JP2023544500A - 被加工物の誘導溶接 - Google Patents

Abstract

少なくとも１つの被加工物（２０、２１）の少なくとも２つの表面の少なくとも１つの溶接シーム領域（Ａ）の制御された誘導溶接のためのシステムが提供される。本システムは、少なくとも１つの被加工物（２０、２１）と共に配置されるように構成されたインダクタ（１０）と、処理手段（３０）であって、溶接シーム領域（Ａ）が合わせて溶接されるように前記表面の少なくとも１つを誘導加熱するために、前記インダクタ（１０）に交流電圧を印加することによって電磁場を生成し、同時に、生成された前記電磁場に少なくとも基づいて、前記少なくとも１つの被加工物（２０、２１）の少なくとも１つのパラメータ（Ｐ）を測定し、少なくとも１つのパラメータ（Ｐ）の変化を検出し、検出された変化に基づいて、前記少なくとも１つの被加工物（２０、２１）の温度推定値を求めるように構成された処理手段（３０）と、を備えている。

Description

本発明は、少なくとも１つの被加工物の少なくとも２つの表面の少なくとも１つの溶接シーム領域の制御された誘導溶接のためのシステムに関する。本発明は、当該システムを用いて少なくとも２つの表面を誘導溶接する方法にも関する。

近年、輸送時の炭素排出量の削減を主な目標としている自動車産業や航空宇宙産業等において、軽量材料の使用に対する関心が高まっている。例えば、車両や航空機の部品を繊維複合材で製造することが一般的になりつつある。熱硬化性樹脂の代わりに熱可塑性母材が使用されるようになってきており、これによって、例えば誘導溶接による部品の溶接が可能となっている。

このような材料の誘導溶接には、特に温度測定および制御に関していくつかの問題が伴う。例えば、加熱が過度または不十分である部分を被加工物に発生させることなく、溶接区域に対する熱の方向を制御することや、溶接処理を終了するタイミングを見極めることは容易ではない。さらに、熱電対、抵抗温度計、光ファイバセンサ等のセンサを組み付けずに溶接区域の温度を測定することは困難であるが、このようなセンサは、材料の熱的および／または機械的性能に干渉して影響を及ぼす。特に熱電対は、誘導によって加熱されたり、電磁場によって乱されたりする可能性があり、正確な温度の測定が困難になる場合もある。

この種の干渉が発生する測定を回避するために、高温計やその他の外部温度センサ等による間接的な測定等のいくつかの試みがなされているが、コストがかかる、不正確である、複雑な幾何学的配置が必要である等の欠点がそれぞれあり、製造時の再現性が保証されていない。したがって、上記の問題を解決できる新しい誘導溶接手法の開発が必要とされていることは明らかである。

本発明の目的は、従来技術に関連する問題を解決するか、少なくとも軽減することである。この目的は、添付の独立請求項に記載の手法によって達成される。好ましい実施形態は、関連する従属請求項に定義されている。

本発明の一態様によれば、少なくとも１つの被加工物の少なくとも２つの表面の少なくとも１つの溶接シーム領域の制御された誘導溶接のためのシステムが提供される。本システムは、少なくとも１つの被加工物と共に配置されるように構成されたインダクタと、溶接シーム領域が合わせて溶接されるように表面の少なくとも１つを誘導加熱するために、インダクタに交流電圧を印加することによって電磁場を生成するように構成された処理手段とを備えている。処理手段は、同時に、生成された電磁場に少なくとも基づいて、少なくとも１つの被加工物の少なくとも１つのパラメータを測定するようにも構成されている。処理手段はさらに、少なくとも１つのパラメータの変化を検出し、検出された変化に基づいて、少なくとも１つの被加工物の温度推定値を求めるように構成されている。

つまり、インダクタは溶接装置および感知装置の両方として機能する。このため、インダクタは、被加工物を加熱して溶接することと同時にセンサとして機能するように構成されている。

一実施形態においては、処理手段は、求められた温度推定値に基づいて、システムの動作を制御するようにさらに構成される。
一実施形態では、システムの動作の制御は、印加電圧を変更すること、周波数を変更すること、およびインダクタを移動させることの少なくともいずれか１つを含む。

一実施形態においては、システムは、インダクタを移動させるように構成された移動手段をさらに備え、処理手段は、インダクタの移動を制御するようにさらに構成されている。

一実施形態においては、システムは、システムに圧力を加えるように構成された圧力手段をさらに備え、処理手段は、加えられた圧力を制御するようにさらに構成されている。
一実施形態では、圧力は、溶接シーム領域に対して略垂直な方向に加えられる。

一実施形態では、インダクタおよび処理手段は、動作可能に互いに通信する。
一実施形態では、処理手段は周波数変換器を備えている。
一実施形態では、処理手段は、特定の周波数の電圧／電流をインダクタに供給するようにさらに構成される。

一実施形態においては、処理手段によって測定される少なくとも１つのパラメータ（Ｐ）が、電流、電力およびエネルギーの少なくともいずれか１つの周波数、位相角、デューティサイクル、抵抗、インダクタンス、ピーク値、平均値および二乗平均平方根（ＲＭＳ）値の少なくともいずれか１つである。

一実施形態では、温度の推定は、少なくとも１つのパラメータが入力される少なくとも１つのニューラルネットワークを使用すること、少なくとも１つのパラメータが入力される少なくとも１つの伝達モデルを使用すること、および少なくとも２つのパラメータが入力される少なくとも１つの自己回帰モデルを使用することの少なくともいずれか１つによって行われる。

一実施形態においては、少なくとも１つの被加工物は複合材料で形成されている。好適には、複合材料の母材は熱可塑性材料または半結晶性である。母材材料は金属であってもよい。このため、再溶融が可能である。したがって、被加工物が損傷した場合には修理することができ、被加工物のリサイクル性と寿命が向上する。

一実施形態では、被加工物のうちの少なくとも１つは、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）で形成されている。炭素繊維複合材料を使用する利点は、炭素繊維複合材料が半導体材料として分類されることである。したがって、被加工物全体を直接加熱することができる。また、少なくとも１つの被加工物は、熱可塑性母材を有するガラス繊維複合材料またはガラス繊維強化プラスチックであってもよい。ガラス繊維は一般的に炭素繊維よりも安価である。繊維強化材は、いかなる種類の工業用繊維であってもよく、例えば、亜麻繊維、アラミド、超高分子量ポリエチレンＵＨＭＷＰＥ等が挙げられる。複合材は、ガラスおよび炭素繊維等の複数の種類の繊維からなるハイブリッド繊維強化材料であってもよい。例えば、繊維は、連続的もしくは細断された状態、平坦レイアップもしくは編組レイアップ、またはランダムに配向された繊維である。当業者には明らかであるが、種類の異なる繊維およびレイアップは、剛性、密度、コスト、外観、環境への影響、誘電特性等、それぞれ特定の利点を備えている。

