DE102012213481A1

DE102012213481A1 - Method for manufacturing workpieces, involves changing property of workpiece, and assigning quality category to workpiece based on particular workpiece property, where processing of workpiece is carried out by another processing step

Info

Publication number: DE102012213481A1
Application number: DE201210213481
Authority: DE
Inventors: Holger Fink
Original assignee: Robert Bosch GmbH; Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Robert Bosch GmbH; Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2012-07-31
Publication date: 2014-02-06

Abstract

The manufacturing method (1) involves changing (2) the property (E) of a workpiece (W) in a processing step, and comparing (3) the modified workpiece property with the control criterion (K) in a control step. A quality category (Q1,Q2) is assigned (6) to the workpiece based on the particular workpiece property. The processing of the workpiece is carried out by another processing step (7). The processing to be performed with the latter processing step is adjusted based on the result of the control step. The control criterion is established based on the latter processing step.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fertigen von Werkstücken, mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Bearbeitungsschritt, bei denen eine Eigenschaft eines der Werkstücke geändert wird, und mit einem Kontrollschritt, bei dem die geänderte Werkstückeigenschaft mit einem Kontrollkriterium verglichen und das Werkstück einer Qualitätskategorie zugeordnet wird. The present invention relates to a method for manufacturing workpieces, comprising at least a first and a second processing step, in which a property of one of the workpieces is changed, and a control step in which the changed workpiece property compared with a control criterion and assigned the workpiece of a quality category becomes.

Stand der TechnikState of the art

Verfahren zum Fertigen von Werkstücken sind weit verbreitet. Um zu vermeiden, dass ein unzureichend oder falsch bearbeitetes Werkstück weiter bearbeitet wird, wird das Werkstück im Kontrollschritt schlimmstenfalls aussortiert. Hierdurch sollen unnötige und durch weitere Bearbeitung des schlechten Werkstücks hervorgerufene Fertigungskosten verhindert werden. Ein Aussortieren von Werkstücken führt jedoch zu einer erhöhten Ausschussrate und somit zu erhöhten Fertigungskosten. Methods for manufacturing workpieces are widespread. In order to avoid that an insufficient or incorrectly machined workpiece is further processed, the workpiece is sorted out in the worst-case inspection step. This is to prevent unnecessary and caused by further processing of the bad workpiece manufacturing costs. However, sorting out workpieces leads to an increased reject rate and thus to increased production costs.

Dabei werden die verwendeten Kontrollkriterien oftmals basierend auf persönlichen Erfahrungen von Nutzern des Fertigungsverfahrens vorgegeben. Die so gewählten Kontrollkriterien sind so eng ausgelegt, dass ausschließlich Gutteile weiterverarbeitet und Schlechtteile bzw. potentielle Schlechtteile aussortiert werden. Dabei werden oftmals auch gerade noch gute Werkstücke als Ausschuss von weiteren Bearbeitungsschritten ausgenommen. Hierdurch erhöht sich die Ausschussrate weiter. The used control criteria are often based on personal experiences of users of the manufacturing process. The control criteria selected in this way are designed so narrow that only good parts are further processed and bad parts or potential bad parts sorted out. Often, even good workpieces are often excluded as rejects from further processing steps. This further increases the reject rate.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Fertigen von Werkstücken der eingangs genannten Art zur Verfügung gestellt, bei dem das Werkstück der Qualitätskategorie in Abhängigkeit von der bestimmten Werkstückeigenschaft und einer durch den noch ausstehenden zweiten Bearbeitungsschritt durchführbaren Bearbeitung des Werkstücks zugeordnet wird. According to the invention, a method is provided for producing workpieces of the aforementioned type, in which the workpiece is assigned to the quality category as a function of the specific workpiece property and a processing of the workpiece which can be carried out by the still outstanding second processing step.

Durch die Beachtung auch der mit dem noch ausstehenden zweiten Bearbeitungsschritt durchführbaren Bearbeitung bei der Zuordnung des Werkstücks zur Qualitätskategorie können Werkstücke, die ansonsten als ein Ausschussteil bzw. Schlechtteil aussortiert würden, weiter verarbeitet werden. Eine geforderte Gesamteigenschaft des zumindest mit dem ersten und dem zweiten Bearbeitungsschritt bearbeiteten Werkstücks kann also innerhalb geforderter Spezifikationen liegen, obwohl eine der Eigenschaften des Werkstücks nach dem ersten Bearbeitungsschritt außerhalb eines vorgegebenen Eigenschaftstoleranzbereichs liegt und das Werkstück somit als ein Schlechtteil aussortiert hätte werden müssen. Die aktuelle Qualität wird also anhand der in den noch ausstehenden Bearbeitungsschritten erreichbaren Qualität kategorisiert. Durch diese Maßnahme lässt sich die Ausschussquote verringern, was die Fertigungskosten senkt. By observing also the processing that can be carried out with the still outstanding second processing step in the assignment of the workpiece to the quality category, workpieces which would otherwise be sorted out as a reject part or bad part can be further processed. A required overall property of the workpiece machined at least with the first and the second machining step can thus be within the required specifications, although one of the properties of the workpiece after the first machining step lies outside a predetermined property tolerance range and the workpiece would have to be sorted out as a bad part. The current quality is thus categorized on the basis of the quality achievable in the pending processing steps. This measure reduces the scrap rate, which lowers production costs.

Die Erfindung kann durch verschiedene, jeweils für sich vorteilhafte, beliebig miteinander kombinierbare Ausgestaltungen weiter verbessert werden. Auf diese Ausgestaltungsformen und die mit ihnen verbundenen Vorteile wird im Folgenden eingegangen. The invention can be further improved by various embodiments, each of which is advantageous in itself, and which can be combined with one another as desired. These embodiments and the advantages associated with them will be discussed below.

