DE102016120008A1 - Method and plant for producing a blank from textile semi-finished products - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Zuschnittes aus mindestens einem textilen Halbzeug mitEinbringen des mindestens einen textilen Halbzeuges in ein Schneidwerkzeug, undSchneiden des mindestens einen in das Schneidwerkzeug eingebrachten textilen Halbzeuges mittels einer ersten Schneidvorrichtung gemäß einer vorgegebenen Zuschnittgeometrie des Zuschnittes, um aus dem mindestens einen textilen Halbzeug den Zuschnitt herzustellen,gekennzeichnet durchGreifen des Zuschnittes und Anheben des Zuschnittes gegenüber einem Verschnitt - oder andersherum - mittels einer Greifeinrichtung, so dass im Querschnitt zwischen dem Zuschnitt und dem Verschnitt aufgrund des Anhebens ein Spalt entsteht, wobei Zuschnitt und Verschnitt zusammen das mindestens eine textile Halbzeug bildeten, undHindurchführen mindestens eines Schneidmessers einer zweiten Schneidvorrichtung durch den entstandenen Spalt zwischen Zuschnitt und Verschnitt.The invention relates to a method for producing a blank from at least one textile semifinished product with introduction of the at least one textile semi-finished product into a cutting tool, and cutting the at least one semi-finished textile product introduced into the cutting tool by means of a first cutting device according to a predetermined blank geometry of the blank in order to obtain from the at least one textile blank to produce the blank, characterized by gripping the blank and lifting the blank against a waste - or vice versa - by means of a gripping device, so that in cross section between the blank and the waste due to the lifting creates a gap, wherein blank and waste together the at least one forming semi-finished textile products, and passing at least one cutting blade of a second cutting device through the resulting gap between the blank and the waste.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Zuschnittes aus mindestens einem textilen Halbzeug, wobei der Zuschnitt mithilfe einer Schneidvorrichtung aus dem flächigen textilen Halbzeug hergestellt wird. Die Erfindung betrifft ebenso eine Anlage zur Herstellung eines derartigen Zuschnittes aus mindestens einem textilen Halbzeug.The invention relates to a method for producing a blank from at least one textile semifinished product, wherein the blank is produced by means of a cutting device from the sheet-like semi-finished textile product. The invention also relates to a system for producing such a blank from at least one textile semifinished product.
Bei der Herstellung eines Faserverbundbauteils aus einem Faserverbundwerkstoff wird insbesondere bei der Verwendung von Trockenfaser-Halbzeugen zunächst ein Zuschnitt aus dem Faserhalbzeug (als textiles Halbzeug) hergestellt, indem gemäß einer Zuschnittgeometrie mittels eines Schneidmessers entlang der äußeren Begrenzung der Zuschnittgeometrie des Zuschnittes das textile Halbzeug geschnitten wird. Durch Schneiden des Faserhalbzeuges wird das Faserhalbzeug in der Regel in einen Zuschnitt, aus dem das Faserverbundbauteil hergestellt wird, und in einen Verschnitt, der in der weiteren Prozesskette meist nicht weiterverwendet werden kann, getrennt.When producing a fiber composite component from a fiber composite material, a blank is first produced from the semifinished fiber product (as a semi-finished textile product) by cutting the textile semifinished product according to a blank geometry by means of a cutting blade along the outer boundary of the blank geometry , By cutting the semifinished fiber product, the semifinished fiber product is usually separated into a blank from which the fiber composite component is produced, and into a waste which usually can not be reused in the further process chain.
Bei der Verwendung von Trockenfaser-Halbzeugen wird der Zuschnitt anschließend mit einem Matrixmaterial des Faserverbundwerkstoffes infundiert und dieses dann ausgehärtet, wodurch eine integrale Einheit von Matrixmaterial und Fasermaterial entsteht.When dry fiber semifinished products are used, the blank is then infused with a matrix material of the fiber composite material and then cured, resulting in an integral unit of matrix material and fiber material.
In klassischen Prozessketten wird dabei das Faserhalbzeug beispielsweise auf einen Schneidtisch gelegt, so dass das Faserhalbzeug den Schneidtisch flächig auf einer Seite kontaktiert. Mit einem Schneidmesser wird nun auf dem Schneidtisch das Faserhalbzeug gemäß der vorgegebenen Zuschnittgeometrie zugeschnitten, so dass neben dem Zuschnitt auch ein Verschnitt verbleibt. Anschließend wird der Zuschnitt von dem Schneidtisch entfernt und dem weiteren Herstellungsprozess (Infundieren des Matrixmaterials, Tempern des Bauteils, Herstellen des Faserverbundbauteils) zugeführt.In classical process chains, the semifinished fiber product is placed on a cutting table, for example, so that the semifinished fiber product contacts the cutting surface in a planar manner on one side. With a cutting knife, the semifinished fiber product is then cut to size on the cutting table according to the predetermined cutting geometry, so that a waste also remains in addition to the blank. Subsequently, the blank is removed from the cutting table and the further manufacturing process (infusing the matrix material, annealing of the component, producing the fiber composite component) supplied.
