[发明专利]用于制造纤维复合材料构件的方法和制造单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造纤维复合材料构件的方法和制造单元。

背景技术

由EP 2 072 224 A2已知一种用于制造纤维复合材料构件的方法，其中在涂抹纤维复合材料时借助于检测系统检测不均匀性。对检测不均匀性来说，检查该不均匀性是否是因为切割装置的故障，所述切割装置设置用于切割纤维复合材料。通过这种方式始终监控切割装置的功能。如果确定了切割装置的故障，则立即通知操作者或者中断制造过程。

发明内容

因此，本发明的目的在于提出一种以高生产率和高质量制造纤维复合材料构件的方法。

该目的通过具有权利要求1所述特征的方法实现。根据本发明，基于之前涂抹的纤维复合材料的幅面的测得的高度剖面向构件模具上涂抹纤维复合材料的幅面。为此，制造单元具有至少一个高度剖面测量传感器，该高度剖面测量传感器测量在针对构件模具定向的检测区域中的高度剖面，涂抹的幅面的至少一个部分位于所述检测区域中。在随后的涂抹过程中，测得的高度剖面被用于控制（起动）定位设备的至少一个驱动马达的控制设备利用，从而通过相应地定位涂抹工具来避免涂抹错误和/或减少已经存在的涂抹错误。例如，当要涂抹侧向并排的幅面时，可避免重叠或过大的缝隙。此外，例如可检测高度差或厚度差，在随后的涂抹过程中通过改变涂抹工具的压紧力可避免所述高度差或厚度差。通常纤维复合材料也称为预浸料坯（Prepreg）或层压材料（Laminat）。此外，涂抹的幅面通常也称为层列（Courses）。

因此利用根据本发明的方法可以在涂抹期间避免和/或减少涂抹错误，由此在制造纤维复合材料构件时，保证了高的生产率以及高质量。与由现有技术已知的监控方法相比，在根据本发明的方法中尤其实现了生产率和质量的显著提高。这通过控制和调节对纤维复合材料的单个幅面的涂抹以及通过对各个涂抹过程的监控实现。

所述至少一个高度剖面测量传感器优选布置在涂抹工具上。因为至少一个高度剖面测量传感器优选沿涂抹方向布置在涂抹工具上游，所以该高度剖面测量传感器也称为前置传感器。该定位设备优选包括机器人，该机器人具有至少四个、尤其至少五个和尤其至少六个用于涂抹工具的枢转轴。所述枢转轴具有各自所属的驱动马达。

该方法保证了高生产率。在涂抹过程之后，通过使涂抹工具相对于定位设备旋转180°可直接开始沿相反的涂抹方向的新的涂抹过程。通过把两个高度剖面测量传感器并排布置在涂抹工具上，可以在两个旋转位置中的每个中进行对高度剖面的测量。

根据权利要求2所述的方法保证了对高度剖面的快速且无损耗的测量。原则上已知光切传感器（光截面传感器，Lichtschnittsensor），所述光切传感器借助于光切法测量高度剖面，该光切法也称为三角测量法。在这种光切传感器中，光线投影到待测量的表面上并再次通过照相传感器检测。通过投影方向相对于观察方向的差别在照相传感器上显示出表面的高度剖面，该高度剖面的形式为相对于基准线的线偏差。线偏差可以借助于已知的图像处理算法检测并在数量上记录。通过照相传感器的运动得到沿三维直角坐标系，即沿x、y和z方向的表面或表面剖面的实际值。光线越平坦地入射在表面上，则基于高度差的线偏差越强。由此可调节光切传感器的分辨率，从而能以期望的精度测量高度剖面。光切传感器优选设计为激光光切传感器。

根据权利要求3所述的方法保证了高的生产率。

根据权利要求4所述的方法实现了避免涂抹错误，该涂抹错误的形式为并排涂抹的幅面的重叠和/或并排涂抹的幅面之间不期望的大的缝隙。为此，使用测得的高度剖面检测之前涂抹的幅面的纵向边缘，从而可以在检测的纵向边缘上借助于定位设备定向下一个待涂抹的幅面。为随后待涂抹的幅面的涂抹过程修正存储在控制设备中的、用于控制至少一个控制马达或控制马达的标准值。此外，可以通过这种方式在制造的开始检测基准幅面或基准轨迹的纵向边缘，在纵向边缘上使第一待涂抹的幅面定向。

根据权利要求5所述的方法保证了在纤维复合材料构件的整个制造过程期间在幅面涂抹中始终不变的质量。通过检测以预先定义的距离定位的基准标记，避免了在单个的涂抹过程中标准值的修正累加为相对于与预先定义的涂抹模式的不允许的偏差。例如，基准标记以规律的距离布置在构件模具上。