DE102016101961A1 - Sensor device for detecting material defects and method thereof - Google Patents

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Fabian Wolf
Duy Chinh Nguyen
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Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
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    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/30Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/38Automated lay-up, e.g. using robots, laying filaments according to predetermined patterns
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    • GPHYSICS
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sensoreinrichtung zum Detektieren von Materialfehlern eines Faserendlosmaterials während des Ablegens des Faserendlosmaterials auf einem Werkzeug für die Herstellung eines Faserverbundbauteils, wobei wenigstens ein Sensor vorgesehen ist, dem das Faserendlosmaterial während des Ablegens kontinuierlich zuführbar ist, wobei der Sensor zum Erfassen der Faserbreite des hinzugeführten Faserendlosmaterials ausgebildet, und eine Auswerteeinheit vorgesehen ist, die zum Detektieren eines Materialfehlers des Faserendlosmaterials in Abhängigkeit von der erfassten Faserbreite des Faserendlosmaterials eingerichtet ist.The invention relates to a sensor device for detecting material defects of a Faserendlosmaterials while depositing the Faserendlosmaterials on a tool for the production of a fiber composite component, wherein at least one sensor is provided to which the Faserendlosmaterial is continuously supplied during deposition, wherein the sensor for detecting the fiber width of is formed, which is adapted to detect a material error of the fiber endless material in dependence on the detected fiber width of the fiber endless material.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sensoreinrichtung zum Detektieren von Materialfehlern eines Faserendlosmaterials während des Ablegens des Faserendlosmaterials auf ein Werkzeug für die Herstellung eines Faserverbundbauteils. Die Erfindung betrifft ebenso eine Faserlegevorrichtung zum Legen von Faserendlosmaterial mit einer derartigen Sensoreinrichtung. Ebenso betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Detektieren von Materialfehlern eines Faserendlosmaterials während des Ablegens des Faserendlosmaterials auf einem Werkzeug für die Herstellung eines Faserverbundbauteils.The invention relates to a sensor device for detecting material defects of a Faserendlosmaterials while depositing the Faserendlosmaterials on a tool for the production of a fiber composite component. The invention also relates to a fiber laying device for laying fiber endless material with such a sensor device. Likewise, the invention relates to a method for detecting material defects of a Faserendlosmaterials while depositing the Faserendlosmaterials on a tool for the production of a fiber composite component.

Bauteile aus einem Faserverbundwerkstoff, kurz Faserverbundbauteile, sind aufgrund ihrer gewichtsspezifischen Festigkeit und Steifigkeit aus der Luft und Raumfahrt heut nicht mehr wegzudenken. Aber auch in anderen klassischen Fertigungsbereichen findet die Anwendung derartiger Werkstoffe immer mehr Zuspruch da bei gleichbleibender Steifigkeit und Tragfähigkeit deutlich Gewicht eingespart werden kann. Daher eignen sich Faserverbundwerkstoffe insbesondere für den Leichtbau.Components made of a fiber composite material, in short fiber composite components, are today due to their weight-specific strength and rigidity from the air and space travel indispensable. But in other classical manufacturing areas, the application of such materials is becoming more and more popular because with constant stiffness and load capacity can be significantly reduced weight. Therefore, fiber composite materials are particularly suitable for lightweight construction.

Ein Nachteil dieser Faserverbundwerkstoffe ist der höhere Fertigungsaufwand gegenüber konventionellen, insbesondere isotropen Werkstoffen, der eine Serienproduktion vergleichsweise teurer macht. Dies liegt letztlich darin begründet, dass bisweilen einzelne Verfahrensschritte bei der Herstellung eines Faserverbundbauteils händisch durchgeführt werden müssen.A disadvantage of these fiber composites is the higher production costs compared to conventional, in particular isotropic materials, which makes a series production comparatively more expensive. This is ultimately due to the fact that sometimes individual process steps in the manufacture of a fiber composite component must be performed manually.

Es gibt daher seit längerem Bestrebungen, insbesondere den Ablegeprozess zu automatisieren, d.h. das Ablegen des Fasermaterials auf dem Werkzeug zur Bildung einer Preform für die Herstellung eines Faserverbundbauteils zu automatisieren. So ist beispielsweise aus der DE 10 2010 015 027 B4 sowie EP 25 05 343 B1 eine Faserlegevorrichtung bekannt, bei der mit Hilfe von Robotern und an dem Roboter angeordneten Faserlegeköpfen das Faserendlosmaterial auf einem Werkzeug zur Bildung der Bauteilgeometrie ablegbar ist, wobei das Faserendlosmaterial band- bzw. strangförmig bereitgestellt wird. Dabei wird das Faserendlosmaterial von einem gegenüber dem Ablegekopf feststehenden Faserspeicher bzw. Fasermagazin zu dem Faserlegekopf geführt, der dann das Faserendlosmaterial auf die Werkzeugoberfläche drückt und dort ablegt. Als Faserendlosmaterialien finden hierbei beispielsweise Rovings Anwendung.For some time, therefore, there have been efforts to automate the deposition process, ie to automate the deposition of the fiber material on the tool to form a preform for the production of a fiber composite component. For example, from the DE 10 2010 015 027 B4 such as EP 25 05 343 B1 a Faserlegevorrichtung known in which by means of robots and arranged on the robot fiber laying heads the Faserendlosmaterial can be stored on a tool for forming the component geometry, wherein the fiber endless material is provided in a ribbon or strand. In this case, the fiber endless material is guided by a relative to the laying head fixed fiber storage or fiber magazine to the fiber laying head, which then presses the fiber endless material on the tool surface and deposits there. For example, rovings are used as fiber endless materials.

Bei der automatisierten Fertigung von Faserverbundbauteilen werden in unterschiedlichen Lagen mehrere Faserbahnen auf dem Werkzeug abgelegt. Es hat sich gezeigt, dass hierbei Materialfehler entstehen können, die bei der späteren Herstellung des Faserverbundbauteils zu einer Fehlstelle in dem Bauteil führen, sodass das Bauteil repariert oder gänzlich dem Ausschuss zugeführt werden muss. Derartige Materialfehler sind beispielsweise die Verdrehung einer Faser bzw. eines Bandes um 180 Grad (sogenannte Twists) oder Materialfalten.In the automated production of fiber composite components, several fiber webs are deposited on the tool in different layers. It has been shown that material defects can arise in this case, which lead to a defect in the component in the subsequent production of the fiber composite component, so that the component must be repaired or completely supplied to the committee. Such material defects are, for example, the twisting of a fiber or a band by 180 degrees (so-called twists) or material folds.

