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JPH0717024B2 - Fiber reinforced plastic molding equipment - Google Patents
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JPH0717024B2 - Fiber reinforced plastic molding equipment - Google Patents

Fiber reinforced plastic molding equipment

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JPH0717024B2
JPH0717024B2 JP61108216A JP10821686A JPH0717024B2 JP H0717024 B2 JPH0717024 B2 JP H0717024B2 JP 61108216 A JP61108216 A JP 61108216A JP 10821686 A JP10821686 A JP 10821686A JP H0717024 B2 JPH0717024 B2 JP H0717024B2
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long fibers
rotary table
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impregnated
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由人 加藤
克巳 近藤
泰広 土屋
伸二 小池
真樹 寺田
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、繊維強化プラスチックの成形装置、より詳し
くは樹脂を含浸させた長繊維を自動的に巻取って、三次
元形状の繊維強化プラスチックを成形する装置に関す
る。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fiber-reinforced plastic molding apparatus, and more specifically, to a resin-impregnated long fiber that is automatically wound to form a three-dimensional fiber-reinforced plastic. The present invention relates to a device for molding.

(従来の技術) 樹脂を含浸させた長繊維を巻取って繊維強化プラスチッ
クを成形する方法としては、フィラメントワインディン
グ法が良く知られている。この方法は、炭素繊維、ガラ
ス繊維等の長繊維にポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等
の合成樹脂を含浸させ、これを成形型に連続的に巻付け
て所定形状とするものである。ところで、前記フィラメ
ントワインディング法による成形品は、一般に円筒状、
リング状等の単純形状のものであり、この場合は、成形
型(マンドレル)を回転させ、この回転する成形型に沿
って樹脂含浸長繊維の案内治具を移動させるだけで自動
的に巻取ることができる(例えば、特開昭55-115117号
公報)。
(Prior Art) A filament winding method is well known as a method for winding a long fiber impregnated with a resin to form a fiber-reinforced plastic. In this method, long fibers such as carbon fibers and glass fibers are impregnated with a synthetic resin such as polyester resin and epoxy resin, and the resin is continuously wound around a molding die to have a predetermined shape. By the way, the molded product by the filament winding method is generally cylindrical,
It has a simple shape such as a ring shape. In this case, the forming die (mandrel) is rotated, and the resin-impregnated long fiber guide jig is moved along the rotating forming die to automatically wind it. (For example, JP-A-55-115117).

しかしながら、成形品が、例えばステアリングホイール
芯材のような三次元形状をしたものである場合、樹脂含
浸長繊維をきわめて複雑な経路(パターン)で巻取らな
ければならないため、樹脂含浸長繊維の自動巻取りは困
難となって人手による巻取り、いわゆる手巻きに頼らざ
るを得なかった。
However, if the molded product has a three-dimensional shape, such as a steering wheel core material, the resin-impregnated long fibers must be wound in a very complicated path (pattern). Winding became difficult, and I had to rely on manual winding, so-called manual winding.

第17図および第18図は、そのような手巻き装置を示した
もので、長繊維51を束ねたボビン52を支持する回転自在
なボビン受け53と、溶融樹脂54を収容すると共にボビン
52から引出した長繊維51を前記溶融樹脂54中に案内する
ガイドローラ55を具備する含浸槽56と、この含浸槽56か
ら引出した樹脂含浸長繊維57を巻取るための(例えばス
テアリングホイール用の)成形型58と、この成形型58を
支持し回転駆動する駆動装置59と、この駆動装置59の制
御装置60と、足踏スイッチ61とを備えている。これによ
り、作業者62は含浸槽56から引出した樹脂含浸長繊維57
を手でたぐり寄せながら、足踏スイッチ61を踏んで適当
なタイミング成形型58を正逆回転させ、所定の巻きパタ
ーンで成形型58に樹脂含浸長繊維57を巻付けるようにす
る。
FIGS. 17 and 18 show such a manual winding device, which includes a rotatable bobbin receiver 53 for supporting a bobbin 52 in which long fibers 51 are bundled and a bobbin for accommodating a molten resin 54.
An impregnation tank 56 including a guide roller 55 that guides the long fibers 51 drawn from 52 into the molten resin 54, and a resin impregnated long fiber 57 drawn from the impregnation tank 56 (for steering wheels, for example). ) A molding die 58, a driving device 59 that supports and rotatably drives the molding die 58, a control device 60 of the driving device 59, and a foot switch 61. As a result, the worker 62 can check the resin-impregnated long fibers 57 drawn from the impregnation tank 56.
While pulling by hand with the hand, the foot switch 61 is depressed to rotate the proper timing molding die 58 in the forward and reverse directions, and the resin-impregnated long fiber 57 is wound around the molding die 58 in a predetermined winding pattern.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記従来の成形装置によれば、人手に
よる作業のため生産性が低く、また出来上った成形品の
品質に安定性がない、樹脂含浸長繊維の巻きパターン
が複雑なため、それを覚えるのが大変であり、しかも作
業中に巻き数を確認しなければならないため、作業者の
労働負担が大きい、樹脂含浸長繊維からほつれた細粉
が作業環境を悪化し、その対策に多くの費用がかかる、
等の問題があった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, according to the above-described conventional molding apparatus, the productivity is low due to the work by human being, and the quality of the finished molded product is not stable, Since the winding pattern of is complicated, it is difficult to remember it, and moreover, the number of windings must be checked during the work, which puts a heavy burden on the worker. It worsens the environment and costs a lot to deal with it,
There was a problem such as.

