WO2013171785A1 - プリプレグテープ並びにテープ制御情報設定方法 - Google Patents

プリプレグテープ並びにテープ制御情報設定方法 Download PDF

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WO2013171785A1
WO2013171785A1 PCT/JP2012/003157 JP2012003157W WO2013171785A1 WO 2013171785 A1 WO2013171785 A1 WO 2013171785A1 JP 2012003157 W JP2012003157 W JP 2012003157W WO 2013171785 A1 WO2013171785 A1 WO 2013171785A1
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WO
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tape
point
search
curved surface
vector
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/003157
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English (en)
French (fr)
Inventor
信孝 西橋
一晃 八木
Original Assignee
新日本工機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 新日本工機株式会社 filed Critical 新日本工機株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/38—Automated lay-up, e.g. using robots, laying filaments according to predetermined patterns
    • B29C70/386—Automated tape laying [ATL]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/08—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
    • B29K2105/0872—Prepregs

Definitions

  • the present invention relates to a prepreg tape and a tape control information setting method.
  • prepreg tapes in which a fiber material is impregnated with a resin are widely used in various industries including the automobile, marine and aerospace industries.
  • the prepreg tape is cut to an appropriate length.
  • the prepreg tape is stuck and laminated on the surface of an adherend such as a sticking mold (for example, a mandrel) that constitutes the casing of the vehicle.
  • a sticking mold for example, a mandrel
  • ⁇ ⁇ ⁇ Tape layup machines that perform this pasting work automatically are classified into flat layup machines and curved layup machines.
  • the flat layup machine is used for aircraft stringers and the like because it is easy to control when a prepreg tape is attached.
  • the curved surface lay-up machine tends to sag during sticking (lamination) of the prepreg tape, tends to wrinkle, and remains a difficult problem to solve.
  • the prepreg tape is unavoidably laminated by hand. Therefore, in order to effectively prevent wrinkles, it is necessary to put into practical use a method for calculating a tape path (or also called “lay-up path”) adapted to a curved surface.
  • Patent Document 1 discloses a method for calculating a tape path when sticking a composite material to a curved surface.
  • a curved surface that is curved in three dimensions of a product to be manufactured is mapped to a two-dimensional reference plane including a boundary line of the curved surface, and a tape path is mapped on the reference plane.
  • a method of calculating and converting the coordinates into three dimensions to obtain final coordinates is adopted.
  • Patent Document 1 The method of Patent Document 1 was not enough to eliminate wrinkles and slack.
  • the curved surface S of the product WS can be developed on a flat surface relatively precisely. If the route that follows the shortest distance on this plane is calculated and used as the tape route, the route that follows the shortest distance on this plane is set to be almost linear, and the load is distributed evenly over the entire width of the prepreg tape. It becomes possible to attach a tape.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and includes a prepreg tape that can be applied and laminated without any problem corresponding to various curved surfaces, and various elements for attaching the prepreg tape. Among them, it is an object to provide a tape control information setting method capable of setting at least one element.
  • the prepreg tape can be divided into a plurality of strips of a tape, and the sticking length is changed for each tape of the prepreg tape.
  • the present inventors have succeeded in developing such a prepreg tape. That is, the first aspect of the present invention is a prepreg tape having an adhesive surface that is attached to a curved surface curved in three dimensions on one side, and is divided so as to equally divide the tape width of the adhesive surface.
  • a prepreg tape comprising a plurality of tape divided bodies and a support body that integrally supports the tape divided bodies.
  • the support body is a mount that is superimposed on the side opposite to the sticking surface of the tape divided body and wound integrally with each tape divided body. Moreover, you may provide the winding core by which the said tape division body is wound with the said support body.
  • a prepreg tape according to another aspect is a prepreg tape having a sticking surface to be attached to a curved surface curved in three dimensions on one side, and is connected to a plurality of strips that can be divided by perforations that equally divide the tape width. It is characterized by having a tape division body.
  • the prepreg tape includes a mount that is overlapped on the side opposite to the sticking surface of the tape divided body and wound integrally with each tape divided body that is divided in parallel to the longitudinal direction.
  • the tape divided body is integrally supported by the mount and is easy to handle.
  • the prepreg tape is such that the mount is divided for each of the tape divisions.
  • the mount can be followed when the tape divided body is divided, it is easy to handle the mount such as protecting the tape divided body with the mount until the next process after sticking.
  • tape control point a point where an appropriate pressing load is applied to each of the tape divisions
  • end of the prepreg tape is used as a curved edge. It is indispensable to calculate the coordinates for aligning.
  • tape control information information necessary for adhering the prepreg tape
  • another aspect of the present invention is a tape control information setting method for setting at least one element of tape control information required for adhering the prepreg tape, wherein the prepreg tape is applied to a curved surface curved in three dimensions.
  • a tape control information setting method characterized by and a tape control point setting step for.
  • each tape divided body can be curved finely.
  • the tape divided body to press the prepreg tape on the inner peripheral side and the outer peripheral side of the curved surface is displaced in the circumferential direction.
  • the feeding amount (sticking amount) in the longitudinal direction can be changed for each tape divided body, and the tape control point can be set at a position corresponding to the above-described deviation, so that the prepreg tape can be more beautifully cleaned.
  • the layup acquisition process may be a process of reading a layup path calculated in advance, or may be a process of calculating a layup path using a given calculation start point as a base point.
  • the tape control point setting step includes a search vector calculation step for calculating a search vector having a very small size along the crossing line with the calculation start point as a vector start point, and an end point of the calculated search vector.
  • a droop calculation step for calculating an intersection between the normal of the curved surface and the curved surface, a search point calculation step for calculating a search point on the curved surface based on the intersection, and until a predetermined end condition is satisfied,
  • a regression calculation step of calculating a new search vector having the calculated search point as a vector start point and repeating the perpendicular calculation step and the search point calculation step.
  • the edge coordinates for aligning the end of the cut divided body with the edge of the divided zone are An edge coordinate calculation step for calculating each time.
  • the prepreg tape is usually cut before being attached to a curved surface.
  • the edge part of the cut prepreg tape is required to be precisely aligned with the edge of the curved surface.
  • the edge coordinates can be calculated for each divided zone, when cutting the prepreg tape, or when aligning the end of the cut prepreg tape with the edge coordinates, it is easy to teach the tape sticking device.
  • the prepreg tape can be fed to a more suitable and lean coordinate and cut.
  • the edge coordinates may be calculated as the coordinates of the end portion of the prepreg tape to be cut, or may be coordinates calculated based on the edges of the divided zones.
  • the edge coordinate calculation step includes a search vector calculation step for calculating a search vector having a very small size along the vertical line with a tape control point closest to the edge coordinate as a vector start point, and a calculated search vector.
  • the path along the curved surface is refined by searching for a curved surface that is curved in a complicated manner with a small search vector using the tape control point set for each longitudinal line as a base point, and calculating the search point recursively. Can be calculated. As a result, the edge coordinates can be accurately calculated for each divided zone.
  • FIG. 9 It is a perspective view which shows an example of the tape layup plan of the product which has a curved surface. It is a flowchart which shows the whole flow which concerns on this invention. It is a flowchart which shows the search operation
  • FIG. 10 is a flowchart showing a tape control point calculation subroutine in the flowchart of FIG. 9. It is explanatory drawing (perspective view) at the time of performing the tape control point calculation subroutine of FIG.
  • 20 is a flowchart showing a continuation of FIG. FIG.
  • FIG. 21 is a flowchart showing distance calculation processing that can be executed by the edge coordinate calculation subroutine of FIGS. 19 and 20.
  • FIG. FIG. 21 is a view table showing an execution process of the edge coordinate calculation subroutine of FIGS. 19 and 20.
  • FIG. FIG. 21 is an explanatory diagram (a schematic plan view of a start point side) when the edge coordinate calculation subroutine of FIGS. 19 and 20 is executed.
  • FIG. 21 is an explanatory diagram (schematic diagram of the end point side plane) when the edge coordinate calculation subroutine of FIGS. 19 and 20 is executed.
  • FIG. 21 is a view table showing an example of execution results of the edge coordinate calculation subroutine of FIGS. 19 and 20.
  • a prepreg tape 10 is a prepreg tape 10 that is attached to a curved surface S that is curved in three dimensions, and is a plurality of strips of tape that are equally divided into tape widths d. 11 is divided.
  • Each tape divided body 11 is wound with the sticking surface 10a facing inward.
  • the tape divided body 11 is preferably an impregnated tape obtained by impregnating a reinforcing fiber such as carbon fiber or aramid fiber with a thermosetting resin.
  • the tape divided body 11 is divided in advance for easy handling.
  • the tape divided body 11 may be integrated with a perforation or the like so as to be easily separated.
  • the mount 12 is overlapped on the opposite side of the tape dividing body 11 from the sticking surface 10a.
  • the mount 12 is attached to the tape divided body 11 with an adhesive that can be easily peeled off, and is wound together with the tape divided body 11 while supporting the tape divided body 11 integrally.
  • a material having a property that is difficult to expand and contract for example, a paper coated with a highly releasable resin coating is suitable.
  • the prepreg tape 10 shown in FIG. 4 is divided in parallel with the longitudinal direction, and the tape divided body 11 having the sticking surface 10a on one side and the tape split body 11 on the opposite side of the sticking surface 10a,
  • Each tape division body 11 is provided with a mount 12 wound integrally. For this reason, the tape divided body 11 is integrally supported by the mount 12 and is easy to handle.
  • the tape divided body 11 is connected so as to be easily divided at the perforation 11 a, while the mount 12 has a perforation that can be divided along the perforation 11 a.
  • the tape divided body 11 which is connected so as to be severable in parallel with the longitudinal direction and has the sticking surface 10 a on one side, and the side opposite to the sticking surface 10 a of the tape divided body 11.
  • a mount 12 wound integrally with each tape divided body 11, and the mount 12 is divided for each tape divided body 11.
  • the mount 12 since the mount 12 can be made to follow when the tape division
  • a perforation may be provided in the mount 12 so that it can be divided together with the tape divided body 11.
  • the mount 12 may be divided in advance.
  • the sticking surface does not necessarily require that the sticking agent is applied.
  • an adhesive may be applied according to the specifications of the product.
  • reference numeral 14 denotes a winding core.
  • the winding core 14 is made of, for example, paper or resin.
  • the winding core 14 has appropriate rigidity for supporting the prepreg tape 10 on a tape sticking device (not shown), and supports each divided body 10 a (and the mount 12) of the prepreg tape 10.
  • the advantage of the prepreg tape 10 shown in FIG. 4 and FIG. 5 is that when the sticking operation is performed along the curved surface S curved in three dimensions as shown in FIG.
  • the cutting length (or the sticking length) (the length Ly of the longitudinal line Lv described later) can be changed for each tape divided body 11. If such sticking becomes possible, the sticking position of the tape divided body 11 can be shifted according to the curvature of the curved surface, so that the wrinkles close to the width direction can be extended, and the wrinkles as a whole Smooth surface can be obtained.
  • the tape division body 11 can be handled integrally as the prepreg tape 10, handling becomes easier than the method of juxtaposing a plurality of tapes.
  • segments one tape width is comprised the tape width per tape division body 11 becomes short, and it can contribute greatly to wrinkle prevention.
  • the number of divisions of the prepreg tape 10 is preferably 4 to 6. However, other numbers, for example, odd numbers may be used.
  • a tape control point CP (see FIG. 14) is set on each tape segment 11 in order to change the cutting length for each tape segment 11 and attach the prepreg tape 10 to a curved surface that is curved in three dimensions. It is preferable. Further, the cutting length is calculated for each tape divided body 11, and from another viewpoint, each start point coordinate S cut of the base end portion of the cut tape divided body 11 and each end point coordinate E cut of the front end portion. Are preferably calculated so as to be aligned with the edges of the curved surface S. Therefore, in this embodiment, as will be described in detail later, the coordinates of the edges TPs and Tpe are calculated for each divided zone dTP to which the tape divided body 11 is attached. The divided zone dTP is an area where the tape divided body 11 is attached.
  • the coordinates of one edge TPs correspond to the start point coordinates S cut of the prepreg tape 10.
  • the coordinates of the other edge TPe correspond to the end point coordinates E cut of the prepreg tape 10.
  • the prepreg tape 10 When the prepreg tape 10 is fastened to the curved surface S, the prepreg tape 10 is cut into a shape corresponding to the coordinates of one edge TPs (or TPe), and then is fed out to a length corresponding to the cutting length. It is preferable to cut into a shape corresponding to the coordinates of the edge TPe (or TPs). In that case, the prepreg tape 10 is consumed without waste.
  • the tape control point CP is set for each tape divided body 11, the tape divided body 11 is pressed and deformed individually for each tape control point CP, and each tape divided body 11 is along the curved surface. It becomes possible to carry out the sticking work by pressing down individually individually.
  • a tape control information setting method for calculating tape control information such as the tape control points and edge coordinates is provided.
  • the system according to the present invention includes a CAD database 30 and a tape control information calculation module 40 connected so that data can be exchanged from the CAD database 30.
  • the CAD database 30 stores CAD data of the product WS to which the prepreg tape 10 is attached.
  • the CAD data can be transmitted to the tape control information calculation module 40 via an interface (or network).
  • CAD data is a specification that can generally define a curved surface in three dimensions in a format such as NURBS (Non-Uniform Rational B-Splines).
  • NURBS Non-Uniform Rational B-Splines
  • a later-described tape layup path plan is associated with CAD data.
  • the coordinate data of the layup path TP is associated with the tape layup plan.
  • the tape control information calculation module 40 is a logical module realized by a computer such as a factory computer.
  • the tape control information calculation module 40 includes an input / output device 41, a display device 42, and an external storage device 43 in addition to a CPU, ROM, and RAM (not shown).
  • the tape control information calculation module 40 includes a CAD data operation module 24 that reads CAD data from the CAD database 30 and a tape layup plan processing module 25 that processes a predetermined tape layup plan for the read CAD data. And a navigating module 44 that searches for coordinates on a plane or curved surface based on the tape layup plan processing module 25, a tape control point calculation module 45 that calculates a tape control point CP of the prepreg tape 10, and An edge coordinate calculation module 46 for calculating the edge coordinates of the prepreg tape 10 is logically included.
  • hardware resources for example, CPU, ROM, RAM
  • software resources for example, source code, object code, programming code, etc.
  • each element is described according to the symbol column of Table 1 and Table 2, and among these, it is expressed as a variable.
  • the variable column of Table 1 and Table 2 When it is necessary to indicate a value in accordance with the variable column of Table 1 and Table 2, it is expressed according to the value column of Table 1 and Table 2.
  • the product WS illustrated in FIG. 7 is a rectangular part that constitutes the casing of the vehicle.
