チュートリアル

最初のワインディングプログラムを作成する前に、いくつかの基本情報を準備しておくと役立ちます。Filament Winding > Programs > Add a new Program にあるプログラムウィザードには、機械、マンドレル、ペイアウトアイ、原材料の既製テンプレートがすでに用意されており、初期設定が大幅に簡単になります。

このウィザードを最大限に活用するために、次の情報を手元に用意してください。

• お使いの機械にインストールされているHMIのブランドと、その軸の構成方法。
• 使用するマンドレルの種類とその全体寸法。
• お使いの機械が使用するバンド幅。

この画面は、既製のテンプレートからマンドレルを作成するウィザードです。

1) 名称

リストやプログラム内でこのマンドレルを識別するラベルです。良い例には、種類、直径、長さが含まれます。例:「POLE Ø380-156 x 12500」。最初からこれらの詳細を含めておくと、後で識別しやすくなります。

2) テンプレート

事前設定されたマンドレルモデルを選択します。例:「POLE Ø380-156 X 12500MM」。選択すると、形状/種類、開始および終了直径、全長、およびテンプレートで定義されたその他の寸法などのジオメトリが自動的に読み込まれます。

テンプレートフィールドの横にある鉛筆アイコンで選択したテンプレートの寸法を編集でき、プラスアイコンで標準として保存する新しいテンプレートを作成できます。

OKは選択したテンプレートからマンドレルを作成します。キャンセルは保存せずにウィザードを閉じます。

ここでは、ソフトウェアがワインディングパスの計算に使用するマンドレルのジオメトリを編集します。

ステータスは、マンドレルがまだ編集可能な間は「下書き」と表示されます。名前は、リストおよびプログラム内に表示されるラベルです。フォーマットは、必要な形状モデルと寸法を決定し、それに応じてスケッチを更新します。

ジオメトリパラメータ(通常はD1〜D4およびL1〜L3で表記)は、画面に表示されるスケッチに直接反映されます。一般的なフィールドは次のとおりです。

• 基準点 — 計算においてマンドレルの位置決めの「ゼロ」点として使用される基準です。
• 直径1 / 直径2 — マンドレルの主要な直径です。円錐形のマンドレルでは大きい端と小さい端に対応し、チューブでは通常同じです。
• 長さ — ワインディングに使用される本体の長さです。
• 上部軸の長さ — 取り付け用シャフト/スタブの長さです。
• ベース軸の直径 — その取り付けシャフトの直径です。
• 摩擦 — ワインディングモデルで使用される係数です。

「フォーマット」メニューには3つの形状があります。

• 円錐形 — 長さに沿って直径1から直径2へテーパー状になります。
• チューブ — 直径が一定の円筒です。
• カプセル形 — 丸みを帯びた、または楕円形の両端を持つ円筒形の本体です。

マンドレルと同様に、ペイアウトアイ(ペイアウトヘッド)もテンプレートに基づくウィザードで作成します。

1) 名称

リストやプログラムに表示される名前を付けます。ローラーの種類、ローラー数、機械モデルを明記すると理想的です。例:「Payout Eye 1 - 2 Rollers」。

2) テンプレート

事前設定されたペイアウトアイのテンプレート(例:「PAY OUT」)を選択します。これにより、テンプレートの定義方法に応じて、形状とオフセット、ローラー/ガイドの構成、バンド幅の制限、デフォルトの角度やクリアランス値が自動的に読み込まれます。

この画面では、ペイアウトヘッドと、ソフトウェアが厚さ、間隔、マンドレルまでの距離を計算するために使用するルールを設定します。

1) ヘッダー

ステータスは編集可能な状態(下書き)を示し、名称はペイアウトヘッドを識別します。

2) バンドサイズリスト

このルックアップテーブルは、特定の巻線角度に対して、どのバンド幅、材料、厚さ、フィラメント数を適用するかをシステムに伝えます。各行には角度(例:15°、50°、65°、90°)、バンド幅、使用材料、予想される層厚、フィラメント数が含まれ、行の編集・削除アイコンと新規追加ボタンがあります。このテーブルは、一致する角度でプログラムを生成するたびに使用されるバンド幅、厚さ、材料消費量を直接決定します。

