DE102013112260A1

DE102013112260A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen von Fehlstellen von abgelegten Faserhalbzeugen

Info

Publication number: DE102013112260A1
Application number: DE201310112260
Authority: DE
Inventors: Christian Krombholz
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2013-11-07
Filing date: 2013-11-07
Publication date: 2015-05-07
Anticipated expiration: 2033-11-08
Also published as: DE102013112260B4; FR3012885A1; FR3012885B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen von Fehlstellen von auf einer Werkzeugoberfläche abgelegten Faserhalbzeuge, wobei ein Höhenprofil mit Hilfe eines optischen Lichtprojektionsverfahrens ermittelt wird und eine Intensitätsverteilung durch zusätzliches Beleuchten und Aufnehmen des beleuchteten Bereiches erfasst wird. Fehlstellen lassen sich dann in Abhängigkeit des Höhenprofils und der Intensitätsverteilung der Halbzeugoberfläche durch eine Bildauswerteeinheit bestimmen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen von Fehlstellen von auf einer Werkzeugoberfläche abgelegten Faserhalbzeugen sowie eine Faserlegevorrichtung hierzu.
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 Flügelspannen oder lasttragende Elemente aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt. Nachteilig von Faserverbundbauteilen sind jedoch die hohen Herstellungskosten, die in dem oft schlecht zu automatisierenden Herstellungsprozess begründet liegen.
Gerade in der Luft- und Raumfahrt sowie im Automobilbereich besteht jedoch die Bestrebung, möglichst viele Bauelemente aus einem Faserverbundwerkstoff in der Serienproduktion herstellen zu können, um so die Stückkosten zu reduzieren, damit Faserverbundbauelemente in komplexen Bauteilen oder Gütern, die in hoher Stückzahl gefertigt werden (beispielsweise Autos) zu etablieren. Aber auch bei großen Bauelementen, wie beispielsweise Flügel von Flugzeugen oder Rotorblätter von Windkraftanlagen, ist ein automatisierter Herstellungsprozess wünschenswert, da derartige Großbauteile sehr hohe Kosten verursachen, wenn der Herstellungsprozess viel Handarbeit erfordert.
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 der herzustellenden Bauteilform automatisiert werden, was insbesondere die Herstellung großer Bauelemente begünstigt.
Mit den zunehmenden Versuchen der Automatisierung solcher Ablegeprozesse rückt jedoch der Aspekt der Qualitätssicherung mehr und mehr in den Fokus, insbesondere dann, wenn sicherheitskritische Bauelemente aus einem Faserverbundwerkstoff in einem automatisierten Herstellungsprozess hergestellt werden sollen. Die durch die Automatisierung des Prozesses erfolgten Einsparungen werden dann meist durch eine erhöhte Qualitätssicherung, insbesondere am fertigen Bauteil, sowie einer höheren Ausschussrate zunichte gemacht.
So ist beispielsweise aus der nachveröffentlichten DE 10 2012 111 898 ein 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.
Aus der nachveröffentlichten DE 10 2013 104 546 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, bei dem mit Hilfe eines an sich bekannten optischen Lichtprojektionsverfahrens ein Höhenprofil von einer Halbzeugoberfläche abgelegter Faserhalbzeuge ermittelt wird, wobei in Abhängigkeit von dem ermittelten Höhenprofil die Halbzeugoberfläche mit Hilfe einer Bildauswerteeinheit Fehlstellen der abgelegten Faserhalbzeuge erkannt werden können.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass durch den automatisierten Ablegeprozess eine Vielzahl von Fehlstellen in dem Bauteil entstehen können, die mit unter erst in der Endkontrolle erkannt werden können.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren für die Qualitätssicherung bereitzustellen, mit dem Fehlstellen bereits frühzeitig im automatisierten Ablegeprozess erkannt werden können.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruches 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 Patentanspruches 11 gelöst.
Demnach wird zumindest vorgeschlagen, dass mit Hilfe eines an und für sich bekannten optischen Lichtprojektionsverfahrens ein Höhenprofil von der Halbzeugoberfläche abgelegter Faserhalbzeuge ermittelt wird. 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.
Parallel dazu wird erfindungsgemäß die Halbzeugoberfläche zusätzlich zu dem Licht der Lichtquelle des Lichtprojektionsverfahrens mittels einer Beleuchtungseinheit beleuchtet und das reflektierte Licht der Beleuchtungseinheit mittels einer optischen Aufnahmeeinheit aufgenommen. Aus den aufgenommenen Bilddaten wird dann durch die Bildauswerteeinheit eine Intensitätsverteilung des reflektierten Lichtes der Beleuchtungseinheit ermittelt, wobei Fehlstellen der abgelegten Faserhalbzeuge in Abhängigkeit von dem ermittelten Höhenprofil der Halbzeugoberfläche und der ermittelten Intensitätsverteilung durch die Bildauswerteeinheit ermittelt werden.
Durch die Anwendung des Lichtprojektionsverfahrens, mit dem die Halbzeugoberfläche mit Licht unter einem definierten Winkel beleuchtet und das reflektierte Licht unter einem definierten anderen Winkel aufgenommen wird, 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 des Lichtprojektionsverfahrens kann dabei mittels abgegrenzter Punkte, Linien, Streifen oder sonstige definierte Hell/Dunkel-Muster erfolgen und ist in der Regel auf einen bestimmten Bereich begrenzt. So kann das optische Lichtprojektionsverfahren beispielsweise mit Hilfe eines Laserlichtschnittsensors durchgeführt werden, bei dem ein Laserstrahl durch eine Optik aufgeweitet und auf die zu vermessende Oberfläche gerichtet wird. Mit Hilfe einer Kamera kann dann das projizierte Laserlicht aufgenommen werden.
Die Erfinder haben dabei erkannt, dass mit Hilfe der Ermittlung der Intensitätsverteilung zusätzlich zu dem Höhenprofil die Erkennung von Fehlstellen, insbesondere topographischer Art, deutlich verbessert werden kann und die Gefahr von Fehlalarmen reduziert werden kann. So lassen sich Fehlstellen beispielsweise anhand eines gegenüber fehlerfreien Halbzeugbereichen aufgrund einer veränderten Reflexionseigenschaft des reflektierten Lichtes ermitteln, so dass im Zusammenhang mit dem Höhenprofil und der aufgrund der Fehlstellen charakteristisch ausgebildeten Höhenprofilform die Fehlstelle sicher und schnell erkannt werden kann. Durch die Anwendung einer von dem Lichtprojektionsverfahren unabhängigen Beleuchtungseinheit kann darüber hinaus das Messfeld deutlich gezielter beleuchtet werden, wodurch sich eine wesentlich feinere Intensitätsverteilung des reflektierten Lichtes ermitteln lässt. Dadurch lassen sich auch kleinste Fehlstellen sicher erkennen.
Die Intensitätsverteilung des reflektierten Lichtes ist dabei die Intensität des reflektierten Lichtes über das gesamte Messfeld. Vorteilhafterweise wird das Messfeld für die Ermittlung der Intensitätsverteilung in das Messfeld des Lichtprojektionsverfahrens gelegt, um so eine Kopplung der beiden Messverfahren hinsichtlich der Position zu erreichen. Denkbar ist allerdings auch, dass die Verfahren an unterschiedlichen Positionen durchgeführt werden und die Zusammenführung anschließend anhand der hinterlegten Positionsinformationen erfolgt.
Das Verfahren kann dabei vorteilhafterweise während des Ablegens von Faserhalbzeugen durchgeführt werden, so dass bereits während des automatisierten Ablegeprozesses entsprechende Fehlstellen detektierbar werden. Hierdurch lassen sich Fehlstellen bereits sehr frühzeitig 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, wo der Ausschuss des Bauteils zu deutlich höheren Kosten führt. Denkbar ist allerdings auch, dass das Verfahren in einer nachgelagerten Qualitätskontrolle durchgeführt wird, wobei es sich vollständig automatisieren lässt.