In der Praxis muss der Anlagenbediener die Fertigung kontinuierlich beobachten, um die oben genannten Materialfehler frühzeitig erkennen und die Fehlerursache beheben zu können. Zudem muss er die aktuelle Bahn und die jeweilige Nummer der fehlerhaften Fasern notieren, damit ein Roboter diese, nach Beseitigung der entsprechenden Fasern durch den Anlagenbediener, am Ende einer Lage erneut ablegen kann. Diese Ermittlung erfolgt unmittelbar nach jeder Bahn am Formwerkzeug, da sich die fehlerhaften Fasern wegen der unzähligen Bahnen und Fasern später nur schwer zurückverfolgen lassen. Dies verlangt von dem Anlagenbediener jedoch viel Konzentration, um alle aufgetretenen Fehlstellen parallel zur Anlagenbedienung erkennen und dokumentieren zu können. Zusätzlich verhindern große Formwerkzeuge den direkten Einblick auf abgelegte Fasern, weshalb fehlerhafte Fasern stellenweise nur schwer zu identifizieren sind. Sollte es dennoch gelingen, ist es nicht immer möglich, diese über große Distanzen den entsprechenden Fasernummern zuzuordnen, wodurch infolge dessen fehlerfreie Fasern vom Formwerkzeug entfernt und falsche Daten im Reparaturprogramm des Roboters eingepflegt werden.In practice, the plant operator must continuously monitor the production in order to recognize the material faults mentioned above at an early stage and to be able to eliminate the cause of the fault. In addition, he must note down the current path and the number of faulty fibers so that a robot, after removal of the corresponding fibers by the plant operator, at the end of a situation again can put down. This determination is made immediately after each lane on the mold, because the faulty fibers are difficult to trace back because of the countless webs and fibers later. However, this requires a lot of concentration from the plant operator in order to be able to recognize and document all defects that occurred parallel to the plant operation. In addition, large molds prevent the direct view of deposited fibers, which is why faulty fibers are difficult to identify in places. Should it still be possible, it is not always possible to assign them over long distances to the corresponding fiber numbers, as a result of which defect-free fibers are removed from the mold and incorrect data is entered into the repair program of the robot.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Möglichkeit zu schaffen, mit der Materialfehler bei der automatisierten Ablage von Faserbahnen automatisiert erkannt und protokolliert werden können. Es ist insbesondere Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine derartige automatisierte Detektion von Materialfehlern anzugeben, die sich einfach in bestehende Anlagekonzepte integrieren lässt.It is therefore an object of the present invention to provide a way that can be automatically detected and logged with the material defects in the automated filing of fiber webs. It is a particular object of the present invention to provide such automated detection of material defects that can be easily integrated into existing investment concepts.

Die Aufgabe wird mit der Sensoreinrichtung gemäß Anspruch 1, einer Faserlegevorrichtung gemäß Anspruch 8 sowie einem Verfahren zum Detektieren von Materialfehlern gemäß Anspruch 10 erfindungsgemäß gelöst.The object is achieved with the sensor device according to claim 1, a fiber laying device according to claim 8 and a method for detecting material defects according to claim 10 according to the invention.

Gemäß Anspruch 1 wird eine Sensoreinrichtung zum Detektieren von Materialfehlern eines Faserendlosmaterials während des Ablegens des Faserendlosmaterials auf einem Werkzeug für die Herstellung eines Faserverbundbauteils vorgeschlagen, wobei erfindungsgemäß die Sensoreinrichtung wenigstens einen Sensor hat, dem das Faserendlosmaterial während des Ablegens kontinuierlich zuführbar ist, wobei der Sensor zum Erfassen der Faserbreite des zugeführten Faserendlosmaterials ausgebildet ist. Eine mit dem Sensor signaltechnisch verbundene Auswerteeinheit ist so eingerichtet, dass Materialfehler des Faserendlosmaterials in Abhängigkeit von der erfassten Faserbreite des Faserendlosmaterials detektiert werden.According to claim 1, a sensor device for detecting material defects of a Faserendlosmaterials is proposed during the deposition of Faserendlosmaterials on a tool for the production of a fiber composite component, according to the invention, the sensor device has at least one sensor to which the Faserendlosmaterial is continuously supplied during deposition, the sensor for Detecting the fiber width of the fed Faserendlosmaterials is formed. An evaluation unit signal-connected to the sensor is set up in such a way that material errors occur of the continuous fiber material can be detected as a function of the detected fiber width of the fiber endless material.

Dabei wird insbesondere festgestellt, ob sich die Faserbreite des Faserendlosmaterials verändert, insbesondere ob sich die Faserbreite verkleinert, sodass bei einer Veränderung der Faserbreite ausgehend von einer Faserbreite ohne Materialfehler auf einen Materialfehler des Faserendlosmaterials geschlossen wird. Handelt es sich bei dem Materialfehler beispielsweise um einen Twist, so verringert sich die Faserbreite des Faserendlosmaterials im Bereich des Twists im Verhältnis zur normalen Faserbreite deutlich, was durch kontinuierliche Detektion der Faserbreite des Faserendlosmaterials und Analyse der Faserbreite festgestellt werden kann. Verändert sich nun die Faserbreite ausgehend von einer normalen Faserbreite ohne Materialfehler hin zu einer deutlich verringerten Faserbreite, so kann auf ein Materialfehler des Faserendlosmaterials geschlossen werden. Die Auswerteeinheit wird dann einen Materialfehler detektieren und ggf. eine entsprechende Meldung an die Anlagensteuerung übermitteln, sodass diese dann entsprechende Maßnahmen zur Fehlerbehebung einleiten kann. In particular, it is determined whether the fiber width of the fiber endless material changes, in particular whether the fiber width is reduced, so that when the fiber width is changed starting from a fiber width without material defects, a material defect of the fiber endless material is inferred. For example, if the material defect is a twist, the fiber width of the continuous fiber material in the area of the twist is significantly reduced relative to the normal fiber width, which can be detected by continuously detecting the fiber width of the fiber endless material and analyzing the fiber width. If the fiber width now changes from a normal fiber width without material defects to a significantly reduced fiber width, then a material defect of the fiber endless material can be deduced. The evaluation unit will then detect a material error and, if appropriate, transmit a corresponding message to the system control, so that it can then initiate appropriate measures for error correction.

Die Erfinder haben dabei erkannt, dass anhand einer kontinuierlichen Überwachung der Faserbreite des Faserendlosmaterials Materialfehler während des Ablegens des Faserendlosmaterials schnell und vor allem sicher detektiert werden können. Dabei wurde insbesondere erkannt, dass die Überwachung der Faserbreite ausreichend ist, um auf entsprechende Materialfehler des Faserendlosmaterials beim Ablegen des Fasermaterials schließen zu können.The inventors have recognized that, based on a continuous monitoring of the fiber width of the fiber endless material, material defects during the laying down of the fiber endless material can be detected quickly and, above all, reliably. In particular, it has been recognized that the monitoring of the fiber width is sufficient in order to be able to infer corresponding material defects of the fiber endless material when depositing the fiber material.

So kann die Faserbreite des Faserendlosmaterials kontinuierlich beispielsweise mit Hilfe eines optischen Sensors überwacht werden, beispielsweise ein bildgebender optischer Sensor. Mit Hilfe eines Bildverarbeitungsprogramms kann dann die Faserbreite anhand der aufgenommenen Bilddaten detektiert werden, wobei auch hier dann Abweichungen zur normalen Faserbreite erkannt und dann auf Materialfehler geschlossen werden können.Thus, the fiber width of the fiber endless material can be monitored continuously, for example by means of an optical sensor, for example an imaging optical sensor. With the aid of an image processing program, the fiber width can then be detected on the basis of the recorded image data, whereby deviations from the normal fiber width can then also be detected here and then conclusions can be drawn about material defects.