3) 距離ルール

システムがマンドレルに対するペイアウトの位置を計算する際に使用するルールを定義します。3つのオプションがあります:

• ロービング長 — ペイアウトヘッドからマンドレル表面までの実際の繊維経路の長さに基づきます。最も幾何学的に正確なオプションで、円錐形やカプセル形のマンドレルに適しています。
• マンドレルからの一定距離 — マンドレル表面からの一定の距離を保ち、局所半径の変化に応じて自動的に調整します。機械が部品から常に一定の距離を保つ必要がある場合に有用です。
• マンドレル中心軸からの固定距離 — 表面ではなくマンドレルの中心線から一定の距離を保ちます。中心線を基準とする機械に適しています。

4) マンドレルまでの距離

ペイアウトヘッドとマンドレルの間の距離で、繊維経路の形状、遷移部付近の角度精度、衝突のクリアランスに影響します。

5) 横方向オフセット

マンドレルの中心線に対するペイアウトヘッドの横方向のオフセットです。

6) OK / キャンセル

OKでペイアウトヘッドの設定を保存し、キャンセルで変更を破棄します。

この画面は、テンプレートから機械プロファイルを作成するウィザードで、軸の構成とプログラム生成時に使用される後処理の動作を定義します。

1) 名称

コントローラーのブランドと軸の構成を識別する名称を入力します。例:「Kollmorgen 4-Axis FW」。

2) テンプレート

事前設定された機械テンプレートを選択します。オプションには通常、TexComputer、Kollmorgen(3軸または4軸)、Mach3、LinuxCNCなどのコントローラーが含まれます。機械テンプレートは、どの軸が存在するか、各軸が何を表すか(例:マンドレル回転、キャリッジ移動、アプローチ、ペイアウト回転)、方向の規則、単位とスケール、そのコントローラー用の出力/後処理フォーマットを定義します。

このページでは、一般的な機械設定、軸の制限と速度、およびソフトウェアが出力プログラムをどのように書き出すかを設定します。

1) 一般フィールド

ステータスはプロファイルの状態を示します(テスト中は「下書き」)。名称と説明はプロファイルを識別します。生成ファイル拡張子は、コントローラーに合わせてエクスポートされるファイルタイプ(.nc、.tap、.txt、.pgm)を設定します。単位系はメートル法とヤードポンド法を切り替えます。摩擦係数は軌道モデルで使用される係数です。

2) 軌道の解像度

「旋回部の点間距離」と「測地線部の点間距離」は、旋回ゾーンと通常の巻線ゾーンでの点の間隔(したがって滑らかさとプログラムサイズのバランス)を制御します。「360度あたりの点数」は、マンドレルの1回転をどれだけ細かく表現するかを設定します。

3) 出力フィルタリング/平滑化

オプションのGコードフィルタで生成された経路を滑らかにできます。関連設定には、鋭い角を和らげる「スムーズ係数」、周囲の何行を調整するかを制御する「周囲行の編集」、小さな直線セグメントを統合してプログラムを軽量化する「直線運動の行削減」オプションがあります。

4) 速度/送り速度のロジック

「接線方向繊維速度」は、送り値の計算に使用される目標表面速度を設定します。「送り速度の単位」はコントローラーが想定する単位(例:mm/min)と一致させる必要があります。「最小処理時間」は、非現実的に小さい時間ステップを避けるための安全パラメータです。

5) 軸テーブル

各行は軸の種類、最大速度、最小/最大ソフトリミット、加速度、単位を定義します。典型的な4軸構成では、Aはマンドレル回転、Yは含浸キャリッジの移動、Xはマンドレルへのアプローチ距離、Zはペイアウトの傾斜です。これらの制限により、生成されたプログラムが機械の物理的能力の範囲内に収まります。

