(57)【要約】  製造すべき部品に帯材部分を載置し、取り付ける載置機であって；帯材料を供給する第１の材料供給ユニット（２）と；前記第１の材料供給ユニットからの帯材料を引き出し、ガイド軌道で前記帯材料を位置決めする第１の把持手段と；第１の材料供給ユニットからの帯材部分の長さを切断する第１の切断装置（６）と；移動テーブル（１１）と；該移動テーブルの加工面上に前記帯材部分を配置し、取り付ける、少なくとも１つの帯材取付けユニット（１２）と；を有する載置機であって、該載置機（１）はさらに、帯材料を供給する第２の材料供給ユニット（３）と；前記第２の材料供給ユニットからの帯材料を引き出し、ガイド軌道（１０）で前記帯材料を位置決めする第２の把持手段と；前記第２の材料供給ユニット（３）からの帯材部分の長さを切断する第２の切断装置（７）と、を有している。
2016505413.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製造すべき部品に帯材部分を載置し、取り付ける方法であって、次のステップ、即ち、
第１の材料供給ユニット（２；１７；２´）によって帯材料を第１の切断装置（６；１９；６´）を越える所定の距離にわたって供給し；
前記第１の材料供給ユニット（２；１７；２´）からの前記帯材料の前縁を第１の把持手段によって把持し；
前記第１の把持手段を、前記帯材部分の所望の長さに相当する距離にわたって、前記第１の切断装置（６；１９；６´）から離れる方向に動かし；
前記第１の切断装置（６；１９；６´）によって、前記帯材部分の終端部を前記第１の材料供給ユニット（２；１７；２´）から分離し；
前記帯材部分がガイド軌道（１０；２５；１０´）における所望の位置に位置決めされるまで、前記第１の把持手段を前記第１の切断装置（６；１９；６´）から離れる方向でさらに動かし；
前記帯材部分を受容する位置まで、移動テーブル（１１；１４；１１´）の第１の移動を行い；
前記第１の材料供給ユニット（２；１７；２´）から提供された前記帯材部分を、前記移動テーブル（１１；１４；１１´）の加工面上に配置し、第１の帯材取付けユニット（１２；１５；１２´）によって取り付け；
前記第１の把持手段を、前記第１の切断装置（６；１９；６´）に隣接する位置へと戻す；
ステップを有する方法において、該方法はさらに、
第２の材料供給ユニット（３；１８；３´）によって帯材料を第２の切断装置（７；２０；７´）を越える所定の距離にわたって供給し；
前記第２の材料供給ユニット（３；１８；３´）からの前記帯材料の前縁を第２の把持手段によって把持し；
前記第２の把持手段を、前記帯材部分の所望の長さに相当する距離にわたって、前記第２の切断装置（７；２０；７´）から離れる方向に動かし；
前記第２の切断装置（７；２０；７´）によって、前記帯材部分の終端部を前記第２の材料供給ユニット（３；１８；３´）から分離し；
前記帯材部分がガイド軌道（１０；２６；１０´）における所望の位置に位置決めされるまで、前記第２の把持手段を前記第２の切断装置（７；２０；７´）から離れる方向でさらに動かし；
前記帯材部分を受容する位置まで、前記移動テーブル（１１；１４；１１´）の第２の移動を行い；
前記第２の材料供給ユニット（３；１８；３´）から提供された前記帯材部分を、前記移動テーブル（１１；１４；１１´）の加工面上に配置し、第１の帯材取付けユニット（１２；１５；１２´）又は第２の帯材取付けユニット（１２；１６；１２´）によって取り付け；
前記第２の把持手段を、前記第２の切断装置（７；２０；７´）に隣接する位置へと戻す；
ステップを有することを特徴とする、製造すべき部品に帯材部分を載置し、取り付ける方法。
【請求項２】
前記第１の材料供給ユニット（２；２´）から供給された帯材部分の、前記ガイド軌道（１０；１０´）における前記位置決めと同時に、前記帯材部分を受容する位置への前記移動テーブル（１１，１１´）の前記第１の移動を行い、
前記第２の材料供給ユニット（３；３´）から供給された帯材部分の、前記ガイド軌道（１０；１０´）における前記位置決めと同時に、前記帯材部分を受容する位置への前記移動テーブル（１１，１１´）の前記第２の移動を行う、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第１の把持手段は、第１の直線駆動装置（４）に取り付けられている第１の把持機構（８）によって形成されていて、
前記第２の把持手段は、第２の直線駆動装置（５）に取り付けられている第２の把持機構（９）によって形成されていて、さらに、
前記第１の材料供給ユニット（２）から供給された帯材部分を前記ガイド軌道（１０）において位置決めすると同時に、前記第２の材料供給ユニット（３）によって、前記第２の切断装置（７）を越える所定の距離にわたって、帯材料を供給し、
前記第２の材料供給ユニット（３）から供給された帯材部分を前記ガイド軌道（１０）において位置決めすると同時に、前記第１の材料供給ユニット（２）によって、前記第１の切断装置（６）を越える所定の距離にわたって、帯材料を供給する、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記第１の把持手段と前記第２の把持手段とは、直線駆動装置（３２）に取り付けられている帯材把持装置（３１）の第１の把持機構（８´）若しくは第２の把持機構（９´）によって形成されており、
前記直線駆動装置（３２）は、前記第１の把持機構（８´）が、前記第１の材料供給ユニット（２´）から提供される材料を把持することができ、前記第２の把持機構（９´）が、前記第２の材料供給ユニット（３´）から提供される材料を把持することができる移動範囲を有していて；
さらに、前記第１の材料供給ユニット（２´）から提供された帯材部分を前記移動テーブル（１１´）の加工面上に配置し、前記第１の帯材取付けユニット（１２´）によって取り付けた後、前記第２の材料供給ユニット（３´）によって帯材料を前記第２の切断装置（７´）を越える所定の距離にわたって供給し、前記直線駆動装置（３２）は前記帯材把持装置（３１）を、前記第２の材料供給ユニット（３´）から提供された帯材料を把持するための位置に配置するために、残りの距離を移動させ、
前記第２の材料供給ユニット（３´）から提供された帯材部分を前記加工面上に配置し、前記第１の帯材取付けユニット（１２´）によって取り付けた後、前記第１の材料供給ユニット（２´）によって帯材料を前記第１の切断装置（６´）を越える所定の距離にわたって供給し、前記直線駆動装置（３２）は前記帯材把持装置（３１）を、前記第１の材料供給ユニット（２´）から提供された帯材料を把持するための位置に配置するために、残りの距離を移動させる、請求項２記載の方法。
【請求項５】
第１の把持手段が、第１の直線駆動装置（２３）に取り付けられている第１の把持機構（２１）によって形成されており；
第２の把持手段が、第２の直線駆動装置（２４）に取り付けられている第２の把持機構（２２）によって形成されており；
前記第１の材料供給ユニット（１７）と、前記第１の把持機構（２１）と、前記第１の直線駆動装置（２３）と、前記第１の切断装置（１９）と、ガイド軌道（２５）と、第１の帯材取付けユニット（１５）とが、第１の載置ヘッドユニット（２９）に設けられていて；
前記第２の材料供給ユニット（１８）と、前記第２の把持機構（２２）と、前記第２の直線駆動装置（２４）と、前記第２の切断装置（２０）と、ガイド軌道（２６）と、第２の帯材取付けユニット（１６）とが、第２の載置ヘッドユニット（３０）に設けられていて；