Gemäß einer ersten Ausführungsform können zum Zuordnen des Werkstücks zur Qualitätskategorie durchführbare und von Bearbeitungsparametern des Bearbeitungsschritts abhängende Bearbeitungen mehrerer noch ausstehender Bearbeitungsschritte verwendet werden. Sollte die mit dem zweiten Bearbeitungsschritt durchführbare Bearbeitung des Werkstücks nicht ausreichen, um das Werkstück so zu ändern, dass das Werkstück in die Qualitätskategorie Gutteil eingeordnet werden kann, so kann die mögliche Bearbeitung wenigstens eines weiteren Bearbeitungsschrittes die gesamte geforderte Werkstückeigenschaft womöglich so ändern, dass das Werkstück letztendlich in die Qualitätskategorie Gutteil fällt. According to a first embodiment, processing of a plurality of still pending processing steps that can be carried out and assigned to processing parameters of the processing step can be used to assign the workpiece to the quality category. If the processing of the workpiece that can be carried out with the second processing step is not sufficient to change the workpiece so that the workpiece can be classified into the quality category good part, the possible processing of at least one further processing step may possibly change the entire required workpiece property such that the Workpiece finally falls into the quality category good part.

Eine von einem der Bearbeitungsparameter abhängende, durchzuführende Bearbeitung des zweiten Bearbeitungsschrittes kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform basierend auf einem Ergebnis des Kontrollschrittes eingestellt werden. Hierdurch kann das Werkstück im zweiten Bearbeitungsschritt gezielt geändert und die im ersten Bearbeitungsschritt womöglich unzureichend oder zuviel geänderte Werkstückeigenschaft kompensiert werden. Die noch erreichte oder erreichbare Qualität wird also anhand der aktuellen Qualität eingestellt. A processing of the second processing step which depends on one of the processing parameters and can be carried out can be adjusted based on a result of the control step, according to a further advantageous embodiment. As a result, the workpiece in the second processing step can be changed selectively and the possibly in the first processing step possibly insufficient or too much changed workpiece property can be compensated. The still achieved or achievable quality is thus adjusted based on the current quality.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Kontrollkriterium zur Kontrolle der im ersten Bearbeitungsschritt geänderten Werkstückeigenschaft basierend auf der durch den noch ausstehenden zweiten Bearbeitungsschritt durchführbaren Bearbeitung festgelegt werden. Das aktuell anzuwendende Kontrollkriterium wird also anhand der noch erreichbaren Qualität festgelegt. According to a further advantageous embodiment, the control criterion for checking the changed in the first processing step workpiece property can be determined based on the feasible by the still outstanding second processing step machining. The currently applicable control criterion is thus determined on the basis of the still achievable quality.

Insbesondere kann das Kontrollkriterium basierend auf dem noch ausstehenden zweiten Bearbeitungsschritt und der im Kontrollschritt bestimmten Werkstückeigenschaft individuell für das Werkstück festgelegt werden. Das Kontrollkriterium kann beispielsweise eine Toleranzgrenze eines Toleranzbereichs sein. Zumindest diese Toleranzgrenze des Toleranzbereiches kann also verschoben und/oder die Breite des Toleranzbereichs geändert beziehungsweise die Lage des Toleranzbereiches verschoben werden.In particular, the control criterion can be determined individually for the workpiece based on the still outstanding second processing step and the workpiece property determined in the control step. The control criterion may be, for example, a tolerance limit of a tolerance range. At least this tolerance limit of the tolerance range can therefore be shifted and / or the width of the tolerance range changed or the position of the tolerance range are shifted.

Ist also beispielsweise die Länge eines zu kürzenden Blattes zu stark gekürzt, so dass die Blattlänge unter der unteren Toleranzgrenze des Toleranzbereiches für die Blattlänge liegt, so kann für dieses spezielle Blatt basierend auf der durch den noch ausstehenden zweiten Bearbeitungsschritt durchführbaren Bearbeitung das Kontrollkriterium untere Toleranzgrenze verschoben werden, so dass das Werkstück trotz der zu kurzen Länge der Qualitätskategorie Gutteil zugeordnet wird. Thus, for example, if the length of a sheet to be cut is shortened too much, so that the sheet length is below the lower tolerance limit of the sheet length tolerance range, the control criterion lower tolerance limit can be shifted for this particular sheet based on the processing performed by the still outstanding second processing step so that the workpiece is assigned to good part despite the too short length of the quality category.

Mit dem zweiten Bearbeitungsschritt kann eine andere Werkstückeigenschaft geändert werden, als mit dem ersten Bearbeitungsschritt. Beispielsweise kann das Werkstück ein zuzuschneidendes Blatt sein, das auf eine vorgegebene Fläche, beispielsweise von 1 m², zuzuschneiden ist. Wird nun eine Länge des Blattes zu stark zugeschnitten, so dass die Werkstückeigenschaft Länge unterhalb des Kontrollkriteriums, beispielsweise einer Untergrenze eines Toleranzbereiches, liegt, so kann im zweiten Bearbeitungsschritt die Breite des Blattes weniger stark reduziert werden, um trotz der zu stark gekürzten Länge des Blattes letztendlich dennoch zu einem Blatt mit der vorgegebenen Fläche zu gelangen. Das Verfahren ist ausdrücklich nicht eine simple Nachbearbeitung des Werkstücks, bei dem die im ersten Bearbeitungsschritt geänderte Werkstückeigenschaft an den Toleranzbereich angepasst wird. With the second processing step, a different workpiece characteristic can be changed than with the first processing step. For example, the workpiece may be a sheet to be cut, which is to be cut to a predetermined area, for example 1 m ² . If now a length of the sheet is cut too much, so that the workpiece property length is below the control criterion, for example a lower limit of a tolerance range, the width of the sheet can be reduced to a lesser extent in the second processing step, despite the shortened length of the sheet Finally, to get to a sheet with the given area. The method is expressly not a simple post-processing of the workpiece, in which the workpiece property changed in the first processing step is adapted to the tolerance range.