Es hat sich darüber hinaus gezeigt, dass die Ermittlung des Höhenprofils mittels des Lichtprojektionsverfahrens und die Ermittlung der Intensitätsverteilung mit Hilfe einer Beleuchtungseinheit und einer Aufnahmeeinheit die Überprüfung bzw. Überwachung der abgelegten Faserhalbzeuge besonders schnell und effizient durchgeführt werden kann, so dass Fehlstellen sehr schnell erkennbar werden. Hierdurch ist das vorliegende Verfahren grundsätzlich echtzeitfähig, so dass es parallel zum eigentlichen Ablegeprozess durchgeführt werden kann.
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, Materialaufspleißungen, Materialansammlungen (Fuzzballs) sein. Durch die Material- bzw. Faserveränderungen von Fasern eines Faserhalbzeuges werden darüber hinaus die mechanischen Eigenschaften des Faserhalbzeuges beeinträchtigt, so dass die gewichtsspezifischen Festigkeit und Steifigkeit des Bauteils womöglich nicht mehr realisiert werden können.
Fehlstellen im Sinne der vorliegenden Erfindung können darüber hinaus auch Ablegefehler sein, bei denen Faserhalbzeuge überlappend oder mit einem zu großen, nicht vorgegebenen Spalt abgelegt werden. Derartige Sprünge bzw. Stufen innerhalb der abgelegten Faserhalbzeuge lassen sich durch derartige Fehlstellen erkennen und ggf. korrigieren, was die Qualitätssicherung begünstigt. Auch Lufteinschlüsse, Faserondulationen sowie Materialstauchungen können als Fehlstellen erkannt werden.
Fehlstellen im Sinne der vorliegenden Erfindung können darüber hinaus auch Fremdkörper, wie beispielsweise Folienreste, Staub oder sandkörnige Materialien oder dergleichen sein.
Um insbesondere bei großen Datenmengen die Echtzeitfähigkeit des vorliegenden Verfahrens weiter zu gewährleisten, ist es ganz besonders vorteilhaft, wenn mit Hilfe der Bildauswerteeinheit eine Inhomogenität der Intensitätsverteilung des reflektierten Lichts der Beleuchtungseinheit aus den aufgenommenen Bilddaten in einem Teilbereich der Halbzeugoberfläche ermittelt wird, so dass die Überprüfung des Höhenprofils hinsichtlich zu erkennender Fehlstellen auf den Teilbereich der erkannten Inhomogenität der Intensitätsverteilung beschränkt werden kann. Gerade bei großen Faserverbundbauteilen kann durch die hochauflösende Aufnahme des reflektierten Lichtes schnell ein großer Bilddatenbestand entstehen, so dass die Ermittlung und Erkennung von Fehlstellen aus den aufgenommenen Bilddaten mehr Rechenleistung bedarf. Durch das Beschränken der Überprüfung der Höhenprofile auf entsprechende charakteristische Fehlstellen auf jene Teilbereiche, in denen eine Inhomogenität der Intensitätsverteilung erkannt wurde, kann das vorliegende Verfahren deutlich effizienter und schneller ausgeführt werden. Wird das Verfahren im Nachlauf eines Ablegekopfes angewendet, so lassen sich hierdurch deutlich höhere Ablegegeschwindigkeiten ohne Verlust einer Echtzeitqualitätssicherung realisieren.
Denkbar ist allerdings auch, dass Sprünge im Höhenprofil in einem Teilbereich festgestellt werden und eine Fehlstelle dann in Abhängigkeit von der Intensitätsverteilung des reflektierten Lichtes in dem Teilbereich ermittelt wird. Sprünge im Höhenprofil sind dabei bspw. Höhenwerte, die über einer definierten Schwelle liegen oder im Mittel über einem mittleren Schwellenwert liegen. Sprünge deuten meist auf Fehlstellen hin.