一実施形態においては、溶接シーム領域は、第２の被加工物の第２の部分上またはその近傍において、第２の部分に対向するように配置された第１の被加工物の第１の部分によって画定される。被加工物は、チューブを合わせて溶接する場合等、同じ部品に属している場合もある。

本システムの利点は、比較的低コストであり、従来技術よりも設置が複雑でないことである。溶接区域の温度を取得するために外部温度センサを材料の内部に組み込む必要がなく、このような構成は従来技術では見られない。本システムには、インダクタが温度センサおよびヒータの両方として機能する２ｉｎ１の原理が採用されている。処理手段は、電磁場を生成すると同時に、被加工物のうちの少なくとも１つのパラメータを測定して温度を求めるように構成されている。外部温度センサがなくても、システムは適切な温度に到達するように閉ループ方式で動作可能であり、システムが事前に決定された設定に依存する開ループ制御とは異なる。開ループ制御は、良好に機能する場合もあるが、溶接部の加熱が過度または不十分になる可能性が非常に大きい。

本発明に係るシステムの別の利点は、インダクタ自体および周波数変換器等の処理手段のみを使用して、誘導溶接中に溶接区域での温度偏差を推定できることである。例えば熱電対やファイバブラッググレーティング等を構造に組み込むことを必要とせずに、加熱／溶接処理を監視することができる。換言すると、本システムは、材料に対して機械的に干渉することなく、隠れ層の測定を行うことができる。その結果、例えば、溶接時の軽量化と製造コストの削減が可能となる。システムは、電磁信号またはインダクタの特性の差異を測定することと同時に、同じインダクタによって溶接される部品、つまり被加工物を加熱するように構成されている。したがって、被加工物が冷却された状態および加熱された状態のどちらの場合でも、電磁特性の測定を実施できる。溶接接合は、部品の重量および組付けコストを大幅に削減できるが、安定した処理を確実に行うことができる場合のみに適用される。繊維複合材料は、穴が空いた場合その機械的強度が著しく低下するが、溶接部品は、機械的特性を維持し、疲労のリスクを低減させながら、大幅に薄くすることができる。

さらに、システムはより短いサイクル時間で制御された処理を行うことができ、改善された温度制御、圧力手段および適切な溶接時間等によって、２つの被加工物間の適切な接着を保証する。被加工物の過熱が発生する前に処理手段が溶接処理を停止するため、結果として、溶接区域で材料が局所的に過熱するリスクが低減された高品質の溶接を実行することができる。本システムは、温度が不十分となるリスクも低減させる。

第２の態様においては、上記システムを使用して、少なくとも１つの被加工物の少なくとも２つの表面を誘導溶接する方法が提供される。この方法は、少なくとも１つの被加工物と共に配置されるように構成されたインダクタを提供する工程と、処理手段を提供する工程と、溶接シーム領域が合わせて溶接されるように表面の少なくとも１つを誘導加熱するために、インダクタに交流電圧を印加することによって電磁場を生成する工程と、同時に、生成された電磁場に少なくとも基づいて、少なくとも１つの被加工物の少なくとも１つのパラメータを測定する工程とを備える。この方法は、少なくとも１つのパラメータの変化を検出することと、検出された変化に基づいて、少なくとも１つの被加工物の温度推定値を求めることと、をさらに含む。ここで、「共に」は、電磁的に結合されていると定義される。「共に」は、インダクタが少なくとも１つの被加工物から所定の距離に配置されるという観点から定義することもできる。さらに、インダクタは、少なくとも１つの被加工物に電磁的に結合されるように、少なくとも１つの被加工物から所定の距離に配置されるように構成される。

一実施形態では、本方法は、温度推定値に基づいてシステムの動作を制御することをさらに含む。
添付の図面を参照して、本発明の実施形態を例として説明する。

一実施形態に係るシステムの一部を示す斜視図。 一実施形態に係るインダクタを用いた２つの被加工物の２つの表面の溶接を示す図。 一実施形態に係るインダクタを用いた２つの被加工物の２つの表面の溶接を示す図。 一実施形態に係るインダクタを用いた２つの被加工物の２つの表面の溶接を示す図。 一実施形態に係る１つの被加工物の２つの表面の溶接を示す等角図。 一実施形態に係る３つの被加工物の３つの表面の溶接を示す側面図。 一実施形態に係るインダクタの概略上面図。 一実施形態に係るシステムの側面図。 システムとその要素を示す概略ブロック図。 システムの一部を示す概略ブロック図。 システムが共振を超えているときの電圧と電流との関係の例を示す図。 一実施形態に係る、ニューラルネットワークに基づいて温度推定値を求める方法を示す概略図。 一実施形態に係る、伝達モデルに基づいて温度推定値を求める方法を示す概略図。 一実施形態に係る、追加のパラメータ入力を伴う自己回帰モデルに基づいて温度推定値を求める方法を示す概略図。 一実施形態に係る方法を示す概略ブロック図。 処理手段によって実行される方法を示す図。

以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。しかしながら、本発明は、多くの異なる方法で実施可能であり、本明細書に記載の実施形態に限定されると解釈されるべきではない。これらの実施形態は、本開示が完全かつ包括的であり、当業者が本発明の範囲を十分に理解できるように記載されている。添付の図面に示される特定の実施形態の詳細な説明で使用される用語は、本発明を限定することを意図するものではない。図面において、同様の要素には同様の符号が付されている。

図１に、本発明によるシステム１の一部を示す。このシステム１の目的は、溶接する材料または被加工物に対する加熱が過剰または不十分とならないように、電気信号の変化を監視することによって少なくとも２つの被加工物２０、２１を溶接できる処理温度を達成することである。電気信号の変化は、誘導測定によって判断される。誘導電力２は、詳細は後述するが、少なくとも１つの被加工物２０、２１に電流を誘導するインダクタ１０によってもたらされる。

