KR102378756B1

KR102378756B1 - 시트 간극 검출 장치, 시트 간극 검출 방법, 및 시트 용착 방법

Info

Publication number: KR102378756B1
Application number: KR1020207009657A
Authority: KR
Inventors: 쇼타로 스즈키; 겐스케 히라타; 요시유키 와다; 히로노리 유이; 이타루 다이라쿠
Original assignee: 가부시키가이샤 아이에이치아이
Priority date: 2017-12-05
Filing date: 2018-12-05
Publication date: 2022-03-25
Also published as: US20210188580A1; KR20200047667A; US11745969B2; CN111448441A; EP3722743A4; JP6848843B2; WO2019111942A1; EP3722743B1; TWI687646B; EP3722743A1; TW201925721A; CN111448441B; SG11202005245UA; JP2019100918A

Abstract

이 시트 간극 검출 장치(10, 19)는, 섬유 강화 플라스틱 시트(P2)의 반송로(3)에서 선행하는 제1 섬유 강화 플라스틱 시트(50)의 후단(52)과 후속하는 제2 섬유 강화 플라스틱 시트(60)의 전단(61) 사이의 간극(S)을 검출하는 시트 간극 검출 장치로서, 상기 제1 섬유 강화 플라스틱 시트의 후단, 상기 제2 섬유 강화 플라스틱 시트의 전단, 및 상기 간극으로부터 노출되는 기준면(P1)을 포함하는 영역에 검출광(30a)을 투광하고, 그 반사광을 수광하는 광검출 센서(30)와, 상기 검출광이 투광되는 투광 영역을 적어도 포함하는 영역에서, 상기 제1 섬유 강화 플라스틱 시트의 후단과 상기 제2 섬유 강화 플라스틱 시트의 전단을, 상기 기준면으로부터 이간시킨 상태로 지지하는 스페이서(40)를 가진다.

Description

시트 간극 검출 장치, 시트 간극 검출 방법, 및 시트 용착 방법

본 개시는, 시트 간극 검출 장치, 시트 간극 검출 방법, 및 시트 용착 방법에 관한 것이다.

본원은, 2017년 12월 5일에 출원된 일본특허원 2017-233606호에 기초하여 우선권을 주장하며, 그 내용을 여기에 원용한다.

탄소 섬유나 유리 섬유를 강화 섬유로서 이용한 섬유 강화 플라스틱 시트(FRP 시트)는, 경량이고 높은 내구성을 갖는 점에서, 자동차나 항공기 등을 구성하는 각종 구성 부재로서 이용되고 있다. 이러한 FRP 시트는, 그 섬유 방향에서는 인장 강도나 인성(靭性)이 매우 높지만, 섬유 방향과 직교하는 방향에서는 인장 강도나 인성이 낮다. 이러한 FRP 시트의 이방성(異方性)을 완화하기 위해, FRP 시트의 섬유 방향을 다르게 하여 여러 장 적층시키는 방법 및 장치가, 종래부터 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

특허문헌 1: 국제공개 제2015/152325호

상기 종래 기술에서는, 섬유 방향이 다른 FRP 시트를 적층하기 위해, 섬유 각도가 0°인 FRP 시트의 원단으로부터, 임의의 섬유 방향의 FRP 시트를 재단하고, 그 재단한 FRP 시트를 용착에 의해 전후 방향에서 서로 연결하고 있다. 이 때, 전방측의 FRP 시트의 후단(後端)과 후방측의 FRP 시트의 전단(前端)이 서로 겹치지 않도록, 광학식의 간극 검출 센서를 배치하여, FRP 시트의 후단과 전단의 간극의 크기를 관리하고 있다. 그러나, FRP 시트의 전단이나 후단은, 늘어지거나, 섬유에 보풀이 생기거나 하는 경우가 있어, 간극의 검출 정밀도에 불균일이 발생할 가능성이 있다.

본 개시는, 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, FRP 시트의 전후의 간극의 검출 정밀도를 향상시키는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 개시의 제1 실시형태의 시트 간극 검출 장치는, 섬유 강화 플라스틱 시트의 반송로에서 선행하는 제1 섬유 강화 플라스틱 시트의 후단과 후속하는 제2 섬유 강화 플라스틱 시트의 전단 사이의 간극을 검출하는 시트 간극 검출 장치로서, 상기 제1 섬유 강화 플라스틱 시트의 후단, 상기 제2 섬유 강화 플라스틱 시트의 전단, 및 상기 간극으로부터 노출되는 기준면을 포함하는 영역에 검출광을 투광(投光)하고, 그 반사광을 수광하는 광검출 센서와, 상기 검출광이 투광되는 투광 영역을 적어도 포함하는 영역에서, 상기 제1 섬유 강화 플라스틱 시트의 후단과 상기 제2 섬유 강화 플라스틱 시트의 전단을, 상기 기준면으로부터 이간시킨 상태로 지지하는 스페이서를 가진다.

또한, 본 개시의 상기 제1 실시형태의 시트 간극 검출 장치에서는, 상기 스페이서는, 상기 제1 섬유 강화 플라스틱 시트를 지지하는 제1 지지 영역과, 상기 제2 섬유 강화 플라스틱 시트를 지지하는 제2 지지 영역과, 상기 제1 지지 영역과 상기 제2 지지 영역의 사이에 형성된 단차(段差) 영역을 가져도 된다.

또한, 본 개시의 상기 제1 실시형태의 시트 간극 검출 장치에서는, 상기 단차 영역은, 상기 스페이서의 끝테두리까지 연신(延伸)되지 않아도 된다.

또한, 본 개시의 상기 제1 실시형태의 시트 간극 검출 장치에서는, 상기 단차 영역은, 바닥부를 갖는 홈이며, 상기 바닥부에는, 상기 기준면을 형성하는 정반사 억제 부재가 배치되어 있어도 된다.

또한, 본 개시의 상기 제1 실시형태의 시트 간극 검출 장치는, 상기 스페이서를 상기 투광 영역으로부터 후퇴시키는 이동 장치를 가지며, 상기 스페이서의 후단부는, 상기 스페이서의 전단부보다 부풀어 오르게 형성되어 있어도 된다.

또한, 본 개시의 제2 실시형태의 시트 간극 검출 방법은, 섬유 강화 플라스틱 시트의 반송로에서 선행하는 제1 섬유 강화 플라스틱 시트의 후단과 후속하는 제2 섬유 강화 플라스틱 시트의 전단 사이의 간극을 검출하는 시트 간극 검출 방법으로서, 상기 제1 섬유 강화 플라스틱 시트의 후단과 상기 제2 섬유 강화 플라스틱 시트의 전단을, 기준면으로부터 이간시킨 상태로 하도록 스페이서를 배치하는 스페이서 배치 단계와, 상기 스페이서 배치 단계 후, 상기 제1 섬유 강화 플라스틱 시트의 후단, 상기 제2 섬유 강화 플라스틱 시트의 전단, 및 상기 간극으로부터 노출되는 상기 기준면을 포함하는 영역에 검출광을 투광하고, 그 반사광을 수광하는 광검출 단계를 가진다.

또한, 본 개시의 상기 제2 실시형태의 시트 간극 검출 방법에서는, 상기 제1 섬유 강화 플라스틱 시트 및 상기 제2 섬유 강화 플라스틱 시트의 강화 섬유의 배향 방향은, 상기 간극에 대해 평행해도 된다.

또한, 본 개시의 상기 제2 실시형태의 시트 간극 검출 방법에서는, 상기 스페이서는, 상기 제1 섬유 강화 플라스틱 시트를 지지하는 제1 지지 영역과, 상기 제2 섬유 강화 플라스틱 시트를 지지하는 제2 지지 영역과, 상기 제1 지지 영역과 상기 제2 지지 영역의 사이에 형성된 단차 영역을 가지며, 상기 스페이서 배치 단계는, 상기 제1 지지 영역에 상기 제1 섬유 강화 플라스틱 시트를 지지시키고, 상기 제1 섬유 강화 플라스틱 시트의 후단을 상기 단차 영역 상에 배치하는 제1 단계와, 상기 제2 지지 영역에 상기 제2 섬유 강화 플라스틱 시트를 지지시키고, 상기 제1 섬유 강화 플라스틱 시트의 후단과 이간하여, 상기 제2 섬유 강화 플라스틱 시트의 전단을 상기 단차 영역 상에 배치하는 제2 단계를 가져도 된다.

