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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern
der Qualität
eines Leserschweißprozesses,
ein System zum Ausführen
des Verfahrens und ein entsprechendes Computerprogramm-Erzeugnis,
wobei das Verfahren folgende Schritte enthält:
Erfassen einer Strahlung,
die in dem Schweißbereich erzeugt
wird, und Ausgeben von Signalen, die die Strahlung anzeigen;
Erfassen
und Verarbeiten der Signale, die die Strahlung anzeigen;
Unterteilen
der Signale, die die Strahlung anzeigen, in Blöcke;
Berechnen eines Blockmittelwertes
für jeden
Block und Vergleichen jedes der Blockmittelwerte mit einem Wert,
der eine Funktion des Mittelwertes des erfassten Signals ist, das
die Strahlung anzeigt, und Identifizieren von Blöcken, die charakteristisch
für den
Mittelwert sind, auf Basis der Vergleichsoperation; und
Berechnen
eines Wertes der Block-Standardabweichung für jeden Block und Vergleichen
jedes der Werte der Block-Standardabweichung mit einem Wert, der
eine Funktion einer Bezugs-Standardabweichung ist, und Identifizieren
von Blöcken,
die charakteristisch für
die Standardabweichung sind, auf Basis der Vergleichsoperation.
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Das Überwachen
der Defekte im industriellen Prozess setzt eine erhöhte wirtschaftliche
Wichtigkeit wegen ihres Einflusses bei der Analyse der Qualität der industriellen
Produkte voraus. Die Möglichkeit
des Erlangens einer Bewertung der Qualität während des industriellen Prozesses
in automatischer Art und Weise stellt zahlreiche Vorteile sowohl wirtschaftlicher
Natur als auch hinsichtlich der Verarbeitungsgeschwindigkeiten dar.
Die erwünschten
Eigenschaften des Systems sind demzufolge:
- – Online-
und Echtzeitverarbeitung; und
- – Leistungsfähigkeit
zur genauen Erkennung der Hauptproduktionsdefekte.
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Derzeit
wird dem Problem der Erkennung der Qualität eines industriellen Prozesses
und demzufolge der Erkennung der Defekte durch eine Off-Line-Prüfung durch
spezialisiertes Personal oder andere Einrichtungen mit automatisierten
Verfahren begegnet, die mit Sensoren lediglich einige der oben beschriebenen
Defekte in einer Art und Weise identifizieren, die nicht zufriedenstellend
und darüber
hinaus empfindlich für
unterschiedliche Einstellungen der Maschine sind.
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Es
sind Verfahren und Systeme zum Steuern der Qualität bei industriellen
Prozessen bekannt, die beispielsweise auf die On-Line-Überwachung
der Laserschweißprozesse
insbesondere beim Verschweißen
von Metallblechen angewendet werden. Das Steuersystem ist in der
Lage, das Vorhandensein von Porositäten im Schweißbereich
oder an anderen Stellen im Fall von dünnen stoßverschweißten Metallblechen, das Vorhandensein
von Defekten infolge einer Überlappung
oder Fehlverbindung der Metallbleche zu bewerten.
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Diese
derzeit verwendeten Systeme gründen
die Qualitätskontrolle
auf den Vergleich zwischen den Signalen die während des Vorgangs erfasst
werden, und ein oder mehrere vorbestimmte Bezugssignale, die eine
qualitativ gute Verschweißung
kennzeichnen. Diese Bezugssignale, die normalerweise zwischen der
Zahl zwei und zehn rangieren, sind zuvor eingerichtet und beginnen
bei einer Zahl gut verschweißter
Proben. Offensichtlich impliziert diese Vorgehensweise die Gegenwart
einer befähigten
Bedienperson, die in der Lage ist, die Güte der Verschweißung im
Augenblick der Erzeugung des Bezugssignals zu zertifizieren, beinhaltet
Aufwand hinsichtlich Zeit und bisweilen die Verschwendung von Material
(d. h. Material, das verschwendet wird, um die Proben herzustellen,
die zum Erhalt der Bezugssignale erforderlich sind). In einigen
Fällen werden
zudem Bezugssignale eingerichtet, die eine Verschweißung mit
Defekten kennzeichnen, was zu zusätzlichen Problemen und Schwierigkeiten
führt.
