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(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】P2024141036
(43)【公開日】2024-10-10
(54)【発明の名称】テープ貼付装置、及びテープ貼付方法
(51)【国際特許分類】
B29C 70/38 20060101AFI20241003BHJP
B29C 70/54 20060101ALI20241003BHJP
【ＦＩ】
B29C70/38
B29C70/54
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023052468
(22)【出願日】2023-03-28
(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】喜多 由起
(72)【発明者】
【氏名】杉原 洋樹
(72)【発明者】
【氏名】高島 歩
(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
4F205HA14
4F205HA23
4F205HA37
4F205HA45
4F205HB01
4F205HF23
4F205HK03
4F205HK04
4F205HK23
4F205HT26
(57)【要約】
【課題】テープを精度よく貼り付けることができるテープ貼付装置を提供すること。
【解決手段】被貼付面上にテープを貼り付けるテープ貼付装置であって、押圧部及びパラレルリンク機構を含む貼付ヘッドと、ベース部、エンド部及び複数のリンク部を含むパラレルリンク機構の動作を制御する制御部とを備え、制御部が、複数のリンク部をそれぞれ動作させてエンド部を変位させることにより、押圧部の押圧位置及び／又は押圧姿勢を被貼付面の形状に倣うように動作させる倣い動作制御時に貼付ヘッドの自重補償処理を行う自重補償処理部を備え、自重補償処理部が、複数のリンク部自体のそれぞれの荷重の重力成分と、複数のリンク部のそれぞれに掛かるエンド部及び押圧部を含む押圧機構の荷重の重力成分とをエンド部の変位に応じて算出し、これら算出した荷重を用いて複数のリンク部のそれぞれで補償する力を算出する処理を実行する。
【選択図】図３
【解決手段】被貼付面上にテープを貼り付けるテープ貼付装置であって、押圧部及びパラレルリンク機構を含む貼付ヘッドと、ベース部、エンド部及び複数のリンク部を含むパラレルリンク機構の動作を制御する制御部とを備え、制御部が、複数のリンク部をそれぞれ動作させてエンド部を変位させることにより、押圧部の押圧位置及び／又は押圧姿勢を被貼付面の形状に倣うように動作させる倣い動作制御時に貼付ヘッドの自重補償処理を行う自重補償処理部を備え、自重補償処理部が、複数のリンク部自体のそれぞれの荷重の重力成分と、複数のリンク部のそれぞれに掛かるエンド部及び押圧部を含む押圧機構の荷重の重力成分とをエンド部の変位に応じて算出し、これら算出した荷重を用いて複数のリンク部のそれぞれで補償する力を算出する処理を実行する。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被貼付面上にテープを所定の貼付方向に貼り付けるテープ貼付装置であって、
押圧部、及びパラレルリンク機構を含む貼付ヘッドと、
前記パラレルリンク機構の動作を制御する制御部とを備え、
前記押圧部が、前記テープを前記被貼付面に貼り付けるものであり、
前記パラレルリンク機構が、
ベース部、前記押圧部を保持するエンド部、及び前記ベース部と前記エンド部との間に設けられる複数のリンク部を含み、
前記制御部が、
前記複数のリンク部をそれぞれ動作させて前記エンド部を変位させることにより、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倣い動作制御時に前記貼付ヘッドの自重を補償する処理を行う自重補償処理部を備え、
該自重補償処理部が、
前記複数のリンク部自体のそれぞれの荷重の重力成分と、前記複数のリンク部のそれぞれに掛かる前記エンド部及び前記押圧部を含む押圧機構の荷重の重力成分とを前記エンド部の変位に応じて算出し、これら算出した荷重を用いて前記複数のリンク部のそれぞれで補償する力を算出する処理を実行することを特徴とするテープ貼付装置。
押圧部、及びパラレルリンク機構を含む貼付ヘッドと、
前記パラレルリンク機構の動作を制御する制御部とを備え、
前記押圧部が、前記テープを前記被貼付面に貼り付けるものであり、
前記パラレルリンク機構が、
ベース部、前記押圧部を保持するエンド部、及び前記ベース部と前記エンド部との間に設けられる複数のリンク部を含み、
前記制御部が、
前記複数のリンク部をそれぞれ動作させて前記エンド部を変位させることにより、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倣い動作制御時に前記貼付ヘッドの自重を補償する処理を行う自重補償処理部を備え、
該自重補償処理部が、
前記複数のリンク部自体のそれぞれの荷重の重力成分と、前記複数のリンク部のそれぞれに掛かる前記エンド部及び前記押圧部を含む押圧機構の荷重の重力成分とを前記エンド部の変位に応じて算出し、これら算出した荷重を用いて前記複数のリンク部のそれぞれで補償する力を算出する処理を実行することを特徴とするテープ貼付装置。
【請求項2】
前記複数のリンク部のそれぞれが、直動部を有するアクチュエータを含み、
前記自重補償処理部が、
前記複数のリンク部自体のそれぞれの荷重の重力成分として、
前記直動部の荷重の重力成分を算出することを特徴とする請求項１記載のテープ貼付装置。
前記自重補償処理部が、
前記複数のリンク部自体のそれぞれの荷重の重力成分として、
前記直動部の荷重の重力成分を算出す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】
前記直動部の荷重の重力成分が、
前記直動部の変位量及び／又は前記直動部の姿勢を考慮して算出されることを特徴とする請求項２記載のテープ貼付装置。
前記直動部の変位量及び／又は前記直動部の姿勢を考慮して算出され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】
前記押圧機構が、
少なくとも前記押圧部を前記被貼付面の形状に応じて所定の回動軸周りに回動可能とする回動機構をさらに備えていることを特徴とする請求項１～３のいずれかの項に記載のテープ貼付装置。
少なくとも前記押圧部を前記被貼付面の形状に応じて所定の回動軸周りに回動可能とする回動機構をさらに備えていることを特徴とする請求項１～３のいずれかの項に記載のテープ貼付装置。
【請求項5】
テープ貼付装置を用いて被貼付面上にテープを所定の貼付方向に貼り付けるテープ貼付方法であって、
前記テープ貼付装置が、
押圧部、及びパラレルリンク機構を含む貼付ヘッドと、
前記パラレルリンク機構の動作を制御する制御部とを備え、
前記押圧部が、前記テープを前記被貼付面に貼り付けるものであり、
前記パラレルリンク機構が、
ベース部、前記押圧部が取り付けられるエンド部、及び前記ベース部と前記エンド部との間に設けられる複数のリンク部を含み、
前記制御部が、
前記複数のリンク部をそれぞれ動作させて前記エンド部を変位させることにより、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倣い動作制御時に前記貼付ヘッドの自重を補償する処理を行うステップを実行し、
該ステップが、
前記複数のリンク部自体のそれぞれの荷重の重力成分と、前記複数のリンク部のそれぞれに掛かる前記エンド部及び前記押圧部を含む押圧機構の荷重の重力成分とを前記エンド部の変位に応じて算出し、これら算出した荷重を用いて前記複数のリンク部のそれぞれで補償する力を算出することを特徴とするテープ貼付方法。
前記テープ貼付装置が、
押圧部、及びパラレルリンク機構を含む貼付ヘッドと、
前記パラレルリンク機構の動作を制御する制御部とを備え、
前記押圧部が、前記テープを前記被貼付面に貼り付けるものであり、
前記パラレルリンク機構が、
ベース部、前記押圧部が取り付けられるエンド部、及び前記ベース部と前記エンド部との間に設けられる複数のリンク部を含み、
前記制御部が、
前記複数のリンク部をそれぞれ動作させて前記エンド部を変位させることにより、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倣い動作制御時に前記貼付ヘッドの自重を補償する処理を行うステップを実行し、
該ステップが、
前記複数のリンク部自体のそれぞれの荷重の重力成分と、前記複数のリンク部のそれぞれに掛かる前記エンド部及び前記押圧部を含む押圧機構の荷重の重力成分とを前記エンド部の変位に応じて算出し、これら算出した荷重を用いて前記複数のリンク部のそれぞれで補償する力を算出することを特徴とするテープ貼付方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はテープ貼付装置、及びテープ貼付方法に関し、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）成形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）を被貼付面に貼り付けていくことで、所望の形状をした繊維強化プラスチック（ＦＲＰ：Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）成形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。本明細書においては、テープを押圧しながら被貼付面に貼り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ヘッドが押圧ローラを備え、前記多関節ロボットが前記ＡＴＬヘッドの位置及び／又は姿勢を制御して、前記押圧ローラとワークの被貼付面との間にテープを挟持しながら前記押圧ローラを前記被貼付面に押し付けることによって前記テープが貼り付けられていく。
