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WO2025186237A1 - End effector - Google Patents

End effector

Info

Publication number
WO2025186237A1
WO2025186237A1 PCT/EP2025/055817 EP2025055817W WO2025186237A1 WO 2025186237 A1 WO2025186237 A1 WO 2025186237A1 EP 2025055817 W EP2025055817 W EP 2025055817W WO 2025186237 A1 WO2025186237 A1 WO 2025186237A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
brake
braking
unit
end effector
braking torque
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/EP2025/055817
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
WO2025186237A8 (en
Inventor
Erik Berg
Philipp LOHSE
Raphael Reinhold
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Broetje Automation GmbH
Original Assignee
Broetje Automation GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Broetje Automation GmbH filed Critical Broetje Automation GmbH
Publication of WO2025186237A1 publication Critical patent/WO2025186237A1/en
Publication of WO2025186237A8 publication Critical patent/WO2025186237A8/en
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/30Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/38Automated lay-up, e.g. using robots, laying filaments according to predetermined patterns
    • B29C70/382Automated fiber placement [AFP]
    • B29C70/384Fiber placement heads, e.g. component parts, details or accessories
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06Fibrous reinforcements only
    • B29C70/10Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
    • B29C70/16Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/30Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/38Automated lay-up, e.g. using robots, laying filaments according to predetermined patterns
    • B29C70/386Automated tape laying [ATL]
    • B29C70/388Tape placement heads, e.g. component parts, details or accessories

Definitions

  • the present invention relates to an end effector for a manipulator for applying fiber strands according to claim 1 and a production plant for producing a fiber composite component according to claim 11 and a method for operating a production plant for producing a fiber composite component according to claim 14.
  • fiber strands are deposited onto a molded body using a pressure roller, usually located on an end effector.
  • the fiber strand is applied by deposition.
  • the aim here is to deposit the fibers with as little tension as possible, preferably even without tension.
  • the fiber strand in the end effector can be actively conveyed to the pressure roller by a drive unit to minimize the introduction of tension into the deposited fiber strand.
  • the invention is based on the problem of designing and developing the known end effector in such a way that further optimization is achieved with regard to the aforementioned challenge.
  • the fundamental consideration is to control the braking torque individually and independently and/or to provide a brake that provides two different braking torque ranges.
  • an end effector for a manipulator for applying fiber strands to a molded body wherein the end effector has a plurality of spools which provide the fiber strands to be applied, wherein each spool is assigned a brake with which the spool can be braked, wherein the braking torque of the brakes can be controlled individually and independently, and/or wherein the brake has a first braking unit and at least one further braking unit, wherein the brake can be operated with the first braking unit in a first braking torque range and by activating the at least one further braking unit in a second braking range.
  • the individual and independent control of the brakes assigned to the spools, as well as the provision of two braking torque ranges, allows the fiber strand tension to be adjusted during component production to the desired component properties. This allows the properties of a fiber composite component to be adjusted and optimized particularly easily, and It enables particularly simple and/or automated production of fiber composite components.
  • a particularly simple design of the brake can be achieved according to the further developments according to claims 2 to 6. These further developments ensure the provision of a sufficient braking torque adapted to the requirements.
  • a production plant for producing a fiber composite component comprising a manipulator with an end effector, in particular of the type described, for applying fiber strands to a molded body, wherein the production plant has a plurality of spools which provide the fiber strands to be applied, wherein each spool is assigned a brake with which the spool can be braked, wherein the braking torque of the brakes can be controlled individually and independently, and/or wherein the brake has a first braking unit and at least one further braking unit, wherein the brake can be operated with the first braking unit in a first braking torque range and by activating the at least one further braking unit in a second braking range.
  • Claims 12 and 13 describe preferred further developments of the manufacturing plant relating to the design of the manipulator and the molded body.
  • a method for operating a production plant for producing a fiber composite component is claimed, wherein a production plant, in particular of the type described, has a manipulator with an end effector, in particular of the type described, wherein the End effector fiber strands applied to a molded body, wherein the production system has a plurality of spools which provide the fiber strands to be applied, wherein each spool is assigned a brake with which the spool can be braked, wherein the braking torque of the brakes is controlled individually and independently, and/or wherein the brake has a first braking unit and at least one further braking unit, wherein the brake is operated with the first braking unit in a first braking torque range and is operated by activating the at least one further braking unit in a second braking range.
  • Fig. 1 shows a proposed production plant for carrying out a proposed method in a) when applying by laying and in b) when applying by winding
  • Fig. 2 shows the end effector of the production line from Fig.1a) during the application of fiber strands by laying them down, with the brakes being operated in the first braking torque range,
  • Fig. 3 the end effector of the production line from Fig.1 b) during the application of fiber strands by winding, with the brakes being operated in the wider braking torque range,
  • Fig. 4 is a schematic plan view of the end effector from Figs. 2 and 3 to illustrate the fiber strand guidance on the end effector,
  • Fig. 5 A representation of a coil unit of the end effect with brake
  • Fig. 6 is a schematic view of the brake.
  • the exemplary embodiment shown in the figures and thus preferred relates to an end effector 1 for a manipulator 2 for applying fiber strands 3, a production plant 4 for producing a fiber composite component 5 and a method for operating a production plant 4 for producing a fiber composite component 5.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a proposed production system 4, which comprises a manipulator 2 with a proposed end effector 1.
  • the end effector 1 serves to apply fiber strands 3 to a molded body 6.
  • the production system 4 here in particular the end effector 1, has several coils 7 which provide the fiber strands 3 to be applied.
  • a plurality of fiber strands 3 are provided, which are provided, in particular, each from a spool 7 and are applied, here and preferably in parallel, to a molded body 6 by means of the end effector 1 to produce the fiber composite component 5.
  • at least two, more preferably at least four, more preferably at least eight, more preferably at least twelve, more preferably at least sixteen fiber strands 3 can be provided, here and preferably each from a spool 7 and applied to the molded body 6 by means of the end effector 1 to produce the fiber composite component 5.
  • the end effector 1 preferably further comprises a compacting body 8, in particular a compacting roller 9. This serves here and preferably for applying the fiber strands 3 to the molded body 6.
  • the fiber material 10 of the fiber strands 3 can, in particular, be dry fibers and/or prepreg fibers and/or thermoplastic fibers. Typical widths for such a fiber strand 3 are 1/8", 1/4", 1/2", 1", 1.5", or 2" (inches). In the exemplary embodiment, fiber strands 3 with a width of less than 2", more preferably less than 1", more preferably less than 1/2" are used. Each coil 7 is assigned a brake 11 with which the coil 7 can be braked.
  • each coil 7 is assigned a brake 11 with which the coil 7 can be braked. Furthermore, it is provided that the braking torque 12 of the brakes 11 can be individually and independently controlled, and/or that the brake 11 has a first braking unit 13 and at least one further braking unit 14, wherein the brake 11 can be operated with the first braking unit 13 in a first braking torque range 15 and can be operated by activating the at least one further braking unit 14 in a second braking torque range 16.
  • the individual and independent control of the brakes 11 assigned to the spools 7 and the provision of two braking torque ranges 12 make it possible to adapt the fiber strand tension 17 during component production to the desired component properties. This allows the properties of a fiber composite component 5 to be adjusted and optimized particularly easily, enabling particularly simple and/or automated production of fiber composite components 5.
  • the braking torque 12 can be provided in different braking torque ranges 12 as required.
  • particularly precise control of the braking torque 12 at low braking torques 12 is possible, preferably in the first braking torque range 15, and in the further braking range, the braking torque 12 can be controlled over a larger torque range.
  • the provision of two different braking torque ranges 12 is particularly advantageous for switching between applying a fiber strand 3 by deposition and applying a fiber strand 3 by winding with an end effector 1.
  • the braking torque ranges 12 are shown as an example in Fig. 6 b.
  • the first braking torque range 15 allows a more precise setting of the braking torque 12 for low braking torques 12.
  • the second Braking torque range 16 enables braking with higher braking torques 12, although the braking torque 12 cannot be adjusted as precisely as in the first braking torque range 15.
  • the first braking torque range 15 is completely included in the second braking torque range 16.
  • a plurality of fiber strands 3 are provided, which are provided, in particular, each from a spool 7 and are applied, here and preferably in parallel, to a molded body 6 by means of the end effector 1 to produce the fiber composite component 5.
  • at least two, more preferably at least four, more preferably at least eight, more preferably at least twelve, more preferably at least sixteen fiber strands 3 can be provided, here and preferably each from a spool 7 and applied to the molded body 6 by means of the end effector 1 to produce the fiber composite component 5.
  • the brake 11 is designed as a disc brake with a brake disc 18, as already described above, preferably that the first brake unit 13 is a first brake cylinder 19, and/or that the at least one further brake unit 14 is a further brake cylinder 20.
  • the brake disc 18 is arranged on the same shaft 21 as the spool 7. This allows the spool 7 to be braked particularly directly and the brake 11 to be controlled particularly well.
  • the braking force is provided pneumatically and/or hydraulically to the brake 11.
  • the brake 11 or brakes 11 are preferably operated pneumatically. This is particularly simple and reliable during fiber application.
  • the brake 11 has a second brake unit 13 as a further brake unit 14.
  • the brake 11 can have a third brake unit 13 as a further brake unit 14 and, if necessary, also have a fourth brake unit 13. This makes it particularly easy to set different braking torque ranges 12 for the brake 11.
  • the first brake unit 13 acts on the brake disc 18 only from one side.
  • the second brake unit 13 acts on the brake disc 18 only from one side, further preferably that the third brake unit 13 acts on the brake disc 18 only from one side, and further preferably that the fourth brake unit 13 acts on the brake disc 18 only from one side.
  • the braking torque 12 in the first braking torque range 15 can be regulated with a proportional valve 22 when braking with the first braking unit 13.
  • the proportional valve 22 of the brake 11, in particular of the first braking unit 13 and/or the further braking unit 14 or the further braking units 14, provides compressed air in a pressure range for generating the braking torque 12, preferably in a pressure range of 1 to 12 bar, more preferably in a pressure range of 1 to 6 bar.
  • the further brake unit 14 or the further brake units 14 can also be controlled with a separate proportional valve 22, but here and preferably it is provided that the braking torque 12 in the second braking torque range 16 can be controlled with the proportional valve 22 when braking with the first brake unit 13 and the at least one further brake unit 14.
  • the change between the first braking torque range 15 and the second braking torque range 16 takes place by switching, in particular by switching the compressed air supply, to the brake units 13.
  • the compressed air supply is additionally switched in addition to the at least one further brake unit 14, as shown in Fig. 6.
  • the change takes place by switching one or more valves 23.
  • switching between the first braking torque range 15 and the second braking torque range 16 is possible independently of the setting of the proportional valve 22. This is realized here by means of the valves 23 provided downstream of the proportional valve 22.
  • the brakes 11 are functionally identical for each coil 7. This is also shown schematically in Fig. 4.
  • a method for operating a production plant 4 for producing a fiber composite component 5, wherein a production plant 4 has a manipulator 2 with an end effector 1, wherein the end effector 1 applies fiber strands 3 to a molded body 6, wherein the production plant 4 has a plurality of spools 7 which provide the fiber strands 3 to be applied.
  • each spool 7 is assigned a brake 11 with which the spool 7 can be braked, wherein the braking torque 12 of the brakes 11 is controlled individually and independently, and/or wherein the brake 11 has a first braking unit 13 and at least one further braking unit 14, wherein the brake 11 is operated with the first braking unit 13 in a first braking torque range 15 and is operated by activating the at least one further braking unit 14 in a second braking range.
  • the provision of the two braking torque ranges 12 is particularly advantageous for setting different fiber tensions when applying the fiber strands 3. This makes it possible to apply a fiber strand 3 or the fiber strands 3 both by laying them down and by winding them.
  • the production of the fiber composite component 5 comprises applying by depositing a first section 24 of the fiber strand 3 by means of of the compacting body 8, in particular the compacting roller 9, onto the shaped body 6 and/or onto fiber material 10 already applied to the shaped body 6, as shown in Fig. 1 a) and Fig. 2.
  • the production of the fiber composite component 5 preferably comprises an application by winding a further section 25 of the fiber strand 3 onto the molded body 6 and/or onto fiber material 10 already applied to the molded body 6, as shown in Fig. 1 b) and Fig. 3.
  • the fiber strand tension 17 is higher than the fiber strand tension 17 when applying the first section 24.
  • the fiber strand tension 17 is shown schematically in the enlargements in Figures 2 and 3.
  • the fiber strand tension 17 is at least three times higher, more preferably at least five times higher, more preferably at least ten times higher, than the fiber strand tension 17 when applying the first section 24.
  • the properties of a fiber composite component 5 can be adjusted particularly easily and a particularly simple and/or automated production of fiber composite components 5 is made possible.
  • the fiber strand 3 enables the introduction of the fiber strand 3 into the fiber composite component 5 with different fiber strand tensions 17.
  • a particularly precise deposition of the fiber strand 3 can be made possible in individual areas, in particular in the first section 24, and on the other hand, advantageous component properties can be created in the fiber composite component 5 by winding and the greater fiber strand tension 17 in the further section 25.
  • a fiber composite component 5 can be produced in which a first section 24 of a fiber strand 3 is provided, which was applied by laying down and a further section 25 of the fiber strand 3 is provided, which was applied by winding, wherein in the further section 25 the fiber strand tension 17 is higher, preferably at least by a factor of three higher, further preferably at least by a factor of five higher, further preferably at least by a factor of ten higher, than the fiber strand tension 17 in the first section 24.
  • the fiber strand 3 or the fiber strands 3 may have additional sections beyond the further section 25.
  • application by winding may be followed by application by deposition for an additional section.
  • the beginning of a fiber strand 3 and/or the end of a fiber strand 3 is applied by application by deposition. In between, several changes of application by deposition and application by winding may preferably occur.
  • first section 24 and the further section 25 as well as any additional sections of a fiber strand 3 that may be present beyond the further section 25 are parts of a continuous fiber strand 3. This is or was applied here in one piece.
  • the attempt is made to deposit the fiber strand 3 with as little fiber strand tension 17 as possible.
  • the individual fiber strand 3 is subjected to a force 26 of less than or equal to 10 N, preferably less than or equal to 5 N, more preferably less than or equal to 1 N.
  • the individual fiber strand 3 is even subjected to a force 26 of less than or equal to 5 N.
  • the force application 26 in the longitudinal direction of the fiber strand 3 is meant. This is also referred to as web tension.
  • the individual fiber strand 3 is subjected to a force 26 greater than or equal to 10 N, preferably greater than or equal to 50 N, more preferably greater than or equal to 100 N, more preferably greater than or equal to 150 N.
  • the force 26 is applied in the longitudinal direction of the fiber strand 3. This is also generally referred to as web tension.
  • the production system 4 and in particular the manipulator 2 and the end effector 1 are here and preferably designed in such a way that both a laying down of the fiber strand 3 with a particularly low fiber strand tension 17 and a winding with a particularly high fiber strand tension 17 is possible.
  • the brake 11 or the brakes 11 when applying a first section 24 of the fiber strand 3 by laying it down, brake 11 or the brakes 11 brake the respective spool 7 in the first braking torque range 15 with the first braking unit 13 and when applying a second section of the fiber strand 3 by winding, the brake 11 or the brakes 11 brake the respective spool 7 in the second braking range with at least one further braking unit 14.
  • the compacting body 8 When applying by winding the further section 25 of the fiber strand 3 onto the molded body 6 and/or onto fiber material 10 already applied to the molded body 6, the compacting body 8, here the compacting roller 9, is spaced from the molded body 6 and/or fiber material 10 already applied to the molded body 6, as shown in Figs. 1 b) and 2.
  • the compaction is preferably generated by the higher fiber strand tension 17 during application.
  • the manipulator 2 takes up the same orientation relative to its base 27 when applying the fiber strand 3 during When applying by laying down, a different pose 28 is adopted than when applying by wrapping. This allows the force 26 acting on the manipulator 2 and/or end effector 1 to be optimized, particularly during wrapping. A different position of the manipulator 2 results in a preferably stiffer configuration than when laying down.
  • a pose 28 here refers to the combination of position and orientation of the manipulator 2 in three-dimensional space.
  • the fiber strand 3 or the fiber strands 3 are guided during application by deposition by at least 30°, preferably at least 60°, more preferably at least 85° around the compacting body 8, in particular the compacting roller 9. In the exemplary embodiment, and preferably, this is essentially 90°.
  • the fiber strand 3 or the fiber strands 3 are guided by winding during application by a maximum of 30°, preferably a maximum of 10°, more preferably a maximum of 5° around the compacting body 8, in particular the compacting roller 9.
  • the fiber strand 3 or the fiber strands 3 are deflected less around the compacting body 8, in particular the compacting roller 9, during application by winding than during application by laying.
  • the orientation of the fiber strand 3 or the fiber strands 3 during application is determined by the alignment of the compacting body 8, in particular the compacting roller 9, relative to the molding body 6, in particular during application by winding and/or during application by deposition. This allows for particularly high deposition precision.
  • a controller 29, in particular an NC controller 30, is used to control 29 the production plant 4
  • Particularly simple programming of the production system 4 can be achieved by changing the tool center point 31 for the end effector 1 in the control system 29 when switching between application by depositing and application by winding.
  • the tool center point 31 is selected such that it lies on the circumference of the compacting body 8, in particular the compacting roller 9, at the point at which the fiber strand 3 or the fiber strands 3, in particular normal to the surface of the molded body 6, are pressed onto the molded body 6 and/or material already deposited onto the molded body 6.
  • the tool center point 31 is defined differently here and preferably. In particular, it can be a virtual tool center point 31. In the exemplary embodiment and preferably, the tool center point 31 is selected such that it lies on the circumference of the compacting body 8, in particular the compacting roller 9, at the point at which the fiber strand 3 or the fiber strands 3 detach from the compacting body 8, in particular the compacting roller 9, during winding. In the exemplary embodiment, the fiber strand 3 or the fiber strands 3 detach from the compacting roller 9 in a tangential direction, as shown in Figures 1 b) and 3.
  • the manipulator 2 presses the compacting roller 9 onto the shaped body 6 during application by laying it down, here and preferably acting with a pressing force 32 in the direction of the shaped body 6, and/or that during application by winding the manipulator 2 acts with a counter-holding force 33 on the end effector 1, which is directed away from the shaped body 6 with respect to the end effector 1, in particular with respect to the tool center point 31 of the end effector 1.
  • the end effector 1 will be briefly described below, which is designed both for depositing and for winding a fiber strand 3 or fiber strands 3.
  • the coil 7 or the coils 7 for providing the fiber strand 3 or the fiber strands 3 are accommodated on the end effector 1. This is shown in Figures 2 to 5.
  • a dancer roller 34 is assigned to the fiber strand 3 or the fiber strands 3, in particular to each of them, to reduce fiber strand tension peaks. This is preferably designed to be pivotable, in particular around the spool 7 and/or around a deflection roller 35.
  • the dancer roller 34 is arranged essentially between the spool 7 and the deflection roller 35. In this way, a particularly compact arrangement of the spool 7, dancer roller 34, and deflection roller 35 is achieved.
  • a deflection roller 35 is assigned to the fiber strand 3 or the fiber strands 3, in particular to each of them.
  • the fiber strand 3 is provided with a backing film on the spool 7 and that a backing film is wound onto the deflection roller 35 during the provision of the fiber strand 3.
  • the end effector 1 has a brake 11, in particular one brake each, for braking the coil 7 or the coils 7.
  • the brake 11 is a disc brake, more preferably a pneumatic disc brake.
  • each brake 11 can be individually controlled and/or regulated for each individual coil 7. Furthermore, additionally or alternatively, the coil 7 or coils 7 can be braked less during application by laying than during application by winding. It is preferably provided that the braking torque 12 generated by the brake 11 on the coil 7 or coils 7 during application by winding is at least three times higher, more preferably at least five times higher, more preferably at least ten times higher, than during application by laying. When applying by winding, the fiber tension is determined here and preferably essentially by the braking torque 12. When applying by laying, the braking torque 12 is as low as possible and preferably as already described. It can be provided that the conveyor unit at least partially compensates for the braking torque 12 provided by the brake 11.
  • the fiber strand 3 is guided here and preferably from the spool 7 or from the spools 7 to a deflection roller 35 assigned to the respective spool 7, on which a back film of the respective fiber strand 3 is wound up if necessary.
  • the fiber strand 3 is guided here and preferably under the action of the dancer roller 34 and past this to a further deflection roller 36, in particular into a corner region of the end effector 1, as shown in Fig. 4.
  • each spool 7 and a dancer roller 34 and/or deflection roller 35 associated with its fiber strand 3 form a spool unit.
  • each spool 7 on the end effector 1 is associated with such a spool unit.
  • the fiber strands 3 from spools 7 or spool units arranged on different sides of the end effector 1, in particular in the corner region of the end effector 1, are brought together by means of the additional deflection rollers 36 and from there guided, in particular parallel, into a central region of the end effector 1. From the central region of the end effector 1, the fiber strands 3 are guided here and preferably via additional deflection rollers 36 in the direction of the compacting body 8, in particular the compacting roller 9.
  • the course of the fiber strand 3 or the individual fiber strands 3 is determined by the arranged in the central region of the end effector 1 Deflection rollers 35 to the compacting body 8, in particular to the compacting roller 9, linear.
  • the fiber strands 3 here and preferably alternately intertwine on the compacting body 8, in particular the compacting roller 9, and run parallel therefrom. This is the case here and preferably both during application by deposition and during application by winding.
  • a conveying device 37 and/or a cutting unit 38 can act on the individual fiber strand(s) 3 along the linear course of the fiber strand 3 or the fiber strands 3.
  • the end effector 1 has a conveyor device 37 for conveying the fiber strand 3 or the fiber strands 3 in the direction of the compacting body 8, in particular the compacting roller 9.
  • a conveyor device 37 for conveying the fiber strand 3 or the fiber strands 3 in the direction of the compacting body 8, in particular the compacting roller 9.
  • the conveyor device 37 is preferably arranged along the fiber strand(s) 3 between the further deflection rollers 36 and the compacting roller 9.
  • the conveying device 37 has a motor 39 for driving the fiber strands 3.
  • the advantage is that the conveyed fiber strands 3 can be conveyed synchronously.
  • each fiber strand 3 can be conveyed individually by the conveying device 37.
  • the conveying device 37 has a drive roller 40 and/or two drive rollers 40 and adjustable pressure rollers 41 for pressing the fiber strand(s) 3 against the drive rollers 40.
  • two drive rollers 40 are provided, which are driven by a motor 39, in particular synchronously.
  • a fiber strand 3 is conveyed when it is pressed against a drive roller 40 by a pressure roller 41.
  • the pressure roller 41 is then active. If the pressure roller 41 does not press the fiber strand 3 against the If the drive roller 40 is engaged, the material is also not conveyed by the conveyor unit.
  • the pressure roller 41 is then inactive.
  • the conveyor device 37, in particular the motor 39 and/or the pressure rollers 41, is/are controlled here and preferably by the controller 29.
  • the conveying device 37 is operated synchronously with the feed-depositing movement of the compacting body 8, in particular the compacting roller 9, relative to the molding body 6.
  • the fiber strand 3 or the fiber strands 3 can be deposited on the molding body 6 with particularly low fiber strand tension.
  • the conveyor device 37 is preferably inactive.
  • the pressure rollers 41 are inactive, lifted from the fiber strand 3, and/or the drive rollers 40 are inactive, not driven by the motor 39.
  • the conveying device 37 can serve to convey the fiber strand 3 or the fiber strands 3 to the compacting body 8, in particular the compacting roller 9. This is particularly preferred if one or more fiber strands 3 have been cut with a cutting unit 38.
  • the end effector 1 has a cutting unit 38 for cutting the fiber strand 3 or the fiber strands 3.
  • the cutting unit 38 is arranged in the immediate vicinity of the compacting body 8, in particular the compacting roller 9.
  • each individual fiber strand 3 can be cut individually with the cutting unit 38.
  • the cutting unit 38 has an individually controllable cutting actuator for cutting each fiber strand 3.
  • the cutting unit 38 is controlled here, preferably, by the controller 29.
  • a guide unit is provided, which guides the fiber strand(s) 3 to the cutting unit 38. This is designed here as a non-driven pair of rollers.
  • the manipulator 2 is designed as a robot 42, in particular as a linearly movable robot 42, as shown in Fig. 1.
  • the manipulator 2 is arranged on a linear slide 43.
  • the manipulator 2 is adjustable in at least four axes 44, more preferably in at least five axes 44, more preferably in at least six axes 44.
  • the axes 44 are rotation axes.
  • At least one of the axes 44, preferably at least two axes 44, more preferably at least three axes 44 of the robot 42 are braked during the application of at least a partial section of the further section 25 of the fiber strand 3.
  • the rigidity and counter-holding force 33 of the robot 42 can be increased in a simple manner during application by winding.
  • the production plant 4 has an NC control 30 for controlling 29 the production plant
  • the production plant 4 comprises the molded body 6 and that the molded body 6 can be driven in a controlled manner to rotate about a molded body axis 45.

