フィラメントワインディング装置
【課題】モーションコントローラを再起動させると、繊維束を巻き付ける一連の動作が連続して実行される技術を提供する。
【解決手段】反復動作を行なう装置と発散動作を行なう装置を備えてライナー１の外周面１Ｓに繊維束Ｆを巻き付けるフィラメントワインディング装置１００において、繊維束Ｆを巻き付ける一連の動作の途中で停電により停止した場合に再起動をすると前記反復動作を行なう装置は停止した位置から繊維束Ｆを巻き付ける一連の動作を再開し、前記発散動作を行なう装置はみなし原点位置から繊維束Ｆを巻き付ける一連の動作を再開する、とした。
【解決手段】反復動作を行なう装置と発散動作を行なう装置を備えてライナー１の外周面１Ｓに繊維束Ｆを巻き付けるフィラメントワインディング装置１００において、繊維束Ｆを巻き付ける一連の動作の途中で停電により停止した場合に再起動をすると前記反復動作を行なう装置は停止した位置から繊維束Ｆを巻き付ける一連の動作を再開し、前記発散動作を行なう装置はみなし原点位置から繊維束Ｆを巻き付ける一連の動作を再開する、とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィラメントワインディング装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、樹脂を含浸させた繊維束をライナーの外周面に巻き付けていくフィラメントワインディング装置が知られている（例えば特許文献１参照）。フィラメントワインディング装置には、繊維束を巻き付ける一連の動作を各工程に分けて制御対象の動作を第１工程から順次指示する制御装置が備えられている。具体的に説明すると、フィラメントワインディング装置には、制御装置としてモーションコントローラが備えられ、該モーションコントローラが工程毎に制御信号を作成することによって、繊維束を巻き付ける一連の動作を実現している。
【０００３】
しかし、従来のフィラメントワインディング装置においては、繊維束を巻き付ける一連の動作の途中でモーションコントローラが停止した場合、該モーションコントローラを再起動しても繊維束を巻き付ける一連の動作を再開させることができないという問題点を有していた。つまり、従来のフィラメントワインディング装置は、停電などの非常停止によってモーションコントローラが停止すると、巻き付けられた繊維束を除去し、再び第１工程から繊維束を巻き付ける一連の動作を実行する必要があったのである。
【０００４】
このため、多くの繊維束を同時に巻き付けるフィラメントワインディング装置においては、巻き付けられた繊維束を除去する作業が多大になるとともに、排棄される繊維束が増えるという問題を生じていた。更に、巻き付けられた繊維束を除去するにあたって、既に巻き付けられている下層の繊維束まで除去しなければならない場合もあり、改善が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−３６４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような問題を解決すべくなされたものであり、モーションコントローラを再起動させると、繊維束を巻き付ける一連の動作が連続して実行される技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
次に、この課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、第一の発明は、
反復動作を行なう装置と発散動作を行なう装置を備えてライナーの外周面に繊維束を巻き付けるフィラメントワインディング装置において、
繊維束を巻き付ける一連の動作の途中で停電により停止した場合に再起動をすると前記反復動作を行なう装置は停止した位置から繊維束を巻き付ける一連の動作を再開し、前記発散動作を行なう装置はみなし原点位置から繊維束を巻き付ける一連の動作を再開する、とした。
【０００９】
第二の発明は、
繊維束を巻き付ける一連の動作を各工程に分けて制御対象の動作を第１工程から順次指示する制御装置を備えたフィラメントワインディング装置において、
前記制御装置は、繊維束を巻き付ける一連の動作の途中で停止した場合に次の工程を第１工程とする実行されていない工程群の並び替えを行なう、とした。
【００１０】
第三の発明は、第二の発明に係るフィラメントワインディング装置において、
前記制御装置は、反復動作を工程毎に数値で表したカムデータと、発散動作を工程毎に数値で表したカムデータと、に基づいて制御対象の動作を指示可能に構成され、
再起動をした場合の第１工程以降の前記発散動作については、該発散動作を表すカムデータの各数値から停止時の数値を引いた値で表される新たなカムデータに基づいて実行される、とした。
【００１１】
第四の発明は、第三の発明に係るフィラメントワインディング装置において、
再起動をした場合の最終工程以降の前記反復動作及び前記発散動作については、最終工程時の数値によって一定に表されたカムデータに基づいて実行される、とした。
【００１２】
第五の発明は、第四の発明に係るフィラメントワインディング装置において、
前記制御装置は、最終工程時の数値によって一定に表されたカムデータの最後に前記反復動作及び前記発散動作を表すカムデータの最大値と最小値を加える、とした。
【００１３】
第六の発明は、第一から第五のいずれかの発明に係るフィラメントワインディング装置において、
前記制御装置は、第１工程から停止したときまでの経過時間を計測し、繊維束を巻き付ける一連の動作が要する時間から前記経過時間を引いた値に基づいて再起動をした場合の最終工程の完了時を把握する、とした。
【００１４】
第七の発明は、
繊維束を巻き付ける一連の動作を各工程に分けて制御対象の動作を第１工程から順次指示する制御装置を備えたフィラメントワインディング装置の再起動方法であって、
前記制御装置は、繊維束を巻き付ける一連の動作の途中で停止した場合に次の工程を第１工程とする実行されていない工程群の並び替えを行なう、とした。
【００１５】
第八の発明は、第七の発明に係るフィラメントワインディング装置の再起動方法であって、
前記制御装置は、反復動作を工程毎に数値で表したカムデータと、発散動作を工程毎に数値で表したカムデータと、に基づいて制御対象の動作を指示可能に構成され、
再起動をした場合の第１工程以降の前記発散動作については、該発散動作を表すカムデータの各数値から停止時の数値を引いた値で表される新たなカムデータに基づいて実行される、とした。
【００１６】
第九の発明は、第八の発明に係るフィラメントワインディング装置の再起動方法であって、
再起動をした場合の最終工程以降の前記反復動作及び前記発散動作については、最終工程時の数値によって一定に表されたカムデータに基づいて実行される、とした。
【００１７】
第十の発明は、第九の発明に係るフィラメントワインディング装置の再起動方法であって、
前記制御装置は、最終工程時の数値によって一定に表されたカムデータの最後に前記反復動作及び前記発散動作を表すカムデータの最大値と最小値を加える、とした。
【００１８】
第十一の発明は、第七から第十のいずれかの発明に係るフィラメントワインディング装置の再起動方法であって、
前記制御装置は、第１工程から停止したときまでの経過時間を計測し、繊維束を巻き付ける一連の動作が要する時間から前記経過時間を引いた値に基づいて再起動をした場合の最終工程の完了時を把握する、とした。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００２０】
第一の発明によれば、停電により停止した場合に再起動をすると反復動作を行なう装置は停止した位置から繊維束を巻き付ける一連の動作を再開し、発散動作を行なう装置はみなし原点位置から繊維束を巻き付ける一連の動作を再開する。これにより、繊維束を巻き付ける一連の動作を連続して実行できる。
【００２１】
第二の発明によれば、実行されていない工程群の並び替えを行なうため、モーションコントローラを再起動した場合に各工程の順番を連続させることが可能となる。これにより、簡素な制御態様でありながら繊維束を巻き付ける一連の動作を連続して実行できる。
【００２２】
第三の発明によれば、発散動作を表すカムデータの各数値から停止時の数値を引いた値で表される新たなカムデータを作成するため、モーションコントローラを再起動した際の発散動作を表す数値を原点とすることが可能となる。これにより、簡素な制御態様でありながら繊維束を巻き付ける一連の動作を連続して実行できる。
