通過圖像分析實現(xiàn)對準和偏心控制的用于卷繞纖維材料的機器的制造方法
【專利說明】
【背景技術】
[0001]本發(fā)明涉及一種用復合材料制作燃氣渦輪機殼體的一般領域，更具體地涉及用于航空發(fā)動機的燃氣渦輪機風扇固持殼體。
[0002]用(I)相對較薄的壁和(2)防護結構組成風扇固持殼體是常見做法，其中，所述壁界定通向航空發(fā)動機的進氣口通路且支撐與風扇葉片的尖端所沿循的路徑對齊的可研磨材料，并且還支撐聲學處理涂層(如果存在的話)，所述防護結構在外部圍繞風扇緊固到所述壁，以便在例如獲取的對象或受損葉片的碎片等殘渣因離心力而被向外拋出的情況下留住所述殘渣，從而防止其通過所述殼體且到達飛機的其它部分。
[0003]已經(jīng)有提議用復合材料制作風扇固持殼體。作為實例，可參考文獻EP I 961 923，其描述了通過用纖維織構的疊加層形成纖維加強件且用基質(zhì)使所述纖維加強件致密化，從而用不同厚度的復合材料制造殼體。更確切地說，所述文獻提供使用用于纖維組織的三維編織的卷取心軸，所述組織隨后作為疊加層卷繞到浸漬心軸上，所述浸漬心軸具有與將制作的殼體的輪廓相對應的輪廓。以所述方式獲得的纖維預成型坯保持在浸漬心軸上且在將樹脂聚合之前用樹脂進行浸漬。
[0004]實際上，執(zhí)行所述方法帶來了纖維組織從卷取心軸傳送到浸漬心軸的問題和在卷繞期間控制纖維組織的位置的問題。的確，在卷繞期間纖維組織的位置的任何漂移將導致來自與張力、偏移和纖維密度相關的公差的局部化偏離，且這將隨后使纖維組織不可用。
[0005]此外，殼體是通過圍繞預成型坯卷繞若干匝(通常為四匝)而制得，這意味著在卷繞之后，不可能檢查那些連續(xù)匝所使用的經(jīng)紗示蹤符(用來進行監(jiān)視對準)的位置。因此，必不可少的是確保在卷繞期間纖維組織的正確定位，并且還在卷繞之后具有檢查報告，從而使保證纖維組織符合規(guī)范成為可能，這就意味著也必需確保實時地對纖維組織的偏移進行完整控制。
[0006]因此，存在具有卷繞機器的需要，所述機器能夠?qū)崿F(xiàn)在纖維組織從卷取心軸到浸漬心軸的傳送期間確保纖維組織正確地放置且施加在浸漬心軸上以及實時控制纖維組織的對準且可能地進行偏移。的確，在卷繞之后，不可能檢驗纖維組織的位置和偏移，且因此不可能證實卷繞操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的主要目的因此是減輕此類需要。本發(fā)明的另一目的是使得能夠以統(tǒng)計方式分析數(shù)據(jù)以便監(jiān)視卷繞操作的質(zhì)量。這些目的是通過提供一種用于將纖維組織卷繞到浸漬心軸上的機器來實現(xiàn)，所述機器包括:
[0008]?卷取心軸，其用于儲存和解開纖維組織，所述卷取心軸具有大體上水平的旋轉軸線；
[0009].浸漬心軸，其用于接收從所述卷取心軸解開的所述纖維組織的疊加層，所述浸漬心軸具有大體上水平且平行于所述卷取心軸的所述旋轉軸線的旋轉軸線；
[0010].相機，其指向所述纖維組織和所述浸漬心軸以便檢查所述纖維組織中并入的經(jīng)紗;^蹤符紗線和諱紗;^蹤符紗線的通路；
[0011].圖像分析模塊，其用于初始地確定經(jīng)紗示蹤符紗線與連續(xù)的瑋紗示蹤符紗線的交叉點的位置，隨后將這些確定的位置與用于參考經(jīng)紗和瑋紗示蹤符紗線的交叉點的對應的理論位置進行比較，所述理論位置是在所述纖維組織的自動卷繞之前的校準階段期間由作用在標記有參考經(jīng)紗和瑋紗示蹤符紗線的校準心軸上的所述相機檢測，并且記錄在所述模塊中，最后用于針對這些交叉點中的每一者確定所述纖維組織的偏移值；
[0012].電動馬達，其用于驅(qū)動所述心軸繞各自的旋轉軸線旋轉；以及
[0013].控制單元，其用于控制所述電動馬達以驅(qū)動所述心軸的旋轉。
