特開 2022-150879 テープ貼付装置、テープ貼付方法、及びテープ貼付装置の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022150879

(43)【公開日】2022-10-07

(54)【発明の名称】テープ貼付装置、テープ貼付方法、及びテープ貼付装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 70/54 20060101AFI20220929BHJP

   B29C 70/16 20060101ALI20220929BHJP

   B29C 70/38 20060101ALI20220929BHJP

   B29K 105/08 20060101ALN20220929BHJP

【ＦＩ】

B29C70/54

B29C70/16

B29C70/38

B29K105:08

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021053674

(22)【出願日】2021-03-26

(71)【出願人】

【識別番号】000219314

【氏名又は名称】東レエンジニアリング株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】304021417

【氏名又は名称】国立大学法人東京工業大学

(74)【代理人】

【識別番号】100096080

【弁理士】

【氏名又は名称】井内 龍二

(74)【代理人】

【識別番号】100194098

【弁理士】

【氏名又は名称】高田 一

(72)【発明者】

【氏名】和田 浩光

(72)【発明者】

【氏名】熱田 直行

(72)【発明者】

【氏名】喜多 由起

(72)【発明者】

【氏名】只野 耕太郎

【テーマコード（参考）】

4F205

【Ｆターム（参考）】

4F205AC03

4F205AD16

4F205AJ08

4F205HA08

4F205HA14

4F205HA23

4F205HA37

4F205HA45

4F205HB01

4F205HF23

4F205HK03

4F205HK04

4F205HK23

4F205HT26

(57)【要約】

【課題】被貼付面に対するテープの貼付を繰り返し行う場合でも、貼付動作にスムーズに移行でき、安定したテープの貼付動作を連続的に行えるテープ貼付装置を提供すること。
【解決手段】テープ１を被貼付面２ａに貼付するＡＴＬヘッド２０と、ハンドリングロボット７０とを備えたＡＴＬ装置１０であって、ＡＴＬヘッド２０が、被貼付面２ａにテープ１を押圧する押圧部３０と、ハンドリングロボット７０と押圧部３０との間に設けられて、押圧部３０の位置及び／又は姿勢、加えて押圧部３０の被貼付面２ａへの押圧力を制御するパラレルリンク機構４０とを備え、押圧部３０の離間状態では、パラレルリンク機構４０によりＡＴＬヘッド２０内において押圧部３０が任意の位置及び／又は姿勢に制御され、押圧部３０の押圧状態では、パラレルリンク機構４０により押圧部３０がその位置及び／又は姿勢に依らず、被貼付面２ａに所定の押圧力を付与するように制御される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

テープを被貼付面に貼り付ける貼付ヘッドと、該貼付ヘッドを３次元空間内で移動させる移動手段とを備えたテープ貼付装置であって、
前記貼付ヘッドが、
前記被貼付面に前記テープを押し付ける押圧部と、
前記移動手段と前記押圧部との間に設けられて、該押圧部の位置及び／又は姿勢、加えて前記押圧部の前記被貼付面への押圧力を制御する調整部とを備え、
少なくとも前記押圧部が前記被貼付面から離間している離間状態においては、前記調整部によって、前記貼付ヘッド内において前記押圧部が任意の位置及び／又は姿勢に制御される位置制御方法により制御され、
前記押圧部が直接または前記テープを介して前記被貼付面に接触している押圧状態においては、前記調整部によって、前記押圧部がその位置及び／又は姿勢に依らず、前記被貼付面に所定の押圧力を付与可能な圧力制御方法より制御されることを特徴とするテープ貼付装置。

【請求項2】

前記調整部が、パラレルリンク機構を含んで構成され、
該パラレルリンク機構が、
ベース部と、
前記押圧部が取り付けられるエンド部と、
前記ベース部と前記エンド部との間に並列に設けられる複数のリンク部とを備え、
これら各リンク部が、
両端に自在継手と、
これら自在継手の間に設けられるアクチュエータとを備え、
前記離間状態においては、前記複数のリンク部の各々の長さが前記アクチュエータでそれぞれ制御されることにより、前記貼付ヘッド内において前記押圧部が前記位置制御方法により前記任意の位置及び／又は姿勢に制御され、
前記押圧状態においては、前記複数のリンク部の各々の長さが前記アクチュエータでそれぞれ制御されることにより、前記押圧部がその位置及び／又は姿勢に依らず、前記圧力制御方法より前記被貼付面に所定の押圧力を付与するように制御されることを特徴とする請求項１記載のテープ貼付装置。

【請求項3】

前記押圧部が、
前記テープを押圧する押圧ローラと、
該押圧ローラを支持した状態で前記エンド部に取り付けられるローラ支持部とを備え、
前記貼付ヘッドが、
前記テープを搬送する搬送手段と、前記テープ及び／又は前記被貼付面を加熱する加熱手段とのうちの少なくともいずれかをさらに備え、
前記ローラ支持部に、
前記搬送手段と前記加熱手段とのうちの少なくともいずれかが、一体的に取り付けられていることを特徴とする請求項２記載のテープ貼付装置。

【請求項4】

前記アクチュエータが、エアシリンダであることを特徴とする請求項２又は請求項３記載のテープ貼付装置。

【請求項5】

前記調整部が、
少なくとも１つのエアシリンダを含んで構成されていることを特徴とする請求項１記載のテープ貼付装置。

【請求項6】

前記エアシリンダが、
空気が供給されるシリンダ部と、
該シリンダ部内の圧力に応じて進退するロッド部と、
前記シリンダ部内の圧力を検出する圧力検出部と、
前記ロッド部の変位を検出する変位検出部とを備え、
前記離間状態においては、前記貼付ヘッド内において前記押圧部が前記任意の位置及び／又は姿勢に制御されるように、前記圧力検出部により検出される前記シリンダ部内の圧力、及び／又は前記変位検出部により検出される前記ロッド部の変位が制御され、
前記押圧状態においては、前記押圧部がその位置及び／又は姿勢に依らず、前記被貼付面に所定の押圧力を付与するように、前記圧力検出部により検出される前記シリンダ部内の圧力、及び／又は前記変位検出部により検出される前記ロッド部の変位が制御されることを特徴とする請求項４又は請求項５記載のテープ貼付装置。

【請求項7】

前記任意の位置及び／又は姿勢が、前記被貼付面に対する荷重方向が法線方向となる向きに前記押圧部を位置させる姿勢であることを特徴とする請求項２～４のいずれかの項に記載のテープ貼付装置。

【請求項8】

前記任意の位置及び／又は姿勢における前記調整部の上端から前記押圧部の下端までの高さが、
前記被貼付面の形状設計データに基づく高さ位置で前記押圧状態となるときの前記調整部の上端から前記押圧部の下端までの高さになるように調整されていることを特徴とする請求項１～７のいずれかの項に記載のテープ貼付装置。

【請求項9】

前記移動手段が、前記被貼付面の形状設計データに基づいて前記貼付ヘッドを移動させるものであることを特徴とする請求項１～８のいずれかの項に記載のテープ貼付装置。

【請求項10】

前記移動手段が、ガントリ構造体であることを特徴とする請求項９記載のテープ貼付装置。

【請求項11】

前記ガントリ構造体が、
前記被貼付面を有するワークをＸ軸方向へ移動させるためのＸ軸直動機構と、
該Ｘ軸直動機構の上方にＹ軸方向に架け渡されたＹ軸直動機構と、
該Ｙ軸直動機構に支持され、Ｚ軸方向に移動可能な貼付ヘッド取付部を備えたＺ軸直動機構とを備え、
前記Ｘ軸直動機構に、前記ワークをヨー（θｚ）方向に回動可能に支持するＸθｚ軸ステージが搭載され、
前記貼付ヘッド取付部に前記貼付ヘッドが取り付けられ、
前記調整部が、
前記押圧部をロール（θｙ）方向、及びピッチ（θｘ）方向の少なくともいずれかの方向に回動可能に構成されたものであることを特徴とする請求項１０記載のテープ貼付装置。

【請求項12】

前記移動手段が、多関節ロボットであることを特徴とする請求項９記載のテープ貼付装置。

【請求項13】

請求項１～１２のいずれかの項に記載のテープ貼付装置を用いて、前記被貼付面に前記テープを貼り付けるテープ貼付方法であって、
前記離間状態においては、前記貼付ヘッド内において前記押圧部が前記位置制御方法により前記任意の位置及び／又は姿勢になるように前記調整部を制御し、
前記押圧状態においては、前記押圧部がその位置及び／又は姿勢に依らず、前記圧力制御方法により前記被貼付面に所定の押圧力を付与するように前記調整部を制御することを特徴とするテープ貼付方法。

【請求項14】

被貼付面にテープを押し付ける押圧部と、該押圧部の位置及び／又は姿勢、加えて前記押圧部の前記被貼付面への押圧力を制御する調整部とを備えた貼付ヘッドと、
該貼付ヘッドを３次元空間内で移動させる移動手段とを備えたテープ貼付装置の制御方法であって、
前記調整部が、
少なくとも前記押圧部が前記被貼付面から離間している離間状態においては、前記貼付ヘッド内において前記押圧部が任意の位置及び／又は姿勢に制御される位置制御を行い、
前記押圧部が直接または前記テープを介して前記被貼付面に接触している押圧状態においては、前記押圧部がその位置及び／又は姿勢に依らず、前記被貼付面に所定の押圧力を付与可能な圧力制御を行い、
前記離間状態と前記押圧状態とに応じて前記調整部の動作制御を切り替えることを特徴とするテープ貼付装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はテープ貼付装置、テープ貼付方法、及びテープ貼付装置の制御方法に関し、より詳細には、テープを被貼付面に貼り付けることにより、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）成型品などを製造する際に用いられるテープ貼付装置、該装置を用いたテープ貼付方法、及びテープ貼付装置の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

予め樹脂が含浸された炭素繊維等の繊維束をテープ状に成形したもの（プリプレグテープ、ＵＤテープなどとも呼ぶ）を被貼付面に貼付けてゆくことで、所望の形状をした繊維強化プラスチック（ＦＲＰ：Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）成型品を製造する方法が知られている。