前記第１の載置ヘッドユニット（２９）と前記第２の載置ヘッドユニット（３０）とは、帯材部分の引き出し、前記移動テーブル（１４）の加工面上への配置及び取り付けの際に交互に使用されるように設定されており；
さらに、前記第１の材料供給ユニット（１７）から供給された帯材部分を前記ガイド軌道（２５）において位置決めすると同時に、
前記第１の載置ヘッドユニット（２９）の下方の位置（２７）である前記帯材部分を収容するための位置へと、前記移動テーブル（１４）の第１の移動を行い、
前記第２の材料供給ユニット（１８）による帯材料の供給を、前記第２の切断装置（２０）を越える所定の距離にわたって行い、
前記第２の把持機構（２２）によって、前記第２の材料供給ユニット（１８）からの帯材料の前縁の把持を行い；
前記第１の材料供給ユニット（１７）から提供された帯材部分を前記第１の帯材取付けユニット（１５）によって取り付ける間に、
前記第２の把持機構（２２）によって、前記第２の材料供給ユニット（１８）からの帯材料の前縁の把持を行い、
帯材部分の所望の長さに相当する所定の距離にわたって、前記第２の切断装置（２０）から離れる方向での、前記第２の把持機構（２２）の移動を行い、
前記第２の切断装置（２０）によって、前記材料供給ユニット（１８）からの帯材部分の端部の分離を行い；
前記第２の材料供給ユニット（１８）から提供された帯材部分を前記第２の帯材取付けユニット（１６）によって取り付ける間に、
帯材部分の所望の長さに相当する所定の距離にわたって、前記第１の切断装置（１９）から離れる方向での、前記第１の把持機構（２２）の移動を行い、
前記第１の切断装置（１９）によって、前記第１の材料供給ユニット（１７）からの帯材部分の端部の分離を行う、請求項１記載の方法。
【請求項６】
さらに、前記第１の材料供給ユニット（１７）から提供された帯材部分を前記第１の帯材取付けユニット（１５）によって取り付けた後、
前記第１の把持機構（２１）が、前記第１の切断装置（１９）に隣接する位置へと戻る間に、前記第１の帯材取付けユニット（１５）を引き戻し、
前記移動テーブル（１４）を、前記第２の載置ヘッドユニット（３０）の下方の位置（２８）へと戻し；
前記移動テーブル（１４）が前記第２の載置ヘッドユニット（３０）の下方の位置（２８）へと移動している間に、前記第２の把持機構（２２）を、前記帯材部分が、前記ガイド軌道（２６）の所望の位置へと位置決めされるまで、前記第２の切断装置（２０）から離れる方向でさらに移動させ；
前記第２の材料供給ユニット（１８）から提供された帯材部分を前記第２の帯材取付けユニット（１６）によって取り付けた後、
前記第２の把持機構（２２）が、前記第２の切断装置（２０）に隣接する位置へと戻る間に、前記第２の帯材取付けユニット（１６）を引き戻し、
前記移動テーブル（１４）を、前記第１の載置ヘッドユニット（２９）の下方の位置（２７）へと戻し；
前記移動テーブル（１４）が前記第１の載置ヘッドユニット（２９）の下方の位置（２７）へと移動している間に、前記第１の把持機構（２１）を、前記帯材部分が、前記ガイド軌道（２５）の所望の位置へと位置決めされるまで、前記第１の切断装置（１９）から離れる方向でさらに移動させる、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記第１の把持手段と前記第２の把持手段とは交互に、前記第１の材料供給ユニット（２；１７；２´）若しくは前記第２の材料供給ユニット（３；１８；３´）から提供された帯材部分を引き出す、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
当該方法はさらに、前記第１の把持手段と前記第２の把持手段のうちどちらが、次の帯材部分を最短時間で引き出し配置することができる位置にあるかをアルゴリズムによって規定するステップを有している、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
製造すべき部品に帯材部分を載置し、取り付ける載置機（１；１´）であって；
帯材料を供給する第１の材料供給ユニット（２；１７；２´）と；
前記第１の材料供給ユニット（２；１７；２´）からの帯材料を引き出し、ガイド軌道（１０；２５；１０´）で前記帯材料を位置決めする第１の把持手段と；
第１の材料供給ユニット（２；１７；２´）からの帯材部分の長さを切断する第１の切断装置（６；１９；６´）と；
移動テーブル（１１；１４；１１´）と；
前記移動テーブルの加工面上に前記帯材部分を配置し、取り付ける、少なくとも１つの帯材取付けユニット（１２；１５；１２´）と；を有する載置機（１；１´）であって、
該載置機（１；１´）はさらに、
帯材料を供給する第２の材料供給ユニット（３；１８；３´）と；
前記第２の材料供給ユニット（３；１８；３´）からの帯材料を引き出し、ガイド軌道（１０；２５；１０´）で前記帯材料を位置決めする第２の把持手段と；
前記第２の材料供給ユニット（３；１８；３´）からの帯材部分の長さを切断する第２の切断装置（７；２０；７´）と、を有していることを特徴とする、載置機。
【請求項１０】
前記第１の把持手段が、第１の直線駆動装置（４；２３）に取り付けられている第１の把持機構（８；２１）によって形成されており、前記第２の把持手段が、第２の直線駆動装置（５；２４）に取り付けられている第２の把持機構（９；２２）によって形成されている、請求項９記載の載置機。
【請求項１１】
前記第１の材料供給ユニット（２；２´）は、当該載置機（１，１´）の主構造体の一方の側に取り付けられていて、前記第２の材料供給ユニット（３，３´）はこれとは反対の側に取り付けられている、請求項９又は１０記載の載置機。
【請求項１２】
前記材料供給ユニット、前記切断装置、前記ガイド軌道は、前記帯材取付けユニットからずらされた位置に配置されていて、
次の帯材部分を保持するガイド軌道を、前記帯材取付けユニットの下方の位置へと回転させる又はずらすための機構が設けられている、請求項９から１１までのいずれか１項記載の載置機。
【請求項１３】
前記第１の材料供給ユニット（１７）と、前記第１の把持機構（２１）と、前記第１の直線駆動装置（２３）と、前記第１の切断装置（１９）と、ガイド軌道（２５）と、第１の帯材取付けユニット（１５）とが、第１の載置ヘッドユニット（２９）に設けられていて、
前記第２の材料供給ユニット（１８）と、前記第２の把持機構（２２）と、前記第２の直線駆動装置（２４）と、前記第２の切断装置（２０）と、材料のためのガイド軌道（２５）と、第２の帯材取付けユニット（１６）とが、第２の載置ヘッドユニット（３０）に設けられていて、
前記第１の載置ヘッドユニット（２９）と前記第２の載置ヘッドユニット（３０）とは、帯材部分の引き出し、前記移動テーブル（１４）の加工面上への配置及び取り付けの際に交互に使用されるように設定されている、請求項１０から１２までのいずれか１項記載の載置機。
【請求項１４】
前記第１の把持手段と第２の把持手段とが、直線駆動装置（３２）に取り付けられている帯材把持装置（３１）の第１の把持機構（８´）と第２の把持機構（９´）とによって形成されており、前記直線駆動装置（３２）は、前記第１の把持機構（８´）が、前記第１の材料供給ユニット（２´）から提供される材料を把持することができ、前記第２の把持機構（９´）が、前記第２の材料供給ユニット（３´）から提供される材料を把持することができる移動範囲を有している、請求項９記載の載置機。