一実施形態では、少なくとも２つの被加工物２０、２１の少なくとも２つの表面が互いに溶接される。少なくとも２つの被加工物２０、２１は、溶接シーム領域Ａにおいて誘導溶接されるように構成されている。溶接シーム領域Ａは、第１の被加工物２０の第１の部分２０’によって画定されている。第１の被加工物２０は、第２の被加工物２１の第２の部分２１’上またはその近傍に配置され、第２の部分２１’に対向している。インダクタ１０は、２つの被加工物２０、２１のうちの少なくとも一方と共に配置されるか、またはその近くに配置される。一実施形態では、２つの被加工物２０、２１は、互いに直接接触することによってインダクタと共に配置される。さらに一実施形態では、２つの被加工物２０、２１は、互いに直接接触することなく、インダクタ１０と共に配置される。ここでは、「共に」は、電磁的に結合されていると定義することもできる。したがって、少なくとも１つの被加工物２０、２１は、インダクタ１０に直接接触してもよく、間接的に接触してもよい。一実施形態では、インダクタ１０は、少なくとも１つの被加工物１０、２０から所定の距離に配置される。換言すると、インダクタは、少なくとも１つの被加工物に電磁的に結合されるように、少なくとも１つの被加工物から所定の距離に配置されるように構成される。所定の距離とは、数ミリメートルまたは数センチメートル以内等の比較的短い距離を意味している。

インダクタ１０は、電磁加熱が可能な被加工物２０、２１に電流を誘導する。被加工物２０、２１は、溶接シーム領域Ａで誘導加熱され、被加工物２０、２１の材料特性に対応する所定の溶融温度または処理温度に達すると、合わせて溶融または融着される。被加工物２０、２１を溶接シーム領域Ａで溶融するために必要な時間は、各被加工物の材料特性および形状によって決まる。

図１に示す実施形態では、被加工物２０、２１は、重ね合わせられたときに溶接される。ここでは、第２の被加工物２１が第１の被加工物２０の上に置かれ、２つのそれぞれの端部上の溶接シーム領域Ａに溶接シームが形成されるため、２つの被加工物２０、２１が側面対側面（ｓｉｄｅ－ｔｏ－ｓｉｄｅ）の構成で溶接される。この配置にはいくつかの変更例が存在する。例えば、第２の被加工物２１を、第１の被加工物２０と平行に横向きに配置し、縁端対縁端（ｅｄｇｅ－ｔｏ－ｅｄｇｅ）の構成でこれらの被加工物を溶接してもよい。他の例としては、側面対縁端（ｓｉｄｅ－ｔｏ－ｅｄｇｅ）の構成（図示せず）が挙げられる。

図１に示す実施形態では、被加工物２０、２１は長方形をなしている。しかしながら、当業者によって理解されるように、被加工物はいずれの形状を有していてもよい。例えば、被加工物は、航空機部品のビームや外板等であってもよい。厚さの範囲は、１ミリメートル以下から１０分の１ミリメートルであり、溶接される被加工物は複雑な形状を有する場合もある。

被加工物２０、２１は、サセプタ（ｓｕｓｃｅｐｔｏｒ）であり、すなわち、電磁エネルギーを吸収して熱に変換する能力を有している。通常、被加工物は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）等の炭素繊維複合材料である。繊維強化材は、いかなる種類の工業用繊維であってもよく、例えば、亜麻繊維、アラミド、超高分子量ポリエチレンＵＨＭＷＰＥ等が挙げられる。複合材は、ガラスおよび炭素繊維等の複数の種類の繊維からなるハイブリッド繊維強化材料であってもよい。例えば、繊維は、連続的もしくは細断された状態、平坦レイアップもしくは編組レイアップ、またはランダムに配向された繊維である。当業者には明らかであるが、種類の異なる繊維およびレイアップは、剛性、密度、コスト、外観、環境への影響、誘電特性等、それぞれ特定の利点を備えている。

被加工物２０、２１は、例えば、各層が隣接する層に対して異なる角度で配置される一方向積層体から形成してもよい。非限定的な例においては、各被加工物が、熱可塑性母材に埋め込まれた例えば１０層の炭素繊維を有している。あるいは、被加工物２０、２１は、細断された炭素繊維等の炭素繊維が、規則的またはランダムに配向された織布から形成してもよい。任意選択的に、織布は、不織布であってもよい。例えば、母材は、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）であってもよく、またはポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）もしくはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の半結晶性熱可塑性材料であってもよいし、アルミニウムやチタン等の金属であってもよい。炭素繊維複合材料は通常、半導体として分類され、直接過熱が可能であり、材料の厚さ全体に効率的に熱が分散される。熱可塑性母材が用いられることによって、被加工物２０、２１を溶融させることが可能であり、これによって、２つの被加工物２０、２１が共有する溶接シーム領域Ａに溶接シームが形成される。

被加工物２０、２１は、ガラス繊維複合材料であってもよい。繊維も、いかなる種類の工業用繊維素材であってもよく、例えば、亜麻繊維、アラミド、超高分子量ポリエチレン等が挙げられる。非限定的な例において、ガラス繊維は、ポリプロピレンベースの母材の強化材として使用してもよい。溶接される被加工物２０、２１がガラス繊維複合材料である場合、２つの被加工物間の境界面に追加の層（図示せず）の配置が必要となる場合もある。これはガラス繊維の断熱特性に起因する。境界面に配置される追加の層は、サセプタと称される場合もある。このサセプタは、例えば、金属または炭素繊維の織布であってもよい。追加の層を構成する織布は不織布であってもよい。追加の層は織布以外のものであってもよい。例えば、追加の層は、溶接される被加工物２０、２１の一方または両方の表面に施されるランダムに配向された炭素繊維であってもよい。

なお、２つの被加工物２０、２１は、異なる材料から形成してもよい。つまり、例えば、第１の被加工物２０、２１は第１の材料からなり、第２の被加工物は第２の材料からなる。上記の実施形態では、１つの被加工物はガラス繊維複合材料で形成し、別の被加工物はサセプタであってもよい。複合材料は、ハイブリッド繊維強化材、例えばガラス繊維および炭素繊維によって構成することもでき、一般的に、少なくとも材料の表面または表面付近に炭素繊維が使用される。図３ｂにこの例を示す。

図１では、被加工物２０、２１に圧力が加えられて、接合される２つの被加工物間の良好な接触が確保されている。圧力は、圧力手段５０を介して加えることができるが、これに関しては図５および図６を参照して後述する。

図２ａ～図２ｃに、被加工物２０、２１に対してインダクタ１０が移動される３つの異なる場合を示す。矢印は指向性を有する動きを示す。図２ａでは、第２の被加工物２１が第１の被加工物２０の上に配置され、重なり合う２つの被加工物間の領域、すなわち第１の被加工物２０第１の部分２０’が第２の被加工物２１の第２の部分２１’に対向している領域によって画定される溶接シーム領域Ａに溶接シームが形成される。ここでは、被加工物は側面対側面の構成で溶接される。