【0003】

これらの製法は、ＡＴＬ（Ａｕｔｏ Ｔａｐｅ Ｌａｙｕｐ）、ＡＴＷ（Ａｕｔｏ Ｔａｐｅ Ｗｅｌｄｉｎｇ）、ＡＦＰ（Ａｕｔｏ Ｆｉｂｅｒ Ｐｌａｃｅｍｅｎｔ）など種々の称呼があるが、これらは厳密に区別されているものでない。本明細書に於いては、テープを押圧しながら被貼付面に貼付けていく製法を総称してＡＴＬと呼び、その装置（テープ貼付装置）をＡＴＬ装置と呼ぶこととする。

【0004】

このようなＡＴＬ装置の一例が下記の特許文献１に開示されている。
特許文献１記載のＡＴＬ装置は、多関節ロボットと、該多関節ロボットのアーム先端に取り付けられたＡＴＬヘッドとを含んで構成されている。前記ＡＴＬヘッドには、テープをワークの被貼付面との間に挟持して押圧しながら前記テープを前記被貼付面に貼り付ける押圧ローラが装備されている。

【0005】

被貼付対象であるワークは、例えば、熱可塑性樹脂の射出成型品であり、前記ワークの表面に、例えば、同じ熱可塑性樹脂が含浸されたテープが貼り付けられて、前記ワークが補強されることとなる。前記ワークが熱可塑性樹脂の射出成型品などの３次元形状の成型品である場合、設計上の形状及び寸法に対して形状誤差を有していることが多い。
このように前記ワークが形状誤差を有している場合、特許文献１記載のＡＴＬ装置では、前記ＡＴＬヘッドの前記押圧ローラによる前記被貼付面への押圧が不十分な箇所が生じたりして、押圧状態にばらつきが生じることがあり、前記被貼付面に対する前記押圧ローラの押圧状態を一定に保つことが難しいという課題があった。

【0006】

そこで本件出願人は、ワークが形状誤差を有している場合であっても、前記ワークの被貼付面に対する押圧ローラの押圧状態を一定に保つことができ、前記被貼付面に対するテープの貼付性能を高めることができるテープ貼付装置を先に提案した（特許文献２）。

【0007】

特許文献２記載のテープ貼付装置は、テープをワークの被貼付面に貼り付ける貼付ヘッドを備え、該貼付ヘッドが、前記被貼付面に前記テープを押し付ける押圧部と、該押圧部の押圧位置及び／又は押圧姿勢を前記被貼付面の形状に倣うように動作するパラレルリンク機構とを含んで構成されている。

【0008】

特許文献２記載のテープ貼付装置では、前記貼付ヘッドが前記パラレルリンク機構を備えているので、該パラレルリンク機構により前記押圧部の押圧位置及び／又は押圧姿勢を前記被貼付面の形状に倣うように動作させることが可能となり、前記ワークが形状誤差を有している場合であっても、前記被貼付面に対する前記押圧部の押圧状態を一定に保つことが可能となり、前記テープの貼付性能を高めることが可能となっている。

【0009】

［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、貼付ヘッドに前記パラレルリンク機構のような荷重を付与する機構を備えたテープ貼付装置では、図６に例示するような課題が生じる場合があった。
図６は、従来のテープ貼付装置で発生する課題を説明するための貼付ヘッド部分を示す模式図である。図６（ａ）は、ワーク２に対するテープ（図示せず）の貼付を終了したときの状態、図６（ｂ）は、ワーク２を貼付ヘッド２００の下から移動させた後の状態、図６（ｃ）は、新たなワーク２が貼付ヘッド２００の下に搬入されてきたときの状態を示している。

【0010】

図６（ａ）、（ｂ）に示すように、従来のテープ貼付装置では、ワーク２へのテープの貼付が終了し、ワーク２を貼付ヘッド２００の下から移動させる場合などにおいて、押圧部３００がワーク２の被貼付面２ａから離されると、押圧機構４００により押圧される対象物がなくなる。そのため、押圧機構４００を構成する各リンク部４３０が下方に伸び切った状態となり、これに伴い押圧部３００の位置も下がってしまう（図６（ｂ）の状態）。

【0011】

この状態で、図６（ｃ）に示すように、次の貼付対象となるワーク２が貼付ヘッド２００の下に搬入されたり、貼付ヘッド２００が水平方向に移動されたりすると、ワーク２と押圧部３００とが意図しない箇所で衝突してしまう場合があり、ワーク２へのテープの貼付動作を繰り返し行う場合に支障が生じてしまうという課題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】特開２０１８－１４９７３０号公報

【特許文献2】国際公開第２０２０／１８４２３７号

【発明の概要】

【課題を解決するための手段及びその効果】

【0013】

本発明は上記課題に鑑みなされたものであって、被貼付面に対するテープの貼付動作を繰り返し行う場合でも、貼付動作にスムーズに移行でき、被貼付面に対する安定したテープの貼付動作を連続的に行うことができるテープ貼付装置、テープ貼付方法、及びテープ貼付装置の制御方法を提供することを目的としている。

【0014】

上記目的を達成するために本発明に係るテープ貼付装置（１）は、
テープを被貼付面に貼り付ける貼付ヘッドと、該貼付ヘッドを３次元空間内で移動させる移動手段とを備えたテープ貼付装置であって、
前記貼付ヘッドが、
前記被貼付面に前記テープを押し付ける押圧部と、
前記移動手段と前記押圧部との間に設けられて、該押圧部の位置及び／又は姿勢、加えて前記押圧部の前記被貼付面への押圧力を制御する調整部とを備え、
少なくとも前記押圧部が前記被貼付面から離間している離間状態においては、前記調整部によって、前記貼付ヘッド内において前記押圧部が任意の位置及び／又は姿勢に制御される位置制御方法により制御され、
前記押圧部が直接もしくは前記テープを介して前記被貼付面に接触している押圧状態においては、前記調整部によって、前記押圧部がその位置及び／又は姿勢に依らず、前記被貼付面に所定の押圧力を付与可能な圧力制御方法より制御されることを特徴としている。

【0015】

上記テープ貼付装置（１）によれば、前記離間状態においては、前記調整部によって、前記貼付ヘッド内において前記押圧部が任意の位置及び／又は姿勢に制御される位置制御方法により制御され、前記押圧状態においては、前記調整部によって、前記押圧部がその位置及び／又は姿勢に依らず、前記被貼付面に所定の押圧力を付与可能な圧力制御方法より制御されることとなる。
したがって、前記離間状態と前記押圧状態とを切り替えながら前記被貼付面に対する前記テープの貼付動作を繰り返し行う場合であっても、前記押圧部と前記被貼付面とが意図しない箇所で接触や衝突することを防止することができる。そのため、前記押圧部を前記任意の位置及び／又は姿勢から直接もしくは前記テープを介して前記被貼付面に所定の押圧力を付与する姿勢にスムーズに移行することができ、前記被貼付面に対する安定した前記テープの貼付動作を連続的に行うことができる。

【0016】

また本発明に係るテープ貼付装置（２）は、上記テープ貼付装置（１）において、前記調整部が、パラレルリンク機構を含んで構成され、
該パラレルリンク機構が、
ベース部と、
前記押圧部が取り付けられるエンド部と、
前記ベース部と前記エンド部との間に並列に設けられる複数のリンク部とを備え、
これら各リンク部が、
両端に自在継手と、
これら自在継手の間に設けられるアクチュエータとを備え、
前記離間状態においては、前記複数のリンク部の各々の長さが前記アクチュエータでそれぞれ制御されることにより、前記貼付ヘッド内において前記押圧部が前記位置制御方法により前記任意の位置及び／又は姿勢に制御され、
前記押圧状態においては、前記複数のリンク部の各々の長さが前記アクチュエータでそれぞれ制御されることにより、前記押圧部がその位置及び／又は姿勢に依らず、前記圧力制御方法より前記被貼付面に所定の押圧力を付与するように制御されることを特徴としている。

【0017】

上記テープ貼付装置（２）によれば、前記調整部が、前記パラレルリンク機構を含んで構成され、前記離間状態においては、前記複数のリンク部の各々の長さが前記アクチュエータでそれぞれ制御されて、前記複数のリンク部が下方に伸び切った状態にならないように、前記貼付ヘッド内において前記押圧部が前記位置制御方法により前記任意の位置及び／又は姿勢に制御される。これにより、前記離間状態において、前記押圧部と前記被貼付面とが意図しない箇所で接触や衝突することを防止することができる。
また、前記押圧状態においては、前記複数のリンク部の各々の長さが前記アクチュエータでそれぞれ制御されて、前記押圧部がその位置及び／又は姿勢に依らず、前記圧力制御方法より前記被貼付面に所定の押圧力を付与するように制御される。これにより、前記被貼付面の形状が設計形状に対して形状誤差を有している場合であっても、前記押圧部による押圧姿勢（荷重姿勢）が前記被貼付面の形状誤差を有する形状に倣うように、前記押圧部を前記パラレルリンク機構により動作させることが可能となる。
そして、前記離間状態と前記押圧状態とを切り替えながら前記被貼付面に対する前記テープの貼付動作を繰り返し行う場合に、前記パラレルリンク機構を構成する前記複数のリンク部の長さを制御して、前記任意の位置及び／又は姿勢から前記被貼付面に所定の押圧力を付与する姿勢にスムーズに移行することができ、前記被貼付面に対する安定した前記テープの貼付動作の制御を連続的に行うことができる。

【0018】

また本発明に係るテープ貼付装置（３）は、上記テープ貼付装置（２）において、
前記押圧部が、
前記テープを押圧する押圧ローラと、
該押圧ローラを支持した状態で前記エンド部に取り付けられるローラ支持部とを備え、
前記貼付ヘッドが、
前記テープを搬送する搬送手段と、前記テープ及び／又は前記被貼付面を加熱する加熱手段とのうちの少なくともいずれかをさらに備え、
前記ローラ支持部に、
前記搬送手段と前記加熱手段とのうちの少なくともいずれかが、一体的に取り付けられていることを特徴としている。

【0019】

上記テープ貼付装置（３）によれば、前記パラレルリンク機構の前記エンド部に前記ローラ支持部を介して前記押圧ローラが取り付けられ、また、前記ローラ支持部に、前記搬送手段と前記加熱手段とのうちの少なくともいずれかが一体的に取り付けられている。
このように、前記押圧ローラと、前記搬送手段及び前記加熱手段のうちの少なくともいずれかとが一体化されて、前記貼付ヘッドの重量が増大したものとなっても、前記離間状態において、前記複数のリンク部が下方に伸び切った状態にならないように、前記貼付ヘッド内において前記押圧部が前記位置制御方法により前記任意の位置及び／又は姿勢に制御される。これにより、前記離間状態において、前記押圧部と前記被貼付面とが意図しない箇所で接触や衝突することを防止することができる。
また、前記貼付ヘッドの重量が増大したものとなっても、前記押圧状態において、前記複数のリンク部の各々の長さが前記アクチュエータでそれぞれ制御される。これにより、前記押圧部が前記任意の位置及び／又は姿勢から直接もしくは前記テープを介して前記被貼付面に所定の押圧力を付与する姿勢に正確に調整されるとともに、前記搬送手段による前記テープの搬送動作、前記加熱手段による前記テープ及び／又は前記被貼付面の加熱動作を一定の状態で行うことができる。そのため、前記被貼付面の形状が設計形状に対して形状誤差を有している場合であっても、前記押圧部による押圧姿勢が前記被貼付面の形状誤差を有する形状に倣うように、前記押圧部とともに、前記搬送手段と前記加熱手段とのうちの少なくともいずれかを前記パラレルリンク機構により一体的に動作させることが可能となる。

【0020】

また本発明に係るテープ貼付装置（４）は、上記テープ貼付装置（２）又は（３）において、前記アクチュエータが、エアシリンダであることを特徴としている。

【0021】

上記テープ貼付装置（４）によれば、前記アクチュエータがエアシリンダであるので、他のシリンダ形式（例えば、油圧シリンダや電動シリンダなど）と比較して、前記押圧部を前記被貼付面に押し付けるときの力が吸収又は緩和されやすい構成、いわゆるコンプライアンス特性（受動的な滑らかさ、柔らかさを有する押圧動作）を奏する構成になっている。したがって、前記被貼付面の形状が設計形状に対して形状誤差を有している場合であっても、前記押圧動作でその形状誤差を吸収する効果を高めることができ、前記押圧部による押圧姿勢が前記被貼付面の形状誤差を有する形状に倣うように、前記押圧部を前記エアシリンダにより一層滑らかに動作させることが可能となる。

【0022】

また本発明に係るテープ貼付装置（５）は、上記テープ貼付装置（１）において、前記調整部が、少なくとも１つのエアシリンダを含んで構成されていることを特徴としている。

【0023】

上記テープ貼付装置（５）によれば、前記調整部が、少なくとも１つのエアシリンダを含んで構成されているので、他のシリンダ形式（例えば、油圧シリンダや電動シリンダなど）と比較して、前記押圧部を前記被貼付面に押し付けるときの力が吸収又は緩和されやすい構成、いわゆるコンプライアンス特性（受動的な滑らかさ、柔らかさを有する押圧動作）を奏する構成になっている。したがって、前記被貼付面の形状が設計形状に対して形状誤差を有している場合であっても、前記押圧動作でその形状誤差を吸収する効果を高めることができ、前記押圧部による押圧姿勢が前記被貼付面の形状誤差に倣うように、前記押圧部を前記エアシリンダにより一層滑らかに動作させることが可能となる。

【0024】

また本発明に係るテープ貼付装置（６）は、上記テープ貼付装置（４）又は（５）において、
前記エアシリンダが、
空気が供給されるシリンダ部と、
該シリンダ部内の圧力に応じて進退するロッド部と、
前記シリンダ部内の圧力を検出する圧力検出部と、
前記ロッド部の変位を検出する変位検出部とを備え、
前記離間状態においては、前記貼付ヘッド内において前記押圧部が前記任意の位置及び／又は姿勢に制御されるように、前記圧力検出部により検出される前記シリンダ部内の圧力、及び／又は前記変位検出部により検出される前記ロッド部の変位が制御され、
前記押圧状態においては、前記押圧部がその位置及び／又は姿勢に依らず、前記被貼付面に所定の押圧力を付与するように、前記圧力検出部により検出される前記シリンダ部内の圧力、及び／又は前記変位検出部により検出される前記ロッド部の変位が制御されることを特徴としている。

【0025】

上記テープ貼付装置（６）によれば、前記エアシリンダの前記ロッド部の変位を制御することにより、前記離間状態における前記任意の位置及び／又は姿勢と、前記押圧状態における前記被貼付面に前記所定の押圧力を付与する姿勢とを切り替える動作の応答性を高めることができる。
また、前記押圧状態において、前記エアシリンダの前記ロッド部の変位を制御する際の応答性を高めることが可能となり、前記押圧部による押圧姿勢が前記被貼付面の形状誤差を有する形状に倣うように、前記エアシリンダにより前記押圧部を応答性良く動作させることが可能となる。

【0026】

また本発明に係るテープ貼付装置（７）は、上記テープ貼付装置（２）～（４）のいずれかにおいて、前記任意の位置及び／又は姿勢が、前記被貼付面に対する荷重方向が法線方向となる向きに前記押圧部を位置させる姿勢であることを特徴としている。

【0027】

上記テープ貼付装置（７）によれば、前記任意の位置及び／又は姿勢から前記被貼付面に前記所定の押圧力を付与する姿勢に移行する際に、前記被貼付面に対する荷重方向が法線方向となる向きで、前記押圧部を前記被貼付面に押し当てながら前記テープを貼付することができる。そのため、前記被貼付面に対する安定した前記テープの貼付動作を行うことができる。

【0028】

また本発明に係るテープ貼付装置（８）は、上記テープ貼付装置（１）～（７）のいずれかにおいて、
前記任意の位置及び／又は姿勢における前記調整部の上端から前記押圧部の下端までの高さが、前記被貼付面の形状設計データに基づく高さ位置で前記押圧状態となるときの前記調整部の上端から前記押圧部の下端までの高さになるように調整されていることを特徴としている。

【0029】

上記テープ貼付装置（８）によれば、前記任意の位置及び／又は姿勢の状態にある前記貼付ヘッドを前記移動手段で前記被貼付面の貼付開始位置に移動させた場合に、前記被貼付面の形状が形状設計データ通りであれば（換言すれば、形状誤差がなければ）、前記押圧部の下端（換言すれば、前記被貼付面との接触部分）が、前記被貼付面上に位置することとなり、そのまま前記被貼付面に荷重を付与する姿勢にスムーズに移行することができる。

【0030】

また本発明に係るテープ貼付装置（９）は、上記テープ貼付装置（１）～（８）のいずれかにおいて、前記移動手段が、前記被貼付面の形状設計データに基づいて前記貼付ヘッドを移動させるものであることを特徴としている。

【0031】

上記テープ貼付装置（９）によれば、前記移動手段により、前記被貼付面の形状設計データに基づいて前記貼付ヘッド自体が移動される。そして、前記調整部により、前記離間状態においては、前記貼付ヘッド内において前記押圧部が前記任意の位置及び／又は姿勢に制御され、前記押圧状態においては、前記押圧部がその位置及び／又は姿勢に依らず、前記被貼付面に所定の押圧力を付与する姿勢に制御される。
したがって、前記被貼付面の形状が設計形状に対して形状誤差を有している場合であっても、前記押圧部による押圧姿勢が前記被貼付面の形状誤差を有する形状に倣うように、前記調整部により前記押圧部を動作させることが可能となる。そのため、前記被貼付面に対する安定した前記テープの貼付動作を連続的に行うことができる。

【0032】

また本発明に係るテープ貼付装置（１０）は、上記テープ貼付装置（９）において、前記移動手段が、ガントリ構造体であることを特徴としている。

【0033】

上記テープ貼付装置（１０）によれば、前記ガントリ構造体に前記貼付ヘッドが取り付けられているので、前記ガントリ構造体によって、前記貼付ヘッドの直線運動の制御（例えば、ＸＹＺ軸方向への運動制御）が安定して行えることとなる。
この直線運動の安定制御と前記調整部の制御とを組み合わせることによって、前記離間状態と前記押圧状態とを切り替えながら前記被貼付面に対するテープの貼付動作を繰り返し行う場合に、前記任意の位置及び／又は姿勢の保持から直接もしくは前記テープを介して前記被貼付面に所定の押圧力を付与する姿勢に一層スムーズに移行することができ、前記被貼付面に対する安定した前記テープの貼付動作が連続的に行える効果を高めることができる。

【0034】

また本発明に係るテープ貼付装置（１１）は、上記テープ貼付装置（１０）において、
前記ガントリ構造体が、
前記被貼付面を有するワークをＸ軸方向へ移動させるためのＸ軸直動機構と、
該Ｘ軸直動機構の上方にＹ軸方向に架け渡されたＹ軸直動機構と、
該Ｙ軸直動機構に支持され、Ｚ軸方向に移動可能な貼付ヘッド取付部を備えたＺ軸直動機構とを備え、
前記Ｘ軸直動機構に、前記ワークをヨー（θｚ）方向に回動可能に支持するＸθｚ軸ステージが搭載され、
前記貼付ヘッド取付部に前記貼付ヘッドが取り付けられ、
前記調整部が、
前記押圧部をロール（θｙ）方向、及びピッチ（θｘ）方向の少なくともいずれかの方向に回動可能に構成されたものであることを特徴としている。

【0035】

上記テープ貼付装置（１１）によれば、前記ガントリ構造体が、ＸＹＺ軸方向の各直動機構を備え、前記Ｘ軸直動機構に、ヨー（θｚ）方向に回動する前記Ｘθｚ軸ステージが搭載され、前記調整部が、前記押圧部をロール（θｙ）方向、及びピッチ（θｘ）方向の少なくともいずれかの方向に回動可能に構成されているので、前記調整部の構成を簡素化することができる。

【0036】

また本発明に係るテープ貼付装置（１２）は、上記テープ貼付装置（９）において、前記移動手段が、多関節ロボットであることを特徴としている。

【0037】

上記テープ貼付装置（１２）によれば、前記移動手段が、多関節ロボットで構成されているので、前記貼付ヘッドの前記調整部により、前記多関節ロボットの位置決め精度を補完することができ、前記多関節ロボットを用いる場合における前記被貼付面に対する前記テープの貼付性能を高めることができる。

