预浸片材层叠装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种预浸片材层叠装置(1)，用以制造预浸片材层叠体，该预浸片材层叠体为层叠有多片预浸片材，并且以使一层的预浸片材的纤维方向与其他层的预浸片材不同的方式层叠者。该预浸片材层叠装置(1)具备：使预浸胚材(P1)行进的主运送路径(3)；将预浸胚材以设定的角度朝宽度方向切断而形成预浸裁切片材(P2、P4)的预浸裁切片材形成部(5、14)；将所形成的预浸裁切片材移送至在主运送路径上行进的预浸胚材上，并且以使其纤维方向成为设定的方向的方式予以载置于预浸胚材上的移载手(9、18)；以及使预浸胚材与载置于此预浸胚材的预浸裁切片材熔接的熔接部(13、21)。
【专利说明】
预浸片材层叠装置
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种预浸片材层叠装置。
[0002]本申请案是依据2014年4月2日于日本提出申请的日本特愿2014-76058号主张优先权，并在此援用其内容。
【背景技术】
[0003]以往，使用碳纤维或玻璃纤维作为强化纤维的CFRP或GFRP，由于轻量且具有高耐久性，所以被使用作为构成汽车或飞机等的各种构件。使该CFRP或GFRP成形的方法，为人所知者，为首先层叠多片由强化纤维与树脂所构成且厚度约为数十至数百μπι左右的预浸片材而制造出预浸片材层叠体，接着重叠多片外形逐渐呈些许不同的预浸片材层叠体而形成为所希望的3维形状的方法。
[0004]预浸片材层叠体为层叠多片预浸片材而制造。预浸片材虽然在其纤维方向(纤维的长度方向)、也就是配向方向中，拉伸强度和韧性极高，但在与纤维方向(配向方向)正交的方向中，拉伸强度和韧性低，所以其机械特性具有异向性。因此，于预浸片材层叠体中，为了缓和预浸片材的异向性，是使纤维方向成为不同来层叠预浸片材。
[0005]当层叠纤维方向不同的预浸片材时，可考量以下方法:从将纤维方向整合于长度方向的预浸胚材、也就是纤维角度为0°的胚材中，制造出任意纤维方向的预浸胚材，并把将纤维角度为0°的预浸胚材朝其宽度方向切断而成的矩形状的预浸片材、以及将任意纤维方向的预浸胚材朝其宽度方向切断而成的矩形状的预浸片材予以层叠。
[0006]此时，就制造任意纤维方向的预浸胚材的手法而言，为人所知者有例如依据专利文献I所记载的制造装置所进行的方法。该专利文献I所记载的预浸材的制造装置的构成具备:安装预浸胚材的卷出装置;从安装于该卷出装置的预浸胚材中，每次以既定长度拉出预浸材的第一送料装置；以相对于其纤维方向呈既定的角度来切断通过第一送料装置所拉出的预浸材的切断装置；以使其纤维方向成为与通过第一送料装置所拉出的预浸材的纤维方向不同的既定方向的方式，旋转通过切断装置所切出的预浸片的旋转装置;使通过旋转装置所旋转的预浸片的沿着纤维方向的端部依序对接而排列的再排列装置;将接着胶带贴附于通过再排列装置所彼此对接的预浸片的对接部的贴附装置;将通过贴附装置所彼此接着的预浸片，每次以既定长度送出的第二送料装置；以及卷取从第二送料装置所送出的预浸材的卷取装置。
[0007](现有技术文献)
[0008](专利文献)
[0009]专利文献I:日本国特许第2876244号公报
【发明内容】
[0010](发明所欲解决的课题)
[0011]然而，专利文献I所记载的预浸材的制造装置中，虽然可制造任意纤维方向的预浸胚材，但无法直接制造层叠有纤维方向不同的预浸片材的预浸片材层叠体，因此无法容易地制造预浸片材层叠体。
[0012]本发明为鉴于所述情形而创作者，其目的在于提供一种能够容易地制造出层叠有纤维方向不同的预浸片材的预浸片材层叠体的预浸片材层叠装置。
[0013](解决课题的手段)
[0014]本发明的第I型态的预浸片材层叠装置，其制造预浸片材层叠体，该预浸片材层叠体层叠有多片具有配向于单一方向的纤维的预浸片材，并且以使至少一层的预浸片材的纤维方向与其他层的预浸片材不同的方式层叠而成，该预浸片材层叠装置具备:主运送路径，使纤维方向配向于基准方向的预浸胚材行进;预浸裁切片材形成部，将纤维方向配向于基准方向的预浸胚材，以预先设定的角度朝其宽度方向切断而形成预浸裁切片材;移载手，将于预浸裁切片材形成部所形成的预浸裁切片材移送至在主运送路径上行进的预浸胚材上，并且以使其纤维方向成为预先设定的方向的方式予以载置于预浸胚材上；以及熔接部，使预浸胚材与载置于此预浸胚材的预浸裁切片材熔接。
