DE10125688A1 - Computergestütztes Entwurfsverfahren und Expertensystem zur Erstellung thermischer Bearbeitungsanordnungen - Google Patents

Abstract

Computergestütztes Entwurfsverfahren zur Erinstellung optothermischer Bearbeitungsanordnungen, die wenigstens ein vorgefertigtes Strahlermodul zur Erzeugung eines Bearbeitungs-Strahlungsfeldes elektromagnetischer Strahlung im Bereich der nahen Infrarot und/oder mit hoher Leistungsdichte auf einem Bearbeitungsgegenstand und eine Steuereinrichtung zur Steuerung eines Bearbeitungsvorganges mit dem Strahlermodul oder den Strahlermodulen umfassen, wobei unter einer dedizierten Benutzeroberfläche direkte Eingaben und/oder Datenbasis-Verknüpfungen zur Festlegung der relevanten Entwurfsparameter, einschließlich Komponentenparameter der Strahlermodule und wahlweise weiterer Komponenten und von deren Werten oder Wertebereichen, initiiert und ausgeführt, vorgefertigte Entwurfswerkzeuge mit den konkreten Entwurfsparametern aktiviert und mit deren Werten bzw. Wertebereichen abgearbeitet werden und mindestens eine Anlagenkonfiguration mit den relevanten Konstruktions- und Betriebsdaten als Entwurfsergebnis ausgegeben wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein computergestütztes Entwurfsverfah­ ren sowie ein Expertensystem zur Erstellung von aus standar­ disierten Modulen aufgebauten optothermischen Bearbeitungsan­ ordnungen, die ein Bearbeitungs-Strahlungsfeld elektromagne­ tischer Strahlung im Bereich des nahen Infrarot und/oder mit hoher Leistungsdichte zur Bereitstellung hoher Prozeßtempera­ turen auf bzw. in einem Werkstück nutzen.

Derartige Bearbeitungsanordnungen und ihre Anwendung zur thermischen Bearbeitung verschiedenster Werkstücke sind be­ kannt. Zu Vorrichtungsaspekten einer solchen Anordnung wird beispielsweise hingewiesen auf die DE 199 09 542 A1 und die unveröffentlichten deutschen Patentanmeldungen 100 51 904.0, 100 51 905.9 und 100 51 641.6 der Anmelderin, zu speziellen Anwendungen etwa auf die WO 99/10160, die WO 99/42774, die WO 00/26011 und die WO 01/07228 der Anmelderin.

Anordnungen und Verfahren der in Rede stehenden Art weisen - unabhängig von den konkreten physikalischen Parametern und geometrischen Abmessungen des Werkstücks und auch von der konkreten Art der eingesetzten Strahlungsquelle - eine Reihe typischer gemeinsamer Merkmale auf, und der Entwurf einer solchen Anlage hat typischerweise von einer definierten Menge von Entwurfsparametern auszugehen. Zudem bietet sich aus wirtschaftlichen Gründen die Erstellung solcher Anlagen aus weitgehend standardisierten Modulen an, mit denen verschiede­ nen Einsatzbedingungen und Werkstücksspezifika mit vertretba­ ren Entwurfs- und Gestehungskosten flexibel Rechnung getragen werden kann.

Kernstück des modularen, standardisierten Aufbaus solcher An­ lagen sind Strahlermodule mit weitgehend einheitlichem Aufbau und genormten Abmessungen, die mindestens eine kommerziell verfügbare Strahlungsquelle und einen dieser zugeordneten Träger/Reflektor sowie elektrische und gegebenenfalls Medien- Anschlüsse umfassen. Zur Stromversorgung und Steuerung dieser Strahlermodule umfaßt eine Bearbeitungsanlage der in Rede stehenden Art mindestens eine standardisierte Steuereinrich­ tung, und ergänzt wird sie durch Konstruktionsmodule für den mechanischen Aufbau der Anlage und gegebenenfalls Meß- und/­ oder Überwachungseinrichtungen, Fluidstromformer (sogenannte "Luftleisten") etc.. Auch die letztgenannten Komponenten sind als Module in geeigneten Leistungsparameterabstufungen vor­ fertigbar und modular in die Gesamtanlage integrierbar.