  • the sticking direction V is input for each i-th layer with respect to the curved surface S defined by a mandrel (not shown). Specifically, first, the prepreg tape 10 is attached along the direction of attachment V (0) along one side of the curved surface S, and then the attachment direction V orthogonal to the first attachment direction V (0). Then, along (1), the prepreg tape 10 is stuck along the sticking direction V (2) that intersects the first sticking direction V (0) at 45 °, and the path is changed for each layer.
  • the setting for forming a tape layer (tape layup) (the setting requirement regarding the attaching procedure of the prepreg tape 10 is referred to as “tape layup plan”) is to be executed.
  • the tape control information calculation module 40 shown in FIG. 6 reads the tape layup plan of the product WS according to the flowchart shown in FIG. 8 and the subsequent drawings, and the layup path TP of the read tape layup plan (see FIG. 15). ), The tape control point CP and the edge coordinate corresponding to the tape division body 11 are calculated.
  • the tape control information calculation module 40 can uniquely identify each layup path TP set in plural for each layer of the product WS. It is configured.
  • the tape control information calculation module 40 reads the CAD data of the product from the CAD database 30 by the CAD data operation module 24 (step S1).
  • this step S1 is a layup path acquisition step for acquiring the layup path TP.
  • the tape layup plan illustrated in FIG. 7 is input.
  • the tape layup plan processing module 25 displays the input tape layup plan on the display device 42 by GUI.
  • the tape layup plan processing module 25 counts the number of tape layup layers ni when reading is completed (step S2). Next, a variable i that uniquely represents the first layer serving as a reference for calculation is initialized (step S3).
  • step S4 the number nj of layup paths TP is counted (step S4).
  • a variable j that uniquely represents the layup path TP is initialized for the i-th layer (step S5).
  • the variable i related to the layer and the variable j related to the layup path TP are set in the main routine (steps S3 and S5), and the variables k and c related to the layup path TP are set in a subroutine described later. By doing so, all the calculated coordinates can be uniquely specified in three dimensions.
  • the coordinates P on the layup path TP are denoted as P (i, j, k) as an array variable as necessary.
  • the array variable P (i, j, k) is stored in a matrix having the value of the variable k as a row number (see FIGS. 18, 22, and 25).
  • the data collection for each row is particularly called a tuple.
  • step S6 the data of the j-th layup path TP is referred to in the i-th layer (step S6).
  • step S7 the tape control point calculation subroutine
  • step S8 the edge coordinate calculation subroutine
  • step S9 the variable j of the layup path TP is incremented (step S9).
  • step S10 whether or not all layup paths TP have been completed is determined by comparing the variable j and the number of paths nj (step S10). If not completed, the process returns to step S6 and the above-described processing is repeated. If completed, the variable i for the layer is incremented (step S11).
  • step S12 it is determined whether or not all layers have been completed by comparing the variable i with the number of layers ni (step S12). If not completed, the process returns to step S4 and repeats the above-described processing. If so, exit the program.
  • the flowchart of FIG. 8 is an example.
  • the calculation result may be displayed on the display device 42 using a GUI after the end.
  • the calculated tape control points CP and edge coordinates are coordinate data based on CAD data. Therefore, in the post-processing step (not shown), the coordinates that correspond to the coordinate coordinates of the NC device in the post-processing step (not shown). Conversion processing is executed.
  • step S7 In the tape control point calculation subroutine (step S7) and the edge coordinate calculation subroutine (step S8), coordinates P that are spaced from the base coordinates P by a fixed interval are calculated based on the coordinates P of the layup path TP. For this reason, even when the curved surface S is intricately undulated, it is possible to calculate a layup path that allows the prepreg tape to be formed along the undulation in a state where overlap and wrinkle are unlikely to occur. And in this embodiment, in order to implement
  • the navigating module 44 is a program (or a set of programs) including a function for searching for a predetermined coordinate P on the curved surface S on a complicated curved surface, and the following processing is possible.
  • the navigating module 44 includes an offset amount h, a minute movement amount ⁇ a, an integrated search length m, a unit search vector nV, and the like as arguments.
  • the offset amount h is a floating amount in the normal direction from the curved surface S considering the thickness t of the prepreg tape, and is a variable calculated by i ⁇ t for the i-th layer.
  • the minute movement amount ⁇ a is a scalar of a search direction vector (search vector SV), and is set to 0.001 mm, for example.
  • the integrated search length m is an integrated value of the search path from the vector start point P0 as the calculation start point of the first search vector SV to the search point Ps searched from the present.
  • the search point Ps is a coordinate set at the position of the intersection (hereinafter also referred to as a perpendicular foot) between the normal line of the curved surface S passing through the end point of the search vector SV and the curved surface.
  • the unit search vector nV is a unit vector for calculating the search vector SV, and is set by a program that calls the navigation module 44.
  • the unit search vector nV is set so as to contact the curved surface S as much as possible (see FIG. 11A).
  • step S100 when the navigating module 44 is called, first, argument initialization is executed (step S100).
  • the minute movement amount ⁇ a is set to 0.001 mm
  • the integrated search length m is set to 0.0 mm
  • the variable k is set to 0, and the vector start point P0 is set based on the value of the variable k.
  • the tape control information calculation module 40 has a function of displaying a setting screen on which data can be input on the display device 42. By using this setting screen, the user can appropriately change the initial values of the minute movement amount ⁇ a and the integrated search length m on the setting screen.
  • the search vector SV is calculated (step S101).
  • the search vector SV is obtained by the product of the small movement amount ⁇ a and the unit search vector nV, and the vector end point Pe that is the end point of the search vector SV is calculated from the vector start point P0 that is the start point of the search vector SV.
  • the vector starting point P0 that is the basis of the calculation is set by a program that calls the navigating module 44. For example, when the calculation of the tape control point CP is started for the j-th layup path TP (i, j) in the i-th layer, the value of the vector start point P0 is set to the tape control point calculation subroutine S7 (FIG. 8, FIG.
  • the vector starting point P0 is preferably the upstream end of the layup path TP in the tape adhering direction V. However, it is not impossible to set the vector starting point P0 as an intermediate point of the layup path TP.
  • step S102 the calculated perpendicular foot p temp1 is calculated (step S102), and it is determined whether or not p temp1 is an operable coordinate (step S103).
  • the navigating module 44 calculates p temp1 + (hV * h (i)) in order to obtain the search point Ps (step S104).
  • hV is a normal unit vector of the curved surface S (0) passing through the vector end point Pe
  • h (i) is an offset amount h calculated by i * t. Is the coordinate indicated by Ps of the perpendicular foot p temp1 (see FIG. 11A).
  • the offset amount h is greater than 0 for the second and subsequent i-th layers, as shown in FIG. 11B, the calculated coordinate Ps is the modulus of h (i) from the vertical foot p temp1. The value levitated in the line direction will be taken.
  • a value considering the offset amount h is obtained from the coordinates of the first curved surface S (0).
  • step S105 the search length from the coordinates (P0 (0, 0, 0 in the case of FIG. 11A)) to the search point Ps (Ps (0, 0, 0 in the case of P0 (0, 0, 0))) as the starting point. ⁇ m is calculated (step S105).
  • this search distance Lh is calculated as an interval from the coordinate P as the first vector starting point P0 to the coordinate P as the search target when the navigation module 44 calculates the coordinates P as the search target. This value is set by a program that calls the navigation module 44.
  • the variable k for registering the search point Ps is incremented.
  • the navigating module 44 adds a tuple (row) of a new search point Ps related to the incremented k.
  • An item (attribute) for storing the searched coordinates P is set in the entity (or table) of the data related to this tuple.
  • the navigating module 44 includes the value (x, y) of the search point Ps as the value of the coordinate P (i, j, k) in the added tuple and registers information on this tuple (step S109).
  • Step S110 the next search vector SV is (Step S110), and the accumulated search length m is incremented by the search length ⁇ m (step S111).
  • step S112 the current search point Ps is set as the vector start point P0 of the next calculation (step S112), the process returns to step S101, and the above-described steps are repeated.
  • step S107 if the search distance Lh is equal to or greater than the updated value (m + ⁇ m) of the integrated search length m, it is determined whether the integrated search length m is less than the search distance Lh (step S113).
  • the navigating module 44 obtains, as the search point Ps, the edge coordinates of the divided zone dTP that travels from the vector start point P0 in the direction of the search vector SV (step S114).
  • the navigating module 44 increments the variable k (step S115). The navigating module 44 adds a new tuple for the incremented variable k.
  • the data entity related to this tuple includes an item (attribute) for storing the search end point Pf (i, j, k), which is the end point of the searched route.
  • the navigating module 44 includes the value (x, y) of the last calculated search point Ps in the search end point Pf (i, j, k) of this tuple (step S116).
  • the navigating module 44 registers tuple information including the search end point Pf in a predetermined storage area (step S117), and returns to the original routine.
  • step S113 If the accumulated search length m is equal to the search distance Lh in step S113, the process proceeds to step S115 as it is. Further, step S113 is always executed before the accumulated search length m becomes larger than the search distance Lh in step S107. Therefore, in the stage where step S113 is executed, the integrated search length m does not become larger than the search distance Lh.
  • step S103 the case where the perpendicular p ptemp1 cannot be calculated in step S103 will be described with reference to FIGS.
  • the navigating module 44 first determines the presence or absence of the adjacent surface Sn (step S120) as shown in FIG. 10, and if the surface Sn exists, A perpendicular foot p temp2 is calculated from the searched vector end point Pe to the surface Sn (step S121).
  • the navigating module 44 determines whether or not the perpendicular foot p temp2 can be calculated on the surface Sn (step S122). If the calculation is possible (for example, as shown in FIG. In the region between Sn and the surface L2 on the ridge line RL perpendicular to the surface Sn, the vector end point Pe is based on the foot p temp2 of the perpendicular drawn to the surface Sn as the curved surface S. The calculation is performed (step S123), and the process returns to step S105.
  • hV in step S123 is a normal unit vector of the surface Sn at p temp2 .
  • step S125 the navigating module 44 determines that the perpendicular foot p temp2 cannot be calculated in step S122, calculates the perpendicular foot p temp3 on the ridge line RL from the vector end point Pe (step S124), and the perpendicular foot p The coordinate Ps is calculated based on temp3 (step S125), and the process proceeds to step S105.
  • hv in step S125 is a vertical unit vector from p temp3 toward the vector end point Pe of the search vector SV.
  • step S120 when there is no adjacent surface Sn, the vector end point Pe of the search vector SV exceeds the boundary of the surface Sb. In this case, the process proceeds to step S113, and the process is performed. finish.
  • the lay-up path TP shown in FIG. 14 is a model of a part of the path for attaching the prepreg tape 10 divided into six sections.
  • dTP indicates a divided zone to which the tape divided body 11 of the prepreg tape 10 is attached.
  • a variable that uniquely identifies the divided zone dTP (or the tape divided body 11 corresponding to the divided zone dTP) is assumed to be c.
  • the distribution of stress acting on the prepreg tape 10 in the adhering direction V becomes larger on the inner peripheral side, as shown by the hatched lines.
  • the side becomes smaller. Therefore, in order to prevent wrinkles, it is possible to relatively shorten the position in the longitudinal direction for each tape segment 11 of the prepreg tape 10 by shortening the cutting length on the inner peripheral side and increasing the cutting length on the outer peripheral side. Necessary. In order to implement such control, the longitudinal center line (longitudinal line) of the tape divided body 11 for each transverse line Lp that crosses the prepreg tape 10 at right angles through the coordinates P scattered on the layup path TP.
  • a coordinate CP (p, c) intersecting with Lv (c) is obtained and used as the tape control point CP. Therefore, in this embodiment, for each coordinate P of the layup path TP, a coordinate CP (p, c) at which the transverse line Lp and the longitudinal line Lv (c) intersect is calculated.
  • step S701 the tape control point calculation module 45 initializes the variable b to 0.
  • the variable b is for counting the number of computations on the layup path TP, and corresponds to the variable k of the coordinate P.
  • the variable b (and hence the value of k) is set to increase from the upstream side to the downstream side in the sticking direction V.
  • step S702 the tape control point calculation module 45 sets the coordinates of the initial vector start point P0 on which the navigating module 44 is based on the calculation to P0 (i, j, b). Also, the variable c is initialized to 0. In the present embodiment, as shown in FIG. 17, the value c is set so as to increase sequentially from the left side toward the downstream side in the sticking direction V.
  • step S703 the tape control point calculation module 45 calculates a unit search vector nV.
  • the unit search vector nV is obtained by the outer product of the normal vector hV NL of the coordinate P on the layup path TP and the unit vector nV NL along the layup path TP.
  • step S704 the tape control point calculation module 45 calculates: To calculate the distance to the tape control point CP to be calculated.
  • This equation (2) indicates the distance to the coordinate at which the transverse line Lp passing the coordinate P on the layup path TP is orthogonal to the longitudinal line Lv (c) of each tape divided body 11.
  • the left side from the upstream side to the downstream side in the sticking direction V is set to ⁇ , and the right side is set to +. is doing.
  • step S705 the tape control point calculation module 45 determines whether the calculation result of equation (2) is positive or negative. If the calculation result is inverted to +, the tape control point calculation module 45 inverts the sign of the unit search vector nV (step S706) and reverses the search direction of the navigation module 44.
  • the tape control point calculation module 45 calls the navigating module 44 (step S707), and as shown in FIG. 17, the crossing line Lp (k) and the longitudinal line Lv (c) The intersection is searched (step S708). At this time, the search is ended by the navigation module 44 in the following two ways.
  • the first is a case where the calculated search end point Pf reaches the vertical line Lv (c) corresponding to the calculation result of the expression (2) (first end pattern), and the second is the calculated search end point.
  • the Pf reaches the edges TPs and TPe of the divided zone dTP (second end pattern) before reaching the vertical line Lv (c) corresponding to the calculation result of the expression (2).
  • the search end point Pf calculated by the navigating module 44 is set as it is as the tape control point CP.
  • the edges TPs and TPe of the prepreg tape 10 are not necessarily parallel to the transverse line Lp passing through the coordinates P of the layup path TP.
  • the tape control points with respect to the vertical lines Lv (3) to Lv (5) where the variable c is the fourth or later
  • the variable c is the tape control point for the first to third vertical lines Lv (0) to Lv (2).
  • the search point Ps reaches the edges TPs and Tpe of the divided zone dTP before reaching the search distance Lh, and the longitudinal line Lv (3) to Lv about the coordinate P (0, 0, 0).
  • the tape control points CP of the longitudinal lines Lv (0) to Lv (2) with respect to the coordinates P (0, 0, NN) are not calculated.
  • the tape control point calculation module 45 has an accumulated search length m from the coordinates P of the layup path TP to the search end point Pf searched by the navigating module 44 is equal to or greater than the search distance Lh. It is determined whether or not there is (step S709). If the integrated search length m is greater than or equal to the search distance Lh, the value (x, y) of the search end point Pf is registered as the tape control point CP (p, c) (step S710).
