KR101543679B1 - 필라멘트 와인딩 장치 - Google Patents

필라멘트 와인딩 장치 Download PDF

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모토히로 타니가와
켄 핫타
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무라다기카이가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은 라이너의 돔부에 있어서의 섬유층의 단부위치를 간단하게 보정하는 필라멘트 와인딩 장치를 제공하는 것이다. 섬유속(F)을 라이너(1) 표면에 권취하는 필라멘트 와인딩 장치로서, 라이너(1)에 섬유속(F)을 권취하기 위한 일련의 동작을 복수의 공정으로 이루어지는 권취 데이터로서 기억함과 아울러, 라이너(1)의 돔부(1B)에 섬유속(F)을 권취하여 섬유층을 형성할 경우에 상기 권취 데이터에 근거하여 섬유속(F)을 권취하는 기본 동작과 섬유층의 단부위치를 실측값과 설계값에 근거하여 보정하는 보정 동작을 제어하는 제어부(51)를 구비한다.

Description

필라멘트 와인딩 장치{FILAMENT WINDING DEVICE}
본 발명은 필라멘트 와인딩 장치의 기술에 관한 것이다.
종래부터, 수지를 함침시킨 섬유속을 라이너의 외주면에 권취하여 복수의 섬유층을 형성하는 필라멘트 와인딩 장치가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 필라멘트 와인딩 장치에는 라이너에 섬유속을 권취하는 동작을 제어하는 제어부가 구비되어 있다. 제어부는 라이너에 섬유속을 권취하기 위한 일련의 동작을 복수의 공정으로 이루어지는 권취 데이터로서 기억하고 있고, 권취 데이터에 근거하여 섬유속을 권취하는 동작을 제어하고 있다. 구체적으로 설명하면, 제어부에는 모션 콘트롤러가 구비되어 있고, 권취 데이터에 근거하여 모션 콘트롤러가 공정마다 제어 신호를 작성함으로써 섬유속을 권취하는 일련의 동작을 실현하고 있다.
그런데, 라이너에 형성하는 섬유층은 설계상 라이너의 양단부의 돔부에 있어서의 단부위치가 섬유층마다 정해져 있다. 섬유층의 단부위치란 라이너의 돔부에 최대 지름측에서 최소 지름측을 향하여 섬유속을 권취하여 행하는 경우, 가장 작은 지름측의 섬유속의 위치(돔부에 있어서의 각 섬유층의 최하점)이다. 즉, 라이너의 돔부에 있어서의 섬유층의 단부위치는 완성품의 강도나 치수 등이 소정의 조건을 만족시키도록 섬유층마다 설계상 정해져 있다. 이 때문에, 제어부에 기억되어 있는 권취 데이터는 각 섬유층의 단부위치가 설계값대로 되는 것을 목표로 하여 작성되어 있다.
일본 특허 공개 2009-119732호 공보
그렇지만, 필라멘트 와인딩 장치로 실제로 라이너에 섬유속을 권취하여 섬유층을 형성하면, 라이너의 돔부에 있어서의 섬유층의 단부위치가 설계값대로 안되는 경우가 있다. 이것은 섬유속의 종류나 섬유속에 함침시킨 수지의 점성의 차이 등이 원인이 되는 경우가 많다. 이러한 경우에는 돔부에 있어서의 섬유층의 단부위치가 설계값대로 되도록 설계값과 실측값을 비교하여 권취 데이터를 보정하고, 권취 데이터를 재작성해야 된다고 생각된다. 그렇지만, 권취 데이터를 재작성하기 위해서는 엄청난 시간과 노동력이 필요하게 되는 문제가 있다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것이다. 본 발명의 목적은 라이너의 돔부에 있어서의 섬유층의 단부위치를 간단하게 보정하는 필라멘트 와인딩 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 해결하려고 하는 과제는 이상의 것과 같고, 이어서 이 과제를 해결하기 위한 수단을 설명한다.
즉, 제 1 발명은 섬유속을 라이너 표면에 권취하는 필라멘트 와인딩 장치로서, 라이너에 섬유속을 권취하기 위한 일련의 동작을 복수의 공정으로 이루어지는 권취 데이터로서 기억함과 아울러, 상기 라이너의 돔부에 섬유속을 권취하여 섬유층을 형성할 경우에 상기 권취 데이터에 근거하여 섬유속을 권취하는 기본 동작과 섬유층의 단부위치를 실측값과 설계값에 근거하여 보정하는 보정 동작을 제어하는 제어부를 구비한다.
제 2 발명은 제 1 발명에 있어서, 상기 제어부는 권취 데이터의 복수의 공정 중, 섬유층의 단부위치까지 섬유속을 권취하는 공정을 종료한 시점에서 상기 기본 동작을 중단하고 상기 보정 동작을 끼워넣는다.