[0015]此外，本发明的第2型态是于第I型态的预浸片材层叠装置中，具备:将通过熔接部所熔接的预浸胚材与预浸裁切片材的层叠体予以切断，而得到预浸片材层叠体的切断部。
[0016]此外，本发明的第3型态是于第I或第2型态的预浸片材层叠装置中，具备:将其他预浸胚材送出至在主运送路径上行进的预浸胚材上，使该其他预浸胚材也在主运送路径上行进的送出部。
[0017]此外，本发明的第4型态是于第I至第3型态的预浸片材层叠装置中，具备多个预浸裁切片材形成部，并且分别对应于此等预浸裁切片材形成部而具备多个移载手。
[0018]此外，本发明的第5型态是于第4型态的预浸片材层叠装置中，多个移载手构成为:使一个移载手将预浸裁切片材载置于预浸胚材上时的预浸裁切片材的纤维方向，与另一个移载手将预浸裁切片材载置于预浸胚材上时的预浸裁切片材的纤维方向彼此不同。
[0019](发明的效果)
[0020]本发明的预浸片材层叠装置具备:将于预浸裁切片材形成部所形成的预浸裁切片材移送至在主运送路径上行进的预浸胚材上，并且以使其纤维方向成为预先设定的方向的方式载置于预浸胚材上的移载手。因此，可通过预浸胚材与载置于此预浸胚材上的预浸裁切片材，得到层叠有纤维方向不同的预浸片材的预浸片材层叠体。因此能够容易地制造出预浸片材层叠体。
【附图说明】
[0021]图1为示意显示本发明的预浸片材层叠装置的一实施形态的俯视图。
[0022]图2为示意显示本发明的预浸片材层叠装置的一实施形态的侧视图。
[0023]图3为用以说明通过预浸片材层叠装置所形成的预浸片材层叠物的示意图。
[0024]图4为显示切断装置的概略构成的立体图。
[0025]其中，附图标记说明如下:
[0026]I预浸片材层叠装置
[0027]3主运送路径
[0028]4传送装置5第一预浸裁切片材形成部
[0029]6,15送出装置
[0030]7、16副运送路径
[0031]8、17切断装置
[0032]8a裁切器
[0033]8b保持棒
[0034]9、18 移载手
[0035]12送出装置(送出部)
[0036]13,21熔接机(熔接部)
[0037]14第二预浸裁切片材形成部
[0038]22切断部
[0039]F强化纤维
[0040]P1、P3预浸胚材[0041 ]P2第一预浸裁切片材
[0042]P4第二预浸裁切片材
[0043]P5预浸片材层叠物
[0044]P6预浸片材层叠体。
【具体实施方式】
[0045]以下参考附图来详细说明本发明的预浸片材层叠装置。以下的附图中，为了将各构件形成为可辨识的大小，而适当地变更各构件的比例尺。
[0046]图1为示意显示本发明的预浸片材层叠装置的一实施形态的俯视图。图2为示意显示本发明的预浸片材层叠装置的一实施形态的侧视图。此等图中，符号I为预浸片材层叠装置。
[0047]此预浸片材层叠装置I具备:卷出卷筒状的预浸胚材(预浸片材)Pl的卷出装置2;使从该卷出装置2卷出的预浸胚材Pl行进的主运送路径3;及拉入在主运送路径3上行进而来的预浸片材层叠物P5并往更下游测传送的传送装置4。
[0048]预浸胚材Pl为使热塑性树脂或热硬化性树脂含浸于碳纤维或玻璃纤维等强化纤维(纤维)并形成为50至300μπι左右的厚度，并且以使强化纤维(纤维)的方向整合于一定方向的方式配向形成。
[0049]图3为用以说明通过预浸片材层叠装置I所形成的预浸片材层叠物Ρ5的示意图。如图3所示，本实施形态中，预浸胚材Pl是以其强化纤维F的方向(长度方向)大致与基准方向，也就是预浸胚材Pl的长度方向一致的方式配向形成。因此，预浸胚材Pl是成为强化纤维F的配向为0°的预浸胚材。
[0050]图1、图2所示的卷出装置2具有辊，并且将卷绕成卷筒状的预浸胚材Pl往其长度方向卷出并送出至主运送路径3上而构成。此时，预浸胚材Pl由后述的传送装置4所拉引，而被送出至主运送路径3上。
[0051]如图1所示，主运送路径3为具有比预浸胚材Pl的宽度更宽的宽度的直线状(直板状)构件，且以使预浸胚材Pl在其上表面上行进的方式形成。该主运送路径3的上表面，是以可使预浸胚材Pl顺畅地行进的方式，形成为摩擦阻力少的平滑面。
[0052]于主运送路径3的下游侧，如图1、图2所示，配置有传送装置4，该传送装置4具有:配置于上下方的一对$S4a、棍4a，以及连接于一对棍4a、棍4a中的一方棍4a并使棍4a旋转的马达等驱动源4b。传送装置4如所述般，将在主运送路径3上行进而来的预浸片材层叠物P5夹持于一对辊4a、辊4a之间，并通过驱动源4b使辊4a旋转而拉入预浸片材层叠物P5，并传送至下游侧而构成。藉此，如所述般，卷出装置2构成为无须通过其本身的驱动将预浸胚材Pl送出，而是将通过传送装置4的驱动所拉出的预浸片材层叠物P5，卷出至主运送路径3。
