WO2023016808A1 - Prüfverfahren zur prozessqualitätsüberprüfung und prüfvorrichtung - Google Patents

Prüfverfahren zur prozessqualitätsüberprüfung und prüfvorrichtung Download PDF

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WO2023016808A1
WO2023016808A1 PCT/EP2022/071082 EP2022071082W WO2023016808A1 WO 2023016808 A1 WO2023016808 A1 WO 2023016808A1 EP 2022071082 W EP2022071082 W EP 2022071082W WO 2023016808 A1 WO2023016808 A1 WO 2023016808A1
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detection sensor
joint
detection
classified
conspicuous
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PCT/EP2022/071082
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English (en)
French (fr)
Inventor
Meiko Boley
Reiner Ramsayer
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
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    • G05B19/41875—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by quality surveillance of production
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    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/37—Measurements
    • G05B2219/37217—Inspect solder joint, machined part, workpiece, welding result

Definitions

  • the present invention relates to a test method for checking process quality using the example of a joint, in particular a welded joint on a component, in particular a bipolar plate of a fuel cell, in particular for a motor vehicle. Furthermore, the invention relates to a test device for carrying out the test method.
  • Process monitoring plays an increasingly important role in today's manufacturing processes. Especially because the quality goals are getting higher and higher and time-consuming manual checks are to be reduced or in many cases a manual check, such as a visual check, is too error-prone or relevant, quality-determining errors cannot be clearly detected.
  • test duration is longer than the production duration, so that several test systems have to be operated in parallel to keep to the cycle time.
  • all manufactured components must be 100% tested, since the process assurance systems available today at the individual process stations do not have a sufficiently high level of reliability, especially with regard to "slippage", which would allow the 100% test of the product to be omitted permit.
  • a laser welding process is to be considered below as an example of the invention, as is used, for example, in the production of a bipolar plate of a fuel cell.
  • the production time in terms of the cycle time or process time of the laser welding process, is in the range of a few seconds.
  • the process speeds are therefore very high.
  • a 1 m weld seam is produced in less than 1 s.
  • Feed speeds in the range of up to several m/s are not uncommon here.
  • the sensor data that is recorded in the processes and the data that is collected, for example, via a visual inspection are usually evaluated using simple statistical methods.
  • envelope curves are used for signal curves from simple sensors, reference data sets or, in the simplest case, an error catalog on good/bad.
  • the present invention shows a test method with the features of independent claim 1 and a test device with the features of independent claim 10. Further features and details of the invention result from the dependent claims, the description and the drawings. Features that are described in connection with the test method according to the invention also apply in connection with the test device according to the invention and vice versa, so that the disclosure of the individual aspects of the invention is or can always be referred to alternately.
  • the present invention shows a test method for checking the process quality of a joint, in particular a welded joint on a component using a testing device.
  • the method comprises the following method steps: a) detection of the joint connections of the component by at least one first detection sensor of the testing device, b) evaluation of the detected joint connections by an evaluation unit of the testing device, with the joint connections being classified as inconspicuous or as conspicuous by the evaluation unit, c) Detection of the joints classified as conspicuous by at least one second detection sensor of the testing device, the second detection sensor having a higher test level than the first detection sensor, d) evaluation of the newly detected joints by the evaluation unit, the joints being classified as normal or as conspicuous again by the evaluation unit is classified.
  • a procedure is proposed in which sensor data is recorded by at least two detection sensors in such a way that data sources can also be evaluated which otherwise could not be used for 100% in-line monitoring due to the data rate and/or evaluation speed.
  • This makes it possible to use data sources with a very high information density, such as high-speed camera data, for in-line process monitoring.
  • a transfer of the basic idea of the sensor cascade to other components, requirements, processes, sensor signals, test requirements is intended and possible within the scope of the invention.
  • the proposed test method can therefore be used for other manufacturing processes. Especially where the testing effort, the testing time and/or the costs are significantly higher than the manufacturing time and/or costs.
  • the test procedure for adhesive connections and/or coating processes can be used as an example.
  • one or more rapid sensors with a high temporal resolution, but therefore with reduced accuracy or detection reliability are therefore preferably used.
  • one or more fast photodiodes can be used to monitor the laser process at several 100 kHz.
  • the irregularities in the signal or signals cannot always be clearly assigned to an error pattern and not every abnormality leads to an error-prone part. Not all relevant information is contained in the signal, so to speak, and/or is falsified and/or superimposed by irrelevant information. That is the reason why, in practice, these signals in systems that only use such sensors then have either too high pseudo error rates or too high slip, neither of which is optimal for series production and then further test steps are still necessary or not can be replaced.
  • These sensor signals from the fast sensors of the first stage of the cascade are preferably evaluated 100%.
  • the data from the first detection sensor is preferably evaluated using an algorithm and signal areas are identified, so-called events, in which the probability of a relevant fault in the component is high.
  • a fused signal can also be calculated in which several individual signals are evaluated together.
  • only those data areas are then preferably analyzed which were classified as relevant and/or conspicuous by the previous stage. Since typically only very few faulty parts are manufactured in a stable series, only very few areas of the signals, in terms of the events described above, have to be considered in more detail. This means that a significantly higher data rate that can be processed is available in these areas.
  • regions are preferably also identified from the available data, in which the sensor data of a next sensor in the cascade are evaluated.
  • faulty parts are preferably identified which, however, were not discovered by the test method.
  • the evaluation and/or the algorithm for the evaluation can be trained if parts which were identified as faulty/conspicuous by the testing method but were fault-free/unconspicuous are evaluated as fault-free/unconspicuous.
  • the cascade, the detection sensors and/or the evaluation unit can go back from the final test and the individual evaluation process steps of the cascades can be trained and/or they can train themselves using a corresponding algorithm.
  • the testing method and/or the testing device is therefore constantly learning and optimizing itself, in particular with regard to the selection of the events for the next cascade.
  • the cascade can also be optimized via buffers or by relocating sensors to subsequent stations by means of a targeted arrangement of the sensors along a production chain in the case of rarely occurring faulty parts.
  • the picture can also be taken in one of the subsequent stations. If a stable series with a small proportion of defective parts is assumed, the evaluation should not be carried out for each of the components. There is more time than the pure cycle time to analyze the data and define the relevant/conspicuous seam area, for example in a photo.
  • the sensor cascade and the preferably self-learning test method and/or test device with the feedback loop can be used to select which parts are fault-free with a very high probability or which parts have undergone a test Need to become.
  • the test method and/or the test device thus preferably constantly optimizes itself and further improves the detection rate in such a way that more and more components can gradually go through the bypass and no further test stations have to be built during the ramp-up.
  • Process steps a) to d) are preferably carried out in the order listed for a respective component.
  • Process steps for subsequent components are carried out in parallel and/or one after the other.
  • Individual method steps or groups of method steps can be carried out repeatedly.
  • the classification and/or evaluation of a joint is carried out for the complete joint or for a segment of the joint.
  • the classification of a joint as conspicuous or inconspicuous takes place, for example, as a comparison between a detected actual value by one of the detection sensors and a target value, in particular a stored and/or specified target value, by the evaluation unit.
  • the evaluation unit can enable the joining connection to be classified by means of anomaly detection or peak detection.