제 3 발명은 제 1 발명 또는 제 2 발명에 있어서, 섬유층의 단부위치를 검출하는 검출부를 더 구비한다. 상기 보정 동작은 기본 동작에 의해 형성된 섬유층의 단부위치를 상기 검출부에 의해 검출하는 동작과, 섬유층의 단부위치의 실측값과 섬유층의 단부위치의 설계값에 근거하여 보정값을 산출하는 동작과, 상기 보정값에 근거하여 섬유속의 권취의 증감을 행하는 동작을 포함한다.
제 4 발명은 제 3 발명에 있어서, 상기 제어부는 상기 보정 동작 중, 상기 보정값에 근거하여 섬유속의 권취의 증감을 행하는 동작과 섬유층의 단부위치를 상기 검출부에 의해 검출하는 동작을 교대로 행하도록 제어하고, 섬유층의 단부위치의 실측값과 섬유층의 단부위치의 설계값의 차이가 소정값 이하가 되었을 경우에 상기 보정 동작에 의해 행한 섬유속의 권취의 증감량을 올바른 보정값으로서 기억한다.
제 5 발명은 제 4 발명에 있어서, 상기 제어부는 권취 데이터의 복수의 공정 중, 섬유층의 단부위치까지 섬유속을 권취하는 공정을 종료한 시점에서 상기 기본 동작을 중단하고, 상기 올바른 보정값에 근거하는 상기 보정 동작을 끼워넣는다.
(발명의 효과)
본 발명의 효과로서, 이하에 나타낸 것과 같은 효과를 달성한다.
제 1 발명에 의하면, 라이너의 돔부에 섬유속을 권취하여 섬유층을 형성할 경우에 권취 데이터에 근거하여 섬유속을 권취하는 기본 동작과 섬유층의 단부위치를 실측값과 설계값에 근거하여 보정하는 보정 동작을 행한다. 이 때문에, 라이너의 돔부에 있어서의 섬유층의 단부위치를 간단하게 보정할 수 있다.
제 2 발명에 의하면, 권취 데이터의 복수의 공정 중, 섬유층의 단부위치까지 섬유속을 권취하는 공정을 종료한 시점에서 기본 동작을 중단하고 보정 동작을 끼워넣는다. 이 때문에, 권취 데이터를 보정할 경우가 없고, 라이너의 돔부에 있어서의 섬유층의 단부위치를 간단하게 보정할 수 있다.
제 3 발명에 의하면, 기본 동작에 의해 형성된 섬유층의 단부위치를 검출부에 의해 검출하는 동작과, 섬유층의 단부위치의 실측값과 섬유층의 단부위치의 설계값에 근거하여 보정값을 산출하는 동작과, 보정값에 근거하여 섬유속의 권취의 증감을 행하는 동작을 행한다. 이 때문에, 라이너의 돔부에 있어서의 섬유층의 단부위치를 자동으로 간단하게 보정할 수 있다.
제 4 발명에 의하면, 보정 동작에 의해 행한 섬유속의 권취의 증감량을 올바른 보정값으로서 기억한다. 이 때문에, 라이너의 돔부에 있어서의 섬유층의 단부위치를 보정하기 위한 정확한 보정값을 기억하고 이용할 수 있다.
제 5 발명에 의하면, 권취 데이터의 복수의 공정 중, 섬유층의 단부위치까지 섬유속을 권취하는 공정을 종료한 시점에서 기본 동작을 중단하고, 올바른 보정값에 근거하는 보정 동작을 끼어넣는다. 이 때문에, 라이너의 돔부에 있어서의 섬유층의 단부위치를 보정하기 위한 정확한 보정값에 근거하여 신속하게 보정 동작을 행할 수 있고, 생산 효율이 향상한다.
도 1은 필라멘트 와인딩 장치의 전체 구성을 나타내는 측면도이다.
도 2는 (2A) 헬리컬 권취 장치의 정면도이다. (2B) 헬리컬 권취 장치의 측면단면도이다.
도 3은 필라멘트 와인딩 장치의 제어 시스템을 나타내는 도이다.
도 4는 섬유속을 권취하는 일련의 동작을 나타낸 권취 데이터의 일례를 나타내는 도이다.
도 5는 (5A) 라이너(1)의 돔부(1B)에 섬유속의 권취를 행하고 있는 상태를 나타내는 측면도이다.
본 발명의 일 실시형태에 관련된 필라멘트 와인딩 장치(100)(이후, 「FW 장치(100)」)에 대해서 설명한다.
도 1은 FW 장치(100)의 전체 구성을 나타낸다. 도 중에 나타낸 화살표(X)는 라이너(1)의 이송 방향을 나타내고 있다. 라이너(1)의 이송 방향과 평행한 방향을 FW 장치(100)의 전후 방향이라 하고, 라이너(1)가 이송되는 방향을 전측(본도 좌측), 전측의 반대측을 후측(본도 우측)이라 정의한다. FW 장치(100)는 라이너(1)를 전후 방향으로 왕복동시키기 위해서, 라이너(1)의 이송 방향에 따라서 전측 및 후측이 정해진다.