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ヘッドが押圧ローラを備え、前記多関節ロボットが前記ＡＴＬヘッドの位置及び／又は姿勢を制御して、前記押圧ローラとワークの被貼付面との間にテープを挟持しながら前記押圧ローラを前記被貼付面に押し付けることによって前記テープが貼り付けられていく。
【0005】
前記多関節ロボットによる前記ＡＴＬヘッドの位置及び／又は姿勢の制御は、前記ワークの３次元設計データに基づく座標データなどを用いて行われており、前記ＡＴＬ装置は、前記ＡＴＬヘッドを被貼付面上の貼付開始点から貼付終了点まで点間移動させながら前記テープを貼り付けるようになっている。
【0006】
被貼付対象である前記ワークは、例えば、熱可塑性樹脂の射出成形品などの３次元形状をした成形品であるため、前記ワークは、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。そのため、前記ＡＴＬヘッドの点間移動の軌跡と、前記ワークの被貼付面の形状との間に誤差が生じる場合があった。このような場合、特許文献１記載のＡＴＬ装置では、被貼付面に対する前記ＡＴＬヘッドによる前記テープの押圧が過不足する箇所が生じる、すなわち、被貼付面に対する前記テープの押圧状態にばらつきが生じる虞があった。
【0007】
そのため、被貼付面に対する前記ＡＴＬヘッドによる前記テープの押圧状態のばらつきを低減できる技術が望まれていた。このような要望に対して、例えば、下記の特許文献２に開示されたＡＴＬ装置が提案されている。
【0008】
特許文献２記載のＡＴＬ装置は、テープを押圧しながらワークの被貼付面に貼り付ける押圧ローラと、該押圧ローラの押圧位置及び／又は押圧姿勢を制御するパラレルリンク機構とを備えているＡＴＬヘッド（貼付ヘッド）を含んで構成されている。
【0009】
前記パラレルリンク機構は、ベース部と、前記押圧ローラ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た複数のリンク部とを備えている。
これら複数のリンク部は、伸縮可能なアクチュエータで構成され、前記ＡＴＬ装置は、各リンク部の長さを制御して、前記エンド部に支持された前記押圧ローラの押圧位置及び／又は押圧姿勢を制御するように構成されている。
これら複数のリンク部は、伸縮可能なアクチュエータで構成され、前記ＡＴＬ装置は、各リンク部の長さを制御して、前記エンド部に支持された前記押圧ローラの押圧位置及び／又は押圧姿勢を制御するように構成されている。
【0010】
すなわち、前記ＡＴＬ装置は、前記パラレルリンク機構を制御して、前記押圧ローラを前記被貼付面の形状に倣うように移動させながら、前記テープを前記被貼付面に押圧しながら貼り付けていくように構成されている。
したがって、前記ワークが幾らかの形状誤差を有している場合であっても、前記ＡＴＬ装置は、前記パラレルリンク機構によって前記押圧ローラを被貼付面の形状に倣うように移動させることにより、前記押圧ローラによるテープの押圧状態のばらつきを低減することが可能となっている。
したがって、前記ワークが幾らかの形状誤差を有している場合であっても、前記ＡＴＬ装置は、前記パラレルリンク機構によって前記押圧ローラを被貼付面の形状に倣うように移動させることにより、前記押圧ローラによるテープの押圧状態のばらつきを低減することが可能となっている。
【0011】
［発明が解決しようとする課題］
しかし、上記特許文献２記載のＡＴＬ装置では、以下に説明するようにテープを精度よく貼り付ける動作を行えない場合があった。
前記パラレルリンク機構の前記エンド部は、複数のリンク部によって支持され、また、前記エンド部には、前記押圧ローラの他、テープを搬送するフィーダーやテープを加熱するヒータなどの加熱手段が取り付けられていることもある。
したがって、前記ＡＴＬ装置では、複数のリンク部が前記エンド部に掛かる各部の荷重（総荷重ともいう）を支持しつつ、複数のリンク部の動作制御により前記押圧ローラを被貼付面に押圧する力（押圧力）を制御するように構成されている。
しかし、上記特許文献２記載のＡＴＬ装置では、以下に説明するようにテープを精度よく貼り付ける動作を行えない場合があった。
前記パラレルリンク機構の前記エンド部は、複数のリンク部によって支持され、また、前記エンド部には、前記押圧ローラの他、テープを搬送するフィーダーやテープを加熱するヒータなどの加熱手段が取り付けられていることもある。
したがって、前記ＡＴＬ装置では、複数のリンク部が前記エンド部に掛かる各部の荷重（総荷重ともいう）を支持しつつ、複数のリンク部の動作制御により前記押圧ローラを被貼付面に押圧する力（押圧力）を制御するように構成されている。
【0012】
そのため、前記押圧力が前記総荷重より大きくなる場合、すなわち、前記押圧力が高荷重となる場合、前記ＡＴＬ装置は、前記エンド部をワークに押し付ける方向に各リンク部を制御することとなる。このような制御の場合は、前記エンド部の位置や姿勢を比較的容易に安定させることが可能であるため、前記押圧ローラの押圧位置や押圧姿勢も比較的容易に安定させることができ、テープの押圧状態のばらつきを抑えることが可能である。
【0013】
一方で、前記押圧力が前記総荷重と同等、又は前記総荷重より小さくなる場合、すなわち、前記押圧力が低荷重となる場合、前記ＡＴＬ装置は、前記エンド部を持ち上げる方向に各リンク部を制御することとなる。このような制御の場合は、前記エンド部の位置や姿勢を安定させることが容易ではなく、そのため、前記押圧ローラの押圧位置や押圧姿勢が安定せずに、テープの押圧状態にばらつきが生じる場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0014】
【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】
【0015】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであって、パラレルリンク機構のエンド部の位置及び／又は姿勢を安定させて、テープを精度よく貼り付けることができるテープ貼付装置、及びテープ貼付方法を提供することを目的としている。
【0016】
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、貼付ヘッドの倣い動作制御時に実行する前記貼付ヘッドの自重を補償する処理を改良することによって、押圧力が低荷重となる場合であっても、パラレルリンク機構のエンド部の位置及び／押圧ローラの押圧位置及び／又は押圧姿勢を安定させることができることを知見した。本発明者等は、当該知見に基づいて、本発明を完成するに至った。
【0017】
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、
被貼付面上にテープを所定の貼付方向に貼り付けるテープ貼付装置であって、
押圧部、及びパラレルリンク機構を含む貼付ヘッドと、
前記パラレルリンク機構の動作を制御する制御部とを備え、
前記押圧部が、前記テープを前記被貼付面に貼り付けるものであり、
前記パラレルリンク機構が、
ベース部、前記押圧部を保持するエンド部、及び前記ベース部と前記エンド部との間に設けられる複数のリンク部を含み、
前記制御部が、
前記複数のリンク部をそれぞれ動作させて前記エンド部を変位させることにより、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倣い動作制御時に前記貼付ヘッドの自重を補償する処理を行う自重補償処理部を備え、
該自重補償処理部が、
前記複数のリンク部自体のそれぞれの荷重の重力成分と、前記複数のリンク部のそれぞれに掛かる前記エンド部及び前記押圧部を含む押圧機構の荷重の重力成分とを前記エンド部の変位に応じて算出し、これら算出した荷重を用いて前記複数のリンク部のそれぞれで補償する力を算出する処理を実行することを特徴としている。
被貼付面上にテープを所定の貼付方向に貼り付けるテープ貼付装置であって、
押圧部、及びパラレルリンク機構を含む貼付ヘッドと、
前記パラレルリンク機構の動作を制御する制御部とを備え、
前記押圧部が、前記テープを前記被貼付面に貼り付けるものであり、
前記パラレルリンク機構が、
ベース部、前記押圧部を保持するエンド部、及び前記ベース部と前記エンド部との間に設けられる複数のリンク部を含み、
前記制御部が、
前記複数のリンク部をそれぞれ動作させて前記エンド部を変位させることにより、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倣い動作制御時に前記貼付ヘッドの自重を補償する処理を行う自重補償処理部を備え、