Ferner kann zum Beispiel in dem weiteren Verfahrensschritt eine Höhe eines zu fertigenden Klotzes geändert werden, wobei das Verfahren zum Fertigen eines Klotzes mit einem vorgegebenen Volumen verwendet und in den ersten und zweiten Verfahrensschritten die Länge und die Breite des Klotzes geändert wird. Further, for example, in the further process step, a height of a block to be manufactured may be changed using the method of fabricating a block having a predetermined volume and changing the length and width of the block in the first and second process steps.

Um zu vermeiden, dass durch zu enge, durch persönliche Erfahrungen gebildete Kontrollkriterien zu viel Ausschuss entsteht, kann zum Zuordnen der Qualitätskategorie ein mathematisches Modell verwendet werden. Mit dem mathematischen Modell können objektive Kriterien für die Zuordnung der Qualitätskategorie erstellt werden und/oder Anwendung finden, wodurch eine unnötige Aussortierung von mit dem erfindungsgemäße Verfahren herstellbaren Gutteilen verhindert wird. In order to avoid too much rejection as a result of overly narrow control criteria formed by personal experience, a mathematical model can be used to assign the quality category. Objective criteria for the assignment of the quality category can be created and / or used with the mathematical model, whereby an unnecessary sorting out of good parts that can be produced by the method according to the invention is prevented.

Um das Werkstück der Qualitätskategorie zuzuordnen, kann beispielsweise der Bearbeitungsparameter mit dem mathematischen Modell eingestellt werden. Ferner kann zum Festlegen des Kontrollkriteriums das mathematische Modell verwendet werden. Sowohl der eingestellte Bearbeitungsparameter als auch das festgelegte Kontrollkriterium sind durch Verwendung des mathematischen Modells objektive Werte, durch die eine unnötig hohe Ausschussquote verhindert wird. For example, to assign the workpiece to the quality category, the machining parameter can be set with the mathematical model. Furthermore, the mathematical model can be used to set the control criterion. Both the set machining parameter and the established control criterion are objective values that prevent an unnecessarily high scrap rate by using the mathematical model.

Zum Erstellen des mathematischen Modells können statistisch geplante Versuchsreihen zumindest bei dem ersten und dem zweiten Bearbeitungsschritt durchgeführt und Ergebnisse der Versuchsreihen als Basis für das Modell verwendet werden. Werden mehr als zwei Bearbeitungsschritte durchgeführt, können weitere oder alle für die Fertigung des Werkstücks relevanten Bearbeitungsschritte zum Erstellen des mathematischen Modells in die statistisch geplanten Versuchsreihen einbezogen und die Ergebnisse aller Versuchsreihen als Basis für das Modell verwendet werden. Die statistische Versuchsplanung kann beispielsweise mit einem Design of Experiments genannten Verfahren durchgeführt werden, bei dem je Bearbeitungsschritt zwei extreme Bearbeitungsparameter und die entstehenden Werkstückeigenschaft verwendet werden. To create the mathematical model, statistically planned test series can be carried out at least in the first and the second processing step and results of the test series can be used as the basis for the model. If more than two processing steps are carried out, further or all processing steps relevant for the production of the workpiece for the purpose of creating the mathematical model can be included in the statistically planned test series and the results of all test series used as a basis for the model. The statistical experimental design can be carried out, for example, with a method called Experiments, in which two extreme machining parameters and the resulting workpiece property are used for each machining step.

Das mathematische Modell kann für jeden der Bearbeitungsschritte ein Untermodell mit einer mit einem Faktor multiplizierten Basisfunktion umfassen, wobei die Basisfunktion eine Expotentialfunktion aufweist. Das Untermodell kann für den ersten Bearbeitungsschritt dabei beispielsweise die folgende mathematische Formel aufweisen: M₁ = a₁ · f₁(x), wobei a ein Faktor, x ein Bearbeitungsparameter des jeweiligen Bearbeitungsschrittes und f(x) die in Abhängigkeit vom Bearbeitungsparameter geänderte Werkstückeigenschaft anhand der Expotentialfunktion beschreiben kann. The mathematical model may comprise for each of the processing steps a sub-model with a multiplied by a factor basis function, wherein the base function has an exponential function. The submodel may have, for example, the following mathematical formula for the first processing step: M ₁ = a ₁ · f ₁ (x), where a is a factor, x is a processing parameter of the respective processing step, and f (x) can describe the workpiece property changed depending on the processing parameter on the basis of the expotential function.

Jedes der Untermodelle kann so ausgebildet sein, dass es den zugehörigen Verfahrensschritt beschreibt. Da die Untermodelle anhand von statistisch geplanten Versuchsreihen gebildet werden, sind auch physikalisch hochkomplexe Prozesse einfach beschreibbar, ohne hochkomplexe physikalische Modelle verwenden zu müssen. Auch ungenaue und auf künstliche Intelligenz zurückgreifende Modelle, die oftmals schwierig zu parametrisieren sind, brauchen nicht verwendet zu werden. Each of the submodels may be configured to describe the associated method step. Since the submodels are formed on the basis of statistically planned test series, even physically highly complex processes can be easily described without having to use highly complex physical models. Even inaccurate and artificial intelligence models, which are often difficult to parameterize, do not need to be used.