FW 장치(100)는 라이너(1)의 외주면(1S)에 섬유속(F)을 권취하여 복수의 섬유층을 형성하는 장치이다. FW 장치(100)는 주로 주기대(10)와, 라이너 이송 장치(20)와, 후프 권취 장치(30)와, 헬리컬 권취 장치(40)와, 제어부(51)로 구성된다.
라이너(1)는, 예를 들면 고강도 알루미늄재나 폴리아미드계 수지 등에 의해 형성된 대략 원통형상의 중공용기이다. 라이너(1)의 중앙부는 반경 일정의 통상부(1A)이고, 통상부(1A)의 양단에는 돔부(1B)가 형성되어 있다. 돔부(1B)는 단부측만큼 반경이 감소하는 돔상의 형상이다. 라이너(1)는 라이너(1)의 외주면(1S)에 섬유속(F)을 권취함으로써 내압 특성의 향상이 도모된다. 즉, 라이너(1)는 내압용기를 구성하는 기재로 한다.
주기대(10)는 FW 장치(100)의 기초를 구성하는 주된 구조체이다. 주기대(10)의 상부에는 라이너 이송 장치용 레일(11)이 설치되어 있다. 라이너 이송 장치용 레일(11)에는 라이너 이송 장치(20)가 적재되어 있다. 주기대(10)의 상부에는 라이너 이송 장치용 레일(11)에 대하여 평행하게 후프 권취 장치용 레일(12)이 설치되어 있다. 후프 권취 장치용 레일(12)에는 후프 권취 장치(30)가 적재되어 있다.
이러한 구성에 의해, 주기대(10)는 FW 장치(100)의 기초를 구성함과 아울러, FW 장치(100)의 전후 방향으로 라이너 이송 장치(20) 및 후프 권취 장치(30)를 이동시키는 것을 가능하게 하고 있다.
라이너 이송 장치(20)는 라이너(1)를 회전시키면서 이송하는 장치이다. 라이너 이송 장치(20)는 FW 장치(100)의 전후 방향을 중심축으로서 라이너(1)를 회전시킴과 아울러, FW 장치(100)의 전후 방향으로 라이너(1)를 이송한다. 라이너 이송 장치(20)는 주로 주기대(21)와 라이너 지지부(22)로 구성된다.
주기대(21)의 상부에는 한쌍의 라이너 지지부(22)가 설치되어 있다. 라이너 지지부(22)는 라이너 지지 프레임(23)과 회전축(24)으로 구성된다. 라이너 지지 프레임(23)은 주기대(21)로부터 상방을 향하여 연설된다. 회전축(24)은 라이너 지지 프레임(23)으로부터 전후 방향을 향하여 연설된다. 라이너(1)는 회전축(24)에 부착되어 도시되지 않은 동력기구에 의해 한방향으로 회전된다.
이러한 구성에 의해, 라이너 이송 장치(20)는 FW 장치(100)의 전후 방향을 중심축으로서 라이너(1)를 회전시킴과 아울러, FW 장치(100)의 전후 방향으로 라이너(1)를 이송하는 것을 가능하게 하고 있다.
후프 권취 장치(30)는 라이너(1)의 외주면(1S)에 섬유속(F)을 권취하여 섬유층을 형성하는 장치이다. 후프 권취 장치(30)는 섬유속(F)의 권취 각도가 FW 장치(100)의 전후 방향에 대하여 대략 수직이 되고, 소위 후프 권취를 행한다. 후프 권취 장치(30)는 주로 주기대(31)와, 동력기구(32)와, 후프 감아걸기 장치(33)로 구성된다.
주기대(31)에는 동력기구(32)에 의해 회전되는 후프 감아걸기 장치(33)가 설치되어 있다. 후프 감아걸기 장치(33)는 감아걸기 테이블(34)과 보빈(35)으로 구성되고, 라이너(1)의 외주면(1S)에 후프 권취를 행한다. 감아걸기 테이블(34)은 주로 후프 권취를 행한다. 보빈(35)은 감아걸기 테이블(34)에 섬유속(F)을 공급한다. 섬유속(F)은 감아걸기 테이블(34)에 설치된 섬유속 가이드에 의해 라이너(1)의 외주면(1S)에 도입되고, 감아걸기 테이블(34)이 회전함으로써 후프 권취가 행해진다.
이러한 구성에 의해, 후프 권취 장치(30)는 섬유속(F)의 권취 각도가 FW 장치(100)의 전후 방향에 대하여 대략 수직이 되는 후프 권취를 주로 하여 라이너(1)의 통상부(1A)에 대하여 행한다.