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 einem Datenspeicher abspeichern lassen. Hierdurch lassen sich schließlich auch Dokumentationsvorgaben beim Ablegen der Faserhalbzeuge automatisiert einhalten, da die Struktur der Halbzeugoberfläche der abgelegten Faserhalbzeuge lückenlos dokumentierbar ist.
Wie bereits erwähnt, kann das optische Lichtprojektionsverfahren ein Lichtschnittverfahren sein, bei dem eine Lichtlinie auf der Halbzeugoberfläche unter einem speziellen Winkel projiziert und die so projizierte Lichtlinie unter einem anderen Winkel mit Hilfe der Kamera aufgenommen wird. Durch Höhenänderung innerhalb der Oberfläche entstehen Ablenkungen in Richtungsänderungen der Linien in den aufgenommenen Bilddaten, wodurch auf das entsprechende Höhenprofil geschlossen werden kann. Hierdurch lässt sich ein vollständiges 3D-Höhenprofil der Halbzeugoberfläche erstellen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird die Beleuchtungsintensität des Lichtes der Beleuchtungseinheit während des Aufnehmens des reflektierten Lichtes variiert, so dass in den aufgenommenen Bilddaten reflektiertes Licht mit unterschiedlichen Beleuchtungsintensitäten enthalten ist. Durch die Veränderung der Beleuchtungsintensität lassen sich ggf. Fehlstellen durch eine verbesserte Kontrastierung auch an schwer zugänglichen Stellen erkennen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die Halbzeugoberfläche mittels der Beleuchtungseinheit mit mehreren Lichtquellen aus unterschiedlichen Winkeln beleuchtet, so dass das Messfeld gut und vollständig ausgeleuchtet werden kann. Hierbei hat es sich als ganz besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn während des Aufnehmens des reflektierten Lichtes der Beleuchtungseinheit an einer Messstelle die Lichtverhältnisse der Beleuchtung variiert werden, indem verschiedene Kombinationen von Lichtquellen der Beleuchtungseinheit die Halbzeugoberfläche beleuchten. So ist es beispielsweise denkbar, dass nacheinander jeweils immer nur eine Lichtquelle der Beleuchtungseinheit die Messstelle beleuchtet und die entsprechenden Bilddaten dabei aufgenommen werden, so dass sich hierbei insbesondere topologische Merkmale, wie z.B. Kanten, Gaps, Overlaps deutlich stabiler erfassen lassen. Das Messfeld bzw. der entsprechend damit korrespondierende Aufnahmebereich wird somit mehrfach mit unterschiedlichen Lichtverhältnissen durch verschiedene Kombinationen der an der Beleuchtung beteiligten Lichtquellen erfasst, wobei dann auf dieser Basis die entsprechenden Fehlstellen in Kombination mit dem Höhenprofil erkannt werden.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Es zeigt:
1 – Schematische Darstellung eines Ablegekopfes mit einer Lichtquelle und einer Kamera zur Durchführung des Lichtprojektionsverfahrens und einer Beleuchtungseinheit zur Ermittlung einer Intensitätsverteilung.
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 können dabei trockene Rovings bzw. Tows sein, aber auch vorimprägnierte Prepregs. Letztendlich können die Faserhalbzeuge sämtliche Fasermaterialien zur Herstellung eines Faserverbundbauteils sein.
Im Nachlauf des Ablegekopfes 1 ist an dem Ablegekopf 1 ein Lichtschnittsensor 5 angeordnet, der als Laserlichtschnittsensor ausgebildet ist. Hierzu könnten mit Hilfe einer Laserlichtquelle 6 eine Laserlichtlinie 7 auf dem bereits abgelegten Teil des Faserhalbzeuges 3 projiziert. Die Projektion des Laserlichtes in Form einer Laserlichtlinie 7 auf dem Faserhalbzeug 3 erfolgt dabei aus einer ersten Richtung.
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.
