プリプレグテープ並びにテープ制御情報設定方法
【課題】プリプレグテープの貼着時に、様々な曲面に対応して皺無く貼着や積層を図ることを提供する。
【解決手段】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分割ゾーンの中心を通る縦断ラインとが交差する点に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。
【解決手段】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分割ゾーンの中心を通る縦断ラインとが交差する点に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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）の使用は、自動車、海洋、航空宇宙産業を含む種々の産業界で増加している。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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１８５９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
図１及び図２を参照して、加工対象となる製品ＷＳの曲面が各図の（Ａ）に示すような円筒形、または円錐形の場合、これを各図の（Ｂ）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、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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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ポイント）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。
【００１１】
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、前記支承体を兼ねる巻き芯を備えていてもよい。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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ポイント（以下、「テープ制御点」という）や、或いは、プリプレグテープのエッジの座標（これらテープ制御点やエッジの座標を「テープ制御情報と総称する」）を演算することが不可欠であり、本件発明者は、鋭意研究の結果、テープ制御情報を精緻に演算することに成功した。
【００１６】
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前記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分割ゾーンの中心を通る縦断ラインとが交差する点に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。
【００１７】
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が、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。
【００１８】
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から前記曲面に下ろした垂線の足を演算する垂足演算ステップと、前記垂線の足に基づいて、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、前記ベクトル始点と前記探索点とから、当該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、多様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。
【００１９】
好ましい態様は、前記分割ゾーン毎に、当該縦断ラインのエッジの座標を演算するエッジ座標演算ステップをさらに備えている。この態様では、縦断ライン毎にエッジの座標を演算することができるので、曲面に貼着されるプリプレグテープのエッジ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を繰出し、裁断することが可能になる。
【００２０】
好ましい態様において、前記エッジ座標演算ステップは、前記縦断ラインのエッジに最も近いテープ制御点を始点として、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から前記曲面に下ろした垂線の足を演算する垂足演算ステップと、前記垂線の足に基づいて、前記曲面上の探索点を演算する探索点演算ステップと、当該縦断ラインのエッジに達するまで、前記ベクトル始点と前記探索点とから、当該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、多様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の座標を正確に演算することが可能になる。
【発明の効果】
【００２１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】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、（Ａ）は、円筒形製品の斜視図、（Ｂ）は円筒形製品の展開図である。
【図２】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、（Ａ）は、円錐形製品の斜視図、（Ｂ）は円錐形製品の展開図である。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】本発明に係る全体フローを示すフローチャートである。
【図９】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１０】図９の続きを示すフローチャートである。
【図１１】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り、（Ａ）は曲面上での探索、（Ｂ）は、曲面からオフセットされた曲面での探索を示す。
【図１２】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。
【図１３】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。
【図１４】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１５】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１６】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１７】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１８】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１９】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２０】図１９の続きを示すフローチャートである。
【図２１】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２２】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２３】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２４】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２５】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。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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、繰り出されたときの基端部分の各始点座標Ｓｃｕｔ（エッジ座標の一例）と先端部分の各終点座標Ｅｃｕｔ（エッジ座標の別の例）とが精緻に演算されていることが好ましい。
【００３３】
そのような始点座標Ｓｃｕｔや終点座標Ｅｃｕｔが設定されたプリプレグテープ１０は、繰出し時に予めエッジＴＰｓ、ＴＰｅの座標に合わせてテープ分割体１１を裁断し、その後、裁断長に対応する長さに繰り出して、始点座標Ｓｃｕｔに合わせて裁断することにより、曲面に沿うプリプレグテープ１０を無駄なく消費することができる。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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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データを保存しており、このＣＡＤデータをインターフェース（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になっている。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データが使用される。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。
【００３８】
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り、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。
【００３９】
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。
【００４０】
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）について、各要素を変数として表す必要がある場合には、表１の変数欄に従って標記することとし、これらのうち、値を示す必要がある場合には、表１の値欄に従って標記することとする。
【００４１】
【表１】
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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）。
【００４５】
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、データ処理としての説明が必要な場合には、配列変数Ｐ（ｉ，ｊ，ｋ）の値をタプルとも呼称する。ここでタプルとは、ある配列変数（例えば、Ｐ（ｉ，ｊ，ｋ））の一つの値を構成する変数ｉ、ｊ、ｋの値の集合を表す集合数詞である。
【００４６】
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。
【００４７】
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群であり、以下に示す処理が可能になっている。
【００４８】
図９及び図１１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。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１１参照）。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。