헬리컬 권취 장치(40)는 라이너(1)의 외주면(1S)에 섬유속(F)을 권취하여 섬유층을 형성하는 장치이다. 헬리컬 권취 장치(40)는 섬유속(F)의 권취 각도가 FW 장치(100)의 전후 방향에 대하여 소정의 값이 되고, 소위 헬리컬 권취를 행한다. 헬리컬 권취 장치(40)는 주로 주기대(41)와, 헬리컬 감아걸기 장치(42)로 구성된다.
주기대(41)에는 헬리컬 감아걸기 장치(42)가 설치되어 있다. 헬리컬 감아걸기 장치(42)는 제 1 헬리컬 헤드(43)과 제 2 헬리컬 헤드(44)로 구성되고, 라이너(1)의 외주면(1S)에 헬리컬 권취을 행한다. 제 1 헬리컬 헤드(43)에 설치되어진 섬유속 가이드(45)(도 2 참조)와 제 2 헬리컬 헤드(44)에 설치되어진 섬유속 가이드(45)(도 2 참조)에 의해 각각 라이너(1)의 외주면(1S)에 섬유속(F)이 도입되고, 라이너(1)가 회전하면서 통과함으로써 헬리컬 권취가 행해진다.
이러한 구성에 의해, 헬리컬 권취 장치(40)는 섬유속(F)의 권취 각도가 FW 장치(100)의 전후 방향에 대하여 소정의 값이 되는 헬리컬 권취을 라이너(1)의 통상부(1A) 및 돔부(1B)에 대하여 행한다.
제어부(51)는 라이너 이송 장치(20), 후프 권취 장치(30), 헬리컬 권취 장치(40) 등을 제어하여 라이너(1)의 외주면(1S)에 섬유속(F)을 권취하는 일련의 동작을 제어하는 장치이다. 제어부(51)는 연산부로서의 CPU나, 기억부로서의 ROM, RAM, 모션 콘트롤러(52) 등을 구비하고 있다. 제어부(51)의 ROM에는 제어부(51)가 구비하는 CPU 등의 하드웨어를 FW 장치(100)의 제어부로서 동작시키는 제어 소프트웨어가 기억되어 있다.
제어 소프트웨어는 라이너(1)에 섬유속(F)을 권취하기 위한 일련의 동작을 복수의 공정으로 이루어지는 권취 데이터로서 설정한다. 기억부는 권취 데이터를 기억한다. 모션 콘트롤러(52)는 설정된 권취 데이터에 근거하여 제어 신호를 작성한다. 권취 데이터란 제어 대상인 모터(54A ·54B···)의 동작을 공정마다 수치로 나타낸 동작도이다(도 4 참조).
섬유속(F)을 권취하는 일련의 동작이란, 예를 들면 라이너 이송 장치(20)가 라이너(1)를 회전시키면서 이송하고, 헬리컬 권취 장치(40)가 제 2 헬리컬 헤드(44)를 회전시킴으로써 섬유속 가이드(45)의 위상을 변경하고, 이들이 서로 관련되면서 섬유속(F)을 권취하는 것과 같은 동작이다.
여기서, 미리 설정된 권취 데이터에 근거하여 공정마다 제어 신호를 작성함으로써, 라이너(1)에 섬유속(F)을 권취하는 동작을 기본 동작으로 한다. 또한, 라이너(1)의 돔부(1B)에 섬유속(F)을 권취하여 섬유층을 형성할 경우에 섬유층의 단부위치를 검출하고, 섬유층의 단부위치를 실측값과 설계값에 근거하여 보정하는 동작을 보정 동작으로 한다. 제어부(51)는 라이너(1)의 돔부(1B)에 섬유속(F)을 권취하여 섬유층을 형성할 경우에는 권취 데이터에 근거하여 기본 동작을 제어할 뿐만 아니라, 섬유층의 단부위치를 실측값과 설계값에 근거하여 보정하는 보정 동작을 제어한다.
FW 장치(100)의 제어 시스템에 대해서 자세하게 설명한다. 도 3은 제어부(51)를 포함하는 제어 시스템을 나타내는 도이다. 제어부(51)는 FW 장치(100)에 있어서의 제어 시스템의 중핵을 하고 있다. FW 장치(100)의 제어 시스템은 주로 제어부(51)와, 모터 드라이버(53A ·53B···)와, 모터(54A ·54B···)와, 검출부(55)로 구성된다.
제어부(51)는 권취 데이터에 근거하여 제어 신호를 작성한다. 상세하게는, 제어부(51)의 모션 콘트롤러(52)는 권취 데이터의 각 수치에 따른 펄스수나 주파수의 펄스 신호를 작성하고, 펄스 신호를 모터 드라이버(53A ·53B···)를 통하여 모터(54A ·54B···)에 출력한다.
모터(54A ·54B···)는 펄스 입력 타입의 스테핑 모터나 서보 모터이다. 모터(54A ·54B···)는 모터 드라이버(53A ·53B···)로부터의 펄스 입력을 회전 동력으로 변환한다.