  • a higher level of verification is to be understood within the scope of the invention as an increase, for example, in the recorded details, meaningfulness, accuracy, resolution and/or other variable level of verification.
  • a test method configured in this way is particularly advantageous because it makes it possible to check the process quality of a joint on a component in a particularly simple manner, with the test method enabling a small time delay through the test, detection and/or evaluation in a particularly simple manner.
  • a joint classified as conspicuous is always tested by a further detection sensor until the last detection sensor of the test device has been reached.
  • a component with a joint connection classified as inconspicuous by one of the detection sensors is no longer checked any further.
  • the component with a joint connection classified as inconspicuous by one of the detection sensors skips further detection by subsequent detection sensors.
  • the evaluation of the recorded data by the detection sensors can be carried out by a common evaluation unit or by a large number of evaluation units.
  • the test method according to the invention and the test device according to the invention preferably have three to ten, in particular 4 to 6, detection sensors and corresponding detection method steps. Each subsequent detection sensor has an increased test level compared to a preceding detection sensor. The last, nth detection sensor thus represents the detection sensor with the highest test level Testing, recording and / or evaluation particularly easy.
  • the joint connection is detected by the at least one first, second, third and/or nth detection sensor of the test device sequentially in terms of location and/or time.
  • the detection of the joint connection preferably takes place sequentially in terms of location and/or time.
  • the components whose joint connection is to be recorded and evaluated pass through the individual method steps one after the other, with the different method steps for different components preferably being carried out in parallel in terms of time and/or location.
  • a test method that the detection of what is classified as conspicuous Component by the at least one second detection sensor, the at least one third and / or nth detection sensor based on the detection of the component by one of the previous detection sensors.
  • a focus of the detection of the second detection sensor is carried out in terms of location, time and/or in relation to the degree of testing in relation to the detected and evaluated data of the first detection sensor.
  • a second detection sensor is preferably focused on a point of the joint at which the first detection sensor has detected a possible abnormality.
  • the at least one first detection sensor detects the component with a higher temporal resolution, with a lower data rate and/or with a faster evaluation time than the at least one second, third and/or nth Detection sensor detected.
  • the recording rates of the first detection sensor are preferably the highest and are, for example, in the range of several 10 kHz, in particular over 100 kHz, in order to enable rapid detection and not delay the manufacturing process of the components, or delay it only slightly.
  • the subsequent detection sensors have an increasingly lower temporal resolution, in particular with increased accuracy and/or detection reliability being achieved as a result.
  • a test method designed in this way enables the joints to be recorded as quickly and sufficiently accurately as possible, in particular in the case of a 100% test of the joints of the components.
  • the at least one first, second, third and/or nth detection sensor is designed as an optical detection sensor, in particular as a photodiode, and/or as a thermal sensor.
  • At least the following detection sensors are preferred for recording high-resolution high-speed videos and/or thermal images designed.
  • the design of the detection sensors as optical detection sensors, in particular as photodiodes advantageously allows the degree of testing for the individual detection sensors to be adjusted.
  • the at least one first, second, third and/or nth detection sensor is preferably designed as an optical detection sensor and as a thermal sensor. A method designed in this way is particularly advantageous since the joint connection can be detected in a particularly cost-effective manner and with simple means.
  • the component is detected by the at least one first, second and/or further detection sensor of the testing device on the basis of the previous detection of another component.
  • the detection by the detection sensors can be focused not only in relation to an individual component, but also across components. For example, a focus when detecting a joint connection of a subsequent component by the second detection sensor is aligned and/or adjusted locally, temporally and/or in relation to the degree of testing in relation to the detected and evaluated data of a joint connection of a preceding component by the second detection sensor.
  • a second detection sensor is preferably focused on a point of the joint of a subsequent component at which the second detection sensor has detected a possible abnormality in a joint of a preceding component.
  • a testing method designed in this way is particularly advantageous since the detection and evaluation of the joints is designed to be particularly efficient, cost-effective and time-saving, and the data from the detection and evaluation can advantageously be reduced.
  • test method also includes:
  • a joint classified as conspicuous is always tested by a further detection sensor until the last detection sensor of the test device has been reached.
  • a component with a joint that one of the detection sensors classifies as unremarkable is no longer checked any further.
  • the component with a joint connection classified as inconspicuous by one of the detection sensors skips further detection by subsequent detection sensors.
  • a test method configured in this way is particularly advantageous since an unnecessary delay in the test method is advantageously avoided and/or reduced.
  • test method also includes at least one of the following method steps:
  • test method it corresponds to an advantageous embodiment of the test method if joints classified as inconspicuous and/or the corresponding components are separated and thus avoid further testing, for example by means of a bypass.
  • components whose joints were classified as conspicuous by the last detection sensor of the test method are excluded.
  • an exclusion of a component is preferably to be understood as a separation of the component from further processing steps.
  • An excluded component is fed, for example, to a rework, recycling and/or scrap device.
  • the present invention shows a test device.
  • the test device has at least one first detection sensor, at least one second detection sensor and an evaluation unit, the test device being designed to carry out the test method according to the first aspect.
  • a test device preferably has three to ten, in particular 4 to 6, detection sensors.
  • a test device configured in this way is particularly advantageous because it makes it possible to check the process quality of a joint on a component, in particular a bipolar plate for a fuel cell, in a particularly simple manner, with the test device having a small time delay through the test, detection and/or evaluation in a particularly simple manner allows.
  • test method according to the invention and a test device according to the invention are explained in more detail below with reference to drawings.
  • FIG. 1 shows a two-dimensional view of a testing device with a first detection sensor, a second detection sensor, a third detection sensor and an evaluation unit
  • FIG. 2 shows a two-dimensional view of a further test device with a first detection sensor, a second detection sensor, a third detection sensor and an evaluation unit, and
  • FIG. 3 shows a test method according to the invention in a flow chart.
  • FIGS. 1 shows a two-dimensional view of a test device 100 with a first detection sensor 102, a second detection sensor 104, a third detection sensor 106 and an evaluation unit 110.
  • 1 shows the passage of a component 10 with a joint 12 through a test sequence of the test device 100 by way of example.
  • the first detection sensor 102 is designed to detect 202 the joint connection 12 of the component 10 .
  • the recorded data of the joint connection 12 of the component 10 are evaluated 204 by an evaluation unit 110, the evaluation unit 110 classifying the joint connection 12 as inconspicuous, among other things, or as conspicuous a_1. In the present case, the joint 12 was classified as conspicuous a_l.
  • the joint 12 classified as conspicuous a_l is again detected 206 by a second detection sensor 104 of the testing device 100 , the second detection sensor 104 having a higher test level than the first detection sensor 102 .
  • An evaluation 208 of the newly detected joint connection 12 is carried out by the evaluation unit 110 , with the joint connection 12 being classified by the evaluation unit 110 as unremarkable, etc., or as again conspicuous a_2.
  • the joint 12 is again classified as conspicuous a_2.
  • the joint 12 classified as conspicuous again a_2 is again detected 206 by a third detection sensor 106 of the testing device 100 , the third detection sensor 106 having a higher test level than the first detection sensor 102 and the second detection sensor 104 .
