CN104703780A - 通过图像分析实现对准和偏心控制的用于卷绕纤维材料的机器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将纤维组织卷绕到浸渍心轴上的机器，所述机器包括：卷取心轴，其用于储存和解开纤维组织(18)；浸渍心轴(30)，其用于接收所述纤维组织；相机(46)，其用于检查经纱示踪符纱线(50,52,54,56,58)和纬纱示踪符纱线(64)的通路；图像分析模块(47)，其用于确定连续的经纱示踪符纱线与纬纱示踪符纱线的交叉点的位置，将这些确定的位置与参考经纱和纬纱(66)示踪符纱线的交叉点的对应位置进行比较，并且针对这些交叉点中的每一者确定所述纤维组织的偏移值；电动马达(22、34)，其用于驱动所述心轴；以及电动马达控制单元(42)。

Description

通过图像分析实现对准和偏心控制的用于卷绕纤维材料的机器

背景技术

本发明涉及一种用复合材料制作燃气涡轮机壳体的一般领域，更具体地涉及用于航空发动机的燃气涡轮机风扇固持壳体。

用(1)相对较薄的壁和(2)防护结构组成风扇固持壳体是常见做法，其中，所述壁界定通向航空发动机的进气口通路且支撑与风扇叶片的尖端所沿循的路径对齐的可研磨材料，并且还支撑声学处理涂层(如果存在的话)，所述防护结构在外部围绕风扇紧固到所述壁，以便在例如获取的对象或受损叶片的碎片等残渣因离心力而被向外抛出的情况下留住所述残渣，从而防止其通过所述壳体且到达飞机的其它部分。

已经有提议用复合材料制作风扇固持壳体。作为实例，可参考文献EP1 961 923，其描述了通过用纤维织构的叠加层形成纤维加强件且用基质使所述纤维加强件致密化，从而用不同厚度的复合材料制造壳体。更确切地说，所述文献提供使用用于纤维组织的三维编织的卷取心轴，所述组织随后作为叠加层卷绕到浸渍心轴上，所述浸渍心轴具有与将制作的壳体的轮廓相对应的轮廓。以所述方式获得的纤维预成型坯保持在浸渍心轴上且在将树脂聚合之前用树脂进行浸渍。

实际上，执行所述方法带来了纤维组织从卷取心轴传送到浸渍心轴的问题和在卷绕期间控制纤维组织的位置的问题。的确，在卷绕期间纤维组织的位置的任何漂移将导致来自与张力、偏移和纤维密度相关的公差的局部化偏离，且这将随后使纤维组织不可用。

此外，壳体是通过围绕预成型坯卷绕若干匝(通常为四匝)而制得，这意味着在卷绕之后，不可能检查那些连续匝所使用的经纱示踪符(用来进行监视对准)的位置。因此，必不可少的是确保在卷绕期间纤维组织的正确定位，并且还在卷绕之后具有检查报告，从而使保证纤维组织符合规范成为可能，这就意味着也必需确保实时地对纤维组织的偏移进行完整控制。

因此，存在具有卷绕机器的需要，所述机器能够实现在纤维组织从卷取心轴到浸渍心轴的传送期间确保纤维组织正确地放置且施加在浸渍心轴上以及实时控制纤维组织的对准且可能地进行偏移。的确，在卷绕之后，不可能检验纤维组织的位置和偏移，且因此不可能证实卷绕操作。

发明内容

本发明的主要目的因此是减轻此类需要。本发明的另一目的是使得能够以统计方式分析数据以便监视卷绕操作的质量。这些目的是通过提供一种用于将纤维组织卷绕到浸渍心轴上的机器来实现，所述机器包括：

·卷取心轴，其用于储存和解开纤维组织，所述卷取心轴具有大体上水平的旋转轴线；

·浸渍心轴，其用于接收从所述卷取心轴解开的所述纤维组织的叠加层，所述浸渍心轴具有大体上水平且平行于所述卷取心轴的所述旋转轴线的旋转轴线；

·相机，其指向所述纤维组织和所述浸渍心轴以便检查所述纤维组织中并入的经纱示踪符纱线和纬纱示踪符纱线的通路；

·图像分析模块，其用于初始地确定经纱示踪符纱线与连续的纬纱示踪符纱线的交叉点的位置，随后将这些确定的位置与用于参考经纱和纬纱示踪符纱线的交叉点的对应的理论位置进行比较，所述理论位置是在所述纤维组织的自动卷绕之前的校准阶段期间由作用在标记有参考经纱和纬纱示踪符纱线的校准心轴上的所述相机检测，并且记录在所述模块中，最后用于针对这些交叉点中的每一者确定所述纤维组织的偏移值；