【0038】

また本発明に係るテープ貼付方法は、上記テープ貼付装置（１）～（１２）のいずれかを用いて、前記被貼付面に前記テープを貼り付けるテープ貼付方法であって、
前記離間状態においては、前記貼付ヘッド内において前記押圧部が前記位置制御方法により前記任意の位置及び／又は姿勢になるように前記調整部を制御し、
前記押圧状態においては、前記押圧部がその位置及び／又は姿勢に依らず、前記圧力制御方法により前記被貼付面に所定の押圧力を付与するように前記調整部を制御することを特徴としている。

【0039】

上記テープ貼付方法によれば、前記離間状態においては、前記調整部によって、前記貼付ヘッド内において前記押圧部が前記位置制御方法により前記任意の位置及び／又は姿勢になるように調整され、前記押圧状態においては、前記調整部によって、前記押圧部がその位置及び／又は姿勢に依らず、前記圧力制御方法により前記被貼付面に所定の押圧力を付与する姿勢に調整されることとなる。
したがって、前記離間状態と前記押圧状態とを切り替えながら前記被貼付面に対する前記テープの貼付動作を繰り返し行う場合であっても、前記押圧部と前記被貼付面とが意図しない箇所で接触や衝突することを防止することができる。そのため、前記任意の位置及び／又は姿勢の保持から直接または前記テープを介して前記被貼付面に所定の押圧力を付与する姿勢にスムーズに移行することができ、前記被貼付面に対する安定した前記テープの貼付動作を連続的に行うことができる。

【0040】

また本発明に係るテープ貼付装置の制御方法は、被貼付面にテープを押し付ける押圧部と、該押圧部の位置及び／又は姿勢、加えて前記押圧部の前記被貼付面への押圧力を制御する調整部とを備えた貼付ヘッドと、
該貼付ヘッドを３次元空間内で移動させる移動手段とを備えたテープ貼付装置の制御方法であって、
前記調整部が、
少なくとも前記押圧部が前記被貼付面から離間している離間状態においては、前記貼付ヘッド内において前記押圧部が任意の位置及び／又は姿勢に制御される位置制御を行い、
前記押圧部が直接もしくは前記テープを介して前記被貼付面に接触している押圧状態においては、前記押圧部がその位置及び／又は姿勢に依らず、前記被貼付面に所定の押圧力を付与可能な圧力制御を行い、
前記離間状態と前記押圧状態とに応じて前記調整部の動作制御を切り替えることを特徴としている。

【0041】

上記テープ貼付装置の制御方法によれば、前記調整部により、前記離間状態と前記押圧状態とに応じた動作制御を適切に切り替えることが可能となり、前記押圧部と前記被貼付面とが意図しない箇所で接触や衝突することを防止することができる。
そのため、前記調整部が前記離間状態と前記押圧状態と切り替えながら前記被貼付面に対するテープの貼付動作を繰り返し行う場合に、前記任意の位置及び／又は姿勢の保持から直接もしくは前記テープを介して前記被貼付面に所定の押圧力を付与する姿勢にスムーズに移行することができ、前記被貼付面に対する安定した前記テープの貼付動作の制御を連続的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0042】

【図1】本発明の実施の形態に係るＡＴＬ装置におけるＡＴＬヘッドの構成例を示す模式図である。

【図2】実施の形態に係るＡＴＬ装置の具体構成例を示す全体斜視図である。

【図3】実施の形態に係るＡＴＬ装置のＡＴＬヘッド周辺の拡大斜視図である。

【図4】実施の形態に係るＡＴＬ装置のロボット制御部とＡＴＬヘッド制御部とが行う貼付処理動作の一例を示すフローチャートである。

【図5】実施の形態に係るＡＴＬ装置におけるＡＴＬヘッドの動作例を説明するための要部模式図である。

【図6】従来のテープ貼付装置で発生する課題を説明するための貼付ヘッド部分を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0043】

以下、本発明に係るテープ貼付装置、テープ貼付方法、及びテープ貼付装置の制御方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、実施の形態に係るＡＴＬ装置におけるＡＴＬヘッドの構成例を示す模式図である。ＡＴＬ装置は、本発明に係るテープ貼付装置の一例であり、ＡＴＬヘッドは、貼付ヘッドの一例である。

【0044】

ＡＴＬ装置１０は、テープ１をワーク２に貼り付けることにより、テープ１で補強された成型品を製造するための装置であり、テープ１を押圧しながらワーク２の被貼付面２ａ、２ａｂに貼り付けるためのＡＴＬヘッド２０を備えている。

【0045】

ＡＴＬヘッド２０は、ハンドリングロボット７０に取り付けられている。ハンドリングロボット７０は、ＡＴＬヘッド２０を３次元空間内で移動させるための汎用産業用ロボット、例えば、ガントリ構造体（直交座標形機構ともいう）で構成してもよいし、多関節ロボット（シリアル多関節機構ともいう）で構成してもよい。ハンドリングロボット７０は、ＡＴＬヘッド２０を少なくともＸＹＺ軸方向に並進運動可能な機構（３自由度）を備えているものが好ましい。ハンドリングロボット７０の動作制御は、ロボット制御部７０ａにより実行される。ロボット制御部７０ａには、ワーク２の被貼付面２ａの３次元座標データ（設計形状データ）、これら３次元座標データなどに基づいて各部の動作を制御するプログラムなどが記憶され、これらは、ＡＴＬヘッド２０の移動制御に利用される。ロボット制御部７０ａは、汎用のコンピューター装置を用いて構成してもよい。

【0046】

ワーク２は、例えば、３次元形状を有する成型品であり、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂などの樹脂製の成型品であってもよいし、金属製の成型品などであってもよい。

【0047】

テープ１は、例えば、繊維束の少なくとも一部に予め樹脂を含浸させてテープ状にしたものであり、熱可塑性の樹脂が含浸されたもの（ＵＤテープとも呼ばれる）や、熱硬化性の樹脂が含浸されたもの（プリプレグテープとも呼ばれる）などが適用され得る。また、テープ１は、炭素繊維を含むものでもよいし、樹脂テープに多数の短い繊維が混ぜ込まれたものでもよい。テープ１は、ワーク２の材質などに応じて、その種類が適宜選択され得る。また、テープ１は、複数のテープが並列に配置された形態のものであってもよい。

【0048】

ＡＴＬヘッド２０は、ワーク２の被貼付面２ａ、２ａｂにテープ１を押し付ける押圧部３０と、ハンドリングロボット７０と押圧部３０との間に設けられて、押圧部３０の位置及び／又は姿勢、加えて押圧部３０の被貼付面２ａ、２ａｂへの押圧力を制御するパラレルリンク機構４０とを備えている。パラレルリンク機構４０が調整部の一例である。なお、以下の説明では、便宜上、「位置及び／又は姿勢」を「位置姿勢」と記す。

【0049】

押圧部３０は、テープ１を押圧する押圧ローラ３１と、押圧ローラ３１を回転可能に支持した状態でパラレルリンク機構４０のエンド部４２に取り付けられるローラ支持部３２とを備えている。押圧ローラ３１は、テープ１の特性、又はワーク２の材質などに応じて、樹脂製ローラ、弾性ローラ、又は金属性ローラなどで構成され得る。押圧ローラ３１のサイズ（直径、幅）は、使用するテープ１の種類やサイズ、ワーク２の種類や形状に応じて適宜選択され得る。なお、別の構成例では、押圧ローラ３１に代えて、押圧シュー等の押圧部材を用いてもよい。

【0050】

パラレルリンク機構４０は、ハンドリングロボット７０に取り付けられるベース部４１と、押圧部３０が取り付けられるエンド部４２と、ベース部４１とエンド部４２との間に並列に設けられる複数のリンク部４３とを含んで構成されている。

【0051】

これら各リンク部４３は、両端にユニバーサルジョイント、又は球面ジョイントなどの自在継手４４、４５と、これら自在継手４４、４５の間に設けられるアクチュエータとしてのエアシリンダ４６とを備えている。パラレルリンク機構４０は、複数のリンク部４３の各々の長さをエアシリンダ４６でそれぞれ制御することにより、エンド部４２の位置（並進）や姿勢（回転）を変化させることが可能となっている。

【0052】

パラレルリンク機構４０は、押圧ローラ３１がテープ１を介して被貼付面２ａ、２ａｂに荷重を付与する姿勢に押圧ローラ３１の位置姿勢を調整可能であれば、リンク部４３の本数は特に限定されないが、一般的に３本～６本のリンク部４３で構成され得る。なお、以下の説明では、「荷重」という用語を「押圧力」と読み替えてもよい。また、本発明において、「押圧力」とは、絶対荷重及び方向を含む概念として用いる。リンク部４３の本数を少なくすれば、パラレルリンク機構４０の構成を簡素化することができる。一方、リンク部４３の本数を多くすれば、エンド部４２に取り付けられる部品の支持力が高まり、パラレルリンク機構４０の動作に伴うモーメントの影響を受けにくい構成とすることができる。

【0053】

また、ハンドリングロボット７０の動作機能（自由度）を考慮して、パラレルリンク機構４０の自由度を設定する構成としてもよく、この場合、押圧ローラ３１を少なくともロール方向、及びピッチ方向に回動可能なパラレルリンク機構４０を採用することが好ましい。また、ハンドリングロボット７０の動作機能に関わらずに、パラレルリンク機構４０に、６自由度機構、すなわち、６方向（並進３方向、回転３方向）に運動させる機構が適用されてもよい。

【0054】

エアシリンダ４６は、空気が供給されるシリンダ部４６ａと、シリンダ部４６ａ内の圧力に応じて進退するロッド部４６ｂと、シリンダ部４６ａ内の圧力を検出する圧力センサ（圧力検出部）４６ｃと、ロッド部４６ｂの変位を検出する変位センサ（変位検出部）４６ｄとを備えている。エアシリンダ４６は、複動型シリンダで構成することが好ましいが、これに限定されるものではない。

【0055】

シリンダ部４６ａは、圧力センサ４６ｃを介してサーボバルブ４６ｅに接続されている。サーボバルブ４６ｅは、シリンダ部４６ａ内への空気の流入量や排気量を調整し、シリンダ部４６ａの両室の差圧を制御する。サーボバルブ４６ｅは、コンプレッサなどの圧縮した空気を出力する空気圧供給部４６ｆに接続されている。