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Aus
der
europäischen Patentanmeldung
No. EP-A-1275464 , die im Namen dieser Anmelderin eingereicht
ist, ist es bekannt, das Signal in Blöcke zu unterteilen, das über eine
Fotodiode bezogen wird, die die Strahlung sammelt, die von einem Schweißpunkt abgestrahlt
wird, den Mittelwert des Signals in jedem abgetasteten Block zu
berechnen und die Blöcke
zu berücksichtigen,
die einen Wert kleiner oder gleich dem Versatz der Photodiode haben
und das Vorhandensein eines Defektes kennzeichnen. Dieses Verfahren
beseitigt den Bedarf an der Bezugsgröße; es ermöglicht jedoch eine äußerst näherungsweise
Erfassung der Defekte.
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Die
europäische Patentanmeldung EP-A-1 361
015 beschreibt ein Verfahren zum Überwachen von Laserverschweißungen,
das mit einem Signal arbeitet, das für die Abstrahlung der Verschweißung repräsentativ
ist und bei dem Werte eines Blockmittelwertes und Werte einer Blockstandardabweichung eines
derartigen Signals beobachtet und verarbeitet werden, um Defekte
und/oder Porositäten
der Verschweißung
zu identifizieren.
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Der
Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, sämtliche,
zuvor genannte Nachteile zu beseitigen.
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Im
Hinblick auf die Erfüllung
dieses Zwecks ist der Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zum Steuern
der Qualität
industrieller Prozesse anzugeben, das die Eigenschaften hat, die
zu Beginn dieser Beschreibung angezeigt wurden und darüber hinaus dadurch
gekennzeichnet ist, dass es einen Vorgang zur Klassifizierung der
Qualität
eines parametrischen Typs umfasst, der das Zuführen einer Vielzahl von Eingabewerten
vorsieht, wobei der Vorgang folgende Tätigkeiten beinhaltet:
- – Zuführen von
Eingangswerten zum Identifizieren von Defekten und/oder Porositäten mit
Hilfe von Quantitäten,
die den Blockeigenschaften für den
Mittelwert entsprechen; und
- – Zuführen von
Eingangswerten zum Identifizieren eines unzureichenden Eindringens
mit Hilfe von Quantitäten,
die den Blockeigenschaften für die
Standardabweichung entsprechen.
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Natürlich besteht
ein weiterer Zweck der Erfindung in dem System zum Steuern der Qualität der industriellen
Prozesse, das das oben beschriebene Verfahren einsetzt, wie auch
dem entsprechenden Computerprogramm-Erzeugnis, das direkt in den Speicher
eines Computers, wie etwa einen Prozessor, geladen werden kann und Softwarecodeteile zum
Ausführen
des Verfahrens gemäß der Erfindung beinhaltet,
wenn das Erzeugnis auf einem Computer läuft.
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Weitere
Eigenschaften und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden
Beschreibung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen hervor,
die lediglich als nicht einschränkendes
Beispiel dienen.
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1 ist
ein Blockschaltbild, das ein System darstellt, das das Verfahren
gemäß der Erfindung einsetzt;
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2, 3, 4 zeigen
Diagramme für einen
Vorgang des Extrahierens von Eigenschaften aus einem Signal, das
aus dem System von 1 stammt;
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5 zeigt
ein Kennfeld von Eigenschaften, die über den Vorgang des Extrahierens
extrahiert werden, der beispielhaft in 2, 3 und 4 gezeigt
ist;
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6, 7, 8 und 9 zeigen
Diagramme für
die Klassifizierung von Verschweißungen gemäß dem Verfahren der Erfindung;
und
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10 zeigt
ein Blockschaltbild, das das Verfahren gemäß der Erfindung darstellt.
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Unter
Bezugnahme auf 1 kennzeichnet die Ziffer 1 als
Ganzes ein System zum Steuern der Qualität eines Laserschweißvorgangs.