【００２３】
第四の発明によれば、最終工程時の数値によって一定に表されたカムデータを作成するため、繊維束を巻き付ける一連の動作を最終工程の完了と同時に終了させる必要がなくなる。これにより、簡素な制御態様でありながら繊維束の巻き付け状態を安定させることができる。
【００２４】
第五の発明によれば、反復動作及び発散動作を表すカムデータの最大値と最小値を加えたカムデータを作成するため、再起動前のカムデータと再起動後のカムデータの最大値と最小値を不変として制御対象の動作を指示することが可能となる。これにより、反復動作及び発散動作を表すカムデータの各数値を補正する必要がなくなる。
【００２５】
第六の発明によれば、再起動から最終工程が完了するまでに要する時間を算出することが可能となる。これにより、簡素な制御態様でありながら最終工程の完了時を把握することができる。
【００２６】
第七の発明によれば、実行されていない工程群の並び替えを行なうため、モーションコントローラを再起動した場合に各工程の順番を連続させることが可能となる。これにより、簡素な制御態様でありながら繊維束を巻き付ける一連の動作を連続して実行できる。
【００２７】
第八の発明によれば、発散動作を表すカムデータの各数値から停止時の数値を引いた値で表される新たなカムデータを作成するため、モーションコントローラを再起動した際の発散動作を表す数値を原点とすることが可能となる。これにより、簡素な制御態様でありながら繊維束を巻き付ける一連の動作を連続して実行できる。
【００２８】
第九の発明によれば、最終工程時の数値によって一定に表されたカムデータを作成するため、繊維束を巻き付ける一連の動作を最終工程の完了と同時に終了させる必要がなくなる。これにより、簡素な制御態様でありながら繊維束の巻き付け状態を安定させることができる。
【００２９】
第十の発明によれば、反復動作及び発散動作を表すカムデータの最大値と最小値を加えたカムデータを作成するため、再起動前のカムデータと再起動後のカムデータの最大値と最小値を不変として制御対象の動作を指示することが可能となる。これにより、反復動作及び発散動作を表すカムデータの各数値を補正する必要がなくなる。
【００３０】
第十一の発明によれば、再起動から最終工程が完了するまでに要する時間を算出することが可能となる。これにより、簡素な制御態様でありながら最終工程の完了時を把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】フィラメントワインディング装置の全体構成を示す図。
【図２】（２Ａ）ヘリカル巻き装置の構成を示す正面図。（２Ｂ）ヘリカル巻き装置の構成を示す側面図。
【図３】モーションコントローラを用いた制御システムを示す図。
【図４】繊維束を巻き付ける一連の動作を表したカムデータを示す図。
【図５】（５Ａ）繊維束を巻き付ける一連の動作を表したカムデータを示す図。（５Ｂ）実行されていない工程群の並び替えを行なった場合のカムデータを示す図。
【図６】（６Ａ）繊維束を巻き付ける一連の動作を表したカムデータを示す図。（６Ｂ）実行されていない工程群の並び替えを行なった場合のカムデータを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
まず、本発明の一実施形態に係るフィラメントワインディング装置１００（以降「ＦＷ装置１００」）について説明する。
【００３３】
図１は、ＦＷ装置１００の全体構成を示す図である。図中に示す矢印Ｘは、ライナー１の移送方向を示している。また、ライナー１の移送方向と平行な方向をＦＷ装置１００の前後方向とし、ライナー１が移送される一方向を前側（本図左側）、他方向を後側（本図右側）と定義する。なお、ＦＷ装置１００は、ライナー１を前後方向に往復動させるため、該ライナー１の移送方向に応じて前側及び後側が定まる。
【００３４】
ＦＷ装置１００は、ライナー１の外周面１Ｓに繊維束Ｆを巻き付けていく装置である。ＦＷ装置１００は、主に主基台１０と、ライナー移送装置２０と、フープ巻き装置３０と、ヘリカル巻き装置４０と、制御装置５２（図３参照）と、で構成される。
【００３５】
ライナー１は、例えば高強度アルミニウム材やポリアミド系樹脂等によって形成された略円筒形状の中空容器である。ライナー１は、該ライナー１の外周面１Ｓに繊維束Ｆが巻き付けられることによって耐圧特性の向上が図られる。つまり、ライナー１は、耐圧容器を構成する基材とされる。
【００３６】
主基台１０は、ＦＷ装置１００の基礎を構成する主たる構造体である。主基台１０の上部には、ライナー移送装置用レール１１が設けられている。ライナー移送装置用レール１１には、ライナー移送装置２０が載置されている。また、主基台１０の上部には、ライナー移送装置用レール１１に対して平行にフープ巻き装置用レール１２が設けられている。フープ巻き装置用レール１２には、フープ巻き装置３０が載置されている。
【００３７】
このような構成により、主基台１０は、ＦＷ装置１００の基礎を構成するとともに、ＦＷ装置１００の前後方向にライナー移送装置２０ならびにフープ巻き装置３０を移動させることを可能としている。
【００３８】
ライナー移送装置２０は、ライナー１を回転させながら移送する装置である。詳細には、ライナー移送装置２０は、ＦＷ装置１００の前後方向を中心軸としてライナー１を回転させるとともに、ＦＷ装置１００の前後方向にライナー１を移送する装置である。ライナー移送装置２０は、主に基台２１と、ライナー支持部２２と、で構成される。
【００３９】
基台２１には、該基台２１の上部に一対のライナー支持部２２が設けられている。ライナー支持部２２は、ライナー支持フレーム２３と回転軸２４で構成され、ライナー１を回転させる。具体的に説明すると、ライナー支持部２２は、基台２１から上方に向けて延設されたライナー支持フレーム２３と、該ライナー支持フレーム２３から前後方向に向けて延設された回転軸２４と、で構成される。そして、回転軸２４に取り付けられたライナー１は、図示しない動力機構によって一方向に回転されるのである。
【００４０】
このような構成により、ライナー移送装置２０は、ＦＷ装置１００の前後方向を中心軸としてライナー１を回転させるとともに、ＦＷ装置１００の前後方向にライナー１を移送することを可能としている。
【００４１】
フープ巻き装置３０は、ライナー１の外周面１Ｓに繊維束Ｆを巻き付ける装置である。詳細には、フープ巻き装置３０は、繊維束Ｆの巻き付け角度がＦＷ装置１００の前後方向に対して略垂直となる、いわゆるフープ巻きを行なう装置である。フープ巻き装置３０は、主に基台３１と、動力機構３２と、フープ巻き掛け装置３３と、で構成される。
【００４２】
基台３１には、動力機構３２によって回転されるフープ巻き掛け装置３３が設けられている。フープ巻き掛け装置３３は、巻き掛けテーブル３４とボビン３５で構成され、ライナー１の外周面１Ｓにフープ巻きを行なう。具体的に説明すると、フープ巻き掛け装置３３は、主にフープ巻きを行なう巻き掛けテーブル３４と、該巻き掛けテーブル３４に繊維束Ｆを供給するボビン３５と、で構成される。そして、巻き掛けテーブル３４に設けられた繊維束ガイドによってライナー１の外周面１Ｓに繊維束Ｆが導かれ、巻き掛けテーブル３４が回転することでフープ巻きが行なわれる。
【００４３】
このような構成により、フープ巻き装置３０は、繊維束Ｆの巻き付け角度がＦＷ装置１００の前後方向に対して略垂直となるフープ巻きを行なうことを可能としている。
【００４４】
ヘリカル巻き装置４０は、ライナー１の外周面１Ｓに繊維束Ｆを巻き付ける装置である。詳細には、ヘリカル巻き装置４０は、繊維束Ｆの巻き付け角度がＦＷ装置１００の前後方向に対して所定の値となる、いわゆるヘリカル巻きを行なう装置である。ヘリカル巻き装置４０は、主に基台４１と、ヘリカル巻き掛け装置４２と、で構成される。
【００４５】
基台４１には、ヘリカル巻き掛け装置４２が設けられている。ヘリカル巻き掛け装置４２は、固定ヘリカルヘッド４３と可動ヘリカルヘッド４４で構成され、ライナー１の外周面１Ｓにヘリカル巻きを行なう。具体的に説明すると、ヘリカル巻き掛け装置４２は、主にヘリカル巻きを行なう固定ヘリカルヘッド４３と、同じくヘリカル巻きを行なう可動ヘリカルヘッド４４と、で構成される。そして、固定ヘリカルヘッド４３に設けられた繊維束ガイド４５（図２参照）と可動ヘリカルヘッド４４に設けられた繊維束ガイド４５（図２参照）によってライナー１の外周面１Ｓに繊維束Ｆが導かれ、ライナー１が回転しながら通過することでヘリカル巻きが行なわれる。