  • the tape control point CP (p, c) of the tuple with the coordinate k on the layup path as b is set to Null for the variable c (step) S711).
  • the tuple when the coordinate k (b in this case) on the layup path is 0 has the vector start point P0 (i, j, k) of (0, 0, 0). Is the line.
  • the value of variable c is set to 3, 4, or 5 as Null.
  • step S712 the tape control point calculation module 45 increments the variable c (step S712), and compares the value of the variable c with the number obtained by subtracting 1 from the division number N of the prepreg tape 10. Then, it is determined whether or not the tape control point CP has been calculated for all the tape divided bodies 11 (step S713). If there is a division zone dTP that has not been calculated yet, the process returns to step S703 and the above-described processing is repeated. If the calculation is completed for all the divided zones dTP, the value of the integrated distance Ln is incremented by the calculation interval ⁇ Ln, and at the same time, the value of the variable b is incremented (step S714).
  • the tape control point calculation module 45 compares the value of the variable b with the calculation number NN, and determines whether or not the tape control point CP has been calculated over the entire length of the layup path TP (step S715). If unprocessed coordinates P remain on the layup path TP, the process returns to step S702 and the above-described processing is repeated. If the calculation is completed for all the tape divided bodies 11, the process returns to the main routine.
  • the tape control point CP indicated by the black dot in FIG. 17 is calculated as shown in the view table Vt in FIG.
  • step S711 the null tape control point CP (p, c) is registered corresponding to the coordinates indicated by the white point in FIG.
  • the edge coordinate calculation module 46 expands the domain of the variable k, and starts the tuple (CP (i, j, -1), c)) and an end-point tuple (CP (P (i, j, NN + 1), c) set) are added.
  • the edge coordinate calculation module 46 initializes the variable c to 0 (step S801), and then initializes the variable k to 0 (step S802).
  • the edge coordinate calculation module 46 determines whether or not the value of the c-th array variable (tape control point CP (p, c)) is null for the k-th transverse line Lp (k) (step S803). ). This determination is for specifying the tape control point CP that can be set to the vector start point P0 when searching for the start point coordinate S cut using the navigating module 44. If CP (p, 0) is null for the k-th crossing line Lp (k), the edge coordinate calculation module 46 increments the variable k, returns to step S803, and returns to the c-th division. For the zone dTP, the tape control point CP that is the basis of the calculation of the start point coordinate S cut is searched.
  • step S803 when the result of the determination in step S803 is that there is a tape control point CP having a non-null value (x0, y0), the edge coordinate calculation module 46 navigates the tape control point CP (p, c).
  • the vector start point P0 of the operation of the module 44 is set (step S805).
  • the search vector SV is changed from the downstream tape control point CP (P (i, j, k + 1), c) to the upstream tape control point CP (P (i, j, k),
  • the unit search vector nV is set so as to go to c) (see FIG. 23).
  • the search distance Lh is set to a relatively large value so that the search point Ps always reaches the edge TPs.
  • the edge coordinate calculation module 46 calls the navigating module 44 (step S806), and searches for the edge TPs in the unit search vector nV direction from the coordinate CP (P (i, j, k), c) of the vector start point P0. (Step S807). Thereby, as shown in FIG. 23, the navigating module 44 searches the coordinate P in the direction opposite to the tape sticking direction V from the tape control point CP (p, c), and finally reaches the edge TPs. The edge coordinate calculation module 46 registers the value of the search end point Pf in CP (P (i, j, ⁇ 1), c) with the search end point Pf reaching the edge TPs as the start point coordinate S cut (step S808). ).
  • the edge coordinate calculation module 46 proceeds to end point coordinate calculation processing. Specifically, in order to search for the end point of the longitudinal line Lv (c) along the longitudinal line Lv (c), the edge coordinate calculation module 46 increments the variable k (step S810) and increments the variable k. Whether or not the variable k is larger than the operation number NN (see step S700 in FIG. 15), and the tape control point CP (P (i, j, k), c) corresponding to the incremented variable k is null. Whether or not (step S811).
  • step 2 If the incremented variable k is larger than the operation number NN and the tape control point CP (P (i, j, k), c) of the tuple corresponding to the incremented variable k is non-null, further step The process returns to S810 and is repeated.
  • the edge coordinate calculation module 46 by incrementing the value of the variable k, the edge coordinate calculation module 46 causes the tape control point on the downstream side in the sticking direction V along the vertical line Lv (c).
  • the CP is searched, and finally a null value (for example, CP (P (0,0, NN), 0)) is reached.
  • the edge coordinate calculation The module 46 sets the vector start point P0 to CP (P (i, j, k-1), c) (step S812). Further, at the timing of this step S812, the search vector SV is changed from the upstream tape control point CP (P (i, j, k-1), c) to the downstream tape control point CP (P (i, j, k). ) And c), the unit search vector nV is set (see FIG. 24). Furthermore, the search distance Lh is set to a relatively large value so that the search distance Lh is always reached.
  • the edge coordinate calculation module 46 calls the navigating module 44 (step S813), and sets the edge Tpe in the unit search vector nV direction from the coordinate CP (P (i, j, k ⁇ 1), c) of the vector start point P0. Search is performed (step S814). Thereby, as shown in FIG. 24, the navigating module 44 searches for the coordinate P along the tape adhering direction V from the tape control point CP (p, c), and finally reaches the edge Tpe. The edge coordinate calculation module 46 registers the value of the search end point Pf in CP (P (i, j, NN + 1), c) with the search end point Pf reaching the edge Tpe as the end point coordinate E cut (step S815). .
  • the edge coordinate calculation module 46 increments the variable c (step S816), and determines whether or not all the divided zones dTP have ended (step S817). If there is an unprocessed divided zone dTP, the process proceeds to step S802, and the above-described processing is repeated. If all the divided zones dTP are completed, the process returns to the main routine.
  • the length of the longitudinal line Lv (c) may be obtained for each tape divided body 11 of the prepreg tape 10.
  • the length of the vertical line Lv (c) can be calculated, for example, according to the procedure shown in FIG.
  • the edge coordinate calculation module 46 calculates the following equation when the start point coordinate S cut is calculated.
  • the basis to calculate the start point coordinates S cut the length Lx (c) the coordinates P transverse line Lp of (k) crosses the layup path TP through the starting point coordinate S cut (step S820).
  • the edge coordinate calculation module 46 uses this length Lx (c) as the length Lx (s) from the layup path TP to the start point coordinate S cut along the transverse line, and the end point along the transverse line from the layup path TP.
  • Each is registered as a length Lx (e) up to the coordinate E cut (step S821).
  • step S821 may be executed after the start point coordinate S cut and the end point coordinate E cut have been calculated, or when the start point coordinate S cut is calculated, the length Lx is set prior to the end point coordinate E cut.
  • the length Lx (c) may be registered as the length Lx (e).
  • the edge coordinate calculation module 46 sets the value of the variable k to ks (step S822).
  • the value ks is the value of the variable k of the tape control point CP (P (i, j, k), c) employed as an argument when the start point coordinate S cut is calculated by the navigating module 44.
  • the edge coordinate calculation module 46 calculates the distance Ls from CP (P (i, j, ⁇ 1), c) to the start point coordinate S cut based on the history of the navigation module 44 (step S823), and the distance The absolute value of Ls is set to the initial value of the length Ly (c) of the vertical line Lv (step S824).
  • Steps S822 to S824 can be suitably executed after the calculation of the start point coordinate S cut and before the end point coordinate calculation process (between step S808 in FIG. 19 and step S810 in FIG. 20). In that case, step S822 can be omitted.
  • the edge coordinate calculation module 46 increments the variable k (step S825).
  • this step S825 can be replaced with step S810 in FIG.
  • the edge coordinate calculation module 46 determines whether or not the tape control point CP is the end point coordinate E cut (step S826). If the tape control point CP is not the end point coordinate E cut , the calculation interval ⁇ Ln (see FIG. 17) is added to the length Ly (c) of the longitudinal line Lv (step S827), and the process returns to step S825 to perform processing. repeat.
  • step S826 can be substituted by the determination of step S811 of FIG. 20, and step S827 is NO (determination of step S811). It can be executed in the case of False).
  • the edge coordinate calculation module 46 calculates the distance Le (step S828).
  • the distance Le is the end point coordinate from the tape control point CP adopted as the first vector start point P0 when calculating the end point coordinate E cut by the navigating module 44, that is, from (P (i, j, k-1), c). It is the length up to E cut .
  • the edge coordinate calculation module 46 adds the calculated distance Le to the length Ly (c) of the longitudinal line Lv (step S829) and registers the value (step S830). Thereby, the length Ly can be precisely calculated for the longitudinal line Lv (c) to be calculated.
  • the processing after step S828 can be appropriately executed after the end point coordinate E cut is calculated.
  • the coordinates of the tape control point CP and the edges TPs and Tpe are set with respect to the control coordinates of the tape sticking device. Teaching work becomes easy.
  • the prepreg tape 10 illustrated in FIGS. 4 and 5 is manufactured by applying in principle the one disclosed in Japanese Patent Publication No. 7-25143 previously proposed by the applicant. It becomes possible to adhere suitably to the curved surface of WS.
  • a pressing roller capable of performing a pressing operation for each tape divided body 11 of the prepreg tape 10 a cutter capable of cutting by changing the length for each tape divided body 11, and It will be easily understood that means for collecting the mount 12 from each tape division 11 can be configured.
  • an ultrasonic knife is suitable as the cutter.
  • each tape divided body 11 of the prepreg tape 10 is fed out and divided, and each tape divided body 11 is cut with a cutter prior to sticking.
  • precise dimensional control based on the above-described start point coordinates S cut and end point coordinates E cut is executed, and the prepreg tape 10 is cut into lengths and coordinates without excess or deficiency.
  • the cut prepreg tape 10 is pressed by the pressing roller for each tape control point CP, and stuck along the curved surface of the product WS.
  • the tape division bodies 11 of the prepreg tape 10 are displaced along the longitudinal line Lv by the pressing operation by the pressing rollers. Due to this deviation, the prepreg tape 10 as a whole is neatly adhered along the curved surface without any wrinkles. Therefore, the prepreg tape 10 can be neatly adhered to the product WS having a free curved surface that cannot be developed in a plane as in the case of a spherical surface.
  • the prepreg tape 10 by setting the tape control point CP (point to which a pressing load is applied at the time of sticking) for each tape divided body 11 of the prepreg tape 10, The wrinkles generated in the prepreg tape 10 can be released, and even various curved surfaces S having a three-dimensionally curved surface can be adhered and laminated without wrinkles.
  • the tape control point CP point to which a pressing load is applied at the time of sticking
  • the tape control information setting method includes a layup path TP acquisition step (steps S1 and S6) for acquiring a layup path TP set on the curved surface S to which the prepreg tape 10 is attached.
  • a calculation start point setting step (step S101) for setting a vector start point P0 as a calculation start point on the layup path TP acquired in the layup path TP acquisition step (steps S1, S6), and passing through the vector start point P0.
  • a tape control point CP is set at a point where a transverse line Lp perpendicular to the layup path TP along the curved surface S intersects with a longitudinal line Lv passing through the center of the divided zone dTP to which each tape divided body 11 is attached.
  • a tape control point setting step (step S7).
  • each tape divided body 11 can be finely curved.
  • the tape divided body 11 that should press the prepreg tape 10 on the inner peripheral side and the outer peripheral side of the curved surface S is displaced in the circumferential direction.
  • the feeding amount (sticking amount) in the longitudinal direction is changed for each tape divided body 11, and the tape control point CP is set at a position corresponding to the above-described deviation. It can be attached neatly.
  • the layup acquisition process may be a process of reading a layup path TP calculated in advance, or a process of calculating the layup path TP using a given vector start point P0 as a base point. .
  • the above-described navigation module 44 is employed, and the lay-up path TP is precisely calculated by calculating a search vector in a direction that can cover the surface S from any point on the surface S. It becomes possible.
  • the tape control point setting step is a search vector calculation step (steps S101 to S7) for calculating a search vector SV having a very small size along the crossing line Lp with the calculation start point as the vector start point P0.
  • a perpendicular calculation step (steps S102, S121, S124) for calculating the intersection (perpendicular to the perpendicular) of the curved surface S passing through the vector end point Pe of the calculated search vector SV and the curved surface; From the search point calculation step (steps S104, 123, and S125) for calculating the search point Ps on the curved surface S based on the foot of, and from the vector start point P0 and the search point Ps until a predetermined end condition is satisfied, A new search vector SV having the search point Ps as the vector start point P0 is calculated, and a perpendicular calculation step (step S102, 121, S124) that a search point calculation step (step S104, and 123, S125) repeating the regression calculating step (Step S101 ⁇ S112).
  • the curved surface S that is curved in a complicated manner is searched with a small search vector SV, and the search vector SV is recursively calculated using the search point Pf as a reference for calculation, so that the curved surface S is precisely matched.
  • the path can be calculated, and the tape control point CP can be accurately calculated.
  • the present embodiment further includes an edge coordinate calculation step (step S8) for calculating the coordinates of the edges TPs and TPe of the divided zone dTP intersecting the vertical line Lv for each divided zone dTP.
  • step S8 for calculating the coordinates of the edges TPs and TPe of the divided zone dTP intersecting the vertical line Lv for each divided zone dTP.
  • the edge coordinate calculation step uses a tape control point CP closest to the edges TPs and Tpe of the divided zone dTP as a starting point, and uses a search vector SV having a very small size along the vertical line Lv.
  • a search vector calculation step (steps S101 to S111) to be calculated, a vertical leg calculation step (steps S102, S121, and S124) to calculate the vertical foot passing through the vector end point Pe of the calculated search vector SV;
  • the search point calculation step steps S104, 123, and S125 for calculating the search point Ps on the curved surface S, and the vector start point P0 and the search point Ps until the edges TPs and TPe of the divided zone dTP are reached.
  • a perpendicular line calculating step step S102, S121, S124
  • a search point calculation step step S104, and 123, S125
  • the regression calculating step Step S101 ⁇ S1112.
  • a curved surface S that is curved in a complicated manner is searched with a small search vector SV using the tape control point CP set for each longitudinal line Lv (c) as a base point, and the search point Pf is recursively.
  • a route along the curved surface S can be calculated.
  • the coordinates of the edges TPs and TPe can be accurately calculated for each divided zone dTP.
  • the prepreg tape 10 of the present invention may have a coreless structure in which the winding core 14 is omitted.
  • the present invention is suitable for use in various industries including the automobile, marine, and aerospace industries, for example, applications and operations for attaching to the surface of an object to be attached such as a sticking mold (for example, a mandrel) constituting a housing of a vehicle. Can be applied to.
