DE102016125528B4 - Method of inspecting a fibrous material deposit and computer program product - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Prüfen einer Ablage eines Fasermaterials mithilfe eines Industrieroboters bei einer Herstellung von Faserverbundwerkstücken, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst in einer Offline-Programmier-Umgebung, in der ein Formwerkzeug mit seiner Ablagefläche, ein abgelegtes Fasermaterial (102), der Industrieroboter und eine Kameraeinrichtung (104)verfügbar sind, durch Vergleichen eines Messfensters (100) und des abgelegten Fasermaterials (102) ein Fasermaterialbereich (110) und ein Nichtfasermaterialbereich (112) des Messfensters (100) bestimmt werden, und dem Nichtfasermaterialbereich (112) zugeordnete Messwerte vor Durchführen einer realen Messwertaufnahme von einer weiteren Berücksichtigung ausgeschlossen werden, um unter Berücksichtigung eines Vergleichsergebnisses Messwerte automatisiert vorzuselektieren.Method for checking a deposit of a fiber material using an industrial robot when manufacturing fiber composite workpieces, characterized in that initially in an offline programming environment in which a mold with its deposit area, a deposited fiber material (102), the industrial robot and a camera device ( 104) are available, by comparing a measurement window (100) and the deposited fiber material (102), a fiber material area (110) and a non-fiber material area (112) of the measurement window (100) are determined, and the non-fiber material area (112) associated measured values before performing a real Recording of measured values can be excluded from further consideration in order to automatically preselect measured values taking into account a comparison result.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen einer Ablage eines Fasermaterials mithilfe eines Industrieroboters bei einer Herstellung von Faserverbundwerkstücken. Außerdem betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt.The invention relates to a method for checking a placement of a fiber material using an industrial robot when manufacturing fiber composite workpieces. The invention also relates to a computer program product.
Aus der
Aus der
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren zu verbessern. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Computerprogrammprodukt zu verbessern.The object of the invention is to improve a method mentioned at the outset. In addition, the invention is based on the object of improving a computer program product mentioned at the outset.
Die Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Außerdem wird die Aufgabe gelöst mit einem Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The object is achieved with a method having the features of claim 1. The object is also achieved with a computer program product having the features of claim 8. Advantageous embodiments and developments are the subject matter of the dependent claims.
Das Verfahren kann zum Prüfen eine Lage des Fasermaterials dienen. Das Verfahren kann zum Prüfen eine Orientierung des Fasermaterials dienen. Das Verfahren kann zum Prüfen von Faserwinkeln des Fasermaterials dienen.The method can be used to test a layer of the fiber material. The method can be used to check an orientation of the fiber material. The method can be used to check fiber angles of the fiber material.
Das Fasermaterial kann biegeschlaff sein. Das Fasermaterial kann wenigstens zwei verkreuzte Fasersysteme aufweisen. Das Fasermaterial kann textile Eigenschaften aufweisen. Das Fasermaterial kann als Konfektionsteil vorliegen. Das Fasermaterial kann als Zuschnitt vorliegen. Das Fasermaterial kann als Gewebe, Gewirk, Gestrick, Geflecht, Nähgewirke oder Tape vorliegen. Das Fasermaterial kann organische Fasern, wie Aramidfasern, Kohlenstofffasern, Polyester-Fasern, Nylon-Fasern, Polyethylen-Fasern, Plexiglas-Fasern, und/oder anorganische Fasern, wie Basaltfasern, Borfasern, Glasfasern, Keramikfasern, Kieselsäurefasern, aufweisen. Die Fasern können Filamente aufweisen. Die Filamente können zu Rovings zusammengefasst sein. Das Fasermaterial kann ein erstes Fasersystem und ein zweites Fasersystem aufweisen. Die Fasern eines Fasersystems können zumindest annähernd gleich gerichtet sein. Die Fasern eines Fasersystems können zueinander zumindest annähernd parallel verlaufen. Das Fasermaterial kann ein Faserhalbzeug sein. Das Fasermaterial kann ein trockenes Faserhalbzeug sein.The fiber material can be limp. The fiber material can have at least two crossed fiber systems. The fiber material can have textile properties. The fiber material can be present as a ready-made part. The fiber material can be in the form of a blank. The fiber material can be in the form of a woven, knitted or crocheted fabric, braid, stitched fabric or tape. The fiber material can have organic fibers such as aramid fibers, carbon fibers, polyester fibers, nylon fibers, polyethylene fibers, Plexiglas fibers and/or inorganic fibers such as basalt fibers, boron fibers, glass fibers, ceramic fibers, silica fibers. The fibers can have filaments. The filaments can be combined into rovings. The fiber material can have a first fiber system and a second fiber system. The fibers of a fiber system can be aligned at least approximately in the same way. The fibers of a fiber system can run at least approximately parallel to one another. The fiber material can be a semi-finished fiber product. The fiber material can be a dry semi-finished fiber product.
Das Fasermaterial kann zum Herstellen eines Faserverbundwerkstücks dienen. Das Fasermaterial kann zur Einbettung in eine Matrixkomponente dienen. Die Matrixkomponente kann eine thermoplastische Matrix aufweisen. Die Matrixkomponente kann Polyetheretherketon (PEEK), Polyphenylensulfid (PPS), Polysulfon (PSU), Polyetherimid (PEI) und/oder Polytetrafluorethen (PTFE) aufweisen. Die Matrixkomponente kann eine duroplastische Matrix aufweisen. Die Matrixkomponente kann Epoxidharz (EP), ungesättigtes Polyesterharz (UP), Vinylesterharz (VE), Phenol-Formaldehydharz (PF), Diallylphthalatharz (DAP), Methacrylatharz (MMA), Polyurethan (PUR) und/oder Aminoharze, wie Melaminharz (MF/MP) oder Harnstoffharz (UF), aufweisen. Die Matrixkomponente kann Benzoxaine aufweisen.The fiber material can be used to produce a fiber composite workpiece. The fiber material can be used for embedding in a matrix component. The matrix component can have a thermoplastic matrix. The matrix component can have polyetheretherketone (PEEK), polyphenylene sulfide (PPS), polysulfone (PSU), polyetherimide (PEI) and/or polytetrafluoroethene (PTFE). The matrix component can have a duroplastic matrix. The matrix component can be epoxy resin (EP), unsaturated polyester resin (UP), vinyl ester resin (VE), phenol formaldehyde resin (PF), diallyl phthalate resin (DAP), methacrylate resin (MMA), polyurethane (PUR) and/or amino resins such as melamine resin (MF/ MP) or urea resin (UF). The matrix component can include benzoxaines.
Das Fasermaterial ist an einer Ablagefläche abgelegt. Das Fasermaterial kann drapiert abgelegt sein. Das Drapieren kann ein Umformen des Fasermaterials und ein Ablegen des Fasermaterials an der Ablagefläche umfassen. Das Drapieren kann zum Anpassen des Materials an die Ablagefläche dienen. Das Drapieren kann dazu dienen, vorgegebene Faserverläufe darzustellen. Das Fasermaterial kann beim Drapieren zumindest abschnittsweise umgeformt, gestreckt und/oder verzogen werden.The fiber material is deposited on a storage area. The fiber material can be laid down in a draped manner. The draping can include reshaping the fibrous material and laying the fibrous material on the support surface. The draping can be used to match the material to the shelf. The draping can serve to represent predetermined fiber courses. During draping, the fiber material can be deformed, stretched and/or distorted at least in sections.