本発明は、上記従来の問題点を解決すべくなされたもの
で、工業用ロボットと回転テーブルとを有機的に組合わ
せることにより樹脂含浸長繊維の三次元形状への自動巻
取りを可能とし、もって生産性と品質の向上に寄与でき
る繊維強化プラスチック成形装置を提供することを目的
とする。
The present invention has been made to solve the above conventional problems, and enables automatic winding of a resin-impregnated long fiber into a three-dimensional shape by organically combining an industrial robot and a rotary table, An object of the present invention is to provide a fiber reinforced plastic molding device that can contribute to the improvement of productivity and quality.

(問題点を解決するための手段) このため、本発明は、長繊維に樹脂を含浸させる含浸槽
と、該含浸槽から引出した樹脂含浸長繊維を巻取る成形
型が固定された回転テーブルと、前記含浸槽と前記回転
テーブルとの間に設置され前記樹脂含浸長繊維を支持す
る案内治具をアーム先端に持つロボットと、前記回転テ
ーブルおよびロボットの動作を同期させて制御する制御
手段と、前記成形型に導かれる樹脂含浸長繊維に張力を
付与する張力付与手段とから成るように構成したことを
特徴とする。
(Means for Solving the Problems) Therefore, the present invention provides an impregnation tank for impregnating long fibers with a resin, and a rotary table to which a molding die for winding the resin-impregnated long fibers withdrawn from the impregnation tank is fixed. A robot having a guide jig, which is installed between the impregnation tank and the rotary table, for supporting the resin-impregnated long fibers at an arm tip, and a control means for controlling the rotary table and the robot in synchronization with each other, The present invention is characterized in that it comprises a tension applying means for applying tension to the resin-impregnated long fibers guided to the molding die.

(作用) 上記構成の繊維強化プラスチックの成形装置において、
成形型を回転テーブルに載せると共にロボットに用案内
治具を持たせたので、樹脂含浸長繊維を任意の巻きパタ
ーンで任意形状に自動巻取りすることができて、繊維強
化プラスチックの生産性の向上と品質の安定化とを図る
ことができ、かつまた無人化による安全、衛生面の向上
を図ることができる。
(Operation) In the molding apparatus of the fiber reinforced plastic having the above-mentioned configuration,
Since the mold is placed on the rotary table and the robot has a guide jig, the resin-impregnated long fibers can be automatically wound into any shape with any winding pattern, improving the productivity of fiber reinforced plastics. And quality can be stabilized, and safety and hygiene can be improved by unmanning.

また制御装置内にデータさえ入力しておけば巻取り動作
を精度良く再現することができて、繊維強化プラスチッ
クの容易成形が可能になる。しかも回転テーブルとロボ
ットとの動きを同期して制御するようにしたので、ロボ
ットアームの小さい動きで樹脂含浸長繊維を成形型に巻
付けることができるようになり、結果として樹脂含浸長
繊維の過度な屈曲や絞りを防止し得て、巻取り中に樹脂
含浸長繊維が折損したり、けば立ちすることがなくな
る。さらに張力を付与する手段により樹脂含浸長繊維を
緩みなく巻取ることができ、得られた成形品は稠密性を
増して強度が向上するようになる。
Further, the winding operation can be accurately reproduced by simply inputting data into the control device, and the fiber-reinforced plastic can be easily molded. Moreover, since the movements of the rotary table and the robot are controlled in synchronization, it becomes possible to wind the resin-impregnated long fibers around the molding die with a small movement of the robot arm, and as a result, the excess of the resin-impregnated long fibers is caused. It is possible to prevent unnecessary bending and drawing and prevent the resin-impregnated long fibers from being broken or fuzzing during winding. Further, the resin-impregnated long fibers can be wound up without slack by means of applying tension, and the obtained molded article has increased denseness and improved strength.