검출부(55)는 기본 동작 및 보정 동작에 의해 형성된 섬유층의 단부위치를 검출하고, 섬유층의 단부위치에 따른 전압 신호를 작성하고, 상기 전압 신호를 제어부(51)에 출력한다(도 5 참조). 검출부(55)로서, 예를 들면 카메라를 사용하고, 촬상한 화상을 처리함으로써 섬유층의 단부위치를 검출하도록 해도 좋다.
이러한 구성에 의해, 본 제어 시스템은 제어부(51)가 제어 신호를 작성하고, 모터 드라이버(53A ·53B···)를 통함으로써 모터(54A ·54B···)를 구동시킨다.
이어서, 권취 데이터에 대해서 자세하게 설명한다. 도 4는 섬유속(F)을 권취하는 일련의 동작을 나타낸 권취 데이터의 일례를 나타내는 도이다. 본 도의 횡축은 섬유속(F)을 권취하는 일련의 동작의 공정을 나타내고 있다. 본 도의 종축은 제어 대상인 모터(54A ·54B···)의 동작을 수치로 나타내고 있다. 또한, 도 4에 나타낸 제 N 번째의 공정이 권취 데이터의 복수의 공정 중, 임의의 섬유층의 단부위치까지 섬유속을 권취하는 공정이라 한다.
권취 데이터(C1)는 라이너(1)의 회전 동작을 나타낸다. 제어부(51)는 권취 데이터(C1)에 근거하여 제어 신호를 작성하고, 라이너 이송 장치(20)를 구성하는 동력기구의 모터(54A)를 구동시킨다. 또한, 라이너(1)의 회전 방향은 항상 일정하기 때문에(도 2B 중, 화살표 D1 참조), 권취 데이터(C1)는 공정마다 수치가 증가하는 발산 동작을 나타내고 있다.
권취 데이터(C2)는 라이너(1)의 이송 동작을 나타낸다. 제어부(51)는 권취 데이터(C2)에 근거하여 제어 신호를 작성하고, 라이너 이송 장치(20)를 구성하는 동력기구의 모터(54B)를 구동시킨다. 또한, 라이너(1)의 이송 방향은 전후 방향으로 변경되기 때문에(도 2B 중, 화살표 D2 참조), 권취 데이터(C2)는 수치가 증가한 후에 다시 감소하는 반복 동작을 나타내고 있다.
권취 데이터(C3)는 섬유속 가이드(45)의 신축 동작을 나타낸다. 제어부(51)는 권취 데이터(C3)에 근거하여 제어 신호를 작성하고, 헬리컬 권취 장치(40)를 구성하는 동력기구의 모터(54C)를 구동시킨다. 또한, 섬유속 가이드(45)의 신축 방향은 라이너(1)의 외주면(1S)에 대하여 근접 또는 이간하는 방향으로 변경되기 때문에(도 2B 중, 화살표 D3 참조), 권취 데이터(C3)는 수치가 증가한 후에 다시 감소하는 반복 동작을 나타내고 있다.
권취 데이터(C4)는 섬유속 가이드(45)의 회전 동작을 나타낸다. 제어부(51)는 권취 데이터(C4)에 근거하여 제어 신호를 작성하고, 헬리컬 권취 장치(40)를 구성하는 동력기구의 모터(54D)를 구동시킨다. 또한, 섬유속 가이드(45)의 회전 방향은 정회전 또는 역회전 방향으로 변경되기 때문에(도 2A 중, 화살표 D4 참조), 권취 데이터(C4)는 수치가 증가한 후에 다시 감소하는 반복 동작을 나타내고 있다.
권취 데이터(C5)는 제 2 헬리컬 헤드(44)의 회전 동작을 나타낸다. 제어부(51)는 권취 데이터(C5)에 근거하여 제어 신호를 작성하고, 헬리컬 권취 장치(40)를 구성하는 동력기구의 모터(54E)를 구동시킨다. 또한, 제 2 헬리컬 헤드(44)의 회전 방향은 정회전 또는 역회전 방향으로 변경되기 때문에(도 2A 중, 화살표 D5 참조), 권취 데이터(C5)는 수치가 증가한 후에 다시 감소하는 반복 동작을 나타내고 있다.