Die Ablagefläche kann zumindest abschnittsweise eben sein. Die Ablagefläche kann zumindest abschnittsweise gekrümmt sein. Die Ablagefläche kann zumindest abschnittsweise mehrfach und/oder räumlich gekrümmt sein. Die Ablagefläche kann zumindest abschnittsweise konvex und/oder konkav gekrümmt sein. Die Ablagefläche kann eine Oberfläche eines Formwerkzeugs sein. An der Ablagefläche kann bereits Fasermaterial angeordnet sein. Das Fasermaterial kann an der Ablagefläche und/oder an einem bereits an der Ablagefläche angeordneten Material abgelegt sein.The storage area can be flat, at least in sections. The storage surface can be curved at least in sections. The storage area can be multiplied and/or at least in sections be spatially curved. The storage surface can be curved convexly and/or concavely, at least in sections. The shelf can be a surface of a mold. Fibrous material can already be arranged on the storage surface. The fiber material can be deposited on the storage surface and/or on a material already arranged on the storage surface.
Der Industrieroboter kann einen Manipulator aufweisen. Der Industrieroboter kann einen Effektor aufweisen. Der Industrieroboter kann eine elektrische Steuereinrichtung aufweisen. Die Steuereinrichtung kann zum Kontrollieren des Industrieroboters und/oder des Effektors dienen. Der Effektor kann Wirkmodule zum Aufnehmen, Halten, Drapieren und/oder Ablegen des Fasermaterials aufweisen. Der Effektor kann eine Kameraeinrichtung aufweisen. Die Kameraeinrichtung kann eine Kamera aufweisen. Die Kamera kann eine Digitalkamera sein. Die Kameraeinrichtung kann eine Kameraoptik aufweisen.The industrial robot can have a manipulator. The industrial robot can have an effector. The industrial robot can have an electrical control device. The control device can be used to control the industrial robot and/or the effector. The effector can have active modules for receiving, holding, draping and/or depositing the fiber material. The effector can have a camera device. The camera device can have a camera. The camera can be a digital camera. The camera device can have camera optics.
Das Faserverbundwerkstück kann in einem Laminierverfahren hergestellt werden. Das Faserverbundwerkstück kann in einem Harzinjektionsverfahren hergestellt werden. Das Faserverbundwerkstück kann in einem Vakuum-Infusionsverfahren hergestellt werden. Das Faserverbundwerkstück kann in einem Spritzpressverfahren, auch Resin Transfer Moulding (RTM), hergestellt werden. Das Faserverbundwerkstück kann ein Fahrzeugbauteil sein. Das Fahrzeug kann ein Landfahrzeug, Kraftfahrzeug, Luftfahrzeug, Wasserfahrzeug oder Raumfahrzeug sein.The fiber composite workpiece can be produced in a lamination process. The fiber composite workpiece can be manufactured in a resin injection process. The fiber composite workpiece can be produced in a vacuum infusion process. The fiber composite workpiece can be manufactured using a transfer molding process, also known as resin transfer molding (RTM). The fiber composite workpiece can be a vehicle component. The vehicle may be a land vehicle, automobile, aircraft, watercraft, or spacecraft.
Das Offline-Programmier-Verfahren kann ein Programmier-Verfahren sein, bei dem der Industrieroboter nicht benötigt wird. Das Offline-Programmier-Verfahren kann Offline an einem/einer von dem Industrieroboter unabhängigen Computer, Computernetz, programmierbaren Steuereinrichtung oder einer sonstigen programmierbaren Vorrichtung durchgeführt werden. Das Offline-Programmier-Verfahren kann ein textuelles Programmier-Verfahren, ein CAD gestütztes Programmier-Verfahren, ein Makroprogrammierverfahren oder ein akustisches Programmier-Verfahren sein.The offline programming method can be a programming method in which the industrial robot is not required. The offline programming method can be performed offline on a computer, computer network, programmable controller, or other programmable device independent of the industrial robot. The offline programming method can be a textual programming method, a CAD-based programming method, a macro programming method or an acoustic programming method.
Das Messfenster kann ein Kamerabildbereich sein, in dem Messungen durchgeführt werden können. Das Messfenster kann dem Kamerabildbereich entsprechen. Das Messfenster kann kleiner als der Kamerabildbereich sein. Das abgelegte Fasermaterial kann eine Randkontur aufweisen. Das abgelegte Fasermaterial kann eine sichtbare Struktur aufweisen.The measurement window can be a camera image area in which measurements can be carried out. The measurement window can correspond to the camera image area. The measurement window can be smaller than the camera image area. The laid fiber material can have an edge contour. The deposited fiber material can have a visible structure.
Das Vorselektieren kann ein Einschließen von Messwerten umfassen. Das Vorselektieren kann ein Einschließen vorbestimmter Messwerte umfassen. Das Vorselektieren kann ein Ausschließen von Messwerten umfassen. Das Vorselektieren kann ein Ausschließen vorbestimmter Messwerte umfassen.Pre-selecting may include including measurements. Pre-selecting may include including predetermined measurements. The pre-selection can include excluding measured values. The pre-selection can include excluding predetermined measured values.
Die Messwerte können jeweils wenigstens eine Größe aufweisen, die eine Lage, eine Orientierung und/oder Faserwinkel des Fasermaterials zumindest annähernd repräsentiert. Die Messwerte können jeweils wenigstens eine Größe aufweisen, die eine Unterscheidung des Fasermaterials und eines Nichtfasermaterials ermöglicht. Das Nichtfasermaterial kann eine Ablagefläche und/oder anderes Fasermaterial sein. Die Messwerte können jeweils wenigstens eine Größe aufweisen, die ein Erkennen von Faserverläufen ermöglicht.The measured values can each have at least one variable that at least approximately represents a position, an orientation and/or fiber angle of the fiber material. The measured values can each have at least one variable that enables a distinction to be made between the fibrous material and a non-fibrous material. The non-fibrous material may be a shelf and/or other fibrous material. The measured values can in each case have at least one variable that enables fiber paths to be identified.
Der Vergleich kann mithilfe eines Modells einer Ablagefläche durchgeführt werden. Der Vergleich kann mithilfe eines Modells des Industrieroboters durchgeführt werden. Der Vergleich kann mithilfe eines Modells einer Kameraeinrichtung durchgeführt werden. Das Modell kann ein rechnergestützt erstelltes Modell sein. Das Modell kann ein CAD-Modell sein.The comparison can be made using a model of a shelf. The comparison can be made using a model of the industrial robot. The comparison can be performed using a model of a camera setup. The model can be a computer-aided model. The model can be a CAD model.
Ein Fasermaterialbereich und ein Nichtfasermaterialbereich des Messfensters werden bestimmt. Der Fasermaterialbereich kann zusammenhängend sein oder mehrere Teilbereiche umfassen. Der Fasermaterialbereich kann ein Bereich sein, in dem zumindest überwiegend das Fasermaterial sichtbar ist. Der Nichtfasermaterialbereich kann zusammenhängend sein oder mehrere Teilbereiche umfassen. Der Nichtfasermaterialbereich kann ein Bereich sein, in dem zumindest überwiegend von dem Fasermaterial Abweichendes sichtbar ist. In dem Nichtfasermaterialbereich kann zumindest überwiegend eine Ablagefläche und/oder anderes Fasermaterial sichtbar ist.A fibrous material area and a non-fibrous material area of the measurement window are determined. The fibrous material area can be continuous or can comprise several partial areas. The fibrous material area can be an area in which the fibrous material is at least predominantly visible. The non-fibrous material area can be continuous or can comprise several sub-areas. The non-fibrous material area can be an area in which at least predominantly different from the fibrous material is visible. In the non-fibrous material area, a shelf and/or other fibrous material can be seen at least predominantly.
Die Messwerte werden jeweils dem Fasermaterialbereich oder dem Nichtfasermaterialbereich zugeordnet. Dem Fasermaterialbereich zugeordnete Messwerte können bei einem Prüfen berücksichtigt werden. Dem Nichtfasermaterialbereich zugeordnete Messwerte werden von einer weiteren Berücksichtigung ausgeschlossen. Dem Nichtfasermaterialbereich zugeordnete Messwerte werden vor Durchführen einer realen Messwertaufnahme von einer weiteren Berücksichtigung ausgeschlossen. Eine reale Messwertaufnahme kann eine tatsächliche Messwertaufnahme mithilfe des Industrieroboters und einer Kameraeinrichtung sein.The measured values are assigned to the fiber material area or the non-fiber material area. Measured values assigned to the fiber material area can be taken into account during testing. Measured values assigned to the non-fibrous material area are excluded from further consideration. Measured values assigned to the non-fibrous material area are excluded from further consideration before a real measured value recording is carried out. A real measured value recording can be an actual measured value recording using the industrial robot and a camera device.
Das Messfenster kann in Messzellen unterteilt werden. Jede der Messzellen kann dem Fasermaterialbereich oder dem Nichtfasermaterialbereich zugeordnet werden. Das Messfenster kann wenigstens eine Messzelle aufweisen. Das Messfenster kann mehrere Messzellen aufweisen. Eine maximale Anzahl von Messzellen des Messfensters kann einer Auflösung der Kamera entsprechen.The measurement window can be divided into measurement cells. Each of the measuring cells can be assigned to the fiber material area or the non-fiber material area. The measuring window can do little have at least one measuring cell. The measurement window can have several measurement cells. A maximum number of measurement cells of the measurement window can correspond to a resolution of the camera.
Die Messzellen können jeweils unter Berücksichtigung eines Schwellwerts zugeordnet werden. Der Schwellwert kann vorbestimmt sein. Der Schwellwert kann einstellbar sein.The measuring cells can each be assigned taking a threshold value into account. The threshold can be predetermined. The threshold can be adjustable.
Nachfolgend können mithilfe einer Kameraeinrichtung Messwerte eines abgelegten Fasermaterials aufgenommen werden. Mithilfe der Kameraeinrichtung können reale Messwerte des abgelegten Fasermaterials aufgenommen werden. Reale Messwerte können mithilfe der Kameraeinrichtung tatsächlich aufgenommene Messwerte sein.Subsequently, measured values of a deposited fiber material can be recorded with the aid of a camera device. With the help of the camera device, real measured values of the deposited fiber material can be recorded. Real readings can be readings actually recorded using the camera setup.
Nachfolgend kann die Ablage des Fasermaterials unter Berücksichtigung der automatisiert vorselektierten Messwerte geprüft werden. Die Messwerte können nachselektiert werden. Es können Faserwinkel des Fasermaterials geprüft werden.The placement of the fiber material can then be checked taking into account the automatically preselected measured values. The measured values can be reselected. Fiber angles of the fiber material can be checked.
Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergibt sich somit durch die Erfindung unter anderem ein Verfahren zum Aussortieren von ungültigen Messwerten.In summary and presented in other words, the invention thus results, among other things, in a method for sorting out invalid measured values.
