纖維纏繞方法和纖維纏繞設(shè)備的制作方法
【專利摘要】提供了一種纖維纏繞方法和一種纖維纏繞設(shè)備，在該纖維纏繞方法和纖維纏繞設(shè)備中，當(dāng)新線軸(10)安裝在線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(20)上時(shí)，在保持通過浮動(dòng)裝置解繞的纖維(11)的末端進(jìn)一步遠(yuǎn)于浮動(dòng)裝置固定并且纖維被繃緊的狀態(tài)的同時(shí)，控制裝置(60)使線軸旋轉(zhuǎn)以使浮動(dòng)裝置(30)搖動(dòng)?？刂蒲b置基于浮動(dòng)裝置的長(zhǎng)度(LD)、浮動(dòng)裝置的搖動(dòng)角度(θ1)以及線軸的旋轉(zhuǎn)角度(θa)來獲得安裝在線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置上的線軸的線軸徑。
【專利說明】纖維纏繞方法和纖維纏繞設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種纖維纏繞方法和一種纖維纏繞設(shè)備，諸如陶瓷纖維、玻璃纖維和碳纖維之類的纖維通過該纖維纏繞方法和纖維纏繞設(shè)備從纏繞有纖維的線軸解繞。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，用于形成強(qiáng)化纖維預(yù)制件的方法已經(jīng)被廣泛地使用，在該方法中，通過將陶瓷纖維、玻璃纖維、碳纖維等浸入到樹脂等中而制成的纖維以一定的張力從纏繞有纖維的線軸解繞，并且解繞的纖維纏繞在擬被纏繞的物體上。另外，纖維纏繞設(shè)備用作以一定的張力將纖維從線軸解繞的設(shè)備。例如，如圖5所示，日本特許申請(qǐng)公報(bào)N0.2005-262595 (JP2005-262595 A)公開了一種纖維纏繞設(shè)備100，該纖維纏繞設(shè)備100包括線軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)170,該線軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)170能夠改變線軸110和導(dǎo)輥141的相對(duì)位置，并且纖維纏繞設(shè)備100即使在纖維以高速解繞時(shí)仍能夠充分保持解繞纖維的一定張力。在圖5中，附圖標(biāo)記141至146表不導(dǎo)棍?？刂蒲b置160基于來自張力傳感器140A和速度傳感器140B的檢測(cè)信號(hào)來控制具有有源浮動(dòng)單元151和浮動(dòng)裝置130的有源浮動(dòng)裝置130A，以保持解繞纖維的一定張力，并且控制裝置160控制線軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)170以將線軸110沿軸向方向移動(dòng)至合適的位置。另外，例如，日本特許申請(qǐng)公報(bào)N0.2007-161449(JP 2007-161449 A)公開了一種線纏繞設(shè)備和線纏繞方法，線通過該線纏繞設(shè)備和線纏繞方法纏繞在線軸上。詳細(xì)地，公開了一種線纏繞設(shè)備和線纏繞方法，其中，在線軸徑達(dá)到給定限制半徑之前與達(dá)到給定限制半徑(已經(jīng)纏繞有線)之后，用于驅(qū)動(dòng)線軸旋轉(zhuǎn)的整體(package)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行改變。因此，從纏繞開始到纏繞結(jié)束保持單一的纏繞數(shù)(wind rat1) 0通過對(duì)保持線軸的支架的搖動(dòng)角度進(jìn)行檢測(cè)的纏繞線軸徑檢測(cè)裝置來檢測(cè)纏繞在線軸上的線的點(diǎn)處的半徑。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在纖維從纏繞有該纖維的線軸解繞的情況下，纖維纏繞設(shè)備根據(jù)需要由解繞的纖維的速度和線軸的旋轉(zhuǎn)速度而獲得線軸徑，即纖維纏繞在線軸上的點(diǎn)處的半徑，并且顯示纖維的剩余量等。然而，當(dāng)新線軸安裝在纖維纏繞設(shè)備上時(shí)，纖維還未被解繞。因此，不能檢測(cè)解繞速度以及線軸的旋轉(zhuǎn)速度并且因此不能夠獲得線軸徑。因此，傳統(tǒng)上，當(dāng)新線軸安裝在纖維纏繞設(shè)備上時(shí)，操作者使用卡尺等來測(cè)量線軸徑，該線軸徑為纖維纏繞在線軸上的點(diǎn)處的半徑，然后操作者將初始線軸徑輸入到纖維纏繞設(shè)備中。基于輸入的初始線軸徑，纖維纏繞設(shè)備顯示安裝的線軸上的纖維的剩余量，設(shè)定初始參數(shù)等，初始參數(shù)用于在纖維的解繞開始時(shí)對(duì)線軸的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行控制以及對(duì)有源浮動(dòng)裝置的張力進(jìn)行控制。在JP2005-262595 A中，由于沒有關(guān)于當(dāng)新線軸安裝在纖維纏繞設(shè)備上測(cè)量線軸徑的描述，因此操作者需要通過使用卡尺等來獲得線軸徑。由操作者手動(dòng)測(cè)量的線軸徑不是優(yōu)選的，因?yàn)閷?duì)操作者造成負(fù)擔(dān)并且測(cè)量結(jié)果會(huì)不同。在JP 2007-161449 A中，設(shè)置有纏繞線軸徑檢測(cè)裝置以檢測(cè)線軸徑。通過將纏繞線軸徑檢測(cè)裝置應(yīng)用于纖維纏繞設(shè)備，取消了操作者的通過利用卡尺等測(cè)量線軸徑的工作。然而，由于必須將纏繞線軸徑檢測(cè)裝置安裝在纖維纏繞設(shè)備中的適當(dāng)位置上，因此需要精力、時(shí)間和成本，這不是優(yōu)選的。本發(fā)明的目的在于提供一種纖維纏繞方法和纖維纏繞設(shè)備，在不新添加線軸徑檢測(cè)裝置的情況下，通過該纖維纏繞方法和纖維纏繞設(shè)備在新線軸安裝時(shí)自動(dòng)檢測(cè)線軸徑，即纖維纏繞的點(diǎn)處的線軸徑徑。