이어서, 라이너(1)의 돔부(1B)에 섬유속(F)을 권취하여 섬유층을 형성할 경우에 있어서의 보정 동작의 제어에 대해서 설명한다. 상술과 같이, 도 4에 나타낸 제 N 번째의 공정이 권취 데이터의 복수의 공정 중, 임의의 섬유층의 단부위치까지 섬유속을 권취는 공정으로 한다. 도 5A, 도 5B는 권취 데이터에 의한 기본 동작의 제 N 번째의 공정이 종료하고, 섬유속의 권취가 돔부에 있어서의 섬유층의 단부위치까지 도달하고 있는 상태를 나타내는 도이다. 실제로 형성된 섬유층의 단부위치는 쇄선으로 나타낸 위치이다. 한편, 이 섬유층의 설계상의 단부위치는 2점 사슬선으로 나타내는 위치에 설정되어 있었다고 한다. 권취 데이터는 기본 동작의 제 N 번째의 공정이 종료한 시점에서, 섬유층의 단부위치가 설계값대로 이루어진 것을 목표로 하여 작성되어 있다. 그렇지만, 실제로는 기본 동작의 제 N 번째의 공정이 종료한 시점에서, 섬유층의 단부위치는 설계값에 도달하지 않고 있다. 이와 같이, 섬유층의 단부위치의 실측값과 설계값에 차이가 있을 경우, 제어부(51)는 권취 데이터의 제 N 공정이 종료한 시점에서 기본 동작을 중단하고, 보정 동작을 끼워넣는 제어를 행한다.
또한, 도 5는 기본 동작의 제 N 번째의 공정이 종료한 시점에서, 섬유층의 단부위치는 설계값에 도달하지 않는 경우이다. 즉, 설계값에 대하여 실제의 권취가 부족할 경우이다. 이 경우, 이하에 설명하는 보정 동작에서는 권취량을 추가하는 제어를 행한다. 반대로, 기본 동작의 제 N 번째의 공정이 종료한 시점에서, 섬유층의 단부위치가 설계값을 초과하고 있는 경우도 있다. 즉, 설계값에 대하여 실제의 권취가 과잉할 경우이다. 이 경우, 이하에 설명하는 보정 동작에서는 권취량을 감소시키는 제어를 행한다.
보정 동작에서는 우선 기본 동작에 의해 형성된 섬유층의 단부위치를 검출부(55)에 의해 검출한다. 본 실시예에서는 도 5B에 나타낸 바와 같이, 검출부(55)에 의해 섬유층을 라이너(1)의 축심 방향으로부터 촬상하고, 촬상한 화상을 처리 함으로써 섬유층의 단부위치의 실측값을 검출하고 있다.
이어서, 제어부(51)는 섬유층의 단부위치의 실측값과 설계값에 근거하여 보정값을 산출한다. 본 실시예에서는 보정값은 라이너(1)의 회전 방향 및 회전 각도로 한다. 또한, 본 실시예의 보정 동작에 있어서는 라이너(1)의 이송 동작, 섬유속 가이드(45)의 신축 동작, 섬유속 가이드(45)의 회전 동작, 제 2 헬리컬 헤드(44)의 회전 동작의 제어는 행하지 않는다. 이들은 기본 동작의 제 N 번째의 공정이 종료한 시점의 상태를 유지한 채 보정 동작을 행하는 것으로 한다.
회전 방향의 보정값은 도 5B에 나타낸 바와 같이, 섬유층의 단부위치의 실측값이 설계값에 대하여 부족할 경우, 즉 (섬유층의 단부위치의 반경의 실측값(R1))-(섬유층의 단부위치의 반경의 설계값(R2))>0(플러스)의 경우, 회전 방향은 권취량을 추가하는 방향(정회전: 도 5A의 D1 방향)이다. 반대로, 섬유층의 단부위치의 실측값이 설계값에 대하여 과잉할 경우, 즉 (섬유층의 단부위치의 반경의 실측값(R1))-(섬유층의 단부위치의 반경의 설계값(R2))<0(마이너스)의 경우, 회전 방향은 권취량을 감하는 방향(역회전: 도 5A의 D1 방향과는 반대 방향)이다.
도 5B에 나타낸 바와 같이, 회전 각도의 보정값(θ1)은 라이너(1)의 반경을 R, 섬유층의 단부위치의 반경의 실측값을 R1, 섬유층의 단부위치의 반경의 설계값을 R2라고 하면, 이하의 수 1로 산출된다.
Figure 112013081780710-pct00001
이어서, 제어부(51)는 모터(54A)의 구동을 제어하고, 보정 동작 중, 보정값에 근거하여 섬유속의 권취의 증감을 행하는 동작과 섬유층의 단부위치를 검출부에 의해 검출하는 동작을 교대로 행하도록 제어한다. 본 실시예에서는 제 1 회째의 권취의 동작은 라이너 회전 각도는 산출된 보정값(θ1)(100%)으로 하고 회전 방향은 정회전으로 한다. 제 1 회째의 권취 동작을 종료하면, 섬유층의 단부위치를 검출부에 의해 검출하고, (섬유층의 단부위치의 반경의 실측값(R1))과 (섬유층의 단부위치의 반경의 설계값(R2))을 비교한다.
R1>R2 그대로이면, R1<R2이 될 때까지 보정값(θ1)(100%)으로 라이너(1)를 정회전하는 동작 및 섬유층의 단부위치를 검출부에 의해 검출하는 동작을 교대로 반복한다.