Die ungültigen Messwerte können mithilfe einer Kombination aus einer CAD-Umgebung, einer Offline-Programmier-Umgebung und Daten eines Kamerasystems, das beispielsweise einen Faserwinkelsensor aufweist, aussortiert werden. Eine Definition von ungültigen Messwerten kann bereits im Vorhinein durch automatische Berücksichtigung von Zusatzinformationen aus einerseits dem Messprozess und andererseits der Bauteilgeometrie erfolgen. Somit kann eine automatische Messwertauswahl getroffen werden noch bevor aufwendig ausgewertet wird. Anhand einer Geometrie, die innerhalb der CAD-Umgebung vorliegen kann, können Randbedingungen für einen zu messenden Bereich definiert werden. Mithilfe von Daten zu einer Kameraoptik kann ein Messfenster in der CAD-Umgebung definiert werden. Durch Positionieren und Orientieren des Kamerasystems in der Offline-Programmier-Umgebung kann überprüft werden, ob sich das Messfenster komplett auf einer Bauteilgeometrie befindet oder nicht. Falls es nicht oder nur teilweise auf der Bauteilgeometrie liegt, kann somit auch bestimmt werden, welche Bereiche für eine spätere Auswertung ungültig wären und nicht weiter im Mess- und Auswerteprozess berücksichtigt werden sollen.The invalid measurement values can be sorted out using a combination of a CAD environment, an offline programming environment and data from a camera system which has, for example, a fiber angle sensor. Invalid measurement values can be defined in advance by automatically taking into account additional information from the measurement process on the one hand and the component geometry on the other. In this way, an automatic measurement value selection can be made even before complex evaluation is carried out. Boundary conditions for an area to be measured can be defined on the basis of a geometry that can exist within the CAD environment. A measurement window can be defined in the CAD environment using data from a camera lens. By positioning and orienting the camera system in the offline programming environment, it can be checked whether the measuring window is completely on a component geometry or not. If it is not or only partially on the component geometry, it can also be determined which areas would be invalid for a later evaluation and should not be considered further in the measurement and evaluation process.
Bereits für eine automatisierte Messwertgenerierung verwendete Tools und die Kameraoptik können kombiniert werden. Mit diesen Zusatzinformationen können Bereiche, die außerhalb einer Bauteilgeometrie liegen, definiert werden. Auszuschließende Messpositionen können definiert werden noch bevor die eigentliche Messung stattfindet. Eine Auswertung kann automatisiert werden, da in nachfolgenden Auswertealgorithmen bereits berücksichtigt werden kann, welche Bereiche nicht berücksichtigt werden sollen. Eine Menge an fehlerhaften Messwerten kann bereits im Voraus reduziert werden. Durch eine vorgelagerte Festlegung von auszuwertenden Messdaten wird eine Unabhängigkeit von Formoberflächen, Hintergründen und anderen bildstörenden Objekten erhöht. Auch eine Messqualität ist nicht maßgebend für das Verfahren, da die Definition der Messbereiche bereits vor der Messung stattfindet. Diese Unabhängigkeiten machen das Verfahren robust gegen Störgrößen. Je nach Kamerasystem und Datenformat ist das Verfahren auf alle Größen von Bauteilen und Messfenstern skalierbar.Tools already used for automated measurement value generation and the camera optics can be combined. This additional information can be used to define areas that are outside of a component geometry. Measurement positions to be excluded can be defined before the actual measurement takes place. An evaluation can be automated since subsequent evaluation algorithms can already take into account which areas should not be taken into account. A lot of erroneous readings can be reduced in advance. Independence from form surfaces, backgrounds and other image-disturbing objects is increased by prior definition of measurement data to be evaluated. A measurement quality is also not decisive for the method, since the definition of the measurement ranges takes place before the measurement. This independence makes the method robust against disturbance variables. Depending on the camera system and data format, the process can be scaled to all sizes of components and measurement windows.
Mit „kann“ sind insbesondere optionale Merkmale der Erfindung bezeichnet. Demzufolge gibt es jeweils ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das das jeweilige Merkmal oder die jeweiligen Merkmale aufweist.In particular, “may” denotes optional features of the invention. Accordingly, there is in each case an exemplary embodiment of the invention which has the respective feature or features.
