带分割系统和方法与流程

本发明大体涉及切割纤维增强材料的片材，特别地涉及从纤维增强带分割片材，纤维增强带例如为各向异性单向(ud)带。

背景技术：

这种片材或“层片”可用于制造纤维增强复合材料产品。纤维增强材料可在卷在卷上的相对较长且较窄的带上供应。这种带可例如通过用基质材料浸渍平行的、纵向延伸的连续纤维的平面层来生产。纤维可例如包括碳纤维、芳族聚酰胺纤维或其它类型的增强纤维，以及基质材料可例如包括热固性树脂或热塑性塑料材料。纤维增强材料可为干燥的，但也可为湿的或浸渍的。另外，切割或分割的片材可包括背衬材料。

这种纤维增强材料的卷可为展开的，纤维增强材料特别是相对昂贵的ud带，并且带或层片的部分可从展开的带的幅材进行切割或分割，例如沿着相对较窄的带的宽度横向地切割或分割，以形成片材。片材可垂直于带的长度进行切割或分割，使得切割或分割的片材具有大致矩形的形状。

片材或层片本身是未完成的产品：它们将堆叠成堆叠部的层。为了形成成品，可对片材进行进一步的处理步骤，诸如缓冲或重新堆叠成具有相互不同取向的一叠片材。然后可对一叠片材执行层压或固结工艺，其中堆叠的片材经受热和/或压力，以形成层压产品，特别是高强度、轻质的固结纤维增强产品。

所生产的纤维增强复合带卷的质量可沿其长度变化。带中的缺陷，诸如污染、接缝、断裂、空隙、视觉缺陷和例如宽度和厚度上不一致的尺寸，对于带生产过程是固有的。这些缺陷影响带的部分的质量。因此，由于存在缺陷，因而在切割的层片中通常可预期高达约10％的直接材料损失。ud带相对昂贵，特别是与层压产品的制造工艺相比，材料成本相对昂贵。另外，带的部分的质量可取决于缺陷的性质、尺寸和分布。可堆叠包括缺陷的带的切割片材，并且随后可对其进行层压或固结工艺。在固结的纤维增强产品中包括缺陷的切割片材的存在可导致产品报废，例如可导致10-20个层片产品的报废。因而，由于报废包括具有缺陷的片材的产品而导致的间接材料损失可为大约10％或更多。

技术实现要素：

本发明旨在缓解上述缺点中的至少一些。特别地，本发明的目的在于提供一种用于切割层片的系统，利用该系统可优化材料的利用，可提高制造工艺的成本效率，和/或可缩短加工时间。

另外，本发明提供一种具体根据权利要求1所述的带分割系统，该带分割系统包括：用于供给纤维增强带的幅材的带幅材供给路径；用于评估沿着所述带幅材供给路径布置的带幅材的质量的质量检查系统；以及设置成将纵向带部分与设置在所述带幅材供给路径的端部的带幅材分离的分割器，其中，分割器设置成基于带的质量改变分离的带部分的长度。

通过沿着幅材供给路径设置质量检查系统，可评估带幅材的质量或完整性，并且可识别缺陷。质量检查系统可包括：非破坏性检查装置，诸如相机，例如用于对带的表面进行视觉检查；激光装置，例如用于测量带的幅材的厚度和宽度；声学或声波装置，例如用于超声波检测；以及射线照相装置，例如用于对带的幅材的内部细节进行x射线和/或中子检查。可标记识别的缺陷，例如通过将识别的缺陷联接至带坐标。通过进一步设置分割器以改变从带幅材上分割下来的带的部分的长度，带分割系统可在缺陷之前和之后切割或分割带。因而，包括可能需要被报废或丢弃的缺陷的带的部分可具有最小的纵向长度，并且可减少材料损失。因而，分割器可设置成响应于在幅材中带的质量变化而改变带的部分的纵向尺寸，特别是实时地改变带的部分的纵向尺寸。通过这种方式，分割器可配置成生产至少两个不同长度的带的部分，特别是带的矩形部分，由于在带部分中的缺陷存在差异，因而每个部分均对应于不同的质量。片材可为各种形状。它们可垂直于带的长度进行切割或分割，使得切割或分割的片材具有基本上矩形的形状。这种片材是优选的。然而，片材也可相对于带的长度倾斜地切割或分割，以便形成成形为三角形、梯形或平行六面体的片材，并且片材也可用弯曲的切割线进行切割或分割。而且，可例如使用数控切割器从材料幅材以任何形状切割片材。当然，通过使用具有离轴纤维取向的带卷或交叉层带，也可切割或分割具有相应不同纤维取向的片材。