·电动马达，其用于驱动所述心轴绕各自的旋转轴线旋转；以及

·控制单元，其用于控制所述电动马达以驱动所述心轴的旋转。

因此，通过实时分析纤维组织的图像，能够实现监视预成型坯的偏移和失准(如果存在)，以及在已进行卷绕操作之后是否需要取消卷绕操作。

这提供良好适于用复合材料为航空发动机制作风扇固持壳体的卷绕机器。确切地说，所述机器的操作可为全自动的，进而益于减少此类壳体的制造循环时间。

优选地，用于控制电动马达的控制单元包括用于监视所述纤维组织的张力的监视装置。实际上，此张力可由传感器或通过测量电消耗而测得。通过监视此张力且使其随纤维组织的性质而变化，因此，能够确定且控制所得预成型坯中的纤维的密度。

而且优选地，所述相机安装在光盒中，所述光盒调整到所述浸渍心轴的轮廓，且尽可能接近所述纤维组织放置，且所述图像分析模块进一步确定至少一个经纱示踪符纱线的参考对准位置与由所述相机观察到的位置之间的位置误差，且取决于所述示踪符纱线的观察到的位置是否保持在预定容限范围内，来可选地允许卷绕的继续。有利地，当给定位置误差大于所述预定容限范围的25％时，通过校正所述卷取心轴的位置而在所述卷绕操作期间校正对准，通过固定到所述卷取心轴的马达致动的蜗杆来校正所述卷取心轴的位置。

取决于设想的实施例，本发明的机器的初始对准(校准)可通过校准设备或通过激光投影设备实施。校准设备标记有经纱和纬纱示踪符纱线，所述纱线设计成在所述纤维组织的自动卷绕之前在校准阶段期间由所述相机检测。激光投影设备将至少一个参考示踪符经纱投影到纤维结构上，且因此使操作者能够首先在将纤维组织卷绕到浸渍心轴上之前将卷取心轴在浸渍心轴上对准，接着在卷绕操作期间监视卷取心轴在浸渍心轴上的失准。

有利地，激光投影设备大体上垂直地布置在卷取心轴的上方，且可安装在由所述机器的支撑结构支撑的横梁上，反射目标定位在浸渍心轴上以便实现在三个维度中的定位且允许在卷绕操作之前和期间投影至少一个参考示踪符经纱的投影。优选地，存在至少六个反射目标且它们分布在浸渍心轴的两个颊板的厚度范围内。

本发明还提供一种确定纤维组织的偏移值的方法，所述纤维组织以叠加层卷绕到机器的第二心轴上，所述机器包括用于储存且解开所述纤维组织的第一心轴，所述第一心轴具有大体上水平且平行于所述第二心轴的旋转轴线的旋转轴线，且所述第一心轴和所述第二心轴被由控制单元致动的电动马达驱动成绕各自的旋转轴线旋转，在所述方法中，指向所述纤维组织和所述第二心轴的相机检查所述纤维组织中存在的经纱示踪符纱线和纬纱示踪符纱线的通路，且图像分析模块首先确定所述经纱示踪符纱线与连续的纬纱示踪符纱线的交叉点的位置，随后将这些确定的位置与参考经纱和纬纱示踪符纱线的交叉点的对应的理论位置进行比较，所述理论位置是在所述纤维组织的自动卷绕之前的校准阶段期间由作用在标记有参考经纱和纬纱示踪符纱线的校准心轴上的所述相机检测，并且记录在所述模块中，最后针对这些交叉点中的每一者确定所述纤维组织的偏移值。

取决于设想的实施例，所述第一心轴和所述第二心轴分别是用于卷绕机器的卷取心轴和浸渍心轴，或是用于编织机(或织布机)的拉动心轴和卷取心轴。

附图说明

从下文参考附图给定的描述呈现本发明的其它特性和优点，附图展示不具有限制特性的实施例，其中：

·图1是构成本发明的第一实施例的卷绕机器的立体图；

·图2是构成本发明的第二实施例的卷绕机器的立体图；

·图3是图1或图2的不具有控制单元的卷绕机器的侧视图；

·图4是展示各种示踪符纱线的纤维组织的外部视图；

·图5展示对检查纤维组织的对准进行说明的曲线图；以及

·图6展示对控制纤维组织的偏移进行说明的曲线图。

具体实施方式

下面，在本发明应用于制造用于燃气涡轮机航空发动机的风扇固持壳体的上下文中描述本发明，所述燃气涡轮机航空发动机的一实施例在文献EP 1 961 923中加以描述，其参见的方式纳入本文。

