂を溶融した後固化させることにより、前後の第1のプリプレグカットシートP2、第1のプリプレグカットシートP2間を溶着すると同時に、第1のプリプレグカットシートP2とプリプレグ原反P1とを溶着する。なお、加熱部11aとしては、前記の超音波溶着機に代えて、加熱されたローラを転がす構造や、長尺のヒータ線を押し付ける構造を採用することもできる。
The
ここで、加熱部11aは昇降機構11bによって昇降させられることにより、第1のプリプレグカットシートP2に接してこれを加熱し、あるいはこれから離間する。すなわち、加熱部11aは、図7Cに示すように上昇している状態から、図7Dに示すように下降して前後の第1のプリプレグカットシートP2、第1のプリプレグカットシートP2に接することにより、これらを加熱する。
Here, the
また、加熱部11aは、図6Cに示すように移動機構11cによって隙間Sの長さ方向に移動させられることにより、隙間Sとのその近傍を全て加熱できるように構成されている。その際、一対のセンサ30、センサ30が隙間Sの直上に位置していると、加熱部11aの移動に干渉する。そこで、一対のセンサ30、センサ30は、前述したように前後の第1のプリプレグカットシートP2、第1のプリプレグカットシートP2間の隙間Sが適正であると判定されると、図6Cに示すようにスライダ機構34によって隙間Sの直上から隙間Sの長さ方向の外方に退避(移動)させられ、加熱部11aの移動に干渉しなくなる。
Moreover, the
すなわち、本実施形態では、図7A、図7B、図6Aに示したように一対のセンサ30、センサ30で前後の第1のプリプレグカットシートP2、第1のプリプレグカットシートP2の間の隙間Sを検出(計測)し、これが適正であると判定されると、図6Cに示すように一対のセンサ30、センサ30が隙間Sの直上からその外方に退避(移動)する。そして、上流側押さえ部33が下降して第1のプリプレグカットシートP2の前端部を押さえ、続いて図7Dに示すように溶着機11の加熱部11aが下降して隙間Sとその近傍を加熱・溶着し、さらに隙間Sの長さ方向に移動することで隙間S全体を溶着する。これにより、第1のプリプレグカットシートP2、第1のプリプレグカットシートP2とプリプレグ原反P1とが溶着するとともに、プリプレグ原反P1を介して前後の第1のプリプレグカットシートP2、第1のプリプレグカットシートP2間が溶着し、一体化する。その際、前後の第1のプリプレグカットシートP2、第1のプリプレグカットシートP2は、下流側押さえ部32、上流側押さえ部33によってそれぞれの位置が固定されているため、適正と判定された隙間Sが維持されている。したがって、これら前後の第1のプリプレグカットシートP2、第1のプリプレグカットシートP2は、適正な隙間Sを介して溶着されることにより、良好に一体化される。
That is, in this embodiment, as shown in FIG. 7A, FIG. 7B, and FIG. 6A, the gap S between the pair of
溶着機11(隙間検出部10)より下流側には、図1、図2に示すように送り出し装置(送り出し部)12が配設されている。送り出し装置12は、メイン搬送路3の上方に配置され、メイン搬送路3を走行するプリプレグ原反P1と第1のプリプレグカットシートP2との積層物の上に、他のプリプレグ原反P3を送り出すように構成されている。ここで、この送り出し装置12から送り出されるプリプレグ原反P3も、前記の繰り出し装置2によってメイン搬送路3上に繰り出されるプリプレグ原反P1と同様の原反であり、強化繊維Fの配向が0°のプリプレグ原反である。
As shown in FIGS. 1 and 2, a feeding device (feeding unit) 12 is disposed on the downstream side of the welding machine 11 (gap detecting unit 10). The
また、この送り出し装置12は、図2に示すようにロール状のプリプレグ原反P3を繰り出す繰り出し装置12aと、繰り出し装置12aによって繰り出されたロール状のプリプレグ原反P3をメイン搬送路3上に送る送り装置12bとによって構成されている。繰り出し装置12aは、ロール状に巻かれたプリプレグ原反P3をその長さ方向に繰り出すとともに、一旦上方に送り出すように構成されている。
Further, as shown in FIG. 2, the