【００４６】
このような構成により、ヘリカル巻き装置４０は、繊維束Ｆの巻き付け角度がＦＷ装置１００の前後方向に対して所定の値となるヘリカル巻きを行なうことを可能としている。
【００４７】
制御装置５２は、ライナー１の外周面１Ｓに繊維束Ｆを巻き付ける一連の動作を指示する装置である。詳細には、制御装置５２は、繊維束Ｆを巻き付ける一連の動作を各工程に分けて制御対象の動作を第１工程から順次指示するモーションコントローラである。なお、繊維束Ｆを巻き付ける一連の動作とは、例えばライナー移送装置２０がライナー１を回転させながら移送し、ヘリカル巻き装置４０が可動ヘリカルヘッド４４を回転させることで繊維束ガイド４５の位相を変更して、互いに関連しながら繊維束Ｆを巻き付ける動作をいう。
【００４８】
ここで、ＦＷ装置１００の制御システムについて詳しく説明する。
【００４９】
図３は、制御装置５２（以降「モーションコントローラ５２」）を用いた制御システムを示す図である。モーションコントローラ５２は、ＦＷ装置１００における制御システムの中核をなしている。ＦＷ装置１００の制御システムは、主にアプリケーションソフトウェア５１と、モーションコントローラ５２と、アンプ５３ａ・５３ｂ・・・と、モータ５４ａ・５４ｂ・・・と、フィードバックデバイス５５ａ・５５ｂ・・・と、で構成される。
【００５０】
アプリケーションソフトウェア５１は、ライナー１の外周面１Ｓに繊維束Ｆを巻き付ける一連の動作を設定する。詳細には、アプリケーションソフトウェア５１は、システム設計者が作成したカムデータを設定するほか、特定のイベントが発生した際にカムデータがどのように変化するかを定義する。なお、カムデータとは、制御対象であるモータ５４ａ・５４ｂ・・・の動作を工程毎に数値で表した動作図である（図４参照）。
【００５１】
モーションコントローラ５２は、カムデータに基づいて制御信号を作成する。詳細には、モーションコントローラ５２は、カムデータの各数値に応じた電圧信号を作成し、該電圧信号をアンプ５３ａ・５３ｂ・・・へ出力する。また、モーションコントローラ５２は、各フィードバックデバイス５５ａ・５５ｂ・・・からの検出信号に基づいてアンプ５３ａ・５３ｂ・・・へ出力する電圧信号を補正している。
【００５２】
アンプ５３ａ・５３ｂ・・・は、モーションコントローラ５２からの電圧信号を増幅させるとともに電流信号に変換する。詳細には、アンプ５３ａ・５３ｂ・・・は、モーションコントローラ５２からの電圧信号を受信して増幅し、電流信号に変換してモータ５４ａ・５４ｂ・・・へ出力する。
【００５３】
モータ５４ａ・５４ｂ・・・は、アンプ５３ａ・５３ｂ・・・からの電流信号を回転動力に変換する。詳細には、モータ５４ａ・５４ｂ・・・は、アンプ５３ａ・５３ｂ・・・からの電流信号を受けて電磁石を励磁させ、磁力による引張力及び反発力を用いて回転動力に変換する。
【００５４】
フィードバックデバイス５５ａ・５５ｂ・・・は、モータ５４ａ・５４ｂ・・・の駆動状態や制御部材の位置などに基づいて検出信号を作成する。詳細には、フィードバックデバイス５５ａ・５５ｂ・・・は、モータ５４ａ・５４ｂ・・・の駆動状態や制御部材の位置などに応じた電圧信号を作成し、該電圧信号をモーションコントローラ５２へ出力する。
【００５５】
このような構成により、本制御システムは、アプリケーションソフトウェア５１の設定に基づいてモーションコントローラ５２が制御信号を作成し、アンプ５３ａ・５３ｂ・・・を介することによってモータ５４ａ・５４ｂ・・・を駆動させる。また、モータ５４ａ・５４ｂ・・・の駆動状態や制御部材の位置などに基づいてモーションコントローラ５２が制御信号を補正するため、高い精度で制御を行なうことを可能としている。
【００５６】
次に、カムデータについて詳しく説明する。
【００５７】
図４は、繊維束Ｆを巻き付ける一連の動作を表したカムデータを示す図である。本図の横軸は、繊維束Ｆを巻き付ける一連の動作の工程を示している。本図の縦軸は、制御対象であるモータ５４ａ・５４ｂ・・・の動作を数値で示している。なお、本図は、ＦＷ装置１００に用いられるカムデータの一例を示したものであり、他の制御態様を表すカムデータであっても良い。
【００５８】
カムデータＣａは、ライナー１の回転動作を表す。モーションコントローラ５２は、カムデータＣａに基づいて制御信号を作成し、ライナー移送装置２０を構成する動力機構のモータ５４ａを駆動させる。なお、ライナー１の回転方向は常に一定であるため（図２Ｂ中、矢印Ｄ１参照）、カムデータＣａは、工程毎に数値が増加する発散動作を示している。即ち、ライナー移送装置２０を構成する動力機構のモータ５４ａは、発散動作を行なう装置といえる。
【００５９】
カムデータＣｂは、ライナー１の移送動作を表す。モーションコントローラ５２は、カムデータＣｂに基づいて制御信号を作成し、ライナー移送装置２０を構成する動力機構のモータ５４ｂを駆動させる。なお、ライナー１の移送方向は前後方向に変更されるため（図２Ｂ中、矢印Ｄ２参照）、カムデータＣｂは、数値が増加した後に再び減少する反復動作を示している。即ち、ライナー移送装置２０を構成する動力機構のモータ５４ｂは、反復動作を行なう装置といえる。
【００６０】
カムデータＣｃは、繊維束ガイド４５の伸縮動作を表す。モーションコントローラ５２は、カムデータＣｃに基づいて制御信号を作成し、ヘリカル巻き装置４０を構成する動力機構のモータ５４ｃを駆動させる。なお、繊維束ガイド４５の伸縮方向はライナー１の外周面１Ｓに対して近接又は離間する方向に変更されるため（図２Ｂ中、矢印Ｄ３参照）、カムデータＣｃは、数値が増加した後に再び減少する反復動作を示している。即ち、ヘリカル巻き装置４０を構成する動力機構のモータ５４ｃは、反復動作を行なう装置といえる。
【００６１】
カムデータＣｄは、繊維束ガイド４５の回転動作を表す。モーションコントローラ５２は、カムデータＣｄに基づいて制御信号を作成し、ヘリカル巻き装置４０を構成する動力機構のモータ５４ｄを駆動させる。なお、繊維束ガイド４５の回転方向は正回転又は逆回転方向に変更されるため（図２Ａ中、矢印Ｄ４参照）、カムデータＣｃは、数値が増加した後に再び減少する反復動作を示している。即ち、ヘリカル巻き装置４０を構成する動力機構のモータ５４ｄは、反復動作を行なう装置といえる。
【００６２】
カムデータＣｅは、可動ヘリカルヘッド４４の回転動作を表す。モーションコントローラ５２は、カムデータＣｅに基づいて制御信号を作成し、ヘリカル巻き装置４０を構成する動力機構のモータ５４ｅを駆動させる。なお、可動ヘリカルヘッド４４の回転方向は正回転又は逆回転方向に変更されるため（図２Ａ中、矢印Ｄ５参照）、カムデータＣｃは、数値が増加した後に再び減少する反復動作を示している。即ち、ヘリカル巻き装置４０を構成する動力機構のモータ５４ｅは、反復動作を行なう装置といえる。
【００６３】
次に、繊維束Ｆを巻き付ける一連の動作の途中でモーションコントローラ５２が停止した場合に、該モーションコントローラ５２を再起動させると、繊維束Ｆを巻き付ける一連の動作が連続して実行される制御態様を説明する。
【００６４】
図５Ａは、繊維束Ｆを巻き付ける一連の動作を表したカムデータを示す図である。図５Ｂは、実行されていない工程群の並び替えを行なった場合のカムデータを示す図である。なお、以下では、図５Ａに示す第Ｎ工程において停電などの問題が発生し、非常停止されたと想定して説明する。
【００６５】
まず、第Ｎ工程において非常停止されたモーションコントローラ５２は、図５Ｂに示すように、次の第Ｎ＋１工程を第１工程とする実行されていない工程群の並び替えを行なう。具体的に説明すると、例えば第１５９工程で非常停止されたモーションコントローラ５２は、次の第１６０工程を第１工程とする実行されていない工程群の並び替えを行なう。このとき、モーションコントローラ５２は、最終工程である第Ｚ工程以降に既に実行した工程群を並び替え、カムデータの空白を補完する。つまり、モーションコントローラ５２は、非常停止された第Ｎ工程を基準として、既に実行された工程と実行されていない工程とを入れ替えるのである。
【００６６】