Auf der anderen Seite eignen sich die in Rede stehenden Bear­ beitungsanordnungen zur Lösung höchst verschiedenster Bear­ beitungsaufgaben an Werkstücken mit einem breiten Spektrum von physikalischen Parametern und geometrischen Abmessungen und in Produktionsanlagen mit höchst unterschiedlichen Ein­ satzbedingungen, so daß - trotz der grundlegenden Gemeinsam­ keiten - nahezu für jeden Einsatzfall ein spezieller Entwurf ausgearbeitet werden muß. Dies geschieht derzeit im wesentli­ chen durch Teams von erfahrenen Entwicklungsingenieuren der Anmelderin und Anlagentechnikern der Anwender, die in den Entwurf ihre persönliche Erfahrung einbringen und in der Re­ gel umfangreiche Meßreihen und Tests zu Erstellung einer auf den Anwendungszweck angepaßten Anlagenkonfiguration durchfüh­ ren müssen.

Dies ist ein Zeit- und kostenaufwendiges Vorgehen, und gleichwohl sind suboptimale Ergebnisse infolge der Nichtbe­ rücksichtigung relevanter Entwurfsparameter nicht vollständig auszuschließen. Auch die Einbeziehung numerischer Simulatio­ nen zur Lösung von Teilproblemen hat hierbei keinen Durch­ bruch gebracht.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein wesent­ lich effizienteres Entwurfsverfahren und -system zur Erstel­ lung von optothermischen Bearbeitungsanlagen der oben genann­ ten Art bereitzustellen, welches den Entwicklern die Erstel­ lung von auf verschiedene Anwendungsfälle hin optimierten An­ lagenkonfigurationen in wesentlich kürzerer Zeit und mit ge­ ringerem Kostenaufwand ermöglicht.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich ihres Verfahrensaspektes durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich ihres Systemaspektes durch ein Expertensystem mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.

Die Erfindung schließt den wesentlichen Gedanken ein, zur Lö­ sung der oben skizzierten Entwurfsaufgaben ein einheitliches computergestütztes Entwurfsverfahren anzugeben, welches unter einer dedizierten Benutzeroberfäche sämtliche für die Erstel­ lung einer optothermischen Bearbeitungsanlage benötigten Da­ ten bzw. Verknüpfungen zu Datenbasen vorhält, aus denen diese Daten direkt zu gewinnen sind. Sie schließt weiterhin den Ge­ danken ein, in das Entwurfsverfahren und -system die für eine Anlage typischerweise benutzten Entwurfswerkzeuge (Konstruk­ tionsvorschriften, Simulationsverfahren, Prüfvorschriften etc.) einzubinden.

Das vorgeschlagene System ist modular aufgebaut und dynamisch erweiterbar, so daß zusätzliche Entwurfsdaten für neue Appli­ kationen einfügbar sind, doch zugleich für jede neue Applika­ tion die Wissensbasis aller in der Vergangenheit entworfenen Anlagen und Anwendungen zur Verfügung steht. In gleicher Wei­ se können neue Berechnungs- und Prüfverfahren, Konstruktions­ vorschriften und andere Entwurfswerkzeuge - zusätzlich oder in Ersetzung überholter Werkzeuge - eingebunden werden, ohne das Gesamtsystem erneuern zu müssen.