Vorteilhafterweise ist die Auswerteeinheit eingerichtet festzustellen, ob die Faserbreite des Faserendlosmaterials einen vorgegebenen Schwellenwert bzw. Grenzwert unterschreitet. Unterschreitet die Faserbreite einen vorgegebenen Schwellenwert bzw. Grenzwert, so wird auf einen Materialfehler geschlossen und ein entsprechender Materialfehler in dem Faserendlosmaterial detektiert. Hierdurch kann die Detektion von Materialfehlern verbessert und die Wahrscheinlichkeit von Fehlalarmen reduziert werden.Advantageously, the evaluation unit is set up to determine whether the fiber width of the fiber endless material falls below a predetermined threshold value or limit value. If the fiber width falls below a predetermined threshold value or limit value, then a material defect is concluded and a corresponding material defect is detected in the fiber endless material. This can improve the detection of material defects and reduce the likelihood of false alarms.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist der Sensor wenigstens zwei beabstandet zueinander angeordnete Lichtschranken auf, deren Abstand zueinander kleiner ist als die Faserbreite des Faserendlosmaterials ohne Materialfehler (normale Faserbreite), wobei die Lichtschranken so angeordnet sind, dass bei Zuführung des Faserendlosmaterials der Sensoreinrichtung die Lichtschranken unterbrochen sind, wenn das Faserendlosmaterial keinen die Faserbreite bedingenden Materialfehler hat. Weist das Faserendlosmaterial indes einen die Faserbreite bedingenden Materialfehler auf, beispielsweise ein Twist oder eine Materialfalte, so ist wenigstens eine Lichtschranke nicht unterbrochen, was durch die Auswerteeinheit detektierbar ist. In diesem Fall wird ein Materialfehler durch die Auswerteeinheit detektiert.In a particularly advantageous embodiment, the sensor has at least two light barriers arranged at a distance from one another which are smaller than the fiber width of the fiber endless material without material defects (normal fiber width), the light barriers being arranged so that the light barriers are interrupted when the fiber endless material of the sensor device is supplied are when the Faserendlosmaterial does not have the fiber width conditional material defects. If, however, the fiber endless material has a material defect which causes the fiber width, for example a twist or a material fold, at least one light barrier is not interrupted, which can be detected by the evaluation unit. In this case, a material error is detected by the evaluation unit.

Mit Hilfe der Lichtschranken und der Anordnung derart, dass der Abstand der Lichtschranken zueinander kleiner ist als die normale Faserbreite des Faserendlosmaterials, kann ein Verringern der Faserbreite unterhalb eines vorgegebenen Schwellwerts (definiert durch den Abstand der Lichtschranken zueinander) detektiert werden, indem die zuvor unterbrochenen Lichtschranken im Bereich des Materialfehlers nicht unterbrochen sind (zumindest eine davon), sodass der Materialfehler dann detektierbar ist.With the aid of the light barriers and the arrangement such that the distance between the light barriers to each other is smaller than the normal fiber width of Faserendlosmaterials, reducing the fiber width can be detected below a predetermined threshold (defined by the distance between the light barriers) by the previously interrupted light barriers are not interrupted in the area of the material defect (at least one of them), so that the material defect is then detectable.

Die Lichtschranken sind dabei jeweils im Randbereich des Faserendlosmaterials angeordnet und emittieren ein Lichtschrankensignal quer zur Förderrichtung und quer zur Faserebene, d.h. in Richtung Faserdicke.The light barriers are in each case arranged in the edge region of the fiber endless material and emit a light barrier signal transversely to the conveying direction and transversely to the fiber plane, i. in the direction of fiber thickness.

Aufgrund der sehr geringen Baugröße eines solchen Sensors basierend auf mindestens zwei Lichtschranken lässt sich eine solche Sensoreinrichtung in vorhandene Faserführungen von Legerobotern integrieren, sodass dort alle Faserstränge der Faserendlosmaterialien unabhängig voneinander überwacht werden können. Auf diese Weise entfällt das Ermitteln und Dokumentieren von fehlerhaften Fasern durch den Anlagenbediener, da solche Informationen fortan von dem Sensor an eine überlagerte Steuerung transferiert werden können.Due to the very small size of such a sensor based on at least two light barriers, such a sensor device can be integrated into existing fiber guides of casual robots so that all fiber strands of the fiber endless materials can be monitored independently there. In this way, eliminating the detection and documentation of faulty fibers by the plant operator, since such information can be transferred from the sensor to a higher-level control from then on.

Vorteilhafterweise ist die Auswerteeinheit so eingerichtet, dass sie eine charakteristische Veränderung der Faserbreite erkennt und dann in Abhängigkeit der charakteristischen Veränderung der Faserbreite dann auf einen Materialfehler schließt. So ist beispielsweise bei einem Twist (Verdrehung einer Faser um 180 Grad) die charakteristische Abweichung der Faserbreite dergestalt, dass ausgehend von der normalen Faserbreite zunächst eine kontinuierliche, gleichbleibende Abnahme der Faserbreite zu detektieren ist, bis eine minimale Faserbreite erreicht wurde, woraufhin die Faserbreite wieder kontinuierlich stetig zunimmt, bis sie die normale Faserbreite erreicht hat. Einen derartigen Faserbreitenverlauf, der für einen bestimmten Materialfehler charakteristisch ist, lässt sich durch die Auswerteeinheit anhand der kontinuierlich ermittelten Faserbreite ermitteln, woraufhin dann auf den Materialfehler geschlossen werden kann.Advantageously, the evaluation unit is set up in such a way that it recognizes a characteristic change in the fiber width and then, depending on the characteristic change in the fiber width, then concludes that there is a material defect. Thus, for example, in the case of a twist (twisting a fiber through 180 degrees), the characteristic deviation of the fiber width is such that, starting from the normal fiber width, a continuous, constant decrease of the fiber width is first to be detected until a minimum fiber width has been reached, whereupon the fiber width is restored continuously increases steadily until it has reached the normal fiber width. Such a Fiber width profile, which is characteristic of a particular material defect, can be determined by the evaluation unit on the basis of the continuously determined fiber width, whereupon the material defect can then be deduced.