送り装置12bは、複数のローラ12cと、これらローラ12cのうちの下流側に配置されたローラ12cに接続してローラ12cを回転させるモータ等の駆動源(図示せず)と、を有して構成されている。この送り装置12bは、繰り出し装置12aから繰り出され、一旦上方に送り出されたプリプレグ原反P3を複数のローラ12cによって上方から下方に送り、メイン搬送路3を走行する前記積層物の上に送り出すように構成されている。
The
また、このようにしてプリプレグ原反P3を前記積層物の上に送り出す際、送り出し装置12は、図3に示すようにプリプレグ原反P3の両側縁を、積層物における第1のプリプレグカットシートP2の切断辺L2、切断辺L2上に位置するように位置合わせする。これにより、図3に示すようにプリプレグ原反P3が、第1のプリプレグカットシートP2からはみ出ることなく、第1のプリプレグカットシートP2上に載置される。
Further, when the prepreg original fabric P3 is sent out onto the laminate in this way, the
この送り出し装置12より下流側には、図1、図2に示すように溶着機13が配設されている。溶着機13は、前記の溶着機11と同様に加熱部を有して形成され、最上層となっているプリプレグ原反P3とこれの下層となる前記積層物、すなわちプリプレグ原反P1と第1のプリプレグカットシートP2との積層物とを溶着し、一体化する。本実施形態では、図3に示すプリプレグ原反P3の幅方向、すなわち強化繊維Fの長さ方向と直交する方向に加熱部を走行させ、プリプレグ原反P3とこれの下層となる前記積層物の樹脂を溶融した後固化させ、これらプリプレグ原反P3と前記積層物とを溶着する。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
この溶着機13より下流側には、図1に示すように第2のプリプレグカットシート形成部14が配設されている。第2のプリプレグカットシート形成部14は、第1のプリプレグカットシート形成部5とほぼ同様に構成され、ロール状のプリプレグ原反P1を送り出す送り出し装置15と、この送り出し装置15から送り出されたプリプレグ原反P1を走行させるサブ搬送路16と、サブ搬送路16上を走行してきたプリプレグ原反P1を予め設定された角度でその幅方向に切断(裁断)する切断装置17と、を備えている。
As shown in FIG. 1, a second prepreg cut
ここで、送り出し装置15から送り出されるプリプレグ原反P1は、第1のプリプレグカットシート形成部5において用いられるプリプレグ原反P1と同じく、強化繊維Fの配向が0°のプリプレグ原反である。
Here, the prepreg original fabric P1 delivered from the
送り出し装置15は、第1のプリプレグカットシート形成部5の送り出し装置6と同様に構成され、ロール状のプリプレグ原反P1を繰り出す繰り出し装置15aと、繰り出し装置15aによって繰り出されたロール状のプリプレグ原反P1をサブ搬送路16上に送る送り装置15bとによって構成されている。繰り出し装置15aは、ロール状に巻かれたプリプレグ原反P1をその長さ方向に繰り出してサブ搬送路16上に送り出すように構成されている。
The
送り装置15bは、上下に配置された一対のローラ15c、ローラ15cと、一対のローラ15c、ローラ15cのうちの一方のローラ15cに接続してローラ15cを回転させるモータ等の駆動源15dと、を有して構成されている。この送り装置15bも、繰り出し装置15aから繰り出されたプリプレグ原反P1を一対のローラ15c、ローラ15c間に挟持し、駆動源15dによるローラ15cの回転によってプリプレグ原反P1を引き込み、サブ搬送路16の下流側に送るように構成されている。
The
サブ搬送路16は、メイン搬送路3の一方の側方、すなわち第1のプリプレグカットシート形成部5のサブ搬送路7と同じ側方に配置され、メイン搬送路3と直交するように延びて配設されている。このサブ搬送路16も、プリプレグ原反P1の幅より広い幅を有する直線状(直板状)の部材で、プリプレグ原反P1をその上面上にて走行させるように形成されている。このサブ搬送路16の上面も、プリプレグ原反P1を円滑に走行させることができるように、摩擦抵抗の少ない平滑面に形成されている。
The
切断装置17は、第1のプリプレグカットシート形成部5の切断装置8と同様に、サブ搬送路16上を走行してきたプリプレグ原反P1を予め設定された角度でその幅方向に切断する。すなわち、切断装置17は、図4に示したカッター8aと、カッター8aを移動可能に保持する保持バー8bと、保持バー8bの両端部を支持する一対の支持部8c、支持部8cとを備えて構成されている。
Similarly to the