R1<R2이 되면, 라이너 회전 각도를 보정값(θ1)의 25%로 하고 회전 방향을 역회전으로 한다. R1>R2이 될 때까지 보정값(θ1)의 25%로 라이너(1)를 역회전하는 동작 및 섬유층의 단부위치를 검출부에 의해 검출하는 동작을 교대로 반복한다.
R1>R2이 되면, 라이너 회전 각도를 보정값(θ1)의 6%으로 하고 회전 방향을 정회전으로 한다. R1<R2이 될 때까지 보정값(θ1)의 6%로 라이너(1)를 정회전하는 동작 및 섬유층의 단부위치를 검출부에 의해 검출하는 동작을 교대로 반복한다.
R1<R2이 되면, 라이너 회전 각도를 보정값(θ1)의 1.5%로 하고 회전 방향을 역회전으로 한다. R1>R2이 될 때까지 보정값(θ1)의 1.5%로 라이너(1)을 역회전하는 동작 및 섬유층의 단부위치를 검출부에 의해 검출하는 동작을 교대로 반복한다.
R1>R2이 되면, 그 시점에서 보정 동작을 종료한다. 환언하면, 섬유층의 단부위치의 실측값과 설계값의 차이가 라이너(1)의 회전 각도로 하여 보정값(θ1)의 1.5% 이하가 된 시점에서, 보정 동작을 종료하는 것이 된다. 보정 동작이 종료한 후, 제어부(51)는 권취 데이터의 제 N+1 공정으로부터 기본 동작을 재개한다.
또한, 제어부(51)는 보정 동작을 종료한 시점에서, 보정 동작에 의해 행한 섬유속의 권취의 증감량을 올바른 보정값으로서 기억해도 좋다. 본 실시예의 보정 동작에 있어서, 예를 들면 「보정값(θ1)(100%), 정회전」, 「보정값(θ1)의 25%, 역회전」 「보정값(θ1)의 6%, 정회전」 「보정값(θ1)의 1.5%, 역회전」을 각각 1회식 행했다면, 올바른 보정값(θ2)은 라이너 회전 각도가 「보정값(θ1)의 79.5%」, 회전 방향이 「정회전」이 된다.
또한, 제어부(51)는 상기한 바와 같이 올바른 보정값을 기억한 후, 다음 라이너(1)에 섬유속을 권취하여 섬유층을 권취할 경우에는 권취 데이터의 제 N 공정이 종료한 시점에서 기본 동작을 중단하고, 올바른 보정값에 근거하는 보정 동작을 끼어넣도록 해도 좋다.
이상 설명한 본 실시예에 관련된 FW 장치(100)에 의하면, 다음과 같은 효과를 갖는다.
라이너(1)의 돔부(1B)에 섬유속(F)을 권취하여 섬유층을 형성할 경우에 권취 데이터에 근거하여 섬유속(F)을 권취하는 기본 동작과 섬유층의 단부위치를 실측값과 설계값에 근거하여 보정하는 보정 동작을 행한다. 이 때문에, 라이너(1)의 돔부(1B)에 있어서의 섬유층의 단부위치를 간단하게 보정할 수 있다.
권취 데이터의 복수의 공정 중, 섬유층의 단부위치까지 섬유속(F)을 권취하는 공정을 종료한 시점에서 기본 동작을 중단하고 보정 동작을 끼어넣는다. 이 때문에, 권취 데이터를 보정할 일 없고 라이너(1)의 돔부(1B)에 있어서의 섬유층의 단부위치를 간단하게 보정할 수 있다.
기본 동작에 의해 형성된 섬유층의 단부위치를 검출부(55)에 의해 검출하는 동작과, 섬유층의 단부위치의 실측값과 섬유층의 단부위치의 설계값에 근거하여 보정값을 산출하는 동작과, 보정값에 근거하여 섬유속(F)의 권취의 증감을 행하는 동작을 행한다. 이 때문에, 라이너(1)의 돔부(1B)에 있어서의 섬유층의 단부위치를 자동으로 간단하게 보정할 수 있다.
보정 동작에 의해 행한 섬유속(F)의 권취의 증감량을 올바른 보정값으로서 기억한다. 이 때문에, 라이너(1)의 돔부(1B)에 있어서의 섬유층의 단부위치를 보정하기 위한 정확한 보정값을 기억하고 이용할 수 있다.
권취 데이터의 복수의 공정 중, 섬유층의 단부위치까지 섬유속(F)을 권취하는 공정을 종료한 시점에서 기본 동작을 중단하고, 올바른 보정값에 근거하는 보정 동작을 끼어넣는다. 이 때문에, 라이너(1)의 돔부(1B)에 있어서의 섬유층의 단부위치를 보정하기 위한 정확한 보정값에 근거하여 신속하게 보정 동작을 행할 수 있고, 생산 효율이 향상한다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 상기 실시예로 한정되는 것이 아니고 다양한 변경이 가능하다. 예를 들면, 임의의 섬유층의 단부위치까지 섬유속을 권취하는 공정 후, 반드시 보정 동작을 행하지 않아도 좋다. 섬유층의 단부위치의 검출만 행하고, 섬유층의 단부위치의 실측값과 설계값의 차이가 있을 경우에만 보정 동작을 끼어넣도록 해도 좋다.