第１の被加工物２０は、第１の面２０ａおよび第２の面２０ｂを有している。第２の被加工物２１は、第１の面２１ａおよび第２の面２１ｂを有している。図２ａに示す実施形態では、第２の被加工物２１は、第１の被加工物２０の上に配置される。第２の被加工物２１の第２の面２１ｂは、第１の被加工物２０の第１の面２０ａに対向して配置される。インダクタ１０は、第１の被加工物２０の第２の面２０ｂの下に配置され、第１の被加工物２０の第１の面２０ａおよび第２の被加工物２１の第２の面２１ｂを間接的に加熱する。

図２ｂでは、側面対側面の構成で被加工物２０、２１が溶接されるが、インダクタが第２の被加工物２１の上に配置されて移動される。
図２ｃでは、第２の被加工物２１は、第１の被加工物２０と平行に横向きに配置され、縁端対縁端の構成で溶接される。ここで、インダクタ１０は、第１の被加工物２０および第２の被加工物２１の両方に沿って移動するように配置および構成される。あるいは、インダクタ１０は、２つの被加工物２０、２１の反対側（下側）に配置されてもよい。

いずれの場合においても、被加工物２０、２１は、支持要素（図示せず）によって支持してもよい。支持要素は、被加工物２０、２１が圧力手段５０と支持要素との間に挟まれるように、圧力手段５０の反対側に配置できる。あるいは、被加工物２０、２１は、ハウジング１１内のインダクタ１０に向かう方向に作用している圧力手段５０の圧力によって生成される支持力によって主に支持されてもよい。この場合、支持手段はインダクタハウジング１１であってもよい。

図２ａ～図２ｃに示すように、インダクタ１０の少なくとも一部の動きは、矢印Ｍによって示される長さ方向であってもよい。この方向は、例えばｘ軸に沿っている。あるいは、移動方向は、表面またはツール上に載置された２つの被加工物２０、２１の長さに沿った方向であってもよい。しかしながら、インダクタ１０は、表面またはツール上に載置された２つの被加工物２０、２１の幅に沿って移動してもよい（断面側面図のみが図２ａ～図２ｃに示されている）。図示されていないが、インダクタ１０が少なくとも１つの被加工物２０、２１の近傍に配置されている限り、単一の実施形態においてインダクタ１０が複数の方向に移動してもよい。好適には、インダクタ１０の平行移動は、移動手段４０によって作動される。これに関しては、図５および図６を参照して後述する。

上記の実施形態では、溶接は、２つの被加工物２０、２１の２つの表面の溶接として説明した。しかし、当業者に理解されるように、単一の被加工物２０、２１の２つの表面を合わせて溶接することもできる。この例を図３ａに示す。ここでは、被加工物２０の２つの表面２０’、２０’’が溶接シーム領域Ａで合わせて溶接されている。この場合は、２つの端部２０’、２０’’が合わさる形状に被加工物が曲げられる。被加工物２０、２１は、４つの角部を有し、四角形の断面を有する金属材の形状に曲げられて溶接されてもよい。円形の断面を有する管状の形状等、他の形状であってもよい。このような場合、被加工物２０、２１は、表面２０’、２０’’を形成する２つの端部を有し、溶接は、同一の半加工品の２つの端部の間の溶接シーム領域Ａに形成される。換言すると、炭素繊維および／またはガラス繊維複合材料で作られた単一の半加工品を合わせて溶接できる。

図３ｂに、３つの被加工物２０、２１、２２の表面が合わせて溶接される実施形態を示す。この例では、２つの被加工物２０、２１は、ガラス繊維複合材料である。これらの被加工物２０、２１を合わせて溶接するために、追加の被加工物２２が導入されている。このような追加の被加工物２２は、サセプタと称して前述した。追加の被加工物２２は、被加工物２０、２１と同じサイズであってもよいし、小さくてもよい。

この構成では、２つの溶接シーム領域Ａ１、Ａ２が形成される。第１の被加工物２０と追加の被加工物２２との間に１つの溶接シーム領域Ａ１が形成され、第２の被加工物２１と追加の被加工物２２との間に１つの溶接シーム領域Ａ２が形成される。

図４に、コンダクタの例示的な上面図を示す。インダクタ１０は、少なくとも１つのコイル１２ａ、１２ｂを備えている。一実施形態では、インダクタ１０は、少なくとも２つのコイル１２ａ、１３ｂを備えている。この構成では、１つのコイルが測定用に割り当てられ、１つまたは複数の追加のコイルが加熱用に構成されている。インダクタ１０に複数のコイルが存在する場合、コイルは相互に電磁的に結合される。

代替的な一実施形態においては、インダクタ１０は単一のコイルを備えている。したがって、単一のコイルは、被加工物の加熱とシステムのパラメータの測定との両方を行うように構成される。

図５に、少なくとも２つの被加工物２０、２１の少なくとも１つの溶接シーム領域Ａの制御された誘導溶接を行うためのシステム１をさらに示す。ここでは、溶接シーム領域Ａに形成された溶接シームは、２つの被加工物２０、２１の間の黒い線として示されている。これは、システム１の側面図である。圧力手段５０が設けられて、システム１に圧力を加える。より具体的には、少なくとも２つの被加工物２０、２１に圧力が加えられて、溶接中の被加工物間の良好な接触が確保される。

インダクタ１０は、ハウジング１１内に配置してもよい。ハウジング１１の目的は、インダクタ１０を、溶接される被加工物２０、２１との接触から保護することである。別の目的は、ワークスペース内のテーブル等の上に支持されるインダクタの底面を安定させることである。インダクタハウジング１１のさらに別の目的は、被加工物２０、２１が圧力手段５０とインダクタ１０との間で適切に接触するように、溶接中に被加工物２０、２１を支持することである。これによって、安定した状態で、制御された溶接処理が保証される。さらに、インダクタハウジング１１によって、インダクタ１０が移動されるときに、制御された安定した状態で移動されやすくなる。さらに、ハウジングは、コイルによって付近の物体が不要に加熱されることを防止する。インダクタ１０を指す別の用語としては、コイルユニット以外に、発熱体が挙げられる。

さらに、システム１は、インダクタ１０に交流電圧を印加することによって電磁場を生成するように構成された処理手段３０も備えている。これによって、２つの被加工物２０、２１が誘導加熱されて、溶接シーム領域Ａが合わせて溶接される。前述したように、インダクタは被加工物を加熱して溶接を行うことと同時に、センサとして機能するように構成されている。「同時に」とは、時を同じくして、または、時を略同じくして、を意味する。したがって、処理手段３０が交流電圧をインダクタ１０に印加して２つの被加工物２０、２１を誘導加熱することによって電磁場を生成することと同時に、処理手段３０は、２つの被加工物２０、２１のうちの少なくとも一方の少なくとも１つのパラメータＰを、生成された電磁場に少なくとも基づいて測定するように構成される。処理手段３０は、少なくとも１つのパラメータＰの変化を検出するように構成されている。この変化に基づいて、処理手段は、被加工物２０、２１の少なくとも１つの温度の温度推定値を求めるようにさらに構成されている。温度推定値については、図９ａ～図９ｃを参照して後述する。

好適には、処理手段３０は周波数変換器３１であるか、または周波数変換器３１を備えている。制御装置として機能してもよい。処理手段３０は、作業者またはユーザに処理情報を提供するためのディスプレイユニット３２と、処理手段３０がインダクタ１０と動作可能に通信するための結合手段３３とをさらに備えていてもよい。換言すると、インダクタ１０と処理手段３０は、結合手段３３を介して動作可能に互いに通信する。移動手段４０も配置されており、処理手段３０およびインダクタ１０の両方に動作可能に結合されている。移動手段４０は、処理手段３０によって受信および／または求められた処理情報に基づいてインダクタ１０を移動させるように構成されている。つまり、処理手段３０は、インダクタ１０の動きを制御するように構成されている。あるいは、インダクタ１０は静止しており、移動手段４０は、被加工物２０、２１をインダクタ１０に対して移動させるように構成されている。

好適には、処理手段は、インダクタが受け取るデータを送信するためのインターフェースをさらに備えている。インターフェースは、任意の適宜な種類を用いることができ、例えば、簡易配線、イーサネット（登録商標）、ＲＳ４８５、ＵＳＢ等のシリアルインターフェース、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）やＷｉＦｉ等のワイヤレスインターフェース等である。

処理手段は、マイクロコントローラ、中央処理装置（ＣＰＵ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）等のプログラム可能な装置、適切なソフトウェアおよび／またはファームウェアを備えたディスクリートデジタルシンセサイザ（ＤＤＳ）および／または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の専用ハードウェアを備えていてもよい。処理手段３０は、ディスクまたはメモリ等のコンピュータ可読記憶媒体に接続してもよいし、備えていてもよい。メモリは、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＦＬＡＳＨ、ＤＤＲ、ＳＤＲＡＭまたはその他のメモリ技術等のコンピュータ可読メモリ用の任意の周知技術を使用して実装できる。

図６に、システム１の一実施形態を示す。このシステム１は、前述のようにインダクタ１０と処理手段３０とを備えている。システム１は、移動手段４０、圧力手段５０および冷却手段６０のうちの１つまたは複数をさらに備えていてもよい。

移動手段４０は、溶接される被加工物２０、２１に対してインダクタ１０を移動させるように構成される。移動手段４０は、処理ユニット３０と動作可能に通信し、インダクタ１０を移動させる駆動ユニット７０と動作可能に通信する。駆動ユニット７０は、移動手段４０の一部であってもよく、または移動手段の外部に配置されてもよい。駆動ユニット７０は、電気モータまたは空気圧アクチュエータ等のモータであってもよい。あるいは、駆動ユニット７０は、ブラシレスＤＣ電気モータであってもよい。ブラシレスＤＣ電気モータはステッピングモータであってもよい。ステッピングモータでは、１回転が複数のステップに等分される。ステッピングモータは、フィードバック用の位置センサを必要とせずに、上記ステップのいずれかに移動して保持できるという利点を備えている。駆動ユニットは、任意の種類のサーボモータであってもよい。

処理手段３０は、駆動ユニット７０に指示して、インダクタ１０を所定の経路に沿って短い刻みで移動させることができる。この刻みは１ｍｍ以下の程度であることが望ましい。駆動ユニット７０は、処理手段３０によって、無線で制御されてもよいし、有線または光ファイバを介して制御されてもよい。駆動ユニット７０は、処理手段３０に関連付けられたメモリに格納された所定のプロトコルに従うように構成されてもよく、および／または、駆動ユニット７０は、処理手段３０のユーザが出した命令に従うように構成してもよい。駆動ユニット７０は、システム１の一部として、またはシステム１と動作可能に通信する別個の外部部品として配置してもよい。

任意選択的に、移動手段４０は、処理手段３０の一部であってもよいし、処理ユニット３０の外部に配置されてもよい。
移動手段４０は、例えば、移動の正確な制御を可能とするトラック、フレーム、ロッドまたは類似の構成を備えていてもよい。さらに、移動手段４０は、ロボットアーム、平行運動ロボットまたはガントリークレーンであってもよい。好適には、移動手段４０は、溶接処理をより好適に制御するために、段階的に移動可能である。移動手段４０は、連続的に移動可能としてもよい。移動手段４０は、手動で駆動してもよい。例えば、移動手段４０は、インダクタ１０の移動を可能にするために、ハウジング内に、長手方向構成（図示せず）に配置し、この長手方向構成に沿って移動してもよい。

一実施形態においては、移動手段４０は、インダクタ１０を異なる位置に配置可能とするために、溶接中に延長または短縮できる伸縮アームを備えていてもよい。
前述したように、システム１は、システム１を冷却するように構成された冷却手段６０を備えていてもよい。冷却手段６０は、処理温度に達して溶接部が形成されている間またはその後に、被加工物２０、２１を冷却するように構成される。冷却は、処理手段３０によって制御できる。例えば、溶接処理が連続的である場合、システム１は、溶接領域を冷却するように構成されたローラーまたは冷却シリンダを備えていてもよい。このローラーまたは冷却シリンダは、被加工物２０、２１を横断するインダクタ１０の後方に配置してもよい。あるいは、インダクタ１０は、熱伝導と称されるプロセスによって、新たに溶接された領域を冷却してもよい。この場合、例えば、冷却処理に伴うエネルギー損失を回収するために、システム１と共に配置された吸引要素を設けてもよい。

システム１は、被加工物２０、２１に圧力を加えるように構成された圧力手段５０をさらに備えている。図５では、インダクタ１０は、２つの被加工物２０、２１の下に配置され、被加工物は、圧力手段５０とインダクタ１０との間に挟まれている。一般的には、圧力手段５０およびインダクタ１０は、溶接される２つの被加工物２０、２１の対応する側に配置され、溶接される領域にわたって互いに追従する。インダクタ１０および圧力手段５０は、反対側に配置してもよい。この例は図２ｂおよび図２ｃに示されており、ここでは、インダクタ１０が第２の被加工物２１の上に配置され、圧力手段５０が第１の被加工物２０に接触するように配置されている。

処理手段３０は、加えられる圧力を制御するように構成される。処理手段は、インダクタからの出力に基づいて加えられる圧力を制御する。通常、圧力は、少なくとも２つの被加工物２０、２１の溶接シーム領域Ａに対して略垂直な方向に加えられる。これを図１および図３に示す。

次に、図７を参照して、システム１の別の部分を示す。図７には、少なくとも１つのパラメータＰを測定する処理の一部が示されている。ここで、周波数Ｆ、電流Ｉおよび電圧Ｖは、インダクタへの入力であり、これに対し、インダクタは出力として少なくとも２つの被加工物２０、２１のパラメータＰを処理手段３０に送る。周波数Ｆ、電流Ｉおよび電圧Ｖはすべて、処理手段３０によって入力として最初に供給される信号の例である。

動作時には、特定の周波数Ｆを有する電圧Ｖ／電流Ｉに対応する入力として特定の電磁信号を処理手段３０から受信したインダクタ１０によって被加工物２０、２１が誘導加熱される。これらの信号（電力出力）のうちの少なくとも１つの周波数は、一定であってもよいし、増加させてもよい。インダクタ１０が被加工物２０、２１を加熱して溶接シーム領域Ａにおいて溶接を行うと同時に、被加工物２０、２１の電磁信号またはパラメータＰがインダクタ１０によって感知される。パラメータＰは、インダクタ１０を介して処理手段３０に送られる。処理手段３０は、少なくとも１つのパラメータＰを測定し、少なくとも１つのパラメータＰの変化を検出／評価するように構成されている。換言すると、処理手段３０は、少なくとも１つのパラメータＰを所定の基準値と比較することによって評価するように構成されている。

所定の基準値は、システムのモデル化／識別によって得てもよいし、ＡＩモデルから得てもよい。通常、値は以前の入力データから計算される。所定の基準値は、例えば、溶接される被加工物２０、２１の材料特性であってもよい。

また、処理手段３０は、少なくとも１つのパラメータＰの変化の上記評価に基づいてシステム１の動作を制御するように構成される。測定されたパラメータＰに基づいて、溶接シーム領域Ａにおいて適切な溶接温度に達したと処理手段３０が判断した場合、溶接処理が変更される。溶接処理の変更は、溶接処理の停止または変更によって行われ、例えば、温度を維持すること、移動手段４０によってインダクタ１０を移動すること、および／または、冷却手段６０によって溶接シーム領域Ａを冷却すること等によって行われる。他の例としては、印加電圧および／または周波数や、圧力手段５０によって加えられる圧力を変更することが挙げられる。このような動作／事象はすべて、処理手段３０によって決定されることが望ましい。

換言すると、システム１は以下のように機能する。被加工物２０、２１またはインダクタ１０のいずれかを移動させる移動手段４０は、インダクタ１０からの出力に基づいて、処理手段３０を介して制御される。この出力は、溶接される被加工物２０、２１の材料特性の変化によって生じる電磁信号またはパラメータＰの形で出される。また、圧力手段５０は、インダクタ１０からの出力に基づいて、処理手段３０を介して制御される。さらに、冷却手段６０も、インダクタ１０からの出力に基づいて、処理手段３０を介して制御される。最後に、処理手段３０からの出力または指令は、インダクタ１０からの出力に基づいて決定される。この相互作用は、一種のフィードバックシステムとみなすことができる。

前述したように、処理手段３０は、特定の周波数Ｆの電圧Ｖ／電流Ｉに対応する入力信号をインダクタ１０に印加することによって電磁場を生成するように構成されている。これらの信号は、例えば図７に示されるように、周波数Ｆ、電流Ｉまたは入力電圧Ｖ等であってもよい。被加工物２０、２１が誘導加熱され、被加工物の電磁特性が変化すると、インダクタ１０では、処理手段３０によって生成された入力値と比較して電磁信号が変化する。被加工物の加熱によって生じる電磁信号またはパラメータＰのこのような変化は、インダクタ１０を介して送信され、処理手段３０によって検出される。例えば、処理手段３０または周波数変換器によって測定される少なくとも１つのパラメータＰは、電流、電力および／またはエネルギーの周波数、電圧と電流との間の位相角、デューティサイクル、抵抗、インダクタンス、ピーク値、平均値、二乗平均平方根（ＲＭＳ）値等のうちの少なくとも１つである。位相角を測定する代わりに、共振周波数の変化等、同じ位相シフトを起こす他の電気信号を測定してもよい。

溶接中には、被加工物２０、２１の電気特性またはパラメータＰの変化により、インダクタのインピーダンスが変化する。例えば、被加工物が存在する状態および存在しない状態で、抵抗およびインダクタンスの差をそれぞれ測定することによって、溶接シーム領域Ａにおける温度変化の指標を得ることができる。システム１に設けられた電気回路は、インピーダンスが純粋な抵抗と等しくなる特定の共振周波数において顕著となる振動挙動を有している。位相角は、電圧と電流との間のずれとして定義できる。共振時、位相角はゼロになる。図８には、システム１が共振に近づくときの周波数変換器からの出力が示されている。図からわかるように、出力電圧は変形方形波に似ている。これに対し、共振では、電流は正弦波に似ている。

溶接中に２つの被加工物２０、２１同士を適切に接触させるために圧力手段５０によって被加工物２０、２１に加えられる圧力は、コイルの抵抗およびインダクタンスの両方に影響を与える。

少なくとも１つのパラメータＰの変化を検出する以外に、処理手段３０は、少なくとも１つのパラメータＰを所定の基準値と比較することによって、少なくとも１つのパラメータＰを評価するように構成されている。所定の基準値は、例えば、シミュレーションデータ、システムモデリングまたはＡＩ等に基づいて以前に取得された入力値である。これについては詳細を後述する。値は以前の値に依存する場合もある。さらに、処理手段３０は、この評価に基づいて、印加電圧を変更することや、インダクタ１０を移動させること等によって、システム１の動作を制御するように構成される。交流電圧の印加に加えて、処理手段３０は、電流Ｉおよび／または周波数Ｆを入力信号としてインダクタ１０に供給するようにも構成されている。

例えば位相角および出力周波数がわかれば、インダクタ１０が検出した値を、システムモデルまたはＡＩを使用して得られた所定の基準値と比較することによって、溶接シーム領域Ａの温度を推定できる。前述のパラメータＰまたは電気信号が周波数変換器によって検出および測定されることによって、溶接シーム領域Ａつまり溶接区域の温度を推定できる。初期値は、局所的な材料特性、形状、厚さ等によって異なるが、通常、母材材料が溶融するときには反応が変化するため、検出が可能となる。これは、目標／処理温度の付近または前後の温度を正確にモデル化する際に有用である。

これらのパラメータＰを測定し、温度を推定することによって、システム１は、溶接シーム領域Ａ、すなわち被加工物２０、２１の間の境界面が適切な処理温度に達したタイミングを判断することができるため、溶接処理の制御が可能である。処理温度に達すると、被加工物２０、２１が十分に溶融したことが、処理手段３０に対して示される。移動手段４０は、処理手段３０から入力信号を受信して、少なくとも２つの被加工物２０、２１の現在の溶接シーム領域Ａに対して移動させる。圧力手段５０は、インダクタ１０の動きに追従可能である。必要に応じて、可能な滞在時間も制御手段に組み込むことができる。

別の実施形態では、インダクタ１０および圧力手段５０は静止状態に保持され、代わりに、被加工物２０、２１が動かされる。さらに、測定されたパラメータＰに基づいて圧力を変化させてもよい。被加工物２０、２１の特定の領域が適切に溶接されたとシステム１が判断すると、圧力手段５０は、圧力手段５０による圧力の印加を停止するか否かを示す入力を、圧力手段５０を制御する処理手段３０から受け取る。

図９ａ～図９ｃに、温度を推定する別の方法を示す。処理手段３０は、検出されたパラメータの変化に基づいて温度推定値を求めるように構成されている。温度推定は、ニューラルネットワーク、１つもしくは複数の伝達関数および／または自己回帰モデルに基づいて行うことができる。温度推定は、少なくとも１つのパラメータの変化を評価することに基づいて行う。

温度の推定は、少なくとも１つのパラメータＰが入力されるニューラルネットワークによって行うことができる。温度を正確に推定するためには、膨大な量のデータを用いてニューラルネットワークを訓練する必要がある。ニューラルネットワークは、処理手段に自己学習アルゴリズムを実装できる好適な手法である。あるいは、溶接区域の温度の推定は、少なくとも１つのパラメータＰが入力される任意の種類の伝達関数モデルを使用して実行してもよい。さらに別の例では、少なくとも１つの追加パラメータＰが入力される任意の種類の自己回帰モデルを使用して温度推定が行われる。いずれの方法においても、以前に記録されたデータと、少なくとも１つのパラメータＰの変化とを組み合わせることによって求められる。

図９ａに、ニューラルネットワークの概略図を示す。一実施形態では、少なくとも１つの表面の温度の推定は、パラメータＰのうちの少なくとも１つがモデルに入力されるニューラルネットワークを用いて行われる。モデルまたはニューラルネットワークの特定のパラメータは、この種類のモデルに関連付けられた自己学習アルゴリズムによって、時間の経過とともに変化する可能性がある。

図９ｂは、伝達モデル構造の概略図である。一実施形態では、少なくとも１つの表面の温度の推定は、少なくとも１つのパラメータＰが入力される１つまたは複数の伝達モデルを用いて行われ、一般的には、正確な結果を得るためには少なくとも１つの非線形関数を必要とする。

図９ｃに回帰モデルの模式図を示す。一実施形態では、少なくとも１つの表面の温度の推定は、少なくとも１つの追加のパラメータＰが入力される自己回帰モデルを用いて行われ、一般的には、正確な結果を得るためには少なくとも１つの非線形関数を必要とする。この実施形態では、回帰モデルは非線形ＡＲＸモデルである。このようなモデル構造によって、ウェーブレットネットワークやシグモイドネットワーク等の柔軟な非線形関数を使用して、複雑な非線形動作のモデルを構成できる。非線形ＡＲＸモデルは、モデルリグレッサおよび非線形性エスティメータで構成される。非線形性エスティメータは、好適には、モデルリグレッサに作用してモデル出力を行う線形関数と非線形関数の両方を含む。

図１０ａに、上記のシステム１を使用して少なくとも２つの被加工物２０、２１を誘導溶接する方法１００を示す。この方法では、まず、インダクタ１０が提供される（１０５）。インダクタ１０は、少なくとも１つの被加工物に電磁的に結合されるように、被加工物２０、２１の少なくとも１つと共に配置、すなわち被加工物２０、２１の少なくとも１つから所定の距離に配置されるように構成されている。処理手段３０も提供される（１１０）。交流電圧が処理手段３０によってインダクタ１０に印加され、その結果、電磁場が生成される。目的は、少なくとも２つの被加工物２０、２１を誘導加熱して、２つの被加工物２０、２１の間の溶接シーム領域Ａに溶接シームを形成することである。交流電圧Ｖは、インダクタ１０への入力信号であり、処理手段３０を介して印加される。しかしながら、この方法は、インダクタ１０に入力電圧のみを印加することに限定されない。電流Ｉまたは周波数Ｆ等の他の電磁信号を用いてもよい。生成された電磁場によってインダクタ１０が被加工物２０、２１を加熱することと同時に、生成された電磁場に少なくとも基づいて２つの被加工物２０、２１の少なくとも一方の少なくとも１つのパラメータＰを、インダクタ１０が感知して処理手段３０が測定する（１２０）。被加工物２０、２１が電磁場にさらされると、パラメータＰ（電磁信号）が変化する。これは、溶接中の被加工物２０、２１の材料特性の変化によるものである。処理手段３０は、少なくとも１つのパラメータの変化を検出する（１２５）ように構成されている。パラメータの変化が検出されると、処理手段３０は、この変化に基づいて少なくとも１つの被加工物の温度推定値を求める（１３０）ように構成されている。したがって、処理手段３０は、生成された電磁場に起因して発生する少なくとも１つの被加工物２０、２１の少なくとも１つのパラメータＰの変化を測定することによって、少なくとも１つの被加工物２０、２１の温度推定値を求めるように構成されている。

図１０ｂに、上記システム１における処理手段３０の特定の介在および動作を示す。前述したように、処理手段３０は、インダクタ１０によって被加工物２０、２１内に電磁場を生成する（１１５）。インダクタは、被加工物を加熱して溶接することと同時にセンサとして機能するように構成されている。したがって、電磁場が生成され、溶接シームが形成される溶接シーム領域Ａにおいて被加工物２０、２１が加熱されることと同時に、被加工物２０、２１の少なくとも一方の少なくとも１つのパラメータＰを、インダクタ１０が感知するとともに処理手段３０が測定する（１２０）。溶接中の被加工物２０、２１の材料特性の変化により、被加工物２０、２１が電磁場（インダクタ１０からの誘導電流）にさらされると、パラメータＰが変化する。

インダクタ１０は、パラメータＰに影響を与え、１つまたは複数の信号を処理手段３０に送信する。処理手段３０は、少なくとも１つのパラメータＰの変化を検出し（１２５）、この少なくとも１つのパラメータＰまたは信号を評価する。検出されたパラメータの変化は、少なくとも１つの被加工物２０、２１の温度の温度推定値を求める（１３０）ために使用される。