このような制御態様により、本ＦＷ装置１００は、モーションコントローラ５２を再起動した場合に各工程の順番を連続させることが可能となる。これにより、簡素な制御態様でありながら繊維束Ｆを巻き付ける一連の動作を連続して実行できる。
【００６７】
また、モーションコントローラ５２は、再起動をした場合の第１工程以降の発散動作について、該発散動作を表すカムデータの各数値から停止時の数値を引いた値で表される新たなカムデータに基づいて指示を行なう。具体的に説明すると、モーションコントローラ５２は、再起動をした場合のライナー１の回転動作について、カムデータＣａの各数値から第Ｎ工程時の数値Ｒを引いた値で表されるカムデータＣｎａに基づいて指示を行なう。
【００６８】
このような制御態様により、本ＦＷ装置１００は、モーションコントローラ５２を再起動した際のライナー１の回転動作を表す数値を原点（みなし原点）とすることが可能となる。これにより、簡素な制御態様でありながら繊維束Ｆを巻き付ける一連の動作を連続して実行できる。
【００６９】
なお、本実施形態におけるモーションコントローラ５２は、既に実行された工程と実行されていない工程とを入れ替える制御態様としているが、最終工程である第Ｚ工程以降の反復動作及び発散動作については、第Ｚ工程時の数値によって一定に表されたカムデータに基づいて実行されるとしても良い（図６Ｂ参照）。つまり、モーションコントローラ５２は、第Ｚ工程以降のライナー１の回転動作や移送動作などを第Ｚ工程時の数値によって一定に表されたカムデータＣｎａ・Ｃｂ・・・に基づいて指示するのである。
【００７０】
このような制御態様により、本ＦＷ装置１００は、繊維束Ｆを巻き付ける一連の動作を第Ｚ工程の完了と同時に終了させる必要がなくなる。これは、第Ｚ工程の完了後は、繊維束Ｆを巻き付ける一連の動作を停止した状態で工程が進行するに過ぎないからである。これにより、簡素な制御態様でありながら繊維束Ｆの巻き付け状態を安定させることができる。
【００７１】
また、モーションコントローラ５２は、最終工程時の数値によって一定に表されたカムデータの最後に反復動作及び発散動作を表すカムデータの最大値と最小値を加える。具体的に説明すると、モーションコントローラ５２は、第Ｚ工程時の数値によって一定に表されたカムデータＣｎａ・Ｃｂ・・・の最後にライナー１の回転動作を表すカムデータＣａやライナー１の移送動作を表すカムデータＣｂなどの最大値Ｒｍａｘと最小値Ｒｍｉｎを加える。
【００７２】
このような制御態様により、本ＦＷ装置１００は、再起動前のカムデータＣａ・Ｃｂ・・・と再起動後のカムデータＣｎａ・Ｃｂ・・・の最大値Ｒｍａｘと最小値Ｒｍｉｎを不変として制御対象の動作を指示することが可能となる。これは、モーションコントローラ５２は、所定の工程におけるカムデータＣｎａ・Ｃｂ・・・の数値と最大値Ｒｍａｘ及び最小値Ｒｍｉｎとの比に基づいて制御信号を作成するため、特に重要となる。これにより、ライナー１の回転動作や移送動作などを表すカムデータＣｎａ・Ｃｂ・・・の各数値を補正する必要がなくなる。
【００７３】
更に、モーションコントローラ５２は、第１工程から停止したときまでの経過時間を計測し、繊維束Ｆを巻き付ける一連の動作が要する時間から経過時間を引いた値に基づいて再起動をした場合の最終工程の完了時を把握する。具体的に説明すると、モーションコントローラ５２は、第１工程から第Ｎ工程までの経過時間を計測し、第１工程から第Ｚ工程までに要する時間から経過時間を引いた値に基づいて第Ｚ工程の完了時を把握する。
【００７４】
このような制御態様により、本ＦＷ装置１００は、再起動から第Ｚ工程が完了するまでに要する時間を算出することが可能となる。これにより、簡素な制御態様でありながら最終工程の完了時を把握することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１ ライナー
１０ 主基台
２０ ライナー移送装置
３０ フープ巻き装置
４０ ヘリカル巻き装置
４３ 固定ヘリカルヘッド
４４ 可動ヘリカルヘッド
４５ 繊維束ガイド
５１ アプリケーションソフトウェア
５２ モーションコントローラ（制御装置）
５４ａ モータ（発散動作を行なう装置）
５４ｂ モータ（反復動作を行なう装置）
５４ｃ モータ（反復動作を行なう装置）
５４ｄ モータ（反復動作を行なう装置）
５４ｅ モータ（反復動作を行なう装置）
Ｃａ カムデータ
Ｃｂ カムデータ
Ｃｃ カムデータ
Ｃｄ カムデータ
Ｃｅ カムデータ
Ｃｎａ カムデータ
Ｆ 繊維束
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィラメントワインディング装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、樹脂を含浸させた繊維束をライナーの外周面に巻き付けていくフィラメントワインディング装置が知られている（例えば特許文献１参照）。フィラメントワインディング装置には、繊維束を巻き付ける一連の動作を各工程に分けて制御対象の動作を第１工程から順次指示する制御装置が備えられている。具体的に説明すると、フィラメントワインディング装置には、制御装置としてモーションコントローラが備えられ、該モーションコントローラが工程毎に制御信号を作成することによって、繊維束を巻き付ける一連の動作を実現している。
【０００３】
しかし、従来のフィラメントワインディング装置においては、繊維束を巻き付ける一連の動作の途中でモーションコントローラが停止した場合、該モーションコントローラを再起動しても繊維束を巻き付ける一連の動作を再開させることができないという問題点を有していた。つまり、従来のフィラメントワインディング装置は、停電などの非常停止によってモーションコントローラが停止すると、巻き付けられた繊維束を除去し、再び第１工程から繊維束を巻き付ける一連の動作を実行する必要があったのである。
【０００４】
このため、多くの繊維束を同時に巻き付けるフィラメントワインディング装置においては、巻き付けられた繊維束を除去する作業が多大になるとともに、排棄される繊維束が増えるという問題を生じていた。更に、巻き付けられた繊維束を除去するにあたって、既に巻き付けられている下層の繊維束まで除去しなければならない場合もあり、改善が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−３６４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような問題を解決すべくなされたものであり、モーションコントローラを再起動させると、繊維束を巻き付ける一連の動作が連続して実行される技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
次に、この課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、第一の発明は、
反復動作を行なう装置と発散動作を行なう装置を備えてライナーの外周面に繊維束を巻き付けるフィラメントワインディング装置において、
繊維束を巻き付ける一連の動作の途中で停電により停止した場合に再起動をすると前記反復動作を行なう装置は停止した位置から繊維束を巻き付ける一連の動作を再開し、前記発散動作を行なう装置はみなし原点位置から繊維束を巻き付ける一連の動作を再開する、とした。
【０００９】
第二の発明は、
繊維束を巻き付ける一連の動作を各工程に分けて制御対象の動作を第１工程から順次指示する制御装置を備えたフィラメントワインディング装置において、
前記制御装置は、繊維束を巻き付ける一連の動作の途中で停止した場合に次の工程を第１工程とする実行されていない工程群の並び替えを行なう、とした。
【００１０】
第三の発明は、第二の発明に係るフィラメントワインディング装置において、
前記制御装置は、反復動作を工程毎に数値で表したカムデータと、発散動作を工程毎に数値で表したカムデータと、に基づいて制御対象の動作を指示可能に構成され、
再起動をした場合の第１工程以降の前記発散動作については、該発散動作を表すカムデータの各数値から停止時の数値を引いた値で表される新たなカムデータに基づいて実行される、とした。
【００１１】
第四の発明は、第三の発明に係るフィラメントワインディング装置において、
再起動をした場合の最終工程以降の前記反復動作及び前記発散動作については、最終工程時の数値によって一定に表されたカムデータに基づいて実行される、とした。