(実施例) 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention is described based on an accompanying drawing.

第1図は本発明にかゝる繊維強化プラスチックの成形装
置の全体構造を示したものである。本実施例は自動車の
ステアリングホイール芯材を成形する装置例を示したも
ので、ボビン1から引出された長繊維2に連続的に合成
樹脂を含浸させる含浸槽3と、前記含浸槽3から引出さ
れた樹脂含浸長繊維4を巻取るための成形型5を主軸
6′上に取付けた回転テーブル6と、前記含浸槽3から
引出された樹脂含浸長繊維樹4を前記成形型5に対して
案内するための案内治具7をアーム先端に持つ多関節
(6軸)のロボット8と、前記回転テーブル6およびロ
ボット8の動作を制御する制御装置9と、前記含浸槽3
に隣接して設けられ前記成形型5に導かれる樹脂含浸長
繊維4に対し所定の張力を付与するテンショナ10とから
概略構成されている。なお、11は含浸槽3から引出され
た複数の樹脂含浸長繊維4を束ねるためのガイド部材、
12は成形型5から滴下する溶融樹脂を受ける受け皿、13
は後述する制御装置にデータおよびプログラムを入力す
るためのキーボードおよびCRTを含む入力機、14はティ
ーチングボックスである。
FIG. 1 shows the entire structure of a fiber-reinforced plastic molding apparatus according to the present invention. This embodiment shows an example of an apparatus for molding a steering wheel core material of an automobile. An impregnation tank 3 for continuously impregnating long fibers 2 drawn from a bobbin 1 with a synthetic resin, and an impregnation tank 3 A rotary table 6 having a molding die 5 for winding the resin-impregnated continuous fibers 4 mounted on a main shaft 6 ', and a resin-impregnated continuous fiber tree 4 drawn from the impregnation tank 3 to the molding die 5. A multi-joint (6-axis) robot 8 having a guide jig 7 for guiding the arm, a controller 9 for controlling the operation of the rotary table 6 and the robot 8, and the impregnation tank 3
And a tensioner 10 which is provided adjacent to and which applies a predetermined tension to the resin-impregnated long fibers 4 guided to the molding die 5. In addition, 11 is a guide member for bundling a plurality of resin-impregnated long fibers 4 drawn out from the impregnation tank 3,
12 is a tray for receiving the molten resin dropped from the mold 5, 13
Is an input device including a keyboard and a CRT for inputting data and programs to a control device described later, and 14 is a teaching box.

こゝで含浸槽3は、第3図に示すように、溶融樹脂15を
収容するタンク16に、長繊維2を巻回して前記溶融樹脂
15中に案内する複数のガイドローラ17、17…を設けて成
っている。またテンショナ10は、第3図に示すように、
入口側に配されたガイドローラ18と、出口側に配された
二段ガイドローラ19と、これら両ガイドローラ18、19間
に位置して樹脂含浸長繊維4に掛けられたフリーローラ
20とから成り、樹脂含浸長繊維4に対して、フリーロー
ラ20の自重と二段ガイドローラ19の摩擦抵抗とを加味し
た張力を付与できるようになっている。さらに案内治具
7は、第4図に示すように、棒状の本体部21の先端に樹
脂含浸長繊維4を挿通する孔22を設けて成るもので、ロ
ボット8のアーム先端に予め設けられたフランジプレー
ト23にボルト24にて取付けられている。
As shown in FIG. 3, the impregnation tank 3 has a tank 16 containing a molten resin 15 and the long fibers 2 wound around the tank 16.
It has a plurality of guide rollers 17, 17 ... Further, the tensioner 10 is, as shown in FIG.
A guide roller 18 arranged on the inlet side, a two-stage guide roller 19 arranged on the outlet side, and a free roller positioned between the guide rollers 18 and 19 and hung on the resin-impregnated long fiber 4.
It is composed of 20 and can apply tension to the resin-impregnated long fibers 4 in consideration of the own weight of the free roller 20 and the frictional resistance of the two-stage guide roller 19. Further, as shown in FIG. 4, the guide jig 7 comprises a rod-shaped main body portion 21 provided with a hole 22 through which the resin-impregnated long fiber 4 is inserted, and is provided in advance at the arm tip of the robot 8. It is attached to the flange plate 23 with bolts 24.