带分割系统可布置成将带的部分与具有第一质量和其它质量的带幅材分开。这样，第一质量的带部分可与其它质量的带部分保持分离。

当带分割系统包括用于第一质量的带的部分的第一排出路径、以及用于其它质量的带的部分的另一排出路径时，带部分可在它们进行堆叠和/或缓冲之前而基于它们的质量而进行分离。这有助于方便地丢弃具有缺陷并且不能用于层压产品的其它质量的带的部分。在带在堆叠和/或缓冲之前基于其质量进行分离的情况下，可实现容易地获得第一质量的堆叠，并且例如基本上没有缺陷。其它质量的带部分可以以不同的方式使用，或可丢弃。

通过提供具有相等预定长度的第一质量的带部分，可实现这样的层可用在具有相同长度的层的叠层中，同时具有已知的质量。这样，它们可例如放置在需要第一质量的堆叠中的位置处，例如堆叠中的顶片，考虑到其外观和/或机械载荷，顶部片材必须没有缺陷。通过提供具有其它质量的带部分，其包括具有不同长度的带部分，特别是具有比第一质量的带部分更短/更短的长度的带部分，可实现由于带中的缺陷而导致的材料损失可进一步减少。

通过提供具有用于第二质量的带部分的另一排出路径和用于其它质量的带部分的第三排出路径的另一排出路径，可从带卷销售包括缺陷并具有仍然可用于产品的第二质量的带部分。以这种方式，可恢复通常被丢弃的第二质量的带部分。第二质量的带部分被切割成预定长度，或换言之，与第一质量的带部分具有相等的长度，这进一步减少了材料损失，并提高了成本效益。熔合、固结或层压产品的性能取决于带部分的顺序，特别是层压产品中片材的顺序和/或位置，例如具有相互不同的纤维取向的相邻片材。因而，第二质量的带的可用部分的位置可基于最终产品的要求，例如视觉质量或强度要求。第二质量的带部分可例如在一组或多组层中更靠近对称平面或在例如非对称固结或层压产品中更靠近中心线使用。

在第三排出路径中的带部分可包括具有相互不同的质量和相互不同的长度的带部分。这样，可方便地处理待丢弃的废料或材料，并且待丢弃的带的长度可保持最小。

第一排出路径可通向第一缓冲器，该第一缓冲器设置成用于缓冲具有彼此相等的预定长度的带部分。通过这种方式，可堆叠和记录第一质量的带的部分，用于进一步处理，以确保最终产品满足规范所要求的最小阈值。

第二排出路径转而可通向第二缓冲器，该第二缓冲器设置成用于缓冲长度彼此相等的带部分。这样，第二质量的带的部分可进行堆叠和登记，从而等待在进一步处理中使用的机会，以确保最终产品满足规范所要求的最小阈值。

带分割系统还可包括带供应部，特别是包括一卷或多卷带的带供应部。带分割系统还可包括一个或多个展开装置，用于将带从卷展开到带幅材供给路径中。带分割系统可包括接合器，用于将第一卷的带端部的端部接合到第二卷的带开始处，以便允许连续操作，并且允许进一步优化带的使用。这种接合器可包括带缓冲器，以便允许第一卷的带端部和第二卷的带开始处进行接合，同时保持过程静止。

本发明还涉及一种分割带的方法，该方法包括：供给纤维增强带的幅材；评估带的幅材的质量；以及从带的幅材上分割纵向带部分，其中，从带的幅材上分割下来的带部分的长度基于带的幅材的质量的评估而变化。

在说明书和所附权利要求书中阐述了本发明的其它有利方面。

本领域的技术人员应清楚的是，在上述段落中阐明的本发明的带分割系统的技术特征不仅可有利地单独用于分割带，而且可以以任何可能的组合方式用于分割带。本文的技术特征可从上下文中分离出来，并且可结合不同段落中分离出来的技术特征。在本说明书中具体公开了这种组合。