【請求項１５】
前記載置機（１；１´）が、前記請求項１から８までのいずれか１項記載の方法を実施するように設定されている、請求項９から１４までのいずれか１項記載の載置機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
この出願は、２００３年８月１９日に特許とされた米国特許第６，６０７，６２６号明細書、２００５年９月６日に特許とされた米国特許第６，９３９，４２３号明細書、２００７年６月２６日に特許とされた米国特許第７，２３５，１４９号明細書、２０１１年８月３０日に特許とされた米国特許第８，００７，８９４号明細書、２０１１年１１月１日に特許とされた米国特許第８，０４８，２５３号明細書、２０１２年５月１日に特許とされた米国特許第８，１６８，０２９号明細書、２０１２年３月３０日に出願された米国特許出願第１３／４３５，００６号明細書、２０１２年７月２５日に出願された米国特許出願第１３／５５７，６２１号明細書に関するものであり、これら明細書は全て、その全内容がこの明細書に含まれている。
【０００２】
先行技術
技術分野
本実施態様は概して、最新の複合材料に関し、特に自動化された載置システムの載置率を向上するシステム及び方法に関する。本実施態様は、通常、巻き取られた帯の形で提供される材料を使用して、自動化された載置法により最新の複合材料部品を製造する機器及びシステムに関する。
【０００３】
発明の背景技術
昨今の自動化された載置システムは通常、巻取り、供給、切断、所定の位置への帯材部分の配置及び取り付けといった様々な機能を実行するために複数の分割された部分システムを使用している。これらの機能の多くは通常、連続的に経過するので、載置機全体の実生産性は、個々の部分システムが作業することができる最高速度に依存している。
【０００４】
帯材料を所定の長さだけ引き出し、加工面に対して位置決めするために働く部分システムの速度は、載置機の全生産性に著しく影響を与える。通常、このようなシステムは、直線駆動装置に取り付けられた把持機構を備えている。この把持手段は、帯材料の前縁を把持し、ガイド軌道の列に沿ってこの帯材料を、製造すべき所定の部品のために載置プログラムによって規定されたように、所望の長さとなるように引く。残念なことに、直線駆動装置により得られる最大速度と加速度とは、摩擦、実装制限、把持手段及びこれに所属の部分の質量といった複数の要素の組み合わせにより実質的に制限されている。さらに、把持機構が帯材料に加えることができる最大の力が、把持手段が滑ることなく帯材料を確実に引っ張ることができる最大加速度を規定する。
【０００５】
従って、自動化された載置システム全体の載置率及び生産性を高める必要がある。
【０００６】
まとめ
上述した本発明の課題及びその他の課題は、独立請求項１及び９により規定された帯材部分を載置する方法及び載置機により解決される。好適な別の実施態様は従属請求項に記載されている。
【０００７】
第１の解決手段によれば、製造すべき部品に帯材部分を載置し、取り付ける方法であって、次のステップ、即ち、第１の材料供給ユニットによって帯材料を第１の切断装置を越える所定の距離にわたって供給し；前記第１の材料供給ユニットからの前記帯材料の前縁を第１の把持手段によって把持し；前記第１の把持手段を、帯材部分の所望の長さに相当する距離にわたって、前記第１の切断装置から離れる方向に動かし；前記第１の切断装置によって、前記帯材部分の終端部を前記第１の材料供給ユニットから分離し；前記帯材部分がガイド軌道における所望の位置に位置決めされるまで、前記第１の把持手段を前記第１の切断装置から離れる方向でさらに動かし；前記帯材部分を受容する位置まで、移動テーブルの第１の移動を行い；前記第１の材料供給ユニットから提供された前記帯材部分を、前記移動テーブルの加工面上に配置し、第１の帯材取付けユニットによって取り付け；前記第１の把持手段を、前記第１の切断装置に隣接する位置へと戻す；ステップを有する方法において、該方法はさらに、第２の材料供給ユニットによって帯材料を第２の切断装置を越える所定の距離にわたって供給し；前記第２の材料供給ユニットからの前記帯材料の前縁を第２の把持手段によって把持し；前記第２の把持手段を、前記帯材部分の所望の長さに相当する距離にわたって、前記第２の切断装置から離れる方向に動かし；前記第２の切断装置によって、前記帯材部分の終端部を前記第２の材料供給ユニットから分離し；前記帯材部分がガイド軌道における所望の位置に位置決めされるまで、前記第２の把持手段を前記第２の切断装置から離れる方向でさらに動かし；前記帯材部分を受容する位置まで、前記移動テーブルの第２の移動を行い；前記第２の材料供給ユニットから提供された前記帯材部分を、前記移動テーブルの加工面上に配置し、第１の帯材取付けユニット又は第２の帯材取付けユニットによって取り付け；前記第２の把持手段を、前記第２の切断装置に隣接する位置へと戻す；ステップを有することを特徴とする、製造すべき部品に帯材部分を載置し、取り付ける方法が提供される。
【０００８】
好適には、前記第１の材料供給ユニットから供給された帯材部分の、前記ガイド軌道における前記位置決めと同時に、前記帯材部分を受容する位置への前記移動テーブルの前記第１の移動を行い、前記第２の材料供給ユニットから供給された帯材部分の、前記ガイド軌道における前記位置決めと同時に、前記帯材部分を受容する位置への前記移動テーブルの前記第２の移動を行うことができる。
【０００９】
さらに好適には、前記第１の把持手段は、第１の直線駆動装置に取り付けられている第１の把持機構によって形成することができ、前記第２の把持手段は、第２の直線駆動装置に取り付けられている第２の把持機構によって形成することができ；さらに、前記第１の材料供給ユニットから供給された帯材部分を前記ガイド軌道において位置決めすると同時に、前記第２の材料供給ユニットによって、前記第２の切断装置を越える所定の距離にわたって、帯材料を供給し、前記第２の材料供給ユニットから供給された帯材部分を前記ガイド軌道において位置決めすると同時に、前記第１の材料供給ユニットによって、前記第１の切断装置を越える所定の距離にわたって、帯材料を供給する。
【００１０】
選択的に特に好適には、前記第１の把持手段と前記第２の把持手段とを、直線駆動装置に取り付けられている帯材把持装置の第１の把持機構若しくは第２の把持機構によって形成することもでき、前記直線駆動装置は、前記第１の把持機構が、前記第１の材料供給ユニットから提供される帯材料を把持することができ、前記第２の把持機構が、前記第２の材料供給ユニットから提供される帯材料を把持することができる移動範囲を有していて；さらに、前記第１の材料供給ユニットから提供された帯材部分を前記移動テーブルの加工面上に配置し、前記第１の帯材取付けユニットによって取り付けた後、前記第２の材料供給ユニットによって帯材料を前記第２の切断装置を越える所定の距離にわたって供給し、前記直線駆動装置は前記帯材把持装置を、前記第２の材料供給ユニットから提供された帯材料を把持するための位置に配置するために、残りの距離を移動させ、前記第２の材料供給ユニットから提供された帯材部分を前記加工面上に配置し、前記第１の帯材取付けユニットによって取り付けた後、前記第１の材料供給ユニットによって帯材料を前記第１の切断装置を越える所定の距離にわたって供給し、前記直線駆動装置は前記帯材把持装置を、前記第１の材料供給ユニットから提供された帯材料を把持するための位置に配置するために、残りの距離を移動させる。