Bei einer vollständig automatisierten Prozesskette muss hierfür sichergestellt werden, dass der Zuschnitt vollständig von dem Verschnitt getrennt wurde, so dass beispielsweise durch eine Greifvorrichtung der Zuschnitt automatisch von dem Schneidtisch genommen werden kann. Es kommt allerdings je nach Zuschnittgeometrie in vorliegender Faserorientierung gelegentlich zu dem Problem, dass bei einem Zuschnitt einige Fasern oder Wirkfäden, die ein Gelege zusammenhalten, nicht durchtrennt worden sind. Wird ein Zuschnitt nun mithilfe einer Greifvorrichtung automatisch angehoben und von dem Schneidtisch abgesammelt, so bleibt aufgrund der nicht durchtrennten Fasern und Wirkfäden ein Teil des Verschnitts an dem aufgehobenen Zuschnitt hängen, so dass die automatisierte Prozesskette unterbrochen werden muss und die nicht durchtrennten Fasern manuell bzw. händisch mit einer Schere durchtrennt werden müssen.In the case of a completely automated process chain, it must be ensured that the blank has been completely separated from the waste, so that the blank can be automatically removed from the cutting table, for example by means of a gripping device. However, depending on the geometry of the blank in the present fiber orientation, there is the occasional problem that when cut, some fibers or knit threads which hold a blanket together have not been severed. If a blank is now automatically lifted by means of a gripping device and collected by the cutting table, due to the untrimmed fibers and knitting threads, a part of the cut will hang on the lifted blank, so that the automated process chain must be interrupted and the non-severed fibers manually or manually with a pair of scissors must be severed.
Aus diesem Grund ist es in der Praxis üblich, dass die Zuschnitte durch Mitarbeiter per Hand von dem Schneidtisch gesammelt und nicht durchtrennte Fäden/Fasern mit einer Schere durchtrennt werden.For this reason, it is common in the practice that the blanks are collected by employees by hand from the cutting table and not severed threads / fibers are severed with a pair of scissors.
Aus der
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Anlage vorzusehen, mit der ein Zuschnitt vollständig und prozesssicher vom Verschnitt getrennt werden kann.It is therefore an object of the present invention to provide an improved method and an improved system with which a blank can be completely and reliably separated from the waste.
Die Aufgabe wird mit dem Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie der Anlage gemäß Anspruch 9 erfindungsgemäß gelöst.The object is achieved by the method according to claim 1 and the system according to claim 9 according to the invention.
Gemäß Anspruch 1 wird ein Verfahren zur Herstellung eines Zuschnitts aus mindestens einem textilen Halbzeug angegeben, wobei zunächst das mindestens eine textile Halbzeug in ein Schneidwerkzeug eingebracht wird. Ein Schneidwerkzeug kann beispielsweise ein flächiger, meist ebener Schneidtisch sein, auf dem das textile Halbzeug abgelegt wird. Ein Schneidwerkzeug kann aber auch ein Formwerkzeug sein, auf dem eine Faserpreform aus einem oder mehreren textilen Halbzeugen, beispielsweise Faserhalbzeugen, hergestellt wurde, wobei die Faserpreform nach der Herstellung endkonturbesäumt werden soll. Ein Schneidwerkzeug im Sinne der vorliegenden Erfindung ist somit ein Werkzeug, mit dem ein textiles Halbzeug, insbesondere ein Faserhalbzeug zur Herstellung eines Faserverbundbauteils, mithilfe eines Schneidmessers geschnitten und somit ein Zuschnitt hergestellt werden kann.According to claim 1, a method for producing a blank from at least one textile semifinished product is specified, wherein first the at least one semi-finished textile product is introduced into a cutting tool. A cutting tool can be, for example, a flat, mostly planar cutting table on which the textile semifinished product is deposited. But a cutting tool can also be a molding tool on which a Faserpreform from one or more semi-finished textile products, such as semi-finished fiber products, was produced, the Faserpreform should be trimmed after production endkontur. A cutting tool in the context of the present invention is thus a tool with which a semi-finished textile product, in particular a semi-finished fiber product for producing a fiber composite component, cut using a cutting blade and thus a blank can be produced.
Nach dem Einbringen des mindestens einen textilen Halbzeuges in das Schneidwerkzeug wird nun mithilfe einer ersten Schneidvorrichtung gemäß der vorliegenden Zuschnittgeometrie des Zuschnittes das mindestens eine in das Schneidwerkzeug eingebrachte textile Halbzeug geschnitten, um aus dem textilen Halbzeug den Zuschnitt herzustellen. Dabei können aus dem textilen Halbzeug auch mehrere Zuschnittelemente herausgeschnitten werden, beispielsweise unterschiedlichster Geometrie, um den Verschnitt möglichst gering zu halten. After introduction of the at least one textile semifinished product into the cutting tool, the at least one textile semifinished product introduced into the cutting tool is then cut by means of a first cutting device according to the present blank geometry of the blank in order to produce the blank from the textile semifinished product. In this case, a plurality of blank elements can be cut out of the textile semifinished product, for example of different geometry, in order to minimize the waste.