附图说明

以下将基于附图中所示的非限制性示例性实施方式来进一步阐述本发明。在附图中：

图1示出了带分割系统的示意性立体图；

图2示出了从带卷展开的带幅材的示意性侧视图，并且带幅材被分割成不同长度的部分；

图3示出了带分割过程的示意图，其中带部分是从具有第一质量和其它质量的带幅材切割而成的。

具体实施方式

注意，附图仅是本发明优选实施方式的示意性表示。在附图中，相同或相应的部件用相同的附图标记来表示。

参照图1，带分割系统1包括带幅材供给路径2，用于供给纤维增强带3的幅材，特别是纤维增强带，诸如单向(ud)带。用于评估带3的幅材质量的质量检查系统4沿着幅材供给路径2布置。分割器6布置成使纵向带部分7与带3的幅材分离。分割器6布置在带幅材供给路径2的端部。分割器6进一步设置成根据带的质量改变分离的带部分7的长度。分割器6设置成根据带的质量改变分离的带部分7的长度。质量检查系统4在带3被分割器6分割成单独的带部分7之前，对带3的幅材的质量进行评估。例如，如果不符合期望的标准，则光学质量、表面完整性、厚度、宽度、组成等表示带的质量方面的特征可能构成缺陷。在这里，质量检查系统4包括用于视觉检查带3的幅材的表面质量的相机。如图1所示，带分割系统1还包括带卷10。带卷10通过展开装置11展开。在这里，带分割装置1设置有两个带卷10和接合器12，该接合器12使得能够进行连续的展开过程，该连续的展开过程具有增加带分割系统1中带生产量的附加益处。带展开至带幅材供给路径2中，用于将纤维增强带3的幅材供给到分割器6。分割器6例如用刀、激光或(水)射流切割。分割器6可为动态的或静止的，也就是说随带幅移动或不随带幅移动。以这种方式改变带部分7的长度可减少废料，并优化材料的使用。因而，可提高制造工艺的成本效率。换言之，公开了一种带分割系统1，该带分割系统1包括：用于供给纤维增强带的幅材3的带幅材供给路径2；沿着带幅材供给路径2设置的质量检查系统4，该质量检查系统4检查带的幅材3，特别是用于检测缺陷的发生；以及设置在带幅材供给路径2的端部的分割器6，该分割器6从带的幅材3分割纵向带部分7。根据质量检查的结果，特别是根据带部分中的缺陷存在的差异，分割器6设置成改变从带的幅材3上分割的带部分7的长度。参照图2，根据本发明实施方式的带分割系统1的分割器6设置成将带部分7与具有第一质量和其它质量的带3的幅材分开。将具有第一质量的带部分7切割成预定长度l1。具有第一质量的带部分7具有相等的预定长度l1。具有其它质量的带部分7包括长度l不同于第一质量的带部分7的带部分。如图2和3所示，带分割系统1包括：用于第一质量的带部分7的第一排出路径13；以及用于其它质量的带部分7的另一排出路径14。在这里，分割器6设置成以相等的预定长度l1分割第一质量的带部分7。在这里使用可调节的幅材供给路径长度来改变将带供给至分割器6的速度，并且能够将带部分7分割成所需的长度，诸如预定的长度l1和不同的长度l。然而，幅材供给路径2的速度也可改变，例如通过在带分割系统的展开装置11上设置制动器。质量检查系统4设置成用于识别沿着幅材供给路径2的带中的缺陷，使得在缺陷之前和之后通过检查系统4下游的分割器6分割带。因而，其它质量的带部分7包括长度小于第一质量的带部分7的带部分7。

参照图3，根据本发明实施方式的带分割系统1的另一排出路径14包括用于第二质量的带部分7的第二排出路径15和用于其它质量的带部分7的第三排出路径16。这样，在层压产品中使用的具有可行质量的带部分7进一步减少了废料，并优化了材料使用。因而，进一步提高了制造过程的成本效率。因而，第二质量的带部分7具有与第一质量的带部分7相同的长度，即预定长度l1。第三排出路径16包括彼此不同质量和彼此不同长度l的带部分7。其他质量的带部分7作为废料被丢弃。如图1和3所示，带分割系统1的第一排出路径13通向第一缓冲器17，第一缓冲器17用于缓冲彼此相等预定长度l1的带部分7。第二排出路径15通向第二缓冲器18，第二缓冲器18设置成用于缓冲相互相等的预定长度l1的带部分7。

至于本公开的范围，应指出的是，已具体描述的技术特征可倾向于功能概括。另外，应指出的是，只要没有明确指出，这种技术特征可从给定的示例性实施方式的上下文中单独看出，并且还可从它们在示例的上下文中协作的技术特征中单独看出。

至于保护范围，应指出的是，本发明不限于本文所表示的示例性实施方式，并且可能有许多变型。例如，除在实例中所讨论的之外，可使用其它方式来改变分割带的长度。这些变型对于本领域技术人员来说是清楚的，并且理解为落入如所附权利要求书中所阐述的本发明的范围内。

附图标记的说明

1.带分割系统

2.幅材供给路径

3.纤维增强带幅材/带幅材

4.质量检查系统

6.分割器

7.带部分/带的部分

10.带卷

11.展开装置

12.接合器

13.第一排出路径

14.另一排出路径

15.第二排出路径

16.第三排出路径

17.第一缓冲器

18.第二缓冲器