DE10236495A1 - Verfahren zum Kontrollieren und/oder Beeinflussen von akustische Signale aussendenden Produktionsprozessen - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren zum Kontrollieren und/oder Beeinflussen von akustische Signale aussendenden Produktionsprozessen soll Fehlproduktionen verhindern, noch bevor fehlerhafte Teile durch einen fehlerhaften Prozess angefallen sind. DOLLAR A Zu diesem Zweck werden die Signale erfasst, qualitativ ausgewertet und mit bestimmten vorgebbaren Produktionseigenschaften entsprechenden Referenzwerten verglichen, wobei zumindest über ein festlegbares Maß hinausgehende Abweichungen und/oder Übereinstimmungen als Störfälle angezeigt und/oder als Regelwerte zur Beeinflussung des Produktionsprozesses herangezogen werden.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kontrollieren und/oder Beeinflussen von akustische Signale aussendenden Produktionsprozessen.
• In Produktionsprozessen hergestellte Produkte sollen mit einer gleichbleibenden, einmal vorgegebenen Qualität herstellbar sein. Die Qualität des hergestellten Produktes kann an dem fertig gestellten Produkt selbstfestgestellt werden. Da Qualitätsabweichungen und insbesondere Fehler an einem produzierten Gegenstand in der Regel auf einem fehlerhaften Produktionsprozess beruhen, ist es üblich, bereits das Produktionsverfahren auf eine Vermeidung von Fehlern und Ungenauigkeiten zu überwachen, soweit dies technisch möglich ist.
• Hiervon ausgehend beschäftigt sich die Erfindung mit dem Problem, Produktionsprozesse, von denen akustische Signale ausgehen, auf einen bestimmten, vorgebbaren Ablauf, insbesondere auf einen fehlerfreien Ablauf, zu überwachen und ge gebenenfalls detektierte Fehler bei dem Produktionsablauf zu beheben bzw. nicht entstehen zu lassen.
• Gelöst wird dieses Problem erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.
• Ein solches Verfahren eignet sich insbesondere für Produktionsprozesse wie beispielsweise Schweißen, Umformung, spanabhebende Bearbeitung oder Spritzgießen.
• Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, von einem Produktionsprozess ausgehende, akustische Signale durch einen Sensor, der beispielsweise ein Mikrophon sein kann, zu erfassen, auszuwerten und mit Referenzwerten zu vergleichen, die bestimmte Produktionsprozesseigenschaften widerspiegeln, um hieraus bei der Größe nach festgelegten Abweichungen und/oder Übereinstimmungen Prozesseigenschaften erkennen zu können, die den Referenzwerten zugrundeliegen. Geben die Referenzwerte beispielsweise bestimmte Produktionsprozessfehler an, so ist bei einer Übereinstimmung der gemessenen und ausgewerteten Akustiksignale mit derartigen Referenzwerten ein betreffender Produktionsfehler detektiert. Je nach Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine Anzeige des detektierten Fehlers erfolgen, der Produktionsprozess unterbrochen oder mit Bezug auf eine Fehlerkorrektur beeinflußt, d.h. geregelt werden. Sind für die Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens Referenzwerte festgelegt, die einem einwandfreien Prozessverlauf entsprechen, so werden etwaige Fehler in einem Prozessverlauf durch eine Abweichung der erfaßten und ausgewerteten Akustiksignale von diesen Referenzwerten detektiert. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zum Einsatz bei Schweiß-, Umform- und Spritzgießverfahren sowie bei spanabhebenden Bearbeitungsprozessen. Bei der Kontrolle eines Schweißprozesses können die Referenzwerte beispielsweise als Fehler beim Schweißen auftretende „Löcher" in der Schweißnaht widerspiegeln. In diesem Fall werden bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens immer dann derartige „Schweißlöcher" bei Ablauf des Produktionsprozesses festgestellt, wenn die gemessenen und ausgewerteten Akustiksignale den gespeicherten Referenzwerten entsprechen.
• Eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungegemäßen Verfahren kann derart gestaltet sein, dass je nach den Produktionsprozessabläufen bzw. den Prozessfehlern, die festgestellt werden sollen, die Referenzwerte verändert werden können. Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführung einer solchen Einrichtung ist diese mit einer Verstelleinrichtung für unterschiedliche Referenzwerte ausgestattet.