[0053]在此，被拉入于传送装置4的预浸片材层叠物P5于本实施形态中，是如图3所示，于预浸胚材Pl上依序层叠第一预浸裁切片材P2、预浸胚材P3、第二预浸裁切片材P4而构成。另夕卜，在图3中，是显示胚材或片材从图中的左侧朝向右侧于主运送路径3上流动的情形，此夕卜，还显示胚材或片材从左侧朝向右侧依序层叠的状态。
[0054]如图1所示，于主运送路径3的上游侧，配设有第一预浸裁切片材形成部5。第一预浸裁切片材形成部5的构成具备:送出卷筒状的预浸胚材Pl的送出装置6;使从该送出装置6所送出的预浸胚材Pl行进的副运送路径7;以及将在副运送路径7上行进而来的预浸胚材Pl，以预先设定的角度朝其宽度方向切断的切断装置8。从送出装置6所送出的预浸胚材Pl为与通过所述卷出装置2卷出至主运送路径3上的预浸胚材Pl相同的胚材。也就是强化纤维F的配向为0°的预浸胚材。
[0055]送出装置6包含:将卷筒状的预浸胚材Pl予以卷出的卷出装置6a;以及将通过卷出装置6a所卷出的卷筒状的预浸胚材Pl传送至副运送路径7上的传送装置6b。卷出装置6a构成为:与所述卷出装置2同样地形成，将被卷取为卷筒状的预浸胚材Pl朝其长度方向卷出并送出至副运送路径7上。
[0056]传送装置6b与所述传送装置4同样地形成，并具有:配置于上下方的一对辊6c、辊6c，以及连接于一对棍6c、棍6c中的一方棍6c并使棍6c旋转的马达等驱动源6d。该传送装置6b构成为:将从卷出装置6a所卷出的预浸胚材Pl夹持于一对辊6c、辊6c之间，并通过驱动源6d使辊6c旋转而拉入预浸胚材Pl，并传送至副运送路径7的下游侧。
[0057]副运送路径7配置在主运送路径3的一方的侧方，并以与主运送路径3正交的方式延伸而配设。该副运送路径7也与所述主运送路径3相同，为具有比预浸胚材Pl的宽度更宽的宽度的直线状(直板状)构件，且以使预浸胚材Pl在其上表面上行进的方式形成。该副运送路径7的上表面，也以可使预浸胚材Pl顺畅地行进的方式，形成为摩擦阻力少的平滑面。
[0058]切断装置8将在副运送路径7上行进而来的预浸胚材Pl，以预先设定的角度朝其宽度方向切断。本实施形态的切断装置8的概略构成如图4所示。切断装置8构成为具备:裁切器8a;以可移动的方式保持裁切器8a的保持棒Sb;以及支撑保持棒Sb的两端部的一对支撑部Sc、支撑部Sc。裁切器8a构成为通过马达等驱动手段朝保持棒Sb的长度方向来回移动，藉此，尤其可在去程上移动而切断预浸胚材Pl，并在回程上移动而返回初期位置，以进行新的切断而待机。
[0059]保持棒Sb是形成为比预浸胚材Pl的宽度更足够长的长度的细长方柱状的构件，并横跨预浸胚材Pl的宽度方向而配置在预浸胚材Pl的上方。藉此，保持棒Sb在其长度方向导引裁切器8a。
[0060]一对支撑部8c、支撑部8c是为了使保持棒8b相对于该预浸胚材Pl的角度成为预先设定的角度，而将保持棒Sb的两端部以可移动的方式支撑。在本实施形态中，是以相对于预浸胚材Pl的纤维方向(配向方向)、也就是预浸胚材Pl的长度方向使保持棒8b交叉为45° (-45°)的方式支撑保持棒8b。因此，通过沿着该保持棒8b的长度方向来移动，裁切器8a能够将预浸胚材Pl以45°的角度朝其宽度方向切断。
[0061]在此，-45°的符号「_」如图3所示，显示强化纤维F的长度方向(配向方向)往顺时针方向移位的情形。因此，往逆时针方向移位时，以「+」的符号显示。
[0062]此外，如图4所示，一对支撑部Sc、支撑部Sc以可将保持棒Sb相对于预浸胚材Pl的角度变更为任意角度的方式构成。也就是，保持棒8b构成为相对于直接支撑保持棒8b的支撑棒8d，使其两端部分别往与支撑棒Sd的长度方向相反的方向移动。藉此，使相对于预浸胚材Pl的长度方向(强化纤维F的长度方向)的角度成为可变。因此，在该切断装置8中，例如也可通过「+30°」或「+60°」来切断，以取代通过「+45°」进行预浸胚材Pl的切断角度者。再者，也可通过「_45°」来切断。
[0063]此外，该切断装置8是通过未图示的控制装置，以使裁切器8a的驱动与送出装置6的传送装置6b的动作连动的方式控制。也就是，在由传送装置6b所进行的预浸胚材Pl的传送动作暂时停止的期间，驱动裁切器8a并以预先设定的角度切断预浸胚材Pl，而形成图3所示的平行四边形的第一预浸裁切片材P2。在此，于图4所示的副运送路径7中，在比保持棒Sb更下游侧，于保持有通过切断所形成的第一预浸裁切片材P2的位置上，为了防止因该第一预浸裁切片材P2的浮起所产生的位置偏离，设置由吸引孔等所构成的防浮起手段。
