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Die
Erfindung betrifft das technische Gebiet der Kontrolle der Funktion
einer Wärmebehandlungsmaschine
im allgemeinen Sinn.
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Der
Gegenstand der Erfindung findet eine besonders vorteilhafte Anwendung
auf dem Gebiet der Kontrolle der Funktion einer Maschine zur Wärmebehandlung
von derartigen Teilen, die beispielsweise auf einem Träger ausgebildet
sind, auf dem Komponenten beispielsweise elektronischen, elektrischen,
elektromechanischen oder mechanischen Typs vorgesehen sind, mit
Hilfe eines Zusatzmaterials, das punktuell in Verbindung mit den
Befestigungselementen der Komponenten aufgebracht wird.
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Der
Gegenstand der Erfindung findet auch eine besonders vorteilhafte
Anwendung in der Technik des Zusammenbaus von Komponenten durch Umschmelzen,
bei der das Zusatzmaterial von einer Legierung gebildet ist, oder
durch alle anderen Verfahren, wie beispielsweise Polymerisation
oder Vernetzung, bei denen das Zusatzmaterial ein Polymer bzw. ein
Harz ist.
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Auf
dem bevorzugten technischen Gebiet der Erfindung sind verschiedene
Maschinentypen bekannt, die es ermöglichen, die Befestigung der Komponenten
auf einem Träger
durch die Zustandsänderung
des Zusatzmaterials zu gewährleisten.
Es ist auch bekannt, eine Wärmebehandlungsmaschine, wie beispielsweise
einen Infrarotofen, mit Konvektion oder gesteuerter Konvektion zu
verwenden, der mit einer kontrollierten Atmosphäre ausgestattet ist oder nicht.
Es sind auch die Behandlungsmaschinen mit Hilfe des Dampfes einer
Wärmeübertragungsflüssigkeit,
wie beispielsweise die so genannten Dampfphasenmaschinen oder die
Kondensationsöfen,
bekannt. Eine solche Wärmebehandlungsmaschine
soll rasch und gleichmäßig die
Temperatur des Trägers und
der Komponenten bis auf eine Temperatur leicht über dem Zustandsänderungspunkt
des Zusatzmaterials erhöhen,
wodurch es möglich
ist, das Verschweißen
des Zusatzmaterials durch Löten,
Vernetzen oder Polymerisation zu erzielen.
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Die
Kenntnis des genauen Punktes des Schmelzens, Vernetzens oder der
Polymerisation ist wesentlich, um die Zeit des Behandlungszyklus
zu verringern und somit die unnötige Überhitzung
der zu behandelnden Teile, nachdem die Zustandsänderung des Zusatzmaterials
durchgeführt
wurde, zu vermeiden. Um eine sichere und komplette Zustandsänderung
für das
gesamte auf dem zu behandelnden Teil angeordnete Zusatzmaterial
zu gewährleisten,
wird die Wärmebehandlungszeit
des Teils in dem Maße
erhöht,
als die Kontrolle der Qualität
des Zusammenbaus erst nach dem Austreten der Teile aus der Wärmebehandlungsmaschine
erfolgen kann.
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Der
Gegenstand der Erfindung soll somit die oben erwähnten Nachteile beseitigen,
wobei ein Verfahren vorgeschlagen wird, das es ermöglicht,
die Funktion einer Wärmebehandlungsmaschine
derart zu kontrollieren, daß der
Wärmebehandlungszyklus optimal
angepaßt
werden kann, um die Behandlung des Teils und insbesondere die Zustandsänderung des
Zusatzmaterials zu gewährleisten.
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Um
ein solches Ziel zu erreichen, betrifft der Gegenstand der Erfindung
ein Verfahren zur Kontrolle der Funktion einer Maschine zur Wärmebehandlung
von Teilen, die mit einem Zusatzmaterial versehen sind, das mit
der Temperatur seinen Zustand ändert,
und darin bestehend, durch eine Aufnahme- und Bildbearbeitungsvorrichtung
die Zustandsänderung des
Zusatzmaterials zu erfassen, um die Wärmefunktion der Behandlungsmaschine
zu kontrollieren.
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Ein
weiterer Gegenstand der Erfindung soll es ermöglichen, den Zustand der mit
einer solchen Behandlungsmaschine behandelten Teile zu kontrollieren.
