DE112011100678B4

DE112011100678B4 - Fügenahtprüfungsverfahren und Fügenahtprüfungseinrichtung

Info

Publication number: DE112011100678B4
Application number: DE112011100678.0T
Authority: DE
Inventors: Hironari Adachi; Naohiro Kubo; Masayuki Azuma; Masaki Tanzawa; Masahiro Nishio
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-02-25
Filing date: 2011-02-22
Publication date: 2016-01-07
Anticipated expiration: 2031-02-23
Also published as: DE112011100678T8; US20120314225A1; CN102791412A; WO2011104608A2; WO2011104608A3; DE112011100678T5; US8724122B2; JP4911232B2; JP2011174855A; CN102791412B

Abstract

Fügenahtprüfungsverfahren zum Überprüfen einer Qualität einer Fügenaht (B), welche durch Schmelzen eines Lötdrahts, der im Wesentlichen einem Verbindungsabschnitt zwischen mehreren Metallwerkstücken (M1, M2) kontinuierlich zugeführt wird, um die Metallwerkstücke aneinander zu löten, ausgebildet wird, gekennzeichnet durch Bilden eines Regressionsausdrucks basierend auf einer Ist-Messung einer Merkmalsgröße, welche eine Information über eine Form eines spezifischen Abschnitts der Metallwerkstücke (M1, M2) und der Fügenaht (B) ist und eine Nahtdicke der Fügenaht (B) beeinflusst, und einer Ist-Messung der Nahtdicke entsprechend der Ist-Messung der Merkmalsgröße; Berechnen eines Vorhersagewerts einer Nahtdicke durch den Regressionsausdruck; und Bestimmen, ob die Fügenaht (B) in Ordnung ist, durch Vergleichen des Vorhersagewerts der Nahtdicke mit einem voreingestellten Kriteriumswert.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Fügenahtprüfungsverfahren und eine Fügenahtprüfungseinrichtung zum Überprüfen der Qualität einer Fügenaht, welche ausgebildet wird bzw. entsteht, wenn mehrere Metallwerkstücke bzw. Bleche durch Löten bzw. Hartlöten verbunden werden.
Beschreibung des Standes der Technik
Aus dem Stand der Technik ist Löten als eine Technologie zum Verbinden mehrerer Metallwerkstücke bekannt. Beispielsweise ist das Löten eine in 21 gezeigte Technologie, in welcher ein erstes Werkstück M1 und ein zweites Werkstück M2, welche jeweils um ca. 90° gekrümmte Metallplatten sind, durch Anordnen der zwei Werkstücke M1 und M2 in Kontakt miteinander an deren in Hoch-Runter-Richtung flachen Abschnitte (flache Abschnitte, welche sich in 21 in einer Vertikalrichtung erstrecken), während ein in Links-Rechts-Richtung flacher Abschnitt des ersten Werkstücks M1 (ein flacher Abschnitt davon, welcher sich in einer Horizontalrichtung in 21 erstreckt) höher als ein in Links-Rechts-Richtung flacher Abschnitt des zweiten Werkstücks M2 (ein flacher Abschnitt davon, welcher sich in einer Horizontalrichtung in 21 ersteckt) angeordnet ist, und dann durch Einführen einer durch einen Laser oder ähnliches geschmolzenen Legierung (Lötmittel bzw. Lötzinn) in einen Raum S, welcher zwischen dem in Hoch-Runter-Richtung flachen Abschnitt des ersten Werkstücks M1 und einem gekrümmten Abschnitt des zweiten Werkstücks M2 geschmolzen wird, um eine Fügenaht B auszubilden, welche sich zwischen dem in Hoch-Runter-Richtung flachen Abschnitt des ersten Werkstücks M1 und dem gebogenen Abschnitt des zweiten Werkstücks M2 erstreckt, miteinander verbunden werden.
Nachdem das Löten wie oben beschrieben ausgeführt wurde, wird überprüft, ob die Fügenaht B eine vorbestimmte Festigkeit aufweist. Die Überprüfung beziehungsweise Kontrolle der Fügenaht B weist ein Messen der Nahtdicke der Fügenaht B (die kleinste Größe einer Dimension bzw. Abmessung zwischen der vorderen Oberfläche und hinteren Oberfläche der Fügenaht B) und ein Bestimmen, ob die Nahtdicke ein bestimmtes Kriterium erfüllt, auf.
Da es schwierig ist, die Nahtdicke der Fügenaht B direkt zu messen, wird die Fügenaht B eines extrahierten Beispiels geschnitten und eine Nahtdicke an dem geschnittenen Querschnitt gemessen. Folglich werden eine erhöhte Anzahl von Mannstunden für die Fügenahtprüfung, eine erhöhte Anzahl überflüssiger Arbeiten etc. erforderlich, sodass die Kosten für die Überprüfung steigen und folglich die Herstellungskosten des Produkts zunehmen.
In der japanischen Patentveröffentlichung JP 2009-220155 A ist ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Qualitätskontrolle von Schweißnähten offenbart. Hierbei wird zum einen die Einkerbungsoberfläche vor dem Schweißen und die Sicken-/Nahtoberfläche nach dem Schweißen mithilfe eines Oberflächenform-Vermessungsinstruments vermessen, um die Menge an abgelagertem Metall/Schweißgut an einem Schweißteil über die Differenz der beiden Formen zu berechnen. Die Menge an zugeführtem Schweißgut wird über die Zuführmenge eines Schweißdrahts abgeschätzt, welche über ein Schweißdrahtzuführmenge-Messinstrument erhalten wird. Das Verhältnis von abgelagerter Schweißgutmenge und zugeführter Schweißgutmenge wird berechnet und auf einer Anzeige als ein sogenannter „Ablagerungsindex” angezeigt, welcher als ein Barometer für die Schweißqualität dient.
In der japanischen Patentveröffentlichung JP 09-79833 A ist eine Technologie offenbart, in welcher eine Sonde bzw. Prüfsonde verwendet wird, welche sich in Kontakt mit einer Fügenaht als ein Prüfungsobjekt bewegt und Ultraschallwellen aussendet und empfängt, und welche folglich zerstörungsfrei die Nahtdicke der Fügenaht unter Verwendung von Ultraschallwellen misst. Jedoch ist die in der JP 09-79833 A beschriebene Technologie nicht dazu geeignet, ein gewünschtes Resultat zu erhalten, wenn die Fügenaht als Prüfungsgegenstand im Vergleich zur Sonde klein ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung stellt ein Fügenahtprüfungsverfahren bzw. Fügenahtuntersuchungsverfahren und eine Fügenahtprüfungs- bzw. Fügenahtuntersuchungseinrichtung, welche zum Berechnen der Nahtdicke einer Fügenaht als Prüfungsobjekt in einer zerstörungsfreien Weise, ungeachtet der Größe des Prüfungsobjekts, geeignet sind.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Fügenahtprüfungsverfahren zum Prüfen einer Qualität einer Fügenaht, welche durch Schmelzen eines Lötdrahts, der im Wesentlichen einem Verbindungsabschnitt zwischen mehreren Metallwerkstücken kontinuierlich zugeführt wird, um die Metallwerkstücke aneinander zu löten, ausgebildet wird. Dieses Fügenahtprüfungsverfahren weist folgendes auf: Formen bzw. Herleiten eines Regressionsausdrucks bzw. einer Regressionsgleichung basierend auf einer Ist-Messung einer Merkmalsquantität bzw. Merkmalsgröße, welche eine Information über eine Form eines spezifischen Abschnitts der Metallwerkstücke und der Fügenaht ist und eine Nahtdicke der Fügenaht beeinflusst, und einer Ist-Messung der Nahtdicke entsprechend der Ist-Messung der Merkmalsgröße; Berechnen eines Vorhersagewerts einer Nahtdicke durch den Regressionsausdruck; und Bestimmen, ob die Fügenaht in Ordnung ist, durch Vergleichen des Vorhersagewerts der Nahtdicke mit einem voreingestellten Kriteriumswert.
In dem Fügenahtprüfungsverfahren gemäß diesem Aspekt können mehrere Werkstücke zwei Metallplatten bzw. zwei Bleche sein, und die Fügenaht kann in einem Raum ausgebildet sein, der durch Anordnen der zwei Metallplatten derart, dass Oberflächen der zwei Metallplatten einander nah sind, ausgebildet wird, wobei eine der beiden Metallplatten in eine Richtung weg von der anderen Metallplatte gekrümmt ist, und die Merkmalsgröße kann zumindest eine Fügenahtbreite, eine Fügenahthöhendifferenz, eine Fügenahtendpositionsdifferenz, eine Fügenahtschrumpfungstiefe, einen Krümmungsradius der Fügenahtschrumpfung, einen Winkel einer unteren Fläche, einen unteren Krümmungsradius, einen Plattenspalt bzw. Plattenabstand oder eine Fügenahtquerschnittsfläche aufweisen.
In dem Fügenahtprüfungsverfahren gemäß dem vorangehenden Aspekt kann die Merkmalsgröße die Fügenahthöhendifferenz, die Fügenahtschrumpfungstiefe und die Fügenahtquerschnittsfläche aufweisen.
In dem Fügenahtprüfungsverfahren gemäß dem Aspekt kann ein Vorhersagewert der Fügenahtquerschnittsfläche durch einen Regressionsausdruck berechnet werden, der basierend auf einer Zuführungsgeschwindigkeit des Lötdrahts und einem Ist-Wert der Fügenahtquerschnittsfläche gebildet ist.
In dem Fügenahtprüfungsverfahren gemäß dem Aspekt kann die Merkmalsgröße eine Information über eine Form der Werkstücke und der Fügenaht sein, welche außerhalb von den Werkstücken und der Fügenaht erfasst wird, ohne die Werkstücke oder die Fügenaht zu zerstören.
In dem Fügenahtprüfungsverfahren gemäß dem Aspekt kann die Nahtdicke der Fügenaht in einer Querschnittsebene der Fügenaht, welche senkrecht zu einer Lötrichtung, in welcher die Metallwerkstücke aneinander gelötet werden, eine kleinste Größe einer Abmessung der Fügenaht zwischen einer Lötoberfläche der Fügenaht und einer der Lötoberfläche gegenüberliegenden Oberfläche sein. In dem Fügenahtprüfungsverfahren gemäß dem Aspekt kann eine Bestimmung, ob eine Fügenaht in Ordnung ist, eine Bestimmung sein, ob der Vorhersagewert der Nahtdicke ein Kriterium erfüllt.
In dem Fügenahtprüfungsverfahren gemäß dem Aspekt kann eine Bestimmung, ob eine Fügenaht in Ordnung ist, eine Bestimmung sein, ob der Vorhersagewert der Nahtdicke ein Kriterium erfüllt.