Die erste Schneidvorrichtung kann dabei beispielsweise ein Schneidportal sein, das einen Bewegungsautomaten hat, an dem ein Schneidmesser angeordnet ist, um ein auf einem Schneidtisch abgelegtes Faserhalbzeug entsprechend zu schneiden und den Zuschnitt herzustellen.The first cutting device may be, for example, a cutting portal, which has a moving machine on which a cutting blade is arranged to cut a laid down on a cutting table semi-finished fiber accordingly and produce the blank.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass nach dem Schneiden des textilen Halbzeuges mittels der ersten Schneidvorrichtung der Zuschnitt durch eine Greifeinrichtung gegriffen und gegenüber dem Verschnitt angehoben wird, um so den Zuschnitt von dem Verschnitt räumlich zu trennen. Selbstverständlich ist es ebenfalls Bestandteil der Erfindung, dass der Verschnitt durch die Greifeinrichtung gegriffen und über den Zuschnitt angehoben wird, um den Zuschnitt von dem Verschnitt räumlich zu trennen. Durch das Anheben des Zuschnittes oder eben des Verschnittes wird im Querschnitt bezüglich des textilen Halbzeuges zwischen dem Zuschnitt und dem Verschnitt ein Spalt erzeugt, der für das Gelingen der Lehre der vorliegenden Erfindung nur wenige Zentimeter betragen muss. Vorzugsweise kann der Spalt zwischen dem Verschnitt weniger als 5 cm, vorteilhafterweise weniger als 3 cm und besonders vorteilhaft weniger als 1 cm betragen. Der Spalt muss nur mindestens so groß sein, dass ein Schneidmesser einer zweiten Schneidvorrichtung, wie nachfolgend beschrieben, hindurchführbar ist.According to the invention, it is now provided that after cutting the textile semifinished product by means of the first cutting device, the blank is gripped by a gripping device and raised relative to the waste, so as to spatially separate the blank from the waste. Of course, it is also part of the invention that the waste is gripped by the gripping device and raised over the blank to spatially separate the blank from the waste. By raising the blank or just the waste a gap is generated in cross-section with respect to the textile semifinished product between the blank and the waste, which must be only a few centimeters for the success of the teaching of the present invention. Preferably, the gap between the scrap may be less than 5 cm, advantageously less than 3 cm and most preferably less than 1 cm. The gap must only be at least so large that a cutting blade of a second cutting device, as described below, can be passed.
Nachdem nun der Zuschnitt von dem Verschnitt räumlich getrennt und zwischen beiden im Querschnitt ein Spalt erzeugt wurde, wird nun mindestens ein Schneidmesser einer zweiten Schneidvorrichtung durch den entstandenen Spalt zwischen Zuschnitt und Verschnitt hindurchgeführt, wodurch sichergestellt wird, dass sämtliche, noch nicht durchtrennte Fasern/Fäden des textilen Halbzeuges vollständig durchtrennt werden, so dass nach dem Hindurchführen des mindestens einen Schneidmessers der zweiten Schneidvorrichtung durch den entstandenen Spalt der Zuschnitt von dem Verschnitt vollständig und prozesssicher getrennt ist.After the blank has been spatially separated from the waste and a gap has been created between the two in cross-section, at least one cutting blade of a second cutting device is passed through the resulting gap between blank and waste, thereby ensuring that all fibers / threads not yet severed of the textile semifinished product are completely severed, so that after passing the at least one cutting blade of the second cutting device through the resulting gap, the blank is completely and reliably separated from the waste.
Je nach Ausgestaltung, kann die erste Schneidvorrichtung von der zweiten Schneidvorrichtung verschieden sein. Es ist aber auch denkbar, dass die erste Schneidvorrichtung mit der zweiten Schneidvorrichtung teilweise oder vollständig übereinstimmt und das Schneidmesser für den Zuschnitt auch gleichzeitig das Schneidmesser ist, das durch den entstandenen Spalt hindurchgeführt wird.Depending on the configuration, the first cutting device may be different from the second cutting device. However, it is also conceivable that the first cutting device coincides partially or completely with the second cutting device and the cutting blade for cutting is at the same time the cutting blade which is passed through the resulting gap.
Wie bereits erwähnt, kann das mindestens eine textile Halbzeug auf eine Werkzeugoberfläche des Schneidwerkzeuges aufgelegt und aufliegend auf der Werkzeugoberfläche durch die erste Schneidvorrichtung geschnitten werden. Dies ist meist dann der Fall, wenn das Schneidwerkzeug ein Schneidtisch oder ein Formwerkzeug zur Herstellung einer Faserpreform ist.As already mentioned, the at least one semifinished textile product can be placed on a tool surface of the cutting tool and cut on the tool surface by the first cutting device. This is usually the case when the cutting tool is a cutting table or a mold for producing a Faserpreform.