[0064]此外，当停止裁切器8a的驱动时，通过后述的移载手9来拾取第一预浸裁切片材P2。然后再次通过传送装置6b来送出预浸胚材P1。此时，于图3中以边LI来显示由裁切器8a切断的间隔时，是以使该边LI的长度成为预浸胚材Pl的宽度的V 2倍长度的方式，控制传送装置6b及裁切器8a的驱动。
[0065]如图1、图2所示，于切断装置8的下游侦U、也就是副运送路径7的主运送路径3侧，设置有:将在第一预浸裁切片材形成部5中所形成的预浸片材、也就是通过切断装置8所切断的图3所示的第一预浸裁切片材P2，移送至在主运送路径3上行进的预浸胚材Pl上的移载手9。
[0066]如图2所示，移载手9构成为具备:将第一预浸裁切片材P2予以吸引保持的保持部9a;以及于水平面上使该保持部9a旋转，而使第一预浸裁切片材P2的强化纤维F的纤维方向(配向方向)成为预先设定的方向的旋转部％。保持部9a构成为可通过减压吸引而装卸地保持第一预浸裁切片材P2。旋转部9b是构成为由机械手臂所形成，并且具有多个旋转轴而使保持部9a于水平面上的XY方向移动，并且绕着垂直轴旋转，且使保持部9a升降。
[0067]具有此构成的移载手9通过保持部9a来保持由切断装置8所切出的平行四边形的第一预浸裁切片材P2，并通过旋转部9b使被保持的第一预浸裁切片材P2移动至主运送路径3上，然后从保持部9a装卸，以将第一预浸裁切片材P2载置于预浸胚材Pl上。此时，旋转部9b如图3所示，以使第一预浸裁切片材P2的强化纤维F的纤维方向(配向方向)成为预先设定的方向的方式、也就是以与预浸胚材Pl的强化纤维F的纤维方向(配向方向)不同的角度的+45°的方式，将第一预浸裁切片材P2载置于预浸胚材Pl上。
[0068]此外，如此地载置第一预浸裁切片材P2时，该第一预浸裁切片材P2的切断边L2、切断边L2是以分别位于预浸胚材Pl的侧端缘上的方式对位。藉此，如图3所示，第一预浸裁切片材P2不会从预浸胚材Pl突出而被载置于预浸胚材Pl上。
[0069]通过使该第一预浸裁切片材形成部5与移载手9连续地进行第一预浸裁切片材P2的形成、以及所形成的第一预浸裁切片材P2的移载，而可使第一预浸裁切片材P2相对于在主运送路径3上行进的预浸胚材Pl，能够以无间隙且不重叠地连续的状态来配置(载置)。
[0070]如图1所示，于主运送路径3的比副运送路径7稍微下游侧的位置，配设有间隙检测部10。间隙检测部10由检测出片材的阶差的2维雷射位移感测器、或以CCD摄影机所构成的影像感测器所形成，并检测出载置于预浸胚材Pl上的先行的第一预浸裁切片材P2与后续的第一预浸裁切片材P2之间的间隙。
[0071]也就是，检测出前后方的第一预浸裁切片材P2、第一预浸裁切片材P2之间的间隙是否位于预先设定的范围(例如数毫米以下)、以及此等是否重叠。此外，当间隙较预先设定的范围更宽时，或是前后方的第一预浸裁切片材P2、第一预浸裁切片材P2重叠时，是将「再载置」的讯号输出至未图示的控制装置。接收到「再载置」的讯号的控制装置，会再次驱动移载手9，通过该移载手9重新载置第一预浸裁切片材P2。因此，位于前后方的第一预浸裁切片材P2、第一预浸裁切片材P2，最后不会重叠且以调整于预先设定的范围的间隙而前后连续地配置。
[0072]此外，于主运送路径3的比间隙检测部10更下游侧的位置，如图2所示，配设有熔接机11。熔接机11于本实施形态中，是对应于图3所示的第一预浸裁切片材P2的边LI，以沿着其长度方向的方式行进的加热体。该熔接机11用以加热第一预浸裁切片材P2的边LI的内侦U，在使第一预浸裁切片材P2及其下方的预浸胚材Pl的树脂熔融后固化，藉此使此等第一预浸裁切片材P2及预浸胚材Pl熔接。另外，熔接机11也可与间隙检测部10—体地形成而配置。
[0073]于比该熔接机11更下游侧的位置，如图1、图2所示，配设有送出装置(送出部)12。送出装置12构成为:配置在主运送路径3的上方，并以将其他预浸胚材P3送出至在主运送路径3上行进的预浸胚材Pl与第一预浸裁切片材P2的层叠物上。在此，从该送出装置12所送出的预浸胚材P3，也为与通过所述卷出装置2卷出至主运送路径3上的预浸胚材Pl相同的胚材，且为强化纤维F的配向为0°的预浸胚材。
