DE102019103442A1 - Method for the production of a fiber composite component using data glasses - Google Patents
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Abstract
Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils, beinhaltend ein Einlegen von Teilsegmenten (6.0) aus einem Fasermaterial in eine Form (7) gemäß einem elektronisch gespeicherten Belegeplan (5), bei dem der Belegeplan (5) einem realen Bild der Form (7) überlagert und mittels einer Datenbrille (1) optisch dargestellt wird.A method is proposed for the production of a fiber composite component, including inserting subsegments (6.0) from a fiber material into a form (7) according to an electronically stored layout plan (5), in which the layout plan (5) is a real image of the shape (7) is superimposed and displayed optically by means of data glasses (1).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils gemäß Anspruch 1.The invention relates to a method for producing a fiber composite component according to
Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung einer Datenbrille bei der Fertigung von Faserverbundbauteilen, insbesondere zur Fertigung von Strukturteilen für die Luftfahrt, gemäß Anspruch 13.The invention also relates to the use of data glasses in the production of fiber composite components, in particular for the production of structural parts for aviation, according to claim 13.
Außerdem betrifft die Erfindung ein System für die Herstellung von Faserverbundbauteilen gemäß Anspruch 14.The invention also relates to a system for the production of fiber composite components according to claim 14.
Datenbrillen als solche sind dem Fachmann spätestens seit der Veröffentlichung von „Google Glass“ bekannt, insbesondere für industrielle Anwendungen in Form der „Google Glass 2“, die beispielsweise in der
Unter erweiterter Realität (englisch „augmented reality“, kurz AR) versteht man die computergestützte Erweiterung der Realitätswahrnehmung. Diese Information kann alle menschlichen Sinnesmodalitäten ansprechen. Häufig wird jedoch unter erweiterter Realität die visuelle Darstellung von Informationen verstanden, also die Ergänzung von Bildern oder Videos mit computergenerierten Zusatzinformationen oder virtuellen Objekten mittels Einblendung/Überlagerung.Augmented reality (AR) is the computer-aided expansion of the perception of reality. This information can appeal to all human sensory modalities. However, augmented reality is often understood to mean the visual representation of information, i.e. the addition of images or videos with computer-generated additional information or virtual objects by means of fading in / overlay.
Im Gegensatz zur virtuellen Realität, bei welcher der Benutzer komplett in eine virtuelle Welt eintaucht, steht bei der erweiterten Realität die Darstellung zusätzlicher Informationen im Vordergrund. Dies zieht entsprechende technische Anforderungen an die Positionsbestimmung (Tracking) und Kalibrierung nach sich, welche dem Fachmann bekannt sind und als solche nicht Teil der vorliegenden Erfindung sein sollen.In contrast to virtual reality, in which the user is completely immersed in a virtual world, the display of additional information is in the foreground in augmented reality. This entails corresponding technical requirements for position determination (tracking) and calibration, which are known to the person skilled in the art and as such should not be part of the present invention.
Die Literatur verwendet im Hinblick auf AR meist eine Definition, wonach die virtuelle Realität und die Realität miteinander kombiniert (teilweise überlagert) sind, eine Interaktivität in Echtzeit gegeben ist und reale und virtuelle Objekte dreidimensional zueinander in Bezug stehen. Diese Definition soll auch hier zugrunde liegen.With regard to AR, the literature mostly uses a definition according to which virtual reality and reality are combined with one another (partially superimposed), there is interactivity in real time and real and virtual objects are three-dimensionally related to one another. This definition should also form the basis here.
Unter einem AR-System (kurz ARS) versteht man das System der technischen Bestandteile, die nötig sind, um eine Augmented-Reality-Anwendung aufzubauen: Dies kann z.B. eine Kamera, Trackinggeräte, Unterstützungssoftware usw., wie sie insbesondere in der oben erwähnten Datenbrille enthalten sind.An AR system (ARS for short) is the system of technical components that are necessary to set up an augmented reality application: This can e.g. a camera, tracking devices, support software, etc., such as those contained in the above-mentioned data glasses.