該自重補償処理部が、
前記複数のリンク部自体のそれぞれの荷重の重力成分と、前記複数のリンク部のそれぞれに掛かる前記エンド部及び前記押圧部を含む押圧機構の荷重の重力成分とを前記エンド部の変位に応じて算出し、これら算出した荷重を用いて前記複数のリンク部のそれぞれで補償する力を算出する処理を実行することを特徴としている。
【0018】
上記テープ貼付装置（１）によれば、前記自重補償処理部が、前記複数のリンク部のそれぞれで補償する力を算出する処理を実行する際に、前記複数のリンク部自体のそれぞれの荷重の重力成分に対する自重補償分と、前記押圧機構の荷重の重力成分に対する自重補償分とを切り分けて処理することが可能となる。
したがって、前記押圧部の前記倣い動作制御時に前記エンド部が変位する場合であっても、前記複数のリンク部のそれぞれの重心位置と、前記押圧機構の重心位置とが変化しないものとして、前記複数のリンク部のそれぞれで補償する力を算出することができる。
そのため、前記複数のリンク部のそれぞれで補償する力を算出する処理において、前記複数のリンク部及び前記押圧機構を含めた重心位置の変化を考慮する必要がなくなり、前記算出する処理を簡略化できるとともに、前記複数のリンク部のそれぞれで補償する力の算出精度を高めることが可能となる。
これにより、前記被貼付面に対する前記押圧部による押圧力が低荷重となる場合であっても、前記倣い動作制御時における前記エンド部の位置及び／又は姿勢を安定させることができ、前記テープの押圧状態のばらつきを抑えることができ、前記テープを前記被貼付面に精度よく貼り付けることができる。
したがって、前記押圧部の前記倣い動作制御時に前記エンド部が変位する場合であっても、前記複数のリンク部のそれぞれの重心位置と、前記押圧機構の重心位置とが変化しないものとして、前記複数のリンク部のそれぞれで補償する力を算出することができる。
そのため、前記複数のリンク部のそれぞれで補償する力を算出する処理において、前記複数のリンク部及び前記押圧機構を含めた重心位置の変化を考慮する必要がなくなり、前記算出する処理を簡略化できるとともに、前記複数のリンク部のそれぞれで補償する力の算出精度を高めることが可能となる。
これにより、前記被貼付面に対する前記押圧部による押圧力が低荷重となる場合であっても、前記倣い動作制御時における前記エンド部の位置及び／又は姿勢を安定させることができ、前記テープの押圧状態のばらつきを抑えることができ、前記テープを前記被貼付面に精度よく貼り付けることができる。
【0019】
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、
前記複数のリンク部のそれぞれが、直動部を有するアクチュエータを含み、
前記自重補償処理部が、
前記複数のリンク部自体のそれぞれの荷重の重力成分として、
前記直動部の荷重の重力成分を算出することを特徴としている。
前記複数のリンク部のそれぞれが、直動部を有するアクチュエータを含み、
前記自重補償処理部が、
前記複数のリンク部自体のそれぞれの荷重の重力成分として、
前記直動部の荷重の重力成分を算出することを特徴としている。
【0020】
上記テープ貼付装置（２）によれば、前記自重補償処理部が、前記複数のリンク部自体のそれぞれの荷重の重力成分として、前記直動部の荷重の重力成分を算出するので、前記自重補償処理部が、前記複数のリンク部のそれぞれで補償する力を算出する処理を実行する際に、前記エンド部の変位に応じて伸縮する前記直動部それぞれの荷重の重力成分に対する自重補償分と、前記押圧機構の荷重の重力成分に対する自重補償分とを切り分けて処理することが可能となる。したがって、前記複数のリンク部のそれぞれで補償する力の算出精度をさらに高めることができ、上記テープ貼付装置（１）で得られる効果を高めることができる。
【0021】
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、
前記直動部の荷重の重力成分が、
前記直動部の変位量及び／又は前記直動部の姿勢を考慮して算出されることを特徴としている。
前記直動部の荷重の重力成分が、
前記直動部の変位量及び／又は前記直動部の姿勢を考慮して算出されることを特徴としている。
【0022】
上記テープ貼付装置（３）によれば、前記直動部の荷重の重力成分が、前記エンド部の変位に応じて伸縮する前記直動部の変位量及び／又は前記直動部の姿勢を考慮して算出される。すなわち、前記直動部それぞれの荷重の重力成分に対する自重補償分の算出が、前記倣い動作制御時における前記エンド部の変位に応じて伸縮する前記直動部の変位量及び／又は前記直動部の姿勢を考慮して行われるので、前記自重補償分の算出精度を高めることができる。これにより、前記複数のリンク部のそれぞれで補償する力の算出精度をさらに高めることができ、上記テープ貼付装置（２）で得られる効果をさらに高めることができる。
【0023】
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（１）～（３）のいずれかにおいて、
前記押圧機構が、
少なくとも前記押圧部を前記被貼付面の形状に応じて所定の回動軸周りに回動可能とする回動機構をさらに備えていることを特徴としている。
前記押圧機構が、
少なくとも前記押圧部を前記被貼付面の形状に応じて所定の回動軸周りに回動可能とする回動機構をさらに備えていることを特徴としている。
【0024】
上記テープ貼付装置（４）によれば、前記押圧機構が前記回動機構をさらに備えているので、前記自重補償処理部が、前記複数のリンク部のそれぞれに掛かる前記押圧機構の荷重の重力成分を算出する際に、前記回動機構の荷重の重力成分も含めて算出することとなる。すなわち、前記押圧機構の荷重の重力成分に対する自重補償分に前記回動機構の荷重の重力成分に対する自重補償分も含めたものとして処理することにより、前記押圧機構に前記回動機構を備えている場合でも、上記テープ貼付装置（１）と同様の効果を得ることができる。
【0025】
また本発明に係るテープ貼付方法（１）は、テープ貼付装置を用いて被貼付面上にテープを所定の貼付方向に貼り付けるテープ貼付方法であって、
前記テープ貼付装置が、
押圧部、及びパラレルリンク機構を含む貼付ヘッドと、
前記パラレルリンク機構の動作を制御する制御部とを備え、
前記押圧部が、前記テープを前記被貼付面に貼り付けるものであり、
前記パラレルリンク機構が、
ベース部、前記押圧部が取り付けられるエンド部、及び前記ベース部と前記エンド部との間に設けられる複数のリンク部を含み、
前記制御部が、
前記複数のリンク部をそれぞれ動作させて前記エンド部を変位させることにより、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倣い動作制御時に前記貼付ヘッドの自重を補償する処理を行うステップを実行し、
該ステップが、
前記複数のリンク部自体のそれぞれの荷重の重力成分と、前記複数のリンク部のそれぞれに掛かる前記エンド部及び前記押圧部を含む押圧機構の荷重の重力成分とを前記エンド部の変位に応じて算出し、これら算出した荷重を用いて前記複数のリンク部のそれぞれで補償する力を算出することを特徴としている。
前記テープ貼付装置が、
押圧部、及びパラレルリンク機構を含む貼付ヘッドと、
前記パラレルリンク機構の動作を制御する制御部とを備え、
前記押圧部が、前記テープを前記被貼付面に貼り付けるものであり、
前記パラレルリンク機構が、
ベース部、前記押圧部が取り付けられるエンド部、及び前記ベース部と前記エンド部との間に設けられる複数のリンク部を含み、
前記制御部が、
前記複数のリンク部をそれぞれ動作させて前記エンド部を変位させることにより、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倣い動作制御時に前記貼付ヘッドの自重を補償する処理を行うステップを実行し、
該ステップが、
前記複数のリンク部自体のそれぞれの荷重の重力成分と、前記複数のリンク部のそれぞれに掛かる前記エンド部及び前記押圧部を含む押圧機構の荷重の重力成分とを前記エンド部の変位に応じて算出し、これら算出した荷重を用いて前記複数のリンク部のそれぞれで補償する力を算出することを特徴としている。
【0026】
上記テープ貼付方法（１）によれば、前記ステップにおいて、前記複数のリンク部のそれぞれで補償する力を算出する処理を実行する際に、前記複数のリンク部自体のそれぞれの荷重の重力成分に対する自重補償分と、前記押圧機構の荷重の重力成分に対する自重補償分とを切り分けて処理することが可能となる。
したがって、前記押圧部の前記倣い動作制御時に前記エンド部が変位する場合であっても、前記複数のリンク部のそれぞれの重心位置と、前記押圧機構の重心位置とが変化しないものとして、前記複数のリンク部のそれぞれで補償する力を算出することができる。
そのため、前記複数のリンク部のそれぞれで補償する力を算出する処理において、前記複数のリンク部及び前記押圧機構を含めた重心位置の変化を考慮する必要がなくなり、前記算出する処理を簡略化できるとともに、前記複数のリンク部のそれぞれで補償する力の算出精度を高めることが可能となる。
これにより、前記被貼付面に対する前記押圧部による押圧力が低荷重となる場合であっても、前記倣い動作制御時における前記エンド部の位置及び／又は姿勢を安定させることができ、前記テープの押圧状態のばらつきを抑えることができ、前記テープを前記被貼付面に精度よく貼り付けることができる。