In der bevorzugten Ausführung des vorgeschlagenen Verfahrens ist die Benutzeroberfläche zur intuitiven Benutzerführung des Entwicklungsingenieurs hinsichtlich der Festlegung der rele­ vanten Entwurfsparameter und der Erfassung von deren Werten bzw. Wertebereichen, hinsichtlich der Auswahl der zu benut­ zenden Entwurfswerkzeuge und hinsichtlich des für den konkre­ ten Anwendungsfall zu wählenden Programmablaufes ausgebildet. Das System definiert somit eine auf die Spezifik der in Rede stehenden optothermischen Bearbeitungsanordnungen zugeschnit­ tene Entwurfssystematik, die die Berücksichtigung aller we­ sentlichen Randbedingungen sichert und somit die Gefahr der Außerachtlassung wesentlicher Parameter (und damit der Be­ reitstellung suboptimaler Lösungen) drastisch reduziert. Aus derzeitiger Sicht ist es zweckmäßig, die für eine Bearbei­ tungsanlage der genannten Art grundsätzlich in Betracht zu ziehenden Entwurfsparameter zwei großen Gruppen zuzuordnen und in dedizierten Datenbasen - gegebenenfalls mit einer Un­ terteilung in separat adressierbare Sub-Datenbasen - abzule­ gen bzw. (soweit es sich um grundsätzlich neue Applikationen handelt) mit einem als spezielles Entwurfswerkzeug ausgear­ beiteten Erfassungs- und Bewertungsalgorithmus neu aufzuneh­ men.

Bei der ersten Gruppe handelt es sich insbesondere um

• - optische und thermische Materialgrößen des Werkstücks, insbesondere das spektrale Absorptionsvermögen vom sicht­ baren Bereich bis in den mittleren Infrarot-Bereich, die Wärmeleitfähigkeit, die spezifische Wärmekapazität sowie optische und thermische Belastungsgrenzen,
• - die Abmessungen des Werkstücks sowie Anlagenparameter ei­ ner Gesamtanlage, insbesondere der für die thermische Be­ arbeitungsanordnung verfügbare Bauraum und eine vorgegebe­ ne Transportgeschwindigkeit des Werkstücks,
• - die Verfügbarkeit und Anschlußparameter von Strom-, Was­ ser-, Preßluft-, Abluft- und Klimatisierungsanschlüssen.

Weiterhin gehören in diese Gruppe - oder gegebenenfalls in eine dritte, separat zu handhabende Gruppe - betriebswirt­ schaftliche Randbedingungen, die vom Anwender vorgegeben wer­ den bzw. sich aus den Einsatzbedingungen der Gesamt- Produktionsanlage ergeben.

Die zweite Gruppe umfaßt vor allem

• - Komponentenparameter der Strahlermodule, insbesondere Ab­ messungen, Strom- und Medienanschlüsse, Daten zum spektra­ len und geometrischen Emissionsverhalten,
• - Komponentenparameter der Steuereinrichtung bzw. -einrich­ tungen, insbesondere Ein- und Ausgangsgrößen, Signalspezi­ fikations- bzw. Protokolldaten und Daten zur Verarbei­ tungs- und Speicherkapazität sowie optional
• - Komponentenparameter passiver Reflektormodule, insbesonde­ re deren Abmessungen und Gewicht, Daten zum spektralen und geometrischen Reflexionsverhalten und Konfigurierbarkeits­ daten, und/oder
• - Komponentenparameter von Konstruktionsmodulen, insbesonde­ re Abmessungen und Gewicht, Tragkraft und Konfigurierbar­ keitsdaten, programmiert bzw. eingegeben und nach Maßgabe ihrer Relevanz verarbeitet werden,
• - Komponentenparameter von Meß- und/oder Überwachungsein­ richtungen, insbesondere Pyrometern, Lichtschranken, Ge­ schwindigkeits-, Spannungs- und Strommeßeinrichtung oder Kühlmedium-Durchflußmessern, und/oder
• - Komponentenparameter von Fluidstromformern, insbesondere Abmessungen und Gewicht, Konfigurierbarkeitsdaten und Me­ dienanschlußdaten, programmiert bzw. eingegeben und nach Maßgabe ihrer Relevanz verarbeitet werden.