Mit der Erfindung wird ein Prüfaufwand reduziert. Ein manueller Arbeitsanteil wird reduziert. Eine Herstellungsqualität und/oder eine Prozesssicherheit werden/wird erhöht. Herstellkosten und/oder eine Herstellungszeit werden/wird reduziert. Ein Toleranzband ist reduzierbar.With the invention, a test effort is reduced. A manual work share is reduced. Manufacturing quality and/or process reliability are/is increased. Manufacturing costs and/or a manufacturing time are/is reduced. A tolerance band can be reduced.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben. Aus dieser Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile. Konkrete Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen. Mit anderen Merkmalen verbundene Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können auch einzelne Merkmale der Erfindung darstellen.Exemplary embodiments of the invention are described in more detail below with reference to figures. Further features and advantages result from this description. Specific features of these exemplary embodiments can represent general features of the invention. Features of these exemplary embodiments that are associated with other features can also represent individual features of the invention.
Es zeigen schematisch und beispielhaft:
-
1 einen Vergleich eines Messfensters und eines abgelegten Fasermaterials in einem Offline-Programmier-Verfahren und -
2 ein Messfenster mit Messzellen.
-
1 a comparison of a measurement window and a deposited fiber material in an offline programming method and -
2 a measuring window with measuring cells.
Zum Herstellen eines Faserverbundwerkstücks wird zunächst ein konfektioniertes Fasermaterial an einer Ablagefläche eines Formwerkzeugs abgelegt und/oder drapiert. Nachfolgend werden/wird mithilfe eines Industrieroboters und einer Kameraeinrichtung eine Lage, eine Orientierung und/oder Faserwinkel des abgelegten und/oder drapierten Fasermaterials geprüft.To produce a fiber composite workpiece, a ready-made fiber material is first placed and/or draped on a support surface of a mold. A position, an orientation and/or fiber angle of the laid and/or draped fiber material is then checked with the aid of an industrial robot and a camera device.
Um einen Prüfaufwand zu reduzieren werden bereits vor einer realen Prüfung Messwerte in dem Offline-Programmier-Verfahren automatisiert vorselektiert. Dazu werden, wie in
Das Formwerkzeug mit seiner Ablagefläche, das Fasermaterial 102, der Industrieroboter und die Kameraeinrichtung 104 mit Kamera 106 und Kameraoptik 108 sind in einer Offline-Programmier-Umgebung verfügbar.The mold with its storage area, the
Um eine exakte Position des Formwerkzeugs zu definieren, wird eine Basis auf dem realen Formwerkzeugs eingemessen und in die Offline-Programmier-Umgebung übertragen. Mit dem in der Offline-Programmier-Umgebung definierten Formwerkzeug werden Messpunkte auf dem Formwerkzeug erzeugt, sodass das Fasermaterial 102 vollständig erfasst wird. Für diese Messpunkte wird ein Roboterprogramm generiert, in dem jeweils ein Faserwinkel, eine Position des Faserwinkels und eine Orientierung des Faserwinkels definiert sind.In order to define an exact position of the mold, a basis is measured on the real mold and transferred to the offline programming environment. With the form tool defined in the offline programming environment, measuring points are generated on the form tool, so that the
Im Bildausschnitt des Messfensters 100 gibt es einen Fasermaterialbereich 110, in dem das Messfenster 100 auf dem Fasermaterial 102 liegt, und einen Nichtfasermaterialbereich 112, in dem das Messfenster 100 außerhalb des Fasermaterials 102 auf dem Formwerkzeug oder einem darunterliegenden Fasermaterial liegt.In the image section of the
Mithilfe von Randbedingungen der Kameraeinrichtung 104 und den gesammelten Informationen der Offline-Programmier-Umgebung wird überprüft, in welchem Bereich das Messfenster100 sowohl auf dem Fasermaterial 102 als auch dem Formwerkzeug oder einem darunterliegenden Fasermaterial liegt. Das Vorgehen dabei ist wie folgt: 1. Eine Information aus dem Aufbau der Kameraeinrichtung und eine Orientierung bzw. Position des Messgerätes aus der Offline-Programmier-Umgebung werden genutzt, um eine Projektion auf eine Messoberfläche zu errechnen. 2. Eine Geometrieinformation aus eine CADSystem zusammen mit einer Position des Fasermaterials wird genutzt, um einen gültigen Messbereich auf der Messoberfläche zu definieren. 3. Eine Verrechnung der Projektion (Schritt 1) mit dem gültigen Messbereich (Schritt 2) ergibt für das jeweilige Messfenster gültige und ungültige Bereiche.Boundary conditions of the