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Um
dieses Ziel zu erreichen, besteht das erfindungsgemäße Verfahren
darin, mit Hilfe der Aufnahme- und Bildbearbeitungsvorrichtung:
- – Bilder
vor, während
und nach der Wärmebehandlung
des Teils aufzunehmen,
- – die
aufgenommenen Bilder zu analysieren und mit Referenzbildern des
Teils zu vergleichen, die einem Referenzzustand des Teils vor und
nach der Behandlung entsprechen, um eine Qualitätskontrolle des Teils vor und
nach der Behandlung zu gewährleisten.
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Ein
weiterer Gegenstand der Erfindung soll eine Anlage zur Kontrolle
der Funktion der Maschine zur Wärmebehandlung
von Teilen, die mit einem Zusatzmaterial versehen sind, das mit
der Temperatur seinen Zustand ändert,
vorschlagen.
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Erfindungsgemäß umfaßt eine
solche Anlage:
- – eine Aufnahme- und Bildbearbeitungsvorrichtung
(5) mit
- – wenigstens
einer Kamera, die Bilder der Teile durch ein Fenster, das auf der
Behandlungsmaschine vorgesehen ist, aufnehmen kann, und
- – einer
Einheit zur Bearbeitung der von der Kamera aufgenommenen Bilder,
umfassend Mittel zur Analyse der Bilder, die die Zustandsänderung
des Zusatzmaterials erfassen können,
und
- – Mittel
zur Steuerung der Funktion der Heizmittel der Wärmebehandlungsmaschine, die
von der Bildbearbeitungseinheit gesteuert werden.
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Verschiedene
weitere Merkmale gehen aus der nachfolgenden Beschreibung unter
Bezugnahme auf die einzige beiliegende Figur hervor, die als nicht einschränkendes
Beispiel eine erfindungsgemäße Kontrollanlage
darstellt.
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Gemäß der einzigen
Figur betrifft der Gegenstand der Erfindung eine Anlage 1,
die dazu vorgesehen ist, die Funktion einer Wärmebehandlungsmaschine 2 im
allgemeinen Sinn zu kontrollieren. Beispielsweise stellt eine solche
Wärmebehandlungsmaschine 2 einen
Ofen vom Typ Infrarotofen, Konvektionsofen, Ofen mit gesteuerter
Konvektion oder eine so genannte Dampfphasenmaschine oder einen Kondensationsofen
dar, wie in dem Patent FR 2 774 013 beschrieben. Eine solche Wärmebehandlungsmaschine 2,
die nicht eigentlich Gegenstand der Erfindung ist, ist nicht im
Detail beschrieben, da ihr Aufbau und ihre Funktionsweise dem Fachmann
bekannt sind.
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Die
Maschine 2 ermöglicht
es, die Wärmebehandlung
eines Teils 3 sicher zu stellen, der beispielsweise von
einem Träger
gebildet ist, der mit Komponenten aller Typen in Kombination oder
nicht, wie beispielsweise elektronischen, elektrischen, mechanischen
oder elektromechanischen Komponenten, die auf geeignete Weise organisiert
sind, um spezifische Funktionen in Verbindung mit ihrer vorgesehenen
Anwendung sicher zu stellen, ausgestattet ist. Die Behandlungsmaschine 2 ermöglicht es
somit, den Zusammenbau der Komponenten auf ihrem Träger durch
die Zustandsänderung
eines Zusatzmaterials zu gewährleisten,
das punktuell in Verbindung mit den Befestigungselementen der Komponenten
aufgebracht wird. Auf herkömmliche
Weise ist das Zusatzmaterial von einem Harz, einem Polymer oder
einer Legierung gebildet. Beispielsweise stellt der Träger eine
gedruckte Schaltung dar, die mit diesen verschiedenen Komponenten
ausgestattet ist, um eine Karte oder ein Teil 3 zu bilden.
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Die
Anlage 1 umfaßt
eine Aufnahme- und Bildbearbeitungsvorrichtung 5, die wenigstens
eine Kamera 6 jedes an sich bekannten Typs umfaßt. Die Kamera 6 ist
derart angepaßt,
daß sie
Bilder von mindestens einem Teil und ganz allgemein von einer Serie
von Teilen 3 aufnimmt, die im Inneren der Behandlungsmaschine 2 angeordnet
sind. Zu diesem Zweck umfaßt
die Behandlungsmaschine 2 ein Fenster 7, durch
das die Kamera 6 die im Inneren der Behandlungsmaschine 2 angeordneten
Teile 3 sichtbar machen kann. Die Kamera 6 kann
auf einem Träger montiert
sein, der fest angeordnet oder verschiebbar ist, um eine Sichtbarmachung
von verschiedenen Teilen 3 oder Teileabschnitten 3 zu
gewährleisten.
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Die
Aufnahme- und Bildbearbeitungsvorrichtung 5 umfaßt auch
eine Einheit 9 zur Bearbeitung der von der Kamera 6 aufgenommenen
Bilder. Diese Bildbearbeitungseinheit 9 umfaßt Mittel
zur Analyse der aufgenommenen Bilder, die die Zustandsänderung
des Zusatzmaterials erfassen können.
Diese Bearbeitungseinheit 9 ist am Ausgang mit Mitteln 10 zur
Steuerung der Funktion der Heizmittel 11 der Behandlungsmaschine 2 verbunden.
Mit anderen Worten muß verstanden
werden, daß es
die Aufnahme- und Bildbearbeitungsvorrichtung 5 ermöglicht,
den Zeitpunkt, zu dem das Zusatzmaterial seinen Zustand ändert, zu
erfassen, so daß die
Funktion der Heizmittel 11 der Behandlungsmaschine 2 gesteuert werden
kann, um die Temperatur im Inneren der Behandlungsmaschine 2 in
dem Maße
zu senken, in dem die Zustandsänderung
des Zusatzmaterials eingetreten ist.
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Gemäß einem
bevorzugten Ausführungsmerkmal
sind die Mittel zur Analyse der Bilder derart ausgeführt, daß sie mindestens
eine Studien- oder Testzone erfassen, die einem Ort entspricht,
an dem sich das Zusatzmaterial befindet. Mit anderen Worten wird
die Kamera 6 derart angeordnet, daß sie ein Bild einer Zone des
Teils 3 aufnimmt, die mindestens ein Zusatzmaterial umfaßt. Ein
solches Bild kann dann analysiert werden, um die Studienzone zu
erfassen, die der Sichtbarmachung des Zusatzmaterials entspricht.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsvariante
wird eine Reihe von Studienzonen gewählt, und Merkmale werden auf
jeder der Studienzonen bestimmt, um auf die Zustandsänderung
des Zusatzmaterials auf dem gesamten Teil 3 zu schließen. Mit anderen
Worten ermöglicht
es eine Zustandsänderung
des Zusatzmaterials, die auf den verschiedenen gewählten Studienzonen
festgestellt wurde, darauf zu schließen, daß das gesamte Zusatzmaterial,
das auf dem Teil 3 vorhanden ist, seinen Zustand geändert hat.
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Nach
einem bevorzugten Ausführungsmerkmal
ermöglichen
es die Analysemittel, die Merkmale, wie beispielsweise die Form
und/oder die Farbe, einer solchen Studienzone zu bestimmen. Die
Zustandsänderung
des Zusatzmaterials zum Zeitpunkt der Umschmelze zeigt sich nämlich in
einer gut sichtbaren starken Veränderung
des Aussehens. So hat das Zusatzmaterial vor der Schmelze eine dunkelgraue
matte Farbe und eine körnige
Struktur, während
das Zusatzmaterial nach der Umschmelze ganz hellgrau, glänzend ist
und eine glatte und homogene Struktur aufweist. Die Analysemittel
sind somit derart angepaßt,
daß sie
dieses oder diese Aussehensmerkmale, wie beispielsweise die Farbe,
den Glanz und/oder die Struktur des Zusatzmaterials erfassen.
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Die
Analysemittel umfassen auch Mittel zum Vergleichen der auf den verschiedenen
während
des Wärmebehandlungsverfahrens
aufgenommenen Bildern bestimmten Merkmale, um davon die Zustandsänderung
des Zusatzmaterials abzuleiten.
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Das
Verfahren zur Kontrolle der Funktion einer Wärmebehandlungsmaschine 2 leitet
sich direkt aus der vorhergehenden Beschreibung ab.
