纤维缠绕方法和纤维缠绕设备技术

提供了一种纤维缠绕方法和一种纤维缠绕设备，在该纤维缠绕方法和纤维缠绕设备中，当新线轴(10)安装在线轴旋转驱动装置(20)上时，在保持通过浮动装置解绕的纤维(11)的末端进一步远于浮动装置固定并且纤维被绷紧的状态的同时，控制装置(60)使线轴旋转以使浮动装置(30)摇动。控制装置基于浮动装置的长度(LD)、浮动装置的摇动角度(θ1)以及线轴的旋转角度(θa)来获得安装在线轴旋转驱动装置上的线轴的线轴径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种纤维缠绕方法和一种纤维缠绕设备，诸如陶瓷纤维、玻璃纤维和碳纤维之类的纤维通过该纤维缠绕方法和纤维缠绕设备从缠绕有纤维的线轴解绕。
技术介绍
近年来，用于形成强化纤维预制件的方法已经被广泛地使用，在该方法中，通过将陶瓷纤维、玻璃纤维、碳纤维等浸入到树脂等中而制成的纤维以一定的张力从缠绕有纤维的线轴解绕，并且解绕的纤维缠绕在拟被缠绕的物体上。另外，纤维缠绕设备用作以一定的张力将纤维从线轴解绕的设备。例如，如图5所示，日本特许申请公报No.2005-262595(JP 2005-262595 A)公开了一种纤维缠绕设备100，该纤维缠绕设备100包括线轴移动机构170，该线轴移动机构170能够改变线轴110和导辊141的相对位置，并且纤维缠绕设备100即使在纤维以高速解绕时仍能够充分保持解绕纤维的一定张力。在图5中，附图标记141至146表示导辊。控制装置160基于来自张力传感器140A和速度传感器140B的检测信号来控制具有有源浮动单元151和浮动装置130的有源浮动装置130A，以保持解绕纤维的一定张力，并且控制装置160控制线轴移动机构170以将线轴110沿轴向方向移动至合适的位置。另外，例如，日本特许申请公报No.2007-161449(JP 2007-161449 A)公开了一种线缠绕设备和线缠绕方法，线通过该线缠绕设备和线缠绕方法缠绕在线轴上。详细地，公开了一种线缠绕设备和线缠绕方法，其中，在线轴径达到给定限制半径之前与达到给定限制半径(已经缠绕有线)之后，用于驱动线轴旋转的整体(package)驱动马达的旋转速度进行改变。因此，从缠绕开始到缠绕结束保持单一的缠绕数(wind ratio)。通过对保持线轴的支架的摇动角度进行检测的缠绕线轴径检测装置来检测缠绕在线轴上的线的点处的半径。
技术实现思路
在纤维从缠绕有该纤维的线轴解绕的情况下，纤维缠绕设备根据需要由解绕的纤维的速度和线轴的旋转速度而获得线轴径，即纤维缠绕在线轴上的点处的半径，并且显示纤维的剩余量等。然而，当新线轴安装在纤维缠绕设备上时，纤维还未被解绕。因此，不能检测解绕速度以及线轴的旋转速度并且因此不能够获得线轴径。因此，传统上，当新线轴安装在纤维缠绕设备上时，操作者使用卡尺等来测量线轴径，该线轴径为纤维缠绕在线轴上的点处的半径，然后操作者将初始线轴径输入到纤维缠绕设备中。基于输入的初始线轴径，纤维缠绕设备显示安装的线轴上的纤维的剩余量，设定初始参数等，初始参数用于在纤维的解绕开始时对线轴的旋转速度进行控制以及对有源浮动装置的张力进行控制。在JP 2005-262595 A中，由于没有关于当新线轴安装在纤维缠绕设备上测量线轴径的描述，因此操作者需要通过使用卡尺等来获得线轴径。由操作者手动测量的线轴径不是优选的，因为对操作者造成负担并且测量结果会不同。在JP 2007-161449 A中，设置有缠绕线轴径检测装置以检测线轴径。通过将缠绕线轴径检测装置应用于纤维缠绕设备，取消了操作者的通过利用卡尺等测量线轴径的工作。然而，由于必须将缠绕线轴径检测装置安装在纤维缠绕设备中的适当位置上，因此需要精力、时间和成本，这不是优选的。本专利技术的目的在于提供一种纤维缠绕方法和纤维缠绕设备，在不新添加线轴径检测装置的情况下，通过该纤维缠绕方法和纤维缠绕设备在新线轴安装时自动检测线轴径，即纤维缠绕的点处的线轴径径。首先，本专利技术的第一方面为纤维缠绕方法，其使用线轴旋转驱动装置，在该线轴旋转驱动装置上安装有线轴，在该线轴上缠绕有纤维，该线轴旋转驱动装置驱动线轴并且使线轴旋转；浮动装置，该浮动装置摇动以将一定的张力施加至从线轴解绕的纤维；以及控制装置，该控制装置控制线轴旋转驱动装置。当新线轴安装在线轴旋转驱动装置上时，在保持通过浮动装置解绕的纤维的末端在浮动装置更前方固定、并且解绕的纤维被绷紧的状态的同时，控制装置使线轴旋转以使浮动装置摇动。控制装置基于浮动装置的长度、浮动装置的摇动角度以及线轴的旋转角度来获得安装在线轴旋转驱动装置上的线轴的线轴径。在第一方面中，当新线轴安装时，在保持通过浮动装置解绕的纤维的末端在比浮动装置更远处固定并且纤维被绷紧的状态的同时，线轴旋转以使浮动装置摇动。然后，基于浮动装置的长度、浮动装置的摇动角度以及线轴的旋转角度来获得线轴径。因此，不需要新增加线轴径检测装置。当新线轴安装时，可以自动检测线轴径，该线轴径为纤维缠绕的点处的线轴径。