【００１１】
さらに選択的には、第１の把持手段が、第１の直線駆動装置に取り付けられている第１の把持機構によって形成されていて良く、第２の把持手段が、第２の直線駆動装置に取り付けられている第２の把持機構によって形成されていて良く；前記第１の材料供給ユニットと、前記第１の把持機構と、前記第１の直線駆動装置と、前記第１の切断装置と、ガイド軌道と、第１の帯材取付けユニットとが、第１の載置ヘッドユニットに設けられていて；前記第２の材料供給ユニットと、前記第２の把持機構と、前記第２の直線駆動装置と、前記第２の切断装置と、ガイド軌道と、第２の帯材取付けユニットとが、第２の載置ヘッドユニットに設けられていて；前記第１の載置ヘッドユニットと前記第２の載置ヘッドユニットとは、帯材部分の引き出し、前記移動テーブルの加工面上への配置及び取り付けの際に交互に使用されるように設定されており；さらに、前記第１の材料供給ユニットから供給された帯材部分を前記ガイド軌道において位置決めすると同時に、前記第１の載置ヘッドユニットの下方の位置である前記帯材部分を収容するための位置へと、前記移動テーブルの第１の移動を行い、前記第２の材料供給ユニットによる帯材料の供給を、前記第２の切断装置を越える所定の距離にわたって行い、前記第２の把持機構によって、前記第２の材料供給ユニットからの帯材料の前縁の把持を行い；前記第１の材料供給ユニットから提供された帯材部分を前記第１の帯材取付けユニットによって取り付ける間に、前記第２の把持機構によって、前記第２の材料供給ユニットからの帯材料の前縁の把持を行い、帯材部分の所望の長さに相当する所定の距離にわたって、前記第２の切断装置から離れる方向での、前記第２の把持機構の移動を行い、前記第２の切断装置によって、前記材料供給ユニットからの帯材部分の終端部の分離を行い；前記第２の材料供給ユニットから提供された帯材部分を前記第２の帯材取付けユニットによって取り付ける間に、帯材部分の所望の長さに相当する所定の距離にわたって、前記第１の切断装置から離れる方向での、前記第１の把持機構の移動を行い、前記第１の切断装置によって、前記第１の材料供給ユニットからの帯材部分の終端部の分離を行う。
【００１２】
さらに好適には、前記第１の材料供給ユニットから提供された帯材部分を前記第１の帯材取付けユニットによって取り付けた後、前記第１の把持機構が、前記第１の切断装置に隣接する位置へと戻る間に、前記第１の帯材取付けユニットを引き戻し、前記移動テーブルを、前記第２の載置ヘッドユニットの下方の位置へと戻し；前記移動テーブルが前記第２の載置ヘッドユニットの下方の位置へと移動している間に、前記第２の把持機構を、前記帯材部分が、前記ガイド軌道の所望の位置へと位置決めされるまで、前記第２の切断装置から離れる方向でさらに移動させ；前記第２の材料供給ユニットから提供された帯材部分を前記第２の帯材取付けユニットによって取り付けた後、前記第２の把持機構が、前記第２の切断装置に隣接する位置へと戻る間に、前記第２の帯材取付けユニットを引き戻し、前記移動テーブルを、前記第１の載置ヘッドユニットの下方の位置へと戻し；前記移動テーブルが前記第１の載置ヘッドユニットの下方の位置へと移動している間に、前記第１の把持機構を、前記帯材部分が、前記ガイド軌道の所望の位置へと位置決めされるまで、前記第１の切断装置から離れる方向でさらに移動させる。
【００１３】
好適には、前記第１の把持手段と前記第２の把持手段とは交互に、前記第１の材料供給ユニット若しくは前記第２の材料供給ユニットから提供された帯材料を引き出すようになっていて良い。
【００１４】
選択的かつ好適には、当該方法はさらに、前記第１の把持手段と前記第２の把持手段のうちどちらが、次の帯材部分を最短時間で引き出し配置することができる位置にあるかをアルゴリズム（所定の手順）によって規定するステップを有していても良い。
【００１５】
第２の解決手段によれば、製造すべき部品に帯材部分を載置し、取り付ける載置機であって；帯材料を供給する第１の材料供給ユニットと；前記第１の材料供給ユニットからの帯材料を引き出し、ガイド軌道で前記帯材料を位置決めする第１の把持手段と；第１の材料供給ユニットからの帯材部分の長さを切断する第１の切断装置と；移動テーブルと；前記移動テーブルの加工面上に前記帯材部分を配置し、取り付ける、少なくとも１つの帯材取付けユニットと；を有する載置機であって、該載置機はさらに、帯材料を供給する第２の材料供給ユニットと；前記第２の材料供給ユニットからの帯材料を引き出し、ガイド軌道で前記帯材料を位置決めする第２の把持手段と；前記第２の材料供給ユニットからの帯材部分の長さを切断する第２の切断装置と、を有していることを特徴とする載置機が提供される。
【００１６】
好適には、前記第１の把持手段が、第１の直線駆動装置に取り付けられている第１の把持機構によって形成されており、前記第２の把持手段が、第２の直線駆動装置に取り付けられている第２の把持機構によって形成されていて良い。
【００１７】
好適には、前記第１の材料供給ユニットは、当該載置機の主構造体の一方の側に取り付けられていて、前記第２の材料供給ユニットはこれとは反対の側に取り付けられていても良い。
【００１８】
特に、前記材料供給ユニット、前記切断装置、前記ガイド軌道は、前記帯材取付けユニットからずらされた位置に配置されていて、次の帯材部分を保持するガイド軌道を、前記帯材取付けユニットの下方の位置へと回転させる又はずらすための機構が設けられていても良い。
【００１９】
好適には、前記第１の材料供給ユニットと、前記第１の把持機構と、前記第１の直線駆動装置と、前記第１の切断装置と、ガイド軌道と、第１の帯材取付けユニットとが、第１の載置ヘッドユニットに設けられていて、前記第２の材料供給ユニットと、前記第２の把持機構と、前記第２の直線駆動装置と、前記第２の切断装置と、ガイド軌道と、第２の帯材取付けユニットとが、第２の載置ヘッドユニットに設けられていて、前記第１の載置ヘッドユニットと前記第２の載置ヘッドユニットとは、帯材部分の引き出し、前記移動テーブルの加工面上への配置及び取り付けの際に交互に使用されるように設定されていても良い。
【００２０】
さらに好適には、前記第１の把持手段と第２の把持手段とが、直線駆動装置に取り付けられている帯材把持装置の第１の把持機構と第２の把持機構とによって形成されており、前記直線駆動装置は、前記第１の把持機構が、前記第１の材料供給ユニットから提供される材料を把持することができ、前記第２の把持機構が、前記第２の材料供給ユニットから提供される材料を把持することができる移動範囲を有している。
【００２１】
好適には、製造すべき部品上に帯材部分を載置し、取り付ける方法を実施するように載置機を設定することができる。
【００２２】
さらに、材料供給ユニットは、帯材料を繰り出すための、独立的な駆動装置を有していても良い。
【００２３】
次に本発明の実施態様を図面につきさらに詳しく説明する。図面の構成部分は必ずしも正しい縮尺ではなく、実施態様の原理を説明するのに主眼を置いている。さらに、異なる図面における同一の符号は一貫して同じ部分を示している。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施態様による載置機とその構成部分とを示した図である。
【図２】第１実施態様による載置機とその構成部分とを示した図である。