所述壳体由包括使基质致密化后的纤维加强件的复合材料制成。借助于实例，所述纤维加强件由碳、玻璃、芳族聚酰胺或陶瓷纤维制成，且所述基质由聚合物制成，例如环氧树脂、双马来酰亚胺或聚酰亚胺树脂。

简要地，所述文献中描述的制造方法是通过三维编织制作纤维组织，其中经纱卷取到具有根据将制造的壳体的轮廓而确定的轮廓的滚筒(下文称为卷取心轴)上。一旦编织，此纤维组织或预成型坯便类似于干垫。

将以此方式制得的纤维组织从卷取心轴解开，随后传送且卷绕若干匝(通常为四匝加上小于1/4匝的少量匝)到树脂注入模具的心轴(下文称为浸渍心轴)上，所述心轴的外部轮廓与将制造的壳体的内部轮廓相对应。

在纤维组织保持在浸渍心轴上的情况下，随后使用树脂进行浸渍。为此目的，将通过将多个片接合在一起而制得的覆盖物应用于所述纤维组织，且将树脂注入到以此方式构成的模具中。通过在含有纤维组织的模具的内部与外部之间建立压力差，就能辅助浸渍。在浸渍之后，执行聚合树脂的步骤。

图1和图2中所示且构成本发明主题的卷绕机器用以执行储存在卷取心轴上的纤维组织到树脂注入模具的浸渍心轴的自动传送，同时确保实时地对所述纤维组织的对准和可能的偏移进行控制。

将观察到此卷绕机器并非仅适用于如下文所描述专门通过三维编织获得的纤维组织。

本发明的卷绕机器10包括支撑结构12，具体来说支撑卷取心轴14和浸渍心轴16。这些心轴是可装卸式的，即它们可从支撑结构分离。卷取心轴14接收通过三维编织获得的纤维组织18。其由具有轴线20的水平轴杆载运，所述水平轴杆的一端可旋转地安装在卷绕机器的支撑结构12上且另一端联接到电动马达22(例如交流(AC)电动齿轮马达)的输出轴杆。

由卷取心轴14、其具有轴线20的轴杆和其电动马达22构成的组合件可沿着卷取心轴的旋转轴线相对于支撑结构平移移动。为了做到这一点，蜗杆类型的杆24联接到电动马达26(例如AC电动齿轮马达)的输出轴杆，且一端紧固到卷绕机器的支撑结构12而另一端固定到卷取心轴14。卷取心轴平移移动的自由度能实现在将纤维组织卷绕到浸渍心轴上之前并且还在卷绕期间使所述心轴与浸渍心轴对准。

本发明的卷绕机器的浸渍心轴16用于接收从卷取心轴解开的纤维组织的叠加层。其连同两个侧板30一起呈现具有与将制得的壳体的内表面的轮廓相对应的轮廓的外表面28。

浸渍心轴由具有轴线32的水平轴杆载运，所述轴杆平行于卷取心轴的旋转轴线20，且一端可旋转地安装在卷绕机器的支撑结构12上而另一端联接到电动马达34(例如AC电动齿轮马达)的输出轴杆。

控制单元42连接到所述两个心轴14、16和蜗杆24的电动马达22、26和34，以便控制和监视各心轴的旋转速度以及卷取心轴的平移移动。更一般化地，控制单元能够实现当如下文所描述将纤维组织放置在适当的位置(校准阶段)和随后在卷绕期间(自动控制阶段)时均控制卷绕机器的所有操作参数。

在设想的实施例中，可借助于如图1所示的激光投影设备或借助于如图2所示的校准设备来校准卷绕机器。

在第一实施例中，卷绕机器10的支撑结构12可支撑横梁36，激光投影设备38以静止方式大体上在卷取心轴的垂直上方安装在所述横梁上。然而应注意，此设备可同样理想地安装在接纳所述卷绕机器的车间的天花板上，前提是所述设备布置在所述机器上方。反射目标40紧固在浸渍心轴16的两个侧板30的厚度范围内，以与激光投影设备协作。存在六个反射目标以便使三个维度中的定位成为可能，且与这些目标结合，此激光投影设备能实现确保在将纤维组织卷绕到浸渍心轴上之前使卷取心轴与浸渍心轴自动对准，且也使操作者能够在卷绕期间监视所述对准。

更确切地说，此激光投影设备以包括受控强度激光源的长形单元的已知形式存在，所述受控强度激光源具有穿过光学准直器装置以便到达两个镜扫描仪装置(数字微镜装置，DMD)的光束，所述两个镜扫描仪装置中的一个沿着所述光束的轴线布置而另一个与其垂直，所述装置将所述光束朝向纤维组织重定向通过出口端口38A以形成按照由控制单元42关于所述装置的镜中的每一个给定的次序确定且由所述设备的光学传感器测得的光点。因此，虽然在任何时刻，所述设备仅投影一个光点，但由于镜的移动的高速(通常为每100微秒一次)，可呈现纤维组织上看起来类似于连续线的情况，因而可基于其执行所寻求的初始自动对准，或者是看起来类似于用于使操作者能够在卷绕期间监视此对准的多条线的情况。借助于实例，此投影设备可从加拿大供应商VIRTEK购得。

在纤维组织的自动卷绕之前卷取心轴14在浸渍心轴16上的初始对准如下进行。

首先，需要将六个反射目标40放到浸渍心轴16上的适当位置，更确切地说其侧板30上，以便使得激光投影设备38能够在设备的启动期间自动检测浸渍心轴在三个维度中的位置。所述启动致使激光投影设备的镜装置移动直到其激光束已在每一目标上依次对准以便确保它们已经定位。一旦所述目标已经准确定位，浸渍心轴的三维位置便对激光投影设备来说完全是已知的，所述激光投影设备可随后将对准参考线43投影到包含特定经纱44(称为“示踪符”纱线)的纤维组织上，所述特定经纱是与预成型坯的碳纤维一起编织且操作者使所述特定经纱与当纤维组织在浸渍心轴上的初始设置期间投影的参考线重合。如果必要，则通过致动电动马达26或通过致动手柄(如果存在)使卷取心轴14沿着其旋转轴线平移移动。一旦卷取心轴已在浸渍心轴上正确地对准，操作者便将卷取心轴上的纤维组织的自由端紧固到浸渍心轴上以随后能够起始自动控制卷绕的阶段。

在图2的第二实施例中，校准不再通过激光投影进行，而是通过模拟示踪符纱线而进行。为了做到这一点，将与浸渍心轴形状相同但在其表面上具有表示示踪符纱线的所寻求理论位置的参考线C1、C2、C3、T1的校准设备布置在浸渍心轴的地点中，且指向所述校准设备(或校准心轴45)且有利地布置在从支撑结构12的基底延伸的柱48上的相机46的任务是记录校准心轴的图像和检测所述图像中的参考线以便在控制单元42的监视器屏幕上提供显示。一旦此校准阶段结束，浸渍心轴便可置换所述校准心轴，且从卷取心轴提取的纤维组织的自由端由操作者紧固在浸渍心轴上。

无论选择何种校准类型，用于转动卷取心轴和浸渍心轴的电动马达都随后由控制单元42激活和控制以便激活浸渍心轴上的纤维组织的叠加层中的自动卷绕过程，同时将足够的卷绕张力施加到所述纤维组织。

为此目的，将设定点张力预定义为明确地说随着纤维组织的性质而变，且其适用于所述心轴中提供与卷绕相反的扭矩的一者，即基本上是所述卷取心轴。更确切地说，将设定点张力输入到控制单元中，所述控制单元通过使用适当计算算法将其转换为用于卷取心轴的电动马达的感应电流的设定点值。实际上施加的张力可由安装在例如布置于卷取心轴与浸渍心轴之间的从动辊上的已知类型的传感器(例如滚筒传感器)测得，或是通过对卷取心轴的电动马达的感应电流的控制而测得。

所述计算算法用以使设定点电压值与用于卷取心轴(当卷取心轴提供抵抗电阻时)的电动马达的感应电流的值关联，所述电流值明确地说是通过考虑所述心轴的平均半径而预先获得。当在设定点张力与在维护操作期间测得的真实张力之间出现误差时在必要的情况下可借助于通过带连接的到卷取心轴和浸渍心轴的测力计重新评估所述算法。

将观察到，设定点张力明确地说随着构成将卷绕到浸渍心轴上的纤维组织的纤维的性质以及在编织时使用的参数而变化。

借助于实例，对于由中间模数的碳纤维所制成的互锁类型的三维多层织物构成的纤维组织，应施加约为6000牛顿(N)的设定点张力，其中织物以每分钟200毫米(mm/min)到400mm/min范围内的卷绕速度行进。对于此特定纤维组织，此类值能够实现获得纤维组织的叠加层在浸渍心轴上的适当水平的压缩。这带来在后续树脂浸渍步骤结束时获得的最终预成型坯的良好受控的纤维密度。

在本发明中，提供对在将纤维组织卷绕到浸渍心轴上的操作期间可能发生的卷取心轴与浸渍心轴之间的任何失准进行自动校正。

为此目的，如图3所示，优选地在卷绕期间使朝向纤维组织18和浸渍心轴16两者并指向纤维组织的下方的相机46连续地记录此纤维组织的示踪符纱线的行进。优选地，将相机并入在光盒49中，所述光盒经调整到所述心轴的轮廓且尽可能接近所述纤维组织放置。此布置确实能实现通过避免所述机器上方的来自车间的环境或杂光而优化由玻璃纤维股线或玻璃-碳组合件组成的示踪符纱线与仅由碳纤维构成的纤维组织之间的对比度。相机46连接到卷绕机器的控制单元42，所述单元包含图像分析软件47以便在卷绕纤维组织的操作期间处理来自相机的数字图像。

所述软件在卷绕期间连续且实时分析纤维组织的图像以便测量存在于所述纤维组织上的经纱示踪符44的参考位置(或理论对准位置)与真实位置之间的位置误差。控制参考点可使用图像分析软件设定。其组合了选择将监视的示踪符与所允许的位置容限。此容限的值优选地以毫米来指定。

图4展示包括五个示踪符经纱纱线50、52、54、56、58的纤维组织18，所述纱线具有相对于目标界定的理论位置X1、X2、X3、X4、X5，所述目标划出在或加工到浸渍心轴上或优选地通过心轴的几何特性构成，例如位于图像分析软件可容易地辨识的侧板30的内边缘(参考X0)。

举例来说，如果决定使用第三经纱示踪符54的理论位置X3以便监视对准，那么将可设想设定在此理论位置的任一侧上的经授权位置误差(±x ymm)。因此，所述系统允许卷绕继续而无需校正位置，只要示踪符纱线保持在所述位置误差范围内(X3-x mm)和(X3+y mm)，x和y可能相等。在可设定的取样速率(例如，1/30到1/4匝或是每z mm的线性行进)下测量位置误差。

应注意在图2的实施例的上下文内，对准参考不再由心轴的特性构成，而是由具有在上述校准阶段期间记录的参考C1、C2、C3和T1的经纱和纬纱示踪符纱线的理论位置构成。当仅一个示踪符纱线用于对准(即使不考虑用于对准目的也自然地记录另一示踪符纱线的位置)时，其优选地位于纤维组织的特定区域中，例如固持区域。

然而用于继续卷绕的条件可更精细地设定以便通过按位置校正次序并入比例积分微分(PID)功能而实现随着相对于所述理论位置测得的误差百分比而变的中途校正。借助于实例，只要位置误差小于容限范围的25％(即例如对于4mm来说，误差为例如1mm)，不需要进行轨迹的补偿。在超出25％的误差时，通过校正卷取心轴14的位置而执行轨迹校正。所述PID功能需要考虑校正系统的响应时间以便继续(或不继续)调整卷取心轴的位置，从而避免维持相对于目标值的正或负的不平衡位置。

此位置调整灵敏度可例如以秒为单位设定，即图像分析软件考虑每k秒所测得的值以便计算校正值。用于此时间测量的调整值设定成处于例如0到30秒的范围中，但不会超出所述机器卷绕二分之一匝所需要的时间。

通过借助于马达致动的蜗杆24平移移动卷取心轴的支撑框架来校正卷取心轴的位置。用于位置校正所必要的数据直接来自图像分析软件且转换成能控制电动马达26以移动蜗杆的信号。此软件还能公布检查报告，所述检查报告针对整个卷绕操作给出对卷取心轴的位置做出校正的值的细节。