[0004]首先，本發(fā)明的第一方面為纖維纏繞方法，其使用線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，在該線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置上安裝有線軸，在該線軸上纏繞有纖維，該線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)線軸并且使線軸旋轉(zhuǎn)；浮動(dòng)裝置，該浮動(dòng)裝置搖動(dòng)以將一定的張力施加至從線軸解繞的纖維；以及控制裝置，該控制裝置控制線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置。當(dāng)新線軸安裝在線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置上時(shí)，在保持通過浮動(dòng)裝置解繞的纖維的末端在浮動(dòng)裝置更前方固定、并且解繞的纖維被繃緊的狀態(tài)的同時(shí)，控制裝置使線軸旋轉(zhuǎn)以使浮動(dòng)裝置搖動(dòng)?？刂蒲b置基于浮動(dòng)裝置的長(zhǎng)度、浮動(dòng)裝置的搖動(dòng)角度以及線軸的旋轉(zhuǎn)角度來獲得安裝在線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置上的線軸的線軸徑。
[0005]在第一方面中，當(dāng)新線軸安裝時(shí)，在保持通過浮動(dòng)裝置解繞的纖維的末端在比浮動(dòng)裝置更遠(yuǎn)處固定并且纖維被繃緊的狀態(tài)的同時(shí)，線軸旋轉(zhuǎn)以使浮動(dòng)裝置搖動(dòng)。然后，基于浮動(dòng)裝置的長(zhǎng)度、浮動(dòng)裝置的搖動(dòng)角度以及線軸的旋轉(zhuǎn)角度來獲得線軸徑。因此，不需要新增加線軸徑檢測(cè)裝置。當(dāng)新線軸安裝時(shí)，可以自動(dòng)檢測(cè)線軸徑，該線軸徑為纖維纏繞的點(diǎn)處的線軸徑。
[0006]在根據(jù)上述第一方面的纖維纏繞方法中，在獲得線軸徑時(shí)，浮動(dòng)裝置可以從搖動(dòng)范圍的一端或該一端附近搖動(dòng)至搖動(dòng)范圍的另一端或該另一端附近。
[0007]在該方法中，在獲得線軸徑時(shí)，浮動(dòng)裝置從搖動(dòng)范圍的一端(或該一端附近)搖動(dòng)至搖動(dòng)范圍的另一端(或該另一端附近)。因此，浮動(dòng)裝置盡可能大幅地?fù)u動(dòng)，并且因此可以更精確地獲得線軸徑。
[0008]在根據(jù)第一方面的纖維纏繞方法中，控制裝置可以基于所獲得的線軸徑來自動(dòng)地執(zhí)行以下中的至少一者:纖維的剩余量的顯示、或者當(dāng)開始通過線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行解繞時(shí)的初始參數(shù)的設(shè)定。
[0009]在該方法中，當(dāng)新線軸安裝時(shí)，基于線軸安裝時(shí)刻的線軸徑的測(cè)量值而自動(dòng)地執(zhí)行基于測(cè)量到的線軸徑的程序。因此，減少了操作者所需的精力和時(shí)間，并且更有效地執(zhí)行用于形成強(qiáng)化纖維預(yù)制件的操作。與操作者通過使用卡尺等來測(cè)量線軸徑的相關(guān)技術(shù)相t匕，預(yù)期會(huì)減小測(cè)量到的線軸徑的差異并提高測(cè)量到的線軸徑的精度。同時(shí)，由于不需要新增線軸徑檢測(cè)裝置，因此可以抑制成本的增加。
[0010]接下來，本發(fā)明的第二方面為纖維纏繞設(shè)備，該纖維纏繞設(shè)備包括:線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，該線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置上安裝有線軸，該線軸上纏繞有纖維，該線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)線軸并使線軸旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)裝置，該旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)裝置檢測(cè)線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的旋轉(zhuǎn)角度；浮動(dòng)裝置，該浮動(dòng)裝置搖動(dòng)以將一定的張力施加至從線軸解繞的纖維；搖動(dòng)角度檢測(cè)裝置，該搖動(dòng)角度檢測(cè)裝置檢測(cè)浮動(dòng)裝置的搖動(dòng)角度；以及控制裝置，該控制裝置控制線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置。