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取其精华,去其糟粕——基于“Cinderella”原理的条带检测技术

在加工碳纤维的多轴向经编机上检测并自动清除破损的碳纤维条带

汽车行业生产高品质的产品,对自身要求极其严格,在涉及自动化生产和在线质量保证方面更是如此。 这些高要求需要动态创新,尤其是对于生产增强纺织品的机器而言。轻质纺织增强材料的产量与日俱增,这给汽车行业提供了巨大的机遇。卡尔迈耶碳纤维多轴向经编机生产的产品已经在纤维增强材料中占据一席之地。这种纺织品由完全伸直的碳纤维加工而成,可以获得很低的克重——这个因素使得它们成为生产低克重、高品质碳纤维增强纺织品的理想选择。这些高端纺织品的质量通过使用昂贵的高性能碳纤维纱线得到进一步的提高。在生产这些高要求的半成品纺织组件时,几根较粗的碳纤维纱线被展开平铺成条带。这些纤维带被喂入碳纤维多轴向经编机中,叠成数层,通过成圈纱捆绑固定——这个周密的加工过程使得碳纤维的特殊性能得到最大利用——保证喂入原料的品质不变。 早期检测胜于后续补救 为了达到汽车行业的严格要求,要严格控制所生产的纺织品中不允许出现破损纤维带。在纤维带的喂入过程中,要及时发现疵点区域并进行清除。因此需要一个可靠的检测系统,对此,卡尔迈耶产业用纺织品部门给出了完美的解决方案,他们为碳纤维多轴向经编机研发了一个新装备。这个创新的质量控制系统将对整个纤维带宽度中的缺口及缺口的长短、粗纱疵点进行有效的检测,在碳纤维带隔离纸上做不同颜色的标记。 此外,吸纱装置会将纤维带中的疵点自动清除。这个自动清除的过程可以由操作人员或者通过软件来实施。 碳纤维带中疵点区域的早期检测和清除简化和优化了质量控制体系,提高半成品纺织品的质量,减少疵点。次品率和损耗的减少继而可以节省成本和资源。 用于多重检测的双道控制系统 纤维带质量在碳纤维材料喂入机器之前会被检查,也就是在纤维带从盘头(SWB)上面退绕下来或者从碳纤维纱架到碳纤维多轴向经编机的传送链之前。两个控制系统都能用于初始检测。 第一道检测系统由一个检测颜色的传感器来运行。它可以识别条带末端,有效确保条带传送到生产链中。系统能检测纤维带隔离纸上的彩色标记。这个传感器可以辨别三种颜色。检测到任何一种颜色,碳纤维多轴向经编机就会根据客户的特定要求而做出反应。 第二道控制系统检测碳纤维带中是否有缺口以及缺口大小,也会检测个别粗纱疵点和条带宽度——用高科技系统进行全方位的检测。这个检测系统还包含照相机、照明设备和图像处理系统(图1)。 当误差超出公差范围时,除了能激活清除程序或者让机器停止运行外,系统也能将相关测量值和米数信息存储到文档里。 利用自动清除系统来可靠地清除疵点 如果质量监测系统检测到的数值超出了用户设定的公差值,那么机器会自动停机,并激活疵点清除工序。根据疵点种类,SWP会被替换或者有疵点的纤维带会被剪掉吸走。新的纤维带被喂入之后,铺纬机构上面的夹持装置和吸引装置才会将有问题的纤维带清除掉。这个过程遵照严格的顺序,运行如下。 一旦检测到疵点,机器便会停机,操作者通过触动开关或者通过信号来激活自动清除程序。在处理疵点的工作状态中,首先,拍照系统检测到疵点,等疵点达到需要移除的长度,或者达到夹持装置可夹持的最大动程(工作门幅),夹持装置夹住纤维带(图2)。操作人员也可以停止夹持装置。纤维带在操作侧被夹紧,吸纱装置开始工作,夹持装置向吸纱箱移动。吸纱装置夹住纤维带(图3)。这样以便张紧夹持器、夹钳和吸纱装置气流之间的纤维带(图4)。夹持器在吸纱箱前面停下来,将夹持的其中一端释放以便被吸走(图5)。纤维带在夹钳处剪断(图6),所以系统将靠近操作者这面或者机器A侧的另一端也吸走。 为了生产过程的继续,空的夹持器移动到机器另一边重新夹持住纤维带(图7)。 优化组件确保精确处理 为了确保吸纱程序的精确运行,吸纱箱在空气流、加工的纤维带宽度、尤其是铺设角度方面要进行优化设计。我们能提供两种不同的角度铺设系统。一方面,不同特定角度的吸纱箱顶部有可供用户操作的一些固定铺设角度。通过调整特定的档位孔可以快速准确地调整固定吸纱箱的顶部。 另一方面,卡尔迈耶能提供最大灵活性的客户需求,吸纱箱的顶部可以自由调整角度。并且该系统在调整角度时既方便又快捷。 对自动化的贡献 卡尔迈耶产业用纺织品部门提供了一款创新的自动清除纤维带的质量控制系统,它能提高纺织品的品质,减少损耗,降低成本。能可靠地吸走有缺陷的纤维带,并且可以方便迅速地调整角度——这些特征都使这个系统变得可靠灵活。 凭借这个最新的创新,卡尔迈耶还 满足了客户的一个基本需要——机器的高度自动化运行。进一步的自动化程序研发目前仍处于规划阶段,一旦研发工作完成将会公之于众。

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