在图5中所示的实例检查报告中，曲线图展示例如在卷绕期间每0.5米的示踪符纱线54的对准位置。大的点(在此实例中有两个)展示超出容限的测量值，其揭示无法通过校正系统临时校正的失准。因此，在检查报告中明确识别这些点以便允许检查员检查成品预成型坯的质量来得出关于卷绕操作的可接受性的结论。

然而，在卷绕期间对纤维组织的对准的此检验不足以保证成品预成型坯符合所需的规范。还必须通过检查在卷绕期间纬纱纱线的笔直性的变化而连续地测量纤维组织的偏移。

根据本发明，此功能因此由用于校正纤维组织的对准所使用的同一相机46和同一图像分析软件模块提供。

应注意所述偏移值是相对于纬纱示踪符的理论对准(轴向方向)以度来表达。为了表征偏移值，图像分析软件能够测量经纱示踪符与纬纱示踪符的交叉点的位置。所述交叉点的理论位置由坐标(Xn,Yn)界定，且原点X0和Y0对于图1的实施例来说是在浸渍心轴16的参考点处(如上文所描述的侧板30的内边缘用于原点X0且在所述侧板上划出的线60用于参考Y0)取得，且对于图2的实施例来说，是沿着校准心轴45的纬纱示踪符T1的水平参考线取得。参考Y0对应于位于卷绕开始时的第一纬纱示踪符的定位。随后的纬纱示踪符的位置可以相对于开始位置Y0的直线距离表达或表达为在4匝之后的位于卷绕开始与卷绕结束之间的角位置。

图像分析软件能实现在卷绕期间当每一纬纱示踪符62到达相机46的检查窗中时识别每一纬纱示踪符，且针对每一纬纱/经纱示踪符交叉点测量相对于参考纬纱示踪符64的理论位置测得的误差以及偏移值。此外，所述软件能够实时告知操作者所述偏移值以便使得所述操作者能够识别卷绕操作的可能漂移。如果需要，操作者可能通过随最大偏移的位置变化而改变在预成型坯上的张力设定(+或-)来校正此偏移。借助于实例，如果因预成型坯中的张力峰值而观察到偏移区域，那么操作者可减少张力设定以便减少偏移，以使张力设定保持在所要制造容限(例如±10％)内。可视或可闻的警报有利地实现快速向操作者用信号表示卷绕中的任何此类漂移。

返回到图4，在第一经纱示踪符与第一纬纱示踪符之间的交叉点66的真实点处的偏移值是相对于所述第一纬纱示踪符的理论定向以度(θ1)给定。在第二经纱示踪符与第一纬纱示踪符之间的交叉点68的真实点处的偏移值是以相同方式以对应于真实点66与真实点68之间的纬纱纱线的定向误差的度(θ2)给定，且始终与纬纱示踪符的理论定向相比。

以与监视对准相同的方式，图像分析软件还能实现产生针对每一纬纱示踪符给出关于交叉点的真实位置和偏移角的细节，因此展示在整个卷绕操作期间偏移如何变化的检查报告，此测量值是绝对必要的，以便决定在卷绕之后预成型坯的最终质量。以此方式进行的记录使得能够得出关于预成型坯的可接受性(或不可接受性)的结论，以继续壳体的制造过程。

在图6中所示的实例检查报告中，曲线图展示了图像分析软件能够实时产生的偏移。上限和下限展示了相对于没有偏移的纤维组织的纬纱示踪符的理论位置的最大和最小授权误差，即例如±40mm。上部和下部平均值给出了整个示踪符集合在单个轴向位置取得的示踪符的平均位置周围的分散的授权限制，即例如±20mm。自然地，可以设定这些限制值以及上部和下部平均值。

将观察到，虽然以上描述展示仅一个卷取心轴，但明显本发明的卷绕机器也可包含另一心轴，其储存由水平轴线载运的加强纤维织物，所述水平轴线平行于用于与纤维组织同步卷绕的卷取心轴和浸渍心轴各自的旋转轴线。借助于实例，所述加强纤维织物可为由中间模数的碳纤维或是任何其它编织、机织或单向纤维加强件制成的互锁类型的三维多层织物。