Wesentliches Element einer bevorzugten Verfahrensführung und Auslegung des Expertensystems ist die Vorhaltung von bei in der Vergangenheit ausgearbeiteten Entwürfen genutzten Ent­ wurfsdaten und -werkzeugen in einer systematisch erschließba­ ren Bibliothek. Die Benutzeroberfläche realisiert also Ver­ knüpfungen zu Entwurfsparameter-, Entwurfswerkzeug- und Anla­ genkonfigurations-Datenbasen, auf deren Verfügbarkeit der Entwickler im Rahmen der Benutzerführung hingewiesen und zu deren sinnvoller Anwendung er mittels eines geeigneten Klas­ sifikationsschemas und/oder Thesaurus ertüchtigt wird.

Mit der vorgeschlagenen Lösung werden kundenspezifische An­ wendungsparameter und sonstige in Betracht zu ziehende physi­ kalische, chemische und konstruktive Parameter abgefragt, sy­ stematisch geprüft, gegebenenfalls durch Eingabe oder Daten­ bank-Verknüpfungen ergänzt und in geeigneten Entwurfsmodellen verarbeitet. Die Modellbildung berücksichtigt anlagentypische Phänomene, wie Wärme- und Stofftransferprozesse und strö­ mungsdynamische Phänomene und liefert im Ergebnis numerischer Simulationen, gegebenenfalls unter Berücksichtigung von inte­ rativ ergänzten und präzisierten Werten der Entwurfsparame­ ter, zu einer oder mehreren optimierten Systemkonfiguratio­ nen. Die Modellbildung und numerische Simulation erfolgen - teils benutzergesteuert, teils automatisch - unter Abfrage der vorhandenen Datenbasen und mit standardisierten Ein­ griffsmöglichkeiten für den Entwickler, der selbstverständ­ lich auch (vorbestimmte) Möglichkeiten zur Modifizierung ei­ ner "fertigen" Anlagenkonfiguration hat.

In einer modularen Betrachtungsweise des Expertensystems kann man sich dieses aus einem Datenerfassungsmodul, einem Pro­ grammablauf- bzw. Berechnungssteuermodul, Entwurfswerkzeug- bzw. Berechnungsmodulen, einem Optimierungsmodul, einem Aus­ gabemodul und Datenbasen zusammengesetzt denken, mit denen der Anwender (Entwicklungsingenieur) über die erwähnte Benut­ zeroberfläche interaktiv kommuniziert.

Wesentliche Berechnungsvorgänge im Rahmen des Entwurfsverfah­ ren sind insbesondere:

• a) Berechnung des Wärmetransports durch Strahlung, Konvekti­ on, Wärmeleitung, Verdunstung,
• b) Berechnung von Anzahl, Leistung und Anordnung der Heiz- /Trocknungsmodule,
• c) Berechnung des Anlagen-Kühlbedarfs,
• d) Bilanzierung aller Energieströme und Berechnung des ener­ getischen Wirkungsgrades,
• e) Berechnung von spezifischen Investitions- und Verbrauchs­ kosten und
• f) Bilanzierung aller Stoffströme und Bewertung der Stoff- und Energieströme hinsichtlich der Umweltbelastung.

In modularer Betrachtungsweise kann man die den Berechnungen dienenden Entwurfswerkzeuge beispielsweise als Sub-Module, Optik, Stofftransport, Wärmetransport, Anlagendimensionie­ rung, Kühlbedarf, Energiebilanz, Kosten und Umwelteinflüsse betrachten, wobei jedes Sub-Modul dedizierte Berechnungsver­ fahren enthält, die auf die Spezifik der optothermischen Be­ arbeitungsanordnung zugeschnitten sind. Dies gilt in gleicher Weise für die erwähnten Optimierungs-Werkzeuge, bei denen man beispielsweise Sub-Module technische Optimierung, wirtschaft­ liche Optimierung und ökologische Optimierung unterscheiden kann. Das Programmablauf- bzw. Berechnungssteuermodul kann - vereinfacht - in die Submodule Datenerfassung, Modellbildung, numerische Berechnung und Systemkonfiguration untergliedert werden.