ただし、この第2のプリプレグカットシート形成部14の切断装置17は、前記の切断装置8がプリプレグ原反P1を+45°の角度でその幅方向を切断し、図3に示した第1のプリプレグカットシートP2を形成しているのと異なり、プリプレグ原反P1を−45°の角度でその幅方向を切断し、図3に示した第2のプリプレグカットシートP4を形成する。
However, in the
すなわち、この切断装置17では、図4に示したカッター8aを移動可能に保持する保持バー8bの向きが切断装置8とは異なり、図1に示すようにサブ搬送路16の長さ方向に対して逆に45°傾いて配置されている。これにより、切断装置17で切断されて形成された第2のプリプレグカットシートP4は、図3に示すようにその切断辺L4が強化繊維Fの長さ方向に対して45°傾いて形成される。すなわち、第1のプリプレグカットシートP2とは逆の方向に45°傾いて形成される。
That is, in this
ただし、この切断装置17でも、前記の切断装置8と同様にプリプレグ原反P1に対する保持バーの角度を任意の角度に変えられるようになっており、これによってプリプレグ原反P1の長さ方向(強化繊維Fの長さ方向)に対する角度が可変になっている。したがって、この切断装置17でも、例えばプリプレグ原反P1の切断角度を「−45°」で行うのに代えて、例えば「−30°」や「−60°」で切断することも可能になっている。さらには、「+45°」で切断することも可能になっている。
However, in this
また、この切断装置17も、図示しない制御装置により、カッターの駆動が送り出し装置15の送り装置15bの動作に連動するように制御されている。すなわち、送り装置15bによる送り動作が一旦停止させられている間に、カッターが駆動してプリプレグ原反P1が予め設定された角度で切断され、図3に示す平行四辺形の第2のプリプレグカットシートP4が形成される。ここで、サブ搬送路16にも、前記のサブ搬送路7と同様に、保持バー8bより下流側で、切断によって形成された第2のプリプレグカットシートP4が保持される位置に、この第2のプリプレグカットシートP4が浮き上がることで生じる位置ずれを防止するため、吸引孔等からなる浮き上がり防止手段が設けられている。
The cutting
また、カッターの駆動が停止すると、後述する移載ハンド18によって第2のプリプレグカットシートP4がピッキングされる。その後、再度送り装置15bによりプリプレグ原反P1が送り出される。その際、カッターで切断する間隔を図3中に辺L3で示すと、この辺L3の長さがプリプレグ原反P1の幅の√2倍の長さとなるように、送り装置15bおよびカッターの駆動が制御されている。
When driving of the cutter is stopped, the second prepreg cut sheet P4 is picked by the
図1、図2に示すようにこのような切断装置17の下流側、すなわちサブ搬送路16のメイン搬送路3側には、第2のプリプレグカットシート形成部14で形成したプリプレグシート、すなわち切断装置17で切断(裁断)した図3に示す第2のプリプレグカットシートP4を、メイン搬送路3上を走行する積層物上に移送する移載ハンド18が設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the prepreg sheet formed by the second prepreg cut
移載ハンド18は、図2に示すように前記の移載ハンド9と同様の構成を有し、第2のプリプレグカットシートP4を吸引保持する保持部18aと、この保持部18aを水平面上で回転させ、第2のプリプレグカットシートP4の強化繊維Fの向き(配向)を予め設定された向きにする移動部18bと、を備えている。保持部18aは、減圧吸引によって第2のプリプレグカットシートP4を着脱可能に保持するように構成されている。移動部18bは、ロボットアームによって形成され、複数の回動軸を有して保持部18aを水平面内のXY方向に移動させるとともに垂直な軸周りに回転させ、かつ、保持部18aを昇降させるように構成されている。
As shown in FIG. 2, the
このような構成を有する移載ハンド18は、切断装置17で切り出された平行四辺形の第2のプリプレグカットシートP4を保持部18aによって保持し、保持された第2のプリプレグカットシートP4を回転部18bによってメイン搬送路3上に移動させ、その後、保持部18aから脱着させることで第2のプリプレグカットシートP4をプリプレグ原反P3(積層物)上に載置する。
The