또한, 본 개시의 제3 실시형태의 시트 용착 방법은, 상기 제2 실시형태의 시트 간극 검출 방법에 기초하여 상기 간극을 검출하고, 상기 제1 섬유 강화 플라스틱 시트의 후단과 상기 제2 섬유 강화 플라스틱 시트의 전단 사이를 용착하는 시트 용착 방법으로서, 상기 광검출 단계 후, 상기 제1 섬유 강화 플라스틱 시트에 대한 상기 제2 섬유 강화 플라스틱 시트의 위치를 보정하는 시트 위치 보정 단계와, 상기 시트 위치 보정 단계 후, 상기 제1 섬유 강화 플라스틱 시트의 후단 이외의 후단부를 눌러붙임과 아울러, 상기 제2 섬유 강화 플라스틱 시트의 전단 이외의 전단부를 눌러붙이는 시트 위치 결정 단계와, 상기 시트 위치 결정 단계 후, 상기 제1 섬유 강화 플라스틱 시트의 후단과 상기 제2 섬유 강화 플라스틱 시트의 전단 사이를 용착하는 시트 용착 단계를 가진다.

본 발명에 의하면, FRP 시트의 전후의 간극의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.

도 1은, 본 개시의 FRP 시트 적층 장치를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 2는, 본 개시의 FRP 시트 적층 장치를 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 3은, 본 개시의 FRP 시트 적층 장치에 의해 형성되는 FRP 시트 적층물을 모식적으로 나타내는 분해 사시도이다.
도 4는, 본 개시의 절단 장치를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 5는, 본 개시의 FRP 시트의 배치를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 6은, 본 개시의 시트 간극 검출 장치 및 용착 장치를 시트 흐름 방향에서 본 정면도이다.
도 7은, 본 개시의 광검출 센서의 위치 및 스페이서의 형상을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 8은, 본 개시의 용착 장치가 용착을 행할 때의 시트 간극 검출 장치를 시트 흐름 방향에서 본 정면도이다.
도 9a는, 본 개시의 시트 간극 검출 장치의 동작 내지 용착 장치의 동작을 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 9b는, 본 개시의 시트 간극 검출 장치의 동작 내지 용착 장치의 동작을 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 9c는, 본 개시의 시트 간극 검출 장치의 동작 내지 용착 장치의 동작을 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 10a는, 본 개시의 시트 간극 검출 장치의 동작 내지 용착 장치의 동작을 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 10b는, 본 개시의 시트 간극 검출 장치의 동작 내지 용착 장치의 동작을 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 11a는, 본 개시의 시트 간극 검출 장치의 동작 내지 용착 장치의 동작을 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 11b는, 본 개시의 시트 간극 검출 장치의 동작 내지 용착 장치의 동작을 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 12는, 본 개시의 변형예에 관한 스페이서를 모식적으로 나타내는 측단면도이다.

이하, 도면을 참조하여, 시트 간극 검출 장치, 시트 간극 검출 방법, 및 시트 용착 방법에 대해 설명한다. 또, 이하의 설명에서는, 「섬유 강화 플라스틱 시트」를, 단순히 「FRP 시트」라고 약칭한다.

도 1은, 본 개시의 FRP 시트 적층 장치(1)를 모식적으로 나타내는 평면도이다. 도 2는, 본 개시의 FRP 시트 적층 장치(1)를 모식적으로 나타내는 측면도이다.

FRP 시트 적층 장치(1)는, FRP 시트를 반송하면서, 복수의 FRP 시트를 적층해 가는 반송 시스템이다. 이 FRP 시트 적층 장치(1)는, 롤 형상으로 감겨진 상태로부터 FRP 시트 원단(P1)을 풀어내는 풀어냄 장치(2)와, 이 풀어냄 장치(2)로부터 풀려나온 FRP 시트 원단(P1)을 주행시키는 메인 반송로(3)와, 메인 반송로(3) 상을 주행해 온 FRP 시트 적층물(P5)을 끌어들여 다시 하류측으로 보내는 이송 장치(4)를 구비한다.

또, 메인 반송로(3)에서의 FRP 시트 원단(P1)의 반송 방향의 하류측을 전측(前側), 상류측을 후측(後側)이라고 부르는 경우가 있다.

도 3은, 본 개시의 FRP 시트 적층 장치(1)에 의해 형성되는 FRP 시트 적층물(P5)을 모식적으로 나타내는 분해 사시도이다.

FRP 시트 적층물(P5)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, FRP 시트 원단(P1) 상에, FRP 시트(P2), FRP 시트 원단(P3), FRP 시트(P4)가 순차 적층된 구성을 가지고 있다.

또, FRP 시트 원단(P1)이나 FRP 시트 적층물(P5)의 판면(板面)에 수직인 방향에서, FRP 시트(P4)가 마련된 측을 상측, FRP 시트 원단(P1)이 마련된 측을 하측이라고 부르는 경우가 있다.

FRP 시트 원단(P1)은, 탄소 섬유나 유리 섬유 등의 강화 섬유가, 예를 들어 열가소성 수지에 함침되어 50~300㎛ 정도의 두께로 형성되어 있다. 이 FRP 시트 원단(P1)은, 강화 섬유(F)(강화 섬유(F)의 길이 방향)가 일정 방향으로 정돈되어 있다. FRP 시트 원단(P1)은, 그 강화 섬유(F)의 배향 방향(강화 섬유(F)의 길이 방향)이, FRP 시트 원단(P1)의 길이 방향에 대략 일치하도록 형성되어 있다. 이 강화 섬유(F)의 배향 방향을, 0°로 한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, FRP 시트 적층 장치(1)는, FRP 시트(P2)를 형성하는 제1 FRP 시트 형성부(5)와, FRP 시트(P4)를 형성하는 제2 FRP 시트 형성부(14)를 구비한다. 또한, FRP 시트 적층 장치(1)는, 전후로 배치된 FRP 시트(P2)의 사이를 용착하는 용착 장치(11)와, 전후로 배치된 FRP 시트(P4)의 사이를 용착하는 용착 장치(20)를 구비한다. 용착 장치(11, 20)에는, 후술하는 시트 간극 검출 장치(10, 19)가 마련되어 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 풀어냄 장치(2)는, 롤러를 가지며, 롤 형상으로 감겨진 상태로부터 FRP 시트 원단(P1)을 그 길이 방향으로 풀어내어 메인 반송로(3) 상에 송출하도록 구성되어 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 메인 반송로(3)는, FRP 시트 원단(P1)의 폭보다 넓은 폭을 가진 직선 형상(직판 형상)으로 마련된 지지대이다. 메인 반송로(3)의 상면(지지면)은, FRP 시트 원단(P1)을 원활히 주행시킬 수 있도록, 마찰 저항이 적은 평활면으로 형성되어 있다.

이송 장치(4)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 상하로 배치된 한 쌍의 롤러(4a)와, 도 1에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 롤러(4a) 중 어느 한쪽에 접속된 모터 등의 구동원(4b)을 가진다. 이송 장치(4)는, 메인 반송로(3) 상을 주행해 온 FRP 시트 적층물(P5)을 한 쌍의 롤러(4a) 사이에 끼워 지지하고, 구동원(4b)에 의한 롤러(4a)의 회전에 의해 FRP 시트 적층물(P5)을 끌어들여 하류측으로 보낸다.