Die Anmelderin beschäftigt sich mit der Herstellung von Fluggeräten, speziell elektrisch angetriebenen Multikoptern zur Personen- und Lastenbeförderung. Hierzu werden leichte und widerstandsfähige Strukturteile benötigt, die regelmäßig als Faserverbundbauteile ausgeführt sind.The applicant deals with the production of aircraft, especially electrically powered multicopters for the transport of people and loads. For this, lightweight and resistant structural parts are required, which are regularly designed as fiber composite components.
Generell werden für die Luftfahrt - aber nicht nur dort - Strukturteile in der Regel aus Faserverbundwerkstoffen hergestellt, welche durch schichtweises Übereinanderlegen und Verkleben von Teilsegmenten in einer Form hergestellt werden. Zur Herstellung solcher Faserverbundbauteile werden also regelmäßig Gewebe-Teile oder -Teilsegmente verwendet, beispielsweise und ohne Beschränkung aus Glasfaser, die nach einem vorgegebenen Schema/Muster (sog. Belegeplan) in eine Form eingelegt (sog. Belegung) und anschließend verklebt werden, beispielsweise mit einem geeigneten Kunstharz. Die Gewebe-Teile können auch schon mit dem Kleber (sog. Matrixmaterial) vorbehandelt sein.In general, structural parts for aviation - but not only there - are usually made of fiber composite materials, which are produced by layering and gluing sub-segments in a mold. For the production of such fiber composite components, tissue parts or sub-segments are regularly used, for example and without limitation made of glass fiber, which are inserted into a mold (so-called assignment) according to a predetermined scheme / pattern (so-called assignment) and then glued, for example with a suitable synthetic resin. The tissue parts can also be pretreated with the adhesive (so-called matrix material).
Es ist bekannt, dass die Belegung von Faserverbundbauteilen komplex und aufwändig ist. Bei der klassischen Belegung erfolgt eine Positionierung der einzelnen Gewebe-Teile bzw. der daraus gebildeten Lagen durch Markierungen an der Form. Diese Markierungen sind permanent angebracht und deshalb bei Änderungen der Belegung nur schwer änderbar.It is known that the allocation of fiber composite components is complex and time-consuming. With the classic layout, the individual fabric parts or the layers formed from them are positioned by markings on the form. These markings are permanently attached and are therefore difficult to change if the assignment is changed.
Wo welches Teilsegment in der Form positioniert werden soll, und auf welche Weise dies geschehen soll, liest ein Arbeiter oder Werker bisher von einem sog. Belegeplan ab, was relativ fehleranfällig ist, wobei die Qualität stark von der Qualifikation und Sorgfalt des Werkers abhängt; bei höherwertigen (und teureren) Verfahren kann die Position des Teilsegments auch mittels Laserprojektion direkt in die Form projiziert werden.Where which sub-segment is to be positioned in the mold, and how this is to be done, a worker or worker reads from a so-called occupancy plan, which is relatively error-prone, the quality strongly depends on the qualification and care of the worker; In the case of higher-quality (and more expensive) processes, the position of the partial segment can also be projected directly into the form using laser projection.
Nachteilig ist dabei u.a. auch, dass bei der klassischen Belegung kein direkter digitaler Zusammenhang zwischen einer geplanten und als Datensatz elektronisch abgespeicherten CAD-Belegung des Bauteils und der Form existiert, was die Prozesssicherheit beeinträchtigen kann.Disadvantages include also that with the classic assignment there is no direct digital connection between a planned CAD assignment of the component and the shape electronically stored as a data record, which can impair process reliability.
Es ist - wie bereits erwähnt - auch bekannt, mit einer Laserprojektion zu arbeiten, um Belegepläne auf der Form anzuzeigen und einem Werker die Arbeit zu erleichtern. Allerdings können Belegepläne mit Laserprojektionsanlagen bei stark gekrümmten Oberflächen nicht hinreichend gut angezeigt werden, weil es dabei zu Verzerrungen kommt. Zudem ist in kostenträchtiger Weise je eine Laserprojektionsanlage pro Form nötig, und es kann zu einer Abschattung durch den Werker während des Einlegens in die Form kommen.As already mentioned, it is also known to work with a laser projection in order to display layout plans on the form and to make the work of a worker easier. However, layout plans with laser projection systems cannot be displayed sufficiently well with strongly curved surfaces because this leads to distortions. In addition, one laser projection system is required for each mold, which is expensive, and the worker can shadow it while it is being inserted into the mold.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und ein System anzugeben, mit dem sich Faserverbundbauteile leichter, kostengünstiger und mit verbesserter Qualität herstellen lassen. The invention is based on the object of specifying a method and a system with which fiber composite components can be produced more easily, more cheaply and with improved quality.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch eine Verwendung mit den Merkmalen des Anspruchs 13 und durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen definiert.This object is achieved according to the invention by a method with the features of
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils, beinhaltend ein Einlegen von Teilsegmenten aus einem Fasermaterial in eine Form gemäß einem elektronisch gespeicherten Belegeplan, sieht vor, dass der Belegeplan einem realen Bild der Form überlagert und mittels einer Datenbrille optisch dargestellt wird.A method according to the invention for producing a fiber composite component, including inserting subsegments from a fiber material into a form in accordance with an electronically stored layout plan, provides that the layout plan is superimposed on a real image of the shape and visually displayed using data glasses.
Das Verfahren ist nicht auf das Einlegen von Teilsegmenten aus einem Fasermaterial in eine Form beschränkt. Zusätzlich können auch allgemein Halbzeuge oder Rohlinge in die Form eingelegt werden. Ein solches Halbzeug kann z.B. ein Faserverbundwerkstoff sein, aber auch ein Schaum oder ein anderes Insert (wie z.B. eine Kohlefaserplatte, eine Metallplatte, oder dgl. - je nach Anforderung bzgl. Stabilität, Festigkeit, etc. des herzustellenden Bauteils. Als Insert bezeichnet man im Maschinenbau, speziell bei Hybridstrukturen in Kombination mit Faserverbundwerkstoffen, ein oft metallisches Bauteil, welches die Hauptfunktion der Krafteinleitung in den Faserverbund übernimmt.The method is not limited to the insertion of partial segments made of a fiber material into a mold. In addition, semi-finished products or blanks in general can also be inserted into the mold. Such a semi-finished product can e.g. be a fiber composite material, but also a foam or another insert (such as a carbon fiber plate, a metal plate, or the like - depending on the requirements with regard to stability, strength, etc. of the component to be manufactured. An insert is used in mechanical engineering, especially in hybrid structures in combination with fiber composite materials, an often metallic component which takes on the main function of introducing force into the fiber composite.
Es soll also erfindungsgemäß eine an sich bekannte Datenbrille verwendet werden, um einem Arbeiter oder Werker bei der Herstellung von Faserverbundwerkstoffen oder Faserverbundbauteilen mittels AR einen Belegeplan direkt in der Form anzuzeigen und ihn auf diese Weise zu unterstützen, sodass die Qualität der hergestellten Faserverbundbauteile verbessert werden kann.According to the invention, data glasses known per se are to be used to display a layout plan directly in the form to a worker in the production of fiber composite materials or fiber composite components using AR and to support him in this way so that the quality of the fiber composite components produced can be improved .
Eine erfindungsgemäße Verwendung einer Datenbrille bei der Fertigung von Faserverbundbauteilen, insbesondere zur Fertigung von Strukturteilen für die Luftfahrt, zu welchem Zweck Teilsegmente aus einem Fasermaterial gemäß einem elektronisch gespeicherten Belegeplan (durch einen Werker) in eine Form eingelegt werden, sieht vor, dass der Belegeplan einem realen Bild der Form überlagert und mittels einer Datenbrille optisch dargestellt wird, vorzugsweise indem der Belegeplan sukzessive Teilsegment für Teilsegment mittels der Datenbrille optisch dargestellt wird, um dem Werker quasi eine interaktive Arbeitsanleitung zu geben.A use according to the invention of data glasses in the production of fiber composite components, in particular for the production of structural parts for aviation, for which purpose sub-segments from a fiber material are inserted into a form according to an electronically stored occupancy plan (by a worker), provides that the occupancy plan is a real image of the shape is superimposed and visually displayed by means of data glasses, preferably in that the layout plan is successively displayed sub-segment by sub-segment using the data glasses to provide the worker with interactive work instructions.