一方成形型5は、第5図と第6図に詳細を示すように、
回転テーブル6の主軸6′に固定された円盤状の第1の
巻取型25と、この第1の巻取治具に合わされて取付けら
れたリング状の第2の巻取型26と、前記第1の巻取型25
に主軸6aと軸線を一にして立設された支柱27と、該支柱
27の上端に取付けられたボス金具28とから成っている。
第1、第2の巻取型25、26のそれぞれの周部には、断面
半円状の溝が形成されており、上記合わされた状態にお
いて両者間には、断面U字状の周溝29が形成されてい
る。また第2の巻取型26には、周方向の三箇所に切欠溝
30が形成されている。これにより、回転テーブル6を回
しつゝ適宜ロボット本体8を駆動することにより、樹脂
含浸長繊維4を周溝29に巻付けると共に、周溝29からボ
ス金具28へ、ボス金具28から周溝29へと巻付ければ、リ
ング部W1と、スポーク部W2、ボス金具28を含むボス部W3
とを有するステアリングホイール芯材Wが一体に成形さ
れるようになる。
On the other hand, the molding die 5, as shown in detail in FIGS. 5 and 6,
A disk-shaped first winding die 25 fixed to the main shaft 6'of the rotary table 6, a ring-shaped second winding die 26 fitted and attached to the first winding jig, and First winding die 25
A pillar 27 that is erected on the main shaft 6a with its axis aligned with the main shaft 6a;
It consists of a boss metal fitting 28 attached to the upper end of 27.
A groove having a semicircular cross section is formed in each of the peripheral portions of the first and second take-up dies 25 and 26, and a peripheral groove 29 having a U-shaped cross section is formed between them in the above-mentioned combined state. Are formed. Further, the second winding die 26 has three notch grooves in the circumferential direction.
30 are formed. As a result, by rotating the rotary table 6 and appropriately driving the robot body 8, the resin-impregnated long fibers 4 are wound around the circumferential groove 29, and the circumferential groove 29 is transferred to the boss fitting 28 and the boss fitting 28 is moved to the circumferential groove 29. If wrapped around, ring part W1, spoke part W2, boss part W3 including boss metal fitting 28
The steering wheel core material W having the above is integrally formed.

さらに制御装置9としては、特開昭60−193016号公報に
詳細に記載されているものを用いることとする。この制
御装置9は第7図に示すような構造を有している。同図
において、30a、30b… …30fはロボット8の各軸のサ
ーボモータ、30gは回転テーブル6のサーボモータであ
る。また各軸毎に各サーボモータによる回動位置を検出
するためのエンコーダ31a、31b… …31gおよびポテン
ショメータ32a、32b… …32fがそれぞれ設けられてい
る。各サーボモータへはサーボユニット33a、33b… …
33gからそれぞれ駆動パスルが印加され、一方各サーボ
ユニットへは前記エンコーダおよびポテンショメータか
ら検出した現在位置に関するデータがそれぞれ送られる
ようになっている。
Further, as the control device 9, the one described in detail in JP-A-60-193016 is used. The control device 9 has a structure as shown in FIG. In the figure, 30a, 30b ... 30f are servomotors for the respective axes of the robot 8, and 30g is a servomotor for the rotary table 6. 31g and potentiometers 32a, 32b ... 32f for detecting the rotational position of each servo motor are provided for each axis. Servo units 33a, 33b to each servo motor ...
A drive pulse is applied from 33g, respectively, while data relating to the current position detected by the encoder and potentiometer is sent to each servo unit.

34は中枢制御部で、中央処理装置(CPU)35の他に、前
記入力機13からデータを取入れると共に前記サーボユニ
ット33a、33b… …33gへ制御信号を出力する入出力ポ
ート(I/O)36、前記入力機からのデータおよびティー
チデータ等を格納するメモリ37、プレイバック時に軌跡
補間を行うための補間回路38、補間点を回転テーブル座
標上で回転させたり、回転後の点を回転テーブル座標系
からロボット本体8の絶対座標系に変換する座標変換回
路39等を内蔵している。
A central control unit 34 is an input / output port (I / O) that receives data from the input unit 13 and outputs control signals to the servo units 33a, 33b ... 33g in addition to the central processing unit (CPU) 35. ) 36, a memory 37 for storing data from the input device, teach data, etc., an interpolation circuit 38 for performing locus interpolation during playback, rotating an interpolation point on a rotary table coordinate, or rotating a point after rotation. A coordinate conversion circuit 39 for converting the table coordinate system to the absolute coordinate system of the robot body 8 is built in.