제1 FRP 시트 형성부(5)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 메인 반송로(3)의 상류측에 마련되어 있다. 제1 FRP 시트 형성부(5)는, 롤 형상으로 감겨진 상태로부터 FRP 시트 원단(P1)을 송출하는 송출 장치(6)와, 송출 장치(6)로부터 송출된 FRP 시트 원단(P1)을 주행시키는 서브 반송로(7)와, 서브 반송로(7) 상을 주행해 온 FRP 시트 원단(P1)을 미리 설정된 각도로 그 폭방향으로 절단하는 절단 장치(8)를 구비한다. 송출 장치(6)로부터 송출되는 FRP 시트 원단(P1)은, 전술한 풀어냄 장치(2)에 의해 메인 반송로(3) 상으로 풀려나오는 FRP 시트 원단(P1)과 동일하게, 강화 섬유(F)의 배향 방향이 0°로 되어 있다.

송출 장치(6)는, 롤 형상으로 감겨진 상태로부터 FRP 시트 원단(P1)을 풀어내는 풀어냄 장치(6a)와, 풀어냄 장치(6a)에 의해 풀려나온 FRP 시트 원단(P1)을 서브 반송로(7) 상으로 보내는 이송 장치(6b)를 구비한다. 풀어냄 장치(6a)는, 전술한 풀어냄 장치(2)와 마찬가지의 구성으로 되어 있고, 롤 형상으로 감겨진 상태로부터 FRP 시트 원단(P1)을 그 길이 방향으로 풀어내어 서브 반송로(7) 상으로 송출하도록 구성되어 있다.

이송 장치(6b)는, 전술한 이송 장치(4)와 마찬가지로 형성되어 있고, 상하로 배치된 한 쌍의 롤러(6c)와, 한 쌍의 롤러(6c) 중 어느 한쪽에 접속한 모터 등의 구동원(6d)을 가진다. 이 이송 장치(6b)는, 풀어냄 장치(6a)로부터 풀려나온 FRP 시트 원단(P1)을 한 쌍의 롤러(6c) 사이에 끼워 지지하고, 구동원(6d)에 의한 롤러(6c)의 회전에 의해 FRP 시트 원단(P1)을 끌어들여, 서브 반송로(7)의 하류측으로 보낸다.

서브 반송로(7)는, 메인 반송로(3)의 한쪽의 측방에 배치되어 있다. 이 서브 반송로(7)는, 메인 반송로(3)와 직교하도록 연장되어 있다. 서브 반송로(7)도, 메인 반송로(3)와 마찬가지로 FRP 시트 원단(P1)의 폭보다 넓은 폭을 가진 직선 형상(직판 형상)으로 마련된 지지대이다. 서브 반송로(7)의 상면(지지면)은, FRP 시트 원단(P1)을 원활히 주행시킬 수 있도록, 마찰 저항이 적은 평활면으로 형성되어 있다.

도 4는, 본 개시의 절단 장치(8)를 모식적으로 나타내는 사시도이다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 절단 장치(8)는, 서브 반송로(7) 상을 주행해 온 FRP 시트 원단(P1)을 미리 설정된 각도로 그 폭방향으로 절단(재단)한다. 절단 장치(8)는, 커터(8a)와, 커터(8a)를 이동 가능하게 보유지지하는 보유지지 바(8b)와, 보유지지 바(8b)의 양단부를 지지하는 한 쌍의 지지부(8c)를 구비한다.

커터(8a)는, 모터 등의 구동 수단에 의해 보유지지 바(8b)의 길이 방향으로 왕복 이동하도록 구성되어 있다. 커터(8a)는, 왕로(往路)를 이동함으로써 FRP 시트 원단(P1)을 절단하고, 복로(復路)를 이동함으로써 초기 위치로 되돌아가, 새로운 절단을 위해 대기한다.

보유지지 바(8b)는, 예를 들어, FRP 시트 원단(P1)의 폭보다 충분히 긴 길이로 형성된 가늘고 긴 각(角)기둥 형상을 가진다. 이 보유지지 바(8b)는, 그 길이 방향으로 커터(8a)를 안내하도록 구성되어 있다. 보유지지 바(8b)는, FRP 시트 원단(P1)의 폭방향을 횡단하도록, FRP 시트 원단(P1)의 상방에 배치되어 있다. 또, 보유지지 바(8b)는, 각기둥 형상으로 한정되지 않는다.

한 쌍의 지지부(8c)는, 보유지지 바(8b)를, 그 FRP 시트 원단(P1)에 대한 각도가 미리 설정된 각도가 되도록, 보유지지 바(8b)의 양단부를 이동 가능하게 지지하고 있다. 본 개시에서는, FRP 시트 원단(P1)의 배향 방향, 즉 FRP 시트 원단(P1)의 길이 방향에 대해, 보유지지 바(8b)가 45°(-45°)로 교차하도록 이 보유지지 바(8b)를 지지하고 있다.

커터(8a)는, 보유지지 바(8b)의 길이 방향을 따라 이동함으로써, 커터(8a)는 FRP 시트 원단(P1)을, 45°(-45°)의 각도로 그 폭방향을 절단한다. 여기서, -45°의 부호의 「-」란, 도 3에 나타낸 바와 같이 강화 섬유(F)의 배향 방향이 시계방향으로 시프트되어 있는 것을 나타낸다. 따라서, 반시계방향으로 시프트된 경우에는, 「+」의 부호로 나타난다.

또한, 도 4에 나타낸 바와 같이 한 쌍의 지지부(8c)는, FRP 시트 원단(P1)에 대한 보유지지 바(8b)의 각도를, 임의의 각도로 바꿀 수 있도록 구성되어 있다. 즉, 보유지지 바(8b)는, 보유지지 바(8b)를 직접 지지하는 지지 바(8d)에 대해, 그 양단부가 지지 바(8d)의 길이 방향이 상반되는 방향으로 각각 이동하도록 구성되어 있다.

이와 같이, 본 개시에서는, FRP 시트 원단(P1)의 길이 방향(강화 섬유(F)의 배향 방향)에 대한 각도가 가변으로 되어 있다. 따라서, 절단 장치(8)는, 예를 들어 FRP 시트 원단(P1)의 절단 각도를 「+45°」로 행하는 것 대신에, 예를 들어 「+30°」나 「+60°」로 절단하는 것도 가능하게 되어 있다. 나아가서는, 「-45°」 등으로 절단하는 것도 가능하게 되어 있다.

또, 절단 장치(8)는, 도시하지 않은 제어 장치에 의해, 커터(8a)의 구동이, 송출 장치(6)의 이송 장치(6b)의 동작에 연동하도록 제어되어 있다. 즉, 이송 장치(6b)에 의한 FRP 시트 원단(P1)의 이송 동작이 일단 정지되어 있는 동안에, 커터(8a)가 구동하여 FRP 시트 원단(P1)이 미리 설정된 각도로 절단되어, 도 3에 나타내는 평행사변형의 FRP 시트(P2)가 형성된다. 또, 도 3 중에 부호 L1로 나타내는 변의 길이는, FRP 시트 원단(P1)의 폭의 √2배의 길이로 되어 있다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 절단 장치(8)의 하류측에는, FRP 시트(P2)를, 메인 반송로(3) 상을 주행하는 FRP 시트 원단(P1) 상에 올려놓는 반송 장치(9)가 마련되어 있다. 반송 장치(9)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, FRP 시트(P2)를 흡착 보유지지하는 보유지지부(9a)와, 이 보유지지부(9a)를 수평면 상에서 회전시켜, FRP 시트(P2)의 강화 섬유(F)의 방향을 미리 설정된 방향으로 하는 이동부(9b)를 구비한다.

보유지지부(9a)는, 후술하는 흡착에 의해 FRP 시트(P2)를 착탈 가능하게 보유지지하도록 구성되어 있다. 이동부(9b)는, 로봇 아암에 의해 형성되어 있고, 복수의 회동축을 가지고 보유지지부(9a)를 수평 방향의 XY 방향으로 이동시킴과 아울러 축을 따라 회전시키며, 또한, 보유지지부(9a)를 승강시키도록 구성되어 있다.

이러한 구성으로 반송 장치(9)는, 보유지지부(9a)에 의해 절단 장치(8)로 잘라낸 평행사변형의 FRP 시트(P2)를 보유지지하고, 이동부(9b)에 의해 보유지지한 FRP 시트(P2)를 메인 반송로(3) 상으로 이동시키고, 그 후, 보유지지부(9a)로부터 탈착시킴으로써 FRP 시트(P2)를 FRP 시트 원단(P1) 상에 올려놓는다.

