Inline Qualitätssicherungssystem zur automatisierten Erkennung von Faserlegefehlern

Laserlichtschnittsensor an einem AFP Legekopf
Abstrakte Bildbeschreibung eines Faserlegefehlers
Detektierte Legefehler nach Abschluss der Vorab-Analyse

Prinzip

Es werden verschiedene bildgebende Sensorsysteme einzeln oder in kombination verwendet.

Hierbei wird auf einer flexiblen, kaskadischen Auswertestruktur zur Minimierung der Rechenzeit aufgesetzt. Diese ist nachfolgend kurz beschrieben:

Erste Kaskade:

Minimierung der Rechenzeit durch schnelle Vorab-Analyse. Der Fokus liegt hierbei auf der sehr schnellen Bestimmung von potentiellen Fehlerbereichen. Bildbereiche, welche fehlerfrei sind, werden hier von der weiteren Betrachtung ausgeschlossen. Nur unsichere oder fehlerbehaftete Bereiche des Messbilds werden in einen weiteren detaillierten Analyseschritt überführt.

Zweite Kaskade:

Diese Stufe dient der genauen Analyse der zuvor identifizierten Fehlerbereiche. In diesem Schritt wird die Analyse über ein maschinelles Lernverfahren und der entsprechenden, korrespondierenden, generischen Bildbeschreibung durchgeführt. Bildbereiche ohne Legefehler werden hierdurch sicher ausgeschlossen. Legefehler innerhalb eines Teilbildes werden anhand ihres Fehlertyps kategorisiert.

Mess-Kaskade:

Die letzte Kaskade dient der Fehlervermessung. In diesem Prozessschritt werden die metrischen Abmessungen eines Faserlegefehlers anhand des Messbildes bestimmt. Die Geometrie des Faserlegefehlers, in Kombination mit der Art des Fehlers, wird anschließend für nachfolgende Dokumentations- und Simulationsschritte genutzt.

Anwendung

Das Messsystem findet Anwendung in der automatisierten und inline arbeitenden Qualitätssicherung für automatisierte Faserlegeprozesse.

Ziele

  • Durchgängige Prozessdokumentation
  • Ganzheitliche, automatisierte Detektion von Toleranzabweichungen in der Faserablage
  • Steigerung der Produktivität von Fertigungsanlagen
  • Erhöhung der Prozessgüte
  • Klassifizierung, Lokalisierung und Vermessung von Legefehlern
  • Bauteilsimulation des Ist-Bauteils

Anforderungen

  • Prozess-/ Materialflexibles System
  • Legegeschwindigkeiten bis zu 1 m/s
  • Kombination mehrerer Sensorsysteme möglich
  • Prozessintegriert (Inline)

Institut / Einrichtung

DLR-Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik

Kontakt

Sebastian Meister
DLR-Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik

Dr. Frank Holtmann
Technologiemarketing