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Abstract

The invention relates to an end effector for a manipulator for applying fibre strands to a moulded body, wherein the end effector comprises a plurality of spools which provide the fibre strands to be applied, wherein each spool is assigned a brake by means of which the spool can be braked, wherein the braking torque of the brakes is controllable individually and independently, and/or wherein the brake comprises a first brake unit and at least one further brake unit, wherein the brake can be operated in a first braking torque range by the first brake unit and can be operated in a second braking torque range by activating the at least one further brake unit.

Description

Endeffektor End effector

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Endeffektor für einen Manipulator zum Applizieren von Fasersträngen gemäß Anspruch 1 sowie eine Fertigungsanlage zur Herstellung eines Faserverbundbauteils gemäß Anspruch 11 sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Fertigungsanlage zur Herstellung eines Faserverbundbauteils gemäß Anspruch 14. The present invention relates to an end effector for a manipulator for applying fiber strands according to claim 1 and a production plant for producing a fiber composite component according to claim 11 and a method for operating a production plant for producing a fiber composite component according to claim 14.

Grundsätzlich sind verschiedene Fertigungsanlagen, Endeffektoren sowie Verfahren zum Betreiben derselben zur Herstellung eines Faserverbundbauteils bekannt. Bei der Verarbeitung von Fasersträngen, insbesondere wenn diese auf Spulen bereitgestellt werden, ist das Faserlegen vom Faserwickeln zu unterscheiden. In principle, various manufacturing systems, end effectors, and methods for operating them are known for producing fiber composite components. When processing fiber strands, especially when they are provided on spools, a distinction must be made between fiber laying and fiber winding.

Beim Faserlegen werden Faserstränge mittels einer zumeist an einem Endeffektor vorgesehenen Andruckrolle auf einem Formkörper abgelegt. Der Faserstrang wird durch Ablegen appliziert. Hier wird angestrebt, die Fasern mit möglichst wenig Spannung, vorzugsweise sogar spannungsfrei abzulegen. Dabei kann es vorgesehen sein, dass der Faserstrang im Endeffektor mittels einer Antriebseinheit aktiv zur Andruckrolle hin gefördert wird, um das Einbringen von Spannung in den abgelegten Faserstrang soweit wie möglich zu vermeiden. During fiber laying, fiber strands are deposited onto a molded body using a pressure roller, usually located on an end effector. The fiber strand is applied by deposition. The aim here is to deposit the fibers with as little tension as possible, preferably even without tension. In this case, the fiber strand in the end effector can be actively conveyed to the pressure roller by a drive unit to minimize the introduction of tension into the deposited fiber strand.