【００４９】
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（ｉ，ｊ，ｋ）が設定される。なお、微小移動量Δａや積算探索長ｍの初期設定は、ユーザが設定画面を表示装置４２に表示させ、この設定画面上で適宜変更できるようになっている。
【００５０】
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。
【００５１】
次に、演算されたベクトル終点Ｐｅから曲面Ｓに垂線の足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）。
【００５２】
ｐｔｅｍｐ１の座標Ｐが演算可能である場合、垂線の足ｐｔｅｍｐ１＋（ｈＶ＊ｈ（ｉ））を演算する（ステップＳ１０４）。ここで、ｈＶは、ｐｔｅｍｐ１を通る曲面Ｓの法線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１１（Ａ）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１１（Ｂ）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。垂線の足ｐｔｅｍｐ１から演算した座標Ｐｓ（ｉ，ｊ，ｋ）を特に探索点という。
【００５３】
次いで、始点となる座標Ｐから探索点Ｐｓ（ｉ，ｊ，ｋ）までの探索長Δｍを演算する（ステップＳ１０５）。
【００５４】
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。
【００５５】
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をインクリメントし（ステップＳ１０８）、新たな探索点Ｐｓ（ｉ，ｊ，ｋ）のタプルを追加して、その値（ｘ，ｙ）を登録する（ステップＳ１０９）。
【００５６】
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
【００５７】
【数１】
【００５８】
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）。
【００５９】
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。
【００６０】
また、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）を超えている場合、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（ステップＳ１１３）、積算探索長ｍが探索距離Ｌｈ未満である場合には、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エッジの座標を探索点Ｐｓとして求める（ステップＳ１１４）。次いで、変数ｋをインクリメントして（ステップＳ１１５）、探索終点Ｐｆ（ｉ，ｊ，ｋ）を登録する新たなタプルを追加し、このタプルＰｆ（ｉ，ｊ，ｋ）に探索点Ｐｓの値（ｘ，ｙ）を登録する（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、探索終点Ｐｆ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。
【００６１】
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。
【００６２】
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には、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）。ここで、さらに、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。
【００６３】
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。この場合には、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ｔｅｍｐ３を演算し（ステップＳ１２４）、この垂線の足ｔｅｍｐ３を基礎にして座標Ｐ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。
【００６４】
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。
【００６５】
次に、テープ制御点ＣＰの演算の具体例について説明する。
【００６６】
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（従って、テープ分割体１１）を一意に特定する変数をｃとする。
【００６７】
図示のように、プリプレグテープ１０が反時計回り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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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Ｐ０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。
【００７１】
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。
【００７２】
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
【００７３】
【数２】
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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、プリプレグテープ１０のエッジＴＰｓ、ＴＰｅに到達した場合である。
【００７８】
図１７を参照して、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。そのため、例えば、図１７に示すように、エッジＴＰｓ、ＴＰｅが横断ラインＬｐと斜行しているプリプレグテープ１０の場合、このプリプレグテープ１０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、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を探索した場合や、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を探索した場合には、探索距離Ｌｈに到達する前に探索点Ｐｓがプリプレグテープ１０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。
【００７９】
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、テープ制御点ＣＰ（ｐ，ｃ）の記憶領域にｎｕｌｌのタプルを追加する（ステップＳ７１１）。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、一部のタプル（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。
【００８０】
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）。
【００８１】
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。
【００８２】
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のタプル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。
【００８３】
次に、エッジ座標演算サブルーチンについて説明する。
【００８４】
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）と終点用タプルＣＰ（Ｐ（ｉ，ｊ，ＮＮ＋１），ｃ）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。
【００８５】
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）。
【００８６】
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ＣＰ（ｐ，ｃ）のタプルが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）のタプルが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。
【００８７】
図２２および図２３に示すように、ｃ＝０のとき、タプル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）のタプルがある場合には、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の演算のベクトル始点Ｐ０を当該タプルＣＰ（ｐ，ｃ）に登録されたテープ制御点ＣＰ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。
【００８８】
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）。
【００８９】
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に相当するタプル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値のタプル（例えば、ＣＰ（Ｐ（０，０，ＮＮ），０））に到達する。
【００９０】
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。
【００９１】
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）。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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
【００９５】
【数３】
【００９６】
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。
【００９７】
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（ｃ）の長さＬｙ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。
【００９８】
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（ｃ）の長さＬｙ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。
【００９９】
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（ｃ）の長さＬｙ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（ｃ）の長さＬｙ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。
【０１００】