【００１２】
第五の発明は、第四の発明に係るフィラメントワインディング装置において、
前記制御装置は、最終工程時の数値によって一定に表されたカムデータの最後に前記反復動作及び前記発散動作を表すカムデータの最大値と最小値を加える、とした。
【００１３】
第六の発明は、第一から第五のいずれかの発明に係るフィラメントワインディング装置において、
前記制御装置は、第１工程から停止したときまでの経過時間を計測し、繊維束を巻き付ける一連の動作が要する時間から前記経過時間を引いた値に基づいて再起動をした場合の最終工程の完了時を把握する、とした。
【００１４】
第七の発明は、
繊維束を巻き付ける一連の動作を各工程に分けて制御対象の動作を第１工程から順次指示する制御装置を備えたフィラメントワインディング装置の再起動方法であって、
前記制御装置は、繊維束を巻き付ける一連の動作の途中で停止した場合に次の工程を第１工程とする実行されていない工程群の並び替えを行なう、とした。
【００１５】
第八の発明は、第七の発明に係るフィラメントワインディング装置の再起動方法であって、
前記制御装置は、反復動作を工程毎に数値で表したカムデータと、発散動作を工程毎に数値で表したカムデータと、に基づいて制御対象の動作を指示可能に構成され、
再起動をした場合の第１工程以降の前記発散動作については、該発散動作を表すカムデータの各数値から停止時の数値を引いた値で表される新たなカムデータに基づいて実行される、とした。
【００１６】
第九の発明は、第八の発明に係るフィラメントワインディング装置の再起動方法であって、
再起動をした場合の最終工程以降の前記反復動作及び前記発散動作については、最終工程時の数値によって一定に表されたカムデータに基づいて実行される、とした。
【００１７】
第十の発明は、第九の発明に係るフィラメントワインディング装置の再起動方法であって、
前記制御装置は、最終工程時の数値によって一定に表されたカムデータの最後に前記反復動作及び前記発散動作を表すカムデータの最大値と最小値を加える、とした。
【００１８】
第十一の発明は、第七から第十のいずれかの発明に係るフィラメントワインディング装置の再起動方法であって、
前記制御装置は、第１工程から停止したときまでの経過時間を計測し、繊維束を巻き付ける一連の動作が要する時間から前記経過時間を引いた値に基づいて再起動をした場合の最終工程の完了時を把握する、とした。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００２０】
第一の発明によれば、停電により停止した場合に再起動をすると反復動作を行なう装置は停止した位置から繊維束を巻き付ける一連の動作を再開し、発散動作を行なう装置はみなし原点位置から繊維束を巻き付ける一連の動作を再開する。これにより、繊維束を巻き付ける一連の動作を連続して実行できる。
【００２１】
第二の発明によれば、実行されていない工程群の並び替えを行なうため、モーションコントローラを再起動した場合に各工程の順番を連続させることが可能となる。これにより、簡素な制御態様でありながら繊維束を巻き付ける一連の動作を連続して実行できる。
【００２２】
第三の発明によれば、発散動作を表すカムデータの各数値から停止時の数値を引いた値で表される新たなカムデータを作成するため、モーションコントローラを再起動した際の発散動作を表す数値を原点とすることが可能となる。これにより、簡素な制御態様でありながら繊維束を巻き付ける一連の動作を連続して実行できる。
【００２３】
第四の発明によれば、最終工程時の数値によって一定に表されたカムデータを作成するため、繊維束を巻き付ける一連の動作を最終工程の完了と同時に終了させる必要がなくなる。これにより、簡素な制御態様でありながら繊維束の巻き付け状態を安定させることができる。
【００２４】
第五の発明によれば、反復動作及び発散動作を表すカムデータの最大値と最小値を加えたカムデータを作成するため、再起動前のカムデータと再起動後のカムデータの最大値と最小値を不変として制御対象の動作を指示することが可能となる。これにより、反復動作及び発散動作を表すカムデータの各数値を補正する必要がなくなる。
【００２５】
第六の発明によれば、再起動から最終工程が完了するまでに要する時間を算出することが可能となる。これにより、簡素な制御態様でありながら最終工程の完了時を把握することができる。
【００２６】
第七の発明によれば、実行されていない工程群の並び替えを行なうため、モーションコントローラを再起動した場合に各工程の順番を連続させることが可能となる。これにより、簡素な制御態様でありながら繊維束を巻き付ける一連の動作を連続して実行できる。
【００２７】
第八の発明によれば、発散動作を表すカムデータの各数値から停止時の数値を引いた値で表される新たなカムデータを作成するため、モーションコントローラを再起動した際の発散動作を表す数値を原点とすることが可能となる。これにより、簡素な制御態様でありながら繊維束を巻き付ける一連の動作を連続して実行できる。
【００２８】
第九の発明によれば、最終工程時の数値によって一定に表されたカムデータを作成するため、繊維束を巻き付ける一連の動作を最終工程の完了と同時に終了させる必要がなくなる。これにより、簡素な制御態様でありながら繊維束の巻き付け状態を安定させることができる。
【００２９】
第十の発明によれば、反復動作及び発散動作を表すカムデータの最大値と最小値を加えたカムデータを作成するため、再起動前のカムデータと再起動後のカムデータの最大値と最小値を不変として制御対象の動作を指示することが可能となる。これにより、反復動作及び発散動作を表すカムデータの各数値を補正する必要がなくなる。
【００３０】
第十一の発明によれば、再起動から最終工程が完了するまでに要する時間を算出することが可能となる。これにより、簡素な制御態様でありながら最終工程の完了時を把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】フィラメントワインディング装置の全体構成を示す図。
【図２】（２Ａ）ヘリカル巻き装置の構成を示す正面図。（２Ｂ）ヘリカル巻き装置の構成を示す側面図。
【図３】モーションコントローラを用いた制御システムを示す図。
【図４】繊維束を巻き付ける一連の動作を表したカムデータを示す図。
【図５】（５Ａ）繊維束を巻き付ける一連の動作を表したカムデータを示す図。（５Ｂ）実行されていない工程群の並び替えを行なった場合のカムデータを示す図。
【図６】（６Ａ）繊維束を巻き付ける一連の動作を表したカムデータを示す図。（６Ｂ）実行されていない工程群の並び替えを行なった場合のカムデータを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
まず、本発明の一実施形態に係るフィラメントワインディング装置１００（以降「ＦＷ装置１００」）について説明する。
【００３３】
図１は、ＦＷ装置１００の全体構成を示す図である。図中に示す矢印Ｘは、ライナー１の移送方向を示している。また、ライナー１の移送方向と平行な方向をＦＷ装置１００の前後方向とし、ライナー１が移送される一方向を前側（本図左側）、他方向を後側（本図右側）と定義する。なお、ＦＷ装置１００は、ライナー１を前後方向に往復動させるため、該ライナー１の移送方向に応じて前側及び後側が定まる。
【００３４】
ＦＷ装置１００は、ライナー１の外周面１Ｓに繊維束Ｆを巻き付けていく装置である。ＦＷ装置１００は、主に主基台１０と、ライナー移送装置２０と、フープ巻き装置３０と、ヘリカル巻き装置４０と、制御装置５２（図３参照）と、で構成される。
【００３５】
ライナー１は、例えば高強度アルミニウム材やポリアミド系樹脂等によって形成された略円筒形状の中空容器である。ライナー１は、該ライナー１の外周面１Ｓに繊維束Ｆが巻き付けられることによって耐圧特性の向上が図られる。つまり、ライナー１は、耐圧容器を構成する基材とされる。
【００３６】
主基台１０は、ＦＷ装置１００の基礎を構成する主たる構造体である。主基台１０の上部には、ライナー移送装置用レール１１が設けられている。ライナー移送装置用レール１１には、ライナー移送装置２０が載置されている。また、主基台１０の上部には、ライナー移送装置用レール１１に対して平行にフープ巻き装置用レール１２が設けられている。フープ巻き装置用レール１２には、フープ巻き装置３０が載置されている。