【0056】

変位センサ４６ｄは、ロッド部４６ｂの変位量を測定できるものであればよく、例えば、磁気の変位量からロッド部４６ｂの変位量を検出する磁気式のリニアエンコーダでもよいし、光学式のリニアエンコーダなどであってもよいし、ポテンショメーターなどであってもよい。

【0057】

圧力センサ４６ｃで検出された圧力信号と変位センサ４６ｄで検出された変位信号は、それぞれＡＴＬヘッド制御部４６ｇに出力される。ＡＴＬヘッド制御部４６ｇには、ワーク２の設計形状を示す３次元座標データの他、これら３次元座標データ、圧力信号、変位信号などに基づいてＡＴＬヘッド２０各部の動作を制御するプログラムなどが記憶されている。

【0058】

ＡＴＬヘッド制御部４６ｇは、例えば、各エアシリンダ４６の圧力センサ４６ｃや変位センサ４６ｄから取り込んだ検出信号を制御パラメータとして用いて、各エアシリンダ４６のサーボバルブ４６ｅの動作を制御し、各エアシリンダ４６のシリンダ部４６ａ内の圧力、及び／又はロッド部４６ｂの変位を制御する処理を実行する。
例えば、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇは、少なくとも押圧ローラ３１が被貼付面２ａから離間している離間状態において、ＡＴＬヘッド２０内において押圧部３０を任意の位置及び／又は姿勢に制御する位置制御方法によりパラレルリンク機構４０の各部の動作を制御する。換言すれば、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇは、前記離間状態において、少なくとも押圧ローラ３１がＡＴＬヘッド２０内で所定の基準位置姿勢に保持されるようにパラレルリンク機構４０の動作を制御する。所定の基準位置姿勢は、任意の位置及び／又は姿勢の一例である。また、任意の位置及び／又は姿勢は、時間的（経時的）に変化するものであってもかまわない。

【0059】

所定の基準位置姿勢は、例えば、パラレルリンク機構４０を構成する各エアシリンダ４６のロッド部４６ｂの変位が最大ストローク長さの中間位置付近の所定値に調整されている姿勢である。前記所定値は、ＡＴＬ装置１０の各部の大きさや貼付対象となるワーク２の形状や大きさなどに応じて、任意の値に設定することが可能である。この姿勢におけるパラレルリンク機構４０のベース部４１から押圧ローラ３１の下端点までの高さが、例えば、所定の高さＺｈとなるように調整されている。そして、この所定の高さＺｈが、ＡＴＬヘッド２０のヘッド基準高さに設定されている。
このヘッド基準高さは、ワーク２に形状誤差がないと仮定した場合に、ＡＴＬヘッド２０の押圧ローラ３１を被貼付面２ａに配置したときのヘッド高さに対応している。換言すれば、前記ヘッド基準高さは、被貼付面２ａの３次元形状データに基づく高さ位置（ワーク２の設計高さ位置）で押圧状態となるときのヘッド高さである。

【0060】

また、所定の基準位置姿勢は、ワーク２の被貼付面２ａに対する荷重方向が法線方向となる向きに押圧ローラ３１を位置させる姿勢とすることが好ましい。例えば、テープ１の貼付開始位置となるワーク２の被貼付面２ａの設計形状に対する荷重方向が法線方向（図１に示すＡ方向）となる向きに押圧ローラ３１を位置させる姿勢である。なお、前記荷重方向を押圧方向と読み替えてもよい。また、この姿勢におけるパラレルリンク機構４０のベース部４１から押圧ローラ３１の下端点までの高さを所定の高さＺｈに調整することが好ましい。

【0061】

また、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇは、押圧ローラ３１が直接もしくはテープ１を介して被貼付面２ａ、２ａｂに接触している押圧状態において、押圧部３０がその位置及び／又は姿勢に依らず、被貼付面２ａ、２ａｂに所定の押圧力を付与可能な圧力制御方法よりパラレルリンク機構４０の各部の動作を制御する。換言すれば、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇは、前記押圧状態において、押圧ローラ３１が所定の基準位置姿勢の保持から直接もしくはテープ１を介して被貼付面２ａ、２ａｂに所定の荷重を付与するようにパラレルリンク機構４０の動作を制御する。ＡＴＬヘッド制御部４６ｇは、押圧ローラ３１の離間状態と押圧状態とに応じてパラレルリンク機構４０の動作制御を切り替える機能を備えている。

【0062】

例えば、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇは、押圧ローラ３１の押圧状態において、各エアシリンダ４６の圧力センサ４６ｃや変位センサ４６ｄから取り込んだ検出信号に基づいて、各エアシリンダ４６の角度や各ロッド部４６ｂのストローク長を計算する。また、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇは、押圧ローラ３１が直接もしくはテープ１を介して被貼付面２ａに所定の荷重を付与するための指標（例えば、ワーク２の形状誤差を加味した圧力の過不足分、又は変位の過不足分）を計算し、計算されたこれら指標に基づいて、各エアシリンダ４６のサーボバルブ４６ｅの動作（加圧動作又は減圧動作）を制御する構成となっている。この制御により、被貼付面２ａ、２ａｂに対する押圧ローラ３１の荷重方向が法線方向となるように、エンド部４２の位置姿勢が調整されて、所定の荷重を維持しながら押圧ローラ３１で被貼付面２ａ、２ａｂを直接もしくはテープ１を介して押圧するようになっている。

【0063】

例えば、図１に示すように、ワーク２が、被貼付面２ａｂに設計形状からの形状誤差（－Δｈ）を有していた場合、当該被貼付面２ａｂにテープ１を貼付しているときのヘッド高さ（ベース部４１から押圧ローラ３１の下端点までの高さ）が、（ヘッド基準高さＺｈ＋Δｈ）となるように、パラレルリンク機構４０の各リンク部４３の変位（長さ）が調整されるようになっている。なお、被貼付面２ａｂに対する押圧ローラ３１の荷重方向が必ずしも法線方向とならない場合もあり、被貼付面２ａｂの形状誤差などに応じて、押圧ローラ３１の荷重方向が柔軟に調整され得る構成になっている。

【0064】

ＡＴＬヘッド制御部４６ｇが、押圧ローラ３１の押圧状態において実行するパラレルリンク機構４０の制御によって、押圧ローラ３１とテープ１との間に隙間が形成されることなく、押圧ローラ３１が、ワーク２の被貼付面２ａ、２ａｂに対して直交する方向（法線方向）からテープ１を介して被貼付面２ａ、２ａｂを押圧する動作が実現されるようになっている。なお、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇは、汎用のコンピューターを用いて構成してもよい。また、ロボット制御部７０ａとＡＴＬヘッド制御部４６ｇとが、１つの制御ユニットで構成されてもよい。

【0065】

なお本構成例では、パラレルリンク機構４０のアクチュエータが、空気圧で駆動するエアシリンダ４６で構成されているが、本発明に適用できるアクチュエータは、エアシリンダ４６に限定されるものではない。例えば、油圧シリンダ、又は電動シリンダなどの直動式アクチュエータで構成することも可能である。

【0066】

また、ＡＴＬヘッド２０は、テープ１を搬送するフィーダー（搬送手段）５０と、フィーダー５０から押圧ローラ３１に送り出されるテープ１及び被貼付面２ａの少なくともいずれかを加熱する加熱手段６０とをさらに備えている。フィーダー５０と加熱手段６０とは、ローラ支持部３２に固定された取付ガイド６１に取り付けられている。なお、加熱手段６０は必須要素ではなく、テープ１などへの加熱処理が不要である場合は、ＡＴＬヘッド２０に加熱手段６０を設けない構成としてもよい。また、取付ガイド６１に加熱手段６０の着脱部（図示せず）を設けて、加熱手段６０が取付ガイド６１に着脱可能な構成としてもよい。フィーダー５０及び加熱手段６０の動作は、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇで制御される。

【0067】

加熱手段６０は、テープ１や被貼付面２ａ、２ａｂを非接触で加熱可能なものが好ましく、例えば、赤外線ランプ、レーザー、ＩＲランプなどの輻射光源で構成してもよいし、熱風ノズルなどの熱風源で構成してもよいし、又はこれらを組み合わせて構成してもよい。

【0068】

フィーダー５０は、例えば、１組の搬送ベルト対５１を有し、図示しないモータの動力により搬送ベルト対５１を回転駆動させて、テープ１を搬送するように構成されている。なお、フィーダー５０内に、ヒータを設け、搬送ベルト対５１が所定温度に予熱される構成としてもよい。これにより、テープ１が貼付ポイント（図１に示すＢ点）に到達する前に、テープ１を予備加熱することが可能となる。

【0069】

また、フィーダー５０は、ボビンからテープ１を巻き出す巻出機構（図示せず）が搭載されたものでもよいし、予め所定の長さに裁断されたテープ１を供給するものでもよい。また、ＡＴＬヘッド２０とは別に設置された巻出機構（図示せず）からテープ１を巻き出し、搬送経路に沿ってフィーダー５０までテープ１を供給する構成としてもよい。
また、ＡＴＬ装置１０には、装置各部の操作入力や設定入力などを行うための操作部（図示せず）が設けられており、該操作部を介して入力された信号が、ロボット制御部７０ａやＡＴＬヘッド制御部４６ｇに出力されるようになっている。

【0070】

図２は、実施の形態に係るＡＴＬ装置の具体構成例を示す全体斜視図である。また、図３は、図２に示したＡＴＬ装置のＡＴＬヘッド周辺の拡大斜視図である。なお、図１に示したＡＴＬ装置１０の各構成部品と同一機能を有する構成部品には同一符号を付し、その説明を省略することとする。

【0071】

図２、３に示すＡＴＬ装置１０では、ＡＴＬヘッド２０が取り付けられるハンドリングロボット７０がガントリ構造体（直交座標形機構）７１で構成されている。
図２、３に示すＡＴＬヘッド２０の基本的構成は、図１に示したＡＴＬヘッド２０と略同様であるが、図２、３に示すＡＴＬヘッド２０では、パラレルリンク機構４０が４本のリンク部４３で構成されている。なお、以下の説明では、ワーク２を移動させる方向をＸ軸方向、これと水平面で直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸方向の双方に直交する方向をＺ軸方向として説明する。