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（ｃ）の長さＬｙ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（ｃ）の長さＬｙ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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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ポイント）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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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が、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。
【０１０８】
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、ベクトル始点Ｐ０を始点として、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から曲面Ｓに下ろした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、多様に湾曲する曲面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。
【０１０９】
また本実施形態は、分割ゾーンｄＴＰ毎に、当該縦断ラインＬｖ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、縦断ラインＬｖ毎にエッジ座標（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に貼着されるプリプレグテープ１０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。
【０１１０】
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、縦断ラインＬｖ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から曲面Ｓに下ろした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、当該縦断ラインＬｖ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、多様に湾曲する曲面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。
【０１１１】
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。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。
【符号の説明】
【０１１２】
１０ プリプレグテープ
１１ テープ分割体
１１ａ ミシン目
１２ 台紙
３０ ＣＡＤデータベース
４０ テープ制御情報演算モジュール
４４ ナビゲーティングモジュール
４５ テープ制御点演算モジュール
４６
エッジ座標演算モジュール
ｂ 変数
ｃ 変数
ＣＰ テープ制御点
ｄ テープ幅
ｄＴＰ 分割ゾーン
Ｅｃｕｔ 終点座標
Ｌｎ レイアップパス上の積算距離
Ｌｐ 横断ライン
Ｌｖ 縦断ライン
Ｎ プリプレグテープの分割数
Ｐ 座標
Ｓ 曲面
Ｓ７ テープ制御点演算サブルーチン
Ｓ８ エッジ座標演算サブルーチン
Ｓｃｕｔ 始点座標
ＳＶ 探索ベクトル
ｔ テープの厚さ
ｐｔｅｍｐ１−３ 垂線の足
Ｖ テープ貼着方向
ＷＳ 製品
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）の使用は、自動車、海洋、航空宇宙産業を含む種々の産業界で増加している。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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１８５９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
図１及び図２を参照して、加工対象となる製品ＷＳの曲面が各図の（Ａ）に示すような円筒形、または円錐形の場合、これを各図の（Ｂ）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、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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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ポイント）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。
【００１１】
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、前記支承体を兼ねる巻き芯を備えていてもよい。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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ポイント（以下、「テープ制御点」という）や、或いは、プリプレグテープのエッジの座標（これらテープ制御点やエッジの座標を「テープ制御情報と総称する」）を演算することが不可欠であり、本件発明者は、鋭意研究の結果、テープ制御情報を精緻に演算することに成功した。
【００１６】
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前記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分割ゾーンの中心を通る縦断ラインとが交差する点に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。
【００１７】
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が、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。
【００１８】
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から前記曲面に下ろした垂線の足を演算する垂足演算ステップと、前記垂線の足に基づいて、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、前記ベクトル始点と前記探索点とから、当該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、多様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。
【００１９】
好ましい態様は、前記分割ゾーン毎に、当該縦断ラインのエッジの座標を演算するエッジ座標演算ステップをさらに備えている。この態様では、縦断ライン毎にエッジの座標を演算することができるので、曲面に貼着されるプリプレグテープのエッジ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を繰出し、裁断することが可能になる。
【００２０】
好ましい態様において、前記エッジ座標演算ステップは、前記縦断ラインのエッジに最も近いテープ制御点を始点として、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から前記曲面に下ろした垂線の足を演算する垂足演算ステップと、前記垂線の足に基づいて、前記曲面上の探索点を演算する探索点演算ステップと、当該縦断ラインのエッジに達するまで、前記ベクトル始点と前記探索点とから、当該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、多様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の座標を正確に演算することが可能になる。
【発明の効果】
【００２１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】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、（Ａ）は、円筒形製品の斜視図、（Ｂ）は円筒形製品の展開図である。
【図２】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、（Ａ）は、円錐形製品の斜視図、（Ｂ）は円錐形製品の展開図である。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】本発明に係る全体フローを示すフローチャートである。
【図９】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１０】図９の続きを示すフローチャートである。
【図１１】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り、（Ａ）は曲面上での探索、（Ｂ）は、曲面からオフセットされた曲面での探索を示す。
【図１２】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。
【図１３】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。
【図１４】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１５】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１６】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１７】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１８】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１９】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２０】図１９の続きを示すフローチャートである。
【図２１】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２２】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２３】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２４】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２５】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。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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、繰り出されたときの基端部分の各始点座標Ｓｃｕｔ（エッジ座標の一例）と先端部分の各終点座標Ｅｃｕｔ（エッジ座標の別の例）とが精緻に演算されていることが好ましい。
【００３３】
