[发明专利]从CFK半成品中按尺寸切割并操作基本上平的毛坯的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用切割装置从位于切割台上的平的CFRP半成品中按尺寸切割并操作基本上平的毛坯的装置，分离的毛坯有可能利用真空操纵装置(vacuum effector)通过抽吸拉起并至少提升。

而且，本发明涉及利用根据本发明的装置从平的毛坯中生产毛坯的方法，有可能自动检测不完全切断，并且如必要的话自动消除不完全切断。

背景技术

由纤维增强塑料组成的组件在越来越大的程度上用于现代飞机结构。为了生产这种组件，使大量平的半成品含纤维产品一个在另一个之上地成层来获得纤维预制件直到实现预定的组件形状。单独的增强纤维层可能都具有不同的外围几何形状以便生产具有几乎任意表面几何形状的预制件。为了这个目的，必须将具有合适的外围几何形状的毛坯以高的精密度从合适的自动切割机械装置上的平的半成品含纤维产品中分离。优选使用的半成品含纤维产品是具有碳纤维的机织物(woven fabric)、平纹棉麻织物(scrim)或针织物(knitted fabric)(所谓的“CFRP半成品”)。

利用碳纤维以这种方式形成的(纤维)预制件，基本上依从要生产的CFRP组件的三维形状，在生产工艺过程中被引入到模具中，该模具例如对应于要生产的CFRP组件的几何形状并被注入有固化塑料材料，例如，环氧树脂。最终或者同时，在施加压力和/或温度的同时执行固化以生产尺寸精确的组件(所谓的“RTM工艺”，“树脂传递模塑成型”)。

为了在RTM工艺中实现纤维预制件的尽可能完全自动的生产，使用例如真空操纵装置通过抽吸拉起分离掉的毛坯、将它们提升并且将它们放置在例如用于预制件的分层结构的RTM模具中，以便在最后的工艺步骤中能够执行固化塑料材料的注入。通常利用操作装置(handling device)，具体利用具有多个自由度的多关节机械手以完全自动的方式将装置的真空操纵装置在空间上定位。

如果在切割装置的自动切割过程期间并非所有的碳纤维被完全切断，则在自动生产顺序中会出现问题。在这种情况下，当试图利用真空操纵装置从切割台上提升毛坯时，因为毛坯的位置因真空操纵装置的作用发生改变，所以通常会发生对生产流程的干扰。因此不再知道毛坯的准确空间位置并且其相对于模具的正确定位不再被保证。在这种情况下，假设毛坯的完整性还没有因为从CFRP半成品中撕裂而损坏，则只可能通过复杂的手动复位来校正位置。

DE 699 05 752 T2涉及一种用于敷设用来生产复合层压制品的织物的机器，公开了逐步敷设用来生产层压制品的织物并且具体是模塑台上的毛坯。

DE 23 01 736 A描述了一种用于切割平坦材料的装置，将基于计算机的切割指令传送到在材料编织网的进料方向上分别与切割带相关联的切割头。

DE 102 52 671 C1公开了一种用于生产纤维增强三维塑料材料部件的方法，在最大变形区域中的缝编材料的局部中断出现在所选择的区域中。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种用于从作为原材料的平的CFRP半成品中完全自动地切割毛坯的装置，该装置自动检测碳纤维的不完全切断，并且如必要的话，在实际切割过程之后自动切断不完全切断的碳纤维。而且该装置要能够自动将正确分离的毛坯传递或输送到生产阶段连接的下游。

该目的由具有权利要求1的特征的装置来实现。

由于这样的事实，即至少一个毛坯电极能够接触到该毛坯并且至少一个外围电极能够接触到从CFRP半成品中分离的外围部分以及至少这两个电极被连接到电压源并被连接到测量装置，所述测量装置能够检测该毛坯从CFRP半成品中完全分离，可能以完全自动的方式检测还没有从CFRP半成品中完全切割或分离的毛坯。在这种情况下，发信号装置允许例如简单地发可视信号和/或向控制装置传递相应的错误信号，该控制装置能够开始另外的步骤以将该毛坯从CFRP半成品中完全分离。

术语“CFRP半成品”定义了基本上平的、原始不动的“干”增强纤维布置。该增强纤维布置优选用还没有最终被浸透或注入固化塑料材料以生产成品CFRP组件的碳纤维平纹棉麻织物、机织物、针织物、交织织物等等来形成。原则上，假定增强纤维具有足够的导电性用于切断指示，本发明还能够应用于其它半成品纤维产品。作为替代，假如有合适的切割方法，本发明还能够应用于平的“预浸料坯(prepreg)”材料，换句话说，应用于已经被预先注入了固化塑料材料，但还没有被固化或没有被完全固化的增强纤维布置，具体是碳纤维增强布置。