在根据上述第一方面的纤维缠绕方法中，在获得线轴径时，浮动装置可以从摇动范围的一端或该一端附近摇动至摇动范围的另一端或该另一端附近。在该方法中，在获得线轴径时，浮动装置从摇动范围的一端(或该一端附近)摇动至摇动范围的另一端(或该另一端附近)。因此，浮动装置尽可能大幅地摇动，并且因此可以更精确地获得线轴径。在根据第一方面的纤维缠绕方法中，控制装置可以基于所获得的线轴径来自动地执行以下中的至少一者：纤维的剩余量的显示、或者当开始通过线轴旋转驱动装置进行解绕时的初始参数的设定。在该方法中，当新线轴安装时，基于线轴安装时刻的线轴径的测量值而自动地执行基于测量到的线轴径的程序。因此，减少了操作者所需的精力和时间，并且更有效地执行用于形成强化纤维预制件的操作。与操作者通过使用卡尺等来测量线轴径的相关技术相比，预期会减小测量到的线轴径的差异并提高测量到的线轴径的精度。同时，由于不需要新增线轴径检测装置，因此可以抑制成本的增加。接下来，本专利技术的第二方面为纤维缠绕设备，该纤维缠绕设备包括：线轴旋转驱动装置，该线轴旋转驱动装置上安装有线轴，该线轴上缠绕有纤维，该线轴旋转驱动装置驱动线轴并使线轴旋转；旋转角度检测装置，该旋转角度检测装置检测线轴旋转驱动装置的旋转角度；浮动装置，该浮动装置摇动以将一定的张力施加至从线轴解绕的纤维；摇动角度检测装置，该摇动角度检测装置检测浮动装置的摇动角度；以及控制装置，该控制装置控制线轴旋转驱动装置。在纤维缠绕设备中，当新线轴安装在线轴旋转驱动装置上时，在保持通过浮动装置解绕的纤维的末端在比浮动装置更远处固定并且解绕的纤维被绷紧的状态的同时，控制装置使线轴旋转以使浮动装置摇动，并且基于以下方面来计算安装在线轴旋转驱动装置上的线轴的线轴径：基于来自旋转角度检测装置的检测信号的线轴旋转驱动装置的旋转角度、基于来自摇动角度检测装置的检测信号的浮动装置的摇动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纤维缠绕方法，所述纤维缠绕方法使用：线轴旋转驱动装置(20)，所述线轴旋转驱动装置(20)上安装有线轴，所述线轴上缠绕有纤维，所述线轴旋转驱动装置(20)驱动所述线轴并使所述线轴旋转；浮动装置(30)，所述浮动装置(30)摇动以将一定的张力施加至从所述线轴解绕的纤维；以及控制装置(60)，所述控制装置(60)控制所述线轴旋转驱动装置(20)，所述纤维缠绕方法包括：当新线轴(10)安装在所述线轴旋转驱动装置(20)上时，在保持通过所述浮动装置(30)解绕的纤维的末端在比所述浮动装置(30)更远处固定、并且解绕的纤维被绷紧的状态的同时，通过使用所述控制装置(60)使所述线轴(10)旋转来使所述浮动装置(30)摇动；以及基于所述浮动装置(30)的长度、所述浮动装置(30)的摇动角度以及所述线轴(10)的旋转角度，通过使用所述控制装置(60)来获得安装在所述线轴旋转驱动装置(20)上的所述线轴的线轴径。

【技术特征摘要】
2013.07.16 JP 2013-1473601.一种纤维缠绕方法，所述纤维缠绕方法使用：
线轴旋转驱动装置(20)，所述线轴旋转驱动装置(20)上安装有线轴，
所述线轴上缠绕有纤维，所述线轴旋转驱动装置(20)驱动所述线轴并使
所述线轴旋转；
浮动装置(30)，所述浮动装置(30)摇动以将一定的张力施加至从所
述线轴解绕的纤维；以及
控制装置(60)，所述控制装置(60)控制所述线轴旋转驱动装置(20)，
所述纤维缠绕方法包括：
当新线轴(10)安装在所述线轴旋转驱动装置(20)上时，在保持通
过所述浮动装置(30)解绕的纤维的末端在比所述浮动装置(30)更远处
固定、并且解绕的纤维被绷紧的状态的同时，通过使用所述控制装置(60)
使所述线轴(10)旋转来使所述浮动装置(30)摇动；以及
基于所述浮动装置(30)的长度、所述浮动装置(30)的摇动角度以
及所述线轴(10)的旋转角度，通过使用所述控制装置(60)来获得安装
在所述线轴旋转驱动装置(20)上的所述线轴的线轴径。
2.根据权利要求1所述的纤维缠绕方法，其中，在获得所述线轴径时，
所述浮动装置(30)从摇动范围的一端或一端附近摇动至所述摇动范围的
另一端或另一端附近。
3.根据权利要求1或2所述的纤维缠绕方法，其中，所述控制装置(60)
基于获得的所述线轴径来自动地执行以下中的至少一者：显示纤维的剩余
量、或者设定当开始通过所述线轴旋转驱动装置(20)进行解绕时的初始
参数。
4.一种纤维缠绕设备，包括：
线轴旋转驱动装置(20)，所述线轴旋转驱动装置(20)上安装有线轴，
所述线轴上缠绕有纤维，所述线轴旋转驱动装置(20)驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：山口祐司，小嶋久毅，大谷忠司，藤井丈史，
申请(专利权)人：株式会社捷太格特，丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP