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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen von Fehlstellen von auf einer Werkzeugoberfläche abgelegten Faserhalbzeugen sowie eine Faserlegevorrichtung hierzu.
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Aufgrund der besonderen Eigenschaft, bei einem relativ geringen spezifischen Gewicht eine besonders hohe Festigkeit und Steifigkeit aufzuweisen, finden Faserverbundwerkstoffe mittlerweile in vielen Bereichen Anwendung. Nicht selten werden dabei auch sicherheitskritische Bauteile, wie beispielsweise Flügelspanden oder andere lasttragende Elemente aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt. Nachteilig sind jedoch die hohen Herstellungskosten bei den Faserverbundbauteilen, die in dem oft schlecht zu automatisierenden Herstellungsprozess begründet liegen.
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Gerade im Automobilbereich sowie in der Luft- und Raumfahrt besteht jedoch die Bestrebung, möglichst viele Bauelemente aus einem Faserverbundwerkstoff in der Serienproduktion herstellen zu können, um so die Stückkosten zu reduzieren und damit Faserverbundbauelemente in komplexen Bauteilen oder Gütern, die in einer hohen Stückzahl gefertigten werden, zu etablieren. Aber auch bei großen Bauelementen, wie beispielsweise Flügel von Flugzeugen oder Rotorblätter on Windkraftanlagen, ist ein automatisierter Herstellungsprozess wünschenswert, da derartige Großbauteile sehr hohe Kosten verursachen, wenn der Herstellungsprozess viel Handarbeit erfordert.
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So ist beispielsweise aus der
DE 10 2010 015 027 A1 eine Faser-Legevorrichtung bekannt, bei der auf einem umlaufenden Schienensystem mehrere Roboter geführt werden, die jeweils einen Ablegekopf haben, mit dem Faserhalbzeuge auf einem in der Mitte des umlaufenden Schienensystems vorgesehenen Werkzeug abgelegt werden können. Durch diese Form des Ablegens von Faserhalbzeugen mit Hilfe von Robotern kann der Legeprozess zur Bildung des herzustellenden Bauteils automatisiert werden, was insbesondere die Herstellung von großen Bauelementen begünstigt.
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Mit den zunehmenden Versuchen der Automatisierung solcher Ablege- und Herstellungsprozesse rückt jedoch der Aspekt der Qualitätssicherung mehr und mehr in den Fokus, insbesondere dann, wenn sicherheitskritische Bauelemente aus einem Faserverbundwerkstoff in Serie in einem automatisierten Herstellungsprozess hergestellt werden sollen. Die durch die Automatisierung des Prozesses erfolgten Einsparungen werden dann meist durch eine erhöhte Qualitätssicherung, insbesondere in der Endkontrolle, sowie einer höheren Ausschussrate aufgrund fehlender Qualitätssicherungen zunichte gemacht.
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So ist beispielsweise aus der nachveröffentlichten ein
DE 10 2012 111 898 A1 Verfahren bekannt, mit dem der Faserwinkel von faserverstärkten Verbundwerkstoffen mit Hilfe eines Laserschnittsensors ermittelt werden kann, um so den Faserverlauf insbesondere von Verstärkungsfasern überwachen zu können.
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Aus der
US 2006/0191622 A1 ist bekannt, dass Thermobilddaten mit Hilfe von Thermografiekameras bezüglich abgelegter Faserhalbzeuge aufgenommen werden, um aus den Thermobilddaten dann Fehlstellen detektieren zu können.
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Aus der
DE 10 2010 044 175 A1 ist ein Verfahren und eine Fertigungseinheit zur Herstellung eines Faserverbundmaterial-Bauteil bekannt, bei dem an dem Faserlegekopf ein Lichtschnittsensor vorgesehen ist, der zum Erfassen von Kanten im Vorlauf oder im Nachlauf ausgebildet ist.
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Aus der
US 6,814,822 B2 ist ebenfalls ein Faserlegekopf bekannt, bei dem mit Hilfe einer Laserdiode abgelegte Faserhalbzeuge gescannt werden.
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Aus der
US 2006/0180270 A1 ist ein Verfahren zum Legen von Faserhalbzeugen bekannt, wobei die Kante bereits abgelegter Faserhalbzeuge ermittelt und dann aktuell abzulegende Faserhalbzeuge entsprechend während des Ablegens zugeschnitten werden.
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Aus der
US 7,712,502 B2 ist eine Vorrichtung zum Erkennen von Fehlstellen von Arbeitsstücken bekannt, bei der ebenfalls mit Hilfe eines Laserlichtschnittsensors die Oberfläche gescannt und in Abhängigkeit der aufgenommenen Bilddaten dann entsprechende Fehlstellen detektierbar sind.
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Es hat sich jedoch gezeigt, dass durch den automatisierten Ablegeprozess eine Vielzahl von Fehlstellen in dem Bauteil entstehen kann, die mitunter erst in der Endkontrolle erkannt werden.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren für die Qualitätssicherung bereitzustellen, bei dem Fehlstellen bereits frühzeitig im automatisierten Ablegeprozess erkannt werden können.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen finden sich in den entsprechenden Unteransprüchen. Die Aufgabe der Erfindung wird im Übrigen auch mit der Faserlegevorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 9 gelöst.
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Demnach wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass zunächst mit Hilfe eines an und für sich bekannten optischen Lichtprojektionsverfahren ein Höhenprofil von der Halbzeugoberfläche abgelegter Faserhalbzeuge ermittelt wird. Darüber hinaus wird die Werkzeugoberfläche und/oder die abgelegten oder abzulegenden Faserhalbzeuge mittels einer Temperiereinrichtung temperiert und die Werkzeugoberfläche mit den abgelegten Faserhalbzeugen mittels einer Thermokamera aufgenommen, um Thermobilddaten aufzunehmen.
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Fehlstellen der abgelegten Faserhalbzeuge werden dann in Abhängigkeit von dem ermittelten Höhenprofil der Halbzeugoberfläche, das mit dem Lichtprojektionsverfahren ermittelt wurde, und den aufgenommenen Thermobilddaten durch eine Fehlstellen-Ermittlungseinheit ermittelt.
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Dabei haben die Erfinder erkannt, dass durch die Kombination der Höhenprofile der Halbzeugoberfläche und den Thermobilddaten aus der Thermokamera die Ermittlung der Fehlstellen wesentlich präziser und genauer durchgeführt werden kann, so dass nicht nur die Erkennungsrate gesteigert werden konnte, sondern auch die Anzahl der Fehlalarme reduziert.
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Bei dem Lichtprojektionsverfahren wird dabei die Halbzeugoberfläche mit Licht einer Lichtquelle aus einer ersten Richtung beleuchtet und das von der Halbzeugoberfläche reflektierte Licht aus einer anderen, zweiten Richtung mit einer Kamera aufgenommen. Aus den aufgenommenen Bilddaten, welche das reflektierte Licht beinhalten, kann mittels einer Bildauswerteeinheit dann das Höhenprofil berechnet werden.
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Durch das Beleuchten der Halbzeugoberfläche unter einem definierten Winkel und aufnehmen des reflektierten Lichtes unter einem definierten anderen Winkel können je nach Feinstrukturierung des Beleuchtungslichtes jegliche Profilierungen der Halbzeugoberfläche der abgelegten Faserhalbzeuge erfasst werden, so dass sich ein hochgenaues Höhenprofil der Halbzeugoberfläche abgelegter Faserhalbzeuge ergibt. Die Beleuchtung kann dabei mittels abgegrenzter Punkte, Linien, Streifen oder sonstiger definierter hell/dunkel-Muster erfolgen und ist in der Regel auf einen bestimmten Bereich begrenzt.
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Bei der Temperierung der Werkzeugoberfläche und/oder der Faserhalbzeuge wird mittels der Temperiereinrichtung eine Temperaturveränderung der Werkzeugoberfläche und/oder der abgelegten oder abzulegenden Faserhalbzeuge erzeugt. Eine solche Temperaturveränderung durch Temperierung kann beispielsweise Aufheizen oder Abkühlen der Elemente sein. Durch das Aufnehmen der Werkzeugoberfläche mit den abgelegten Faserhalbzeugen mittels einer Thermokamera können dann Thermobilddaten erzeugt werden, welche die jeweilige Temperatur an einer bestimmten Stelle im Sichtbereich der Thermokamera enthalten.
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Aufgrund der veränderten thermografischen Emissionsraten im Bereich von Fehlstellen der abgelegten Faserhalbzeuge lassen sich dann aus den Thermobilddaten der Thermokamera Hinweise auf die Fehlstellen ableiten, die dann beispielsweise mit Hilfe des Höhenprofils an dieser Stelle konkretisiert werden können. Wird beispielsweise die Werkzeugoberfläche vor Ablegen der Faserhalbzeuge erwärmt, so können Lücken zwischen den Faserhalbzeugen aufgrund einer höheren Wärmeabstrahlung in diesem Bereich aus den Thermobilddaten erkannt werden, da Faserhalbzeuge in der Regel eine sehr schlechte Temperaturdurchlässigkeit aufweisen und somit die Werkzeugoberfläche gegenüber der Thermokamera isolieren. Denkbar ist allerdings auch, dass mit Hilfe der Temperiereinrichtung die Unterseite der Faserhalbzeuge temperiert wird, die in direktem Kontakt mit der Werkzeugoberfläche nach dem Ablegen steht.
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So hat es sich gezeigt, dass durch die Kombination des mit Hilfe von Lichtprojektionsverfahren ermittelten Höhenprofilen und dem Aufnehmen von Thermobilddaten mittels einer Thermokamera das Erkennen von Fehlstellen abgelegter Faserhalbzeuge besonders schnell und effizient durchgeführt werden kann, so dass das vorliegende Verfahren grundsätzlich echtzeitfähig ist und insbesondere auch mit großen Datenmengen insbesondere während des Ablegeprozesses selber zurechtkommt. Daher kann das vorliegende Verfahren auch parallel zum eigentlichen Ablegeprozess durchgeführt werden, was eine besonders hohe Prozessoptimierung darstellt.
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So lassen sich mit Hilfe des vorliegenden Verfahrens Fehlstellen bereits sehr frühzeitig, insbesondere kurz nach dem Ablegen der Fasern, feststellen, so dass sehr frühzeitig in dem Herstellungsprozess hierauf Rücksicht genommen werden kann. Der Fehler wird somit nicht erst in der Endkontrolle entdeckt, obwohl der Ausschuss des Bauteils die höchsten Kosten verursacht.
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Unter einer Fehlstelle eines Faserhalbzeuges wird im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Material- bzw. Faserveränderung verstanden, die beispielsweise zu einem fehlerhaften Aufbau bzw. zu einem fehlerhaften Bauteil führen kann. Derartige Material- bzw. Faserveränderungen können beispielsweise Materialfehler, Faserdurchtrennungen, Materialablösungen oder Materialaufspleißungen sein. Durch die Material- bzw. Faserveränderung von Fasern eines Faserhalbzeuges werden darüber hinaus die mechanischen Eigenschaften des Faserhalbzeuges beeinträchtigt, so dass die gewichtsspezifischen Festigkeiten und Steifigkeiten des späteren Bauteils womöglich nicht mehr realisiert werden können.
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Fehlstellen im Sinne der vorliegenden Erfindung können darüber hinaus auch Ablegefehler sein, bei denen Faserhalbzeuge überlappend oder mit einem nicht vorgegebenen Spalt abgelegt werden bzw. wurden. Aus entsprechenden Sprüngen bzw. Stufen innerhalb der abgelegten Faserhalbzeuge lassen sich derartige Fehlstände erkennen und ggf. korrigieren, was die Qualitätssicherung begünstigt. Auch Lufteinschlüsse, Faserondulationen sowie Materialstauchungen können als Fehlstellen erkannt werden.
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Fehlstellen im Sinne der vorliegenden Erfindung können darüber hinaus auch Fremdkörper, wie beispielsweise Folienreste, Staub oder sandkörnige Materialien und dergleichen sein. Aufgrund des von einem normalen Höhenprofil abweichenden Höhenprofils bei Fremdkörpern auf der Halbzeugoberfläche sowie einer veränderten Temperaturemission lassen sich Fremdkörper auf oder in dem Faserhalbzeug mit vergleichsweise geringen Rechenkapazitäten erfassen.
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Erfindungsgemäß wird zunächst eine Temperaturabweichung auf der Werkzeugoberfläche mit den abgelegten Faserhalbzeugen aus den aufgenommenen Thermobilddaten durch die Fehlstellen-Ermittlungseinheit ermittelt, wobei in Abhängigkeit von der Temperaturabweichung dann ein Auswertebereich, in dem die Temperaturabweichung auf der Werkzeugoberfläche mit den abgelegten Faserhalbzeugen ermittelt wurde, festgelegt wird. Anschließend wird eine Fehlstelle der abgelegten Faserhalbzeuge in Abhängigkeit von dem Höhenprofil innerhalb des Auswertebereiches ermittelt, in dem ausschließlich die Höhenprofile, die innerhalb des festgelegten Auswertebereiches mit Hilfe des Lichtprojektionsverfahrens ermittelt wurden, untersucht werden.
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Dabei wird die u. U. sehr rechenintensive Ermittlung der Fehlstellen aus den Höhenprofilen aufgrund der immensen Datenmengen stark beschleunigt, so dass tatsächlich nur diejenigen Bereich untersucht werden müssen, in denen aufgrund von Unregelmäßigkeiten in den aufgenommenen Thermobilddaten eine Fehlstelle vermutet wird. Insbesondere bei großen Datenmengen kann die Echtzeitfähigkeit in dieser vorteilhaften Ausführungsform weiter gewährleistet werden, da nicht mehr der vollständige Datensatz der Höhenprofile untersucht werden muss. So hat sich beispielsweise gezeigt, dass bei einem standardmäßigen Lichtprojektionsverfahren, beispielsweise einem Lichtschnittverfahren, ca. 1 GB pro Minute an Daten für die Höhenprofile anfallen können.
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So kann beispielsweise eine Temperaturinhomogenität auf der Werkzeugoberfläche mit den abgelegten Faserhalbzeugen aus den aufgenommenen Thermobilddaten als Temperaturabweichung erkannt werden, was beispielsweise einer starken Temperaturveränderung innerhalb eines bestimmten Bereiches oder zwei benachbart angrenzender Bereiche bestehen kann. Wird beispielsweise die Werkzeugoberfläche erwärmt und befinden sich Lücken zwischen den abgelegten Faserhalbzeugen, so ist die Oberfläche der abgelegten Faserhalbzeuge gegenüber der Werkzeugoberfläche stark kühler, so dass bei Feststellung einer derartigen Inhomogenität (Relativtemperatur oberhalb eines vorgegebenen Grenzwertes) auf eine Fehlstelle geschlossen werden kann, die dann mit Hilfe der Untersuchung des Höhenprofils innerhalb dieses Bereiches konkretisiert werden kann.
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Denkbar ist aber auch, dass eine Abweichung von Temperaturen in den Thermobilddaten auf der Werkzeugoberfläche mit den abgelegten Faserhalbzeugen von einer vorgegebenen oder vorgebbaren Soll-Temperatur als Temperaturabweichung ermittelt wird, was beispielsweise dann vorteilhaft ist, wenn die Emissionsgrade der vorgegebenen Materialien bekannt sind. Weichen die ermittelten Temperaturen aus den Thermobilddaten entsprechend von den bekannten Emissionsgraden ab, so kann ebenfalls auf eine Fehlstelle geschlossen werden, die mit Hilfe der Höhenprofile konkretisiert werden kann.
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Vorteilhafterweise wird eine dreidimensionale Oberflächenstruktur als Höhenprofil mittels des Lichtprojektionsverfahrens ermittelt, so dass sich ein vollständiges Abbild der Halbzeugoberfläche der abgelegten Faserhalbzeuge erfassen und ggf. in den Datenspeicher abspeichern lassen. Hierdurch lässt sich schließlich auch ein Dokumentationsprogramm beim Ablegen der Faserhalbzeuge automatisiert einhalten, da die Struktur der Halbzeugoberfläche der abgelegten Faserhalbzeuge lückenlos dokumentiert wird.
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Vorteilhafterweise ist das optische Lichtprojektionsverfahren ein Lichtschnittverfahren, bei dem eine Lichtlinie (beispielsweise ein Laserlicht) auf die Halbzeugoberfläche unter einem vorgegebenen Winkel projiziert und diese so projizierte Lichtlinie unter einem anderen Winkel mit Hilfe der Kamera aufgenommen wird. Durch Höhenänderung innerhalb der Oberfläche entstehen Ablenkungen und Richtungsänderungen der Linie in den aufgenommenen Bilddaten, wodurch auf das entsprechende Höhenprofil geschlossen werden kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die Kamera und die Lichtquelle in einem definierten Abstand zueinander mit einem Roboter gegenüber den abgelegten Faserhalbzeugen verfahren, so dass ein vollständiger Scan der Halbzeugoberfläche und die Ermittelung eines vollständigen 3D-Höhenprofils erreicht werden kann. Darüber hinaus ist es ebenfalls vorteilhaft, wenn alternativ oder zusätzlich hierzu die Thermokamera mit einem Roboter gegenüber den abgelegten Faserhalbzeugen verfahren wird, so dass sich auch hier ein vollständiger Thermoscan der Werkzeugoberfläche mit den abgelegten Faserhalbzeugen erfassen lässt. Sowohl die Daten für die Höhenprofile als auch die Thermobilddaten der Thermokamera können in einem Datenspeicher hinterlegt werden, auf den die Fehlstellen-Ermittlungseinheit zur Analyse Zugriff hat.
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Hierbei ist es nun ganz besonders vorteilhaft, wenn die Kamera und die Lichtquelle sowie die Thermokamera im Nachlauf mit einem Ablegekopf einer Faserlegevorrichtung während des Ablegens von Faserhalbzeugen verfahren werden, wodurch das erfindungsgemäße Verfahren direkt während des Ablegeprozesses angewendet wird. Somit lässt sich bereits schon während des Ablegeprozesses die Qualitätssicherung „on the fly“ und in Echtzeitzeit durchführen. Hierzu können die Lichtquelle und die Kamera sowie die Thermokamera in Ablegerichtung hinter dem Ablegekopf befestigt sein, wodurch bereits die gerade abgelegten Faserhalbzeuge überprüft werden können.
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Aufgrund der Verbesserung der notwendigen Rechenkapazität durch die erfindungsgemäße Kombination können darüber hinaus schnellere Ablegegeschwindigkeiten im automatisierten Herstellungsprozess gefahren werden, ohne dass die direkte Qualitätssicherung während des Ablegeprozesses beeinträchtigt wird.
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Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass die Temperiereinrichtung ebenfalls an dem Ablegekopf im Vorlauf angeordnet ist, so dass vor dem Ablegen der Faserhalbzeuge die Werkzeugoberfläche und/oder die abzulegenden Faserhalbzeuge zumindest auf der Unterseite entsprechend temperiert werden. Denkbar ist aber auch, dass in der Werkzeugoberfläche eine Temperiereinrichtung vorgesehen ist, die die Werkzeugoberfläche ganzflächig temperiert.