【0072】

ガントリ構造体７１は、ワーク２をＸ軸方向へ移動可能、且つヨー（θｚ）方向（Ｚ軸回り）に回動可能に支持するＸθｚ軸ステージ７３を備えたＸ軸直動機構７２と、Ｘ軸直動機構７２の上方にＹ軸方向に架け渡されたＹ軸直動機構７４と、Ｙ軸直動機構７４に支持され、Ｚ軸方向に移動可能なＺ軸直動機構７５とを備えている。

【0073】

Ｘ軸直動機構７２は、Ｘ軸ガイド部７２ａと、Ｘ軸ガイド部７２ａに摺動可能に取り付けられたＸ軸スライドテーブル７２ｂと、Ｘ軸スライドテーブル７２ｂ上にヨー（θｚ）方向に回動可能に設けられたＸθｚ軸ステージ７３とを含んで構成されている。Ｘθｚ軸ステージ７３上にワーク２が載置されるようになっている。

【0074】

Ｙ軸直動機構７４は、門型のＹ軸ガイド部７４ａと、Ｙ軸ガイド部７４ａに摺動可能に取り付けられたＹ軸スライダ７４ｂとを含んで構成されている。
Ｚ軸直動機構７５は、Ｙ軸スライダ７４ｂに取り付けられたＺ軸ガイド部７５ａと、Ｚ軸ガイド部７５ａに摺動可能に取り付けられたＺ軸スライダ７５ｂと、Ｚ軸スライダ７５ｂに取り付けられたＺ軸ブラケット７５ｃとを含んで構成されている。Ｚ軸ブラケット７５ｃの下端部にＡＴＬヘッド取付部７６が取り付けられ、ＡＴＬヘッド取付部７６にＡＴＬヘッド２０が取り付けられている。

【0075】

次に、ＡＴＬ装置１０がワーク２にテープ１を貼り付ける動作について説明する。
ＡＴＬ装置１０を用いたテープ１の貼付動作に関し、Ｘ軸直動機構７２により、ワーク２のＸ軸方向並進運動が実現され、Ｘθｚ軸ステージ７３によりワーク２のＺ軸（ヨー（θｚ）方向）回転運動が実現される。また、Ｙ軸直動機構７４により、ＡＴＬヘッド２０のＹ軸方向並進運動が実現され、Ｚ軸直動機構７５により、ＡＴＬヘッド２０のＺ軸方向並進運動が実現される。

【0076】

そして、ＡＴＬヘッド２０のパラレルリンク機構４０により、押圧ローラ３１の離間状態において、例えば、押圧ローラ３１をＡＴＬヘッド２０内で所定の基準位置姿勢に保持する動作が実現される。また、パラレルリンク機構４０により、押圧ローラ３１の押圧状態において、例えば、押圧ローラ３１の少なくともＹ軸（ロール（θｙ）方向）回転運動、及びＸ軸（ピッチ（θｘ）方向）回転運動とともに、押圧ローラ３１で直接もしくはテープ１を介して被貼付面２ａに所定の荷重を付与する動作とが実現される。所定の荷重を付与する動作は、被貼付面２ａの実際の形状に倣うように押圧する動作であればよく、被貼付面２ａに対して法線方向から押圧する動作であることが好ましい。

【0077】

図４は、実施の形態に係るＡＴＬ装置１０におけるロボット制御部７０ａとＡＴＬヘッド制御部４６ｇとが行う処理動作の一例を示すフローチャートである。また、図５は、実施の形態に係るＡＴＬ装置１０におけるＡＴＬヘッド２０の動作例を説明するための要部模式図である。なお、本処理動作例では、テープ１がワーク２の被貼付面２ａ、２ａｂに順次並べて貼り付けられるようにＡＴＬヘッド２０の動作が制御される場合について説明する。

【0078】

まず、ステップＳ１では、ロボット制御部７０ａが、ＡＴＬヘッド２０を所定の原点位置に復帰させる操作入力があったか否かを判断し、該操作入力があったと判断すればステップＳ２に進む。

【0079】

ステップＳ２では、ロボット制御部７０ａが、ガントリ構造体７１のＹ軸直動機構７４及びＺ軸直動機構７５の動作を制御して、ＡＴＬヘッド２０を原点位置に移動させる制御を行い、ステップＳ３に進む。前記原点位置は、例えば、テープ１の貼付開始位置の上方位置である。

【0080】

ステップＳ３では、ロボット制御部７０ａ及びＡＴＬヘッド制御部４６ｇが、ワーク２にテープ１の貼付を開始する操作入力があったか否かを判断し、該操作入力があったと判断すればステップＳ４に進む。なお、ステップＳ１とＳ３とをまとめて、１つの操作入力で判断し、ステップＳ２、Ｓ４の処理へ進むように構成してもよい。

【0081】

ステップＳ４では、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇが、押圧ローラ３１が所定の基準位置姿勢に保持されるようにパラレルリンク機構４０による位置制御を開始して（図５（ａ）のＡＴＬヘッド２０の状態）、ステップＳ５に進む。
所定の基準位置姿勢は、例えば、パラレルリンク機構４０を構成する各エアシリンダ４６のロッド部４６ｂの変位が最大ストローク長さの中間位置付近の所定値に調整されている姿勢であり、パラレルリンク機構４０のベース部４１から押圧ローラ３１の下端点までの高さが、例えば、所定の高さ（＝ヘッド基準高さ）Ｚｈとなるように調整されている。

【0082】

ステップＳ５では、ロボット制御部７０ａが、ガントリ構造体７１のＸ軸直動機構７２の動作を制御して、Ｘθｚ軸ステージ７３をＸ軸方向に移動させて、Ｘθｚ軸ステージ７３に載置されたワーク２に対するテープ１の貼付開始位置がＡＴＬヘッド２０の直下に配置されるように、ワーク２を移動させる制御を行い（図５（ａ）のワーク２の状態）、ステップＳ６に進む。

【0083】

ステップＳ６では、ロボット制御部７０ａが、ワーク２の３次元形状データ（設計形状データ）に基づいて、ガントリ構造体７１のＺ軸直動機構７５の動作を制御して、押圧ローラ３１がワーク２の被貼付面２ａ上に配置されるように、ＡＴＬヘッド２０を降下させる制御を行い（図５（ｂ）、（ｃ）を参照）、その後、ステップＳ７に進む。なお、ステップＳ５、Ｓ６の動作制御の間も、パラレルリンク機構４０により押圧ローラ３１が所定の基準位置姿勢（ヘッド基準高さＺｈ）に保持される位置制御が行われている。

【0084】

ステップＳ７では、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇが、テープ１の貼付動作に移行するために、押圧ローラ３１を所定の基準位置姿勢に保持する制御（位置制御）から押圧ローラ３１を被貼付面２ａに対して所定の荷重を付与する姿勢にする制御（荷重制御）に切り替える処理を行い（図５（ｃ）を参照）、ステップＳ８に進む。なお、「荷重制御」という用語を「圧力制御」と読み替えてもよい。
なお、前記位置制御では、ＡＴＬ装置１０にいかなる外乱が作用した場合であっても、ＡＴＬヘッド２０内での押圧部３０の姿勢を所定の姿勢に維持する制御が行われる。
また、前記荷重制御では、ワーク２の被貼付面の形状に誤差がある場合であっても、押圧部３０の押圧ローラ３１が直接もしくはテープ１を介して所定の荷重（すなわち、押圧力）を被貼付面２ａ、２ａｂに付与する制御が行われる。

【0085】

ステップＳ８では、ロボット制御部７０ａとＡＴＬヘッド制御部４６ｇとが、協働しながらワーク２の被貼付面２ａにテープ１を貼付する動作制御を開始する（図５（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）を参照）。すなわち、ロボット制御部７０ａが、ワーク２の３次元形状データに基づいて、Ｙ軸直動機構７４及びＺ軸直動機構７５の動作を制御して、ＡＴＬヘッド２０をＹ軸及びＺ軸方向に移動させる制御を開始する。

【0086】

この移動制御は、ワーク２の３次元形状データに基づいて、Ｚ軸ブラケット７５ｃに取り付けられたパラレルリンク機構４０のベース部４１の被貼付面２ａからの高さが、所定の基準位置姿勢であるときのヘッド高さ（基準ヘッド高さ）Ｚｈに保持された状態で、ＡＴＬヘッド２０自体をＹ軸及びＸ軸方向に移動させる制御である。

【0087】

そして、ロボット制御部７０ａによりＡＴＬヘッド２０を移動させる制御と並行して、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇが、ＡＴＬヘッド２０の各部を動作させて、テープ１の貼付制御を開始する処理を行う。すなわち、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇは、フィーダー５０を動作させて、テープ１を押圧ローラ３１と被貼付面２ａ、２ａｂとの間に搬送する制御を開始する。

【0088】

また、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇは、パラレルリンク機構４０を動作させて、押圧ローラ３１が直接もしくはテープ１を介して被貼付面２ａ、２ａｂに所定の荷重を付与する荷重制御、例えば、押圧ローラ３１を被貼付面２ａ、２ａｂに対する法線方向（図５（ｃ）、（ｄ）では、矢印Ａの方向）からテープ１を所定の荷重で押圧する制御を開始する。なお、押圧ローラ３１による押圧方向は、被貼付面２ａ、２ａｂの法線方向に限定されない。さらに、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇは、加熱手段６０による加熱処理を開始し、テープ１及び／又は被貼付面２ａ、２ａｂの加熱を開始する。

【0089】

なお、図５（ｄ）に示すように、ワーク２が、被貼付面２ａｂに設計形状からの形状誤差（－Δｈ）を有していた場合、当該被貼付面２ａｂにテープ１を押圧しているときのヘッド高さ（ベース部４１から押圧ローラ３１の下端点までの高さ）が、ヘッド基準高さＺｈ＋Δｈとなるように、パラレルリンク機構４０の各エアシリンダ４６のロッド部４６ｂの変位（長さ）が調整されるようになっている。

【0090】

その後、ロボット制御部７０ａとＡＴＬヘッド制御部４６ｇとにより、ワーク２上におけるテープ１の貼付経路に沿ってテープ１を被貼付面２ａ、２ａｂに貼り付けていく制御が行われ、その後、ステップＳ９に処理を進める。