Vorteilhafterweise wird mithilfe der Greifeinrichtung der Zuschnitt gegenüber dem Verschnitt - oder andersherum - derart angehoben, dass die durch den flächigen Zuschnitt aufgespannte Zuschnittebene von der durch den flächigen Verschnitt aufgespannte Verschnittebene verschieden ist, so dass Zuschnitt und Verschnitt auf jeweils verschiedenen Ebenen liegen, wenn das Schneidmesser der zweiten Schneidvorrichtung durch den dadurch entstandenen Spalt hindurchgeführt wird.Advantageously, using the gripping device, the blank is raised relative to the waste - or vice versa - in such a way that the cut plane spanned by the blank is different from the cut plane defined by the flat cut, so that blank and waste lie on different planes when the cutting knife the second cutting device is passed through the resulting gap.
Um einen möglichst einfachen Prozess sicherzustellen und eine möglichst hohe Prozesssicherheit zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, wenn das mindestens eine Schneidmesser der zweiten Schneidvorrichtung im Wesentlichen parallel zum Zuschnitt und/oder Verschnitt durch den entstandenen Spalt hindurchgeführt wird, wodurch Beschädigungen insbesondere am Zuschnitt verhindert werden können.In order to ensure the simplest possible process and to ensure the highest possible process reliability, it is advantageous if the at least one cutting blade of the second cutting device is passed through the resulting gap essentially parallel to the blank and / or waste, whereby damage, in particular to the blank, can be prevented ,
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird für das erfindungsgemäße Verfahren eine zweite Schneidvorrichtung derart bereitgestellt, dass mindestens zwei axial bewegbar ausgebildete Schneidmesser vorgesehen sind, die beim Hindurchführen durch den entstandenen Spalt gegenläufig axial bewegt werden. Hierdurch können auch festere Fasern bzw. Fäden prozesssicher getrennt werden. Die axial bewegbar ausgebildeten Schneidmesser sind dabei so ausgebildet, dass sie alternierend axial bewegt werden, so dass die Bewegungsrichtung kontinuierlich wechselt. Gegenläufig meint hierbei, dass die Schneidmesser im Wesentlichen während des axialen Bewegens nicht in die gleiche axiale Richtung bewegt werden.In an advantageous embodiment, a second cutting device is provided for the method according to the invention such that at least two axially movable cutting blades are provided, which are moved in opposite directions axially when passing through the gap formed. As a result, even stronger fibers or threads can be reliably separated. The axially movable cutting blades are formed so that they are alternately moved axially, so that the direction of movement changes continuously. Conversely, this means that the cutting blades are not moved substantially in the same axial direction during the axial movement.
Die axiale Bewegung erfolgt dabei quer zur Hindurchführrichtung durch den Spalt.The axial movement takes place transversely to the direction of passage through the gap.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das mindestens eine Schneidmesser der zweiten Schneidvorrichtung während des Hindurchführens durch den Spalt zum Schwingen angeregt, wodurch eine verbesserte Schneidkraft ohne große Andruck- bzw. Gegendruckkräfte erreicht werden kann. Denn beim Hindurchführen der Schneidmesser durch den Spalt sollte vorteilhafterweise vermieden werden, dass große Zugkräfte auf die noch nicht durchtrennten Fäden aufgebracht werden, wodurch der Zuschnitt hinsichtlich seiner Faser-/Fadengeometrie beschädigt werden könnte.In a further advantageous embodiment, the at least one cutting blade of the second cutting device is caused to oscillate during the passage through the gap, whereby an improved cutting force is achieved without great pressure or counter-pressure forces can. For when passing the cutting blade through the gap should be advantageously avoided that large tensile forces are applied to the not yet severed threads, whereby the blank could be damaged in terms of its fiber / thread geometry.
Gemäß Anspruch 8 wird im Übrigen ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils aus einem Faserverbundwerkstoff vorgeschlagen, der ein Fasermaterial und ein Matrixmaterial hat. Das Fasermaterial ist dabei das textile Halbzeug, wobei ein Zuschnitt automatisiert aus mindestens einem der bereitgestellten textilen Halbzeuge gemäß dem vorstehend genannten Verfahren hergestellt und aus dem hergestellten Zuschnitt dann das Faserverbundbauteil hergestellt wird.Moreover, according to
Im Übrigen gehört zur Erfindung auch eine Anlage zur Herstellung eines Zuschnittes aus mindestens einem textilen Halbzeug, wobei die Anlage insbesondere dazu eingerichtet und ausgebildet ist, das vorstehend beschriebene Verfahren zur Herstellung eines Zuschnittes auszuführen. Hierfür weist die Anlage ein Schneidwerkzeug auf, in das das mindestens eine textile Halbzeug einbringbar ist. Vorteilhafterweise kann ein solches Schneidwerkzeug eine Werkzeugoberfläche haben, auf die das mindestens eine textile Halbzeug ablegbar ist. Ein solches Schneidwerkzeug mit einer Werkzeugoberfläche kann dabei beispielsweise ein Schneidtisch oder ein Formwerkzeug sein.Incidentally, the invention also includes a system for producing a blank from at least one semi-finished textile product, wherein the system is in particular adapted and designed to carry out the above-described method for producing a blank. For this purpose, the system has a cutting tool into which the at least one semi-finished textile product can be introduced. Advantageously, such a cutting tool can have a tool surface onto which the at least one textile semifinished product can be deposited. Such a cutting tool with a tool surface can be, for example, a cutting table or a molding tool.