【図３】第１実施態様による載置機とその構成部分とを示した図である。
【図４】第１実施態様による載置機とその構成部分とを示した図である。
【図５】第１実施態様による載置機とその構成部分とを示した図である。
【図６】第２実施態様による載置機とその構成部分とを示した図である。
【図７】第２実施態様による載置機とその構成部分とを示した図である。
【図８】第２実施態様による載置機とその構成部分とを示した図である。
【図９】第２実施態様による載置機とその構成部分とを示した図である。
【図１０】第２実施態様による載置機とその構成部分とを示した図である。
【図１１】第２実施態様による載置機とその構成部分とを示した図である。
【図１２】第３実施態様による載置機とその構成部分とを示した図である。
【図１３】第３実施態様による載置機とその構成部分とを示した図である。
【図１４】第３実施態様による載置機とその構成部分とを示した図である。
【図１５】第３実施態様による載置機とその構成部分とを示した図である。
【００２５】
詳細な説明
本実施態様は、巻き取られた帯材の形で提供される材料を使用して、自動化された載置法により最新の複合材料部品を製造する機器及びシステムに関する。
【００２６】
昨今の自動化された載置システムは通常、巻取り、供給、裁断、所定の位置での帯材部分の配置及び取り付けといった様々な機能を実行するために複数の分割された部分システムを使用している。これらの機能の多くは通常、連続的に経過するので、載置機全体の実生産性は、個々の部分システムが作業することができる最高速度に依存している。
【００２７】
この実施態様は、所定の部分システムの速度制限を克服し、機械構造の選択的な構成によりシステム全体の生産性を明らかに向上させることを試みている。
【００２８】
ダブル把持機構
帯材部分を所定の長さだけ引き出し、加工面に対して位置決めするために働く部分システムの速度は、載置機の全生産性に著しく影響を与える。通常、このようなシステムは、直線駆動装置に取り付けられた把持手段を備えている。この把持手段は、帯材料の前縁を把持し、ガイド軌道の列に沿ってこの帯材料を、製造すべき所定の部材のために載置プログラムによって規定されたように、所望の長さとなるように引く。残念なことに、直線駆動装置により得られる最大速度と加速度とは、摩擦、実装制限、把持手段及びこれに所属の部分の質量といった複数の要素の組み合わせにより実質的に制限されている。さらに、把持手段が帯材料に加えることができる最大の力が、把持手段が滑ることなく帯材料を確実に引っ張ることができる最大加速度を規定する。
【００２９】
第１の実施態様（図１参照）では、冒頭で述べた制限に対して、２つの材料供給ユニットと２つの切断装置とを備えた載置機を構成することで対処している。材料供給ユニットと切断装置とは、載置機のガイド軌道の各側にそれぞれ配置されている。さらに、載置機には２つの把持手段が設けられており、これらの把持手段のそれぞれが固有に直線駆動装置に取り付けられているので、一方の把持手段は、載置機の一方の側にある材料供給ユニットから提供された帯材料を把持することができ、他方の把持手段は、載置機の反対の側にある材料供給ユニットから提供された帯材料を把持することができる。
【００３０】
上記構成により、一方の把持手段が一方の帯材部分を所定の長さだけ引き出し、この帯材部分をガイド軌道において位置決めし、ひいては、対応する材料供給ユニットへと戻り始めた後すぐに、他方の把持手段が、載置機の反対の側にある他方の材料供給ユニットから、次の帯材部分を所定の長さだけ引き出し始めることができる。このような装置では、両把持手段が、次の帯材部分を把持するために、長い距離を横断するのに必要な時間により、載置機の生産性が影響されることはない。このような構造により、直線駆動装置の速度能力及び加速度能力の現在達成可能な向上により得られる全生産期間の短縮よりも、より有効な短縮が可能であることが提案されている。
【００３１】
次に図１〜図５につき第１の実施態様によるシステムを詳しく説明する。
【００３２】
載置機１は、主構造体の一方の側に取り付けられている一方の材料供給ユニット２と、これに向かい合う側に取り付けられている他方の材料供給ユニット３とを備えている。帯材料のための一方の把持機構８は直線駆動装置４に取り付けられていて、材料供給ユニット２から帯材部分を引き出す。この帯材部分は切断装置６によって所定の長さに切断され、ガイド軌道１０で位置決めされる。帯材料のための他方の把持機構９は直線駆動装置５に取り付けられていて、材料供給ユニット３から帯材部分を引き出す。この帯材部分は切断装置７によって所定の長さに切断され、ガイド軌道１０で位置決めされる。帯材取付けユニット１２は、主構造体に取り付けられていて、帯材部分を移動テーブル１１の加工面上に配置するために上下方向で移動する。移動テーブル１１は必要に応じて、帯材部分を所望の位置及び向きで配置することができるように移動することができる。
【００３３】
このシステムは以下のように機能する。
・材料供給ユニット２が、帯材料を切断装置６を越える所定の距離にわたって供給する。
・把持機構８を操作し、この帯材料の前縁を把持させる。
・直線駆動装置４が把持機構８を、帯材部分の所望の長さに相当する所定の距離にわたって、材料供給ユニット３の方向に動かす。
・切断装置６を操作して、帯材部分の終端部を材料供給ユニット２の材料ボビンから分離する。
・帯材部分がガイド軌道１０の所望の位置に位置決めされるまで、直線駆動装置４が把持機構８を材料供給ユニット３の方向でさらに動かす。
・材料供給ユニット２から供給された帯材部分の、ガイド軌道１０におけるこの位置決めと同時に：
−移動テーブル１１が帯材部分を収容する位置へと動き、
−材料供給ユニット３が帯材料を、切断装置７を越える所定の距離にわたって供給する。
・材料供給ユニット２から提供された帯材部分が加工面上に配置され、帯材取付けユニット１２によってしっかりと取り付けられた後、直線駆動装置４は把持機構８を、切断装置６に隣接する位置へと戻す。
・把持機構８が切断装置６に隣接する位置へと戻る移動中、把持機構９は操作され、材料供給ユニット３から提供された帯材料の前縁を把持する。
・直線駆動装置５が把持機構９を、次の帯材部分の所望の長さに相当する所定の距離にわたって、材料供給ユニット２の方向に動かす。
・切断装置７を操作して、帯材部分の終端部を材料供給ユニット３の材料ボビンから分離する。
・帯材部分がガイド軌道１０上の所望の位置に位置決めされるまで、直線駆動装置５が把持機構９を材料供給ユニット２の方向でさらに動かす。
・材料供給ユニット３から供給された帯材部分の、ガイド軌道１０におけるこの位置決めと同時に：
−移動テーブル１１を帯材部分を収容する位置へと動かし、
−材料供給ユニット２が、帯材料を切断装置６を越える所定の距離にわたって供給する。
・材料供給ユニット３から提供された帯材部分が加工面上に配置され、帯材取付けユニット１２によってしっかりと取り付けられた後、直線駆動装置５は把持機構９を、切断装置７に隣接する位置へと戻す。
・把持機構９が切断装置７に隣接する位置へと戻る移動中、把持機構８は再び操作され、材料供給ユニット２から提供される帯材料の前縁を把持する。
【００３４】
上記一連のプロセスが繰り返される。この場合、把持機構８，９は交互に、材料供給ユニット２若しくは３によって提供された帯材部分を引き出し、配置する。
【００３５】