  • An evaluation 208 of the newly detected joint connection 12 is carried out by the evaluation unit 110 , with the joint connection 12 being classified by the evaluation unit 110 as unremarkable, inter alia, or as again conspicuous a_3.
  • the joint connection 12 is classified as inconspicuous, among other things.
  • the component 10 with the joint connection 12 classified as inconspicuous, among other things is released for further processing and/or use.
  • FIG. 2 A two-dimensional view of another test device 100 with a first detection sensor 102, a second detection sensor 104, a third detection sensor 106 and an evaluation unit 110 is shown in FIG. Contrary to and beyond the statements on the testing device in FIG. 1, the exemplary test run of a component 10 in FIG. 2 describes an exclusion 212 of the component 10 with a through the third and last Detection sensor 106 of the testing device 100 as conspicuous a_3 classified joint 12.
  • a test method 200 according to the invention is shown in a flowchart in FIG. 3 .
  • the testing method 200 includes a detection 202 of the joint 12 (not shown) of the component 10 (not shown) by at least one first detection sensor 102 (not shown) of the testing device 100 (not shown).
  • the test method 200 includes an evaluation 204 of the detected joint 12 (not shown) by an evaluation unit 110 (not shown) of the test device 100 (not shown), with the joint 12 (not shown) being classified as inconspicuous, among other things (not shown) or is classified as conspicuous a_l (not shown) by the evaluation unit 110 (not shown).
  • the testing method 200 comprises a detection 206 of the joint connection 12 (not shown) classified as conspicuous a_l (not shown) by at least one second detection sensor 104 (not shown) of the testing device 100 (not shown), the second detection sensor 104 ( not shown) has a higher degree of verification than the first detection sensor 102 (not shown).
  • the test method 200 includes an evaluation 208 of the newly detected joint 12 (not shown) by the evaluation unit 110 (not shown), with the joint 12 (not shown) being classified as inconspicuous ua (not shown) or as again conspicuous a_2 ( not shown) is classified by the evaluation unit 110 (not shown).
  • test method 200 includes skipping 208 detection 206 of joint 12 (not shown) classified by first detection sensor 102 (not shown) as inconspicuous, among other things (not shown) by the at least one second detection sensor 104 (not shown) and /or third through nth detection sensors 106 (not shown).
  • the test method 200 comprises a separation 210 of the components 10 (not shown) with joints 12 (not shown) classified as inconspicuous, among other things (not shown), from the components 10 (not shown) with a_l to a_n (not shown) as conspicuous ) Classified joints 12 (not shown).
  • the test method 200 includes an exclusion 212 of the component 10 (not shown) with a second, third or nth in particular the last detection sensor 104, 106 (not shown) classified as conspicuous a_2 to a_n (not shown) joint 12 (not shown).

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Prüfverfahren (200) zur Prozessqualitätsüberprüfung von einer Fügeverbindung, insbesondere einer Schweißverbindung (12), an einem Bauteil (10) durch eine Prüfvorrichtung (100), das Verfahren (200) umfassend die folgenden Verfahrensschritte: a) Erfassung (202) der Fügeverbindung (12) des Bauteils (10) durch wenigstens einen ersten Erfassungssensor (102) der Prüfvorrichtung (100), b) Auswertung (204) der erfassten Fügeverbindung (12) durch eine Auswerteeinheit (110) der Prüfvorrichtung (100), wobei die Fügeverbindung (12) als unauffällig (ua) oder als auffällig (a_1) durch die Auswerteeinheit (110) eingestuft wird, c) Erfassung (206) der als auffällig (a_1) eingestuften Fügeverbindung (12) durch wenigstens einen zweiten Erfassungssensor (104) der Prüfvorrichtung (100), wobei der zweite Erfassungssensor (104) einen höheren Prüfungsgrad als der erste Erfassungssensor (102) aufweist, d) Auswertung (208) der erneut erfassten Fügeverbindung (12) durch die Auswerteeinheit (110), wobei die Fügeverbindung (12) als unauffällig (ua) oder als erneut auffällig (a_2) durch die Auswerteeinheit (110) eingestuft wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Prüfvorrichtung (100) zur Ausführung des Prüfverfahrens (200).

Description

Beschreibung
Titel
Prüfverfahren zur Prozessqualitätsüberprüfung und Prüfvorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Prüfverfahren zur Prozessqualitätsüberprüfung am Beispiel einer Fügeverbindung, insbesondere einer Schweißverbindung an einem Bauteil, insbesondere einer Bipolarplatte einer Brennstoffzelle, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Ferner betrifft die Erfindung eine Prüfvorrichtung zur Ausführung des Prüfverfahrens.
Stand der Technik
Die Prozessüberwachung spielt bei heutigen Fertigungsprozessen eine immer größere Rolle. Insbesondere weil die Qualitätsziele immer höher werden und aufwändige manuelle Prüfungen reduziert werden sollen oder in vielen Fällen eine manuelle Prüfung, wie beispielsweise eine Sichtprüfung, zu fehleranfällig ist oder relevante, qualitätsbestimmende Fehler nicht eindeutig detektiert werden können.
Das führt heute vielfach dazu, dass bei einer Großserienfertigung die Investitionen und Aufwendungen für die Erzeugnisprüfung sehr hoch sind. Vielfach ist die Prüfdauer größer als die Herstellungsdauer, sodass zur Einhaltung der Taktzeit mehrere Prüfanlagen parallel betrieben werden müssen. Weiterhin müssen zur Sicherstellung der Qualität alle gefertigten Bauteile 100%- geprüft werden, da heute verfügbare Prozesssicherungssysteme an den Einzelprozessstationen keine ausreichend hohe Zuverlässigkeit, insbesondere in Bezug auf „Schlupf“ aufweisen, die es erlauben würden, die 100%-Prüfung des Erzeugnisses entfallen zu lassen.
Als Beispiel soll im Folgenden ein Laserschweißprozess exemplarisch für die Erfindung betrachtet werden, wie er beispielsweise bei der Herstellung einer Bipolarplatte einer Brennstoffzelle zum Einsatz kommt. Dabei ist charakterisierend, dass die Fertigungszeit, im Sinne der Taktzeit oder Prozesszeit des Laserschweißprozesses, im Bereich weniger Sekunden liegt. Die Prozessgeschwindigkeiten sind somit sehr hoch. Bei der Bipolarplatte werden dabei beispielsweise 1 m Schweißnaht in unter 1 s hergestellt.
Vorschubgeschwindigkeiten im Bereich bis mehrere m/s sind hier keine Seltenheit.
Dies hat zur Folge, dass nur Sensoren zur Prozessüberwachung des Laserprozesses eingesetzt werden können, welche eine ausreichend hohe zeitliche Signalauflösung und/oder Abtastrate ermöglichen, in sehr kurzer Zeit ausgelesen und ausgewertet werden können und somit entsprechende Datenverarbeitung und Datenraten ermöglichen und ferner Algorithmen zur Signalauswertung eingesetzt werden können, die in sehr kurzer Zeit die Daten auswerten und eine Qualitätsaussage treffen können.
Heute üblich werden die Sensordaten, die in den Prozessen erfasst werden sowie die Daten die beispielsweise über eine Sichtprüfung erhoben werden, durch einfache statistische Methoden bewertet. Beispielsweise werden Hüllkurven bei Signalverläufen von einfachen Sensoren, Referenz- Datensätze oder im einfachsten Fall ein Fehlerkatalog an gut-schlecht genutzt.
Abhängig vom Sensor, kann das Auslesen einer kompletten Fügeverbindung, insbesondere einer Schweißsequenz, mehrere Minuten betragen und ist damit beispielsweise in der zuvor angenommenen Taktzeit nicht realisierbar. Dazu kommen noch aufwändige Bildverarbeitungsalgorithmen zur Auswertung beispielsweise der Highspeed- Video- Filme, was ebenfalls im Bereich von mehreren Minuten Auswertezeit liegt.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung zeigt ein Prüfverfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie eine Prüfvorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 10. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Prüfverfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.
Gemäß einem ersten Aspekt zeigt die vorliegende Erfindung ein Prüfverfahren zur Prozessqualitätsüberprüfung von einer Fügeverbindung, insbesondere einer Schweißverbindung an einem Bauteil durch eine Prüfvorrichtung. Das Verfahren umfasst die folgenden Verfahrensschritte: a) Erfassung der Fügeverbindungen des Bauteils durch wenigstens einen ersten Erfassungssensor der Prüfvorrichtung, b) Auswertung der erfassten Fügeverbindungen durch eine Auswerteeinheit der Prüfvorrichtung, wobei die Fügeverbindungen als unauffällig oder als auffällig durch die Auswerteeinheit eingestuft wird, c) Erfassung der als auffällig eingestuften Fügeverbindungen durch wenigstens einen zweiten Erfassungssensor der Prüfvorrichtung, wobei der zweite Erfassungssensor einen höheren Prüfungsgrad als der erste Erfassungssensor aufweist, d) Auswertung der erneut erfassten Fügeverbindungen durch die Auswerteeinheit, wobei die Fügeverbindungen als unauffällig oder als erneut auffällig durch die Auswerteeinheit eingestuft wird.
Erfindungsgemäß wird ein Vorgehen vorgeschlagen, bei dem Sensordaten derart von wenigstens zwei Erfassungssensoren erfasst werden, dass auch Datenquellen ausgewertet werden können, die sonst aufgrund der Datenrate und/oder Auswertegeschwindigkeit nicht für eine 100%- In-Line-Überwachung eingesetzt werden konnten. Damit wird es möglich auch Datenquellen mit sehr hoher Informationsdichte, wie beispielsweise Highspeed-Kamera-Daten, für die In-Line-Prozessüberwachung zu nutzen. Eine Übertragung der prinzipiellen Idee der Sensorkaskade auf andere Bauteile, Anforderungen, Prozesse, Sensorsignale, Testanforderungen ist im Rahmen der Erfindung gewollt und möglich. Das vorgeschlagene Prüfverfahren ist somit für andere Fertigungsprozesse einsetzbar. Insbesondere dort wo der Prüfaufwand, die Prüfzeit und/oder die Kosten deutlich höher ist als die Herstellzeit und/oder - kosten. Beispielhaft ist das Prüfverfahren für Klebverbindungen und/oder Beschichtungsverfahren anwendbar.
Generell ist es bei Erfassungssensoren so, dass eine steigende Sensorqualität, im Sinne von Details, Aussagekraft, Genauigkeit, Auflösung, durch sinkende, realisierbare Geschwindigkeit erkauft wird.
Bevorzugt wird deshalb in der ersten Stufe der Kaskade, also als erster Erfassungssensor, ein oder mehrere schnelle Sensoren mit hoher zeitlicher Auflösung, aber damit mit reduzierter Genauigkeit oder Detektions- Zuverlässigkeit eingesetzt. Im Beispiel kann dazu eine oder mehrere schnelle Fotodioden eingesetzt werden, die den Laserprozess mit mehreren 100 kHz beobachten. Jedoch sind die Unregelmäßigkeiten im Signal oder den Signalen nicht immer eindeutig einem Fehlerbild zuordenbar und nicht jede Auffälligkeit führt zu einem fehlerbehafteten Teil. Im Signal stecken sozusagen nicht alle relevanten Informationen und/oder werden durch nicht relevante Informationen verfälscht und/oder überlagert. Das ist der Grund, weshalb diese Signale in der Praxis bei den Systemen, die ausschließlich solche Sensoren einsetzen, dann entweder zu hohe Pseudofehlerraten oder zu hohen Schlupf aufweisen, was beides für eine Serienfertigung nicht optimal ist und dann trotzdem noch weitere Prüfschritte notwendig werden oder nicht ersetzt werden können.
Diese Sensorsignale der schnellen Sensoren der ersten Stufe der Kaskade, also des ersten Erfassungssensors werden bevorzugt zu 100 % ausgewertet. Ferner werden die Daten des ersten Erfassungssensors bevorzugt über einen Algorithmus ausgewertet und es werden Signalbereiche identifiziert, sogenannte Events, bei denen die Wahrscheinlichkeit für einen relevanten Fehler am Bauteil hoch ist. Dazu kann beispielsweise auch ein fusioniertes Signal berechnet werden, in dem mehrere Einzelsignale zusammengefasst ausgewertet werden. In den nächsten Schritten der Kaskade werden dann bevorzugt nur die Datenbereiche analysiert, welche von der vorhergehenden Stufe als relevant und/oder auffällig eingestuft wurden. Da typischerweise in einer stabilen Serie nur sehr wenige fehlerbehaftete Teile gefertigt werden, müssen nur sehr wenige Bereiche der Signale, im Sinne der zuvor beschriebenen Events, detaillierter betrachtet werden. Damit steht in diesen Bereichen eine deutlich höhere verarbeitbare Datenrate zur Verfügung. Bevorzugt werden auch in dieser Stufe der Kaskade aus den vorhandenen Daten Bereiche identifiziert, in denen die Sensordaten eines nächsten Sensors in der Kaskade ausgewertet werden.
Bevorzugt werden in der Anlernphase des Prüfverfahrens, beispielsweise beim Serienanlauf, in der noch sehr viele Bauteile geprüft werden können, fehlerhafte Teile identifiziert, die jedoch vom Prüfverfahren nicht entdeckt wurden. Ferner kann die Auswertung und/oder der Algorithmus für die Auswertung trainiert werden, wenn Teile als fehlerfrei/unauffällig bewertet werden, die vom Prüfverfahren als fehlerhaft/auffällig identifiziert wurden, jedoch fehlerfrei/unauffällig waren. Die Kaskade, die Erfassungssensoren und/oder die Auswerteeinheit können von der Endprüfung zurück durchgegangen und die einzelnen Auswerte-Verfahrensschritte der Kaskaden trainiert werden und/oder sich über einen entsprechenden Algorithmus selbst trainieren. Damit lernt das Prüfverfahren und/oder die Prüfvorrichtung ständig hinzu und optimiert sich, insbesondere bezüglich der Auswahl der Events für die nächste Kaskade.
Werden nach der Anlernphase nur noch relevante/auffällige Bereiche identifiziert, die genauer betrachtet werden müssen, so wird in diesem Beispiel nur noch die kurze Bildfolge eines hochauflösenden Highspeed-Videos ausgewertet. Da dabei nur noch wenige Bilder, die zwar vorzugsweise mit mehreren 10 kHz und hoher räumlicher Auflösung aufgenommen wurden, aus der Kamera ausgelesen und ausgewertet werden, erzielt man damit eine hohe Signalgüte und/oder einen hohen Prüfungsgrad im relevanten/auffälligen Bereich.
Ohne den kaskadierten Ansatz müsste der gesamte Highspeed- Video- Film, insbesondere mehrere tausend Bilder mit hoher Auflösung, übertragen und ausgewertet werden, was typischerweise sehr lange dauert, insbesondere einige Größenordnungen länger als die Prozesszeit des Fügens und/oder Schweißens des Bauteils, und damit für eine In-Line-Prozessüberwachung ausscheidet. Vorzugsweise kann durch gezielte Anordnung der Sensoren entlang einer Fertigungskette bei selten auftretenden fehlerbehafteten Teilen die Kaskade auch über Puffer oder durch Verlagerung von Sensoren in Folgestationen eine Optimierung erfolgen.
Beispielsweise kann bei einer Fügeverbindung, insbesondere einer Schweißung, bei der als eines der letzten Schritte der Kaskade ein Foto des relevanten Nahtbereiches aufgenommen werden soll, die Bildaufnahme auch in einer der Folgestationen erfolgen. Die Auswertung sollte bei einer Annahme einer stabilen Serie mit geringem Anteil an fehlerbehafteten Teilen nicht bei jedem der Bauteile erfolgen. Zur Analyse der Daten und Definition des relevanten/auffälligen Nahtbereichs beispielsweise einer Fotoaufnahme steht somit mehr Zeit zur Verfügung als die reine Taktzeit.
Besonders vorteilhaft ist bei der Erfindung, dass durch die Sensorkaskade und das vorzugsweise selbstlernende Prüfverfahren und/oder Prüfvorrichtung mit der Feedback-Schleife über die Prüfung der Komponente eine Auswahl getroffen werden kann, welche Teile mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit fehlerfrei sind oder welche Teile einer Prüfung unterzogen werden müssen. Damit werden nicht alle gefertigten Bauteile zu 100 %-geprüft, sondern ein größerer Anteil an Bauteilen geht in einem Bypass an der 100 %-Prüfung vorbei. Damit reduziert sich der Prüfaufwand erheblich und gleichzeitig stehen reale Prüfdaten von guten und schlechten Teilen (auch „Ground Truth“ genannt) zur Verfügung, die zum Training in der laufenden Produktion genutzt werden können. Damit optimiert sich das Prüfverfahren und/oder die Prüfvorrichtung vorzugsweise ständig selbst und verbessert die Detektionsrate weiter derart, dass nach und nach immer mehr Bauteile über den Bypass gehen können und beim Ramp-up keine weiteren Prüfstationen mehr gebaut werden müssen.
Als Bauteile und somit vorteilhafte Einsatzgebiete sind im Rahmen der Erfindung bevorzugt, jedoch nicht einschränkend, Bipolarplatten für Brennstoffzellen, Steckwicklungen für Elektromotoren, Inverter und/oder Batterien, insbesondere 48 V Batterien, zu verstehen. Die Verfahrensschritte a) bis d) werden bevorzugt in der aufgeführten Reihenfolge für ein jeweiliges Bauteil ausgeführt. Insbesondere in einer In-Line- Produktion werden die einzelnen Verfahrensschritte für nachfolgende Bauteile parallel und/oder nacheinander ausgeführt. Einzelne Verfahrensschritte oder Gruppen von Verfahrensschritten können wiederholt ausgeführt werden.
Die Einstufung und/oder Auswertung einer Fügeverbindung, insbesondere der Schweißverbindung erfolgt für die vollständige Fügeverbindung oder für ein Segment der Fügeverbindung. Die Einstufung einer Fügeverbindung als auffällig oder unauffällig erfolgt beispielsweise als Abgleich zwischen einem erfassten Ist- Wert durch einen der Erfassungssensoren und einem Soll-Wert, insbesondere einem gespeicherten und/oder vorgegebenen Soll-Wert, durch die Auswerteeinheit. Alternativ oder zusätzlich kann die Auswerteeinheit die Einstufung der Fügeverbindung mittels Anomalie-Erkennung oder Peak Detektion ermöglichen.
Ein höherer Prüfungsgrad ist im Rahmen der Erfindung als eine Steigerung beispielsweise von den erfassten Details, Aussagekraft, Genauigkeit, Auflösung und/oder weiteren Prüfungsgrad-Variablen zu verstehen.
Ein derart ausgestaltetes Prüfverfahren ist besonders vorteilhaft, da eine Überprüfung einer Prozessqualität von einer Fügeverbindung an einem Bauteil besonders einfach ermöglicht wird, wobei das Prüfverfahren eine geringe zeitliche Verzögerung durch die Prüfung, Erfassung und/oder Auswertung besonders einfach ermöglicht.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Prüfverfahren vorgesehen sein, dass die Verfahrensschritte c) und d) wiederholt ausgeführt werden, wobei eine jeweils als erneut auffällig eingestufte Fügeverbindung anstelle des zweiten Erfassungssensors durch wenigstens einen dritten bis n-ten Erfassungssensor der Prüfvorrichtung erfasst wird, wobei der dritte bis n-te Erfassungssensor einen höheren Prüfungsgrad als der jeweils vorherige Erfassungssensor aufweist. Anschaulich beschrieben wird gemäß der Weiterentwicklung des Prüfverfahrens eine als auffällig eingestufte Fügeverbindung stets von einem weiteren Erfassungssensor geprüft, bis der letzte Erfassungssensor der Prüfvorrichtung erreicht worden ist. Bevorzugt wird ein Bauteil mit einer von einem der Erfassungssensoren als unauffällig eingestuften Fügeverbindung nicht mehr weitergeprüft. Insbesondere überspringt das Bauteil mit einer von einem der Erfassungssensoren als unauffällig eingestuften Fügeverbindung die weitere Erfassung durch nachfolgende Erfassungssensoren. Die Auswertung der erfassten Daten durch die Erfassungssensoren kann durch eine gemeinsame Auswerteeinheit erfolgen oder durch eine Vielzahl von Auswerteeinheiten. Bevorzugt weist das erfindungsgemäße Prüfverfahren und die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung drei bis zehn, insbesondere 4 bis 6, Erfassungssensoren und entsprechende Erfassungs-Verfahrensschritte auf. Ein jeweils nachfolgender Erfassungssensor weist gegenüber einem vorhergehenden Erfassungssensor einen erhöhten Prüfungsgrad auf. Der letzte, n-te Erfassungssensor stellt somit den Erfassungssensor mit dem höchsten Prüfungsgrad dar. Ein derart ausgestaltetes Prüfverfahren ist besonders vorteilhaft, da eine Überprüfung einer Prozessqualität von einer Fügeverbindung an einem Bauteil besonders einfach ermöglicht wird, wobei das Prüfverfahren eine geringe zeitliche Verzögerung durch die Prüfung, Erfassung und/oder Auswertung besonders einfach ermöglicht.