  • a sticking mold for example, a mandrel

Landscapes

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Abstract

　本発明は、テープ幅を等分した複数条のテープ分割体に分断され、三次元に湾曲した曲面に貼着されるプリプレグテープを用いる。このプリプレグテープの貼着に要するテープ制御情報のうち少なくとも一要素を設定するテープ制御情報設定方法は、プリプレグテープが貼着される曲面に設定されるレイアップパスを取得するレイアップパス取得ステップＳ１、Ｓ６と、レイアップパス取得ステップＳ１、Ｓ６で取得したレイアップパス上に演算開始点を設定する演算開始点設定ステップＳ１０１と、演算開始点を通り且つレイアップパスに対して曲面沿いに直交する横断ラインと、各テープ分割体が貼着される範囲として前記曲面に設定される分割ゾーンの中心を前記レイアップパスに沿って通る縦断ラインとが交差する点に、押し付け荷重を前記分割体に付加する点であるテープ制御点を設定するテープ制御点設定ステップＳ７とを備えている。

Description

プリプレグテープ並びにテープ制御情報設定方法
　本発明は、プリプレグテープ並びにテープ制御情報設定方法に関する。
　複合材料、特に、繊維材料に樹脂を含浸させたプリプレグテープ（ｐｒｅｐｒｅｇ　ｔａｐｅ）は、自動車、海洋、航空宇宙産業を含む種々の産業界で広く使用されている。プリプレグテープは、適切な長さに裁断される。次いでプリプレグテープは、車両の筐体を構成する貼付型（例えばマンドレル）等の被貼付体の表面に貼着され、積層される。
　この貼着作業を自動で行うテープレイアップマシンは、平坦レイアップマシンと曲面レイアップマシンとに分類される。平坦レイアップマシンは、プリプレグテープの貼着時の制御が容易であるため、航空機のストリンガー等に利用されている。これに対し、曲面レイアップマシンは、プリプレグテープの貼着（積層）時に、たるみが生じやすく、皺が寄る傾向があり、その解決が困難な課題として残っている。レイアップマシンが適用できない場合、プリプレグテープは、やむなく手張りによって積層されている。そのため、皺の寄りを効果的に防止するため、曲面に適合したテープ経路（または、「レイアップパス」とも呼ばれている）を算出する方法を実用化する必要があった。
　かかるニーズに応えて、例えば、特許文献１には、複合材料を曲面に貼着するに当たり、テープ経路を算出する方法が開示されている。特許文献１の方法では、製造対象となる製品の三次元に湾曲する曲面を、当該曲面の境界線も含めて二次元の参照面（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｐｌａｎｅ）にマッピングし、この参照面上でテープ経路を算出し、その座標を三次元に変換して、最終的な座標とする方法を採用している。
特開２００７－１８５９４７号公報
　特許文献１の方法では、皺や弛みの解消が充分ではなかった。
　図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、並びに図２Ｂを参照して、加工対象となる製品ＷＳの曲面が図１Ａに示すような円筒形、または図２Ａに示すような円錐形の場合、これを図１Ｂまたは図２Ｂに示すように、製品ＷＳの曲面Ｓを比較的精緻に平面に展開することができる。この平面上で最短距離を辿る経路を算出して、テープ経路とすれば、この平面上で最短距離を辿る経路は、概ね直線状に設定され、プリプレグテープの幅方向全域にわたって均等な荷重配分でテープを貼着することが可能になる。
　しかしながら、図３に示したように、昨今の製品ＷＳによっては、複雑に湾曲した曲面Ｓを有するものも多数増加している。このような曲面Ｓは、精緻な２次元平面に展開することが困難であるため、自動化が実現されていなかった。
　本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、様々な曲面に対応して皺無く貼着や積層を図ることのできるプリプレグテープ、並びに該プリプレグテープを貼着するための諸要素のうち、少なくとも一要素を設定することのできるテープ制御情報設定方法を提供することを課題としている。
　かかる課題を解決する方法として、プリプレグテープを複数条のテープ分割体に分割可能に構成し、プリプレグテープのテープ分割体毎に貼着長さを変更することが考えられる。本願発明者は、鋭意研究の結果、そのようなプリプレグテープの開発に成功した。すなわち、本発明の最初の態様は、三次元に湾曲した曲面に貼着される貼着面を片面に有するプリプレグテープであって、前記貼着面のテープ幅を等分するように分断された複数条のテープ分割体と、各テープ分割体を一体に支承する支承体とを備えているものであることを特徴とするプリプレグテープである。この態様では、プリプレグテープのテープ分割体毎にテープ制御点（貼着時に押し付け荷重を付加する点）を設定することにより、従来のプリプレグテープに生じていた皺を逃がし、三次元に湾曲した様々な曲面に対しても、皺無く貼着や積層を図ることができる。
　好ましい態様において、前記支承体は、前記テープ分割体の貼着面と反対側に重ね合わされて、各テープ分割体と一体的に巻回される台紙である。また、前記支承体とともに、前記テープ分割体が巻回されている巻き芯を備えていてもよい。
　別の態様に係るプリプレグテープは、三次元に湾曲した曲面に貼着される貼着面を片面に有するプリプレグテープであって、テープ幅を等分するミシン目で分断可能に連結された複数条のテープ分割体を備えていることを特徴としている。
　好ましい態様において、前記プリプレグテープは、前記テープ分割体の貼着面と反対側に重ね合わされて、長手方向に平行に分断された各テープ分割体と一体的に巻回される台紙を備えている。この態様では、台紙によって、テープ分割体が一体的に担持され、取り扱いやすくなる。
　好ましい態様において、前記プリプレグテープは、前記台紙は、前記テープ分割体毎に分断されるものである。この態様では、テープ分割体が分断される際に、台紙を追従させることができるので、貼着後次工程までの間、台紙でテープ分割体を保護する等、台紙の取り扱いが容易になる。
　上述のようなプリプレグテープを実用化するためには、当該テープ分割体毎に適切な押し付け荷重を付加する点（以下、「テープ制御点」という）や、或いは、プリプレグテープの終端を曲面のエッジに揃えるための座標を演算することが不可欠である。本件発明者は、鋭意研究の結果、これらテープ制御点や、曲面の座標など、プリプレグテープの貼着に要する情報（以下、「テープ制御情報と総称する」）を精緻に演算することに成功した。
　すなわち、本発明の別の態様は、前記プリプレグテープの貼着に要するテープ制御情報のうち少なくとも一要素を設定するテープ制御情報設定方法であって、前記プリプレグテープを三次元に湾曲した曲面に貼着する経路であるレイアップパスを当該曲面のＣＡＤデータから取得するレイアップパス取得ステップと、前記レイアップパス取得ステップで取得したレイアップパス上に演算開始点を設定する演算開始点設定ステップと、前記演算開始点を通り且つ前記レイアップパスに対して前記曲面沿いに直交する横断ラインと、各テープ分割体が貼着される範囲として前記曲面に設定される分割ゾーンの中心を前記レイアップパスに沿って通る縦断ラインとが交差する点に、押し付け荷重を前記分割体に付加する点であるテープ制御点を設定するテープ制御点設定ステップとを備えていることを特徴とするテープ制御情報設定方法である。
　この態様では、レイアップパスに設定された分割ゾーン毎にテープ制御点が設定されるので、各テープ分割体をきめ細かく湾曲させることができる。なお、プリプレグテープを湾曲させて貼着する場合には、曲面の内周側と外周側とでプリプレグテープを押圧すべきテープ分割体が周方向にずれることになる。しかしながら、本態様では、テープ分割体毎に長手方向の繰出し量（貼着量）を変更し、上記ずれに対応した位置にテープ制御点を設定することができるので、プリプレグテープをより皺無く綺麗に貼着することができる。また、レイアップ取得処理では、予め演算されたレイアップパスを読み取る処理であってもよく、或いは、与えられた演算開始点を基点として、レイアップパスを演算する処理であってもよい。
　好ましい態様において、前記テープ制御点設定ステップは、前記演算開始点をベクトル始点として、前記横断ラインに沿う微小大きさの探索ベクトルを演算する探索ベクトル演算ステップと、演算された探索ベクトルの終点を通る前記曲面の法線と当該曲面との交点を演算する垂足演算ステップと、前記交点に基づいて、前記曲面上の探索点を演算する探索点演算ステップと、所定の終了条件が成立するまで、演算された探索点をベクトル始点とする新たな探索ベクトルを演算し、前記垂線演算ステップと前記探索点演算ステップとを繰り返す回帰演算ステップを備えている。この態様では、複雑に湾曲する曲面を微小な探索ベクトルで探索し、その探索点を計算の基準として回帰的に探索ベクトルを演算することによって、曲面に精緻に沿う経路を計算することができ、テープ制御点を正確に演算することが可能になる。
　好ましい態様は、前記プリプレグテープを裁断して各分割体を対応する分割ゾーンに貼着する場合において、裁断された前記分割体の終端を当該分割ゾーンのエッジに揃えるためのエッジ座標を前記分割ゾーンごとに演算するエッジ座標演算ステップをさらに備えている。プリプレグテープは、通常、曲面に貼着される前に裁断される。裁断されたプリプレグテープの端部は、曲面のエッジに対し、精緻に揃っていることが要請される。本態様では、分割ゾーンごとにエッジ座標を演算することができるので、プリプレグテープを裁断する際や、或いは裁断されたプリプレグテープの終端をエッジ座標に揃える際に、テープ貼着装置にティーチングしやすくなり、より好適で無駄のない座標にプリプレグテープを繰出し、裁断することが可能になる。エッジ座標は、裁断されるプリプレグテープの端部の座標として演算されていてもよく、或いは、分割ゾーンのエッジに基づいて演算された座標であってもよい。
　好ましい態様において、前記エッジ座標演算ステップは、前記エッジ座標に最も近いテープ制御点をベクトル始点として、当該縦断ラインに沿う微小大きさの探索ベクトルを演算する探索ベクトル演算ステップと、演算された探索ベクトルの終点を通る前記曲面の法線と当該曲面との交点を演算する垂足演算ステップと、前記交点に基づいて、前記曲面上の探索点を演算する探索点演算ステップと、当該エッジ座標に達するまで、演算された探索点をベクトル始点とする新たな探索ベクトルを演算し、前記垂線演算ステップと前記探索点演算ステップとを繰り返す回帰演算ステップを備えている。この態様では、各縦断ラインに設定されたテープ制御点を基点として、複雑に湾曲する曲面を微小な探索ベクトルで探索し、その探索点を回帰的に演算することによって、曲面に精緻に沿う経路を計算することができる。その結果、分割ゾーン毎にエッジ座標を正確に演算することが可能になる。
　以上説明したように、本発明によれば、分断可能なプリプレグテープを三次元に湾曲する曲面に貼着して皺の発生を防止することができるという顕著な効果を奏する。
　本発明のさらなる特徴、目的、構成、並びに作用効果は、添付図面と併せてて読むべき以下の詳細な説明から容易に理解できるであろう。
加工対象となる製品の曲面に対するテープレイアップパスを説明する図であり、当該加工対象となる製品としての円筒形製品の斜視図である。 加工対象となる製品の曲面に対するテープレイアップパスを説明する図であり、当該加工対象となる製品としての円筒形製品の展開図である。 加工対象となる製品の曲面に対するテープレイアップパスを説明する図であり、当該加工対象となる製品としての円錐形製品の斜視図である。 加工対象となる製品の曲面に対するテープレイアップパスを説明する図であり、当該加工対象となる製品としての円錐形製品の展開図である。 加工対象となる製品の曲面に対するテープレイアップパスを説明する図であって曲面を有する製品の斜視図である。 本発明の実施形態に係るプリプレグテープの第１の態様を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るプリプレグテープの第２の態様を示す斜視図である。 本発明に係るプリプレグテープの経路計算装置の構成図である。 曲面を有する製品のテープレイアッププランの一例を示す斜視図である。 本発明に係る全体フローを示すフローチャートである。 回帰演算ステップとしてのナビゲーティングモジュールの探索動作を示すフローチャートである。 図９の続きを示すフローチャートである。 ナビゲーティングモジュールによる曲面上での探索動作を示す説明図である。 ナビゲーティングモジュールによる曲面からオフセットされた曲面上での探索動作を示す説明図である。 ナビゲーティングモジュールによる探索動作を示す説明図である。 ナビゲーティングモジュールによる探索動作を示す説明図である。 プリプレグテープを貼着する経路の一部をモデル化して示した説明図である。 図９のフローチャートにおけるテープ制御点演算サブルーチンを示すフローチャートである。 図１５のテープ制御点演算サブルーチンを実行する際の説明図（斜視図）である。 図１５のテープ制御点演算サブルーチンの実行結果例をモデル化して示す説明図（平面略図）である。 図１５のテープ制御点演算サブルーチンの実行結果例を示すビュー表である。 図９のフローチャートにおけるエッジ座標演算サブルーチンを示すフローチャートである。 図１９の続きを示すフローチャートである。 図１９および図２０のエッジ座標演算サブルーチンで実行可能な距離演算処理を示すフローチャートである。 図１９および図２０のエッジ座標演算サブルーチンの実行過程を示すビュー表である。 図１９および図２０のエッジ座標演算サブルーチンを実行する際の説明図（始点側平面略図）である。 図１９および図２０のエッジ座標演算サブルーチンを実行する際の説明図（終点側平面略図）である。 図１９および図２０のエッジ座標演算サブルーチンの実行結果例を示すビュー表である。