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Nach
dem Einführen
der Teile 3 in das Innere der Behandlungsmaschine 2 werden
die Heizmittel 11 derart gesteuert, daß sie die Temperatur im Inneren
der Behandlungsmaschine 2 erhöhen. Die Bearbeitungseinheit 9 steuert
die Kamera 6, um Bilder von mindestens einer Zone des Teils 3 aufzunehmen,
die ein Zusatzmaterial umfaßt.
Die Bearbeitungseinheit 9 analysiert die verschiedenen
Bilder, um die Studienzone, die dem Zusatzmaterial entspricht, zu
erfassen. Die Bearbeitungseinheit 9 analysiert diese Studienzone,
um ihre Merkmale, wie beispielsweise die Form und/oder die Farbe,
zu bestimmen. Die Bearbeitungseinheit 9 folgt somit der
Entwicklung der Merkmale der Studienzone, die auf den verschiedenen
Bildern erscheinen, die mit der Zeit während der Wärmebehandlungsphase der Teile 3 aufgenommen wurden.
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Sobald
die Bearbeitungseinheit 9 eine Entwicklung der Merkmale,
wie beispielsweise den Übergang
des Zusatzmaterials von einer hellen Farbe in eine dunkle Farbe
und/oder von einer körnigen Struktur
in eine homogene Struktur, erfaßt,
kann angenommen werden, daß das
Zusatzmaterial seinen Zustand ändert.
Die Steuermittel 10 steuern nun die Funktion der Heizmittel 11,
um die Temperatur im Inneren des Raums der Behandlungsmaschine abzusenken.
Beispielsweise können
diese Steuermittel 10 den völligen Stillstand der Heizmittel 11 steuern, wenn
angenommen wird, daß die
Umschmelze des Zusatzmaterials beendet ist.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsvariante
der Erfindung ist die Aufnahme- und Bildbearbeitungsvorrichtung 5 derart
angepaßt,
daß sie
Bilder vor, während
und nach der Wärmebehandlung
des Teils 3 aufnimmt. Solche Bilder werden dann analysiert
und mit Referenzbildern des Teils verglichen, die vorher aufgezeichnet
wurden und einem Referenzzustand des Teils vor und nach der Behandlung
entsprechen, um eine Qualitätskontrolle
des Teils vor und nach der Behandlung zu gewährleisten. Es ist anzumerken,
daß es
die Qualitätskontrolle
am Eingang der Teile 3, d.h. vor Beginn des eigentlichen Wärmebehandlungsverfahrens,
eventuell bei der Erfassung von Fehlern ermöglicht, die Wärmebehandlung
auf Grund des Ausstoßes
der Teile nicht durchzuführen
oder eine Kennzeichnung der erfaßten fehlerhaften Teile und/oder
der Zonen der Teile vorzunehmen. Ebenso ermöglicht die Qualitätskontrolle am
Ausgang der Teile 3, d.h. nach der Wärmebehandlung, den Ausstoß der Teile
oder die Kennzeichnung der fehlerhaften Teile und/oder Zonen.
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Die
Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Beispiele
beschränkt,
da verschiedene Veränderungen
an ihr vorgenommen werden können,
ohne über
ihren Rahmen hinauszugehen.
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Zusammenfassung
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Kontrolle der
Funktion einer Maschine (2) zur Wärmebehandlung von Teilen (3),
die mit einem Zusatzmaterial versehen sind, das mit der Temperatur
seinen Zustand ändert.
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Die
Anlage umfaßt:
- – eine
Aufnahme- und Bildbearbeitungsvorrichtung (5) mit
- – wenigstens
einer Kamera (6), die Bilder von den Teilen durch ein Fenster
(7) aufnehmen kann, das auf der Behandlungsmaschine (2)
vorgesehen ist, und
- – einer
Einheit (9) zur Bearbeitung der von der Kamera aufgenommenen
Bilder, umfassend Mittel zur Analyse der Bilder, die die Zustandsänderung des
Zusatzmaterials erfassen können,
- – Mittel
(10) zur Steuerung der Funktion der Heizmittel (11)
der Wärmebehandlungsmaschine,
die von der Bildbearbeitungseinheit (9) gesteuert werden.
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