その際、保持部18aは、図3に示すように第2のプリプレグカットシートP4の強化繊維Fの向き(配向)が予め設定された向きとなるように、すなわちプリプレグ原反P1や第1のプリプレグカットシートP2、プリプレグ原反P3の強化繊維Fの向き(配向)とは異なる角度である−45°となるように、第2のプリプレグカットシートP4をプリプレグ原反P3(積層物)上に載置する。また、このような回転とは別に、後述するように第2のプリプレグカットシートP4をプリプレグ原反P1の上面に沿わせて、メイン搬送路3の下流側に移動させる。
At that time, as shown in FIG. 3, the holding
また、このようにして第2のプリプレグカットシートP4を載置する際、この第2のプリプレグカットシートP4の切断辺L4、切断辺L4が、それぞれプリプレグ原反P3の側端縁上に位置するように位置合わせされる。これにより、図3に示すように第2のプリプレグカットシートP4が、プリプレグ原反P3からはみ出ることなく、プリプレグ原反P3上に載置される。 Further, when the second prepreg cut sheet P4 is placed in this way, the cut side L4 and the cut side L4 of the second prepreg cut sheet P4 are respectively positioned on the side edges of the prepreg original fabric P3. So that they are aligned. Thereby, as shown in FIG. 3, the 2nd prepreg cut sheet P4 is mounted on the prepreg original fabric P3, without protruding from the prepreg original fabric P3.
このような第2のプリプレグカットシート形成部14と、移載ハンド18が、第2のプリプレグカットシートP4の形成、および形成した第2のプリプレグカットシートP4の移載を連続的に行うことにより、メイン搬送路3上を走行する積層物に対して第1のプリプレグカットシートP2が、隙間無く、かつ重なることなく連続した状態に配置(載置)される。
The second prepreg cut
ここで、第1のプリプレグカットシート形成部5、移載ハンド9、送り出し装置12等を経て移載ハンド18近傍にまで走行する積層物の走行速度と、サブ搬送路16を経て移載ハンド18によって積層物上に載置される第2のプリプレグカットシートP4の移載速度とが異なってしまい、そのタイミングがずれてしまうことがある。そこで、本実施形態では溶着機13と移載ハンド18近傍との間に、例えば積層物を撓ませることで前記のタイミングのずれを無くし、タイミングを合わせるようにしたアキュームレイト部(図示せず)が設けられている。これにより、積層物が走行してくるタイミングに、移載ハンド18によって第2のプリプレグカットシートP4を載置するタイミングを合わせることができる。
Here, the traveling speed of the laminate that travels to the vicinity of the
図1に示すようにメイン搬送路3におけるサブ搬送路16より少し下流側には、隙間検出部19が配設されている。隙間検出部19は、メイン搬送路3上を走行するプリプレグ原反P1上において先行する第2のプリプレグカットシートP4と、後続する第2のプリプレグカットシートP4との間の隙間Sを検出し、図示しない制御装置に接続されてこれに制御されている。
As shown in FIG. 1, a
すなわち、この隙間検出部19も前記の隙間検出部10と同様に、図6Aに示す一対のセンサ30、センサ30からなる隙間検出センサ31を有し、さらに図7A〜図7Dに示すように先行するプリプレグカットシートの後端縁を除いた後端部を押さえる下流側押さえ部32と、後続するプリプレグカットシートの前端縁を除いた前端部を押さえる上流側押さえ部33と、を備えて構成されている。
That is, the
したがって、隙間検出部19も前記の隙間検出部10と同様に作動し、これによって前後の第2のプリプレグカットシートP4、第2のプリプレグカットシートP4は、重なることなく、予め設定された範囲に調整された隙間Sを介して前後に連続して配置される。
Accordingly, the
また、この隙間検出部19にも、前記の隙間検出部10と同様に、図2に示すように溶着機(溶着部)20が配設されている。溶着機20は、前記の溶着機11とほぼ同様の構成を備え、図6A、図6Cに示すように、加熱部11aと、加熱部11aを昇降させる昇降機構11bと、これら加熱部11aおよび昇降機構11bを隙間Sの長さ方向に移動させる移動機構11cとを備えて構成されている。