上記構成の制御装置9により、いま、回転テーブル6を
固定状態とし、ティーチングボックス14(第1図)を操
作して案内治具7を動かしティーチングを行うと、ティ
ーチングによって得られたロボット側の絶対座標系の位
置および姿勢データは回転テーブル6の座標系に変換さ
れ、ティーチングデータとしてメモリ37に格納される。
この格納されたティーチングデータは、プレイバックに
際し、補間回路38において回転テーブル座標系で直線補
間され、さらに座標変換回路39において、各補間点の回
転角成分が求められ、回転後の点が絶対座標系の値へと
変換される。前記座標変換された値はサーボユニット33
a、33b… …33fに取込まれる。サーボユニットはロボ
ット各軸のパスル数を算出し、エンコーダ31a、31b…
…31fから取込んだ現在の各軸のパスル数と比較して、
その差によりサーボモータ30a、30b… …30fの駆動を
制御する。一方、回転テーブル用のサーボユニット33g
は、前記回転角成分に対応するパスル数を算出し、エン
コーダ31gから取込んだパスル数と比較して、その差に
よりサーボモータ30gの駆動を制御する。このようにし
て、回転テーブル6とロボット8とは、連続的に出力さ
れる補間点の指令値によって完全に同期して動作するこ
とができ、しかも直線補間によってロボット8のアーム
先端の動きは最小に抑えられるようになる。
With the control device 9 having the above-mentioned configuration, the rotary table 6 is now fixed, and the teaching box 14 (Fig. 1) is operated to move the guide jig 7 to perform teaching. The position and orientation data of the coordinate system is converted into the coordinate system of the rotary table 6 and stored in the memory 37 as teaching data.
At the time of playback, the stored teaching data is linearly interpolated by the interpolation circuit 38 in the rotary table coordinate system, and further, the coordinate conversion circuit 39 determines the rotation angle component of each interpolation point, and the rotated point is the absolute coordinate. Converted to system values. The coordinate-converted value is the servo unit 33.
a, 33b…… incorporated into 33f. The servo unit calculates the number of pulses on each axis of the robot, and the encoders 31a, 31b ...
… Compared with the current number of pulses for each axis taken from 31f,
The drive of the servomotors 30a, 30b ... 30f is controlled by the difference. On the other hand, 33g of servo unit for rotary table
Calculates the number of pulses corresponding to the rotation angle component, compares it with the number of pulses fetched from the encoder 31g, and controls the drive of the servomotor 30g based on the difference. In this way, the rotary table 6 and the robot 8 can operate in perfect synchronization in accordance with the continuously output interpolation point command values, and the movement of the arm tip of the robot 8 is minimized by linear interpolation. Will be suppressed to.

かゝる構成により、予め入力機13を操作して巻付けパタ
ーン、巻き数等必要なデータを制御装置9に入力すると
共に、ティーチングボックス14を操作してロボット8の
ティーチングを行う。次にボビン1から長繊維2を引出
し、含浸装置3、テンショナ10、案内治具7を通して成
形型5に導き、その一端を成形型5に固着する。その後
制御装置9を起動すると、回転テーブル6が回動し、さ
らにこれに同期してロボットが駆動し、成形型5には順
次樹脂含浸長繊維4が巻付けられ、遂には所定形状のス
テアリングホイール芯材W(第5図、第6図)が完成す
る。なお巻付けパターンは、樹脂含浸長繊維4のからみ
を増すように、例えば第8図と第9図に示すように、リ
ング部からボス部へ、ボス部からリング部へ回すパター
ンP1、P2とするのが好ましい。
With such a configuration, the input device 13 is operated in advance to input necessary data such as the winding pattern and the number of windings to the control device 9, and the teaching box 14 is operated to teach the robot 8. Next, the long fibers 2 are drawn out from the bobbin 1, guided to the forming die 5 through the impregnating device 3, the tensioner 10 and the guide jig 7, and one end thereof is fixed to the forming die 5. After that, when the control device 9 is started, the rotary table 6 is rotated, and further, the robot is driven in synchronization with this, the resin-impregnated long fibers 4 are sequentially wound around the molding die 5, and finally the steering wheel having a predetermined shape is formed. The core material W (FIGS. 5 and 6) is completed. The winding pattern is such that the resin-impregnated long fibers 4 are entangled with each other, for example, as shown in FIG. 8 and FIG. 9, patterns P1 and P2 for turning from the ring portion to the boss portion and from the boss portion to the ring portion Preferably.