　以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態について説明する。
　まず、本発明に係るプリプレグテープ１０は、図４に示すように、三次元に湾曲した曲面Ｓに貼着されるプリプレグテープ１０であって、テープ幅ｄを等分した複数条のテープ分割体１１に分断されるものである。
　各テープ分割体１１は、貼着面１０ａが内向きになって巻回されている。テープ分割体１１は、例えば、炭素繊維やアラミド繊維等の補強繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた含浸テープが好適である。なお、図４の構成では、テープ分割体１１は、予め取り扱いを容易にするために分断されているが、ミシン目等を入れて分離しやすい状態で一体化させていてもよい。
　各テープ分割体１１の貼着面１０ａと反対側には、台紙１２が重ね合わされている。台紙１２は、剥離が容易な貼着剤でテープ分割体１１に貼着されており、テープ分割体１１を一体に担持してテープ分割体１１とともに巻回されている。台紙１２の材質は、伸縮しがたい特性を有するもの、例えば、剥離性の高い樹脂コーティングが施された紙が好適である。
　図４に示したプリプレグテープ１０は、長手方向に平行に分断され、片面に貼着面１０ａを有するテープ分割体１１と、このテープ分割体１１の貼着面１０ａと反対側に重ね合わされて、各テープ分割体１１と一体的に巻回される台紙１２とを備えている。このため台紙１２によって、テープ分割体１１が一体的に担持され、取り扱いやすくなる。
　また、プリプレグテープ１０の別の態様としては、図５の態様が例示される。図５に示す例では、テープ分割体１１をミシン目１１ａで分断しやすいようにつないでいる一方、台紙１２については、ミシン目１１ａ沿いに分断可能なミシン目が入っている。このように図５に示した実施形態では、長手方向に平行に分断可能に連結され、片面に貼着面１０ａを有するテープ分割体１１と、このテープ分割体１１の貼着面１０ａと反対側に重ね合わされて、各テープ分割体１１と一体的に巻回される台紙１２とを備え、台紙１２は、テープ分割体１１毎に分断されている。このため図５に示した本実施形態では、テープ分割体１１が分断される際に、台紙１２を追従させることができるので、貼着後、次工程までの間、台紙１２でテープ分割体１１を保護する等、台紙１２の取り扱いが容易になり、好適なテープ積層面を得ることができる。
　なお、図４の変形例として、台紙１２にミシン目を入れて、テープ分割体１１とともに分断できるようにしていてもよい。或いは、図５の変形例として、台紙１２を予め分断していてもよい。貼着面は、必ずしも貼着剤が塗布されていることを要しない。尤も、製品の仕様に応じて、貼着剤が塗布されていてもよい。
　図４および図５において、１４は、巻き芯である。巻き芯１４は、例えば、紙や樹脂で形成される。巻き芯１４は、プリプレグテープ１０を図略のテープ貼着装置に担持するために適度な剛性を有し、プリプレグテープ１０の各分割体１０ａ（並びに台紙１２）を担持する。
　図４や図５に示したプリプレグテープ１０の利点は、図３に示したような三次元に湾曲する曲面Ｓに沿って貼着作業を行う際、長手方向に各テープ分割体１１を相対的にずらし、テープ分割体１１毎に裁断長（あるいは貼着される長さ）（後述する縦断ラインＬｖの長さＬｙ）を変更することができる点にある。そのような貼着が可能になれば、湾曲している面の曲率に応じてテープ分割体１１の貼着位置をずらすことができるので、幅方向に寄る皺を伸ばすことができ、全体として皺のない滑らかな表面を得ることができる。また、テープ分割体１１は、プリプレグテープ１０としては、一体的に扱うことができるので、複数のテープを並置する方法よりも取り扱いが容易になる。さらに、一本のテープ幅を分割するテープ分割体１１を構成しているので、テープ分割体１１一本当たりのテープ幅が短くなり、しわ防止に大きく貢献することができる。
　プリプレグテープ１０の分割数については、４から６が好ましい。尤も、それ以外の数、例えば、奇数であってもよい。
　テープ分割体１１毎に裁断長を変更してプリプレグテープ１０を三次元に湾曲する曲面に貼着するためには、各テープ分割体１１にテープ制御点ＣＰ（図１４参照）が設定されていることが好ましい。また、テープ分割体１１毎に裁断長が演算されていること、別の観点でいえば、裁断されたテープ分割体１１の基端部分の各始点座標Ｓｃｕｔと先端部分の各終点座標Ｅｃｕｔとが、曲面Ｓのエッジと揃うように、精緻に演算されていることが好ましい。そのため、本実施形態では、詳しくは後述するように、テープ分割体１１が貼着される分割ゾーンｄＴＰごとにエッジＴＰｓ、ＴＰｅの座標が演算される。分割ゾーンｄＴＰは、テープ分割体１１が貼着される領域である。一方のエッジＴＰｓの座標（エッジ座標の一例）は、プリプレグテープ１０の始点座標Ｓｃｕｔに対応する。他方のエッジＴＰｅの座標（エッジ座標の別の例）は、プリプレグテープ１０の終点座標Ｅｃｕｔが対応する。
　プリプレグテープ１０は、曲面Ｓに締着される際に、一方のエッジＴＰｓ（または、ＴＰｅ）の座標に対応する形状に裁断され、その後、裁断長に対応する長さに繰り出された後、他方のエッジＴＰｅ（または、ＴＰｓ）の座標に対応する形状に裁断されることが好ましい。その場合には、プリプレグテープ１０は、無駄なく消費される。また、テープ制御点ＣＰがテープ分割体１１毎に設定されている場合には、そのテープ制御点ＣＰ毎にテープ分割体１１を個別に押さえ込んで変形させ、曲面に沿うように各テープ分割体１１を個別に滑らかに押さえ込んで貼着作業を行うことが可能になる。
　そこで、本実施形態では、これらテープ制御点やエッジ座標等のテープ制御情報を演算するテープ制御情報設定方法を提供する。
　次に、本実施形態のテープ制御情報設定方法に係るシステムについて説明する。
　図６を参照して、本発明に係るシステムは、ＣＡＤデータベース３０と、ＣＡＤデータベース３０からデータを交換可能に接続されたテープ制御情報演算モジュール４０とを備えている。
　ＣＡＤデータベース３０は、プリプレグテープ１０が貼着される製品ＷＳのＣＡＤデータを保存している。ＣＡＤデータは、インターフェース（又はネットワーク）経由でテープ制御情報演算モジュール４０に送信することが可能である。ＣＡＤデータは、一般にＮＵＲＢＳ（Ｎｏｎ－Ｕｎｉｆｏｒｍ　Ｒａｔｉｏｎａｌ　Ｂ－Ｓｐｌｉｎｅｓ）等のフォーマットで、３次元で曲面を定義することのできる仕様である。本実施形態において、ＣＡＤデータには、後述するテープレイアップパスプランが関連づけられている。テープレイアッププランには、レイアップパスＴＰの座標データが関連づけられている。
　テープ制御情報演算モジュール４０は、ファクトリコンピュータ等の計算機で実現される論理的なモジュールである。テープ制御情報演算モジュール４０は、ハード的には、図略のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭの他、入出力装置４１、表示装置４２、外部記憶装置４３を備えている。
　テープ制御情報演算モジュール４０は、ＣＡＤデータベース３０からＣＡＤデータの読み取り等を実行するＣＡＤデータ操作モジュール２４と、読み取ったＣＡＤデータに対し、所定のテープレイアッププランを処理するテープレイアッププラン処理モジュール２５と、テープレイアッププラン処理モジュール２５に基づいて、平面または曲面を含む面上の座標を探索するナビゲーティングモジュール４４と、プリプレグテープ１０のテープ制御点ＣＰを演算するテープ制御点演算モジュール４５と、プリプレグテープ１０のエッジ座標を演算するエッジ座標演算モジュール４６とを論理的に有している。これらは、テープ制御情報演算モジュール４０を構成するハード資源（例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ）と、このハード資源によって実行されるソフト資源（例えば、ソースコード、オブジェクトコード、プログラミングコード等）との組み合わせによって実現される。
　次に、テープレイアッププラン処理モジュール２５によるテープレイアッププランについて説明する。なお、以下の説明では、演算処理に関連する要素（ベクトル、距離、個数、順番等）に関し、各要素を表１及び表２の記号欄に従って表記することとし、これらのうち、変数として表記するときは、表１及び表２の変数欄に従って表記し、値を示す必要がある場合には、表１及び表２の値欄に従って表記することとする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　図７を参照して、同図に例示する製品ＷＳは、車両の筐体部分を構成する矩形の部品である。この部品を製造する過程では、図略のマンドレルによって規定される曲面Ｓに対し、ｉ番目の層毎に貼着方向Ｖが入力される。具体的には、最初に曲面Ｓの一辺に沿う貼着方向Ｖ（０）方向に沿ってプリプレグテープ１０を貼着し、次いで、最初の貼着方向Ｖ（０）と直交する貼着方向Ｖ（１）に沿って、その後、最初の貼着方向Ｖ（０）と４５°で交差する貼着方向Ｖ（２）に沿ってプリプレグテープ１０を貼着し、層毎に経路を変更してテープ層を形成（テープレイアップ）する設定（このプリプレグテープ１０の貼着手順に関する設定要件を「テープレイアッププラン」という）が実行されることになっている。この場合、図６に示したテープ制御情報演算モジュール４０は、図８以下のフローチャートにそって、製品ＷＳのテープレイアッププランを読み取り、読み取ったテープレイアッププランのレイアップパスＴＰ（図１５参照）毎にテープ分割体１１に対応するテープ制御点ＣＰとエッジ座標を演算する。ＣＡＤデータのテープレイアッププランに関連づけられた座標情報を参照することにより、テープ制御情報演算モジュール４０は、製品ＷＳの層毎に複数本設定された各レイアップパスＴＰを一意に特定できるように構成されている。
　図８を参照して、まず、テープ制御情報演算モジュール４０は、ＣＡＤデータ操作モジュール２４によって製品のＣＡＤデータをＣＡＤデータベース３０から読み取る（ステップＳ１）。本実施形態では、このステップＳ１が、レイアップパスＴＰを取得するレイアップパス取得ステップとなる。このデータ読み取り処理により、図７に例示されたテープレイアッププランが入力される。テープレイアッププラン処理モジュール２５は、入力されたテープレイアッププランをＧＵＩによって表示装置４２に表示する。
　また、テープレイアッププラン処理モジュール２５は、読み取りが完了した段階で、テープレイアップの層数ｎｉをカウントする（ステップＳ２）。次いで、演算の基準となる最初の層を一意に表す変数ｉが初期設定される（ステップＳ３）。
　次に、ｉ番目の層について、レイアップパスＴＰのパス数ｎｊがカウントされる（ステップＳ４）。次いで、ｉ番目の層について、レイアップパスＴＰを一意に表す変数ｊが初期設定される（ステップＳ５）。このように本実施形態では、層に関する変数ｉ、レイアップパスＴＰに関する変数ｊをメインルーチン（ステップＳ３、Ｓ５）で設定し、レイアップパスＴＰに関連する変数ｋ，ｃを後述するサブルーチンで設定することにより、演算された全ての座標を三次元で一意に特定することができるようになっている。以下の説明では、表１に示した凡例に基づき、必要に応じてレイアップパスＴＰ上の座標Ｐを配列変数でＰ（ｉ，ｊ，ｋ）と標記することとする。また、配列変数Ｐ（ｉ，ｊ，ｋ）は、変数ｋの値を行番号とするマトリックス状に保存される（図１８、図２２、図２５参照）。このマトリックス状のデータの集合体（エンティティまたはテーブル）において、行ごとのデータの集合を特にタプルという。
　次に、ｉ番目の層において、ｊ番目のレイアップパスＴＰのデータが参照される（ステップＳ６）。次いで、参照されたデータに基づき、テープ制御点演算サブルーチン（ステップＳ７）と、エッジ座標演算サブルーチン（ステップＳ８）とが実行され、レイアップパスＴＰの変数ｊがインクリメントされる（ステップＳ９）。次いで、全てのレイアップパスＴＰが終了したか否かが、変数ｊとパス数ｎｊとの比較によって判別され（ステップＳ１０）、終了していなければ、ステップＳ６に復帰して上述した処理を繰り返し、終了していれば、層に関する変数ｉがインクリメントされる（ステップＳ１１）。次いで、全ての層が終了したか否かが、変数ｉと層数ｎｉとの比較によって判別され（ステップＳ１２）、終了していなければ、ステップＳ４に復帰して上述した処理を繰り返し、終了していれば、プログラムを終了する。無論、図８のフローチャートは、一例であり、例えば、終了後に演算結果をＧＵＩで表示装置４２に表示するようにしてもよい。或いは、ステップＳ１２の終了後に引き続いて、演算されたテープ制御点ＣＰやエッジ座標をＮＣ装置にティーチングするポストプロセスステップを実行してもよい。詳しくは後述するように、演算されるテープ制御点ＣＰやエッジ座標は、ＣＡＤデータに基づく座標データであるので、図略のポストプロセスステップでは、これら座標データをＮＣ装置の制御座標に対応させる座標変換処理を実行することになる。