In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Lichtschranken so ausgebildet, dass der Abstand der Lichtschranken zueinander veränderbar ist, sodass sich die Sensoreinrichtung an die Art des verwendeten Faserendlosmaterials, insbesondere die normale Faserbreite, anpassen lässt. Außerdem lässt sich durch die Veränderung des Abstandes der Lichtschranken zueinander die Sensitivität der Erkennung einstellen, da hierdurch der vorgegebene Schwellwert angepasst werden kann.In an advantageous embodiment, the light barriers are designed so that the distance of the light barriers is mutually variable, so that the sensor device can be adapted to the type of fiber endless material used, in particular the normal fiber width. In addition, the sensitivity of the detection can be adjusted by changing the distance of the light barriers from one another, as this makes it possible to adapt the predetermined threshold value.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Sensor der Sensoreinrichtung zwei Gabellichtschranken auf, wobei jede Gabellichtschranke einen ersten Schenkel und einen zweiten Schenkel aufweist, die mit Hilfe eines Steges miteinander verbunden sind. An dem ersten Schenkel der Gabellichtschranken ist dabei ein Lichtschrankenemitter angeordnet, während an dem zweiten, gegenüberliegenden Schenkel ein Lichtschrankenempfänger angeordnet ist. Der erste Schenkel, der Steg und der zweite Schenkel der Gabellichtschranke bilden dabei einen U-förmigen Detektionsbereich, durch den das Faserendlosmaterial hindurchgeführt wird.In a further advantageous embodiment, the sensor of the sensor device has two fork light barriers, each fork light barrier having a first leg and a second leg, which are connected to one another by means of a web. In this case, a light barrier emitter is arranged on the first leg of the fork light barriers, while a light barrier receiver is arranged on the second, opposite leg. The first leg, the web and the second leg of the fork light barrier thereby form a U-shaped detection region through which the fiber endless material is passed.

Wird nun an beiden Randbereichen des Faserendlosmaterials eine solche Gabellichtschranke angeordnet, so lässt sich die Faserbreite für jede Seite des Faserendlosmaterials separat überwachen, wobei bei Unterschreiten eines bestimmten Schwellwertes der Faserbreite die jeweilige Lichtschranke nicht unterbrochen ist, was durch die Auswerteeinheit detektiert und dann auf einen Materialfehler geschlossen wird.If such a forked light barrier is now arranged at both edge regions of the fiber endless material, then the fiber width can be separately monitored for each side of the fiber endless material, the respective light barrier not being interrupted if the fiber width falls below a certain threshold value, which is detected by the evaluation unit and then due to a material defect is closed.

Die zwei Gabellichtschranken sind dabei so angeordnet, dass die jeweils offenen Seiten der U-förmigen Detektionsbereiche sich gegenüberliegen, wodurch eine Durchführung geschaffen wird, durch dass das Faserendlosmaterial hindurchgeführt werden soll.The two fork light barriers are arranged so that the respective open sides of the U-shaped detection areas are opposite, whereby a passage is created by the fiber endless material is to be passed.

In Bezug auf die Gabellichtschranken ist es dabei besonders vorteilhaft, wenn diese Gabellichtschranken beweglich zueinander angeordnet sind, sodass der Abstand der Gabellichtschranken zueinander veränderbar ist. Somit lässt sich der Detektionsbereich an die normale Faserbreite des verwendeten Faserendlosmaterials anpassen.With regard to the fork light barriers, it is particularly advantageous if these fork light barriers are arranged to be movable relative to one another, so that the distance of the fork light barriers from one another is variable. Thus, the detection range can be adapted to the normal fiber width of the fiber endless material used.

Gemäß Anspruch 8 wird eine Faserlegevorrichtung vorgeschlagen, die zum Legen von Faserendlosmaterial auf ein Werkzeug ausgebildet ist. Die Faserlegevorrichtung weist gattungsgemäß einen Handhabungsautomaten auf, an dessen einem Ende als Endeffektor ein Faserlegekopf zum Ablegen des Faserendlosmaterials angeordnet ist. Des Weiteren ist ein in Bezug auf den Faserlegekopf feststehender Faserspeicher vorgesehen, der zum Bereitstellen des abzulegenden Faserendlosmaterials ausgebildet ist. Der Faserspeicher weist hierfür das Fasermaterial, meist aufgewickelt auf Spulen auf. Mit Hilfe einer Faserzuführeinrichtung wird dann das bereitgestellte Faserendlosmaterial von dem Faserspeicher zu dem Faserlegekopf geführt. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die Faserlegevorrichtung eine Sensoreinrichtung wie vorstehend beschrieben hat, um so die Faserbreite kontinuierlich zu überwachen und ggf. Materialfehler detektieren zu können.According to claim 8, a fiber laying device is proposed which is designed for laying fiber endless material on a tool. The fiber laying device generically has an automatic handling machine, at one end of which a fiber laying head for depositing the fiber endless material is arranged as the end effector. Furthermore, a fiber storage device fixed in relation to the fiber laying head is provided, which is designed to provide the fiber endless material to be deposited. The fiber storage for this purpose, the fiber material, usually wound up on coils. With the help of a fiber feeder, the provided fiber endless material is then guided from the fiber storage to the fiber laying head. According to the invention, it is now provided that the fiber-laying device has a sensor device as described above in order to be able to continuously monitor the fiber width and, if necessary, be able to detect material defects.

Vorteilhafterweise ist dabei der Sensor der Sensoreinrichtung an der Faserzuführeinrichtung oder am Faserlegekopf angeordnet, sodass das Faserendlosmaterial dem Sensor zugeführt werden kann. Werden mehrere Bahnen vom Faserendlosmaterial dem Faserlegekopf zugeführt, so ist es ganz besonders vorteilhaft, wenn für jede Faserbahn ein eigener Sensor vorgesehen ist, sodass die Faserbreite jeder einzelnen Faserbahn unabhängig von den anderen überwacht werden kann.Advantageously, the sensor of the sensor device is arranged on the fiber feed device or on the fiber lay head, so that the fiber endless material can be supplied to the sensor. If a plurality of webs of fiber endless material fed to the fiber laying head, so it is particularly advantageous if a separate sensor is provided for each fiber web, so that the fiber width of each fiber web can be monitored independently of the others.

Gemäß Anspruch 10 wird ein Verfahren zum Detektieren von Materialfehlern eines Faserendlosmaterial während des Ablegens des Faserendlosmaterials auf einem Werkzeug für die Herstellung eines Faserverbundbauteils vorgeschlagen, wobei während des Ablegens des Fasermaterials kontinuierlich die Faserbreite des Faserendlosmaterials mittels eines Sensors erfasst und ein Materialfehler des Faserendlosmaterials in Abhängigkeit von der erfassten Faserbreite des Faserendlosmaterials mittels einer Auswerteeinheit detektiert wird.According to claim 10, a method for detecting material defects of a Faserendlosmaterial during the deposition of Faserendlosmaterials on a tool for the production of a fiber composite component proposed, during the deposition of the fiber material continuously detects the fiber width of the fiber endless material by means of a sensor and a material error of the fiber endless material in dependence the detected fiber width of the fiber endless material is detected by means of an evaluation unit.

Vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens finden sich in den Unteransprüchen.Advantageous embodiments of the method can be found in the subclaims.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigen:The invention will be explained by way of example with reference to the attached figures. Show it:

1 – schematische Darstellung einer Faserlegevorrichtung; 1 - Schematic representation of a fiber-laying device;

2 – schematische Darstellung des Wirkprinzips der Sensoreinrichtung; 2 - Schematic representation of the principle of action of the sensor device;

3 – beispielhafte Darstellung von detektierbaren Materialfehlern. 3 - Exemplary representation of detectable material defects.

1 zeigt schematisch eine Faserlegevorrichtung 10, die einen Handhabungsautomaten 11 in Form eines Industrie- bzw. Knickarmroboters aufweist. Als Endeffektor des Handhabungsautomaten 11 ist ein Faserlegekopf 12 vorgesehen, der eine Anpressrolle 13 aufweist, mit der das ihm zugeführte Faserendlosmaterial auf ein Werkzeug (nicht dargestellt) abgelegt werden kann. Mit Hilfe des Handhabungsautomaten 11 ist der Faserlegekopf 12 dabei im Raum frei bewegbar, insbesondere in den drei translatorischen und drei rotatorischen Bewegungsachsen. 1 schematically shows a fiber laying device 10 holding an automatic handling machine 11 in the form of an industrial or articulated robot. As the end effector of the handling machine 11 is a fiber laying head 12 provided, which is a pressure roller 13 has, with which the supplied fiber endless material on a tool (not shown) can be stored. With the help of the handling machine 11 is the fiber laying head 12 while freely movable in space, in particular in the three translational and three rotational axes of motion.

Gegenüber dem im Raum frei bewegbaren Faserlegekopf 12 weist die Faserlegevorrichtung 10 des Weiteren einen feststehenden Faserspeicher 14 auf, in dem das abzulegende Faserendlosmaterial 15 bereitgestellt wird. Das Faserendlosmaterial 15 ist dabei strang- bzw. bahnförmig auf Spulen 16 aufgewickelt und wird dann einer Zuführeinrichtung 17 zugeführt, die das Faserendlosmaterial 15 zum Faserlegekopf 12 fördert. Die Förderung des Faserendlosmaterials 15 erfolgt dabei vorzugsweise entlang der kinematischen Kette des Handhabungsautomaten 11.Opposite the freely movable fiber laying head in the room 12 has the fiber laying device 10 Furthermore, a fixed fiber storage 14 on, in which the fiber endless material to be deposited 15 provided. The fiber endless material 15 is strand or web-shaped on coils 16 is wound up and then a feeder 17 supplied, which is the Faserendlosmaterial 15 to the fiber laying head 12 promotes. The promotion of fiber endless material 15 takes place preferably along the kinematic chain of the handling machine 11 ,

Im Ausführungsbeispiel der 1 ist am Faserlegekopf 12 in der Zuführeinrichtung 17 eine Sensoreinrichtung 20 angeordnet, die zum Detektieren von Materialfehlern des Faserendlosmaterials 15 während des Ablegens des Faserendlosmaterials 15 mit Hilfe des Faserlegekopfes 12 ausgebildet ist. Dabei ist die Sensoreinrichtung 20 so ausgebildet, dass sie jeden einzelnen Faserstrang des Faserendlosmaterials 15 separat und einzeln überwacht, um so genau feststellen zu können, welcher Faserstrang des Faserendlosmaterials einen Materialfehler aufweist.In the embodiment of 1 is at the fiber laying head 12 in the feeder 17 a sensor device 20 arranged to detect material defects of the fiber endless material 15 during the laying of the fiber endless material 15 with the help of the fiber laying head 12 is trained. In this case, the sensor device 20 designed so that they each individual fiber strand of Faserendlosmaterials 15 separately and individually monitored so as to be able to determine exactly which fiber strand of the fiber endless material has a material defect.

2 zeigt das Funktionsprinzip in schematischer Darstellung der Sensoreinrichtung 20. Die Sensoreinrichtung 20 weist einen Sensor 21 auf, der mit einer Auswerteeinheit 22 verbunden ist. Mit Hilfe des Sensors 21 lässt sich dabei die Faserbreite b des Faserendlosmaterials 15 überwachen, um bei einer Veränderung der Faserbreite b des Faserendlosmaterials 15 einen Materialfehler detektieren zu können. 2 shows the functional principle in a schematic representation of the sensor device 20 , The sensor device 20 has a sensor 21 on top of that with an evaluation unit 22 connected is. With the help of the sensor 21 can be the fiber width b of the fiber endless material 15 monitor to change the fiber width b of the fiber endless material 15 to be able to detect a material defect.

Im Ausführungsbeispiel der 2 weist der Sensor 21 zwei Gabellichtschranken 23 auf, die jeweils einen seitlichen Randbereich des Faserendlosmaterials 15 umschließen. Eine Gabellichtschranke 23 weist dabei einen ersten Schenkel 24a auf, dem gegenüberliegend ein zweiter Schenkel 24b angeordnet ist. Beide Schenkel sind über einen Steg 24c miteinander verbunden.In the embodiment of 2 the sensor points 21 two forked light barriers 23 each having a lateral edge region of the fiber endless material 15 enclose. A fork light barrier 23 has a first leg 24a on, opposite a second leg 24b is arranged. Both thighs are over a bridge 24c connected with each other.

Am ersten Schenkel 24a einer Gabellichtschranke 23 ist ein Lichtschrankenemitter 25a angeordnet, während an dem gegenüberliegenden zweiten Schenkel 24b ein damit korrespondierender Lichtschrankenempfänger 25b vorgesehen ist.On the first leg 24a a fork light barrier 23 is a light barrier emitter 25a arranged while on the opposite second leg 24b a corresponding light barrier receiver 25b is provided.

Der Lichtschrankenemitter 25a sendet ein Lichtschrankgensignal 26 aus, das im nicht unterbrochenen Zustand der Lichtschranke von dem Lichtschrankenempfänger 25b empfangbar ist. Ist die Lichtschranke unterbrochen, so wird das Lichtschrankensignal 26, beispielsweise ein Laserlicht oder Infrarotlicht, von dem Lichtschrankenempfänger 25b nicht empfangen.The photocell emitter 25a sends a light cabinet signal 26 off, in the uninterrupted state of the light barrier of the light barrier receiver 25b is receivable. If the light barrier is interrupted, then the light barrier signal 26 , For example, a laser light or infrared light from the light barrier receiver 25b not received.

Wie im Ausführungsbeispiel der 2 erkennbar ist, werden die beiden Randbereiche des Faserendlosmaterials 15 durch jeweils eine Gabellichtschranke 23 links und rechts überwacht. 2 zeigt dabei einen Schnitt quer durch die Vorrichtung, sodass die Förderung des Faserendlosmaterials 15 aus der Betrachtungsebene heraus ist.As in the embodiment of 2 can be seen, the two edge regions of Faserendlosmaterials 15 by a fork light barrier 23 monitored left and right. 2 shows a section across the device, so that the promotion of fiber endless material 15 out of the viewing plane.