したがって、前記押圧部の前記倣い動作制御時に前記エンド部が変位する場合であっても、前記複数のリンク部のそれぞれの重心位置と、前記押圧機構の重心位置とが変化しないものとして、前記複数のリンク部のそれぞれで補償する力を算出することができる。
そのため、前記複数のリンク部のそれぞれで補償する力を算出する処理において、前記複数のリンク部及び前記押圧機構を含めた重心位置の変化を考慮する必要がなくなり、前記算出する処理を簡略化できるとともに、前記複数のリンク部のそれぞれで補償する力の算出精度を高めることが可能となる。
これにより、前記被貼付面に対する前記押圧部による押圧力が低荷重となる場合であっても、前記倣い動作制御時における前記エンド部の位置及び／又は姿勢を安定させることができ、前記テープの押圧状態のばらつきを抑えることができ、前記テープを前記被貼付面に精度よく貼り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】本発明の実施の形態に係るＡＴＬ装置の構成例を示す全体斜視図である。
【図3】ＡＴＬヘッドの動作を制御する構成を示すブロック図である。
【図4】実施の形態に係るＡＴＬ装置のハンドリング制御部とＡＴＬヘッド制御部とが行うテープ貼付処理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装置のＡＴＬヘッド制御部が行う倣い動作制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図6】実施の形態に係るＡＴＬ装置のＡＴＬヘッド制御部が行う倣い動作制御処理で行われる自重補償処理を説明するための模式図である。
【図7】参考例に係るＡＴＬ装置のＡＴＬヘッド制御部が行う倣い動作制御処理で行われる自重補償処理を説明するための模式図である。
【図8】別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。
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下、本発明に係るテープ貼付装置、及びテープ貼付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装置の構成例を示す全体斜視図である。図２は、図１に示すＡＴＬ装置のＡＴＬヘッド周辺の拡大斜視図である。図３は、図２に示すＡＴＬヘッドの動作を制御する構成を示すブロック図である。なお、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。また、以下の説明では、直交座標系の３軸をＸ、Ｙ、Ｚとし、水平方向をＸ軸方向、Ｙ軸方向とし、ＸＹ平面と垂直する方向（鉛直方向）をＺ軸方向とする。
図１は、実施の形態に係るＡＴＬ装置の構成例を示す全体斜視図である。図２は、図１に示すＡＴＬ装置のＡＴＬヘッド周辺の拡大斜視図である。図３は、図２に示すＡＴＬヘッドの動作を制御する構成を示すブロック図である。なお、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。また、以下の説明では、直交座標系の３軸をＸ、Ｙ、Ｚとし、水平方向をＸ軸方向、Ｙ軸方向とし、ＸＹ平面と垂直する方向（鉛直方向）をＺ軸方向とする。
【0029】
ＡＴＬ装置１０は、テープで補強された成形品を製造するための装置であり、図１に示すように、ＡＴＬ装置１０は、テープ１を押圧するＡＴＬヘッド２０と、ＡＴＬヘッド２０の押圧位置を制御するハンドリング機構７０とを備えている。ＡＴＬヘッド２０は、テープ１を所定の荷重でワーク２に押圧するためのユニットであり、ハンドリング機構７０に取り付けられている。
【0030】
ハンドリング機構７０は、ＡＴＬヘッド２０がテープ１を押圧している状態で、ワーク２の形状に応じてＡＴＬヘッド２０を移動させる動作を行い、ワーク２の被貼付面２ａにテープ１を貼り付けていくための装置である。
ＡＴＬ装置１０は、ＡＴＬヘッド２０とハンドリング機構７０の各部を動作させて、ＡＴＬヘッド２０の位置や姿勢を制御しながらテープ１をワーク２に押圧しながら貼り付けていく機能を備えている。
ＡＴＬ装置１０は、ＡＴＬヘッド２０とハンドリング機構７０の各部を動作させて、ＡＴＬヘッド２０の位置や姿勢を制御しながらテープ１をワーク２に押圧しながら貼り付けていく機能を備えている。
【0031】
ワーク２は、例えば、３次元形状を有する成形品であり、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂などの樹脂製の成形品であってもよいし、金属製の成形品などであってもよい。
【0032】
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。
【0033】
ハンドリング機構７０は、たとえばＡＴＬヘッド２０をＸＹＺ軸方向に並進運動可能な機構（３自由度）を備えている装置、本実施の形態では、図１に示すガントリ構造体７１（直交座標形機構）で構成されている。なお、別の構成例では、ハンドリング機構７０が多関節ロボット（シリアル多関節機構）などの汎用産業用ロボットで構成されてもよい。
【0034】
ガントリ構造体７１の各部の動作制御は、図３に示すハンドリング制御部７０ａにより実行される。ハンドリング制御部７０ａは、例えば、演算処理装置や内部記憶装置などを備えた汎用のコンピューター装置で構成されている。そして、ハンドリング制御部７０ａには、ワーク２の被貼付面２ａの３次元座標データ、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ている。また、ハンドリング制御部７０ａは、３次元座標データなどを基に予め、テープ１の貼り付けを開始する被貼付面２ａ上の所定位置（始点Ｓ）と、テープ１の貼り付けを完了する被貼付面２ａ上の所定位置（終点Ｅ）を指定して、ＡＴＬヘッド２０の押圧位置の制御を行うことが可能となっている。
【0035】
図１に示すガントリ構造体７１は、Ｘ軸直動機構７２と、Ｙ軸直動機構７４と、Ｚ軸直動機構７５とを備えている。
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。
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。
【0036】
ガントリ構造体７１は、Ｘ軸直動機構７２によりＸθｚ軸ステージ７３上のワーク２をＸ軸方向に並進運動させたり、Ｘθｚ軸ステージ７３によりワーク２をヨー（θｚ）方向に回動運動させたりすることが可能に構成されている。
【0037】
Ｙ軸直動機構７４は、Ｘ軸直動機構７２の上方にＹ軸方向に架け渡された門型の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。
【0038】
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（図２、３参照）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。
【0039】
ガントリ構造体７１は、Ｙ軸直動機構７４によりＡＴＬヘッド２０をＹ軸方向に並進運動させたり、Ｚ軸直動機構７５によりＡＴＬヘッド２０をＺ軸方向に並進運動させたり（被貼付面２ａに対して昇降させたり）することが可能に構成されている。
【0040】
ＡＴＬヘッド２０は、図２、図３に示すように被貼付面２ａにテープ１を押し付ける押圧部３０と、押圧部３０の押圧位置及び／又は押圧姿勢を被貼付面２ａの形状に倣うように動作するパラレルリンク機構４０とを備えている。
さらにＡＴＬヘッド２０は、テープ１を押圧部３０に向けて送り出すフィーダー５０と、フィーダー５０から送り出されたテープ１と被貼付面２ａの少なくともいずれかを加熱する加熱手段６０とを備えている。ＡＴＬヘッド２０の各部の動作は図３に示すＡＴＬヘッド制御部４６ｇにより制御されるようになっている。
さらにＡＴＬヘッド２０は、テープ１を押圧部３０に向けて送り出すフィーダー５０と、フィーダー５０から送り出されたテープ１と被貼付面２ａの少なくともいずれかを加熱する加熱手段６０とを備えている。ＡＴＬヘッド２０の各部の動作は図３に示すＡＴＬヘッド制御部４６ｇにより制御されるようになっている。
【0041】
押圧部３０は、テープ１を介して被貼付面２ａを押圧し、テープ１を被貼付面２ａに圧着させるためのものであり、テープ１を押圧する押圧ローラ３１と、押圧ローラ３１を回転軸３１ａ中心に回転可能に支持するローラ支持部３２とを備え、ローラ支持部３２がパラレルリンク機構４０のエンド部４２に取り付けられている。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、樹脂ローラ、弾性ローラ、又は金属ローラなどで構成される。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、押圧シューなどの押圧部材を用いてもよい。
【0042】
フィーダー５０は、テープ１を搬送して押圧ローラ３１と被貼付面２ａとの間にテープ１を送り出すためのものであり、取付ガイド６１を介してローラ支持部３２に取り付けられている。このフィーダー５０は、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、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。