在纖維纏繞設(shè)備中，當(dāng)新線軸安裝在線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置上時(shí)，在保持通過浮動(dòng)裝置解繞的纖維的末端在比浮動(dòng)裝置更遠(yuǎn)處固定并且解繞的纖維被繃緊的狀態(tài)的同時(shí)，控制裝置使線軸旋轉(zhuǎn)以使浮動(dòng)裝置搖動(dòng)，并且基于以下方面來計(jì)算安裝在線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置上的線軸的線軸徑:基于來自旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)裝置的檢測(cè)信號(hào)的線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的旋轉(zhuǎn)角度、基于來自搖動(dòng)角度檢測(cè)裝置的檢測(cè)信號(hào)的浮動(dòng)裝置的搖動(dòng)角度、以及浮動(dòng)裝置的長(zhǎng)度。
[0011]在上述第二方面中，與第一方面類似，當(dāng)新線軸安裝時(shí)，在保持通過浮動(dòng)裝置解繞的纖維的末端在比浮動(dòng)裝置更遠(yuǎn)處固定并且纖維被繃緊的狀態(tài)的同時(shí)，線軸旋轉(zhuǎn)以使浮動(dòng)裝置搖動(dòng)，并且基于浮動(dòng)裝置的長(zhǎng)度、浮動(dòng)裝置的搖動(dòng)角度以及線軸的旋轉(zhuǎn)角度來獲得線軸徑。因此，不需要新增線軸徑檢測(cè)裝置，并且實(shí)現(xiàn)了這樣的纖維纏繞設(shè)備，該纖維纏繞設(shè)備在新線軸安裝時(shí)能夠自動(dòng)地檢測(cè)線軸徑，即纖維纏繞的點(diǎn)處的線軸徑。
[0012]在根據(jù)第二方面的纖維纏繞設(shè)備中，在獲得線軸徑時(shí)，控制裝置可以在接收來自搖動(dòng)角度檢測(cè)裝置的檢測(cè)信號(hào)的同時(shí)控制線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，并且使浮動(dòng)裝置從搖動(dòng)范圍的一端或該一端附近搖動(dòng)至搖動(dòng)范圍的另一端或該另一端附近。
[0013]通過該結(jié)構(gòu)，在獲得線軸徑時(shí)，浮動(dòng)裝置從搖動(dòng)范圍的一端(或該一端附近)搖動(dòng)至搖動(dòng)范圍的另一端(或該另一端附近)。從而，實(shí)現(xiàn)了這樣的纖維纏繞設(shè)備，在該纖維纏繞設(shè)備中，浮動(dòng)裝置盡可能大幅地?fù)u動(dòng)，并且因此可以更精確地獲得線軸徑。
[0014]在根據(jù)上述第二方面的纖維纏繞設(shè)備中，控制裝置可以基于計(jì)算出的線軸徑來自動(dòng)地執(zhí)行以下中的至少一者:纖維的剩余量的顯示、或者當(dāng)開始通過線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行解繞時(shí)的初始參數(shù)的設(shè)定。
[0015]通過該結(jié)構(gòu)，基于線軸安裝時(shí)刻的線軸徑的測(cè)量值而自動(dòng)地執(zhí)行基于測(cè)量到的線軸徑的程序。因此，實(shí)現(xiàn)了纖維纏繞設(shè)備，在該纖維纏繞設(shè)備中，減少了操作者所需的精力和時(shí)間，并且更有效地執(zhí)行用于形成強(qiáng)化纖維預(yù)制件的操作，預(yù)期會(huì)減小測(cè)量到的線軸徑的差異并提高測(cè)量到的線軸徑的精度，并且抑制了成本的增加。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]下面將參照附圖來描述本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的特征、優(yōu)點(diǎn)以及技術(shù)和工業(yè)意義，在附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，并且其中:
[0017]圖1為說明了根據(jù)本發(fā)明的纖維纏繞設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)的示例的視圖；
[0018]圖2A和圖2B為流程圖，說明了在安裝新線軸時(shí)纖維纏繞方法中的測(cè)量線軸徑的程序步驟的示例；
[0019]圖3A為示出了在測(cè)量線軸徑時(shí)線軸旋轉(zhuǎn)使得浮動(dòng)裝置的位置變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)位置的狀態(tài)的視圖，并且圖3B為示出了在測(cè)量線軸徑時(shí)線軸旋轉(zhuǎn)使得浮動(dòng)裝置搖動(dòng)角度處于搖動(dòng)范圍的一端(或該一端附近)的狀態(tài)的視圖；