このように、回転テーブル6とロボット8との動作を利
用して樹脂含浸長繊維4を自動巻取りするので、高能率
かつ高精度に強化プラスチックを製造し得るところとな
るばかりか、無人化による安全、衛生面の向上を達成で
きる。また回転テーブル6とロボット8とは同期して動
作するので、小さなロボットアームの動きで樹脂含浸長
繊維4を成形型5と巻付けることができ、この結果、案
内治具7を間にした樹脂含浸長繊維4の交差角度が可及
的に小さく抑えられて、樹脂含浸長繊維4の折損やけば
立ちを未然に防止し得るところとなる。また樹脂含浸長
繊維4にはテンショナ10から張力が加えられており、案
内治具7が動作しても樹脂含浸長繊維4には緩みが生じ
ることがなくなり、稠密な巻取りが可能になって、得ら
れたステアリンングホイール芯材Wの強度も向上するよ
うになる。
In this way, since the resin-impregnated long fibers 4 are automatically wound up by utilizing the operation of the rotary table 6 and the robot 8, not only the reinforced plastic can be manufactured with high efficiency and high accuracy, but also due to unmanned operation. It is possible to improve safety and hygiene. Further, since the rotary table 6 and the robot 8 operate in synchronization with each other, the resin-impregnated long fibers 4 can be wound around the molding die 5 by the movement of a small robot arm, and as a result, the resin with the guide jig 7 interposed therebetween can be wound. The crossing angle of the impregnated long fibers 4 is suppressed as small as possible, so that the resin-impregnated long fibers 4 can be prevented from being broken or broken. Further, tension is applied to the resin-impregnated long fibers 4 from the tensioner 10, so that the resin-impregnated long fibers 4 will not be loosened even when the guide jig 7 is operated, and dense winding is possible. The strength of the obtained stealing wheel core material W is also improved.

なお、上記実施例において、回転テーブル6とロボット
8との動作の同期をとるに、共通の制御装置9を用いた
が、これに代え、第10図に示すように、回転テーブル6
の制御装置40とロボット8の制御装置41とを独立に設
け、その間にシーケンス制御装置42を介在せしめて、両
制御装置40と41間で信号のやり取りを行うことにより、
回転テーブル6とロボット8とを同期させるようにする
ことができる。ただしこの場合、回転テーブル6とロボ
ット8間で細かい動作単位での信号のやり取りが必要と
なるため、上記実施例の場合に比し、動作時間が総体的
に長くなり、生産性がやゝ劣る。
In the above embodiment, the common control device 9 is used to synchronize the operations of the rotary table 6 and the robot 8, but instead of this, as shown in FIG.
By separately providing the control device 40 and the control device 41 of the robot 8 and interposing the sequence control device 42 between them, the signals are exchanged between the control devices 40 and 41.
The rotary table 6 and the robot 8 can be synchronized. However, in this case, since it is necessary to exchange signals in a fine motion unit between the rotary table 6 and the robot 8, the motion time is generally longer than that in the case of the above embodiment, and the productivity is slightly inferior. .

また上記実施例において、一つの回転テーブル6に一つ
の成形型5を取付けて、ステアリングホイール芯材を一
個ずつ成形するようにしたが、これに代え、例えば第11
図と第12図に示すように、回転テーブル6上に複数の成
形型5A、5B、5Cを取付けると共に、回転テーブル6周り
に各成形型に対応するロボット8A、8B、8Cを等配に設置
し、一つの制御装置9′にて回転テーブル6と複数のロ
ボット本体8A、8B、8Cとの動作を同期して制御するよう
にすることができる。これにより、生産性の向上を達成
できるばかりか、回転テーブル6や制御装置9′の共通
化による設備コストの低減を達成できる。
Further, in the above-mentioned embodiment, one molding die 5 is attached to one rotary table 6 so that the steering wheel core materials are molded one by one.
As shown in FIG. 12 and FIG. 12, a plurality of molding dies 5A, 5B, 5C are mounted on the rotary table 6, and robots 8A, 8B, 8C corresponding to the respective molds are equally arranged around the rotary table 6. However, it is possible to control the operations of the rotary table 6 and the plurality of robot bodies 8A, 8B, 8C in synchronization with one control device 9 '. As a result, not only the productivity can be improved, but also the equipment cost can be reduced by sharing the rotary table 6 and the control device 9 '.