In dem Fügenahtprüfungsverfahren gemäß dem Aspekt kann eine Bestimmung, ob eine Fügenaht in Ordnung ist, eine Bestimmung sein, ob der über die Nahtdicke berechnete Vorhersagewert innerhalb eines Bereichs zwischen einem vorbestimmten Obergrenzenwert bzw. oberen Grenzwert und einem vorbestimmten Untergrenzenwert bzw. unteren Grenzwert liegt.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Fügenahtprüfungseinrichtung, die eine Qualität einer Fügenaht überprüft, die durch Schmelzen eines Lötdrahts, der einem Verbindungsabschnitt zwischen mehreren Metallwerkstücken im Wesentlichen kontinuierlich zugeführt wird, um die Metallwerkstücke aneinander zu löten, ausgebildet wird. Diese Fügenahtprüfungseinrichtung weist folgendes auf: Einen Drahtzuführungsgeschwindigkeit-Messabschnitt, der eine Zuführungsgeschwindigkeit des Lötdrahts, der dem Verbindungsabschnitt zwischen den Metallwerkstücken im Wesentlichen kontinuierlich zugeführt wird, misst; und einen Analyseabschnitt, der Positionskoordinatendaten über Oberflächen der Metallwerkstücke und der Fügenaht misst und analysiert, wobei der Analyseabschnitt Erstformdaten bzw. einen Datensatz bzw. Daten einer ersten Form misst, welche Daten hinsichtlich Positionskoordinaten der Oberflächen der Metallwerkstücke sind, welche den Verbindungsabschnitt in einen Zustand vor dem Löten aufweisen, an der selben Position wie an der die Daten der ersten Form gemessen wurden, Daten einer zweiten Form misst, welche Daten hinsichtlich Positionskoordinaten über die Oberflächen der Metallwerkstücke und der Fügenaht nach dem Löten sind, einen Vorhersagewert einer Merkmalsgröße, welche eine Information hinsichtlich einer Form eines spezifischen Abschnitts der Metallwerkstücke und der Fügenaht ist und welcher eine Nahtdicke der Fügenaht beeinflusst, basierend auf den Daten der ersten Form, der Daten der zweiten Form und der Zuführungsgeschwindigkeit des Lötdrahts berechnet, und einen Vorhersagewert der Nahtdicke durch Substituieren des Vorhersagewerts der Merkmalsgröße in einem Regressionsausdruck, der basierend auf einer Ist-Messung der Merkmalsgröße und einer Ist-Messung der Nahtdicke entsprechend der Ist-Messung der Merkmalsgröße gebildet ist, berechnet und dann durch Vergleichen des Vorhersagewerts der Nahtdicke mit einem vorbestimmten Kriteriumswert bestimmt, ob die Fügenaht in Ordnung ist.
In der Fügenahtprüfungseinrichtung gemäß diesem Aspekt kann die Merkmalsgröße eine Information über eine Form der Metallwerkstücke und der Fügenaht sein, welche von außerhalb der Werkstücke und der Fügenaht erfasst werden, ohne die Werkstücke oder Fügenaht zu zerstören.
In der Fügenahtprüfungseinrichtung gemäß dem Aspekt kann die Nahtdicke der Fügenaht in einer Querschnittsebene der Fügenaht, welche senkrecht zu einer Lötrichtung ist, in welcher die Metallwerkstücke aneinander gelötet werden, eine kleinste Größe einer Abmessung der Fügenaht zwischen einer Lötoberfläche der Fügenaht und einer der Lötoberfläche gegenüberliegenden Oberfläche sein.
In einer Fügenahtprüfungseinrichtung gemäß dem Aspekt kann eine Bestimmung, ob die Fügenaht gut ist oder nicht, eine Bestimmung sein, ob der Vorhersagewert der Nahtdicke ein Kriterium erfüllt.
In der Fügenahtprüfungseinrichtung gemäß dem Aspekt kann eine Bestimmung, ob die Fügenaht in Ordnung ist oder nicht, eine Bestimmung sein, ob der über die Nahtdicke berechnete Vorhersagewert innerhalb eines Bereichs zwischen einem voreingestellten bzw. vorbestimmten oberen Grenzwert und einem voreingestellten unteren Grenzwert liegt.
Gemäß der Erfindung ist es möglich, die Nahtdicke der Fügenaht zerstörungsfrei zu berechnen, und zwar ungeachtet der Größe des zu erfassenden Objekts. Folglich kann die Qualität einer Fügenaht mit niedrigen Kosten überprüft werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorangegangenen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung der beispielhaften Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei ähnliche Bezugszeichen ähnliche Elemente bezeichnen. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung, die eine Fügenahtprüfungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
2 ein Flussdiagramm, das ein Fügenahtprüfungsverfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
3 eine schematische Darstellung, die einen Messschritt von Daten einer ersten Form zeigt,
4 eine schematische Darstellung, die in dem Messschritt von Daten der ersten Form gemessene Daten der ersten Form zeigt;
5 eine schematische Darstellung, die einen Lötschritt zeigt;
6 eine schematische Darstellung, die einen Messschritt von Daten einer zweiten Form zeigt;
7 eine schematische Darstellung, die in dem Messschritt von Daten der zweiten Form gemessene Daten der zweiten Form zeigt;
8 eine schematische Darstellung, die eine Erfassung von zwei Endabschnitten einer Fügenaht zeigt, welche durch gegenseitige Überlagerung der Daten der ersten Form und der Daten der zweiten Form ausgeführt wurde;
9 eine schematische Darstellung, die eine Fügenahtbreite zeigt;
10 eine schematische Darstellung, die eine Fügenahthöhendifferenz zeigt;
11 eine schematische Darstellung, die eine Fügenahtendpositionsdifferenz zeigt;
12 eine schematische Darstellung, die eine Fügenahtschrumpfungstiefe zeigt;
13 eine schematische Darstellung, die einen Fügenahtschrumpfungskrümmungsradius zeigt;
14 eine schematische Darstellung, die einen Winkel einer unteren Seite bzw. einen Unterseitenwinkel zeigt;
15 eine schematische Darstellung, die einen unteren Krümmungsradius zeigt;
16 eine schematische Darstellung, die einen Plattenabstand zeigt;
17 eine schematische Darstellung, die eine Querschnittsfläche der Fügenaht zeigt;
18 ein Diagramm, das Ist-Messungen und Vorhersagewerte der Querschnittsfläche der Fügenaht relativ zur Drahtzuführungsgeschwindigkeit zeigt;
19 ein Diagramm, das Verteilungen der Ist-Messungen und der Nahtdicke relativ zu Ist-Messungen der Fügenahthöhendifferenz zeigt;
20 ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen den Ist-Messungen der Nahtdicke und Vorhersagewerten der Nahtdicke zeigt; und
21 eine schematische Darstellung, die ein erstes Werkstück und ein zweites Werkstück, welche durch eine Fügenaht gemäß einer aus dem Stand der Technik bekannten Technologie miteinander verbunden sind, zeigt.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Eine Fügenahtprüfungseinrichtung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Die Fügenahtprüfungseinrichtung 1 berechnet basierend auf der Information über die Formen des ersten Werkstücks M1, des zweiten Werkstücks M2 und einem spezifischen Abschnitt der Fügenaht B einen Vorhersagewert einer Nahtdicke [mm] der Fügenaht B, welche ausgebildet wird, wenn ein erstes Werkstück M1 und zweites Werkstück M2 verbunden werden, und bestimmt, ob der Vorhersagewert der Nahtdicke [mm] ein bestimmtes Kriterium erfüllt. Die Zusammenführung des ersten Werkstücks M1 und des zweiten Werkstücks M2 wird dadurch ausgeführt, dass das erste Werkstück M1 und das zweite Werkstück M2, welches um ca. 90° gekrümmte bzw. gebogene Metallplatten bzw. Bleche sind, miteinander an deren in Hoch-Runter-Richtung flachen Abschnitten (flache Abschnitte, welche sich in einer Vertikalrichtung in 1 erstrecken) in Kontakt gebracht werden, während ein in Links-Rechts-Richtung flacher Abschnitt des ersten Werkstücks M1 (ein flacher Abschnitt davon, welcher sich in Horizontalrichtung in 1 erstreckt) oberhalb eines in Links-Rechts-Richtung flachen Abschnitts des zweiten Werkstücks M2 (ein flacher Abschnitt davon, der sich in der Horizontalrichtung in 1 erstreckt) angeordnet wird, und dann eine Fügenaht B in einem Raum S (Verbindungsabschnitt) zwischen dem in Hoch-Runter-Richtung flachen Abschnitt des ersten Werkstücks M1 und einem gekrümmten Abschnitt des zweiten Werkstücks M2 durch Löten, das durch eine Löteinrichtung 2 ausgeführt wird, ausgebildet wird. Es ist zu beachten, dass hierin die „Nahtdicke” der Fügenaht B in diesem Ausführungsbeispiel die Größe einer Querabmessung eines dünnsten Abschnitts der Fügenaht B, insbesondere die kleinste Größe einer Querabmessung einer Fügenaht B zwischen der Lötoberfläche der Fügenaht B und der ihr gegenüberliegenden Fläche in einer Querschnittsansicht der Fügenaht B entlang einer Ebene senkrecht zur Lötrichtung (siehe einen durch einen zweiseitigen Pfeil dargestellten Abschnitt), meint. Im Übrigen ist in der folgenden Beschreibung die Hoch-Runter-Richtung in 1 als eine Hoch-Runter-Richtung der Fügenahtprüfungseinrichtung 1 und der Löteinrichtung 2 definiert, die Links-Rechts-Richtung in 1 als eine Links-Rechts-Richtung der Fügenahtprüfungseinrichtung 1 und der Löteinrichtung 2 definiert, die nahe Seite bzw. Nahseite in der Zeichnung von 1 als eine Front- bzw. Vorderseite der Fügenahtprüfungseinrichtung 1 und der Löteinrichtung 2 definiert und die ferne Seite bzw. Fernseite in der Zeichnung von 1 als eine Rückseite bzw. Hinterseite der Fügenahtprüfungseinrichtung 1 und der Löteinrichtung 2 definiert.
Wie es in 1 gezeigt ist, ist die Fügenahtprüfungseinrichtung 1 mit einer Drahtzuführungsgeschwindigkeit-Messvorrichtung 11 und einem Analyseabschnitt 12 ausgerüstet und integral an die Löteinrichtung 2 angebracht bzw. befestigt, welche mit einem Drahtzuführungsabschnitt 21, einen Schmelzabschnitt 22 und einen Armabschnitt 23 ausgerüstet ist.
Der Drahtzuführungsabschnitt 21 der Löteinrichtung 2 ist ein Abschnitt, von welchem ein Lötdraht W, welcher ein aus einer Legierung (Lötmittel bzw. Lötzinn) bestehender Draht ist, kontinuierlich in einen Raum S zugeführt wird, welcher so ausgebildet ist, dass er sich in der Vorderseite-Hinterseite-Richtung zwischen dem in Hoch-Runter-Richtung flachen Abschnitt des ersten Werkstücks M1 und dem gekrümmten Abschnitt des zweiten Werkstücks M2 erstreckt. Im Übrigen ist der durch den Drahtzuführungsabschnitt 21 zugeführte Lötdraht W nicht in besonderer Art und Weise beschränkt; beispielsweise kann es ein aus einer Cu-Si-Mn-Legierung bestehender Draht sein.
Der Schmelzabschnitt 22 schmelzt den dem Raum S von dem Drahtzuführungsabschnitt 21 zugeführten Lötdraht W durch Bestrahlen des Lötdrahts W mit einem Laser. Der durch den Schmelzabschnitt 22 geschmolzene Lötdraht W verfestigt sich in dem Raum S, um eine Fügenaht B auszubilden und um folglich das erste Werkstück M1 und das zweite Werkstück M2 zu verbinden. Das heißt, dass die Fügenaht B zwischen dem in Hoch-Runter-Richtung flachen Abschnitt des ersten Werkstücks M1 und dem gekrümmten Abschnitt des zweiten Werkstücks M2 ausgebildet wird. Es ist zu beachten, dass, obwohl dieses Ausführungsbeispiel eine Anordnung anwendet, in welcher das Löten durch einen Laser ausgeführt wird, dieses nicht beschränkend zu verstehen ist; beispielsweise ist es ebenso zulässig eine Anordnung anzuwenden, in welcher das Löten durch eine Bogenentladung bzw. Lichtbogenentladung ausgeführt wird.
Der Armabschnitt 23 ist ein Abschnitt zum Halten des Drahtzuführungsabschnitts 21, des Schmelzabschnitts 22 und der Fügenahtprüfungseinrichtung 1 als eine einstückig ausgebildete Einheit und zum Einstellen des Drahtzuführungsabschnitts 21, des Schmelzabschnitts 22 und der Fügenahtprüfungseinrichtung 1 an gewünschten Positionen und Winkeln, während deren Positionen relativ zueinander beibehalten werden. Insbesondere mit der Verwendung des Armabschnitts 23 können der Drahtzuführungsabschnitt 21, der Schmelzabschnitt 22 und die Fügenahtprüfungseinrichtung 1 in der Vorderseite-Hinterseite-Richtung über dem Raum S bewegt werden. Des Weiteren kann durch die Verwendung des Armabschnitts 23 zwischen dem Winkel, bei dem der Drahtzuführungsabschnitt 21 und der Schmelzabschnitt 22 das Löten ausführen, und dem Winkel, bei dem die Fügenahtprüfungseinrichtung 1 Daten von der Oberflächenform der Fügenaht B (verschiedene Werte, welche Positionskoordinaten einer Oberfläche der Fügenaht B stellen) misst, gewechselt werden.
Die Drahtzuführungsgeschwindigkeit-Messvorrichtung 11 der Fügenahtprüfungseinrichtung 1 ist an den Drahtzuführungsabschnitt 21 der Löteinrichtung 2 angebracht und geeignet, eine Drahtzuführungsgeschwindigkeit [m/min] zu messen, welche die Geschwindigkeit ist, mit der der Lötdraht W von dem Drahtzuführungsabschnitt 21 ausgegeben wird.
Der Analyseabschnitt 12 weist eine Lichtquelle, welche einen Lasertrennfugenstrahl emittiert, und eine CCD-Kamera auf. Der Analyseabschnitt 12 misst Daten über die Oberflächenformen des ersten Werkstücks M1, des zweiten Werkstücks M2 und der Fügenaht B (verschiedene Werte, welche Positionsdaten auf Oberflächen darstellen) durch das optische Schnittverfahren. Der Analyseabschnitt 12 ist an den Schmelzabschnitt 22 der Löteinrichtung 2 angebracht. Außerdem berechnet der Analyseabschnitt 12 auf der Basis der Oberflächenformdaten einen Vorhersagewert der Nahtdicke [mm] der Fügenaht B und bestimmt, ob der Vorhersagewert der Nahtdicke [mm] ein bestimmtes Kriterium erfüllt (bestanden/nichtbestanden-Bestimmung hinsichtlich der Nahtdicke). Im Übrigen, obwohl in diesem Ausführungsbeispiel die Messung der Oberflächenformdaten mittels des Lichtschnittverfahrens durch die Verwendung des Laserspaltstrahls und der CCD-Kamera ausgeführt wird, kann jede andere optische Technologie wie beispielsweise ein Triangulationsverfahren oder ähnliches angewendet werden, solange das Verfahren dazu geeignet ist, Oberflächenformdaten zu messen.
Außerdem ist in diesem Ausführungsbeispiel die Drahtzuführungsgeschwindigkeit-Messvorrichtung 11 der Fügenahtprüfungseinrichtung 1 an den Drahtzuführungsabschnitt 21 der Löteinrichtung 2 angebracht, und der Analyseabschnitt 12 der Fügenahtprüfungseinrichtung 1 ist an den Schmelzabschnitt 22 der Löteinrichtung 2 angebracht, und folglich sind die Fügenahtprüfungseinrichtung 1 und die Löteinrichtung 2 integral ausgeführt. Jedoch können die Fügenahtprüfungseinrichtung 1 und die Löteinrichtung 2 separat voneinander sein.
Ein Fügenahtprüfungsschritt S1, welcher ein Fügenahtprüfungsverfahren gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 2 bis 20 beschrieben.
Wie es in 2 gezeigt ist, weist der Fügenahtprüfungsschritt S1 einen Messschritt S10 von Daten D1 einer ersten Form, einen Lötschritt S20, einen Messschritt S30 von Daten D2 einer zweiten Form, einen Merkmalsgrößenberechnungsschritt S40 und Nahtdickenberechnungsschritt S50 auf.
Der Messschritt von Daten einer ersten Form S10 ist ein Schritt zum Messen der Daten D1 der ersten Form, welche Oberflächenformdaten über das erste Werkstück M1 und das zweite Werkstück M2 vor dem Lötzusammenfügen sind. In dem Messschritt von Daten D1 der ersten Form, wie es in 3 gezeigt ist, sind das erste Werkstück M1 und das zweite Werkstück M2 so angeordnet, dass die Oberflächen ihrer in Hoch-Runter-Richtung flachen Abschnitte miteinander in Kontakt stehen, während der in Links-Rechts-Richtung flache Abschnitt des ersten Werkstücks M1 darüber positioniert ist, das heißt höher als der in Links-Rechts-Richtung flache Abschnitt des zweiten Werkstücks M2 ist, und dann werden das erste Werkstück M1 und das zweite Werkstück M2 fixiert. Als nächstes werden unter Verwendung des Armabschnitts 23 (siehe 1) der Drahtzuführungsabschnitt 21 und der Schmelzabschnitt 22 sowie die Fügenahtprüfungseinrichtung 1 in einem Winkel eingestellt, in welchem der Analyseabschnitt 12 der Fügenahtprüfungseinrichtung 1 die Daten D1 der ersten Form messen kann, und werden dann in eine Position bewegt, um ein Messen der Daten D1 der ersten Form zu starten. Dann werden der Drahtzuführungsabschnitt 21, der Schmelzabschnitt 22 und die Fügenahtprüfungseinrichtung 1 mit einer konstanten Geschwindigkeit (siehe einen Pfeil in 3) rückwärts über den Raum, der sich in der Vorderseite-Hinterseite-Richtung zwischen dem in der Hoch-Runter-Richtung flachen Abschnitt des ersten Werkstücks M1 und dem gekrümmten Abschnitt des zweiten Werkstücks M2 erstreckt, bewegt. Während dieser Bewegung misst der Analyseabschnitt 12 der Fügenahtprüfungseinrichtung 1 intermittierend die Daten D1 der ersten Form.
Insbesondere misst der Analyseabschnitt 12 eine vorbestimmte Anzahl von Teilen (nachfolgend ist „Nx” als Anzahl von Teilen definiert) von Positionskoordinatendaten über die Oberflächen (obere Oberflächen) des ersten Werkstücks M1 und des zweiten Werkstücks M2 an unterschiedlichen Stellen in bestimmten Bereichen in der Links-Rechts-Richtung jeweils an den Oberflächen (oberen Oberflächen) des ersten Werkstücks M1 und des zweiten Werkstücks M2 (siehe dicke Linie, die an den Oberflächen des ersten Werkstücks M1 und des zweiten Werkstücks M2 in 3 gezeigt ist). Die Nx Anzahl an Teilen von Positionskoordinatendaten, welche in dem bestimmten Bereich erhalten werden, sind als „Positionskoordinatendaten einer Linie” definiert. Ferner, führt der Analyseabschnitt 12 während der Rückwärtsbewegung mit einer konstanten Geschwindigkeit und der Verschiebung des Messbereichs nach hinten die Messung der Positionskoordinatendaten einer Linie an unterschiedlichen Stellen in der Bewegungsrichtung mit einer vorbestimmten Anzahl an Wiederholungen (nachfolgend als „Ny” definiert) aus. Folglich misst der Analyseabschnitt 12 Positionskoordinatendaten von Linien mit der Anzahl Ny bzw. von Ny Linien. Das heißt, dass die Daten D1 der ersten Form Positionskoordinatendaten von Ny Linien sind und aus Nx x Ny Teilen von Positionskoordinatendaten bestehen. Im Übrigen ist die Messung der Daten D1 der ersten Form durch den Analyseabschnitt 12 so eingestellt, dass der Raum S, in welchem eine Fügenaht B auszubilden ist, in dem Messbereich mit aufgenommen ist.
Dann wird ein in 4 gezeigtes Diagramm durch Definition der Links-Rechts-Richtung der Fügenahtprüfungseinrichtung 1 entlang der X-Achse, der Hoch-Runter-Richtung entlang der H-Achse, der Vorderseite-Hinterseite-Richtung entlang einer Y-Achse und Plotten bzw. graphisches Darstellen der gemessenen Teile der Daten D1 der ersten Form (siehe Dreiecke in 4) erzeugt. In 4 zeigt das durch die X-Achse und die Y-Achse dargestellte zweidimensionale Koordinatensystem Koordinatendaten einer Linie in den Daten D1 der ersten Form, das heißt Nx Teile von Positionskoordinatendaten über eine Oberfläche einer vorbestimmten Querschnittsebene von dem ersten Werkstück M1 und dem zweiten Werkstück M2, welche senkrecht zur Vorderseite-Hinterseite-Richtung sind. In 4 ist ebenso gezeigt, dass Ny Teile von Positionskoordinatendaten einer Linie entlang der Y-Achse vorliegen.