이동부(9b)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, FRP 시트(P2)의 강화 섬유(F)의 배향 방향이 미리 설정된 방향이 되도록, 즉 FRP 시트 원단(P1)의 강화 섬유(F)의 배향 방향과는 다른 각도인 +45°가 되도록, FRP 시트(P2)를 회전시켜 FRP 시트 원단(P1) 상에 올려놓는다. 또, FRP 시트(P2)를 올려놓을 때, 이 FRP 시트(P2)의 절단변(L2)이 각각 FRP 시트 원단(P1)의 측단연(側端緣) 상에 위치하도록 위치맞춤한다.

도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 메인 반송로(3)에는, 용착 장치(11)가 마련되어 있다. 용착 장치(11)는, FRP 시트 원단(P1) 상에 놓인 FRP 시트(P2)의 전후의 간극과 그 근방을 가열한다. 용착 장치(11)로는, 예를 들어, 초음파 용착기를 사용할 수 있다. 용착 장치(11)는, FRP 시트(P2) 및 그 하측의 FRP 시트 원단(P1)의 수지를 용융시켜, 전후의 FRP 시트(P2)의 사이를 용착함과 동시에, FRP 시트(P2)와 FRP 시트 원단(P1)을 용착한다. 또, 용착 장치(11)로는, 초음파 용착기 대신에, 가열된 롤러를 롤링시키는 구조나, 길이가 긴 히터선을 눌러붙이는 구조를 사용할 수 있다.

용착 장치(11)의 하류측에는, 송출 장치(12)가 배치되어 있다. 송출 장치(12)는, 메인 반송로(3)의 상방에 배치되어 있다. 이 송출 장치(12)는, 메인 반송로(3)를 주행하는 FRP 시트 원단(P1)과 FRP 시트(P2)의 적층물 상에, 다른 FRP 시트 원단(P3)을 송출하도록 구성되어 있다. 이 FRP 시트 원단(P3)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, FRP 시트 원단(P1)과 동일하게 강화 섬유(F)의 배향 방향이 0°이다.

송출 장치(12)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 롤 형상으로 감겨진 상태로부터 FRP 시트 원단(P3)을 풀어내는 풀어냄 장치(12a)와, 풀어냄 장치(12a)에 의해 풀려나온 FRP 시트 원단(P3)을 메인 반송로(3) 상으로 보내는 이송 장치(12b)를 구비한다. 이송 장치(12b)는, 풀어냄 장치(12a)로부터 풀려나와, 일단 상방으로 송출된 FRP 시트 원단(P3)을 복수의 롤러(12c)에 의해 상방으로부터 하방으로 보내고, 메인 반송로(3)를 주행하는 상기 적층물 상으로 송출하도록 구성되어 있다.

이 송출 장치(12)보다 하류측에는, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 용착 장치(13)가 배치되어 있다. 용착 장치(13)는, 용착 장치(11)와 마찬가지의 구성을 가지며, 최상층으로 되어 있는 FRP 시트 원단(P3)과 그 하층이 되는 FRP 시트 원단(P1)과 FRP 시트(P2)의 적층물을 용착하여, 일체화한다. 또, 예를 들어, 후술하는 하류측에 배치된 용착 장치(21)에 의해, 도 3에 나타내는 4장의 시트(FRP 시트 원단(P1), FRP 시트(P2), FRP 시트 원단(P3), 및 FRP 시트(P4))를 모두 용착할 수 있다면, 용착 장치(13)는 없어도 된다.

이 용착 장치(13)보다 하류측에는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제2 FRP 시트 형성부(14)가 배치되어 있다. 제2 FRP 시트 형성부(14)는, 제1 FRP 시트 형성부(5)와 거의 마찬가지로 구성되어 있고, 롤 형상으로 감겨진 상태로부터 FRP 시트 원단(P1)을 송출하는 송출 장치(15)와, 이 송출 장치(15)로부터 송출된 FRP 시트 원단(P1)을 주행시키는 서브 반송로(16)와, 서브 반송로(16) 상을 주행해 온 FRP 시트 원단(P1)을 미리 설정된 각도로 그 폭방향으로 절단(재단)하는 절단 장치(17)를 구비하고 있다.

송출 장치(15)는, 롤 형상으로 감겨진 상태로부터 FRP 시트 원단(P1)을 풀어내는 풀어냄 장치(15a)와, 풀어냄 장치(15a)에 의해 풀려나온 FRP 시트 원단(P1)을 서브 반송로(16) 상으로 보내는 이송 장치(15b)를 구비한다. 이송 장치(15b)는, 상하로 배치된 한 쌍의 롤러(15c)와, 한 쌍의 롤러(15c) 중 어느 한쪽의 롤러(15c)에 접속하여 이 롤러(15c)를 회전시키는 모터 등의 구동원(15d)을 구비한다.

절단 장치(17)는, 제1 FRP 시트 형성부(5)의 절단 장치(8)와 마찬가지로, 서브 반송로(16) 상을 주행해 온 FRP 시트 원단(P1)을 미리 설정된 각도로 그 폭방향으로 절단한다. 단, 이 절단 장치(17)는, FRP 시트 원단(P1)을 -45°의 각도로 그 폭방향을 절단하여, 도 3에 나타낸 FRP 시트(P4)를 형성하도록 하고 있다. 또, 도 3 중에 부호 L3으로 나타내는 변의 길이는, FRP 시트 원단(P1)의 폭의 √2배의 길이로 되어 있다.

FRP 시트(P4)는, 반송 장치(18)에 의해 피킹(picking)된다. 반송 장치(18)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, FRP 시트(P4)를 흡착 보유지지하는 보유지지부(18a)와, 이 보유지지부(18a)를 수평면 상에서 회전시켜, FRP 시트(P4)의 강화 섬유(F)의 방향을 미리 설정된 방향으로 하는 이동부(18b)를 구비한다.

반송 장치(18)는, FRP 시트 원단(P1)이나 FRP 시트(P2), FRP 시트 원단(P3)의 강화 섬유(F)의 방향(배향)과는 다른 각도인 -45°가 되도록, FRP 시트(P4)를 FRP 시트 원단(P3)(적층물) 상에 올려놓는다. 또, FRP 시트(P4)를 올려놓을 때, 이 FRP 시트(P4)의 절단변(L4)이 각각 FRP 시트 원단(P1)의 측단연 상에 위치하도록 위치맞춤한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 메인 반송로(3)에서의 서브 반송로(16)보다 약간 하류측에는, 용착 장치(20)가 마련되어 있다. 용착 장치(20)도 용착 장치(11)와 거의 마찬가지의 구성으로 되어 있고, 전후의 FRP 시트(P4)의 사이를 용착함과 아울러, 이들 FRP 시트(P4)와 그 하측의 적층물(FRP 시트 원단(P3))을 용착하여, 일체화한다.

이 용착 장치(20)보다 하류측에는, 다른 하나의 용착 장치(21)가 마련되어 있다. 이 용착 장치(21)는 최상층의 FRP 시트(P4)와 그 하층이 되는 적층물(FRP 시트 원단(P3))을 다시 용착한다. 그 때, 이 용착 장치(21)는, 도 3에 나타내는 FRP 시트(P4)의 절단변(L4)과 교차하는 방향을 따라, FRP 시트(P4)와 적층물을 용착한다. 즉, 용착 장치(20)와는 다른 각도로 용착함으로써, 얻어지는 적층물을 보다 강고하게 일체화한다.

이와 같이 하여 형성된 FRP 시트 적층물(P5)은, 이송 장치(4)의 하류측에 마련된 절단 장치(22)에 의해, 도 1에 나타낸 바와 같이 직사각형상의 FRP 시트 적층체(P6)로 절단된다. FRP 시트 적층체(P6)는, 도 2에 나타낸 바와 같이 메인 반송로(3)의 하류측에 배치된 수용 상자(23)에 순차 수용되어, 다음 공정에 제공된다. 예를 들어, 다음 공정에서는, FRP 시트 적층체(P6)를 롤러 프레스기에 넣어 적당한 형상으로 재단하고, 얻어진 FRP 시트 적층체(P6)의 형상물을 여러장 겹침으로써, 원하는 3차원 형상을 형성한다.