さらに上記実施例において、樹脂含浸長繊維4に張力を
付与する手段として二段ガイドローラ19やフリーローラ
20を配したテンショナ10を用いたが、この中の二段ガイ
ドローラ19の一方を、例えば第13図に示すように駆動装
置42に連結しても良い。駆動装置42は、例えばシリンダ
43と、このシリンダ43から延びるロッド44の先端に固設
したモータ45と、該モータ45の回転をガイドローラ19に
伝達するベルト46とから形成し、制御装置9からの信号
により作動するようにする。これにより、シリンダ43を
作動してガイドローラ19の一方を下降せしめ、樹脂含浸
長繊維4を適宜他方のガイドローラに押圧しつゝモータ
45を駆動すれば、案内治具7の動きに追従して樹脂含浸
長繊維4の送り速度を調整することができる。すなわ
ち、上記実施例において案内治具7が成形型5のボス金
具28方向へ移行する時のように、樹脂含浸長繊維4に過
度な張力が加わる場合に、前記駆動により張力が弱まっ
て、案内治具7による樹脂の絞り出しや繊維のけば立ち
を未然に防止できるようになる。
Further, in the above-mentioned embodiment, the two-stage guide roller 19 or the free roller is used as a means for applying a tension to the resin-impregnated continuous fiber 4.
Although the tensioner 10 in which 20 is arranged is used, one of the two-stage guide rollers 19 therein may be connected to the driving device 42 as shown in FIG. 13, for example. The drive device 42 is, for example, a cylinder.
43, a motor 45 fixed to the tip of a rod 44 extending from the cylinder 43, and a belt 46 for transmitting the rotation of the motor 45 to the guide roller 19, and actuated by a signal from the controller 9. To do. As a result, the cylinder 43 is actuated to lower one of the guide rollers 19, and the resin-impregnated long fiber 4 is appropriately pressed against the other guide roller.
By driving 45, the feeding speed of the resin-impregnated long fibers 4 can be adjusted by following the movement of the guide jig 7. That is, when excessive tension is applied to the resin-impregnated long fibers 4 as in the case where the guide jig 7 moves toward the boss fitting 28 of the molding die 5 in the above-described embodiment, the tension is weakened by the drive, It is possible to prevent the resin from being squeezed out by the jig 7 and the fluffing of fibers from occurring.

また上記の態様とは逆に、第14図に示すように二段ガイ
ドローラ19の一方をブレーキ47に連結し、あるいは第15
図に示すように二段ガイドローラ19の一方を圧縮ばね48
を介してシリンダ49に連結し、これらブレーキ47あるい
はシリンダ49を制御装置9からの信号により適宜の制動
が働くようにしても良く、これによって案内治具7が成
形型5の切欠溝30に沿って方向転換する時のように、樹
脂含浸長繊維4が膨らもうとする場合に前記制動により
張力が強まって、分岐部の稠密度が高まるようになる。
Contrary to the above mode, one of the two-stage guide rollers 19 is connected to the brake 47 as shown in FIG.
As shown in the figure, the compression spring 48
Alternatively, the brake 47 or the cylinder 49 may be appropriately braked by a signal from the control device 9, so that the guide jig 7 is guided along the cutout groove 30 of the forming die 5. When the resin-impregnated long fibers 4 try to swell, such as when the direction is changed, the tension is increased by the braking, and the denseness of the branched portion is increased.

さらに、上記樹脂含浸長繊維4の張力調整機構は、前出
第13〜15図に示すの実施態様に代え、テンショナ10にお
ける二段ガイドローラ19から切離して別個独立に設ける
ことができる。その際、第16図に示すように、樹脂含浸
長繊維4の移動ラインに沿って一対のブレーキシュー50
aを配すると共に、その一方をシリンダ50bのロッド端に
固定して成る固定ブレーキ50とすることもできる。
Further, the tension adjusting mechanism for the resin-impregnated long fibers 4 may be provided separately and independently from the two-stage guide roller 19 in the tensioner 10 instead of the embodiment shown in FIGS. At that time, as shown in FIG. 16, a pair of brake shoes 50 are provided along the moving line of the resin-impregnated long fibers 4.
It is also possible to provide a fixed brake 50 in which a is arranged and one of them is fixed to the rod end of the cylinder 50b.

(発明の効果) 以上、詳細に説明したように、本発明にかゝる繊維強化
プラスチックの成形装置は、成形型を回転テーブルに載
せると共にロボットに樹脂含浸長繊維用案内治具を持た
せたので、樹脂含浸長繊維を任意の三次元形状に自動巻
取りすることができて、繊維強化プラスチックの生産性
の著しい向上と品質の安定化とを達成でき、同時に無人
化による安全、衛生面の向上を達成できた。
(Effects of the Invention) As described in detail above, in the molding apparatus for fiber-reinforced plastic according to the present invention, the molding die is placed on the rotary table and the robot is provided with the resin-impregnated long fiber guide jig. Therefore, the resin-impregnated long fibers can be automatically wound into an arbitrary three-dimensional shape, and the productivity of the fiber-reinforced plastic can be significantly improved and the quality can be stabilized. We have achieved improvement.