Der Lötschritt S20 ist ein Schritt des Verbindens des ersten Werkstücks M1 und des zweiten Werkstücks M2 durch Löten. Wie es in 5 gezeigt ist, sind in dem Lötschritt S20 der Drahtzuführungsabschnitt 21, der Schmelzabschnitt 22 und die Fügenahtprüfungseinrichtung 1 in einem Winkel eingestellt, welcher dem Drahtzuführungsabschnitt 21 und dem Schmelzabschnitt 22 das Ausführen des Lötens erlauben, und werden zu einer Lötstartposition bewegt. Während der Drahtzuführungsabschnitt 21, der Schmelzabschnitt 22 und die Fügenahtprüfungseinrichtung 1 mit einer konstanten Geschwindigkeit (siehe einen Pfeil in 5) rückwärts über den Raum S, der zwischen dem in der Hoch-Runter-Richtung flachen Abschnitt des ersten Werkstücks M1 und dem gekrümmten Abschnitt des zweiten Werkstücks M2 ausgebildet ist, bewegt werden, wird dann der Lötdraht W von dem Drahtzuführungsabschnitt 21 kontinuierlich dem Raum S1 entlang der Vorderseite-Rückseite-Richtung zugeführt und der Lötdraht W wird durch den von dem Schmelzabschnitt 22 emittierten Laser geschmolzen.
Auf diese Weise wird die Fügenaht B kontinuierlich in der Vorderseite-Rückseite-Richtung zwischen dem in der Hoch-Runter-Richtung flachen Abschnitt des ersten Werkstücks M1 und dem gekrümmten Abschnitt des zweiten Werkstücks M2 ausgebildet, wobei das erste Werkstück M1 und das zweite Werkstück M2 miteinander verbunden werden. Im Übrigen wird während des durch den Drahtzuführungsabschnitt 21 und den Schmelzabschnitt 22 ausgeführten Lötvorgangs die Drahtzuführungsgeschwindigkeit [m/min] durch die Drahtzuführungsgeschwindigkeit-Messvorrichtung 11 gemessen.
Der Messschritt von Daten der zweiten Form S30 ist ein Schritt des Messens der Daten D2 der zweiten Form, welche Oberflächenformdaten über das erste Werkstück M1 und das zweite Werkstück M2 sind, die durch den Lötschritt S20 miteinander verbunden wurden, das heißt, das erste Werkstück M1, das zweite Werkstück M2 und die Fügenaht B. Wie es in 6 gezeigt ist, werden in dem Messschritt S30 der Daten der zweiten Form unter Verwendung des Armabschnitts 23 (siehe 1) der Drahtzuführungsabschnitt 21 und der Schmelzabschnitt 22 sowie die Fügenahtprüfungseinrichtung 1 in einem Winkel eingestellt, welcher dem Analyseabschnitt 12 der Fügenahtprüfungseinrichtung 1 das Messen der Daten D2 der zweiten Form erlaubt, und werden diese zu einer Messstartposition für die Daten D2 der zweiten Form bewegt. Der Winkel zum Messen der Daten D2 der zweiten Form und die Messstartposition für die Daten D2 der zweiten Form sind im Wesentlichen gleich eingestellt wie der Winkel zum Messen der Daten D1 der ersten Form und die Messstartposition der Daten D1 der ersten Form. Aufgrund dieser Einstellung sind die Messposition für die Daten D1 der ersten Form und die Messposition für die Daten D2 der zweiten Form dieselben. Dann, während der Drahtzuführungsabschnitt 21 und der Schmelzabschnitt 22 sowie die Fügenahtprüfungseinrichtung 1 mit der konstanten Geschwindigkeit über den Raum S, der sich in der Vorderseite-Rückseite-Richtung zwischen dem in der Hoch-Runter-Richtung flachen Abschnitt des ersten Werkstücks M1 und dem gekrümmten Abschnitt des zweiten Werkstücks M2 erstreckt, das heißt über die Fügenaht B rückwärts (siehe einen Pfeil in 6) bewegt werden, werden die Daten D2 der zweiten Form kontinuierlich durch den Analyseabschnitt 12 der Fügenahtprüfungseinrichtung 1 gemessen.
Insbesondere wie in dem Messschritt der Daten der ersten Form S10 misst der Analyseabschnitt 12 „Nx” Teile von Positionskoordinatendaten über die Oberflächen (obere Oberflächen) des ersten Werkstücks M1, des zweiten Werkstücks M2 und der Fügenaht B an unterschiedlichen Stellen in bestimmten Bereichen in der Links-Rechts-Richtung auf den Oberflächen (obere Oberflächen) des ersten Werkstücks M1, des zweiten Werkstücks M2 und der Fügenaht B (siehe dicke Linie, welche auf den Oberflächen des ersten Werkstücks M1, des zweiten Werkstücks M2 und der Fügenaht B in 6 gezeigt ist). Ferner, wie in dem Messschritt der Daten der ersten Form S10, führt der Analyseabschnitt 12 während der Rückwärtsbewegung mit einer konstanten Geschwindigkeit und dem Bewegen des Messbereichs nach hinten die Messung der Positionskoordinatendaten einer Linie an unterschiedlichen Stellen in der Bewegungsrichtung Ny mal aus. Auf diese Weise misst der Analyseabschnitt 12 Positionskoordinatendaten von Ny Linien. Das heißt, dass die Daten D1 der ersten Form Positionskoordinatendaten von Ny Linien sind und aus Nx × Ny Teilen von Positionskoordinatendaten bestehen. Es ist zu beachten, dass hier in diesem Ausführungsbeispiel die Messpositionen für die Positionskoordinatendaten im Falle der Daten D1 der ersten Form die gleichen wie die Messpositionen für die Positionskoordinatendaten im Falle der Daten D2 der zweiten Form sind.
Auf diese Weise wird ein wie in 7 gezeigtes Diagramm durch Definieren der Links-Rechts-Richtung der Fügenahtprüfungseinrichtung 1 entlang einer X-Achse, Definieren der Hoch-Runter-Richtung entlang einer H-Achse, Definieren der Vorderseite-Rückseite-Richtung entlang einer Y-Achse und Plotten der gemessenen Teile von Daten D2 der zweiten Form (siehe Punkte in 7) erzeugt. Das in 7 durch die X-Achse und die H-Achse erzeugte zweidimensionale Koordinatensystem zeigt Positionskoordinatendaten einer Linie in den Daten D2 der zweiten Form, das heißt Nx Teile von Positionskoordinatendaten über eine Oberfläche einer vorbestimmten Querschnittsebene des ersten Werkstücks M1, des zweiten Werkstücks M2 und der Fügenaht B, welche senkrecht zur Vorderseite-Hinterseite-Richtung ist. In 7 ist ebenfalls gezeigt, dass Ny Teile von Positionskoordinatendaten eine Linie entlang der Y-Achse existieren.
Der Merkmalsgrößenberechnungsschritt S40 ist ein Schritt, in welchem Vorhersagewerte von Merkmalsgrößen des ersten Werkstücks M1, des zweiten Werkstücks M2 und der Fügenaht B durch den Analyseabschnitt 12 auf der Basis der Daten D1 der ersten Form und der Daten D2 der zweiten Form, welche in dem Messschritt der Daten der ersten Form S10 und dem Messschritt der Daten der zweiten Form S30 gemessen wurden, sowie der Drahtzuführungsgeschwindigkeit [m/min] berechnet werden. Die „Merkmalsgrößen” hierin sind Forminformationen, welche zerstörungsfrei von außen erfasst werden können, welche die Länge oder Abmessung von spezifischen Abschnitten des ersten Werkstücks M1, des zweiten Werkstücks M2 und der Fügenaht B, Winkel, etc. aufweisen. In Abhängigkeit von deren Zahlenwerten beeinflussen die Merkmalsgrößen die Zunahme oder Abnahmen der Nahtdicke [mm].
Wie es in 8 gezeigt ist, werden im Merkmalsgrößenberechnungsschritt S40 zuerst zwei gegenüberliegende Endpositionen der Oberfläche der Fügenaht B in der Links-Rechts-Richtung (nachfolgend der Einfachheit halber als „die zwei Endabschnitte der Fügenaht B” bezeichnet) durch gegenseitige Überlagerung der vor dem Löten erhaltenen Daten D1 der ersten Form und der nach dem Löten erhaltenen Daten D2 der zweiten Form hinsichtlich der Positionskoordinatendaten, welche die Daten D1 der ersten Form und die Daten D2 der zweiten Form gemeinsam haben (beispielsweise Daten über einen Abschnitt, der dem in Links-Rechts-Richtung flachen Abschnitt des ersten Werkstücks M1 entspricht, etc.), erfasst. In 8 zeigt ein Punkt E1 die Positionskoordinaten eines linken Endabschnitts der Oberfläche der Fügenaht B, und ein Punkt E2 zeigt die Positionskoordinate eines rechten Endabschnitts der Oberfläche der Fügenaht B. Dieser Vorgang wird ausgeführt, weil es bei alleiniger Verwendung der Daten D2 der zweiten Form schwierig ist, die zwei Endabschnitte der Fügenaht B zu erfassen. Das heißt, wenn die Daten D1 der ersten Form und die Daten D2 der zweiten Form einander überlagert werden, die Daten über Positionen, an denen die Fügenaht B nicht ausgebildet ist, wie beispielsweise eine Position, welche dem in Links-Rechts-Richtung flachen Abschnitt des ersten Werkstücks M1 und ähnlichem entspricht, zwischen den Daten D1 der ersten Form und der Daten D2 der zweiten Form die gleichen sind, jedoch die Daten in den Daten D2 der zweiten Form, welche einen Abschnitt betreffen, in dem die Fügenaht B ausgebildet ist, nicht die gleichen Daten wie die Daten in den Daten D1 der ersten Form sind, welche einen Abschnitt betreffen, der einem Abschnitt entspricht, in welchem die Fügenaht B ausgebildet ist. Folglich können Randpunkte zwischen Abschnitten, über welche die Daten D1 der ersten Form und die Daten D2 der zweiten Form die gleichen sind, und Abschnitten, über welche die Daten D1 der ersten Form und die Daten D2 der zweiten Form nicht die gleichen sind, als die zwei Endabschnitte der Fügenaht B erfasst werden.
Auf diese Weise zeigt eine Linie (Abschnitt) der Daten D2 der zweiten Form von dem Punkt E1 zu dem Punkt E2 die Positionskoordinatendaten über die Oberfläche der Fügenaht B, derart, dass die Position der Oberfläche der Fügenaht B insbesondere bestimmt werden kann. Im Übrigen zeigt, im Sinne eines guten Verständnisses der Beschreibung, 8 nur Positionskoordinatendaten einer Linie in jedem der Daten D1 der ersten Form und der Daten D2 der zweiten Form; insbesondere ist eine Kurve, welche die Positionskoordinatendaten einer Linie der Daten D1 der ersten Form annähert, durch eine durchgezogene Linie dargestellt, und eine Kurve, welche die Positionskoordinatendaten einer Linie der Daten D2 der zweiten Form annähert, durch eine punktierte Linie dargestellt. Außerdem, wenn bei Betrachten eines gemeinsamen Abschnitts der Werkstücke, welcher zwischen vor dem Löten und nach dem Löten unverändert ist, festgestellt wird, dass die Positionskoordinaten in den vor dem Löten erhaltenen Daten D1 der ersten Form und die Positionskoordinatendaten in den nach dem Löten erhaltenen Daten D2 der zweiten Form verschieden sind, wenn die Daten D1 der ersten Form und die Daten D2 der zweiten Form einander überlagert werden, ist es zulässig, die Daten D1 der ersten Form oder die Daten D2 der zweiten Form auf geeignete Weise zu korrigieren.