Ein erfindungsgemäßes System für die Herstellung von Faserverbundbauteilen umfasst: einen elektronisch gespeicherten Belegeplan für das Einlegen einer Anzahl Teilsegmente aus einem Fasermaterial, die zur Herstellung eines bestimmten Faserverbundbauteils bestimmt und geeignet sind, in eine Form; eine Datenbrille, die für ein optisches Erkennen der Teilsegmente und deren Lage relativ zu der Form ausgebildet und eingerichtet ist; und einen mit der Datenbrille wirkverbundene Rechnereinheit, die einen datentechnischen Zugriff auf den Belegeplan hat und die dazu ausgebildet und eingerichtet ist, den Belegeplan einem realen Bild der Form überlagert mittels der Datenbrille optisch darzustellen.A system according to the invention for the production of fiber composite components comprises: an electronically stored layout plan for inserting a number of sub-segments made of a fiber material, which are intended and suitable for the production of a specific fiber composite component, in a mold; data glasses that are designed and set up for optical recognition of the subsegments and their position relative to the shape; and a computer unit that is operatively connected to the data glasses, has data access to the layout plan and is designed and set up to visually display the layout plan superimposed on a real image of the shape by means of the data glasses.
Das System in seiner rudimentären Form umfasst somit noch nicht die Form und die Teilsegmente selbst, sondern ist auf das Bereitstellen eines geeigneten AR-Systems mit geeignetem Zugriff auf mindestens einen Belegeplan beschränkt.The system in its rudimentary form does not yet include the form and the sub-segments themselves, but is limited to providing a suitable AR system with suitable access to at least one occupancy plan.
Bei entsprechender Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der Belegeplan sukzessive Teilsegment für Teilsegment mittels der Datenbrille optisch dargestellt wird. Auf diese Weise kann der Werker das betreffende Faserverbundbauteil Teilsegment für Teilsegment aufbauen.With a corresponding development of the method according to the invention, it can be provided that the occupancy plan is optically displayed successively sub-segment by sub-segment by means of the data glasses. In this way, the worker can build the fiber composite component in question, segment by segment.
Bei entsprechender Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass mittels der Datenbrille eine Position und/oder eine Ausrichtung eines Teilsegments relativ zur der Form und/oder zu wenigstens einem anderen Teilsegment überwacht wird, zum Beispiel anhand einer optischen Erkennung einer (Gewebe-)Textur des Teilsegments. Auf diese Weise kann sichergestellt. werden, dass es beim Aufbau des Faserverbundbauteils nicht zu (Belege-)Fehlern kommt.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass an der Form Referenzpunkte oder ähnliche Markierungen angebracht werden, sodass eine regelmäßig in oder an der Datenbrille vorhandene Kamera (bzw. ein mit dieser zusammenwirkender Computer der Datenbrille) erkennen kann, wo und in welcher Lage sich die Form befindet. Auf dieser Grundlage kann dann angezeigt werden, wo und wie das Halbzeug bzw. Teilsegment in die Form eingelegt werden soll.In a corresponding development of the method according to the invention, it can be provided that a position and / or an orientation of a partial segment relative to the shape and / or to at least one other partial segment is monitored by means of the data glasses, for example using optical detection of a (tissue) texture of the sub-segment. This way you can ensure. that there are no (documentary) errors in the construction of the fiber composite component.
It can also be provided that reference points or similar markings are attached to the shape so that a camera that is regularly present in or on the data glasses (or a computer of the data glasses that interacts with this) can recognize where and in what position the shape is . On this basis, it can then be indicated where and how the semi-finished product or sub-segment is to be inserted into the mold.
Wenn in dieser Beschreibung von einem Einlegen von Teilsegmenten die Rede ist, schließt dies immer auch das Einlegen von Halbzeugen und/oder Rohlingen (insbesondere Inserts) mit ein.When inserting subsegments is mentioned in this description, this always includes inserting semi-finished products and / or blanks (in particular inserts).