Das Beispiel betrifft den Fall von zwei Metallblechen 2, 3,
die mit Hilfe eines Laserstrahls L verschweißt werden. Das Bezugszeichen 4 kennzeichnet
insgesamt einen Fokussierkopf mit einer Linse 5, die vom
Laserstrahl L erreicht wird, der von einem Lasergenerator (nicht gezeigt)
stammt und von einem halbverspiegelten Spiegel 6 reflektiert
wird. Die Strahlung E, die vom Schweißbereich emittiert wird, durchläuft den
halbverspiegelten Spiegel 6 und wird von einem ersten Sensor 7,
wie es aus dem vergrößerten Detail
in 1 zu erkennen ist, durch eine Fotodiode 71 aufgenommen,
die einer Fokussierlinse 72 und einem optischen Filter 73,
vorzugsweise einem optischen Filter, zugeordnet ist, das im sichtbaren
Bereich zwischen 300 und 600 nm arbeitet und in der Lage ist, ein
Ausgangssignal desselben entsprechend einem Signal, das die Prozessstrahlung
E* kennzeichnet, d. h., einem Signal, das spektrale und temporäre Eigenschaften
der Strahlung beinhaltet, die am Schweißpunkt erzeugt werden, zu einem
Tiefpassfilter 8a und zu einem Analog-zu-Digital-Wandler 8 zu
senden, der das ge filterte Signal abtastet und es numerisch umwandelt,
um es einem PC 9 zuzuführen,
der mit einer Bezugskarte ausgestattet ist (die nicht in den Zeichnungen
dargestellt ist). Die Bezugskarte ist beispielsweise eine Daten-Bezugskarte
des Typs einer PC-Karte
NI 6110E mit einer maximalen Bezugsrate von 5 Ms/sec.
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Die
Leistung des Laserstrahls L wird ebenfalls vom zweiten Sensor 7a erfasst,
der einen Fotodiodenaufbau aufweist, der im wesentlichen ähnlich jenem
des ersten Sensors 7 ist, wobei der zweite Sensor 7a am
Ausgang ein Signal zuführt,
das die Laserleistung L* kennzeichnet.
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Bei
einer konkreten Ausführungsform
wird ein halbverspiegelter Spiegel 6 als ZnSe-Spiegel verwendet,
der einen Durchmesser von 2 Zoll und eine Dicke von 5 mm hat. Die
Sensoren 7 und 7a enthalten eine Fotodiode mit
einer Spektralempfindlichkeit zwischen 190 und 1100 nm, einer aktiven
Fläche
von 1,1 × 1,1
mm und einem Quartzfenster.
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Der
PC 9 empfängt über den
Wandler 8 die Pegel des Signals entsprechend einer bestimmten optischen
Frequenz und analysiert in Echtzeit den Datenfluss mit Hilfe einer
zugewiesenen Software.
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Das
Verfahren zum Steuern der Qualität
eines Laserschweißprozesses
basiert im wesentlichen auf der Beobachtung der gemeinsamen Eigenschaften
der Signale, die vom ersten Sensor 7 zum Erfassen der reflektierten
Strahlung E und vom zweiten Sensor 7a zum Erfassen der
einfallenden Laserstrahlung L erzeugt werden. Auf diese Weise ist
es möglich,
zwei Typen eines abnormen Verhaltens des Signals zu identifizieren,
die zwei Klassen von schlechten Verschweißungen, nämlich Defekten und Porositäten, entsprechen.
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Die
Defekte sind durch einen Abfall sowohl des Mittelwertes als auch
der Standardabweichung des Signals, das die Prozessstrahlung E*
kennzeichnet, innerhalb einer kurzen Zeit gekennzeichnet, während die
Porositäten
dieselben Eigenschaften des Mittelwertes und der Standardabweichung
des Signals aufweisen, wobei diese Eigenschaften für eine längere Zeit
mit einer größeren Amplitude
andauern. Eine weitere Klasse der Defekte von Interesse ist der
Mangel an Eindringung. Den Hauptunterschied zwischen einer guten
Verschweißung
und einer Verschweißung
mit fehlerhaftem Eindringen erkennt man aus einem lang dauernden
Abfall der Standardabweichung des Signals, das die Prozessstrahlung
E* kennzeichnet.
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Das
vorgeschlagene System und Verfahren wurden auf der Basis dieser
einfachen Beobachtungen entsprechend den Klassen der Defekte entwickelt
und sehen die folgenden Schritte oder Vorgänge voraus, die im Blockschaltbild
von 10 gezeigt sind:
- – ein Vorgang 205 des
Extrahierens der Eigenschaft: dieser besteht aus dem Teil der Signalverarbeitung
zum Beziehen zweier unterschiedlicher Typen von Eigenschaften, nämlich den
Eigenschaften der Standardabweichung CS und den Eigenschaften des
Mittelwertes CM;
- – ein
Vorgang 210 der Kombination der Eigenschaften: die Haupttätigkeit
des Vorgangs sieht das Verschmelzen der Eigenschaften der Standardabweichung
CS und der Eigenschaften des Mittelwertes CM in vorbestimmten Bedingungen zum
Identifizieren kombinierter Eigenschaften CC vor;
- – ein
Vorgang 215 der Klassifizierung der Eigenschaft: dieser
klassifiziert die kombinierte Eigenschaft CC, die über den
Vorgang der Kombination der Eigenschaft bezogen wird, um zu entscheiden,
ob das Signal einer guten Verschweißung oder einer schlechten
Verschweißung
entspricht, d. h. Zuführen
eines Signals am Ausgang, das die Qualität Q kennzeichnet.
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Der
Vorgang 205 des Extrahierens der Eigenschaft bildet einen
Teil der primären
Wichtigkeit für
den effizienten Betrieb des gesamten Verfahrens der Steuerung der
Qualität
der Laserverschweißungen,
da eine präzise
Identifikation der Eigenschaften die Basis für eine gute Klassifizierung
bildet. Dieser Vorgang enthält,
wie es bereits erwähnt
wurde, zwei unterschiedliche Tätigkeiten
zum Extrahieren zweier unterschiedlicher Typen von Eigenschaften.
Bei einer ersten Tätigkeit
werden Eigenschaften für
den Mittelwert CM extrahiert. Sobald eine Unterteilung in vorübergehende
Blöcke
des Signals vorgenommen wurde, das die Strahlung E* kennzeichnet,
wird zu diesem Zweck in einem ersten Schritt ein Mittelwert der Blöcke der
Signale berechnet. Das Format des Blocks ist willkürlich, jedoch
unveränderlich, und wenn
es möglich
ist, überlappen
die Blöcke
nicht. Anschließend
wird dieser Mittelwert des Blocks mit dem Mittelwert des gesamten
Signals E* verglichen. Das zuvor Genannte kann durch die folgende
Beziehung ausgedrückt
werden: CM = findi=1:end(μi ≤ μ – kσ) (1)wobei μ den Mittelwert
des Signals E*, μi den Mittelwert des Blocks von Index i, σ die Standardabweichung
des Signals E* und k eine positive Einstellungskonstante kennzeichnet.
Die Beziehung (1), die oben erscheint, repräsentiert die Suche nach dem Block,
gekennzeichnet als Eigenschaft des Mittelwertes CM, zwischen den
Blöcken
des Index' i von
1 bis end, wobei end den Index des letzten bezogenen Blocks kennzeichnet
und der Mittelwert des Blocks μi um das k-Fache kleiner ist, als der Mittelwert μ des Signals
minus der Standardabweichung des Signals σ. Zusammenhängende Blöcke, die die Bedingung der
Suche erfüllen,
die in Beziehung (1) ausgedrückt ist,
werden miteinander verbunden, um die Mittelwerteigenschaften zu
beziehen. Um dem Prozess der Verbindung größere Stabilität zu verleihen
und um die besten Eigenschaften zu erzielen, werden zwei Blocks
auch in den Fällen
verbunden, in denen der Abstand zwischen ihnen kleiner ist als fünf Blöcke.
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Dargestellt
sind in 2 als Funktion der Zeit t das
Signal, das die Prozessstrahlung E* kennzeichnet und aus dem Schweißprozess
extrahiert wird, der Mittelwert μ dieses
Signals E* und die Blockmittelwerte μi, während mit
zwei horizontalen geraden Linien die Werte gekennzeichnet sind,
die dem Mittelwert μ und
dem Grenzwert μ-kσ entsprechen.
Die Blöcke,
die die Bedingung der Suche erfüllen,
die in der Beziehung (1) ausgedrückt
sind, sind als Eigenschaften des Mittelwertes CM gekennzeichnet
und mit schwarzen Streifen im Diagramm hervorgehoben.