記載した単純な往復モードの他に、帯材部分が極めて短く、載置機の反対側からの帯材料の供給に、同じ帯材料供給ユニットを再度使用したときにかかる時間よりも多くの時間が必要であるような状況のために、このシステムは「インテリジェンス」モードでも運転することができる。載置作業工程の効率を最良にするために、どちらの把持機構が、次の帯材部分を最短時間で引き出し、配置することができる位置にあるかは、アルゴリズムにより規定される。
【００３６】
上述したシステムの選択的な実施態様では、材料供給ユニット、切断装置、ガイド軌道が、帯材取付けユニットと一列に配置されるのではなく、帯材取付けユニットからずらされた位置に配置されていることが見込まれている。このような構成により、現在の帯材部分が加工面上の定位置で取り付けられている間に、各把持機構が、次の帯材部分を所定の長さだけ引き出し、位置決めすることができる、帯材取付けユニットに平行に隣接する明確な軌道が形成される。
【００３７】
帯材取付けユニットが帯材部分を取り付けて、完全に引き戻された後、付加的な機構が、次の帯材部分を保持するガイド軌道を、帯材取付けユニットの下方の位置へと回転させる又はずらす。ガイド軌道及び帯材取付けユニットは次いで再び下方へと移動して、新たな帯材部分を加工面上に配置し、通常のように取り付ける。
【００３８】
選択的なシステムは上記システムとほぼ同じ形式で機能するが、次の帯材料を引き出し、ガイド軌道上に配置できるようになるまでに、帯材取付けユニットが完全に戻されるまで待たなければならないという制限が把持機構にはなくなるので、サイクル時間をより短縮する可能性が提供される。
【００３９】
上述した運転設定により様々な利点が得られる。即ち、次の帯材部分のために把持機構を位置決めするための距離と、ひいては非生産的な時間とを短縮することができ、これにより多数の部品を製造する過程において著しい省力化が得られる。材料供給源が２倍あることにより、消費された材料ボビンを補充するためにかかる時間を短縮することができる。材料供給ユニットの一方の材料ボビンが空になった場合、このシステムは一時的にもっぱら他方の材料供給ユニットを使用するようにプログラミングすることもできる。従って、空になったボビンは、生産過程を中断することなく確実に交換することができる。
【００４０】
ダブル載置ヘッドユニット及びシングル移動テーブル
帯材部分を所定の長さだけ引き出し、加工面に対して位置決めするために働く部分システムの速度は、載置機の全生産性に著しく影響を与える。通常、このようなシステムは、直線駆動装置に取り付けられた把持手段を備えている。この把持手段は、帯材料の前縁を把持し、ガイド軌道の列に沿ってこの帯材料を、製造すべき所定の部材のために載置プログラムによって規定されたように、所望の長さとなるように引く。残念なことに、直線駆動装置により得られる最大速度と加速度とは、摩擦、実装制限、把持手段及びこれに所属の部分の質量といった複数の要素の組み合わせにより実質的に制限されている。さらに、把持手段が帯材料に加えることができる最大の力が、把持手段が滑ることなく帯材料を確実に引っ張ることができる最大加速度を規定する。
【００４１】
載置機の全生産性に大きな影響を有する別の要素は、個々の帯材部分を、ちょうど製造された部分の上の定位置に取り付けるのに使用される部分システムの速度である。熱可塑性複合材料の帯材部分を別の熱可塑性複合材料の帯材部分と共に溶融させるのに必要な時間は、ほぼ一定の定数であって、この定数の唯一の変化は、帯厚及び樹脂の組成に依存している。従って取付け過程を実行するのに必要な時間を短縮する可能性は、取付け部分システムを帯材部分に接触させるのに必要な、次いでこれを出発位置に戻すのに必要な一連の移動から獲得しなければならない。
【００４２】
帯材部分を所定の長さだけ引き出し、加工面に対して位置決めするために使用される部分システムの場合と同様に、移動機構の速度及び加速度の大幅な上昇は、上述したのと同じ要素（摩擦、実装制限、所属部分を含むシステムの質量）に基づき実質的には達成できない。
【００４３】
第２の実施態様（図６参照）では、上述した制限に対して、個々の移動テーブルに対して接近できるように配置された２つの載置ヘッドユニットを備えた載置機を構成することで対処している。載置ヘッドユニットは互いに独立的であり、それぞれ固有の材料供給ユニット、切断装置、所属の直線駆動装置を備えた把持手段、ガイド軌道、及び帯材取付けユニットを備えて形成されている。
【００４４】
上述したような構成により、帯材部分を所定の長さだけ引き出し、ガイド軌道上で位置決めし、第１の載置ヘッドユニットによって、製造すべき部品上の定位置に取り付けることができ、この間に同時に次の帯材部分が所定の長さだけ引き出され、第２の載置ヘッドユニットにおいてガイド軌道で位置決めされる。第１の帯材部分が第１の載置ヘッドユニットによって取り付けられた後、移動テーブルは製造すべき部品を第２の載置ヘッドユニットへと送り、この間、次の帯材部分が準備され、製造すべき部品に取り付けられるための位置へと運ばれる。従って移動テーブルは、機能せずに待機する必要なく、２つの載置ヘッドユニットがそれぞれ新たな帯材部分を受容するために、２つの載置ヘッドユニットの間をコンスタントに移動し、その間に、把持機構は、帯材部分を所定の長さだけ引き出し、ガイド軌道において位置決めするという役割を実行する。
【００４５】
このような装置では、把持手段が、次の帯材料を把持するために長い距離を移動するのにかかる時間も、帯取付けシステムを戻すのに必要な時間も、載置機の生産性を大きく損なうことはない。このような構造により、把持機構又は帯材取付けユニットの位置決めのために使用される直線駆動装置の速度能力及び加速度能力の現在達成可能な向上よりも、全生産期間を明らかに短縮できる見込みがあることが提案されている。
【００４６】
次に図６〜図１１につきこのシステムを詳しく説明する。
【００４７】
載置機１には、第１の載置ヘッドユニット２９と、第２の載置ヘッドユニット３０と、移動テーブル１４とが設けられている。第１の載置ヘッドユニット２９は、材料供給ユニット１７と、切断装置１９と、帯材取付けユニット１５と、把持機構２１と、直線駆動装置２３と、ガイド軌道２５とを有している。
【００４８】
第２の載置ヘッドユニット３０は、材料供給ユニット１８と、切断装置２０と、帯材取付けユニット１６と、把持機構２２と、直線駆動装置２４と、ガイド軌道２６とを有している。
【００４９】
移動テーブル１４は、中心軸を中心として回転することができ、かつ直線的な摺動経路に沿って前進移動することもできる。この場合、この摺動経路は、加工面のどの位置でも位置決めすることができる十分大きな移動範囲を有しているので、帯材部分を、第１の載置ヘッドユニット２９又は第２の載置ヘッドユニット３０によって所望の位置及び所望の向きで位置決めすることができる。
【００５０】
このシステムは以下のように機能する。
・材料供給ユニット１７が、帯材料を切断装置１９を越える所定の距離にわたって供給する。
・把持機構２１を操作し、この帯材料の前縁を把持させる。
・直線駆動装置２３が把持機構２１を、帯材部分の所望の長さに相当する所定の距離にわたって、切断装置１９から離れる方向に動かす。
・切断装置１９を再び操作して、帯材部分の終端部を材料供給ユニット１７の材料ボビンから分離する。
・帯材部分がガイド軌道２５上の所望の位置に位置決めされるまで、直線駆動装置２３が把持機構２１を切断装置１９から離れる方向でさらに動かす。