이어서, 상기 구성의 FRP 시트 적층 장치(1)에 마련된 시트 간극 검출 장치(10)에 대하여, 도 5~도 11b를 참조하여 설명한다. 또, 이하의 설명에서는, 전술한 용착 장치(11)에 마련된 시트 간극 검출 장치(10)에 대해 설명하지만, 전술한 용착 장치(20)에 마련된 시트 간극 검출 장치(19)도 마찬가지의 구성을 가지고 있다.

도 5는, 본 개시의 FRP 시트(P2)의 배치를 모식적으로 나타내는 평면도이다.

도 5에 나타낸 바와 같이, FRP 시트(P2)는, FRP 시트 원단(P1)에 대해, 전후 방향으로 거의 간극 없이 연속된 상태로 배치된다. 이러한 FRP 시트(P2)에서, 메인 반송로(3)의 흐름 방향(이하, 시트 흐름 방향이라고 부름)에서 선행하는 제1 FRP 시트(50)(제1 섬유 강화 플라스틱 시트)의 전단(51)과 후단(52)은, FRP 시트 원단(P1)(FRP 시트 원단(P1)의 길이 방향)에 대해 +45°로 기울어져 있다. 또한, 시트 흐름 방향에서 제1 FRP 시트(50)에 후속하는 제2 FRP 시트(60)(제2 섬유 강화 플라스틱 시트)의 전단(61)과 후단(62)은, FRP 시트 원단(P1)(FRP 시트 원단(P1)의 길이 방향)에 대해 +45°로 기울어져 있다.

제1 FRP 시트(50)와 제2 FRP 시트(60)는, 제1 FRP 시트(50)의 후단(52)과 제2 FRP 시트(60)의 전단(61)의 사이에, 간극(S)을 두고 배치되어 있다. 간극(S)은, 제1 FRP 시트(50)의 후단(52)과 제2 FRP 시트(60)의 전단(61)이 겹치는 일이 없는 크기를 가진다. 이 간극(S)은, FRP 시트 원단(P1)에 대해 거의 +45°로 연신되어 있다. 또한, 제1 FRP 시트(50)와 제2 FRP 시트(60)의 강화 섬유(F)의 배향 방향(길이 방향)은, 간극(S)(간극(S)의 연신 방향)과 대략 평행하게 되어 있다.

도 6은, 본 개시의 시트 간극 검출 장치(10) 및 용착 장치(11)를 시트 흐름 방향에서 본 정면도이다. 도 7은, 본 개시의 광검출 센서(30)의 위치 및 스페이서(40)의 형상을 모식적으로 나타내는 평면도이다.

또, 평면도란, FRP 시트 원단(P1)이나 FRP 시트 적층물(P5)의 판면에 수직인 방향에서 본 도면을 말한다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 용착 장치(11)는, 간극(S)과 그 근방을 가열하는 가열부(11a)와, 가열부(11a)를 승강시키는 승강 기구(11b)와, 이들 가열부(11a) 및 승강 기구(11b)를 간극(S)을 따라 이동시키는 이동 기구(11c)를 가진다.

시트 간극 검출 장치(10)는, 간극(S)을 검출하는 광학식의 광검출 센서(30)와, FRP 시트 원단(P1)과 FRP 시트(P2)의 사이에 개재하는 스페이서(40)를 가진다. 광검출 센서(30)는, 슬라이더 기구(34)에 지지되어 있다. 슬라이더 기구(34)는, 도 6에서 화살표로 나타내는 바와 같이, FRP 시트 원단(P1)의 측단부의 직상(直上)의 위치와, FRP 시트 원단(P1)의 외방(평면에서 볼 때의 외방)의 사이를 이동한다. 이 광검출 센서(30)는, 한 쌍으로 마련되며, 도 7에 나타낸 바와 같이, 간극(S)의 양측 단부에 검출광(30a)을 투광한다.

광검출 센서(30)는, 제1 FRP 시트(50)의 후단(52), 제2 FRP 시트(60)의 전단(61), 및 간극(S)으로부터 노출되는 FRP 시트 원단(P1)(기준면)을 포함하는 영역에 검출광(30a)을 투광하고, 그 반사광을 수광한다. 광검출 센서(30)는, 예를 들어, 그 반사광의 광량의 변화로부터 시트의 단차(엣지)를 검출하고, 그 시트의 단차에 기초하여 간극(S)을 검출한다. 이러한 광검출 센서(30)로는, 예를 들어, 2차원 레이저 변위 센서를 적절히 채용할 수 있다. 또, 시트의 단차(엣지)의 검출 장소는, 1곳이 아니라 여러 곳이어도 된다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 스페이서(40)도 광검출 센서(30)와 대응하여 한 쌍으로 마련되어 있다. 스페이서(40)는, 판상(板狀)으로 형성되어 있고, FRP 시트(P2)의 양측 단부의 하측에 삽입된다. 또, 이하의 설명에서는, 스페이서(40)의 판면에 수직인 방향을 상하 방향으로 하고, FRP 시트 원단(P1)(기준면)과 대향하는 판면을 하면, FRP 시트(P2) 측과 대향(지지)하는 판면을 상면으로 하여 설명하는 경우가 있다. 스페이서(40)의 상하 방향의 두께는, FRP 시트(P2)의 두께의 2배 이상의 두께, 바람직하게는, 5~10배 이상의 두께이다. 스페이서(40)는, 제1 FRP 시트(50)를 지지하는 제1 지지 영역(41)과, 제2 FRP 시트(60)를 지지하는 제2 지지 영역(42)과, 제1 지지 영역(41)과 제2 지지 영역(42)의 사이에 형성된 단차 영역(43)을 가진다. 단차 영역(43)은, 제1 지지 영역(41)과 제2 지지 영역(42)으로부터 하방향으로 이격된 영역이다. 즉, 단차 영역(43)은, 스페이서(40)의 상면으로부터 하면을 향하여 오목한 부위이다.

제1 지지 영역(41)은, 시트 흐름 방향에서 단차 영역(43)보다 하류측(도 7에서 지면(紙面) 좌측)의 영역이다. 제2 지지 영역(42)은, 시트 흐름 방향에서 단차 영역(43)보다 상류측(도 7에서 지면 우측)의 영역이다. 단차 영역(43)은, 제1 지지 영역(41)과 제2 지지 영역(42)의 사이의 영역에 형성되어 있다. 제1 지지 영역(41)은, 시트 흐름 방향에서 제2 지지 영역(42)보다 작게 되어 있다. 또한, 단차 영역(43)은, 시트 흐름 방향에서 간극(S)보다 충분히 크게 되어 있다. 즉, 제1 FRP 시트(50)의 후단(52)과 제2 FRP 시트(60)의 전단(61)은, 간극(S)을 두고 단차 영역(43) 상에 배치되어 있다.

단차 영역(43)은, 스페이서(40)의 시트 흐름 방향에 평행한 끝테두리(44)까지 연신되지 않는다.

다시 말하면, 끝테두리(44)는, FRP 시트 원단(P1)의 폭방향에서의 스페이서(40)의 단부이고, 단차 영역(43)은, 끝테두리(44)로부터 이간하여 배치되어 있다.

본 개시의 단차 영역(43)은, 스페이서(40)를 상하 방향으로 관통하는 관통공(43A)으로, 제1 지지 영역(41)과 제2 지지 영역(42)의 사이는 접속되어 있다.

또, 단차 영역(43)의 변형예로서, 스페이서(40)의 끝테두리(44)의 일측까지 연신되어, 노치와 같은 형상으로 되어 있어도 된다. 또한, 단차 영역(43)은, 스페이서(40)의 양 측단까지 연신되어, 스페이서(40)가 제1 지지 영역(41)과 제2 지지 영역(42)에 단차 영역(43)으로 분단(분리)된 것 같은 형상으로 되어 있어도 된다.