Beim Faserwickeln wird ein Faserstrang oder es werden mehrere Faserstränge auf einen Formkörper aufgewickelt. Zumeist wird der Formkörper dazu um eine Drehachse herum angetrieben und der Faserstrang beziehungsweise die Faserstränge werden durch die Drehung des Formkörpers auf diesen aufgewickelt. Um die Orientierung des Faserstrangs beim Aufwickeln zu verändern wird dieser zumeist durch eine Öse geführt, welche seitlich entlang des Formkörpers in Drehachsenrichtung verfahrbar ist. Sodann wird das Abwickeln des Faserstrangs von einer Spule mit einer Bremse gebremst, um eine Spannung beim Aufwickeln auf den Formkörper und eine sichere Führung zu gewährleisten. Hier wird der Faserstrang durch Wickeln appliziert. In der Druckschrift DE 202017 106 345 U1 , von der die Erfindung ausgeht, ist das Applizieren eines Faserstrangs auf einen Formkörper durch Ablegen mittels eines Endeffektors beschrieben. Aus diesem ist zwar ein Bremsen der Spulen bekannt, allerdings besteht hinsichtlich der Anpassbarkeit der Faserapplikation an die zu erzielenden Eigenschaften der herzustellenden Faserstrukturbauteile und auch hinsichtlich der Ausgestaltung der Bremse noch Optimierungspotential. During fiber winding, one or more fiber strands are wound onto a formed body. The formed body is usually driven around a rotational axis, and the fiber strand(s) are wound onto it by the rotation of the formed body. To change the orientation of the fiber strand during winding, it is usually guided through an eyelet that can be moved laterally along the formed body in the direction of the rotational axis. A brake then slows the unwinding of the fiber strand from a spool to ensure tension during winding onto the formed body and secure guidance. Here, the fiber strand is applied by winding. The publication DE 202017 106 345 U1, from which the invention is based, describes the application of a fiber strand to a molded body by depositing it using an end effector. While braking the spools is known from this, there is still potential for optimization with regard to the adaptability of the fiber application to the desired properties of the fiber structural components to be manufactured, as well as with regard to the design of the brake.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, den bekannten Endeffektor derart auszugestalten und weiterzubilden, dass hinsichtlich der genannten Herausforderung eine weitere Optimierung erreicht wird. The invention is based on the problem of designing and developing the known end effector in such a way that further optimization is achieved with regard to the aforementioned challenge.

Das obige Problem wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. The above problem is solved by the features of claim 1.

Wesentlich ist die grundsätzliche Überlegung, das Bremsmoment einzeln und unabhängig zu regeln und/oder eine Bremse vorzusehen, welche zwei sich unterscheidende Bremsmomentbereiche bereitstellt. The fundamental consideration is to control the braking torque individually and independently and/or to provide a brake that provides two different braking torque ranges.

Im Einzelnen wird ein Endeffektor für einen Manipulator zum Applizieren von Fasersträngen auf einen Formkörper beansprucht, wobei der Endeffektor mehrere Spulen aufweist, welche die zu applizierenden Faserstränge bereitstellen, wobei jeder Spule eine Bremse zugeordnet ist, mit der die Spule ab- bremsbar ist, wobei das Bremsmoment der Bremsen einzeln und unabhängig regelbar ist, und/oder, wobei die Bremse eine erste Bremseinheit und mindestens eine weitere Bremseinheit aufweist, wobei die Bremse mit der ersten Bremseinheit in einem ersten Bremsmomentbereich betreibbar ist und durch Aktivieren der mindestens einen weiteren Bremseinheit in einem zweiten Bremsbereich betreibbar ist. In particular, an end effector for a manipulator for applying fiber strands to a molded body is claimed, wherein the end effector has a plurality of spools which provide the fiber strands to be applied, wherein each spool is assigned a brake with which the spool can be braked, wherein the braking torque of the brakes can be controlled individually and independently, and/or wherein the brake has a first braking unit and at least one further braking unit, wherein the brake can be operated with the first braking unit in a first braking torque range and by activating the at least one further braking unit in a second braking range.

Das einzelne und unabhängige Regeln der den Spulen zugeordneten Bremsen sowie das Bereitstellen zweier Bremsmomentbereiche ermöglicht es die Faserstrangspannung bei der Herstellung des Bauteils an die zu erzielenden Bauteileigenschaften anzupassen. Hierdurch können die Eigenschaften eines Faserverbundbauteils besonders einfach eingestellt und optimiert werden und es wird eine besonders einfache und/oder automatisierte Fertigung von Faserverbundbauteilen ermöglicht. The individual and independent control of the brakes assigned to the spools, as well as the provision of two braking torque ranges, allows the fiber strand tension to be adjusted during component production to the desired component properties. This allows the properties of a fiber composite component to be adjusted and optimized particularly easily, and It enables particularly simple and/or automated production of fiber composite components.

Ein besonders einfacher Aufbau der Bremse lässt sich gemäß den Weiterbildungen nach Anspruch 2 bis 6 erreichen. Durch diese Weiterbildungen lässt sich die Bereitstellung eines ausreichenden und an den Bedarf angepassten Bremsmoments sicherstellen. A particularly simple design of the brake can be achieved according to the further developments according to claims 2 to 6. These further developments ensure the provision of a sufficient braking torque adapted to the requirements.

Bevorzugte Weiterbildungen betreffend die Regelung des Bremsmoments sind in den Ansprüchen 9 und 10 beschrieben. Preferred developments concerning the control of the braking torque are described in claims 9 and 10.

Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 11 , der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine Fertigungsanlage zur Herstellung eines Faserverbundbauteils mit einem Manipulator mit einem Endeffektor, insbesondere der beschriebenen Art, zum Applizieren von Fasersträngen auf einen Formkörper beansprucht, wobei die Fertigungsanlage mehrere Spulen aufweist, welche die zu applizierenden Faserstränge bereitstellen, wobei jeder Spule eine Bremse zugeordnet ist, mit der die Spule abbremsbar ist, wobei das Bremsmoment der Bremsen einzeln und unabhängig regelbar ist, und/oder, wobei die Bremse eine erste Bremseinheit und mindestens eine weitere Bremseinheit aufweist, wobei die Bremse mit der ersten Bremseinheit in einem ersten Bremsmomentbereich betreibbar ist und durch Aktivieren der mindestens einen weiteren Bremseinheit in einem zweiten Bremsbereich betreibbar ist. According to a further teaching according to claim 11, which also has independent significance, a production plant for producing a fiber composite component is claimed, comprising a manipulator with an end effector, in particular of the type described, for applying fiber strands to a molded body, wherein the production plant has a plurality of spools which provide the fiber strands to be applied, wherein each spool is assigned a brake with which the spool can be braked, wherein the braking torque of the brakes can be controlled individually and independently, and/or wherein the brake has a first braking unit and at least one further braking unit, wherein the brake can be operated with the first braking unit in a first braking torque range and by activating the at least one further braking unit in a second braking range.

Auf alle Ausführungen zu dem vorschlagsgemäßen Endeffektor darf verwiesen werden. Reference may be made to all statements concerning the proposed end effector.

In den Ansprüchen 12 und 13 sind bevorzugte Weiterbildungen Fertigungsanlage betreffend die Ausgestaltung des Manipulators und des Formkörpers beschrieben. Claims 12 and 13 describe preferred further developments of the manufacturing plant relating to the design of the manipulator and the molded body.

Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 14, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein Verfahren zum Betreiben einer Fertigungsanlage zur Herstellung eines Faserverbundbauteils beansprucht, wobei eine Fertigungsanlage, insbesondere der beschriebenen Art, einen Manipulator mit einem Endeffektor, insbesondere der beschriebenen Art, aufweist, wobei der Endeffektor Faserstränge auf einen Formkörper appliziert, wobei die Fertigungsanlage mehrere Spulen aufweist, welche die zu applizierenden Faserstränge bereitstellen, wobei jeder Spule eine Bremse zugeordnet ist, mit der die Spule abbremsbar ist, wobei das Bremsmoment der Bremsen einzeln und unabhängig geregelt wird, und/oder, wobei die Bremse eine erste Bremseinheit und mindestens eine weitere Bremseinheit aufweist, wobei die Bremse mit der ersten Bremseinheit in einem ersten Bremsmomentbereich betrieben wird und durch Aktivieren der mindestens einen weiteren Bremseinheit in einem zweiten Bremsbereich betrieben wird. According to a further teaching according to claim 14, which also has independent significance, a method for operating a production plant for producing a fiber composite component is claimed, wherein a production plant, in particular of the type described, has a manipulator with an end effector, in particular of the type described, wherein the End effector fiber strands applied to a molded body, wherein the production system has a plurality of spools which provide the fiber strands to be applied, wherein each spool is assigned a brake with which the spool can be braked, wherein the braking torque of the brakes is controlled individually and independently, and/or wherein the brake has a first braking unit and at least one further braking unit, wherein the brake is operated with the first braking unit in a first braking torque range and is operated by activating the at least one further braking unit in a second braking range.

Auf alle Ausführungen zu dem vorschlagsgemäßen Endeffektor, Endeffektor und dem vorschlagsgemäßen Fertigungsanlage darf verwiesen werden. Reference may be made to all statements relating to the proposed end effector, end effector and the proposed production plant.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt In the following, the invention is explained in more detail with reference to a drawing which merely represents exemplary embodiments. In the drawing,

Fig. 1 eine vorschlagsgemäße Fertigungsanlage zur Durchführung eines vorschlagsgemäßen Verfahrens in a) beim Applizieren durch Ablegen und in b) beim Applizieren durch Wickeln, Fig. 1 shows a proposed production plant for carrying out a proposed method in a) when applying by laying and in b) when applying by winding,

Fig. 2 den Endeffektor der Fertigungsanlage aus Fig.1a) beim Applizieren von Fasersträngen durch Ablegen, wobei die Bremsen im ersten Bremsmomentbereich betrieben werden, Fig. 2 shows the end effector of the production line from Fig.1a) during the application of fiber strands by laying them down, with the brakes being operated in the first braking torque range,

Fig. 3 den Endeffektor der Fertigungsanlage aus Fig.1 b) beim Applizieren von Fasersträngen durch Wickeln, wobei die Bremsen im weiteren Bremsmomentbereich betrieben werden, Fig. 3 the end effector of the production line from Fig.1 b) during the application of fiber strands by winding, with the brakes being operated in the wider braking torque range,

Fig. 4 eine schematische Aufsicht auf den Endeffektor aus den Fig. 2 und 3 zur Illustration der Faserstrangführung am Endeffektor, Fig. 4 is a schematic plan view of the end effector from Figs. 2 and 3 to illustrate the fiber strand guidance on the end effector,

Fig. 5 Eine Darstellung einer Spuleneinheit des Endeffektes mit Bremse und Fig. 5 A representation of a coil unit of the end effect with brake and

Fig. 6 eine schematische Ansicht der Bremse. Das in den Figuren dargestellte und insoweit bevorzugte Ausführungsbeispiel betrifft einen Endeffektor 1 für einen Manipulator 2 zum Applizieren von Fasersträngen 3, eine Fertigungsanlage 4 zur Herstellung eines Faserverbundbauteils 5 sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Fertigungsanlage 4 zur Herstellung eines Faserverbundbauteils 5. Fig. 6 is a schematic view of the brake. The exemplary embodiment shown in the figures and thus preferred relates to an end effector 1 for a manipulator 2 for applying fiber strands 3, a production plant 4 for producing a fiber composite component 5 and a method for operating a production plant 4 for producing a fiber composite component 5.

In der Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer vorschlagsgemäßen Fertigungsanlage 4 gezeigt, welche einen Manipulator 2 mit einem vorschlagsgemäßen Endeffektor 1 aufweist. Der Endeffektor 1 dient zum Applizieren von Fasersträngen 3 auf einen Formkörper 6. Fig. 1 shows an embodiment of a proposed production system 4, which comprises a manipulator 2 with a proposed end effector 1. The end effector 1 serves to apply fiber strands 3 to a molded body 6.

Die Fertigungsanlage 4, hier insbesondere der Endeffektor 1 , weist mehrere Spulen 7 auf, welche die zu applizierenden Faserstränge 3 bereitstellen. The production system 4, here in particular the end effector 1, has several coils 7 which provide the fiber strands 3 to be applied.

Im Ausführungsbeispiel und vorzugsweise sind mehrere Faserstränge 3 vorgesehen, welche von, insbesondere je, einer Spule 7 bereitgestellt und mittels des Endeffektors 1 zur Herstellung des Faserverbundbauteils 5, hier und vorzugsweise parallel, auf einen Formkörper 6 appliziert werden. Insbesondere können mindestens zwei, weiter vorzugsweise mindestens vier, weiter vorzugsweise mindestens acht weiter vorzugsweise mindestens zwölf, weiter vorzugsweise mindestens sechzehn Faserstränge 3 von, hier und vorzugsweise je, einer Spule 7 bereitgestellt und mittels des Endeffektors 1 zur Herstellung des Faserverbundbauteils 5 auf den Formkörper 6 appliziert werden. In the exemplary embodiment, and preferably, a plurality of fiber strands 3 are provided, which are provided, in particular, each from a spool 7 and are applied, here and preferably in parallel, to a molded body 6 by means of the end effector 1 to produce the fiber composite component 5. In particular, at least two, more preferably at least four, more preferably at least eight, more preferably at least twelve, more preferably at least sixteen fiber strands 3 can be provided, here and preferably each from a spool 7 and applied to the molded body 6 by means of the end effector 1 to produce the fiber composite component 5.

Der Endeffektor 1 weist vorzugsweise ferner einen Kompaktierungskörper 8, insbesondere eine Kompaktierungsrolle 9, auf. Dieser dient hier und vorzugsweise dem Applizieren der Faserstränge 3 auf dem Formkörper 6. The end effector 1 preferably further comprises a compacting body 8, in particular a compacting roller 9. This serves here and preferably for applying the fiber strands 3 to the molded body 6.