【0043】
加熱手段６０は、フィーダー５０により送り出されたテープ１と被貼付面２ａの少なくともいずれかを非接触で加熱可能な装置、例えば、赤外線ランプ、レーザー、ＩＲランプなどの輻射光源や熱風ノズルなどの熱風源、又はこれらを組み合わせたもので構成されている。なお、加熱手段６０は必須の要素ではなく、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を着脱可能な構成としてもよい。
【0044】
パラレルリンク機構４０は、被貼付面２ａの形状に倣うように押圧部３０の押圧位置及び／又は押圧姿勢を制御するためのものである。
パラレルリンク機構４０は、図２、図３に示すようにガントリ構造体７１のＡＴＬヘッド取付部７６に取り付けられるベース部４１と、押圧部３０を保持するエンド部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とを備えている。本実施の形態では、エンド部４２、押圧部３０、フィーダー５０、及び加熱手段６０を含んで押圧機構３３Ａが構成されている。
パラレルリンク機構４０は、図２、図３に示すようにガントリ構造体７１のＡＴＬヘッド取付部７６に取り付けられるベース部４１と、押圧部３０を保持するエンド部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とを備えている。本実施の形態では、エンド部４２、押圧部３０、フィーダー５０、及び加熱手段６０を含んで押圧機構３３Ａが構成されている。
【0045】
各リンク部４３は、自身の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の間に設けられるエアシリンダ４６とを備えている。エアシリンダ４６が、直動部を有するアクチュエータの一例である。
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によるロッド部４６ｂの伸縮動作によって制御することにより、エンド部４２の位置（並進）及び／又は姿勢（回転）を変化させることが可能となっている。そして、エンド部４２の位置（並進）及び／又は姿勢（回転）を変化させることにより、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の形状に倣うように動作させることが可能となっている。
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によるロッド部４６ｂの伸縮動作によって制御することにより、エンド部４２の位置（並進）及び／又は姿勢（回転）を変化させることが可能となっている。そして、エンド部４２の位置（並進）及び／又は姿勢（回転）を変化させることにより、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の形状に倣うように動作させることが可能となっている。
【0046】
パラレルリンク機構４０は、一般的に３本～６本のリンク部４３で構成されるが、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の形状に倣うように動作させることが可能であれば、リンク部４３の本数は特に限定されない。仮に、リンク部４３の本数を少なくした場合、パラレルリンク機構４０の構成を簡素化することができ、リンク部４３の本数を多くした場合、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くすることができる。
【0047】
また、ハンドリング機構７０の動作機能（自由度）などを考慮して、パラレルリンク機構４０の自由度を設定してもよい。例えば、ガントリ構造体７１の自由度が、ＸＹＺ軸方向の並進３自由度である場合に、パラレルリンク機構４０は、ＸＹＺ軸方向の並進運動と、Ｙ軸（ロール（θｙ）方向）回転運動と、Ｘ軸（ピッチ（θｘ）方向）回転運動とが可能な５自由度の構成としてもよい。なお、この場合、自在継手４４、４５の自由度を調整することによりＺ軸（ヨー（θｚ）方向）回転運動が規制される構成となっている。また、ハンドリング機構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、すなわち、並進３方向、回転３方向に運動可能な機構が採用されてもよい。
【0048】
エアシリンダ４６は、図２、図３に示すように空気が供給されるシリンダ部４６ａと、シリンダ部４６ａ内（両室）の圧力に応じて進退（変位）するロッド部４６ｂとを備えている。エアシリンダ４６は、ロッド部４６ｂの変位量を制御することで、押圧ローラ３１の押圧位置及び／又は押圧姿勢を制御するためのものであり、また、ロッド部４６ｂを変位させることで押圧ローラ３１を所定の荷重（押圧力）で被貼付面２ａに押し付けるためのものでもある。なお、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。
【0049】
エアシリンダ４６には、シリンダ部４６ａ内の圧力を検出する圧力センサ４６ｃ（図３参照）と、ロッド部４６ｂの変位を検出する変位センサ４６ｄ（図２、３参照）とが設けられている。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。
【0050】
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、圧縮した空気を出力する空気圧供給部４６ｆ（例えば、コンプレッサなど）に接続されており、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の両室の圧力（内圧）を制御できるようになっている。この圧力制御によりロッド部４６ｂの変位が制御されるようになっている。なお、別の構成例では、サーボバルブ４６ｅに代えて、電空レギュレーターなどの空気圧制御機器を用いてもよい。
【0051】
また、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は、例えば、演算処理装置や内部記憶装置などを備えた汎用のコンピューター装置で構成されている。このＡＴＬヘッド制御部４６ｇには、ワーク２の被貼付面２ａの３次元座標データ（設計データ）の他、これら３次元座標データ、前記圧力信号、前記変位信号などに基づいてＡＴＬヘッド２０の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。該プログラムには、後述するステップ図４、図５に示すフローチャートの処理を実行するためのプログラムが含まれている。
【0052】
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の内圧、及び／又はロッド部４６ｂの変位を制御する処理を実行する。
【0053】
この処理により、エンド部４２の位置（並進）及び／又は姿勢（回転）を変化させて、押圧ローラ３１の押圧位置及び／又は押圧姿勢が被貼付面２ａの形状に倣うように駆動制御できるようになっている。すなわち、ワーク２の被貼付面２ａに対する押圧ローラ３１の押圧方向（荷重方向）が法線方向（被貼付面２ａに対して直交する方向）となるように制御できるようになっている。
【0054】
また、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇは、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の形状に倣うように動作させる倣い動作制御時にＡＴＬヘッド２０の自重を補償する処理を行う自重補償処理部４６ｈを備えている。
自重補償処理部４６ｈが行う自重補償処理により、倣い動作制御時におけるエンド部４２の位置及び／又は姿勢を安定させる効果が高められる。
自重補償処理部４６ｈが行う自重補償処理により、倣い動作制御時におけるエンド部４２の位置及び／又は姿勢を安定させる効果が高められる。
【0055】
そのため、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇに記憶されているワーク２の被貼付面２ａの３次元座標データと実際のワーク２の被貼付面２ａとの間に形状誤差があった場合であっても、パラレルリンク機構４０の動作により前記形状誤差を吸収しつつ、押圧ローラ３１が被貼付面２ａを所定の荷重で安定して押圧することが可能となり、テープ１を被貼付面２ａに精度よく貼り付けることができるようになっている。なお、前記自重補償処理の詳細は後述する。
【0056】
なお、本発明に適用できるアクチュエータは、上記したエアシリンダ４６に限定されるものではなく、別の構成例では、電動シリンダや空気以外の流体を使用するもの、例えば、油圧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。
【0057】
次に、ＡＴＬ装置１０の動作について説明する。
図４は、実施の形態に係るＡＴＬ装置１０におけるハンドリング制御部７０ａとＡＴＬヘッド制御部４６ｇとが行うテープ貼付処理の一例を示すフローチャートである。
図４は、実施の形態に係るＡＴＬ装置１０におけるハンドリング制御部７０ａとＡＴＬヘッド制御部４６ｇとが行うテープ貼付処理の一例を示すフローチャートである。