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Prüfverfahren vorgesehen sein, dass die Erfassung der Fügeverbindung durch den wenigstens einen ersten, zweiten, dritten und/oder n-ten Erfassungssensor der Prüfvorrichtung örtlich und/oder zeitlich nacheinander ausgeführt wird. Bevorzugt findet die Erfassung der Fügeverbindung örtlich und/oder zeitlich nacheinander statt. Insbesondere in einer In-Line-Produktion durchlaufen die Bauteile, deren Fügeverbindung zu erfassen und auszuwerten sind, nacheinander die einzelnen Verfahrensschritte, wobei die unterschiedlichen Verfahrensschritte für unterschiedliche Bauteile bevorzugt zeitlich und/oder örtlich parallel ausgeführt werden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Prüfverfahren vorgesehen sein, dass die Erfassung des als auffällig eingestuften Bauteils durch den wenigstens einen zweiten Erfassungssensor, den wenigstens einen dritten und/oder n-ten Erfassungssensor auf Grundlage der Erfassung des Bauteils durch einen der vorherigen Erfassungssensoren erfolgt. Beispielsweise wird ein Fokus der Erfassung des zweiten Erfassungssensors örtlich, zeitlich und/oder in Bezug auf den Prüfungsgrad in Relation zu den erfassten und ausgewerteten Daten des ersten Erfassungssensors ausgeführt. Anschaulich beschrieben wird ein zweiter Erfassungssensor bevorzugt auf eine Stelle der Fügeverbindung fokussiert, an der der erste Erfassungssensor eine mögliche Auffälligkeit erfasst hat. Ein derart ausgestaltetes Prüfverfahren ist besonders vorteilhaft, da eine Erfassung und Auswertung der Fügeverbindungen besonders effizient, kosten- und zeitsparend ausgestaltet ist und die Daten der Erfassung und Auswertung vorteilhaft reduziert werden können.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Prüfverfahren vorgesehen sein, dass der wenigstens eine erste Erfassungssensor das Bauteil mit zeitlich höherer Auflösung, mit einer geringeren Datenrate und/oder mit einer schnelleren Auswertezeit als der wenigstens eine zweite, dritte und/oder n-te Erfassungssensor erfasst. Die Aufnahmeraten des ersten Erfassungssensors sind bevorzugt am höchsten und sind beispielsweise im Bereich von mehreren 10 kHz, insbesondere über 100 kHz, um eine schnelle Erfassung zu ermöglichen und den Herstellungsprozess der Bauteile nicht oder nur gering zu verzögern. Die nachfolgenden Erfassungssensoren weisen eine zunehmend geringere zeitliche Auflösung auf, insbesondere wobei dadurch eine erhöhte Genauigkeit und/oder Detektions- Zuverlässigkeit erreicht wird. Ein derart ausgestaltetes Prüfverfahren ermöglicht eine möglichst schnelle und jeweils ausreichend genaue Erfassung der Fügeverbindungen, insbesondere bei einer 100 % Prüfung der Fügeverbindungen der Bauteile.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Prüfverfahren vorgesehen sein, dass der wenigstens eine erste, zweite, dritte und/oder n-te Erfassungssensor als optischer Erfassungssensor, insbesondere als Fotodiode, und/oder als Thermiksensor ausgestaltet ist. Bevorzugt sind zumindest die nachfolgenden Erfassungssensoren zur Aufnahme von hochauflösenden Highspeed-Videos und/oder Wärmebildaufnahmen ausgestaltet. Die Ausgestaltung der Erfassungssensoren als optische Erfassungssensoren, insbesondere als Fotodioden, ermöglicht vorteilhaft eine Anpassung des Prüfungsgrads für die einzelnen Erfassungssensoren. Bevorzugt ist der wenigstens eine erste, zweite, dritte und/oder n-te Erfassungssensor als optischer Erfassungssensor und als Thermiksensor ausgestaltet. Ein derart ausgestaltetes Verfahren ist besonders vorteilhaft, da eine Erfassung der Fügeverbindung besonders kostensparend und mit einfachen Mitteln ermöglicht wird.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Prüfverfahren vorgesehen sein, dass die Erfassung des Bauteils durch den wenigstens einen ersten, zweiten und/oder weiteren Erfassungssensor der Prüfvorrichtung auf Grundlage der zeitlich vorherigen Erfassung eines anderen Bauteils ausgeführt wird. Ergänzend oder alternativ zu einem vorherigen Abschnitt kann nicht nur in Bezug auf ein einzelnes Bauteil, sondern auch bauteil-übergreifend eine Fokussierung der Erfassung durch die Erfassungssensoren erfolgen. Beispielsweise wird ein Fokus bei der Erfassung einer Fügeverbindung eines nachfolgenden Bauteils durch den zweiten Erfassungssensor örtlich, zeitlich und/oder in Bezug auf den Prüfungsgrad in Relation zu den erfassten und ausgewerteten Daten einer Fügeverbindung eines vorhergehenden Bauteils durch den zweiten Erfassungssensor ausgerichtet und/oder angepasst. Anschaulich beschrieben wird ein zweiter Erfassungssensor bevorzugt auf eine Stelle der Fügeverbindung eines nachfolgenden Bauteils fokussiert, an der der zweite Erfassungssensor eine mögliche Auffälligkeit bei einer Fügeverbindung eines vorhergehenden Bauteils erfasst hat. Ein derart ausgestaltetes Prüfverfahren ist besonders vorteilhaft, da eine Erfassung und Auswertung der Fügeverbindungen besonders effizient, kosten- und zeitsparen ausgestaltet ist und die Daten der Erfassung und Auswertung vorteilhaft reduziert werden können.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Prüfverfahren vorgesehen sein, dass das Prüfverfahren ferner umfasst:
Überspringen der Erfassung der durch den ersten Erfassungssensor als unauffällig eingestuften Fügeverbindung durch den wenigstens einen zweiten Erfassungssensor und/oder dritten bis n-ten Erfassungssensor. Anschaulich beschrieben wird gemäß der Weiterentwicklung des Prüfverfahrens eine als auffällig eingestufte Fügeverbindung stets von einem weiteren Erfassungssensor geprüft, bis der letzte Erfassungssensor der Prüfvorrichtung erreicht worden ist. Ein Bauteil mit einer von einem der Erfassungssensoren als unauffällig eingestuften Fügeverbindung wird jedoch nicht mehr weitergeprüft. Das Bauteil mit einer von einem der Erfassungssensoren als unauffällig eingestuften Fügeverbindung überspringt die weitere Erfassung durch nachfolgende Erfassungssensoren. Vorzugsweise werden somit lediglich die notwendigen Erfassungen der Fügeverbindungen durchgeführt, bis eine Fügeverbindung als unauffällig eingestuft wird. Ein derart ausgestaltetes Prüfverfahren ist besonders vorteilhaft, da eine unnötige Verzögerung des Prüfverfahrens vorteilhaft vermieden und/oder reduziert wird.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Prüfverfahren vorgesehen sein, dass das Prüfverfahren ferner wenigstens einen der folgenden Verfahrensschritte umfasst:
Separation der Bauteile mit als unauffällig eingestuften Fügeverbindungen von den Bauteilen mit als auffällig eingestuften Fügeverbindungen, Ausschluss des Bauteils mit einer durch den zweiten, dritten oder n-ten, insbesondere letzten, Erfassungssensor als auffällig eingestuften Fügeverbindung.