Die Kamera 8 des Lichtschnittsensors 5 ist mit einer Bildauswerteeinheit 9 verbunden, die nun in Abhängigkeit der aufgenommenen Bilddaten dem aus der Laserlichtlinie 7 reflektierten Lichtes ein entsprechendes Höhenprofil ermittelt. Da der Ablegekopf 1 zusammen mit dem Lichtschnittsensor 5 kontinuierlich auf der Werkzeugoberfläche verfahren wird, ergeben sich eine Vielzahl von Bilddaten, die beispielsweise 1 GB pro Minute betragen können. Die Bilddaten und/oder die aus den Bilddaten entstanden Höhenprofile pro Zeitpunkt lassen sich dann in einer Datenbank 10 abspeichern, so dass sich ein vollständiges dreidimensionales Höhenprofil bzw. Oberflächenstruktur der Oberfläche des Faserhalbzeuges 3 ergibt.
Des Weiteren ist die Bildauswerteeinheit 9 mit einer Beleuchtungseinheit 11 verbunden, die aus einer Mehrzahl von Lichtquellen 11a bis 11c besteht. Die Lichtquellen 11a bis 11c, beispielsweise LEDs, beleuchten das Faserhalbzeug 3 aus verschiedenen Winkeln in einem bestimmten Bereich, wobei in 1 beispielhaft der Bereich der Laserlichtlinie 7 verwendet wird. Aufgrund der unterschiedlichen Art des ausgesendeten Lichtes zum einen aus dem Laserlichtschnittsensor und zum anderen von der Beleuchtungseinheit 11 kann die Kamera 8 als Aufnahmeeinheit den Bereich erfassen und die so aufgenommenen Bilddaten nicht nur hinsichtlich des Laserlichtes durch die Bildauswerteeinheit 9 untersucht werden, sondern auch hinsichtlich der Intensitätsverteilung des reflektierten Lichtes der aus den Lichtquellen 11a bis 11c stammenden Lichtes. Denkbar ist allerdings auch, dass eine zusätzliche, zweite Kamera (CCD-Sensor) verwendet wird, was jedoch aus Übersichtlichkeitsgründen hier nicht dargestellt ist.
Die Bildauswerteeinheit 9 ist nun des weiteren so eingerichtet, dass sie aus dem berechneten Höhenprofil sowie aus der ermittelten Intensitätsverteilung entsprechende Fehlstellen erkennen kann, wobei hier insbesondere die Kombination der beiden Verfahren zur Steigerung der Genauigkeit das Ausschlaggebende ist. Durch eine Veränderung der Lichtverhältnisse bei der Beleuchtung mittels der Beleuchtungseinheit lässt sich darüber hinaus die Erkennungsrate deutlich steigern.
Bezugszeichenliste

1: Ablegekopf (einer nicht dargestellten Faserlegevorrichtung)
2: Anpressrolle
3: Faserhalbzeug
4: Werkzeugoberfläche
5: Lichtschnittsensor
6: Laserlichtquelle
7: Laserlichtlinie
8: Kamera/Aufnahmeeinheit
9: Bildauswerteeinheit
10: Datenbank
11: Beleuchtungseinheit
11a, 11b, 11c: Lichtquellen der Beleuchtungseinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102010015027 A1 [0004]
DE 102012111898 [0006]
DE 102013104546 [0007]

Claims

Verfahren zum Erkennen von Fehlstellen von auf einer Werkzeugoberfläche abgelegten Faserhalbzeugen (3) mit den Schritten: a) Ermitteln eines Höhenprofils von einer Halbzeugoberfläche abgelegter Faserhalbzeuge mittels eines optischen Lichtprojektionsverfahrens, bei dem die Halbzeugoberfläche mit Licht einer Lichtquelle (6) aus einer ersten Richtung beleuchtet, das von der Halbzeugoberfläche reflektierte Licht aus einer anderen, zweiten Richtung mit einer Kamera (8) aufgenommen und das Höhenprofil in Abhängigkeit von dem reflektierten Licht aus den aufgenommenen Bilddaten durch eine Bildauswerteeinheit berechnet wird, gekennzeichnet durch b) Beleuchten der Halbzeugoberfläche zusätzlich zu dem Licht der Lichtquelle (6) des Lichtprojektionsverfahrens mittels einer Beleuchtungseinheit (11) und Aufnehmen des reflektierten Lichtes der Beleuchtungseinheit mittels einer optischen Aufnahmeeinheit (8), c) Ermitteln einer Intensitätsverteilung des reflektierten Lichtes der Beleuchtungseinheit aus den aufgenommenen Bilddaten durch die Bildauswerteeinheit, und d) Ermitteln von Fehlstellen der abgelegten Faserhalbzeuge (3) in Abhängigkeit von dem ermittelten Höhenprofil der Halbzeugoberfläche und der ermittelten Intensitätsverteilung durch die Bildauswerteeinheit (9).