Further, as in the
したがって、溶着機20も前記の溶着機11と同様に作動し、これによって前後の第2のプリプレグカットシートP4、第2のプリプレグカットシートP4間が溶着されるとともに、これら第2のプリプレグカットシートP4、第2のプリプレグカットシートP4とその下の積層物(プリプレグ原反P1)とが溶着され、一体化される。その際、前後の第2のプリプレグカットシートP4、第2のプリプレグカットシートP4は、下流側押さえ部32、上流側押さえ部33によってそれぞれの位置が固定されているため、適正と判定された隙間Sが維持されている。したがって、これら前後の第2のプリプレグカットシートP4、第2のプリプレグカットシートP4は、適正な隙間Sを介して溶着されることにより、良好に一体化される。
Accordingly, the
この溶着機20より下流側には、図1、図2に示すように溶着機(溶着部)21が配設されている。溶着機21は、前記の溶着機13と同様に加熱部を有して形成され、溶着機20で溶着され一体化された積層物、すなわち最上層の第2のプリプレグカットシートP4とこれの下層となる積層物とを再度溶着する。その際、この溶着機21は、図3に示す第2のプリプレグカットシートP4の幅方向、すなわち切断辺L4と直交する方向に、加熱部を走行させて第2のプリプレグカットシートP4とこれの下層となる前記積層物の樹脂を溶融した後固化させ、これら第2のプリプレグカットシートP4と前記積層物とを溶着する。つまり、溶着機20とは異なる角度で溶着することにより、得られる積層物をより強固に一体化する。これにより、図3に示すようにプリプレグシート積層物P5を形成する。
A welding machine (welding part) 21 is disposed downstream of the
このようにして形成されたプリプレグシート積層物P5は、前述したように送り装置4に引き込まれ、メイン搬送路3の下流側に走行させられる。
この送り装置4の下流側には、図1、図2に示すように切断部22が配設されている。
切断部22は、前記の切断装置8、切断装置17と同様にカッターを有し、プリプレグシート積層物P5をその幅方向、すなわち図3に示すプリプレグ原反P1、プリプレグ原反P3の強化繊維Fの長さ方向と直交する方向に切断し、図1に示すように矩形状のプリプレグシート積層体P6を形成する。The prepreg sheet laminate P5 formed in this way is drawn into the
As shown in FIGS. 1 and 2, a cutting
The cutting
このようにして形成されたプリプレグシート積層体P6は、図2に示すようにメイン搬送路3の下流側に配設された収容箱23に順次収容された後、次工程に供される。次工程では、プリプレグシート積層体P6が所望の形状に切断され、得られたプリプレグシート積層体P6の形状物がさらに複数枚重ねられることにより、所望の3次元形状に形成される。
The prepreg sheet laminate P6 formed in this way is sequentially stored in a
自動車や航空機などを構成する各種の部材には、例えば左右に配置されるため、面対称に形成される部材がある。このような面対称となる部材を製造する場合には、その強度も面対称性を有する必要があり、したがってプリプレグシート積層物を構成するプリプレグシートの強化繊維の繊維方向(配向方向)も、左右の部材で面対称にする必要がある。 Various members constituting an automobile, an aircraft, and the like include, for example, members that are formed symmetrically because they are arranged on the left and right. When manufacturing a member having such plane symmetry, the strength thereof must also have plane symmetry. Therefore, the fiber direction (orientation direction) of the reinforcing fibers of the prepreg sheet constituting the prepreg sheet laminate is also left and right. It is necessary to make plane symmetry with the members.