Die Anlage weist des Weiteren eine erste Schneidvorrichtung auf, die zum Schneiden des mindestens einen in das Schneidwerkzeug eingebrachte textile Halbzeug gemäß einer vorgegebenen Schnittgeometrie des Zuschnitts ausgebildet ist. Des Weiteren weist die Anlage eine Greifeinrichtung auf, die zum Greifen des Zuschnittes und Anheben des Zuschnittes gegenüber dem Verschnitt - oder andersherum - derart ausgebildet ist, dass im Querschnitt des textilen Halbzeuges zwischen dem Zuschnitt und dem Verschnitt aufgrund des Anhebens ein Spalt entsteht, wobei Zuschnitt und Verschnitt zusammen das mindestens eine textile Halbzeug bilden.The system furthermore has a first cutting device, which is designed to cut the at least one semi-finished textile product introduced into the cutting tool according to a predetermined cutting geometry of the blank. Furthermore, the system has a gripping device, which is designed to grasp the blank and lift the blank against the waste - or vice versa - such that in the cross section of the textile semifinished product between the blank and the waste due to the lifting creates a gap, wherein blank and waste together form the at least one semi-finished textile product.
Erfindungsgemäß weist die Anlage eine zweite Schneidvorrichtung auf, die mindestens ein Schneidmesser hat, das durch den entstehenden Spalt zwischen Zuschnitt und Verschnitt hindurchführbar ausgebildet ist, um so nicht oder nicht vollständig durchtrennte Fasern bzw. Fäden des textilen Halbzeuges, die von der ersten Schneidvorrichtung nicht vollständig durchtrennt wurden, zu durchtrennen und somit den Zuschnitt von dem Verschnitt endgültig, vollständig und prozesssicher zu trennen.According to the invention, the system has a second cutting device, which has at least one cutting blade which can be guided through the resulting gap between blank and waste, so as not or not completely severed fibers or filaments of the textile semi-finished, not completely from the first cutting device were severed, cut and thus the cutting of the blend final, complete and reliable separation.
Die erste Schneidvorrichtung kann vorteilhafterweise ein Schneidportal sein, das wenigstens einen gegenüber dem Schneidwerkzeug (ausgebildet in Form einer Werkzeugoberfläche) verfahrbares Schneidmesser zum Schneiden des mindestens einen in das Schneidwerkzeug eingebrachten textilen Halbzeuges hat. Ein solches Schneidportal wird auch als Cutter-Anlage bezeichnet.The first cutting device can advantageously be a cutting portal which has at least one cutting blade movable relative to the cutting tool (designed in the form of a tool surface) for cutting the at least one semi-finished textile product introduced into the cutting tool. Such a cutting portal is also referred to as a cutter system.
Vorteilhafterweise kann die erste Schneidvorrichtung aber auch ein Knickarm-Roboter sein, der als Endeffektor wenigstens ein Schneidmesser zum Schneiden des mindestens einen in das Schneidwerkzeug eingebrachten textilen Halbzeuges hat. Ein solcher Knickarm-Roboter mit einem Schneidmesser als Endeffektor wird beispielsweise dann eingesetzt, wenn eine 3D-Preform in ein Formwerkzeug eingebracht und dort hergestellt wurde und die endgültige Geometrie der 3D-Preform nun mithilfe des Schneidmessers an dem Knickarm-Roboter in dem Formwerkzeug ausgebildet werden soll. In diesem Fall wird das textile Halbzeug innerhalb des Formwerkzeuges geschnitten, wobei in vorteilhafter Weise der Verschnitt angehoben und der Zuschnitt auf dem Formwerkzeug verbleibt.Advantageously, however, the first cutting device can also be an articulated-arm robot, which has as end-effector at least one cutting blade for cutting the at least one textile semifinished product introduced into the cutting tool. Such an articulated-arm robot with a cutting knife as the end effector is used, for example, when a 3D preform has been introduced into a molding tool and manufactured there and the final geometry of the 3D preform are now formed using the cutting blade on the articulated arm robot in the mold should. In this case, the textile semifinished product is cut within the molding tool, wherein advantageously the scrap increases and the blank remains on the molding tool.