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Der
Vorgang der angewendet wird, um die Eigenschaften der Standardabweichung
CS zu beziehen, gleicht sehr stark jenem Vorgang, der zuvor für die Eigenschaften
entsprechend dem Mittelwert CM beschrieben wurde. Der Hauptunterschied
besteht darin, dass hier ein Parameter von einem Bezugssignal erforderlich
ist; dieser Parameter ist die Standardabweichung des gesamten Bezugssignals σreference.
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Zunächst wird
eine Standardabweichung des Blocks σi berechnet,
worauf die Blöcke
verbunden werden und die Intensität berechnet wird. Um die fehlerhaften
Blöcke
CS zu ermitteln, wird die folgende Beziehung verwendet: CS = findi=1:end(σ ≤ σreference·t1) (2)
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Durch
t1 ist eine Toleranz gekennzeichnet, d. h. ein Parameter, der die
gute Qualität
des Bezugssignals berücksichtigt:
je besser das Bezugssignal ist, desto dichter befindet es sich am
Toleranzwert t1.
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Die
Beziehung (2), die oben erscheint, zeigt die Suche nach dem Block
CS, bezeichnet als Blockeigenschaft für die Standardabweichung CS,
zwischen den Blöcken
des Index' i, die
von 1 bis end reicht, wobei end den Index des letzten bezogenen Blocks
kennzeichnet und die Standardabweichung des Blocks σi kleiner
oder gleich t1 mal die Standardabweichung des gesamten Bezugssignals σreference ist.
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In 3 ist
das Ergebnis der Extraktion der Eigenschaft der Standardabweichung
CS dargestellt, die im wesentlichen analog zum Vorgang der Extraktion
der Eigenschaft des Mittelwertes CM ist.
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Der
Vorgang der Kombination der Eigenschaften sieht die Berücksichtigung
der Eigenschaften des Mittelwertes CM und der Standardabweichung
CS, das Kombinieren derselben und das Identifizieren einer kombinierten
Eigenschaft CC vor, die während
der Klassifikation zur Erkennung von Defekten und Porositäten verwendet
wird. Insbesondere wird eine neue kombinierte Eigenschaft CC nur
dann eingerichtet, wenn eine Eigenschaft eines Mittelwertes CM vorübergehend
eine Eigenschaft der Standardabweichung CS überlagert. Wenn eine Eigenschaft
eines Mittelwertes CM zwei Eigenschaften der Standardabweichung
CS überlagert,
erfolgt die Zuordnung mit jener zwischen den beiden Eigenschaften
der Standardabweichung CS, die die höhere Intensität hat, d.
h. anhand der höheren
Werte der Standardabweichung des Blocks σi erkannt
wird. Der Sinn des Vorgangs der Kombination besteht darin, dass
sowohl die Defekte als auch die Porositäten ihre Gegenwart mit einem
Abfall in beiden Parametern zeigen, d. h. der mittleren Abweichung
und der Stan dardabweichung des Signals, das durch den Prozess bezogen
wird. Um ein mangelndes Eindringen zu identifizieren, werden lediglich
die Eigenschaften der Standardabweichung CS verwendet, die berechnet werden,
wie es unter Bezugnahme auf den Vorgang der Extraktion der Eigenschaften
und auf 3 beschrieben wurde.
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Das
Ergebnis dieses Prozesses ist in 4 dargestellt,
die ein Diagramm ist, das als Funktion der Zeit t auf der oberen
Achse den Mittelwert μ des Signals,
das die Prozessstrahlung E* kennzeichnet, und auf der oberen Achse
die Standardabweichung σ des
Signals zeigt, das die Prozessstrahlung E* kennzeichnet. Durch Rechtecke
sind in 4 die Eigenschaften des Mittelwertes
CM und die Standardabweichung CS dargestellt, die für die Erzeugung
der kombinierten Eigenschaften CC von Bedeutung sind.
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Der
Vorgang der Klassifikation 215 hat die ultimative Funktion
des Unterscheidens zwischen guten Verschweißungen und schlechten Verschweißungen und
das Bereitstellen einer Klassifikation einer Ausgabe für das verschweißte Segment.