　テープ制御点演算サブルーチン（ステップＳ７）やエッジ座標演算サブルーチン（ステップＳ８）では、レイアップパスＴＰの各座標Ｐを基礎として、基礎となった座標Ｐから一定間隔隔てた座標Ｐが演算される。このため、曲面Ｓが複雑に起伏している場合でも、その起伏に沿って、重なりや皺が生じにくい状態でプリプレグテープをすることのできるレイアップパスを演算することが可能になる。そして、本実施形態においては、より精緻な演算を実現するため、個々のステップの随所でナビゲーティングモジュール４４が呼び出される。ナビゲーティングモジュール４４は、複雑な曲面上で曲面Ｓ上の所定の座標Ｐを探索するための関数を含むプログラム（またはプログラムの集合体）であり、以下に示す処理が可能になっている。
　図９、図１１Ａ、並びに図１１Ｂを参照して、ナビゲーティングモジュール４４は、オフセット量ｈ、微小移動量Δａ、積算探索長ｍ、単位探索ベクトルｎＶ等を引数として含んでいる。オフセット量ｈとは、プリプレグテープの厚さｔを考慮した曲面Ｓからの法線方向の浮揚量であり、ｉ番目の層については、ｉ×ｔで演算される変数である。微小移動量Δａは、探索方向のベクトル（探索ベクトルＳＶ）のスカラであり、例えば、０．００１ｍｍに設定される。積算探索長ｍは、最初の探索ベクトルＳＶの演算開始点としてのベクトル始点Ｐ０から現在まで探索した探索点Ｐｓまでの探索経路の積算値である。なお、探索点Ｐｓとは、探索ベクトルＳＶの終点を通る曲面Ｓの法線と当該曲面との交点（以下、垂線の足ともいう）の位置に設定される座標をいう。単位探索ベクトルｎＶは、探索ベクトルＳＶを演算するための単位ベクトルであり、ナビゲーティングモジュール４４を呼び出すプログラムによって設定されるものである。単位探索ベクトルｎＶは、可及的に曲面Ｓに接するように設定される（図１１Ａ参照）。これら引数は、ナビゲーティングモジュール４４を呼び出すプログラムによって、即ち、演算される経路の種類等によって、適宜変更される。
　図９を参照して、ナビゲーティングモジュール４４が呼び出されると、まず、引数の初期設定が実行される（ステップＳ１００）。この初期設定では、微小移動量Δａが０．００１ｍｍに、積算探索長ｍが０．０ｍｍに、変数ｋが０にそれぞれ設定され、この変数ｋの値に基づいて、ベクトル始点Ｐ０が設定される。なお、テープ制御情報演算モジュール４０は、表示装置４２にデータを入力可能な設定画面を表示する機能を有している。この設定画面を用いることにより、ユーザは、上記設定画面上で、微小移動量Δａや積算探索長ｍの初期値を適宜変更できるようになっている。
　次いで、探索ベクトルＳＶが演算される（ステップＳ１０１）。この処理では、探索ベクトルＳＶを、微小移動量Δａと単位探索ベクトルｎＶとの積で求め、探索ベクトルＳＶの始点となるベクトル始点Ｐ０から探索ベクトルＳＶの終点となるベクトル終点Ｐｅを演算する。演算の基礎となるベクトル始点Ｐ０は、ナビゲーティングモジュール４４を呼び出すプログラムによって設定される。たとえば、ｉ番目の層にあるｊ番目のレイアップパスＴＰ（ｉ，ｊ）についてテープ制御点ＣＰの演算を開始する場合、ベクトル始点Ｐ０の値は、テープ制御点演算サブルーチンＳ７（図８、図１５参照）によって、レイアップパスＴＰ（ｉ，ｊ）上に事前に特定される座標Ｐ（ｉ，ｊ，ｂ）の値（ｘ，ｙ）である。この場合のベクトル始点Ｐ０は、レイアップパスＴＰのテープ貼着方向Ｖの上流端が好適である。尤も、ベクトル始点Ｐ０をレイアップパスＴＰの中間点に設定することも不可能ではない。
　次に、演算された垂線の足ｐｔｅｍｐ１を演算し（ステップＳ１０２）、ｐｔｅｍｐ１が演算可能な座標であるか否かを判別する（ステップＳ１０３）。
　ｐｔｅｍｐ１の座標Ｐが演算可能である場合、ナビゲーティングモジュール４４は、探索点Ｐｓを求めるために、ｐｔｅｍｐ１＋（ｈＶ＊ｈ（ｉ））を演算する（ステップＳ１０４）。ここで、ｈＶは、ベクトル終点Ｐｅを通る曲面Ｓ（０）の法線の単位ベクトルであり、ｈ（ｉ）は、ｉ＊ｔで演算されるオフセット量ｈであることから、最初の層においては、垂線の足ｐｔｅｍｐ１がＰｓで示す座標になる（図１１Ａ参照）。他方、２番目以降のｉ番目の層については、オフセット量ｈが０よりも大きくなるので、図１１Ｂに示すように、演算される座標Ｐｓは、垂線の足ｐｔｅｍｐ１からｈ（ｉ）だけ法線方向に浮揚した値をとることになる。このように、本実施形態では、探索点Ｐｓを演算するに当たり、一番目の曲面Ｓ（０）の座標からオフセット量ｈを考慮した値を得るようにしている。
　次いで、始点となる座標（図１１Ａの場合、Ｐ０（０，０，０））から探索点Ｐｓ（Ｐ０（０，０，０）の場合、Ｐｓ（０，０，１））までの探索長Δｍを演算する（ステップＳ１０５）。
　その後、探索距離Ｌｈが設定されているか否かをチェックする（ステップＳ１０６）。この探索距離Ｌｈは、詳しくは後述するように、ナビゲーティングモジュール４４で探索対象となる座標Ｐを演算する際、最初のベクトル始点Ｐ０となる座標Ｐから探索対象となる座標Ｐまでの間隔を算出するための値であり、ナビゲーティングモジュール４４を呼び出すプログラムによって設定されるものである。
　探索距離Ｌｈが設定されていない場合、或いは、設定されているが、積算探索長ｍの更新値（ｍ＋Δｍ）未満である場合（ステップＳ１０７）、探索点Ｐｓを登録するための変数ｋをインクリメントする（ステップＳ１０８）。ナビゲーティングモジュール４４は、インクリメントされたｋに係る新たな探索点Ｐｓのタプル（行）を追加する。このタプルに係るデータのエンティティ（またはテーブル）には、探索された座標Ｐを保存する項目（アトリビュート）が設定されている。ナビゲーティングモジュール４４は、追加されたタプルに探索点Ｐｓの値（ｘ，ｙ）を座標Ｐ（ｉ，ｊ，ｋ）の値として含め、このタプルの情報を登録する（ステップＳ１０９）。
　次いで、ベクトル始点Ｐ０と探索点Ｐｓから、次の探索ベクトルＳＶを次式
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　によって演算し（ステップＳ１１０）、積算探索長ｍを探索長Δｍでインクリメントする（ステップＳ１１１）。
　その後、現在の探索点Ｐｓを次の演算のベクトル始点Ｐ０とし（ステップＳ１１２）、ステップＳ１０１に復帰して、上述したステップを繰り返す。
　また、ステップＳ１０６において、探索距離Ｌｈが設定されている場合、ナビゲーティングモジュール４４は、さらにステップＳ１０７に進む。このステップＳ１０７において、探索距離Ｌｈが積算探索長ｍの更新値（ｍ＋Δｍ）以上である場合、積算探索長ｍが探索距離Ｌｈ未満であるか否かが判別される（ステップＳ１１３）。積算探索長ｍが探索距離Ｌｈ未満である場合、ナビゲーティングモジュール４４は、ベクトル始点Ｐ０から探索ベクトルＳＶの方向に進んで到達する分割ゾーンｄＴＰのエッジ座標を探索点Ｐｓとして求める（ステップＳ１１４）。次いで、ナビゲーティングモジュール４４は、変数ｋをインクリメントする（ステップＳ１１５）。ナビゲーティングモジュール４４は、インクリメントされた変数ｋに係る新たなタプルを追加する。このタプルに係るデータのエンティティには、探索された経路の終点である探索終点Ｐｆ（ｉ，ｊ，ｋ）を保存する項目（アトリビュート）が含まれている。ナビゲーティングモジュール４４は、このタプルの探索終点Ｐｆ（ｉ，ｊ，ｋ）に、最後に演算された探索点Ｐｓの値（ｘ，ｙ）を含める（ステップＳ１１６）。これらのステップＳ１１３～Ｓ１１６により、探索距離Ｌｈが設定されている場合には、その終点まで正確に目標となる座標Ｐを演算することが可能になる。その後、ナビゲーティングモジュール４４は、探索終点Ｐｆを含むタプルの情報を所定の記憶領域に登録し（ステップＳ１１７）、元のルーチンに復帰する。なお、ステップＳ１１３で積算探索長ｍが探索距離Ｌｈと等しい場合には、そのままステップＳ１１５に移行する。また、ステップＳ１０７により、積算探索長ｍが探索距離Ｌｈよりも大きな値になる前に必ずステップＳ１１３が実行される。従って、ステップＳ１１３が実行される段階では、積算探索長ｍが探索距離Ｌｈよりも大きな値になることはない。
　次に、ステップＳ１０３において、垂線の足ｐｔｅｍｐ１を演算することができない場合について、図１０、図１２を参照しながら説明する。
　図１２に示すように、例えば曲面Ｓに稜線ＲＬが存在し、二つの面Ｓｂ、Ｓｎに分断されている場合、面Ｓｂ上で演算された探索ベクトルＳＶのベクトル終点Ｐｅが、面Ｓｂと直角な稜線ＲＬ上の面Ｌ１を通過すると、面Ｓｂ上には、垂線の足ｐｔｅｍｐ１を演算することができなくなる。そこで、ｐｔｅｍｐ１を演算することができない場合、ナビゲーティングモジュール４４は、図１０に示すように、まず、隣接する面Ｓｎの有無を判別し（ステップＳ１２０）、面Ｓｎが存在する場合には、探索されたベクトル終点Ｐｅから面Ｓｎに垂線の足ｐｔｅｍｐ２を演算する（ステップＳ１２１）。さらに、ナビゲーティングモジュール４４は、面Ｓｎ上に垂線の足ｐｔｅｍｐ２が演算可能であったか否かを判別し（ステップＳ１２２）、演算が可能であった場合（例えば、図１２に示すように、面Ｓｎと、この面Ｓｎと直角な稜線ＲＬ上の面Ｌ２とに挟まれた領域内にベクトル終点Ｐｅがある場合）には、曲面Ｓとしての面Ｓｎに下ろした垂線の足ｐｔｅｍｐ２に基づいて演算し（ステップＳ１２３）、ステップＳ１０５に復帰する。ここで、ステップＳ１２３のｈＶは、ｐｔｅｍｐ２における面Ｓｎの法線単位ベクトルである。
　他方、図１３に示したように、探索ベクトルＳＶのベクトル終点Ｐｅが、面Ｌ１、Ｌ２間に位置する場合、何れの面Ｓｂ、Ｓｎ上にも垂線の足を演算することができなくなる。この場合、ナビゲーティングモジュール４４は、ステップＳ１２２で垂線の足ｐｔｅｍｐ２を演算不可と判定してベクトル終点Ｐｅから稜線ＲＬ上に垂線の足ｐｔｅｍｐ３を演算し（ステップＳ１２４）、この垂線の足ｐｔｅｍｐ３を基礎にして座標Ｐｓを演算し（ステップＳ１２５）、ステップＳ１０５に移行する。ここで、ステップＳ１２５のｈｖは、ｐｔｅｍｐ３から探索ベクトルＳＶのベクトル終点Ｐｅに向かう垂直単位ベクトルである。
　なお、ステップＳ１２０において、隣接する面Ｓｎが存在しない場合には、探索ベクトルＳＶのベクトル終点Ｐｅが面Ｓｂの境界を超えた場合であるので、その場合には、ステップＳ１１３に移行し、処理を終了する。
　次に、テープ制御点ＣＰの演算の具体例について説明する。
　まず、図１４を参照して、同図に示すレイアップパスＴＰは、６条に分断されるプリプレグテープ１０を貼着する経路の一部をモデル化して示したものである。図中、ｄＴＰは、プリプレグテープ１０のテープ分割体１１が貼着される分割ゾーンを示す。以下の説明では、分割ゾーンｄＴＰ（或いは、分割ゾーンｄＴＰに対応するテープ分割体１１）を一意に特定する変数をｃとする。
　図示のように、プリプレグテープ１０が円弧状に湾曲する経路を有する場合、プリプレグテープ１０に対して貼着方向Ｖに作用する応力の分布は、斜線で示すように、内周側が大きくなり、外周側が小さくなる。そのため、皺を防止するために、内周側の裁断長を短くし、外周側の裁断長を長くして、プリプレグテープ１０のテープ分割体１１毎に長手方向の位置を相対的にずらすことが必要となる。かかる制御を実施するためには、レイアップパスＴＰ上に点在する座標Ｐを通ってプリプレグテープ１０を直角に横断する横断ラインＬｐ毎に、テープ分割体１１の長手方向中心線（縦断ライン）Ｌｖ（ｃ）と交差する座標ＣＰ（ｐ，ｃ）を求めて、これをテープ制御点ＣＰとすることが好ましい。そこで、本実施形態では、レイアップパスＴＰの座標Ｐ毎に、横断ラインＬｐと縦断ラインＬｖ（ｃ）とが交差する座標ＣＰ（ｐ，ｃ）を演算することとしている。
　次に、図１５を参照して、テープ制御点演算サブルーチンＳ７を実行する際、テープ制御点演算モジュール４５は、ナビゲーティングモジュール４４を呼び出すために必要な引数を設定する（ステップＳ７００～Ｓ７０７）。具体的には、ステップＳ７００において、テープ制御点演算モジュール４５は、レイアップパスＴＰ上の積算距離Ｌｎを初期化し、演算間隔ΔＬｎを設定する。演算間隔ΔＬｎは、プログラムで予め設定されているが、ユーザが任意の値を設定できるようにしてもよい。また、ステップＳ７００において、テープ制御点演算モジュール４５は、レイアップパスＴＰ上の演算個数ＮＮを設定する。この演算個数ＮＮは、当該レイアップパスＴＰの全長Ｌを演算間隔ΔＬｎで割ったものである。ここで、演算個数ＮＮが端数とならないよう、演算間隔ΔＬｎは、ＭＯＤ（Ｌ，ΔＬｎ）＝０を充足する値に設定される。
　次に、ステップＳ７０１において、テープ制御点演算モジュール４５は、変数ｂを０に初期化する。変数ｂは、レイアップパスＴＰ上の演算回数をカウントするためのものであり、座標Ｐの変数ｋに対応している。本実施形態では、図１７に示したように、貼着方向Ｖの上流側から下流側に行くに連れて、変数ｂ（従って、ｋの値）が大きくなるように設定されている。
　次いで、ステップＳ７０２において、テープ制御点演算モジュール４５は、ナビゲーティングモジュール４４が演算の基礎とする初期のベクトル始点Ｐ０の座標をＰ０（ｉ，ｊ，ｂ）に設定する。また、変数ｃを０に初期化する。本実施形態では、図１７に示したように、貼着方向Ｖの上流側から下流側に向かって左側から順にｃの値が大きくなるように設定されている。
　次いで、ステップＳ７０３において、テープ制御点演算モジュール４５は、単位探索ベクトルｎＶを演算する。図１６に示したように、単位探索ベクトルｎＶは、レイアップパスＴＰ上の座標Ｐの法線ベクトルｈＶＮＬとレイアップパスＴＰに沿う単位ベクトルｎＶＮＬの外積によって求められる。
　次いで、ステップＳ７０４において、テープ制御点演算モジュール４５は、次式