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Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft erläutert. Es zeigen:
- 1 - schematische Darstellung eines Ablegekopfes mit einer Lichtquelle und einer Kamera zur Durchführung des ersten Teils des erfindungsgemäßen Verfahrens,
- 2 - schematische Darstellung eines Ablegekopfes mit einer Thermokamera und einer Temperiereinrichtung zur Durchführung des zweiten Teils des erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 3 - schematische Darstellung von mit der Thermokamera aufgenommenen Bilddaten.
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1 zeigt schematisch einen Ablegekopf 1, der am unteren Ende eine Anpressrolle 2 aufweist, mit der ein flächiges Faserhalbzeug 3 auf einer formgebenden Werkzeugoberfläche 4 abgelegt werden soll. Die abzulegenden Faserhalbzeuge 3 können dabei trockene Rovings bzw. Tows sein, aber auch vorimprägnierte Prepregs.
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Im Nachlauf des Ablegekopfes 1 ist an dem Ablegekopf 1 ein Lichtschnittsensor 5 angeordnet, der als Laserlichtschnittsensor ausgebildet ist. Hierzu wird mit Hilfe einer Laserlichtquelle 6 eine Laserlichtlinie 7 auf den bereits abgelegten Teil des Faserhalbzeuges 3 projiziert. Die Projektion des Laserlichtes in Form einer Laserlichtlinie 7 auf das Faserhalbzeug 3 erfolgt dabei aus einer ersten Richtung.
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Der Laserlichtschnittsensor 5 weist des weiteren eine Kamera 8 auf, die in einem definierten Abstand zu der Laserlichtquelle 6 angeordnet ist und die auf das Faserhalbzeug 3 projizierte Laserlichtlinie 7 aus einer anderen, zweiten Richtung unter einem vorgegebenen und definierten Winkel aufnimmt.
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Die Kamera 8 des Lichtschnittsensors 5 ist mit einer Bildauswerteeinheit 9 verbunden, die nun in Abhängigkeit von den aufgenommenen Bilddaten des aus der Laserlichtlinie 7 reflektierten Lichtes ein entsprechendes Höhenprofil ermittelt. Da der Ablegekopf 1 zusammen mit dem Lichtschnittsensor 5 kontinuierlich auf der Werkzeugoberfläche 4 verfahren wird, ergeben sich eine Vielzahl von Bilddaten, die beispielsweise 1 GB pro Minute betragen können. Die Bilddaten und/oder die aus den Bilddaten ermittelten Höhenprofile pro Zeitpunkt lassen sich in einer Datenbank 10 abspeichern, so dass sich ein vollständiges, dreidimensionales Höhenprofil bzw. Oberflächenstruktur der Oberfläche des Faserhalbzeuges 3 ergibt.
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2 zeigt schematisch den zweiten Teil der vorliegenden Erfindung, der in Kombination mit dem Laserlichtschnittsensor zur Ermittlung des Höhenprofils Anwendung findet und aus Übersichtlichkeitsgründen in einer gesonderten Figur beschrieben wird.
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Demnach ist im Vorlauf des Ablegekopfes 1, d. h. bevor die Anpressrolle 2 das abzulegende Faserhalbzeug 3 auf die Werkzeugoberfläche 4 drückt, eine Temperiereinrichtung 11 vorgesehen, die zum Temperieren der Werkzeugoberfläche und/oder des Faserhalbzeuges 3 bzw. dessen Unterseite ausgebildet ist. Die Temperiereinrichtung 11 kann dabei im Vorlauf des Ablegekopfes 1 so angeordnet werden, dass sie immer kurz vor dem Ablegen des Faserhalbzeuges 3 die entsprechende Temperierung vornimmt.