[0074]此外，如图2所示，该送出装置12由:将卷筒状的预浸胚材P3卷出的卷出装置12a，以及将通过卷出装置12a所卷出的卷筒状的预浸胚材P3传送至主运送路径3上的传送装置12b所构成。卷出装置12a构成为将被卷取为卷筒状的预浸胚材P3往其长度方向卷出，并且暂时送出至上方。
[0075]传送装置12b具有多个辊12c、以及连接于此等辊12c中的配置在下游侧的辊12c并使辊12c旋转的马达等驱动源(未图示)而构成。该传送装置12b构成为:通过多个辊12c，将从卷出装置12a所卷出且暂时送出至上方的预浸胚材P3，从上方传送至下方，再送出至在主运送路径3上行进的所述层叠物的上方。
[0076]此外，如此将预浸胚材P3送出至所述层叠物上时，送出装置12如图3所示，是以使预浸胚材P3的两侧缘位于层叠物的第一预浸裁切片材P2的切断边L2、切断边L2上的方式进行对位。藉此，如图3所示，预浸胚材P3不会从第一预浸裁切片材P2突出而载置于第一预浸裁切片材P2上。
[0077]此外，于比该送出装置12更下游侧的位置，如图1、图2所示配设有熔接机13。恪接机13与所述熔接机11相同地，由加热体所形成，并使最上层的预浸胚材P3与此层的下层的所述层叠物(也就是预浸胚材Pl与第一预浸裁切片材P2的层叠物)熔接而形成一体化。本实施形态中，是使加热体在图3所示的预浸胚材P3的宽度方向、也就是与强化纤维F的长度方向正交的方向行进，使预浸胚材P3与此层的下层的所述层叠物的树脂熔融后固化，以使此等预浸胚材P3与所述层叠物熔接。
[0078]于比该熔接机13更下游侧的位置，如图1所示，配设有第二预浸裁切片材形成部14。第二预浸裁切片材形成部14与第一预浸裁切片材形成部5大致同样地构成，并且具备:送出卷筒状的预浸胚材Pl的送出装置15;使从该送出装置15所送出的预浸胚材Pl行进的副运送路径16;以及将在副运送路径16上行进而来的预浸胚材Pl，以预先设定的角度朝其宽度方向切断的切断装置17。
[0079]在此，从送出装置15所送出的预浸胚材Pl与第一预浸裁切片材形成部5中所使用的预浸胚材Pl相同，是强化纤维F的配向为0°的预浸胚材。
[0080]送出装置15与第一预浸裁切片材形成部5的送出装置6同样地构成，并且由将卷筒状的预浸胚材Pl卷出的卷出装置15a、以及将通过卷出装置15a所卷出的卷筒状的预浸胚材Pl传送至副运送路径16上的传送装置15b所构成。卷出装置15a以将被卷取为卷筒状的预浸胚材Pl往其长度方向卷出并送出至副运送路径16上的方式构成。
[0081]传送装置15b构成为具有:配置于上下方的一对辊15c、辊15c;以及连接于一对辊15c、辊15c中的一方辊15c并使辊15c旋转的马达等驱动源15d。该传送装置15b也构成为:将从卷出装置15a所卷出的预浸胚材Pl夹持于一对辊15c、辊15c之间，并通过驱动源15d使辊15c旋转而拉入预浸胚材Pl，并传送至副运送路径16的下游侧。
[0082]副运送路径16配置在主运送路径3的一方的侧方，也就是配置在与第一预浸裁切片材形成部5的副运送路径7相同的侧方，并以与主运送路径3正交的方式延伸而配设。该副运送路径16也为具有比预浸胚材Pl的宽度更宽的宽度的直线状(直板状)构件，且以使预浸胚材Pl在其上表面上行进的方式形成。该副运送路径16的上表面，也以可使预浸胚材Pl顺畅地行进的方式，形成为摩擦阻力少的平滑面。
[0083]切断装置17与第一预浸裁切片材形成部5的切断装置8相同，将在副运送路径16上行进而来的预浸胚材Pl，以预先设定的角度朝其宽度方向切断。也就是，切断装置17构成为具备:图4所示的裁切器8a;以可移动的方式保持裁切器8a的保持棒Sb;以及支撑保持棒Sb的两端部的一对支撑部8c、支撑部8c。
[0084]然而，该第二预浸裁切片材形成部14的切断装置17，与所述切断装置8将预浸胚材Pl以+45°的角度朝其宽度方向切断而形成图3所示的第一预浸裁切片材P2者不同，而是将预浸胚材Pl以-45°的角度朝其宽度方向切断而形成图3所示的第二预浸裁切片材P4。
[0085]也就是，在该切断装置17中，以可移动的方式保持图4所示的裁切器8a的保持棒Sb的朝向与切断装置8不同，而是如图1所示，相对于副运送路径16的长度方向反向地倾斜45°而配置。藉此，通过切断装置17所切断而形成的第二预浸裁切片材P4如图3所示，其切断边L4相对于强化纤维F的长度方向倾斜45°而形成。也就是，朝与第一预浸裁切片材P2相反的方向倾斜45°而形成。