・材料供給ユニット１７から供給された帯材部分の、把持機構２１によるガイド軌道２５上の所望の位置におけるこの位置決めと同時に：
−移動テーブル１４が第１の載置ヘッドユニット２９の下方の位置２７へと動き、
−第２の載置ヘッドユニット３０における材料供給ユニット１８が帯材料を、切断装置２０を越える所定の距離にわたって供給し、
−把持機構２２を操作し、材料供給ユニット１８からの帯材料の前縁を把持させる。
・材料供給ユニット１７の材料ボビンからの帯材部分を、移動テーブル１４の加工面上に配置し、帯材取付けユニット１５を、帯に接触させ、ちょうど製造された部分上に取り付けるために下方に移動させる。
・材料供給ユニット１７からの帯材部分を定位置に取り付けている間に、
−直線駆動装置２４が把持機構２２を、次の帯材部分の所望の長さに相当する規定された距離にわたって、切断装置２０から離れる方向に動かし、
−切断装置２０を再び操作して、帯材部分の終端部を材料供給ユニット１８の材料ボビンから分離する。
・材料供給ユニット１７から提供された帯材部分が取り付けられた後に、
−直線駆動装置２３が把持機構２１を、切断装置１９に隣接する位置へと戻している間に、帯材取付けユニット１５を戻し、
−移動テーブル１４を第２の載置ヘッドユニット３０の下方の位置２８へと戻す。
・移動テーブル１４が位置２８へと移動する間に、
−帯の部分がガイド軌道２６上の所望の位置に位置決めされるまで、直線駆動装置２４が、把持機構２２を切断装置２０から離れる方向で動かす。
・位置２８における移動テーブル１４によって、材料供給ユニット１８の材料ボビンからの帯材部分を、移動テーブル１４の加工面上に配置し、帯材取付けユニット１６を、帯に接触させ、製造すべき部品上に取り付けるために下方に移動させる。
・材料供給ユニット１８からの帯材部分を定位置に取り付けている間に、
−直線駆動装置２３が把持機構２１を、次の帯材部分の所望の長さに相当する規定された距離にわたって、切断装置１９から離れる方向に再度動かし、
−切断装置１９を再び操作して、帯材部分の終端部を材料供給ユニット１７の材料ボビンから分離する。
・材料供給ユニット１８から提供された帯材部分が取り付けられた後に、
−直線駆動装置２４が把持機構２２を、切断装置１９に隣接する位置へと戻している間に、帯材取付けユニット１６が戻り、
−移動テーブル１４を第２の載置ヘッドユニット２９の下方の位置２７へと戻す。
・移動テーブル１４が位置２７へと戻る間に、
−帯の部分がガイド軌道２５上の所望の位置に位置決めされるまで、直線駆動装置２３が、把持機構２１を切断装置１９から離れる方向で動かす。
【００５１】
上記一連のプロセスが継続的に繰り返される。この場合、第１の載置ヘッドユニット２９と第２の載置ヘッドユニット３０とは、移動テーブル１４の加工面上で帯材部分を引き出し、配置し、取り付ける際に交互に使用される。
【００５２】
上述したシステムの選択的な実施態様では、材料供給ユニット、切断装置、各載置ヘッドユニットにおけるガイド軌道が、帯材取付けユニットと一列に配置されるのではなく、帯材取付けユニットからずらされた位置に配置されていることが見込まれている。このような構成により、今の帯材部分が加工面上の定位置に取り付けられている間に、各把持機構が、次の帯材部分を所定の長さだけ引き出し、位置決めすることができる、各帯材取付けユニットに平行に隣接する明確な軌道が形成される。
【００５３】
帯材取付けユニットが帯材部分を取り付け、完全に引き戻された後、付加的な機構が、次の帯材部分を保持するガイド軌道を、帯材取付けユニットの下方の位置へと回転させる又はずらす。ガイド軌道及び帯材取付けユニットは次いで再び下方へと移動して、新たな帯材部分を加工面上に配置し、通常のように取り付ける。
【００５４】
選択的なシステムは上記システムとほぼ同じ形式で機能するが、次の帯材部分を引き出し、ガイド軌道上に配置できるようになるまでに、帯材取付けユニットが完全に戻されるまで待たなければならないという制限が把持機構にはなくなるので、サイクル時間をより短縮する可能性が提供される。
【００５５】
上述した運転設定により様々な利点が得られる。即ち、次の帯材部分のために把持機構を位置決めするための非生産的な時間を生産サイクル時間からなくすことができ、これにより多数の部品を製造する過程における著しい省力化が得られる。移動テーブルの加工面から離れるように帯材取付けユニットを戻すための非生産的な時間も生産サイクル時間からなくすことができ、これにより同様に、多数の部品を製造する過程における著しい省力化が得られる。材料供給源が２倍あることにより、消費された材料ボビンを補充するためにかかる時間を短縮することができる。一方の材料供給ユニットの材料ボビンがなくなった場合、システムは一時的に他方の載置ヘッドユニットを使用するようにプログラミングすることもできる。従って、空になったボビンは、生産過程を中断することなく確実に交換することができる。
【００５６】
両側把持機構
帯材部分を所定の長さだけ引き出し、加工面に対して位置決めするために働く部分システムの速度は、載置機の全生産性に著しく影響を与える。通常、このようなシステムは、直線駆動装置に取り付けられた把持手段を備えている。この把持手段は、帯材料の前縁を把持し、ガイド軌道の列に沿ってこの帯材料を、製造すべき所定の部材のために載置プログラムによって規定されたように、所望の長さとなるように引く。残念なことに、直線駆動装置により得られる最大速度と加速度とは、摩擦、実装制限、把持手段及びこれに所属の部分の質量といった複数の要素の組み合わせにより実質的に制限されている。さらに、把持手段が帯材料に加えることができる最大の力が、把持手段が滑ることなく帯材料を確実に引っ張ることができる最大加速度を規定する。
【００５７】
第３の実施態様（図１２参照）では、上述した制限に対して、２つの材料供給ユニットと２つの切断装置とを備えた載置機を構成することで対処している。材料供給ユニットと切断装置とは、載置機の材料ガイド軌道の各側にそれぞれ配置されている。付加的に、帯材把持装置には、把持手段として互いに接続された２つの把持機構が備えられている。さらに、直線駆動装置は、載置機の一方の側における材料供給ユニットから供給される帯材料を一方の把持機構が把持することができ、載置機の反対側における材料供給ユニットから供給される帯材料を他方の把持機構が把持することができるのに十分な移動範囲を有している。
【００５８】
上述した実施態様における帯材把持装置が一方の把持機構で一方の帯材部分を所定の長さだけ引き出し、ガイド軌道上で位置決めした後、この帯材把持装置は既に殆ど、次の帯材部分を載置機の反対側から引き出すための位置にある。この装置では、次の帯材部分を把持するために帯材把持装置が長い距離を横切る必要はない。このような構造により、直線駆動装置の速度能力及び加速度能力の現在達成可能な向上により得られる全工程期間の短縮よりも、より有効な全工程期間の短縮が可能であることが提案されている。
【００５９】
図１２〜図１５につきこのシステムを詳しく説明する。
【００６０】