Bei entsprechender Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann in diesem Zusammenhang noch vorgesehen sein, dass eine Eigenschaft der Position und/oder der Ausrichtung des einen Teilsegments relativ zur der Form und/oder zu dem wenigstens einen anderen Teilsegment optisch codiert mittels der Datenbrille angezeigt wird, insbesondere (jedoch ohne Beschränkung) farblich codiert. Auf diese Weise erkennt der Werker unmittelbar, ob bzw. dass ein Teilsegment richtig bzw. falsch angeordnet ist, und kann ggf. die Belegung korrigieren. Beispielsweise können richtig angeordnete Teilsegmente grün markiert sein, falsche rot. Es ist auch möglich, richtig angeordnete Teilsegmente mit einer fetten Umrandung zu markieren, falsche dagegen nicht. Die Erfindung ist diesbezüglich nicht beschränkt.With a corresponding further development of the method according to the invention, it can also be provided in this context that a property of the position and / or the orientation of one partial segment relative to the shape and / or to the at least one other partial segment is displayed optically coded by means of the data glasses, in particular ( but without limitation) in color coded. In this way, the worker immediately recognizes whether or that a sub-segment is correctly or incorrectly arranged and can correct the assignment if necessary. For example, correctly arranged sub-segments can be marked in green, incorrect ones in red. It is also possible to mark correctly arranged sub-segments with a bold border, but not incorrect ones. The invention is not limited in this regard.
Bei einer anderen entsprechenden Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass ein weiteres Teilsegment oder ein entsprechender weiterer Herstellungsschritt gemäß Belegeplan erst dann angezeigt wird, wenn die weiter oben erwähnte Überwachung ein positives, dem Belegeplan entsprechendes Ergebnis liefert. Somit ist in einfacher Weise sichergestellt, dass beim Belegen keine Fehler gemacht werden.In another corresponding development of the method according to the invention, it can be provided that a further sub-segment or a corresponding further production step is only displayed according to the layout plan when the above-mentioned monitoring provides a positive result corresponding to the layout plan. This ensures in a simple manner that no mistakes are made when making the booking.
Bei entsprechender Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass mittels der Datenbrille ein bestimmtes Teilsegment und/oder dessen Lage automatisiert erkannt wird, insbesondere über eine an dem Teilsegment angebrachte Markierung, beispielsweise ein QR-Code, und/oder über eine Form (Geometrie) und/oder Ausrichtung des Teilsegments selbst, woraus eine Rechnereinheit eine diesem Teilsegment zugeordnete Position und/oder Orientierung (gemäß Belegeplan) in der Form bestimmt und die Datenbrille zwecks entsprechender Anzeige ansteuert. Auf diese Weise wird das Verfahren besonders leicht anwendbar, weil der Werker im Prinzip nur noch auf die verfügbaren Teilsegmente blicken muss, um deren konkrete Verwendung angezeigt zu bekommen. Es ist dabei auch möglich, gezielt nur dasjenige Teilsegment auszuwählen bzw. anzuzeigen, welches sinnvoller Weise laut Belegeplan als nächstes an der Reihe wäre.With a corresponding development of the method according to the invention, it can be provided that a certain partial segment and / or its position is automatically recognized by means of the data glasses, in particular via a marking attached to the partial segment, for example a QR code, and / or via a shape (geometry) and / or alignment of the sub-segment itself, from which a computer unit determines a position and / or orientation (according to the layout plan) assigned to this sub-segment in the form and controls the data glasses for the purpose of corresponding display. In this way, the method is particularly easy to use because the worker basically only has to look at the available subsegments in order to see their specific use. It is also possible to specifically select or display only that sub-segment which would be next in line according to the allocation plan.
Bei entsprechender Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass mittels der Datenbrille eine Faserlagerichtung eines Teilsegments erkannt und überwacht und mittels der Datenbrille eine dem Belegeplan entsprechende Faserlagerichtung des Teilsegments relativ zu der Form und/oder zu einem anderen Teilsegment oder dessen Faserlagerichtung angezeigt wird. Auch auf diese Weise lassen sich Belegfehler vermeiden und qualitativ hochwertige(re) Bauteile herstellen. Diese Weiterbildung kann speziell für symmetrische, insbesondere quadratische, Teilsegmente hilfreich sein, die ansonsten leicht mit falscher Faserlagerichtung verwendet werden könnten.In a corresponding development of the method according to the invention, it can be provided that a fiber position direction of a partial segment is recognized and monitored by means of the data glasses and a fiber position direction of the partial segment corresponding to the occupancy plan is displayed relative to the shape and / or to another partial segment or its fiber position direction using the data glasses. In this way, too, document errors can be avoided and high-quality (re) components can be produced. This development can be particularly helpful for symmetrical, in particular square, subsegments, which otherwise could easily be used with the wrong fiber orientation.