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Variieren der Beleuchtungsintensität des Lichtes der Beleuchtungseinheit während des Aufnehmens des reflektierten Lichtes.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Beleuchten der Halbzeugoberfläche mittels der Beleuchtungseinheit (11) mit mehreren Lichtquellen (11a, 11b, 11c) aus unterschiedlichen Winkeln.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass während des Aufnehmens des reflektierten Lichtes der Beleuchtungseinheit die Lichtverhältnisse der Beleuchtung variiert werden, indem verschiedene Kombinationen von Lichtquellen der Beleuchtungseinheit die Halbzeugoberfläche beleuchten.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Inhomogenität der Intensitätsverteilung des reflektierten Lichtes aus den aufgenommenen Bilddaten in einem Teilbereich der Halbzeugoberfläche festgestellt und eine Fehlstelle in Abhängigkeit von dem ermittelten Höhenprofil in dem Teilbereich der Halbzeugoberfläche, in dem die Inhomogenität festgestellt wurde, ermittelt wird, oder dass ein Sprung im Höhenprofil in einem Teilbereich der Halbzeugoberfläche festgestellt und eine Fehlstelle in Abhängigkeit von der Intensitätsverteilung des reflektierten Lichtes aus den aufgenommenen Bilddaten in dem Teilbereich der Halbzeugoberfläche, in dem der Sprung im Höhenprofil festgestellt wurde, ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Stufen, Überlappungen, Spalte, Verwerfungen, Welligkeiten, Lufteinschlüsse, Fremdkörper, Materialablösungen, Materialansammlungen und/oder Materialfehler als Fehlstellen erkannt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine dreidimensionale Oberflächenstruktur als Höhenprofil mittels des Lichtprojektionsverfahrens ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Lichtprojektionsverfahren ein Lichtschnittverfahren ist, mit dem eine Lichtlinie auf die Halbzeugoberfläche projiziert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera und die Lichtquelle des Lichtprojektionsverfahrens und/oder die Beleuchtungseinheit und die Aufnahmeeinheit mit einem Roboter gegenüber den abgelegten Faserhalbzeugen verfahren werden.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera und die Lichtquelle des Lichtprojektionsverfahrens und/oder die Beleuchtungseinheit und die Aufnahmeeinheit im Nachlauf mit einem Ablegekopf einer Faserlegevorrichtung während des Ablegens von Faserhalbzeugen gegenüber den bereits abgelegten Faserhalbzeugen verfahren werden.
Faserlegevorrichtung zum Ablegen von Faserhalbzeugen auf einer Werkzeugoberfläche mit einem Ablegekopf, an dem eine Lichtquelle und eine Kamera in definiertem Abstand zueinander angeordnet sind, mit einer Beleuchtungseinheit und einer Aufnahmeeinheit, die zum Beleuchten der Halbzeugoberfläche zusätzlich zu dem Licht der Lichtquelle und zum Aufnehmen des reflektierten Lichtes der Beleuchtungseinheit eingerichtet sind, und mit einer Bildauswerteeinheit, wobei die Faserlegevorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Erkennung von Fehlstellen bereits abgelegter Faserhalbzeuge eingerichtet ist.
Faserlegevorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle und die Kamera des Lichtprojektionsverfahrens und/oder die Beleuchtungseinheit und die Aufnahmeeinheit im Nachlauf des Ablegekopfes angeordnet sind.