Die Untermodelle aller Bearbeitungsschritte können miteinander addiert als das mathematische Modell verwendet werden. Die Berechnung der entstehenden Formel ist einfach und ohne großen Aufwand mit einem handelsüblichen Computer, beispielsweise einem Personalcomputer, oder auch einem programmierbaren Taschenrechner, durchzuführen. Die Formel für das mathematische Modell lautet also

wobei N die Anzahl der beachteten Bearbeitungsschritte beziehungsweise der Untermodelle ist. The submodels of all processing steps can be added together to be used as the mathematical model. The calculation of the resulting formula is simple and easy to perform with a standard computer, such as a personal computer, or even a programmable calculator. So the formula for the mathematical model is

where N is the number of considered processing steps or the submodels.

Das Verfahren ist bisher beispielhaft und stark vereinfacht auf die Herstellung von Blättern oder Klötzen gerichtet beschrieben. Besonders vorteilhaft ist das Verfahren jedoch bei der komplexen Fertigung von Batteriezellen, Batteriemodulen mit mehreren Batteriezellen, von Batterie-Subunits mit mehreren Batteriemodulen oder von Batterien, wobei die Batteriezellen oder die Batterien Lithium-Ionen-Technologie verwenden. Die Batteriezellen oder die Batterien können dabei wieder aufladbar sein und elektrische Energie, beispielsweise einer Windkraftanlage oder für eine Windkraftanlage, für ein tragbares Gerät, z.B. ein Mobiltelefon oder einen tragbaren Personal Computer oder elektrische Antriebsenergie für ein zumindest teilweise oder vollständig elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug speichern. The method has been described so far by way of example and greatly simplified directed to the production of sheets or blocks. However, the method is particularly advantageous in the complex production of battery cells, battery modules with multiple battery cells, battery subunits with multiple battery modules or batteries, the battery cells or batteries use lithium-ion technology. The battery cells or the batteries may be rechargeable and electrical energy, such as a wind turbine or for a wind turbine, for a portable device, e.g. store a mobile telephone or a portable personal computer or electrical drive energy for a motor vehicle which can be driven at least partially or completely electrically.

Zeichnungendrawings

Im Folgenden ist die Erfindung beispielhaft anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Die unterschiedlichen Merkmale der Ausführungsbeispiele können dabei unabhängig voneinander kombiniert werden, wie es bei den einzelnen vorteilhaften Ausgestaltungen bereits dargelegt wurde. The invention is explained below by way of example with reference to exemplary embodiments with reference to the drawings. The different features of the embodiments can be combined independently of each other, as already explained in the individual advantageous embodiments.

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens als ein Flussdiagramm; und 1 a schematic representation of an embodiment of the method according to the invention as a flowchart; and

2 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens. 2 a schematic representation of another embodiment of the method according to the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Zunächst sind Aufbau und Funktion eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Fertigen von Werkstücken mit Bezug auf das Ausführungsbeispiel der 1 beschrieben. First, the structure and function of a method according to the invention for the manufacture of workpieces with respect to the embodiment of 1 described.

1 zeigt das Verfahren 1 zum Fertigen von Werkstücken W, bei dem eines der Werkstücke W in einem ersten Bearbeitungsschritt 2 bearbeitet wird. Beispielsweise wird eine Eigenschaft E des Werkstücks W im ersten Bearbeitungsschritt 2 geändert. Die im ersten Bearbeitungsschritt 2 geänderte Werkstückeigenschaft E kann beispielsweise eine Länge, Breite oder Höhe oder eine andere Eigenschaft des Werkstücks W sein. Die Werkstückeigenschaft E kann im ersten Bearbeitungsschritt 2 basierend auf einem Bearbeitungsparameter P des ersten Bearbeitungsschritts 2 geändert werden. Beispielsweise ist der Bearbeitungsparameter P ein vorgegebener Parameter zum Erreichen einer gewünschten Werkstückänderung. Der vorgegebene Bearbeitungsparameter P kann zum Beispiel eine Dauer sein, während der das Werkstück W abgefräst wird, um eine gewünschte Länge, Breite oder Höhe zu erreichen. 1 shows the procedure 1 for manufacturing workpieces W, in which one of the workpieces W in a first processing step 2 is processed. For example, a property E of the workpiece W in the first processing step 2 changed. The first step 2 changed workpiece property E, for example, be a length, width or height or another property of the workpiece W. The workpiece property E can in the first processing step 2 based on a machining parameter P of the first machining step 2 be changed. For example, the machining parameter P is a predetermined parameter for achieving a desired workpiece change. For example, the predetermined machining parameter P may be a duration during which the workpiece W is milled to reach a desired length, width or height.

Nachdem das Werkstück W im ersten Bearbeitungsschritt 2 bearbeitet ist, wird es einem Kontrollschritt 3 zugeführt. Im Kontrollschritt 3 wird die geänderte Werkstückeigenschaft E in einem Vergleichsschritt 4 mit einem Kontrollkriterium K verglichen. Zwischen dem ersten Bearbeitungsschritt 2 und dem Vergleichsschritt 4 kann die geänderte Werkstückeigenschaft E in einem Bestimmungsschritt 5 bestimmt und beispielsweise gemessen werden. Zum Beispiel kann die geänderte Länge, Höhe oder Breite des Werkstücks im Bestimmungsschritt 5 bestimmt und insbesondere gemessen werden. Der Bestimmungsschritt 5 kann wie der Vergleichsschritt 4 Teil des Kontrollschrittes 3 oder diesem vorgelagert sein. After the workpiece W in the first processing step 2 is processed, it becomes a control step 3 fed. In the control step 3 the changed workpiece property E is in a comparison step 4 compared with a control criterion K. Between the first processing step 2 and the comparison step 4 can the changed workpiece property E in a determination step 5 determined and measured, for example. For example, the changed length, height or width of the workpiece in the determining step 5 determined and measured in particular. The determination step 5 can like the comparison step 4 Part of the control step 3 or be upstream of this.