Bei entsprechender Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann noch vorgesehen sein, dass eine Eigenschaft der Faserlagerichtung des einen Teilsegments relativ zur der Form und/oder zu dem wenigstens einen anderen Teilsegment optisch codiert mittels der Datenbrille angezeigt wird, insbesondere farblich codiert. Auf diese Weise kann dem Werker unmittelbar angezeigt werden, ob die Faserlagerichtung korrekt nach Belegeplan gewählt wurde oder nicht.In a corresponding development of the method according to the invention, it can also be provided that a property of the fiber orientation of the one sub-segment relative to the shape and / or to the at least one other sub-segment is displayed optically coded by means of the data glasses, in particular color-coded. In this way, the worker can immediately see whether or not the fiber position was correctly selected according to the layout plan.
Nuancen bei der farblichen Codierung oder dgl. können weiterhin dazu verwendet werden, einen Grad der Abweichung von einer korrekten Anordnung gemäß Belegeplan (z.B. betreffend Ort, Orientierung oder Faserlagerichtung) eines Teilsegments anzuzeigen.Nuances in the color coding or the like can also be used to indicate the degree of deviation from a correct arrangement according to the layout plan (e.g. regarding location, orientation or fiber position direction) of a partial segment.
Bei entsprechender Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass ein weiteres Teilsegment oder ein entsprechender weiterer Herstellungsschritt gemäß Belegeplan dem Werker mittels der Datenbrille erst dann angezeigt wird, wenn die weiter oben erwähnte Überwachung der Faserlagerichtung ein positives, dem Belegeplan entsprechendes Ergebnis liefert. Auch hierdurch lassen sich Fertigungsfehler vermeiden.With a corresponding further development of the method according to the invention, it can be provided that a further sub-segment or a corresponding further production step according to the occupancy plan is only displayed to the worker using the data glasses when the above-mentioned monitoring of the fiber orientation provides a positive result corresponding to the occupancy plan. This also avoids manufacturing errors.
Bei entsprechender Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann außerdem vorgesehen sein, dass durch die Datenbrille eine korrekte, dem Belegeplan entsprechende Lage und/oder Ausrichtung, insbesondere auch einer Faserlagerichtung eines Teilsegments bestätigt wird, vorzugsweise durch Veranlassen eines Abspeicherns eines entsprechenden elektronischen Datensatzes. Mit anderen Worten: Sobald ein Teilsegment vollständig korrekt abgelegt wurde, erhält der Werker über die Datenbrille bevorzugt eine entsprechende (optische) Rückmeldung, und es kann das Abspeichern eines entsprechenden elektronischen Datensatzes veranlasst werden, welcher Datensatz die korrekte Belegung der Form mit dem betreffenden Teilsegment dokumentiert, um eine möglichst lückenlose Prozessdokumentation zu schaffen.With a corresponding further development of the method according to the invention, it can also be provided that the data glasses confirm a correct position and / or alignment corresponding to the layout plan, in particular also a fiber position direction of a partial segment, preferably by causing a corresponding electronic data record to be saved. In other words: As soon as a sub-segment has been completely correctly stored, the worker preferably receives a corresponding (optical) feedback via the data glasses, and a corresponding electronic data record can be saved, which data record documents the correct assignment of the form with the relevant sub-segment in order to create the most complete process documentation possible.
Bei entsprechender Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann auch noch vorgesehen sein, dass durch das Abspeichern (des entsprechenden elektronischen Datensatzes) eine Dokumentationskette von elektronisch abgespeicherten Konstruktionsdaten des Faserverbundbauteils, vorzugsweise 3D-CAD-Daten, bis zu dem fertigen Faserverbundbauteil selbst generiert und elektronisch verfügbar gemacht wird. Hierdurch ergibt sich eine größtmögliche Transparenz und Nachvollziehbarkeit bei der Bauteilefertigung.With a corresponding development of the method according to the invention, it can also be provided that a documentation chain from electronically stored design data of the fiber composite component, preferably 3D CAD data, to the finished fiber composite component itself is generated and made electronically available by storing (the corresponding electronic data record) . This results in the greatest possible transparency and traceability in component production.