そのような始点座標Ｓｃｕｔや終点座標Ｅｃｕｔが設定されたプリプレグテープ１０は、繰出し時に予めエッジＴＰｓ、ＴＰｅの座標に合わせてテープ分割体１１を裁断し、その後、裁断長に対応する長さに繰り出して、始点座標Ｓｃｕｔに合わせて裁断することにより、曲面に沿うプリプレグテープ１０を無駄なく消費することができる。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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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データを保存しており、このＣＡＤデータをインターフェース（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になっている。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データが使用される。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。
【００３８】
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り、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。
【００３９】
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。
【００４０】
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）について、各要素を変数として表す必要がある場合には、表１の変数欄に従って標記することとし、これらのうち、値を示す必要がある場合には、表１の値欄に従って標記することとする。
【００４１】
【表１】
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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）。
【００４５】
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、データ処理としての説明が必要な場合には、配列変数Ｐ（ｉ，ｊ，ｋ）の値をタプルとも呼称する。ここでタプルとは、ある配列変数（例えば、Ｐ（ｉ，ｊ，ｋ））の一つの値を構成する変数ｉ、ｊ、ｋの値の集合を表す集合数詞である。
【００４６】
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。
【００４７】
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群であり、以下に示す処理が可能になっている。
【００４８】
図９及び図１１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。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１１参照）。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。
【００４９】
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（ｉ，ｊ，ｋ）が設定される。なお、微小移動量Δａや積算探索長ｍの初期設定は、ユーザが設定画面を表示装置４２に表示させ、この設定画面上で適宜変更できるようになっている。
【００５０】
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。
【００５１】
次に、演算されたベクトル終点Ｐｅから曲面Ｓに垂線の足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）。
【００５２】
ｐｔｅｍｐ１の座標Ｐが演算可能である場合、垂線の足ｐｔｅｍｐ１＋（ｈＶ＊ｈ（ｉ））を演算する（ステップＳ１０４）。ここで、ｈＶは、ｐｔｅｍｐ１を通る曲面Ｓの法線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１１（Ａ）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１１（Ｂ）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。垂線の足ｐｔｅｍｐ１から演算した座標Ｐｓ（ｉ，ｊ，ｋ）を特に探索点という。
【００５３】
次いで、始点となる座標Ｐから探索点Ｐｓ（ｉ，ｊ，ｋ）までの探索長Δｍを演算する（ステップＳ１０５）。
【００５４】
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。
【００５５】
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をインクリメントし（ステップＳ１０８）、新たな探索点Ｐｓ（ｉ，ｊ，ｋ）のタプルを追加して、その値（ｘ，ｙ）を登録する（ステップＳ１０９）。
【００５６】
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
【００５７】
【数１】
【００５８】
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）。
【００５９】
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。
【００６０】
また、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）を超えている場合、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（ステップＳ１１３）、積算探索長ｍが探索距離Ｌｈ未満である場合には、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エッジの座標を探索点Ｐｓとして求める（ステップＳ１１４）。次いで、変数ｋをインクリメントして（ステップＳ１１５）、探索終点Ｐｆ（ｉ，ｊ，ｋ）を登録する新たなタプルを追加し、このタプルＰｆ（ｉ，ｊ，ｋ）に探索点Ｐｓの値（ｘ，ｙ）を登録する（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、探索終点Ｐｆ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。
【００６１】
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。
【００６２】
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には、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）。ここで、さらに、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。
【００６３】
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。この場合には、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ｔｅｍｐ３を演算し（ステップＳ１２４）、この垂線の足ｔｅｍｐ３を基礎にして座標Ｐ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。
【００６４】
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。
【００６５】
次に、テープ制御点ＣＰの演算の具体例について説明する。
【００６６】
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（従って、テープ分割体１１）を一意に特定する変数をｃとする。
【００６７】
図示のように、プリプレグテープ１０が反時計回り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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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Ｐ０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。
【００７１】
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。
【００７２】
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
【００７３】
【数２】
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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、プリプレグテープ１０のエッジＴＰｓ、ＴＰｅに到達した場合である。
【００７８】
図１７を参照して、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。そのため、例えば、図１７に示すように、エッジＴＰｓ、ＴＰｅが横断ラインＬｐと斜行しているプリプレグテープ１０の場合、このプリプレグテープ１０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、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を探索した場合や、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を探索した場合には、探索距離Ｌｈに到達する前に探索点Ｐｓがプリプレグテープ１０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。
【００７９】
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、テープ制御点ＣＰ（ｐ，ｃ）の記憶領域にｎｕｌｌのタプルを追加する（ステップＳ７１１）。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、一部のタプル（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。
【００８０】
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）。
【００８１】
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。
【００８２】
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のタプル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。
【００８３】
次に、エッジ座標演算サブルーチンについて説明する。
【００８４】
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）と終点用タプルＣＰ（Ｐ（ｉ，ｊ，ＮＮ＋１），ｃ）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。
【００８５】
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）。
【００８６】
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ＣＰ（ｐ，ｃ）のタプルが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）のタプルが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。
【００８７】
図２２および図２３に示すように、ｃ＝０のとき、タプル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）のタプルがある場合には、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の演算のベクトル始点Ｐ０を当該タプルＣＰ（ｐ，ｃ）に登録されたテープ制御点ＣＰ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。