Nachdem die Werkstückeigenschaft E im Vergleichsschritt 4 mit dem Kontrollkriterium K verglichen wurde, wird das geänderte Werkstück W in einem Zuordnungsschritt 6 einer Qualitätskategorie zugeordnet. Qualitätskategorien können beispielsweise die Qualität „Gutteil” oder die Qualität „Ausschussteil” oder „Schlechtteil” sein. Im Ausführungsbeispiel der 1 ist die Qualitätskategorie „Gutteil” mit Q1 und die Qualitätskategorie „Ausschussteil” mit Q2 bezeichnet. Ein Werkstück W der Kategorie Gutteil Q1 kann einen zweiten Bearbeitungsschritt 7 zugeführt werden. Im zweiten Bearbeitungsschritt 7 kann die gleiche Werkstückeigenschaft E wie im ersten Bearbeitungsschritt 2 bearbeitet werden. Wurde im ersten Bearbeitungsschritt 2 die Werkstückeigenschaft E grob geändert, kann im zweiten Bearbeitungsschritt 7 die gleiche Werkstückeigenschaft E feiner geändert und beispielsweise die Länge, Breite, Höhe des Werkstücks durch Schleifen verändert werden. Alternativ kann im zweiten Bearbeitungsschritt 7 eine andere Werkstückeigenschaft E geändert werden. Wird im ersten Bearbeitungsschritt 2 beispielsweise die Länge des Werkstücks W geändert, so kann im zweiten Bearbeitungsschritt 7 die Breite des Werkstücks W geändert werden. After the workpiece property E in the comparison step 4 has been compared with the control criterion K, the changed workpiece W is in a mapping step 6 assigned to a quality category. Quality categories can be, for example, the quality "good part" or the quality "reject part" or "bad part". In the embodiment of 1 is the quality category "good part" with Q1 and the quality category "reject part" with Q2. A workpiece W of the category good part Q1 can be a second processing step 7 be supplied. In the second processing step 7 can have the same workpiece property E as in the first machining step 2 to be edited. Was in the first processing step 2 the workpiece property E roughly changed, can in the second processing step 7 the same workpiece property E changed finer and changed, for example, the length, width, height of the workpiece by grinding. Alternatively, in the second processing step 7 another workpiece property E is changed. Will in the first processing step 2 For example, the length of the workpiece W changed, so may in the second processing step 7 the width of the workpiece W are changed.

Wird das Werkstück W der Kategorie Ausschussteil Q2 zugeordnet, so kann es in einem Aussortierschritt 8 aussortiert und die weitere Bearbeitung des Werkstücks W somit verhindert werden. If the workpiece W is assigned to the category reject part Q2, then it may be in a sorting step 8th sorted out and the further processing of the workpiece W thus be prevented.

Wie durch den Pfeil 9 angedeutet, kann der Zuordnungsschritt 6, bei dem das Werkstück W basierend auf der im ersten Bearbeitungsschritt 2 geänderten Werkstückeigenschaft E der Qualitätskategorie Q1, Q2 zugeordnet wird, vom zweiten Bearbeitungsschritt 7 abhängen. Insbesondere können mit dem zweiten Bearbeitungsschritt 7 durchführbare Änderungen am Werkstück W bei der Zuordnung des Werkstücks W zur Qualitätskategorie Q1, Q2 im Zuordnungsschritt 6 beachtet werden. Die aktuelle Qualität wird also anhand einer noch erreichbaren Qualität kategorisiert.As by the arrow 9 indicated, the assignment step 6 in which the workpiece W is based on that in the first processing step 2 changed workpiece property E of the quality category Q1, Q2 is assigned from the second processing step 7 depend. In particular, with the second processing step 7 feasible Changes to the workpiece W in the assignment of the workpiece W to the quality category Q1, Q2 in the assignment step 6 get noticed. The current quality is thus categorized on the basis of a still achievable quality.

Soll beispielsweise ein Blatt Papier auf eine bestimmte Fläche zugeschnitten werden, so kann im ersten Bearbeitungsschritt 2 die Länge des Blattes geändert werden. Falls die Länge nicht genug geändert wurde, so dass die Länge des geänderten Blattes außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches und zum Beispiel oberhalb einer oberen Toleranzgrenze liegt, so würde das Blatt normalerweise als Ausschussteil der Kategorie Q2 zugeordnet. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird jedoch auch der zweite Bearbeitungsschritt 7 berücksichtigt, bei dem beispielsweise die Breite des Blattes geändert wird. Falls nun die Länge des Blattes unzureichend geändert wurde, kann im zweiten Bearbeitungsschritt 7 die Breite des Blattes stärker geändert werden, um die angestrebte Werkstückeigenschaft Blattfläche zu erreichen. Hierdurch kann der Bearbeitungsparameter P des zweiten Bearbeitungsschrittes 7 angepasst werden. If, for example, a piece of paper is to be cut to a certain area, then in the first processing step 2 the length of the sheet can be changed. If the length has not been changed enough so that the length of the changed sheet is outside a predetermined tolerance range and, for example, above an upper tolerance limit, the sheet would normally be assigned as a reject part of the category Q2. In the method according to the invention, however, also the second processing step 7 in which, for example, the width of the sheet is changed. If the length of the sheet has been changed insufficiently, in the second processing step 7 the width of the sheet to be changed more strongly in order to achieve the desired workpiece characteristic leaf area. As a result, the processing parameter P of the second processing step 7 be adjusted.