Bei einer besonderen entsprechenden Weiterbildung des erfindungsgemäßen Systems kann vorgesehen sein, dass dieses - zusätzlich zu den weiter oben erwähnten Grundkomponenten - weiterhin umfasst: die Anzahl Teilsegmente aus einem Fasermaterial, die zur Herstellung eines bestimmten Faserverbundbauteils bestimmt und geeignet sind; und die Form zum Einlegen der Teilsegmente, die zur Herstellung des bestimmten Faserverbundbauteils geeignet geformt ist. Auf diese Weise umfasst das System im Wesentlichen alle zur Herstellung eines bestimmten Faserverbundbauteils benötigten Komponenten (ggf. mit Ausnahme des Klebers bzw. Matrixmaterials).In a particularly corresponding further development of the system according to the invention, it can be provided that this - in addition to the basic components mentioned above - further comprises: the number of sub-segments made of a fiber material that are used to produce a specific Fiber composite component are determined and suitable; and the mold for inserting the subsegments, which is suitably shaped for the production of the specific fiber composite component. In this way, the system essentially includes all of the components required to manufacture a specific fiber composite component (with the possible exception of the adhesive or matrix material).
Bei einer anderen entsprechenden Weiterbildung des erfindungsgemäßen Systems kann vorgesehen sein, dass die Rechnereinheit weiterhin zur Ausführung der Verfahrensschritte gemäß einer Ausgestaltung bzw. Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Auf diese Weise erhält man ein System, das zur Ausführung des beschriebenen Verfahrens in allen genannten Ausprägungen geeignet ist.In another corresponding development of the system according to the invention, it can be provided that the computer unit is also designed to carry out the method steps according to an embodiment or development of the method according to the invention. In this way, a system is obtained which is suitable for carrying out the described method in all of the stated forms.
Es sei nachfolgend auf einige besonders vorteilhafte Ausprägungen der Erfindung nochmals explizit hingewiesen:
- Durch die Erkennung der Textur des Gewebes eines Teilsegments kann sowohl die Ausführung der Belegung als auch die Ausrichtung des Gewebes dokumentiert werden. Beispielsweise kann das Teilsegment bei falscher Ausrichtung oder einer Position außerhalb der Toleranz etc... rot eingefärbt in der Datenbrille dargestellt werden.
- By recognizing the texture of the fabric of a partial segment, both the execution of the occupancy and the alignment of the fabric can be documented. For example, the partial segment can be displayed in red in the smart glasses if it is incorrectly aligned or in a position outside the tolerance, etc.
Des Weiteren ist es möglich, in der Datenbrille Zusatzinformationen während der Belegung einzublenden. Dies können - ohne jede Beschränkung - Informationen betreffend die konkrete Anordnung eines Teilsegments, die Angabe eines nachfolgenden Teilsegments, eine Anzahl verbleibender Teilsegmente, eine restliche Belegungsdauer, bestimmte Bearbeitungstipps, wie Richtungsangaben betreffend eine erforderliche Verschiebung, oder dgl. sein.It is also possible to display additional information in the data glasses during the occupancy. This can - without any restriction - information relating to the specific arrangement of a sub-segment, the specification of a subsequent sub-segment, a number of remaining sub-segments, a remaining occupancy period, certain processing tips, such as directional information regarding a required shift, or the like.
Die Datenbrille kann dazu eingerichtet sein, ein bestimmtes Teilsegment (auch: Lage) über einen QR-Code oder eine sonstige Markierung oder über die Form und Ausrichtung erkennen, woraus ein Computer (Rechnereinheit), der mit der Datenbrille zusammenwirkt, dann die diesem Teilsegment zugeordnete Position in einer Form errechnet und dem Arbeiter direkt in der Datenbrille anzeigt.The smart glasses can be set up to recognize a certain sub-segment (also: location) via a QR code or some other marking or via the shape and orientation, from which a computer (computing unit) that interacts with the smart glasses then the assigned to this partial segment Position calculated in a form and displayed to the worker directly in the data glasses.