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 　により、演算されるべきテープ制御点ＣＰまでの距離を演算する。この（２）式は、レイアップパスＴＰ上の座標Ｐを通る横断ラインＬｐが、各テープ分割体１１の縦断ラインＬｖ（ｃ）と直交する座標までの距離を示している。本実施形態では、図１７に示したように、レイアップパスＴＰ上の座標Ｐを境にし、貼着方向Ｖの上流側から下流側に向かって左側を－に設定し、右側を＋に設定している。
　次いで、ステップＳ７０５において、テープ制御点演算モジュール４５は、（２）式の演算結果の正負を判別する。仮に演算結果が＋に反転した場合、テープ制御点演算モジュール４５は、単位探索ベクトルｎＶの符号を反転し（ステップＳ７０６）、ナビゲーティングモジュール４４の探索方向を逆向きにする。
　これらの設定処理を実行した後、テープ制御点演算モジュール４５は、ナビゲーティングモジュール４４を呼び出し（ステップＳ７０７）、図１７に示すように、横断ラインＬｐ（ｋ）と縦断ラインＬｖ（ｃ）との交点を探索する（ステップＳ７０８）。このとき、ナビゲーティングモジュール４４による探索の終了は、次の２通りである。
　第１は、演算された探索終点Ｐｆが（２）式の演算結果に対応する縦断ラインＬｖ（ｃ）に到達した場合（第１の終了パターン）であり、第２は、演算された探索終点Ｐｆが、（２）式の演算結果に対応する縦断ラインＬｖ（ｃ）に到達する前に、分割ゾーンｄＴＰのエッジＴＰｓ、ＴＰｅに到達した場合（第２の終了パターン）である。第１の終了パターンでは、ナビゲーティングモジュール４４が演算した探索終点Ｐｆは、そのままテープ制御点ＣＰとして設定される。しかしながら、プリプレグテープ１０のエッジＴＰｓ、ＴＰｅは、必ずしもレイアップパスＴＰの座標Ｐを通る横断ラインＬｐと平行になっているわけではない。
　例えば、図１７に示すように、エッジＴＰｓ、ＴＰｅが横断ラインＬｐと斜行している場合、この分割ゾーンｄＴＰに設定されたレイアップパスＴＰの座標Ｐ（０，０，０）、Ｐ（０，０，ＮＮ）に関し、一部が横断ラインＬｐ（０）、Ｌｐ（ＮＮ）と交差しないところで途切れている。このため、第２の終了パターンでは、レイアップパスＴＰの座標Ｐ（０，０，０）について、変数ｃが４番目以降の縦断ラインＬｖ（３）～Ｌｖ（５）に対してテープ制御点ＣＰを探索したときや、或いはレイアップパスＴＰの座標Ｐ（０，０，ＮＮ）について、変数ｃが１番目から３番目の縦断ラインＬｖ（０）～Ｌｖ（２）に対してテープ制御点ＣＰを探索したときには、探索距離Ｌｈに到達する前に探索点Ｐｓが分割ゾーンｄＴＰのエッジＴＰｓ、ＴＰｅに到達してしまい、座標Ｐ（０，０，０）に関する縦断ラインＬｖ（３）～Ｌｖ（５）や、座標Ｐ（０，０，ＮＮ）に関する縦断ラインＬｖ（０）～Ｌｖ（２）のテープ制御点ＣＰは、演算されないことになる。
　テープ制御点演算モジュール４５は、ナビゲーティングモジュール４４による演算が終了した時点で、レイアップパスＴＰの座標Ｐからナビゲーティングモジュール４４が探索した探索終点Ｐｆまでの積算探索長ｍが探索距離Ｌｈ以上であるか否かを判別する（ステップＳ７０９）。積算探索長ｍが探索距離Ｌｈ以上である場合には、探索終点Ｐｆの値（ｘ，ｙ）をテープ制御点ＣＰ（ｐ，ｃ）として登録する（ステップＳ７１０）。他方、積算探索長ｍが探索距離Ｌｈ未満である場合には、変数ｃについて、レイアップパス上の座標ｋをｂとするタプルのテープ制御点ＣＰ（ｐ，ｃ）をＮｕｌｌに設定する（ステップＳ７１１）。図１８のビュー表Ｖｔに示した例では、レイアップパス上の座標ｋ（ここではｂ）が０の場合のタプルは、ベクトル始点Ｐ０（ｉ，ｊ，ｋ）が（０，０，０）となる行である。この行では、ステップＳ７１１により、変数ｃが３、４、または５の値がＮｕｌｌに設定される。かかる制御により、例えば、図１７に例示した座標のプリプレグテープ１０のテープ制御点ＣＰを演算した場合には、図１８のビュー表Ｖｔに示すように、タプルの一部（ＣＰ（Ｐ（０，０，０），３）～ＣＰ（Ｐ（０，０，０），５）、ＣＰ（Ｐ（０，０，ＮＮ），０）～ＣＰ（Ｐ（０，０，ＮＮ），３））がｎｕｌｌに設定される。なお、データ処理の際に、ｎｕｌｌ設定による不具合を回避するため、ｎｕｌｌに代えて、ｍ≧Ｌｈのときのテープ制御点ＣＰと弁別可能な非ｎｕｌｌの値を登録することとしてもよい。
　ステップＳ７１０またはステップＳ７１１を終了した後、テープ制御点演算モジュール４５は、変数ｃをインクリメントし（ステップＳ７１２）、変数ｃの値をプリプレグテープ１０の分割数Ｎから１を引いた数と比較して、全てのテープ分割体１１について、テープ制御点ＣＰを演算したか否かを判別する（ステップＳ７１３）。仮に演算が未終了の分割ゾーンｄＴＰが残っている場合には、ステップＳ７０３に戻って上述した処理を繰り返す。仮に全ての分割ゾーンｄＴＰについて演算が終了した場合には、積算距離Ｌｎの値を演算間隔ΔＬｎでインクリメントし、同時に変数ｂの値をインクリメントする（ステップＳ７１４）。
　次いで、テープ制御点演算モジュール４５は、変数ｂの値を演算個数ＮＮと比較して、レイアップパスＴＰの全長にわたって、テープ制御点ＣＰを演算したか否かを判別する（ステップＳ７１５）。仮にレイアップパスＴＰ上に未処理の座標Ｐが残っている場合には、ステップＳ７０２に戻って上述した処理を繰り返す。仮に全てのテープ分割体１１について演算が終了した場合には、メインルーチンに復帰する。
　以上の演算により、図１７の黒点で示すテープ制御点ＣＰが、図１８のビュー表Ｖｔに示すように演算される。他方、ステップＳ７１１が実行された場合には、Ｎｕｌｌのテープ制御点ＣＰ（ｐ，ｃ）が、図１７の白点で示す座標に対応して登録されている。
　次に、エッジ座標演算サブルーチンについて説明する。
　図１９を参照して、エッジ座標演算サブルーチンＳ８を実行する際、エッジ座標演算モジュール４６は、変数ｋのドメインを拡張し、テープ制御点ＣＰの記憶領域に始点用タプル（ＣＰ（Ｐ（ｉ，ｊ，－１），ｃ）の集合）と終点用タプル（ＣＰ（Ｐ（ｉ，ｊ，ＮＮ＋１），ｃ）の集合）とを追加する。これにより、図２２に示したように、プリプレグテープ１０の分割ゾーンｄＴＰ（ｃ）毎（ｃ＝０～５）に、始点座標Ｓｃｕｔの値（ｘ，ｙ）と終点座標Ｅｃｕｔの値（ｘ，ｙ）とをそれぞれ格納することが可能になる。
　次に、エッジ座標演算モジュール４６は、変数ｃを０に初期化し（ステップＳ８０１）、次いで、変数ｋを０に初期化する（ステップＳ８０２）。
　次に、エッジ座標演算モジュール４６は、ｋ番目の横断ラインＬｐ（ｋ）について、ｃ番目の配列変数（テープ制御点ＣＰ（ｐ，ｃ））の値がｎｕｌｌか否かを判別する（ステップＳ８０３）。この判別は、ナビゲーティングモジュール４４を用いて始点座標Ｓｃｕｔを探索する際、そのベクトル始点Ｐ０に設定することのできるテープ制御点ＣＰを特定するためである。仮にｋ番目の横断ラインＬｐ（ｋ）について、ＣＰ（ｐ，０）がｎｕｌｌである場合、エッジ座標演算モジュール４６は、変数ｋをインクリメントして、再度、ステップＳ８０３に復帰し、ｃ番目の分割ゾーンｄＴＰについて、始点座標Ｓｃｕｔの演算の基礎となるテープ制御点ＣＰを検索する。
　図２２および図２３に示すように、ｃ＝０のとき、テープ制御点ＣＰ（ｐ，０）は、非Ｎｕｌｌ値（ｘ０，ｙ０）である。このように、ステップＳ８０３の判別の結果、非ｎｕｌｌ値（ｘ０，ｙ０）のテープ制御点ＣＰがある場合には、エッジ座標演算モジュール４６は、当該テープ制御点ＣＰ（ｐ，ｃ）をナビゲーティングモジュール４４の演算のベクトル始点Ｐ０に設定する（ステップＳ８０５）。また、このステップＳ８０５のタイミングで、探索ベクトルＳＶが下流側のテープ制御点ＣＰ（Ｐ（ｉ，ｊ，ｋ＋１），ｃ）から上流側のテープ制御点ＣＰ（Ｐ（ｉ，ｊ，ｋ），ｃ）に向かうように単位探索ベクトルｎＶを設定する（図２３参照）。さらに、探索距離Ｌｈを比較的大きな値に設定し、必ず、探索点ＰｓがエッジＴＰｓに到達するようにしている。
　次いで、エッジ座標演算モジュール４６は、ナビゲーティングモジュール４４を呼び出し（ステップＳ８０６）、ベクトル始点Ｐ０の座標ＣＰ（Ｐ（ｉ，ｊ，ｋ），ｃ）から単位探索ベクトルｎＶ方向にエッジＴＰｓを探索する（ステップＳ８０７）。これにより、図２３に示すように、ナビゲーティングモジュール４４は、テープ制御点ＣＰ（ｐ，ｃ）からテープ貼着方向Ｖの逆向きに座標Ｐを探索し、遂には、エッジＴＰｓに到達する。エッジ座標演算モジュール４６は、このエッジＴＰｓに到達した探索終点Ｐｆを始点座標Ｓｃｕｔとして、当該探索終点Ｐｆの値をＣＰ（Ｐ（ｉ，ｊ，－１），ｃ）に登録する（ステップＳ８０８）。
　次に、図２０を参照して、エッジ座標演算モジュール４６は、終点座標演算処理に移行する。具体的には、縦断ラインＬｖ（ｃ）に沿って、当該縦断ラインＬｖ（ｃ）の終点を探索するために、エッジ座標演算モジュール４６は、変数ｋをインクリメントし（ステップＳ８１０）、インクリメントされた変数ｋが演算個数ＮＮ（図１５のステップＳ７００参照）よりも大きいか否か、並びにインクリメントされた変数ｋに相当するテープ制御点ＣＰ（Ｐ（ｉ，ｊ，ｋ），ｃ）がｎｕｌｌであるか否かを判別する（ステップＳ８１１）。インクリメントされた変数ｋが演算個数ＮＮよりも大きく、且つ、インクリメントされた変数ｋに相当するタプルのテープ制御点ＣＰ（Ｐ（ｉ，ｊ，ｋ），ｃ）が非ｎｕｌｌである場合、さらにステップＳ８１０に復帰して処理を繰り返す。図１７並びに図２２に示すように、変数ｋの値をインクリメントしていくことによって、エッジ座標演算モジュール４６は、縦断ラインＬｖ（ｃ）に沿って、貼着方向Ｖの下流側のテープ制御点ＣＰを探索し、遂には、ｎｕｌｌ値（例えば、ＣＰ（Ｐ（０，０，ＮＮ），０））に到達する。
　インクリメントされた変数ｋが演算個数ＮＮの値を越える場合、或いは、インクリメントされた変数ｋに係るタプルのテープ制御点ＣＰ（Ｐ（ｉ，ｊ，ｋ），ｃ）がｎｕｌｌの場合、エッジ座標演算モジュール４６は、ベクトル始点Ｐ０をＣＰ（Ｐ（ｉ，ｊ，ｋ－１），ｃ）に設定する（ステップＳ８１２）。また、このステップＳ８１２のタイミングで、探索ベクトルＳＶが上流側のテープ制御点ＣＰ（Ｐ（ｉ，ｊ，ｋ－１），ｃ）から下流側のテープ制御点ＣＰ（Ｐ（ｉ，ｊ，ｋ），ｃ）に向かうように単位探索ベクトルｎＶを設定する（図２４参照）。さらに、探索距離Ｌｈを比較的大きな値に設定し、必ず、エッジＴＰｅに到達するようにしている。
　次いで、エッジ座標演算モジュール４６は、ナビゲーティングモジュール４４を呼び出し（ステップＳ８１３）、ベクトル始点Ｐ０の座標ＣＰ（Ｐ（ｉ，ｊ，ｋ－１），ｃ）から単位探索ベクトルｎＶ方向にエッジＴＰｅを探索する（ステップＳ８１４）。これにより、図２４に示すように、ナビゲーティングモジュール４４は、テープ制御点ＣＰ（ｐ，ｃ）からテープ貼着方向Ｖに沿って座標Ｐを探索し、遂には、エッジＴＰｅに到達する。エッジ座標演算モジュール４６は、このエッジＴＰｅに到達した探索終点Ｐｆを終点座標Ｅｃｕｔとして、当該探索終点Ｐｆの値をＣＰ（Ｐ（ｉ，ｊ，ＮＮ＋１），ｃ）に登録する（ステップＳ８１５）。
　次いで、エッジ座標演算モジュール４６は、変数ｃをインクリメントし（ステップＳ８１６）、全ての分割ゾーンｄＴＰが終了したか否かを判別する（ステップＳ８１７）。仮に未処理の分割ゾーンｄＴＰがある場合には、ステップＳ８０２に移行して、上述した処理を繰り返し、全ての分割ゾーンｄＴＰが終了した場合には、メインルーチンに復帰する。
　なお、エッジ座標演算サブルーチンにおいて、プリプレグテープ１０のテープ分割体１１毎に縦断ラインＬｖ（ｃ）の長さを求めるようにしてもよい。縦断ラインＬｖ（ｃ）の長さは、例えば、図２１に示す手順で演算することが可能である。
　図２１の手順において、エッジ座標演算モジュール４６は、始点座標Ｓｃｕｔが演算された時点で、次式
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 　に基づき、始点座標Ｓｃｕｔと、この始点座標Ｓｃｕｔを通る横断ラインＬｐ（ｋ）がレイアップパスＴＰと交差する座標Ｐとの長さＬｘ（ｃ）を演算する（ステップＳ８２０）。次いで、エッジ座標演算モジュール４６は、この長さＬｘ（ｃ）をレイアップパスＴＰから横断ラインに沿う始点座標Ｓｃｕｔまでの長さＬｘ（ｓ）、並びにレイアップパスＴＰから横断ラインに沿う終点座標Ｅｃｕｔまでの長さＬｘ（ｅ）として、それぞれ登録する（ステップＳ８２１）。ステップＳ８２１の実行は、始点座標Ｓｃｕｔ並びに終点座標Ｅｃｕｔを演算し終わってから実行してもよく、或いは、始点座標Ｓｃｕｔが演算された時点で、終点座標Ｅｃｕｔに先立ち、長さＬｘ（ｓ）の演算を実行し、終点座標Ｅｃｕｔを演算し終わった時点で、長さＬｘ（ｃ）を長さＬｘ（ｅ）として登録する態様をとってもよい。
　次に、エッジ座標演算モジュール４６は、変数ｋの値をｋｓに設定する（ステップＳ８２２）。ここで、値ｋｓは、始点座標Ｓｃｕｔをナビゲーティングモジュール４４で演算する際に、引数として採用したテープ制御点ＣＰ（Ｐ（ｉ，ｊ，ｋ），ｃ）の変数ｋの値である。次いで、エッジ座標演算モジュール４６は、ＣＰ（Ｐ（ｉ，ｊ，－１），ｃ）から始点座標Ｓｃｕｔまでの距離Ｌｓをナビゲーティングモジュール４４の履歴に基づいて演算し（ステップＳ８２３）、距離Ｌｓの絶対値を縦断ラインＬｖの長さＬｙ（ｃ）の初期値に設定する（ステップＳ８２４）。ステップＳ８２２からステップＳ８２４は、始点座標Ｓｃｕｔの演算終了後、終点座標演算処理前（図１９のステップＳ８０８と図２０のステップＳ８１０の間）に好適に実行することができる。また、その場合には、ステップＳ８２２を省略することができる。
　次に、エッジ座標演算モジュール４６は、変数ｋをインクリメントする（ステップＳ８２５）。縦断ラインＬｖの長さＬｙ（ｃ）をエッジ座標演算サブルーチンの中で行う場合、このステップＳ８２５は、図２０のステップＳ８１０で代用することができる。