Bei dem Fasermaterial 10 der Faserstränge 3 kann es sich insbesondere um Trockenfasern und/oder Prepreg-Fasern und/oder Thermoplast-Fasern handeln. Typische Breiten für einen solchen Faserstrang 3 sind 1/8", 1/4", 1/2", 1", 1.5" oder 2" (Zoll). Im Ausführungsbeispiel und vorzugsweise werden Faserstränge 3 mit weniger gleich 2" Breite, weiter vorzugsweise weniger gleich 1" Breite, weiter vorzugsweise weniger gleich von weniger als 1/2" Breite, verwendet. Jeder Spule 7 ist eine Bremse 11 zugeordnet, mit der die Spule 7 abbremsbar ist. The fiber material 10 of the fiber strands 3 can, in particular, be dry fibers and/or prepreg fibers and/or thermoplastic fibers. Typical widths for such a fiber strand 3 are 1/8", 1/4", 1/2", 1", 1.5", or 2" (inches). In the exemplary embodiment, fiber strands 3 with a width of less than 2", more preferably less than 1", more preferably less than 1/2" are used. Each coil 7 is assigned a brake 11 with which the coil 7 can be braked.

Vorschlagsgemäß ist bei der vorschlagsgemäßen Fertigungsanlage 4 beziehungsweise bei dem vorschlagsgemäßen Endeffektor 1 vorgesehen, dass jeder Spule 7 eine Bremse 11 zugeordnet ist, mit der die Spule 7 abbremsbar ist. Ferner ist vorgesehen, dass das Bremsmoment 12 der Bremsen 11 einzeln und unabhängig regelbar ist, und/oder, dass die Bremse 11 eine erste Bremseinheit 13 und mindestens eine weitere Bremseinheit 14 aufweist, wobei die Bremse 11 mit der ersten Bremseinheit 13 in einem ersten Bremsmomentbereich 15 betreibbar ist und durch Aktivieren der mindestens einen weiteren Bremseinheit 14 in einem zweiten Bremsmomentbereich 16 betreibbar ist. According to the proposal, in the proposed production system 4 or in the proposed end effector 1, each coil 7 is assigned a brake 11 with which the coil 7 can be braked. Furthermore, it is provided that the braking torque 12 of the brakes 11 can be individually and independently controlled, and/or that the brake 11 has a first braking unit 13 and at least one further braking unit 14, wherein the brake 11 can be operated with the first braking unit 13 in a first braking torque range 15 and can be operated by activating the at least one further braking unit 14 in a second braking torque range 16.

Das einzelne und unabhängige Regeln der den Spulen 7 zugeordneten Bremsen 11 sowie das Bereitstellen zweier Bremsmomentbereiche 12 ermöglicht es die Faserstrangspannung 17 bei der Herstellung des Bauteils an die zu erzielenden Bauteileigenschaften anzupassen. Hierdurch können die Eigenschaften eines Faserverbundbauteils 5 besonders einfach eingestellt und optimiert werden und es wird eine besonders einfache und/oder automatisierte Fertigung von Faserverbundbauteilen 5 ermöglicht. The individual and independent control of the brakes 11 assigned to the spools 7 and the provision of two braking torque ranges 12 make it possible to adapt the fiber strand tension 17 during component production to the desired component properties. This allows the properties of a fiber composite component 5 to be adjusted and optimized particularly easily, enabling particularly simple and/or automated production of fiber composite components 5.

Insbesondere kann das Bremsmoment 12 in unterschiedlichen Bremsmomentbereichen 12 je nach Bedarf bereitgestellt werden. Zum einen ist hier vorzugsweise im ersten Bremsmomentbereich 15 eine besonders präzise Regelung des Bremsmoments 12 bei niedrigen Bremsmomenten 12 möglich und im weiteren Bremsbereich kann das Bremsmoment 12 über einen größeren Momentenbereich geregelt werden. Die Bereitstellung zweier unterschiedlicher Bremsmomentbereiche 12 ist insbesondere für ein Wechseln zwischen einem Applizieren eines Faserstrangs 3 durch Ablegen und einem Applizieren eines Faserstrangs 3 durch Wickeln mit einem Endeffektor 1 besonders vorteilhaft. In particular, the braking torque 12 can be provided in different braking torque ranges 12 as required. On the one hand, particularly precise control of the braking torque 12 at low braking torques 12 is possible, preferably in the first braking torque range 15, and in the further braking range, the braking torque 12 can be controlled over a larger torque range. The provision of two different braking torque ranges 12 is particularly advantageous for switching between applying a fiber strand 3 by deposition and applying a fiber strand 3 by winding with an end effector 1.

Die Bremsmomentbereiche 12 sind beispielhaft in der Fig. 6 b gezeigt. Der erste Bremsmomentbereich 15 erlaubt ein genaueres Einstellen des Bremsmoments 12 für niedrige Bremsmomente 12. Der zweite Bremsmomentbereich 16 ermöglicht das Bremsen mit höheren Bremsmomenten 12, wobei das Bremsmoment 12 jedoch nicht so präzise einstellbar ist, wie im ersten Bremsmomentbereich 15. Im Ausführungsbeispiel und vorzugsweise ist der erste Bremsmomentbereich 15 vollständig im zweiten Bremsmomentbereich 16 aufgenommen. The braking torque ranges 12 are shown as an example in Fig. 6 b. The first braking torque range 15 allows a more precise setting of the braking torque 12 for low braking torques 12. The second Braking torque range 16 enables braking with higher braking torques 12, although the braking torque 12 cannot be adjusted as precisely as in the first braking torque range 15. In the exemplary embodiment and preferably, the first braking torque range 15 is completely included in the second braking torque range 16.

Im Ausführungsbeispiel und vorzugsweise sind mehrere Faserstränge 3 vorgesehen, welche von, insbesondere je, einer Spule 7 bereitgestellt und mittels des Endeffektors 1 zur Herstellung des Faserverbundbauteils 5, hier und vorzugsweise parallel, auf einen Formkörper 6 appliziert werden. Insbesondere können mindestens zwei, weiter vorzugsweise mindestens vier, weiter vorzugsweise mindestens acht weiter vorzugsweise mindestens zwölf, weiter vorzugsweise mindestens sechzehn Faserstränge 3 von, hier und vorzugsweise je, einer Spule 7 bereitgestellt und mittels des Endeffektors 1 zur Herstellung des Faserverbundbauteils 5 auf den Formkörper 6 appliziert werden. In the exemplary embodiment, and preferably, a plurality of fiber strands 3 are provided, which are provided, in particular, each from a spool 7 and are applied, here and preferably in parallel, to a molded body 6 by means of the end effector 1 to produce the fiber composite component 5. In particular, at least two, more preferably at least four, more preferably at least eight, more preferably at least twelve, more preferably at least sixteen fiber strands 3 can be provided, here and preferably each from a spool 7 and applied to the molded body 6 by means of the end effector 1 to produce the fiber composite component 5.

Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass die Bremse 11 wie zuvor bereits beschrieben als Scheibenbremse mit einer Bremsscheibe 18 ausgebildet ist, vorzugsweise, dass die erste Bremseinheit 13 ein erster Bremszylinder 19 ist, und/oder, dass die mindestens eine weitere Bremseinheit 14 ein weiterer Bremszylinder 20 ist. Furthermore, it is preferably provided here that the brake 11 is designed as a disc brake with a brake disc 18, as already described above, preferably that the first brake unit 13 is a first brake cylinder 19, and/or that the at least one further brake unit 14 is a further brake cylinder 20.

Im Ausführungsbeispiel und vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Bremsscheibe 18 auf derselben Welle 21 wie die Spule 7 angeordnet ist. Hierdurch kann die Spule 7 besonders unmittelbar gebremst und die Bremse 11 besonders gut geregelt werden. In the exemplary embodiment, and preferably, the brake disc 18 is arranged on the same shaft 21 as the spool 7. This allows the spool 7 to be braked particularly directly and the brake 11 to be controlled particularly well.

Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass die Bremskraft pneumatisch und/oder hydraulisch der Bremse 11 bereitgestellt wird. Im Ausführungsbeispiel und vorzugsweise wird die Bremse 11 beziehungsweise werden die Bremsen 11 pneumatisch betrieben. Dies ist besonders einfach und sicher beim Faserapplizieren. Furthermore, it is preferably provided here that the braking force is provided pneumatically and/or hydraulically to the brake 11. In the exemplary embodiment, the brake 11 or brakes 11 are preferably operated pneumatically. This is particularly simple and reliable during fiber application.

Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass die Bremse 11 als weitere Bremseinheit 14 eine zweite Bremseinheit 13 aufweist. Vorzugsweise kann die Bremse 11 als weitere Bremseinheit 14 eine dritte Bremseinheit 13 und ggf. auch eine vierte Bremseinheit 13 aufweisen. Hierdurch lassen sich besonders einfach unterschiedliche Bremsmomentbereiche 12 für die Bremse 11 einstellen. Furthermore, it is preferably provided here that the brake 11 has a second brake unit 13 as a further brake unit 14. Preferably, the brake 11 can have a third brake unit 13 as a further brake unit 14 and, if necessary, also have a fourth brake unit 13. This makes it particularly easy to set different braking torque ranges 12 for the brake 11.

Wie in der Fig. 6 gezeigt und hier und vorzugsweise vorgesehen, wirkt die erste Bremseinheit 13 hier nur von einer Seite auf die Bremsscheibe 18. Vorzugsweise ist hier auch vorgesehen, dass die zweite Bremseinheit 13 nur von einer Seite auf die Bremsscheibe 18 wirkt, weiter vorzugsweise, dass die dritte Bremseinheit 13 nur von einer Seite auf die Bremsscheibe 18 wirkt, und weiter vorzugsweise, dass die vierte Bremseinheit 13 nur von einer Seite auf die Bremsscheibe 18 wirkt. As shown in Fig. 6 and preferably provided here, the first brake unit 13 acts on the brake disc 18 only from one side. Preferably, it is also provided here that the second brake unit 13 acts on the brake disc 18 only from one side, further preferably that the third brake unit 13 acts on the brake disc 18 only from one side, and further preferably that the fourth brake unit 13 acts on the brake disc 18 only from one side.

Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass das Bremsmoment 12 im ersten Bremsmomentbereich 15 beim Bremsen mit der ersten Bremseinheit 13 mit einem Proportionalventil 22 regelbar ist. Hier und vorzugsweise stellt das Proportionalventil 22 der Bremse 11 , insbesondere der ersten Bremseinheit 13 und/oder der weiteren Bremseinheit 14 beziehungsweise den weiteren Bremseinheiten 14, Druckluft in einem Druckbereich zur Erzeugung des Bremsmoments 12 bereit, vorzugsweise in einem Druckbereich von 1 bis 12 bar, weiter vorzugsweise in einem Druckbereich von 1 bis 6 bar. Furthermore, it is preferably provided here that the braking torque 12 in the first braking torque range 15 can be regulated with a proportional valve 22 when braking with the first braking unit 13. Here and preferably, the proportional valve 22 of the brake 11, in particular of the first braking unit 13 and/or the further braking unit 14 or the further braking units 14, provides compressed air in a pressure range for generating the braking torque 12, preferably in a pressure range of 1 to 12 bar, more preferably in a pressure range of 1 to 6 bar.

Grundsätzlich kann die weitere Bremseinheit 14 beziehungsweise können die weiteren Bremseinheiten 14 auch mit einem separaten Proportionalventil 22 geregelt werden, hier und vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, dass das Bremsmoment 12 im zweiten Bremsmomentbereich 16 beim Bremsen mit der ersten Bremseinheit 13 und der mindestens einen weiteren Bremseinheit 14 mit dem Proportionalventil 22 regelbar ist. In principle, the further brake unit 14 or the further brake units 14 can also be controlled with a separate proportional valve 22, but here and preferably it is provided that the braking torque 12 in the second braking torque range 16 can be controlled with the proportional valve 22 when braking with the first brake unit 13 and the at least one further brake unit 14.

Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass der Wechsel zwischen dem ersten Bremsmomentbereich 15 und dem zweiten Bremsmomentbereich 16 durch Schalten, insbesondere durch Schalten der Druckluftzufuhr, zu den Bremseinheiten 13 erfolgt. Hier wird die Druckluftzufuhr zusätzlich zu der mindestens einen weiteren Bremseinheit 14 zusätzlich geschaltet, wie dies in der Fig. 6 gezeigt ist. Vorzugsweise erfolgt der Wechsel durch Schalten von einem oder mehreren Ventilen 23. Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass das Umschalten zwischen dem ersten Bremsmomentbereich 15 und dem zweiten Bremsmomentbereich 16 unabhängig von der Einstellung des Proportionalventils 22 möglich ist. Dies ist hier mittels der hinter dem Proportionalventil 22 vorgesehenen Ventile 23 realisiert. Furthermore, it is preferably provided here that the change between the first braking torque range 15 and the second braking torque range 16 takes place by switching, in particular by switching the compressed air supply, to the brake units 13. Here, the compressed air supply is additionally switched in addition to the at least one further brake unit 14, as shown in Fig. 6. Preferably, the change takes place by switching one or more valves 23. Furthermore, it is preferably provided here that switching between the first braking torque range 15 and the second braking torque range 16 is possible independently of the setting of the proportional valve 22. This is realized here by means of the valves 23 provided downstream of the proportional valve 22.

Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass die Bremsen 11 für jede Spule 7 funktional gleich ausgebildet sind. Dies ist schematisch auch in der Fig. 4 gezeigt. Furthermore, it is preferably provided here that the brakes 11 are functionally identical for each coil 7. This is also shown schematically in Fig. 4.

Vorgeschlagen wird gemäß einer weiteren Lehre, der eigenständige Bedeutung zukommt, ein Verfahren zum Betreiben einer Fertigungsanlage 4 zur Herstellung eines Faserverbundbauteils 5, wobei eine Fertigungsanlage 4 einen Manipulator 2 mit einem Endeffektor 1 aufweist, wobei der Endeffektor 1 Faserstränge 3 auf einen Formkörper 6 appliziert, wobei die Fertigungsanlage 4 mehrere Spulen 7 aufweist, welche die zu applizierenden Faserstränge 3 bereitstellen. Ferner ist bei dem Verfahren vorgesehen, dass jeder Spule 7 eine Bremse 11 zugeordnet ist, mit der die Spule 7 abbremsbar ist, wobei das Bremsmoment 12 der Bremsen 11 einzeln und unabhängig geregelt wird, und/oder, wobei die Bremse 11 eine erste Bremseinheit 13 und mindestens eine weitere Bremseinheit 14 aufweist, wobei die Bremse 11 mit der ersten Bremseinheit 13 in einem ersten Bremsmomentbereich 15 betrieben wird und durch Aktivieren der mindestens einen weiteren Bremseinheit 14 in einem zweiten Bremsbereich betrieben wird. According to a further teaching, which is of independent significance, a method is proposed for operating a production plant 4 for producing a fiber composite component 5, wherein a production plant 4 has a manipulator 2 with an end effector 1, wherein the end effector 1 applies fiber strands 3 to a molded body 6, wherein the production plant 4 has a plurality of spools 7 which provide the fiber strands 3 to be applied. Furthermore, the method provides that each spool 7 is assigned a brake 11 with which the spool 7 can be braked, wherein the braking torque 12 of the brakes 11 is controlled individually and independently, and/or wherein the brake 11 has a first braking unit 13 and at least one further braking unit 14, wherein the brake 11 is operated with the first braking unit 13 in a first braking torque range 15 and is operated by activating the at least one further braking unit 14 in a second braking range.