【００３７】
このような構成により、主基台１０は、ＦＷ装置１００の基礎を構成するとともに、ＦＷ装置１００の前後方向にライナー移送装置２０ならびにフープ巻き装置３０を移動させることを可能としている。
【００３８】
ライナー移送装置２０は、ライナー１を回転させながら移送する装置である。詳細には、ライナー移送装置２０は、ＦＷ装置１００の前後方向を中心軸としてライナー１を回転させるとともに、ＦＷ装置１００の前後方向にライナー１を移送する装置である。ライナー移送装置２０は、主に基台２１と、ライナー支持部２２と、で構成される。
【００３９】
基台２１には、該基台２１の上部に一対のライナー支持部２２が設けられている。ライナー支持部２２は、ライナー支持フレーム２３と回転軸２４で構成され、ライナー１を回転させる。具体的に説明すると、ライナー支持部２２は、基台２１から上方に向けて延設されたライナー支持フレーム２３と、該ライナー支持フレーム２３から前後方向に向けて延設された回転軸２４と、で構成される。そして、回転軸２４に取り付けられたライナー１は、図示しない動力機構によって一方向に回転されるのである。
【００４０】
このような構成により、ライナー移送装置２０は、ＦＷ装置１００の前後方向を中心軸としてライナー１を回転させるとともに、ＦＷ装置１００の前後方向にライナー１を移送することを可能としている。
【００４１】
フープ巻き装置３０は、ライナー１の外周面１Ｓに繊維束Ｆを巻き付ける装置である。詳細には、フープ巻き装置３０は、繊維束Ｆの巻き付け角度がＦＷ装置１００の前後方向に対して略垂直となる、いわゆるフープ巻きを行なう装置である。フープ巻き装置３０は、主に基台３１と、動力機構３２と、フープ巻き掛け装置３３と、で構成される。
【００４２】
基台３１には、動力機構３２によって回転されるフープ巻き掛け装置３３が設けられている。フープ巻き掛け装置３３は、巻き掛けテーブル３４とボビン３５で構成され、ライナー１の外周面１Ｓにフープ巻きを行なう。具体的に説明すると、フープ巻き掛け装置３３は、主にフープ巻きを行なう巻き掛けテーブル３４と、該巻き掛けテーブル３４に繊維束Ｆを供給するボビン３５と、で構成される。そして、巻き掛けテーブル３４に設けられた繊維束ガイドによってライナー１の外周面１Ｓに繊維束Ｆが導かれ、巻き掛けテーブル３４が回転することでフープ巻きが行なわれる。
【００４３】
このような構成により、フープ巻き装置３０は、繊維束Ｆの巻き付け角度がＦＷ装置１００の前後方向に対して略垂直となるフープ巻きを行なうことを可能としている。
【００４４】
ヘリカル巻き装置４０は、ライナー１の外周面１Ｓに繊維束Ｆを巻き付ける装置である。詳細には、ヘリカル巻き装置４０は、繊維束Ｆの巻き付け角度がＦＷ装置１００の前後方向に対して所定の値となる、いわゆるヘリカル巻きを行なう装置である。ヘリカル巻き装置４０は、主に基台４１と、ヘリカル巻き掛け装置４２と、で構成される。
【００４５】
基台４１には、ヘリカル巻き掛け装置４２が設けられている。ヘリカル巻き掛け装置４２は、固定ヘリカルヘッド４３と可動ヘリカルヘッド４４で構成され、ライナー１の外周面１Ｓにヘリカル巻きを行なう。具体的に説明すると、ヘリカル巻き掛け装置４２は、主にヘリカル巻きを行なう固定ヘリカルヘッド４３と、同じくヘリカル巻きを行なう可動ヘリカルヘッド４４と、で構成される。そして、固定ヘリカルヘッド４３に設けられた繊維束ガイド４５（図２参照）と可動ヘリカルヘッド４４に設けられた繊維束ガイド４５（図２参照）によってライナー１の外周面１Ｓに繊維束Ｆが導かれ、ライナー１が回転しながら通過することでヘリカル巻きが行なわれる。
【００４６】
このような構成により、ヘリカル巻き装置４０は、繊維束Ｆの巻き付け角度がＦＷ装置１００の前後方向に対して所定の値となるヘリカル巻きを行なうことを可能としている。
【００４７】
制御装置５２は、ライナー１の外周面１Ｓに繊維束Ｆを巻き付ける一連の動作を指示する装置である。詳細には、制御装置５２は、繊維束Ｆを巻き付ける一連の動作を各工程に分けて制御対象の動作を第１工程から順次指示するモーションコントローラである。なお、繊維束Ｆを巻き付ける一連の動作とは、例えばライナー移送装置２０がライナー１を回転させながら移送し、ヘリカル巻き装置４０が可動ヘリカルヘッド４４を回転させることで繊維束ガイド４５の位相を変更して、互いに関連しながら繊維束Ｆを巻き付ける動作をいう。
【００４８】
ここで、ＦＷ装置１００の制御システムについて詳しく説明する。
【００４９】
図３は、制御装置５２（以降「モーションコントローラ５２」）を用いた制御システムを示す図である。モーションコントローラ５２は、ＦＷ装置１００における制御システムの中核をなしている。ＦＷ装置１００の制御システムは、主にアプリケーションソフトウェア５１と、モーションコントローラ５２と、アンプ５３ａ・５３ｂ・・・と、モータ５４ａ・５４ｂ・・・と、フィードバックデバイス５５ａ・５５ｂ・・・と、で構成される。
【００５０】
アプリケーションソフトウェア５１は、ライナー１の外周面１Ｓに繊維束Ｆを巻き付ける一連の動作を設定する。詳細には、アプリケーションソフトウェア５１は、システム設計者が作成したカムデータを設定するほか、特定のイベントが発生した際にカムデータがどのように変化するかを定義する。なお、カムデータとは、制御対象であるモータ５４ａ・５４ｂ・・・の動作を工程毎に数値で表した動作図である（図４参照）。
【００５１】
モーションコントローラ５２は、カムデータに基づいて制御信号を作成する。詳細には、モーションコントローラ５２は、カムデータの各数値に応じた電圧信号を作成し、該電圧信号をアンプ５３ａ・５３ｂ・・・へ出力する。また、モーションコントローラ５２は、各フィードバックデバイス５５ａ・５５ｂ・・・からの検出信号に基づいてアンプ５３ａ・５３ｂ・・・へ出力する電圧信号を補正している。
【００５２】
アンプ５３ａ・５３ｂ・・・は、モーションコントローラ５２からの電圧信号を増幅させるとともに電流信号に変換する。詳細には、アンプ５３ａ・５３ｂ・・・は、モーションコントローラ５２からの電圧信号を受信して増幅し、電流信号に変換してモータ５４ａ・５４ｂ・・・へ出力する。
【００５３】
モータ５４ａ・５４ｂ・・・は、アンプ５３ａ・５３ｂ・・・からの電流信号を回転動力に変換する。詳細には、モータ５４ａ・５４ｂ・・・は、アンプ５３ａ・５３ｂ・・・からの電流信号を受けて電磁石を励磁させ、磁力による引張力及び反発力を用いて回転動力に変換する。
【００５４】
フィードバックデバイス５５ａ・５５ｂ・・・は、モータ５４ａ・５４ｂ・・・の駆動状態や制御部材の位置などに基づいて検出信号を作成する。詳細には、フィードバックデバイス５５ａ・５５ｂ・・・は、モータ５４ａ・５４ｂ・・・の駆動状態や制御部材の位置などに応じた電圧信号を作成し、該電圧信号をモーションコントローラ５２へ出力する。
【００５５】
このような構成により、本制御システムは、アプリケーションソフトウェア５１の設定に基づいてモーションコントローラ５２が制御信号を作成し、アンプ５３ａ・５３ｂ・・・を介することによってモータ５４ａ・５４ｂ・・・を駆動させる。また、モータ５４ａ・５４ｂ・・・の駆動状態や制御部材の位置などに基づいてモーションコントローラ５２が制御信号を補正するため、高い精度で制御を行なうことを可能としている。
【００５６】
次に、カムデータについて詳しく説明する。
【００５７】
図４は、繊維束Ｆを巻き付ける一連の動作を表したカムデータを示す図である。本図の横軸は、繊維束Ｆを巻き付ける一連の動作の工程を示している。本図の縦軸は、制御対象であるモータ５４ａ・５４ｂ・・・の動作を数値で示している。なお、本図は、ＦＷ装置１００に用いられるカムデータの一例を示したものであり、他の制御態様を表すカムデータであっても良い。
【００５８】
カムデータＣａは、ライナー１の回転動作を表す。モーションコントローラ５２は、カムデータＣａに基づいて制御信号を作成し、ライナー移送装置２０を構成する動力機構のモータ５４ａを駆動させる。なお、ライナー１の回転方向は常に一定であるため（図２Ｂ中、矢印Ｄ１参照）、カムデータＣａは、工程毎に数値が増加する発散動作を示している。即ち、ライナー移送装置２０を構成する動力機構のモータ５４ａは、発散動作を行なう装置といえる。
【００５９】