[0086]然而于该切断装置17中，也与所述切断装置8相同，可将保持棒相对于预浸胚材Pl的角度变更为任意角度，藉此使相对于预浸胚材PI的长度方向(强化纤维F的长度方向)的角度成为可变。因此，在该切断装置17中，例如也可通过「_30°」或「_60°」来切断，以取代通过「-45°」进行预浸胚材Pl的切断角度者。再者，也可通过「+45°」来切断。
[0087]此外，该切断装置17中，也通过未图示的控制装置，以使裁切器的驱动与送出装置15的传送装置15b的动作连动的方式来控制。也就是，在由传送装置15b所进行的传送动作暂时停止的期间，驱动裁切器并以预先设定的角度切断预浸胚材Pl，而形成图3所示的平行四边形的第二预浸裁切片材P4。在此，于副运送路径16，与所述副运送路径7相同，也在比保持棒Sb更下游侧之处，于保持有通过切断所形成的第二预浸裁切片材P4的位置上，为了防止因该第二预浸裁切片材P4的浮起所产生的位置偏离，设置由吸引孔等所构成的防浮起手段。
[0088]此外，当停止裁切器的驱动时，通过后述的移载手18来拾取第二预浸裁切片材P4。然后再次通过传送装置15b来送出预浸胚材P1。此时，于图3中以边L3来显示裁切器的切断间隔时，是以使该边L3的长度成为预浸胚材Pl的宽度的V 2倍长度的方式，控制传送装置15b及裁切器的驱动。
[0089]如图1、图2所示，于该切断装置17的下游侧、也就是副运送路径16的主运送路径3侦U，设置有移载手18，该移载手为将在第二预浸裁切片材形成部14中所形成的预浸片材、也就是通过切断装置17所切断的图3所示的第二预浸裁切片材P4，移送至在主运送路径3上行进的层叠物上。
[0090]移载手18如图2所示，具有与所述移载手9相同的构成，并具备:将第二预浸裁切片材P4予以吸引保持的保持部18a;以及于水平面上使该保持部18a旋转，而使第二预浸裁切片材P4的强化纤维F的纤维方向(配向方向)成为预先设定的方向的旋转部18b。保持部18a构成为可通过减压吸引而装卸地保持第二预浸裁切片材P4。旋转部18b是构成为:由机械手臂所形成，并且以使保持部18a朝水平方向旋转，且使保持部18a升降。
[0091]具有此构成的移载手18，是通过保持部18a来保持通过切断装置17所切出的平行四边形的第二预浸裁切片材P4，并通过旋转部18b将被保持的第二预浸裁切片材P4移动至主运送路径3上，然后从保持部18a装卸，以将第二预浸裁切片材P4载置于预浸胚材P3(层叠物)上。此时，保持部18a如图3所示，以使第二预浸裁切片材P4的强化纤维F的纤维方向(配向方向)成为预先设定的方向的方式，也就是以与预浸胚材Pl或第一预浸裁切片材P2、预浸胚材P3的强化纤维F的纤维方向(配向方向)不同的角度的-45°的方式，将第二预浸裁切片材P4载置于预浸胚材P3 (层叠物)上。
[0092]此外，如此地载置第二预浸裁切片材P4时，该第二预浸裁切片材P4的切断边L4、切断边L4是以分别位于预浸胚材P3的侧端缘上的方式对位。藉此，如图3所示，第二预浸裁切片材P4不会从预浸胚材P3突出而被载置于预浸胚材P3上。
[0093]通过使该第二预浸裁切片材形成部14与移载手18连续地进行第二预浸裁切片材P4的形成、以及所形成的第二预浸裁切片材P4的移载，即可使第二预浸裁切片材P4相对于在主运送路径3上行进的层叠物，能够以无间隙且不重叠地连续的状态来配置(载置)。
[0094]在此，经过第一预浸裁切片材形成部5、移载手9、送出装置12等而行进至移载手18附近为止的层叠物的行进速度，与经过副运送路径16并通过移载手18而载置于层叠物上的第二预浸裁切片材P4的移载速度有时会不同，而造成其时间点偏离。因此，本实施形态中，于熔接机13与移载手18附近之间，设置有:例如通过使层叠物挠曲来消除所述时间点的偏离以配合时间点的累积部(未图示)。藉此，可使通过移载手18载置第二预浸裁切片材P4的时间点，与层叠物行进而来的时间点相配合。
[0095]如图1所示，于主运送路径3的比副运送路径16稍微下游侧的位置，配设有间隙检测部19。间隙检测部19与间隙检测部10相同，由检测出片材的阶差的2维雷射位移感测器、或是以CCD摄影机所构成的影像感测器所形成，并检测出载置于预浸胚材P3(层叠物)上的先行的第二预浸裁切片材P4与后续的第二预浸裁切片材P4之间的间隙。
[0096]该间隙检测部19也检测出前后方的第二预浸裁切片材P4、第二预浸裁切片材P4之间的间隙是否位于预先设定的范围(例如数毫米以下)、以及此等是否重叠，当间隙较预先设定的范围更宽时，或是前后方的第二预浸裁切片材P4、第二预浸裁切片材P4重叠时，透过未图示的控制部再次驱动移载手18，而重新载置第二预浸裁切片材P4。因此，位于前后方的第二预浸裁切片材P4、第二预浸裁切片材P4，最后并不会重叠且以调整于预先设定的范围的间隙而前后连续地配置。