Es entspricht einer vorteilhaften Ausgestaltung des Prüfverfahrens, wenn als unauffällig eingestufte Fügeverbindungen und/oder die entsprechenden Bauteile separiert werden und somit eine weitere Prüfung beispielsweise mittels eines Bypasses umgehen. Alternativ oder zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn Bauteile deren Fügeverbindungen vom letzten Erfassungssensor des Prüfverfahrens als auffällig eingestuft worden sind, ausgeschlossen werden. Ein Ausschluss eines Bauteils ist im Rahmen der Erfindung bevorzugt als eine Trennung des Bauteils von weiteren Verarbeitungsschritten zu verstehen. Ein ausgeschlossenes Bauteil wird beispielsweise einer Nacharbeit-, einer Verwertungs- und/oder einer Ausschussvorrichtung zugeführt. Ferner zeigt die vorliegende Erfindung eine Prüfvorrichtung. Die Prüfvorrichtung weist wenigstens einen ersten Erfassungssensor, wenigstens einen zweiten Erfassungssensor und eine Auswerteeinheit auf, wobei die Prüfvorrichtung zur Ausführung des Prüfverfahrens gemäß dem ersten Aspekt ausgestaltet ist.
Bei der beschriebenen Prüfvorrichtung ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu dem Prüfverfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind.
Eine erfindungsgemäße Prüfvorrichtung weist bevorzugt drei bis zehn, insbesondere 4 bis 6, Erfassungssensoren auf.
Eine derart ausgestaltetes Prüfvorrichtung ist besonders vorteilhaft, da eine Überprüfung einer Prozessqualität von einer Fügeverbindung an einem Bauteil, insbesondere einer Bipolarplatte für eine Brennstoffzelle, besonders einfach ermöglicht wird, wobei die Prüfvorrichtung eine geringe zeitliche Verzögerung durch die Prüfung, Erfassung und/oder Auswertung besonders einfach ermöglicht.
Ein erfindungsgemäßes Prüfverfahren sowie eine erfindungsgemäße Prüfvorrichtung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen jeweils schematisch:
Figur 1 in einer zweidimensionalen Ansicht eine Prüfvorrichtung mit einem ersten Erfassungssensor, einem zweiten Erfassungssensor, einem dritten Erfassungssensor und einer Auswerteeinheit,
Figur 2 in einer zweidimensionalen Ansicht eine weitere Prüfvorrichtung mit einem ersten Erfassungssensor, einem zweiten Erfassungssensor, einem dritten Erfassungssensor und einer Auswerteeinheit, und
Figur 3 in einem Flussdiagramm ein erfindungsgemäßes Prüfverfahren.
Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den Fig. 1 bis 3 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen. In Fig. 1 ist in einer zweidimensionalen Ansicht eine Prüfvorrichtung 100 mit einem ersten Erfassungssensor 102, einem zweiten Erfassungssensor 104, einem dritten Erfassungssensor 106 und einer Auswerteeinheit 110 gezeigt. In Fig. 1 ist beispielhaft der Durchlauf eines Bauteils 10 mit einer Fügeverbindungen 12 durch eine Prüfsequenz der Prüfvorrichtung 100 dargestellt. Der erste Erfassungssensor 102 ist zur Erfassung 202 der Fügeverbindung 12 des Bauteils 10 ausgestaltet. Die erfassten Daten der Fügeverbindung 12 des Bauteils 10 werden von einer Auswerteeinheit 110 ausgewertet 204, wobei die Auswerteeinheit 110 die Fügeverbindung 12 als unauffällig ua oder als auffällig a_l einstuft. Vorliegend wurde die Fügeverbindung 12 als auffällig a_l eingestuft. Die als auffällig a_l eingestufte Fügeverbindung 12 wird durch einen zweiten Erfassungssensor 104 der Prüfvorrichtung 100 erneut erfasst 206, wobei der zweite Erfassungssensor 104 einen höheren Prüfungsgrad als der erste Erfassungssensor 102 aufweist. Es erfolgt eine Auswertung 208 der erneut erfassten Fügeverbindung 12 durch die Auswerteeinheit 110, wobei die Fügeverbindung 12 als unauffällig ua oder als erneut auffällig a_2 durch die Auswerteeinheit 110 eingestuft wird. Vorliegend wird die Fügeverbindung 12 als erneut auffällig a_2 eingestuft. Die als erneut auffällig a_2 eingestufte Fügeverbindung 12 wird durch einen dritten Erfassungssensor 106 der Prüfvorrichtung 100 erneut erfasst 206, wobei der dritte Erfassungssensor 106 einen höheren Prüfungsgrad als der erste Erfassungssensor 102 und der zweite Erfassungssensor 104 aufweist. Es erfolgt eine Auswertung 208 der erneut erfassten Fügeverbindung 12 durch die Auswerteeinheit 110, wobei die Fügeverbindung 12 als unauffällig ua oder als erneut auffällig a_3 durch die Auswerteeinheit 110 eingestuft wird. Vorliegend wird die Fügeverbindung 12 als unauffällig ua eingestuft. Als Konsequenz wird das Bauteil 10 mit der als unauffällig ua eingestuften Fügeverbindung 12 somit für die weitere Verarbeitung und/oder Verwendung freigegeben.
In Fig. 2 ist in einer zweidimensionalen Ansicht eine weitere Prüfvorrichtung 100 mit einem ersten Erfassungssensor 102, einem zweiten Erfassungssensor 104, einem dritten Erfassungssensor 106 und einer Auswerteeinheit 110 gezeigt. Entgegen und über die Ausführungen zu der Prüfvorrichtung in Fig. 1 hinaus, beschreibt der beispielhafte Prüfdurchlauf eines Bauteils 10 in Fig. 2 einen Ausschluss 212 des Bauteils 10 mit einer durch den dritten und letzten Erfassungssensor 106 der Prüfvorrichtung 100 als auffällig a_3 eingestuften Fügeverbindung 12.