Im Ausführungsbeispiel der 2 weist das Faserendlosmaterial 15 dabei eine normale Faserbreite b, d.h. eine Faserbreite ohne Materialfehler auf, sodass sowohl die linke als auch die rechte Gabellichtschranke unterbrochen sind. Dabei ist der Abstand zwischen den beiden Gabellichtschranken 23 so gewählt, dass der Abstand zwischen den ausgesendeten Lichtschrankensignalen kleiner ist als die normale Faserbreite b des Faserendlosmaterials 15.In the embodiment of 2 has the fiber endless material 15 In this case, a normal fiber width b, ie a fiber width without material defects, so that both the left and the right fork light barrier are interrupted. Here is the distance between the two fork light barriers 23 is selected so that the distance between the emitted light barrier signals is smaller than the normal fiber width b of the fiber endless material 15 ,

Im Ausführungsbeispiel der 2 sind die beiden Lichtschrankenempfänger 25b der beiden Gabellichtschranken 23 mit der Auswerteeinheit 22 verbunden, sodass durch Anliegen eines einfachen elektrischen Signals festgestellt werden kann, ob die Gabellichtschranke unterbrochen ist oder nicht. Im Beispiel der 2, bei dem das Faserendlosmaterial 15 eine fehlerfreie normale Faserbreite b besitzt, sind beide Gabellichtschranken 23 unterbrochen. Verändert sich die Faserbreite und führt dies zu einer nicht unterbrochenen Lichtschranke, so wird ein entsprechend hiermit korrespondierendes Signal von den Lichtschrankenempfängern 25b an die Auswerteeinheit 22 gesendet.In the embodiment of 2 are the two light barrier receivers 25b the two forked light barriers 23 with the evaluation unit 22 connected so that it can be determined by applying a simple electrical signal, whether the fork light barrier is interrupted or not. In the example of 2 in which the fiber endless material 15 has a flawless normal fiber width b, both are fork light barriers 23 interrupted. If the fiber width changes and this leads to an uninterrupted light barrier, a corresponding signal from the light barrier receivers will accordingly be produced 25b to the evaluation unit 22 Posted.

Empfängt nun eine der beiden Gabellichtschranken das Lichtschrankensignal, so wie dies in 3 gezeigt ist, so ist davon auszugehen, dass die Faserbreite b des Faserendlosmaterials 15 einen vorgegebenen Grenzwert der Faserbreite unterschreitet, sodass davon ausgegangen werden muss, dass aufgrund der verringerten Faserbreite das Faserendlosmaterial 15 einen Materialfehler hat. Weist nun eine der beiden Lichtschranken keine Unterbrechung auf, so wird von dem Lichtschrankenempfänger 25b das Lichtschrankensignal 26 empfangen, sodass ein entsprechendes Signal an die Auswerteeinheit 22 übertragen wird, die dann die Signaländerung der Lichtschranke registriert.Now receives one of the two fork light barriers, the light barrier signal, as in 3 is shown, it can be assumed that the fiber width b of the fiber endless material 15 falls below a predetermined limit of the fiber width, so it must be assumed that due to the reduced fiber width of the fiber endless material 15 has a material defect. Now if one of the two light barriers has no interruption, the light barrier receiver will detect 25b the light barrier signal 26 received, so that a corresponding signal to the evaluation 22 is transmitted, which then registers the signal change of the light barrier.

In 3 ist beispielhaft in der oberen Abbildung ein Faserendlosmaterial 15 gezeigt, dass eine Faserbreite b1 besitzt, die aufgrund einer Verdrehung der Faser um 180 Grad um die eigene Längsachse kleiner ist als die Faserbreite b im Normalzustand. In diesem Fall weist sowohl die linke als auch die rechte Gabellichtschranke 23 keine Unterbrechung auf, was durch die Auswerteeinheit 22 registriert wird, die dann für diesen Faserstrang des Faserendlosmaterials 15 einen entsprechenden Materialfehler ausgibt.In 3 is exemplary in the upper figure, a continuous fiber material 15 is shown to have a fiber width b1 which is smaller than the fiber width b in the normal state due to a rotation of the fiber 180 degrees about its own longitudinal axis. In In this case, both the left and the right fork light barrier 23 no interruption to what is done by the evaluation unit 22 is then registered for this fiber strand of the fiber endless material 15 Issues a corresponding material error.

Im unteren Beispiel der 3 ist dabei der Fall gezeigt, dass an der einen Seite des Faserendlosmaterials 15 eine Materialfalte entstanden ist, wodurch das Fasermaterial einseitig in seiner Geometrie verändert wird. Dies wird dadurch detektiert, dass eine der beiden Gabellichtschranken 23 nicht unterbrochen ist, während die andere Gabellichtschranke (in diesem Falle rechts) noch unterbrochen ist. Auch in diesem Fall wird die Auswerteeinheit einen Materialfehler erkennen und eine entsprechende Meldung ausgeben.In the example below 3 the case is shown that on one side of the fiber endless material 15 a material fold has been created, whereby the fiber material is unilaterally changed in its geometry. This is detected by one of the two fork light barriers 23 is not interrupted, while the other fork light barrier (in this case right) is still interrupted. Also in this case the evaluation unit will detect a material error and issue a corresponding message.

Die Kombination mehrerer Sensoren 21 ermöglicht dabei einen modularen Aufbau eines kompakten Sensors, welcher sich in bestehende Anlagen unterschiedlicher Hersteller integrieren lässt. Dadurch können beliebig viele Faserstränge unabhängig voneinander überwacht werden. Ein weiterer Vorteil besteht im Übrigen darin, dass die Überwachung berührungslos erfolgt, sodass es zu keiner Zeit zur Beeinträchtigung oder Beschädigung des Fasermaterials kommt.The combination of several sensors 21 allows a modular design of a compact sensor, which can be integrated into existing systems of different manufacturers. As a result, any number of fiber strands can be monitored independently of each other. Incidentally, another advantage is that the monitoring takes place without contact, so that there is no impairment or damage to the fiber material at any time.

Darüber hinaus lässt sich der Abstand der Gabellichtschranken 23 (vgl. 2) zueinander anpassen, sodass die Sensitivität des Sensors 21 eingestellt werden kann. Je größer dabei der Abstand der Gabellichtschranken 23 (und somit je dichter der Abstand der Lichtschrankensignale 26 zur normalen Faserbreite b) ist, desto sensitiver reagiert der Sensor 21 auf eventuelle Materialfehler bzw. Abweichungen von der normalen bzw. normierten Faserbreite b.In addition, the distance between the fork light barriers can be 23 (see. 2 ), so that the sensitivity of the sensor 21 can be adjusted. The greater the distance between the forked light barriers 23 (And thus the closer the distance of the light barrier signals 26 to the normal fiber width b), the more sensitive the sensor reacts 21 for possible material defects or deviations from the normal or standardized fiber width b.

Das Lichtschrankensignal 26 kann beispielsweise ein emittierendes Infrarotlicht sein, das von einem Sender (IR-LED) ausgesendet und von einem Empfänger (Fototransistor) empfangen wird.The light barrier signal 26 For example, it may be an emitting infrared light emitted by a transmitter (IR-LED) and received by a receiver (phototransistor).