[0097]此外，于主运送路径3之比间隙检测部19更下游侧的位置，如图2所示，配设有熔接机20。熔接机20具备与所述熔接机11大致相同的构成，且对应于图3所示的第二预浸裁切片材P4的边L3，以沿着其长度方向的方式行进的加热体。该熔接机20，用以加热第二预浸裁切片材P4的边L3的内侧，在使第二预浸裁切片材P4及其下方的预浸胚材P3或更下方的第一预浸裁切片材P2、预浸胚材Pl的树脂熔融后固化，藉此使此等之间熔接而一体化。此外，熔接机20也可与间隙检测部19 一体地形成而配置。
[0098]于比该熔接机21更下游侧的位置，如图1、图2所示，配设有熔接机(熔接部)21。熔接机21是通过与所述熔接机13相同的加热体所形成，并将通过熔接机20所熔接而形成一体化的层叠物、也就是最上层的第二预浸裁切片材P4与此层的下层的层叠物再次熔接。此时，该熔接机21用以使加热体在图3所示的第二预浸裁切片材P4的宽度方向、也就是与切断边L4正交的方向行进，使第二预浸裁切片材P4与此层的下层的所述层叠物的树脂熔融后固化，而使此等第二预浸裁切片材P4与所述层叠物熔接。也就是，通过以与熔接机20不同的角度熔接，可使所得的层叠物更稳固地一体化。藉此，形成如图3所示的预浸片材层叠物P5。
[0099]如此形成的预浸片材层叠物P5如所述般被拉入至传送装置4，并往主运送路径3的下游侧行进。
[0100]于该传送装置4的下游侧，如图1、图2所示配设有切断部22。
[0101]切断部22与所述切断装置8、切断装置17相同，具有裁切器，并将预浸片材层叠物P5朝其宽度方向、也就是与图3所示的预浸胚材P1、预浸胚材P3的强化纤维F的长度方向正交的方向来切断，而形成图1所示的矩形状的预浸片材层叠体P6。
[0102]如此形成的预浸片材层叠体P6如图2所示，依序收容于在主运送路径3的下游侧所配设的收容箱23后，提供至下一步骤。在下一步骤中，预浸片材层叠体P6被切断为所希望的形状，然后重叠多片所得的预浸片材层叠体P6的形状物，而形成为所希望的3维形状。
[0103]于构成汽车或飞机等的各种构件中，例如有左右地配置而形成为面对称的构件。制造此形成为面对称的构件时，其强度也须具有面对称性，因此，构成预浸片材层叠物的预浸片材的强化纤维的纤维方向(配向方向)，也须以左右的构件形成面对称。
[0104]具体而言，为了将面对称性赋予至由图3所示的预浸片材层叠物P5所形成的预浸片材层叠体P6，可将图3所示的预浸片材层叠物P5中的第一预浸裁切片材P2与第二预浸裁切片材P4互换，以制造预浸片材层叠体。
[0105]也就是，将图1所示的第一预浸裁切片材形成部5中的切断装置8的保持棒8b的角度，变更成第二预浸裁切片材形成部14中的切断装置17的保持棒8b的角度，相反地，将第二预浸裁切片材形成部14中的切断装置17的保持棒Sb的角度，变更成第一预浸裁切片材形成部5中的切断装置8的保持棒Sb的角度。藉此，可容易地将图3所示的预浸片材层叠物P5中的第一预浸裁切片材P2与第二预浸裁切片材P4互换。因此，可通过相同的预浸片材层叠装置I，而容易地制造出对于由预浸片材层叠物P5所形成的预浸片材层叠体P6以强度面而言具有面对称性的预浸片材层叠体。
[0106]本实施形态的预浸片材层叠装置I具备:将由预浸裁切片材形成部5(预浸裁切片材形成部14)所形成的第一预浸裁切片材P2(第二预浸裁切片材P4)，移送至在主运送路径3上行进的预浸胚材Pl(预浸胚材P3)上，并且以使其强化纤维F的纤维方向(配向方向)成为预先设定的方向的方式，载置于预浸胚材Pl(预浸胚材P3)上的移载手9(移载手18)。因此，通过预浸胚材Pl(预浸胚材P3)及载置于该预浸胚材Pl(预浸胚材P3)的上方的第一预浸裁切片材P2(第二预浸裁切片材P4)，可得到层叠有纤维方向不同的预浸片材的预浸片材层叠体P6 ο因此可容易地制造预浸片材层叠体P6。
[0107]此外，本实施形态的预浸片材层叠装置I具备:切断通过熔接机(熔接部)21等所熔接的预浸胚材Pl(预浸胚材P3)与第一预浸裁切片材P2(第二预浸裁切片材P4)的层叠物(层叠体)，而得到预浸片材层叠体P6的切断部22。因此可容易且连续地制造预浸片材层叠体P6。
[0108]此外，本实施形态的预浸片材层叠装置I具备:将其他预浸胚材P3送出至在主运送路径3上行进的预浸胚材Pl上，且使预浸胚材P3也在主运送路径3上行进的送出装置(送出部)12。因此可容易地将其他预浸胚材P3层叠于预浸胚材Pl上。