Der Vorgang der Klassifikation umfasst zwei Schritte: einen ersten
Schritt der Suche nach Defekten und Porositäten mit Hilfe der kombinierten
Eigenschaften CC, die in der zuvor beschriebenen Art und Weise gewählt werden,
und einen zweiten Schritt der Suche nach einem Eindringmangel mit
Hilfe der Eigenschaften der Standardabweichung.
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Der
Vorgang der Klassifikation sieht die Verwendung eines dreidimensionalen
Raums vor, der jeweils auf den Achsen erscheint, auf denen die Intensität des Mittelwertes,
d. h. die Blockmittelwerte, μi, die Intensität der Standardabweichung, d.
h. die Werte der Blockstandardabweichung, σi und
eine zeitliche Länge
FL der identifizierten kombinierten Eigenschaft CC aufgetragen sind.
Der berücksichtigte Klassifikator
ist parametrisch, und die entsprechenden Freiheitsgrade werden anschließend auf
der Basis eines Satzes von (Eingangs-, Ausgangs-)Abtastungen getrimmt.
In diesem Fall beziehen sich die Eingaben auf die bezogenen Eigenschaften
CC, und die bereitgestellte Ausgabe ist die Qualität der Verschweißung, wie
sie durch eine Bedienperson nach der Prüfung am verschweißten Segment
zugewie sen wird. Der vorliegende Klassifikator ist im Vergleich zum
weiten Feld von Klassifikatoren, das in der Literatur bekannt ist,
von einem besonders kompakten und effizienten Typ, um sowohl die
Exaktheit des Leistungsverhaltens als auch einen geringen Berechnungsaufwand
sicherzustellen, Bedingungen, die eine strenge Echtzeitausführung bei
industriellen Vorgängen
möglich
machen. Der Klassifikator, der bei der bevorzugten Ausführungsform
verwendet wird, basiert auf einem neuralen Feedforward-Netzwerk,
bei dem die Topologie, die Anzahl der Ebenen und die Neuronen willkürlich, jedoch
während
des Schritts des Lernens der Parameter und jenes der Ausführung fixiert
werden.
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In
den folgenden Zeichnungen 5 bis 9 ist die dreidimensionale Darstellung
bezüglich
der Eigenschaften, die aus dem Signal extrahiert werden, das die
Prozessstrahlung E* kennzeichnet, in unterschiedlichen Situationen
des Schweißprozesses
gezeigt. Der Vorgang der Klassifizierung sieht bei einer ersten
Tätigkeit
die Entwicklung von Trenngrenzen zwischen den Klassen vor, die der
Qualität
der Verschweißung
entsprechen und so gut wie möglich sind,
wobei dieser Vorgang während
des Betriebs der Schweißmaschine
die Klassifikation der Qualität
des Segmentes der im Prozess befindlichen Verschweißung über eine
Analyse der Informationen ermöglicht,
die von den Eigenschaften der mittleren Abweichung und der Standardabweichung
empfangen werden.
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Das
dreidimensionale Kennfeld wir nun aus Gründen der Klarheit durch zweidimensionale
Diagramme dargestellt, die zum dreidimensionalen Kennfeld äquivalent
sind, das im Gegensatz dazu hier schwerer darzustellen ist. Somit
ist in 5 ein erstes zweidimensionales Diagramm dargestellt,
das auf der Abszisse die Intensitäten des Mittelwertes μi zeigt
und auf der Ordinate die Intensitäten der Standardabweichung σi darstellt.
Die Qualitätsklassen
der Verschweißung
sind mit den folgenden Symbolen dargestellt:
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- – Quadrate
für gute
Verschweißungen
- – Kreise
für mangelhafte
Verschweißungen
- – Dreiecke
für poröse Verschweißungen
- – Sterne
für Verschweißungen,
bei denen das Eindringen mangelhaft ist
- – "x" für
eine zweifelhafte Klassifikation
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Aus
einer Untersuchung der dreidimensionalen Darstellung in einem Bereich,
der durch höhere Werte
der Intensität
des Mittelwertes μi und der Standardabweichung hervorgehoben
ist, ist zu erkennen, dass in präzise
definierter Art und Weise vier Bereiche gekennzeichnet sind: ein
erster Bereich B1, der Werte defekter Verschweißungen und guter Verschweißungen enthält: ein
Bereich D, der Werte defekter Verschweißungen enthält; ein zweiter Bereich B2,
der Werte guter Verschweißungen
und defekter Verschweißungen
enthält;
und ein Bereich P für
Werte poröser
Verschweißungen.