カムデータＣｂは、ライナー１の移送動作を表す。モーションコントローラ５２は、カムデータＣｂに基づいて制御信号を作成し、ライナー移送装置２０を構成する動力機構のモータ５４ｂを駆動させる。なお、ライナー１の移送方向は前後方向に変更されるため（図２Ｂ中、矢印Ｄ２参照）、カムデータＣｂは、数値が増加した後に再び減少する反復動作を示している。即ち、ライナー移送装置２０を構成する動力機構のモータ５４ｂは、反復動作を行なう装置といえる。
【００６０】
カムデータＣｃは、繊維束ガイド４５の伸縮動作を表す。モーションコントローラ５２は、カムデータＣｃに基づいて制御信号を作成し、ヘリカル巻き装置４０を構成する動力機構のモータ５４ｃを駆動させる。なお、繊維束ガイド４５の伸縮方向はライナー１の外周面１Ｓに対して近接又は離間する方向に変更されるため（図２Ｂ中、矢印Ｄ３参照）、カムデータＣｃは、数値が増加した後に再び減少する反復動作を示している。即ち、ヘリカル巻き装置４０を構成する動力機構のモータ５４ｃは、反復動作を行なう装置といえる。
【００６１】
カムデータＣｄは、繊維束ガイド４５の回転動作を表す。モーションコントローラ５２は、カムデータＣｄに基づいて制御信号を作成し、ヘリカル巻き装置４０を構成する動力機構のモータ５４ｄを駆動させる。なお、繊維束ガイド４５の回転方向は正回転又は逆回転方向に変更されるため（図２Ａ中、矢印Ｄ４参照）、カムデータＣｃは、数値が増加した後に再び減少する反復動作を示している。即ち、ヘリカル巻き装置４０を構成する動力機構のモータ５４ｄは、反復動作を行なう装置といえる。
【００６２】
カムデータＣｅは、可動ヘリカルヘッド４４の回転動作を表す。モーションコントローラ５２は、カムデータＣｅに基づいて制御信号を作成し、ヘリカル巻き装置４０を構成する動力機構のモータ５４ｅを駆動させる。なお、可動ヘリカルヘッド４４の回転方向は正回転又は逆回転方向に変更されるため（図２Ａ中、矢印Ｄ５参照）、カムデータＣｃは、数値が増加した後に再び減少する反復動作を示している。即ち、ヘリカル巻き装置４０を構成する動力機構のモータ５４ｅは、反復動作を行なう装置といえる。
【００６３】
次に、繊維束Ｆを巻き付ける一連の動作の途中でモーションコントローラ５２が停止した場合に、該モーションコントローラ５２を再起動させると、繊維束Ｆを巻き付ける一連の動作が連続して実行される制御態様を説明する。
【００６４】
図５Ａは、繊維束Ｆを巻き付ける一連の動作を表したカムデータを示す図である。図５Ｂは、実行されていない工程群の並び替えを行なった場合のカムデータを示す図である。なお、以下では、図５Ａに示す第Ｎ工程において停電などの問題が発生し、非常停止されたと想定して説明する。
【００６５】
まず、第Ｎ工程において非常停止されたモーションコントローラ５２は、図５Ｂに示すように、次の第Ｎ＋１工程を第１工程とする実行されていない工程群の並び替えを行なう。具体的に説明すると、例えば第１５９工程で非常停止されたモーションコントローラ５２は、次の第１６０工程を第１工程とする実行されていない工程群の並び替えを行なう。このとき、モーションコントローラ５２は、最終工程である第Ｚ工程以降に既に実行した工程群を並び替え、カムデータの空白を補完する。つまり、モーションコントローラ５２は、非常停止された第Ｎ工程を基準として、既に実行された工程と実行されていない工程とを入れ替えるのである。
【００６６】
このような制御態様により、本ＦＷ装置１００は、モーションコントローラ５２を再起動した場合に各工程の順番を連続させることが可能となる。これにより、簡素な制御態様でありながら繊維束Ｆを巻き付ける一連の動作を連続して実行できる。
【００６７】
また、モーションコントローラ５２は、再起動をした場合の第１工程以降の発散動作について、該発散動作を表すカムデータの各数値から停止時の数値を引いた値で表される新たなカムデータに基づいて指示を行なう。具体的に説明すると、モーションコントローラ５２は、再起動をした場合のライナー１の回転動作について、カムデータＣａの各数値から第Ｎ工程時の数値Ｒを引いた値で表されるカムデータＣｎａに基づいて指示を行なう。
【００６８】
このような制御態様により、本ＦＷ装置１００は、モーションコントローラ５２を再起動した際のライナー１の回転動作を表す数値を原点（みなし原点）とすることが可能となる。これにより、簡素な制御態様でありながら繊維束Ｆを巻き付ける一連の動作を連続して実行できる。
【００６９】
なお、本実施形態におけるモーションコントローラ５２は、既に実行された工程と実行されていない工程とを入れ替える制御態様としているが、最終工程である第Ｚ工程以降の反復動作及び発散動作については、第Ｚ工程時の数値によって一定に表されたカムデータに基づいて実行されるとしても良い（図６Ｂ参照）。つまり、モーションコントローラ５２は、第Ｚ工程以降のライナー１の回転動作や移送動作などを第Ｚ工程時の数値によって一定に表されたカムデータＣｎａ・Ｃｂ・・・に基づいて指示するのである。
【００７０】
このような制御態様により、本ＦＷ装置１００は、繊維束Ｆを巻き付ける一連の動作を第Ｚ工程の完了と同時に終了させる必要がなくなる。これは、第Ｚ工程の完了後は、繊維束Ｆを巻き付ける一連の動作を停止した状態で工程が進行するに過ぎないからである。これにより、簡素な制御態様でありながら繊維束Ｆの巻き付け状態を安定させることができる。
【００７１】
また、モーションコントローラ５２は、最終工程時の数値によって一定に表されたカムデータの最後に反復動作及び発散動作を表すカムデータの最大値と最小値を加える。具体的に説明すると、モーションコントローラ５２は、第Ｚ工程時の数値によって一定に表されたカムデータＣｎａ・Ｃｂ・・・の最後にライナー１の回転動作を表すカムデータＣａやライナー１の移送動作を表すカムデータＣｂなどの最大値Ｒｍａｘと最小値Ｒｍｉｎを加える。
【００７２】
このような制御態様により、本ＦＷ装置１００は、再起動前のカムデータＣａ・Ｃｂ・・・と再起動後のカムデータＣｎａ・Ｃｂ・・・の最大値Ｒｍａｘと最小値Ｒｍｉｎを不変として制御対象の動作を指示することが可能となる。これは、モーションコントローラ５２は、所定の工程におけるカムデータＣｎａ・Ｃｂ・・・の数値と最大値Ｒｍａｘ及び最小値Ｒｍｉｎとの比に基づいて制御信号を作成するため、特に重要となる。これにより、ライナー１の回転動作や移送動作などを表すカムデータＣｎａ・Ｃｂ・・・の各数値を補正する必要がなくなる。
【００７３】
更に、モーションコントローラ５２は、第１工程から停止したときまでの経過時間を計測し、繊維束Ｆを巻き付ける一連の動作が要する時間から経過時間を引いた値に基づいて再起動をした場合の最終工程の完了時を把握する。具体的に説明すると、モーションコントローラ５２は、第１工程から第Ｎ工程までの経過時間を計測し、第１工程から第Ｚ工程までに要する時間から経過時間を引いた値に基づいて第Ｚ工程の完了時を把握する。
【００７４】
このような制御態様により、本ＦＷ装置１００は、再起動から第Ｚ工程が完了するまでに要する時間を算出することが可能となる。これにより、簡素な制御態様でありながら最終工程の完了時を把握することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１ ライナー
１０ 主基台
２０ ライナー移送装置
３０ フープ巻き装置
４０ ヘリカル巻き装置
４３ 固定ヘリカルヘッド
４４ 可動ヘリカルヘッド
４５ 繊維束ガイド
５１ アプリケーションソフトウェア
５２ モーションコントローラ（制御装置）
５４ａ モータ（発散動作を行なう装置）
５４ｂ モータ（反復動作を行なう装置）
５４ｃ モータ（反復動作を行なう装置）
５４ｄ モータ（反復動作を行なう装置）
５４ｅ モータ（反復動作を行なう装置）
Ｃａ カムデータ
Ｃｂ カムデータ
Ｃｃ カムデータ
Ｃｄ カムデータ
Ｃｅ カムデータ
Ｃｎａ カムデータ
Ｆ 繊維束
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反復動作を行なう装置と発散動作を行なう装置を備えてライナーの外周面に繊維束を巻き付けるフィラメントワインディング装置において、
繊維束を巻き付ける一連の動作の途中で停電により停止した場合に再起動をすると前記反復動作を行なう装置は停止した位置から繊維束を巻き付ける一連の動作を再開し、前記発散動作を行なう装置はみなし原点位置から繊維束を巻き付ける一連の動作を再開する、ことを特徴とするフィラメントワインディング装置。