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Faserlegevorrichtung Fiber laying device
1111
Handhabungsautomaten handling machines
1212
Faserlegekopf Fiber laying head
1313
Anpressrolle pressure roller
1414
Faserspeicher fiber storage
1515
Faserendlosmaterial Fiber endless material
1616
Spulen Do the washing up
1717
Zuführeinrichtung feeding
2020
Sensoreinrichtung sensor device
2121
Sensor sensor
2222
Auswerteeinheit evaluation
2323
Gabellichtschranken Slotted Optical Switches
24a24a
Erster Schenkel First leg
24b24b
Zweiter Schenkel Second thigh
24c24c
Steg web
25a25a
Lichtschrankenemitter Photoelectric emitter
25b25b
Lichtschrankenempfänger Light barrier receiver

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102010015027 B4 [0004] DE 102010015027 B4 [0004]
  • EP 2505343 B1 [0004] EP 2505343 B1 [0004]

Claims (13)

Sensoreinrichtung (20) zum Detektieren von Materialfehlern eines Faserendlosmaterials (15) während des Ablegens des Faserendlosmaterials (15) auf einem Werkzeug für die Herstellung eines Faserverbundbauteils, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensor (21) vorgesehen ist, dem das Faserendlosmaterial (15) während des Ablegens kontinuierlich zuführbar ist, wobei der Sensor (21) zum Erfassen der Faserbreite des ihm zugeführten Faserendlosmaterials (15) ausgebildet ist, und eine Auswerteeinheit (22) vorgesehen ist, die zum Detektieren eines Materialfehlers des Faserendlosmaterials (15) in Abhängigkeit von der erfassten Faserbreite des Faserendlosmaterials (15) eingerichtet ist.Sensor device ( 20 ) for detecting material defects of a fiber endless material ( 15 ) during the laying of the fiber endless material ( 15 ) on a tool for the production of a fiber composite component, characterized in that at least one sensor ( 21 ), to which the continuous fiber material ( 15 ) is continuously feedable during deposition, wherein the sensor ( 21 ) for detecting the fiber width of the fiber endless material supplied to it ( 15 ), and an evaluation unit ( 22 ) is provided for detecting a material defect of the fiber endless material ( 15 ) as a function of the detected fiber width of the fiber endless material ( 15 ) is set up. Sensoreinrichtung (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (22) eingerichtet ist festzustellen, ob die Faserbreite des Faserendlosmaterials (15) einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet, wobei bei Unterschreitung des Schwellenwertes ein Materialfehler des Faserendlosmaterials (15) detektiert wird.Sensor device ( 20 ) according to claim 1, characterized in that the evaluation unit ( 22 ) to determine whether the fiber width of the continuous fiber material ( 15 ) falls below a predetermined threshold value, wherein falls below the threshold value, a material error of the fiber endless material ( 15 ) is detected. Sensoreinrichtung (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (21) wenigstens zwei beabstandet zu einander angeordnete Lichtschranken aufweist, deren Abstand zueinander kleiner ist als die Faserbreite des Faserendlosmaterials (15) ohne Materialfehler, wobei die Lichtschranken derart angeordnet sind, dass bei Zuführung des Faserendlosmaterials (15) der Sensoreinrichtung (20) die Lichtschranken unterbrochen sind, wenn das Faserendlosmaterial (15) keinen die Faserbreite bedingenden Materialfehler hat, und dass wenigstens eine Lichtschranke nicht unterbrochen ist, wenn das Faserendlosmaterial (15) einen die Faserbreite bedingenden Materialfehler hat, wobei die Auswerteeinheit (22) zum Detektieren eines Materialfehlers anhand wenigstens einer nicht unterbrochenen Lichtschranke ausgebildet ist.Sensor device ( 20 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the sensor ( 21 ) has at least two spaced-apart light barriers whose distance from one another is smaller than the fiber width of the fiber endless material ( 15 ) without material defects, wherein the light barriers are arranged such that when feeding the fiber endless material ( 15 ) of the sensor device ( 20 ) the light barriers are interrupted when the fiber endless material ( 15 ) has no material defects due to the fiber width, and that at least one light barrier is not interrupted when the fiber endless material ( 15 ) has a fiber width conditional material error, wherein the evaluation unit ( 22 ) is designed for detecting a material error based on at least one uninterrupted light barrier. Sensoreinrichtung (20) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtschranken so ausgebildet sind, dass der Abstand der Lichtschranken zueinander veränderbar ist.Sensor device ( 20 ) according to claim 3, characterized in that the light barriers are formed so that the distance of the light barriers is mutually variable. Sensoreinrichtung (20) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (21) zwei Gabellichtschranken (23) hat, wobei jede Gabellichtschranke (23) an einem ersten Schenkel (24a) einen Lichtschrankenemitter (25a) und an einem zweiten, gegenüberliegenden Schenkel (24b) einen Lichtschrankenempfänger (25b) hat, wobei der erste und der zweite Schenkel (24b) über einen Steg (24c) miteinander verbunden sind, sodass ein u-förmiger Detektionsbereich geschaffen wird, durch den das Faserendlosmaterial (15) hindurchgeführt wird.Sensor device ( 20 ) according to claim 3 or 4, characterized in that the sensor ( 21 ) two fork light barriers ( 23 ), each forked light barrier ( 23 ) on a first leg ( 24a ) a light barrier emitter ( 25a ) and on a second, opposite leg ( 24b ) a light barrier receiver ( 25b ), wherein the first and the second leg ( 24b ) over a bridge ( 24c ) are joined together so that a U-shaped detection area is created, through which the fiber endless material ( 15 ) is passed. Sensoreinrichtung (20) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Gabellichtschranken (23) so angeordnet sind, dass die jeweils offenen Seiten der u-förmigen Detektionsbereiche sich gegenüberliegen.Sensor device ( 20 ) according to claim 5, characterized in that the two fork light barriers ( 23 ) are arranged so that the respective open sides of the U-shaped detection areas are opposite each other. Sensoreinrichtung (20) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gabellichtschranken (23) so ausgebildet sind, dass der Abstand der Gabellichtschranken zueinander veränderbar ist.Sensor device ( 20 ) according to claim 5 or 6, characterized in that the fork light barriers ( 23 ) are formed so that the distance between the fork light barriers is mutually variable. Faserlegevorrichtung (10) zum Legen von Faserendlosmaterial (15) auf ein Werkzeug mit einem Handhabungsautomaten (11), an dessen einem Ende als Endeffektor ein Faserlegekopf (12) zum Ablegen des Faserendlosmaterials (15) angeordnet ist, ein in Bezug auf den Faserlegekopf (12) feststehenden Faserspeicher (14) zum Bereitstellen des abzulegenden Faserendlosmaterials (15) und einer Faserzuführeinrichtung (17) zum Zuführen des Faserendlosmaterials (15) von dem Faserspeicher (14) zu dem Faserlegekopf (12), dadurch gekennzeichnet, dass die Faserlegevorrichtung (10) eine Sensoreinrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 hat. Fiber-laying device ( 10 ) for laying fiber endless material ( 15 ) on a tool with an automatic handling machine ( 11 ), at one end of which a fiber-laying head ( 12 ) for depositing the fiber endless material ( 15 ), with respect to the fiber laying head ( 12 ) fixed fiber storage ( 14 ) for providing the fiber endless material to be deposited ( 15 ) and a fiber supply device ( 17 ) for feeding the fiber endless material ( 15 ) from the fiber storage ( 14 ) to the fiber laying head ( 12 ), characterized in that the fiber laying device ( 10 ) a sensor device ( 20 ) according to one of claims 1 to 7. Faserlegevorrichtung (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (21) der Sensoreinrichtung (20) an der Faserzuführeinrichtung (17) am Faserlegekopf (12) oder im Faserlegekopf (12) angeordnet ist, so dass das Faserendlosmaterial (15) dem Sensor (21) zuführbar ist. Fiber-laying device ( 10 ) according to claim 8, characterized in that the sensor ( 21 ) of the sensor device ( 20 ) at the fiber supply device ( 17 ) on the fiber laying head ( 12 ) or in the fiber laying head ( 12 ) is arranged so that the fiber endless material ( 15 ) the sensor ( 21 ) can be fed. Verfahren zum Detektieren von Materialfehlern eines Faserendlosmaterials (15) während des Ablegens des Faserendlosmaterials (15) auf einem Werkzeug für die Herstellung eines Faserverbundbauteils, dadurch gekennzeichnet, dass während des Ablegens des Faserendlosmaterials (15) kontinuierlich die Faserbreite des Faserendlosmaterials (15) mittels eines Sensors (21) erfasst und ein Materialfehler des Faserendlosmaterials (15) in Abhängigkeit von der erfassten Faserbreite des Faserendlosmaterials (15) mittels einer Auswerteeinheit (22) detektiert wird.Method for detecting material defects of a continuous fiber material ( 15 ) during the laying of the fiber endless material ( 15 ) on a tool for the production of a fiber composite component, characterized in that during the laying of the fiber endless material ( 15 ) continuously the fiber width of the fiber endless material ( 15 ) by means of a sensor ( 21 ) and a material defect of the fiber endless material ( 15 ) as a function of the detected fiber width of the fiber endless material ( 15 ) by means of an evaluation unit ( 22 ) is detected. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Auswerteeinheit (22) festgestellt wird, ob die Faserbreite des Faserendlosmaterials (15) einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet, wobei bei Unterschreitung des Schwellenwertes ein Materialfehler des Faserendlosmaterials (15) detektiert wird.Method according to claim 10, characterized in that by means of the evaluation unit ( 22 ) determines whether the fiber width of the continuous fiber material ( 15 ) falls below a predetermined threshold value, wherein falls below the threshold value, a material error of the fiber endless material ( 15 ) is detected. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserbreite mittels mindestens zweier beabstandeter Lichtschranken als Sensor (21) erfasst wird, wobei der Abstand der beabstandeten Lichtschranken voneinander kleiner ist als die Faserbreite des Faserendlosmaterials (15) ohne Materialfehler.A method according to claim 10 or 11, characterized in that the fiber width by means of at least two spaced light barriers as a sensor ( 21 ) is detected, wherein the distance of the spaced light barriers is smaller than the fiber width of the Faserendlosmaterials ( 15 ) without material defect. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtschranken von dem Faserendlosmaterial (15) unterbrochen werden, wenn das Faserendlosmaterial (15) keinen die Faserbreite bedingenden Materialfehler aufweist, oder wenigstens eine der Lichtschranken nicht unterbrochen ist, wenn das Faserendlosmaterial (15) einen die Faserbreite bedingenden Materialfehler hat, wobei mittels der Auswerteeinheit (22) dann ein Materialfehler anhand der wenigsten einen nicht unterbrochenen Lichtschranke detektiert wird. A method according to claim 12, characterized in that the light barriers of the Faserendlosmaterial ( 15 ) when the continuous fiber material ( 15 ) does not have the fiber width conditional material defects, or at least one of the light barriers is not interrupted when the fiber endless material ( 15 ) has a fiber width conditional material error, wherein by means of the evaluation unit ( 22 ) then a material error on the basis of the least one uninterrupted light barrier is detected.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017128336A1 (en) * 2017-11-29 2019-05-29 Dieffenbacher GmbH Maschinen- und Anlagenbau Laying device and laying method for laying tapes
WO2020030513A1 (en) * 2018-08-09 2020-02-13 Voith Patent Gmbh Device and method for producing fibre stacks
DE102018008739A1 (en) * 2018-11-07 2020-05-07 Senvion Gmbh Method and system for producing a fiber composite component of a wind turbine
FR3138343A1 (en) * 2022-07-29 2024-02-02 Safran ASSEMBLY FOR DETECTING FAILURES ON THE APPLICATION OF FIBER STRIPS BY A FIBER APPLICATION MACHINE