Als nächstes werden neun Arten von Merkmalsgrößen auf der Basis der Daten D1 der ersten Form, der Daten D2 der zweiten Form, etc. berechnet. Die neuen Arten von Merkmalsgrößen sind Fügenahtbreite [mm], Fügenahthöhendifferenz [mm], Fügenahtendpositionsdifferenz [mm], Fügenahtschrumpfungsdifferenz [mm], Fügenahtschrumpfungskrümmungsradius [mm], unterer Flächenwinkel [rad], unterer Krümmungsradius [mm], Plattenabstand [mm] und Querschnittsfläche der Fügenaht bzw. Fügenahtquerschnittsfläche [mm²]. Vorhersagewerte der Merkmalsgrößen werden für jede einzelne Linie (jede Querschnittsebene) und für jede Anzahl Ny von Vorhersagewerten von jeder Merkmalsgröße berechnet. In der folgenden Beschreibung wird jede Merkmalsgröße hinsichtlich nur einer Linie beschrieben.
Als eine erste Merkmalsgröße wird die Fügenahtbreite [mm] beschrieben. Die Fügenahtbreite [mm] ist eine Merkmalsgröße, welche die Distanz zwischen zwei Endabschnitten der Fügenaht B darstellt. Wie es in 9 dargestellt ist, kann ein Vorhersagewert der Fügenahtbreite [mm] durch Berechnung der Distanz zwischen dem Punkt E1 und dem Punkt E2 auf der Basis der Daten D1 der ersten Form und der Daten D2 der zweiten Form gefunden werden.
Als eine zweite Merkmalsgröße wird die Fügenahthöhendifferenz [mm] beschrieben. Die Fügenahthöhendifferenz [mm] ist eine Merkmalsgröße, welche die Höhendifferenz zwischen den zwei Endabschnitten der Fügenaht B darstellt, welche bezüglich dem in der Hoch-Runter-Richtung flachen Abschnitt des ersten Werkstücks M1 bestimmt wird. Wie es in 10 gezeigt ist, wenn ein Vorhersagewert der Fügenahthöhendifferenz [mm] zu finden bzw. zu bestimmen ist, wird zuerst eine ungefähr bzw. annähernd gerade Linie f1, welche durch den Punkt E1 verläuft und sich dann einem flachen Abschnitt der Daten D1 der ersten Form nähert, welcher sich in einer Hoch-Runter-Richtung (ein Abschnitt, welcher dem in der Hoch-Runter-Richtung flachen Abschnitt des Werkstücks M1 entspricht) erstreckt, berechnet. Als nächstes wird eine gerade Linie f2, welche durch den Punkt E1 verläuft und orthogonal zur annähernd geraden Linie f1 ist, berechnet. Schließlich wird die kürzeste Distanz von dem Punkt E1 zu der geraden Linie f2 berechnet. Auf diese Weise kann ein Vorhersagewert der Fügenahthöhendifferenz [mm] gefunden werden.
Als eine dritte Merkmalsgröße wird die Fügenahtendpositionsdifferenz [mm] beschrieben. Die Fügenahtendpositionsdifferenz [mm] ist eine Merkmalsgröße, welche eine Positionsdifferenz zwischen den zwei Endabschnitten der Fügenaht B in der Links-Rechts-Richtung, welche mit Bezug auf den in der Hoch-Runter-Richtung flachen Abschnitt des ersten Werkstücks M1 bestimmt wird, darstellt. Wie es in 11 dargestellt ist, kann ein Vorhersagewert der Fügenahtendpositionsdifferenz [mm] durch Berechnung der kürzesten Distanz von dem Punkt E2 zu der annähernd geraden Linie f1 gefunden werden.
Als eine vierte Merkmalsgröße wird die Fügenahtschrumpfungstiefe [mm] beschrieben. Die Fügenahtschrumpfungstiefe ist eine Merkmalsgröße, welche die Schrumpfungstiefe in der Oberfläche der Fügenaht B darstellt. Wie es in 12 dargestellt ist, wenn ein Vorhersagewert der Fügenahtschrumpfungstiefe [mm] zu finden ist, wird zuerst eine gerade Linie f3, welche durch den Punkt E1 und den Punkt E2 verläuft, berechnet. Dann wird das längste Liniensegment, das senkrecht zu der geraden Linie f3 von der geraden Linie f3 zu einer Kurve der Daten D2 der zweiten Form zwischen dem Punkt E1 und dem Punkt E2 gezogen werden kann, berechnet. Auf diese Weise kann ein Vorhersagewert der Fügenahtschrumpfungstiefe [mm] gefunden werden.
Als eine fünfte Merkmalsgröße wird der Fügenahtschrumpfungskrümmungsradius [mm] beschrieben. Der Fügenahtschrumpfungskrümmungsradius [mm] ist eine Merkmalsgröße, welche den Krümmungsradius einer Schrumpfung auf der Oberfläche der Fügenaht B darstellt. Wie es in 13 gezeigt ist, kann ein Vorhersagewert des Fügenahtschrumpfungskrümmungsradius [mm] durch Berechnung eines Kreises, der die Kurve der Daten D2 der zweiten Form von dem Punkt E1 zu dem Punkt E2 annähert, und anschließendes Berechnen des Radius des Kreises (welcher der Radius der Krümmung ist, dessen Mittelpunkt der Krümmung ein Punkt O1 in 13 ist) gefunden werden.
Als eine sechste Merkmalsgröße wird der Unterseitenwinkel [rad] beschrieben. Der Unterseitenwinkel [rad] ist eine Merkmalsgröße, welche den Winkel einer Krümmung des zweiten Werkstücks M2 darstellt. Wie es in 14 dargestellt ist, wenn ein Vorhersagewert des Unterseitenwinkels [rad] zu finden ist, wird eine ungefähre bzw. angenäherte gerade Linie f4, welche einen flachen Abschnitt der Daten D1 der ersten Form annähert, welcher sich in einer Hoch-Runter-Richtung (ein Abschnitt, der dem in der Hoch-Runter-Richtung flachen Abschnitt des ersten Werkstücks M1 entspricht) erstreckt, berechnet. Als nächstes wird eine annähernd gerade Linie f5 für einen in der Links-Rechts-Richtung auf der Seite des Punktes E2 befindlichen flachen Linienabschnitt der Daten D1 der ersten Form (ein Abschnitt, welcher dem in der Links-Rechts-Richtung flachen Abschnitt des zweiten Werkstücks M2 entspricht) berechnet. Schließlich wird ein Winkel, der durch die annähernd gerade Linie f4 und die annähernd gerade Linie f5 ausgebildet ist und auf der Seite des Punkts E2 der annähernd geraden Linie f4 und auf der Seite des Punkts E1 der annähernd geraden Linie f5 ist, berechnet. Auf diese Weise kann ein Vorhersagewert des Unterseitenwinkels [rad] gefunden werden.
Als eine siebte Merkmalsgröße wird der untere Krümmungsradius [mm] beschrieben. Der untere Krümmungsradius [mm] ist eine Merkmalsgröße, welche den Krümmungsradius des gekrümmten Abschnitts des zweiten Werkstücks M2 darstellt. Wie es in 15 dargestellt ist, kann ein Vorhersagewert des unteren Krümmungsradius [mm] durch Berechnung eines Kreises, der eine Kurve eines gekrümmten Linienabschnitts auf einer Seite des Punkts E2 der Daten D1 der ersten Form (ein Abschnitt, der dem gekrümmten Abschnitt des zweiten Werkstücks M2 entspricht) annähert, und durch anschließendes Berechnen des Radius des Kreises (welcher ein Krümmungsradius ist, wobei der Krümmungsmittelpunkt ein Punkt O2 in 15 ist) gefunden werden.
Als eine achte Merkmalsgröße wird der Plattenabstand [mm] beschrieben. Wie es in 16 gezeigt ist, ist der Plattenabstand [mm] eine Merkmalsgröße, welche den Abstand zwischen dem ersten Werkstück M1 und dem zweiten Werkstück M2 darstellt. Im Übrigen wird in diesem Ausführungsbeispiel angenommen, dass das Werkstück M1 und das Werkstück M2 miteinander in einem Zustand verbunden werden, in welchem das Werkstück M1 und das Werkstück M2 miteinander in Kontakt stehen, d. h. der Plattenabstand [mm] Null ist.
Als eine neunte Merkmalsgröße wird die Fügenahtquerschnittsfläche [mm²] beschrieben. Wie es in 17 dargestellt ist, ist die Fügenahtquerschnittsfläche [mm²] eine Merkmalsgröße, welche die Querschnittsfläche der Fügenaht B in einer zur Vorderseite-Hinterseite-Richtung senkrechten Ebene darstellt.
Ein Vorhersagewert der Fügenahtquerschnittsfläche [mm²] kann nicht von den Daten D1 der ersten Form und den Daten D2 der zweiten Form berechnet werden, und wird auf der Basis der Drahtzuführungsgeschwindigkeit [m/min], welche in engem Zusammenhang mit der Fügenahtquerschnittsfläche [mm²] steht, berechnet. Die Geschwindigkeit, mit welcher der Drahtzuführungsabschnitt 21 und der Schmelzabschnitt 22 während dem Löten in dem Lötschritt S20 rückwärts bewegt werden, ist wie oben beschrieben konstant, und die Menge an Lötdraht W, welche pro Zeiteinheit in den Raum S, welcher zwischen dem in der Hoch-Runter-Richtung flachen Abschnitt des ersten Werkstücks M1 und dem gekrümmten Abschnitt des zweiten Werkstücks M2 ausgebildet ist, zugeführt wird, ist proportional zur Drahtzuführungsgeschwindigkeit [m/min]. Außerdem ist die Menge an Lötdraht W, welche dem Raum S pro Zeiteinheit zugeführt wird, proportional zur Fügenahtquerschnittsfläche [mm²]. Demzufolge kann gesagt werden, dass die Fügenahtquerschnittsfläche [mm²] proportional zur Drahtzuführgeschwindigkeit [m/min] ist.
Da die Fügenahtquerschnittsfläche [mm²] proportional zur Drahtzuführgeschwindigkeit [m/min] ist und folglich mit dieser in engem Zusammenhang steht, wie oben beschrieben, kann ein Vorhersagewert von einer Drahtzuführgeschwindigkeit [m/min] durch Regressionsanalyse berechnet werden. Insbesondere wird auf der Basis vieler tatsächlich gemessener und gespeicherter Werte der Fügenahtquerschnittsfläche [mm²] relativ zur Drahtzuführgeschwindigkeit [m/min] ein Regressionsausdruck bzw. analytischer Ausdruck, wie unten als Ausdruck 1 gezeigt, gebildet und die Drahtzuführgeschwindigkeit [m/min], welche durch die Drahtzuführungsgeschwindigkeit-Messvorrichtung 11 in dem Lötschritt S20 gemessen wurde, wird in den Ausdruck substituiert bzw. eingesetzt. Auf diese Weise kann ein Vorhersagewert der Fügenahtquerschnittsfläche [mm²] statistisch berechnet werden.
Ausdruck 1