【００８８】
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）。
【００８９】
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に相当するタプル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値のタプル（例えば、ＣＰ（Ｐ（０，０，ＮＮ），０））に到達する。
【００９０】
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。
【００９１】
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）。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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
【００９５】
【数３】
【００９６】
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。
【００９７】
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（ｃ）の長さＬｙ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。
【００９８】
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（ｃ）の長さＬｙ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。
【００９９】
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（ｃ）の長さＬｙ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（ｃ）の長さＬｙ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。
【０１００】
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（ｃ）の長さＬｙ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（ｃ）の長さＬｙ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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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ポイント）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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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が、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。
【０１０８】
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、ベクトル始点Ｐ０を始点として、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から曲面Ｓに下ろした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、多様に湾曲する曲面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。
【０１０９】
また本実施形態は、分割ゾーンｄＴＰ毎に、当該縦断ラインＬｖ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、縦断ラインＬｖ毎にエッジ座標（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に貼着されるプリプレグテープ１０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。
【０１１０】
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、縦断ラインＬｖ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から曲面Ｓに下ろした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、当該縦断ラインＬｖ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、多様に湾曲する曲面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。
【０１１１】
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。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。
【符号の説明】
【０１１２】
１０ プリプレグテープ
１１ テープ分割体
１１ａ ミシン目
１２ 台紙
３０ ＣＡＤデータベース
４０ テープ制御情報演算モジュール
４４ ナビゲーティングモジュール
４５ テープ制御点演算モジュール
４６
エッジ座標演算モジュール
ｂ 変数
ｃ 変数
ＣＰ テープ制御点
ｄ テープ幅
ｄＴＰ 分割ゾーン
Ｅｃｕｔ 終点座標
Ｌｎ レイアップパス上の積算距離
Ｌｐ 横断ライン
Ｌｖ 縦断ライン
Ｎ プリプレグテープの分割数
Ｐ 座標
Ｓ 曲面
Ｓ７ テープ制御点演算サブルーチン
Ｓ８ エッジ座標演算サブルーチン
Ｓｃｕｔ 始点座標
ＳＶ 探索ベクトル
ｔ テープの厚さ
ｐｔｅｍｐ１−３ 垂線の足
Ｖ テープ貼着方向
ＷＳ 製品
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項３】
請求項１または２記載のプリプレグテープにおいて、
前記支承体を兼ね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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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前記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分割ゾーンの中心を通る縦断ラインとが交差する点に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。
【請求項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から前記曲面に下ろした垂線の足を演算する垂足演算ステップと、
前記垂線の足に基づいて、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、前記ベクトル始点と前記探索点とから、当該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。
【請求項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、
前記分割ゾーン毎に、当該縦断ラインのエッジの座標を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。
【請求項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、
前記縦断ラインのエッジに最も近いテープ制御点を始点として、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から前記曲面に下ろした垂線の足を演算する垂足演算ステップと、
前記垂線の足に基づいて、前記曲面上の探索点を演算する探索点演算ステップと、
当該縦断ラインのエッジに達するまで、前記ベクトル始点と前記探索点とから、当該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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項３】
請求項１または２記載のプリプレグテープにおいて、
前記支承体を兼ね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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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前記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分割ゾーンの中心を通る縦断ラインとが交差する点に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。
【請求項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から前記曲面に下ろした垂線の足を演算する垂足演算ステップと、
前記垂線の足に基づいて、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、前記ベクトル始点と前記探索点とから、当該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。
【請求項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、
前記分割ゾーン毎に、当該縦断ラインのエッジの座標を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。
【請求項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、
前記縦断ラインのエッジに最も近いテープ制御点を始点として、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から前記曲面に下ろした垂線の足を演算する垂足演算ステップと、
前記垂線の足に基づいて、前記曲面上の探索点を演算する探索点演算ステップと、
当該縦断ラインのエッジに達するまで、前記ベクトル始点と前記探索点とから、当該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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２０１２−１０２２６８（Ｐ２０１２−１０２２６８Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５３０７７（Ｐ２０１０−２５３０７７）
【出願日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【出願人】（０００１９１１８０）新日本工機株式会社 (51)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【出願人】（０００１９１１８０）新日本工機株式会社 (51)
【Ｆターム（参考）】
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