[0020]圖4A為示出了在測(cè)量線軸徑時(shí)線軸旋轉(zhuǎn)使得浮動(dòng)裝置搖動(dòng)角度處于搖動(dòng)范圍的另一端(或該另一端附近)的狀態(tài)的視圖，并且圖4B為示出了在測(cè)量線軸徑時(shí)線軸旋轉(zhuǎn)使得浮動(dòng)裝置的位置變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)位置的狀態(tài)的視圖；以及
[0021]圖5為用于說明常規(guī)纖維纏繞設(shè)備的示例的視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面通過利用【專利附圖】

【附圖說明】用于實(shí)施本發(fā)明的方式。
[0023]首先，通過利用圖1說明纖維纏繞設(shè)備I的整體結(jié)構(gòu)。纖維纏繞設(shè)備I設(shè)置有線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置20、導(dǎo)輥41至45、浮動(dòng)裝置30、測(cè)量輥40、有源浮動(dòng)輥50、控制裝置60、輸入裝置61、顯示裝置62等。纖維為諸如浸入樹脂中的陶瓷纖維、玻璃纖維和碳纖維之類的線狀纖維。
[0024]線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置20例如為電動(dòng)馬達(dá)。纏繞有纖維的線軸10安裝在線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置20上。線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置20由來自控制裝置60的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)并且使安裝的線軸10旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)速度、旋轉(zhuǎn)角度等從諸如編碼器(旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)裝置的示例)之類的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置23輸出至控制裝置60。從線軸10解繞的纖維11經(jīng)過導(dǎo)輥41和導(dǎo)輥42，掛在浮動(dòng)裝置30的浮動(dòng)輥32上。然后，纖維11經(jīng)過導(dǎo)輥43并且掛在測(cè)量輥40上。然后，纖維11經(jīng)過導(dǎo)輥44，掛在有源浮動(dòng)輥50上，并且在經(jīng)過導(dǎo)輥45后被供應(yīng)至擬被纏繞的物體。然后，纖維11纏繞在擬被纏繞的物體上，從而形成強(qiáng)化纖維預(yù)制件。
[0025]浮動(dòng)裝置30為張力調(diào)節(jié)裝置，并且由浮動(dòng)臂31、浮動(dòng)輥32、支承構(gòu)件33、搖動(dòng)角度檢測(cè)裝置34、活塞35、氣缸36、空氣管道37等構(gòu)成。浮動(dòng)裝置30向從線軸10解繞的纖維11施加給定的張力。該實(shí)施方式不出了施加張力的結(jié)構(gòu)包括活塞35、氣缸36和空氣管道37的示例，但張力可以通過不同的結(jié)構(gòu)施加。支承構(gòu)件33提供了支承成能夠搖動(dòng)的浮動(dòng)臂31的支點(diǎn)。浮動(dòng)臂31能夠以由支承構(gòu)件支承的點(diǎn)作為支點(diǎn)進(jìn)行搖動(dòng)(在圖1中示出的示例中豎直地?fù)u動(dòng))。支承成能夠旋轉(zhuǎn)的浮動(dòng)輥32安裝在浮動(dòng)臂31的末端上。容納在氣缸36中的活塞35與浮動(dòng)臂31連接，并且空氣從空氣管道37以給定的壓力供應(yīng)至氣缸36。通過該結(jié)構(gòu)，浮動(dòng)裝置30能夠?qū)⒔o定的(一定的)張力施加至纖維11。搖動(dòng)角度檢測(cè)裝置34(如搖動(dòng)角度傳感器)將與浮動(dòng)臂31的角位置對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)輸出至控制裝置60。
[0026]例如，張力檢測(cè)裝置(如張力傳感器)和速度檢測(cè)裝置(如編碼器)(未圖示)與測(cè)量輥40連接，并且將檢測(cè)信號(hào)輸出至控制裝置60。有源浮動(dòng)輥50基于來自控制裝置60的控制信號(hào)移動(dòng)(在圖1中的示例中豎直地移動(dòng))以校正浮動(dòng)裝置30的跟蹤延遲(搖動(dòng)延遲)，并且有助于將給定的(一定的)張力施加至纖維11?？刂蒲b置60接收來自旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置23的檢測(cè)信號(hào)、來自搖動(dòng)角度檢測(cè)裝置34的檢測(cè)信號(hào)、來自測(cè)量輥40的張力檢測(cè)裝置和速度檢測(cè)裝置的檢測(cè)信號(hào)、以及從輸入裝置61的輸入，并且控制裝置60將控制信號(hào)輸出至線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置20、有源浮動(dòng)輥50、顯示裝置62以及將空氣供應(yīng)至氣缸36的壓縮機(jī)(未圖示)。例如，個(gè)人計(jì)算機(jī)可以用于控制裝置60、輸入裝置61和顯示裝置62。