【請求項２】
繊維束を巻き付ける一連の動作を各工程に分けて制御対象の動作を第１工程から順次指示する制御装置を備えたフィラメントワインディング装置において、
前記制御装置は、繊維束を巻き付ける一連の動作の途中で停止した場合に次の工程を第１工程とする実行されていない工程群の並び替えを行なう、ことを特徴とするフィラメントワインディング装置。
【請求項３】
前記制御装置は、反復動作を工程毎に数値で表したカムデータと、発散動作を工程毎に数値で表したカムデータと、に基づいて制御対象の動作を指示可能に構成され、
再起動をした場合の第１工程以降の前記発散動作については、該発散動作を表すカムデータの各数値から停止時の数値を引いた値で表される新たなカムデータに基づいて実行される、ことを特徴とする請求項２に記載のフィラメントワインディング装置。
【請求項４】
再起動をした場合の最終工程以降の前記反復動作及び前記発散動作については、最終工程時の数値によって一定に表されたカムデータに基づいて実行される、ことを特徴とする請求項３に記載のフィラメントワインディング装置。
【請求項５】
前記制御装置は、最終工程時の数値によって一定に表されたカムデータの最後に前記反復動作及び前記発散動作を表すカムデータの最大値と最小値を加える、ことを特徴とする請求項４に記載のフィラメントワインディング装置。
【請求項６】
前記制御装置は、第１工程から停止したときまでの経過時間を計測し、繊維束を巻き付ける一連の動作が要する時間から前記経過時間を引いた値に基づいて再起動をした場合の最終工程の完了時を把握する、ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のフィラメントワインディング装置。
【請求項７】
繊維束を巻き付ける一連の動作を各工程に分けて制御対象の動作を第１工程から順次指示する制御装置を備えたフィラメントワインディング装置の再起動方法であって、
前記制御装置は、繊維束を巻き付ける一連の動作の途中で停止した場合に次の工程を第１工程とする実行されていない工程群の並び替えを行なう、ことを特徴とするフィラメントワインディング装置の再起動方法。
【請求項８】
前記制御装置は、反復動作を工程毎に数値で表したカムデータと、発散動作を工程毎に数値で表したカムデータと、に基づいて制御対象の動作を指示可能に構成され、
再起動をした場合の第１工程以降の前記発散動作については、該発散動作を表すカムデータの各数値から停止時の数値を引いた値で表される新たなカムデータに基づいて実行される、ことを特徴とする請求項７に記載のフィラメントワインディング装置の再起動方法。
【請求項９】
再起動をした場合の最終工程以降の前記反復動作及び前記発散動作については、最終工程時の数値によって一定に表されたカムデータに基づいて実行される、ことを特徴とする請求項８に記載のフィラメントワインディング装置の再起動方法。
【請求項１０】
前記制御装置は、最終工程時の数値によって一定に表されたカムデータの最後に前記反復動作及び前記発散動作を表すカムデータの最大値と最小値を加える、ことを特徴とする請求項９に記載のフィラメントワインディング装置の再起動方法。
【請求項１１】
前記制御装置は、第１工程から停止したときまでの経過時間を計測し、繊維束を巻き付ける一連の動作が要する時間から前記経過時間を引いた値に基づいて再起動をした場合の最終工程の完了時を把握する、ことを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれか一項に記載のフィラメントワインディング装置の再起動方法。
【請求項１】
反復動作を行なう装置と発散動作を行なう装置を備えてライナーの外周面に繊維束を巻き付けるフィラメントワインディング装置において、
繊維束を巻き付ける一連の動作の途中で停電により停止した場合に再起動をすると前記反復動作を行なう装置は停止した位置から繊維束を巻き付ける一連の動作を再開し、前記発散動作を行なう装置はみなし原点位置から繊維束を巻き付ける一連の動作を再開する、ことを特徴とするフィラメントワインディング装置。
【請求項２】
繊維束を巻き付ける一連の動作を各工程に分けて制御対象の動作を第１工程から順次指示する制御装置を備えたフィラメントワインディング装置において、
前記制御装置は、繊維束を巻き付ける一連の動作の途中で停止した場合に次の工程を第１工程とする実行されていない工程群の並び替えを行なう、ことを特徴とするフィラメントワインディング装置。
【請求項３】
前記制御装置は、反復動作を工程毎に数値で表したカムデータと、発散動作を工程毎に数値で表したカムデータと、に基づいて制御対象の動作を指示可能に構成され、
再起動をした場合の第１工程以降の前記発散動作については、該発散動作を表すカムデータの各数値から停止時の数値を引いた値で表される新たなカムデータに基づいて実行される、ことを特徴とする請求項２に記載のフィラメントワインディング装置。
【請求項４】
再起動をした場合の最終工程以降の前記反復動作及び前記発散動作については、最終工程時の数値によって一定に表されたカムデータに基づいて実行される、ことを特徴とする請求項３に記載のフィラメントワインディング装置。
【請求項５】
前記制御装置は、最終工程時の数値によって一定に表されたカムデータの最後に前記反復動作及び前記発散動作を表すカムデータの最大値と最小値を加える、ことを特徴とする請求項４に記載のフィラメントワインディング装置。
【請求項６】
前記制御装置は、第１工程から停止したときまでの経過時間を計測し、繊維束を巻き付ける一連の動作が要する時間から前記経過時間を引いた値に基づいて再起動をした場合の最終工程の完了時を把握する、ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のフィラメントワインディング装置。
【請求項７】
繊維束を巻き付ける一連の動作を各工程に分けて制御対象の動作を第１工程から順次指示する制御装置を備えたフィラメントワインディング装置の再起動方法であって、
前記制御装置は、繊維束を巻き付ける一連の動作の途中で停止した場合に次の工程を第１工程とする実行されていない工程群の並び替えを行なう、ことを特徴とするフィラメントワインディング装置の再起動方法。
【請求項８】
前記制御装置は、反復動作を工程毎に数値で表したカムデータと、発散動作を工程毎に数値で表したカムデータと、に基づいて制御対象の動作を指示可能に構成され、
再起動をした場合の第１工程以降の前記発散動作については、該発散動作を表すカムデータの各数値から停止時の数値を引いた値で表される新たなカムデータに基づいて実行される、ことを特徴とする請求項７に記載のフィラメントワインディング装置の再起動方法。
【請求項９】
再起動をした場合の最終工程以降の前記反復動作及び前記発散動作については、最終工程時の数値によって一定に表されたカムデータに基づいて実行される、ことを特徴とする請求項８に記載のフィラメントワインディング装置の再起動方法。
【請求項１０】
前記制御装置は、最終工程時の数値によって一定に表されたカムデータの最後に前記反復動作及び前記発散動作を表すカムデータの最大値と最小値を加える、ことを特徴とする請求項９に記載のフィラメントワインディング装置の再起動方法。
【請求項１１】
前記制御装置は、第１工程から停止したときまでの経過時間を計測し、繊維束を巻き付ける一連の動作が要する時間から前記経過時間を引いた値に基づいて再起動をした場合の最終工程の完了時を把握する、ことを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれか一項に記載のフィラメントワインディング装置の再起動方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１７１１３６（Ｐ２０１２−１７１１３６Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３３４６１（Ｐ２０１１−３３４６１）
【出願日】平成２３年２月１８日（２０１１．２．１８）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１８日（２０１１．２．１８）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]