Fügenahtquerschnittsfläche [mm²] = A × Drahtzuführgeschwindigkeit [m/min] + C, wobei A ein Koeffizient und C ein konstanter Term ist.

Im Ausdruck 1 werden der Koeffizient A und der konstante Term C auf der Basis einer Beziehung zwischen der Drahtzuführungsgeschwindigkeit [m/min] und der Ist-Messung der Fügenahtquerschnittsfläche [mm²] bestimmt, und ändern sich in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren wie beispielsweise der Bewegungsgeschwindigkeit (Lötgeschwindigkeit) des Drahtzuführungsabschnitts 21 und des Schmelzabschnitts 22, der Art des Lötdrahts W, etc.
Wenn beispielsweise der verwendete Lötdraht W ein Draht mit einem Durchmesser von 1,2 mm ist und aus einer Cu-Si-Mn-Legierung besteht, ist der Koeffizient A in dem Ausdruck 1 0,7327 und der konstante Term C ist 0,1190, so dass der Ausdruck 2 wie folgt gebildet wird.
Ausdruck 2

Fügenahtquerschnittsfläche [mm²] = 0,7327 × Drahtzuführungsgeschwindigkeit [m/min] + 0,1190

Durch den Ausdruck 2 berechnete Vorhersagewerte der Fügenahtquerschnittsfläche [mm²] und Ist-Messungen der Fügenahtquerschnittsfläche [mm²] werden über entsprechende Werte der Drahtzuführungsgeschwindigkeit [m/min] geplottet (siehe 18). 18 ist ein Diagramm, welches die Fügenahtquerschnittsfläche [mm²] relativ zur Drahtzuführungsgeschwindigkeit [m/min] zeigt. In dem Graph zeigt eine durchgezogene Linie eine Verteilung der durch den Ausdruck 2 berechneten Vorhersagewerte der Fügenahtquerschnittsfläche [mm²] und zwei gepunktete Linien zeigen einen zulässigen Fehlerbereich der Ist-Messung der Fügenahtquerschnittsfläche [mm²] relativ zum durch den Ausdruck 2 berechneten Vorhersagewert der Fügenahtquerschnittsfläche [mm²], und Punkte zeigen eine Verteilung der Ist-Messungen der Fügenahtquerschnittsfläche [mm²].
Wie es in 18 gezeigt ist, sind die Ist-Messungen der Fügenahtquerschnittsfläche [mm²] innerhalb eines Fehlerbereichs von ca. ±0,04 [mm²] um die durch den Ausdruck 2 berechneten Vorhersagewerte der Fügenahtquerschnittsfläche [mm²] verteilt, so dass die Fügenahtquerschnittsfläche [mm²] mit hoher Genauigkeit vorhergesagt werden kann.
Auf diese Weise kann ein Vorhersagewert der Fügenahtquerschnittsfläche [mm²] auf der Basis der Drahtzuführungsgeschwindigkeit [m/min] berechnet werden. Folglich kann ungeachtet der Größe der Fügenaht B als Prüfungsobjekt ein Vorhersagewert der Fügenahtquerschnittsfläche [mm²] berechnet werden, ohne überhaupt das erste Werkstück M1, das zweite Werkstück M2 oder die Fügenaht B zerschneiden bzw. aufschneiden zu müssen. Aufgrund dessen können die erforderlichen Kosten zum Prüfen einer Qualität bzw. zur Qualitätskontrolle der Fügenaht B reduziert werden.
Nach Berechnen von Vorhersagewerten von neun Arten von Merkmalsgrößen, nämlich: der Fügenahtbreite [mm], der Fügenahthöhendifferenz [mm], der Fügenahtendpositionsdifferenz [mm], der Fügenahtschrumpfungstiefe [mm], dem Fügenahtschrumpfungskrümmungsradius [mm], dem Unterseitenwinkel [rad], dem unteren Krümmungsradius [mm], dem Plattenabstand [mm] und der Fügenahtquerschnittsfläche [mm²] wird der Nahtdickenberechnungsschritt S50 ausgeführt.
Der Nahtdickenberechnungsschritt S50 ist ein Schritt, in welchem ein Vorhersagewert der Nahtdicke [mm] der Fügenaht B durch den Analyseabschnitt 12 auf der Basis der Vorhersagewerte der neun Arten von Merkmalsgrößen, welche in dem Merkmalsgrößenberechnungsschritt S40 berechnet wurden, berechnet wird. Vorhersagewerte der Nahtdicke [mm] werden für jede einzelne Linie (jede Sektion bzw. jeden Abschnitt) gleichermaßen wie die Vorhersagewerte der Merkmalsgrößen berechnet und eine Anzahl von Ny Vorhersagewerten der Nahtdicke [mm] können berechnet werden. Der Nahtdickenberechnungsschritt S50 wird mit Beschränkung der Anzahl von Linien auf eine beschrieben.
In dem Nahtdickenberechnungsschritt S50 wird ein Regressionsausdruck wie nachstehend im Ausdruck 3 auf der Basis von vielen kumulierten Teilen von Informationen, welche Ist-Messungen der Nahtdicke [mm] zeigen, die Ist-Messungen der neun Arten von Merkmalsgrößen entsprechen, gebildet. Durch Substituierung der in dem Merkmalsgrößenberechnungsschritt S40 in Ausdruck 3 berechneten Vorhersagewerte der neun Arten von Merkmalsgrößen wird ein Vorhersagewert der Nahtdicke [mm] statistisch berechnet.
Ausdruck 3

Nahtdicke [mm] = A1 × Fügenahtbreite [mm] + A2 × Fügenahthöhendifferenz [mm] + A3 × Fügenahtendpositionsdifferenz [mm] + A4 × Fügenahtschrumpfungstiefe [mm] + A5 × Fügenahtschrumpfungskrümmungsradius [mm] + A6 × Unterseitenwinkel [rad] + A7 × unterer Krümmungsradius [mm] + A8 × Plattenabstand [mm] + A9 × Fügenahtquerschnittsfläche [mm²] + C1 wobei A1 bis A9 Koeffizienten sind und C1 ein konstanter Term ist.