[0027]在纖維從纏繞有纖維的線軸解繞的情況下，常規(guī)的纖維纏繞設(shè)備根據(jù)解繞的纖維的速度、線軸的旋轉(zhuǎn)速度等適當(dāng)?shù)孬@得線軸徑，該線軸徑為纖維纏繞在線軸上的點(diǎn)處的半徑，并且顯示纖維的剩余量等。然而，在新線軸10安裝在線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置上的情況下，既不檢測(cè)解繞速度也不檢測(cè)線軸旋轉(zhuǎn)速度。因此，不能夠根據(jù)解繞速度和線軸旋轉(zhuǎn)速度來獲得線軸徑。因此，傳統(tǒng)上，操作者需要測(cè)量線軸徑，該線軸徑為纖維纏繞在安裝的線軸10上的點(diǎn)處的半徑，并且從輸入裝置輸入線軸徑。控制裝置基于輸入的線軸徑而在顯示裝置上顯示纖維的剩余量、基于輸入的線軸徑和設(shè)定的解繞速度等來設(shè)定初始參數(shù)，所述初始參數(shù)用于將線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定為適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)速度。由于在安裝新線軸時(shí)測(cè)量的線軸徑由操作者通過使用卡尺等來測(cè)量，因此需要精力和時(shí)間，并且測(cè)量結(jié)果的精度不同。在根據(jù)本發(fā)明的纖維纏繞方法和纖維纏繞設(shè)備中，不需要在安裝線軸的位置處新設(shè)置線軸徑測(cè)量裝置，并且可以在新線軸安裝時(shí)自動(dòng)獲得線軸徑。因此，減小了操作者所需的精力和時(shí)間，并且預(yù)期減小測(cè)量到的線軸徑的差異并提高測(cè)量到的線軸徑的精度。
[0028]接下來，通過利用圖2A和圖2B中示出的流程圖來說明在新線軸安裝時(shí)用于測(cè)量線軸徑的處理步驟。當(dāng)執(zhí)行用于測(cè)量線軸徑的程序時(shí)，停止有源浮動(dòng)輥50的操作。在步驟SlO中，在安裝在纖維纏繞設(shè)備上的線軸上纏繞的纖維用完(或即將用完之前)的情況下，操作者臨時(shí)停止設(shè)備，在纖維用完之后(或即將用完之前)移除線軸，并且安裝新線軸。然后，在步驟S15中，操作者使已經(jīng)從安裝在纖維纏繞設(shè)備(線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置)上的線軸引出的纖維經(jīng)過導(dǎo)輥41、導(dǎo)輥42、浮動(dòng)輥32、導(dǎo)輥43、測(cè)量輥40、導(dǎo)輥44、有源浮動(dòng)輥50以及導(dǎo)輥45，并且然后使纖維11的末端連接并固定至連接點(diǎn)IlT (如擬被纏繞的物體)，如圖3A所示。然后，當(dāng)操作者從輸入裝置輸入指令來指示線軸已經(jīng)被更換時(shí)，控制裝置60自動(dòng)地執(zhí)行步驟S20和后續(xù)步驟的程序。上述步驟S10、S15的程序被描述為由操作者執(zhí)行的程序，但也可以被自動(dòng)執(zhí)行。
[0029]在步驟S20中，如圖3A所示，控制裝置60將空氣——該空氣被設(shè)定為處于用于線軸徑測(cè)量的壓力(比在形成強(qiáng)化纖維預(yù)制件時(shí)設(shè)定的壓力較低的壓力)——供應(yīng)至浮動(dòng)裝置30的氣缸36并且操作浮動(dòng)裝置30以將張力施加至纖維11。因此，使纖維11為拉緊的而不是松的。然后，程序進(jìn)行到步驟S25。在步驟S25中，控制裝置60通過控制線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置20來使線軸10旋轉(zhuǎn)，使得浮動(dòng)臂31的搖動(dòng)位置變?yōu)楦?dòng)臂標(biāo)準(zhǔn)位置(STD)(在這種情況下為水平位置)，如圖3A所示。然后，控制裝置60接收來自圖3A中示出的搖動(dòng)角度檢測(cè)裝置34的檢測(cè)信號(hào)、檢測(cè)和存儲(chǔ)浮動(dòng)臂標(biāo)準(zhǔn)位置(STD)的搖動(dòng)角度、接收來自旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置23的檢測(cè)信號(hào)，并且檢測(cè)和存儲(chǔ)線軸標(biāo)準(zhǔn)位置(STB)的旋轉(zhuǎn)角度。然后，程序進(jìn)行到步驟S30。
[0030]在步驟S30中，控制裝置60接收來自搖動(dòng)角度檢測(cè)裝置34的檢測(cè)信號(hào)。然后，控制裝置60在檢測(cè)浮動(dòng)臂31的搖動(dòng)角度的同時(shí)將控制信號(hào)輸出至線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置20，以逐漸使線軸10沿向前方向(用于解繞纖維的方向，該方向在圖3B中的示例中是順時(shí)針方向)旋轉(zhuǎn)。因此，纖維11逐步解繞，并且浮動(dòng)臂31向上搖動(dòng)。然后，程序進(jìn)行到步驟S35。在步驟S35中，控制裝置60判定浮動(dòng)臂的搖動(dòng)角度是否已經(jīng)達(dá)到第一給定角度或更大(在向前方向上)。