Insbesondere kann der Bearbeitungsparameter P des zweiten Bearbeitungsschrittes 7 außerhalb eines vorgegebenen Prozessfensters gelegt werden, wobei Bearbeitungsparameter P innerhalb des Prozessfensters zu Breiten innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches führen. Da jedoch nicht ein Blatt mit einer bestimmten Länge und Breite, sondern ein Blatt mit einer bestimmten Fläche gefertigt werden soll, kann ein im ersten Bearbeitungsschritt 2 unzureichend zugeschnittenes Blatt im zweiten Bearbeitungsschritt 7 so zugeschnitten werden, dass die angestrebte Blattfläche dennoch erreicht wird. In particular, the processing parameter P of the second processing step 7 be placed outside of a predetermined process window, wherein processing parameters P lead within the process window to widths within a predetermined tolerance range. However, since a sheet with a certain length and width, but a sheet is not to be made with a certain area, one can in the first processing step 2 insufficiently cut sheet in the second processing step 7 be tailored so that the desired leaf area is still achieved.

Im Zuordnungsschritt 6 werden der mögliche Bearbeitungsparameter P des zweiten Bearbeitungsschrittes 7 und womöglich sogar ein außerhalb eines vorgegebenen Prozessfensters liegender Bearbeitungsparameter P des zweiten Bearbeitungsschrittes 7 bei der Zuordnung des Werkstücks W zu Qualitätskategorien Q1, Q2 im Zuordnungsschritt 6 berücksichtigt. Die im zweiten Bearbeitungsschritt 7 erreichbare Eigenschaftsänderung, also die noch zu erreichende Qualität, wird demnach anhand von der aktuellen Qualität eingestellt. In the assignment step 6 become the possible processing parameter P of the second processing step 7 and possibly even a processing parameter P of the second processing step lying outside of a predetermined process window 7 in the assignment of the workpiece W to quality categories Q1, Q2 in the assignment step 6 considered. The second processing step 7 achievable property change, so the quality still to be achieved, is therefore adjusted on the basis of the current quality.

Alternativ oder zusätzlich kann auch das Kontrollkriterium K basierend auf dem möglichen Bearbeitungsparameter P des zweiten Bearbeitungsschrittes 7 festgelegt werden. Das aktuelle Kontrollkriterium wird also anhand einer noch erreichbaren Qualität festgelegt. Ferner kann der Bearbeitungsparameter P des zweiten Bearbeitungsschrittes 7 anhand des Vergleichs der Werkstückeigenschaft E mit dem Kontrollkriterium K im Vergleichsschritt 4 und/oder der Zuordnung 6 zu einer der Qualitätskategorien Q1, Q2 eingestellt werden. Alternatively or additionally, the control criterion K can also be based on the possible processing parameter P of the second processing step 7 be determined. The current control criterion is therefore determined on the basis of a still achievable quality. Furthermore, the processing parameter P of the second processing step 7 based on the comparison of the workpiece property E with the control criterion K in the comparison step 4 and / or the assignment 6 be set to one of the quality categories Q1, Q2.

Auch die im zweiten Bearbeitungsschritt 7 geänderte Werkstückeigenschaft E kann in einem auf den zweiten Bearbeitungsschritt 7 folgenden Kontrollschritt 10 kontrolliert und mit einem Kontrollkriterium K verglichen werden, wobei auch im Kontrollschritt 10 das Werkstück W einer der Qualitätskategorien Q1, Q2 zugeordnet wird. Die Zuordnung im Kontrollschritt 10 kann wie die Zuordnung in Kontrollschritt 3 von möglichen Bearbeitungsparametern P wenigstens eines weiteren Bearbeitungsschrittes 11 abhängen. Also in the second processing step 7 changed workpiece property E can be in one on the second processing step 7 following control step 10 controlled and compared with a control criterion K, wherein also in the control step 10 the workpiece W is assigned to one of the quality categories Q1, Q2. The assignment in the control step 10 can be like the assignment in control step 3 of possible processing parameters P at least one further processing step 11 depend.

Zusätzlich oder alternativ kann die im Zuordnungsschritt 6 durchgeführte Zuordnung zu einer der Qualitätskategorien Q1, Q2 abhängig auch von den möglichen Bearbeitungsparametern P des weiteren Bearbeitungsschrittes 11 erfolgen. Soll beispielsweise nicht ein Blatt mit einer bestimmten Fläche, sondern ein Klotz mit einem bestimmten Volumen gefertigt werden, so kann im weiteren Bearbeitungsschritt 11 als Werkstückeigenschaft E die Höhe des Klotzes geändert werden. Basierend auf den möglichen durch den weiteren Bearbeitungsschritt 11 durchführbaren Änderungen der Werkstückeigenschaft E Höhe können Abweichungen der im ersten Bearbeitungsschritt 2 geänderten Länge und/oder der im zweiten Bearbeitungsschritt 7 geänderten Breite des Werkstücks W kompensiert werden. Folglich können Werkstücke W mit einer außerhalb eines Toleranzbereiches liegenden Länge oder Breite dennoch in die Kategorie Gutteil Q1 einsortiert werden, wenn das angestrebte Volumen durch mögliche Bearbeitungsparameter P des weiteren Bearbeitungsschrittes 11 erreicht werden kann. Additionally or alternatively, in the assignment step 6 Carried out assignment to one of the quality categories Q1, Q2 also depends on the possible processing parameters P of the further processing step 11 respectively. If, for example, it is not a sheet with a certain surface but a block with a certain volume that can be produced, then in the further processing step 11 as workpiece property E the height of the block can be changed. Based on the possible through the further processing step 11 feasible changes to the workpiece property E height can be deviations in the first processing step 2 changed length and / or in the second processing step 7 changed width of the workpiece W can be compensated. Consequently, workpieces W with a length or width lying outside a tolerance range can nevertheless be sorted into the category good part Q1 if the desired volume is determined by possible processing parameters P of the further processing step 11 can be achieved.