Auf alle Ausführungen zu dem vorschlagsgemäßen Endeffektor 1 und der vorschlagsgemäßen Fertigungsanlage 4 darf verwiesen werden. Reference may be made to all statements relating to the proposed end effector 1 and the proposed production plant 4.

Die Bereitstellung der beiden Bremsmomentbereiche 12 ist besonders vorteilhaft zur Einstellung unterschiedlicher Faserspannungen beim Applizieren der Faserstränge 3. Dies ermöglicht es einen Faserstrang 3 beziehungsweise die Faserstränge 3 sowohl durch Ablegen zu applizieren als auch durch Wickeln zu applizieren. The provision of the two braking torque ranges 12 is particularly advantageous for setting different fiber tensions when applying the fiber strands 3. This makes it possible to apply a fiber strand 3 or the fiber strands 3 both by laying them down and by winding them.

Vorzugsweise umfasst die Herstellung des Faserverbundbauteils 5 ein Applizieren durch Ablegen eines ersten Abschnitts 24 des Faserstrangs 3 mittels des Kompaktierungskörpers 8, insbesondere der Kompaktierungsrolle 9, auf den Formkörper 6 und/oder auf bereits auf den Formkörper 6 appliziertes Fasermaterial 10, wie dies in der Fig. 1 a) und Fig. 2 gezeigt ist. Preferably, the production of the fiber composite component 5 comprises applying by depositing a first section 24 of the fiber strand 3 by means of of the compacting body 8, in particular the compacting roller 9, onto the shaped body 6 and/or onto fiber material 10 already applied to the shaped body 6, as shown in Fig. 1 a) and Fig. 2.

Ferner umfasst die Herstellung des Faserverbundbauteils 5 vorzugsweise ein Applizieren durch Wickeln eines weiteren Abschnitts 25 des Faserstrangs 3 auf den Formkörper 6 und/oder auf bereits auf den Formkörper 6 appliziertes Fasermaterial 10, wie dies in der Fig. 1 b) und der Fig. 3 gezeigt ist. Furthermore, the production of the fiber composite component 5 preferably comprises an application by winding a further section 25 of the fiber strand 3 onto the molded body 6 and/or onto fiber material 10 already applied to the molded body 6, as shown in Fig. 1 b) and Fig. 3.

Dabei ist beim Applizieren des weiteren Abschnitts 25 die Faserstrangspannung 17 höher als die Faserstrangspannung 17 beim Applizieren des ersten Abschnitts 24. Die Faserstrangspannung 17 ist schematisch in den Vergrößerungen in den Figuren 2 und 3 gezeigt. When applying the further section 25, the fiber strand tension 17 is higher than the fiber strand tension 17 when applying the first section 24. The fiber strand tension 17 is shown schematically in the enlargements in Figures 2 and 3.

Im Ausführungsbeispiel und vorzugsweise ist beim Applizieren des weiteren Abschnitts 25 die Faserstrangspannung 17 mindestens um den Faktor drei höher, weiter vorzugsweise mindestens um den Faktor fünf höher, weiter vorzugsweise mindestens um den Faktor zehn höher, als die Faserstrangspannung 17 beim Applizieren des ersten Abschnitts 24. In the exemplary embodiment and preferably when applying the further section 25, the fiber strand tension 17 is at least three times higher, more preferably at least five times higher, more preferably at least ten times higher, than the fiber strand tension 17 when applying the first section 24.

Hierdurch können die Eigenschaften eines Faserverbundbauteils 5 besonders einfach eingestellt werden und es wird eine besonders einfache und/oder automatisierte Fertigung von Faserverbundbauteilen 5 ermöglicht werden. As a result, the properties of a fiber composite component 5 can be adjusted particularly easily and a particularly simple and/or automated production of fiber composite components 5 is made possible.

Insbesondere ermöglicht es das Einbringen des Faserstrangs 3 in das Faserverbundbauteil 5 mit unterschiedlichen Faserstrangspannungen 17. Durch das Ablegen kann in einzelnen Bereichen, insbesondere im ersten Abschnitt 24, eine besonders präzise Ablage des Faserstrangs 3 ermöglicht werden und andererseits können durch das Wickeln und die größere Faserstrangspannung 17 im weiteren Abschnitt 25 vorteilhafte Bauteileigenschaften im Faserverbundbauteil 5 erzeugt werden. In particular, it enables the introduction of the fiber strand 3 into the fiber composite component 5 with different fiber strand tensions 17. By depositing, a particularly precise deposition of the fiber strand 3 can be made possible in individual areas, in particular in the first section 24, and on the other hand, advantageous component properties can be created in the fiber composite component 5 by winding and the greater fiber strand tension 17 in the further section 25.

Vorzugsweise kann ein Faserverbundbauteil 5 hergestellt werden, bei dem ein erster Abschnitt 24 eines Faserstrangs 3 vorgesehen ist, welcher durch Ablegen appliziert wurde und ein weiterer Abschnitt 25 des Faserstrangs 3 vorgesehen ist, welcher durch Wickeln appliziert wurde, wobei im weiteren Abschnitt 25 die Faserstrangspannung 17 höher, vorzugsweise mindestens um den Faktor drei höher, weiter vorzugsweise mindestens um den Faktor fünf höher, weiter vorzugsweise mindestens um den Faktor zehn höher, als die Faserstrangspannung 17 im ersten Abschnitts 24 ist. Preferably, a fiber composite component 5 can be produced in which a first section 24 of a fiber strand 3 is provided, which was applied by laying down and a further section 25 of the fiber strand 3 is provided, which was applied by winding, wherein in the further section 25 the fiber strand tension 17 is higher, preferably at least by a factor of three higher, further preferably at least by a factor of five higher, further preferably at least by a factor of ten higher, than the fiber strand tension 17 in the first section 24.

Es sei darauf hingewiesen, dass der Faserstrang 3 beziehungsweise die Faserstränge 3 über den weiteren Abschnitt 25 hinaus vorhandene zusätzliche Abschnitte aufweisen kann. Beispielsweise kann sich an ein Applizieren durch Wickeln wieder ein Applizieren durch Ablegen für einen zusätzlichen Abschnitt anschließen. Hier und vorzugsweise wird der Anfang eines Faserstrangs 3 und/oder das Ende eines Faserstrangs 3 durch Applizieren durch Ablegen appliziert. Dazwischen können hier und vorzugsweise mehrere Wechsel von Applizieren durch Ablegen und Applizieren durch Wickeln erfolgen. It should be noted that the fiber strand 3 or the fiber strands 3 may have additional sections beyond the further section 25. For example, application by winding may be followed by application by deposition for an additional section. Here, and preferably, the beginning of a fiber strand 3 and/or the end of a fiber strand 3 is applied by application by deposition. In between, several changes of application by deposition and application by winding may preferably occur.

Hier sind der erste Abschnitt 24 und der weitere Abschnitt 25 sowie gegebenenfalls über den weiteren Abschnitt 25 hinaus vorhandene zusätzliche Abschnitte eines Faserstrangs 3 Teile eines kontinuierlichen Faserstrangs 3. Dieser wird beziehungsweise wurde hier in einem Stück appliziert. Here, the first section 24 and the further section 25 as well as any additional sections of a fiber strand 3 that may be present beyond the further section 25 are parts of a continuous fiber strand 3. This is or was applied here in one piece.

Beim Applizieren durch Ablegen wird versucht, den Faserstrang 3 mit möglichst wenig Faserstrangspannung 17 abzulegen. Beim Applizieren des ersten Abschnitts 24 durch Ablegen ist der einzelne Faserstrang 3 mit einer Kraft 26 kleiner gleich 10 N, vorzugsweise kleiner gleich 5 N, weiter vorzugsweise kleiner gleich 1 N beaufschlagt. Im Ausführungsbeispiel wird der einzelne Faserstrang 3 sogar mit einer Kraft 26 kleiner gleich 5 N beaufschlagt. Hier ist die Kraftbeaufschlagung 26 in Längsrichtung des Faserstrangs 3 gemeint. Diese wird ggf. auch als Bahnspannung bezeichnet. During application by deposition, the attempt is made to deposit the fiber strand 3 with as little fiber strand tension 17 as possible. During application of the first section 24 by deposition, the individual fiber strand 3 is subjected to a force 26 of less than or equal to 10 N, preferably less than or equal to 5 N, more preferably less than or equal to 1 N. In the exemplary embodiment, the individual fiber strand 3 is even subjected to a force 26 of less than or equal to 5 N. Here, the force application 26 in the longitudinal direction of the fiber strand 3 is meant. This is also referred to as web tension.

Beim Applizieren des weiteren Abschnitts 25 durch Wickeln ist der einzelne Faserstrang 3 mit einer Kraft 26 größer gleich 10 N, vorzugsweise größer gleich 50 N, weiter vorzugsweise größer gleich 100 N, weiter vorzugsweise größer gleich 150 N, beaufschlagt. Auch hier ist die Kraftbeaufschlagung 26 in Längsrichtung des Faserstrangs 3 gemeint. Diese wird auch hier in der Regel als Bahnspannung bezeichnet. Die Fertigungsanlage 4 und insbesondere der Manipulator 2 und der Endeffektor 1 sind hier und vorzugsweise also derart ausgebildet, dass sowohl ein Ablegen des Faserstrangs 3 mit einer besonders niedrigen Faserstrangspannung 17 als auch ein Wickeln mit besonders hoher Faserstrangspannung 17 ermöglicht wird. When applying the additional section 25 by winding, the individual fiber strand 3 is subjected to a force 26 greater than or equal to 10 N, preferably greater than or equal to 50 N, more preferably greater than or equal to 100 N, more preferably greater than or equal to 150 N. Here, too, the force 26 is applied in the longitudinal direction of the fiber strand 3. This is also generally referred to as web tension. The production system 4 and in particular the manipulator 2 and the end effector 1 are here and preferably designed in such a way that both a laying down of the fiber strand 3 with a particularly low fiber strand tension 17 and a winding with a particularly high fiber strand tension 17 is possible.

Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass beim Applizieren eines ersten Abschnitts 24 des Faserstrangs 3 durch Ablegen die Bremse 11 bzw. die Bremsen 11 die jeweilige Spule 7 im ersten Bremsmomentbereich 15 mit der ersten Bremseinheit 13 bremsen und beim Applizieren eines zweiten Abschnitts des Faserstrangs 3 durch Wickeln die Bremse 11 bzw. die Bremsen 11 die jeweilige Spule 7 im zweiten Bremsbereich mit mindestens einer weiteren Bremseinheit 14 bremsen. Furthermore, it is preferably provided here that when applying a first section 24 of the fiber strand 3 by laying it down, the brake 11 or the brakes 11 brake the respective spool 7 in the first braking torque range 15 with the first braking unit 13 and when applying a second section of the fiber strand 3 by winding, the brake 11 or the brakes 11 brake the respective spool 7 in the second braking range with at least one further braking unit 14.

Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, wie in den Figuren 1 a) und 2 gezeigt, dass beim Applizieren durch Ablegen des ersten Abschnitts 24 des Faserstrangs 3 der Faserstrang 3 mit dem Kompaktierungskörper 8, insbesondere der Kompaktierungsrolle 9, auf den Formkörper 6 und/oder auf bereits auf den Formkörper 6 appliziertes Fasermaterial 10 gedrückt wird. Beim Ablegen wird hier und vorzugsweise also eine Kompaktierung des Faserstrangs 3 auf den Formkörper 6 beziehungsweise auf den Formkörper 6 appliziertes Fasermaterial 10 durch Andrücken mit dem Kompaktierungskörper 8, hier der Kompaktierungsrolle 9, erzeugt. Furthermore, it is preferably provided here, as shown in Figures 1 a) and 2, that during application by laying down the first section 24 of the fiber strand 3, the fiber strand 3 is pressed with the compacting body 8, in particular the compacting roller 9, onto the molded body 6 and/or onto fiber material 10 already applied to the molded body 6. During laying down, a compaction of the fiber strand 3 onto the molded body 6 or fiber material 10 applied to the molded body 6 is thus preferably produced by pressing with the compacting body 8, here the compacting roller 9.

Beim Applizieren durch Wickeln des weiteren Abschnitts 25 des Faserstrangs 3 auf den Formkörper 6 und/oder auf bereits auf den Formkörper 6 appliziertes Fasermaterial 10 ist der Kompaktierungskörper 8, hier die Kompaktierungsrolle 9, beabstandet von dem Formkörper 6 und/oder bereits auf den Formkörper 6 appliziertem Fasermaterial 10, wie dies in den Fig. 1 b) und 2 gezeigt ist. Hier wird vorzugsweise beim Applizieren durch Wickeln des weiteren Abschnitts 25 des Faserstrangs 3 auf den Formkörper 6 und/oder auf bereits auf den Formkörper 6 appliziertes Fasermaterial 10 die Kompaktierung durch die höhere Faserstrangspannung 17 beim Applizieren erzeugt. When applying by winding the further section 25 of the fiber strand 3 onto the molded body 6 and/or onto fiber material 10 already applied to the molded body 6, the compacting body 8, here the compacting roller 9, is spaced from the molded body 6 and/or fiber material 10 already applied to the molded body 6, as shown in Figs. 1 b) and 2. Here, when applying by winding the further section 25 of the fiber strand 3 onto the molded body 6 and/or onto fiber material 10 already applied to the molded body 6, the compaction is preferably generated by the higher fiber strand tension 17 during application.