また回転テーブルとロボットとの動作を同期して制御で
きるようにしたので、小さなロボットアームの動きで樹
脂含浸長繊維を成形型に巻取ることが可能となり、この
結果、樹脂含浸長繊維の折損やけば立ちを未然に防止し
得て、歩留りや外観品質の向上を達成できた。
In addition, since the operation of the rotary table and the robot can be controlled in synchronization, it is possible to wind the resin-impregnated long fibers around the mold with the movement of a small robot arm. It was possible to prevent blistering and improve yield and appearance quality.

さらに樹脂含浸長繊維に張力を加える手段を設けたの
で、樹脂含浸長繊維の送りを案内治具の動作に追従させ
ることができるようになり、無駄のない稠密な巻取りが
可能になって、成形品の強度向上を達成できた。
Further, since the means for applying tension to the resin-impregnated long fibers is provided, it becomes possible to follow the movement of the resin-impregnated long fibers with the operation of the guide jig, and it is possible to perform dense winding without waste. The strength of the molded product was improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、本発明にかゝる繊維強化プラスチックの成形
装置の全体構造を示す斜視図、第2図〜第4図は、その
一部である含浸槽、テンショナおよび案内治具をそれぞ
れ示す模式図、第5図と第6図は、同じく成形型を示す
平面図と側面図、第7図は、同じく制御装置を示すブロ
ック図、第8図と第9図は、樹脂含浸長繊維の巻付けパ
ターンを示す説明図、第10図は、制御装置の他の実施態
様を示すブロック図、第11図と第12図は、回転テーブル
とロボットの他の実施態様を示す模式図、第13図〜第16
図は、樹脂含浸長繊維に張力を付与する手段の他の複数
の実施態様を示す模式図、第17図と第18図は、従来の繊
維強化プラスチックの成形装置を示す模式図である。 2……長繊維、3……含浸装置 4……樹脂含浸長繊維、5……成形型 6……回転テーブル、7……案内治具 8……ロボット、9……制御装置 10……張力付与手段(テンショナ)
FIG. 1 is a perspective view showing the overall structure of a molding apparatus for fiber reinforced plastics according to the present invention, and FIGS. 2 to 4 show a part of the impregnation tank, tensioner and guide jig, respectively. Schematic diagrams, FIGS. 5 and 6 are plan and side views showing the same molding die, FIG. 7 is a block diagram showing the same control device, and FIGS. 8 and 9 are resin-impregnated long fibers. FIG. 10 is an explanatory view showing a winding pattern, FIG. 10 is a block diagram showing another embodiment of the control device, FIGS. 11 and 12 are schematic diagrams showing other embodiments of the rotary table and the robot, and FIG. Fig. 16
FIGS. 17 and 18 are schematic views showing other embodiments of means for applying tension to the resin-impregnated continuous fiber, and FIGS. 17 and 18 are schematic views showing a conventional fiber-reinforced plastic molding apparatus. 2 ... Long fiber, 3 ... Impregnation device 4 ... Resin-impregnated long fiber, 5 ... Mold 6 ... Rotating table, 7 ... Guide jig 8 ... Robot, 9 ... Control device 10 ... Tension Granting means (tensioner)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土屋 泰広 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 小池 伸二 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 寺田 真樹 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Yasuhiro Tsuchiya 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture, Toyota Motor Corporation (72) Inventor Shinji Koike 1, Toyota Town, Aichi Prefecture, Toyota Motor Corporation ( 72) Inventor Maki Terada 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】長繊維に樹脂を含浸させる含浸槽と、該含
浸槽から引出した樹脂含浸長繊維を巻取る成形型が固定
された回転テーブルと、前記含浸槽と前記回転テーブル
との間に設置され前記樹脂含浸長繊維を支持する案内治
具をアーム先端に持つロボットと、前記回転テーブルお
よびロボットの動作を同期させて制御する制御手段と、
前記成形型に導かれる樹脂含浸長繊維に張力を付与する
張力付与手段とから成る繊維強化プラスチックの成形装
置。
1. An impregnation tank for impregnating long fibers with a resin, a rotary table on which a mold for winding the resin-impregnated long fibers withdrawn from the impregnation tank is fixed, and between the impregnation tank and the rotary table. A robot having a guide jig installed at the tip of the arm for supporting the resin-impregnated long fibers, and a control means for controlling the rotary table and the robot in synchronization with each other;
A molding device for fiber reinforced plastic, comprising a tension applying means for applying tension to the resin-impregnated long fibers guided to the molding die.
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