6) 後処理ブロック

大きなテキストブロックが最終的な出力ファイルを組み立てます。マンドレルデータを含むヘッダーコメント、位置決めモードを設定しサイクルの概要を出力するサイクルヘッダー、繰り返しサイクルをグループ化するサブプログラムとサブプログラム呼び出しブロック、フッター、そしてすべてのブロックが連結される順序を示すコンパイル済みプレビューです。

この例は、プログラムのテキストが実際にどのように構成要素のブロック(ヘッダー、サブプログラム呼び出し、動作行、フッター)から構築されるかを示しています。

1) Head $C — メインヘッダー

プログラムの最初の行で、通常はプログラム開始マーカーと番号(例:O1000)に続いて、名称、基部と先端の直径、長さなどのマンドレル値が入力されたコメントです。

2) Head $PC — サイクルヘッダー

各巻線サイクルの開始前に挿入されます。サイクルの角度、直径、インデックス、バンド幅、ペイアウト名、ロービング長を要約するコメントの後に、G90(絶対)、早送り位置決め移動、G91(増分)、G64(連続パス)などのモード設定コマンド、有効な場合はオプションの停止が続きます。

3) Group $PROGRAM — サブプログラム定義

繰り返し実行されるサブプログラム本体を定義します。サブプログラム番号で始まり、動作行のプレースホルダーの後にサブプログラム終了コマンド(M99)で終わります。

4) Group $PA — サブプログラム呼び出し

サブプログラム番号と繰り返し回数を指定したM98呼び出しを使用して、メインプログラムにそのサブプログラムを指定回数実行するよう指示します。

5) Cycle $PLA — メイン動作行

巻線の1増分ステップのための中心的な多軸動作です。回転軸、横方向軸、アプローチ軸、傾斜軸の増分値、送り速度、そしてサイクル番号と各軸の絶対位置を含む末尾のデバッグコメントです。

6) すべてのサイクル

有効にすると、ポストプロセッサーは1つだけでなく、定義されたすべてのサイクル(ジョブ内のすべての角度、バンド幅、材料の組み合わせ)を生成します。

7) Footer $PF — メインフッター

プログラムの最終的な終了コマンドの直前に追加されるオプションのブロックです。

8) Compiled $C

ヘッダー、サイクルヘッダー、サブプログラム、サブプログラム呼び出し、フッターといったブロックがどの順序で連結されて完成したプログラムを形成するかを示すプレビューリストです。

9) Footer $R — プログラム終了

最終的な終了コマンドで、通常はM30(プログラム終了と巻き戻し)であり、対象コントローラー固有のプレフィックス書式が付きます。

プログラムヘッダー

ステータスはプログラムが「下書き」か「完了」かを示します。名称と説明はプログラムを識別し、マンドレルは計算とシミュレーションに使用される形状を選択します。

機械 / ペイアウトヘッドの設定

専用パネルでは、プログラムの「コンパイラ入力」を定義します。オプションのメモ欄、機械プロファイル、マルチヘッド構成用の「マルチペイアウトヘッド」オプション、ペイアウトヘッド構成、材料レシピ、フィラメント数、出力Gコードファイル名です。オプションのチェックボックスには、マルチ速度(可変速度ロジック)、端部増強(端部付近の補強)、厚さスケーリング、テーパー厚さ、サイクル3D(3D可視化)があります。

層

プログラムのレシピは層のリストであり、各層はコメント、角度、オプションの回転反転、巻線タイプ(例:ヘリカル)、初期位置、長さ、厚さ、自動計算されたフィラメント数を持つ1つの巻線操作を表します。層ごとに入出のランプとオプションの停止を設定でき、ボタンで層の追加、並べ替え、編集、削除ができます。各層は部分的な材料消費量も報告し、プログラム全体では総消費量が表示されます。

層エディタ

層を開くと、コンパイラ情報、コメント、角度、回転、巻線タイプ、位置、長さ、厚さ、フィラメント数、ランプ、停止といった同じフィールドが詳細に表示されるほか、その層について厚さと長さの関係グラフ、各軸の速度プロファイル、樹脂・触媒・ロービングの消費量の内訳が表示されます。