• In erfindungsgemäßer Weise akustische Signale bzw. ganz allgemein Schwingungen von Gegenständen für eine Zustandskontrolle dieser Gegenstände zu erfassen und auszuwerten, ist an sich bereits auf verschiedenen Gebieten der Technik bekannt. So beschreiben beispielsweise EP 0 178 468 A2 und EP 0 816 200 A1 Verfahren, bei denen der Zustand bzw. Zustandsveränderungen der Gleise im Schienenverkehr durch das Erfas sen und Auswerten von von den Gleisen ausgehenden akustischen Signalen festgestellt und beeinflusst werden. Auch ist es bei Verbrennungsmotoren bekannt, durch eine Körperschallauswertung Rückschlüsse auf das Lauf- und Verschleißverhalten der Motoren ziehen zu können.
• Aus DE 42 0 245 C2 ist ein Verfahren und eine Einrichtung zum Aufspüren eines aus einer Oberfläche austretenden Leckagestromes bekannt. Das Aufspüren erfolgt dort durch eine Auswertung des von dem Leckagestrom beim Austreten aus beispielsweise einem Rohr entstehenden Geräusches. Für die Geräuschauswertung sind spezielle Frequenzerfassungs- und -umwandlungsmethoden beschrieben, die damit für solche Zwecke als üblich und bekannt angesehen werden können.
• Nicht bekannt ist es jedoch bisher, Produktionsprozesse durch das Erfassen und Auswerten von bei den betreffenden Prozessen entstehenden akustischen Signalen zu überwachen und gegebenenfalls zu regeln, um eine in einem bestimmten Maße vorgegebene Produktionsqualität gleichmäßig zu erhalten bzw. fehlerhaft produzierte Produkte automatisch ausscheiden zu können und gleichzeitig den Produktionsprozess anzuhalten oder zum Ausgleich der unerwünschten Abweichungen zu korrigieren.
• Ein nachfolgend noch näher zu erläuterndes Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt.
• In dieser zeigt die einzige
• 1 eine Produktionseinrichtung zur Erzeugung einer Schweißverbindung von zwei Werkstücken.
• Zwei aus insbesondere Aluminium bestehende Bauteile 1 und 2 werden durch einen Schweißbrenner 3 miteinander verschweißt. Beim Schweißen bildet sich in dem Verbindungsbereich der beiden Bauteile 1 und 2 eine Schweißraupe 4 aus.
• Bei der Durchführung des Schweißprozesses entstehen akustische Signale. Die Art und Zusammensetzung dieser Signale sind charakteristisch für die Qualität der erzielten Schweißverbindung.
• Es ist daher an einem Roboter 5, an dem sich der Schweißbrenner 3 befindet, ein Sensor 6 als Schallaufnehmer für die während des Schweißens von der Schweißverbindung ausgehenden akustischen Signale vorgesehen.
• Der Sensor 6 ist mit einer elektronischen Auswerteeinheit 7 verbunden, in der die aufgenommenen akustischen Signale ausgewertet und gegebenenfalls einer Fehleranzeige zugeführt werden.
• Die Elektronikkomponenten der Auswerteeinheit 7 entsprechen den für dieses Anwendungsgebiet üblichen bekannten Ausführungen.
• Für den Fall, dass in der Auswerteeinheit 7 Anomalien im Vergleich zu von einer qualitativ einwandfreien Schweißnaht ausgehenden akustischen Signalen festgestellt werden, können die in der Auswerteeinheit erzeugten Signale für entweder ein Unterbrechen des Schweißprozesses sorgen oder auch gegebenenfalls eine die Anomalie beseitigende Veränderung des Schweißprozesses herbeiführen.

Claims (2)

1. Verfahren zum Kontrollieren und/oder Beeinflussen von akustische Signale aussendenden Produktionsprozessen, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale erfasst, qualitativ ausgewertet und mit bestimmten, vorgebbaren Produktionsprozesseigenschaften entsprechenden Referenzwerten verglichen werden, wobei zumindest über ein festlegbares Maß hinausgehende Abweichungen und/oder Übereinstimmungen als Störfälle angezeigt und/oder als Regelwerte zur Beeinflussung des Produktionsprozesses herangezogen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Produktionsprozesse Schweißen, Umformen, spanabhebende Bearbeitung oder Spritzgießen sind.