为了促进浸渍心轴上的成形和压缩，所述卷绕机器还可包含加热器单元(例如辐射或鼓风加热器)和用于在将纤维组织对接在浸渍心轴上之前喷淋所述纤维组织的装置。

最后，将观察到虽然本发明描述主要集中于卷绕机器，但明显本发明的用于控制纤维组织上的示踪符的对准和偏移的方法也适用于监视在其拉动心轴下游的编织机或织布机上的组织的在先编织，其方式仅是为所述织布机在它的其它心轴中的一个、例如织布机的卷取心轴处，提供相机及其相关联的图像分析模块。

Claims (9)

1.一种用于将纤维组织卷绕到浸渍心轴上的机器(10)，所述机器包括：

卷取心轴(14)，其用于储存和解开纤维组织(18)，所述卷取心轴具有大体上水平的旋转轴线(20)；

浸渍心轴(16)，其用于接收从所述卷取心轴解开的所述纤维组织的叠加层，所述浸渍心轴具有大体上水平且平行于所述卷取心轴的所述旋转轴线的旋转轴线(32)；

相机(46)，其指向所述纤维组织和所述浸渍心轴，以便检查所述纤维组织中存在的经纱示踪符纱线(50,52,54,56,58)和纬纱示踪符纱线(64)的通路；

图像分析模块(47)，其用于初始地确定经纱示踪符纱线与连续的纬纱示踪符纱线的交叉点的位置，随后将这些确定的位置与用于参考经纱和纬纱(66)示踪符纱线的交叉点的对应的理论位置进行比较，所述理论位置是在所述纤维组织的自动卷绕之前的校准阶段期间由作用在标记有参考经纱和纬纱示踪符纱线(C1,C2,C3,T1)的校准心轴(45)上的所述相机检测，并且记录在所述模块中，最后用于针对这些交叉点中的每一者确定所述纤维组织的偏移值；

电动马达(22,34)，其用于驱动所述心轴绕各自的旋转轴线旋转；以及

控制单元(42)，其用于控制所述电动马达以驱动所述心轴旋转。

2.根据权利要求1所述的机器，其特征在于，用于控制所述电动马达的所述控制单元包括用于监视所述纤维组织的张力的监视装置。

3.根据权利要求1和权利要求2所述的机器，其特征在于，所述相机安装在光盒(49)中，所述光盒(49)调整到所述浸渍心轴的轮廓，且尽可能接近所述纤维组织放置。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的机器，其特征在于，所述图像分析模块进一步确定至少一个经纱示踪符纱线的参考对准位置与由所述相机观察到的位置之间的位置误差，且取决于所述示踪符纱线的观察到的位置是否保持在预定容限范围内，来可选地允许卷绕的继续。

5.根据权利要求4所述的机器，其特征在于，当给定位置误差大于所述预定容限范围的25％时，通过校正所述卷取心轴的位置而在所述卷绕操作期间校正对准。

6.根据权利要求5所述的机器，其特征在于，通过固定到所述卷取心轴的马达致动的蜗杆(24,26)来校正所述卷取心轴的位置。

7.一种确定纤维组织(18)的偏移值的方法，所述纤维组织以叠加层卷绕到机器的第二心轴(16)上，所述机器包括用于储存且解开所述纤维组织(18)的第一心轴(14)，所述第一心轴具有大体上水平且平行于所述第二心轴的旋转轴线的旋转轴线(20)，且所述第一心轴和所述第二心轴被由控制单元(42)致动的电动马达(22，34)驱动成绕各自的旋转轴线旋转，在所述方法中指向所述纤维组织和所述第二心轴的相机(46)检查所述纤维组织中存在的经纱示踪符纱线(50,52,54,56,58)和纬纱示踪符纱线(64)的通路，且图像分析模块(47)首先确定所述经纱示踪符纱线与连续的纬纱示踪符纱线的交叉点的位置，随后将这些确定的位置与参考经纱和纬纱(66)示踪符纱线的交叉点的对应的理论位置进行比较，所述理论位置是在所述纤维组织的自动卷绕之前的校准阶段期间由作用在标记有参考经纱和纬纱示踪符纱线(C1,C2,C3,T1)的校准心轴(45)上的所述相机检测，并且记录在所述模块中，最后针对这些交叉点中的每一者确定所述纤维组织的偏移值。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一心轴和所述第二心轴分别是用于卷绕机器的卷取心轴和浸渍心轴。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一心轴和所述第二心轴分别是用于编织机(或织布机)的拉动心轴和卷取心轴。