　変数ｋをインクリメントした時点で、エッジ座標演算モジュール４６は、当該テープ制御点ＣＰが終点座標Ｅｃｕｔであるかどうかを判別する（ステップＳ８２６）。仮に当該テープ制御点ＣＰが終点座標Ｅｃｕｔではない場合、縦断ラインＬｖの長さＬｙ（ｃ）に演算間隔ΔＬｎ（図１７参照）を積算し（ステップＳ８２７）、ステップＳ８２５に復帰して処理を繰り返す。縦断ラインＬｖの長さＬｙ（ｃ）をエッジ座標演算サブルーチンの中で行う場合、ステップＳ８２６は、図２０のステップＳ８１１の判別で代用することができ、ステップＳ８２７は、ステップＳ８１１の判別でＮＯ（Ｆａｌｓｅ）の場合に実行することができる。
　終点座標Ｅｃｕｔを判別するステップで、当該テープ制御点ＣＰが終点座標Ｅｃｕｔであると判別した場合、エッジ座標演算モジュール４６は、距離Ｌｅを演算する（ステップＳ８２８）。距離Ｌｅは、終点座標Ｅｃｕｔをナビゲーティングモジュール４４で演算する際に、最初のベクトル始点Ｐ０として採用したテープ制御点ＣＰ、即ち（Ｐ（ｉ，ｊ，ｋ－１），ｃ）から終点座標Ｅｃｕｔまでの長さである。次いで、エッジ座標演算モジュール４６は、縦断ラインＬｖの長さＬｙ（ｃ）に演算された距離Ｌｅを加算して（ステップＳ８２９）、その値を登録する（ステップＳ８３０）。これにより、演算対象となる縦断ラインＬｖ（ｃ）について、長さＬｙを精緻に演算することができる。縦断ラインＬｖの長さＬｙ（ｃ）をエッジ座標演算サブルーチンの中で行う場合、ステップＳ８２８以降の処理は、終点座標Ｅｃｕｔを演算した後、適宜、実行することができる。
　レイアップパスＴＰから各縦断ラインＬｖまでの距離や、縦断ラインＬｖの長さＬｙを演算した場合には、テープ貼着装置の制御座標に対してテープ制御点ＣＰやエッジＴＰｓ、ＴＰｅの座標をティーチングする作業が容易になる。
　テープ貼着装置としては、本件出願人が先に提案した特公平７－２５１４３号公報に開示されているものを原理的に応用することにより、図４や図５に例示したプリプレグテープ１０を製品ＷＳの曲面に好適に貼着することが可能になる。同装置の原理を用いることにより、プリプレグテープ１０のテープ分割体１１毎に押し付け作業を行うことのできる押し付けローラと、テープ分割体１１毎に長さを変更して裁断することのできるカッタと、各テープ分割体１１から台紙１２を回収する手段が構成可能であることが容易に理解されよう。また、カッタとしては、超音波ナイフが好適である。
　貼着作業に際しては、プリプレグテープ１０の各テープ分割体１１を繰り出して分断し、貼着に先立って、カッタで各テープ分割体１１を裁断する。この裁断の際に、上述した始点座標Ｓｃｕｔや終点座標Ｅｃｕｔに基づく精緻な寸法制御が実行され、過不足のない長さと座標にプリプレグテープ１０が裁断される。
　裁断されたプリプレグテープ１０は、押し付けローラでテープ制御点ＣＰ毎に押さえつけられて、製品ＷＳの曲面に沿うように貼着される。このとき、各押し付けローラによる押し付け動作によって、プリプレグテープ１０の各テープ分割体１１は、縦断ラインＬｖ沿いにずれることになる。このずれにより、プリプレグテープ１０は、全体として、皺無く曲面に沿って綺麗に貼着される。従って、球面の場合等のように、平面展開できない自由曲面を有する製品ＷＳに対して、プリプレグテープ１０を皺無く綺麗に貼着することができる。
　以上説明したように、本実施形態に係るプリプレグテープ１０によれば、プリプレグテープ１０のテープ分割体１１毎にテープ制御点ＣＰ（貼着時に押し付け荷重を付加する点）を設定することにより、従来のプリプレグテープ１０に生じていた皺を逃がし、三次元に湾曲した面を有する様々な曲面Ｓに対しても、皺無く貼着や積層を図ることができる。
　また、本発明の実施形態に係るテープ制御情報設定方法は、プリプレグテープ１０が貼着される曲面Ｓに設定されるレイアップパスＴＰを取得するレイアップパスＴＰ取得ステップ（ステップＳ１、Ｓ６）と、レイアップパスＴＰ取得ステップ（ステップＳ１、Ｓ６）で取得したレイアップパスＴＰ上に演算開始点としてのベクトル始点Ｐ０を設定する演算開始点設定ステップ（ステップＳ１０１）と、ベクトル始点Ｐ０を通り且つレイアップパスＴＰに対して曲面Ｓ沿いに直交する横断ラインＬｐと、各テープ分割体１１が貼着される分割ゾーンｄＴＰの中心を通る縦断ラインＬｖとが交差する点にテープ制御点ＣＰを設定するテープ制御点設定ステップ（ステップＳ７）とを備えている。
　このため本実施形態では、レイアップパスＴＰに設定された分割ゾーンｄＴＰ毎に、テープ制御点ＣＰが設定されるので、各テープ分割体１１をきめ細かく湾曲させることができる。なお、プリプレグテープ１０を湾曲させて貼着する場合には、曲面Ｓの内周側と外周側とでプリプレグテープ１０を押圧すべきテープ分割体１１が周方向にずれることになる。しかしながら、本実施形態では、テープ分割体１１毎に長手方向の繰出し量（貼着量）を変更し、上記ずれに対応した位置にテープ制御点ＣＰが設定されるので、プリプレグテープ１０をより皺無く綺麗に貼着することができる。また、レイアップ取得処理では、予め演算されたレイアップパスＴＰを読み取る処理であってもよく、或いは、与えられたベクトル始点Ｐ０を基点として、レイアップパスＴＰを演算する処理であってもよい。その場合、上述したナビゲーティングモジュール４４を採用し、面Ｓ上に任意の点と、その点から面Ｓを網羅可能な方向に探索ベクトルを演算することにより、レイアップパスＴＰを精緻に演算することが可能となる。
　また、本実施形態では、テープ制御点設定ステップ（ステップＳ７）は、演算開始点をベクトル始点Ｐ０として、横断ラインＬｐに沿う微小大きさの探索ベクトルＳＶを演算する探索ベクトル演算ステップ（ステップＳ１０１～Ｓ１１１）と、演算された探索ベクトルＳＶのベクトル終点Ｐｅを通る曲面Ｓの法線と当該曲面との交点（垂線の足）を演算する垂足演算ステップ（ステップＳ１０２、Ｓ１２１、Ｓ１２４）と、垂線の足に基づいて、曲面Ｓ上の探索点Ｐｓを演算する探索点演算ステップ（ステップＳ１０４、と１２３、Ｓ１２５）と、所定の終了条件が成立するまで、ベクトル始点Ｐ０と探索点Ｐｓとから、当該探索点Ｐｓをベクトル始点Ｐ０とする新たな探索ベクトルＳＶを演算し、垂線演算ステップ（ステップＳ１０２、Ｓ１２１、Ｓ１２４）と探索点演算ステップ（ステップＳ１０４、と１２３、Ｓ１２５）とを繰り返す回帰演算ステップ（ステップＳ１０１～Ｓ１１２）とを備えている。このため本実施形態では、複雑に湾曲する曲面Ｓを微少な探索ベクトルＳＶで探索し、その探索点Ｐｆを計算の基準として回帰的に探索ベクトルＳＶを演算することによって、曲面Ｓに精緻に沿う経路を計算することができ、テープ制御点ＣＰを正確に演算することが可能になる。
　また本実施形態は、分割ゾーンｄＴＰ毎に、当該縦断ラインＬｖと交差する分割ゾーンｄＴＰのエッジＴＰｓ、ＴＰｅの座標を演算するエッジ座標演算ステップ（ステップＳ８）をさらに備えている。このため本実施形態では、分割ゾーンｄＴＰごとにエッジ座標（エッジＴＰｓ若しくはＴＰｅの座標、或いはエッジＴＰｓおよびエッジＴＰｅの座標）を演算することができるので、曲面Ｓに貼着される分割ゾーンｄＴＰのエッジＴＰｓ、ＴＰｅの座標をテープ貼着装置にティーチングしやすくなり、より好適で無駄のない座標にプリプレグテープ１０を繰出し、裁断することが可能になる。
　また、本実施形態では、エッジ座標演算ステップ（ステップＳ８）は、分割ゾーンｄＴＰのエッジＴＰｓ、ＴＰｅに最も近いテープ制御点ＣＰを始点として、当該縦断ラインＬｖに沿う微小大きさの探索ベクトルＳＶを演算する探索ベクトル演算ステップ（ステップＳ１０１～Ｓ１１１）と、演算された探索ベクトルＳＶのベクトル終点Ｐｅを通る上記垂線の足を演算する垂足演算ステップ（ステップＳ１０２、Ｓ１２１、Ｓ１２４）と、垂線の足に基づいて、曲面Ｓ上の探索点Ｐｓを演算する探索点演算ステップ（ステップＳ１０４、と１２３、Ｓ１２５）と、当該分割ゾーンｄＴＰのエッジＴＰｓ、ＴＰｅに達するまで、ベクトル始点Ｐ０と探索点Ｐｓとから、当該探索点Ｐｓをベクトル始点Ｐ０とする新たな探索ベクトルＳＶを演算し、垂線演算ステップ（ステップＳ１０２、Ｓ１２１、Ｓ１２４）と探索点演算ステップ（ステップＳ１０４、と１２３、Ｓ１２５）とを繰り返す回帰演算ステップ（ステップＳ１０１～Ｓ１１２）とを備えている。このため本実施形態では、各縦断ラインＬｖ（ｃ）に設定されたテープ制御点ＣＰを基点として、複雑に湾曲する曲面Ｓを微小な探索ベクトルＳＶで探索し、その探索点Ｐｆを回帰的に演算することによって、曲面Ｓに精緻に沿う経路を計算することができる。その結果、分割ゾーンｄＴＰ毎にエッジＴＰｓ、ＴＰｅの座標を正確に演算することが可能になる。
　上述した実施の形態は、本発明の好ましい具体例を例示したものに過ぎず、本発明は上述した実施形態に限定されない。例えば、本発明のプリプレグテープ１０は、巻き芯１４が省略されたコアレス構造であってもよい。
　その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の変更が可能であることはいうまでもない。
　本発明は、自動車、海洋、航空宇宙産業を含む種々の産業界で、例えば、車両の筐体を構成する貼付型（例えばマンドレル）等の被貼付体の表面に貼着する用途、作業に好適に適用することができる。

Claims (10)

  1. 三次元に湾曲した曲面に貼着される貼着面を片面に有するプリプレグテープであって、
    　前記貼着面のテープ幅を等分するように分断された複数条のテープ分割体と、
    　各テープ分割体を一体に支承する支承体と
    　を備えているものであることを特徴とするプリプレグテープ。
  2. 請求項１記載のプリプレグテープにおいて、
    　前記支承体は、前記テープ分割体の貼着面と反対側に重ね合わされて、各テープ分割体と一体的に巻回される台紙である
    　ことを特徴とするプリプレグテープ。
  3. 請求項１または２記載のプリプレグテープにおいて、
    　前記支承体とともに、前記テープ分割体が巻回されている巻き芯を備えている
    　ことを特徴とするプリプレグテープ。
  4. 三次元に湾曲した曲面に貼着される貼着面を片面に有するプリプレグテープであって、
    　テープ幅を等分するミシン目で分断可能に連結された複数条のテープ分割体を備えている
    　ことを特徴とするプリプレグテープ。
  5. 請求項４記載のプリプレグテープにおいて、
    　前記テープ分割体の貼着面と反対側に重ね合わされて一体的に巻回される台紙を備えている
    　ことを特徴とするプリプレグテープ。
  6. 請求項５記載のプリプレグテープにおいて、
    　前記台紙は、前記テープ分割体毎に分断されている
    　ことを特徴とするプリプレグテープ。
  7. 請求項１から６の何れか１項に記載のプリプレグテープの貼着に要するテープ制御情報のうち少なくとも一要素を設定するテープ制御情報設定方法であって、
    　前記プリプレグテープを三次元に湾曲した曲面に貼着する経路であるレイアップパスを当該曲面のＣＡＤデータから取得するレイアップパス取得ステップと、
    　前記レイアップパス取得ステップで取得したレイアップパス上に演算開始点を設定する演算開始点設定ステップと、
    　前記演算開始点を通り且つ前記レイアップパスに対して前記曲面沿いに直交する横断ラインと、各テープ分割体が貼着される範囲として前記曲面に設定される分割ゾーンの中心を前記レイアップパスに沿って通る縦断ラインとが交差する点に、押し付け荷重を前記分割体に付加する点であるテープ制御点を設定するテープ制御点設定ステップと
    　を備えていることを特徴とするテープ制御情報設定方法。
  8. 請求項７記載のテープ制御情報設定方法において、
    　前記テープ制御点設定ステップは、
    　前記演算開始点をベクトル始点として、前記横断ラインに沿う微小大きさの探索ベクトルを演算する探索ベクトル演算ステップと、
    　演算された探索ベクトルの終点を通る前記曲面の法線と当該曲面との交点を演算する垂足演算ステップと、
    　前記交点に基づいて、前記曲面上の探索点を演算する探索点演算ステップと、
    　所定の終了条件が成立するまで、演算された探索点をベクトル始点とする新たな探索ベクトルを演算し、前記垂線演算ステップと前記探索点演算ステップとを繰り返す回帰演算ステップと
    　を備えている
    　ことを特徴とするテープ制御情報設定方法。
  9. 請求項７または８記載のテープ制御情報設定方法において、
    　前記プリプレグテープを裁断して各分割体を対応する分割ゾーンに貼着する場合において、裁断された前記分割体の終端を当該分割ゾーンのエッジに揃えるためのエッジ座標を前記分割ゾーンごとに演算するエッジ座標演算ステップをさらに備えている
    　ことを特徴とするテープ制御情報設定方法。
  10. 請求項９記載のテープ制御情報設定方法において、
    　前記エッジ座標演算ステップは、
    　前記エッジ座標に最も近いテープ制御点をベクトル始点として、当該縦断ラインに沿う微小大きさの探索ベクトルを演算する探索ベクトル演算ステップと、
    　演算された探索ベクトルの終点を通る前記曲面の法線と当該曲面との交点を演算する垂足演算ステップと、
    　前記交点に基づいて、前記曲面上の探索点を演算する探索点演算ステップと、
    　当該エッジ座標に達するまで、演算された探索点をベクトル始点とする新たな探索ベクトルを演算し、前記垂線演算ステップと前記探索点演算ステップとを繰り返す回帰演算ステップと
    　を備えている
    　ことを特徴とするテープ制御情報設定方法。
     
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