Wie in der Fig. 1 gezeigt nimmt der Manipulator 2 beim Applizieren des Faserstrangs 3 mit gleicher Ausrichtung relativ zu seiner Basis 27 beim Applizieren durch Ablegen eine andere Pose 28 ein als beim Applizieren durch Wickeln. Hierdurch kann die Krafteinwirkung 26 auf den Manipulator 2 und/oder Endeffektor 1 , insbesondere beim Wickeln, optimiert werden. Durch eine andere Stellung des Manipulators 2 ergibt sich hier und vorzugsweise eine steifere Konfiguration als beim Ablegen. Eine Pose 28 meint hier die Kombination von Position und Orientierung des Manipulators 2 im dreidimensionalen Raum. As shown in Fig. 1, the manipulator 2 takes up the same orientation relative to its base 27 when applying the fiber strand 3 during When applying by laying down, a different pose 28 is adopted than when applying by wrapping. This allows the force 26 acting on the manipulator 2 and/or end effector 1 to be optimized, particularly during wrapping. A different position of the manipulator 2 results in a preferably stiffer configuration than when laying down. A pose 28 here refers to the combination of position and orientation of the manipulator 2 in three-dimensional space.

Ferner kann zur Optimierung der Ablagegenauigkeit vorgesehen sein, dass der Faserstrang 3 beziehungsweise die Faserstränge 3 beim Applizieren durch Ablegen mindestens 30°, vorzugsweise mindestens 60° weiter vorzugsweise um mindestens 85° um den Kompaktierungskörper 8, insbesondere die Kompaktierungsrolle 9, geführt wird beziehungsweise werden. Im Ausführungsbeispiel und vorzugsweise sind es im Wesentlichen 90°. Furthermore, to optimize the deposition accuracy, it can be provided that the fiber strand 3 or the fiber strands 3 are guided during application by deposition by at least 30°, preferably at least 60°, more preferably at least 85° around the compacting body 8, in particular the compacting roller 9. In the exemplary embodiment, and preferably, this is essentially 90°.

Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, insbesondere zur Optimierung der Krafteinleitung 26 in den Endeffektor 1 und/oder den Manipulator 2, dass der Faserstrang 3 beziehungsweise die Faserstränge 3 beim Applizieren durch Wickeln maximal 30°, vorzugsweise maximal 10°, weiter vorzugsweise um maximal 5° um den Kompaktierungskörper 8, insbesondere die Kompaktierungsrolle 9, geführt wird beziehungsweise werden. Additionally or alternatively, it can be provided, in particular to optimize the force introduction 26 into the end effector 1 and/or the manipulator 2, that the fiber strand 3 or the fiber strands 3 are guided by winding during application by a maximum of 30°, preferably a maximum of 10°, more preferably a maximum of 5° around the compacting body 8, in particular the compacting roller 9.

Im Ausführungsbeispiel ist der Faserstrang 3 beziehungsweise sind die Faserstränge 3 beim Applizieren durch Wickeln weniger um den Kompaktierungskörper 8, insbesondere die Kompaktierungsrolle 9, umgelenkt als beim Applizieren durch Ablegen. In the exemplary embodiment, the fiber strand 3 or the fiber strands 3 are deflected less around the compacting body 8, in particular the compacting roller 9, during application by winding than during application by laying.

Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass durch die Ausrichtung des Kompaktierungskörpers 8, insbesondere der Kompaktierungsrolle 9, relativ zum Formkörper 6 die Orientierung des Faserstrangs 3 bzw. der Faserstränge 3 beim Applizieren bestimmt wird, insbesondere beim Applizieren durch Wickeln und/oder beim Applizieren durch Ablegen. Hierdurch kann eine besonders hohe Ablegepräzision erzeugt werden. Furthermore, it is preferably provided here that the orientation of the fiber strand 3 or the fiber strands 3 during application is determined by the alignment of the compacting body 8, in particular the compacting roller 9, relative to the molding body 6, in particular during application by winding and/or during application by deposition. This allows for particularly high deposition precision.

Im Ausführungsbeispiel und vorzugsweise ist eine Steuerung 29, insbesondere eine NC-Steuerung 30, zur Steuerung 29 der Fertigungsanlage 4 vorgesehen. Ein besonders einfaches Programmieren der Fertigungsanlage 4 kann dadurch erreicht werden, dass bei einem Wechsel zwischen Applizieren durch Ablegen und Applizieren durch Wickeln der Tool-Center-Point 31 für den Endeffektor 1 steuerungstechnisch 29 gewechselt wird. In the exemplary embodiment and preferably, a controller 29, in particular an NC controller 30, is used to control 29 the production plant 4 Particularly simple programming of the production system 4 can be achieved by changing the tool center point 31 for the end effector 1 in the control system 29 when switching between application by depositing and application by winding.

Im Ausführungsbeispiel und vorzugsweise ist beim Applizieren durch Ablegen der Tool-Center-Point 31 so gewählt, dass er auf dem Umfang des Kompaktierungskörpers 8, insbesondere der Kompaktierungsrolle 9, an der Stelle liegt, an der der Faserstrang 3 bzw. die Faserstränge 3, insbesondere normal zur Oberfläche des Formkörpers 6, an den Formkörper 6 und/oder bereits auf den Formkörper 6 abgelegtes Material gedrückt werden. In the exemplary embodiment and preferably during application by depositing, the tool center point 31 is selected such that it lies on the circumference of the compacting body 8, in particular the compacting roller 9, at the point at which the fiber strand 3 or the fiber strands 3, in particular normal to the surface of the molded body 6, are pressed onto the molded body 6 and/or material already deposited onto the molded body 6.

Beim Applizieren durch Ablegen ist der Tool-Center-Point 31 hier und vorzugsweise anders definiert. Insbesondere kann es sich um einen virtuellen Tool- Center-Point 31 handeln. Im Ausführungsbeispiel und vorzugsweise ist der Tool-Center-Point 31 derart gewählt, dass er auf dem Umfang des Kompaktierungskörpers 8, insbesondere der Kompaktierungsrolle 9, an der Stelle liegt, an der der Faserstrang 3 beziehungsweise die Faserstränge 3 sich beim Wickeln von dem Kompaktierungskörper 8, insbesondere der Kompaktierungsrolle 9, lösen. Im Ausführungsbeispiel löst sich der Faserstrang 3 beziehungsweise lösen sich die Faserstränge 3 von der Kompaktierungsrolle 9 in eine tangentiale Richtung, wie dies in den Figuren 1 b) und 3 gezeigt ist. When applied by deposition, the tool center point 31 is defined differently here and preferably. In particular, it can be a virtual tool center point 31. In the exemplary embodiment and preferably, the tool center point 31 is selected such that it lies on the circumference of the compacting body 8, in particular the compacting roller 9, at the point at which the fiber strand 3 or the fiber strands 3 detach from the compacting body 8, in particular the compacting roller 9, during winding. In the exemplary embodiment, the fiber strand 3 or the fiber strands 3 detach from the compacting roller 9 in a tangential direction, as shown in Figures 1 b) and 3.

Wie beim Vergleich der Figuren 2 und 3 gezeigt, ist es hier und vorzugsweise so, dass der Manipulator 2 beim Applizieren durch Ablegen die Kompaktierungsrolle 9 auf den Formkörper 6 drückt, hier und vorzugsweise mit einer Andruckkraft 32 in Richtung auf den Formkörper 6 wirkt, und/oder, dass beim Applizieren durch Wickeln der Manipulator 2 mit einer Gegenhaltekraft 33 auf den Endeffektor 1 wirkt, welche bezogen auf den Endeffektor 1 , insbesondere bezogen auf den Tool-Center-Point 31 des Endeffektors 1 vom Formkörper 6 weg gerichtet ist. As shown when comparing Figures 2 and 3, it is here and preferably the case that the manipulator 2 presses the compacting roller 9 onto the shaped body 6 during application by laying it down, here and preferably acting with a pressing force 32 in the direction of the shaped body 6, and/or that during application by winding the manipulator 2 acts with a counter-holding force 33 on the end effector 1, which is directed away from the shaped body 6 with respect to the end effector 1, in particular with respect to the tool center point 31 of the end effector 1.

Nachfolgend soll der Endeffektor 1 kurz beschrieben werden, welcher sowohl zum Ablegen als auch zum Wickeln eines Faserstrangs 3 beziehungsweise von Fasersträngen 3 ausgebildet ist. Hier und vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Spule 7 bzw. die Spulen 7 zur Bereitstellung des Faserstrangs 3 bzw. der Faserstränge 3 am Endeffektor 1 aufgenommen sind. Dies ist in den Figuren 2 bis 5 gezeigt. The end effector 1 will be briefly described below, which is designed both for depositing and for winding a fiber strand 3 or fiber strands 3. Here, and preferably, it is provided that the coil 7 or the coils 7 for providing the fiber strand 3 or the fiber strands 3 are accommodated on the end effector 1. This is shown in Figures 2 to 5.

Wie besonders gut beim Vergleich der Figuren 2 bis 4 mit der Fig. 5 zu erkennen ist, ist dem Faserstrang 3 bzw. den Fasersträngen 3, insbesondere jeweils, eine Tänzerrolle 34 zur Reduktion von Faserstrangspannungsspitzen zugeordnet. Diese ist hier und vorzugsweise schwenkbar ausgebildet, insbesondere um die Spule 7 und/oder um eine Umlenkrolle 35. Im Ausführungsbeispiel ist die Tänzerrolle 34 im Wesentlichen zwischen der Spule 7 und der Umlenkrolle 35 angeordnet. Auf diese Art und Weise wir eine besonders kompakte Anordnung von Spule 7, Tänzerrolle 34 und Umlenkrolle 35 erreicht. As can be seen particularly clearly when comparing Figures 2 to 4 with Figure 5, a dancer roller 34 is assigned to the fiber strand 3 or the fiber strands 3, in particular to each of them, to reduce fiber strand tension peaks. This is preferably designed to be pivotable, in particular around the spool 7 and/or around a deflection roller 35. In the exemplary embodiment, the dancer roller 34 is arranged essentially between the spool 7 and the deflection roller 35. In this way, a particularly compact arrangement of the spool 7, dancer roller 34, and deflection roller 35 is achieved.

Wie weiter besonders deutlich in der Fig. 5 gezeigt, ist dem Faserstrang 3 bzw. den Fasersträngen 3, insbesondere jeweils, eine Umlenkrolle 35 zugeordnet. Im Ausführungsbeispiel ist zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass der Faserstrang 3 mit einem Rückfilm auf der Spule 7 bereitgestellt wird und dass ein Rückfilm im Zuge der Bereitstellung des Faserstrangs 3 auf die Umlenkrolle 35 gewickelt wird. As further shown particularly clearly in Fig. 5, a deflection roller 35 is assigned to the fiber strand 3 or the fiber strands 3, in particular to each of them. In the exemplary embodiment, it is additionally or alternatively provided that the fiber strand 3 is provided with a backing film on the spool 7 and that a backing film is wound onto the deflection roller 35 during the provision of the fiber strand 3.

Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass der Endeffektor 1 eine, insbesondere jeweils eine, Bremse 11 zum Bremsen der Spule 7 bzw. der Spulen 7 aufweist. Im Ausführungsbeispiel ist die Bremse 11 eine Scheibenbremse, weiter vorzugsweise eine pneumatische Scheibenbremse. Furthermore, it is preferably provided here that the end effector 1 has a brake 11, in particular one brake each, for braking the coil 7 or the coils 7. In the exemplary embodiment, the brake 11 is a disc brake, more preferably a pneumatic disc brake.

Hier und vorzugsweise ist jede Bremse 11 für jede einzelne Spule 7 einzeln ansteuerbar und/oder regelbar. Ferner kann beziehungsweise können zusätzlich oder alternativ die Spule 7 bzw. die Spulen 7 beim Applizieren durch Ablegen geringer gebremst werden als beim Applizieren durch Wickeln. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das von der Bremse 11 erzeugte Bremsmoment 12 auf die Spule 7 bzw. die Spulen 7 beim Applizieren durch Wickeln mindestens um den Faktor drei höher, weiter vorzugsweise mindestens um den Faktor fünf höher, weiter vorzugsweise mindestens um den Faktor zehn höher, als beim Applizieren durch Ablegen ist. Beim Applizieren durch Wickeln wird hier und vorzugsweise die Faserspannung im Wesentlichen durch das Bremsmoment 12 bestimmt. Beim Applizieren durch Ablegen wirkt hier und vorzugsweise wie bereits beschrieben ein möglichst geringes Bremsmoment 12. Es kann vorgesehen sein, dass die Fördereinheit ein durch die Bremse 11 bereitgestelltes Bremsmoment 12 zumindest teilweise kompensiert. Here, and preferably, each brake 11 can be individually controlled and/or regulated for each individual coil 7. Furthermore, additionally or alternatively, the coil 7 or coils 7 can be braked less during application by laying than during application by winding. It is preferably provided that the braking torque 12 generated by the brake 11 on the coil 7 or coils 7 during application by winding is at least three times higher, more preferably at least five times higher, more preferably at least ten times higher, than during application by laying. When applying by winding, the fiber tension is determined here and preferably essentially by the braking torque 12. When applying by laying, the braking torque 12 is as low as possible and preferably as already described. It can be provided that the conveyor unit at least partially compensates for the braking torque 12 provided by the brake 11.

Die Ausgestaltung der Bremse 11 ist in Zusammenhang mit der Fig. 6 genauer beschrieben. The design of the brake 11 is described in more detail in connection with Fig. 6.

Wie zuvor bereits dargelegt, wird der Faserstrang 3 hier und vorzugsweise von der Spule 7 bzw. von den Spulen 7 zu einer der jeweiligen Spule 7 zugeordneten Umlenkrolle 35 geführt, auf welcher ggf. ein Rückfilm des jeweiligen Faserstrangs 3 aufgewickelt wird. As already explained above, the fiber strand 3 is guided here and preferably from the spool 7 or from the spools 7 to a deflection roller 35 assigned to the respective spool 7, on which a back film of the respective fiber strand 3 is wound up if necessary.