스페이서(40)는, 이동 장치(45)와 접속되어 있다. 이동 장치(45)는, 스페이서(40)를 검출광(30a)의 투광 영역으로부터 후퇴시킨다. 이동 장치(45)는, 직선이동하는 실린더 등을 가지며, 스페이서(40)를 시트 흐름 방향 상류측으로 후퇴시킨다. 도 7에서 화살표로 나타내는 바와 같이, 스페이서(40)는, 이동 장치(45)에 의해, 검출광(30a)이 단차 영역(43)을 통과하는 위치와, 검출광(30a)의 상류측까지 스페이서(40)의 전단이 퇴피하는 위치(구체적으로는, 용착 장치(11)에 의한 용착과 간섭하지 않는 위치)의 사이를 이동한다. 또한, 스페이서(40)는, 예를 들어, FRP 시트 원단(P1)의 절단 각도를 「+45°」와 「-45°」로 전환하였을 때에, 스페이서(40)가 시트 흐름 방향과 직교하는 방향으로 피할 수 있는 도시하지 않은 이동 장치와 접속되어 있어도 된다.

도 8은, 본 개시의 용착 장치(11)가 용착을 행할 때의 시트 간극 검출 장치(10)를 시트 흐름 방향에서 본 정면도이다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 용착 장치(11)가 용착을 행할 때, 광검출 센서(30)는 FRP 시트 원단(P1)의 외방으로 퇴피하고, 또한, 스페이서(40)는 시트 흐름 방향의 상류측으로 퇴피해 있다. 도 8에 나타내는 부호 33은, 용착 장치(11)가 용착을 행할 때, FRP 시트(P2)를 눌러붙이는 누름부이다. 이 누름부(33)는, 후술하는 도 9a~도 9c에 나타낸 바와 같이 제2 FRP 시트(60)의 전단(61)을 제외한 전단부를 눌러붙이는 봉상(棒狀)으로 형성되어 있다.

누름부(33)는, 제2 FRP 시트(60)의 전단(61) 이외의 전단부를 눌러붙인다. 이 전단부란, 전단(61)의 후방측에 인접하는 부위를 말한다.

누름부(33)에는, 제2 FRP 시트(60)를 끌어들이는 안내부(33a)가 형성되어 있다. 안내부(33a)는, 누름부(33)의 상류측의 하단부에 형성된 테이퍼면이며, 하류측을 향함에 따라 상면으로부터 하면을 향하여 경사져 있다. 이 누름부(33)는, 제2 FRP 시트(60)의 전단(61)보다 길고, 메인 반송로(3)에 대해 소정 각도(+45°) 기울어진 상태로 배치되어 있다. 누름부(33)는, 도시하지 않은 구동부와 접속되어, 승강 가능하게 구성되어 있다. 또, 누름부(33)는, 구동부를 가지지 않고, 승강 가능한 상태로 위치 결정되며, 자중에 의해 제2 FRP 시트(60)의 전단부를 눌러붙이는 구성이어도 된다.

또한, 도 9a~도 9c에 나타내는 부호 32는, 제1 FRP 시트(50)의 후단(52)을 제외한 후단부를 눌러붙이는 누름부이다.

누름부(32)는, 제1 FRP 시트(50)의 후단(52) 이외의 후단부를 눌러붙인다. 이 후단부란, 후단(52)의 전방측에 인접하는 부위를 말한다.

이 누름부(32)도, 제1 FRP 시트(50)의 후단(62)보다 길고, 메인 반송로(3)에 대해 소정 각도(+45°) 기울어진 상태로 배치되어 있다. 누름부(32)는, 도시하지 않은 구동부와 접속되어, 승강 가능하게 구성되어 있다. 또, 누름부(33)도, 구동부를 가지지 않고, 승강 가능한 상태로 위치 결정되며, 자중에 의해 제1 FRP 시트(50)의 후단부를 눌러붙이는 구성이어도 된다.

이어서, 상기 구성의 시트 간극 검출 장치(10)의 동작(시트 간극 검출 방법) 및 용착 장치(11)의 동작(시트 용착 방법)에 대해, 도 9a~도 11b를 참조하여 설명한다. 또, 시트 간극 검출 장치(10)의 동작 및 용착 장치(11)의 동작은, 도시하지 않은 제어 장치에 의해 제어되어 있다.

이 제어 장치는, CPU(Central Processing Unit), RAM(Random Access Memory)이나 ROM(Read Only Memory) 등의 메모리, 및 SSD(Solid State Drive)나 HDD(Hard Disk Drive) 등의 기억 장치 등으로 구성되어 있다.

도 9a~도 11b는, 본 개시의 시트 간극 검출 장치(10)의 동작 내지 용착 장치(11)의 동작을 모식적으로 나타내는 측면도이다.

본 수법에서는, 우선, 제1 FRP 시트(50)의 후단(52)과 후속하는 제2 FRP 시트(60)의 전단(61) 사이의 간극(S)을 검출할 때, 스페이서(40)를 배치한다(스페이서 배치 단계). 이 스페이서 배치 단계에서는, 우선, 도 9a에 나타내는 바와 같이, 스페이서(40)의 제1 지지 영역(41)에 제1 FRP 시트(50)를 지지시키고, 제1 FRP 시트(50)의 후단(52)을 단차 영역(43) 상에 배치한다(제1 단계). 또한, 스페이서(40)의 제2 지지 영역(42)에 제2 FRP 시트(60)의 전단(61)을 지지시킨다.

즉, 스페이서 배치 단계에서는, 제1 FRP 시트(50)의 후단(52)과 제2 FRP 시트(60)의 전단(61)을, FRP 시트 원단(P1)으로부터 이간시킨 상태로 하도록 스페이서(40)를 배치한다.

다음에, 도 9b에 나타낸 바와 같이, 제1 FRP 시트(50)의 후단(52)과 이간하여, 제2 FRP 시트(60)의 전단(61)을 단차 영역(43) 상에 배치한다(제2 단계). 또, 제2 단계에서는, 도 5에 나타내는 적정한 간극(S)보다 큰 간극(예를 들어, 10%~50% 정도 큰 간극)을 두고, 제2 FRP 시트(60)의 전단(61)을 단차 영역(43) 상에 배치하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 제1 FRP 시트(50)의 후단(52)에 제2 FRP 시트(60)의 전단(61)이 겹치는 것이 확실히 억제된다. 또한, 제2 단계에서는, 반송 장치(9)가 제2 FRP 시트(60)를 이동시키기 때문에, 상류측의 누름부(33)는 올려 두어도 된다. 또, 하류측의 누름부(32)는 내려 두어도 된다. 또, 제2 단계에서는, 간극(S) 전체를 조정하기 위해, 반송 장치(9)가 제2 FRP 시트(60)를 병진 이동뿐만 아니라 회전 이동시켜도 된다.

스페이서 배치 단계 후, 본 수법에서는, 도 9c에 나타낸 바와 같이, 제1 FRP 시트(50)의 후단(52), 제2 FRP 시트(60)의 전단(61), 및 간극(S)으로부터 노출되는 FRP 시트 원단(P1)(기준면)을 포함하는 영역에 검출광(30a)을 투광하고, 그 반사광을 수광한다(광검출 단계). 여기서, 적어도 검출광(30a)을 투광하는 투광 영역에서는, 제1 FRP 시트(50)의 후단(52)과 제2 FRP 시트(60)의 전단(61)은, 스페이서(40)에 의해, FRP 시트 원단(P1)(기준면)에 대해 이간된 상태로 지지되어 있다.

다시 말하면, 검출광(30a)이 투광되는 투광 영역을 적어도 포함하는 영역에서, 제1 FRP 시트(50)의 후단(52)과 제2 FRP 시트(60)의 전단(61)은, 스페이서(40)에 의해, FRP 시트 원단(P1)(기준면)으로부터 이간시킨 상태로 지지되어 있다.