또한, 보정 동작에서는 기본 동작에 의해 형성된 섬유층의 단부위치를 검출부(55)에 의해 검출했지만, 오퍼레이터가 수동으로 섬유층의 단부위치를 계측하고, 계측한 실측값에 근거하여 보정 동작을 행하도록 해도 좋다.
본 발명의 필라멘트 와인딩 장치는 라이너의 돔부에 있어서의 섬유층의 단부위치를 간단하게 보정할 수 있기 때문에 산업상 유용하다.
1 라이너 10 주기대
20 라이너 이송 장치 30 후프 권취 장치
40 헬리컬 권취 장치 43 고정 헬리컬 헤드
44 가동 헬리컬 헤드 45 섬유속 가이드
51 제어부 52 모션 콘트롤러
53A 모터 드라이버 54A 모터
55 검출부 F 섬유속

Claims (6)

  1. 섬유속을 라이너 표면에 권취하는 필라멘트 와인딩 장치로서,
    라이너에 섬유속을 권취하기 위한 일련의 동작을 복수의 공정으로 이루어지는 권취 데이터로서 기억함과 아울러, 상기 라이너의 돔부에 섬유속을 권취하여 섬유층을 형성할 경우에 상기 권취 데이터에 근거하여 섬유속을 권취하는 기본 동작과 섬유층의 단부위치를 실측값과 설계값에 근거하여 산출한 보정값에 의해 보정하고, 섬유층의 단부위치가 상기 설계값에 도달하지 않는 경우 섬유속의 권취량을 추가하는 보정 동작을 제어하는 제어부를 구비하며,
    섬유층의 단부위치를 검출하는 검출부를 더 구비하고,
    상기 제어부는 상기 보정 동작 중, 상기 보정값에 근거하여 섬유속의 권취의 증감을 행하는 동작과 섬유층의 단부위치를 상기 검출부에 의해 검출하는 동작을 교대로 행하도록 제어하고, 섬유층의 단부위치의 실측값과 섬유층의 단부위치의 설계값의 차이가 소정값 이하가 되었을 경우에 상기 보정 동작에 의해 행한 섬유속의 권취의 증감량을 올바른 보정값으로서 기억하는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.
  2. 섬유속을 라이너 표면에 권취하는 필라멘트 와인딩 장치로서,
    라이너에 섬유속을 권취하기 위한 일련의 동작을 복수의 공정으로 이루어지는 권취 데이터로서 기억함과 아울러, 상기 라이너의 돔부에 섬유속을 권취하여 섬유층을 형성할 경우에 상기 권취 데이터에 근거하여 섬유속을 권취하는 기본 동작과 섬유층의 단부위치를 실측값과 설계값에 근거하여 산출한 보정값에 의해 보정하고, 섬유층의 단부위치가 상기 설계값을 초과하는 경우 섬유속의 권취량을 감소시키는 보정 동작을 제어하는 제어부를 구비하며,
    섬유층의 단부위치를 검출하는 검출부를 더 구비하고,
    상기 제어부는 상기 보정 동작 중, 상기 보정값에 근거하여 섬유속의 권취의 증감을 행하는 동작과 섬유층의 단부위치를 상기 검출부에 의해 검출하는 동작을 교대로 행하도록 제어하고, 섬유층의 단부위치의 실측값과 섬유층의 단부위치의 설계값의 차이가 소정값 이하가 되었을 경우에 상기 보정 동작에 의해 행한 섬유속의 권취의 증감량을 올바른 보정값으로서 기억하는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는 권취 데이터의 복수의 공정 중, 섬유층의 단부위치까지 섬유속을 권취하는 공정을 종료한 시점에서 상기 기본 동작을 중단하고 상기 보정 동작을 끼워넣는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 보정 동작은
    기본 동작에 의해 형성된 섬유층의 단부위치를 상기 검출부에 의해 검출하는 동작과,
    섬유층의 단부위치의 실측값과 섬유층의 단부위치의 설계값에 근거하여 보정값을 산출하는 동작과,
    상기 보정값에 근거하여 섬유속의 권취의 증감을 행하는 동작을 포함하는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.
  5. 삭제
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는 권취 데이터의 복수의 공정 중, 섬유층의 단부위치까지 섬유속을 권취하는 공정을 종료한 시점에서 상기 기본 동작을 중단하고, 상기 올바른 보정값에 근거하는 상기 보정 동작을 끼워넣는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 장치.
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