[0109]此外，本实施形态的预浸片材层叠装置I具备第一预浸裁切片材形成部5与第二预浸裁切片材形成部14，并且分别对应于该等第一预浸裁切片材形成部5与第二预浸裁切片材形成部14而具备移载手9、移载手18。因此，可将强化纤维F的配向为不同的2层预浸裁切片材配置在预浸胚材Pl (预浸胚材P3)。因此可提高所形成的预浸片材层叠体P6的构成的自由度。
[0110]此外，移载手9、移载手18构成为:使一方的移载手9将第一预浸裁切片材P2载置于预浸胚材Pl上时的第一预浸裁切片材P2的强化纤维F的纤维方向(配向方向)，与另一方的移载手18将第二预浸裁切片材P4载置于预浸胚材P3上时的第二预浸裁切片材P4的强化纤维F的纤维方向(配向方向)互为不同。因此可更进一步提高所形成的预浸片材层叠体P6的构成的自由度。
[0111]此外，本发明并不限定于所述实施形态，在不脱离本发明的主旨的范围内，可进行种种变更。
[0112]例如于所述实施形态中，为说明制造4层构造的层叠体作为要制造的预浸片材层叠体的装置，但只要是多层的层叠体，则可将本发明适用在制造3层以下的层叠体或5层以上的层叠体的装置。
[0113]具体而言，可将预浸裁切片材形成部减少至I个或增加至3个以上。同样地，可将预浸胚材送出至最下层的预浸胚材Pl上的送出装置12移除，或是增加至2个以上。
[0114]此外，所述实施形态中，特别是将第一预浸裁切片材P2或第二预浸裁切片材P4的强化纤维F的配向角度设为+45°或-45°，但也可通过调整切断装置8、切断装置17的保持棒的角度，来设为例如+30° (30°)或+60° (-60°)等。
[0115]此外，涉及熔接机(熔接部)的数目或在该主运送路径3上的位置等，也可因应预浸裁切片材形成部的数量等来适当地变更。
[0116](产业上的可利用性)
[0117]本发明可提供一种能够容易地制造出层叠有纤维方向不同的预浸片材的预浸片材层叠体的预浸片材层叠装置。
【主权项】
1.一种预浸片材层叠装置，其制造预浸片材层叠体，该预浸片材层叠体层叠有多片具有配向于单一方向的纤维的预浸片材，并且以使至少一层的预浸片材的纤维方向与其他层的预浸片材不同的方式层叠而成，其中，该预浸片材层叠装置具备: 主运送路径，使纤维方向配向于基准方向的预浸胚材行进； 预浸裁切片材形成部，将纤维方向配向于基准方向的预浸胚材，以预先设定的角度朝其宽度方向切断而形成预浸裁切片材； 移载手，将于所述预浸裁切片材形成部所形成的预浸裁切片材移送至在所述主运送路径上行进的预浸胚材上，并且以使其纤维方向成为预先设定的方向的方式予以载置于所述预浸胚材上；以及 熔接部，使所述预浸胚材与载置于此预浸胚材的所述预浸裁切片材熔接。2.如权利要求1所述的预浸片材层叠装置，其具备:将通过所述熔接部所熔接的所述预浸胚材与所述预浸裁切片材的层叠体予以切断，而得到预浸片材层叠体的切断部。3.如权利要求1所述的预浸片材层叠装置，其具备:将其他预浸胚材送出至在所述主运送路径上行进的所述预浸胚材上，使该其他预浸胚材也在所述主运送路径上行进的送出部。4.如权利要求2所述的预浸片材层叠装置，其具备:将其他预浸胚材送出至在所述主运送路径上行进的所述预浸胚材上，使该其他预浸胚材也在所述主运送路径上行进的送出部。5.如权利要求1所述的预浸片材层叠装置，其具备多个所述预浸裁切片材形成部，并且分别对应于此等预浸裁切片材形成部而具备多个所述移载手。6.如权利要求2所述的预浸片材层叠装置，其具备多个所述预浸裁切片材形成部，并且分别对应于此等预浸裁切片材形成部而具备多个所述移载手。7.如权利要求3所述的预浸片材层叠装置，其具备多个所述预浸裁切片材形成部，并且分别对应于此等预浸裁切片材形成部而具备多个所述移载手。8.如权利要求4所述的预浸片材层叠装置，其具备多个所述预浸裁切片材形成部，并且分别对应于此等预浸裁切片材形成部而具备多个所述移载手。9.如权利要求5至8中任一项所述的预浸片材层叠装置，其中，所述多个移载手构成为:使一个移载手将所述预浸裁切片材载置于所述预浸胚材上时的预浸裁切片材的纤维方向，与另一个移载手将所述预浸裁切片材载置于所述预浸胚材上时的预浸裁切片材的纤维方向彼此不同。
【文档编号】B29B11/16GK106029318SQ201580004594
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年4月1日
【发明人】和田芳幸, 横浜真诚, 油井拓纪
【申请人】株式会社Ihi