또, 광검출 단계에서는, 상류측의 누름부(33)는 내리고 있는 것이, 간극(S)을 안정적으로 검출할 수 있기 때문에 바람직하지만, 반송 장치(9)가 제2 FRP 시트(60)를 보유지지하고 있으면 상류측의 누름부(33)는 올리고 있어도 된다.

스페이서(40)는, 제1 FRP 시트(50)의 후단(52)과, 제2 FRP 시트(60)의 전단(61)이, FRP 시트 원단(P1)에 접촉하는 것을 억제한다. 이에 의해, 광검출 센서(30)가, 시트의 단차(엣지)를 검출하기 쉬워지고, 그 결과, 간극(S)을 높은 정밀도로 검출하는 것이 가능해진다. 또한, 도 5에 나타낸 바와 같이, 제1 FRP 시트(50) 및 제2 FRP 시트(60)의 강화 섬유(F)의 배향 방향이, 간극(S)에 대해 평행한 경우, 인장 강도나 인성이 낮은 후단(52)이나 전단(61)은, 특히 늘어지기 쉽고, 또한, 강화 섬유(F)에 보풀이 생기기 쉽게 되어 있기 때문에, 이 스페이서(40)를 배치하는 것에 큰 효과가 있다.

광검출 단계 후, 본 수법에서는, 도 10a에 나타낸 바와 같이, 제1 FRP 시트(50)에 대한 제2 FRP 시트(60)의 위치를 보정한다(시트 위치 보정 단계). 이 시트 위치 보정 단계에서는, 광검출 센서(30)가 검출한 간극(S)과 도 5에 나타내는 적정한 크기의 간극(S)을 비교하여, 그 차분에 따라, 제2 FRP 시트(60)를 반송 장치(9)에 의해 이동시킨다. 또, 광검출 단계 후이며 시트 위치 보정 단계 전, 혹은 시트 위치 보정 단계 후에, 검출광(30a)의 투광 영역으로부터 스페이서(40)를 후퇴시키는 것이 바람직하다. 스페이서(40)를 후퇴시킬 때는, 제1 지지 영역(41)에서 제1 FRP 시트(50)의 후단부를 눌러붙이고 있던 누름부(32)를 올려 두는 것이 바람직하다. 또한, 도 9c에 나타내는 광검출 단계에서, 상류측의 누름부(33)를 내려 둔 경우에는, 누름부(33)를 올려 두는 것이 바람직하다.

시트 보정 단계 후, 본 수법에서는, 도 10b에 나타낸 바와 같이, 제1 FRP 시트(50)의 후단(52)을 제외한 후단부를 누름부(32)에 의해 눌러붙임과 아울러, 제2 FRP 시트(60)의 전단(61)을 제외한 전단부를 누름부(33)에 의해 눌러붙인다(시트 위치 결정 단계).

즉, 제1 FRP 시트(50)의 후단(52) 이외의 후단부를 누름부(32)에 의해 눌러붙임과 아울러, 제2 FRP 시트(60)의 전단(61) 이외의 전단부를 누름부(33)에 의해 눌러붙인다.

또, 누름부(33)에 의해 제2 FRP 시트(60)의 전단부를 눌러붙인 후에는, 반송 장치(9)는 제2 FRP 시트(60)와의 흡착을 해제하고, 다음 FRP 시트(P2)를 픽업하러 갈 수 있다. 시트 위치 결정 단계 후, 본 수법에서는, 전술한 바와 같이 제1 FRP 시트(50)의 후단(52)과 제2 FRP 시트(60)의 전단(61)의 사이를 용착 장치(11)에 의해 용착한다(시트 용착 단계).

이어서, 본 수법에서는, 도 11a에 나타낸 바와 같이, 용착한 제2 FRP 시트(60)의 후단(62)에, 다음 FRP 시트(P2)를 용착하기 위해, FRP 시트 원단(P1)을 시트 흐름 방향의 하류측으로 보냄과 아울러, 스페이서(40)의 단차 영역(43)을 광검출 센서(30)의 직하(直下)로 이동시킨다. 전(前) 공정의 도 10b에 나타낸 바와 같이, 스페이서(40)를 시트 흐름 방향의 상류측으로 후퇴시켰을 때, 제2 FRP 시트(60)의 후단(62)이, 스페이서(40)의 제1 지지 영역(41)에 올라탄 상태로 해 둠으로써, 스페이서(40)를 원래 위치로 되돌릴 때에, 제2 FRP 시트(60)의 하측으로 잠입시킬 필요가 없어지기 때문에, 스페이서(40)의 이동을 원활하게 행할 수 있다. 또, 스페이서(40)의 원래 위치로 되돌릴 때, 도 11a에 나타낸 바와 같이, 누름부(32, 33)는, 올려 두는 것이 바람직하다.

다음에, 본 수법에서는, 도 11b에 나타낸 바와 같이, 스페이서(40)의 제1 지지 영역(41)에 제2 FRP 시트(60)(제1 섬유 강화 플라스틱 시트가 됨)를 지지시키고, 제2 FRP 시트(60)의 후단(62)을 단차 영역(43) 상에 배치함과 아울러, 누름부(32)를 내려 제2 FRP 시트(60)의 후단부를 눌러붙인다. 다음에, 본 수법에서는, 반송 장치(9)에 의해 다음 FRP 시트(P2)(제3 FRP 시트(70))를 픽업한다. 그리고, 제3 FRP 시트(70)(제2 섬유 강화 플라스틱 시트가 됨)를, 스페이서(40)의 제2 지지 영역(42)에 지지시킨다.

그 후의 동작은, 전술한 도 9a로부터의 흐름의 반복이 된다.

이와 같이, 전술한 본 개시에 의하면, 메인 반송로(3)에서 선행하는 제1 FRP 시트(50)의 후단(52)과 후속하는 제2 FRP 시트(60)의 전단(61) 사이의 간극(S)을 검출하는 시트 간극 검출 장치(10)로서, 제1 FRP 시트(50)의 후단(52), 제2 FRP 시트(60)의 전단(61), 및 간극(S)으로부터 노출되는 FRP 시트 원단(P1)을 포함하는 영역에 검출광(30a)을 투광하고, 그 반사광을 수광하는 광검출 센서(30)와, 적어도 검출광(30a)을 투광하는 투광 영역에서, 제1 FRP 시트(50)의 후단(52)과 제2 FRP 시트(60)의 전단(61)을, FRP 시트 원단(P1)에 대해 이간시킨 상태로 지지하는 스페이서(40)를 가지는 구성을 채용함으로써, FRP 시트(P2)의 전후의 간극(S)의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.

이상, 도면을 참조하면서 본 개시의 일 실시형태에 대해 설명하였지만, 본 개시는 상기 실시형태로 한정되지 않는다. 전술한 실시형태에서 나타낸 각 구성 부재의 여러 가지 형상이나 조합 등은 일례로서, 본 개시의 주지에서 벗어나지 않는 범위에서 설계 요구 등에 기초하여 다양하게 변경 가능하다.

예를 들어, 전술한 스페이서(40)는, 도 12에 나타내는 형상을 채용할 수 있다. 또, 이하의 설명에서, 전술한 실시형태와 동일 또는 동등한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 간략 혹은 생략한다.

도 12는, 본 개시의 변형예에 관한 스페이서(40A)를 모식적으로 나타내는 측단면도이다.

도 12에 나타낸 바와 같이, 스페이서(40A)는, 단차 영역(43)으로서 홈(43B)을 가진다. 홈(43B)은, 스페이서(40A)의 끝테두리(44)(도 7 참조)까지 연신되어 있어도 된다. 홈(43B)은, 바닥부(43B1)를 가지고 있다. 바닥부(43B1)에는, 정반사 억제 부재(46)가 배치되어 있다. 정반사 억제 부재(46)는, 전술한 FRP 시트 원단(P1) 대신에, 시트의 단차(엣지)를 검출하기 위한 기준면이 된다.