具体的には、図3に示したプリプレグシート積層物P5から形成されるプリプレグシート積層体P6に対して、面対称性を付与するべく、図3に示したプリプレグシート積層物P5における第1のプリプレグカットシートP2と第2のプリプレグカットシートP4とを入れ換えて、プリプレグシート積層体を製造する。 Specifically, in order to give plane symmetry to the prepreg sheet laminate P6 formed from the prepreg sheet laminate P5 shown in FIG. 3, the first prepreg sheet laminate P5 shown in FIG. The prepreg cut sheet P2 and the second prepreg cut sheet P4 are exchanged to produce a prepreg sheet laminate.
すなわち、図1に示した第1のプリプレグカットシート形成部5における切断装置8の保持バー8bの角度を、第2のプリプレグカットシート形成部14における切断装置17の保持バー8bの角度となるように変更し、逆に第2のプリプレグカットシート形成部14における切断装置17の保持バー8bの角度を、第1のプリプレグカットシート形成部5における切断装置8の保持バー8bの角度となるように変更する。これにより、図3に示したプリプレグシート積層物P5における第1のプリプレグカットシートP2と第2のプリプレグカットシートP4とを容易に入れ換えることができる。したがって、プリプレグシート積層物P5から形成されるプリプレグシート積層体P6に対して、強度面で面対称性を有するプリプレグシート積層体を、同じプリプレグシート製造装置1によって容易に製造することができる。
That is, the angle of the holding
本実施形態のプリプレグシート製造装置1は、隙間検出部10(隙間検出部19)が、後続する第1のプリプレグカットシートP2(第2のプリプレグカットシートP4)の前端縁を除いた前端部を押さえる上流側押さえ部33を有し、この上流側押さえ部33が、予め設定された高さに位置することで後続する第1のプリプレグカットシートP2(第2のプリプレグカットシートP4)の前端部を上流側押さえ部33の下側に案内するとともに、前記前端部の浮き上がりを規制するよう構成されている。そのため、先行する第1のプリプレグカットシートP2(第2のプリプレグカットシートP4)の後端縁に対して後続する第1のプリプレグカットシートP2(第2のプリプレグカットシートP4)の前端縁を乗り上げさせることなく隣接させ、その状態で隙間検出部10(隙間検出部19)によって隙間Sを検出することができる。よって、第1のプリプレグカットシートP2(第2のプリプレグカットシートP4)を前後方向に繋ぎ合わせる際に、重なり部を形成することなく溶着機11(溶着機20)で溶着し、繋ぎ合わせてプリプレグシート積層物P5(プリプレグシート)を製造することができる。
In the prepreg
また、上流側押さえ部33の上流側にテーパ状の案内部33aを設けているので、後続する第1のプリプレグカットシートP2(第2のプリプレグカットシートP4)の前端部を上流側押さえ部33の下側に案内することができる。したがって、前端部の浮き上がりを確実に規制することができる。
Further, since the tapered
また、本実施形態のプリプレグシート製造装置1は、第1のプリプレグカットシートP2(第2のプリプレグカットシートP4)を保持して移動させ、その位置合わせを行う移載ハンド9(移載ハンド18)を備えている。そのため、この移載ハンド9(移載ハンド18)によって第1のプリプレグカットシートP2(第2のプリプレグカットシートP4)を上流側押さえ部33の下側に滑り込ませることにより、その位置合わせを容易に行うことができる。
Moreover, the prepreg
また、隙間検出センサ31が、前後の第1のプリプレグカットシートP2(第2のプリプレグカットシートP4)間の隙間Sの、一方の側の端縁間を検出するセンサ30と他方の側の端縁間を検出するセンサ30とを有している。そのため、検出した二つの隙間S間のずれ(差)により、先行する第1のプリプレグカットシートP2(第2のプリプレグカットシートP4)に対して後続する第1のプリプレグカットシートP2(第2のプリプレグカットシートP4)が角度ずれを起こしているか否かを容易に判定することができる。したがって、角度ずれを起こしている場合、移載ハンド9(移載ハンド18)によって後続する第1のプリプレグカットシートP2(第2のプリプレグカットシートP4)の角度を再調整することにより、前後の第1のプリプレグカットシートP2(第2のプリプレグカットシートP4)間を良好に接続することができる。
Further, the