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5562788A (en) * 1994-09-20 1996-10-08 The Boeing Company Composite material laser flaw detection
US20090079998A1 (en) * 2007-09-22 2009-03-26 The Boeing Company Method and apparatus for measuring the width of composite tape
DE102010015027B4 (en) 2010-04-13 2011-11-24 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Fiber-laying device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LU34827A1 (en) * 1955-12-22
US4750965A (en) * 1986-03-28 1988-06-14 The Ingersoll Milling Machine Company Adaptive control for tape laying head having natural path generation
WO2011116191A1 (en) * 2010-03-17 2011-09-22 Zoltek Companies, Inc. Band width control for band forming apparatus
DE202014102032U1 (en) * 2014-04-30 2015-08-03 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Fiber laying head

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5562788A (en) * 1994-09-20 1996-10-08 The Boeing Company Composite material laser flaw detection
US20090079998A1 (en) * 2007-09-22 2009-03-26 The Boeing Company Method and apparatus for measuring the width of composite tape
DE102010015027B4 (en) 2010-04-13 2011-11-24 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Fiber-laying device
EP2505343B1 (en) 2010-04-13 2014-07-23 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. Fibre laying device and method for manufacturing a fibre compound component

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017128336A1 (en) * 2017-11-29 2019-05-29 Dieffenbacher GmbH Maschinen- und Anlagenbau Laying device and laying method for laying tapes
DE102017128336B4 (en) * 2017-11-29 2020-12-24 Dieffenbacher GmbH Maschinen- und Anlagenbau Laying device and laying method for laying tapes
AT520671A3 (en) * 2017-11-29 2021-09-15 Dieffenbacher Gmbh Maschinen Laying device and laying method for laying tapes
AT520671B1 (en) * 2017-11-29 2021-09-15 Dieffenbacher Gmbh Maschinen Laying device and laying method for laying tapes
WO2020030513A1 (en) * 2018-08-09 2020-02-13 Voith Patent Gmbh Device and method for producing fibre stacks
DE102018008739A1 (en) * 2018-11-07 2020-05-07 Senvion Gmbh Method and system for producing a fiber composite component of a wind turbine
FR3138343A1 (en) * 2022-07-29 2024-02-02 Safran ASSEMBLY FOR DETECTING FAILURES ON THE APPLICATION OF FIBER STRIPS BY A FIBER APPLICATION MACHINE

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