【0058】
まず、ステップＳ１では、ハンドリング制御部７０ａが、ガントリ構造体７１のＸ軸直動機構７２、Ｘθｚ軸ステージ７３、及びＹ軸直動機構７４を駆動させて、Ｘθｚ軸ステージ７３に載置されたワーク２の被貼付面２ａ上の始点Ｓ（図３参照）の上方にＡＴＬヘッド２０を位置させる位置決め制御を行い、ステップＳ２に進む。
【0059】
ステップＳ２では、ハンドリング制御部７０ａが、Ｚ軸直動機構７５を駆動させて、ＡＴＬヘッド２０を被貼付面２ａに向かって降下させ、押圧ローラ３１を被貼付面２ａ上の始点Ｓに接触させる動作制御を行い、ステップＳ３に進む。
【0060】
ステップＳ３では、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇが、ＡＴＬヘッド２０の各部を駆動させて、被貼付面２ａ上へのテープ１の貼り付けを開始する動作制御を行う。すなわち、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇは、フィーダー５０を駆動させて、テープ１を押圧ローラ３１と被貼付面２ａとの間に搬送する制御を開始する。また、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇは、加熱手段６０を駆動させて、テープ１及び／又は被貼付面２ａを加熱する制御を開始する。また、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇは、パラレルリンク機構４０を駆動させて、押圧ローラ３１を被貼付面２ａに対して法線方向から所定の荷重で押圧する制御を開始する。
【0061】
次のステップＳ４では、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇとハンドリング制御部７０ａが、ＡＴＬヘッド２０の各部とガントリ構造体７１の各部をそれぞれ駆動させて、被貼付面２ａ上の終点Ｅ（図３参照）までテープ１を貼り付けていく動作制御（倣い貼付制御）を行う。
【0062】
すなわち、ハンドリング制御部７０ａが、Ｙ軸直動機構７４及びＺ軸直動機構７５を駆動させて、ＡＴＬヘッド２０を被貼付面２ａ上の貼付経路（３次元形状データ）に沿って終点Ｅまで移動（被貼付面２ａに対して相対移動）させる動作制御を行う。この動作制御と同時に、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇがパラレルリンク機構４０による押圧ローラ３１の倣い動作制御を行う。この倣い動作制御により、前記相対移動時において押圧ローラ３１の押圧位置及び／又は押圧姿勢が被貼付面２ａの形状に倣うように、例えば、押圧ローラ３１の押圧方向が被貼付面２ａに対して法線方向となるように制御される。
【0063】
また、この倣い動作制御時には、各リンク部４３（この場合、各エアシリンダ４６）の駆動力（荷重）を求める際にＡＴＬヘッド２０の自重を補償するための自重補償処理が行われるようになっている。
【0064】
この自重補償処理を含むパラレルリンク機構４０による倣い動作制御例については、図５に示すフローチャートで別途説明する。なお、本発明の自重補償処理では、複数のリンク部４３自体のそれぞれの荷重の重力成分と、複数のリンク部４３のそれぞれに掛かる押圧機構３３Ａの荷重の重力成分とをエンド部４２の変位に応じて算出し、これら算出した荷重を用いて複数のリンク部４３のそれぞれで補償する力を算出する処理を実行するようになっている。複数のリンク部４３自体のそれぞれの荷重の重力成分として、各エアシリンダ４６のロッド部４６ｂの荷重の重力成分を算出するようになっている。
【0065】
次のステップＳ５では、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇが、ＡＴＬヘッド２０の押圧ローラ３１が、テープ１の貼付終了位置（終点Ｅ）に到達したか否かを判断し、終点Ｅに到達していないと判断すれば、ステップＳ４の処理を継続する一方、終点Ｅに到達したと判断すれば、ステップＳ６に進む。
【0066】
ステップＳ６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、加熱手段６０による加熱動作を停止する制御、及び押圧ローラ３１による押圧動作を解除する動作制御を行い、１ライン分のテープ１の貼付を完了する。
【0067】
次のステップＳ７では、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Ｓ１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、全て完了したと判断すれば、その後処理を終える。これら動作制御を繰り返し行うことにより、ワーク２にテープ１が貼付された成形品が製造される。
【0068】
図５は、図４に示した貼付処理動作のステップＳ４でＡＴＬヘッド制御部４６ｇが実行するパラレルリンク機構４０の倣い動作制御の一例を示すフローチャートである。本制御動作は、例えば、各エアシリンダ４６に設けられた変位センサ４６ｄから各ロッド部４６ｂの変位データを取得する周期で実施される。
図６は、実施の形態に係るパラレルリンク機構４０の倣い動作制御で行われる自重補償処理を説明するための模式図である。また、図７は、参考例に係るパラレルリンク機構の倣い動作制御処理で行われる自重補償処理を説明するための模式図である。
図６は、実施の形態に係るパラレルリンク機構４０の倣い動作制御で行われる自重補償処理を説明するための模式図である。また、図７は、参考例に係るパラレルリンク機構の倣い動作制御処理で行われる自重補償処理を説明するための模式図である。
【0069】
まず、ステップＳ１１では、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇが、各エアシリンダ４６に設けられた変位センサ４６ｄから各ロッド部４６ｂの変位データを取得し、ステップＳ１２に進む。
【0070】
ステップＳ１２では、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇが、先に取得した各ロッド部４６ｂの変位データなどに基づいて、エンド部４２の現在の位置姿勢（位置及び姿勢）を算出する。また、算出したエンド部４２の現在位置姿勢から、各エアシリンダ４６の上端からエンド部４２及び押圧ローラ３１の接触点（Tool Center Point：ＴＣＰともいう）Ｂまでの３次元空間における位置ベクトルを算出し、ステップＳ１３に進む。
【0071】
ステップＳ１３では、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇが、エンド部４２の目標位置姿勢と、該目標位置姿勢での押圧ローラ３１の押圧力のデータ（設定データ）を内部記憶装置（図示せず）から読み込み、ステップＳ１４に進む。
なお、エンド部４２の前記目標位置姿勢とは、ワーク２の３次元座標データに基づく押圧ローラ３１の動作軌跡に対し、現在の押圧ローラ３１の位置に対応する前記動作軌跡上の法線方向から押圧ローラ３１でワーク２を押圧するための位置姿勢である。
なお、エンド部４２の前記目標位置姿勢とは、ワーク２の３次元座標データに基づく押圧ローラ３１の動作軌跡に対し、現在の押圧ローラ３１の位置に対応する前記動作軌跡上の法線方向から押圧ローラ３１でワーク２を押圧するための位置姿勢である。
【0072】
ステップＳ１４では、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇが、エンド部４２を前記現在位置姿勢から前記目標位置姿勢に制御するのに必要な各ロッド部４６ｂの目標変位量と、その変位に必要な各エアシリンダ４６の駆動力Ａ、すなわち、倣い動作させるための駆動力（倣い動作用の駆動力）を算出し、ステップＳ１５に進む。
【0073】
ステップＳ１５では、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇが、ステップＳ１２で求めたエンド部４２の現在位置姿勢、及び／又は各エアシリンダ４６の上端からエンド部４２までの位置ベクトルに基づいて、各ロッド部４６ｂの姿勢をそれぞれ算出するとともに、各ロッド部４６ｂ（ｎ本）の鉛直方向（ｚ軸方向）の荷重の重力成分Ｍｚｎをそれぞれ算出し、ステップＳ１６に進む。各ロッド部４６ｂの荷重の重力成分Ｍｚｎが、各ロッド部４６ｂ自体の自重補償分の荷重に相当する。
【0074】
なお、ステップＳ１５において、各ロッド部４６ｂの荷重の重力成分Ｍｚｎを算出する際には、各ロッド部４６ｂの重量を用いてもよいし、各エアシリンダ４６のシリンダ部４６ａから出ている部分のロッド部４６ｂの長さ（変位量）を考慮して求めるようにしてもよい。例えば、各ロッド部４６ｂの重量に、前記変位量に応じた係数を乗じたり、前記変位量に応じた補正値を加減算したりして求めてもよい。また、各ロッド部４６ｂの荷重の重力成分Ｍｚｎは、各ロッド部４６ｂの姿勢（傾き）を考慮して求めてもよい。例えば、各ロッド部４６ｂの重量に、前記傾き（鉛直方向からの傾き角度）に応じた係数を乗じたり、前記傾きに応じた補正値を加減算したりして求めてもよい。
例えば、エアシリンダ４６から出ている部分のロッド部４６ｂの長さが長い程、前記係数の値や前記補正値が大きくなるように設定してもよいし、エアシリンダ４６の傾き（鉛直方向からの傾き）が大きい程、前記係数の値や前記補正値が大きくなるように設定してもよい。これにより、各ロッド部４６ｂの荷重の重力成分Ｍｚｎを、各ロッド部４６ｂの状態に応じた値として、より精度よく求めることが可能となる。