在搖動(dòng)角度已經(jīng)達(dá)到第一給定角度或更大(在向前方向上)(是)的情況下，程序進(jìn)行到步驟S40。在搖動(dòng)角度還未達(dá)到第一給定角度(在向前方向上)(否)的情況下，程序返回到步驟S30。第一給定角度為與浮動(dòng)臂31的搖動(dòng)范圍的一端或該一端附近對(duì)應(yīng)的角度。在程序進(jìn)行到步驟S40的情況下，浮動(dòng)裝置30和線軸10處于圖3B中示出的狀態(tài)中。在步驟S40中，控制裝置60停止線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置20的操作，基于來自搖動(dòng)角度檢測(cè)裝置34的檢測(cè)信號(hào)來檢測(cè)浮動(dòng)臂31的搖動(dòng)角度，并且基于來自旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置23的檢測(cè)信號(hào)來檢測(cè)線軸的旋轉(zhuǎn)角度。然后，控制裝置60計(jì)算并存儲(chǔ)搖動(dòng)角度Θ1(參見圖3B)，該搖動(dòng)角度Θ I為在步驟S40中檢測(cè)到的浮動(dòng)臂31的搖動(dòng)角度與在步驟S25中檢測(cè)到的浮動(dòng)臂標(biāo)準(zhǔn)位置(STD)的搖動(dòng)角度之間的差?？刂蒲b置60還計(jì)算并存儲(chǔ)旋轉(zhuǎn)角度0a(參見圖3B)，該旋轉(zhuǎn)角度Θ a為在步驟S40中檢測(cè)到的線軸的旋轉(zhuǎn)角度與在步驟S25中檢測(cè)到的線軸標(biāo)準(zhǔn)位置(STB)的旋轉(zhuǎn)角度之間的差。然后，程序進(jìn)行到步驟S45。
[0031]在步驟S45中，在控制裝置60接收來自搖動(dòng)角度檢測(cè)裝置34的檢測(cè)信號(hào)并且檢測(cè)浮動(dòng)臂31的搖動(dòng)角度的同時(shí)，控制裝置60將控制信號(hào)輸出至線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置20并且逐漸地使線軸10沿相反的方向(沿纏繞纖維的方向，該方向在圖4A中示出的示例中為逆時(shí)針方向)旋轉(zhuǎn)，以逐步纏繞纖維11并且使浮動(dòng)臂31向下?lián)u動(dòng)。然后，程序進(jìn)行到步驟S50。在步驟S50中，控制裝置60判定浮動(dòng)臂的搖動(dòng)角度是否已經(jīng)達(dá)到第二給定角度或更大(在相反的方向上)。在搖動(dòng)角度已經(jīng)達(dá)到第二給定角度或更大(在相反的方向上)(是)的情況下，程序進(jìn)行到步驟S55。在搖動(dòng)角度還未達(dá)到第二給定角度(在相反的方向上)(否)的情況下，程序返回到步驟S45。第二給定角度為與浮動(dòng)臂31的搖動(dòng)范圍的另一端或該另一端附近對(duì)應(yīng)的角度。在程序進(jìn)行到步驟S55的情況下，浮動(dòng)裝置30和線軸10處于圖4A中示出的狀態(tài)。在步驟S55中，控制裝置60停止線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置20的操作，基于來自搖動(dòng)角度檢測(cè)裝置34的檢測(cè)信號(hào)來檢測(cè)浮動(dòng)臂31的搖動(dòng)角度，并且基于來自旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置23的檢測(cè)信號(hào)來檢測(cè)線軸的旋轉(zhuǎn)角度。然后，控制裝置60計(jì)算并存儲(chǔ)搖動(dòng)角度Θ 2 (參見圖4A)，該搖動(dòng)角度Θ 2為在步驟S55中檢測(cè)到的浮動(dòng)臂31的搖動(dòng)角度與在步驟S25中檢測(cè)到的浮動(dòng)臂標(biāo)準(zhǔn)位置(STD)的搖動(dòng)角度之間的差?？刂蒲b置60還計(jì)算并存儲(chǔ)旋轉(zhuǎn)角度Θ b(參見圖4A)，該旋轉(zhuǎn)角度Θ b為在步驟S55中檢測(cè)到的線軸的旋轉(zhuǎn)角度與在步驟S25中檢測(cè)到的線軸標(biāo)準(zhǔn)位置(STB)的旋轉(zhuǎn)角度之間的差。然后，程序進(jìn)行到步驟S60。
[0032]在步驟S60中，控制裝置60基于浮動(dòng)臂31的搖動(dòng)角度Θ 1、Θ 2、線軸的旋轉(zhuǎn)角度9a、0b、以及浮動(dòng)臂的長(zhǎng)度LD(參見圖3B和圖4A)通過使用下面所述的(等式I)來計(jì)算線軸徑，該線軸徑為纖維纏繞在線軸10上的點(diǎn)處的半徑。然后，程序進(jìn)行到步驟S65。如果線軸的半徑為Rx，并且線軸的旋轉(zhuǎn)角度(9 a+0b) = Θ c，則獲得下列等式。
[0033]通過線軸的旋轉(zhuǎn)而解繞的纖維的長(zhǎng)度(LX)=通過浮動(dòng)臂的搖動(dòng)而解繞的纖維的長(zhǎng)度(LY) LX = 2 Rx* Θ c/360
[0034]LY = 2*LD*[sin( θ I) +sin ( θ 2)]
[0035]由于LX = LY，
[0036]2 Rx* Θ c/360 = 2*LD* [sin ( Θ I) +sin ( Θ 2)]。
[0037]因此,線軸徑(半徑)=Rx= 360*LD*[sin( θ I) +sin( θ 2)]/( π * θ c)......(等式I)