Jeder dieser Bereiche enthält
zudem Fälle
einer zweifelhaften Klassifizierung.
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Im
Diagramm von 6 ist die dritte Dimension für die zeitliche
Länge FL
dargestellt. Insbesondere ist in 6 der Bereich
D in größerem Detail analysiert,
der defekte Verschweißungen
beinhaltet, wobei die zeitliche Länge FL der Eigenschaft als Funktion
der Intensität
des Mittelwertes μi dargestellt ist. Es wird darauf hingewiesen,
dass sämtliche
zweifelhaften Eigenschaften, die in dem Bereich D enthalten sind,
als Defekte klassifiziert werden können, da die zeitliche Länge FL des
Signals ähnlich
jener der Defekte ist. Es kann somit bestätigt werden, dass dies ein
defekter Bereich ist.
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Der
erste Bereich B1, der sowohl defekte Verschweißungen als auch gute Verschweißungen beinhaltet,
wird im analogen Diagramm von 7 analysiert,
wobei darauf hingewiesen wird, dass sich die Defekte zwischen einem
unteren Schwellenwert TH1 und einem oberen
Schwellenwert TH2 zeitlicher Länge befinden,
während
außerhalb
dieses Bereiches sämtliche
Eigenschaften als guten Verschweißungen entsprechend betrachtet
werden können. Dies
bedeutet, dass, wenn die Intensität des Mittelwertes μi in
einer Zeit verteilt ist, die übermäßig lang oder übermäßig kurz
ist, die Eigenschaft einem Defekt nicht entsprechen kann. Berücksichtigt
man den oberen Teil des Bereiches B1 für Werte der Standardabweichung
zwischen 1 und 10, so findet sich tatsächlich ebenfalls ein Defekt
mit einer zeitlichen Länge
von 0,06, der somit als gut klassifiziert wird. Dies stellt andererseits
keinen Nachteil dar, da, wie es hier im folgenden dargestellt wird,
der Vorgang der Klassifizierung diese Eigenschaft als Mangel des
Eindringens identifiziert. Ähnliche
Argu mente können
auf den zweiten Bereich B2 angewendet werden, der sowohl defekte
Verschweißungen
als auch gute Verschweißungen
enthält.
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Was
den Bereich P von Porositäten
angeht, der sich auf 8 bezieht, enthält dieser
Bereich P von Porositäten
ebenfalls tatsächlich
eine Mischung aus guten Verschweißungen und porösen Verschweißungen.
Auch in diesem Fall ist ein unterer Schwellenwert TH3 und
ein oberer Schwellenwert TH4 einer zeitlichen
Länge definiert.
Eigenschaften mit einer zeitlichen Länge, die innerhalb diese Schwellenwerte
TH3 und TH4 fallen,
werden als porös klassifiziert.
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Um
den Mangel des Eindringens zu definieren, wird eine Bewertung der
Intensität
der Standardabweichung σi als eine Funktion der zeitlichen Länge vorgenommen,
wie sie in 9 gezeigt ist.
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Im
Diagramm von 5 befinden sich die Symbole 'x' für
den Mangel des Eindringens allesamt im oberen Teil der Achse der
Ordinate, jedoch nur, um dies im Bereich des komplexen Diagramms
sichtbar zu machen. Im allgemeinen ist der Modul der Intensität des Mittelwertes μi nicht
wichtig für
die Bewertungen des Mangels des Eindringens. Wie es in 9 zu
erkennen ist, sind innerhalb eines Rechtecks R, das Punkten über bestimmten
gegebenen Werten der Intensität
der Standardabweichung σi und der zeitlichen Länge FL entspricht, Eigenschaften identifiziert,
die einen Mangel des Eindringens kennzeichnen.
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Ohne
Beeinträchtigung
des Prinzips der Erfindung können
natürlich
die Details der Anwendung und der Ausführungsformen umfangreich im
Bezug auf das variieren, was hier lediglich beispielhaft beschrieben
und dargestellt wurde, ohne dadurch vom Geltungsbereich der Ansprüche abzuweichen.