また、溶着機11(溶着機20)が、隙間Sの長さ方向に沿って移動する加熱部11aを有し、隙間検出センサ31が、隙間Sの上方と隙間Sの外方との間を移動可能に設けられている。そのため、隙間Sの長さ方向に沿って加熱部11aを移動させる際、隙間検出センサ31を隙間Sの外方に移動させておくことにより、隙間検出センサ31が加熱部11aの移動に干渉するのを防止することができる。また、下流側押さえ部32と上流側押さえ部33とによって前後の第1のプリプレグカットシートP2、第1のプリプレグカットシートP2(第2のプリプレグカットシートP4、第2のプリプレグカットシートP4)を固定した状態で、隙間検出センサ31による隙間Sの検出を行った後、続けて溶着機11(溶着機20)による溶着を行うことができる。そのため、適正な隙間Sを維持した状態で前後の第1のプリプレグカットシートP2、第1のプリプレグカットシートP2(第2のプリプレグカットシートP4、第2のプリプレグカットシートP4)を溶着することができ、したがってこれらを良好に一体化することができる。
Further, the welding machine 11 (welding machine 20) has a
また、メイン搬送路3が、プリプレグ原反P1を走行させ、プリプレグ原反P1の上に第1のプリプレグカットシートP2(第2のプリプレグカットシートP4)を積層するように構成されている。そのため、単に第1のプリプレグカットシートP2(第2のプリプレグカットシートP4)を繋いでプリプレグシートを製造するのではなく、このプリプレグシートをプリプレグ原反P1上に積層した積層物を製造することができる。
The
また、本実施形態のプリプレグシート製造装置1は、第1のプリプレグカットシート形成部5(第2のプリプレグカットシート形成部14)で形成した第1のプリプレグカットシートP2(第2のプリプレグカットシートP4)を、メイン搬送路3上を走行するプリプレグ原反P1(プリプレグ原反P3)上に移送するとともに、その強化繊維Fの向きが予め設定された向きとなるようにして、プリプレグ原反P1(プリプレグ原反P3)上に載置する移載ハンド9(移載ハンド18)を備えている。そのため、プリプレグ原反P1(プリプレグ原反P3)とこれの上に載置された第1のプリプレグカットシートP2(第2のプリプレグカットシートP4)とにより、繊維方向(配向方向)が異なるプリプレグシートを積層したプリプレグシート積層体P6を得ることができる。したがって、プリプレグシート積層体P6を容易に製造することができる。
The prepreg
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、前記実施形態では製造するプリプレグシートとして4層構造の積層体を製造する場合について説明したが、例えばメイン搬送路3、第1のプリプレグカットシート形成部5、移載ハンド9、隙間検出部10、溶着機11を備えることにより、第1のプリプレグカットシートP2を繋ぎ合わせて単層のプリプレグシートを製造することもできる。The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the case where a four-layer structure is manufactured as the prepreg sheet to be manufactured has been described. For example, the
また、前記実施形態では、特に第1のプリプレグカットシートP2や第2のプリプレグカットシートP4の強化繊維Fの配向角度を+45°もしくは−45°としたが、切断装置8、切断装置17の保持バーの角度を調整することにより、例えば+30°(−30°)や+60°(−60°)などとしてもよい。
In the embodiment, the orientation angle of the reinforcing fibers F of the first prepreg cut sheet P2 and the second prepreg cut sheet P4 is set to + 45 ° or −45 °, but the
裁断された複数のプリプレグカットシートを前後方向に繋ぎ合わせる際に、重なり部を形成することなく繋ぎ合わせてプリプレグシートを製造可能な、プリプレグシート製造装置を提供できる。 When connecting a plurality of cut prepreg cut sheets in the front-rear direction, a prepreg sheet manufacturing apparatus capable of manufacturing a prepreg sheet by connecting them without forming an overlapping portion can be provided.