Das heißt, dass in dem in Ausdruck 3 gezeigten Regressionsausdruck ein Vorhersagewert der Nahtdicke [mm] durch Multiplikation des Vorhersagewerts von jeder Merkmalsgröße, welche die Nahtdicke [mm] beeinflusst, mit einem vorbestimmten Koeffizienten und Summieren der Multiplikationsprodukte der Merkmalsgrößen mit deren entsprechenden Koeffizienten berechnet wird. Im Ausdruck 3 werden die Koeffizienten A1 bis A9 und der konstante Term C1 auf der Basis der Beziehungen zwischen den Ist-Messungen der neun Arten von Merkmalsgrößen und den Ist-Messungen der Nahtdicke [mm] bestimmt und Ändern sich in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren wie beispielsweise den Formen des ersten Werkstücks M1, des zweiten Werkstücks M2 und der Fügenaht B, der Art des Lötdrahts W, etc.
Neben den neun Arten von Merkmalsgrößen existieren eine oder mehrere Merkmalsgrößen, die nicht in engem Zusammenhang mit der Nahtdicke [mm] stehen, welche von verschiedenen Faktoren wie beispielsweise den Formen des ersten Werkstücks M1, des zweiten Werkstücks M2 und der Fügenaht B, der Art des Lötdrahts W, etc. abhängen. Folglich wird ein Mehrvariablen-Zusammenschlussdiagramm gebildet, das Beziehungen zwischen den kumulierten Ist-Messungen der neun Arten von Merkmalsgrößen und den kumulierten Ist-Messungen der Nahtdicke [mm] zeigt. Nur die Merkmalsgröße oder Größen, welche eine Tendenz aufweisen, in engem Zusammenhang mit der Nahtdicke [mm] zu stehen, d. h. eine auffallende Regelmäßigkeit im Zusammenhang mit der Nahtdicke [mm] wie beispielsweise einen proportionalen Zusammenhang oder ähnliches aufweisen, werden von den neun Merkmalsgrößen extrahiert bzw. ausgewählt. Die übrigen Merkmalsgrößen werden vom Ausdruck 3 ausgenommen bzw. ausgeklammert. In diesem Ausführungsbeispiel wurde hinsichtlich der Fügenahthöhendifferenz [mm], der Fügenahtschrumpfungstiefe [mm] und der Fügenahtquerschnittsfläche [mm] festgestellt, dass diese eine Tendenz haben, mit der Nahtdicke [mm] in engem Zusammenhang zu stehen (z. B. eine proportionale Beziehung oder ähnliches].
Auf diese Weise können Beziehungen der Nahtdicke [mm] mit der Fügenahthöhendifferenz [mm], der Fügenahtschrumpfungstiefe [mm] und der Fügenahtquerschnittsfläche [mm²] in einem Reversionsausdruck im nachstehenden Ausdruck 4 ausgedrückt werden.
Ausdruck 4

Nahtdicke [mm] = A2 × Fügenahthöhendifferenz [mm] + A4 × Fügenahtschrumpfungstiefe [mm] + A9 × Fügenahtquerschnittsfläche [mm²] + C2 wobei A2, A4 und A9 Koeffizienten sind und C2 ein konstanter Term ist.

Außerdem zeigt die Fügenahthöhendifferenz [mm] Differenztendenzen im Zusammenhang mit der Nahtdicke [mm] in Abhängigkeit von der Größe der Drahtzuführungsgeschwindigkeit [m/min] (siehe 19). 19 ist ein Diagramm, das Verteilungen von Ist-Messungen der Nahtdicke [mm] relativ zu Ist-Messungen der Fügenahthöhendifferenz [mm] zeigt. Wie es in 19 gezeigt ist, zeigt ein Bereich mit einer grundsätzlich zunehmenden Tendenz eine Verteilung von Ist-Messungen der Nahtdicke [mm] relativ zu Ist-Messungen der Fügenahthöhendifferenz [mm] für den Fall, in dem die Drahtzuführgeschwindigkeit [m/min] relativ gering ist, und zeigt einen Bereich mit einer grundsätzlich abnehmenden Tendenz einer Verteilung von Ist-Messungen der Nahtdicke [mm] relativ zu Ist-Messungen der Fügenahthöhendifferenz [mm] für den Fall, in dem die Drahtzuführungsgeschwindigkeit [m/min] relativ groß ist.
Für den Fall, in dem unterschiedliche Tendenzen in der Beziehung zwischen der Fügenahthöhendifferenz [mm] und der Nahtdicke [mm] gezeigt werden, kann in Abhängigkeit von der Größe der Drahtzuführungsgeschwindigkeit [m/min] ebenso ein Vorhersagewert der Nahtdicke [mm] unter Verwendung eines unten aufgeführten Ausdrucks 5 berechnet werden, wobei der Ausdruck 5 durch die Verwendung der Fügenahtquerschnittsfläche [mm²], welche in engem Zusammenhang mit der Drahtzuführungsgeschwindigkeit [m/min] steht, unter Berücksichtigung einer Differenztendenz in dem Zusammenhang zwischen der Fügenahthöhendifferenz [mm] und der Nahtdicke [mm] gebildet wird. Außerdem sind im Ausdruck 5 der Durchschnitt der Fügenahtquerschnittsfläche [mm²] ein Durchschnittswert von vielen kumulierten Ist-Messungen der Fügenahtquerschnittsfläche [mm²] und der Durchschnitt der Fügenahthöhendifferenz [mm] ein Durchschnitt von vielen kumulierten Ist-Messungen der Fügenahthöhendifferenz [mm].
Ausdruck 5

Nahtdicke [mm] = A2 × Fügenahthöhendifferenz [mm] A4 × Fügenahtschrumpfungstiefe [mm] A9 × Fügenahtquerschnittsfläche [mm²] + A10 × (Fügenahtquerschnittsfläche [mm2] – Durchschnitt der Fügenahtquerschnittsfläche [mm2]) × (Fügenahthöhendifferenz [mm] – Durchschnitt der Fügenahthöhendifferenz [mm]] + C3 wobei A2, A4, A9 und A10 Koeffizienten sind und C3 ein konstanter Term ist.

Beispielsweise gilt für den Fall, in dem der Lötdraht W ein Draht mit einem Durchmesser von 1,2 mm ist, der aus einer Cu-Si-Mn-Legierung besteht, dass der Koeffizient A im Ausdruck 5 den Wert 0,0664, der Koeffizient A4 den Wert 0,2647, der Koeffizient A9 den Wert 0,5931, der Koeffizient A10 den Wert –0,2103 und der konstante Term C3 den Wert 0,13279 annimmt. Ferner wird durch Substituieren des Ausdrucks 2 für die Fügenahtquerschnittsfläche [mm²] im Ausdruck 5 der unten ausgeführte Ausdruck 6 gebildet.
Ausdruck 6

Nahtdicke [mm] = 0,0664 × Fügenahthöhendifferenz [mm] + 0,2647 × Fügenahtschrumpfungstiefe [mm] + 0,5931 × (0,7327 × Drahtzuführungsgeschwindigkeit [m/min] + 0,1190) + (–0,2103) × ((0,7327 × Drahtzuführungsgeschwindigkeit [m/min] + 0,1190) – 0,9404) × (Fügenahthöhendifferenz [mm] – 0,9588) + 0,13279

Die Vorhersagewerte der Nahtdicke [mm], welche durch Ausdruck 6 und Ist-Messungen der Nahtdicke [mm] berechnet werden, werden geplottet (siehe 20). 20 ist ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen den durch den Ausdruck 6 berechneten Vorhersagewerten der Nahtdicke [mm] und Ist-Messungen der Nahtdicke [mm] von Abschnitten, in welchen die Daten D1 der ersten Form und die Daten D2 der zweiten Form gemessen werden, um die Vorhersagewerte der Nahtdicke [mm] zu berechnen, zeigt. In dem Graph zeigt eine durchgezogene Linie Positionen, an welchen durch den Ausdruck 6 berechnete Vorhersagewerte der Nahtdicke [mm] perfekt mit Ist-Messungen der Nahtdicke [mm] übereinstimmen, und zeigen zwei punktierte Linien einen erlaubten bzw. zulässigen Fehlerbereich der Ist-Messung der Nahtdicke [mm] von dem durch den Ausdruck 6 berechneten Vorhersagewert der Nahtdicke [mm], und Punkte zeigen eine Verteilung der Ist-Messungen der Nahtdicke [mm] relativ zu den durch den Ausdruck 6 berechneten Vorhersagewerten der Nahtdicke [mm].
Wie es in 20 gezeigt ist, ist der Fehler der durch den Ausdruck 6 berechneten Vorhersagewerte der Nahtdicke [mm] von den entsprechenden Ist-Messungen der Nahtdicke [mm] ca. ±0,14 [mm]. Auf diese Weise kann die Nahtdicke [mm] mit einer hohen Genauigkeit vorhergesagt werden. Im Übrigen kann die Bestimmung hinsichtlich des Vorhersagewerts der Nahtdicke [mm] unter Berücksichtigung des Fehlers ausgeführt werden.
Folglich kann ungeachtet der Größe der Fügenaht B als Prüfungsobjekt eine Nahtdicke [mm] der Fügenaht B mit einer hohen Genauigkeit von den Merkmalsgrößen, d. h. der Forminformation hinsichtlich spezifischer Abschnitte des ersten Werkstücks M1, des zweiten Werkstücks M2 und der Fügenaht B, vorhergesagt werden, ohne eine Notwendigkeit, das erste Werkstück M1, das zweite Werkstück M2 oder die Fügenaht B zerschneiden müssen. Aufgrund dessen wird eine zerstörende Prüfung unnötig, und folglich kann die Anzahl an Mannstunden für die Qualitätskontrolle der Fügenaht B sowie die Anzahl an Ausschusswerkstücken reduziert werden. Folglich kann die Qualität der Fügenaht B mit niedrigen Kosten geprüft werden. Außerdem kann eine 100%-Prüfung ausgeführt werden, so dass sich die Qualität der Produkte verbessert und Abnormitäten im Lötprozess oder ähnliches können in einer frühen Phase erfasst werden.
Nachdem Vorhersagewerte der Nahtdicke [mm] basierend auf den neun Arten von Merkmalsgrößen, welche in dem Merkmalsgrößenberechnungsschritt S40 berechnet werden, berechnet sind, wird durch den Analyseabschnitt 12 bestimmt, ob die berechneten Vorhersagewerte der Nahtdicke [mm] innerhalb des Bereichs zwischen einem voreingestellten oberen Grenzwert und einem voreingestellten unteren Grenzwert (Gut/Schlecht-Bestimmung hinsichtlich der Nahtdicke) sind. Der Analyseabschnitt 12 bestimmt, dass das erste Werkstück M1 und das zweite Werkstück M2, welche gelötet wurden, gut sind, wenn die berechneten Vorhersagewerte der Nahtdicke [mm] innerhalb des Bereichs sind. Falls nicht, bestimmt der Analyseabschnitt 12, dass das erste Werkstück M1 und das zweite Werkstück M2, die gelötet wurden, schlecht sind.
Wie oben beschrieben, wird die Qualität der Fügenaht B durch den Fügenahtprüfungsschritt S1, in welchem der Messschritt von Daten D1 der ersten Form S10, der Lötschritt S20, der Messschritt von Daten D2 der zweiten Form S30, der Merkmalsgrößenberechnungsschritt S40 und der Nahtdickenberechnungsschritt S50 in dieser Reihenfolge ausgeführt werden, geprüft. Im Übrigen, wenn die zwei Endabschnitte der Fügenaht B nur von den Daten D2 der zweiten Form erfasst werden können, ist es unnötig, den Messschritt von Daten D1 der ersten Form S10 auszuführen, um die Daten D1 der ersten Form zu messen. Außerdem können die Daten D1 der ersten Form im Vorfeld als Masterdaten bzw. Haupt- bzw. Stammdaten gespeichert werden. Außerdem, obwohl in diesem Ausführungsbeispiel Vorhersagewerte von neun Arten von Merkmalsgrößen berechnet werden, ist es ebenso zulässig, eine Anordnung einzusetzen, in welcher zumindest eine der neun Merkmalsgrößen berechnet wird, oder eine Anordnung einzusetzen, in welcher Vorhersagewerte von nur einer oder mehr Merkmalsgrößen, welche eine Tendenz haben, in engem Zusammenhang mit der Nahtdicke [mm] zu stehen, berechnet werden. Außerdem hat in diesem Ausführungsbeispiel das erste Werkstück M1 eine Form, welche einen gekrümmten Abschnitt aufweist. Jedoch kann ungeachtet des Vorhandenseins/der Abwesenheit eines gekrümmten Abschnitts des ersten Werkstücks M1 ein Raum S zwischen einem in Hoch-Runter-Richtung flachen Abschnitt des ersten Werkstücks M1 und einem gekrümmten Abschnitt eines zweiten Werkstücks M12 ausgebildet sein, und eine Fügenaht B kann sich durch den in Hoch-Runter-Richtung flachen Abschnitt des ersten Werkstücks M1 und den gekrümmten Abschnitt des zweiten Werkstücks M2 erstreckend ausgebildet sein.
Während einige Ausführungsbeispiele der Erfindung oben aufgezeigt wurden, ist die Erfindung selbstverständlich nicht auf die Details der dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann mit verschiedenen Änderungen, Modifikationen oder Verbesserungen, welche einem Fachmann in den Sinn kommen, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, ausgeführt werden.