【0091】

次のステップＳ９では、ロボット制御部７０ａが、Ｙ軸直動機構７４の動作により、ＡＴＬヘッド２０が、テープ１の貼付終了位置に到達したか否かを判断し、貼付終了位置に到達していないと判断すれば、ステップＳ８で開始した貼付の処理を継続する一方、貼付終了位置（図５（ｅ）を参照）に到達したと判断すれば、ステップＳ１０に処理を進める。

【0092】

ステップＳ１０では、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇが、テープ１の貼付終了処理を行う。すなわち、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇが、フィーダー５０に設けられた切断部でテープ１をカットする制御、及び加熱手段６０による加熱動作の停止制御を行い、１本（１ライン分）のテープ１の貼付を完了し、その後、ステップＳ１１に進む。

【0093】

ステップＳ１１では、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇが、ステップＳ７～Ｓ１０での処理の間、継続して行われていた、押圧ローラ３１を被貼付面２ａに対して所定の荷重を付与する姿勢にする制御（荷重制御）から押圧ローラ３１を所定の基準位置姿勢に保持する制御（位置制御）に切り替える処理を行い、ステップＳ１２に進む。

【0094】

ステップＳ１２では、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇが、押圧ローラ３１がＡＴＬヘッド２０内で所定の基準位置姿勢に保持されるようにパラレルリンク機構４０による位置制御を開始し、ステップＳ１３に進む。

【0095】

次のステップＳ１３では、ロボット制御部７０ａが、ガントリ構造体７１の動作履歴などに基づいて、ワーク２の被貼付面２ａへのテープ１の貼付が全て完了したか否かを判断し、全て完了していないと判断すれば、ステップＳ１４に進む。

【0096】

ステップＳ１４では、ロボット制御部７０ａが、ガントリ構造体７１のＹ軸直動機構７４及びＺ軸直動機構７５の動作を制御して、次のテープ１の貼付開始位置の上方にＡＴＬヘッド２０を移動させる制御を行う（図５（ｆ）を参照）。また、ロボット制御部７０ａが、Ｘ軸直動機構７２の動作を制御して、Ｘθｚ軸ステージ７３をＸ軸方向に移動させて、Ｘθｚ軸ステージ７３に載置されたワーク２に対する次のテープ１の貼付開始位置がＡＴＬヘッド２０の直下に配置されるように、ワーク２を移動させる制御を行う。なお、ステップＳ１３、Ｓ１４の動作制御の間も、パラレルリンク機構４０により押圧ローラ３１がＡＴＬヘッド２０内で所定の基準位置姿勢（ヘッド基準高さＺｈ）に保持される位置制御が行われている。

【0097】

その後、ステップＳ６に戻り、ワーク２の被貼付面２ａにテープ１が順次並べて貼り付けられていく制御が行われる。一方、ステップＳ１４において、テープ１の貼付が全て完了したと判断すれば、その後ステップＳ１５に進む。

【0098】

ステップＳ１５では、ロボット制御部７０ａが、ガントリ構造体７１のＹ軸直動機構７４及びＺ軸直動機構７５の動作を制御して、ＡＴＬヘッド２０を所定の原点位置に移動させるとともに、Ｘ軸直動機構７２の動作を制御して、Ｘθｚ軸ステージ７３を所定の原点位置に移動させる制御を行い、その後、処理を終える。

【0099】

なお、上記の動作例では、テープ１がワーク２の被貼付面２ａ、２ａｂに順次並べて貼り付けられるようにＡＴＬヘッド２０の動作が制御されているが、被貼付面２ａ、２ａｂへのテープ１の貼付形態は、これに限定されない。例えば、他の動作例では、成型品の品質規格などに応じて、隣り合うテープ１の一部を重ねた状態に貼り付けるようにしてもよいし、隣り合うテープ１同士が重ならない状態（所定の隙間を設けた状態）に貼り付けてもよい。

【0100】

上記のようにテープ同士の重なり又はすき間などの貼付け状態が成型品の品質上規定される場合がある。例えば、押圧ローラが被貼付面２ａ、２ａｂの法線方向に押圧できずに、前記押圧ローラの貼付け軌道がずれたりした場合、テープ１同士の重なり又はすき間が安定せず、成型品の品質を損なう虞がある。

【0101】

しかしながら、本実施の形態に係るＡＴＬ装置１０によれば、ＡＴＬヘッド２０のパラレルリンク機構４０が、貼付動作中に被貼付面２ａの形状誤差に応じて荷重を付与する方向を適宜調整する動作により、押圧ローラ３１を直接もしくはテープ１を介して被貼付面２ａに確実に押圧することが可能となる。そのため、隣り合うテープ１の一部を重ねた状態で貼り付ける場合であっても、また、隣り合うテープ１同士が重ならないように、すなわち、一定の隙間を設けた状態となるように貼り付ける場合であっても、テープ１同士の重なり度合や隙間が一定の安定した貼り付けを行うことができ、テープ１が貼り付けられた成型品の品質を向上させることが可能となる。

【0102】

また、テープ１は、例えば、炭素繊維などの繊維の集合体である為、テープ１の断面形状が崩れると、成型品の品質に悪影響を与える虞がある。例えば、押圧ローラを法線方向に押圧できない場合、前記押圧ローラの軸方向の力が発生し、テープ１の押圧ローラ接触面近傍の繊維がずれ、テープ１の断面形状を崩す虞がある。

【0103】

しかしながら、ＡＴＬ装置１０によれば、ＡＴＬヘッド２０のパラレルリンク機構４０により、押圧ローラ３１を被貼付面２ａの法線方向から正確に押圧することが可能となるため、押圧ローラ３１によってテープ１の断面形状が崩れる虞がなく、成型品の品質を向上させることが可能となる。

【0104】

上記実施の形態に係るＡＴＬ装置１０によれば、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇにより、パラレルリンク機構４０の動作制御を押圧ローラ３１の離間状態と押圧状態とに応じて適切に切り替えることが可能となっている。
押圧ローラ３１の離間状態では、複数のリンク部４３の各々の長さがエアシリンダ４６でそれぞれ制御されて、エアシリンダ４６のロッド部４６ｂが下方に伸び切った状態にならないように、パラレルリンク機構４０により押圧部３０がＡＴＬヘッド２０内で所定の基準位置姿勢に保持される。これにより、押圧ローラ３１の離間状態において、押圧部３０とワーク２とが意図しない箇所で接触や衝突することを防止することができる。

【0105】

また、押圧ローラ３１の押圧状態では、複数のリンク部４３の各々の長さがエアシリンダ４６でそれぞれ制御されて、押圧部３０の押圧ローラ３１が所定の基準位置姿勢の保持から直接もしくはテープ１を介して被貼付面２ａに荷重を付与する姿勢に正確に調整される。
これにより、ワーク２が形状誤差を有している場合であっても、押圧ローラ３１による押圧姿勢（荷重姿勢）がワーク２の形状誤差を有する被貼付面２ａｂに倣うように、押圧ローラ３１をパラレルリンク機構４０により動作させることが可能となる。

【0106】

したがって、押圧ローラ３１の離間状態と押圧状態とを切り替えながら３次元形状を有するワーク２の被貼付面２ａ、２ａｂに対するテープ１の貼付動作を繰り返し行う場合であっても、押圧ローラ３１とワーク２とが意図しない箇所で接触や衝突することを防止することができる。さらに、押圧ローラ３１の押圧状態では、パラレルリンク機構４０を制御して、所定の基準位置姿勢の保持から直接もしくはテープ１を介して被貼付面２ａ、２ａｂに荷重を付与する姿勢にスムーズに移行することができ、ワーク２の被貼付面２ａ、２ａｂに対する安定したテープ１の貼付動作の制御を連続的に行うことができる。

【0107】

また、ＡＴＬ装置１０によれば、パラレルリンク機構４０のエンド部４２にローラ支持部３２を介して押圧ローラ３１が取り付けられ、また、ローラ支持部３２に、フィーダー５０と加熱手段６０とのうちの少なくともいずれかが一体的に取り付けられている。
このように、押圧ローラ３１と、フィーダー５０及び加熱手段６０のうちの少なくともいずれかとが一体化されて、ＡＴＬヘッド２０が大重量化したものとなっても、押圧ローラ３１の離間状態において、複数のリンク部４３が下方に伸び切った状態にならないように、少なくとも押圧ローラ３１がＡＴＬヘッド２０内で所定の基準位置姿勢に適切に保持される。また、ＡＴＬヘッド２０の重量が増大したものとなっても、押圧ローラ３１の押圧状態において、押圧ローラ３１が所定の基準位置姿勢の保持から直接もしくはテープ１を介して被貼付面２ａ、２ａｂに荷重を付与する姿勢に正確に調整されるとともに、フィーダー５０によるテープ１の搬送動作、加熱手段６０によるテープ１及び／又は被貼付面２ａ、２ａｂの加熱動作を一定の状態で行うことができる。
そのため、被貼付面２ａの形状が設計形状に対して形状誤差を有している場合であっても、押圧ローラ３１による押圧姿勢が形状誤差を有する被貼付面２ａｂの形状に倣うように、押圧部３０とともに、フィーダー５０と加熱手段６０とのうちの少なくともいずれかをパラレルリンク機構４０により動作させることが可能となる。

【0108】

また、ＡＴＬ装置１０によれば、パラレルリンク機構４０のアクチュエータとしてエアシリンダ４６が用いられている。したがって、他のシリンダ形式（例えば、油圧シリンダや電動シリンダなど）と比較して、押圧部３０を被貼付面２ａ、２ａｂに押し付けるときの力が吸収又は緩和されやすい構成、いわゆるコンプライアンス特性（受動的な滑らかさ、柔らかさを有する押圧動作）を奏する構成になっている。さらに、ワーク２の形状が設計形状に対して形状誤差を有している場合であっても、前記押圧動作でその形状誤差を吸収する効果を高めることができ、押圧ローラ３１による押圧姿勢が形状誤差を有する被貼付面２ａｂの形状に倣うように、押圧部３０をエアシリンダ４６により一層滑らかに動作させることが可能となる。また、長さを調整するアクチュエータにエアシリンダ４６を用いているので、パラレルリンク機構４０の省スペース化も図ることができ、嵩張らずに自由度の高いＡＴＬヘッド２０を実現することができる。