In Fig. 3 ist in einem Flussdiagramm ein erfindungsgemäßes Prüfverfahren 200 gezeigt. Das Prüfverfahren 200 umfasst in einem ersten Verfahrensschritt eine Erfassung 202 der Fügeverbindung 12 (nicht gezeigt) des Bauteils 10 (nicht gezeigt) durch wenigstens einen ersten Erfassungssensor 102 (nicht gezeigt) der Prüfvorrichtung 100 (nicht gezeigt). Das Prüfverfahren 200 umfasst in einem weiteren Verfahrensschritt eine Auswertung 204 der erfassten Fügeverbindung 12 (nicht gezeigt) durch eine Auswerteeinheit 110 (nicht gezeigt) der Prüfvorrichtung 100 (nicht gezeigt), wobei die Fügeverbindung 12 (nicht gezeigt) als unauffällig ua (nicht gezeigt) oder als auffällig a_l (nicht gezeigt) durch die Auswerteeinheit 110 (nicht gezeigt) eingestuft wird. Das Prüfverfahren 200 umfasst in einem weiteren Verfahrensschritt eine Erfassung 206 der als auffällig a_l (nicht gezeigt) eingestuften Fügeverbindung 12 (nicht gezeigt) durch wenigstens einen zweiten Erfassungssensor 104 (nicht gezeigt) der Prüfvorrichtung 100 (nicht gezeigt), wobei der zweite Erfassungssensor 104 (nicht gezeigt) einen höheren Prüfungsgrad als der erste Erfassungssensor 102 (nicht gezeigt) aufweist. Das Prüfverfahren 200 umfasst in einem weiteren Verfahrensschritt eine Auswertung 208 der erneut erfassten Fügeverbindung 12 (nicht gezeigt) durch die Auswerteeinheit 110 (nicht gezeigt), wobei die Fügeverbindung 12 (nicht gezeigt) als unauffällig ua (nicht gezeigt) oder als erneut auffällig a_2 (nicht gezeigt) durch die Auswerteeinheit 110 (nicht gezeigt) eingestuft wird. Das Prüfverfahren 200 umfasst in einem weiteren Verfahrensschritt ein Überspringen 208 der Erfassung 206 der durch den ersten Erfassungssensor 102 (nicht gezeigt) als unauffällig ua (nicht gezeigt) eingestuften Fügeverbindung 12 (nicht gezeigt) durch den wenigstens einen zweiten Erfassungssensor 104 (nicht gezeigt) und/oder dritten bis n-ten Erfassungssensor 106 (nicht gezeigt). Das Prüfverfahren 200 umfasst in einem weiteren Verfahrensschritt eine Separation 210 der Bauteile 10 (nicht gezeigt) mit als unauffällig ua (nicht gezeigt) eingestuften Fügeverbindungen 12 (nicht gezeigt) von den Bauteile 10 (nicht gezeigt) mit als auffällig a_l bis a_n (nicht gezeigt) eingestuften Fügeverbindungen 12 (nicht gezeigt). Das Prüfverfahren 200 umfasst in einem weiteren Verfahrensschritt einen Ausschluss 212 des Bauteils 10 (nicht gezeigt) mit einer durch den zweiten, dritten oder n-ten, insbesondere letzten, Erfassungssensor 104, 106 (nicht gezeigt) als auffällig a_2 bis a_n (nicht gezeigt) eingestuften Fügeverbindung 12 (nicht gezeigt).

Claims

Ansprüche
1. Prüfverfahren (200) zur Prozessqualitätsüberprüfung von einer
Fügeverbindung, insbesondere einer Schweißverbindung (12) an einem Bauteil (10) durch eine Prüfvorrichtung (100), das Verfahren (200) umfassend die folgenden Verfahrensschritte: a) Erfassung (202) der Fügeverbindung (12) des Bauteils (10) durch wenigstens einen ersten Erfassungssensor (102) der Prüfvorrichtung (100), b) Auswertung (204) der erfassten Fügeverbindung (12) durch eine Auswerteeinheit (110) der Prüfvorrichtung (100), wobei die Fügeverbindung (12) als unauffällig (ua) oder als auffällig (a_l) durch die Auswerteeinheit (110) eingestuft wird, c) Erfassung (206) der als auffällig (a_l) eingestuften Fügeverbindung (12) durch wenigstens einen zweiten Erfassungssensor (104) der Prüfvorrichtung (100), wobei der zweite Erfassungssensor (104) einen höheren Prüfungsgrad als der erste Erfassungssensor (102) aufweist, d) Auswertung (208) der erneut erfassten Fügeverbindung (12) durch die Auswerteeinheit (110), wobei die Fügeverbindung (12) als unauffällig (ua) oder als erneut auffällig (a_2) durch die Auswerteeinheit (110) eingestuft wird.
2. Prüfverfahren (200) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte c) und d) wiederholt ausgeführt werden, wobei eine jeweils als erneut auffällig (a_2 bis a_n) eingestufte Fügeverbindung (12) anstelle des zweiten Erfassungssensors (104) durch wenigstens einen dritten bis n-ten Erfassungssensor (106) der Prüfvorrichtung (100) erfasst wird, wobei der dritte bis n-te Erfassungssensor (106) einen höheren Prüfungsgrad als der jeweils vorherige Erfassungssensor (104, 106) aufweist. Prüfverfahren (200) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung (202, 206) der Fügeverbindung (12) durch den wenigstens einen ersten, zweiten, dritten und/oder n-ten Erfassungssensor (102, 104, 106) der Prüfvorrichtung (100) örtlich und/oder zeitlich nacheinander ausgeführt wird. Prüfverfahren (200) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung (206) des als auffällig (a) eingestuften Bauteils (10) durch den wenigstens einen zweiten Erfassungssensor (104), den wenigstens einen dritten und/oder n-ten Erfassungssensor (106) auf Grundlage der Erfassung (202, 206) des Bauteils (10) durch einen der vorherigen Erfassungssensoren (102, 104, 106) erfolgt. Prüfverfahren (200) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine erste Erfassungssensor (102) das Bauteil (10) mit zeitlich höherer Auflösung, mit einer geringeren Datenrate und/oder mit einer schnelleren Auswertezeit als der wenigstens eine zweite, dritte und/oder n-te Erfassungssensor (104, 106) erfasst. Prüfverfahren (200) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine erste, zweite, dritte und/oder n-te Erfassungssensor (102, 104, 106) als optischer Erfassungssensor, insbesondere als Fotodiode, und/oder als Thermiksensor ausgestaltet ist. Prüfverfahren (200) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung (202, 206) des Bauteils (10) durch den wenigstens einen ersten, zweiten und/oder weiteren Erfassungssensor (102, 104, 106) - 18 - der Prüfvorrichtung (100) auf Grundlage der zeitlich vorherigen Erfassung (202, 206) eines anderen Bauteils (10) ausgeführt wird. Prüfverfahren (200) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfverfahren (200) ferner umfasst:
- Überspringen (208) der Erfassung (206) der durch den ersten
Erfassungssensor (102) als unauffällig (ua) eingestuften Fügeverbindung (12) durch den wenigstens einen zweiten Erfassungssensor (104) und/oder dritten bis n-ten Erfassungssensor (106). Prüfverfahren (200) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfverfahren (200) ferner wenigstens einen der folgenden Verfahrensschritte umfasst:
- Separation (210) der Bauteile (10) mit als unauffällig (ua) eingestuften
Fügeverbindungen (12) von den Bauteilen (10) mit als auffällig (a_l bis a_n) eingestuften Fügeverbindungen (12),
- Ausschluss (212) des Bauteils (10) mit einer durch den zweiten, dritten oder n-ten, insbesondere letzten, Erfassungssensor (104, 106) als auffällig (a_2 bis a_n) eingestuften Fügeverbindungen (12). Prüfvorrichtung (100), aufweisend wenigstens einen ersten
Erfassungssensor (102), wenigstens einen zweiten Erfassungssensor (104) und eine Auswerteeinheit (110), dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfvorrichtung (100) zur Ausführung des Prüfverfahrens (200) nach einem der vorangegangenen Ansprüche ausgestaltet ist.
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