Geregeltes Handhabungssystem zum zuverlässigen und energieeffizienten Handling textiler Kohlenstofffaserzuschnitte
Frederic Förster
Die serienmäßige Herstellung endloskohlenstofffaserverstärkter Kunststoffe (ECFK) ist zum aktuellen Zeitpunkt mit einem erheblichen Aufwand verbunden. Eine der Hauptursachen liegt in der automatisierten Handhabung der als Ausgangsmaterial verwendeten luftdurchlässigen und biegeschlaffen Textilzuschnitte. Darüber hinaus gehen mit diesen, den Handhabungsprozess negativ beeinflussenden Eigenschaften, sehr hohe Schwankungen einher, die sich zusätzlich negativ auf die Prozesssicherheit einer automatisierten Handhabung auswirken. Angesichts dessen erfolgen sowohl die Bereitstellung als auch der Transport textiler Kohlenstofffaserzuschnitte zum heutigen Zeitpunkt vorwiegend manuell.
Vor diesem Hintergrund besteht das Ziel dieser Arbeit in der Entwicklung eines Greifsystems, welches alle Anforderungen erfüllt, die an eine automatisierte Handhabung textiler Kohlenstofffaserzuschnitte innerhalb von Prozessketten zur Herstellung ECFK gestellt werden. Ein Greifsystem bestehend aus Niederdruckflächensaugern wird hierzu mit Sensoren ausgerüstet, mit welchen sich die Anpresskräfte zwischen jedem einzelnen Niederdruckflächensauger und dem Textilzuschnitt messen lassen. Auf dieser Basis aufbauend werden so genannte Handhabungsstrategien abgeleitet, durch welche sich die mit dem Greifprinzip einhergehende schlechte Energieeffizienz und die unzureichende Zuverlässigkeit steigern lassen. Ein besonderes Augenmerk liegt hierbei auf der Entwicklung einer Handhabungsstrategie zur zuverlässigen Vereinzelung textiler Zuschnitte vom Zuschnittstapel.
Der dargelegte Lösungsansatz wird in ein prototypisches Handhabungssystem überführt, im Rahmen von Endlosversuchen umfangreich validiert und die Ergebnisse dem aktuellen Stand der Technik gegenübergestellt.