Abhängig von der Zuordnung des Werkstücks W zu den Qualitätskategorien Q1, Q2 in den Kontrollschritten 3, 10 kann der anzuwendende Bearbeitungsparameter P des weiteren Bearbeitungsschrittes 11 geändert werden. Ferner kann das Kontrollkriterium K im Kontrollschritt 3 und/oder im Kontrollschritt 10 basierend auf den möglichen Bearbeitungsparametern P des weiteren Bearbeitungsschrittes 11 festgelegt werden. Depending on the assignment of the workpiece W to the quality categories Q1, Q2 in the control steps 3 . 10 may be applied processing parameter P of the further processing step 11 be changed. Furthermore, the control criterion K in the control step 3 and / or in the control step 10 based on the possible processing parameters P of the further processing step 11 be determined.

Darüber hinaus kann das Werkstück W in den Kontrollschritten 3 und/oder 10 einer der Qualitätskategorien Q1, Q2 in Abhängigkeit von der bestimmten Werkstückeigenschaft E, also beispielsweise der Länge und/oder der Breite und der durch den noch ausstehenden weiteren Bearbeitungsschritt 11 durchführbaren Bearbeitung basierend auf den möglichen Bearbeitungsparametern P des weiteren Bearbeitungsschrittes 11 des Werkstücks W zugeordnet werden. Dies ist durch den gestrichelt gezeigten Pfeil 9’ dargestellt. Zum Zuordnen des Werkstücks W zu einer der Qualitätskategorien Q1, Q2 können mögliche Bearbeitungsparameter P mehrerer noch ausstehender Bearbeitungsschritte 11 verwendet werden. In addition, the workpiece W in the control steps 3 and or 10 one of the quality categories Q1, Q2 as a function of the specific workpiece property E, that is to say, for example, the length and / or the width and the further processing step that is still outstanding 11 feasible processing based on the possible processing parameters P of the further processing step 11 be assigned to the workpiece W. This is indicated by the dashed arrow 9 ' shown. For assigning the workpiece W to one of the quality categories Q1, Q2, possible processing parameters P of a plurality of processing steps that are still outstanding can be selected 11 be used.

Im Ausführungsbeispiel der 1 sind lediglich zwei Qualitätskategorien Q1, Q2 verwendet. Selbstverständlich können mehr als zwei Qualitätskategorien Q1, Q2 verwendet werden. Beispielsweise kann eine dritte Qualitätskategorie „noch gut” Q3 verwendet werden. Weitere Abstufungen von Qualitätskategorien sind möglich. Je zugeordneter Qualitätskategorie kann der zu verwendende mögliche Bearbeitungsparameter P eines der noch ausstehenden Bearbeitungsschritte 7, 11 eingestellt werden. In the embodiment of 1 only two quality categories Q1, Q2 are used. Of course, more than two quality categories Q1, Q2 can be used. For example, a third quality category "still good" Q3 may be used. Further gradings of quality categories are possible. Depending on the quality category assigned, the possible processing parameter P to be used may be one of the remaining processing steps 7 . 11 be set.

Anstelle der hier beschriebenen Werkstückeigenschaft E Länge, Breite und/oder Höhe können selbstverständlich auch andere Eigenschaften E zu fertigender Werkstücke W geändert werden. Insbesondere kann das Werkstück W eine Batteriezelle, ein mehrere Batteriezellen aufweisendes Batteriemodul, eine Batterie-Subunit mit mehreren Batteriemodulen oder eine Batterie sein. Of course, other properties E to be produced workpieces W can be changed instead of the workpiece property E length, width and / or height described here. In particular, the workpiece W may be a battery cell, a battery module having a plurality of battery cells, a battery subunit with a plurality of battery modules, or a battery.

Zum Zuordnen der Qualitätskategorie Q1, Q2, zum Einstellen des Bearbeitungsparameters P und/oder zum Festlegen des Kontrollkriteriums K wird vorzugsweise ein mathematisches Modell verwendet. Weitere Details zu diesem Modell und insbesondere zur Erstellung dieses Modells sind in der 2 schematisch als Ablaufdiagramm dargestellt. For assigning the quality category Q1, Q2, for setting the processing parameter P and / or for setting the control criterion K, a mathematical model is preferably used. Further details about this model and in particular for the creation of this model are in the 2 schematically illustrated as a flowchart.

2 zeigt ein Verfahren 12 zum Erstellen eines mathematischen Modells M. Um das mathematische Modell M zu erstellen, können mit den Bearbeitungsschritten 2, 7, 11, die bei dem Modell M berücksichtigt werden sollen, Werkstücke W bearbeitet werden. Bei der Erstellung des mathematischen Modells M können die Werkstücke W durch die Bearbeitungsschritte 2, 7, 11 im Rahmen zumindest einer statistisch geplanten Versuchsreihe bearbeitet werden. Insbesondere kann die wenigstens eine statistisch geplante Versuchsreihe mit zumindest dem ersten und dem zweiten Bearbeitungsschritt 2, 7 durchgeführt werden. Die statistische Versuchsplanung, zum Beispiel ein allgemein auch als Design of Experiments bezeichnetes Verfahren, kann in einem Planungsschritt 13 durchgeführt bzw. vorbereitet werden. 2 shows a method 12 to create a mathematical model M. To create the mathematical model M, you can use the processing steps 2 . 7 . 11 to be considered in the model M, workpieces W are processed. When creating the mathematical model M, the workpieces W through the processing steps 2 . 7 . 11 within the framework of at least one statistically planned series of experiments. In particular, the at least one statistically planned test series with at least the first and the second processing step 2 . 7 be performed. Statistical experimental design, for example a method commonly referred to as the Design of Experiments, can be performed in one planning step 13 be carried out or prepared.