求められた（１３０）温度推定値に基づいて、処理手段３０は、システム１の動作を制御する（１３５）。これは、印加電圧Ｖを変更すること（１３６）、移動手段４０によってインダクタ１０の移動させること（１３７）、圧力手段５０によって加えられる圧力を変更すること（１３８）、冷却手段６０によって行われる冷却を変更すること（１３９）、またはこれらの組み合わせの１つもしくは複数によって達成される。一実施形態では、電流は推定温度に基づいて変更される。処理手段３０が、温度が上昇していると判断した場合、電流が下げられる。逆に、温度が下降していると判断された場合、電流が上げられる。

適切な処理温度に達するまでに要する時間は、材料、形状および／または厚さによって異なる。処理温度は、例えば１８０℃～４４０℃であってもよいが、これより高くてもよい。したがって、フィードバックによって溶接区域の正確な温度推定を行うことができる。さらに、被加工物２０、２１の温度プロファイルは、インダクタ１０に最も近い層におけるポリマーの熱劣化を回避するために有益である。溶接処理は、例えば、被加工物２０、２１が瞬間的に加圧および加熱されるスポット溶接によって実行されてもよい。あるいは、溶接方法は、連続的な処理または段階的な静的処理によって実行されてもよい。後者の場合、溶接シーム領域Ａの溶接シームの長さは例えば２００ｍｍに形成され、次いで、インダクタが１８０ｍｍ移動してから、次の２００ｍｍの溶接シームが形成される。この場合、溶接シーム間に重なり合う部分が形成される。

本発明の概念に係るシステムの利点は、溶接シーム領域Ａ内に加熱処理の残留物を残さないという意味で非侵襲的であることである。このような残留物の例としては、温度測定用の熱電対やファイバブラッググレーティングが挙げられる。溶接シーム領域で加熱が行われる場合、溶接シームは、炭素繊維を包囲する母材から溶融した熱可塑性材料のみで構成される。

Claims (15)

1. 少なくとも１つの被加工物（２０、２１、２２）の少なくとも２つの表面の少なくとも１つの溶接シーム領域（Ａ）の制御された誘導溶接のためのシステムであって、
   前記少なくとも１つの被加工物（２０、２１、２２）と共に配置されるように構成されたインダクタ（１０）と、
   処理手段（３０）であって、
   前記溶接シーム領域（Ａ；Ａ１、Ａ２）が合わせて溶接されるように前記表面の少なくとも１つを誘導加熱するために、前記インダクタ（１０）に交流電圧を印加することによって電磁場を生成し、
   同時に、生成された前記電磁場に少なくとも基づいて、前記少なくとも１つの被加工物（２０、２１、２２）の少なくとも１つのパラメータ（Ｐ）を測定し、
   前記少なくとも１つのパラメータ（Ｐ）の変化を検出し、
   検出された前記変化に基づいて、前記少なくとも１つの被加工物（２０、２１、２２）の温度推定値を求めるように構成された処理手段（３０）と、を備えたシステム。
2. 前記処理手段（３０）が、求められた前記温度推定値に基づいて、前記システムの動作を制御するようにさらに構成されている、請求項１に記載のシステム。
3. 前記システムの動作の制御が、印加電圧を変更すること、周波数を変更することおよび前記インダクタ（１０）を移動させることの少なくともいずれか１つを含む、請求項２に記載のシステム。
4. 前記インダクタ（１０）を移動させるように構成された移動手段（４０）をさらに備え、前記処理手段（３０）が、前記インダクタ（１０）の移動を制御するようにさらに構成されている、請求項１～３のいずれか一項に記載のシステム。
5. 前記システムに圧力を加えるように構成された圧力手段（５０）をさらに備え、前記処理手段（３０）が、加えられた前記圧力を制御するようにさらに構成されている、請求項１～４のいずれか一項に記載のシステム。
6. 前記温度の推定が、
   前記少なくとも１つのパラメータ（Ｐ）が入力される少なくとも１つのニューラルネットワークを使用すること、
   前記少なくとも１つのパラメータ（Ｐ）が入力される少なくとも１つの伝達関数モデルを使用すること、および
   少なくとも２つのパラメーター（Ｐ）が入力される少なくとも１つの自己回帰モデルを使用することの少なくともいずれか１つによって行われる、請求項１～５のいずれか一項に記載のシステム。
7. 前記インダクタ（１０）および前記処理手段（３０）が、動作可能に互いに通信する、請求項１～６のいずれか一項に記載のシステム。
8. 前記処理手段（３０）が周波数変換器（３１）を備えている、請求項１～７のいずれか一項に記載のシステム。
9. 前記処理手段（３０）が、特定の周波数を有する電圧／電流を前記インダクタ（１０）に供給するようにさらに構成されている、請求項１～８のいずれか一項に記載のシステム。
10. 前記処理手段（３０）によって測定される前記少なくとも１つのパラメータ（Ｐ）が、電流、電力およびエネルギーの少なくともいずれか１つの周波数、位相角、デューティサイクル、抵抗、インダクタンス、ピーク値、平均値および二乗平均平方根（ＲＭＳ）値の少なくともいずれか１つである、請求項１～９のいずれか一項に記載のシステム。
11. 前記少なくとも１つの被加工物（２０、２１）が複合材料で形成されている、請求項１～１０のいずれか一項に記載のシステム。
12. 前記少なくとも１つの被加工物（２０、２１）が、炭素繊維または炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）で形成されている、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記インダクタ（１０）が、単一のコイルを備えている、請求項１～１２のいずれか一項に記載のシステム。
14. 前記インダクタ（１０）が、互いに電磁的に結合された複数のコイルを備えている、請求項１～１２のいずれか一項に記載のシステム。
15. 請求項１～１４のいずれか一項に記載のシステムを使用して、少なくとも１つの被加工物（２０、２１、２２）の少なくとも２つの表面を誘導溶接する方法（１００）であって、
    前記少なくとも１つの被加工物（２０、２１、２２）と共に配置されるように構成されたインダクタ（１０）を提供する工程（１０５）と、
    処理手段（３０）を提供する工程（１１０）と、
    溶接シーム領域（Ａ；Ａ１、Ａ２）が合わせて溶接されるように前記表面の少なくとも１つを誘導加熱するために、前記インダクタ（１０）に交流電圧を印加することによって電磁場を生成する工程（１１５）と、
    同時に、生成された前記電磁場に少なくとも基づいて、前記少なくとも１つの被加工物（２０、２１、２２）の少なくとも１つのパラメータ（Ｐ）の変化を測定する工程（１２０）と、
    前記少なくとも１つのパラメータ（Ｐ）の変化を検出する工程と、
    検出された前記変化に基づいて、前記少なくとも１つの被加工物（２０、２１、２２）の温度推定値を求めることと、を備える方法。

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