Die Ausgabe der errechneten Anlagenkonfigurationen erfolgt bevorzugt in Tabellenform als Liste der einzusetzenden Kompo­ nenten und/oder in grafischer Darstellung, beispielsweise als perspektivische Darstellung der Bearbeitungsanlage in ihrer räumlichen Einbindung in eine Gesamt-Produktionsanlage des Anwenders.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand eines Beispiels illustriert. Verbundplatten, bestehend aus einem Aluminium­ blech, welches auf eine 3 cm dicke PU-Schaumschicht geklebt ist, sollen auf der Al-Seite mit Korrosionsschutz/Primer und Pulverlack beschichtet und thermisch vernetzt werden.

Von Anwenderseite werden physikalische Eingabewerte zur Ver­ fügung gestellt, und zwar thermische Leitfähigkeiten und Wär­ mekapazitäten von Pulver, vernetztem Lack und PU-Schaum, so­ wie Vorgaben zu maximalem Energiebedarf, Platzbedarf, Be­ triebskosten und vorhandenen Schnittstellen eines Gesamtpro­ zesses gemacht. Die zur Simulation benötigten spektralen Transmissions- und Reflektionsspektren des Lacks werden aus einer externen Datenbasis entnommen, die über die Benut­ zeroberfläche zugreifbar ist. Weitere benötigte physikalische und chemische Größen werden einer betrieblichen Datenbank entnommen.

Bei der Simulation des Bearbeitungsprozesses greift das Sys­ tem auf ein allgemein gefaßtes Berechnungsmodul zur Lösung von Wärmeleitungsproblemen in ebenen, aufeinanderliegenden Schichten zu und ruft ein Berechnungsmodul zur strömungsdyna­ mischen Simulation von Kühl- und Verdunstungsprozessen auf, unter Maßgabe von fertigungs- und materialspezifischen Grenz­ werten (z. B. maximale Temperaturbelastungen, Grenzwerte für die Verarbeitungsdauer) und berechnet zeitaufgelöste Tempera­ turverteilungen im Werkstück.

Anhand der simulierten Temperaturverteilungen werden kon­ struktionsrelevante Parameter (z. B. Dimensionierung von Emittern, Reflektoren und Kühlung des Heizmoduls, Dimensio­ nierung und Geschwindigkeit von Transportmechanismus, Vorga­ ben für die Prozeßsteuerung) unter Benutzung der betriebli­ chen Datenbank und der Auslegungsprogramme bestimmt. Die si­ mulierten Parameter bestimmen die Auswahl von Systemkomponen­ ten und führen zur Systemkonfiguration. Durch Zugriff auf die betriebliche Datenbank, in der die Komponententemperatur und bereits früher entworfene Konfigurationen abgelegt sind, wer­ den Kosten, Energiebilanzen und Umweltbelastung ermittelt.

Ein Lösungsvorschlag, bestehend aus realisierbarer Systemlö­ sung, Kosten, Energiebilanzen und Umweltbelastung wird zusam­ mengestellt und durch mehrdimensionale Parametervariation computergestützt (iterativ) optimiert. In mehreren aufeinan­ derfolgenden Iterationszyklen werden mehrere Emitterkonfigu­ rationen mit verschiedenen Emittertypen und zwei alternative Auslegungen des Kühlsystems simuliert, bevor das Optimie­ rungsmodul eine Konfiguration akzeptiert, die alle Toleranz­ vorgaben des Anwenders erfüllt. Es wurde z. B. nach dem er­ sten Iterationsschritt ein Lösungsvorschlag gefunden, der nicht mit der elektrischen Anschlußleistung des Kunden kompa­ tibel war. Daher wurden im zweiten Iterationsschritt Simula­ tionen Emitter mit geringerem Leistungsbedarf (und geringerem Kühlbedarf) berücksichtigt, die allerdings nicht zur voll­ ständigen Vernetzung der Lackschicht führen würden. Durch schrittweises Anpassen der Emitteranordnungen in den folgen­ den Iterationszyklen wurde ein allen Vorgaben entsprechender Vorschlag gefunden, welcher dem Kunden unterbreitet und in der betrieblichen Datenbank abgelegt wird, um für künftige Projekte verfügbar zu sein.