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die zweite Schneidvorrichtung derart ausgebildet, dass das mindestens eine Schneidmesser im Wesentlichen parallel zum Zuschnitt und/oder Verschnitt durch den entstehenden Spalt hindurchführbar ist. Diese Ausführungsform ist beispielsweise dann vorteilhaft einsetzbar, wenn die erste Schneidvorrichtung ein Schneidportal ist und die zweite Schneidvorrichtung in das Schneidportal integriert wird. Das mindestens eine Schneidmesser der zweiten Schneidvorrichtung ist dabei so ausgebildet, dass es sich vorteilhafterweise über die gesamte Breite des Schneidtisches des Schneidportals erstreckt und zwischen dem angehobenen Zuschnitt (oder Verschnitt) und dem auf dem Tisch verbleibenden Verschnitt (oder Zuschnitt) hindurchgeführt wird, so dass in diesem Falle das mindestens eine Schneidmesser der zweiten Schneidvorrichtung auch zwischen dem Schneidwerkzeug und der Greifeinrichtung hindurchgeführt wird.In an advantageous embodiment, the second cutting device is designed such that the at least one cutting blade can be guided substantially parallel to the blank and / or waste through the resulting gap. This embodiment can be used advantageously, for example, when the first cutting device is a cutting portal and the second cutting device is integrated into the cutting portal. The at least one cutting blade of the second cutting device is designed so that it advantageously extends over the entire width of the cutting table of the cutting portal and between the raised blank (or waste) and the remaining on the table waste (or blank) is passed, so that in this case, the at least one cutting blade of the second cutting device is also passed between the cutting tool and the gripping device.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die zweite Schneidvorrichtung so ausgebildet, dass mindestens zwei axial bewegbar ausgebildete Schneidmesser vorgesehen sind, die beim Hindurchführen durch den entstandenen Spalt gegenläufig bewegbar ausgebildet sind. Die Richtung der Axialbewegung eines Schneidmessers alterniert dabei, so dass eine „Hin- und Her“-Bewegung in axialer Richtung erzeugt wird. Die axiale Bewegungsrichtung ist dabei quer zur Richtung der Bewegung des Messers, wenn dieses durch den Spalt zwischen Zuschnitt und Verschnitt hindurchgeführt wird.In a further advantageous embodiment, the second cutting device is designed so that at least two axially movable cutting blades are provided, which are formed in opposite directions during passage through the resulting gap. The direction of the axial movement of a cutting blade alternates, so that a "back and forth" movement is generated in the axial direction. The axial direction of movement is transverse to the direction of movement of the blade, when it is passed through the gap between blank and waste.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das mindestens eine Schneidmesser der zweiten Schneidvorrichtung eine Mehrzahl von Schneidzähnen auf, die in Hindurchführrichtung ausgerichtet sind. In Kombination mit einer axialen, alternierenden Bewegung des mindestens einen Schneidmessers entsteht somit eine Art Sägebewegung, wenn das Schneidmesser zwischen Zuschnitt und Verschnitt hindurchgeführt wird. Auch ein Sägen fällt dabei unter den Betriff „Schneiden“ im Sinne der vorliegenden Erfindung in Bezug auf das Schneidmesser.In a further advantageous embodiment, the at least one cutting blade the second cutter has a plurality of cutting teeth aligned in the feedthrough direction. In combination with an axial, alternating movement of the at least one cutting blade thus creates a kind of sawing movement when the cutting blade is passed between blank and waste. Sawing also falls under the term "cutting" in the sense of the present invention in relation to the cutting blade.
Die Schneidzähne können dabei beispielsweise eine dreieckige Schnittebene bzw. Zahnform aufweisen, wobei die Schneidzähne dabei mit einer Kantenseite des Dreieckes an einen Schneidmesserbalken angeordnet und die gegenüberliegende Spitze des Dreieckes in Richtung der Hindurchführrichtung zwischen Zuschnitt und Verschnitt ausgerichtet ist.The cutting teeth can have, for example, a triangular sectional plane or tooth shape, wherein the cutting teeth arranged with an edge side of the triangle to a cutting blade and the opposite tip of the triangle is aligned in the direction of passing direction between blank and waste.