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Im Nachlauf des Ablegekopfes 1 ist eine Thermokamera 12 vorgesehen, beispielsweise eine Infrarotkamera oder auch Wärmebildkamera. Die Thermokamera nimmt dabei großflächig die Werkzeugoberfläche 4 mit den bereits abgelegten Faserhalbzeugen 3 auf (bzw. auch nur einen Teilbereich pro Zeitpunkt), so dass sich ein thermografisches Abbild der abgelegten Faserhalbzeuge 3 auf der Werkzeugoberfläche 4 ergibt. Die so ermittelten Thermobilddaten werden dann an die Bildauswerteeinheit 9 übertragen, mit der die Thermobildkamera in Verbindung steht. Hier können die Thermobilddaten zunächst in dem Datenspeicher 10 abgelegt werden oder gleich der Auswertung zugeführt werden.
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Die Bildauswerteeinheit 9 ist in den Ausführungsbeispielen der 1 und 2 auch gleichzeitig die Fehlstellen-Ermittlungseinheit, in der in Abhängigkeit von dem ermittelten Höhenprofil der Halbzeugoberfläche (1) und den aufgenommenen Thermobilddaten (2) die Fehlstellen ermittelt werden können. Hierzu werden zunächst diejenigen Bereiche lokalisiert, in denen anhand der Thermobilddaten möglicherweise eine Fehlstelle vorliegen könnte, beispielsweise durch eine Temperaturinhomogenität auf der Oberfläche. Anschließend werden diejenigen Bereiche (Auswertebereiche) mit Hilfe des ermittelten Höhenprofils untersucht, in denen eine solche Temperaturinhomogenität festgestellt wurde. Dadurch kann erreicht werden, dass die Verarbeitung bzw. die Ermittlung der Fehlstellen wesentlich differenzierter und schneller durchgeführt werden kann, da sich die Untersuchung der abgelegten Faserhalbzeuge mit Hilfe des Höhenprofils auf diejenigen Bereiche beschränkt, in denen eine entsprechende Fehlstelle aus den Temperaturbilddaten vermutet wird.
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3 zeigt schematisch die Werkzeugoberfläche 4 zusammen mit abgelegten Faserhalbzeugen 3, wobei die Werkzeugoberfläche 4 mit Hilfe einer Temperiereinrichtung temperiert und mit Hilfe einer Thermokamera aufgenommen wurde. Aufgrund der veränderten Wärmeabstrahlung in den Bereichen, in denen die Faserhalbzeuge 3 auf der Werkzeugoberfläche 4 liegen, ergeben sich zwischen den Bereichen, in denen Faserhalbzeuge 3 abgelegt sind und den Bereichen, wo Faserhalbzeuge nicht abgelegt sind, Temperaturabweichungen, da nunmehr die Temperatur der temperierten Werkzeugoberfläche 4 aufgenommen werden kann. Hieraus lassen sich dann beispielsweise Spalten 20 sowie auch nicht abgelegte Faserhalbzeuge 21 erkennen.
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Darüber hinaus lassen sich auch Fremdkörper in bestimmten Bereichen erkennen, da diese wiederum eine veränderte Temperaturemission aufweisen.
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Grundsätzlich können der Laserlichtschnittsensor aus 1 und die Thermokamera aus 2 gemeinsam an dem Ablegekopf 1 so angeordnet werden, dass die entsprechenden Daten erfasst werden können. Denkbar ist aber auch, dass die Thermokamera nach Ablegen aller Fasern ein entsprechendes Komplettbild aufnimmt und dieses der Bildauswerteeinheit 9 zur Fehlstellenerkennung zuführt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ablegekopf (einer nicht dargestellten Faser-Legevorrichtung)
- 2
- Anpressrolle
- 3
- Faserhalbzeug
- 4
- Werkzeugoberfläche
- 5
- Lichtschnittsensor
- 6
- Laserlichtquelle
- 7
- Laserlichtlinie
- 8
- Kamera
- 9
- Bildauswerteeinheit; Fehlstellen-Ermittlungseinheit
- 10
- Datenbank
- 11
- Temperiereinrichtung
- 12
- Thermokamera
- 20
- Spalt
- 21
- vergessene Faserbahn