Von der Umlenkrolle 35 und/oder der Spule 7 wird hier und vorzugsweise der Faserstrang 3 unter Beaufschlagung durch die Tänzerrolle 34 und an dieser vorbei zu einer weiteren Umlenkrolle 36 geführt, insbesondere in einen Eckbereich des Endeffektors 1 , wie dies in der Fig. 4 gezeigt ist. From the deflection roller 35 and/or the spool 7, the fiber strand 3 is guided here and preferably under the action of the dancer roller 34 and past this to a further deflection roller 36, in particular into a corner region of the end effector 1, as shown in Fig. 4.

Hier und vorzugsweise bilden je eine Spule 7 und eine ihrem Faserstrang 3 zugeordnete Tänzerrolle 34 und/oder Umlenkrolle 35 ein Spuleneinheit. Hier und vorzugsweise ist jede Spule 7 am Endeffektor 1 einer solchen Spuleneinheit zugeordnet. Here, and preferably, each spool 7 and a dancer roller 34 and/or deflection roller 35 associated with its fiber strand 3 form a spool unit. Here, and preferably, each spool 7 on the end effector 1 is associated with such a spool unit.

Vorzugsweise werden mittels der weiteren Umlenkrollen 36 die Faserstränge 3 von an unterschiedlichen Seiten des Endeffektors 1 angeordneten Spulen 7 beziehungsweise Spuleneinheiten, insbesondere im Eckbereich des Endeffektors 1 , zusammengeführt und von hier, insbesondere parallel, in einen Mittenbereich des Endeffektors 1 geführt. Vom Mittenbereich des Endeffektors 1 werden die Faserstränge 3 hier und vorzugsweise über weitere Umlenkrollen 36 in Richtung des Kompaktierungskörpers 8, insbesondere der Kompaktierungsrolle 9, geführt. Preferably, the fiber strands 3 from spools 7 or spool units arranged on different sides of the end effector 1, in particular in the corner region of the end effector 1, are brought together by means of the additional deflection rollers 36 and from there guided, in particular parallel, into a central region of the end effector 1. From the central region of the end effector 1, the fiber strands 3 are guided here and preferably via additional deflection rollers 36 in the direction of the compacting body 8, in particular the compacting roller 9.

Vorzugsweise ist der Verlauf des Faserstrangs 3 bzw. der einzelnen Faserstränge 3 von den im Mittenbereich des Endeffektors 1 angeordneten Umlenkrollen 35 zum Kompaktierungskörper 8, insbesondere zur Kompaktierungsrolle 9, linear. Preferably, the course of the fiber strand 3 or the individual fiber strands 3 is determined by the arranged in the central region of the end effector 1 Deflection rollers 35 to the compacting body 8, in particular to the compacting roller 9, linear.

Wie in den Figuren 2 bis 4 gezeigt, verschränken sich die Faserstränge 3 hier und vorzugsweise wechselweise an dem Kompaktierungskörper 8, insbesondere der Kompaktierungsrolle 9, und Verlaufen von diesem parallel entlang derselben. Dies ist hier und vorzugsweise sowohl beim Applizieren durch Ablegen als auch beim Applizieren durch Wickeln der Fall. As shown in Figures 2 to 4, the fiber strands 3 here and preferably alternately intertwine on the compacting body 8, in particular the compacting roller 9, and run parallel therefrom. This is the case here and preferably both during application by deposition and during application by winding.

Hier und vorzugsweise kann entlang des linearen Verlaufs des Faserstrangs 3 bzw. der Faserstränge 3 eine Fördereinrichtung 37 und/oder eine Schneideinheit 38 auf den beziehungsweise die einzelnen Faserstränge 3 einwirken. Here and preferably, a conveying device 37 and/or a cutting unit 38 can act on the individual fiber strand(s) 3 along the linear course of the fiber strand 3 or the fiber strands 3.

Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass der Endeffektor 1 eine Fördereinrichtung 37 zum Fördern des Faserstrangs 3 bzw. der Faserstränge 3 in Richtung des Kompaktierungskörpers 8, insbesondere der Kompaktierungsrolle 9, aufweist. Hierdurch kann eine besonders geringe Faserstrangspannung 17 beim Applizieren durch Ablegen erzielt werden, indem der Faserstrang 3 zum Kompaktierungskörpers 8, insbesondere zu der Kompaktierungsrolle 9, hin gefördert wird. Im Ausführungsbeispiel und vorzugsweise ist die Fördereinrichtung 37 entlang des bzw. der Faserstränge 3 zwischen den weiteren Umlenkrollen 36 und der Kompaktierungsrolle 9 angeordnet. Furthermore, it is preferably provided here that the end effector 1 has a conveyor device 37 for conveying the fiber strand 3 or the fiber strands 3 in the direction of the compacting body 8, in particular the compacting roller 9. This allows a particularly low fiber strand tension 17 to be achieved during application by deposition by conveying the fiber strand 3 toward the compacting body 8, in particular toward the compacting roller 9. In the exemplary embodiment, the conveyor device 37 is preferably arranged along the fiber strand(s) 3 between the further deflection rollers 36 and the compacting roller 9.

Im Ausführungsbeispiel und vorzugsweise weist die Fördereinrichtung 37, wie in den Figuren 2 und 3 gezeigt, einen Motor 39 zum Antreiben der Faserstränge 3 auf. Der Vorteil ist, dass die geförderten Faserstränge 3 synchron gefördert werden können. Hier und vorzugsweise ist vorgesehen, dass jeder Faserstrang 3 einzeln durch die Fördereinrichtung 37 förderbar ist. Dies wird im Ausführungsbeispiel und vorzugsweise dadurch realisiert, dass die Fördereinrichtung 37 eine Antriebsrolle 40 und/oder zwei Antriebsrollen 40 aufweist und verstellbare Andruckrollen 41 zum Andrücken des bzw. der Faserstränge 3 an die Antriebsrollen 40 aufweist. Im Ausführungsbeispiel sind zwei Antriebsrollen 40 vorgesehen, welche durch einen Motor 39, insbesondere synchron, angetrieben werden. Ein Faserstrang 3 wird dann gefördert, wenn er von einer Andruckrolle 41 an eine Antriebsrolle 40 gedrückt wird. Die Andruckrolle 41 ist dann aktiv. Drückt die Andruckrolle 41 den Faserstrang 3 nicht an die Antriebsrolle 40, wird er auch von der Fördereinheit nicht gefördert. Die Andruckrolle 41 ist dann inaktiv. Die Fördereinrichtung 37, insbesondere der Motor 39 und/oder die Andruckrollen 41 , wird beziehungsweise werden hier und vorzugsweise von der Steuerung 29 angesteuert. In the exemplary embodiment, and preferably, the conveying device 37, as shown in Figures 2 and 3, has a motor 39 for driving the fiber strands 3. The advantage is that the conveyed fiber strands 3 can be conveyed synchronously. Here and preferably, it is provided that each fiber strand 3 can be conveyed individually by the conveying device 37. This is realized in the exemplary embodiment and preferably in that the conveying device 37 has a drive roller 40 and/or two drive rollers 40 and adjustable pressure rollers 41 for pressing the fiber strand(s) 3 against the drive rollers 40. In the exemplary embodiment, two drive rollers 40 are provided, which are driven by a motor 39, in particular synchronously. A fiber strand 3 is conveyed when it is pressed against a drive roller 40 by a pressure roller 41. The pressure roller 41 is then active. If the pressure roller 41 does not press the fiber strand 3 against the If the drive roller 40 is engaged, the material is also not conveyed by the conveyor unit. The pressure roller 41 is then inactive. The conveyor device 37, in particular the motor 39 and/or the pressure rollers 41, is/are controlled here and preferably by the controller 29.

Vorzugsweise wird die Fördereinrichtung 37 hier synchron mit der Vorschubablegebewegung des Kompaktierungskörpers 8, insbesondere der Kompaktierungsrolle 9, relativ zum Formkörper 6 betrieben. Auf diese Weise kann der Faserstrang 3 beziehungsweise können die Faserstränge 3 besonders faserstrangspannungsarm 17 auf dem Formkörper 6 abgelegt werden. Preferably, the conveying device 37 is operated synchronously with the feed-depositing movement of the compacting body 8, in particular the compacting roller 9, relative to the molding body 6. In this way, the fiber strand 3 or the fiber strands 3 can be deposited on the molding body 6 with particularly low fiber strand tension.

Beim Applizieren durch Wickeln ist die Fördereinrichtung 37 hier und vorzugsweise inaktiv. Im Ausführungsbeispiel sind die Andruckrollen 41 hier inaktiv, hier vom Faserstrang 3 abgehoben, und/oder der die Antriebsrollen 40 sind inaktive, hier nicht vom Motor 39 angetrieben. During application by winding, the conveyor device 37 is preferably inactive. In the exemplary embodiment, the pressure rollers 41 are inactive, lifted from the fiber strand 3, and/or the drive rollers 40 are inactive, not driven by the motor 39.

Zusätzlich oder alternativ kann die Fördereinrichtung 37 dem Fördern des Faserstrangs 3 beziehungsweise der Faserstränge 3 zum Kompaktierungskörper 8, insbesondere der Kompaktierungsrolle 9, dienen. Dies ist besonders bevorzugt, wenn ein oder mehrere Faserstränge 3 mit einer Schneideinheit 38 geschnitten wurde. Additionally or alternatively, the conveying device 37 can serve to convey the fiber strand 3 or the fiber strands 3 to the compacting body 8, in particular the compacting roller 9. This is particularly preferred if one or more fiber strands 3 have been cut with a cutting unit 38.

Entsprechend ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass der Endeffektor 1 eine Schneideinheit 38 zum Schneiden des Faserstrangs 3 bzw. der Faserstränge 3 aufweist. Hier und vorzugsweise ist die Schneideinheit 38 in unmittelbarer Nähe des Kompaktierungskörpers 8, insbesondere der Kompaktierungsrolle 9, angeordnet. Accordingly, it is preferably provided here that the end effector 1 has a cutting unit 38 for cutting the fiber strand 3 or the fiber strands 3. Here and preferably, the cutting unit 38 is arranged in the immediate vicinity of the compacting body 8, in particular the compacting roller 9.

Im Ausführungsbeispiel kann mit der Schneideinheit 38 jeder einzelne Faserstrang 3 einzeln geschnitten werden. Hierfür weist die Schneideinheit 38 für jeden Faserstrang 3 einen einzeln ansteuerbaren Schneidaktuator zum Schneiden desselben auf. Auf die Schneideinheit 38 wird hier und vorzugsweise von der Steuerung 29 angesteuert. Ferner ist eine Führungseinheit vorgesehen, welche den bzw. die Faserstränge 3 zur Schneideinheit 38 führt. Diese ist hier als nicht angetriebenes Rollenpaar ausgebildet. In the exemplary embodiment, each individual fiber strand 3 can be cut individually with the cutting unit 38. For this purpose, the cutting unit 38 has an individually controllable cutting actuator for cutting each fiber strand 3. The cutting unit 38 is controlled here, preferably, by the controller 29. Furthermore, a guide unit is provided, which guides the fiber strand(s) 3 to the cutting unit 38. This is designed here as a non-driven pair of rollers.

Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass der Manipulator 2 als Roboter 42, insbesondere als linearverfahrbarer Roboter 42 ausgebildet ist, wie dies in der Fig. 1 gezeigt ist. Im Ausführungsbeispiel ist der Manipulator 2 hier auf einem Linearschlitten 43 angeordnet. Furthermore, it is preferably provided here that the manipulator 2 is designed as a robot 42, in particular as a linearly movable robot 42, as shown in Fig. 1. In the exemplary embodiment, the manipulator 2 is arranged on a linear slide 43.

Vorzugsweise ist der Manipulator 2 mindestens in vier Achsen 44, weiter vorzugsweise in mindestens fünf Achsen 44, weiter vorzugsweise in mindestens sechs Achsen 44 verstellbar. Hier und vorzugsweise sind die Achsen 44 Rotationsachsen. Preferably, the manipulator 2 is adjustable in at least four axes 44, more preferably in at least five axes 44, more preferably in at least six axes 44. Here and preferably, the axes 44 are rotation axes.

Hier und vorzugsweise ist vorgesehen, dass mindestens eine der Achsen 44, vorzugsweise mindestens zwei Achsen 44, weiter vorzugsweise mindestens drei Achsen 44 des Roboters 42 während des Applizierens zumindest eines Teilabschnitts des weiteren Abschnitts 25 des Faserstrangs 3 gebremst sind. Durch das Aktiviren einer Achsbremse des Roboters 42 kann die Steifigkeit und Gegenhaltekraft 33 des Roboters 42 beim Applizieren durch Wickeln auf einfache Art und Weise erhöht werden. Here, and preferably, it is provided that at least one of the axes 44, preferably at least two axes 44, more preferably at least three axes 44 of the robot 42 are braked during the application of at least a partial section of the further section 25 of the fiber strand 3. By activating an axis brake of the robot 42, the rigidity and counter-holding force 33 of the robot 42 can be increased in a simple manner during application by winding.

Ferner ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass wie in den Figuren 2 undFurthermore, it is preferably provided here that, as shown in Figures 2 and

3 gezeigt, beim Applizieren durch Ablegen im Wesentlichen eine Druckkraft am Flansch des Roboters 42 für den Endeffektor 1 wirkt und beim Applizieren durch Wickeln im Wesentlichen eine Zugkraft am Flansch des Roboters 42 für den Endeffektor 1 wirkt. 3, when applying by laying down, essentially a compressive force acts on the flange of the robot 42 for the end effector 1 and when applying by winding, essentially a tensile force acts on the flange of the robot 42 for the end effector 1.

Im Ausführungsbeispiel und vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Fertigungsanlage 4 eine NC-Steuerung 30 zur Steuerung 29 der FertigungsanlageIn the exemplary embodiment and preferably it is provided that the production plant 4 has an NC control 30 for controlling 29 the production plant

4 aufweist. 4.

Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass die Fertigungsanlage 4 den Formkörper 6 aufweist und dass der Formkörper 6 um eine Formkörperachse 45 drehbar gesteuert antreibbar ist. Hier und vorzugsweise sind der Manipulator 2 und der Formkörper 6, insbesondere durch die NC-Steuerung 30, NC-gesteuert. Furthermore, it is preferably provided that the production plant 4 comprises the molded body 6 and that the molded body 6 can be driven in a controlled manner to rotate about a molded body axis 45. Here and preferably, the Manipulator 2 and the molded body 6, in particular by the NC control 30, NC-controlled.

Bezugszeichenliste List of reference symbols

1 Endeffektor 1 end effector

2 Manipulator 2 Manipulator

3 Faserstrang 3 fiber strand

4 Fertigungsanlage 4 Production plant

5 Faserverbundbauteil 5 Fiber composite component

6 Formkörper 6 molded bodies

7 Spule 7 coil

8 Kompaktierungskörper 8 compaction bodies

9 Kompaktierungsrolle 9 Compaction roller

10 Fasermaterial 10 Fiber material

11 Bremse 11 Brake

12 Bremsmoment 12 Braking torque

13 Bremseinheit 13 Brake unit

14 weitere Bremseinheit 14 additional brake units

15 erster Bremsmomentbereich 15 first braking torque range

16 zweiter Bremsmomentbereich 16 second braking torque range

17 Faserstrangspannung 17 Fiber strand tension

18 Bremsscheibe 18 brake disc

19 erster Bremszylinder 19 first brake cylinder

20 weiterer Bremszylinder 20 additional brake cylinders

21 Welle 21 Wave

22 Proportionalventil 22 Proportional valve

23 Ventil 23 Valve

24 erster Abschnitt 24 first section

25 weiterer Abschnitt 25 further section

26 Kraft 26 Force

27 Basis 27 Base

28 Pose 28 Poses

29 Steuerung 29 Control

30 NC-Steuerung 30 NC control

31 Tool-Center-Point 31 Tool Center Point

32 Andruckkraft 32 contact pressure

33 Gegenhaltekraft 34 Tänzerrolle 33 Counterholding force 34 Dancer role

35 Umlenkrolle 35 pulley

36 weitere Umlenkrolle36 additional pulleys

37 Fördereinrichtung 38 Schneideinheit37 Conveyor device 38 Cutting unit

39 Motor 39 Engine

40 Antriebsrolle 40 drive roller

41 Andruckrolle 41 Pressure roller

42 Roboter 43 Linearschlitten42 Robot 43 Linear slide

44 Achse 44 Axis

45 Formkörperachse 45 Molded body axis

Claims

Patentansprüche Patent claims 1 . Endeffektor für einen Manipulator (2) zum Applizieren von Fasersträngen (3) auf einen Formkörper (6), wobei der Endeffektor (1 ) mehrere Spulen (7) aufweist, welche die zu applizierenden Faserstränge (3) bereitstellen, wobei jeder Spule (7) eine Bremse (11 ) zugeordnet ist, mit der die Spule (7) abbremsbar ist, wobei das Bremsmoment (12) der Bremsen (11 ) einzeln und unabhängig regelbar ist, und/oder, wobei die Bremse (11 ) eine erste Bremseinheit (13) und mindestens eine weitere Bremseinheit (14) aufweist, wobei die Bremse (11 ) mit der ersten Bremseinheit (13) in einem ersten Bremsmomentbereich (15) betreibbar ist und durch Aktivieren der mindestens einen weiteren Bremseinheit (14) in einem zweiten Bremsmomentbereich (16) betreibbar ist. 1 . End effector for a manipulator (2) for applying fiber strands (3) to a molded body (6), wherein the end effector (1) has a plurality of spools (7) which provide the fiber strands (3) to be applied, wherein each spool (7) is assigned a brake (11) with which the spool (7) can be braked, wherein the braking torque (12) of the brakes (11) can be controlled individually and independently, and/or wherein the brake (11) has a first braking unit (13) and at least one further braking unit (14), wherein the brake (11) can be operated with the first braking unit (13) in a first braking torque range (15) and by activating the at least one further braking unit (14) can be operated in a second braking torque range (16). 2. Endeffektor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse (11 ) als Scheibenbremse mit einer Bremsscheibe (18) ausgebildet ist, vorzugsweise, dass die erste Bremseinheit (13) ein erster Bremszylinder (19) ist, und/oder, dass die mindestens eine weitere Bremseinheit (14) ein weiterer Bremszylinder (20) ist. 2. End effector according to claim 1, characterized in that the brake (11) is designed as a disc brake with a brake disc (18), preferably that the first brake unit (13) is a first brake cylinder (19), and/or that the at least one further brake unit (14) is a further brake cylinder (20). 3. Endeffektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsscheibe (18) auf derselben Welle (21 ) wie die Spule (7) angeordnet ist. 3. End effector according to claim 1 or 2, characterized in that the brake disc (18) is arranged on the same shaft (21) as the coil (7). 4. Endeffektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskraft pneumatisch und/oder hydraulisch der Bremse (11 ) bereitgestellt wird. 4. End effector according to one of the preceding claims, characterized in that the braking force is provided pneumatically and/or hydraulically to the brake (11). 5. Endeffektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse (11 ) als weitere Bremseinheit (14) eine zweite Bremseinheit (13) aufweist, vorzugsweise, dass die Bremse (11 ) als weitere Bremseinheit (14) eine dritte Bremseinheit (13) aufweist, weiter vorzugsweise, dass die Bremse (11 ) als weitere Bremseinheit (14) eine vierte Bremseinheit (13) aufweist. 5. End effector according to one of the preceding claims, characterized in that the brake (11) has a second brake unit (13) as a further brake unit (14), preferably that the brake (11) has a third brake unit (13) as a further brake unit (14), further preferably, the brake (11) has a fourth brake unit (13) as a further brake unit (14). 6. Endeffektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bremseinheit (13) nur von einer Seite auf die Bremsscheibe (18) wirkt, vorzugsweise, dass die zweite Bremseinheit (13) nur von einer Seite auf die Bremsscheibe (18) wirkt, weiter vorzugsweise, dass die dritte Bremseinheit (13) nur von einer Seite auf die Bremsscheibe (18) wirkt, weiter vorzugsweise, dass die vierte Bremseinheit (13) nur von einer Seite auf die Bremsscheibe (18) wirkt. 6. End effector according to one of the preceding claims, characterized in that the first brake unit (13) acts on the brake disc (18) from one side only, preferably that the second brake unit (13) acts on the brake disc (18) from one side only, further preferably that the third brake unit (13) acts on the brake disc (18) from one side only, further preferably that the fourth brake unit (13) acts on the brake disc (18) from one side only. 7. Endeffektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsmoment (12) im ersten Bremsmomentbereich (15) beim Bremsen mit der ersten Bremseinheit (13) mit einem Proportionalventil (22) regelbar ist, vorzugsweise, dass das Bremsmoment (12) im zweiten Bremsmomentbereich (16) beim Bremsen mit der ersten Bremseinheit (13) und der mindestens einen weiteren Bremseinheit (14) mit dem Proportionalventil (22) regelbar ist. 7. End effector according to one of the preceding claims, characterized in that the braking torque (12) in the first braking torque range (15) when braking with the first braking unit (13) is controllable with a proportional valve (22), preferably that the braking torque (12) in the second braking torque range (16) when braking with the first braking unit (13) and the at least one further braking unit (14) is controllable with the proportional valve (22). 8. Endeffektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechsel zwischen dem ersten Bremsmomentbereich (15) und dem zweiten Bremsmomentbereich (16) durch Schalten, insbesondere durch Schalten der Druckluftzufuhr, zu den Bremseinheiten (13) erfolgt, vorzugsweise, dass der Wechsel durch Schalten von einem oder mehreren Ventilen (23) erfolgt. 8. End effector according to one of the preceding claims, characterized in that the change between the first braking torque range (15) and the second braking torque range (16) takes place by switching, in particular by switching the compressed air supply, to the braking units (13), preferably that the change takes place by switching one or more valves (23). 9. Endeffektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschalten zwischen dem ersten Bremsmomentbereich (15) und dem zweiten Bremsmomentbereich (16) unabhängig von der Einstellung des Proportionalventils (22) möglich ist. 9. End effector according to one of the preceding claims, characterized in that switching between the first braking torque range (15) and the second braking torque range (16) is possible independently of the setting of the proportional valve (22). 10. Endeffektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsen (11 ) für jede Spule (7) funktional gleich ausgebildet sind. 10. End effector according to one of the preceding claims, characterized in that the brakes (11) for each coil (7) are functionally identical. 11. Fertigungsanlage zur Herstellung eines Faserverbundbauteils (5) mit einem Manipulator (2) mit einem Endeffektor (1 ) zum Applizieren von Fasersträngen (3) auf einen Formkörper (6), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fertigungsanlage (4) mehrere Spulen (7) aufweist, welche die zu applizierenden Faserstränge (3) bereitstellen, wobei jeder Spule (7) eine Bremse (11 ) zugeordnet ist, mit der die Spule (7) abbremsbar ist, wobei das Bremsmoment (12) der Bremsen (11 ) einzeln und unabhängig regelbar ist, und/oder, wobei die Bremse (11 ) eine erste Bremseinheit (13) und mindestens eine weitere Bremseinheit (14) aufweist, wobei die Bremse (11 ) mit der ersten Bremseinheit (13) in einem ersten Bremsmomentbereich (15) betreibbar ist und durch Aktivieren der mindestens einen weiteren Bremseinheit (14) in einem zweiten Bremsbereich betreibbar ist. 11. A manufacturing system for producing a fiber composite component (5) with a manipulator (2) with an end effector (1) for applying fiber strands (3) to a molded body (6), in particular according to one of the preceding claims, wherein the manufacturing system (4) has a plurality of spools (7) which provide the fiber strands (3) to be applied, wherein each spool (7) is assigned a brake (11) with which the spool (7) can be braked, wherein the braking torque (12) of the brakes (11) can be individually and independently controlled, and/or wherein the brake (11) has a first braking unit (13) and at least one further braking unit (14), wherein the brake (11) can be operated with the first braking unit (13) in a first braking torque range (15) and can be operated by activating the at least one further braking unit (14) in a second braking range. 12. Fertigungsanlage nach Anspruch 11 , gekennzeichnet durch den kennzeichnenden Teil von einem der vorhergehenden Ansprüche. 12. Manufacturing plant according to claim 11, characterized by the characterizing part of one of the preceding claims. 13. Fertigungsanlage nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigungsanlage (4) den Formkörper (6) aufweist und dass der Formkörper (6) um eine Formkörperachse (45) drehbar gesteuert antreibbar ist, vorzugsweise, dass die Fertigungsanlage (4) eine NC-Steuerung (30) zur Steuerung (29) der Fertigungsanlage (4) aufweist und dass der Manipulator (2) und der Formkörper (6) NC-gesteuert sind. 13. Production plant according to claim 11 or 12, characterized in that the production plant (4) has the molded body (6) and that the molded body (6) can be driven in a controlled manner to rotate about a molded body axis (45), preferably that the production plant (4) has an NC control (30) for controlling (29) the production plant (4) and that the manipulator (2) and the molded body (6) are NC-controlled. 14. Verfahren zum Betreiben einer Fertigungsanlage (4) zur Herstellung eines Faserverbundbauteils (5), wobei eine Fertigungsanlage (4), insbesondere nach einem der Ansprüche 11 bis 13, einen Manipulator (2) mit einem Endeffektor (1 ), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, aufweist, wobei der Endeffektor (1 ) Faserstränge (3) auf einen Formkörper (6) appliziert, wobei die Fertigungsanlage (4) mehrere Spulen (7) aufweist, welche die zu applizierenden Faserstränge (3) bereitstellen, wobei jeder Spule (7) eine Bremse (11 ) zugeordnet ist, mit der die Spule (7) abbremsbar ist, wobei das Bremsmoment (12) der Bremsen (11 ) einzeln und unabhängig geregelt wird, und/oder, wobei die Bremse (11 ) eine erste Bremseinheit (13) und mindestens eine weitere Bremseinheit (14) aufweist, wobei die Bremse (11 ) mit der ersten Bremseinheit (13) in einem ersten Bremsmomentbereich (15) betrieben wird und durch Aktivieren der mindestens einen weiteren Bremseinheit (14) in einem zweiten Bremsbereich betrieben wird. 14. A method for operating a production plant (4) for producing a fiber composite component (5), wherein a production plant (4), in particular according to one of claims 11 to 13, has a manipulator (2) with an end effector (1), in particular according to one of claims 1 to 10, wherein the end effector (1) applies fiber strands (3) to a molded body (6), wherein the production system (4) has a plurality of spools (7) which provide the fiber strands (3) to be applied, wherein each spool (7) is assigned a brake (11) with which the spool (7) can be braked, wherein the braking torque (12) of the brakes (11) is controlled individually and independently, and/or wherein the brake (11) has a first braking unit (13) and at least one further braking unit (14), wherein the brake (11) is operated with the first braking unit (13) in a first braking torque range (15) and is operated by activating the at least one further braking unit (14) in a second braking range. 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass beim Applizieren eines ersten Abschnitts (24) des Faserstrangs (3) durch Ablegen die Bremse (11 ) bzw. die Bremsen (11 ) die jeweilige Spule (7) im ersten Bremsmomentbereich (15) mit der ersten Bremseinheit (13) bremsen und beim Applizieren eines zweiten Abschnitts des Faserstrangs (3) durch Wickeln die Bremse (11 ) bzw. die Bremsen (11 ) die jeweilige Spule (7) im zweiten Bremsbereich mit mindestens einer weiteren Bremseinheit (14) bremsen. 15. The method according to claim 14, characterized in that when applying a first section (24) of the fiber strand (3) by laying it down, the brake (11) or the brakes (11) brake the respective spool (7) in the first braking torque range (15) with the first braking unit (13) and when applying a second section of the fiber strand (3) by winding, the brake (11) or the brakes (11) brake the respective spool (7) in the second braking range with at least one further braking unit (14).
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