In Versuchsschritten 14, 15 werden die Versuche jeweils mit einem der Bearbeitungsschritte 2, 7 durchgeführt. Je zu beachtendem Bearbeitungsschritt 2, 7, 11 kann ein Versuchsschritt 14, 15 durchgeführt werden. Bei den Versuchen können maximale und/oder minimale zulässige Bearbeitungsparameter P auf Werkstücke W angewendet werden, so dass die Werkstückeigenschaften E extrem, also zum Beispiel maximal und minimal, geändert werden. Im Rahmen der Versuchsschritte 14, 15 werden die geänderten Werkstückeigenschaften E bestimmt und je Bearbeitungsschritt 2, 7, 11 ein Untermodell M1, M2 in Modellierschritten 16, 17 gebildet. Die Untermodelle M1, M2 können einen Faktor und eine Basisfunktion umfassen, wobei der Faktor mit der Basisfunktion multipliziert wird und die Basisfunktion eine Expotentialfunktion aufweist. Die Beschreibung der Bearbeitungsschritte 2, 7, 11 jeweils durch eines der Untermodelle M1, M2 kann dabei so erfolgen, dass die Untermodelle M1, M2 basierend auf den statischen Daten der Versuche die Wirkung der Bearbeitungsschritte 2, 7, 11 wiedergeben. In trial steps 14 . 15 The experiments are each with one of the processing steps 2 . 7 carried out. Depending on the processing step 2 . 7 . 11 can be a trial step 14 . 15 be performed. In the experiments, maximum and / or minimum allowable machining parameters P can be applied to workpieces W, so that the workpiece properties E are changed extremely, that is, for example, maximum and minimum. As part of the experimental steps 14 . 15 The changed workpiece properties E are determined and each processing step 2 . 7 . 11 a submodel M1, M2 in modeling steps 16 . 17 educated. The submodels M1, M2 may include a factor and a base function, where the factor is multiplied by the base function and the base function has an expotential function. The description of the processing steps 2 . 7 . 11 In each case by one of the submodels M1, M2 can be carried out so that the submodels M1, M2 based on the static data of the experiments, the effect of the processing steps 2 . 7 . 11 play.

Das mathematische Modell M kann durch die miteinander addierten Untermodelle M1, M2 aller zu berücksichtigenden Bearbeitungsschritte 2, 7, 11 gebildet und verwendet werden. The mathematical model M can be achieved by the submodels M1, M2 of all the processing steps to be considered 2 . 7 . 11 be formed and used.

Claims

Procedure ( 1 ) for the production of workpieces (W), with at least a first and a second processing step ( 2 . 7 ), in which a property (E) of one of the workpieces (W) is changed, and a control step ( 3 ), in which the changed workpiece characteristic (E) is compared with a control criterion (K) and the workpiece (W) is assigned to a quality category (Q1, Q2), characterized in that the workpiece (W) of the quality category (Q1, Q2) in Dependency on the specific workpiece property (E) and on the second processing step ( 7 ) is assigned to feasible machining of the workpiece (W).

Procedure ( 1 ) according to claim 1, characterized in that for assigning ( 6 ) of the workpiece (W) to the quality category (Q1, Q2) executable processing of several outstanding processing steps ( 7 . 11 ) be used.

Procedure ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that one with the second processing step ( 7 ) based on a result of the control step ( 3 ) is set.

Procedure ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control criterion (K) based on the by the still outstanding second processing step ( 7 ) is determined.

Procedure ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that with the second processing step ( 7 ) a different workpiece property (E) is changed than with the first processing step ( 2 ).

Procedure ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that for assigning ( 6 ) of the quality category (Q1, Q2) a mathematical model (M) is used.

Procedure ( 1 ) according to any one of claims 3 to 6, characterized in that for setting the with the second processing step ( 7 ) a mathematical model (M) is used.

Procedure ( 1 ) according to one of claims 4 to 7, characterized in that for setting ( 9 ' ) of the control criterion (K) a mathematical model (M) is used.

Procedure ( 1 ) according to one of claims 6 to 8, characterized in that a method ( 12 ) to create the mathematical model (M) statistically planned ( 13 ) Test series ( 14 . 15 ), the test series ( 14 . 15 ) at least in the first and the second processing step ( 2 . 7 ) and results of the test series ( 14 . 15 ) can be used as the basis for the model (M).

Procedure ( 1 ) according to one of claims 6 to 9, characterized in that the mathematical model (M) for each of the processing steps (M) 2 . 7 . 11 ) comprises a sub-model (M1, M2) having a multiplied by a factor basis function, wherein the base function has an exponential function.

Procedure ( 1 ) according to claim 10, characterized in that the submodels (M1, M2) of all processing steps ( 2 . 7 . 11 ) are added together as the mathematical model (M).

Procedure ( 1 ) according to one of claims 1 to 11, characterized in that a battery cell, a plurality of battery cells exhibiting battery module, a battery Subunit is made with multiple battery modules or a battery.