【0109】

また、ＡＴＬ装置１０によれば、エアシリンダ４６のロッド部４６ｂの変位を制御することにより、離間状態における所定の基準位置姿勢と、押圧状態における所定の荷重で押圧する姿勢とを切り替える動作の応答性を高めることができる。
また、押圧状態において、エアシリンダ４６のロッド部４６ｂの変位を制御する際の応答性を高めることが可能となり、押圧ローラ３１による押圧姿勢が被貼付面２ａの形状誤差を有する形状に倣うように、エアシリンダ４６により押圧部３０を応答性良く動作させることが可能となる。

【0110】

また、ＡＴＬ装置１０によれば、所定の基準位置姿勢の保持から直接もしくはテープ１を介して被貼付面２ａ、２ａｂに荷重を付与する姿勢に移行する際に、被貼付面２ａ、２ａｂに対する荷重方向が法線方向となる向きで、押圧ローラ３１を被貼付面２ａ、２ａｂに押し当てながらテープ１を貼付することができる。そのため、被貼付面２ａ、２ａｂに対する安定したテープ１の貼付動作を行うことができる。

【0111】

また、ＡＴＬ装置１０によれば、所定の基準位置姿勢におけるパラレルリンク機構４０のベース部４１から押圧ローラ３１の下端までの高さが、所定のヘッド基準高さＺｈになるように調整されている。そのため、所定の基準位置姿勢に保持された状態にあるＡＴＬヘッド２０をガントリ構造体７１でワーク２の被貼付面２ａの貼付開始位置に移動させた場合に、被貼付面２ａの形状が形状設計データ通りであれば（換言すれば、形状誤差がなければ）、押圧ローラ３１の下端（換言すれば、被貼付面２ａとの接触部分）が、被貼付面２ａ上に位置することとなる。したがって、その状態のまま被貼付面２ａに荷重を付与する姿勢に極めてスムーズに移行することができる。

【0112】

また、ＡＴＬ装置１０によれば、ガントリ構造体７１により、被貼付面２ａの形状設計データに基づいてＡＴＬヘッド２０が移動される。そして、パラレルリンク機構４０により、離間状態では、少なくとも押圧部３０がＡＴＬヘッド２０内で所定の基準位置姿勢に保持されるように調整され、押圧状態では、押圧部３０の押圧ローラ３１が被貼付面２ａ、２ａｂに所定の荷重を付与する姿勢に調整される。
したがって、ワーク２の被貼付面２ａの形状が設計形状に対して形状誤差を有している場合であっても、押圧ローラ３１による押圧姿勢が形状誤差を有する被貼付面２ａｂの形状に倣うように、押圧ローラ３１をパラレルリンク機構４０により動作させることが可能となる。そのため、被貼付面２ａ、２ａｂに対する安定したテープ１の貼付動作を連続的に行うことができる。

【0113】

また、ＡＴＬ装置１０によれば、ガントリ構造体７１のＹ軸直動機構７４に取り付けられたＺ軸直動機構７５にＡＴＬヘッド２０が取り付けられているので、Ｙ軸直動機構７４とＺ軸直動機構７５によって、ＡＴＬヘッド２０の直線運動の制御（この場合、ＹＺ軸方向への運動制御）が安定して行えることとなる。
この直線運動の安定制御とパラレルリンク機構４０の制御とを組み合わせることによって、押圧ローラ３１の離間状態と押圧状態とを切り替えながら被貼付面２ａ、２ａｂに対するテープ１の貼付動作を繰り返し行う場合に、所定の基準位置姿勢の保持から直接もしくはテープ１を介して被貼付面２ａ、２ａｂに荷重を付与する姿勢にスムーズに移行することができ、被貼付面２ａ、２ａｂに対する安定したテープ１の貼付動作を連続的に行うことができる。

【0114】

また、ＡＴＬ装置１０によれば、ガントリ構造体７１が、ＸＹＺ軸方向の各直動機構と、ヨー（θｚ）方向に回動するＸθｚ軸ステージ７３とを備え、パラレルリンク機構４０が、押圧ローラ３１をロール（θｙ）方向、及びピッチ（θｘ）方向に回動可能に構成されている。係る構成により、パラレルリンク機構４０を４本のリンク部４３で構成することが可能となり、パラレルリンク機構４０の構成を簡素化することができる。

【0115】

また、ＡＴＬ装置１０によれば、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇにより、複数のリンク部４３を構成するエアシリンダ４６の各々の長さ制御の応答性を高めることが可能となり、押圧ローラ３１の押圧位置及び／又は押圧姿勢を被貼付面２ａ、２ａｂの形状に倣わせる動作の応答性を高めることができる。

【0116】

また、ＡＴＬ装置１０によれば、パラレルリンク機構４０のエンド部４２にローラ支持部３２を介して押圧ローラ３１が取り付けられ、また、ローラ支持部３２に取付ガイド６１を介してフィーダー５０と加熱手段６０とが取り付けられている。この構成によって、押圧ローラ３１、フィーダー５０、及び加熱手段６０を一体化させた状態で、被貼付面２ａ、２ａｂの形状に倣うように移動させることができ、押圧ローラ３１による押圧動作とともに、フィーダー５０によるテープ１の搬送動作、加熱手段６０によるテープ１及び／又は被貼付面２ａ、２ａｂの加熱動作を一定の状態で行うことができる。

【0117】

また、ＡＴＬ装置１０によれば、パラレルリンク機構４０のベース部４１が、ガントリ構造体７１に取り付けられているので、ガントリ構造体７１によって、ＡＴＬヘッド２０のＸＹＺ軸方向への運動制御が安定して行える。そして、これら直線運動の安定制御とパラレルリンク機構４０の制御とを組み合わせることによって、ＡＴＬヘッド２０の押圧ローラ３１の押圧位置及び／又は押圧姿勢を被貼付面２ａ、２ａｂの形状に倣うように正確に制御する動作を容易に実現することができる。また、ガントリ構造体７１と組み合わせることにより、ＡＴＬヘッド２０のワークスペースを広げることができる。

【0118】

また、ＡＴＬヘッド２０がガントリ構造体７１に取り付けられた場合は、多関節ロボットに取り付けられた場合と比較して、次の利点が得られる。すなわち、ＡＴＬヘッド２０の剛性を高めることができ、ＡＴＬヘッド２０による押圧力を高めることができ、さらに、ＡＴＬ装置１０のフットプリント（換言すると、装置全体の動作範囲を含めた占有体積）を小さくできるという利点が得られる。

【0119】

また、ＡＴＬ装置１０によれば、ガントリ構造体７１が、ＸＹＺ軸方向の各直動機構と、ヨー（θｚ）方向に回動するＸθｚ軸ステージ７３とを備え、パラレルリンク機構４０が、４本のリンク部４３で構成されているので、パラレルリンク機構４０の構成を簡素化することができる。

【0120】

以上、本発明の実施の形態を詳細に説明したが、上記説明はあらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく、種々の改良、変更、又は構成の組み合わせが可能であることは言うまでもない。

【0121】

例えば、上記実施の形態では、ＡＴＬヘッド２０がガントリ構造体７１のＺ軸直動機構７５に取り付けられていたが、別の実施の形態では、ＡＴＬヘッド２０が多関節ロボットのアーム先端部に取り付けられてもよい。
多関節ロボットでは、各関節部（ジョイント部）の運動誤差が蓄積しやすいが、パラレルリンク機構４０は、各ジョイント部の運動誤差が蓄積しにくいため、多関節ロボットの位置決め精度を補完することができ、前記多関節ロボットを用いて被貼付面２ａに対するテープ１の貼付性能を高めることができる。また、多関節ロボットと組み合わせることにより、ＡＴＬヘッド２０のワークスペースを広げることができる。

【0122】

また、上記実施の形態では、ハンドリングロボット７０と押圧部３０との間に設けられて、押圧部３０の位置姿勢を調整可能な調整部として、パラレルリンク機構４０が採用されているが、別の実施の形態では、前記調整部として、１つのエアシリンダを有する機構が採用されてもよく。例えば、移動手段としてのガントリ構造体又は多関節ロボットと、調整部が１つのエアシリンダを有する機構で構成されたＡＴＬヘッドとが組み合わされた構成にすることも可能である。

【0123】

また、上記実施の形態では、パラレルリンク機構４０のリンク部４３として、エアシリンダ４６などの直動式（伸縮形）のアクチュエータが用いられている場合について説明したが、別の実施の形態では、リンク部４３に回転形のアクチュエータが用いられたパラレルリンク機構で構成することも可能である。

【0124】

本発明は、テープを被貼付面に貼り付けて３次元形状を有する成型品を製造する場合など、被貼付面に対するテープの貼付性能を高めることが要求されるあらゆる分野に適用可能である。

【符号の説明】

【0125】

１ テープ
２ ワーク
２ａ、２ａｂ 被貼付面
１０ ＡＴＬ装置（テープ貼付装置）
２０ ＡＴＬヘッド（貼付ヘッド）
３０ 押圧部
３１ 押圧ローラ
３２ ローラ支持部
４０ パラレルリンク機構
４１ ベース部
４２ エンド部
４３ リンク部
４４、４５ 自在継手
４６ エアシリンダ（アクチュエータ）
４６ａ シリンダ部
４６ｂ ロッド部
４６ｃ 圧力センサ（圧力検出部）
４６ｄ 変位センサ（変位検出部）
４６ｅ サーボバルブ
４６ｆ 空気供給部
４６ｇ ＡＴＬヘッド制御部
５０ フィーダー（搬送手段）
６０ 加熱手段
６１ 取付ガイド
７０ ハンドリングロボット
７０ａ ロボット制御部
７１ ガントリ構造体
７２ Ｘ軸直動機構
７２ａ Ｘ軸ガイド部
７２ｂ Ｘ軸スライドテーブル
７３ Ｘθｚ軸ステージ
７４ Ｙ軸直動機構
７４ａ Ｙ軸ガイド部
７４ｂ Ｙ軸スライダ
７５ Ｚ軸直動機構
７５ａ Ｚ軸ガイド部
７５ｂ Ｚ軸スライダ
７５ｃ Ｚ軸ブラケット
７６ ＡＴＬヘッド取付部（貼付ヘッド取付部）
Ａ 法線方向
Ｂ 貼付ポイント

２００ 貼付ヘッド
３００ 押圧部
４００ 押圧機構
４３０ リンク部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】