[0014]因此，通過實時分析纖維組織的圖像，能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)視預成型坯的偏移和失準(如果存在)，以及在已進行卷繞操作之后是否需要取消卷繞操作。
[0015]這提供良好適于用復合材料為航空發(fā)動機制作風扇固持殼體的卷繞機器。確切地說，所述機器的操作可為全自動的，進而益于減少此類殼體的制造循環(huán)時間。
[0016]優(yōu)選地，用于控制電動馬達的控制單元包括用于監(jiān)視所述纖維組織的張力的監(jiān)視裝置。實際上，此張力可由傳感器或通過測量電消耗而測得。通過監(jiān)視此張力且使其隨纖維組織的性質(zhì)而變化，因此，能夠確定且控制所得預成型坯中的纖維的密度。
[0017]而且優(yōu)選地，所述相機安裝在光盒中，所述光盒調(diào)整到所述浸漬心軸的輪廓，且盡可能接近所述纖維組織放置，且所述圖像分析模塊進一步確定至少一個經(jīng)紗示蹤符紗線的參考對準位置與由所述相機觀察到的位置之間的位置誤差，且取決于所述示蹤符紗線的觀察到的位置是否保持在預定容限范圍內(nèi)，來可選地允許卷繞的繼續(xù)。有利地，當給定位置誤差大于所述預定容限范圍的25%時，通過校正所述卷取心軸的位置而在所述卷繞操作期間校正對準，通過固定到所述卷取心軸的馬達致動的蝸桿來校正所述卷取心軸的位置。
[0018]取決于設想的實施例，本發(fā)明的機器的初始對準(校準)可通過校準設備或通過激光投影設備實施。校準設備標記有經(jīng)紗和瑋紗示蹤符紗線，所述紗線設計成在所述纖維組織的自動卷繞之前在校準階段期間由所述相機檢測。激光投影設備將至少一個參考示蹤符經(jīng)紗投影到纖維結構上，且因此使操作者能夠首先在將纖維組織卷繞到浸漬心軸上之前將卷取心軸在浸漬心軸上對準，接著在卷繞操作期間監(jiān)視卷取心軸在浸漬心軸上的失準。
[0019]有利地，激光投影設備大體上垂直地布置在卷取心軸的上方，且可安裝在由所述機器的支撐結構支撐的橫梁上，反射目標定位在浸漬心軸上以便實現(xiàn)在三個維度中的定位且允許在卷繞操作之前和期間投影至少一個參考示蹤符經(jīng)紗的投影。優(yōu)選地，存在至少六個反射目標且它們分布在浸漬心軸的兩個頰板的厚度范圍內(nèi)。
[0020]本發(fā)明還提供一種確定纖維組織的偏移值的方法，所述纖維組織以疊加層卷繞到機器的第二心軸上，所述機器包括用于儲存且解開所述纖維組織的第一心軸，所述第一心軸具有大體上水平且平行于所述第二心軸的旋轉軸線的旋轉軸線，且所述第一心軸和所述第二心軸被由控制單元致動的電動馬達驅(qū)動成繞各自的旋轉軸線旋轉，在所述方法中，指向所述纖維組織和所述第二心軸的相機檢查所述纖維組織中存在的經(jīng)紗示蹤符紗線和瑋紗示蹤符紗線的通路，且圖像分析模塊首先確定所述經(jīng)紗示蹤符紗線與連續(xù)的瑋紗示蹤符紗線的交叉點的位置，隨后將這些確定的位置與參考經(jīng)紗和瑋紗示蹤符紗線的交叉點的對應的理論位置進行比較，所述理論位置是在所述纖維組織的自動卷繞之前的校準階段期間由作用在標記有參考經(jīng)紗和瑋紗示蹤符紗線的校準心軸上的所述相機檢測，并且記錄在所述模塊中，最后針對這些交叉點中的每一者確定所述纖維組織的偏移值。
[0021]取決于設想的實施例，所述第一心軸和所述第二心軸分別是用于卷繞機器的卷取心軸和浸漬心軸，或是用于編織機(或織布機)的拉動心軸和卷取心軸。
【附圖說明】
[0022]從下文參考附圖給定的描述呈現(xiàn)本發(fā)明的其它特性和優(yōu)點，附圖展示不具有限制特性的實施例，其中:
[0023].圖1是構成本發(fā)明的第一實施例的卷繞機器的立體圖；
[0024].圖2是構成本發(fā)明的第二實施例的卷繞機器的立體圖；