載置機１´は、主構造体の一方の側に取り付けられている一方の材料供給ユニット２´と、これに向かい合う側に取り付けられている他方の材料供給ユニット３´とを備えている。帯材把持装置３１は、ガイド軌道１０´に沿って帯材料を所望の長さに合わせて引き出す。帯材把持装置３１は、材料供給ユニット２´から提供された帯材料を把持する把持機構８´と、材料供給ユニット３´から提供された帯材料を把持する把持機構９´とを有している。帯材把持装置３１は、直線駆動装置３２によってガイド軌道１０´に沿って動かされる。材料供給ユニット２´から提供された帯材料は切断装置６´によって所定の長さで切断されて帯材部分となり、材料供給ユニット３´から提供された帯材料は切断装置７´によって所定の長さで切断されて帯材部分となる。帯材取付けユニット１２´は、主構造体に取り付けられていて、帯材部分を移動テーブル１１´の加工面上に配置するために上下方向で移動する。移動テーブル１１´は必要に応じて、帯材部分を所望の位置及び向きで配置することができるように移動することができる。
【００６１】
このシステムは以下のように機能する。
・材料供給ユニット２´が、帯材料を切断装置６´を越える所定の距離にわたって供給する。
・帯材把持装置３１の把持機構８´を操作し、この帯材料の前縁を把持させる。
・直線駆動装置３２が帯材把持装置３１を、帯材部分の所望の長さに相当する所定の距離にわたって、材料供給ユニット３´の方向に動かす。
・切断装置６´を操作して、帯材部分の終端部を材料供給ユニット２´の材料ボビンから分離する。
・帯材部分がガイド軌道１０´の所望の位置に位置決めされるまで、直線駆動装置３２が帯材把持装置３１を材料供給ユニット３´の方向でさらに動かす。
・ガイド軌道１０´における、材料供給ユニット２´から供給された帯材部分のこの位置決めと同時に、移動テーブル１１´は、この帯材部分を収容する位置へと移動する。
・帯材部分が加工面上に配置されて、帯材取付けユニット１２´によって取り付けられた後、
−材料供給ユニット３´が、帯材料を切断装置７´を越える所定の距離にわたって供給し、
−直線駆動装置３２が帯材把持装置３１を、材料供給ユニット３´から提供された帯材料を把持するための位置に配置するために、残りの距離を移動させる。
・帯材把持装置３１の把持機構９´を操作し、この帯材料の前縁を把持させる。
・直線駆動装置３２が帯材把持装置３１を、次の帯材部分の所望の長さに相当する所定の距離にわたって、材料供給ユニット２´に戻る方向で動かす。
・切断装置７´を操作して、帯材部分の終端部を材料供給ユニット３´の材料ボビンから分離する。
・この帯材部分がガイド軌道１０´の所望の位置に位置決めされるまで、直線駆動装置３２が帯材把持装置３１を材料供給ユニット２´の方向でさらに動かす。
・ガイド軌道１０´における、材料供給ユニット３´から供給された帯材部分のこの位置決めと同時に、移動テーブル１１´は、この帯材部分を収容する位置へと移動する。
・帯材部分が加工面上に配置されて、帯材取付けユニット１２´によってしっかりと取り付けられた後、
−材料供給ユニット２´が、再び帯材料を切断装置６´を越える所定の距離にわたって供給し、
−直線駆動装置３２が帯材把持装置３１を、材料供給ユニット２´から提供されたこの帯材料を把持するための位置に配置するために、残りの距離を移動させる。
【００６２】
上記一連のプロセスが繰り返される。この場合、直線駆動装置３２は各帯材部分が配置された後、方向を逆にし、把持機構８´と９´とは交互に材料供給ユニット２´若しくは３´からの帯材料を引き出す。
【００６３】
記載した単純な往復モードの他に、帯材部分が極めて短く、反対側の把持装置の移動に、同じ帯材料供給ユニットに戻ったときにかかる時間よりも多くの時間が必要であるような状況のために、このシステムは「インテリジェンス」モードでも運転することができる。１つの材料供給ユニットに到達するまでに必要な横断時間を最小にするために、どちらの材料供給ユニットが帯材把持装置のより近くに位置しているかは、アルゴリズムにより決定される。
【００６４】
上述した運転設定により以下のような利点が得られる。
・次の帯材部分のために帯材把持装置を位置決めするための距離と、ひいては非生産的な時間とを短縮することができ、これにより多数の部品を製造する過程において著しい省力化が得られる。
・材料供給源が２倍あることにより、消費された材料ボビンを補充するためにかかる時間を短縮することができる。一方の材料供給ユニットの一方の材料ボビンが空になった場合、このシステムは一時的にもっぱら他方の材料供給ユニットを使用するようにプログラミングすることができる。従って、空になった材料ボビンは、生産過程を中断することなく確実に交換することができる。
【００６５】
実施態様の上記開示は、図示しながら説明するために提供されている。これにより詳細な実施態様を本発明の対象として申し立てることを意図するものではなく、また別の実施態様を厳密な形に、開示されたように限定することを規定しようとするものではない。当業者には、上記開示のもとで、ここに記載した実施態様の多くの変化実施態様及び改良形が明白である。
【００６６】
本発明の実施態様の詳細な説明に記載した実施態様では、上記説明において、本実施態様の方法及び／又は手順ができるだけ、完全に規定された作業ステップの順序で示されている。しかしながら、方法及び／又は手順がここで規定したような作業ステップの所定の順序に依存していない範囲の方法又は手順を、上記の正確な作業ステップの順序に限定するものではない。平均的な当業者には容易に判るように、別のステップ順序も可能である。このような理由から、この明細書において特別に記載した作業ステップの順序は、請求の範囲を限定するものとみなしてはならない。さらに、この実施態様の方法及び／又は手順に関する特許請求の範囲は、記載した順序における作業ステップの実行に制限されてはならず、平均的な当業者は、本実施態様の原則及び適用範囲を逸脱することなく、この順序を変更することができることが難なく判る。
【００６７】
この実施態様は、自動化された載置システムの載置率を向上させるシステムと方法を提供している。この実施態様は特に、この明細書に全範囲にわたって取り込まれている２０１２年７月２５日に出願された米国特許第１３／５５７６２１号明細書に開示された方法及びシステムに特に使用することができる。
【００６８】
実施態様の別のシステム、方法、特徴、及び利点は、添付の図面及び詳細な説明の検討により当業者には明らかであり、容易に判る。このような全ての追加的なシステム、方法、特徴、利点をこの説明とこのまとめに取り込み、実施態様の適用範囲とし、請求の範囲によって保護することを意図している。
【符号の説明】
【００６９】
１，１´  載置機
２，２´  材料供給ユニット
３，３´  材料供給ユニット
４  直線駆動装置
５  直線駆動装置
６，６´  切断装置
７，７´  切断装置
８，８´  把持機構
９，９´  把持機構
１０，１０´  ガイド軌道
１１，１１´  移動テーブル
１２，１２´  帯材取付けユニット
１３
１４  移動テーブル
１５  帯材取付けユニット
１６  帯材取付けユニット
１７  材料供給ユニット
１８  材料供給ユニット
１９  切断装置
２０  切断装置
２１  把持機構
２２  把持機構
２３  直線駆動装置
２４  直線駆動装置
２５  ガイド軌道
２６  ガイド軌道
２７  位置
２８  位置
２９  載置ヘッドユニット
３０  載置ヘッドユニット
３１  帯材把持装置
３２  直線駆動装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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