Claims

Fügenahtprüfungsverfahren zum Überprüfen einer Qualität einer Fügenaht (B), welche durch Schmelzen eines Lötdrahts, der im Wesentlichen einem Verbindungsabschnitt zwischen mehreren Metallwerkstücken (M1, M2) kontinuierlich zugeführt wird, um die Metallwerkstücke aneinander zu löten, ausgebildet wird, gekennzeichnet durch Bilden eines Regressionsausdrucks basierend auf einer Ist-Messung einer Merkmalsgröße, welche eine Information über eine Form eines spezifischen Abschnitts der Metallwerkstücke (M1, M2) und der Fügenaht (B) ist und eine Nahtdicke der Fügenaht (B) beeinflusst, und einer Ist-Messung der Nahtdicke entsprechend der Ist-Messung der Merkmalsgröße; Berechnen eines Vorhersagewerts einer Nahtdicke durch den Regressionsausdruck; und Bestimmen, ob die Fügenaht (B) in Ordnung ist, durch Vergleichen des Vorhersagewerts der Nahtdicke mit einem voreingestellten Kriteriumswert.
Fügenahtprüfungsverfahren nach Anspruch 1, wobei die Mehrzahl von Metallwerkstücken (M1, M2) zwei Metallplatten sind; die Fügenaht (B) in einem Raum (S) ausgebildet ist, der durch Anordnen der zwei Metallplatten derart, dass Oberflächen der zwei Metallplatten einander nah sind, ausgebildet wird, wobei eine der beiden Metallplatten in eine Richtung weg von der anderen Metallplatte gekrümmt ist; und die Merkmalsgröße zumindest eine Fügenahtbreite, eine Fügenahthöhendifferenz, eine Fügenahtendpositionsdifferenz, eine Fügenahtschrumpfungstiefe, einen Krümmungsradius der Fügenahtschrumpfung, einen Winkel einer unteren Fläche, einen unteren Krümmungsradius, einen Plattenspalt oder eine Fügenahtquerschnittsfläche aufweist.
Fügenahtprüfungsverfahren nach Anspruch 2, wobei die Merkmalsgröße die Fügenahthöhendifferenz, die Fügenahtschrumpfungstiefe und die Fügenahtquerschnittsfläche aufweist.
Fügenahtprüfungsverfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei ein Vorhersagewert der Fügenahtquerschnittsfläche durch einen Regressionsausdruck berechnet wird, der basierend auf einer Zuführungsgeschwindigkeit des Lötdrahts und einem Ist-Wert der Fügenahtquerschnittsfläche gebildet ist.
Fügenahtprüfungsverfahren nach Anspruch 1, wobei die Merkmalsgröße eine Information über eine Form der Metallwerkstücke (M1, M2) und der Fügenaht (B) ist, welche außerhalb von den Werkstücken (M1, M2) und der Fügenaht (B) erfasst wird, ohne die Werkstücke (M1, M2) oder Fügenaht (B) zu zerstören.
Fügenahtprüfungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Nahtdicke der Fügenaht (B) in einer Querschnittsebene der Fügenaht (B), welche senkrecht zu einer Lötrichtung ist, in welcher die Metallwerkstücke (M1, M2) aneinander gelötet werden, eine kleinste Größe einer Abmessung der Fügenaht (B) zwischen einer Lötoberfläche der Fügenaht (B) und einer der Lötoberfläche gegenüberliegenden Oberfläche ist.
Fügenahtprüfungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine Bestimmung, ob eine Fügenaht (B) in Ordnung ist, eine Bestimmung ist, ob der Vorhersagewert der Nahtdicke ein Kriterium erfüllt.
Fügenahtprüfungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine Bestimmung, ob eine Fügenaht (B) in Ordnung ist, eine Bestimmung ist, ob der über die Nahtdicke berechnete Vorhersagewert innerhalb eines Bereichs zwischen einem vorbestimmten oberen Grenzwert und einem vorbestimmten unteren Grenzwert liegt.
Fügenahtprüfungseinrichtung, die eine Qualität einer Fügenaht (B) überprüft, die durch Schmelzen eines Lötdrahts, der einem Verbindungsabschnitt zwischen mehreren Metallwerkstücken (M1, M2) im Wesentlichen kontinuierlich zugeführt wird, um die Metallwerkstücke aneinander zu löten, ausgebildet wird, gekennzeichnet durch einen Drahtzuführungsgeschwindigkeit-Messabschnitt (11), der eine Zuführungsgeschwindigkeit des Lötdrahts, der dem Verbindungsabschnitt zwischen den Metallwerkstücken (M1, M2) im Wesentlichen kontinuierlich zugeführt wird, misst; und einen Analyseabschnitt (12), der Positionskoordinatendaten über Oberflächen der Metallwerkstücke (M1, M2) und der Fügenaht (B) misst und analysiert, wobei der Analyseabschnitt Daten einer ersten Form misst, welche Daten hinsichtlich Positionskoordinaten der Oberflächen der Metallwerkstücke (M1, M2) sind, welche den Verbindungsabschnitt in einem Zustand vor dem Löten aufweisen; an derselben Position, an der die Daten der ersten Form gemessen wurden, Daten einer zweiten Form misst, welche Daten hinsichtlich Positionskoordinaten über die Oberflächen der Metallwerkstücke (M1, M2) und der Fügenaht (B) nach dem Löten sind; einen Vorhersagewert einer Merkmalsgröße, welcher eine Information hinsichtlich einer Form eines spezifischen Abschnitts der Metallwerkstücke (M1, M2) und der Fügenaht (B) ist und welcher eine Nahtdicke der Fügenaht (B) beeinflusst, basierend auf den Daten der ersten Form, der Daten der zweiten Form und der Zuführungsgeschwindigkeit des Lötdrahts berechnet; und einen Vorhersagewert der Nahtdicke durch Substituieren des Vorhersagewerts der Merkmalsgröße in einem Regressionsausdruck, der basierend auf einer Ist-Messung der Merkmalsgröße und einer Ist-Messung der Nahtdicke entsprechend der Ist-Messung der Merkmalsgröße gebildet ist, berechnet und dann durch Vergleichen des Vorhersagewerts der Nahtdicke mit einem voreingestellten Kriteriumswert bestimmt, ob die Fügenaht (B) in Ordnung ist.
Fügenahtprüfungseinrichtung nach Anspruch 9, wobei die Merkmalsgröße eine Information über eine Form der Metallwerkstücke (M1, M2) und der Fügenaht (B) ist, welche von außerhalb der Werkstücke (M1, M2) und der Fügenaht (B) erfasst wird, ohne die Werkstücke (M1, M2) oder Fügenaht (B) zu zerstören.
Fügenahtprüfungseinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Nahtdicke der Fügenaht (B) in einer Querschnittsebene der Fügenaht (B), welche senkrecht zu einer Lötrichtung ist, in welcher die Metallwerkstücke (M1, M2) aneinander gelötet werden, eine kleinste Größe einer Abmessung der Fügenaht (B) zwischen einer Lötoberfläche der Fügenaht (B) und einer der Lötoberfläche gegenüberliegenden Oberfläche ist.
Fügenahtprüfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei eine Bestimmung, ob eine Fügenaht (B) in Ordnung ist, eine Bestimmung ist, ob der Vorhersagewert der Nahtdicke ein Kriterium erfüllt.
Fügenahtprüfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei eine Bestimmung, ob eine Fügenaht (B) in Ordnung ist, eine Bestimmung ist, ob der über die Nahtdicke berechnete Vorhersagewert innerhalb eines Bereichs zwischen einem vorbestimmten oberen Grenzwert und einem vorbestimmten unteren Grenzwert liegt.