Die Anwendung der Erfindung ist selbstverständlich nicht auf dieses Beispiel und die oben hervorgehobenen Aspekte be­ schränkt, sondern ebenso für eine Vielzahl anderer Applika­ tionen und unter Betonung anderer Randbedingungen und Ent­ wurfsparameter ausführbar.

Claims (14)

1. Computergestütztes Entwurfsverfahren zur Erstellung op­ tothermischer Bearbeitungsanordnungen, die wenigstens ein vorgefertigtes Strahlermodul zur Erzeugung eines Be­ arbeitungs-Strahlungsfeldes elektromagnetischer Strah­ lung im Bereich der nahen Infrarot und/oder mit hoher Leistungsdichte auf einem Bearbeitungsgegenstand und ei­ ne Steuereinrichtung zur Steuerung eines Bearbeitungs­ vorganges mit dem Strahlermodul oder den Strahlermodulen umfassen, dadurch gekennzeichnet, daß
unter einer dedizierten Benutzeroberfläche direkte Ein­ gaben und/oder Datenbasis-Verknüpfungen zur Festlegung der relevanten Entwurfsparameter, einschließlich Kompo­ nentenparameter der Strahlermodule und wahlweise weite­ rer Komponenten und von deren Werten oder Werteberei­ chen, initiiert und ausgeführt,
vorgefertigte Entwurfswerkzeuge mit den konkreten Ent­ wurfsparametern aktiviert und mit deren Werten bzw. Wer­ tebereichen abgearbeitet werden und
mindestens eine Anlagenkonfiguration mit den relevanten Konstruktions- und Betriebsdaten als Entwurfsergebnis ausgegeben wird.

2. Entwurfsverfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Schritte:

• - Laden einer Prozeßgrößentabelle vorbestimmter thermi­ scher, räumlicher, zeitlicher und wahlweise weiterer Prozeßgrößen sowie Versorgungsanschluß- und Kosten­ größen in eine Benutzeroberfläche eines Entwurfsrech­ ners,
• - Auswahl einer ersten Gruppe relevanter Entwurfspara­ meter aus der Prozeßgrößentabelle,
• - direkte Eingabe von Werten oder Wertebereichen der Entwurfsparameter der ersten Gruppe und/oder Herstel­ lung von Verknüpfungen zu vorab spezifizierten, über die Benutzeroberfläche zugreifbaren Datenbasen und Übernahme von Werten bzw. Wertebereichen aus diesen in einen Arbeitsspeicher,
• - Laden einer Komponententabelle verfügbarer und bezüg­ lich ihrer prozeßrelevanten und wahlweise wirtschaft­ lichen Parameter vorab definierter Komponenten, ins­ besondere Strahlermodule, Transport-, Tragkonstrukti­ ons-, Meß- und Steuerbausteine, mit deren Komponen­ tenparameter in die Benutzeroberfläche,
• - Löschen von offensichtlich für den konkreten Entwurf nicht relevanten Anlagenkomponenten und Überführen der verbleibenden Komponenten-Datensätze als zweite Gruppe von Entwurfsparametern in den Arbeitsspeicher des Entwurfsrechners,
• - Laden einer Entwurfswerkzeug-Tabelle vorbestimmter Entwurfswerkzeuge, insbesondere von vorprogrammierten Konstruktionsvorschriften und physikalischen Berech­ nungsverfahren und wahlweise betriebswirtschaftlichen Berechnungsverfahren für die optothermischen Bearbei­ tungsanordnungen, in die Benutzeroberfläche,
• - Auswahl von relevanten oder Löschen von offensicht­ lich nicht relevanten Entwurfswerkzeugen und Laden der relevanten Entwurfswerkzeuge in den Arbeitsspei­ cher des Entwurfsrechners,
• - Eingabe eines Entwurfs-Programmablaufes zur Ausfüh­ rung des Entwurfsverfahrens und
• - Ausführen des Entwurfs-Programmablaufes und Ausgabe der Anlagenkonfiguration oder Anlagenkonfigurationen unter Angabe der hierfür geltenden Werte der Entwurf­ sparameter der ersten und zweiten Gruppe.

3. Entwurfsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Entwurfsparameter der ersten Gruppe
optische und thermische Materialgrößen des Werk­ stücks, insbesondere das spektrale Absorptionsvermö­ gen vom sichtbaren Bereich bis in den mittleren In­ frarot-Bereich, die Wärmeleitfähigkeit, die spezifi­ sche Wärmekapazität sowie optische und thermische Be­ lastungsgrenzen,
die Abmessungen des Werkstücks sowie Anlagenparameter einer Gesamtanlage, insbesondere der für die thermi­ sche Bearbeitungsanordnung verfügbare Bauraum und ei­ ne vorgegebene Transportgeschwindigkeit des Werk­ stücks,
die Verfügbarkeit und Anschlußparameter von Strom-, Wasser-, Preßluft-, Abluft- und Klimatisierungsan­ schlüssen sowie
als Entwurfsparameter der zweiten Gruppe
Komponentenparameter der Strahlermodule, insbesondere Abmessungen, Strom- und Medienanschlüsse, Daten zum spektralen und geometrischen Emissionsverhalten,
Komponentenparameter der Steuereinrichtung bzw. -ein­ richtungen, insbesondere Ein- und Ausgangsgrößen, Si­ gnalspezifikations- bzw. Protokolldaten und Daten zur Verarbeitungs- und Speicherkapazität,
programmiert bzw. eingegeben und nach Maßgabe ihrer Re­ levanz verarbeitet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
als Entwurfsparameter der zweiten Gruppe zusätzlich Komponentenparameter passiver Reflektormodule, insbeson­ dere deren Abmessungen und Gewicht, Daten zum spektralen und geometrischen Reflexionsverhalten und Konfigurier­ barkeitsdaten, und/oder
Komponentenparameter von Konstruktionsmodulen, insbeson­ dere Abmessungen und Gewicht, Tragkraft und Konfigurier­ barkeitsdaten, programmiert bzw. eingegeben und nach Maßgabe ihrer Relevanz verarbeitet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß
als Entwurfsparameter der zweiten Gruppe zusätzlich Komponentenparameter von Meß- und/oder Überwachungsein­ richtungen, insbesondere Pyrometern, Lichtschranken, Ge­ schwindigkeits-, Spannungs- und Strommeßeinrichtung oder Kühlmedium-Durchflußmessern, und/oder
Komponentenparameter von Fluidstromformern, insbesondere Abmessungen und Gewicht, Konfigurierbarkeitsdaten und Medienanschlußdaten, programmiert bzw. eingegeben und nach Maßgabe ihrer Relevanz verarbeitet werden.

6. Entwurfsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß unter der Benutzeroberfläche eine Verknüpfung zu einer Anlagenkonfigurations-Datenbasis bereitgestellt wird, in der vorab entworfene Anlagenkonfigurationen für opto­ thermische Bearbeitungsanlagen mit ihren relevanten Ent­ wurfsparametern abgelegt sind.

7. Entwurfsverfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
unter der Benutzeroberfläche eine Entwurfsparameter- Datenbasis, in der - insbesondere in jeweils einer sepa­ rat adressierbaren Sub-Datenbasis -, Entwurfsparameter der ersten und zweiten Gruppe zu in der Vergangenheit ausgeführten Entwurfsverfahren abgelegt sind,
eine Entwurfswerkzeug-Datenbasis, in der bei in der Ver­ gangenheit ausgeführten Entwurfsverfahren für optother­ mische Bearbeitungsanlagen genutzte Werkzeuge oder Links zu solchen gespeichert sind, und/oder
eine Programmablauf-Datenbasis bereitgestellt wird, in der bei in der Vergangenheit ausgeführten Entwurfsver­ fahren für optothermische Bearbeitungsanlagen definierte Programmabläufe, insbesondere in Form von Programmab­ laufdiagrammen, gespeichert sind.

8. Entwurfsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Benutzeroberfläche, insbesondere in grafischer Re­ präsentation, Programmbausteine bereitstellt und an­ zeigt, um den Benutzer intuitiv zur Erstellung eines al­ le wesentlichen Eingabe-, Datenbasis-Verknüpfungs-, Be­ rechnungs- und Prüfungsvorgänge für optothermische Bear­ beitungsanlagen beinhaltenden Programmablaufes zu füh­ ren.

9. Entwurfsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zugriff auf die Benutzeroberfläche und die zur Aus­ führung des Verfahrens benötigten Entwurfsparameter und Entwurfswerkzeuge, insbesondere die verschiedenen be­ reitgestellten Datenbasen, im Ergebnis differenzierter Authentisierungsprüfungen stufenweise gewährt wird.

10. Expertensystem zur Erstellung optothermischer Bearbei­ tungsanordnungen, die wenigstens ein vorgefertigtes Strahlermodul zur Erzeugung eines Bearbeitungs- Strahlungsfeldes elektromagnetischer Strahlung im Be­ reich der nahen Infrarot und/oder mit hoher Leistungs­ dichte auf einem Bearbeitungsgegenstand und eine Steuer­ einrichtung zur Steuerung eines Bearbeitungsvorganges mit dem Strahlermodul oder den Strahlermodulen umfassen, gekennzeichnet durch eine dedizierte Benutzeroberfläche, welche den Benutzer zur Vornahme direkter Eingaben und/oder Datenbasis- Verknüpfungen zur Festlegung der relevanten Entwurfspa­ rameter, einschließlich Komponentenparameter der Strah­ lermodule und wahlweise weiterer Komponenten, und von deren Werten oder Wertebereichen führt und vorgefertigte Entwurfswerkzeuge, die mit den konkreten Entwurfsparametern aktiviert und mit deren Werten bzw. Wertebereichen abgearbeitet werden können.

11. Expertensystem nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Anlagenkonfigurations-Datenbasis für optothermische Bearbeitungsanlagen, in der vorab entworfene Anlagenkon­ figuration optothermischer Bearbeitungsanlagen mit ihren relevanten Entwurfsparametern abgelegt sind und die über die Benutzeroberfläche adressierbar ist.

12. Expertensystem nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch
eine Entwurfsparameter-Datenbasis für optothermische Be­ arbeitungsanlagen, die insbesondere mehrere separat adressierbare Sub-Datenbasen umfaßt, in der Entwurfspa­ rameter zu in der Vergangenheit ausgeführten Entwurfs­ verfahren abgelegt sind,
eine Entwurfswerkzeug-Datenbasis, in der bei in der Ver­ gangenheit ausgeführten Entwurfsverfahren für optother­ mische Bearbeitungsanlagen genutzte Werkzeuge oder Links zu solchen gespeichert sind, und/oder eine Pro­ grammablauf-Datenbasis, in der bei in der Vergangenheit ausgeführten Entwurfsverfahren für optothermische Bear­ beitungsanlagen definierte Programmabläufe gespeichert sind,
wobei die Datenbasis aus der Benutzeroberfläche direkt adressierbar sind.

13. Expertensystem nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Benutzeroberfläche als grafische Benutzeroberfläche zur intuitiven Benutzerführung zur Erstellung eines alle wesentlichen Eingabe-, Datenbasis-Verknüpfungs-, Berech­ nungs- und Prüfungsvorgänge für eine optothermische Be­ arbeitungsanlage beinhaltenden Programmablaufes ausge­ bildet ist.

14. Expertensystem nach einem der Ansprüche 10 bis 13, gekennzeichnet durch Authentisierungsmittel zur stufenweisen Gewährung eines Zugriffs auf die Benutzeroberfläche und die zur Ausfüh­ rung des Verfahrens benötigten Entwurfsparameter und Entwurfswerkzeuge, insbesondere die verschiedenen be­ reitgestellten Datenbasen, im Ergebnis differenzierter Authentisierungsprüfungen.