例えば、エアシリンダ４６から出ている部分のロッド部４６ｂの長さが長い程、前記係数の値や前記補正値が大きくなるように設定してもよいし、エアシリンダ４６の傾き（鉛直方向からの傾き）が大きい程、前記係数の値や前記補正値が大きくなるように設定してもよい。これにより、各ロッド部４６ｂの荷重の重力成分Ｍｚｎを、各ロッド部４６ｂの状態に応じた値として、より精度よく求めることが可能となる。
【0075】
ステップＳ１６では、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇが、エンド部４２の前記現在位置姿勢と、押圧機構３３Ａのｚ軸方向の荷重の重力成分ｍｚとに基づいて、各ロッド部４６ｂ（ｎ本）に掛かる押圧機構３３Ａの荷重の重力成分ｍｚｎをそれぞれ算出し、ステップＳ１７に進む。なお、本実施の形態における押圧機構３３Ａの荷重ｍｚには、エンド部４２、押圧部３０、フィーダー５０、及び加熱手段６０の荷重が含まれる。
各ロッド部４６ｂに掛かる押圧機構３３Ａの荷重ｍｚｎは、エンド部４２の姿勢（傾き）によって変化するので、ステップＳ１２で算出したエンド部４２の姿勢（傾き）のデータを用いて算出する。なお、押圧機構３３Ａのｚ軸方向の荷重の重力成分ｍｚは、各ロッド部４６ｂ（ｎ本）に掛かる押圧機構３３Ａの荷重の重力成分ｍｚｎの総和となり、次の式（１）で表すことができる。
各ロッド部４６ｂに掛かる押圧機構３３Ａの荷重ｍｚｎは、エンド部４２の姿勢（傾き）によって変化するので、ステップＳ１２で算出したエンド部４２の姿勢（傾き）のデータを用いて算出する。なお、押圧機構３３Ａのｚ軸方向の荷重の重力成分ｍｚは、各ロッド部４６ｂ（ｎ本）に掛かる押圧機構３３Ａの荷重の重力成分ｍｚｎの総和となり、次の式（１）で表すことができる。
【0076】
【数1】
【0077】
ステップＳ１７では、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇが、各エアシリンダ４６で自重補償する力Ｆｚｎ＝Ｍｚｎ＋ｍｚｎをそれぞれ算出し、ステップＳ１８に進む。
各エアシリンダ４６で自重補償する力Ｆｚｎは、各ロッド部４６ｂ自体の荷重の重力成分Ｍｚｎと、各ロッド部４６ｂに掛かる押圧機構３３Ａの荷重の重力成分ｍｚｎとを合わせた荷重を相殺するための力である。すなわち、各エアシリンダ４６で自重補償する力Ｆｚｎは、対応する各ロッド部４６ｂ自体の荷重の重力成分Ｍｚｎに対する自重補償分と、各ロッド部４６ｂに掛かる押圧機構３３Ａの荷重の重力成分ｍｚｎに対する自重補償分との和となる。
したがって、ＡＴＬヘッド２０で可動する部分全体における自重補償のための力ｆ（ｘ）は、各エアシリンダ４６で自重補償する力Ｆｚｎの総和となり、次の式（２）で表すことができる。
各エアシリンダ４６で自重補償する力Ｆｚｎは、各ロッド部４６ｂ自体の荷重の重力成分Ｍｚｎと、各ロッド部４６ｂに掛かる押圧機構３３Ａの荷重の重力成分ｍｚｎとを合わせた荷重を相殺するための力である。すなわち、各エアシリンダ４６で自重補償する力Ｆｚｎは、対応する各ロッド部４６ｂ自体の荷重の重力成分Ｍｚｎに対する自重補償分と、各ロッド部４６ｂに掛かる押圧機構３３Ａの荷重の重力成分ｍｚｎに対する自重補償分との和となる。
したがって、ＡＴＬヘッド２０で可動する部分全体における自重補償のための力ｆ（ｘ）は、各エアシリンダ４６で自重補償する力Ｆｚｎの総和となり、次の式（２）で表すことができる。
【0078】
【数2】
【0079】
次のステップＳ１８では、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇが、各エアシリンダ４６で自重補償する力Ｆｚｎ＝Ｍｚｎ＋ｍｚｎに対応する各エアシリンダ４６の駆動力Ｂ、すなわち、自重補償する力Ｆｚｎ分の荷重を相殺するための駆動力（自重補償用の駆動力）を算出し、ステップＳ１９に進む。
【0080】
ステップＳ１９では、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇが、ステップＳ１８で算出した各エアシリンダ４６の自重補償用の駆動力Ｂと、ステップＳ１３で取得した目標位置姿勢での押圧ローラ３１の押圧力とから、該押圧力を得るための各エアシリンダ４６の押圧用の駆動力Ｃを算出し、ステップＳ２０に進む。すなわち、各エアシリンダ４６の押圧用の駆動力Ｃは、各エアシリンダ４６での自重補償分の駆動力Ｂが加味されたものとなっている。
【0081】
次のステップＳ２０では、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇが、ステップＳ１４で算出した、各エアシリンダ４６の倣い動作用の駆動力Ａと、ステップＳ１９で算出した、各エアシリンダ４６の押圧用の駆動力Ｃとを含めて各エアシリンダ４６の倣い押圧用の駆動力Ｄを算出し、ステップＳ２１に進む。すなわち、各エアシリンダ４６の倣い押圧用の駆動力Ｄは、押圧ローラ３１の倣い動作と押圧動作とを行うための駆動力となっている。
【0082】
ステップＳ２１では、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇが、ステップＳ２０で求めた各エアシリンダ４６の倣い押圧用の駆動力Ｄに対応するエア圧を各エアシリンダ４６に印加するための制御（各サーボバルブ５４ｅの駆動制御）を行い、その後処理を終える。
【0083】
上記したステップＳ１５～Ｓ１７の処理が、ＡＴＬヘッド制御部４６ｇの自重補償処理部４６ｈが実行する自重補償処理の一例である。
本実施の形態に係る自重補償処理では、各ロッド部４６ｂ自体の荷重の重力成分Ｍｚｎの算出処理（ステップＳ１５）と、各ロッド部４６ｂに掛かる押圧機構３３Ａの荷重の重力成分ｍｚｎの算出処理（ステップＳ１６）とを分けて行うようになっている。
本実施の形態に係る自重補償処理では、各ロッド部４６ｂ自体の荷重の重力成分Ｍｚｎの算出処理（ステップＳ１５）と、各ロッド部４６ｂに掛かる押圧機構３３Ａの荷重の重力成分ｍｚｎの算出処理（ステップＳ１６）とを分けて行うようになっている。
【0084】
したがって、図６に示すように、押圧ローラ３１の倣い動作制御時に、エンド部４２の姿勢が（ａ）の状態（略水平状態）から（ｂ）の状態（傾斜状態）に変化した場合であっても、各ロッド部４６ｂの重心位置Ｇ１と、押圧機構３３Ａの重心Ｇ２とが変化しないものとして、自重補償処理を行うことが可能となる。その結果、各エアシリンダ４６で自重補償する力Ｆｚｎの精度が向上することとなる。
【0085】
これによる効果が顕著に得られる場面としては、押圧ローラ３１の押圧力が、各ロッド部４６ｂと押圧機構３３Ａを含めた荷重と同程度、又は該荷重より小さい場合、すなわち低荷重となる場合である。
【0086】
本実施の形態に係る自重補償処理では、各エアシリンダ４６で自重補償する力Ｆｚｎを精度よく算出できるので、押圧ローラ３１の押圧力が低荷重となる場合であっても、各ロッド部４６ｂと押圧機構３３Ａを含めた荷重の自重補償を精度よく行うことができ、エンド部４２の位置姿勢を安定させる効果を高めることが可能となる。
【0087】
なお、図７に示す参考例のように、各ロッド部４６ｂと押圧機構３３Ａとを（各シリンダ部４６ａが支持する部分を）まとめて可動部３４として扱い、可動部３４の荷重（総荷重）と、エンド部４２の姿勢とに基づいて、各エアシリンダ４６で補償すべき荷重を割り出して自重補償を行う場合、次のような現象が生じる。
【0088】
すなわち、押圧ローラ３１の倣い動作制御時に、各エアシリンダ４６を駆動させて（各ロッド部４６ｂを各シリンダ部４６ａから進退させて）、エンド部４２の姿勢が図７の（ａ）の状態（略水平状態）から（ｂ）の状態（傾斜状態）に変化すると、各ロッド部４６ｂの変位に伴って、可動部３４の重心位置が、重心位置Ｇ３から重心位置Ｇ４に変化する。
【0089】
参考例の場合、各エアシリンダ４６で自重補償すべき荷重を算出する際には、エンド部４２の姿勢の変化に応じて変わる可動部３４の重心位置を求め、該重心位置に可動部３４の総荷重が掛かるものと想定して、各エアシリンダ４６で自重補償すべき荷重を算出することとなる。
【0090】
しかしながら、エンド部４２の姿勢の変化に応じて可動部３４の重心位置が複雑に変化するため、この変化する可動部３４の重心位置を精度よく求めることが難しい。そのため、各エアシリンダ４６で自重補償すべき荷重も精度よく算出することが難しく、例えば、各ロッド部４６ｂの重量や長さが増すほど、またエンド部４２の傾き（水平方向からの傾き）が増すほど、各ロッド部４６ｂに振り分ける自重補償すべき荷重の誤差が大きくなる。その結果、エンド部４２の姿勢が安定せず、押圧ローラ３１で被貼付面２ａを法線方向から精度よく押圧することができないといった現象が生じることがある。特に、参考例の場合、押圧ローラ３１の押圧力が低荷重となる場合に、エンド部４２の姿勢が安定しないといった現象が生じやすくなる。
【0091】
本実施の形態に係る自重補償処理を行うことによって、上記のとおり、押圧ローラ３１の押圧力が低荷重となる場合であっても、エンド部４２の位置姿勢を安定させることが可能となり、押圧ローラ３１で被貼付面２ａを法線方向から精度よく押圧することができる。
【0092】