[0038]作為計(jì)算上述(等式I)中的線軸徑(半徑)的另一方法，基于線軸的旋轉(zhuǎn)角度、浮動(dòng)臂的搖動(dòng)角度以及浮動(dòng)臂的長(zhǎng)度等的線軸徑的映射可以預(yù)先存儲(chǔ)在與控制裝置相連的存儲(chǔ)裝置中，并且線軸徑可以基于浮動(dòng)臂的先前已知的長(zhǎng)度、已經(jīng)獲得的線軸的旋轉(zhuǎn)角度以及浮動(dòng)臂的搖動(dòng)角度、映射等來獲得。
[0039]在步驟S65中，控制裝置60控制線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置20以使線軸10旋轉(zhuǎn)，使得浮動(dòng)臂31的搖動(dòng)位置變?yōu)槿鐖D4B所示的浮動(dòng)臂標(biāo)準(zhǔn)位置(STD)。然后，空氣以給定的壓力供應(yīng)至氣缸36以施加用于形成強(qiáng)化纖維預(yù)制件的張力。然后，程序進(jìn)行到步驟S70。在步驟S70中，控制裝置60執(zhí)行初始設(shè)定等，并且進(jìn)行到步驟S75。例如，控制裝置60基于所獲得的線軸徑來使顯示裝置顯示纖維的剩余量(剩余量的顯示)，基于設(shè)定的解繞速度和獲得的線軸徑等來設(shè)定初始參數(shù)，所述初始參數(shù)用于控制線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置。控制裝置60可以自動(dòng)地執(zhí)行至少剩余量的顯示或者初始參數(shù)的設(shè)定。在步驟S75中，控制裝置60基于步驟S70中設(shè)定的初始參數(shù)來開始控制線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置并且開始控制纖維的解繞。此后，程序與現(xiàn)有控制類似而不自動(dòng)計(jì)算線軸徑。因此，省略了說明。
[0040]通過執(zhí)行以上實(shí)施方式中說明的纖維纏繞方法，可以在新線軸安裝時(shí)自動(dòng)計(jì)算線軸徑。此外，不需要新添加線軸徑檢測(cè)裝置。因此，可以減少操作者所需的精力和時(shí)間，并且更有效地執(zhí)行用于形成強(qiáng)化纖維預(yù)制件的操作。與操作者通過使用卡尺等測(cè)量線軸徑的相關(guān)技術(shù)相比，可預(yù)期減小測(cè)量到的線軸徑的差異以及提高測(cè)量到的線軸徑的精度。同時(shí)，由于不需要新增加線軸徑檢測(cè)裝置，因此可以抑制成本的增加。通過使浮動(dòng)臂在搖動(dòng)范圍內(nèi)以更大的角度范圍搖動(dòng)，可以獲得更精確的線軸徑。在自動(dòng)獲得線軸徑之后，通過使用所獲得的線軸徑來自動(dòng)地執(zhí)行至少纖維的剩余量的顯示或者初始參數(shù)的設(shè)定。因此，減小了操作者所需的精力和時(shí)間，并且避免了操作者的輸入錯(cuò)誤。因此，更有效地執(zhí)行用于形成強(qiáng)化纖維預(yù)制件的操作。用于執(zhí)行使用圖2A和圖2B中的流程圖說明的纖維纏繞方法的纖維纏繞設(shè)備通過圖1中示出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。
[0041]在不背離本發(fā)明的主旨的情況下，可以對(duì)根據(jù)本發(fā)明的纖維纏繞方法和纖維纏繞設(shè)備I的程序、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、形狀等做出各種改變、添加、刪除。用于“大于或等于”(^ )、“小于或等于”( < )、“大于”( > )、“小于”( <)等的符號(hào)可以包括等號(hào)或不包括等號(hào)。
【權(quán)利要求】
1.一種纖維纏繞方法，所述纖維纏繞方法使用: 線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(20)，所述線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(20)上安裝有線軸，所述線軸上纏繞有纖維，所述線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(20)驅(qū)動(dòng)所述線軸并使所述線軸旋轉(zhuǎn)； 浮動(dòng)裝置(30)，所述浮動(dòng)裝置(30)搖動(dòng)以將一定的張力施加至從所述線軸解繞的纖維；以及 控制裝置(60)，所述控制裝置￠0)控制所述線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(20)，所述纖維纏繞方法包括: 當(dāng)新線軸(10)安裝在所述線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(20)上時(shí)，在保持通過所述浮動(dòng)裝置(30)解繞的纖維的末端在比所述浮動(dòng)裝置(30)更遠(yuǎn)處固定、并且解繞的纖維被繃緊的狀態(tài)的同時(shí)，通過使用所述控制裝置￠0)使所述線軸(10)旋轉(zhuǎn)來使所述浮動(dòng)裝置(30)搖動(dòng)；以及 基于所述浮動(dòng)裝置(30)的長(zhǎng)度、所述浮動(dòng)裝置(30)的搖動(dòng)角度以及所述線軸(10)的旋轉(zhuǎn)角度，通過使用所述控制裝置￠0)來獲得安裝在所述線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(20)上的所述線軸的線軸徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維纏繞方法，其中，在獲得所述線軸徑時(shí)，所述浮動(dòng)裝置(30)從搖動(dòng)范圍的一端或一端附近搖動(dòng)至所述搖動(dòng)范圍的另一端或另一端附近。