In einer vorteilhaften Ausführungsform hierzu weisen die Schneidzähne des mindestens einen Schneidmessers der zweiten Schneidvorrichtung eine oder mehrere Widerhaken auf, so dass beim Hindurchführen des Schneidmessers durch den Spalt zwischen Zuschnitt und Verschnitt die noch nicht vollständig durchtrennten Fasern bzw. Fäden sich in dem Widerhaken verfangen und somit prozesssicher durchtrennt werden. Hierdurch soll verhindert werden, dass die Fäden möglicherweise aus dem Wirkbereich des Schneidmessers herausrutschen und nicht durchtrennt werden, was dazu führen kann, dass sich die Fäden in dem Schneidmesser verfangen und beim Hindurchführen des Schneidmessers durch den Spalt dieser Faden dann aus dem Zuschnitt herausgerissen wird. Derartige Fehlstellen im späteren Bauteil, insbesondere bei den lasttragenden Fasern, sind in vielen Anwendungsbereichen nicht hinnehmbar.In an advantageous embodiment, the cutting teeth of the at least one cutting knife of the second cutting device on one or more barbs, so that when passing the cutting blade through the gap between blank and waste the not yet completely severed fibers or threads are caught in the barb and thus be severely cut process. This is to prevent the threads from possibly slipping out of the working area of the cutting blade and not being severed, which can cause the threads to get caught in the cutting blade and then be torn out of the blank as the cutting knife passes through the gap. Such defects in the later component, especially in the load-bearing fibers, are unacceptable in many applications.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das mindestens eine Schneidmesser der zweiten Schneidvorrichtung in Schwingung versetzt, während es durch den entstandenen Spalt zwischen Zuschnitt und Verschnitt hindurchgeführt wird, um so das Schneidergebnis zu verbessern. Dies ist insbesondere vor dem Hintergrund vorteilhaft, dass durch das Schneidmesser möglichst wenig Zugkraft auf die noch nicht durchtrennten Fasern bzw. Fäden aufgebracht werden darf, um ein Abtrennen der Fasern bzw. Fäden aus dem Zuschnitt zu vermeiden.In a further advantageous embodiment, the at least one cutting blade of the second cutting device is vibrated while it is passed through the resulting gap between blank and waste, so as to improve the cutting result. This is particularly advantageous against the background that as little pulling force on the not yet severed fibers or filaments may be applied by the cutting blade in order to avoid separation of the fibers or threads from the blank.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Schneidmesser eine insbesondere längliche Erstreckung (in axialer Richtung) auf, was beispielsweise bei der Integration der zweiten Schneidvorrichtung in ein Schneidportal notwendig ist, wenn das Schneidmesser über den gesamten Bauraum des Schneidportals sich erstrecken soll. Bei industriell eingesetzten Cutter-Maschinen bzw. Schneidportalen werden dabei Breiten von bis zu 3 m realisiert, was eine extrem hohe Materialsteifigkeit erfordern würde. Der zur Verfügung stehende Bauraum ist jedoch durch die Vorgabe der minimalen räumlichen Trennung zwischen Zuschnitt und Verschnitt und einer möglichst geringen Spaltbreite stark eingeschränkt, so dass es besonders voreilhaft ist, wenn das Schneidmesser, insbesondere am Messerbalken, eine oder mehrere Stützrollen aufweist, mit denen das Schneidmesser auf dem Schneidwerkzeug abgestützt werden kann. Die Stützrollen können dabei in Form von Kugelrollen ausgebildet sein, um auch eine axiale Bewegung zuzulassen. So kann vermieden werden, dass der Messerbalken auf der gesamten Breite des Schneidportals freitragend sein muss.In a further advantageous embodiment, the cutting blade has a particular elongate extension (in the axial direction), which is necessary, for example, in the integration of the second cutting device in a cutting portal, when the cutting blade is to extend over the entire space of the cutting portal. Widths of up to 3 m are realized in industrially used cutter machines or cutting gantries, which would require extremely high material rigidity. However, the available space is greatly limited by the specification of the minimum spatial separation between blank and waste and the smallest possible gap width, so that it is particularly premature if the cutting blade, in particular on the cutter bar, one or more support rollers, with which the Cutting knife can be supported on the cutting tool. The support rollers can be designed in the form of ball rollers to allow an axial movement. This avoids that the cutter bar must be cantilevered over the entire width of the cutting portal.
Im Übrigen gehört zur Erfindung auch eine Anlage zur Herstellung eines Faserverbundbauteils, wobei zu einer solchen Anlage gattungsgemäß ein Formwerkzeug, je nach verwendeten Faserverbundwerkstoff eine Injektionseinheit zum Injizieren eines Matrixmaterials sowie eine Aushärteeinrichtung, beispielsweise einen Autoklaven, zum Tempern des Matrixmaterials und Aushärten desselben. Erfindungsgemäß weist eine solche Anlage zur Herstellung eines Faserverbundbauteils dann eine Anlage zur Herstellung eines Zuschnittes wie vorstehend beschrieben auf, um so den Prozessschritt der Herstellung des Zuschnitts prozesssicher automatisieren zu können.Incidentally, the invention also includes a system for producing a fiber composite component, to such a system generically a mold, depending on the fiber composite material used an injection unit for injecting a matrix material and a curing device, such as an autoclave, for annealing the matrix material and curing the same. According to the invention, such a system for producing a fiber composite component then has a system for producing a blank as described above, so as to be able to automate the process step of manufacturing the blank in a process-reliable manner.
Unter einem Anheben des Zuschnitts gegenüber dem Verschnitt - oder andersherum - wird insbesondere eine Hubbewegung in Bezug auf den nicht angehobenen Teil verstanden, wodurch Zuschnitt und Verschnitt räumlich in verschiedene Ebenen getrennt werden, eine solche Hubbewegung bzw. ein solches Anheben muss dabei nicht axial zum Erdlot verlaufen, sondern kann beispielsweise auch bei schräg angeordneten Schneidwerkzeugoberflächen schräg zum Erdlot verlaufen. Der Begriff „Anheben“ ist dabei nicht beschränkt auf eine reine Hubbewegung parallel zum Erdlot, sondern meint lediglich eine räumliche Trennung zwischen Zuschnitt und Verschnitt. Dies schließt insbesondere auch ein Verschieben und/oder Absenken mit ein.A lifting of the blank relative to the waste - or vice versa - is understood in particular as a lifting movement with respect to the non-lifted part, whereby blank and waste are spatially separated into different planes, such lifting movement or lifting does not have to be axial to the soil run, but can for example also obliquely arranged cutting tool surfaces obliquely to the earth slot. The term "lifting" is not limited to a pure lifting movement parallel to the soil, but merely means a spatial separation between blank and waste. This includes, in particular, a shifting and / or lowering.