정반사 억제 부재(46)로서는, FRP 시트(P2)와 반사 특성이 다른 부재, 바람직하게는, FRP 시트(P2)보다 검출광(30a)을 난반사시키기 쉬운 부재, 구체적으로는, 반사면에 미세한 요철이 형성된 시트 내지 테이프 형상의 부재가 바람직하다. 이 구성에 의하면, 시트의 단차(엣지)를 검출하기 위한 기준면의 반사 특성이 FRP 시트(P2)와 다르기 때문에, 동일한 재료의 FRP 시트 원단(P1)을 기준면으로 하는 것보다 시트의 단차(엣지)를 검출하기 쉬워진다.

또한, 스페이서(40A)의 후단부(40b)는, 스페이서(40A)의 전단부(40a)보다 부풀어 오르게 형성되어 있다. 후단부(40b)는, 전단부(40a)보다도 두껍게, 상방으로 부풀어오르는 둥그스름한 형상으로 되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 스페이서(40A)를 후퇴시킬 때에, 제2 FRP 시트(P2)가 찢어지지 않도록 할 수 있다. 즉, 제2 FRP 시트(P2)의 강화 섬유의 배향 방향은 1방향이기 때문에, 스페이서(40A)와 스치는 장소가 예리하면, 강화 섬유 사이에 스페이서(40A)가 파고 들어가 제2 FRP 시트(P2)를 찢어 버리는 경우가 있다. 제2 FRP 시트(P2)가 찢어지면, 피한 부분에서 간극 검출했을 때 읽어들이는 에러가 발생하여, 장치가 정지할 우려가 있기 때문에, 상기 구성에 의하면, 이러한 걱정을 해소할 수 있다.

또한, 전술한 본 개시에서는, 특히 FRP 시트(P2)나 FRP 시트(P4)의 강화 섬유(F)의 배향 방향을 +45° 혹은 -45°로 하였지만, 절단 장치(8), 절단 장치(17)의 보유지지 바의 각도를 조정함으로써, 예를 들어 +30°(-30°)나 +60°(-60°) 등으로 하도록 해도 된다.

본 개시는, 섬유 강화 플라스틱 시트의 반송로에서 선행하는 제1 섬유 강화 플라스틱 시트의 후단과 후속하는 제2 섬유 강화 플라스틱 시트의 전단 사이의 간극을 검출하는 시트 간극 검출 장치에 이용할 수 있다.

3 메인 반송로(반송로)
10 시트 간극 검출 장치
11 용착 장치
19 시트 간극 검출 장치
20 용착 장치
30 광검출 센서
30a 검출광
32 누름부
33 누름부
40 스페이서
40A 스페이서
40a 전단부
40b 후단부
41 제1 지지 영역
42 제2 지지 영역
43 단차 영역
43A 관통공
43B 홈
43B1 바닥부
44 끝테두리
45 이동 장치
46 정반사 억제 부재
50 제1 FRP 시트(제1 섬유 강화 플라스틱 시트)
51 전단
52 후단
60 제2 FRP 시트(제2 섬유 강화 플라스틱 시트)
61 전단
62 후단
F 강화 섬유
P1 FRP 시트 원단(기준면)
P2 FRP 시트(섬유 강화 플라스틱 시트)
S 간극

Claims

섬유 강화 플라스틱 시트의 반송로에서 선행하는 제1 섬유 강화 플라스틱 시트의 후단과 후속하는 제2 섬유 강화 플라스틱 시트의 전단 사이의 간극을 검출하는 시트 간극 검출 장치로서,
상기 제1 섬유 강화 플라스틱 시트의 후단, 상기 제2 섬유 강화 플라스틱 시트의 전단, 및 상기 간극으로부터 노출되는 기준면을 포함하는 영역에 검출광을 투광(投光)하고, 그 반사광을 수광하는 광검출 센서와,
상기 검출광이 투광되는 투광 영역을 적어도 포함하는 영역에서, 상기 제1 섬유 강화 플라스틱 시트의 후단과 상기 제2 섬유 강화 플라스틱 시트의 전단을, 상기 기준면으로부터 이간시킨 상태로 지지하는 스페이서를 가지는 시트 간극 검출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 스페이서는,
상기 제1 섬유 강화 플라스틱 시트를 지지하는 제1 지지 영역과,
상기 제2 섬유 강화 플라스틱 시트를 지지하는 제2 지지 영역과,
상기 제1 지지 영역과 상기 제2 지지 영역의 사이에 형성된 단차(段差) 영역을 가지는 시트 간극 검출 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 단차 영역은, 상기 스페이서의 끝테두리까지 연신되지 않은 시트 간극 검출 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 단차 영역은, 바닥부를 가지는 홈이며,
상기 바닥부에는, 상기 기준면을 형성하는 정반사 억제 부재가 배치되어 있는 시트 간극 검출 장치.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스페이서를 상기 투광 영역으로부터 후퇴시키는 이동 장치를 가지며,
상기 스페이서의 후단부는, 상기 스페이서의 전단부보다 부풀어 오르게 형성되어 있는 시트 간극 검출 장치.
섬유 강화 플라스틱 시트의 반송로에서 선행하는 제1 섬유 강화 플라스틱 시트의 후단과 후속하는 제2 섬유 강화 플라스틱 시트의 전단 사이의 간극을 검출하는 시트 간극 검출 방법으로서,
상기 제1 섬유 강화 플라스틱 시트의 후단과 상기 제2 섬유 강화 플라스틱 시트의 전단을, 기준면으로부터 이간시킨 상태로 하도록 스페이서를 배치하는 스페이서 배치 단계와,
상기 스페이서 배치 단계 후, 상기 제1 섬유 강화 플라스틱 시트의 후단, 상기 제2 섬유 강화 플라스틱 시트의 전단, 및 상기 간극으로부터 노출되는 상기 기준면을 포함하는 영역에 검출광을 투광하고, 그 반사광을 수광하는 광검출 단계를 가지는 시트 간극 검출 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 제1 섬유 강화 플라스틱 시트 및 상기 제2 섬유 강화 플라스틱 시트의 강화 섬유의 배향 방향은, 상기 간극에 대해 평행한 시트 간극 검출 방법.
청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
상기 스페이서는,
상기 제1 섬유 강화 플라스틱 시트를 지지하는 제1 지지 영역과,
상기 제2 섬유 강화 플라스틱 시트를 지지하는 제2 지지 영역과,
상기 제1 지지 영역과 상기 제2 지지 영역의 사이에 형성된 단차 영역을 가지며,
상기 스페이서 배치 단계는,
상기 제1 지지 영역에 상기 제1 섬유 강화 플라스틱 시트를 지지시키고, 상기 제1 섬유 강화 플라스틱 시트의 후단을 상기 단차 영역 상에 배치하는 제1 단계와,
상기 제2 지지 영역에 상기 제2 섬유 강화 플라스틱 시트를 지지시키고, 상기 제1 섬유 강화 플라스틱 시트의 후단과 이간하여, 상기 제2 섬유 강화 플라스틱 시트의 전단을 상기 단차 영역 상에 배치하는 제2 단계를 가지는 시트 간극 검출 방법.
청구항 6 또는 청구항 7에 기재된 시트 간극 검출 방법에 기초하여 상기 간극을 검출하고, 상기 제1 섬유 강화 플라스틱 시트의 후단과 상기 제2 섬유 강화 플라스틱 시트의 전단 사이를 용착하는 시트 용착 방법으로서,
상기 광검출 단계 후, 상기 제1 섬유 강화 플라스틱 시트에 대한 상기 제2 섬유 강화 플라스틱 시트의 위치를 보정하는 시트 위치 보정 단계와,
상기 시트 위치 보정 단계 후, 상기 제1 섬유 강화 플라스틱 시트의 후단 이외의 후단부를 눌러붙임과 아울러, 상기 제2 섬유 강화 플라스틱 시트의 전단 이외의 전단부를 눌러붙이는 시트 위치 결정 단계와,
상기 시트 위치 결정 단계 후, 상기 제1 섬유 강화 플라스틱 시트의 후단과 상기 제2 섬유 강화 플라스틱 시트의 전단 사이를 용착하는 시트 용착 단계를 가지는 시트 용착 방법.