上記した実施の形態に係るＡＴＬ装置１０によれば、自重補償処理部４６ｈが、複数のエアシリンダ４６のそれぞれで補償する力を算出する処理を実行する際に、複数のエアシリンダ４６のロッド部４６ｂ自体のそれぞれの荷重の重力成分に対する自重補償分と、押圧機構３３Ａの荷重の重力成分に対する自重補償分とを切り分けて処理することが可能となる。
【0093】
したがって、押圧ローラ３１の倣い動作制御時にパラレルリンク機構４０のエンド部４２が変位する場合であっても、複数のロッド部４６ｂのそれぞれの重心位置と、押圧機構３３Ａの重心位置とが変化しないものとして、複数のエアシリンダ４６のそれぞれで補償する力を算出することができる。
【0094】
そのため、前記複数のエアシリンダ４６のそれぞれで補償する力を算出する処理において、前記複数のロッド部４６ｂ及び押圧機構３３Ａを含めた重心位置の変化を考慮する必要がなくなり、前記算出する処理を簡略化できるとともに、複数のエアシリンダ４６のそれぞれで補償する力の算出精度を高めることが可能となる。
【0095】
これにより、被貼付面２ａに対する押圧ローラ３１による押圧力が低荷重となる場合であっても、前記倣い動作制御時におけるエンド部４２の位置及び／又は姿勢を安定させることができ、テープ１の押圧状態のばらつきを抑えることができ、テープ１を被貼付面２ａに精度よく貼り付けることができる。
【0096】
図８は、別の実施の形態に係るＡＴＬ装置のＡＴＬヘッドの構成例を示す模式図である。
なお、図３に示したＡＴＬ装置１０のＡＴＬヘッド２０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。なお、図８では、図３に示したフィーダー５０及び加熱手段６０の記載を省略している。
別の実施の形態に係るＡＴＬ装置１０Ａが、上記した実施の形態に係るＡＴＬ装置１０と相違する主な構成は、ＡＴＬヘッド２０Ａの押圧部３０Ａである。
押圧部３０Ａは、押圧ローラ３１と、ローラ支持部３２と、回動機構３５とを含んで構成されている。押圧機構３３Ｂが、押圧部３０Ａと、図示しないフィーダーと加熱手段とを含んで構成されている。
なお、図３に示したＡＴＬ装置１０のＡＴＬヘッド２０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。なお、図８では、図３に示したフィーダー５０及び加熱手段６０の記載を省略している。
別の実施の形態に係るＡＴＬ装置１０Ａが、上記した実施の形態に係るＡＴＬ装置１０と相違する主な構成は、ＡＴＬヘッド２０Ａの押圧部３０Ａである。
押圧部３０Ａは、押圧ローラ３１と、ローラ支持部３２と、回動機構３５とを含んで構成されている。押圧機構３３Ｂが、押圧部３０Ａと、図示しないフィーダーと加熱手段とを含んで構成されている。
【0097】
回動機構３５は、押圧ローラ３１の線状押圧領域３１ｂを長手方向に二分する点Ｃを通り、テープ１の貼付方向（Ｙ軸方向）に平行な軸（回動軸）の周り（すなわち、ロール（θｙ）方向）に押圧ローラ３１を回動させることが可能な構成となっている。回動機構３５は、被貼付面２ａの形状に応じて押圧ローラ３１を従動させるもの、換言すれば、外部から動力供給を必要としない受動機構で構成されている。
【0098】
回動機構３５は、ゴニオステージなどの傾斜ステージ機構などを利用して構成することができ、例えば、エンド部４２に取り付けられたガイド部３６と、ガイド部３６に摺動可能な態様で取り付けられた摺動部３７とを含んで構成されている。摺動部３７にローラ支持部３２が取り付けられている。
【0099】
ガイド部３６は、下面に円弧形状をした逆凹状曲面部を有し、摺動部３７は、上面にガイド部３６と略同じ円弧形状をした凸状曲面部を有している。ガイド部３６の前記逆凹状曲面部は、押圧ローラ３１に形成される線状押圧領域３１ｂを長手方向に二分する点Ｃを略中心とする円弧形状に形成されている。
【0100】
また、ガイド部３６の前記逆凹状曲面部と摺動部３７の前記凸状曲面部との摺動面には、円弧動作用のガイド機構３８が設けられている。ガイド機構３８は、摺動部３７をガイド部３６の前記逆凹状曲面部に沿って円弧動作可能にする機構であればよく、例えば、リニアボール機構、アリ溝機構、又はクロスローラ機構などが採用され得る。
【0101】
摺動部３７の前記凸状曲面部がガイド部３６の前記逆凹状曲面部に沿って所定方向（本例ではＸ軸方向）に受動的に摺動することにより、摺動部３７は、線状押圧領域３１ｂを長手方向に二分する点Ｃを略中心とする円弧上を摺動可能な構成となっている。
【0102】
なお、上記点Ｃが、被貼付面２ａに対する押圧ローラ３１の接触点であるTool Center Point（ＴＣＰともいう）にも対応しており、回動機構３５は、点Ｃを通るＹ軸方向の軸を中心にして押圧ローラ３１を回動可能な構成となっている。なお、別の構成例では、回動機構３５が、点Ｃとは異なる線状押圧領域３１ｂ内又はその延長上の任意の１点が回動中心となるように構成されてもよい。
【0103】
押圧部３０Ａを備えたＡＴＬヘッド２０Ａによれば、パラレルリンク機構４０によりエンド部４２を変位させる制御で吸収しきれない形状誤差を被貼付面２ａが有している場合であっても、回動機構３５による押圧ローラ３１のロール（θｙ）方向の受動的な回動動作により、押圧ローラ３１が被貼付面２ａに倣いやすい構造となっている。したがって、被貼付面２ａがある程度大きな形状誤差を有している場合であっても、ワーク２の被貼付面２ａに対して直交する方向（法線方向）から押圧ローラ３１を被貼付面２ａに押圧する動作が実現されやすい構造になっている。
【0104】
別の実施の形態に係るＡＴＬ装置１０Ａが実行する貼付処理動作は、図４、５を用いて上記説明した、ハンドリング制御部７０ａとＡＴＬヘッド制御部４６ｇとが行うテープ貼付処理動作と同様であるので、その説明を省略する。
なお、ＡＴＬ装置１０Ａでは、ＡＴＬヘッド２０Ａの押圧部３０Ａが、回動機構３５を備えている。そのため、図５を用いて説明した、押圧ローラ３１の倣い動作制御時において、摺動部３７がガイド部３６の逆凹状曲面部３６ａに沿って所定方向に受動的に摺動して、押圧ローラ３１がロール（θｙ）方向に受動的に回動することに伴い、押圧機構３３Ｂの重心位置が僅かに変化する場合がある。しかしながら、押圧機構３３Ｂの重心位置の僅かな変化は、図５で説明した自重補償処理に与える影響は小さく、上記実施の形態と同様に自重補償処理を精度よく行うことが可能となっている。
なお、ＡＴＬ装置１０Ａでは、ＡＴＬヘッド２０Ａの押圧部３０Ａが、回動機構３５を備えている。そのため、図５を用いて説明した、押圧ローラ３１の倣い動作制御時において、摺動部３７がガイド部３６の逆凹状曲面部３６ａに沿って所定方向に受動的に摺動して、押圧ローラ３１がロール（θｙ）方向に受動的に回動することに伴い、押圧機構３３Ｂの重心位置が僅かに変化する場合がある。しかしながら、押圧機構３３Ｂの重心位置の僅かな変化は、図５で説明した自重補償処理に与える影響は小さく、上記実施の形態と同様に自重補償処理を精度よく行うことが可能となっている。
【0105】
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、又は構成の込み合わせが可能であることは言うまでもない。
【0106】
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形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】
【0107】
１ テープ
２ ワーク
２ａ 被貼付面
１０、１０Ａ ＡＴＬ装置（テープ貼付装置）
２０、２０Ａ ＡＴＬヘッド（貼付ヘッド）
３０ 押圧部
３１ 押圧ローラ
３１ａ 回転軸
３２ ローラ支持部
３３Ａ、３３Ｂ 押圧機構
３４ 可動部
３５ 回動機構
３６ ガイド部
３７ 摺動部
３８ ガイド機構
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
４６ｄ 変位センサ
４６ｅ サーボバルブ
４６ｆ 空気供給部
４６ｇ ＡＴＬヘッド制御部
４６ｈ 自重補償処理部
５０ フィーダー
５１ 搬送ベルト対
６０ 加熱手段
６１ 取付ガイド
７０ ハンドリング機構
７０ａ ハンドリング制御部
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
Ａ 法線方向
Ｂ、Ｃ 接触点
Ｓ 始点
Ｅ 終点
２ ワーク
２ａ 被貼付面
１０、１０Ａ ＡＴＬ装置（テープ貼付装置）
２０、２０Ａ ＡＴＬヘッド（貼付ヘッド）
３０ 押圧部
３１ 押圧ローラ
３１ａ 回転軸
３２ ローラ支持部
３３Ａ、３３Ｂ 押圧機構
３４ 可動部
３５ 回動機構
３６ ガイド部
３７ 摺動部
３８ ガイド機構
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
４６ｄ 変位センサ
４６ｅ サーボバルブ
４６ｆ 空気供給部
４６ｇ ＡＴＬヘッド制御部
４６ｈ 自重補償処理部
５０ フィーダー
５１ 搬送ベルト対
６０ 加熱手段
６１ 取付ガイド
７０ ハンドリング機構
７０ａ ハンドリング制御部
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
Ａ 法線方向
Ｂ、Ｃ 接触点
Ｓ 始点
Ｅ 終点
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】