Ferner ist bei Faserverbundwerkstoffen die Faserlagerichtung wichtig, worauf ebenfalls schon hingewiesen wurde. Auch diese kann durch die Datenbrille erkannt und dem Arbeiter entsprechend angezeigt werden, sodass eine korrekte Ausrichtung der Teilsegmente zu jeder Zeit sichergestellt wird. Dies ist z.B. bei symmetrischen, insbesondere quadratischen, Teilsegmenten hilfreich.Furthermore, the fiber position direction is important for fiber composite materials, which has also already been pointed out. This can also be recognized by the data glasses and displayed to the worker accordingly, so that correct alignment of the subsegments is ensured at all times. This is e.g. helpful for symmetrical, especially square, subsegments.
Die Datenbrille erkennt die Lage und Ausrichtung der einzelnen Teilsegmente und bestätigt bei korrekter Lage/Ausrichtung den Prozessschritt (die Anordnung jedes Teilsegments), sodass nach korrektem Einlegen der gesamten Teilsegmente der Herstellungsprozess des gewünschten Fertigteils sichergestellt ist, wodurch insbesondere eine nachträgliche Kontrolle durch einen Prüfer hinfällig werden kann. Dadurch kann der Prozess zusätzlich verschlankt werden, sodass die Prozesszeit und somit auch die Herstellungskosten weiter reduziert werden können.The data glasses recognize the position and alignment of the individual sub-segments and, if the position / alignment is correct, confirm the process step (the arrangement of each sub-segment) so that the manufacturing process of the desired finished part is ensured once the entire sub-segments have been correctly inserted, which in particular makes subsequent control by an inspector unnecessary can be. As a result, the process can also be streamlined so that the process time and thus also the manufacturing costs can be further reduced.
Es ergibt sich - wie bereits angesprochen - eine vollständige Dokumentationskette von den 3D-CAD-Daten bis zum fertigen Bauteil.As already mentioned, the result is a complete documentation chain from the 3D CAD data to the finished component.
Es wäre möglich, ein ähnliches Verfahren mittels eines Projektors zu realisieren, der über der Form angebracht ist und mit einem Computer, der u.a. den Belegplan kennt, zusammenwirkt. Nach Registrierung eines bestimmten Teilsegments, z.B. über Scannen eines QR-Codes durch eine mit dem Computer datentechnisch verbundene Kamera, berechnet der Computer die Lage des bestimmten Teilsegments und zeigt diese einem Arbeiter über eine Projektion in der Form an. Auch hierdurch würden sich angenähert dieselben Vorteile ergeben, wie sie oben bereits beschrieben wurden.It would be possible to carry out a similar method by means of a projector placed above the mold and with a computer which, among other things, knows the allocation plan, interacts. After registering a certain sub-segment, e.g. By scanning a QR code with a camera connected to the computer, the computer calculates the position of the specific partial segment and shows it to a worker in the form of a projection. This would also result in approximately the same advantages as those already described above.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.
-
1 zeigt schematisch ein System und ein Verfahren zur Herstellung von Faserverbundbauteilen; -
2 zeigt schematischdas System aus 1 und einen Teilaspekt des Verfahrens; und -
3 zeigt ein Ablaufdiagramm einer speziellen Ausgestaltung des Verfahrens.
-
1 shows schematically a system and a method for the production of fiber composite components; -
2 shows the system schematically1 and a partial aspect of the process; and -
3 shows a flow chart of a special embodiment of the method.
In
Die einzelnen Teilsegmente
In
Aus Gründen einer vereinfachten Darstellung sind die unterschiedlichen Teilsegmente
Selbstverständlich muss die Rechnereinheit
In
Bezugszeichen
In
Die Anzeige mittels der Datenbrille
Mittels der Datenbrille
Wie in
Abschließend zeigt
Gemäß der Ausgestaltung in
Im Anschluss an Schritt
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- US 2013044042 A1 [0004]US 2013044042 A1 [0004]
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