Unter dem Begriff „Greifen“ des Zuschnitts oder Verschnitts wird insbesondere verstanden, dass die Greifeinrichtung den Zuschnitt oder Verschnitt an der Greifeinrichtung hält und von dem jeweils anderen Teil räumlich trennen kann. Eine solche Greifeinrichtung kann beispielsweise ein Nadelgreifer sein. Denkbar sind aber auch andere Greifmechanismen, wie beispielsweise Elektrostatik oder Unterdruck. Ein solcher Greifer ist dennoch ein Manipulator, der den Zuschnitt vom Verschnitt räumlich trennt, beispielsweise durch Anheben, Absenken und/oder Verschieben.The term "gripping" of the blank or trimming is understood to mean, in particular, that the gripping device holds the blank or waste on the gripping device and can spatially separate it from the respective other part. Such a gripping device may for example be a needle gripper. Conceivable, however, are other gripping mechanisms, such as electrostatic or negative pressure. Such a gripper is nevertheless a manipulator which spatially separates the blank from the waste, for example by lifting, lowering and / or moving.
Unter einem „Schneidmesser“ im Sinne der vorliegenden Erfindung wird ein Messer verstanden, das kontaktlos oder kontaktbehaftet das textile Halbzeug schneiden bzw. Fasern/Fäden durchtrennen kann. Ein solches Schneidmesser kann dabei ein klassisches Messer mit oder ohne Messerzähne sein. Denkbar ist aber auch, dass das Schneidmesser beispielsweise durch andere schneidende Mechanismen seine Schneidwirkung entfaltet, wie beispielsweise Laser, Wasser oder Sand. In the context of the present invention, a "cutting blade" is understood to be a blade which can cut the textile semifinished product or sever fibers / threads without contact or contact. Such a cutting blade can be a classic knife with or without knife teeth. It is also conceivable that the cutting blade unfolds its cutting action, for example by laser, water or sand, for example by other cutting mechanisms.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
-
1a -1f - Darstellung der Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens; -
2 - Schematische Darstellung einer Schneidmesser-Anordnung; -
3 - Darstellung eines Schneidmessers mit Stützrollen.
-
1a -1f - Presentation of the method steps of the method according to the invention; -
2 - Schematic representation of a cutting blade assembly; -
3 - Representation of a cutting knife with support rollers.
Die
In
In
Dabei kann das textile Halbzeug
Anschließend erfolgt im nächsten Prozessschritt, der in
Im Ausführungsbeispiel der
Nachdem sämtliche Zuschnittelemente des Zuschnitts
Nachdem die Greifeinrichtung
Selbstverständlich ist der Kerngedanke des vorliegenden Verfahrens auch andersherum möglich, so dass der Verschnitt mithilfe der Greifeinrichtung angehoben wird und der Zuschnitt auf dem Schneidtisch verbleibt. Die in
Wie in
Nachdem nun der Spalt
Sämtliche Rückstände sind nunmehr vollständig durchtrennt, so dass die Greifeinrichtung
Die Schneidmesser
In
Um zu verhindern, dass die Fäden bzw. Fasern aus der Schneidzahnanordnung herausgedrückt werden, können Widerhaken
Hierdurch kann prozesssicher die Durchtrennung der Fasern realisiert werden.As a result, the severing of the fibers can be realized reliably.
An dem Messerbalken
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 -1 -
- textiles Halbzeugsemi-finished textile
- 2 -2 -
- Zuschnittcut
- 3 -3 -
- Verschnittblend
- 4 -4 -
- Spaltgap
- 5 -5 -
- nicht durchtrennte Fasern/Fädennot severed fibers / threads
- 10 -10 -
- Schneidtischcutting table
- 20 -20 -
- Schneidportalcutting portal
- 21 -21 -
- Bewegungsautomatmotion Machine
- 22 -22 -
- Schneidkopfcutting head
- 23 -23 -
- Schneidmesser des SchneidkopfesCutting knife of the cutting head
- 30 -30 -
- Greifeinrichtunggripper
- 40 -40 -
- zweite Schneidvorrichtungsecond cutting device
- 41 -41 -
- Schneidmessercutting blade
- 42 -42 -
- Schneidzähnecutting teeth
- 43 -43 -
- Widerhakenbarb
- 44 -44 -
- Messerbalkencutter bar
- 45 -45 -
- Stützrollensupport rollers
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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