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的纖維纏繞方法，其中，所述控制裝置￠0)基于獲得的所述線軸徑來自動(dòng)地執(zhí)行以下中的至少一者:顯示纖維的剩余量、或者設(shè)定當(dāng)開始通過所述線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(20)進(jìn)行解繞時(shí)的初始參數(shù)。
4.一種纖維纏繞設(shè)備，包括: 線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(20)，所述線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(20)上安裝有線軸，所述線軸上纏繞有纖維，所述線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(20)驅(qū)動(dòng)所述線軸并使所述線軸旋轉(zhuǎn)； 旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)裝置(23)，所述旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)裝置(23)檢測(cè)所述線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(20)的旋轉(zhuǎn)角度； 浮動(dòng)裝置(30)，所述浮動(dòng)裝置(30)搖動(dòng)以將一定的張力施加至從所述線軸解繞的纖維； 搖動(dòng)角度檢測(cè)裝置(34)，所述搖動(dòng)角度檢測(cè)裝置(34)檢測(cè)所述浮動(dòng)裝置(30)的搖動(dòng)角度；以及 控制裝置(60)，所述控制裝置￠0)控制所述線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(20)， 所述纖維纏繞設(shè)備的特征在于， 當(dāng)新線軸安裝在所述線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(20)上時(shí)，所述纖維纏繞設(shè)備保持以下狀態(tài):通過所述浮動(dòng)裝置(30)解繞的纖維的末端在比所述浮動(dòng)裝置(30)更遠(yuǎn)處固定、并且解繞的纖維被繃緊；以及 所述控制裝置￠0)通過使所述線軸旋轉(zhuǎn)來使所述浮動(dòng)裝置(30)搖動(dòng)，并且基于以下方面計(jì)算安裝在所述線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(20)上的所述線軸的線軸徑:基于來自所述旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)裝置(23)的檢測(cè)信號(hào)的所述線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(20)的旋轉(zhuǎn)角度、基于來自所述搖動(dòng)角度檢測(cè)裝置(34)的檢測(cè)信號(hào)的所述浮動(dòng)裝置(30)的搖動(dòng)角度、以及所述浮動(dòng)裝置(30)的長(zhǎng)度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的纖維纏繞設(shè)備，其中，在獲得所述線軸徑時(shí)，所述控制裝置(60)在接收來自所述搖動(dòng)角度檢測(cè)裝置(34)的檢測(cè)信號(hào)的同時(shí)控制所述線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(20)，并且使所述浮動(dòng)裝置(30)從搖動(dòng)范圍的一端或一端附近搖動(dòng)至所述搖動(dòng)范圍的另一端或另一端附近。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的纖維纏繞設(shè)備，其中，所述控制裝置￠0)基于計(jì)算出的所述線軸徑來自動(dòng)地執(zhí)行以下中的至少一者:顯示纖維的剩余量、或者設(shè)定開始通過所述線軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(20)進(jìn)行解繞時(shí)的初始參數(shù)。
【文檔編號(hào)】B65H49/18GK104291150SQ201410338780
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月16日
【發(fā)明者】山口祐司, 小嶋久毅, 大谷忠司, 藤井丈史 申請(qǐng)人:株式會(huì)社捷太格特, 豐田自動(dòng)車株式會(huì)社