1 プリプレグシート製造装置
3 メイン搬送路
4 送り装置
5 第1のプリプレグカットシート形成部
6,12,15 送り出し装置(送り出し部)
7,16 サブ搬送路
8,17 切断装置
8a カッター
8b 保持バー
9,18 移載ハンド
10,19 隙間検出部
11,20 溶着機(溶着部)
11a 加熱部
11c 移動機構
14 第2のプリプレグカットシート形成部
20 溶着機(溶着部)
22 切断部
30 センサ
31 隙間検出センサ
32 下流側押さえ部
33 上流側押さえ部
33a 案内部
34 スライダ機構
F 強化繊維
S 隙間
P1,P3 プリプレグ原反
P2 第1のプリプレグカットシート
P4 第2のプリプレグカットシート
P5 プリプレグシート積層物
P6 プリプレグシート積層体DESCRIPTION OF
7, 16
22 Cutting
Claims (9)
前記プリプレグ原反とプリプレグ原反上に載置された前記プリプレグカットシートとを走行させるメイン搬送路と、
前記プリプレグ原反上にて先行するプリプレグカットシートと後続するプリプレグカットシートとの間の隙間を検出する隙間検出部と、
前記先行するプリプレグカットシートの後端縁と後続するプリプレグカットシートの前端縁との間を、前記プリプレグ原反を介して溶着する溶着部と、を備え、
前記隙間検出部は、先行するプリプレグカットシートの後端縁を除いた後端部を押さえる下流側押さえ部と、後続するプリプレグカットシートの前端縁を除いた前端部を押さえる上流側押さえ部と、前記下流側押さえ部で押さえられたプリプレグカットシートの後端縁と前記上流側押さえ部で押さえられたプリプレグカットシートの前端縁との間の隙間を検出する隙間検出センサと、を有し、
前記上流側押さえ部は、予め設定された高さに位置することで前記後続するプリプレグカットシートの前端部を上流側押さえ部の下側に案内するとともに、前記前端部の浮き上がりを規制するように構成されている、プリプレグシート製造装置。A prepreg sheet manufacturing apparatus for manufacturing a prepreg sheet in which a plurality of cut prepreg cut sheets are joined in the front-rear direction on the prepreg original fabric and laminated on the prepreg original fabric,
A main conveyance path for running the prepreg original fabric and the prepreg cut sheet placed on the prepreg original fabric;
A gap detection unit for detecting a gap between the preceding prepreg cut sheet and the subsequent prepreg cut sheet on the prepreg original fabric,
A welding portion that welds between the rear end edge of the preceding prepreg cut sheet and the front end edge of the subsequent prepreg cut sheet via the prepreg original fabric,
The gap detecting unit includes a downstream side pressing unit that presses the rear end part excluding the rear end edge of the preceding prepreg cut sheet, and an upstream side pressing part that presses the front end part excluding the front end edge of the subsequent prepreg cut sheet; A gap detection sensor that detects a gap between a rear end edge of the prepreg cut sheet pressed by the downstream side pressing portion and a front edge of the prepreg cut sheet pressed by the upstream side pressing portion;
The upstream holding portion is positioned at a preset height so that the front end portion of the succeeding prepreg cut sheet is guided to the lower side of the upstream holding portion and the lifting of the front end portion is restricted. A prepreg sheet manufacturing apparatus configured.
前記隙間検出センサは、前記隙間の上方と隙間の外方との間を移動可能に設けられている請求項1〜8のいずれか一項に記載のプリプレグシート製造装置。The welding part has a heating part that moves along the length direction above the gap between the rear end edge of the preceding prepreg cut sheet and the front end edge of the subsequent prepreg cut sheet,
The prepreg sheet manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the gap detection sensor is provided so as to be movable between an upper part of the gap and an outer side of the gap.
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