Das Messfenster 100 kann, wie in
Je nach Wahl eines Schwellwerts für eine Zulässigkeit von Nichtfasermaterialbereich 112 in jeder Messzelle 114, 116, 118, 120 wird für jedes Messfenster 100 definiert, welche Messzelle 114, 116, 118, 120 für eine anschließende Auswertung verwendet werden.Depending on the selection of a threshold value for a permissibility of
Mit diesen Informationen wird dann eine reale Messung durchgeführt. Hierbei erkennt ein Computerprogramm die Informationen aus der Offline-Programmier-Umgebung und markiert alle Messzellen 114, 116, 118, 120, die als gültig und damit auswertbar definiert wurden und welche nicht. Bei der in
BezugszeichenlisteReference List
- 100100
- Messfenstermeasurement window
- 102102
- Fasermaterialfiber material
- 104104
- Kameraeinrichtungcamera setup
- 106106
- Kameracamera
- 108108
- Kameraoptikcamera optics
- 110110
- Fasermaterialbereichfiber material area
- 112112
- Nichtfasermaterialbereichnon-fibrous material area
- 114114
- Messzellemeasuring cell
- 116116
- Messzellemeasuring cell
- 118118
- Messzellemeasuring cell
- 120120
- Messzellemeasuring cell
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102019204278A1 (en) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | MTU Aero Engines AG | Handling of coated fibers for composite materials |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19527446A1 (en) | 1995-04-28 | 1996-10-31 | Karl Deutsch Pruef Und Mesgera | Method for optical surface inspection of workpieces |
| US5764536A (en) | 1994-12-19 | 1998-06-09 | Omron Corporation | Method and device to establish viewing zones and to inspect products using viewing zones |
| US20110017381A1 (en) | 2006-01-24 | 2011-01-27 | Ingersoll Machine Tools, Inc. | Visual Fiber Placement Inspection |
| DE102013203800A1 (en) | 2013-03-06 | 2014-09-11 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Method for testing workpieces, apparatus for carrying out such a method and computer program product for controlling such a device and for carrying out such a method |
| DE102013213894A1 (en) | 2013-07-16 | 2015-01-22 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Effector and method for testing workpieces |
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Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10033366B4 (en) * | 2000-07-08 | 2007-10-04 | Festo Ag & Co. | Method and detection device for detecting parameters on mechanical devices |
| US20050117017A1 (en) * | 2003-12-01 | 2005-06-02 | Baer Richard L. | System and method for imaging regions of interest |
| DE102013209800A1 (en) * | 2013-05-27 | 2014-11-27 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Method for parameterizing an image processing system for monitoring a machine tool |
-
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5764536A (en) | 1994-12-19 | 1998-06-09 | Omron Corporation | Method and device to establish viewing zones and to inspect products using viewing zones |
| DE19527446A1 (en) | 1995-04-28 | 1996-10-31 | Karl Deutsch Pruef Und Mesgera | Method for optical surface inspection of workpieces |
| US20110017381A1 (en) | 2006-01-24 | 2011-01-27 | Ingersoll Machine Tools, Inc. | Visual Fiber Placement Inspection |
| DE102013203800A1 (en) | 2013-03-06 | 2014-09-11 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Method for testing workpieces, apparatus for carrying out such a method and computer program product for controlling such a device and for carrying out such a method |
| DE102013213894A1 (en) | 2013-07-16 | 2015-01-22 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Effector and method for testing workpieces |
| DE102013110667A1 (en) | 2013-09-26 | 2015-03-26 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Method for the non-destructive inspection of three-dimensional workpieces and apparatus for carrying out such a method |
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